浅述合金焊接材料的选择与焊接工艺技术陈吉彬

浅述合金焊接材料的选择与焊接工艺技术陈吉彬

陈吉彬

天津联维乙烯工程有限公司天津300270

摘要：随着社会的发展，我国的焊接过程的发展也越来越迅速。随着我国现代工业的不断发展，在航空航天、化工生产等诸多领域中，铝合金的使用范围也不断扩大。与此同时，铝合金的焊接问题也受到越来越多人的关注，深入研究铝合金的焊接技术，对于提高铝合金的应用水平具有重要意义。铝合金焊接材料质量的好坏直接影响到铝合金的焊接质量，而铝合金焊接材料的质量则是由其制备工艺所决定的，因此，本文便对铝合金焊接材料的制备工艺开展深入的研究。

关键词：合金焊接材料；选择；焊接工艺技术

引言

随着社会经济的快速发展，社会对合金焊接材料的选择以及焊接工艺技术的要求越来越高，不仅能够增加机械设备的可靠性能，更能有效的提高机械设备的安全性能。基于此，本文以合金焊接材料的选择与焊接工艺技术为研究对象,分析了焊接技术对机械设备整体性能的影响以及焊接工艺流程要点，文章总结了常见的焊接工艺流程，为提高机械设备焊接质量提供帮助。

1铝合金焊接材料制备中的焊丝工艺研究

目前，我国在铝合金焊接材料制备中主要包括两种工艺，一种工艺是首先进行半连续铸造，然后进行挤压，最后拉拔成型。该工艺能够用于部分氩弧焊丝与钎焊材料的生产。另一种工艺是首先进行连续铸造，然后进行连拉、连铸，最后拉拔成型，该工艺比较适用于氩弧焊丝的生产。第一种制备工艺具有稳定的制备质量，其焊丝性能非常稳定，但该制备工艺却需要投入大量的资金与人力，并且涉及到的工序众多，对拉拔与挤压模具有着很高的消耗，并且会产生大量的废料，其成品率也比较低。第二种制备工艺虽然消耗的人力与资金较少、成品率较高、所涉及到的工序也较少，但制备的线材可塑性差，这会在一定程度上提高焊丝的拉拔难度。由于上述两种工艺所制备的焊丝表面有一层氧化膜，因此在焊丝被拉拔以后，还要对焊丝的表面进行相应的处理。

2机械设备焊接工艺要点分析

2.1骨架结构材料的选择

骨架结构材料的选择要充分考虑设备的载荷量，根据设计载荷量选取最适宜的骨架结构材料，一般选用Q235A、16Mn低合金钢等材料。上述材料具有厚度适中，焊接性能好的特点，能够满足设备骨架焊接需求以及设备对结构材料的基本要求。此外，上述材料的设备骨架焊接过程中不需要经过热处理就可以完成相应的焊接工作，因此在焊接后期产生的收缩力较小，且在焊接过程中材料产生的裂纹或者气泡极少，对焊接技术的要求较低。因此，Q235A、16Mn低合金钢等材料在设备骨架焊接中具有广阔的应用前景。

2.2骨架焊接方法

骨架焊接质量受车架焊接方法影响明显，主要表现在以下几个方面，一是设备焊接要求高，需要考虑设备的动载荷量，即需要充分考虑设备在行驶过程中可能产生的最大动载荷力，这就要求在焊接过程中必须考虑设备骨架的刚度；二是在设备骨架焊接后期阶段，骨架产生的焊接收缩力是比较大的，在焊接过程中要充分考虑收缩力对焊接质量的影响。因此，在设计设备焊接工艺参数过程中要筛选出适合设备整体骨架的焊接方法，以便于焊接工艺进行部分调整需要。

2.3设备骨架焊接加热工艺

设备骨架的焊接过程就是将几百处节点用焊接材料连接在一起，导致不同焊接材料之间的焊接缝极为集中，在焊接过程中不可避免的使得焊接接头容易受热，此时若在焊接之前没有对材料进行热处理或者处理不充分，就会使得焊接接头因焊接受热而产生变化，影响设备焊接接头的承载力，进而影响设备焊接质量。因此，在焊接过程中焊接工人要加强短焊接材料的收弧与衔接处理，尽可能的减少补焊等现象的发生，即有效的降低焊接材料的加热次数，就可以有效的提高设备骨架焊接质量以及能够达到设备骨架设计刚度，进而提高设备骨架的整体性能。

