摘要:焊接技术是保证机械设备制造质量的关键技术。随着我国工业化的进程,对工程机械设备的需求量越来越高,对质量的要求也越来越严格。针对以上问题,需要在生产过程中切实保障焊接质量。焊接质量又受到焊接工艺参数的影响,焊接工艺参数包括焊接电压、焊接电流等,参数之间是相互联系的、相互影响的,一项参数的细微变化可能会引起其他参数的剧烈波动,进而导致焊接数据的改变。
关键词:焊接工艺参数;特点分析;焊接质量;影响
1 焊接工艺及其特点分析
1.1准确性
焊接工艺的准确性是指在焊接过程中各项举措和活动――例如焊接方法的选择、焊接材料的选用、焊接次序的安排、预热温度、焊后消氢等一系列需要注意的要点――都要符合有关部门和工厂制定的相关准则。
1.2实际性
焊接工艺的实际性是指参数的采集和分析必须根据工厂实际的生产情况,参数反映出来的问题也要符合企业的实际发展情况。这样的参数才具有使用的价值。
1.3完整性
焊接工艺的完整性包含两方面的意思。以某一具体产品为对象的焊接工艺需要包括受压元件之间的焊缝、受压元件相焊的焊缝两方面,缺少其中任意一方面的焊接工艺都会被认为是不完整的;以某一工艺卡为对象的焊接工艺需要包含的内容杂而多,要求将每个环节所需要的焊接工艺参数、焊接的要点、焊接所需的工艺装备均一一列出,否则也会被认为是不完整的焊接工艺。
1.4有效性
焊接工艺的有效性就是指焊接工艺参数能够被运用到实际中,在生产中切实发挥指导焊接工作的作用。
以上焊接工艺的特点的体现通常是以焊接的工艺性为基础。焊接工艺性是指在很简易的工艺环境下对一种金属进行焊接,却可以获得性能优良的焊接接头,包括强度、韧性等方面都能符合要求,同时这种焊接接头可以正常投入使用,满足生产需求。
焊接接头的性能其实就是焊接质量的一方面。所以说影响焊接质量的因素也就是影响焊接工艺的因素。影响焊接工艺的参数主要包括:焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝伸出长度、坡口尺寸和间隙五个主要方面。接下来将详细介绍焊接电流、焊接电压、焊接速度三大主要参数对焊接工艺的影响。
2 焊接工艺参数对焊接质量的影响
2.1焊接电流
当其他条件不变,只增大焊接电流时,不仅焊缝的熔深会增大,余宽也会随之增大,而熔宽则不会产生太大的变化。引起这样变化的原因有四点:(1)当电流增大时,工件上的电弧力和热输入均值随之增大,热源就会出现位置下移的趋势,引起熔深增大。如果这一关系用数学关系式来表示的话,可以说焊接电流和熔深之间是存在正比关系的。(2)当电流增大时,焊丝融化的速度以成比例的速度增加,由于熔宽基本保持不变状态,所以相应的余高也会增加。(3)当电流增大后,弧柱的直径也会随之增加,电弧潜入工件的深度增大,导致电弧斑点的可移动范围遭到了极大的限制,所以熔宽是处于不变化的。(4)当其他条件不变时,只增加电流也就增加了热输入量,加深熔深。
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2.2焊接电压
电弧电压随弧长的变化而变化。当电弧电压出现一定程度的增长时,电弧功率也会随之增大,焊接工件所承受的热输入就会有所增加。热输入的增加引起弧长的拉长,分布半径增大,就会出现熔宽明显增大而熔深只是略微减小的情况。由于熔宽增大,焊丝的熔化量会出现少量的减少,从而导致余高的减小。
焊接电压增大时,焊接材料的融合比也会增大。主要原因是焊接电压对熔深、材料成型、焊接材料的稀释率等方面有一定的影响。在其他条件不发生变化的情况下,增加焊接电压,材料的热输入量就会随之增加,热量的增加引起材料稀释率的增加。需要注意的是,当焊接电压增加过多时,焊接电流值就会变得不稳定,无法掌控,此时电弧会不稳定,引起焊接时溅渣量的大量增多,带来安全问题。不仅如此,电弧不稳定还会造成空气的进入,就会形成夹渣等问题。但是电压过低也不行。电压过低会导致焊丝粘连焊接材料,并且会使焊接过程不稳定,不易操作,并且极易出现焊瘤等问题。因此,根据实践检验,通常情况下要控制弧长不能超过焊条直径。
2.3焊接速度
当其他条件不发生变化时,焊接速度的增加会引起材料的热输入量降低,进一步引起熔深、熔宽和余高的减少。需要注意的问题有:当焊接速度过快时,过强的电弧力会将已经熔化的金属材料猛烈甩至材料尾部,在短时间内迅速凝固,这时熔化金属未能均匀地分布在焊缝的宽度上,会导致咬边不能完全融合;但是如果焊接速度过慢,也会引起材料漫溢的问题。因此,合适的焊接速度能够保证焊接质量,促进焊接生产率的提高。可以采用双丝焊或者多焊弧技术防止以上问题的出现。
3焊缝接头时注意要点
焊缝接头是焊接结构的最基本要素之一,同时也是焊接结构的薄弱环节,其主要分为对接、角接、搭接、T形、卷边等形式。为确保焊接质量,在焊接的过程中,需要根据焊接的需要对坡口进行加工,其中,所使用的坡口形式主要分为V形、X形、U形及双U形等几种,在开坡口时需要注意坡口的角度、坡口根部的间隙、钝边和根部半径的选取。在焊接时,为了使得焊条能够接近焊接接头根部以及多层焊时侧边熔合良好,应当按照一定的比例开设置坡口角度和根部的间隙,当坡口的角度减小时,根部的间隙应当同比例增大。当根部间隙较小时,为保证焊接质量,应当选用较小规格的焊条以使得焊缝坡口的根部能够熔透.开有坡口的焊接接头,为确保焊接质量,需要在坡口处留有一定的钝边,对于钝边高度的确定以能焊透但不焊穿为宜,在带有钝边的接头焊接时,坡口根部的间隙应当根据焊接位置和焊接工艺参数来进行确定,在确保焊缝能够焊透的前提下,根部间隙应当尽量取较小的值。
4结束语
焊接是工业制造领域应用极为广泛的一种技术,在焊接的过程中需要根据焊接材料特性,选择合理的焊接参数提高焊接质量。焊接工艺参数对焊接质量的影响是复杂且深远的,这就要求研究人员根据焊接现象和问题对参数的影响进行细致的分析。在上述分析中我们发现,焊接工艺参数的变化会引起焊接过程中各项具体数据的变化,但是焊接工艺参数的变化也需要限定在某一范围内。一旦超出这个范围或者没有达到这个范围数值,都会导致焊接过程的不可控,这样就会增加问题出现的频率,严重影响焊接质量。从中我们可以学到不管做任何事情,都要有度的把握,不能不够,也不可太过,否则只会带来物极必反的效果。
参考文献:
[1]李亚江《焊缝组织性能与质量控制》ISBN 7-5025-6468-3 2005 化学工业出版社.
[2]陈祝年《焊接工程师手册》ISBN 978-7-111-26168-9 2010 机械工业出版社.
[3]刘召平. 焊接工艺参数对热输入与焊接质量的影响[J]. 河南建材,2015,01:8-10.
论文作者:薛景利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签:焊接工艺论文; 参数论文; 质量论文; 电弧论文; 电压论文; 根部论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第17期论文;