淺談焊接工藝研究

全慧

【摘 要】在社會生產(chǎn)、生活中，焊接工藝一直都發(fā)揮著重要的作用，對工業(yè)生產(chǎn)和能源的應(yīng)用以及日常生活都有重要影響。論文先結(jié)合一個具體案例對焊接工藝的步驟和要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，然后介紹幾種焊接效率較高的工藝，進(jìn)而為焊接工藝發(fā)展提供借鑒。

【Abstract】In the social production and life， welding technology is playing an important role， it has an important influence on the application of industrial production and energy and daily life. This paper combined with a case， welding process and key points are analyzed in detail， and high efficiency processes in welding are introduced， hoping to provide reference for the development of welding technology.

【關(guān)鍵詞】焊接工藝；復(fù)合雙弧焊；活性劑焊接

【Keywords】welding process； composite double arc welding； active agent welding

【中圖分類號】TG44 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0183-02

1 引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，國內(nèi)社會發(fā)生了天翻地覆的變化，各種先進(jìn)工藝的應(yīng)用不斷增加，社會生活也更加便利，人們生活水平有了很大的提高。雖然國內(nèi)的各種技術(shù)都在不斷發(fā)展，但是還有一些技術(shù)的發(fā)展沒有跟上時代的步伐，無法滿足人們和社會的需要。比如，焊接工藝，國內(nèi)的焊接工藝效率還比較低，高效焊接工藝的應(yīng)用范圍比較窄，這在某種程度上對國內(nèi)社會的發(fā)展有一定的限制作用，為了使這種現(xiàn)象得到有效改變，就需要強(qiáng)化對焊接工藝的探索和研究，提升焊接工藝的效率，進(jìn)而促使其為社會發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2 焊接工藝的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 準(zhǔn)備工作

以碳鋼為例，進(jìn)入施工現(xiàn)場的碳鋼材料需要保證質(zhì)量，要有相應(yīng)的證明書或者材質(zhì)報(bào)告，主要使用逆變焊機(jī)、預(yù)熱設(shè)備、除濕機(jī)、恒溫箱、測量儀等設(shè)備，需要對設(shè)備進(jìn)行檢查，確保設(shè)備性能的可靠。還需要配備保溫筒、磨光機(jī)和鑿子以及鋼絲刷等工具。對碳鋼進(jìn)行施焊時，要保證周圍環(huán)境不能對焊接所需溫度產(chǎn)生影響，不能影響焊接人員技能的操作，焊接電弧在一米范圍內(nèi)相對的濕度不能超過90%。如果碳鋼的表面潮濕，或者在刮風(fēng)、下雨或下雪期間，就需要采取措施，進(jìn)行預(yù)熱等，否則不能焊接。

2.2 碳鋼焊接技術(shù)要點(diǎn)

第一，坡口的加工。對坡口進(jìn)行加工時，可以使用機(jī)械化的方法，也可以使用等離子切割等方法。第二，組隊(duì)。碳鋼焊件在組隊(duì)之前，需要對坡口和內(nèi)外側(cè)的表面大于10毫米范圍的毛刺、鍍鋅層、油污、漆和銹等進(jìn)行清除，對接頭位置進(jìn)行組隊(duì)時，內(nèi)壁需要平齊，內(nèi)壁的錯邊量不能大于管壁厚度的十分之一，不能超過2毫米。第三，預(yù)熱。通常來說，碳鋼的壁厚超過26毫米時，預(yù)熱的溫度在100-200℃，如果使用塢極氬弧焊進(jìn)行打底，預(yù)熱的溫度可以按照上述下限的溫度減少50℃。第四，焊接，對于壁厚小于六毫米或者管徑小于60毫米的碳鋼接頭對接，使用塢極氬弧焊進(jìn)行焊接，對于壁厚大于六毫米或者管徑大于60毫米的碳鋼接頭對接使用塢極氬弧焊打底焊，手工電弧焊對焊接進(jìn)行覆蓋。

3 焊接工藝研究

3.1 TIME焊接工藝

這一焊接技術(shù)是在先前焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，利用保護(hù)的4種氣體內(nèi)，每種氣體都具有其獨(dú)特的功能和作用，TIME焊接工藝就是借助氦氣與氬氣這兩種比較特殊的氣體，再加上一些額外的二氧化碳和氧氣保護(hù)，進(jìn)而使焊接量得到有效提高，達(dá)到人們所需的高效焊接工藝的標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)而增加焊絲伸出的長度，并使焊絲的電阻得到增加。二氧化碳分解成一氧化碳與自由氧，可以使電弧得到冷卻，促進(jìn)弧壓的增加，氧氣的存在則有助于電弧的穩(wěn)定，還能夠使熔池表面的張力得到降低，使其濕潤性得到有效改善。這一技術(shù)對碳鋼焊接還有很多優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠使熔敷率得到有效提高，對同樣厚度的工件來說，還能夠降低坡口的角度，這就使需要的熔敷金屬量得到降低，所以在相同的送絲速度條件下，能夠焊接的焊縫更長，這樣有助于降低焊絲的用量，提升焊接的速度，還能夠降低生產(chǎn)的成本，提升碳鋼焊接的生產(chǎn)率。雖然保護(hù)氣體的造價(jià)相對較貴，但是在碳鋼焊接中，其利潤能夠彌補(bǔ)成本，因?yàn)樘嵘撕附拥乃俣扰c熔敷的效率，單位氣體的成本并沒有太大增加，而且因?yàn)閷缚p的成型有很大改善，降低咬邊與融和的缺陷情況，不僅提升焊接的接頭性能，還降低維修的成本。和傳統(tǒng)焊接工藝相比，TIME所需投資的成本也比較低，使用比較靈活，能夠在較高熔敷率下開展全方位的焊接，對電弧也有較好的控制性，耗費(fèi)材料的成本比較低，設(shè)備的能耗也較低，因此，是一種性價(jià)比較高的焊接工藝。

