金属焊接技术及其应用研究

金属焊接技术及其应用研究

林成凯

中海油能源发展装备技术有限公司南海工程分公司 524057

摘要：在安装金属材料上则是需要用到焊接技术，所以为保证焊接质量，则是要能够对技术严格管理，这样才能够取得理想的金属材料使用效果。焊接主要是利用焊接材料来对金属构件进行焊接，操作简单，而且密封效果好，针对金属制品的耐用性有着很好的提升。本文就针对金属焊接技术加以分析，了解具体应用，为相关研究人员提供参考。

关键词：金属焊接技术；应用；分析

我国金属焊接技术发展时间并不短，针对金属焊接技术的掌握也较为成熟。在金属管网、支撑结构等安装上，金属焊接技术的应用效果就直接影响金属结构的实际使用。所以，通过对金属焊接技术的研究，则是能够为我国金属材料应用效果提升提供帮助。

一、金属焊接存在的问题和对策

1. 裂缝

对于裂缝可以分为热缝和冷缝这两种，其中热缝常出现氢气孔、出现气孔原有可能是因为有水分、焊条没有按照规定烘焙等问题。如果出现气孔会直接导致焊缝截面减少，影响焊接金属质量。而预防气孔这是可以选择正确的电流和速度，要能够对焊接表面存在的杂质及时处理。在发现焊条变质的时候，要禁止使用^[1]。在埋弧焊的基础上，也应该合理设计焊接参数。而对于冷缝而言，是在冷却后金属材料的焊接处出现裂缝，出现的时间不确定，有可能时刚焊接完出现，也可能是在几天后出现。而出现这一问题则是因为在焊缝中存在大量扩散氢的情况下，就会浓聚在一起。而想要减少就需要少使用含氢的物质，减低成本，并且要能够做好管理工作，保证技术人员在焊接中符合要求，达到理想焊接效果。

2. 夹渣

这一情况就是在焊接中存在的杂质，会影响焊缝的强度。而出现则是因为在焊缝边缘存在熔渣，或者是焊接速度过快等。想要解决这事要选择适合的坡口规格，并保证焊接的速度合适，及时的去除周围存在的污物^[2]。焊接人员在具体焊接上，要能够保证焊接周围的干净，从而才能够减少在焊接过程中杂质的出现，避免对焊缝的质量造成影响，有效的确保焊缝的顺利完成，更好的提高焊接质量。

3. 未焊透

这是因为在焊接过程中有局部没有熔透的情况，是因为在保护上不合理，所焊接的位置变形较大。熔合区的可切削性较低，所以需要积极提高焊缝补处的防渗透性能不理想，导致会出现未焊透的问题。想要防治则是要正确的选择坡口尺寸，要及时的清理焊接根部。在加热过程中也要适当的先碰撞，减少焊接应力和形变，选择适合的减应区，并且在焊接位置要选择在强度较高的地方。

二、金属焊接分类

1. 压焊

这种技术是在固态情况下，对两工件来加压，从而在一定程度上实现原子结合，这种技术也被称之为是固态焊接。针对压焊技术而言，在正常情况下是电阻对焊，将电流能够通过两工件来连接，因为连接点的电阻较大，所以在电流通过的时候温度也会升高，在温度升高到一定程度后，则是能够形成塑性状态，并在压力的情况下将两个工件连接在一起^[3]。在工件焊接上，是通过向连接端施加压力的方法，从而来体现压焊的特点，这样的方法能够简化焊接流程，有效的保证焊接安全。

2. 熔焊

这种技术是通过加热接口的方法，来将工件接口熔化，在这一技术下并不需要施加压力，所以被称之为是熔焊。通过熔焊来对工件进行焊接，能够让两工件的焊接口及时加热，从而熔化接口。熔池会随着热源移动而不断移动，在冷却后就能够形成焊缝，从而来实现对两个工件的焊接。利用熔焊的方法来焊接，如果熔池直接和大气接触，会导致金属和各类合金元素氧化，所以在采取这种方法焊接上需要能够重视这一点。

