浅析工程机械焊接工艺现状

浅析工程机械焊接工艺现状

姜胜臻，刘源，黄蕾

中核工程咨询有限公司

摘要：机械焊接是当今机械工程中较为重要的一个内容，是在进行机械生产过程中必不可少的一个环节。机械焊接结构的情况与机械质量息息相关，要保障机械焊接结构的质量，便需要加强对机械焊接结构的无损检测技术应用。本文针对当今较为常见的机械焊接结构问题进行了讨论分析，从宏观、微观以及内部缺陷进行了说明，文章后半部分则针对无损检测技术的应用进行了细致的介绍，对机械焊接结构的检测提供一定的技术参考。

关键词：机械焊接；无损检测；技术研究

前言：焊接是一种常见的连接技术，往往应用于各种金属之间的连接，其连接能力较强，能够实现对大型器械的连接，并具有较强的稳定性，因此焊接技术往往应用在各种机械结构的连接中。虽然焊接技术的应用能够满足大部分机械生产制造，但是焊接的质量在当今机械中却参差不齐，导致部分机械存在质量问题，在进行生产的过程中容易出现各种各样的生产事故，要避免这种情况出现，便需要进行更进一步的检测工作，对于机械焊接结构进行检测时应当避免对机械造成影响出现损伤导致机械投入使用时出现故障，因此无损检测技术对于机械焊接结构尤为重要。

1.机械焊接工艺常见的问题

1.1机械焊接结构宏观工艺缺陷问题

机械焊接结构出现问题的情况类型较多，其中宏观缺陷问题是最为常见也是最为容易发现的一个问题，机械焊接结构的宏观缺陷问题一般通过肉眼便能够清楚发现，大部分宏观机械焊接结构都会表现出与正常焊接结构明显的不同，最为常见的便是焊接部分出现焊瘤，焊瘤的出现主要是由于在对机械进行焊接时，焊接的温度调节不当造成的，在进行焊接时由于加热温度问题会导致机械焊接部分在凝固时速度较慢，形成液态金属流动，当液态金属流动到一起最终凝固时便形成了焊瘤，焊瘤的存在不仅影响焊接部分的美观性，甚至可能对机械结构造成明显的问题，形成焊瘤的材料原本大部分是机械部分的结构，但是在形成焊瘤后，机械原有的结构材料会出现短缺的情况，导致机械与原有设计不符，在运行时也更加容易出现错误。机械焊接结构宏观缺陷问题除了有焊瘤问题外，还有咬边缺陷等多种缺陷问题，咬边缺陷是指在进行机械焊接时，焊接部分由于焊接操作问题出现咬边，机械焊接部分出现咬边会严重影响焊接部分的紧密性，焊接不紧的情况，此外，进行机械焊接时，还容易出现烧穿的宏观问题，主要是温度过热或焊接时间过长，焊接过于集中于一点，导致焊接部分被烧穿，需要耗费更多的资源对其进行重塑。

1.2机械焊接结构微观工艺缺陷问题

机械焊接除了会出现肉眼可见的宏观问题外，还会出现一些微观方面的缺陷问题，相较于宏观缺陷问题，微观缺陷问题无法通过肉眼进行识别发现。常见的微观缺陷问题大多都是由于外在因素影响导致的，外在因素对机械焊接造成的影响主要是通过影响温度实现的，当外在因素影响焊接温度时，会导致焊接部分热循环不均匀，部分微观部分会受到影响，部分地方可能会出现过烧或者偏析的情况，当焊接时间过长时，机械焊接结构内部会长期处于高温环境中会出现晶界氧化甚至熔化的现象。一旦出现这种情况，在进行机械使用时，使用寿命会明显降低，优势甚至可能在机械运行的过程中出现焊接部分断裂的情况，造成巨大的生产安全事故，这种问题往往在进行焊接时难以通过肉眼发现，偏析也是较为常见的一种问题，偏析与过烧的本质相同都是受温度影响的，但是偏析是由于温度不均导致的，但焊接部分循环受热时，内部成分可能会出现聚集的情况，导致其内部部分区域成分较多，密度较大，但是另一部分密度较小，虽然肉眼看着并没有明显的问题，但是其自身结构不均匀，在焊接完成后进行进一步的机械使用时，焊接部分出现偏析会导致连接部分较为脆弱，导致更加容易受到外界影响而受损。

