艾博書++王連波++李克彬
摘 要:加工制作技術的快速發(fā)展及成熟, 在很大程度上促進了鉚焊件制作效率的提高, 為機械加工自動化運用提供了良好的條件。鉚焊件作為機械加工中的重要零件, 在其實際制作過程中往往會涉及諸多的工藝流程, 其中焊接溫度的控制是重點, 這就需要優(yōu)化工藝技術, 科學控制焊接溫度, 從而保證鉚焊件制作的合格率, 提高鉚焊件制作的質(zhì)量。本文就對鉚焊件制作時焊接溫度的控制措施進行分析和探討。
關鍵詞:鉚焊件;鉚焊;焊接問題
引言
鉚焊技術是常見的操作技術,要想制作優(yōu)良的工件與焊接溫度有直接的關系。當前,鉚焊作為一項復雜的加工工藝和生產(chǎn)過程,鉚焊件的制造早已成為決定企業(yè)效益的關鍵環(huán)節(jié)。
一、基于熱力學對鉚焊件溫度的分析
眾所周知,在鉚焊件的制作過程中受熱往往呈現(xiàn)局部化,以至于鉚焊件與其它部位之間往往存在著一定的溫度差異,而正是這個溫度差異也進一步使得鉚焊件與其周邊的結構之間不斷的進行著兩種熱傳遞的輻射與傳導。而如若此時我們不能做好這種熱傳遞的全面性控制,那么鉚焊件的溫度勢必會過低,使得鉚焊件與的其它結構之間存在溫度差異,不利于加工與制作鉚焊件,并會大大的影響鉚焊件的整體性能和自身強度,引發(fā)質(zhì)量問題。
如若我們對鉚焊件制作過程中能夠接觸的部位進行詳細的分類與分析,則可以看到,其分類具體如下所示:第一,焊縫。焊縫作為鉚焊過程中熔池形成固態(tài)的金屬結晶,同時也是母材金屬結晶凝聚的重要表現(xiàn),可以說其成長與熔池的池壁之間呈現(xiàn)垂直模式;第二,熱熔區(qū)。鉚焊件熱熔區(qū)是焊縫與母材連接的半熔化狀態(tài)區(qū)域的熱熔區(qū),而這區(qū)域的一個重要特點就是化學成分復雜、晶體顆粒較大,極易產(chǎn)生過熱組織;第三,焊接影響區(qū)。焊接影響區(qū)就是鉚焊件在焊接過程中進行熱量傳導、輻射到的部位,其在整個制作過程中,極易因熱量影響出現(xiàn)金相上的改變,從而導致機械性能、強度發(fā)生變化。
二、影響鉚焊件制作的因素
2.1鉚焊件焊接的熱特點
第一,鉚焊件的焊接溫度較高,普通的鉚焊件的焊接溫度也都可以達到160K以上;第二,鉚焊件焊接溫度升高很快,如若我們將其與普通焊接熱處理相對比,就能夠看到,鉚焊的熱源十分集中且溫度會迅速升高;第三,鉚焊件焊接的高溫時間保持較短,這是因為在焊接過程中鉚焊件與其它結構部位緊密相連,所以極易通過輻射或傳導等途徑將熱量迅速的傳遞出去,進而造成鉚焊件的高溫難以長時間保持。
2.2鉚焊件焊接的溫度控制因素
如若在鉚焊件的制作過程不能對溫度進行精確的控制,那么勢必會導致鉚焊件的加工質(zhì)量或者是整體性能出現(xiàn)問題或者是隱患。以下筆者總結了幾點導致鉚焊件溫度失去控制的因素:第一,在整個鉚焊件的制作過程中缺乏對溫度控制的自我意識,從而在整個鉚焊件的焊接過程之中都沒有使用相應的技能與規(guī)范,進而使得整個鉚焊件制作加工質(zhì)量出現(xiàn)問題;第二,并沒有按照規(guī)范要求對鉚焊件焊口進行清潔處理,以至于鉚焊件的焊口出現(xiàn)積水、油污等問題,進而影響了溫度的傳遞,造成鉚焊件加工質(zhì)量問題的出現(xiàn);第三,在鉚焊件的焊接過程中,其使用的焊接材料與焊接設備本身存在問題,且二氧化碳的純度不足,焊條質(zhì)量不高,母材技術性能有問題等諸多因素加之在一起,都會造成在鉚焊件的制造過程之中失去對溫度的控制。
2.3鉚焊件制作過程中存在的焊接缺陷
通過分析,我們可以看到,目前鉚焊件在制作過程中,往往存在著許多焊接缺陷且種類繁多。一般情況下,我們可以將其分為內(nèi)部缺陷與外部缺陷,兩種。其中內(nèi)部缺陷主要出現(xiàn)在熔合區(qū)域之內(nèi)且具有一定的隱蔽性,只有對其進行破壞性試驗或者是無損檢驗才能夠發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷,如:夾渣和裂縫等;而外部缺陷則是指能夠通過肉眼觀察就能夠發(fā)現(xiàn)的或者是采取簡單的工具就能夠發(fā)現(xiàn)的問題。
