試論工業機械設備加工過程中的焊接工藝

趙衛賓

摘要：現階段我國的機械設備加工領域的發展比較迅速，在工業生產制造中，機械設備得到了廣泛的應用。焊接作為機械設備加工中的一個重要步驟，其是必不可少的一個環節，但是現在的焊接工藝還存在著一些問題，制約了機械設備的性能。只有解決了這些問題，才能使機械設備的生產質量全面提高。隨著科學技術的發展，各個行業的技術都進行了革新，提高了生產效率。保證以科學的方法來進行焊接，才能提高機械設備加工的質量。本文主要就機械設備加工過程中的焊接缺陷進行簡要闡述，提出了改進的方法，保證焊接工藝的正常實行，加強機械設備加工的質量。

關鍵字：機械設備;焊接工藝;UT探傷

導言

焊接作為現階段金屬材料連接的一種主要方式，在實際焊接過程中焊接效果容易受到多方面因素的影響，包括加工材料的質量、焊縫金屬性能、焊接技術水平等。為了保障機械設備加工焊接效果，需要樹立全過程質量管理理念，分別從前期的材料選擇、焊接工藝各個環節的技術控制，以及完善焊接管理制度等方面加強監督管理，提高工業機械設備的焊接性能。

1工業機械設備加工焊接缺陷

焊接缺陷的存在會直接影響工業機械設備的使用效果，根據缺陷分布位置的不同，可以將其分為外部缺陷和內部缺陷兩種類型。其中常見的外部缺陷有咬邊、弧坑、焊穿、焊瘤、氣孔、電弧擦傷等幾種。以咬邊為例，其產生原因通常是在焊接操作時，實際焊接電流超過了額定電流，以至于電弧拉得過長，在恒焊、仰焊中比較常見。對于咬邊問題，除了要加強電流控制外，還要求工作人員規范運條方法，找準焊接角度，可以降低咬邊問題的發生率。常見的內部缺陷有裂紋、夾渣、白點、未焊透等幾種。以未焊透為例，焊接電流偏小，焊接速度過快，都會造成焊接效果不理想。要想保證材料焊透，應調整焊接電流至合適大小，控制好焊接速度，盡量縮短電弧長度，均勻焊接。

2工業機械設備加工焊接技術要點

2.1開坡口

對于厚度超過100mm的厚材料，為了取得良好的焊接效果，應提前對材料進行坡口處理。在材料的雙面開一個“V”字型口。坡口角度與熔深有密切聯系，通常來說坡口角度越大，熔深越深。

2.2焊前清理

開坡口結束后，還需要對材料進行簡單的清理工作，為下一步的焊接創造良好的條件。例如使用銼刀或砂紙將坡口位置打磨光滑，坡口內壁也要進行簡單的打磨，避免存在明顯的切割痕跡。另外，還要清理材料表面的油污、鐵銹等物質，做好焊前清理可以有效防止后期焊接操作中出現氣孔、夾渣、裂紋等問題。因此，作為焊接前的最后一道工序，清理工作也需要引起焊接技術工人的高度重視。

2.3烘干焊條

使用堿性焊條可以在一定程度上提高焊接效果。選擇合適的焊條之后，還要對焊條進行烘干處理。將焊條置于300℃的恒溫環境下，持續進行加熱烘干約1小時。如果焊條不是直接使用，可以將其放置于恒溫（100℃）密封桶內進行保存，待使用時將其取出。

2.4控制預熱溫度

在正式焊接前需要對鋼板進行預熱。這是十分重要的焊接加工工序，預熱時需符合鋼板厚度以及其中的碳含量。氣保焊焊接和焊接堿性焊條時，需要具備180℃-200℃的預熱溫度，同時還需合理應用電加熱，保持均勻的預熱溫度。焊接設備時，需要存在200℃-400℃的層間溫度。如果中斷焊接，則需要重新進行預熱。

2.5輸入焊接參數

如上文所述，焊接過程中電流大小、焊接速度、焊接角度等參數的變化，都會對最終的焊接效果產生直接影響。因此在實際操作時，也要將焊接參數調整至最佳狀態。例如根據焊接直徑的不同，對于直徑為3.0mm的打底焊，將電壓調整為20V-25V，焊接電流為100A-140A，焊接速度控制在180-220mm/min;對于直徑為4.0mm的普通焊接，將電壓調整至25V-30V，焊接電流為150A-200A，焊接速度控制在200-240mm/min;對于直徑為1.5mm的二氧化碳氣保焊，將電壓調整至24V-28V，焊接電流為220A-250A，焊接速度控制在250-350mm/min。

