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合金焊接材料的选择与焊接工艺技术分析王玉勇

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王玉勇

[导读] 摘要：随着经济和各行各业的快速发展，合金焊接的质量好坏离不开焊接材料的选择以及焊接工艺技术的应用，为此，想要有效提高合金焊接的质量与使用性能，就必须严格按照焊接材料的选用标准以及焊接工艺要求去进行材料的选择和工艺的使用，以此保证合金焊接工作的有序开展，为合金焊接的质量提供基本的材料和工艺技术保障。

        身份证号码：12011219820429xxxx 天津市
        摘要：随着经济和各行各业的快速发展，合金焊接的质量好坏离不开焊接材料的选择以及焊接工艺技术的应用，为此，想要有效提高合金焊接的质量与使用性能，就必须严格按照焊接材料的选用标准以及焊接工艺要求去进行材料的选择和工艺的使用，以此保证合金焊接工作的有序开展，为合金焊接的质量提供基本的材料和工艺技术保障。
        关键词：合金焊接；材料选择；焊接工艺技术；分析
        引言
        近些年，社会快速进步，金属产品的应用逐渐增加，人们越来越关注金属产品的质量。焊接材料的选择、焊接工艺的使用等方面都会对产品质量造成影响。对于结构成型与相关设计和使用要求是否相符，焊接质量发挥着决定性的作用。焊接成型的决定因素包括焊接材料、工艺、结构类型、使用要求等，而焊接工艺、焊后热处理等与焊接材料的选择相互影响。要保证焊接质量，正确选择焊接材料和焊接工艺是关键。
        1合金焊接材料的选择规范
        合金焊接材料的选择对焊接工艺会产生直接性的影响，因此需要针对不同的焊接工艺选择合适的焊接材料，这样才可以保障合金焊接的质量。而在选择合金焊接材料的过程中应该遵循以下几点规范；首先，以焊件材料性能的选择为参考；焊件的不同选择会产生不同的物理性能和力学性能以及化学性能，因此在选择焊件材料的时候应该以焊件的性能情况为基础来选择合适的焊接材料。如针在对耐热性的钢材料和不锈钢材料进行焊接的过程中需要考虑到焊接材料的强度问题和焊缝金属的化学成分问题，确保焊接化学成分和钢材料的化学成分相似，这样才可以保障焊缝的质量。其次，要以工作性能和工作条件为参考；在选择合金焊接材料的过程中应该选择在工作条件下可以实现焊件使用性能的材料。并且还需要考虑到焊件工作中的外部条件等因素，如可以承受住多大的动力载荷和冲击载荷、在一些具有腐蚀性的物质中可以实现怎样的效果，以及在不同的温度下工作情况等，综合性的对各种因素进行考虑，选择可以有效提高焊件接缝牢固性和稳定性的材料。另外，要根据焊件的复杂结构特点来进行材料的选择；针对那些形状比较复杂或者是厚度比较大的焊件，在焊缝冷却之后会出现比较大的内应力，这样就导致焊接材料出现裂缝的问题，因此，在进行焊接的时候需要选择一些抗裂性比较好的材料，如韧性比较高的焊条或者是一些低氢型的焊条，此外，针对那些焊接点有铁锈、氧化皮和杂质的需要选择一些对这些物质不敏感的焊接材料。
        2合金焊接工艺技术分析
        2.1钨极惰性气体焊
        钨极惰性气体焊是一种较为常见的焊接技术，在金属焊接中，由工件本身作为正极，而将焊炬中的钨电极作为负极，通以直流电弧作为焊接热源，工作电压为10到15伏特，而工作电流达到150A以上，在氦气、氩气等的保护下使钨电极产生电弧，使融池内的工件得以融化混合在一起，工件表面的氧化膜可以自动清除，因此铝合金焊接良好并且可以避免损伤工件表面。但是钨极惰性气体焊焊接采用手工操作，造成焊接速度慢、生产效率低下等问题。随着工艺的要求和焊接技术的进步，铝合金钨极惰性气体焊由普通交流发展到如今的变极性焊接，而且逐渐有了形式多样的变极性焊接波形，例如采用交流钨极惰性气体焊或者自动钨极惰性气体焊可以大大改善焊接效率和接头的性能。
        2.2电阻对焊工艺技术
        电阻对焊是压焊中应用比较广泛的一种，可以将两个待焊接的工件在固体状态下完成原子之间的结合，所以也可以称之为固态焊接。

