焊接工藝的重要性

【摘 要】目前，隨著焊接技術應用范圍的日益擴大，在各行各業焊接應用所占的比例也更大，同時也對焊接工藝提出了越來越嚴格的要求，焊接從業人員也開始深刻地意識到工藝的重要性。基于此，本文概述了焊接工藝，介紹了其詳實內容，最后以市政建設中熱力管道為例，探討了焊接工藝的現實重要性。

【關鍵詞】工藝；焊接；重要性

一、焊接工藝概述

焊接工藝是指在高熱或高壓下，用或不用焊材，在兩工件之間，原子互相擴散，而使其結合成整體的一種加工工藝。這種焊接工藝具有非常廣泛的應用范圍，可用于金屬和非金屬領域。

焊接與其相對應的工藝有著密切的聯系，包括焊接方法、并結合被焊件的材質、化學成分、結構種類、焊接要求等來確定操作。具體為：第一，確定好焊接方法，比如，手弧焊、鎢極氬弧焊等方法。焊接具有非常多的方法，只能視具體情況來合理選擇。第二，焊接方法確定后，然后設置焊接工藝參數，比如手弧焊有：焊條型號直徑、電流、電壓、焊接層道數、間層溫度、檢驗方法等方面的數據。

二、焊接工藝主要內容

1、試件清理和裝配

焊接前，將坡口兩側20mm內的油污銹跡水分清理干凈，露出金屬光澤。然后進行裝配，根據焊件的實際情況確定裝配方案，具體包括：裝配間隙、剛性固定、反變形預置等。

2、焊件預熱

通過預熱，可以減緩焊后冷卻速度，對熱影響區硬度的降低、冷裂紋的避免十分有利，屬于焊接中主要的碳鋼工藝方法。此外，預熱還可以優化接頭塑性，降低焊后殘余應力。一般情況下，35、45鋼以150～250℃為預熱溫度。倘若含碳量再高或厚剛度大、傾向產生裂紋時，可以提高預熱溫度到250～400℃。假如焊件過大、較難整體預熱時，可采取局部預熱的方法，其加熱范圍是兩側焊口分別150～200mm為宜。

3、焊材選擇

焊材選擇時，盡量選用與母材化學成分及力學性能相近的焊材，若條件允許，首選酸性焊條。

4、坡口形式

焊接時盡量將焊件開成U形坡口。鑄件若有缺陷，則應圓滑鏟挖坡口外形，以降低熔入焊縫金屬中的母材比例，將焊縫含碳量降低，避免產生裂紋。

5、確定工藝參數

因為熔入第一層焊縫中的母材比例可約高達30%，因此，焊接第一層焊縫時的過程中，應盡可能選用小電流、緩慢的焊接速度，以降低母材熔深。

6、間層溫度控制

根據不同的鋼種，多層多道焊接時，合理控制好間層溫度，是保障焊接質量和焊接工藝中重要因素。

7、焊道應力

因為應力是焊接危害性最為嚴重的因素之一，所以在焊接過程中采用相應的措施如：采用小電流、錘擊焊道、退火等方法消除焊接應力。

8、熱處理

當焊接完成焊接后，根據不同厚度材質進行相應的熱處理，焊縫保溫在200-350℃2-6小時，以減小冷卻速度，增強塑韌性，并降低淬硬傾向，將接頭處氫進行擴散消除。因此，不可以過冷時或雨雪中焊接。最好焊后立即對焊件，采取應力消除熱處理，尤其是焊件厚度大、結構件剛性高、條件苛刻時的焊件更要如此。消除焊后應力的回火應控制溫度是600～650℃，并保溫1-2h，再隨爐冷卻。如果焊后無法處理應力熱，需要立刻后熱處理。

三、焊接工藝的重要性

現代工業離不開焊接，而焊接工藝只是在焊接過程中隨著焊接的結束也結束，是留不下痕跡的過程，如果焊接作業人員責任心不強焊接工藝不到位，會使產品的內在質量和后期的使用壽命大打折扣。以市政熱力管道為例，來探討焊接工藝的重要性。在市政建設過程中，各種地下管道發揮著十分重要的作用，而管道焊接工藝又是管道工程中的重點內容，焊接質量出現質量問題，則會導致十分嚴重的后果。目前，市政建設工程中使用的壓力管道，均通過焊接實現連接的，只有整個焊接工藝過程中不出現偏差，才能確保整個工程的質量。在管道焊接的整個過程當中，構成影響質量的元素主要包括：管道材質質量問題、焊接人員資格問題、技能熟練程度、是否準確遵守焊接工藝流程標準、焊接結束質量檢驗的把關問題。倘若以上環節均按焊接作業工藝要求實施，才能確保整個管道工程不遺留質量與安全隱患問題，保障管道后期使用過程中安全、穩定、經濟、可靠地運行。

