影响金属焊接性的因素及对应措施张志

影响金属焊接性的因素及对应措施张志

张志

昭通职业技术学校云南省昭通市657000

摘要：本文首先对金属焊接的基本知识进行了概述，然后从材料、工艺、构建类型、使用要求等四个方面介绍了影响金属焊接性的主要因素及其应对措施，本文所做分析，对金属焊接性能的提升具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：金属焊接；因素；措施

1引言

金属焊接具有加热集中、焊接效果好、焊接变形少等优点，所以在工业生产过程中得到了广泛的应用，是产品生产环节中的重要组成环节。以汽车生产为例，金属焊接是汽车制造流水线上是一道必不可少的工序。与传统焊接手段相比，金属焊接焊接效果更好、工作效率更高、工作时长更短、对环境适应能力更强、可以更好地实现焊接自动化，因此被人们越来越多的使用。

2金属焊接概述

金属焊接性的内容是多方面的，我们在对焊接材料，焊接接头组织与性能，焊接应力与变形，及焊接构件受力等方面进行分析了解时，同样要对金属的焊接性进行多方面的分析。从而理解和掌握各种金属材料的焊接规律，合理使用焊材，采取合适的焊接手段，制定严格合理的工艺措施，借以达到确保焊接质量的目的。金属焊接性主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，也就是金属材料对焊接加工的适应性。它包括两方面的性能指标：一是接和性能，主要看金属在焊接过程中是否容易产生缺陷，不产生缺陷，其接和性能就好，反之则差。二是使用性能，主要看金属的焊接接头对满足其使用要求的难易程度。因此我们说金属的焊接性好，在焊接时不须采取其它附加或特殊的工艺措施，就能使焊接接头获得良好的机械性能，并不产生焊接缺陷，反之其焊接性能就表现很差。

我们对金属的焊接性进行客观的评价时，要具体情况具体分析对待。也就是说对于不同材料，不同工作条件下的构件，对其焊接性的评价内容及侧重点也将不同。关键要看影响金属焊接性的哪个方面对其焊接质量最为明显和重要，要抓住主要联系和次要联系。比如我们在对淬硬和冷裂纹倾向较大的普低钢的焊接性进行评价时，其评价的主要内容将是如何解决降低淬硬和避免冷裂纹的问题。而对奥氏体不锈钢的焊接进行评价时，如何解决避免产生晶间腐蚀和热裂纹的问题就成为评价其焊接性的主要方面。影响金属焊接性的因素是多方面的，在对其焊接性进行评定的过程中，要抓主要因素着重分析对待，以便制定相应的工艺措施，采取必要的焊接手段和焊接材料，改善结构的工作条件，保证焊接加工的顺利进行，获得优质的焊接质量。

3金属焊接具体应用

3.1金属焊接在汽车工业中的具体应用

汽车车身制造是整个汽车制造工艺中最重要的一项程序。车身是汽车的基本骨架，汽车内部所有的零件都是以车身为基础进行安装，一辆汽车的车身制作质量直接关系到整辆汽车的性能，而钢板和各个零件的焊接质量是影响汽车车身制造的重要因素据不完全统计，每辆轿车零件部位超过400个，而每个零件部位都有10个焊点，那么一辆汽车大约有4000个焊点，金属焊接已经成为汽车车身制造工艺的一种固定方法。金属焊接方法焊接后无痕迹，且焊接效果好，焊接零件抗冲击能力和抗疲劳能力都较好，在汽车车身制造中广泛使用。世界一些有名的汽车公司，例如奔驰、宝马、本田、丰田、福特、现代、路虎、通用等等都采用了金属焊接工艺，所生产的车身都是利用金属焊接板连接而成。金属焊接可以大大减少零件和结构件的数量，从而减轻轿车自身质量；同时金属焊接的抗疲劳能力和抗冲击能力很强，保证了汽车结构整体的稳定性；汽车质量的减轻也会节省制作成本，降低运输成本。随着人们对于汽车内部性能和外部美观要求越来越高，金属焊接在汽车零件制造中的应用也越来越广。据统计，汽车内部60%的零件都采用金属焊接技术，例如：速齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴、底盘等汽车部件，都是应用金属焊接才被制造。在目前众多焊接方式中，被认为发展前景最好的就是金属焊接。例如在通用汽车中新采用了金属焊接焊接齿轮，所得到的齿轮比传统焊接手段得到的齿轮精度更高，运行效果更好。金属焊接工艺在加工汽车零件方面，彻底改变传统设计制造理念，为汽车提供了更加经济牢固的结构。例如奔驰汽车中的变速齿轮就是采用金属焊接工艺进行焊接，与传统焊接手段相比，金属焊接所使用的原材料成本远远低于其它焊接手段使用的原材料，焊接后的汽车零件工作效率更高，零件结构更为紧凑，无论是在使用精度还是使用速度上，都有大幅度的提高。针对汽车零部件所需要涉及的参数有电流、电压、气体流量，金属焊接不仅是汽车零件和汽车车身制造中起的重要环节，同时也是将零件与车身组合起来的关键手段，金属焊接在零件与车身制造中起着承上启下的作用。一辆汽车零件的65%都是通过金属焊接与车身连接起来。通过调查可以发现，利用金属焊接连接的汽车车身结构稳定性更高、性能更好、且成本更低。传统焊接手段不能满足这一发展趋势将零件与车身紧密结合，因此金属焊接成为汽车零件和车身组合的重要加工方法，具有很大的发展潜力。

