工程机械行业高强钢焊接存在问题及工艺探究

查晓军

摘要：随着工程机械行业的发展，其对材料的强度有更高的要求。因此相比于铆接，强度更高、性能更好的高强钢焊接逐渐被应用。但是因为工程机械设备结构复杂，在应用过程中容易受到外界因素干扰，因此不能有效促进该行业的发展。就此针对影响高强钢焊接质量因素进行分析，明确工艺改进方向;结合对工艺的分析，就各环节进行探究，从而达到提升高强钢焊接质量，促进工程机械行业发展的目的。

关键词：工程机械;高强钢焊接

Abstract： With the development of the construction machinery industry， it has higher requirements for the strength of materials. Therefore， compared to riveting， high-strength steel welding with higher strength and better performance is gradually being used. However， because of the complex structure of construction machinery and equipment， it is susceptible to interference from external factors during the application process， so it cannot effectively promote the development of the industry. In this regard， analyze the factors that affect the quality of high-strength steel welding， and clarify the direction of process improvement; combine the analysis of the process， explore each link， so as to achieve the purpose of improving the quality of high-strength steel welding and promoting the development of the construction machinery industry.

Keywords： construction machinery; high-strength steel welding

引言：

随着我国工程机械设备应用的要求增加，其在性能上需要更高冲击韧性的材料保障，就此需要加强相比传统钢结构，承载周期载荷能力更强的低合金高强度结构钢的应用。并且就其焊接工艺进行分析，明确提升高强钢焊接质量的途径。就此保障工程机械设备的性能，促进高强钢焊接的发展。

一、高强钢焊接概述

随着工程机械的发展，其对相应的钢结构材料强度、韧性以及抗疲劳度有了更高的要求，因此但是以调整碳含量加强钢结构强度，已经逐渐不能够满足其低质量高强度的需求[1]。因此低合金高强度结构钢逐渐被应用，这类材料主要通过增加一些微量元素，改变自身强度。在一些跨度大的应用场景中，能够发挥重要的作用。因此逐渐被工程机械行业应用，在许多部件中起到很好的承载周期载荷作用。并且其焊接相对铆接等操作更加灵活，与相应部件的结合度更高，对于工程机械的性能能够起到很好的保障效果。

二、影响高强钢焊接质量因素分析

（一）人为因素

一些企业在高强钢焊接的操作技术人员专业素质上，并没有严格要求，这也就导致了一些技术人员存在对操作技术不熟悉的情况[2]。在焊接过程中就焊前预热等作业指导书上步骤，没有严格按照标准操作。往往通过自身经验对焊接情况进行判断，从而影响高强钢的焊接质量。其次一些企业的技术人员存在为缩短工期赶工的情况，忽略了对焊接过程的把控，导致焊接工艺无法按照程序计划进行，严重影响焊接质量。并且对焊接质量不够重视，无损检测人员，焊接完成后没有进行检测。从而即便出现开裂或者飞溅等情况，也没有及时进行处理，使操作达不到相关的应用标准。

（二）材料因素

高强钢焊接过程中存在因为零部件坡口不均匀的情况，这类问题会导致在焊接时不能焊透，从而影响焊缝质量。并且一些企业在发现这种情况时会直接进行组装，忽略对焊接的设计要求和相关质量参数。同时一些结构在焊接中为满足对周期载荷更高的承载需求，往往会使用如图1的中厚钢。这类钢材在焊接过程中会因为自身的特点，导致焊接进行困难，不能对其温度进行把控，从而影响焊接质量。

（三）设备因素

工程机械设备因为应用场景多样，并且强度较高，因此在进行高强刚焊接时对相关焊接设备有更高的需求[3]。但是大部分企业在设备上存在着欠缺，其在使用过程中会出现外部电压不稳定的情况，影响焊接的正常进行。同时在组对这类焊接工艺上，还会存在缺少设备等情况，甚至焊接专机较小，不满足作业需求。

（四）工作环境因素

在进行高强钢焊接时，其焊接质量容易受到外界环境的影响。通常在进行气保焊时对外界的风速有一定要求，避免因为风速影响焊接的正常进行。同时因为焊接工作往往处在室内进行，因此工作环境的空气质量会受到影响，使操作人员不能处在一个良好的工作状态。其次其工作环境照明程度低，并且由于焊接工作的特殊性，因此处在高温作业环境中，容易对技术人员的操作稳定性造成影响。

（五）检测方法不当

目前在进行高强钢焊接时，其在进行焊条、施焊焊件、焊缝的检测时，主要采用的外观质量检测方式为目测法，其通过对咬边情况、焊瘤、裂痕等情况判断焊接是否符合相应的标准，因此容易出现一些检测误差。对于焊接内部的检测，检测技术存在一些不足，现今整体射线探伤技术应用存在不足，不能对内部情況进行有效探测。

（六）加工方法存在不足

焊接过程中的加工方法直接影响焊接完成后的设备性能，但是一些操作人员在进行此方面的操作时，没有严格按照操作的工艺顺序进行。这也就导致一些相关参数不符合实际应用标准，致使其出现变形甚至应力大的情况。其次在操作过程中对焊接各项工艺的把控，会对其质量产生不一样的影响。通常起弧、收弧方式使用不恰当，会直接对焊接造成影响。现今大部分相关企业在进行焊接时，主要利用MAG焊接，但是在操作过程中，没有对各项操作环节进行把控，会使高强钢性能造成影响，从而不满足工程机械设备的使用。

