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摘要:金属质量是针对产品结构特点设计和制造焊接工装的保障,本文从金属工艺过程的特点对金属焊接进行分类、分析,阐述了焊接中常见缺陷产生的原因,分析金属焊接中常见的焊接工艺,技术,并针对常见问题提出了金属常见的技术措施。
关键词:金属焊接;技术;应用
中图分类号: C35 文献标识码: A
引言
随着机械行业的飞速发展,大功率电机设备得到广泛使用。通过创新焊接技术在一定程度上可以节省材料和生产成本。在焊接过程中,通过采用堆焊过渡层,以及开应力释放槽的方法可以有效地解决裂纹问题。先进的焊接工艺一方面确保了齿圈及轮毂的机械性能,另一方面节省了制造成本,缩短了生产周期。在当前的工业生产中,焊接机器人得到推广性使用,提高了焊接质量。为了进一步提高焊接质量,科研人员依然对焊接的本质进行研究,进而不断探索新的焊接工艺和方法。
一、焊接的分类
(一)压焊
在固态条件下,通过对两工件进行加压,进而在一定程度上实现原子间的结合,这种焊接工艺被称为固态焊接。对于压焊工艺来说,通常情况下比较常用的是电阻对焊。将电流通过两工件的连接端,由于连接端的电阻较大,在电流通过时使得此处的温度升高,当温度升高到一定程度,连接端成为塑性状态时,在轴向压力的作用下,使得两工件连接成—体,进而完成焊接。在工件进行焊接的过程中,通过向连接端施加压力,而不是向连接端填充材料,这是压焊工艺的共性所在。通过压焊工艺对工件进行焊接,焊接过程得到了简化,进而在一定程度上提高了焊接的安全性。
(二)钎焊
在对工件进行焊接的过程中,采用比工件熔点低的金属作钎料,通过对工件和钎料进行加热,超过钎料熔點所对应的温度,但是低于工件熔点对应的温度,这种焊接方式称为钎焊。进行焊接时,接口间隙通过液态钎料进行润湿和填充,在一定程度上实现工件的焊接。受工件材料、焊接材料、焊接电流的影响,焊后在焊缝和热影响区产生过热、脆化等现象,进而降低焊件性能。
(三)熔焊
在对工件进行焊接的过程中,通过对接口进行加热,使其达到熔化状态,这种焊接方法不需要施加任何的压力,因此被称为熔焊。通过熔焊对工件进行焊接时,通过热源对待焊两工件接口进行迅速加热,使接口处熔化,进而形成熔池。熔池随着热源的移动不断向前移动,经冷却后,熔池形成连续的焊缝,进而完成对两工件的焊接。通过熔焊对工件进行焊接中,如果熔池直接与大气接触,在氧气的作用下,金属和各种合金元素会发生氧化,大气中的氮、水蒸汽等同时也会进入熔池,进而在一定程度上影响焊缝的质量。
二、无电金属焊接技术及其应用
(一)无电金属焊接技术的工作原理
作为新型焊接技术的无电金属焊接技术,只要无电金属焊接技术焊笔一燃,就不需要继续补充其他的任何能量便可以进行焊接,无电金属焊接技术自身的热能就足以进行焊接,主要是无电金属焊接技术自身是采用先进的焊接材料而制成的。无电金属焊接技术工作原理是将化学反应产生的热了转化为高温热源,是一种新型的焊接技术。
(二)无电金属焊接技术的特点
对于新型的无电金属焊接技术来说,无电金属焊接技术操作过程简单,而且无电金属焊接技术工作的效率极高。在无电金属焊接技术焊接过程中无需使用其他任何的电源以及设备等等,不需要较高的压力以及保护性的氛围,单纯依靠化学物质中的混合粉末来进行燃烧反应中所释放出来的热量,无电金属焊接技术热量转换成高温热源来进行焊接,无电金属焊接技术工作效率极高。同时,无电金属焊接技术操作简单,节约人力,无电金属焊接技术工具较为轻薄便利,一人便可对无电金属焊接技术进行使用,而且对于特殊情况下的紧急无电金属焊接,无电金属焊接技术具有较快的补救需求。无电金属焊接技术适用范围较广的功效适用于了各个领域之中,对于多种工程上的多种机械零件修理及焊接功能,无电金属焊接技术都有了广泛的应用。