三、金属焊接技术和应用对策

（一）焊条电弧焊

这是在工业生产中最为常见的一种技术，是利用电弧来提供电能。在具体应用上是依靠电弧燃烧产生热量来将焊条和工件融合，从而冷凝情况下形成焊缝。在应用上可以分为连弧焊和断弧焊两种焊接方法，其中连弧焊是使用电流较小和直径较小的焊条，在具体焊接上，电弧需要始终保持燃烧，并在较小的间隙上均匀摆动，以此来形成均匀焊接^[4]。这种方法在操作上简单，并且容易掌控，内部质量较小。但是缺点时受到坡度间隙的影响，在酸性焊条接头困难更为突出。还有断弧焊方法。这种方法是利用电弧来有节奏的起弧和熄弧，以此来控制熔池温度，从而来获取理想的焊缝。优点是能够利用较大的坡度间隙和焊接电流，从而来对其焊接。这种方法在生产和维修中较为常见，但是针对技术工艺要求较高。

在操作上，这种技术针对初学者存在着一定难度，在运条上如果采取敲击法很容易出现熄灭或者是短路的问题，这是因为在焊接过程中没有控制好焊件速度所导致^[5]。采取划擦法来运条如果操作不熟练会出现问题，如果操作过程中焊条上拉速度过快，不能够引燃电弧，相反如果速度过快又容易导致焊条和焊件连接在一起，以此造成短路。如果在引弧上焊条粘住焊件，应该及时的放松焊钳。焊条的移动速度和焊缝质量、生产率等都有直接联系，如果焊条的移动速度过快，那么就容易出现未焊透和焊缝较窄的问题。如果焊条的速度过快，还会导致熔池温度锅盖，从而烧穿焊件。在焊缝收弧上，要及时排出熔池内的前提，避免出现焊缝缺陷。

2. CO2气体保护焊应用

CO2气体保护焊被常用于汽车、车辆、工程机械等焊接生产，能够对碳钢和低合金钢有效焊接，并焊接薄板和厚板不同工件。通过细丝和短路过渡的方法来对薄板焊接，通过粗丝的方法来对厚板焊接。CO2气体保护焊不仅能够前位置焊接，还能够平焊。作为一种节能、高效焊接工艺，随着技术水平的提高，也在推动CO2气体保护焊技术向前发展。

在具体使用过程中，是利用CO2气体来作为焊接隔离保护气体，从而来保证熔池不受到外界因素影响^[6]。CO2气体保护可以分为自动和半自动，自动CO2气体保护焊是在焊接过程中，整个过程都是由机械来完成，而如果其中的移丝环节由操作人员来操作，则是可以分为半自动CO2气体保护焊。

CO2气体保护焊有很多优点同时也有缺点，比如焊接飞溅和焊缝成型的问题，当前人们正在不断研究，比如在材料上发明药芯焊丝CO2气体保护焊，在送丝上发展脉动送丝保护焊。在保护气体上也针对多种气体来加以研究，并取得一定的成果。比如，药芯焊丝CO2气体保护焊是当前发展较快的焊接工艺，主要应用于低碳钢、低合金钢等等，这种焊接方法更加适用于厚板的焊接，比如针对水平要求较高的箱型结构，是碳钢和低合金钢重要焊接方法，在未来发展上有着很好的前景。

3. 等离子弧焊技术

这种技术是指应用等离子弧高能量密度束来焊接，具有能量集中、生产率高等优点，适合焊接与各类难熔、容易氧化的金属材料^[7]。在具体焊接上，是气体由电弧加热，在告诉通过水冷喷嘴压缩，从而增加能量密度，形成等离子弧，自杀呢的稳定性、发热量都要高于一般电弧。这种技术被广泛的应用于工业生产，各类金属焊接中。等离子弧焊接会受到电流、焊接速度和工件距离等因素影响，在具体应用上需要从实际情况入手，以此来深入分析，保证焊接的各因素都满足实际要求，有效的提高焊接质量，确保焊接满足实际要求。