2.6焊接操作

用多層多道焊的焊接方式。薄焊層窄焊道，不可以隨意擺動立焊部位。此外，立焊過程中，擺動的時候也不可以超過20mm。

2.7焊接機械設備管理

為了確保焊接機械設備的整體質量，在完成焊接整體厚度的1/2和1/4時，需要適當進行中間UT探傷，以及時發展和解決焊接過程中出現的問題，及時返修，從而保證焊接設備的整體質量。一般情況下，在進行兩次返修后，如果還是會出現焊接缺陷，此時需要暫停焊接和返修，待充分考慮各種因素后，再進行返修和焊接。一是清除焊接缺陷時，合理應用碳弧氣刨，之后把其打磨形成U破口，直到表面，光亮不存在滲碳層和氧化皮為止;二是基本形式為碳氣刨破口，半徑不小于6的圓滑破口底部，平整的破口斜面，20°左右的斜面夾角;三是檢測打磨部位時應用PT方式，以保證能及時清理干凈缺陷。

2.8焊后消氫處理

完成焊接后，還要對焊接部位進行后預熱處理，提高焊接效果。將溫度調節至300℃，并保持恒定，整個后預熱持續時間一般在3小時左右，條件允許情況下可延長至5小時。后預熱結束，使用石棉等耐高溫且具有一定保溫隔熱效果的材料，將工業機械設備加工焊接部位遮蓋住，讓其熱量緩慢散失和降溫。大約在靜置36小時后，焊接部位的溫度可以回歸至正常時，此時可以依據《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級法（GB11345）》國家標準或者相關檢測規范，對焊接設備最終進行UT探傷。

3工業機械設備加工焊接工藝優化措施

3.1加強焊接材料質量控制

部分焊接缺陷的產生，與焊接材料質量不過關有直接關系。例如低碳鋼焊縫的氣孔主要是坡口未清理干凈，出現結晶裂紋也多與焊接材料表面含有雜質有關。焊接中使用到的材料除了母材外，還包括必要的焊條、焊絲、焊劑等物質。因此，在整個工業機械設備焊接過程中，對于這些多種類型的焊接材料采取質量控制措施，也是十分必要的。材料管理員和焊接技術工人，都要強化質量管控意識，例如材料管理員應掌握各類材料的保存條件，像焊條應當放置于100℃的恒溫、密封桶內保存。另外母材在加工前也必須做好清潔處理。

3.2完善焊接制度

工業機械設備加工焊接的現場環境復雜，制定并實施完善的焊接制度，一來可以確保焊接工藝流程的順利開展，對于提高焊接效率、保證焊接質量有積極作用;二來焊接本身屬于一項危險性較高的工作，嚴格執行管理制度，也有利于保障現場施工人員的安全。因此，需要制定關于工業機械設備加工焊接的專項制度，并要求焊接技術工人嚴格執行。該制度中還要對焊接標準、尺寸參數、焊接速度等做出明確說明，也能夠在一定程度上為焊接工作開展提供必要的參考。

3.3提高焊接工人技術水平

近年來，一些與焊接相關的新材料、新設備、新工藝不斷投入應用，在為工業機械設備加工焊接工作開展提供便利的基礎上，也對焊接技術工人的專業技能提出了更加嚴格的要求。在這一背景下，部分焊接工人由于沒有熟練掌握這些新技術、新設備，焊接質量與作業效率也受到了影響。為此，還應當定期做好焊接技術工人的業務培訓，為焊接工作的更好開展奠定扎實基礎。培訓內容既要包括基本的技術、技能學習，還要開展安全作業培訓、職業道德培訓，不僅要做到精益求精，而且要堅持安全操作。

結束語

目前我國的機械設備加工過程中的焊接技術還存在著不小的缺陷，只有真正地解決了這些缺陷才能夠提高我國的工業化水準，提升機械設備的生產質量。加強機械設備加工中的焊接工藝科學實施，就要充分重視工藝細節的實施，對焊接的一些要求要能嚴格遵循，只有在這些基礎層面得到了加強，才能保障焊接工藝的順利實施，促進實際的焊接工藝的提高。要嚴格要求焊接工藝的細節實行，這樣才能促進焊機技術的提升，加快工業化的發展。

參考文獻

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