2.无电金属焊接技术的效果最佳,以及无电金属焊接技术良好的焊缝性能都是众所周知的,对于很多工程上的机械过于紧急维修的需要都可以得到大大的满足。由于无电金属焊接技术焊接方式是熔焊的焊接方式,无电金属焊接技术焊缝的拉伸强度在200-300MPa之间,弯曲的强度在300-700MPa之间,并且冲击的韧性在1.6-5.5Kgm/cm2之间,无电金属焊接技术抗腐蚀的性能要高于45钢,这些独特的无电金属焊接技术,使得无电金属焊接技术能够对于急修的工程部件来进行有效的补救。
三、无电金属焊接技术的注意事项
(一)在进行无电金属焊接过程中,无电金属焊接场地要保证密封状态,禁止通风。如果必须在室外来进行无电金属焊接,要尽量选取背风地方进行无电金属焊接。
(二)在无电金属焊接结束后,如果无电金属焊接的笔还没有燃烧尽,必须让无电金属焊接的笔自然燃烧尽,而不可以采用水熄的方式来进行熄灭,这样是很危险的。
(三)焊接笔在通常保管的过程中,要保证无电金属焊接笔放置在干燥的地方。使用前发现无电金属焊接笔破损,一定要及时的将无电金属焊接笔遗弃,不可使用。
(四)无电金属焊接技术具有一定的局限性因素,就目前而言,只能焊接5mm以内的零部件,对于铝合金材质的被焊体不可以进行无电金属焊接。如果无电金属焊接工艺不能很好的掌握,对其焊接的效果将有极为大的影响。
(五)在无电金属焊接过程中,无电金属焊接速度过快则导致基材融化的热量时间赶不上传递热量的时间,导致无电金属焊接不上或者焊接不完全的状态产生;反正,若被焊接材料过为稀薄,则被无电金属焊接材料就会出现融化状态,损伤被焊接材料。
(六)在无电金属焊接工作完成后,无电金属焊接笔保存在远离明火或者儿童取不到的地方,切记,无电金属焊接笔为一次性的使用物品。
三、焊接中常见缺陷的产生原因及防治措施
(一)夹渣
1.产生原因
焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣,焊接电流太小,电流太小形成“糊渣”,使用碱性焊条的电弧过长会造成夹渣。
2.防止措施
先用煤油或汽油等将待焊补的部位擦洗干净,用稀盐酸去污粉,用钢丝刷反复刷擦露出金属光泽,用干净的细钢丝刷刷擦,染上一层均匀的淡红色。将焊剂涂在焊补部位及烙铁上,用电烙铁切下少量焊条涂在施焊部位,迅速地在镀铜面上往复移动涂擦,并注意赶出细缝及小凹坑中的气体。
(二)焊接裂纹
1.产生原因
是焊接熔池中存有低熔点杂质,这些杂质结晶凝固最晚,凝固后的强度又极低,这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开,造成晶间开裂。
2.预防措施
对有裂纹的缺陷,补焊时熔池应始终处于氩气保护下,使用手工加丝钨极氩弧焊时,要使用高频衰减,不应连弧。对于硬钎焊用熔点高于500℃的钎料进行钎焊,软钎焊,用熔点低于400℃,尽量减少受基本金属可焊性的限制,一般适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂的修复,尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷的修补。
(三)咬边
1.咬边原因
是由于焊接运条速度快或焊条角度不当引起的。咬边减小了工作截面,造成应力集中。
2.防止措施
