机械焊接工艺中的方法

【摘 要】焊接作为钢结构的主要的连接方法，在机械、冶金等方面发挥着重要的作用。现在很多新型焊接技术被焊接行业广泛应用，而且焊接行业也越来越受到相关部门和企业的重视，焊接技术的发展成熟对机械行业的发展有很大的推动作用，本文在介绍焊接工艺的基础上，对焊接的新型改造技术进行了研究和探索。

【关键词】机械 焊接工艺 方法

1焊接技术的简介

1.1焊接技术的分类

大型装备制造业在我国的国民经济中占据着重要的地位，无论机械设备制造业、汽车制造业、船舶制造业还是一些军工业、航空业都少不了焊接工艺[1]。不同的设备因为材质成分的不同，所选用的焊接的方法和工艺也不同，由此可见，焊接并不是一种简单的工艺，它要求操作的人员要必须要具备一定的专业技能。焊接技术根据不同的标准有不同的分类方法，我们按照焊接过程中展现特点的不同，可以焊接技术分为钎焊、手工电弧焊、气保焊和压力焊四大类。钎焊就是通常把钎料和焊体焊接在一起的焊接工艺，一般到不超过木料熔点但又在钎料的熔点以上温度，可以用液体的钎料对母料进行合理的处理，这种方法可以填充接头间的缝隙，同时又和母料互相融合；手工电弧焊就是采用手工对需要焊接的物体进行焊接的一种方式，手工电弧焊又简称手弧焊，也就是我们经常听说的电焊；气保焊即就是气体保护焊，气保焊的工作原理是通过焊接设施喷嘴里喷出的气体，将喷嘴里的气体和周围的空气互相隔离，这样就可以对焊接和电弧的部分加以保护，有助于顺利的完成焊接，其中焊接设施喷嘴中的保护气体主要是氢气和氮气，还有一些少量的氢气和氮气的混合气体；最后一种压力焊主要分为旋转电弧焊、扩散焊和电阻摩擦焊等几种焊接方式[2]。

1.2质量控制

在焊接过程中焊接质量的控制主要是针对焊接设备接头的质量进行一定的管理和控制。一般焊接接头在进行加工的过程中要经过很多程序，所以决定焊接设备接头质量的因素就相对较多，如果能有针对性地对这些影响因素进行合理有效地管理和控制，焊接设备接头的质量就有能有保证。想要提高焊接设备接头的质量就必须做到以下几个方面：一，从思想上抓起，提高焊接设备接头工作的焊工的质量意识，令其在平时的日常工作中务必要做到严格把关，提升焊接接头工作的规范性，焊接接头的工人在开始工作之前一定要调整好自己的心态；二，进行焊接设备接头工艺的不断改进，在对焊接设备接头进行工作时就要特别注意焊接工作程序和操作的合理规范性，在完成设备焊接工作时时要进行全面的检查，有效地保证焊接设备接头的质量，避免一些不必要的问题发生；三，最后一个程序就是对制作好的焊接设备接头进行全方位的检查，保证所焊接的设备可以正常运行，在不同的材质和成分的设备中选用不同方式的焊接工艺，才能呈现更好的焊接成果。同时所焊接的设备本身的性能对焊接的质量和效果有着非常大的影响。

2新型机械焊接工艺的探索

焊接工艺在未来社会的发展中会变得更加重要，也会越来越好。从事焊接工作的专业人士要不断提高焊接材料的质量和焊接设备的性能，这不但可以保证焊接工作操作的安全性，还可以提高焊接的质量，使焊接工艺更具有价值意义。另外，随着信息化和现代化的快速发展，很多行业领域都已经渗透科学信息化在日常工作中的应用，焊接工艺行业也应该注意把焊接和科学技术相结合，提高焊接工艺工作中的自动化水平，只有这样才能推动焊接行业的迅速发展[3]。

