试论工业机械设备加工过程中的焊接工艺

赵卫宾

摘要：现阶段我国的机械设备加工领域的发展比较迅速，在工业生产制造中，机械设备得到了广泛的应用。焊接作为机械设备加工中的一个重要步骤，其是必不可少的一个环节，但是现在的焊接工艺还存在着一些问题，制约了机械设备的性能。只有解决了这些问题，才能使机械设备的生产质量全面提高。随着科学技术的发展，各个行业的技术都进行了革新，提高了生产效率。保证以科学的方法来进行焊接，才能提高机械设备加工的质量。本文主要就机械设备加工过程中的焊接缺陷进行简要阐述，提出了改进的方法，保证焊接工艺的正常实行，加强机械设备加工的质量。

关键字：机械设备;焊接工艺;UT探伤

导言

焊接作为现阶段金属材料连接的一种主要方式，在实际焊接过程中焊接效果容易受到多方面因素的影响，包括加工材料的质量、焊缝金属性能、焊接技术水平等。为了保障机械设备加工焊接效果，需要树立全过程质量管理理念，分别从前期的材料选择、焊接工艺各个环节的技术控制，以及完善焊接管理制度等方面加强监督管理，提高工业机械设备的焊接性能。

1工业机械设备加工焊接缺陷

焊接缺陷的存在会直接影响工业机械设备的使用效果，根据缺陷分布位置的不同，可以将其分为外部缺陷和内部缺陷两种类型。其中常见的外部缺陷有咬边、弧坑、焊穿、焊瘤、气孔、电弧擦伤等几种。以咬边为例，其产生原因通常是在焊接操作时，实际焊接电流超过了额定电流，以至于电弧拉得过长，在恒焊、仰焊中比较常见。对于咬边问题，除了要加强电流控制外，还要求工作人员规范运条方法，找準焊接角度，可以降低咬边问题的发生率。常见的内部缺陷有裂纹、夹渣、白点、未焊透等几种。以未焊透为例，焊接电流偏小，焊接速度过快，都会造成焊接效果不理想。要想保证材料焊透，应调整焊接电流至合适大小，控制好焊接速度，尽量缩短电弧长度，均匀焊接。

2工业机械设备加工焊接技术要点

2.1开坡口

对于厚度超过100mm的厚材料，为了取得良好的焊接效果，应提前对材料进行坡口处理。在材料的双面开一个“V”字型口。坡口角度与熔深有密切联系，通常来说坡口角度越大，熔深越深。

2.2焊前清理

开坡口结束后，还需要对材料进行简单的清理工作，为下一步的焊接创造良好的条件。例如使用锉刀或砂纸将坡口位置打磨光滑，坡口内壁也要进行简单的打磨，避免存在明显的切割痕迹。另外，还要清理材料表面的油污、铁锈等物质，做好焊前清理可以有效防止后期焊接操作中出现气孔、夹渣、裂纹等问题。因此，作为焊接前的最后一道工序，清理工作也需要引起焊接技术工人的高度重视。

2.3烘干焊条

使用碱性焊条可以在一定程度上提高焊接效果。选择合适的焊条之后，还要对焊条进行烘干处理。将焊条置于300℃的恒温环境下，持续进行加热烘干约1小时。如果焊条不是直接使用，可以将其放置于恒温（100℃）密封桶内进行保存，待使用时将其取出。

2.4控制预热温度

在正式焊接前需要对钢板进行预热。这是十分重要的焊接加工工序，预热时需符合钢板厚度以及其中的碳含量。气保焊焊接和焊接碱性焊条时，需要具备180℃-200℃的预热温度，同时还需合理应用电加热，保持均匀的预热温度。焊接设备时，需要存在200℃-400℃的层间温度。如果中断焊接，则需要重新进行预热。

2.5输入焊接参数

如上文所述，焊接过程中电流大小、焊接速度、焊接角度等参数的变化，都会对最终的焊接效果产生直接影响。因此在实际操作时，也要将焊接参数调整至最佳状态。例如根据焊接直径的不同，对于直径为3.0mm的打底焊，将电压调整为20V-25V，焊接电流为100A-140A，焊接速度控制在180-220mm/min;对于直径为4.0mm的普通焊接，将电压调整至25V-30V，焊接电流为150A-200A，焊接速度控制在200-240mm/min;对于直径为1.5mm的二氧化碳气保焊，将电压调整至24V-28V，焊接电流为220A-250A，焊接速度控制在250-350mm/min。