4影响金属焊接性的因素及其应对措施

金属材料焊接性的好与坏首先取决于材料本身的化学成分，比如钢的含碳量及合金含量的高低等。并且它还与焊接结构的复杂程度，刚性大小，所采取的焊接材料与焊接方法，指定的工艺条件和焊接结构所处的使用环境等都有密切的关系。通过我的多年工作实践中摸索，我体会到影响焊接性的因素主要有这么四个方面。

4.1材料因素

它即包括钢材本身的化学成分，又包括所选用的焊接材料的化学成分(包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等)。材料因素是影响焊接性的主要因素，它直接决定焊缝金属的化学成分即机械性能和使用性能，材料使用的是否合理还决定着接合性能的好坏，就是在焊接过程中是否容易产生缺陷。所以材料因素主要决定着焊接性能的好坏，对母材和焊材的正确选用是保证焊接性的基础，十分重要我们应该着重对待。

4.2工艺因素

它包括从选择焊接方法和制定合理的工艺措施两方面来影响焊接性。焊接性的好与差是相对而言的，我们通过选择合适的焊接方法和合理的工艺措施是可以相对改善和提高焊接性能的。例如在对珠光体钢与奥氏体不锈钢进行异种钢焊接时，影响焊接性的主要矛盾是对熔合比的有效控制。我们在选择焊接方法时，要选择带极埋弧焊和熔化极气体保护焊等方法，因为埋弧焊的过渡层宽度(0．25～0．5ram)比焊条电弧焊(约0．4～0．6ram)窄的多。而采用熔化极气体保护焊时，高合金焊丝的电阻很大，允许使用的电流较小，焊丝熔点又较低，所以熔合比较小。因此这两种焊接方法都适合这类异种钢的焊接，使其焊接性表现较好。而如果采用非熔化极气体保护焊时，其熔合比的变化范围很大，很不稳定不易控制。甚至在焊接中不采用填充材料(焊条或焊丝)时，其熔合比可达到1O0％，使这类异种钢焊接接头的机械性能很难保证，从而使其焊接性表现很差。另外合理的工艺措施对防止焊接缺陷的产生，焊后缓冷和去氢处理等工艺措施，就能有效降低淬硬倾向，防止应力集中和由氢导致的冷裂等缺陷的产生。同时合理的安排焊接顺序，还能减少结构的应力变形。

4.3构件类型因素

它包括焊接结构和焊接接头的形式，刚度及应力状态等，其将直接影响接头的力学性能及产生缺陷的倾向。为了降低结构因素对焊接性的影响，我们在设计焊接结构时，要尽量采取降低结构刚性的大小，使构件接I：1处焊缝断面的过度趋于平缓，控制焊缝的宽度和高度，焊缝的位置由工作焊缝向联系焊缝转变等措施。例如我们在进行板石矿井下排水管路焊接时，因为是斜井，水管顺井筒设置，在焊接中为了避免出现多向应力状态，焊接接头的缺口效应和焊缝处应力过于集中等现象，随着焊接的延伸把钢管固定在固定架上，使接头待焊处的集中应力最小，从而保证把钢管对接施焊的不利影响因素降到最低，最后经过超声探伤检测完全合格，试车一次通过。

4.4使用要求因素

就是焊接结构的使用条件对焊接性的限制。它包括结构在高温、低温下，在腐蚀介质中，在动、静载荷交变载荷等条件下工作时，对焊接性的限制。比如构件在高温下工作，易产生蠕变现象。在低温或冲击载荷条件下工作易产生脆性破坏。在腐蚀介质中工作，焊接接头要具有耐腐蚀性。这些条件的限制，都会使结构的降低变差，所以使用条件越不利要求越高，对其焊按性的影响越大。我们在设计时要尽可能地改变焊缝所处的使用环境和受力情况，降低使用要求对焊接性的束缚，使焊接性能提高。

5结论

综上所述，对于焊接加工特别熔焊的焊接加工方式来说，所焊接的金属材料表现出来的焊接性的好与差，对焊接加工的难易程度，质量性能的保证是非常重要的。我们要想提高焊接性，必须要了解什么是金属焊接性，还有影响焊接性的主要因素，才能更好的解决金属焊接性所引起的焊接缺陷，才能及时有效的改善焊接性能，降低焊接困难，确保焊接质量。

6参考文献

[1]李仕慧,王英杰.汽车用镁合金焊接的研究进展[J].热加工工艺,2010,39(23):190-194.