淺談在焊接實訓中凝固組織的控制

蔣秋莎

【摘要】隨著汽車市場的發展，汽車技術應用與維修的推廣使中職學校的汽修專業班級和人數巨增；而汽修專業學生有一門必修的專業實訓課就是焊接實訓操作，它是汽車維修中不可缺少的一部分。因此培養大批量適應現代焊接生產發展和技術要求的高素質焊接技術人才，是擺在職業教育面前的一個重要任務，職業學校的焊接實訓是以培養從事焊接工作的中等技術工人為目標，以提高動手能力為主要目的的培訓模式。通過企業調研我們了解到：以前傳統的實訓模式已不能滿足企業的要求，怎樣在最短的時間內培養具有一定操作技術的人員，是實訓指導教師值得思考的問題，因此在實訓教學中教授同學們控制好焊接參數，是保證焊接質量的重要條件。在焊接過程中常遇到由于焊接溫度未控制好，出現焊縫不均、凝固組織變硬、焊接裂紋等焊接缺陷；它將影響焊接件的合格質量。下面就怎樣控制焊接凝固組織的變化，談談個人的觀點，供大家參考。

【關鍵詞】焊接實訓 凝固組織 控制

據國內外專家認為，到2020年焊接仍將是制造業的重要加工工藝，它是一種可靠、低成本的連接金屬材料的方法，目前還沒有其他方法可以代替焊接。焊接實訓教學是教學過程中的一個關鍵環節，但由于焊接實訓投入大，焊接教學設備非常有限，與企業的實際生產仍有一定的距離；而且焊接實訓環境差、工種苦，學生學習容易產生消極畏難情緒，在實訓教學過程中難以激發學生學習的積極性。因此在實訓中如何利用有限資源培養綜合素質高、有敬業精神的技術工人，是大家應思考的問題。為使我校所培養的學生能夠滿足汽修市場對人才的技能要求，在實訓教學中我們要將企業常用的焊接技術融入到整個教學中，讓經過實訓后的學生能適應現代汽車維修專業的焊接操作規范要求。在焊接實訓教學中焊接凝固組織的控制十分關鍵，在培訓過程中要重點強調，同時同學們在操作時應注意以下幾個方面：

一、焊接工藝參數的有效調節

在焊接過程中改善焊接金屬凝固組織，是保證焊接質量的有效方法。通常采用調節焊接工藝參數（焊接電流，電弧電壓，焊接速度，預熱溫度，送絲速度等）保證試件合格率，調節焊接工藝參數還可以控制熔池溫度梯度，冷卻速度和幾何尺寸，最終控制晶體尺寸和成長方向。在不預熱情況下，一般提高焊接速度，降低焊接線能量，可達到細化焊縫金屬凝固組織的目的，從而保證了焊接質量。

二、變質劑成分的有效控制

通過焊條、焊絲或焊劑加入變質劑后可在焊接凝固結晶過程中細化焊縫金屬晶粒，變質劑有兩種類型：一種是處于彌散狀態的W、Mo、Tic、Al2O等元素組成的難熔金屬和難熔化合物，這種變質劑在焊縫金屬中出現不熔化塊和夾雜，它將降低焊縫金屬的性質。第二種是Ti、B、Ce、Zr等元素組成的作為表面活性核促使形核，以阻止微小晶體的生長和聚集，達到細化晶粒的目的。凡是通過局部加熱來達到連接金屬的焊接方法，不論是熔化焊接還是固態焊接，焊縫附近的母材都同時被加熱到高溫狀態，通過控制變質劑的成分以保證焊縫質量。

三、焊前母材原始狀態的性能控制

焊接材料焊前的原始狀態也會影響到焊接熱影響區內的組織變化和性能變化，例如：材料焊前處于硬化狀態或熱處理強化狀態，則焊后熱影響區溫度的高低，是影響焊縫質量的主要因素。被焊金屬是決定各種材料焊接熱影響區形成的主要因素，因為焊接熱影響區的組織變化和性能變化首先取決于母材本身，它們在不同加熱和冷卻條件下的合金特點將影響焊接質量。例如：對加熱和冷卻過程中根本沒有任何組織變化的材料，它們在快速加熱或冷卻過程中易生成各種不穩定組織，這將影響焊接質量。這時焊接熱影響區的組織變化和性能變化將變得很復雜，因此在焊接前了解被焊材料的焊接特點，是保證焊接質量的重要條件。

四、焊接工藝方法和操作參數的控制

焊接熱影響區是由于焊接時的熱作用引起的，因此它與焊接時所采用的熱源特點和焊接規范有著直接的關系，即與熱弧的集中程度、能量密度有關，還與焊接時熱量輸入的多少、焊接線能量有關，因為這些工藝參數都直接影響到焊接時的溫度場分布以及熱循環曲線的特點，它將直接影響到焊接熱影響區內特殊熱處理的各項參數，如升溫速度、高溫停留時間和冷卻速度等。不同焊接條件下，鋼材單道焊時熱影響區過熱區的典型熱循環曲線變化不同。由于焊接工藝條件不同，熱循環曲線的各項參數也不同，如高溫（Ac3以上）停留時間和冷卻速度等有很大差別。焊接時控制好這些參數，嚴格按操作規范進行操作，焊接質量就能得到保證。

同學們在老師的細心指導下，基本掌握了一些焊接技術，如平鋪焊、角焊、橫焊，立焊，學會了根據材料的板厚、位置，來調整焊接電流、焊條型號、焊接速度、焊接角度等各項焊接參數，使同學們進一步的鞏固了焊接理論知識。在整個實訓的過程中，實訓老師嚴格按照工廠的要求去約束同學們的行為，這對同學們今后的頂崗實習和企業工作起到了重要的作用。

實訓教學是培養學生專業技能的主要手段，是提高教學質量的關鍵環節。如何高效地利用實訓設施、設備，科學有效的管好，提高實訓教學質量和效果，是我們專業教師必須面對和解決的問題。在焊接實訓教學的過程中，仿真企業工作環境，把焊接實訓場所打掃干凈，設備保養完好，創造良好的工作環境，有助于培養學生的職業素養，提高學生的職業能力，保證師生的操作安全。在焊接實訓場地，主要的安全隱患來源于觸電、燙傷、火災、弧光及有毒有害氣體的傷害。因此，在上課的過程中要求學生嚴格遵守實訓紀律，遵守操作規范；穿戴好勞保用品，預防觸電及燙傷；火焰切割鋼板時注意檢查周圍物品，防止發生火災；焊接時戴好面罩，避免弧光傷害；實訓結束后，切斷焊接設備電源及氣源。保證實訓場地的整潔，嚴格按實訓場地的7S管理來要求同學。