3.2 A-TIG工藝

TIG工藝的使用可以使電弧在燃燒時變得更加穩(wěn)定，這種方法可以使焊接品的質(zhì)量得到有效的提高。[1]而A-TIG工藝是對TIG進(jìn)行改進(jìn)之后的技術(shù)，以TIG技術(shù)為基礎(chǔ)，改正了原先工藝中的一些缺點(diǎn)。A-TIG工藝使用的過程中，活性劑主要使用下面三種作用提升整個焊接的效率。在電弧的中心位置，助焊劑能夠帶來電離作用，然后會產(chǎn)生正離子、電子；在弧柱周圍，蒸發(fā)物質(zhì)主要是以分子或解離原子狀態(tài)而存在，然后能夠俘獲電子形成的負(fù)電性粒子，結(jié)果就造成電弧周圍載流子數(shù)量大大降低，迫使電弧為了實(shí)現(xiàn)新平衡，就導(dǎo)致等離子體和陽極區(qū)域電流的密度得到增加。

3.3 等離子-MIG

上世紀(jì)就已經(jīng)提出了等離子-MIG工藝，這是一種十分新穎的工藝，使傳統(tǒng)焊接的觀念得到改變，在這一工藝中，電力氣體會包住MIG電弧和焊絲，使他們處在相對封閉的環(huán)境內(nèi)，這就可以確保電弧在燃燒時比較穩(wěn)定，發(fā)揮出保護(hù)作用。而且，等離子體陰極的霧化作用還可以有效地保護(hù)金屬，使焊接的水平提升一個檔次。等離子弧與MIG電弧也可以發(fā)揮出協(xié)同作用，這一焊接技術(shù)在對碳鋼進(jìn)行焊接時具有很多優(yōu)點(diǎn)：第一，這一技術(shù)的溫度很高，能量非常集中，因?yàn)榇嬖谌髩嚎s效應(yīng)，等離子弧溫度是很高的，可以超過20000K，能夠提升焊絲融化的速度，同時使熔深得到增大，提升熔敷的效率[2]。熱影響區(qū)的寬度比較窄，在對碳鋼進(jìn)行焊接時，可以避免接頭出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，防止晶粒長大比較嚴(yán)重的現(xiàn)象。第二，這一技術(shù)十分穩(wěn)定，操作十分方便，而且不用開坡口，焊接的設(shè)備很容易就制造和加工。對弧長的變化有很好的敏感性，對于碳鋼表面氧化膜也有很好的破碎能力，能夠避免在焊接時形成缺陷。在對0.25～0.5英寸的低碳鋼進(jìn)行角焊或者對焊時，這一技術(shù)可以當(dāng)做埋弧焊替代技術(shù)，效果較好。第三，焊接的熔深也十分理想。使用這一技術(shù)在對碳鋼進(jìn)行焊接時，能夠?qū)崿F(xiàn)單面的全部焊縫的熔深焊接，碳鋼焊接的外形和尺寸以及完整性都比較好，也不會在碳鋼表面留下咬邊、氣孔或者裂紋等現(xiàn)象。第四，效率比較高，生產(chǎn)率也很高，因?yàn)槭褂昧撕附z作為電極，可以使用大電流密度進(jìn)行焊接，母材的熔身比較大，焊絲的熔化速度非常快。使用這一技術(shù)對碳鋼進(jìn)行焊接，能夠使焊接的速度提升大概30%，使整體加工的流程降低了75%。因此，若在上述例子中使用這一技術(shù)，會對碳鋼焊接的質(zhì)量比較好，而且這一技術(shù)因?yàn)闊彷斎肓勘容^少，對碳鋼進(jìn)行焊接之后，出現(xiàn)的變形情況也有明顯的降低。如果是對超過0.5英寸的低碳鋼板進(jìn)行角焊與對焊時，這一技術(shù)也可以當(dāng)做埋弧焊的替代技術(shù)，能夠降低焊接時的飛濺現(xiàn)象，對相同碳鋼材料進(jìn)行焊接時，使用這一技術(shù)進(jìn)行焊接的質(zhì)量則更高，能夠極大提升焊接的清潔度，進(jìn)而使整個焊接質(zhì)量得到提升。

4 結(jié)語

綜上所述，焊接工藝在社會生活中具有重要的作用，需要提升焊接工藝的效率和質(zhì)量，不斷對焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)與完善，切實(shí)發(fā)揮出焊接工藝的作用，進(jìn)而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張祥坤， 付甲元. 淺談高效焊接工藝研究現(xiàn)狀[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2016（8）：44-45.

【2】王瀟. 淺談MIG焊接工藝研究[J]. 大陸橋視野， 2015（2）：108-110.