浅谈在焊接实训中凝固组织的控制

蒋秋莎

【摘要】随着汽车市场的发展，汽车技术应用与维修的推广使中职学校的汽修专业班级和人数巨增；而汽修专业学生有一门必修的专业实训课就是焊接实训操作，它是汽车维修中不可缺少的一部分。因此培养大批量适应现代焊接生产发展和技术要求的高素质焊接技术人才，是摆在职业教育面前的一个重要任务，职业学校的焊接实训是以培养从事焊接工作的中等技术工人为目标，以提高动手能力为主要目的的培训模式。通过企业调研我们了解到：以前传统的实训模式已不能满足企业的要求，怎样在最短的时间内培养具有一定操作技术的人员，是实训指导教师值得思考的问题，因此在实训教学中教授同学们控制好焊接参数，是保证焊接质量的重要条件。在焊接过程中常遇到由于焊接温度未控制好，出现焊缝不均、凝固组织变硬、焊接裂纹等焊接缺陷；它将影响焊接件的合格质量。下面就怎样控制焊接凝固组织的变化，谈谈个人的观点，供大家参考。

【关键词】焊接实训 凝固组织 控制

据国内外专家认为，到2020年焊接仍将是制造业的重要加工工艺，它是一种可靠、低成本的连接金属材料的方法，目前还没有其他方法可以代替焊接。焊接实训教学是教学过程中的一个关键环节，但由于焊接实训投入大，焊接教学设备非常有限，与企业的实际生产仍有一定的距离；而且焊接实训环境差、工种苦，学生学习容易产生消极畏难情绪，在实训教学过程中难以激发学生学习的积极性。因此在实训中如何利用有限资源培养综合素质高、有敬业精神的技术工人，是大家应思考的问题。为使我校所培养的学生能够满足汽修市場对人才的技能要求，在实训教学中我们要将企业常用的焊接技术融入到整个教学中，让经过实训后的学生能适应现代汽车维修专业的焊接操作规范要求。在焊接实训教学中焊接凝固组织的控制十分关键，在培训过程中要重点强调，同时同学们在操作时应注意以下几个方面：

一、焊接工艺参数的有效调节

在焊接过程中改善焊接金属凝固组织，是保证焊接质量的有效方法。通常采用调节焊接工艺参数（焊接电流，电弧电压，焊接速度，预热温度，送丝速度等）保证试件合格率，调节焊接工艺参数还可以控制熔池温度梯度，冷却速度和几何尺寸，最终控制晶体尺寸和成长方向。在不预热情况下，一般提高焊接速度，降低焊接线能量，可达到细化焊缝金属凝固组织的目的，从而保证了焊接质量。

二、变质剂成分的有效控制

通过焊条、焊丝或焊剂加入变质剂后可在焊接凝固结晶过程中细化焊缝金属晶粒，变质剂有两种类型：一种是处于弥散状态的W、Mo、Tic、Al2O等元素组成的难熔金属和难熔化合物，这种变质剂在焊缝金属中出现不熔化块和夹杂，它将降低焊缝金属的性质。第二种是Ti、B、Ce、Zr等元素组成的作为表面活性核促使形核，以阻止微小晶体的生长和聚集，达到细化晶粒的目的。凡是通过局部加热来达到连接金属的焊接方法，不论是熔化焊接还是固态焊接，焊缝附近的母材都同时被加热到高温状态，通过控制变质剂的成分以保证焊缝质量。

三、焊前母材原始状态的性能控制

焊接材料焊前的原始状态也会影响到焊接热影响区内的组织变化和性能变化，例如：材料焊前处于硬化状态或热处理强化状态，则焊后热影响区温度的高低，是影响焊缝质量的主要因素。被焊金属是决定各种材料焊接热影响区形成的主要因素，因为焊接热影响区的组织变化和性能变化首先取决于母材本身，它们在不同加热和冷却条件下的合金特点将影响焊接质量。例如：对加热和冷却过程中根本没有任何组织变化的材料，它们在快速加热或冷却过程中易生成各种不稳定组织，这将影响焊接质量。这时焊接热影响区的组织变化和性能变化将变得很复杂，因此在焊接前了解被焊材料的焊接特点，是保证焊接质量的重要条件。

四、焊接工艺方法和操作参数的控制

焊接热影响区是由于焊接时的热作用引起的，因此它与焊接时所采用的热源特点和焊接规范有着直接的关系，即与热弧的集中程度、能量密度有关，还与焊接时热量输入的多少、焊接线能量有关，因为这些工艺参数都直接影响到焊接时的温度场分布以及热循环曲线的特点，它将直接影响到焊接热影响区内特殊热处理的各项参数，如升温速度、高温停留时间和冷却速度等。不同焊接条件下，钢材单道焊时热影响区过热区的典型热循环曲线变化不同。由于焊接工艺条件不同，热循环曲线的各项参数也不同，如高温（Ac3以上）停留时间和冷却速度等有很大差别。焊接时控制好这些参数，严格按操作规范进行操作，焊接质量就能得到保证。

同学们在老师的细心指导下，基本掌握了一些焊接技术，如平铺焊、角焊、横焊，立焊，学会了根据材料的板厚、位置，来调整焊接电流、焊条型号、焊接速度、焊接角度等各项焊接参数，使同学们进一步的巩固了焊接理论知识。在整个实训的过程中，实训老师严格按照工厂的要求去约束同学们的行为，这对同学们今后的顶岗实习和企业工作起到了重要的作用。

实训教学是培养学生专业技能的主要手段，是提高教学质量的关键环节。如何高效地利用实训设施、设备，科学有效的管好，提高实训教学质量和效果，是我们专业教师必须面对和解决的问题。在焊接实训教学的过程中，仿真企业工作环境，把焊接实训场所打扫干净，设备保养完好，创造良好的工作环境，有助于培养学生的职业素养，提高学生的职业能力，保证师生的操作安全。在焊接实训场地，主要的安全隐患来源于触电、烫伤、火灾、弧光及有毒有害气体的伤害。因此，在上课的过程中要求学生严格遵守实训纪律，遵守操作规范；穿戴好劳保用品，预防触电及烫伤；火焰切割钢板时注意检查周围物品，防止发生火灾；焊接时戴好面罩，避免弧光伤害；实训结束后，切断焊接设备电源及气源。保证实训场地的整洁，严格按实训场地的7S管理来要求同学。