基于焊接缺陷的厚板零件焊接工艺优化

基于焊接缺陷的厚板零件焊接工艺优化

冯坤

国家电投集团贵州金元股份有限公司纳雍发电总厂，贵州省毕节市纳雍县，553300

摘要：在我国的经济腾飞时期，焊接技术的进步成为了多个领域的基石。但焊接过程中经常出现缺陷。为了增强焊接的可靠性，为我国各行业的稳定增长打下坚实的基础。本文着重研究厚板焊接工艺的优化方法，并希望为后续的研究提供参考。

关键词：焊接缺陷；厚板零件焊接；工艺优化

引言

本研究着重于焊接缺陷的厚板部件的焊接工艺优化，通过深入探讨工艺参数、焊接方法和可靠性等方面，旨在确保焊接过程的高质量，降低焊接缺陷的风险，并优化焊接工艺。

1厚板零件焊接工艺

厚板零件焊接工艺是焊接结构的关键环节。尽管过去对于厚板零件的焊接方法和参数优化有众多研究，但在工艺设计方面的探讨相对缺乏，这导致实际焊接产品出现缺陷，从而增加成本并降低其实际应用价值。

1.1厚板零件焊接工艺准备阶段

在厚板零件焊接工艺的应用中，为确保焊接强度并防止焊接缺陷的形成，通过对原件进行坡口处理，这样的设计可以提供更大的焊接面积，从而提高焊接的质量和强度。

进行厚板零件焊接工艺时，清洁工作很重要。同时要确保焊接区域的干燥与纯净，从而为焊接创造最佳条件。因为任何残余的溶剂或水分都可能对焊接质量产生不良影响。

1.2厚板零件手工电弧焊接

在厚板零件焊接工艺的应用中，手工电弧焊接常作为主要焊接方式，当进行厚板零件的手工电弧焊接时，焊接原件下方的焊接细缝需要预加热，而在选择焊条时，低氢焊条成为首选，因其能够显著提升焊缝的抗裂纹能力和整体的力学性能。焊条内部的钢芯材料，如h18CrMoA，一般选用3.2毫米规格。为了确保焊条的品质和效果，焊接前需对其进行烘干处理，烘干温度约为四百二十摄氏度，之后进行一百摄氏度下的保温处理一小时。

在实际焊接过程中，原件的一面需要进行焊接，随后通过旋转设备，对另一面实施焊接，这种交替策略有助于减少产品的变形。

每完成一道焊接，焊渣都需要被及时清除。这不仅确保焊道周围恢复金属色泽，还为后续焊接工序创造了良好的基础。每次焊接之后的这一处理流程，而在焊接结束时，为防止焊接缺陷，焊条的重复引燃作用显得尤为关键，其目的是确保弧坑完全被填满。

1.3厚板零件焊接工艺的焊接缺陷分析

在厚板零件焊接工艺的实施过程中，熔点剥离和气孔与空孔的出现被认为是最为关键的两大问题。

熔点剥离这种缺陷主要是由于焊点与焊盘之间的断层剥离现象。要解决这一问题，关键在于对焊接过程中的温度与使用的材料进行精确控制，确保它们之间的匹配性。

工艺可靠性带来的气孔与空孔缺陷的形成不仅与焊接速度和温度有关，而且与所选用的焊条和材料的性质也有着密切的关联。

为了提高厚板零件焊接产品的质量，需要对上述焊接缺陷的形成机理进行深入研究，并针对性地提出解决方案。比如，针对熔点剥离问题，可以选择合适的的焊接温度和材料，确保焊接过程中温度与材料之间的协同效应达到最佳状态。而对于气孔与空孔问题，则需要对焊接速度、焊接温度、助焊剂的选择以及焊条与材质的匹配性进行全面的分析和优化。

2基于焊接缺陷的厚板零件焊接工艺优化策略

2.1厚板零件焊接工艺方法优化

在厚板零件焊接工艺的持续优化中，混合应用钨极氩弧焊与手工电弧焊的方法展现出了显著的优越性。此混合模式不仅增强了焊接的完整性，还减少了伴随传统方法出现的各种焊接缺陷。

焊接完成后，为了确保焊缝的稳定性，通常需要将焊接好的厚板零件进行去应力退火。此时，选择的退火温度大约为四百摄氏度，并在此温度下维持两小时，然后逐渐冷却至室温。

此混合焊接模式的显著优势在于其能够明显减少常见的焊接缺陷，另外，去应力退火也是一个关键环节，可以有效地处理焊缝内部因快速冷却而产生的冷裂纹，确保焊缝的完整性。

2.2厚板零件焊接工艺参数优化

在厚板零件焊接工艺中，焊接缺陷和焊接残余应力之间存在密切的关系，它们对焊接质量和结构完整性具有显著影响。

焊接工艺参数的影响因素繁多，例如焊接速度与其产生的温度场分布和焊接能量之间具有相近的正比关系。因此，控制焊接速度是确保高质量焊接的关键。不仅如此，调整各种工艺参数，确保它们之间的协同作用，从而获得最佳的焊接效果。

2.3厚板零件焊接工艺可靠性优化

通过结合试验与仿真技术分析焊接缺陷的概率，可以建立厚板零件焊接工艺的可靠性模型。这种综合方法能有效地考虑各种工艺参数对工艺设计的影响，使目标优化设计工作更为精简，并获得更快速、更可靠的计算结果。只有焊接缺陷的产生概率降到最低，才能真正提高焊接质量。

3厚板零件焊接工艺焊缝检测

采用混合焊接工艺能够有效降低焊接缺陷，如裂纹和气孔的出现。而单一焊接方法，则可能出现未熔合和未焊透的问题。混合焊接工艺，例如结合手工钨极氩弧焊与电弧焊，不仅能够有效消除初次焊接过程中的问题，还能进一步提升焊接效果。

仿真技术与试验方法在焊接工艺的优化中起到了关键的作用。借助这些先进方法，可以对焊接过程进行深入分析和改进，从而降低焊接结构的潜在失效风险。

4结束语

厚板零件焊接的过程中，焊缝温度、焊接材料的选择以及具体的工艺步骤都会对焊接质量产生影响。例如，焊缝温度的控制可以预防过热或过冷现象，确保焊缝金属的完整性和均匀性。焊接材料的选择则关乎到焊缝与基材之间的结合强度以及焊缝自身的性能。而工艺步骤的精细化设计能够在整个焊接过程中实现更好的控制，从而减少缺陷的产生。此外，借助现代的仿真技术可以对焊接过程进行模拟，从而预测并分析可能的问题。对于厚板零件焊接工艺的方法、参数以及其可靠性的深入研究，将有助于形成一套系统的焊接工艺优化方案。这不仅可以显著提高产品的质量和可靠性，还能为相关企业带来更高的经济效益。

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冯坤，男，汉族，贵州省金沙县，1993年11月08日，本科，助理工程师，单位名称:国家电投集团贵州金元股份有限公司纳雍发电总厂，单位邮编:553300 ，研究方向:焊接的工艺优化