我国工业焊接技术的现状及发展前景分析

蒋伟波

摘 要：在当今社会，焊接技术已经被广泛的应用到了国家建设的各行各业。小至家用产品、大至航空航天设备，焊接技术无疑承担起了社会发展的支柱。因此焊接技术水平的高低是评价一个国家先进制造业和科学发展水准的一个重要标志，焊接技术的发展直接关系到国家的竞争力。文章主要介绍了我国焊接技术的发展现状，通过对现状的分析指出了我国焊接技术的发展前景，希望能够为我国的焊接技术的研究与发展提供一定的思路。

关键词：焊接技术；激光焊接；发展趋势

1 引言

焊接技术是一门非常重要的基础工艺学科，它的发展离不开现代科学技术的支持。焊接技术虽然起步时间并不长，但是它的发展速度是不容小觑的。在近些年，随着新材料、新能源的不断出现，焊接技术如雨后春笋般飞速发展。新技术的采用给焊接技术的发展奠定了良好的基础，加强了焊接技术的工艺能力，同时也使焊接技术的应用范围扩展至生活的方方面面。新技术、新思想已逐步渗透至入焊接，使焊接技术更上一层楼，发展的更迅猛。

2 我国焊接技术的发展现状

2.1 较长焊缝和厚板焊缝的焊接技术落后

在对钢板进行焊接的过程中，长焊缝和厚板的焊接是不可避免的。焊接技术水平的高低、焊接的效率以及焊接质量深深影响着产品的质量以及产品的成本。除此之外，厚板的对缝焊接、箱形零构件的整体焊接以及T型焊缝的焊接等的工作量是非常巨大的，对焊接技术要求十分严格。在焊接的过程中，焊缝第一层采用的是表面声波（SAW）焊接技术。这种方法产生的垃圾废渣不易清理。所以，焊缝的第一层通常采用表面声波（SAW）盖面和熔化极气体保护焊（GMAW）打底相互结合的工艺来进行处理。使用这种方法的一个缺憾是焊接效率提高受限。在T型焊接和厚板相互对接的焊接过程中通常采用的是碳弧气刨清根工艺技术。这种技术能够使焊缝进行全熔透的焊接，但是增加了加工成本，也对焊接工艺人员的身体和焊缝质量造成影响。

2.2 焊接技术自动化水平不高

一个国家要想发展强盛，必须依托于工业现代化、加工自动化。只有这样生产的产品才能节约加工成本，给社会创造出更多的福利。通过调查显示国外的焊接自动化水平已经达到80%，而我国的焊接自动化水平最多只占30%。绝大多数的焊接依旧是采用手工焊接来实现的。这就不可避免的拉开了我国与国外技术上的差距。随着焊接件向重型化、大型化、复杂化的发展趋势，手工焊接一定会成为发展生产的绊脚石。若想取得工业的迅速发展，自动化的焊接发展方向是必然的选择。

2.3 焊接构件易产生冷热裂纹

冷裂纹指的是焊缝在冷却的过程中，如果温度下降到马氏体转变温度范围以下，焊缝就会在焊接后立即出现。这种焊缝通常也叫做延迟裂纹。这种冷焊缝形成的必要条件是：焊缝接头处存在扩散氢、具备淬硬组织、拉伸应力较大并且密集。而热焊缝是在高温状态下产生的，又称之为结晶裂纹或高温裂纹。这些裂缝容易出现在裂缝的内部，也易出现热影响区。热裂紋的形状主要有横向裂纹、弧坑裂纹、纵向裂纹、根部裂纹等等。热裂纹是由力学和冶金制造过程中的因素一起作用才产生的。它形成的主要原因是由于焊接池中的低熔点共晶和杂质共存致使晶体偏析。这样裂纹的强度就非常低，极易产生裂纹。

2.4 焊接人员的专业技术水平不足

焊缝技术直接影响产品的质量以及整体钢结构的业务流程。钢结构产品被应用到了几乎所有领域，了解焊接的相关技术是对技术操作人员的基本规定。要求操作人员熟练掌握自身业务水平是对其的最起码的要求。而我国的焊接技术人员对业务水平了解的太少，与对行业需求存在非常大的距离。

