淺談在焊接實(shí)訓(xùn)中凝固組織的控制

蔣秋莎

【摘要】隨著汽車市場的發(fā)展，汽車技術(shù)應(yīng)用與維修的推廣使中職學(xué)校的汽修專業(yè)班級和人數(shù)巨增；而汽修專業(yè)學(xué)生有一門必修的專業(yè)實(shí)訓(xùn)課就是焊接實(shí)訓(xùn)操作，它是汽車維修中不可缺少的一部分。因此培養(yǎng)大批量適應(yīng)現(xiàn)代焊接生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)要求的高素質(zhì)焊接技術(shù)人才，是擺在職業(yè)教育面前的一個(gè)重要任務(wù)，職業(yè)學(xué)校的焊接實(shí)訓(xùn)是以培養(yǎng)從事焊接工作的中等技術(shù)工人為目標(biāo)，以提高動手能力為主要目的的培訓(xùn)模式。通過企業(yè)調(diào)研我們了解到：以前傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式已不能滿足企業(yè)的要求，怎樣在最短的時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)具有一定操作技術(shù)的人員，是實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師值得思考的問題，因此在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中教授同學(xué)們控制好焊接參數(shù)，是保證焊接質(zhì)量的重要條件。在焊接過程中常遇到由于焊接溫度未控制好，出現(xiàn)焊縫不均、凝固組織變硬、焊接裂紋等焊接缺陷；它將影響焊接件的合格質(zhì)量。下面就怎樣控制焊接凝固組織的變化，談?wù)剛€(gè)人的觀點(diǎn)，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】焊接實(shí)訓(xùn) 凝固組織 控制

據(jù)國內(nèi)外專家認(rèn)為，到2020年焊接仍將是制造業(yè)的重要加工工藝，它是一種可靠、低成本的連接金屬材料的方法，目前還沒有其他方法可以代替焊接。焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)是教學(xué)過程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但由于焊接實(shí)訓(xùn)投入大，焊接教學(xué)設(shè)備非常有限，與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)仍有一定的距離；而且焊接實(shí)訓(xùn)環(huán)境差、工種苦，學(xué)生學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生消極畏難情緒，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此在實(shí)訓(xùn)中如何利用有限資源培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、有敬業(yè)精神的技術(shù)工人，是大家應(yīng)思考的問題。為使我校所培養(yǎng)的學(xué)生能夠滿足汽修市場對人才的技能要求，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中我們要將企業(yè)常用的焊接技術(shù)融入到整個(gè)教學(xué)中，讓經(jīng)過實(shí)訓(xùn)后的學(xué)生能適應(yīng)現(xiàn)代汽車維修專業(yè)的焊接操作規(guī)范要求。在焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)中焊接凝固組織的控制十分關(guān)鍵，在培訓(xùn)過程中要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，同時(shí)同學(xué)們在操作時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

一、焊接工藝參數(shù)的有效調(diào)節(jié)

在焊接過程中改善焊接金屬凝固組織，是保證焊接質(zhì)量的有效方法。通常采用調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)（焊接電流，電弧電壓，焊接速度，預(yù)熱溫度，送絲速度等）保證試件合格率，調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)還可以控制熔池溫度梯度，冷卻速度和幾何尺寸，最終控制晶體尺寸和成長方向。在不預(yù)熱情況下，一般提高焊接速度，降低焊接線能量，可達(dá)到細(xì)化焊縫金屬凝固組織的目的，從而保證了焊接質(zhì)量。

二、變質(zhì)劑成分的有效控制

通過焊條、焊絲或焊劑加入變質(zhì)劑后可在焊接凝固結(jié)晶過程中細(xì)化焊縫金屬晶粒，變質(zhì)劑有兩種類型：一種是處于彌散狀態(tài)的W、Mo、Tic、Al2O等元素組成的難熔金屬和難熔化合物，這種變質(zhì)劑在焊縫金屬中出現(xiàn)不熔化塊和夾雜，它將降低焊縫金屬的性質(zhì)。第二種是Ti、B、Ce、Zr等元素組成的作為表面活性核促使形核，以阻止微小晶體的生長和聚集，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。凡是通過局部加熱來達(dá)到連接金屬的焊接方法，不論是熔化焊接還是固態(tài)焊接，焊縫附近的母材都同時(shí)被加熱到高溫狀態(tài)，通過控制變質(zhì)劑的成分以保證焊縫質(zhì)量。

