谈谈焊接中的焊接技术与焊接材料

谈谈焊接中的焊接技术与焊接材料

肖湘衡

430424198012254665

摘 要：我国是世界第一大钢铁生产国和消费国，钢材消耗中焊接结构用钢量占比超过六成。然而，传统钢结构焊接产业普遍存在能源消耗大、资源有 效利用率低、污染严重等问题，如何实现钢铁行业绿色焊接，我国提出了新的理念，强调相关人员积极研究应用新的焊接技术、焊接材料，提升焊接质量。本文首先概述钢铁焊接技术和焊接材料，其次，结合实验分析这两项因素对焊接结果的影响，最后提出相应质量管理措施，以供参考。

关键词：钢铁行业；焊接材料；焊接技术；焊接结果

钢铁焊接技术在社会发展和人们生活中发挥至关重要的作用，随着我国工业化进程加快，相关工业设备质量及要求不断提高，焊接技术得到进一步发展，成为决定设备制造质量的关键基础之一。焊接过程中，焊接技术和焊接材料的应用同等重要，均会对焊接结果产生影响，必须选用适宜焊接技术和合格焊接材料，降低对焊接的不良影响，发挥其技术和材料优势，保障焊接质量，为钢铁焊接行业可持续发展坚实基础。

1焊接技术与焊接材料特点

焊接技术主要指借助高压或高温条件进行金属材料连接和熔断的操作方法，其技术原理为金属原子的结合和扩散原理[1]。焊接技术在我国有着十分久远的发展历程，在古代就有铸焊、断焊、钎焊等焊接工艺，现代社会在机械制造业中应用最为广泛，也是行业发展重要研究方向之一。焊接技术具有完整性、准确性、实际性特征，其中，完整性主要指产品在具体焊接过程中需要完成压元件与受压元件缝隙的焊接，缺少任何一方，都是不完整的；准确性主要指焊接过程中涉及的各项环节和细节都要精准无误，如焊接方法、焊接材料等选用，焊接次序、预热温度等把控，也要准确无误，才能保障焊接质量；实际性指焊接参数采集必须符合生产实际，才具有实效性，才能更有利焊接工作的完成。另外，在焊接技术确定过程发现，倘若焊接技术不成熟或者不规范，焊接质量远远无法达到标准要求，在这其中，焊接技术人员发挥关键作用。

焊接材料是焊接工作重要原材料，我国焊接材料种类复杂，缺乏统一标准化的管理制度，在焊接过程中，使用材料种类不同，批次不同，很容易对焊接结构造成影响[2]。目前，我国焊接材料逐渐向国际化标准迈进，焊条、焊丝、焊剂保护气体等相关型号、品牌等均有系统化介绍，其实用性和选用标准也有了很大提升，便于在焊接过程中选择更为适宜的焊接材料，以保障焊接结果和质量。

2焊接技术与焊接材料对焊接结果的影响分析

2.1 试验方法及材料

试验方法：选用焊接小车试板焊接的方式，在焊接过程中，分别采用2.0kj/mm、2.3kj/mm、3.0kj/mm的热输入进行焊接试验，焊接完成后进行热处理，随后检测对应焊接结果，确保焊接接头力学性能否达到标准。

试验材料：选用低碳调质钢板（高强度结构钢），厚度为30mm，包含C、Mn、Si、P、S等化学成分，具有良好塑性、耐磨性、韧性和焊接性。

2.2 焊接材料及焊接技术确定

焊接材料：基于等强匹配选择选用实芯焊丝，如新日铁φ1.2mm规格的NSSW YM-80A和神钢φ1.2mmm规格的MG-S88A；焊接保护气体为混合气体（Ar+CO2）.

焊接技术：首先，确定焊接预热和后热温度，基于试验材料、焊接材料特质及相关标准，计算得出焊接试验热输入为17~30kj/cm，预热温度为124℃，最高道间温度为200℃，焊接完成后热处理温度范围为在280±20℃，热处理时间为2h。其次，确定焊接参数，试验用实芯焊丝为φ1.2mm，原计划采用焊接电流和电弧电压为300~360A、25~30V，多次试验发现现有设备无法满足这一条件，出现多次电极熔断情况，修正调整参数后，确定焊接电流和电弧电压为250~270A、26~30V。最后，确定热输入范围，主要为2.0kj/mm、2.3kj/mm、3.0kj/mm。

2.3 焊接结果分析

根据上述实验要求，焊接人员要严格控制焊前预热、焊接期间温度区间及焊接后热消氢处理温度，时刻监控焊接过程中各项参数变动，才能保障试验质量[3]。本次焊接过程中，发现热输入范围略有波动，但波动范围在±0.2kj/mm，没有对焊接结果造成较大影响。焊接完成48小时后，基于相关国际标准，对试板进行拉伸实验、测弯实验、冲击试验、宏观及硬度实验，发现热输入范围为2.0kj/mm时，新日铁屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为692.28MPa、779.27MPa、21.84%；神钢屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为749.63MPa、797.38MPa、21.28%，均满足标准值要求。综合三次热输入范围比较看，新日铁屈服强度略逊神钢；两者抗拉强度均合格，但伴随热输入增加，新日铁抗拉强度随之增加，神钢则表现稳定；两种材料拉伸率均满足标准，但随着热输入增加，神钢数值逐渐下降，新日铁则保持平稳。

从弯曲试验看，新日铁焊接试板展现出良好的延展性和塑性，满足式样材料最小屈服强度和弯曲角度；神钢表现则出现角部裂纹和其他裂纹，焊接的坡口焊缝接头延展性和完好性不足，试验不合格。从冲击试验看，新日铁三次热输入试样中，焊缝中心、融合线等均满足标准要求，且热输出逐渐加大，试验参数呈现先小幅下降后大幅提升趋势，表明该焊接材料适合采用大热输入焊接方式；神钢则略显不足，当热输入达到最高值时，焊缝中心冲击值迅速下降接近标准值下线，说明该材料韧性较低，余量不足，勉强合格。

3结束语

综上可知，焊接技术和焊接材料均会对焊接结果产生影响，本文对新日铁和神钢两种材料进行试样分析，确定在不同热输入条件下，呈现不同结果。其中，新日铁适宜在大热输入条件下进行焊接，呈现较好的力学性能和产品质量，神钢则略显不足。在实际焊接作业中，焊接人员需要依据焊接条件，选择适宜焊接技术和材料，不断加强经验累积，以保障焊接工程质量满足要求。

参考文献

[1]高立军,杨建炜,曹建平,张熹,王凤会.不同焊接材料对耐候钢焊接接头耐腐蚀性能的影响[J].四川冶金,2017,39(02):1-3+10.

[2]王成伟.05Cr17Ni4Cu4Nb与304L焊接的工艺方法与焊接材料的选用[J].电焊机,2021,51(11):118-121+151.

[3]金静静.试验温度对金属材料焊接接头拉伸试验结果的影响[J].理化检验(物理分册),2020,56(12):39-42.