【摘 要】在世界上50%的钢的连接是用焊接来完成的，手工电弧焊又是我们生活中不可缺少的一部分，随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断进步，焊接工艺在设备维修中的应用。本文主要分析了焊接过程中存在的缺陷及解决措施，然后工艺流程、焊接方法、操作技术以及工艺参数等进行系统性的介绍与研究。
【关键词】焊接技术；缺陷；焊接工艺
1焊接过程中存在的缺陷及解决措施
1.1 热裂纹
热裂纹可发生在焊缝区或热影响区，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩，焊后立即可见。热裂纹产生的主要原因是焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体（含硫、磷、铜等杂质），接头中存在拉应力。
主要解决措施为选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988℃，很容易产生热裂纹。严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平圆弧过渡。缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性减少偏析。确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。
1.2 冷裂纹
冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。冷裂纹具有延迟性质，主要是延迟裂纹。
冷裂纹产生的主要原因是焊接接头（焊缝和热影响区及熔合区）的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。焊接接头含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，使接头脆化；磷含量过高同样产生冷裂纹。存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。
防止冷裂纹的措施为选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈，减少氢的来源。工件焊前预热，焊后缓冷（大部分材料的温度可查表），可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等，焊后进行清除应力的退火处理。焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250℃，保温2～6h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。
1.3 气孔产生的原因和预防措施
焊接部位不洁净容易产生气孔。因此，焊接部位要求在焊接前清除油污、铁锈等脏物；使用低氢焊条焊接时要求更为严格。焊条和焊剂一定要严格按照规定的温度进行烘焙和保温。要求采取适宜的焊接规范，不要采用过大的焊接电流。注意控制母材及焊材的化学成分。焊接速度过快，焊接时操作不当，电弧拉得过长，使得有较多气体溶入金属溶液内。焊波接头气孔，使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内部气孔。气体保护焊时应调节气体流量至适当值。
1.4 夹渣与夹杂
夹渣与夹杂的原因是坡口角度或焊接电流太小。焊件边缘有氧割或碳弧气刨熔渣，边缘清理不净，有残留 氧化物铁皮和碳化物等。酸性焊条时，由于电流小或运条不当形成糊渣。碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。
夹渣与夹杂的预防措施：清除焊道上的杂质、污物，尤其是焊接坡口要保持清洁干燥，控制铁水与熔渣分离。按焊接工艺数据要求，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。多层焊时，加强焊接过程的层道清理，仔细观察坡口两侧熔化情况，每一层都要认真清理焊渣。使用合适规格的焊条、选用适宜的坡口形式及尺寸。提高焊工的操作技术水平。
2 焊接工艺要点分析
损坏现象：相关的电动机机壳之上的一条散热齿发生一定程度上的破损；机壳的表面出现一条裂缝
损坏原因：相关的操作人员在进行对于三辊卷板机电动机三角带的更换之时，出现操作疏忽，使得电机被一重物砸中，出现损伤。
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2.1 维修处理方案
我们结合了电动机损伤的具体情况，对各种因素进行充分的综合考虑。经过研究与分析，我们决定拆除电动机的机壳，然后再实现对其的补焊修复。
2.2 补焊修复的工艺方法
这一电动机的机壳主要是灰口铸铁，如果直接对其进行焊接，那么相应的焊缝之上就极易产生白口或出现一定的裂纹，这就给电机造成一定程度上的缺陷。我们对本公司的具体实际情况进行了相应的结合，并经过一定程度上的讨论，决定采用焊条电弧焊半热焊的修复工艺进行对其的补焊，这样一来，就能够对补焊的质量进行保证。
2.3 补焊修复工艺的要点
2.3.1 焊前的准备
首先，在进行补焊之前，需要对相关杂物进行清除，杂物主要包括电动机机壳受损部位的一些铁渣、油脂以及一些其他的杂物。一般情况下，知道机壳的金属露出金属光泽，才说明清除工作的结束。主要采用钻孔止裂的方法，首先，需要在相应的裂纹终端前方钻出一个止裂孔，要求其直径在4mm左右。然后，还需要运用相应的角磨机开出一个V形的坡口，确定其角度在70°到80°之间。最后，再对加热炉进行运用，使其对电动机的机壳进行一定程度上的预热，当预热到400℃左右之时，将其取出。
2.3.2 焊接工艺参数的确定
一般情况之下，电动机机壳的厚度仅仅只有15mm左右，相对较薄。而且在进行对其焊接之后并不在进行加工处理。因此，经过我们的研究讨论，决定选用钢芯石墨化型铸铁焊条Z208对其进行相关的补焊。至于我们为什么选用Z208型，主要是因为其相关的性能接近于灰口铸铁母材，通常情况之下是不会产生相应的热裂纹的，不仅如此，它在价格方面也存在一定的优势。
2.3.3 焊接操作技术的要点
焊接操作技术存在着一系列的操作流程以及要点，下面我们对其进行具体的阐述：
（1）在进行焊接前，首先需要做好准备工作，也就是说先要将电动机机壳摆放正确，对其稳定性要进行保证，并且还需要让焊缝处于一个平焊的位置。
（2）在焊接的过程之中，为了对热量的损失进行一定程度上的减少，而且还需要保证操作者不会受到高温辐射的伤害，一般情况之下，只将相应的焊接部位留在外面，其余部分都被盖上，主要运用石棉或者其他的一些隔热材料进行对其的覆盖。同时，还需要重视周围的环境，注意不能在通风的环境下进行焊接。
（3）要保证焊接的速度，需要尽快的完成补焊操作，这样才能够对预热的温度进行保证，同时也在一定程度上保证了焊接操作的连续性。不仅如此，为了对焊缝接头的充分熔透进行保证，当相应的焊条运行到接头处需要对停留的时间进行延长。
（4）相应裂缝的成分主要是铸铁，其塑性相对较差，这样一来，对其进行一定程度上的锤击对消除应力的效果并不是很大。因此，一般情况下，并不进行对其的锤击。
（5）在补焊完成之后，需要对相应的电动机的机壳进行覆盖，通常情况下都是采用石棉粉。只有这样，才能够促使其进行缓慢的冷却，提高焊接的质量。
2.4 焊后的处理
等到电动机完全冷却之后，就可以将其取出，并对焊缝的焊渣、毛刺等进行一定程度的清理，同时，还需要将电动机的内腔以及外部进行清理，然后完成重新组装的工作。
3 结束语
未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。
参考文献：
[1]刘云龙.焊工（技师.高级技师）[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]周运金等.简易管板焊机的研制开发[J].焊接技术，2011.
论文作者:曾康增
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/9
标签：裂纹论文; 焊条论文; 电动机论文; 机壳论文; 对其论文; 电弧论文; 应力论文; 《低碳地产》2016年13期论文;