王紅軍

摘 要：鉚焊件被廣泛應用于工程機械和機械產(chǎn)品的制作當中，涉及到的工藝流程較多，經(jīng)過多年努力，相關企業(yè)正在由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，由產(chǎn)業(yè)密集型向技術創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變，其關鍵技術已經(jīng)逐漸成熟和發(fā)展起來。隨著工人勞動條件的改善、生產(chǎn)技術的革新、智能化生產(chǎn)線的應用，生產(chǎn)工藝和流程越來越簡化、越來越經(jīng)濟、也越來越靈活，大大提高了生產(chǎn)效率。但無論怎樣改變，焊接時溫度控制始終是鉚焊件制作的關鍵環(huán)節(jié)，文章就如何加強溫控，提高產(chǎn)品的合格率進行分析，力求為行業(yè)發(fā)展提供有益的理論嘗試。

關鍵詞：鉚焊件；焊接溫度；溫控

鉚焊被大量應用機械產(chǎn)品的制作，它包括鉗工、車工、焊工、鉚工等工作分類，主要工作就是根據(jù)設計方提供的圖紙和制作要求，利用優(yōu)質(zhì)原料和適用工具，把各種板材、型材制作成符合相關標準的合格產(chǎn)品的過程。鉚焊技術被廣泛應用于航空航天、橋梁、船舶和石油化工等行業(yè)，基本上涉及所有的應用領域。

1 鉚焊件溫度控制的熱力學分析

本文重點從技術角度進行研究，在鉚焊件焊接的工作當中，主要是通過加熱加壓來實現(xiàn)，也可以填加一定的填充材料，從而實現(xiàn)由圖紙向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的過程。

1.1 焊接傳熱的基本形式

焊接的受熱過程是局部的，在整體上存在較大的溫差，在焊件內(nèi)部或者與周圍的介質(zhì)之間都可能發(fā)生熱傳遞。根據(jù)熱力學原理，其傳遞過程一般有傳導、輻射和對流。大量的學者通過實踐研究證明：在特定條件下，通過熱源傳遞到焊件上的能量，以對流和輻射為主；焊條和基材獲得熱能量后，以傳導的方式進行傳播。所以，在鉚焊件的焊接過程中，要充分考慮到焊件整體上的溫度分布情況以及隨時間的消耗性，這是我們在研究鉚焊件溫控時不得不思考的問題。

1.2 焊接的接著分類

在鉚焊件的焊接過程，接觸細節(jié)部分大致分為焊縫、熱熔區(qū)和影響區(qū)三個部分。焊縫指的是依靠母材的熱傳導作用，金屬結晶凝固的方式，使液態(tài)金屬結晶呈現(xiàn)柱狀，其成長方向與焊接熔池壁相垂直，交匯于熔池中呈固態(tài)結晶狀；熔合區(qū)指的是母材與焊縫連接的過渡區(qū)域，從微觀狀態(tài)來看，熔合線呈現(xiàn)半熔化狀態(tài)。在焊接時，所謂的熔合線指的是固態(tài)母材與液態(tài)焊接金屬的線狀交界。熔合區(qū)的溫度介于固液兩態(tài)相交線的溫度之間，該區(qū)域晶粒十分粗大，固態(tài)組織與化學成分呈現(xiàn)出不均勻分布狀態(tài)，成型后為過熱組織；所謂的熱影響區(qū)域，在整個切割和焊接的過程當中，材料在未熔化的前提下，因為受熱而發(fā)生機械性和金相組織變化的部分區(qū)域。

2 溫度控制對鉚焊件的影響

2.1 焊接的熱過程

要想充分了解溫控的作用方式，必須要了解熱過程的主要特點。一是焊接溫度高。普通的焊接加熱溫度最高可達AC3以上，在熔合線區(qū)域的溫度最高可達1400℃左右；二是升溫速度快。由于焊接熱源相對集中，導致加熱速度很快，比熱處理要快上幾百倍；三是高溫持續(xù)時間短。由于焊接具有熱循環(huán)的理論特點，往往在AC3以上的溫度保持相對較短；四是自然連續(xù)冷卻。鉚焊件的焊接過程，往往都是在自然條件下，采取連續(xù)冷卻方式進行成型，只有在特殊情況下，才會進行保溫處理及其他相關的程序。

2.2 鉚焊件制作的焊接缺陷

常見的焊接缺陷種類很多，一般分為內(nèi)部和外部兩種。其中內(nèi)部缺陷主要出現(xiàn)熔合區(qū)域，具備一定的隱蔽性，只有通過破壞性的試驗或者無損檢驗法，才能夠發(fā)現(xiàn)。比如未熔合和焊透、氣孔、夾渣、裂縫等；外部缺陷指的是內(nèi)眼可視或者采用簡單工具可以發(fā)現(xiàn)的問題。如焊瘤、咬邊、弧坑、裂紋或者表面氣孔等現(xiàn)象。