利用合适的焊接电流和运条手法,随时注意控制电弧长度。运用合适的氩弧焊参数,注意焊接速度不宜过高,手法必须平稳。
(四)未焊透
1.产生原因
焊接时,在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象是没有焊透,具体原因是由于焊接保护方法不当,焊接部位变形过大,熔合区的可切削性低,提高焊缝补处的防渗透性能差,会出现未焊透现象。2.防止措施:正确选取坡口尺寸,焊清根要彻底。加热时,适当部位要先加热使之膨胀,减少焊接应力与形变,选择减应区,具体部位选在零件棱角、边缘和加强肋等强度较高的部位。
(五)铸铁含碳量高,焊接时易产生白口,既脆又硬,焊后容易产生裂纹;铸铁含磷高,给焊接带来了一定困难。预防措施:选择合适的焊接电流和焊接速度,清理坡口边缘水分和锈迹。严格清理和焙烘焊接材料。如果发现焊条剥落或焊芯锈蚀时,要把焊丝除锈,选用合适的焊接工艺参数。焊接速度和线能量应尽可能小些。
结束语
现代金属加工工艺的发展对新工艺手段的需求也促使了焊接技术的完善和创新。另一方面,在焊接过程中,在焊接热量的作用下,金属也会发生相应的变化,这也满足了当代金属加工过程中对新的工艺表现的需求。所以今天的焊接不单单是连接不同金属的一般工艺,可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
参考文献:
[1]梁亚军,薛龙,吕涛,王中辉,邹勇.水下焊接技术及其在我国海洋工程中的应用[J].金属加工(热加工),2009,04:17-20.
[2]庞振华,杨绍奎,宋杰,马跃新.激光塑料焊接技术及其典型应用[J].机电工程技术,2010,04:17-19+37+111.
[3]陈忠海.摩擦焊接技术及其工程应用[J].电焊机,2011,08:101-106.
[4]胡进波,苌姗姗.圆棒榫旋转木材焊接技术及其在实木家具装配中的应用与思考[J].家具与室内装饰,2012,09:106-108.
关键词:金属焊接;技术;应用
中图分类号: C35 文献标识码: A
引言
随着机械行业的飞速发展,大功率电机设备得到广泛使用。通过创新焊接技术在一定程度上可以节省材料和生产成本。在焊接过程中,通过采用堆焊过渡层,以及开应力释放槽的方法可以有效地解决裂纹问题。先进的焊接工艺一方面确保了齿圈及轮毂的机械性能,另一方面节省了制造成本,缩短了生产周期。在当前的工业生产中,焊接机器人得到推广性使用,提高了焊接质量。为了进一步提高焊接质量,科研人员依然对焊接的本质进行研究,进而不断探索新的焊接工艺和方法。
一、焊接的分类
(一)压焊
在固态条件下,通过对两工件进行加压,进而在一定程度上实现原子间的结合,这种焊接工艺被称为固态焊接。对于压焊工艺来说,通常情况下比较常用的是电阻对焊。将电流通过两工件的连接端,由于连接端的电阻较大,在电流通过时使得此处的温度升高,当温度升高到一定程度,连接端成为塑性状态时,在轴向压力的作用下,使得两工件连接成—体,进而完成焊接。在工件进行焊接的过程中,通过向连接端施加压力,而不是向连接端填充材料,这是压焊工艺的共性所在。通过压焊工艺对工件进行焊接,焊接过程得到了简化,进而在一定程度上提高了焊接的安全性。
(二)钎焊
在对工件进行焊接的过程中,采用比工件熔点低的金属作钎料,通过对工件和钎料进行加热,超过钎料熔點所对应的温度,但是低于工件熔点对应的温度,这种焊接方式称为钎焊。进行焊接时,接口间隙通过液态钎料进行润湿和填充,在一定程度上实现工件的焊接。受工件材料、焊接材料、焊接电流的影响,焊后在焊缝和热影响区产生过热、脆化等现象,进而降低焊件性能。
