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        金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探討

        2021-12-01 11:30:59
        農(nóng)業(yè)裝備技術(shù) 2021年2期
        關(guān)鍵詞:焊縫工藝

        丁 肖

        (江蘇省徐州技師學(xué)院,江蘇 徐州221151)

        在金屬材料加工工藝中,焊接技術(shù)是常應(yīng)用的一種技術(shù),主要是把兩塊不完整的金屬進(jìn)行加工以后,產(chǎn)生完整的工藝品。但是,焊接工藝并非簡單化的過程,焊接工藝中對于溫度等的控制并不容易。所以,金屬材料焊接成型過程中,需要焊接技術(shù)具有更高的要求標(biāo)準(zhǔn),要積極的防范焊接過程中形成缺陷問題,做好監(jiān)管工作,提升金屬材料焊接工作的質(zhì)量以及效率。

        1 幾種不同金屬材料焊接成型的特點(diǎn)

        1.1 鋁鎂合金材料的特點(diǎn)

        鋁鎂合金材料的化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng),而且具備較高強(qiáng)度、耐腐蝕性、可塑性等優(yōu)勢。在壓焊成型上,通常鋁鎂合金壓焊運(yùn)用的技術(shù)就是攪拌摩擦焊以及真空擴(kuò)散焊,攪拌摩擦焊接技術(shù)應(yīng)用更多些,焊接期間以攪拌摩擦焊接舉措將被焊接材料焊接縫的硬度提升,真空擴(kuò)散焊進(jìn)行焊接鋁鎂合金期間,是采取不相溶解的金屬材料。在溶焊上,鋁鎂合金主要應(yīng)用的就是TIG焊、激光焊、激光膠焊接等技術(shù)。

        1.2 鈦合金材料的特點(diǎn)

        鈦合金材料物理性質(zhì)較好,具備較強(qiáng)的耐酸堿性、韌性,鈦具有活躍的化學(xué)性質(zhì)。溫度達(dá)到相應(yīng)高度(超過250℃)以后可以跟空氣內(nèi)氮、氧、氫離子等,出現(xiàn)化學(xué)作用。所以,焊接過程中,應(yīng)該加強(qiáng)保護(hù)鈦合金,例如采取惰性氣體讓鈦合金隔離開空氣,避免出現(xiàn)離子化學(xué)反應(yīng)。

        1.3 氬弧焊接的特點(diǎn)

        純凈狀態(tài)氫氣,具備穩(wěn)定性的化學(xué)性質(zhì),不容易跟鈦合金形成化學(xué)反應(yīng)、熔合作用,可以防范鈦合金接觸到空氣。運(yùn)用氬弧焊能夠產(chǎn)生電弧,除掉金屬內(nèi)部氧化物。焊接環(huán)節(jié),局部會形成瞬間的巨大熱量,可將焊接質(zhì)量提升。

        1.4 真空焊接的特點(diǎn)

        為了避免鈦金屬接觸空氣內(nèi)活性氣體離子出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),操作工作是在真空環(huán)境中實(shí)施?;谡婵窄h(huán)境下,可以增加焊縫冷卻的時(shí)長,得到更細(xì)致化的焊接過程,提高焊接質(zhì)量。

        2 金屬材料焊接成型中的主要缺陷

        2.1 熱裂縫與冷裂縫

        裂縫屬于金屬材料焊接成型中,發(fā)生率較高的一種缺陷,而且涉及到了兩種類型,一種是熱裂縫,另一種就是冷裂縫。熱裂縫的產(chǎn)生多是在焊縫的中心部位,主要是因?yàn)楹附悠陂g,熔成的液體金屬材料凝結(jié)所形成。金屬材料焊接關(guān)鍵工藝包括熔焊、壓焊、釬焊,全部工藝流程均會形成熱量,會使得焊接期間除了金屬、焊條之外的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化以及出現(xiàn)凝固的反應(yīng)問題,造成各種焊接裂縫隱患。如果雜質(zhì)的凝固物遭受了外力的磨損以及侵蝕,就會出現(xiàn)熱裂縫。產(chǎn)生冷裂縫時(shí),部位通常是在金屬材料焊接交界的熔合點(diǎn)處,主要是因?yàn)榻饘俨牧虾附庸に嚥僮鞑划?dāng)導(dǎo)致,或者是焊接母體材料問題形成。在焊接的金屬材料具有較低的承受能力,不能承載焊接壓力的情況下,會提升冷裂縫概率。另外,進(jìn)行焊接時(shí),金屬材料熔化會產(chǎn)生氫氣,如果氫氣含量較高,會改變材料內(nèi)部,由此形成裂縫。

        2.2 凹陷與焊瘤

        金屬材質(zhì)熔接塑型中的凹陷、熔接期間形成的小疙瘩瑕疵比較常見。凹陷常見于熔接縫隙外面、熔接背后、主體材料上面,焊接后的小疙瘩,主要是在熔接縫隙尾部、主體材料上面。此瑕疵的產(chǎn)生,是密切的關(guān)聯(lián)于熔接技藝的。出現(xiàn)小疙瘩的因素,主要就是熔接條品質(zhì)較差,熔接時(shí)未能夠合理的管控好熔化后的金屬液體,在焊接裂紋尾部流出液體到主體材料上,出現(xiàn)了凝結(jié),或者是熔接動(dòng)作未滿足要求,熔接條液化速度過快等。

        2.3 焊接未熔合和未焊透問題

        進(jìn)行焊接金屬材料期間,由于施工者觀察角度局限,不能對全部待焊的部位進(jìn)行充分觀察,導(dǎo)致未焊透以及未熔合的情況。如果不科學(xué)的運(yùn)用焊接工藝,也能引發(fā)此現(xiàn)象。在具有過大的焊件鈍邊以及過快速度的焊接,都會負(fù)面影響到焊接效果。未將焊接件表面雜質(zhì)仔細(xì)的清潔,或者是焊接操作人員技術(shù)水平不高,均可導(dǎo)致未焊透以及未熔合問題。

