淺析機械焊接質量的控制策略

王瓊華 王丹

摘要：隨著現代化工業的不斷發展，焊接結構被廣泛應用于工業生產和工程建設中，尤其是機械加工領域的應用。當前航空航天器工程、海洋構造物、化工機械和鋼結構等都傾向于大型化和高參數，對工作條件更為嚴苛，要求焊接構件具備更高的準確性、精度和質量。雖然現代焊接技術有所提高，能夠保證產品的質量，但是其還存在一些缺陷，易導致焊接質量隱患，因此需要加強機械焊接質量的控制，保證機械產品的安全使用及運行，延長機械的使用期限。

關鍵詞：機械焊接；質量控制；策略

1 簡析機械焊接

所謂“焊接”也稱作是“熔接”或“镕接”，它是一種以加熱、高溫或者是高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料的制造工藝及技術。它的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。與此同時，它也可以通過三種途徑，來實現對機械進行焊接的這一目的。①加熱欲接合的金屬，使其的局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時可加入熔填物輔助。②單獨加熱熔點較低的焊料，無需熔化金屬本身，借焊料的毛細作用連接金屬。③在相當于或者是低于金屬熔點的溫度下輔以高壓、疊合擠塑或振動等方式，使金屬之間相互滲透接合。

2 影響機械焊接質量的因素

①裂縫因素。導致裂縫出現的因素較多，如剛性裂縫、隙裂縫、硫元素引起的裂縫等，其中剛性裂縫主要是指在焊接應力作用下而產生的縱裂縫。隙裂縫是指金屬內部出現的微細裂縫，產生原因是被焊金屬因迅速降溫而出現脆化現象，這時可以降低金屬的冷卻速度，或是預熱被焊結構。如果母材中含有過高的硫含量與碳含量，這時易導致焊接裂縫。②熔渣因素。部分技術人員在完成焊接工作后，沒有及時處理熔渣，致使熔渣進入焊接縫中，改變焊接縫的強度，這樣金屬在固化過程中會出現細紋或開裂情況。③焊接工藝。焊接工作在機械焊接工作中占據重要的位置，只有保證焊接工序的準確性和完整性，才能使焊接產品滿足客戶的要求，提高機械焊接的質量。但是當前部分企業在機械焊接過程中，缺乏完善的焊接工序，影響焊接工作的完整性，降低了技術人員對機械焊接的工作力度。

3 機械焊接的質量控制措施

3.1 嚴格控制焊接裂縫

裂縫是導致機械設備結構性損壞的重要因素，焊接中出現的裂縫大多受金屬焊接應力等因素的影響，因此在機械焊接過程中需要嚴重控制裂縫的出現。為了有效控制焊接裂縫，一方面需要對焊接參數加以控制，采用多層、小電流和多道焊的方式，強化焊接形狀參數，減緩冷卻速度，從而避免焊縫裂紋的出現。另一方面需要嚴格按照焊接的程序進行操作，降低機械焊接時產生的應力。

3.2 有效控制焊接材料和設備

對于機械焊接而言，要想保證接頭的高質量，不僅需要嚴格遵循相關標準來選擇焊接材料，如焊劑和焊絲等，確保這些材料符合行業規定的質量標準，還需要制定全面有效的焊接材料說明書，保證材料標注和標識的清晰度。此外，電焊機作為焊接施工中的主要設備，其能對焊接施工的電流進行準確顯示，而電流強弱的控制直接關系到焊接質量的優劣，因此需要加強電焊機的控制，避免電流出現超標或偏差等情況，確保焊接施工的質量。

3.3 焊接工藝的確定

焊接工藝的確定直接關系到焊接的質量，如厚板焊接，大于或者等于40mm板材的稱為厚板，厚板焊接難度比較大，因此厚板焊接工藝一般選擇對母材進行雙面X型破口。再如對不銹鋼薄板的焊接工藝應該選擇氬弧焊等。針對不同的材料、不同的厚度進行差異性質量控制，是保證焊接質量的關鍵。同時，焊接的方法很多，不同的焊接方法相對應不同焊接工藝，焊接工藝的確定主要是根據母材的材質、規格型號、化學成分等項目。焊接工藝決定焊接方法，焊接方法很多，如手弧焊、埋弧焊、氬弧焊等，不同的焊接方法所使用的焊接材料都不一樣，對于常用的手弧焊來講，主要包括：焊條類型、直徑大小等，還包括在焊接過程中使用的電流大小、電壓高低、焊接層數、道數、檢驗方法等。

1）作業前的預熱。無論采用何種工藝進行焊接，在焊接前母材都要經過預熱，這是焊接中碳鋼時最關鍵的工藝要求，預熱的作用是防止產生冷裂紋。預熱還可以改善母材接頭出的塑性，減少焊接后產生的剩余應力。預熱溫度標準：a.35-45#鋼預熱溫度控制在150-250℃。b.大于45#鋼預熱溫度控制在250-400℃。c.如果母材非常大，預熱困難時，可以采用局部預熱，預熱范圍為：焊口兩側150-200mm范圍內。

2）坡口方式。按照焊接工藝的要求，大于4mm的板厚要對母材進行坡口處理，坡口的方式一般為U型或者雙面X型，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，盡量降低焊縫中的含碳成分，防止焊縫產生裂紋。

3）焊接后的熱處理工藝。為了減緩焊接后的溫度的下降速度，減少小淬火硬的處理傾向，避免接頭內的氫擴散，一般在焊接后要對被焊接的材料進行熱處理，熱處理的工藝指標：a.時間：2-6小時。b.溫度：200-350℃。c.高剛性或者大厚度，溫度：600-650度，時間：1-2小時。杜絕在低溫或者雨中進行焊接作業。

3.4 對焊接人員的資質進行檢查

目前我國焊接操作人員很龐大，焊接技術水平參差不齊，資質是證明焊接操作人員素質的一項重要條件，由于機械制造行業對焊接質量要求比較高，因此對沒有資質的焊接人員一律不準進入現場進行操作。在一些大型企業，對焊接操作人員每年要進行資質考核，對考核不合格的操作人員一律取消資格。同時對焊接操作人員每年要進行技術培訓，不斷的提高焊接人員的操作水平，適應企業的發展。

焊接是機械生產制造過程中的重要環節，其質量直接關系到機械產品的安全性能與質量，在各行各業的機械化發展中發揮著重要的作用。當前由于機械設備精密度和材質的不同，致使機械焊接的技術要求更為多變與復雜，影響機械焊接的質量和效果。要想有效控制機械焊接質量，需要從焊接裂縫、焊接材料、焊接設備、焊接工序和焊接環境等方面來加強控制，提高技術人員的職業素質和焊接技術，從而保證機械產品的質量和安全性能，延長機械的使用期限。

參考文獻：

[1]張望平.起重機械焊接質量的控制策略[J].中國高新技術企業，2011，19：51-52.