氩弧焊接工艺对焊接质量影响研究

发表时间:2019/4/28   来源:《基层建设》2019年第4期   作者:兰天宇 王天明 姚晨
[导读] 摘要:实际操作中,钨极氩弧焊有可能会产生大量的残余变形量,这将会使焊件由于各部分温度分布不均而出现变形。
        大庆油田工程建设公司安装公司  黑龙江大庆市  163000
        摘要:实际操作中,钨极氩弧焊有可能会产生大量的残余变形量,这将会使焊件由于各部分温度分布不均而出现变形。所以优化氩弧焊接工艺的关键在于解决好变形问题、降低焊件变形量。此外,电弧焊电压、电流等参数也将对焊接质量产生影响,因此想要在实践领域中探究这类问题应当将关注点着眼于整体。下文中笔者对此类问题进行了分析探究,从焊接工艺间各参数的关系以及该技术在机械制造领域中的应用入手对此类问题进行了分析探究,希望对进一步推进相关工作的优化落实有所启示。
        关键词:氩弧焊接;工艺;焊接质量;影响
        随着相关技术的不断进步,不锈钢焊接结构件已在相关领域中得到了非常广泛的应用。其材料的焊接主要以氩弧焊为主,近些年该类材料的综合力学性能正在不断提高,设计部门在保证材料原有力学性能的前提下正在推动其向着中、薄型方向发展。但实际焊接过程中却经常会因为材料结构差异而出现焊接变形,这类问题既会影响不锈钢结构件的外观结构、美观度,更会影响到结构件的承载能力。因此我们需要以探究氩弧焊接工艺对焊接质量的影响为起点着重思考如何解决这类问题。
   
        一、焊接工艺参数间的关系分析
        1、焊缝形状尺寸与焊缝质量间的关系
        我们可以将“焊接工艺”理解为焊接过程中需要用到的一整套工艺、技术,而焊缝形状尺寸与质量间的关系则可以利用下图来说明:
 
        按上图所示:L为焊缝宽度,H为熔深,均是对接接头焊中一个非常重要的尺寸。两者均能够对焊接接头的承载能力产生直接影响,焊缝形成系数为φ,即φ=L/H。这其中熔池结晶方向、φ的大小以及熔池中气体溢出的难易程度均能够影响到焊缝中心偏析的严重程度。参照上述表述,在φ相对小的前提下,焊接过程中便会产生窄而深的焊缝,若φ比较大,焊接中则会产生宽而浅的焊缝。因此控制好φ的大小是优化焊接工艺,提高焊接质量的关键。余高h是衡量焊缝的另一个非常重要的尺寸,它既能够在现有基础上提升结构件的静载荷承受能力,又可以增大焊缝的截面,更能够避免凝固收缩时熔池金属形成结构上的缺陷。虽说焊缝横截的大体轮廓在L、H、以及h等参数确定后便已经初步确定,然而实际焊接过程中它还将受到其他因素的影响。
        2、熔池与焊缝的关系
        熔池主要由混合焊丝以及母材金属熔化后的电弧构成,即便排除了表面张力以及重力的影响,但熔池金属最终还是会被推向熔池底部,并最终冷却结晶成焊缝。主要是因为电弧力的存在才会出现这一现象。焊接熔池形状是氩弧焊接过程中决定焊缝形状的主要因素,焊接熔池形状则能够受到坡口、接头形式、基体金属边缘以及间隙尺寸等因素的影响。为避免焊接熔池出现重力不等的问题,需要在实际操作中有针对性的选择各类焊接方法以及焊接工艺。
        二、热输入与焊接质量受焊接工艺的影响分析
        1、焊接电流对焊接质量与热输入的影响
        焊接电流是氩弧焊最开始阶段操作者能够操控的唯一要素,这是氩弧焊中非常重要的技术参数。它对焊接质量及效率将能够产生不可逆转的影响,电流过大或过小都将产生反效果。具体焊接电流的确定应在参考焊接焊缝空间位置、接头形式以及材料厚度的前提下完成。若在其他条件不变的前提下增大电流就等于强化了焊接过程中的热输入量,虽说这一做法均能够增加焊缝的余高以及熔深,更能够提高焊接效率,但焊条根部却容易因此而发生涂层失效以及崩落的现象。最终这类问题将引发烧穿、焊瘤以及咬边等一系列焊接缺陷。此外,电流过大还会引发焊缝钨、钨极烧毁等一系列问题。焊接电流过小将会对焊接质量产生一系列影响,会出现夹渣、气孔以及不熔合等残焊现象。因此要正视焊接电流对氩弧焊接工艺及质量的影响,做好焊接电流的控制工作。
        2、焊速对焊接质量的影响
        在焊速较小时,电弧力的作用方向几乎是垂直下降的。随着后期焊速的不断增加,弧柱会逐渐后倾,这将有利于熔池液体金属在电弧力的作用下向尾部流动,熔池底部会逐渐暴露,将有利于熔深的进一步增加。焊速增加时,若从焊缝热输入以及热传导角度来说,焊缝的熔深以及熔宽将会减小。综合上述两方面的影响,低焊速状态下熔深会随焊速的持续增加而增加,若焊速超过一定数值时,熔深将会随焊速的增加而减小。这时熔深以及增高总会随着焊速的增加而减小。单从提高生产率的角度分析,焊速自然是越快越好,所以分析焊速减慢、熔深降低等区段的讨论是没有意义的。假定焊接的熔深要求确定,为提高焊速就必须进一步提高焊接电流以及电弧电压,这将使电弧功率得到进一步提高,因此焊接电流以及焊速的选取应考虑综合经济效果。相关案例证明,提高焊速会使结晶速度进一步加快,气孔倾向也将进一步增加。
        总结
        氩弧焊接工艺对焊接质量的影响是显而易见的,当前对于不锈钢构件制造工艺的要求正在不断提高,我们需要优化其焊接工艺。实际工作中,我们需要在明确焊接工艺要点的基础上展开这方面的实践。以明确焊接工艺参数间的各类关系为切入点把控好其中的细节,提高焊接质量,上文中笔者对此类问题进行了分析探究,希望对进一步推进相关工作的优化落实有所启示。
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