(三)熔焊
在对工件进行焊接的过程中,通过对接口进行加热,使其达到熔化状态,这种焊接方法不需要施加任何的压力,因此被称为熔焊。通过熔焊对工件进行焊接时,通过热源对待焊两工件接口进行迅速加热,使接口处熔化,进而形成熔池。熔池随着热源的移动不断向前移动,经冷却后,熔池形成连续的焊缝,进而完成对两工件的焊接。通过熔焊对工件进行焊接中,如果熔池直接与大气接触,在氧气的作用下,金属和各种合金元素会发生氧化,大气中的氮、水蒸汽等同时也会进入熔池,进而在一定程度上影响焊缝的质量。
二、无电金属焊接技术及其应用
(一)无电金属焊接技术的工作原理
作为新型焊接技术的无电金属焊接技术,只要无电金属焊接技术焊笔一燃,就不需要继续补充其他的任何能量便可以进行焊接,无电金属焊接技术自身的热能就足以进行焊接,主要是无电金属焊接技术自身是采用先进的焊接材料而制成的。无电金属焊接技术工作原理是将化学反应产生的热了转化为高温热源,是一种新型的焊接技术。
(二)无电金属焊接技术的特点
对于新型的无电金属焊接技术来说,无电金属焊接技术操作过程简单,而且无电金属焊接技术工作的效率极高。在无电金属焊接技术焊接过程中无需使用其他任何的电源以及设备等等,不需要较高的压力以及保护性的氛围,单纯依靠化学物质中的混合粉末来进行燃烧反应中所释放出来的热量,无电金属焊接技术热量转换成高温热源来进行焊接,无电金属焊接技术工作效率极高。同时,无电金属焊接技术操作简单,节约人力,无电金属焊接技术工具较为轻薄便利,一人便可对无电金属焊接技术进行使用,而且对于特殊情况下的紧急无电金属焊接,无电金属焊接技术具有较快的补救需求。无电金属焊接技术适用范围较广的功效适用于了各个领域之中,对于多种工程上的多种机械零件修理及焊接功能,无电金属焊接技术都有了广泛的应用。
2.无电金属焊接技术的效果最佳,以及无电金属焊接技术良好的焊缝性能都是众所周知的,对于很多工程上的机械过于紧急维修的需要都可以得到大大的满足。由于无电金属焊接技术焊接方式是熔焊的焊接方式,无电金属焊接技术焊缝的拉伸强度在200-300MPa之间,弯曲的强度在300-700MPa之间,并且冲击的韧性在1.6-5.5Kgm/cm2之间,无电金属焊接技术抗腐蚀的性能要高于45钢,这些独特的无电金属焊接技术,使得无电金属焊接技术能够对于急修的工程部件来进行有效的补救。
三、无电金属焊接技术的注意事项
(一)在进行无电金属焊接过程中,无电金属焊接场地要保证密封状态,禁止通风。如果必须在室外来进行无电金属焊接,要尽量选取背风地方进行无电金属焊接。
(二)在无电金属焊接结束后,如果无电金属焊接的笔还没有燃烧尽,必须让无电金属焊接的笔自然燃烧尽,而不可以采用水熄的方式来进行熄灭,这样是很危险的。
(三)焊接笔在通常保管的过程中,要保证无电金属焊接笔放置在干燥的地方。使用前发现无电金属焊接笔破损,一定要及时的将无电金属焊接笔遗弃,不可使用。
(四)无电金属焊接技术具有一定的局限性因素,就目前而言,只能焊接5mm以内的零部件,对于铝合金材质的被焊体不可以进行无电金属焊接。如果无电金属焊接工艺不能很好的掌握,对其焊接的效果将有极为大的影响。
(五)在无电金属焊接过程中,无电金属焊接速度过快则导致基材融化的热量时间赶不上传递热量的时间,导致无电金属焊接不上或者焊接不完全的状态产生;反正,若被焊接材料过为稀薄,则被无电金属焊接材料就会出现融化状态,损伤被焊接材料。
(六)在无电金属焊接工作完成后,无电金属焊接笔保存在远离明火或者儿童取不到的地方,切记,无电金属焊接笔为一次性的使用物品。