2.1低温焊接

焊接行业中时常发生的焊接钢接口失效的事故表明，焊接过程中温度过低是导致接口失效的主要原因，尤其是焊接设备结构中存在一些细小的缺陷，这就更容易导致接口失效。依据低温焊接的实验，当焊接的温度低于设备材料的临界转变的度时，在一些比较微小的作用下，钢材设备的温度提高并接近于焊接的温度时，出现的断裂环境温度的细小变化对焊接质量造成的影响，并不是准确的决定性的实验结果。低温焊接实验应该充分重视精准的预热温度和周围环境温度的高低，在不同的钢种进行焊接时应该特别注意区分后热和预热，焊材选定是决定焊接效果成功与否的重要一步，而注意预热和后热是决定焊接成功的另外一方面的关键因素。通过合理精准的调整焊接缝隙金属的微合金化的程度，同焊接过程中的操作规范互相配合使得焊接缝隙金属产生一些针状物的铁素体，从而获得比较理想的焊接缝隙强韧度，进而获得焊接工艺实验的成功，保证设备实体工程的质量。

进行焊接工艺参数的设定：温度的改变影响着相变，焊接的冷却条件和钢材的化学成分决定了热影响区，相对应影响的还有焊接应力的改变以及扩散出来的氢的溢出，焊接的热影响区的冷裂纹基本上都在马氏体内部产生，如果焊接设备区冷却的速度过快，就容易导致马氏体组织的产生[4]，所以在焊接过程中要注意以下几个原则：一，尽量选用电加热，使预热区域均匀受热，这样区域升温的速度就会均匀可控，可以有效防止母料过热，促使母料均匀充分的受热，另外还可以防止局部受热造成接口附加应力的增大；二，限制设备结构的拘束度，因为焊接缝隙所处的工程情况不同，所以缝隙中心会产生偏析，因此低温焊接在防止冷裂纹的同时，还要防范设备结构的拘束度，如果一味地照搬焊接工艺实验的结果，最后很可能适得其反；三，力图减少焊接过程中产生残余应力；四，低温施工中要控制线能量；五，焊接后正确处理所焊接的设备，由于固态氢和液态氢的溶解度不同，在结晶温度下，液态溶氢量是固态氢的两倍以上，所以溶氢比较多的半溶化晶界就起了通道的作用，氢就会很容易沿着该通道从焊接缝隙热影响区扩散。

2.2焊接反变形

一直以来在钢结构的焊接过程中有个不能避免的问题就是焊接变形，焊接变形又分为弯曲变形、横向、纵向收缩式变形、波浪式变形和角变形等等，焊接过程中产生的普通变形，可以通过采取焊接之前反变形有效焊接工艺和机械校正工艺进行控制。其中最常用的能够有效控制设备结构残余角变形的方法有：对设备结构在焊接前施加弹性的反向变形，对不同热源不同板厚的设备结构分别进行数值模拟测试，并利用热弹塑性有限元法来模拟设备机构的焊接全程，最后确定设备结构的弹性反变形的规律。在进行焊接之前施加弹性反变形的设备结构，在焊接之后角变形的值就会趋于零。同样的，在厂房的框架结构中，型梁的焊接过程中存在翼缘版正对着的腹板的角变形，如果在下料焊接时实施焊接的反变形，就会避免这个问题，并且缩短了焊接的周期，提升了大型梁的制作工艺。

3结语

总而言之，随着焊接工艺在各行各业中的广泛使用，一些比较新颖的具有创新意义的焊接技术也随之产生，这种新型的焊接工艺不仅能够提高焊接操作的可靠性和安全性，也会在一定程度上提高机械自动化水平，对于大型装备制造业来说，越高端越高效的设备越可以降低制作成本，提高生产效益，所以，焊接工艺的不断创新也是推动我国经济发展的重要元素。

参考文献：

[1] 韩志诚，王少刚，胡经洪 等.焊接工艺对2205双相不锈钢接头组织与性能的影响[J].材料工程，2008，（8）：48-51，56.

[2] 李玉斌，谢志强，莫春立 等.有限元法在焊接工艺专家系统中的技术实现Ⅰ.基于人工神经网络的焊接工艺专家系统[J].焊接学报，2005，26（2）：28-32.

[3] 王振民，张栋，李晋 等.换热器管板的全位置自动化焊接工艺[J].华南理工大学学报（自然科学版），2010，38（5）：100-104.

[4] 韩彬，邹增大，李立英 等.双电极钛钙型碳钢焊条焊芯间距对焊接工艺及电弧形态的影响[J].石油大学学报（自然科学版），2004，28（4）：94-96.

作者简介：屈彦（1986-），男，土家族，湖南张家界人，就职于张家界航空工业职业技术学院，本科，机械设计与制造及其自动化专业，助教。研究方向：机械设计及理论、高校学生思想政治工作。