三、提升鉚焊件溫度控制的具體方法
3.1切實做好鉚焊件制作前的準備工作
只有做好鉚焊件制作前的準備工作,才能夠為鉚焊件的順利加工奠定堅實的基礎,提升對鉚焊件溫度的準確控制。第一,在制作之前,我們對鉚焊件的坡口用熱切割的方式進行處理,以防止母材邊緣形成淬硬層,淬硬層會以其低塑性造成冷加工的開裂,而利用熱切割的方式能夠有效確保金屬的熱傳遞;第二,針對鉚焊件焊接區(qū)域所存在的污漬問題要進行及時的清除與清理,以確保在既定溫度對焊接材料所進行的處理能夠順利開展,切實達成現(xiàn)在應有技術效果;第三,在鉚焊件焊接前應該對焊接材料進行充分的烘干。
3.2正確的掌握與應用鉚焊件的焊接操作工藝
第一,在焊接方法的選用上,我們應該采取特定的擺幅和在坡口兩側停頓的方法,以此控制熔池問題,使熔池能夠得到一致,避免焊瘤的形成;第二,在焊接過程中,我們必須要提高對焊接角度的重視程度,這是因為焊接角度在某種意義上直接影響著溫度的精確控制,尤其是在夾角垂直時,電弧會相對集中,熔池溫度也會相對較高,反之則溫度較低;第三,在起弧之前必須要先對其進行試驗,也就是說在高度板上對電流強度進行調(diào)整,測試溫度。并在測試合格以后在劃擦起弧,利用反饋電路加強對溫度的精確控制,避免因為溫度升幅過快而致使電路發(fā)生大面積的燒壞;第四,要以消除殘余應力為主對的鉚焊件進行熱處理,使金屬相變溫度點以下的熱量能夠均勻,而后采取均勻冷卻的方式進一步將應力以退火消除;第四,在焊接結束以后,應該做好焊后熱處理工作,以此改善焊件焊接區(qū)的性能, 消除焊接殘余應力對焊接件造成的有害影響。對焊接區(qū)及其有關部位在金屬相變溫度點以下充分均勻加熱, 然后又均勻冷卻以進行消除應力和退火。焊后熱處理是保證焊件焊接接頭性能的一個非常重要的環(huán)節(jié)。
3.3做好焊縫質(zhì)量的檢驗工作
做好焊縫檢驗工作, 也是確保掘進機鉚焊件焊接質(zhì)量的重要手段。尤其是在鉚焊件的焊接制作過程中, 往往由于諸多因素的影響, 致使焊縫存在超過允許值的缺陷, 而一旦發(fā)生這種缺陷, 就必須要采取適當?shù)姆椒ǎ?對缺陷進行排除, 然而在進行補焊。也只有如此才能夠進一步確保鉚焊件的焊接質(zhì)量。尤其是, 某些重要的掘進機部分, 其鉚焊件結構不允許進行二次修補, 所以, 一旦遭遇重大缺陷, 那么鉚焊件勢必會被直接當成廢品進行處理。所以,做好焊縫質(zhì)量的檢驗工作則尤為重要。目前, 常見的焊縫質(zhì)量檢驗方法, 主要有: 外部檢驗、密性試驗、無損探傷, 三種。外部檢驗,主要是對焊縫外表實施的檢查工作, 通過對焊縫外觀尺寸、形狀是否符合焊接要求, 是否存在咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔、表面夾渣、表面裂紋, 以及根部未焊透等缺陷; 密性試驗, 是對焊縫致密性進行試驗的一種檢查方法, 其在試驗中, 主要是根據(jù)焊縫的實際結構形狀、焊縫部位的不同, 采取不同的試驗方法, 具體可采用煤油試驗、氣壓試驗、灌水試驗、沖水試驗等方法; 無損探傷, 是目前發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部缺陷最為有效的一種檢驗方法, 尤其是在一些重要的鉚焊件結構上, 其在出廠之前都必須進行無損探傷檢驗, 確認沒有問題才能予以出廠使用。滲透探傷、磁粉探傷、超聲波探傷和射線探傷是常見的無損探傷方法。
四、結束語
焊接時應選用優(yōu)質(zhì)的焊接材料,確保板材產(chǎn)品符合規(guī)定標準。隨著科學技術的進步,鉚焊技術獲得了良好的發(fā)展,廣泛應用于化工、船舶和航天等領域,發(fā)揮著越來越重要的應用價值。當然要想保證鉚焊件焊接制作時的質(zhì)量,焊接人員需要對焊接溫度進行合理控制,使鉚焊件符合規(guī)定的質(zhì)量標準。
參考文獻:
[1]劉振.淺談鉚焊件制作時焊接溫度的控制[J].黑龍江科技信息,2015,(23):64.