三、高强干焊接工艺分析

（一）焊接前期准备

在焊接前需要对各项环节进行把控，加强关联程序的整体度，从整体出发进行工艺流程制定[4]。其工艺环节主要分为四方面，一是下料，这一环节对于高强钢焊接而言有着重要的作用，是保障其性能的关键工艺环节。在操作前应当做好表面处理，避免出现氧化、腐蚀等情况。其次在大型构件的焊缝钢材选择上，需要高强度的高结构材料，通常采用650MPA的材料。并且在操作过程中，降低人为因素的干扰，选择如图2所示的刨边机等，保证坡口的均匀，避免出现强行组装的情况。并且保证焊接件的表面清洁程度，避免因为表面出现油污影响焊接质量。二是在组对环节上容易出现因为人工划线导致的误差情况。就此要求焊接件组对在组对工装上进行，借此保障其一致性。三是定位焊，这一环节要求相关企业选择专业素质高的技术人员进行操作，在操作过程中需要就起弧、收弧保证其焊接质量。并且当出现裂纹、气孔时及时处理，避免影响定位焊的正常进行。四是预热，高强钢焊接强调整体度，因此在进行预热时应当采用整体预热方式，其次需要避免预热中心处在坡口处。

（二）选择合适的焊接方法

对于高强钢焊接而言，合适的焊接方法能够有效提升其在工程机械设备结构中的应用，减少裂纹出现的情况。现今主流的焊接方法有两种，一是MAG焊，通过应用实心焊丝进行焊接。二是焊条电弧焊，这类焊接方法能够弥补MAG焊不能焊接到的地方。在焊接过程中，可以通过气保焊加强对焊接热输入的把控，并且还可以借助多层多道焊，对温度进行控制，达到减少裂纹的效果。相关企业需要就这两种焊接方式的特性，配套相应的工艺进行合理的运用。

（三）合理选材

工程机械设备在运用高强钢焊接技术时，其在焊材的选择上不仅要求其具有高强度，同时需要针对实际应用情况合理进行选材。需要就焊缝情况进行匹配选择，其主要原因是高强钢本身具有较高的强度，在其韧性发生改变时，只能采用低强匹配的方式进行焊材选择。借助这种方式，降低在焊接过程中其内部产生的应力。同时操作人员需要就外界因素进行选材，例如当焊缝出现冻纹时需要及时更换焊材，避免影响设备的使用性能。

（四）合理选择焊接顺序

对于高强钢焊接而言，焊接结构会直接影响工程机械设备应用性能。例如在其箱结构的焊接上，需要就实际情况进行焊接工艺的选择，并且依据其结构进行焊接顺序设计。借助对各个结构的处理，加强该结构的稳定性，提升其性能。

（五）焊缝质量把控

在一些焊缝结构上需要做好对质量的把控，要求其根据外观质量相关标准进行操作，保证表面清洁程度。通常在操作过程中，为降低出现裂纹的情况，需要保证焊接过程焊透。其次在一些部位需要采用多层多道焊接技术，借助这种方式保证层道的清洁程度。同时要求检测人员在焊缝焊接完成之后进行检测，避免焊縫出现裂纹源。

（五）焊后处理

在焊接完成后，相关企业应当及时加强对焊接的焊后处理。一些强度较低的焊材在焊接前应付当进行低温后热处理，借助这种方式提升焊材韧性。同时要求在高强钢焊接后及时进行消氢处理，降低其内部存在的应力。一些结构较大的部位在焊后处理中只能进行局部处理，要求技术人员能够按照相应的标准以及操作指导书进行操作。相应的焊工应当具有较强的技术水平，能够就此类情况及时进行处理。在焊接完成后，为保证其外观质量，需要就其焊缝、焊接件表面进行除飞溅、焊渣、油污操作。避免因此影响焊接件的外观质量，从而导致其不能达到更高的外观质量等级，不满足工程机械行业对外销售的需求。

四、结束语

工程机械设备在进行高强钢焊接时需要加强对技术人员的培训，避免出现因为对相关工艺掌握程度不够，影响焊接质量。其次就焊接前做好整体工艺的准备工作，要求技术人员严格按照工艺流程进行，避免出现应力或变形大的情况，导致高强钢的性能降低，从而不符合使用需求。借助合适的焊接方法以及对选材质量和各环节工艺的标准把控，进一步促进高强钢焊接在工程机械行业中的应用。

参考文献：

[1]鞠恒军、唐明慧、孙太生.基于某调形设备的大吨位伸臂筒体焊后调形工艺研究[J].工程机械与维修，2020，No.295（S1）：160-163.

[2]万亚雄、唐立志、武学俊、章小峰、张朋彦、黄贞益. Fe-Mn-Al-C低密度高强钢焊接技术的研究与进展[J].焊接，2020，No.566（08）：51-57+69-70.

[3]王志国.钢结构焊接中存在的问题及处理方法探究[J].百科论坛电子杂志，2020，000（002）：846.

[4]高珊，朱彦军，许绍君.液压支架用Q890高强钢机器人焊接工艺研究[J].热加工工艺，2020，v.49;No.529（03）：137-140.