不同工藝規(guī)范對(duì)薄板焊縫成型和飛濺率的影響

楊 震

（徐工集團(tuán)道路機(jī)械分公司，江蘇 徐州 221001）

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，在世界市場(chǎng)上也持續(xù)占據(jù)著相當(dāng)?shù)姆蓊~。而在不銹鋼材料的運(yùn)用中，厚度小于4毫米的薄板材料幾乎占據(jù)了不銹鋼貿(mào)易總和的半壁江山。而焊接技術(shù)則是各種不銹鋼薄板材料在連接時(shí)所必需的相關(guān)技術(shù)，因此這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于不銹鋼材料未來(lái)的發(fā)展有著舉足輕重的意義。

1 不同焊接工藝對(duì)不銹鋼薄板焊縫成型的影響

（1）熱傳輸?shù)挠绊憽Ｓ锌茖W(xué)家將激光束焊工藝（LBW工藝）與熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG工藝）進(jìn)行過(guò)對(duì)比，結(jié)果證明在焊縫成型上前者有巨大優(yōu)勢(shì)。雖然這2種焊接工藝的正方向都具有均勻的形狀，但翻面之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)MIG工藝的背面形狀并不令人滿意。在色澤方面，前者的焊接接縫呈黃金色，而后者卻呈暗淡的灰黑色，這是由于MIG工藝中高溫過(guò)程持續(xù)過(guò)長(zhǎng)，加之不銹鋼材料本身的導(dǎo)熱性質(zhì)影響，焊縫溫度在焊接完成后將仍然居高不下，最終導(dǎo)致焊縫部分出現(xiàn)氧化等問(wèn)題。

（2）保護(hù)氣體的影響。CO2激光-熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW工藝）是一種保護(hù)氣體在焊接作業(yè)中重要作用的焊接工藝。如果保護(hù)氣體不同，所形成的焊縫自然會(huì)有不小的差別。在研究中發(fā)現(xiàn)，如果在原本的保護(hù)性惰性氣體中加入一定量的氧氣，焊縫的深度就會(huì)相對(duì)加深，這是因?yàn)檠鯕庠诔叩臏囟认路纸獬蔀檠踉樱谘踉恿魅肴刍睾笳麄€(gè)系統(tǒng)的張力會(huì)隨之改變，而熔化液體的流動(dòng)方向也會(huì)隨之變化，這樣的作用下，就會(huì)遺留出一個(gè)深度較深、寬度較小的焊縫。

當(dāng)然，氣體噴嘴如何排布對(duì)最終成型的焊縫形狀也有一些影響。在氣體噴嘴的種類中，有同軸、側(cè)吹和焊炬三種類型，對(duì)這三種類型的噴嘴進(jìn)行不同的排列組合，分析氣體噴嘴對(duì)焊接接縫的影響之后，發(fā)現(xiàn)在使用焊炬噴嘴的情況下，保護(hù)氣體的配比與最終焊縫形狀并沒(méi)有特別大的關(guān)系，但如果使用了同軸噴嘴，事情就不太一樣了。在同軸噴嘴與焊炬噴嘴配合的情況中，一旦氦氣（He）的總占比超過(guò)了五成，最終得到的焊縫將變得更加穩(wěn)定、美觀。

在使用側(cè)吹噴嘴實(shí)驗(yàn)中，如果側(cè)吹氣體的吹入角度達(dá)到四十度，焊縫的熔寬將非常可觀，特別是背部的熔寬。而當(dāng)這個(gè)角度更高時(shí)，正面的熔寬將緩步下降，但背面將反而上升。而當(dāng)側(cè)吹氣體的吹入速度達(dá)到10升每分鐘時(shí)，將取得最小的正面熔寬以及最大的背面熔寬。

由此可知，在保護(hù)氣體的影響方面，不僅是氣體本身，各種不同的噴嘴對(duì)于焊縫最終的形狀的影響也是應(yīng)當(dāng)被考慮在內(nèi)的。

2 波形控制對(duì)不銹鋼薄板焊接飛濺率的影響

GMAW技術(shù)是當(dāng)下我國(guó)相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域非常流行的一種焊接技術(shù)，適用范圍廣，也較為經(jīng)濟(jì)。但使用GMAW技術(shù)焊接時(shí)，由于它與MIG技術(shù)有著極大的相似性，這項(xiàng)技術(shù)需要的熱量輸入也極為巨大，這就影響了焊縫成型后的表面美觀效果，不符合當(dāng)下焊接行業(yè)對(duì)成品薄板焊縫的具體要求。針對(duì)這一問(wèn)題，一般使用波形控制工藝對(duì)于飛濺率進(jìn)行針對(duì)性控制，這種技術(shù)影響下的焊接成品將不太能夠發(fā)生氧化現(xiàn)象，焊縫的形態(tài)將更加合適，質(zhì)量更為可觀。在此基礎(chǔ)上，如果對(duì)電流輸出時(shí)間也加以控制，就能夠更加立體的控制焊接過(guò)程，全方位地減少飛濺率。據(jù)有關(guān)資料，波形控制法操作下的焊接工作，其飛濺率有四十個(gè)百分點(diǎn)的下降。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的研究，發(fā)現(xiàn)焊接工作中的不同工藝將在很大程度上影響最終的焊接成品。如果需要得到更加美觀的薄板焊縫或者需要有效降低飛濺率，就必須選取合適的焊接工藝。