材料成型及焊接控制工艺分析

薛光强

摘要：在社会经济的不断发展和工业的持续进步背景下，现代焊接技术也得到了更好的发展，使得焊接产品的质量也得到了有效的提升，这也让焊接工艺朝着更加标准化的方向进行发展。焊接技术在我国各个领域中都有着非常广泛的应用。

关键词：材料成型；焊接；控制工艺

引言

焊接工艺主要是通过采用高温或者高压的方式来实现对金属的接合，这种工艺手段属于设备加工和相关施工中的重要环节，是不同领域中都要重点关注的内容。焊接质量会直接的影响到设备和相关施工的外观和使用质量，本文主要是对焊接工艺的基本环节和常见的质量缺陷进行简要介绍，对其质量控制的措施作出了重点分析。

1焊接材料的选择分析

1.1焊接材料介绍

焊接材料主要是指在焊接过程中使用的材料，一般情况下包括了焊丝、焊条、气体、焊剂和金属粉末等的使用。在进行焊接的过程中会产生一些对人体和周围环境有害的物质，如焊渣污染、有毒性气体等等，因此需要对焊接工艺进行重视，并采取一些有效的措施来保护工作人员，减少焊接技术造成的不良影响。

1.2焊接材料的选择规范

焊接材料的选择对焊接工艺会产生直接性的影响，因此需要针对不同的焊接工艺选择合适的焊接材料，这样才可以保障焊接的质量。而在选择焊接材料的过程中应该遵循以下几点规范；首先，以焊件材料性能的选择为参考；焊件的不同选择会产生不同的物理性能和力学性能以及化学性能，因此在选择焊件材料的时候应该以焊件的性能情况为基础来选择合适的焊接材料。如针在对耐热性的钢材料和不锈钢材料进行焊接的过程中需要考虑到焊接材料的强度问题和焊缝金属的化学成分问题，确保焊接化学成分和钢材料的化学成分相似，这样才可以保障焊缝的质量。其次，要以工作性能和工作条件为参考；在选择焊接材料的过程中应该选择在工作条件下可以实现焊件使用性能的材料。并且还需要考虑到焊件工作中的外部条件等因素，如可以承受住多大的动力载荷和冲击载荷、在一些具有腐蚀性的物质中可以实现怎样的效果，以及在不同的温度下工作情况等，综合性的对各种因素进行考虑，选择可以有效提高焊件接缝牢固性和稳定性的材料。另外，要根据焊件的复杂结构特点来进行材料的选择；针对那些形状比较复杂或者是厚度比较大的焊件，在焊缝冷却之后会出现比较大的内应力，这样就导致焊接材料出现裂缝的问题，因此，在进行焊接的时候需要选择一些抗裂性比较好的材料，如韧性比较高的焊条或者是一些低氢型的焊条，此外，针对那些焊接点有铁锈、氧化皮和杂质的需要选择一些对这些物质不敏感的焊接材料。

2焊接工艺包含的基本环节

2.1锡焊的分类与特点

通常情况下，焊接可分为三种不同类型，分别为熔焊。钎焊以及接触焊。

（1）熔焊

熔焊指的是焊接时把焊件的接头进行加热直至呈熔化的状态，不加压完成焊接，例如气焊、电弧焊都属于熔焊。

（2）钎焊

在钎焊工艺中，其所使用焊料为金属，并且该金属熔点与被焊接件相比熔点比较低，在加热焊件及焊料使，其温度应当比焊料高，低于被焊件，用液态的焊料附着于被焊件的表面，使被焊件与焊料融合在一起，完成连接。

（3）接触焊

用接触焊的方式焊接，需要对焊件施压才能完成焊接，这类的焊接有摩擦焊、脉冲焊和超声波焊。电子产品的安装工艺当中的焊接指的是软焊，在焊接中所使用焊料主要就是熔点较低的一些材料，以铅与锡为主，被称为锡焊。

2.2焊接机理

所谓焊接工艺就是焊料及焊件进行加热，使其能够达到最佳温度，从而使处于熔融状态焊料能够填满被焊件之间存在的缝隙，使二者成为金属合金的过程。就微观角度进行分析，整个焊接过程可分为两个阶段，其中一个过程为润湿附着，还有一个是金属件扩散的过程。