2.4确定合理的焊接顺序

设备骨架的节点数目极为庞大，其节点及焊接缝多达几百处，而且焊接缝的位置并不是完全对称的，因此，为了方便后期焊接处理以及提高焊接质量，需要制定一套焊接顺序工艺。一般情况下，设备骨架焊接顺序由中间向车架两头焊接和对称性焊接两种类型，至于具体使用哪种焊接顺序，需要结合设备骨架的基本组构选择，但无论选用哪种焊接顺序，必需严格按照工艺流程中的焊接顺序，才能有效的降低设备骨架焊接形变量，提高设备骨架焊接质量。

3铝合金焊接材料制備中焊丝连铸连接工艺研究

现阶段，在铝合金焊接材料制备中，连续铸造工艺的应用范围正变得越来越广泛，该工艺是在结晶器中连续浇入熔融的铝合金液，从而使铝合金液能够从结晶器的一端流入至另一端，进而实现铝合金的连续拉出，从而获得相应长度的线坏或铸件。在连续铸造工艺中，铸造速度、铝合金液的浇注温度、熔融铝合金液的处理以及冷却强度，都会对铝合金焊接材料的制备质量造成影响，因此必须要严格控制这些参数，确保结晶器中的铝合金液能够顺利拉出，同时还要确保拉拔时不会出现断丝问题。考虑到连铸丝坏只有很小的直径，这也造成铝合金液的抽拉速度不高，从而影响了铝合金焊接材料的制备速度。为了提高生产效率，需要在连铸丝坯生产中增加抽拉根数，这样能够显著提高铝合金焊接材料的生产速度。由于熔体在抽拉过程中产生的坯料不具备形变织构，这会在一定程度上影响冷塑加工，为了解决这一问题，需要掺入钛和硼等细化晶料，以此提高道次加工率。对于铝锰合金焊丝的制备来说，其抽拉头数最多能够达到32头，并且丝环的抽拉直径越细，则拉拔也就越容易，不过，如果丝径过细，反而会影响抽拉速度，因此丝环直径通常选择4mm至6mm最为合适。

4焊接材料

4.1保护气体

常用的保护气体是氩气，也可用氦气或氩、氮混合气体。由于高温合金中许多组元极易氧化。因此，要求气体的纯度要高。用氩气作保护气体，要求其纯度（体积分数）不低于99.95%。

4.2焊丝

焊丝要保证焊缝有高的抗裂性。对于固溶强化合金，一般采用与母材同质的焊丝。对于固溶状态的沉淀强化合金，也可用同质的焊丝，但是若合金中Al、Ti含量较高，接头拘束应力较大，为避免裂纹，宜用镍基固溶合金焊丝。例如，航空发动机用的GH2302铁镍合金中铝和钛的总的质量分数5.45%～6.8%，选用高含Mo量的镍基合金焊丝HSG-1后，能顺利解决热裂纹问题。

4.3焊前热处理

高温合金的焊前状态对其焊接裂纹敏感性有较大影响。焊前经固溶处理的裂纹敏感性小，经冷轧、平整或时效处理（沉淀强化合金）的裂纹敏感性明显增大。故各类高温合金一般均要求在固溶状态（或退火状态）下焊接，特别是经深度冷作和冷冲压成形的焊件。

4.2焊前预热和焊后热处理

镍基合金焊前不需要预热，一般要求做焊后热处理或机械处理，特别是沉淀强化合金。机械处理包括拉伸延长、滚平和锤击等，目的是使残余应力在单方向上再分布。焊后热处理的目的是消除残余应力，或使焊件达到预定的性能要求。当壁薄时，固溶强化合金的焊件可在焊态下使用；当壁厚时，焊后根据合金的种类及其状态，应在427～871℃及时消除热处理。沉淀强化合金的焊件在焊后要及时进行固溶加时效热处理。部分沉淀强化合金需要预热和后热。

结语

综上所述，设备骨架的焊接问题是影响机械设备整体性能以及用于体验效果的影响因素之一，骨架焊接质量的高低对机械设备的使用寿命以及安全性能影响明显。因此，加强设备骨架焊接工艺的研究工作有助于提高设备骨架焊接性能以及安全性能，进而提高机械设备整体的安全性能，基于此，本文从3个方面分析了设备骨架焊接的重要性、工艺技术要点以及焊接工艺问题，为提高设备骨架焊接质量提供帮助.

参考文献

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