2.3 產(chǎn)生鉚焊件缺陷的溫控原因

鉚焊件的焊接過程是一個很復雜的流程，任何一個環(huán)節(jié)的疏忽和技術失誤都會造成焊件制作的失敗。通過對溫控原因分析來看，主要有以下幾點：一是質(zhì)量意識不強。沒有相應的技能，沒有按照規(guī)定的流程進行焊接，缺乏對溫度的控制導致失?。欢呛缚诒砻媲謇聿缓?。主要表面在存在水銹或者油漬，沒有清理干凈，影響焊接溫度的傳遞，導致失?。蝗巧a(chǎn)器材質(zhì)量問題。主要表現(xiàn)在CO2不純凈和焊機或者其他焊接器材質(zhì)量不過關，導致升溫時間過長或者達不到溫度要求，影響焊接效果；四是溫度控制不良。主要表現(xiàn)焊接人員對加熱時間和溫度掌握不好，導致傳遞時間過長，破壞內(nèi)部結構；五是環(huán)境要求不達標。主要表現(xiàn)在焊接場所溫度過高或者污染嚴重，即使有再嚴格的焊接流程，也難免在焊件上產(chǎn)生缺陷。

3 加強焊接溫度控制的措施及對策

通過以上分析，我們可以看到，溫度會影響鉚焊件的金屬晶粒的熔化和成長過程，這種影響往往體現(xiàn)在型材的相變，我們統(tǒng)稱為熱影響區(qū)域。產(chǎn)生熱影響區(qū)域，會使相關區(qū)域晶粒粗大，焊接質(zhì)量低，為了避免此類問題的發(fā)生，必須要采取相應的對策及辦法。

3.1 做好準備工作

充分的準備工作是實現(xiàn)鉚焊件成功焊接的必要條件，要采用熱切割的方式對坡口進行處理，防止母材邊緣形成淬硬層，淬硬層往往以其低塑性而造成冷加工的開裂，進行這種處理可以有效的保證金屬的熱傳遞；必須要及時消除和清理焊接區(qū)域存在污漬問題，比如水分、銹跡、氧化膜及其他污物等，以確保能夠?qū)崿F(xiàn)既定溫度，必要時要對焊接材料進行除濕處理，以保證實現(xiàn)應有的技術效果；對于技術要求較高的復雜件或者精密件，在開始加工前，必須要進行緩慢的預熱，以防止快速加溫而導致的變形和缺陷。

3.2 焊接操作方法

對電弧燃燒的時間控制可以實現(xiàn)對溫度的控制，如果熔池溫度過高，可以相應減少燃燒時間，降低溫度；反之，則升溫；在焊接的方法運用上，采取特定的擺幅和坡口兩側(cè)的停頓，來控制熔池的問題，使熔孔基本上一致，避免形成焊瘤；在焊接時，必須要高度重視焊接的角度，角度對溫度的影響絕對是決定性的，當夾角垂直時，會使電弧相對集中，熔池溫度高；反之，則溫度低。另外，角度控制在90°-95°之間時，可以使背面較為平整，防止和控制接頭內(nèi)凹現(xiàn)象；在起弧時，一定要先進行試驗，在高度板上調(diào)整好電流強度，對溫度進行檢測，合格后再劃擦引弧，利用反饋電路加強對溫度的控制，避免因升溫過高過快而導致的燒傷，最好采取直線運條方式進行焊接；焊接后的熱處理過程非常重要，如果處理不當，會導致前功盡棄。進行熱處理的主要目的是消除殘余應力的影響，改善焊接區(qū)域的性能，對焊接區(qū)域及就近部位，使用金屬相變溫度點以下的熱量進行均勻加熱，而后采用均勻冷卻的方式，消除應力和退火。

4 結束語

本文通過對相關熱學理論、焊接過程存在的問題及解決問題的對策進行了研究和探討，取得了一定的理論成果。隨著焊接技術的發(fā)展，越來越多的智能化系統(tǒng)被應用致焊接體系，對于溫度的控制將會越來越精確，但對于鉚焊件的焊接仍然要大量依賴于手工，不可能批量進行，所以加強對鉚焊件焊接溫控技術的研究仍然有其重要意義。

參考文獻

[1]陳黎明.焊接過程中溫度控制對焊件合格率的影響[J].中國包裝工業(yè)，2012（18）.

[2]馮瑩瑩，駱宗安，張殿華等.模糊控制策略對焊接熱模擬溫度控制的優(yōu)化[J].鋼鐵研究學報，2012（04）.

[3]彭勇.再流焊接的溫度控制[J].金屬鑄鍛焊技術，2009（08）.

[4]胡芳，謝冰，張志誼.熱壓焊機焊接溫度控制的仿真與實驗[J].武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2008（04）.

[5]張君彩.焊接溫度對焊管焊縫質(zhì)量的影響[J].焊接，2009（04）.