薄板焊接工藝及焊縫質(zhì)量控制

郭純 魏家凱

摘 要：伴隨當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建設(shè)發(fā)展的速度進(jìn)一步加快，在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的過程中，薄板焊接具有非常重要的意義，獲得了廣泛的應(yīng)用。在廠房參觀走廊平臺(tái)以及設(shè)備輔助平臺(tái)當(dāng)中都獲得了較好的運(yùn)用。在實(shí)際操作的過程中，很多產(chǎn)品需要重量輕巧又需要具有較好的質(zhì)量。在此過程中可以使用薄板材料達(dá)到需求，然而當(dāng)前我國在薄板焊接的過程中沒有廣泛的使用先進(jìn)的技術(shù)，在施工工藝方面較為陳舊，因此一定要重視合理的使用薄板焊接工藝，確保對(duì)焊接的質(zhì)量進(jìn)行最大程度的控制。

關(guān)鍵詞：薄板；焊接工藝；焊縫；質(zhì)量控制；措施

1 焊接過程中產(chǎn)生變形的原因

厚度為2mm左右的鋼板使用比較廣泛，是一種典型的薄板，在施工過程中經(jīng)常使用電弧焊設(shè)備來完成焊接工作。在此過程中，電弧焊設(shè)備運(yùn)用的是微機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的有效運(yùn)用能夠計(jì)算焊接弧度、焊接電流和焊接速度，同時(shí)還能夠按照具體的工藝參數(shù)開展一系列分析工作，使焊接參數(shù)和焊接程序之間建立一定的關(guān)系，并且存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中。在開展薄板焊接工作的過程中，經(jīng)常會(huì)面臨表面缺陷以及焊接變形問題，導(dǎo)致這種現(xiàn)象存在的關(guān)鍵原因是因?yàn)楸“搴附舆^程中對(duì)于參數(shù)的要求比較高，在實(shí)際焊接的時(shí)候很容易因?yàn)閰?shù)的變化而使焊接工作發(fā)生改變。由此可見，在具體實(shí)施焊接工作的過程中，應(yīng)該根據(jù)不同的情況選擇對(duì)應(yīng)的焊接工藝，只有這樣才能夠很好地控制薄板的焊接質(zhì)量。在焊接過程中，焊接變形現(xiàn)象各不相同，最為常見的變形主要體現(xiàn)在以下方面：縱向收縮變形、橫向變形、扭曲變形以及彎曲變形等各種方式。

2 薄板焊接工藝分析

2.1 焊接電流

焊接過程中一個(gè)最重要的參數(shù)是焊接電流。在選擇焊接電流的時(shí)候，應(yīng)該考慮焊條直徑、焊條類型、接頭形式、焊件厚度、焊道層次、焊縫位置等各個(gè)方面的因素，綜合各個(gè)方面的因素選擇出最佳的電流。如果焊接電流太大，就會(huì)增加余高以及焊縫厚度，降低焊縫寬度，并且很有可能出現(xiàn)燒穿、咬邊等缺陷；然而，焊接電流太小就會(huì)出現(xiàn)夾渣以及焊縫沒熔透的問題。

2.2 焊接電壓

電弧的長度決定了電弧電壓的大小。電弧過長，則電弧電壓也相對(duì)過高；電弧太短，則電弧電壓就相對(duì)較低。電弧電壓會(huì)對(duì)焊縫的寬度產(chǎn)生影響，電弧電壓加大，就會(huì)增加焊縫的寬度，焊縫的余高和厚度就會(huì)減少，隨之飛濺也會(huì)減少，導(dǎo)致不易控制焊縫的成形。

2.3 焊接速度

焊接的生產(chǎn)率與焊接速度的大小有著直接的關(guān)系。當(dāng)提高焊速的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致能量下降，熔寬、熔深以及余高都會(huì)減小。為了加快焊接速度，在確保焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，需要使用較大的焊絲以及焊接電流，確保焊接的寬窄和焊縫高低一致。

2.4 焊條直徑

選擇合適的焊絲直徑是確保焊接工作效率以及質(zhì)量的關(guān)鍵。通常情況下，需要根據(jù)焊件的厚度選擇焊絲的直徑，并且還要考慮施焊位置、接頭形式以及焊接的層數(shù)。對(duì)于重要的焊接結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該考慮焊接的熱輸入量。

2.5 其他因素

焊接環(huán)境方面，過低的環(huán)境溫度會(huì)增加焊縫金屬的冷卻速度，有可能使材料變脆，在焊接應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂紋；雨雪天氣或濕度過大時(shí)，由于焊縫區(qū)水分較多時(shí)易使焊縫出現(xiàn)氣孔等。焊工資質(zhì)方面，焊工屬于特種作業(yè)，按規(guī)定焊工必須持證上崗。

3 薄板焊接試驗(yàn)

3.1 試焊準(zhǔn)備

焊接前，要檢查焊絲和焊劑，試焊薄板連接布置的設(shè)計(jì)，焊接變形的防止，焊接設(shè)備的檢驗(yàn)，焊接質(zhì)量和操作技能的檢查。母材模型的焊前檢驗(yàn)，工廠質(zhì)量檢驗(yàn)證書等；檢查電線的化學(xué)成分和直徑，檢查電線編號(hào)是否與指定的電線相同；檢查埋弧焊劑的濕度并在使用前使其處于干燥狀態(tài)。

