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机械焊接工艺及其应用实践探微

来源:用户上传      作者: 曹雅娟

  摘 要:近几年,国民经济迅猛发展,促使机械焊接工艺得到显著改进,其在制造业中地位也在逐步提升,但焊接工艺关乎着结构工程的投入使用效果,焊接性能决定着结构工程的整体安全性。因此,文章对于机械焊接工艺相关问题的探究具有巨大的价值。
  关键词:机械焊接工艺;应用;实践探微
  目前,机械焊接工艺呈现出了势如破竹之势,面临着巨大的发展机遇。机械焊接工艺也推动了制造行业的发展,机械焊接工艺影响着工程结构的质量。文章首先介绍机械焊接工艺分类,然后探讨焊接质量管控问题,最后研究其未来发展,希望可促进焊接工艺的改进。
  1 机械焊接工艺的基本分类
  现阶段,机械焊接工艺存在不同的类别,依据焊接特点能够将其划分成下述四种类型。
  1.1 压力焊接
  压力焊接指代在具体焊接环节施加部分压力的工艺,具体涉及摩擦焊接与电阻焊接等,其中电阻焊接较为常用。
  1.2 气体保护焊接
  气体保护焊接也被称作气保焊,主要利用焊接嘴喷发的气体来阻隔空气,达到有效保护。在气体保护焊接中,一般应用氢气与氦气,有时也应用混合气体。
  1.3 钎焊
  钎焊指代在高温状态下进行焊接的一种工艺,具体来说,高温加热每一种焊接材料,在这一过程应保证加热温度超出钎料的熔点,然而不允许高于焊接材料自身的熔点,该项工艺要求应具备较高的技术水平,合理控制加热温度,进而借助液态钎料,对焊接材料进行润湿操作,以此来达到有效焊接。
  1.4 手工电弧焊
  手工电弧焊也被称作手弧焊,主要是指借助人为操作对焊条进行焊接,简而言之,即为电焊。
  2 机械焊接质量管控
  焊接质量管控决定着焊接接头的实际质量。焊接接头一般是从加热到熔化,再到结晶成形便完全形成,等同于冶金过程。对于焊接接头,存在众多影响因素,若可严格控制,规避不利因素,便可改善焊接接头质量,具体从以下内容着手来实现质量管控。
  2.1 焊工因素
  焊工自身的技术水平、操作经验、对焊接工艺的精通程度、职业素养与责任心等关乎着最终的焊接质量。若焊工喜欢本职工作,责任感较高,怀有高度热情,熟悉焊接方法,依照不同焊件采取适宜的工艺,正式着手焊接操作前规范开展调试工作,全面准备,当完成焊接操作后,认真检查工件,合理测试,进而保障焊接质量。
  2.2 材料因素
  焊接材料自身的可焊性影响着焊接接头的实际质量。由此可知,我们应选择可焊性突出的材料。
  2.3 设备性能因素
  若选择高性能的特定的焊接设备,一定会改善焊接质量。
  2.4 工艺因素
  全面考虑产品特点,综合思考空间位置、实际厚度、经济效益等因素。
  2.5 环境因素
  认真思量气候因素带来的实际影响,参照材料存放标准规范存放。简而言之,我们应明确质量干扰因素,科学防范,全面应对,合理管控焊接质量。
  3 未来发展研究
  随着时代的不断前进,科学技术快速发展,这要求焊接技术也应进行适当改进,进而满足市场发展需求。因此,我们应加大在焊接工艺方面的研究,达到焊接工艺的现代化,尽可能增加焊接工艺的稳定性和安全性。同时,因焊接工艺逐步朝着机械现代化方向前进,由此可知,应有效落实相关的安全工作,加大在焊接工艺方面的研究。
  3.1 低温焊接
  分析焊接钢结构失效问题得出,低温是引发脆断现象的根本原因,尤其是内部结构不完整时将出现显著的脆断效应。若温度未超过临界转变温度,经由大幅低于σs的作用形成无屈服断裂。另外,环境温度变化也会改变焊接质量,但这并不是主要因素。参照低温焊接试验得出,我们应明确环境温度的具体变化,关注预热温度,同时,焊接异种钢结构时,应额外留心预热以及后热。利用焊缝金属内部微合金化程度改变,协同焊接规范,在焊缝金属中形成针状铁素体,以此来获得最佳的焊缝强韧性。对于焊接工艺参数,我们应明确热影响区自身的组织关乎着钢材的基本组成,并与焊接冷却条件紧密相关,还会制约扩散氢逸出,左右焊接应力变动。在焊接热影响区总会看见冷裂纹,且其中很大一部分都形成于马氏体中,焊接区内部的冷却速度若偏大,则也将会非常容易形成马氏体组织。通常在工程实践过程,应遵循下述原则:尽可能缩减焊接残余应力;调控结构拘束度;最好选择电加热;采取可行的焊后处理;严格管控线能量。
  3.2 焊接反变形
  对钢结构而言,在其实际焊接工序中总会遇到变形问题,主要包含横向、竖向与弯曲等多种变形。常规焊接变形能够借助焊接前反变形,利用适宜的焊接工艺进行控制。文章探讨了一种可合理应对残余角变形的手段:在焊接之前,面向工程结构给予弹性反变形。通过热弹塑性有限元对焊接工序进行模拟,同时,模拟各种板厚大小与热源的结构,得到弹性反变形基本规律:在焊接之前,给予工程结构一定的弹性变形,实施焊接操作后,其角变形近似等同于零。
  3.3 振动时效消除残余应力
  振动时效是指通过外力进行振动的一种方式,在工件内部形成规律的交变作用力,且作用力与工件内部的残余应力相互叠加,大于微观屈服极限,使得工件出现塑弹黏性力学改变,削弱残余应力,不断均化,最终让工件处于平衡状态,有效防范变形问题,增加疲劳极限,达到工件价值的理想化,最后,利用时效前后对比,依托有效固有频率,借助加速度参数明确时效效果。
  对于振动时效工艺,其中最为关键的是理想振动参数选取,且最理想的标准为消除应力最多。当循环应力比达到-1,内部疲劳极限大约为0.01%时,残余应变对应的条件弹性极限是0.001。由此可知,在振动过程,应参照条件弹性极限合理选取振动应用。在具体的生产活动,通常利用振动工序的结构动态指标的走向充当监测指标,在应力的不断变化下,残余应力也发生一定的改变,使得构件出现动态变化,参照上述变化规范编制工艺指标。综合来说,振动指标的选取关乎着处理效果,通常应做好下述几点内容:其一,减小共振频率。动载荷影响着残余应力的实际消除情况。在扫频环节,随着频率的增加,电流并未出现显著增大。参照振动学理论得出,当构件处于受破状态时,一般围绕特定共振频率进行振动,且构件加载量超出其余频率振动。电机电流与振动频率呈现正增长,出现强迫共振,该现象通常是因被振工件重量偏小才引发的;其二,振型选取。调查发现,应根据实际情况科学选择振型;其三,激振频率选择。通过试验得出,在时效阶段,因循环应力作用使得激振力偏小,最终塑性变形晶粒数量越少,相应的激振频率则越大。由此可知,在共振峰频率左右振动,相应的振幅呈现下降态势,进而延长时效时间,干扰时效效果。
  4 结束语
  在未来,机械焊接工艺将得到更加广泛的应用,并将涌现出一批新型的焊接工艺,新工艺的问世既能改善工程结构,增加安全性,提升可靠性,还可推动焊接工艺不断朝着自动化方向发展。我坚信,在大家的努力下,一定会研制出更加先进的焊接工艺,进而更好地服务于生产生活。
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