填充金屬和相關(guān)材料的金屬電弧焊接工藝概述

文鵬 高萬梁 魏孔山

摘 要 從實(shí)際焊接工作開展之中能夠看出，弧焊工藝之中熱輸入問題很難得到有效控制，為此，人們提出了填充金屬和相關(guān)材料的金屬電弧焊接工藝，降低了相關(guān)問題的出現(xiàn)概率。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對填充金屬電弧焊接工藝進(jìn)行總結(jié)，并從焊條的組成、焊條分類、裂縫防治、焊接變形的處理四方面，論述了相關(guān)材料的金屬電弧焊接內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 填充金屬;電弧焊接;焊條

在現(xiàn)階段的焊接生產(chǎn)工藝之中，電弧焊依舊占據(jù)著主導(dǎo)地位，但電弧的穿透能力并不強(qiáng)，熔池很淺，容易留下很寬的焊縫。在厚壁構(gòu)件焊接過程中，需要執(zhí)行單面或者是雙面開坡口，并填充大量的焊接材料，實(shí)際工作效率十分有限。為了盡可能提升施工效率，大參數(shù)的應(yīng)用顯得十分重要，但當(dāng)焊接電流處于較大狀態(tài)時，焊接過程也不夠穩(wěn)定，最終影響了主體工作進(jìn)程，這一點(diǎn)需要工作人員格外注意。

1填充金屬電弧焊接工藝

1.1 焊接熱源的更新

實(shí)際焊接熱源的更新過程，主要是通過精確地控制焊接熱輸入，為后續(xù)工作的開展創(chuàng)造有利條件。一般來說，從電弧焊到激光焊，所呈現(xiàn)出的熱源能量開始變得更加集中，實(shí)際控制精度也處于不斷提升的狀態(tài)。但從弧焊等傳統(tǒng)熱源形式之中能夠看出，電弧參數(shù)之中存在高耦合、非線性等因素，不能完全將焊接熱輸入問題徹底解決。為此，在實(shí)際填充金屬電弧焊接工藝執(zhí)行上，工作人員可以通過合理的匹配液流溫度、流速等參數(shù)，對工件熱輸入進(jìn)行精確控制，避免對工件性能產(chǎn)生太大損傷。與此同時，還要避免出現(xiàn)大量的合金元素?fù)p失情況，對填充材料成分進(jìn)行合理化調(diào)整，此時，焊接接頭性能也會得到全面控制。

1.2 液態(tài)金屬填充焊接

該類工藝在實(shí)施過程中，主要是通過有效的加熱手段，讓填充材料達(dá)到熔化狀態(tài)，并將其加熱到一定溫度范疇，在實(shí)際壓力的驅(qū)動之下，便會出現(xiàn)金屬液流，將其噴射到工件之中，借助于液流攜帶熱量融化工件，從而形成熔池，利用該種動能在熔池底部實(shí)現(xiàn)深入性挖掘操作，得到較大的熔深，具體原理如圖1所示。如果材料自身較厚，或者是導(dǎo)熱性良好，相關(guān)工作人員可以借助于對工件整體或者是局部預(yù)熱方式，開展上述連接操作。縱觀整個業(yè)態(tài)金屬填充焊接過程，最為主要的工藝參數(shù)涉及液流溫度、壓力大小和焊接速度等，其中，最為核心的參數(shù)當(dāng)屬液流溫度和壓力大小。

2相關(guān)材料的金屬電弧焊接內(nèi)容

2.1 焊條的組成

焊條是金屬電弧焊接之中不可缺少的重要內(nèi)容，在焊條表面，具備涂有藥皮的供電弧焊接應(yīng)用的熔化電極，主要組成部分有藥皮和焊芯。首先，焊芯在應(yīng)用時能夠體現(xiàn)出以下作用：第一，傳導(dǎo)焊接電流，將電弧之中產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為熱能;第二，焊芯自身也能轉(zhuǎn)化成填充金屬，和母材金屬建立合作關(guān)系，最終演變成焊縫。其次，藥皮在形成上，主要形成物質(zhì)包括礦物類、鐵合金和化工產(chǎn)品等。一般情況下，藥皮能夠彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p，將焊縫金屬力學(xué)性能提升。更為重要的是，藥皮還能將焊接工藝性能逐步改善，讓電弧處于穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。總而言之，藥皮作用也是確保焊縫金屬滿足整個焊接過程的化學(xué)成分要求，展示出更好的焊接工藝性能。

2.2 焊條分類

最為常見的焊條分類方式為藥皮融化之后的熔渣特性分類，首先是酸性焊條，該類焊條藥皮之中包含很多中氧化物，所呈現(xiàn)出的氧化性極強(qiáng)，能夠加速合金元素的氧化過程。與此同時，電弧氣中的氧電離之后，會出現(xiàn)一些負(fù)離子，這些離子和氫離子之間存在較強(qiáng)的親和力。需要注意的是，酸性熔渣很難完全脫氧，更不能將焊縫中的硫、磷等雜質(zhì)全面清除。從這里也可以看出，焊縫金屬力學(xué)性能十分有限，主要應(yīng)用于焊接低碳鋼以及不重要的碳鋼結(jié)構(gòu)。其次，堿性焊條。該類焊條自身具備較強(qiáng)的脫氧性能，內(nèi)部合金元素?zé)龘p有限，實(shí)際焊縫金屬合金效果良好，能夠?qū)⒘己玫娜渌贸尸F(xiàn)出來。另外，堿性焊條熔渣脫氧顯得十分完全，還能將焊縫中的硫清除出去。從這里也可以看出，焊縫金屬力學(xué)性能和抗裂性能均處于良好狀態(tài)之中，可以在金屬電弧焊接之中發(fā)揮出作用。

3結(jié)束語

綜上所述，通過對填充金屬和相關(guān)材料金屬電弧焊接研究，工作人員需要對其質(zhì)量通病以及防治措施進(jìn)行深入性研究，通過不斷實(shí)踐來獲取各種參數(shù)。在焊接工作開展之前，人們可以針對不同的焊接方式，制定具體的預(yù)防性措施，以及科學(xué)合理的焊接工藝，以此來強(qiáng)化主體焊接效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 李斌潮，張希農(nóng)，張錢城.多孔型橡膠填充金屬波紋板隔聲和減振性能研究[J].噪聲與振動控制，2020，40（3）：219-224，245.

[2] 王文煜，呂海宇，聞邦椿.填充MRE的纖維金屬混雜復(fù)合材料梁阻尼減振性能研究[J].噪聲與振動控制，2020，40（2）：23-26.

[3] 張一弛，楊毅.沖擊荷載下金屬填充梁柱鋼節(jié)點(diǎn)動力學(xué)分析[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，38（1）：24-28.