1、保障焊接工藝前期的要求

焊接項目作業人員在管道焊接工藝開始前，對應采購到位的管道與工程設計的規格、型號、材質及生產廠家進行細致的核對，必要時采用光譜檢驗儀進行化學成分的檢驗，管道質量完全相符設計的管道材質要求，以確保所使用的材料不存在質量問題或安全隱患等。焊材在焊接中起著及其重要的作用，它的質量好與壞直接關系到管道工程的整體質量，因此焊材的選擇與質量必須進行嚴格把關，盡可能選擇國內知名品牌與知名廠家的產品。同時對購進的焊材讓經驗豐富的焊工進行試驗性焊接，進行物理、化學性實驗，得出此批焊材焊接性能、工藝性能、使用性能等。對入庫的焊材應包裝良好無損，按照焊材儲存標準分類進行放置，切不可受潮。焊接時使用的氣體也盡可能使用質量穩定廠家的產品，使用前進行實驗。焊接工藝過程中起著至關重要的作用是焊接設備，因此管道焊接是必須選用與之工藝要求相匹配性能優良的電焊機。

2、焊接工藝過程

以市政熱力管道Ф525X12㎜A3鋼管道焊接工藝為例，采用手工氬弧焊打底電弧焊蓋面焊接方案進行施工。施焊前焊接設備選用在ZX7-400電焊機；焊材選用J50焊絲和E4303電焊條；對焊條用烘干箱進行150°C烘干1小時；使用焊條保溫焊接時桶隨用隨去；氬氣純度不得低于99.95%，氬氣流量計準確無誤；鎢極使用鈰鎢棒放射性小；對管道用機械方法開V型坡口，并留1㎜鈍邊，坡口內外兩側20㎜打磨露出金屬光澤，確保無銹跡、油污和水分等。

設置焊接工藝參數：焊口對口點固，對口間隙2-3㎜，固定點4點長度10-15㎜，厚度3㎜；打底焊絲J50，Ф2.0電流85A焊接電壓30V，極性為直流反接法；填充和蓋面電焊條E4303，Ф3.2電流95A焊接電壓40V；采用3層3道，兩人對稱施焊進行；焊后150°C回火保溫簡易熱處理；外觀無損超聲波和耐壓致密性檢驗。

焊接過程中，由于是氬弧焊打底，在戶外作業必須做好防風處理，焊接位置設置防風罩之類設施，保證保護熔池的氬氣不被稀釋和吹散焊接質量受影響。焊口的點固位置相對稱長度一致且收尾處比起焊處寬1㎜左右，其原因是防止收尾處受焊接收縮應力而無間隙，無法焊透。打底焊接時兩人對稱施焊進行且焊接速度一致，做到焊透且無焊接缺陷，對焊道污物用鋼絲刷進行清理，立即用同樣單位方法用烘干好的電焊條進行對稱填充焊接，厚度4㎜左右為宜，填充后進行清渣，最好采用風鏟對焊道整體進行震動敲擊處理，以消除焊接應力。保證間層溫度在80°C以上進行第三層為蓋面層焊接，成形美觀余高趨于0㎜無咬邊等焊接缺陷；清渣后用火焰加熱法對焊道兩側60㎜進行加溫至150°C時用石棉布對加熱區域進行包裹三層緩慢冷卻至室溫；然后對焊道進行無損超聲波和耐壓致密性檢驗。

四、結語

綜上所述，本文市政熱力管道焊接工程為例，探討了焊接工藝過程的重要性。由此可知，在管道工程中，焊接工藝是最關鍵、最重要的工序，有助于管道連接的合理性和使用壽命的延長。目前，隨著現代科技的快速發展，我國更加注重對技能人才的職業道德培養，希望有更多的高素質技能人才來支撐大國的崛起，特別是從事焊接相關專業的人員要充分地認識到焊接工藝的重要性，能夠認真專研這項工藝技術，為我國的工業化建設貢獻力量。

參考文獻：

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作者簡介：

王元平（1971─），高級技師。國家能源準能集團焊工技能大師，主要從事焊工技術及焊接工藝和焊接質量方面的研究。

（作者單位：國家能源準能集團公用事業公司）