试析深窄间隙焊接技术在大厚度构件材料焊接中的应用

试析深窄间隙焊接技术在大厚度构件材料焊接中的应用

梁壮

中钢集团吉林机电设备有限公司吉林市132021

摘要：本文对机械装配工艺发展情况予以研究，分析了深窄间隙技术的优点及不足，然后深窄间隙焊接技术在焊接大厚度构件材料中的应用情况进行探析，旨在合理运用深窄间隙焊接技术，于大厚度构件材料中，达到最理想的焊接效果。

关键词：深窄间隙；焊接技术；大厚度构件材料；焊接

深窄间隙焊接技术，属于先进、工作效率较高的焊接方式。合理运用这项焊接技术，能够降低制造的时间，确保焊接的稳定性。为此，为提高焊接工作的质量，建议在大厚度构件材料焊接中，合理运用深窄间隙焊接技术，进而充分发挥该项焊接技术的最大作用。

一、机械装配工艺发展情况研究

（一）工装工具问题

工程机械装配期间，装配工具、工艺装配，均会直接影响到装配工作的效率、精度。当前，我国工程机械装配常用工具主要包括：拧紧设备、压装设备。轴承外圈、孔内圈、孔外圈、轴、孔、销装配时，多需要实行有效配合。然后，借助冷冻+加热方法的作用，加强装配的便捷性[1]。但需要注意的是，装配无法满足便捷性的要求，同时没有配合专业工业冷柜、加热箱。

（二）自动化程度问题

当前，我国机械装配工艺的发展情况，具有工程机械生产量小、自动化程度滞后的特点。虽然我国工艺机械装配工艺获得了较大的进步，但是容易受到较多外界因素影响，所以会对装配工艺的整体水平，造成不良的影响。

（三）工作人员劳动强度问题

工程机械工艺转配工作，因为自动化水平过低，所以工作人员的劳动程度较大。处于高强度工作条件下，工作人员需要进行搬运、工作配合、工具装配等工作。工艺装配时，重量较轻的工作，多通过工作人员搬运。如果条件允许，可借助平衡吊的作用，减轻工作人员搬运过程中的工作强度，以此保证工件位置的适宜性，达到装配便捷性要求[2]。

二、深窄间隙技术的优点及不足分析

（一）深窄间隙焊接技术的优点

深窄间隙焊接技术、普通焊接技术进行比较，存在较大的差异性。深窄间隙焊接技术坡口性状更加简单，焊接母材使用量较少，该种方式焊接，不但能降低焊接耗损的严重程度，维护企业经济效益。同时，采用深窄间隙焊接技术焊接，可达到多层焊道焊接的目的，为接下来一道的焊道进行预热，这时能很好的改善焊头机械性能、接头疲劳程度、断裂特征等。在低碳钢材焊接中应用，能充分发挥钛合金、低合金高强钢，以及高金钢等的作用。因为使用这一技术时，金属体积面积较小，不会对母材构成较大的影响。此时，焊接为成品变形小、残余应力小，利于合理进行装配。采用深窄间隙焊接技术焊接，完成焊接构件工作效果较佳，不容易受到构件性状所影响。

（二）深窄间隙焊接技术的不足

深窄间隙焊接技术使用的设备比较复杂，需要投入大量的资金，短时间内无法获得较好的收益。生产环境中，大范围采用深窄间隙焊接技术焊接，有着较大的挑战性。如果受到焊接成果的影响，若想修复、调整焊接方法，均存在一定的困难。如果需要通过这一技术焊接，焊接人员应该准确掌握焊接方法、焊接技巧，定期组织相关的工作人员学习、培训，但这时会增加成本[3]。此外，运用深窄间隙焊接技术，易于被电弧因素所影响，对于管理人员的要求，也会随之发生改变。

三、深窄间隙焊接技术在焊接大厚度构件材料中的应用情况探析

（一）拉伸性能测试情况

焊接接头拉伸性能测试时，处于不同的温度状态，母材、接头在抗拉强度、去腐强度比较，有较大的差异性。在拉伸温度状态，焊接抗拉强度、去腐强度衰减性，显著低于母材。接头试件于断裂焊缝的中间位置，处于两层细结晶区域，需要进行持续加热、回火处理，旨在降低这一位置的硬度。与此同时，因为拉伸温度的差异，导致断裂部位位于焊缝中间位置，属于焊接接头拉伸性能最薄弱的部分。

（二）硬度测试情况

硬度测试期间，采用维氏硬度计对接头显微硬度进行测试，测试的载荷、加载时间、测试的两个接头距离分别为：9.6N、18s、0.5mm。值得一提的是，母材、焊接硬度非常相似，而热影响区粗晶区为硬度最高的区域。

（三）冲击韧度测试情况

焊缝、热影响区、母材，在冲击韧度测试结果方面比较，母材脆性转变时期冲击韧度最低，焊接缝脆性转变温度过高。低温脆性转变温度更低，表示这种材料抗脆性的性能越理想[4]。由此表示，脆性转变温度和焊接接头力学性能设计方面比较，有着较大的差异性。不同位置冲击端口母材位置断口韧窝非常深且数量较多，可见撕裂现象，但冲击韧度较佳。热影响区断口韧窝较浅、平滑，冲击韧度较差。焊接缝断口韧窝含有较多的粒子，冲击韧度和母材比，较低。

（三）试验结果情况

运用深窄间隙焊接技术，对厚度＞150mm转子模拟件焊接，焊接接头侧壁融合效果较佳，接头组织位置多为马氏体回火组织。母材脆性转变温度过低，焊接脆性转变温度高于母材。材料低温脆性转变温度过低，表示这种材料抗脆断性能比较理想。脆性可转变温度，和焊接头力学性能比较更低。结合焊接接头区域硬度分布分析，母材、焊接位置硬度比较，无明显的差异性[5]。热影响区粗晶位置的硬度最高，热影响位置的宽度为2mm左右。接头位置焊接中心热影响区域，属于抗拉性能比较薄弱的区域，拉伸温度增高，母材自身抗拉的强度衰减性会随之增高。

结语：通过试验显示，深窄间隙焊接技术应用在大厚度构件材料中，可防止以往焊接工作中，侧壁融合问题，并且能提高工作的效率。为此，使用这项焊接技术前，需准确掌握这项技术的优缺点，以便充分发挥深窄间隙焊接技术最大的作用和应用价值，从而提高我国机械焊接工艺的整体水平，促使焊接事业获得良好的发展。

参考文献：

[1]许小平.刍议深窄间隙焊接技术在大厚度构件材料焊接中的应用[J].河北企业，2017（12）：149-150.

[2]林三宝，蔡笑宇，季相儒.厚板窄间隙焊接技术研究进展[J].机械制造文摘（焊接分册），2017（5）：33-38.

[3]魏旭，卢长煜.深窄间隙焊接技术在大厚度构件材料焊接中的应用研究[J].内燃机与配件，2018（3）：122-123.

[4]肖秋平，易耀勇，徐望辉等.窄间隙埋弧焊技术在压力容器制造中的应用[J].热加工工艺，2017（9）：7-9.

[5]张富巨，郭嘉琳，张国栋.三种窄间隙焊接技术的特性比较与应用选择[J].电焊机，2017，47（6）：23-27.