3.2 試件薄板的定位

焊接點(diǎn)焊通常很短，并確保在焊接過程中不會(huì)松動(dòng)。由于點(diǎn)焊仍然是正式焊接后焊縫的一部分，因此點(diǎn)焊的焊接材料應(yīng)與正式焊接材料相同。定位焊縫的起弧和弧形接收端應(yīng)該是圓形的，以防止焊接端在兩端焊接。

3.3 焊接質(zhì)量控制

如果焊接組件間隙太小，鈍邊太粗，電極直徑太大，電流太小，速度太快，電弧太長等。并且焊件表面的界面氧化膜，油漬等不清洗，很容易產(chǎn)生未熔化，不焊接。在保證焊接中焊孔直徑的前提下，注意埋弧焊機(jī)的行進(jìn)速度，不要太快或太慢，太快會(huì)導(dǎo)致焊縫不能穿透，太慢會(huì)導(dǎo)致焊縫控制焊縫表面出現(xiàn)咬邊。首先，為了在焊接時(shí)嚴(yán)格控制熔池的形狀，通常適當(dāng)?shù)氖菍⒑赋乜刂瞥杀馄降臋E圓形；二是要預(yù)防接頭超高。在焊接之前，首先使用研磨機(jī)研磨焊縫處的斜坡形過渡區(qū)，并在焊縫前方10 mm處開始電弧。電弧點(diǎn)火稍微伸長，然后移動(dòng)到接頭。孔是由熔池中的氣泡形成的空腔，其在焊接期間固化時(shí)不會(huì)逸出。造成這種情況的主要原因是溝槽邊緣不干凈，有水分，油污和鐵銹；電極或焊劑未按規(guī)定干燥，芯被腐蝕或涂層劣化或剝落。另外，埋弧自動(dòng)焊接電壓太高而不能在焊接過程中產(chǎn)生孔隙。選擇合適的焊接電流和焊接速度，仔細(xì)清潔溝槽邊緣的水分，油污和鐵銹，避免產(chǎn)生氣孔。在焊接過程中注意焊劑的流出速度，以確保完全覆蓋焊池。

3.4 焊接試樣的提取

選擇焊縫外觀均勻均勻，焊縫和附近表面無裂紋，未熔化，氣孔，夾雜物和飛濺等缺陷，焊縫成型美觀；焊縫表面不低于母材表面，焊縫高度由焊縫檢驗(yàn)尺測(cè)量，以滿足要求，并使基材平滑過渡；焊縫底切深度不得超過0.1 mm，長度不得超過焊縫總長度的5。

4 薄板焊接工藝及焊縫質(zhì)量控制策略

4.1 對(duì)熱輸入的控制

在對(duì)薄板具體焊接工作的過程中，對(duì)于能量較為集中部分或者是熱輸入較低的地方可以選擇降低焊接方法，這可以有效地減少焊接變形的發(fā)生。通常還可以使用是二氧化碳保護(hù)焊的方法，二氧化碳能夠薄板有著較好的保護(hù)作用，因此焊接出來的成品有著較好的質(zhì)量。

4.2 對(duì)焊縫的控制

這時(shí)候就需要根據(jù)實(shí)際情況來選取最為合適的尺寸以及形狀的焊條，并且還需要在能夠滿足焊接的前提下，確保有足夠的承載能力，并盡可能使用小的焊縫尺寸。主要的原理就是為了能夠在最大程度上減少焊縫的填充量，如此一來既能夠保障質(zhì)量，不會(huì)產(chǎn)生變形，用料更省還能起到一定的美觀作用。另外還可以使用先進(jìn)的折邊機(jī)，來對(duì)薄板進(jìn)行折邊操作，在保證折彎角度的情況下，盡可能的使用機(jī)械彎折，機(jī)械彎折的最大好處就是能夠減少焊縫的數(shù)量。最后還需要對(duì)焊縫的位置進(jìn)行合理科學(xué)的安排，最好是能夠?qū)⒑缚p保持在中心軸兩側(cè)的位置，這樣，在焊接過程中發(fā)生的變形可以起到一定的抵消效果。

4.3 對(duì)工藝的控制

選擇合理的裝配和合理的焊接順序是不夠的。其主要的方法就是利用焊接胎所具有的特性即在焊接的時(shí)候能夠反向變形，當(dāng)焊接結(jié)束之后，松開焊接胎，這樣焊接完成的尺寸以及形狀均會(huì)在焊接胎的壓力固定下符合有關(guān)技術(shù)要求。

5 結(jié)語

總之，對(duì)于薄板焊接工藝，無論是在微觀焊縫形成還是在微觀視角下的焊接力學(xué)性能，需要所有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行后續(xù)焊接工作。只有這樣才能夠避免在對(duì)薄板焊接工作進(jìn)行的時(shí)候因?yàn)楣と瞬僮鞑划?dāng)從而帶來的參數(shù)變化最終使得工人的人工成本增加，對(duì)設(shè)備對(duì)材料造成能耗加大的浪費(fèi)現(xiàn)象，才能夠帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]楊震.不同工藝規(guī)范對(duì)薄板焊縫成型和飛濺率的影響[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45（06）：202.

[2]徐惠妍.不銹鋼薄板搭接激光焊接頭超聲相控陣檢測(cè)研究[D].長春工業(yè)大學(xué)，2018.