三、焊接中常见缺陷的产生原因及防治措施
(一)夹渣
1.产生原因
焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣,焊接电流太小,电流太小形成“糊渣”,使用碱性焊条的电弧过长会造成夹渣。
2.防止措施
先用煤油或汽油等将待焊补的部位擦洗干净,用稀盐酸去污粉,用钢丝刷反复刷擦露出金属光泽,用干净的细钢丝刷刷擦,染上一层均匀的淡红色。将焊剂涂在焊补部位及烙铁上,用电烙铁切下少量焊条涂在施焊部位,迅速地在镀铜面上往复移动涂擦,并注意赶出细缝及小凹坑中的气体。
(二)焊接裂纹
1.产生原因
是焊接熔池中存有低熔点杂质,这些杂质结晶凝固最晚,凝固后的强度又极低,这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开,造成晶间开裂。
2.预防措施
对有裂纹的缺陷,补焊时熔池应始终处于氩气保护下,使用手工加丝钨极氩弧焊时,要使用高频衰减,不应连弧。对于硬钎焊用熔点高于500℃的钎料进行钎焊,软钎焊,用熔点低于400℃,尽量减少受基本金属可焊性的限制,一般适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂的修复,尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷的修补。
(三)咬边
1.咬边原因
是由于焊接运条速度快或焊条角度不当引起的。咬边减小了工作截面,造成应力集中。
2.防止措施
利用合适的焊接电流和运条手法,随时注意控制电弧长度。运用合适的氩弧焊参数,注意焊接速度不宜过高,手法必须平稳。
(四)未焊透
1.产生原因
焊接时,在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象是没有焊透,具体原因是由于焊接保护方法不当,焊接部位变形过大,熔合区的可切削性低,提高焊缝补处的防渗透性能差,会出现未焊透现象。2.防止措施:正确选取坡口尺寸,焊清根要彻底。加热时,适当部位要先加热使之膨胀,减少焊接应力与形变,选择减应区,具体部位选在零件棱角、边缘和加强肋等强度较高的部位。
(五)铸铁含碳量高,焊接时易产生白口,既脆又硬,焊后容易产生裂纹;铸铁含磷高,给焊接带来了一定困难。预防措施:选择合适的焊接电流和焊接速度,清理坡口边缘水分和锈迹。严格清理和焙烘焊接材料。如果发现焊条剥落或焊芯锈蚀时,要把焊丝除锈,选用合适的焊接工艺参数。焊接速度和线能量应尽可能小些。
结束语
现代金属加工工艺的发展对新工艺手段的需求也促使了焊接技术的完善和创新。另一方面,在焊接过程中,在焊接热量的作用下,金属也会发生相应的变化,这也满足了当代金属加工过程中对新的工艺表现的需求。所以今天的焊接不单单是连接不同金属的一般工艺,可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
参考文献:
[1]梁亚军,薛龙,吕涛,王中辉,邹勇.水下焊接技术及其在我国海洋工程中的应用[J].金属加工(热加工),2009,04:17-20.
[2]庞振华,杨绍奎,宋杰,马跃新.激光塑料焊接技术及其典型应用[J].机电工程技术,2010,04:17-19+37+111.
[3]陈忠海.摩擦焊接技术及其工程应用[J].电焊机,2011,08:101-106.
[4]胡进波,苌姗姗.圆棒榫旋转木材焊接技术及其在实木家具装配中的应用与思考[J].家具与室内装饰,2012,09:106-108.