浅谈现代焊接工艺的发展

　　（河北三茂路桥工程有限公司，河北石家庄050000）
　　【摘要】自焊接工艺的发展以来，就受到了人们广泛的关注，随着金属制品的不断发展，焊接工艺也取得了较好的发展，在经过漫长的钻研和完善的过程中，逐渐形成了良好的焊接技艺。对于焊接工艺而言，其在材料运用、方式应用等方面都取得了较好的发展，目前焊接工艺已经广泛的应用于工业、生活之中，成为目前科研中的重要工艺。
　　【关键词】焊接工艺；因素；措施；提高
　　一、影响焊接质量的因素分析
　　（一）操作人员因素。这一因素对焊接工作来说就是焊工，也包括焊接设备的操作人员。各种不同的焊接方法对焊工的依赖程度不同，手工操作占支配地位的手弧焊接，焊工操作技能的水平和谨慎认真的态度对焊接质量至关重要。即使埋弧自动焊，焊接规范的调整和施焊也离不开人的操作。由于焊工质量意识差、操作粗心大意，不遵守焊接工艺规程，操作技能差等都可能影响焊接质量。
　　（二）材料因素。焊接使用的材料包括各种被焊材料，也包括各种焊接材料、还有与产品配合使用的各种外购或外协加工的零部件。焊接生产中使用这些材料的质量是保证焊接产品质量的基础和前提。从全面质量管理的观点出发，为了保证焊接质量，从生产过程的起始阶段，即投料之前就要把好材料关。
　　（三）工艺方法因素。焊接质量对工艺方法的依赖性较强，在影响工序质量的各因素中占有更重要的地位。其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。某一产品或某种材料的焊接工艺的制定，首先要进行焊接工艺评定，然后根据评定合格的工艺评定报告和图样技术要求制订焊接工艺规程、编制焊接工艺说明书或焊接工艺卡。这些以书面形式表达的各种工艺参数是指导施焊时的依据，它是模拟生产条件所作的试验和长期积累的经验以及产品的具体技术要求而编制出来的，是保证焊接质量的基础。在此基础上需要保证的另一方面是贯彻执行焊接工艺的严肃性。在没有充分根据的情况下不得随意变更工艺参数，即使确需改变，也必须履行一定程序和手续。不正确的焊接工艺固然不能保证焊接质量，即使有经评定验证是正确合理的工艺规程，不严格执行，同样也不能得到合格的质量。两者相辅相成，相互依赖，不能忽视或偏废任何一个方面。
　　二、提高焊接工艺水平的措施分析
　　（一）提高熔敷率焊接
　　（1）热丝TIGMIG工艺
　　常规TIG焊接熔敷率具有很多缺点，热丝焊接工艺针对其缺点由此诞生，这种工艺在后来的熔化极气体保护焊接和埋弧焊中都得到了广泛的应用，并且具有很好的作用。此种工艺主要是运用焊丝在电流经过时产生的电阻热，焊丝如果温度升高到一定的温度，会转移到电弧区，使得熔敷率有所增加，并且使焊丝的熔化速率也有所提高，最终使得焊接的效率有很大的提高。附加电源可以给预热焊丝提供专门的电流，如果不使用附加电源的话，可以采用焊接电源的方式。如果将热丝被送丝结构的附加填充满的话，可以将原来的焊丝进行一定的预热。
　　（2）添加金属粉TIGMIG工艺
　　将金属粉末在焊接的过程中加入，可以灵活的用于熔化极气体保护焊接和埋弧焊接两种工艺中。如果电弧能量不能增加的话，可以添加一定量的金属粉，这样能够使高熔敷率升高百分之三十到百分之五十。但是在实际生产应用中，埋弧焊工艺多是采用的金属粉末的添加和多丝埋弧焊相结合的工艺。
　　此种工艺，最重要的一定要控制好金属粉末的大小。一开始人们多是采用的切断的焊丝，而且颗粒很大，应用与实际生产中收到的效果并不十分显著。但是自将金属粉末的直径采取了减小的手段之后，人们逐渐认识到了这种工艺的好处。外国有家公司，研究出了一种直径很小的金属粉末颗粒，他们可以借助电弧的吹力被吹到电弧的周围，使得金属粉末在焊接的过程中，既能够在四周熔化也能够在电弧下熔化，从而使电弧的能量得到了高效的利用，并且使得熔敷率有了很大的提高。于此同时，要想更加有效的使焊接的缺陷得以避免，可以将合金化类型的元素加到金属粉中，从而使冶金反应更加迅速的发生。
　　（二）活性剂焊接
　　（1）ATIG工艺
　　TIG既有优点又有缺点，这种工艺总的来说，焊接的质量比较高，并且电弧的燃烧非常的稳定，但是不可忽略其缺点，这种工艺生产的效率很低，对于焊接材料的成分很敏感，如果是单道焊接的东西的厚度会很小。ATIG这种工艺将其在待焊区固定，并且在其上抹上一种活性助焊剂，这种助焊剂厚度很薄，可以使焊缝的熔深有所提高。这种工艺会使截面出现一种比较特殊的花生外表，使得接头的强度有很大的提高。这种工艺借助活性焊机通过如下几个作用使得焊接的效率有所提高。
　　阳极斑点收缩：助焊剂在电弧的中心能够发生一定的电离，并且产生一些正离子和电子，但是在周边则会蒸发一些物质，这些物质还是以解离的原子或者分子的形式存在于自然中，并且会将电子俘获，最终形成负电荷，进而使得电弧周边的载流子不断的减少。电弧要想达到一种新的平衡，必须使等离子体区和阳极的电流密度有很大程度的增加。这种现象会使得阳极的斑点不断收缩，并且使得离子体弧柱的直径也有很大的减小。
　　电弧力：随着电弧径向力和弧压的不断增大，使得阳极的根部出现收缩的现象，进而使得熔池金属的流动受到一定的障碍，最后使得熔深有很大程度的增加。
　　表面张力：熔池中的过渡活性元素使得其表面的张力梯度有了一些改变，这种张力使得流动的液体金属由周边向中心汇集，并且流向下部，最后將热量送到熔池底端，然后形成一种深而窄的焊接缝隙。
　　（2）ALaser工艺
　　受ATIG工艺启发，将活性剂引入激光焊接。活性剂采用纳米级超细化学粉末，主要成分包括SiO2、NaF、TiO2、Cr2O3、TiC等，结果发现：添加活性剂可以使焊缝形状由钉头变为柱状，同等功率条件下，焊缝熔深增加33。分析认为：温度较低的光致等离子体周边区域含有大量Si2、Cr2、Ti2等元素的大颗粒分子，极易吸附中心区域自由运动的电子，因此，激光作用的中心区域粒子密度趋于减少；同时，卤族元素化合物对电子有很强的亲和力，并且有很好的吸热能力，使工件得到更多的入射激光能量，最终导致焊接熔深增加，焊接效率提高。
　　三、结语
　　总而言之，为了更加的实现能源的节约就需要对焊接的效率进行提升，首先要注重对高效焊接工艺的应用。目前国内外都开始着力于高效焊接的推广和研究，而且已经取得了一定的成绩。我国要积极的吸取国内的先进工艺，通过整合实现对我国的焊接工艺的提高。
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