三、焊前母材原始狀態(tài)的性能控制

焊接材料焊前的原始狀態(tài)也會影響到焊接熱影響區(qū)內(nèi)的組織變化和性能變化，例如：材料焊前處于硬化狀態(tài)或熱處理強(qiáng)化狀態(tài)，則焊后熱影響區(qū)溫度的高低，是影響焊縫質(zhì)量的主要因素。被焊金屬是決定各種材料焊接熱影響區(qū)形成的主要因素，因?yàn)楹附訜嵊绊憛^(qū)的組織變化和性能變化首先取決于母材本身，它們在不同加熱和冷卻條件下的合金特點(diǎn)將影響焊接質(zhì)量。例如：對加熱和冷卻過程中根本沒有任何組織變化的材料，它們在快速加熱或冷卻過程中易生成各種不穩(wěn)定組織，這將影響焊接質(zhì)量。這時(shí)焊接熱影響區(qū)的組織變化和性能變化將變得很復(fù)雜，因此在焊接前了解被焊材料的焊接特點(diǎn)，是保證焊接質(zhì)量的重要條件。

四、焊接工藝方法和操作參數(shù)的控制

焊接熱影響區(qū)是由于焊接時(shí)的熱作用引起的，因此它與焊接時(shí)所采用的熱源特點(diǎn)和焊接規(guī)范有著直接的關(guān)系，即與熱弧的集中程度、能量密度有關(guān)，還與焊接時(shí)熱量輸入的多少、焊接線能量有關(guān)，因?yàn)檫@些工藝參數(shù)都直接影響到焊接時(shí)的溫度場分布以及熱循環(huán)曲線的特點(diǎn)，它將直接影響到焊接熱影響區(qū)內(nèi)特殊熱處理的各項(xiàng)參數(shù)，如升溫速度、高溫停留時(shí)間和冷卻速度等。不同焊接條件下，鋼材單道焊時(shí)熱影響區(qū)過熱區(qū)的典型熱循環(huán)曲線變化不同。由于焊接工藝條件不同，熱循環(huán)曲線的各項(xiàng)參數(shù)也不同，如高溫（Ac3以上）停留時(shí)間和冷卻速度等有很大差別。焊接時(shí)控制好這些參數(shù)，嚴(yán)格按操作規(guī)范進(jìn)行操作，焊接質(zhì)量就能得到保證。

同學(xué)們在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，基本掌握了一些焊接技術(shù)，如平鋪焊、角焊、橫焊，立焊，學(xué)會了根據(jù)材料的板厚、位置，來調(diào)整焊接電流、焊條型號、焊接速度、焊接角度等各項(xiàng)焊接參數(shù)，使同學(xué)們進(jìn)一步的鞏固了焊接理論知識。在整個(gè)實(shí)訓(xùn)的過程中，實(shí)訓(xùn)老師嚴(yán)格按照工廠的要求去約束同學(xué)們的行為，這對同學(xué)們今后的頂崗實(shí)習(xí)和企業(yè)工作起到了重要的作用。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的主要手段，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何高效地利用實(shí)訓(xùn)設(shè)施、設(shè)備，科學(xué)有效的管好，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量和效果，是我們專業(yè)教師必須面對和解決的問題。在焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)的過程中，仿真企業(yè)工作環(huán)境，把焊接實(shí)訓(xùn)場所打掃干凈，設(shè)備保養(yǎng)完好，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，有助于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，提高學(xué)生的職業(yè)能力，保證師生的操作安全。在焊接實(shí)訓(xùn)場地，主要的安全隱患來源于觸電、燙傷、火災(zāi)、弧光及有毒有害氣體的傷害。因此，在上課的過程中要求學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)訓(xùn)紀(jì)律，遵守操作規(guī)范；穿戴好勞保用品，預(yù)防觸電及燙傷；火焰切割鋼板時(shí)注意檢查周圍物品，防止發(fā)生火災(zāi)；焊接時(shí)戴好面罩，避免弧光傷害；實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，切斷焊接設(shè)備電源及氣源。保證實(shí)訓(xùn)場地的整潔，嚴(yán)格按實(shí)訓(xùn)場地的7S管理來要求同學(xué)。