談鋼鐵材料的焊接技術進步

郭銳

摘 要：鋼鐵材料在我們的生活工作中非常常見，在進行零件的組裝以及對硬度和年限有要求的器械時，因此，鋼鐵材料和焊接技術有著密切的聯系。有關人員在進行鋼鐵材料的焊接時，不僅要在質量上得到保證，還要滿足環境的要求，因此， 很多廠家在進行生產時加入了一些自動化技術，在提高焊接效率以及質量的同時，也滿足了環境的要求，促進了鋼鐵材料焊接技術的進步。

關鍵詞：鋼鐵材料;焊接技術;技術發展

引言：人類隨著對物質材料的利用逐漸熟練，從石器時代慢慢發展到了如今的鐵器時代和多維材料相融合的時代，鋼鐵材料在社會建設中具有非常重要的作用，是人類進行生產和制造的重要材料，因此，我們必須對鋼鐵材料的發展進行高度重視，從而實現鋼鐵材料的高效應用。

一丶鋼鐵工業發展對于焊接技術的影響

隨著鋼鐵工業的不斷發展和進步，精煉凈化技術、品粒細化技術、組織調控技術以及微合金化引起了鋼鐵種類的不斷增多和質量的不斷優化，這些都為焊接技術的發展帶來了很大的動力。其具體表現在以下兩個方面。第一，新型技術的應用，技術的發展在一定程度上使鋼鐵材料的焊接能力得到了提升，抗冷抗裂的能力也得到了明顯的增強，鋼鐵材料中硫元素以及磷元素的凈化水平得到了提升，使鋼鐵材料的抗撕裂能力、抗熱紋能力以及抗再熱裂紋能力得到了增強，改善了傳統鋼鐵材料容易受到腐蝕和變脆的情況。其二，鋼鐵材料的力學性能有了很大的提升，尤其表現在韌性方面，如今的鋼鐵材料能夠在超高強度的環境中仍然保持有良好的韌性，為結構的安全性提供了良好的保障，但是焊接結構得勁進步卻讓焊縫和材料之間的差距被拉大，這對焊接材料的研發提出了更高的要求。因此，怎樣使焊縫保持純凈，讓焊縫力學的母材以及性能保持接近都是焊材研發的主要目標1。

二丶鋼鐵材料焊接技術進步的具體表現

（一）焊縫組織調控技術

對于低合金鋼而言，為了使其能夠在實際的工作中韌性和強度得到有效的提高，最好的焊接組織就是低碳馬氏體、針狀鐵素體以及貝氏體。在合金含量相對較少時就會生成針狀鐵素體，在合金含量相對較多時就不會生成針狀鐵素體，出現的會是貝氏體和馬氏體，甚至有時候還會生成參與奧氏體。此時，一般認為板條狀貝氏體和馬氏體最適宜，應該避免出現上貝氏體和欒晶馬氏體。從生成的具體條件來進行分析，主要有兩方面的因素，第一就是合金的組成成分，即主要組成元素的含量。第二是冷卻速度，影響冷卻速度的因素有熱輸入、接頭形式、道間溫度以及接頭的尺寸等。但是從專業的角度出發，接頭尺寸會對焊接技術中焊縫的冷卻條件產生直接的影響，同時也會對融合比產生影響，使焊縫的化學成分和組織出現變化，角焊縫的冷卻速度大約是同樣板厚對接焊縫的1.5倍，對角焊縫和對接焊縫進行比較后，可以發現角焊縫的強度明顯過高，但是韌性和可塑性卻偏低，在接頭與坡口形式已經固定的條件下，可以采用小截面的形式的多層多道焊，從而使焊縫金屬的實際韌性得到有效的提升。對弈一些固溶強化類型的焊縫金屬，對其使用多層多道焊非常有效，但是對于一些沉淀強化型的焊縫金屬而言，因為第二相析出的存在，所以多層多道焊對其不一定有益處，在操作時必須根據實際情況來進行分析2。