        2.4 焊接夾渣現(xiàn)象

        實(shí)施金屬材料焊接時(shí)焊接夾渣這一缺陷屬于比較嚴(yán)重的,常見的焊縫夾渣包括兩種,一種是金屬夾渣,另一種是非金屬夾渣。焊接夾渣的問題,主要就是由于金屬材料的焊接坡口的角度過小、焊接速度過快、焊接電流過小等導(dǎo)致。針對于TIG焊而言,由于出現(xiàn)過大的焊接電流密度,導(dǎo)致出現(xiàn)夾鎢問題,繼而引發(fā)焊接夾渣。而且焊接環(huán)節(jié),如果焊條電弧較長,焊接極性較差,由此導(dǎo)致的焊接夾渣情況,會嚴(yán)重的降低金屬材料焊接質(zhì)量水平。

        3 金屬材料焊接成型中的缺陷的控制措施探究

        3.1 裂縫問題的控制

        為了讓操作在安全的狀態(tài)中進(jìn)行,需要施工人員著重的注意裂縫問題,技術(shù)人員要依照標(biāo)準(zhǔn)的操作程序?qū)嵤┳鳂I(yè)。為了防范整個(gè)焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂縫,創(chuàng)造最佳的焊接環(huán)境,防范焊接期間出現(xiàn)雜質(zhì)問題,同時(shí)需要科學(xué)的設(shè)定焊接參數(shù),促使焊接質(zhì)量提升。冷裂縫通常是在焊后延遲一段時(shí)間以后才產(chǎn)生,要恰當(dāng)?shù)倪x取焊條,注意氫氣含量的情況,運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù),把氫氣含量控制在較低范圍中。管理者需要選取高質(zhì)量的焊接材料,管理好周圍環(huán)境的濕度。

        3.2 凹陷與焊瘤的控制

        為了控制好金屬材料焊接成型中凹陷的情況,需要調(diào)節(jié)好焊接位置,以及采取有電流減弱的焊機(jī)操作,按照標(biāo)準(zhǔn)的操作方法進(jìn)行焊接。焊接成型時(shí),需要短暫的停留處理焊條,焊接期間,如果出現(xiàn)了不慎熔化的母材,應(yīng)該采取全面熔敷金屬補(bǔ)充等處理。用焊角焊縫過程中,將直流焊采取交流焊代替,也可以積極的防范咬邊凹陷的情況。在控制焊瘤方面上,主要是對焊條質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的控制,例如采取無偏芯焊條,同時(shí)對液態(tài)金屬流向嚴(yán)格關(guān)注,避免在焊縫溢出,另外操作的時(shí)候,對焊接的姿勢需要規(guī)范。

        3.3 預(yù)防未熔合和未焊透問題的措施

        依據(jù)焊條的選擇要求規(guī)范化的選取,避免焊條尺寸不合適以及不科學(xué)的角度問題,導(dǎo)致未熔合、未焊透情況。同時(shí)需要控制好焊接電流強(qiáng)度,掌握住合理的焊接速度。焊接金屬材料時(shí),擺動(dòng)焊條需要具有合理的幅度,焊接時(shí)著重觀察兩端金屬材料改變狀態(tài)。焊接封底過程中,關(guān)注焊接坡口的融合狀態(tài),防止焊機(jī)邊緣不熔合問題。

        3.4 預(yù)防焊接夾渣問題的措施

        遵循焊接工藝要求,選用最優(yōu)焊條,通常焊接時(shí)采取酸性焊條,應(yīng)該實(shí)施交流電源焊接。如果采取堿性焊條,應(yīng)用實(shí)施直流電源,極性為反接,對于焊接電弧長度合理的控制,防范產(chǎn)生焊接夾渣問題。另外,注重的做好清潔坡口的內(nèi)容。未展開焊接之前,要處理好待焊部位邊緣的雜質(zhì)等,防范焊縫中熔渣的形成。

        3.5 氣孔問題的控制

        焊接金屬材料時(shí)形成氣孔的因素諸多,當(dāng)前控制氣孔的常用舉措就是,焊接之前,清理坡口雜物,為維護(hù)穩(wěn)定的展開熔池反應(yīng),焊接工作時(shí),要科學(xué)的控制好電流、熔池溫度。而且也合理的篩選焊接材料,按照施工設(shè)計(jì)要求,選取材料。焊接前,制定科學(xué)的工藝流程并嚴(yán)格執(zhí)行,防范焊接過程中無任何的氣孔現(xiàn)象。為避免出現(xiàn)過多的氣孔對焊接工作構(gòu)成影響,可采取較大熱輸入的焊接參數(shù),可以控制熔池的溫度為合適的溫度環(huán)境中,不會由于熔池的反應(yīng)阻礙控制氣孔。

        4 結(jié)語

        綜上所述,應(yīng)該不斷的改革創(chuàng)新金屬材料焊接工藝,做好對于焊接操作人員的技能水平培訓(xùn),能夠遵循焊接工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求落實(shí)焊接操作,將金屬材料應(yīng)用穩(wěn)定性有效的提升。在金屬材料焊接成型時(shí),如果出現(xiàn)了缺陷的情況,就一定要按照實(shí)際的情況,運(yùn)用針對性的策略積極的處理好缺陷問題,避免擴(kuò)大缺陷的程度,進(jìn)而在根本上推動(dòng)提升金屬材料焊接質(zhì)量水平,不斷的完善焊接技術(shù)工藝。

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