（四）超声波焊接技术特点和要点

超声波金属焊接技术在工作过程中，主要是通过超声波的应用，以此来开展焊接^[8]。因为在超声波焊接操作中，相应金属材料会在静压力的情况下，因为弹性振动，从而使得超声波所需借贷的能力转化为焊接材料的摩擦和形变，并且随着温度升高，还会使得焊接范围内的金属原子受到能力作用被激活，这样就使得焊接面的分子相互渗透，从而顺利完成焊接。

首先，超声波的金属焊接技术抗疲劳能力较好，而且还能够针对很多的焊接金属构件来加以焊接，在焊接过程中并不需要消耗过多的能量，所需要的压力较小^[9]。在焊接完成后的强度较高，并且因为是超声波焊接，所以还能够实现连续焊接，有效的提高操作效率和质量，这样的焊接方法能够实现焊接构建之间的物理焊接，从而提高焊接质量。与此同时，利用超声波焊接技术能够解决其他焊接技术不能够完成的内容，比如对于金属细丝和薄片的高质量焊接。其次，使用超声波焊接上，因为所需要用到的能量不足，所以并不会导致被焊接件出现较大的变形问题。因此，在这其中也不会需要材料气体或者是水冷却等，并且因为超声波震荡，还能够有效去除表面所存在的污垢，从而来提高焊接效果。超声波金属焊接技术在应用上，不需要使用添加剂，所以焊接件也不会受到污染，这样不仅能够节能，而且还能够减少焊接污染问题。并且，利用超声波焊接技术还能够有效达到自动化水平，这样就能够减少人工操作上的失误问题，从而有效的提高焊接进度，减少变形问题出现。

在我国科学技术不断发展的情况下，各领域都在积极的发展技术，使得金属焊接技术水平也有所提升。超声波金属焊接技术因为操作简单，而且焊接效率高，所以受到人们的欢迎。在金属焊接方面得以充分利用，在当前我国各行业不断发展下，超声波焊接技术就得以普遍应用，并且核能等高新技术对于高精度焊接也提出更加严格要求。在未来超声波金属焊接技术还需要进一步的提高自动化操作水平，以此来为密封件、高精度零件等提供帮助。

结语：

总而言之，在当前我国金属焊接技术不断发展过程中，具有较高效果的金属焊接技术也在不断出现。因此，为更好的提高金属焊接效果，就需要能够充分了解技术和注意事项，并在实际情况下根据具体要求来采取相应的焊接技术，以此来有效的提高金属焊接实际焊接效果，为金属结构的安全和稳定提供帮助。

参考文献：

[1] 汪辉. 金属焊接技术及其应用研究[J]. 决策探索(中), 2019, No.612(04):56-56.

[2] 李永彬. 有关金属焊接技术与应用的研究与分析[J]. 商情, 2019, 000(004):173.

[3] 邓伟. 焊接技术在金属结构修复中的应用探析[J]. 软件:电子版, 2019, 000(002):194.

[4] 张伟. 焊接技术在金属结构修复中的应用探析[J]. 休闲, 2020(17):1.

[5] 冉林康. 金属材料焊接中超声无损检测技术的应用研究[J]. 2020.

[6] 占雷 邵. 金属材料焊接中超声无损检测技术的应用[J]. 工程建设, 2020, 3(4).

[7] 周萍. 金属焊接技术应用[J]. 2021(2014-9):34-34.

[8] 张杏园. 解读焊接技术在金属结构修复中的应用和发展现状[J]. 电脑乐园, 2020(7):1.

[9] 韩建辉. 超声波金属焊接的现状及其发展趋势探讨[J]. 2021(2015-35):110-110.

姓名：林成凯， 出生：1977.10.03，汉族，籍贯：广东湛江，学历：大专，职业：中级，研究方向：焊接