不同工藝規(guī)范對薄板焊縫成型和飛濺率的影響

楊 震

（徐工集團道路機械分公司，江蘇 徐州 221001）

進入21世紀以來，我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出增長趨勢，在世界市場上也持續(xù)占據(jù)著相當?shù)姆蓊~。而在不銹鋼材料的運用中，厚度小于4毫米的薄板材料幾乎占據(jù)了不銹鋼貿(mào)易總和的半壁江山。而焊接技術則是各種不銹鋼薄板材料在連接時所必需的相關技術，因此這項技術對于不銹鋼材料未來的發(fā)展有著舉足輕重的意義。

1 不同焊接工藝對不銹鋼薄板焊縫成型的影響

（1）熱傳輸?shù)挠绊憽Ｓ锌茖W家將激光束焊工藝（LBW工藝）與熔化極惰性氣體保護焊（MIG工藝）進行過對比，結(jié)果證明在焊縫成型上前者有巨大優(yōu)勢。雖然這2種焊接工藝的正方向都具有均勻的形狀，但翻面之后就會發(fā)現(xiàn)MIG工藝的背面形狀并不令人滿意。在色澤方面，前者的焊接接縫呈黃金色，而后者卻呈暗淡的灰黑色，這是由于MIG工藝中高溫過程持續(xù)過長，加之不銹鋼材料本身的導熱性質(zhì)影響，焊縫溫度在焊接完成后將仍然居高不下，最終導致焊縫部分出現(xiàn)氧化等問題。

（2）保護氣體的影響。CO2激光-熔化極氣體保護焊（GMAW工藝）是一種保護氣體在焊接作業(yè)中重要作用的焊接工藝。如果保護氣體不同，所形成的焊縫自然會有不小的差別。在研究中發(fā)現(xiàn)，如果在原本的保護性惰性氣體中加入一定量的氧氣，焊縫的深度就會相對加深，這是因為氧氣在超高的溫度下分解成為氧原子，在氧原子流入熔化池后整個系統(tǒng)的張力會隨之改變，而熔化液體的流動方向也會隨之變化，這樣的作用下，就會遺留出一個深度較深、寬度較小的焊縫。

當然，氣體噴嘴如何排布對最終成型的焊縫形狀也有一些影響。在氣體噴嘴的種類中，有同軸、側(cè)吹和焊炬三種類型，對這三種類型的噴嘴進行不同的排列組合，分析氣體噴嘴對焊接接縫的影響之后，發(fā)現(xiàn)在使用焊炬噴嘴的情況下，保護氣體的配比與最終焊縫形狀并沒有特別大的關系，但如果使用了同軸噴嘴，事情就不太一樣了。在同軸噴嘴與焊炬噴嘴配合的情況中，一旦氦氣（He）的總占比超過了五成，最終得到的焊縫將變得更加穩(wěn)定、美觀。

在使用側(cè)吹噴嘴實驗中，如果側(cè)吹氣體的吹入角度達到四十度，焊縫的熔寬將非?？捎^，特別是背部的熔寬。而當這個角度更高時，正面的熔寬將緩步下降，但背面將反而上升。而當側(cè)吹氣體的吹入速度達到10升每分鐘時，將取得最小的正面熔寬以及最大的背面熔寬。

由此可知，在保護氣體的影響方面，不僅是氣體本身，各種不同的噴嘴對于焊縫最終的形狀的影響也是應當被考慮在內(nèi)的。

2 波形控制對不銹鋼薄板焊接飛濺率的影響

GMAW技術是當下我國相關工業(yè)領域非常流行的一種焊接技術，適用范圍廣，也較為經(jīng)濟。但使用GMAW技術焊接時，由于它與MIG技術有著極大的相似性，這項技術需要的熱量輸入也極為巨大，這就影響了焊縫成型后的表面美觀效果，不符合當下焊接行業(yè)對成品薄板焊縫的具體要求。針對這一問題，一般使用波形控制工藝對于飛濺率進行針對性控制，這種技術影響下的焊接成品將不太能夠發(fā)生氧化現(xiàn)象，焊縫的形態(tài)將更加合適，質(zhì)量更為可觀。在此基礎上，如果對電流輸出時間也加以控制，就能夠更加立體的控制焊接過程，全方位地減少飛濺率。據(jù)有關資料，波形控制法操作下的焊接工作，其飛濺率有四十個百分點的下降。

3 結(jié)語

通過以上的研究，發(fā)現(xiàn)焊接工作中的不同工藝將在很大程度上影響最終的焊接成品。如果需要得到更加美觀的薄板焊縫或者需要有效降低飛濺率，就必須選取合適的焊接工藝。