浅析机械焊接质量的控制策略

王琼华 王丹

摘要：随着现代化工业的不断发展，焊接结构被广泛应用于工业生产和工程建设中，尤其是机械加工领域的应用。当前航空航天器工程、海洋构造物、化工机械和钢结构等都倾向于大型化和高参数，对工作条件更为严苛，要求焊接构件具备更高的准确性、精度和质量。虽然现代焊接技术有所提高，能够保证产品的质量，但是其还存在一些缺陷，易导致焊接质量隐患，因此需要加强机械焊接质量的控制，保证机械产品的安全使用及运行，延长机械的使用期限。

关键词：机械焊接；质量控制；策略

1 简析机械焊接

所谓“焊接”也称作是“熔接”或“镕接”，它是一种以加热、高温或者是高压的方式接合金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。它的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。与此同时，它也可以通過三种途径，来实现对机械进行焊接的这一目的。①加热欲接合的金属，使其的局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助。②单独加热熔点较低的焊料，无需熔化金属本身，借焊料的毛细作用连接金属。③在相当于或者是低于金属熔点的温度下辅以高压、叠合挤塑或振动等方式，使金属之间相互渗透接合。

2 影响机械焊接质量的因素

①裂缝因素。导致裂缝出现的因素较多，如刚性裂缝、隙裂缝、硫元素引起的裂缝等，其中刚性裂缝主要是指在焊接应力作用下而产生的纵裂缝。隙裂缝是指金属内部出现的微细裂缝，产生原因是被焊金属因迅速降温而出现脆化现象，这时可以降低金属的冷却速度，或是预热被焊结构。如果母材中含有过高的硫含量与碳含量，这时易导致焊接裂缝。②熔渣因素。部分技术人员在完成焊接工作后，没有及时处理熔渣，致使熔渣进入焊接缝中，改变焊接缝的强度，这样金属在固化过程中会出现细纹或开裂情况。③焊接工艺。焊接工作在机械焊接工作中占据重要的位置，只有保证焊接工序的准确性和完整性，才能使焊接产品满足客户的要求，提高机械焊接的质量。但是当前部分企业在机械焊接过程中，缺乏完善的焊接工序，影响焊接工作的完整性，降低了技术人员对机械焊接的工作力度。

3 機械焊接的质量控制措施

3.1 严格控制焊接裂缝

裂缝是导致机械设备结构性损坏的重要因素，焊接中出现的裂缝大多受金属焊接应力等因素的影响，因此在机械焊接过程中需要严重控制裂缝的出现。为了有效控制焊接裂缝，一方面需要对焊接参数加以控制，采用多层、小电流和多道焊的方式，强化焊接形状参数，减缓冷却速度，从而避免焊缝裂纹的出现。另一方面需要严格按照焊接的程序进行操作，降低机械焊接时产生的应力。

3.2 有效控制焊接材料和设备

对于机械焊接而言，要想保证接头的高质量，不仅需要严格遵循相关标准来选择焊接材料，如焊剂和焊丝等，确保这些材料符合行业规定的质量标准，还需要制定全面有效的焊接材料说明书，保证材料标注和标识的清晰度。此外，电焊机作为焊接施工中的主要设备，其能对焊接施工的电流进行准确显示，而电流强弱的控制直接关系到焊接质量的优劣，因此需要加强电焊机的控制，避免电流出现超标或偏差等情况，确保焊接施工的质量。

3.3 焊接工艺的确定

焊接工艺的确定直接关系到焊接的质量，如厚板焊接，大于或者等于40mm板材的称为厚板，厚板焊接难度比较大，因此厚板焊接工艺一般选择对母材进行双面X型破口。再如对不锈钢薄板的焊接工艺应该选择氩弧焊等。针对不同的材料、不同的厚度进行差异性质量控制，是保证焊接质量的关键。同时，焊接的方法很多，不同的焊接方法相对应不同焊接工艺，焊接工艺的确定主要是根据母材的材质、规格型号、化学成分等项目。焊接工艺决定焊接方法，焊接方法很多，如手弧焊、埋弧焊、氩弧焊等，不同的焊接方法所使用的焊接材料都不一样，对于常用的手弧焊来讲，主要包括：焊条类型、直径大小等，还包括在焊接过程中使用的电流大小、电压高低、焊接层数、道数、检验方法等。

1）作业前的预热。无论采用何种工艺进行焊接，在焊接前母材都要经过预热，这是焊接中碳钢时最关键的工艺要求，预热的作用是防止产生冷裂纹。预热还可以改善母材接头出的塑性，减少焊接后产生的剩余应力。预热温度标准：a.35-45#钢预热温度控制在150-250℃。b.大于45#钢预热温度控制在250-400℃。c.如果母材非常大，预热困难时，可以采用局部预热，预热范围为：焊口两侧150-200mm范围内。

2）坡口方式。按照焊接工艺的要求，大于4mm的板厚要对母材进行坡口处理，坡口的方式一般为U型或者双面X型，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，尽量降低焊缝中的含碳成分，防止焊缝产生裂纹。

3）焊接后的热处理工艺。为了减缓焊接后的温度的下降速度，减少小淬火硬的处理倾向，避免接头内的氢扩散，一般在焊接后要对被焊接的材料进行热处理，热处理的工艺指标：a.时间：2-6小时。b.温度：200-350℃。c.高刚性或者大厚度，温度：600-650度，时间：1-2小时。杜绝在低温或者雨中进行焊接作业。

3.4 对焊接人员的资质进行检查

目前我国焊接操作人员很庞大，焊接技术水平参差不齐，资质是证明焊接操作人员素质的一项重要条件，由于机械制造行业对焊接质量要求比较高，因此对没有资质的焊接人员一律不准进入现场进行操作。在一些大型企业，对焊接操作人员每年要进行资质考核，对考核不合格的操作人员一律取消资格。同时对焊接操作人员每年要进行技术培训，不断的提高焊接人员的操作水平，适应企业的发展。

焊接是机械生产制造过程中的重要环节，其质量直接关系到机械产品的安全性能与质量，在各行各业的机械化发展中发挥着重要的作用。当前由于机械设备精密度和材质的不同，致使机械焊接的技术要求更为多变与复杂，影响机械焊接的质量和效果。要想有效控制机械焊接质量，需要从焊接裂缝、焊接材料、焊接设备、焊接工序和焊接环境等方面来加强控制，提高技术人员的职业素质和焊接技术，从而保证机械产品的质量和安全性能，延长机械的使用期限。

参考文献：

[1]张望平.起重机械焊接质量的控制策略[J].中国高新技术企业，2011，19：51-52.