谈材料成型及焊接的控制工艺

来源:用户上传      作者:

　　摘要：金属结构件在生产组装的焊接过程中会产生焊接应力而造成各种焊接变形，从而形成焊接裂纹等缺陷，严重影响产品结构的强度、刚度、受压时的稳定性和加工精度等。焊接变形造成焊接件（侧导板、推杆）尺寸形状的变化需在焊后进行大量复杂的矫正工作，矫正时还会引起一系列的新问题。本文简述了材料成型及焊接工艺施工的控制问题。
　　关键词：材料成型、焊接、控制工艺
　　中图分类号： TG43 文献标识码： A
　　
　　一、焊接质量
　　焊接结构中，金属焊接的质量问题一直是摆在人们面前的主要难题，也是整个机械设备质量主要衡量基础。在机械制造的过程中，焊接质量效果与整个机械制造质量产生极大的影响，是机械使用安全性能的主要衡量依据。在现代管理工作中认为，为了使得产品能够达到设计要求的质量指标，应当在生产中对每一个工序和环节进行严格控制，调整影响工序质量影响因素，进而保证机械焊接质量。可以说工序质量是通过工作质量来衡量和显示的，在这个过程中就需要加强质量管理工作，要以工作管理为基础来提高焊接质量。
　　1、工序质量
　　工序质量是指在焊接工作中对加工工序和产品质量的确保程度，是在生产加工过程中以管理工作为基础的衡量标准。可以这么说，产品质量是通过工序质量为基础加工和制造的，因此在焊接中做好优良的加工工序是生产高质产品的主要手段。焊接产品的质量不仅是在完成全部加工和装备工作之后实现和发现的，也是通过专业技术检验人员通过技术参数的检验和检查来衡量的。所以来说，工序是整个机械焊接质量的基本环节，也是机械焊接质量的基础。
　　2、裂纹
　　刚性裂纹：这种裂纹是指通身的纵裂纹，定位及打底焊接时, 焊条直径过大,电流较小使得定位焊密度过小, 形成裂纹源，并且打底焊时, 电流穿透力较小, 使得原有裂纹处没能熔化而形成隐裂纹源。产生的原因是焊接的应力作用，构件进行强制组装焊接时, 易形成强制组装内应力, 这些应力作用可使焊缝出现微小裂纹, 随着焊接过程的进行, 这些微小裂纹将沿裂纹源处迅速扩展并沿晶界开裂。或者焊接时的电流过大等等，都会造成焊接的刚性裂纹。
　　（2）材料裂纹：母材中硫和碳的含量过高、偏析很大等的时候，容易产生裂纹。或者在没有焊接的部位有部分定位焊开裂, 并且定位焊开裂部位在打底焊前没有铲除, 形成焊接裂纹源。
　　（3）延迟裂纹：是指金属内部产生的毛状微细的裂纹，在气温较低的环境下进行焊接时,局部熔化金属冷却凝固过程快, 易形成焊接应力。要避免这种情况的发生，可以降低被焊金属的冷却速度，如果条件允许，可以对被焊的结构进行预热。
　　3、夹渣现象
　　当焊接完毕后，如果有熔渣留在焊缝中，即被称作夹渣。一般夹渣的形状比较复杂，如颗粒状、线状、长条状等多种形式，夹渣的出现会降低焊缝的致密度与强度。夹渣大多发生在每层焊道之间的过渡位置或者焊口边缘，如果焊道的形状发生了变化或者在深沟位置，也容易出现夹渣。同时采取仰焊、立焊或者横焊方式，则会比平时产生更多夹渣当细微的金属夹杂物混入其中，那么在焊缝金属的凝固过程中，可能出现孔洞或者微裂纹。
　　4、气孔
　　气孔是指在焊接时, 焊缝表面和内部因熔池中的气泡未逸出而形成的圆形或洞形空穴。焊接气孔的成因主要有焊件未清洁表面的油、污、锈、垢及氧化膜；焊条受潮或质量不好；焊接现场环境恶劣；电弧太长，电弧保护失效；保护气体不纯；焊丝和母材的化学成分不匹配等原因，使焊接后吸附或自产生的气体来不及排出而形成气孔。
　　5、未焊透
　　焊接时母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象，常出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边，多呈不规则形状。未焊透减少了焊缝的有效面积，使接头强度下降，严重降低焊缝的疲劳强度；另外，未焊透引起的应力集中所造成的危害，往往比强度下降的危害大的多；未焊透可能成为裂纹源，是造成焊缝破坏的重要原因。未焊透的成因主要有焊接规范选择不当，焊接速度过快，金属来不及熔化，破口角度过小，钝边过大或对口间隙过小，手工焊接时电流太小，运条速度太快，使熔深减小，造成未焊透。