（二）焊接熔池凈化技術

根據研究表明，焊縫的氧含量越低，則其韌性越強，當其氧含量在低于0.02時，能夠有效的改善其韌性。從專業的角度來看，當焊條電弧焊以及埋弧焊當中焊縫的氧含量偏高（0.03%以上），在對其進行氣體保護焊的時候，保護氣體與焊縫含氧量之間會存在有密切的聯系，控制該氣體就能夠有效的控制焊縫含氧量，從而實現質量的提升。實際研究表明，當抗拉強度到達了1000MPA的TIG焊接縫金屬，在零下50攝氏度的環境中的沖擊性能能夠達到100J及以上。而且如果含堿量不斷提升的話，焊縫中的氧和硫等物質的含量就會逐漸降低，從而使焊縫的韌性得到明顯的提升。該研究還表明，當焊縫中存在有微量氧時，能夠產生一些積極的作用，從而產生一些彌散夾雜物，并且逐漸成為針狀鐵素體的核心。它的存在能夠使鋼鐵材料的韌性組織得到提升。如今，鐵硼復合韌化屬于可行性非常高的韌性提升方法之一，在焊縫中過濾掉一些鈦，不僅能夠脫氧，還能夠脫氮，并在一定程度上細化焊縫的相關組織。但是如果過濾掉焊縫中的微量硼元素，就能夠有效的抑制先共析鐵素體等粗大組織的快速生成，從而對焊縫韌性的改善起到關鍵的作用3。

（三）焊縫金屬品粒細化

采用焊接鑄造與軋制工藝進行鋼鐵材料的制作，這兩者方式所產生的鋼材組織狀態之間存在了巨大的差別，使用鑄造方式進行鋼材的焊接時，形成的焊縫技術最后都會凝固，凝固結束后，其組織狀態表現為柱狀結晶。所以要想進行焊縫技術的細化，就必須對柱狀晶的形成原因進行深入分析，采用有效的方法來使柱狀晶細化，從而有效的提升焊縫細化工作。在進行柱狀晶的細化工作時，首先需要嚴格控制柱狀晶的形成范圍，使形成范圍被控制到最小，然后采用低熱輸入措施，減少焊接時的電流產生，讓柱狀晶的體積和形狀發生改變，從而實現細化。在實際的操作過程中，應該在熔池中加入適當的合金，使材料出現反應，實現質變，同時還能夠對柱狀晶進行細化處理，讓晶體組織的細化效果更好。在進行焊接工作時，還可以采用多道焊的方式對柱狀晶進行細化，與其他的焊接方式相比，多道焊更加的規范和穩定，能夠使柱狀晶的組織出現變化，形成重結晶，讓柱狀晶的結晶范圍大大縮小。操作人員在操作時應該重點注意，在使用多道焊進行焊接工作時，如果焊道中存在有未融化的成分，在進行后續工作時，應該進行適當的加熱，細化其組織結構，防止對多道焊技術的實際效果產生影響4。

三丶鋼鐵焊接技術的未來發展方向

合金結構的廣泛應用讓焊接技術獲得了相應的發展，一些強度高、耐腐蝕以及耐低溫的鋼材種類得到了長足的發展，讓鋼材的性能得到了提升，經得住質量的考研，并且在航天事業、橋梁交通、機械工程等領域得到了廣泛的應用。

（一）合金結構鋼材

在進行了一定的預熱之后就能夠進行焊接，其性能哦優越性主要是通過調整鋼材中的合金含量和碳含量來實現的，在實際的生產中，如果剛才中碳元素和合金元素的比重過大，就會對焊接的質量產生嚴重的影響，不同鋼材需求的焊接方式和焊接材料也有所不同。

（二）微合金鋼材的焊接性特點

這種焊材具有很高的強度、韌性和易焊性，這種鋼材的含碳量比較低、潔凈度高，因此具有很強的韌性，在進行焊接處理時，操作人員能夠直接在低溫條件下進行，跳過預熱技術處理，并且還不用擔心該材料出現裂縫或是脆化。

結束語：隨著我國工業的不斷發展，對鋼鐵材料的需求量也越來越大，在人們環保意識不斷提升的促進下， 必須采用更加先進的焊接技術，實現對焊接工作的節能和環保，使焊接質量能夠得到有效的提升，從而促進我國鋼鐵行業的持續發展。

參考文獻：

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