2.6焊接操作

用多层多道焊的焊接方式。薄焊层窄焊道，不可以随意摆动立焊部位。此外，立焊过程中，摆动的时候也不可以超过20mm。

2.7焊接机械设备管理

为了确保焊接机械设备的整体质量，在完成焊接整体厚度的1/2和1/4时，需要适当进行中间UT探伤，以及时发展和解决焊接过程中出现的问题，及时返修，从而保证焊接设备的整体质量。一般情况下，在进行两次返修后，如果还是会出现焊接缺陷，此时需要暂停焊接和返修，待充分考虑各种因素后，再进行返修和焊接。一是清除焊接缺陷时，合理应用碳弧气刨，之后把其打磨形成U破口，直到表面，光亮不存在渗碳层和氧化皮为止;二是基本形式为碳气刨破口，半径不小于6的圆滑破口底部，平整的破口斜面，20°左右的斜面夹角;三是检测打磨部位时应用PT方式，以保证能及时清理干净缺陷。

2.8焊后消氢处理

完成焊接后，还要对焊接部位进行后预热处理，提高焊接效果。将温度调节至300℃，并保持恒定，整个后预热持续时间一般在3小时左右，条件允许情况下可延长至5小时。后预热结束，使用石棉等耐高温且具有一定保温隔热效果的材料，将工业机械设备加工焊接部位遮盖住，让其热量缓慢散失和降温。大约在静置36小时后，焊接部位的温度可以回归至正常时，此时可以依据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法（GB11345）》国家标准或者相关检测规范，对焊接设备最终进行UT探伤。

3工业机械设备加工焊接工艺优化措施

3.1加强焊接材料质量控制

部分焊接缺陷的产生，与焊接材料质量不过关有直接关系。例如低碳钢焊缝的气孔主要是坡口未清理干净，出现结晶裂纹也多与焊接材料表面含有杂质有关。焊接中使用到的材料除了母材外，还包括必要的焊条、焊丝、焊剂等物质。因此，在整个工业机械设备焊接过程中，对于这些多种类型的焊接材料采取质量控制措施，也是十分必要的。材料管理员和焊接技术工人，都要强化质量管控意识，例如材料管理员应掌握各类材料的保存条件，像焊条应当放置于100℃的恒温、密封桶内保存。另外母材在加工前也必须做好清洁处理。

3.2完善焊接制度

工业机械设备加工焊接的现场环境复杂，制定并实施完善的焊接制度，一来可以确保焊接工艺流程的顺利开展，对于提高焊接效率、保证焊接质量有积极作用;二来焊接本身属于一项危险性较高的工作，严格执行管理制度，也有利于保障现场施工人员的安全。因此，需要制定关于工业机械设备加工焊接的专项制度，并要求焊接技术工人严格执行。该制度中还要对焊接标准、尺寸参数、焊接速度等做出明确说明，也能够在一定程度上为焊接工作开展提供必要的参考。

3.3提高焊接工人技术水平

近年来，一些与焊接相关的新材料、新设备、新工艺不断投入应用，在为工业机械设备加工焊接工作开展提供便利的基础上，也对焊接技术工人的专业技能提出了更加严格的要求。在这一背景下，部分焊接工人由于没有熟练掌握这些新技术、新设备，焊接质量与作业效率也受到了影响。为此，还应当定期做好焊接技术工人的业务培训，为焊接工作的更好开展奠定扎实基础。培训内容既要包括基本的技术、技能学习，还要开展安全作业培训、职业道德培训，不仅要做到精益求精，而且要坚持安全操作。

结束语

目前我国的机械设备加工过程中的焊接技术还存在着不小的缺陷，只有真正地解决了这些缺陷才能够提高我国的工业化水准，提升机械设备的生产质量。加强机械设备加工中的焊接工艺科学实施，就要充分重视工艺细节的实施，对焊接的一些要求要能严格遵循，只有在这些基础层面得到了加强，才能保障焊接工艺的顺利实施，促进实际的焊接工艺的提高。要严格要求焊接工艺的细节实行，这样才能促进焊机技术的提升，加快工业化的发展。

参考文献

[1]矫洪智，林云航.摩擦焊技术在汽车制造业中的应用与探讨[J].汽车工艺与材料，2012（5）：104-108.

[2]赵虎林，苟藏红.数字化技术在焊接工艺中的应用[J].现代制造技术与装备，2019，266（1）：153-154.