异种金属焊接问题分析及焊接工艺解析

发表时间:2021/5/17   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:张合礼
[导读] 摘要:本文首先分析异种金属焊接问题,如夹渣现象、焊接接头的裂纹、碳迁移现象等,然后详细论述了几点焊接工艺实施要点,如焊接材料的分析、合理选择焊接方法、合理选择工艺参数、坡口角度分析、采用过渡层、焊前和焊后处理分析,旨在充分发挥出焊接工艺的应用价值,并顺利解决和处理好异种金属焊接中存在的问题,确保异种金属焊接效果的稳步提升。
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        摘要:本文首先分析异种金属焊接问题,如夹渣现象、焊接接头的裂纹、碳迁移现象等,然后详细论述了几点焊接工艺实施要点,如焊接材料的分析、合理选择焊接方法、合理选择工艺参数、坡口角度分析、采用过渡层、焊前和焊后处理分析,旨在充分发挥出焊接工艺的应用价值,并顺利解决和处理好异种金属焊接中存在的问题,确保异种金属焊接效果的稳步提升。
        关键词:异种金属;焊接;问题;焊接工艺
        现阶段,在科学技术不断发展过程中,涌现出了较多的新型设备和技术,对于我国工程构件的质量要求也越来越严格。但是在工程施工过程中,材料与施工要求并不相符,为此应密切融合好不同的材料,旨在充分发挥出材料的使用性能,同时还可以代替贵重金属,将经济投入控制在合理范围内,确保企业经济效益、社会效益的稳步增长。基于此,在社会各个行业领域中,异种金属焊接的应用价值极为明显,但是在当前,异种金属焊接失效情况经常出现,不仅会造成人员伤亡,也会损失一定财产。所以说,加强异种金属焊接问题及焊接工艺的研究与分析是至关重要的。
        一、异种金属焊接问题分析
        首先,夹渣现象。在焊接母材上形成一层氧化膜,氧化膜的出现,极容易造成两种金属之间融合难度性的增加,而氧化膜自身在温度升高的影响下,也会出现升高趋势。此外,在金属熔池表面,也会形成一层氧化膜,在金属熔池生产加热温度升高的影响下,会对液态金属的融合效果造成严重影响,一旦产生大量夹渣,将会对异种金属焊接造成严重威胁。
        其次,焊接接头的裂纹。在焊接接头焊接过程中,接头裂纹现象比较常见,在裂纹表现类型中,主要体现在热裂纹和冷裂纹。其产生分别来源于高合金钢焊缝、焊接应力作用条件,其中,热裂纹在某纯奥氏体组织中经常发生。所以在纯奥氏体组织金属焊接中,应对金属中可能存在的大量未结晶低熔点共晶体液膜进行深入分析,这些液膜在应力作用下【1】,极容易产生裂纹,从而不利于异种金属焊接水平的提升。
        再次,碳迁移现象。这种现象在异种金属焊接过程中同样不容忽视,碳迁移现象的发生,会严重降低高温机械性能,甚至对机械内部的化学组成成分造成影响,且基于高温状态引发金属断裂失效现象的发生,不仅很难确保金属高温的正常使用,也会对其使用年限造成威胁。
        最后,性质性能的不同。通常来说,异种金属在性质性能方面有着明显的差异性,所以在焊接时,接头位置差异问题难以避免。所以应全面分析相关参数指标,如焊接接头部分的可塑性、耐高温性等,防止焊接接头不均匀现象的出现,并避免在异种金属生产产品时出现偏差,取得良好的应用效果。
        二、异种金属焊接工艺对策
        第一,焊接材料的分析。对于异种金属焊接来说,主要是指连接焊接好不同金属,所以在对焊接材料进行选择时,应对不同金属的不同成分、性能进行深入分析,然后也要将接头可能存在的缺陷问题考虑到位,从接头缺陷情况出发,确保焊接材料选择的科学性与合理性。在异种金属焊接接头缺陷不突出的情况下,应加强高倒韧塑性材料的应用,其应用优势显著。
        第二,合理选择焊接方法。在具体选择时,应从金属材料的基本特性出发,确保焊接性和工艺焊接性要求得到满足。比如在压焊铝合金和钢两种金属材料时,两种金属之间产生的化合物必须要满足高硬度要求【2】,再加上两种金属之间的物理性质的差异性明显,在压焊过程中,极容易加剧高塑性变形情况的发生,最终造成化合物的硬度处于较高的水平范围内,而异种金属复合板性能则会不断降低。基于此,应加强轮压焊接方法的使用,这对于钢和铝合金之间的密切接触具有极大的帮助,将二者之间的热传导速率提升上来,并给予金属强度的延展性一定的保障。此外,不同功率的激光压焊方法也具有较高的适用性能,在不同等级压力产生后,有助于异种金属焊接接头强度的稳步增强。
        第三,合理选择工艺参数。在提高焊接接头质量方面,工艺参数的选择为重要一项工作内容。在工艺参数方面,应将焊接电流电压等级、焊接直径以及焊接速度等纳入其中,对不同焊接参数予以明确化,既而认识到不同焊接参数之间的相互影响、相互作用的关系。如焊接电流增大后【3】,会明显增长异种金属焊接输入热量,从而在整体上增加整个金属热影响区范围。焊接工艺参数如表1所示:
        表1     焊接工艺参数表
        第四,坡口角度分析。在选择方面根据母材厚度和熔合比,在坡口角度较大的情况下,会明显降低熔合比,从而与异种金属焊接工艺要求相符。
        第五,采用过渡层。在异种金属焊接前,在一种金属的坡口堆,应对适当厚度的过渡层进行焊接,以此来确保扩散层得到顺利消除,并防止异种金属熔合区域裂纹的产生。
        第六,焊前和焊后处理分析。在焊前,预热工作的开展是必不可少的,将焊接接头存在的淬火裂纹的发生几率降至最低,在预热温度分析过程中,应充分考虑好母材的淬火倾向大小、焊接金属合金化程度。在焊接后,应加大热处理力度,这已经成为了提高接头淬硬区域塑性的重要方式方法之一,并将焊接应力水平控制在合理范围内,同时最大程度地预防不良现象,如焊接裂纹、焊接碳迁移现象。
        三、结束语
        综上所述,在实际生产加工过程中,一些制造厂商出于节约成本的目的,对异种金属焊接进行应用,以此来取得相应的效益。在异种金属焊接前,工厂应对金属的加工要求予以高度了解,对焊接流程进行合理规划和布局,确保焊接加工工艺流程的适宜性、合理性,做好相应的预防工作,做到防患于未然,并防止在焊接过程中出现不必要的误差问题,在整体上促进生产活动的顺利进行,给予生产水平有力支撑。
        参考文献:
        【1】吕攀,王克鸿,朱和国.钛合金与不锈钢异种金属焊接的研究现状[J].热加工工艺,2017,046(013):26-32.
        【2】宋芳芳,金亮,恩云飞,等.异种金属激光焊接的温度场分析方法及应用[J].焊接技术,2016,045(012):9-13.
        【3】石玗,何翠翠,黄健康,等.几种铝钢异种金属熔钎焊工艺的对比与分析[J].焊接学报,2014,35(5):1-4.
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