3 我国焊接技术的发展前景

为了积极促进我国焊接技术的发展，使其满足我国市场发展的需求，通过分析我国焊接技术的发展现状，能够推断出我国焊接技术主要会从以下几个发展方向进行。

3.1 磁控焊接技术

磁控焊接技术属于新兴的焊接技术。它主要是通过磁场来实现焊接。它的投入成本非常低、装置也比较简单、耗能非常少、效益比较好。通过常年对磁控焊接技术的研究发现了磁控对电弧焊电弧状态的影响。外加磁场对焊接母材的熔化与焊缝的成形有非常大的影响。利用电磁搅拌技术能够改变金属结晶过程中的热量传递过程，进而使结晶方向发生变化。通过组织的细化作用，能够使焊缝的一些力学特点提升的更加明显。除此之外还能降低焊接过程中缺陷的敏感性。鉴于磁控焊接技术的优点，这必定是其中的发展方向之一。

3.2 低温焊接技术

由于我国地理环境的特殊位置，冬季寒冷时节持续时间相对较长，这就考验着低温环境下焊接技术的性能。近些年来，各个相关学术组织都在积极的解决应对冬季低温焊接的问题以及施工的临界温度的取值问题。

例如我国在冬季完成了“鸟巢”万吨级以上的刚结构件的焊接工作。冬季进行焊接作业时影响焊接的因素主要有操作员的工艺水平、焊机的效率、材料的性能、焊法的熟练程度以及环境的作用。仅仅考虑这些因素中的某一项或某两项是不全面的，是无法做出正确评价的。综合考虑这些因素的影响，“鸟巢”在低温作业环境下取得了显著成果，并以此确定了低温焊接的临界温度为150°C。低温焊接能够缩短工期，为企业带来巨大的经济效益。由“鸟巢”焊接任务中获得的低温焊接经验技术必将应用于实践。

3.3 建立合理的焊工资格认证体系

现代钢结构件的焊接过程具有工程量复杂、焊接对象多样化、施工环境多变、市场竞争白炽化等特点。进行焊接作业时涉及到焊接工艺的编写、工程技术参数的评定、焊接件的检修等多种情况。除此之外，焊接过程的焊接点比较多、焊接面比较广、战线比较长。因此，这就对焊接人员的技术提出了严格的要求。使其发挥聪明才智和自主创造性向管理人员提出了巨大的挑战。培养焊接技术方面的专业性应用人才具有重要的现实意义。这就要求社会机构各方面建立完善的焊工资格认证体系。认真的培养焊工人才，同时加强焊工的资格认证对我国的焊工人才培养是一个正确的人才培养模式。同时这也是社会发展的必然趋势。这种制度的建立在一定程度上能够促进焊接技术的迅速发展、提高焊接工艺的整体水平。

3.4 电子焊接技术将被激光焊接取代

激光束经过聚焦后，激光焦点处的能量密度高达10～100W/cm并且加热的范围甚至小于1mm。如果将此技术应用于焊接方面，那将会给焊接工业带来巨大的变革。一方面可以提高焊接的速度，另一方面还可以减小接头处的变形以及减小应力集中。激光焊接术达到的焊接精度比较高，是比较理想的焊接技术。激光焊接的一个显著特点是可以进行长距离的焊接，因为激光具有直线传播的特点。除此之外与电子束相比较而言，激光束的优势显而易见。第一，激光焊接不需要真空环境，节约了设备上的成本投入；第二，激光束不会产生X射线，对人体不会造成伤害，不需要专门的防护用具；第三，激光焊接的生产效率比较高。因此，激光束在不久的将来应该会取代电子束成为焊接主流技术。

4 结束语

我国焊接技术水平同国外发达国家相比差距仍然比较巨大。这就要求我国焊接技术人员积极探索、总结经验，积极加强焊接技术的学习与创新。一方面要提高焊接的质量，另一方面更要加强焊接自动化水平技术的提高。只有这样我国的焊接技术才能领超世界强国，排于前列。在新时期我们要坦然面对我们自身的不足，寻找自身的发展特点和方向。我们要积极沿着磁控焊接、高温焊接等先进焊接工艺的目标发展。争取焊接技术的更大进步，为我国的现代化建设贡献无穷的力量。

参考文献

[1]林错错，施刚，王元清，等.钢结构焊接截面轴心受压构件局部整体相关稳定受力性能研究[C]中国钢协结构稳定与疲劳分会第l2届（ASSF-2010）学术交流会暨教学研讨会论文集，2010：530-541.