（1）焊料的横向流动

这一点所指的就是在金属器件表面，处于熔融状态的焊料成为均匀平滑且连续的附着涂层。对于焊料浸润程度而言，影响因素主要就是焊件表面张力以及其清洁度，以肉眼观察，虽然焊件表面的光滑度均比较高，然而当处于显微镜下观察时，就会发现有很多晶界和凹凸不平的点，熔融状态的焊料靠毛细作用早凹凸不平的金属表面扩散，因而在焊接工艺中应当使焊料处于流淌状态，在该过程中先以松香对氧化膜进行清理，然后进行锡焊。焊料扩散的过程中，基本上是沿被焊器件的表面呈横向的流动。

（2）焊料的扩散

熔融状态的焊料在进行横向流动的同时还进行纵向的扩散，即想被焊件的金属材料内部进行扩散。比如，将铅及锡当作焊料对铜件进行焊接，在实际焊接过程中，不但存在表面扩散情况，并且也存在晶界与晶内扩散情况。焊料内的铅仅仅在表面扩散中参与，锡与同原子互相扩散，这种选择扩散是由不同的金属所具有的特性决定的。

（3）合金层

通过扩散作用，可使锡原子与被焊件相结合部位有合金层形成，从而可使牢固结构得以形成。在锡焊料及原件相结合部位有合金层形成的情况下，焊料及原件之间才能够保持牢固连接；在焊锡表面及焊盘金属有合金层形成的情况下，焊锡才能够牢固附着与电路板。因此，应当使两合金层保持完好，在此基础上才能够保证在电路板焊盘中原件得以牢固固定。

3材料成型及焊接控制工艺分析

3.1气流保护控制分析

在金属材料的焊接过程中，拖罩对金属材料的气流保护影响焊缝状态，进而影响接头。气流对金属材料的保护时间过短，金属材料的焊缝还未冷却到要达到的低温，就暴露于空气中，使金属材料焊缝被空气中的气体污染，影响金属材料焊缝的性能。而气流对金属材料的保护时间过长，又会对金属材料的焊接生产效率产生影响，因此，要选择合适的气流保护时间。选择合适的保护时间，可以确保焊缝表面不被过度氧化，使接头具有良好的拉伸性能。通过设置不同的保护时间，采用激光热源焊接金属材料，分析不同气流保护时间对焊缝和接头的影响。具体分析过程如下：将激光布置在热源前面，与金属材料垂直，对金属材料照射，通过调节拖罩的保护长度，对拖罩气流保护焊接接头的时间长短作调节，分析不同保护时间下，金属材料焊接接头的抗拉强度。此外，焊接的热度对焊缝的冷却速率会产生一定的影响。焊缝冷却速率越低，则降温过程越慢。

3.2材料成型控制分析

金属材料在焊接成型中存在各种缺陷，其影响因素有多种，分别对其作分析。在金属材料焊接过程中，除金属材料外，还存在很多杂质，这些杂质会导致金属材料在焊接过程中出现裂纹、气孔等缺陷。其中，气孔可使金属材料焊缝的承载面积变小，造成焊缝的强度、韧性降低。一般情况下，金属材料焊缝中产生气孔是由于在高温的熔池中，金属溶解了过多的气体，焊接时也会产生一些气体，上述气体在焊缝结晶时来不及逸出，就会在焊缝中形成气孔。因此，在金属材料焊接时，应控制焊接速度，做好焊接现场的环境保护工作，并保护好金属材料，避免金属材料在保存过程中出现腐蚀情况。材料成型中形成的裂纹分为两种，一种为热裂纹，一种为冷裂纹。

结语

总之，在当下的社会经济发展当中，焊接工艺已经成为各类产品制造的重要内容，因此需要对其焊接质量作出重点的分析和把控。在开展焊接工作的过程中，需要相关部门做好对焊接技术的革新，在焊接中要积极的采用合理的材料，同时还要将实际的情况作为主要的依据，做好焊接方案的有效设计，合理采用各种设备，让焊接质量可以得到有效的提升。

参考文献

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