機械焊接工藝及其應用實踐探微

摘 要：近幾年，國民經濟迅猛發展，促使機械焊接工藝得到顯著改進，其在制造業中地位也在逐步提升，但焊接工藝關乎著結構工程的投入使用效果，焊接性能決定著結構工程的整體安全性。因此，文章對于機械焊接工藝相關問題的探究具有巨大的價值。

關鍵詞：機械焊接工藝；應用；實踐探微

目前，機械焊接工藝呈現出了勢如破竹之勢，面臨著巨大的發展機遇。機械焊接工藝也推動了制造行業的發展，機械焊接工藝影響著工程結構的質量。文章首先介紹機械焊接工藝分類，然后探討焊接質量管控問題，最后研究其未來發展，希望可促進焊接工藝的改進。

1 機械焊接工藝的基本分類

現階段，機械焊接工藝存在不同的類別，依據焊接特點能夠將其劃分成下述四種類型。

1.1 壓力焊接

壓力焊接指代在具體焊接環節施加部分壓力的工藝，具體涉及摩擦焊接與電阻焊接等，其中電阻焊接較為常用。

1.2 氣體保護焊接

氣體保護焊接也被稱作氣保焊，主要利用焊接嘴噴發的氣體來阻隔空氣，達到有效保護。在氣體保護焊接中，一般應用氫氣與氦氣，有時也應用混合氣體。

1.3 釬焊

釬焊指代在高溫狀態下進行焊接的一種工藝，具體來說，高溫加熱每一種焊接材料，在這一過程應保證加熱溫度超出釬料的熔點，然而不允許高于焊接材料自身的熔點，該項工藝要求應具備較高的技術水平，合理控制加熱溫度，進而借助液態釬料，對焊接材料進行潤濕操作，以此來達到有效焊接。

1.4 手工電弧焊

手工電弧焊也被稱作手弧焊，主要是指借助人為操作對焊條進行焊接，簡而言之，即為電焊。

2 機械焊接質量管控

焊接質量管控決定著焊接接頭的實際質量。焊接接頭一般是從加熱到熔化，再到結晶成形便完全形成，等同于冶金過程。對于焊接接頭，存在眾多影響因素，若可嚴格控制，規避不利因素，便可改善焊接接頭質量，具體從以下內容著手來實現質量管控。

2.1 焊工因素

焊工自身的技術水平、操作經驗、對焊接工藝的精通程度、職業素養與責任心等關乎著最終的焊接質量。若焊工喜歡本職工作，責任感較高，懷有高度熱情，熟悉焊接方法，依照不同焊件采取適宜的工藝，正式著手焊接操作前規范開展調試工作，全面準備，當完成焊接操作后，認真檢查工件，合理測試，進而保障焊接質量。

2.2 材料因素

焊接材料自身的可焊性影響著焊接接頭的實際質量。由此可知，我們應選擇可焊性突出的材料。

2.3 設備性能因素

若選擇高性能的特定的焊接設備，一定會改善焊接質量。

2.4 工藝因素

全面考慮產品特點，綜合思考空間位置、實際厚度、經濟效益等因素。

2.5 環境因素

認真思量氣候因素帶來的實際影響，參照材料存放標準規范存放。簡而言之，我們應明確質量干擾因素，科學防范，全面應對，合理管控焊接質量。

3 未來發展研究

隨著時代的不斷前進，科學技術快速發展，這要求焊接技術也應進行適當改進，進而滿足市場發展需求。因此，我們應加大在焊接工藝方面的研究，達到焊接工藝的現代化，盡可能增加焊接工藝的穩定性和安全性。同時，因焊接工藝逐步朝著機械現代化方向前進，由此可知，應有效落實相關的安全工作，加大在焊接工藝方面的研究。