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在使用电阻对焊进行铝合金的焊接时，首先需要对铝合金工件的表面进行清洗，例如，使用工业溶液对铝合金工件的表面油污、污物或者标记等进行清除，也可以使用稀释剂、石油醚或者汽油等对铝合金工件进行浸泡，使得铝合金的表面变得洁净。其次，需要使用机械法或者化学法对铝合金工件表面的氧化膜进行清除，例如机械切削、吹砂或者酸碱溶液浸泡等。最后，使用双面点焊或者单面点焊对铝合金进行焊接处理。单面点焊就是从铝合金工件的同一侧向焊接的位置进行馈电，双面点焊则是由铝合金工件的两侧向焊接处馈电。双面点焊在焊接的时候会在铝合金工件的两侧留有电极压痕，如果使用大接触面积的导电板作为下电极，就可以消除或者减轻工件下面的焊接压痕，通常用来进行铝合金装饰面板的焊接。
        2.3钛合金的焊接工艺技术分析
        在钛合金焊接工作之前，和铝合金焊接一样，需要对焊接的表面进行清理，直到完全的露出钛合金基本材料。一般情况下钛合金焊接方法主要包括了钨极氩弧焊工艺技术，熔化极氩弧焊工艺技术以及等离子弧焊工艺技术等等，这些工艺技术可以满足于不同的焊接工艺要求和性能要求，保障钛合金焊接质量。其中钨极氩弧焊工艺技术应用在1公分的钛合金母材料的焊接上，焊接过程中使用的是直流电的正向焊接技术，需要在焊接的过程中通过氩弧焊来对焊件进行保护，以此来提高焊接质量。熔化极氩弧焊工艺技术一般采用的是具有一定厚度的钛合金板焊接，使用的是直流电反接的方式。主要采取的两种焊接方式包括：短路过渡熔滴焊接方式，通过对母材料薄板的钛合金进行焊接；另外一种是喷射过渡熔滴焊接方法，其采用的是焊接比较厚的母材料钛合金，在使用这种工艺技术的过程中需要使用纯度比较高的保护气体，并且还需要在焊接工作开始之前，对焊接工件的表面进行清理，在清理过程中不能出现任何的杂质，可以说这一环节是最为重要的环节。
        2.4激光焊
        激光焊接的热源是激光，是一种更为先进的焊接新技术，他将极高能量聚焦在极其细微的区域，这样可以以较少的能量耗费获得极高的能量密度，与传统焊接工艺相比，激光具有聚焦能力强、热源传输性好的优点，大大提高了能量利用率。根据焊接时熔深这一标准的不同，激光焊接可分为有热导焊接和深熔焊接两种，热导焊接是将激光照射到需要焊接的金属表面，由于激光携带较多能量，照射至金属表面后使得金属产生较大热量，热量逐步扩撒到金属内部，形成金属焊接熔池，随着温度的降低，熔池中的混合金属逐渐凝固形成焊缝。激光深熔焊相对热导焊其激光强度更强，照射部位金属温度急速上升，使得金属发生气化，金属蒸汽作用于金属表面发生凹陷，逐渐形成小孔。熔融后的液态金属填满小孔，随着温度降低，一段时间后凝固形成焊缝。使用激光焊接的工件，往往具备较好的力学性能，因为激光焊接需要的加热时间较短，所以焊件具有较低的焊缝宽度，较少的焊接变形，以及较小的热影响区域。
        结束语
        焊接材料的选择和焊接工艺控制等对工艺质量有直接影响，对产品焊接质量的控制即是对焊接材料的选择和焊接工艺进行有效控制，焊接工艺和材料之间相辅相成的关系是提升焊接质量的重要条件。为使整体焊接工艺质量效果得到有效的提升，需在选择和应用焊接材料方面引起高度重视，通过其有效合金化效果的实现和对各种不利元素的威胁的规避，为其焊接工艺质量水平的提升奠定坚实基础。
        参考文献：
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        [3]毛帅.5052铝合金光纤激光扫描焊接工艺研究[D].湖南：湖南大学，2018.
        [4]吴向明，钱海杰，邢大超.激光焊接工艺的现状与进展[J].城市建设理论研究（电子版），2016（10）：3817–3817.