1.3机械焊接结构内部工艺缺陷问题

除了机械焊接结构的宏观或者微观方面可能出现问题外，机械焊接内部也可能出现问题，内部缺陷问题大多相对于微观结构，更加容易被发现，但是也需要依靠相应的设备，仅仅通过肉眼一般无法观察到机械焊接结构的内部，无法了解内部的缺陷问题，常见的机械焊接结构内部问题包括气孔、夹渣和裂纹等，这些问题大多在结构内部出现，气孔是焊接时由于对温度管控不当，没有对液态金属进行有效的处理，导致形成气孔。在进行焊接时，如果没有进行有效的杂质预防，便会在进行焊接时将部分杂质焊接到机械焊接结构内部，导致出现夹渣问题。裂纹则是在进行机械焊接时，焊接操作失误造成的焊接部分内部存在缝隙，而焊接结构外部并没有明显的问题，导致很难发现焊接问题，焊接并不是非常牢固。

2. 应用无损检测技术改进机械焊接工艺

2.1无损检测技术在机械焊接中应用的重要性

无损检测对于机械焊接检测具有巨大的帮助，焊接工作的质量管控对于机械生产以及运用维护有着巨大的影响，但是机械焊接过程中虽然有部分缺陷问题能够通过肉眼发现，但是大部分机械焊接缺陷问题还是很难通过肉眼发现。因此要实现有效的机械焊接质量检测，必须采用相应的技术，但是机械焊接检测最基本的原则便是不能够对机械的使用造成影响，因此便需要应用无损检测的方式，无损检测不会对机械设备造成影响同时能够检测各种肉眼难以观察的缺陷问题，能够有效地降低成本，提高机械的使用寿命和效率。

2.2超声波检测技术的应用

超声波检测技术是机械焊接中检测效果较好的一种技术，这种检测方法是通过超声波来进行检测的，首先采用机械探头来进行超声波的发射，一般发射频率在两万赫兹左右，超声波进行机械焊接结构后，通过接受设备对相应的超声波进行接收，然后对接收的声波进行解析，能够获取机械焊接部分内部结构，对于肉眼难以辨别的问题可以清楚地获取相应信息，对于机械焊接结构的内部缺陷监测有着巨大的帮助。这种检测方法具有较高的精度，能够协助进行缺陷分析，而且超声波设备一般性价比较高，对于机械制造行业有着较大的帮助，应当得到人们的大力推广。

2.3射线探伤技术的应用

射线探伤检测技术对于机械焊接进行检测时也能够实现无损检测。这种技术主要应用的是光学信号，在进行射线探伤技术应用时，一般采用相应的激光发射器进行发射激光，利用激光对焊接部分进行扫描，能够得到焊接结构更加精确的形状以及大小信息，对射线信息进行收集后，能够进行数字化处理，对焊接部分进行定量的计算，能够进行更加精确的缺陷等级划分，方便进行有效的处理方式制定，根据不同缺陷等级投入不同的资源采用不同的方式对焊接部分进行处理，能够提高机械焊接检测处理的针对性。

2.4渗透检测技术的应用

渗透检测技术对于一些细小的焊接缺陷有着明显的检测效果，渗透检测技术应用时，主要是通过渗透液进行的，渗透液具有较好的渗透效果，在焊接部分一些不平整的结构或者存在肉眼难以识别的空隙部分，渗透液会渗透到该部分停下，渗透液相较于这些微小空隙而言更加方便观察，而且能够显示具体的缺陷结构，但是这种方式成本相对较高，而且受技术人员判断水平的影响，在应用时应当综合考虑因素。

结语：机械焊接结构对于机械有着直接影响，应当加强无损检测技术的应用，提高焊接质量。

参考文献：

【1】杨帆,项英俊.无损检测技术在起重机械方面的研究[J].产业创新研究.2020(08)

【2】解勇,肖飞.自动化无损检测技术及其应用[J].中国金属通报. 2020(05)