3.1 低溫焊接

分析焊接鋼結構失效問題得出，低溫是引發脆斷現象的根本原因，尤其是內部結構不完整時將出現顯著的脆斷效應。若溫度未超過臨界轉變溫度，經由大幅低于σs的作用形成無屈服斷裂。另外，環境溫度變化也會改變焊接質量，但這并不是主要因素。參照低溫焊接試驗得出，我們應明確環境溫度的具體變化，關注預熱溫度，同時，焊接異種鋼結構時，應額外留心預熱以及后熱。利用焊縫金屬內部微合金化程度改變，協同焊接規范，在焊縫金屬中形成針狀鐵素體，以此來獲得最佳的焊縫強韌性。對于焊接工藝參數，我們應明確熱影響區自身的組織關乎著鋼材的基本組成，并與焊接冷卻條件緊密相關，還會制約擴散氫逸出，左右焊接應力變動。在焊接熱影響區總會看見冷裂紋，且其中很大一部分都形成于馬氏體中，焊接區內部的冷卻速度若偏大，則也將會非常容易形成馬氏體組織。通常在工程實踐過程，應遵循下述原則：盡可能縮減焊接殘余應力；調控結構拘束度；最好選擇電加熱；采取可行的焊后處理；嚴格管控線能量。

3.2 焊接反變形

對鋼結構而言，在其實際焊接工序中總會遇到變形問題，主要包含橫向、豎向與彎曲等多種變形。常規焊接變形能夠借助焊接前反變形，利用適宜的焊接工藝進行控制。文章探討了一種可合理應對殘余角變形的手段：在焊接之前，面向工程結構給予彈性反變形。通過熱彈塑性有限元對焊接工序進行模擬，同時，模擬各種板厚大小與熱源的結構，得到彈性反變形基本規律：在焊接之前，給予工程結構一定的彈性變形，實施焊接操作后，其角變形近似等同于零。

3.3 振動時效消除殘余應力

振動時效是指通過外力進行振動的一種方式，在工件內部形成規律的交變作用力，且作用力與工件內部的殘余應力相互疊加，大于微觀屈服極限，使得工件出現塑彈黏性力學改變，削弱殘余應力，不斷均化，最終讓工件處于平衡狀態，有效防范變形問題，增加疲勞極限，達到工件價值的理想化，最后，利用時效前后對比，依托有效固有頻率，借助加速度參數明確時效效果。

對于振動時效工藝，其中最為關鍵的是理想振動參數選取，且最理想的標準為消除應力最多。當循環應力比達到-1，內部疲勞極限大約為0.01%時，殘余應變對應的條件彈性極限是0.001。由此可知，在振動過程，應參照條件彈性極限合理選取振動應用。在具體的生產活動，通常利用振動工序的結構動態指標的走向充當監測指標，在應力的不斷變化下，殘余應力也發生一定的改變，使得構件出現動態變化，參照上述變化規范編制工藝指標。綜合來說，振動指標的選取關乎著處理效果，通常應做好下述幾點內容：其一，減小共振頻率。動載荷影響著殘余應力的實際消除情況。在掃頻環節，隨著頻率的增加，電流并未出現顯著增大。參照振動學理論得出，當構件處于受破狀態時，一般圍繞特定共振頻率進行振動，且構件加載量超出其余頻率振動。電機電流與振動頻率呈現正增長，出現強迫共振，該現象通常是因被振工件重量偏小才引發的；其二，振型選取。調查發現，應根據實際情況科學選擇振型；其三，激振頻率選擇。通過試驗得出，在時效階段，因循環應力作用使得激振力偏小，最終塑性變形晶粒數量越少，相應的激振頻率則越大。由此可知，在共振峰頻率左右振動，相應的振幅呈現下降態勢，進而延長時效時間，干擾時效效果。

4 結束語

在未來，機械焊接工藝將得到更加廣泛的應用，并將涌現出一批新型的焊接工藝，新工藝的問世既能改善工程結構，增加安全性，提升可靠性，還可推動焊接工藝不斷朝著自動化方向發展。我堅信，在大家的努力下，一定會研制出更加先進的焊接工藝，進而更好地服務于生產生活。

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