　　二、焊接质量控制措施
　　1、焊工资格的控制
　　焊接施工中，焊接的施工质量实质上是焊接工人的施工质量，所以焊接工人的作用是控制焊接质量过程中十分关键的因素。焊工的技术水平有初、中、高三级，会直接影响机械的焊接质量。因此，参与施工的焊接工人，必须懂得焊接的安全技术操作规程，具有焊接工人的操作证，准确熟练地进行焊接旌工，只有这样才能达到机械的设计标准，确保机械的焊接质量。
　　2、工艺过程的控制
　　焊接过程中的一整套技术规定。包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理等。只有工艺过程得到保证，才能获得优质的机械。焊接过程中，应控制好预热的温度；焊条应选择碱性焊条；控制好破口的形式；严格控制工艺参数等。通过实行焊接工艺的试验，来验证焊接工艺的焊接接头能否满足性能指标。
　　3、焊接材料控制
　　焊接过程中，要想焊出高质量的接头，必须严格控制焊接材料的选择，焊丝、焊剂以及焊接的辅助等，都要严格符合质量标准，同时，对于焊接材料的说明文件，要全面而且有效，材料的标识、标注等要清晰可辨。
　　4、焊接设备的控制
　　焊接过程中，电焊机是主要设备，没有焊机，整个焊接施工将无法进行。电焊机能够准确显示焊接施工时的电流，电流强弱的控制是焊接质量好坏的关键因素。对于电焊机进行控制的关键所在，就是控制其对电流的显示，切忌偏差和超标，电焊机电流、电压的显示装置，务必经过检定后才可进入施工环节。
　　5、焊接缺陷控制
　　（1）气孔缺陷的预防。预防金属焊接气孔产生的办法主要有：选择适宜的焊接电流和焊接速度，同时对焊接位置进行认真的清理，包括边缘的水分、油污、锈迹、杂质；施工材料上要对焊接材料进行有效的保管和烘焙，焊条的使用也要注意，避免在焊接时焊条的变质和焊芯的锈蚀，把焊条的使用控制在施工工艺要求的参数范围内，并保持焊条表面的光亮。埋弧时要注意焊接元件的参数，特别是一些材质较薄的元件，焊接速度和线能应尽量减小。
　　（2）焊接裂纹的预防。首先要限制母材及焊接材料中有害杂质的含量，特别是硫、磷含量要严格控制，一般硫的含量小于0.030%，磷的含量低于0.030%；其次要调整焊缝金属的化学成分；最后焊条和焊剂在使用前要严格按照规定的要求进行烘干，还要认真焊丝上的油污和水分等。
　　（3）夹渣缺陷的预防。避免夹渣缺陷的措施包括：选取正确的坡口尺寸，并清理好坡口的边缘，同时选用合适的电流及焊接速度，运条的过程要适当。对于多层焊接时，应仔细的观察坡口位置的熔化情况，对于每一层的坡口都要细致的进行清理，并认真的进行封焊，埋弧焊时要注意避免焊偏。焊条质量要过关，不能有偏芯现象。
　　（4）未焊透及熔合缺陷的预防。预防金属焊接中未焊透或未熔合的方法是选择正确的坡口尺寸，同时利用合理的焊接电流和速度对坡口的表面进行氧化皮和油污进行清理，封底焊清根要彻底，运条摆动要适当,密切注意坡口两侧的熔合情况。
　　众所周知, 在压力容器制造、安装、检修中, 有许多都离不开焊接, 并且很大部分是厚板焊接。焊接质量好坏直接关系到设备在静载和动载条件下的正常运转, 而且涉及到使用周期、成本、安全生产及经济效益等问题。所以如何在有限的工期内既不影响生产又能保证焊接质量就显得尤为重要。要做到这一点, 焊材的选择固然重要, 但焊接工艺的影响同样不可忽视。
　　参考文献：
　　[1] 廖鸿钧,胡立华.钢结构焊接变形的讨论[J]. 网络财富. 2010(15)
　　[2] 张霞. 压力容器焊接工艺研究[J]. 中国石油和化工标准与质量. 2011(04)
　　[3] 窦永全,石少锋.压力容器生产中的焊接质量控制与管理[J]. 技术与市场. 2012(01)

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-4785156.htm