焊接工艺论文范文
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第1篇
1．1焊接接头的型式及特征柔板尺寸为（11000×1200×22）mm，最大变形挠度为800mm。由于柔板主体既要有较高的强度又要有足够的韧性，故材料选用抗拉强度大于800MPa的T－1钢；由于铸钢件力学性能的各向异性并不显著，且此部位需要流线型造型，因此与柔板连接的底座选择铸钢件，为满足强度要求选用14mm厚的ZG310－570；采用T型接头、单V型坡口、金属焊接位置为平角焊的接头形式。
1．2基材的焊接性分析T－1钢是一种低合金高强钢，其抗拉强度大于800MPa，并含有一定量的合金元素及微合金化元素。其焊接性不同于碳钢，主要体现在热影响区组织与性能的变化对焊接热输入比较敏感和淬硬倾向大，易产生冷裂纹。ZG310－570是一种中碳钢，淬硬倾向较大，在热影响区容易产生低塑性的马氏体组织，当焊件刚性较大或焊接材料、工艺参数选择不当时，容易产生冷裂纹。根据国际焊接学会推荐的碳当量CE（IIW）计算公式和日本JIS标准（适用规定：低碳调质低合金高强钢）T－1钢的碳当量计算公式，计算得出ZG310－570铸钢的碳当量为0．81，T－1钢的碳当量为0．53。这说明这两种钢材焊接时易于淬硬，若焊接工艺选用不当，热影响区易形成硬而脆的马氏体组织，使接头的塑韧性下降，耐应力腐蚀性能恶化，产生冷裂纹的倾向增加。因此需预热，且需采用较小的热输入。
1．3焊丝和焊接方法的选择T－1和ZG310－570组织分类都属于珠光体钢，它们的热物理性能没有很大差别，仅是合金化程度不同。为获得优质的焊接接头，一般按照异种钢合金化程度较高的钢来选择金属焊接方法和制定焊接工艺。碳（或碳当量）是决定珠光体钢在焊接时淬火倾向的主要因素，一般应按异种钢中碳（或碳当量）最少的钢来选择金属焊接材料。其焊前预热或焊后热处理的工艺参数按异种钢合金化程度较高者选用。由于低碳调质钢焊后一般不进行热处理，故选择焊接材料时要求焊缝金属在焊态下具有接近母材的力学性能。但在特殊情况下，如结构刚度或拘束度很大、冷裂纹难以避免时，必须选择熔敷金属强度比母材稍低的金属焊接材料作填充金属。综上所述，焊丝选用ER50－6，因T－1钢为调质状态，只要加热温度超过回火温度，其性能就会发生变化。因此焊接时因热作用使热影响区的局部强度和韧性下降是不可避免的。强度级别越高，这个问题越突出，所以对焊后不再进行调质处理的柔板应选择能量密度较大的焊接方法，如熔化极气体保护焊。
1．4T－1钢的抗裂试验、预热温度和层间温度的确定因T－1钢的合金化程度较高，所以抗裂试验、预热温度和层间温度的确定由T－1钢决定。又因T－1钢易出现冷裂纹，因此采用“斜Y型坡口焊接裂纹试验方法”测试T－1钢最低预热温度和最高层间温度。将T－1板加工至选用厚度，焊丝选用ER50－6，直径为Φ1．2mm，保护气体为CO2，电流为240A，电压为32V，焊接速度为28cm／min。试验选取预热温度为120℃，未出现裂纹。实际工作中采用预热温度＞130℃。为防止组织发生变化，预热温度不得大于220℃，层间温度也应控制在＜220℃。施焊过程中未发现裂纹。
1．5T－1与ZG310－570异种钢的焊接工艺焊前采用火焰预热，预热温度最小为100℃，金属焊接时层间温度控制在最大200℃，采用纯度大于99％的CO2混合气体保护焊焊接，流量为15L／min～20L／min。焊丝为ER50－6，金属焊接的打底电流为120A～150A，电压为18V～20V，焊接速度为10cm／min～15cm／min；填充盖面电流为240A～270A，电压为25V～27V，焊接速度为30cm／min～50cm／min。采用多层多道焊。
2T－1与ZG310－570异种金属焊接接头的性能分析
T－1与ZG310－570异种金属焊接接头熔敷金属的化学成分，与焊丝的化学成分相比，熔敷金属的化学成分并未出现明显的变化，且熔敷金属中C、P和S的含量较低。表5为熔敷金属的力学性能，从表中可以看出熔敷金属的各项力学性能符合实际生产中的使用要求。
3结论
第2篇
可以将汽车后桥采用冲压方式的焊接工艺。相比较两种汽车后桥材料SAPH441与Q235两种板材，适合的将SAPH441板材作为汽车后桥材料。这种板材力学性能相当好，是由低碳合金钢来打造的，相比较Q235后桥板材的强度，SAPH441的强度大概高出Q235约百分之二十五左右。除此之外，SAPH441在焊接性能上也高于Q235。但是在SAPH441焊接过程中，容易因为板材构成中包含了碳锰两种元素而出现淬硬性，这就容易造成焊接过程中有缺陷，这样就会降低SAPH441的焊接性。因此，在进行SAPH441的焊接时，一定要采取相应的措施对这种缺陷进行补救。除了汽车后桥材料的选择，还有一个极为重要的后桥零部件，它负责传递力及力矩，是后桥连接的一个部件，这个部件就是变形轴管。考虑到变形轴管的功能与起到的作用，一定要选择汽车后桥所规定的力学性能材料。除此之外，汽车轴管承受了后桥大部分的受力，因此容易出现变形，在进行材料的选择时，一定还要考虑到材料的可塑及可焊性。考虑到成本的问题，在进行材料的选择时，要采用材料使用要求合格的，相对的又能节省成本的。
2后桥壳类别及焊接工艺设计
第一类：桥壳为三段式桥壳，即主体部分为桥壳法兰盘、变形轴管、桥壳中段（桥壳中段上下半壳、加强圈、帽壳）。优点：产品焊缝较少，焊接应力小、密封性好，焊接工艺简单。缺点：成本较高。焊接工艺为：（1）点定、焊接桥壳中段上下半壳与加强圈；（2）桥壳与加强圈焊接完毕后与帽壳焊接；（3）桥壳中段与变形轴管使用专机自动焊接环焊缝；（4）桥壳中段与变形管焊接后机加工变形管两端；（5）使用压装专机将桥壳法兰盘压入变形管两端并在压装专机上使用二氧化碳保护焊点定；（6）将压装点定后的桥壳法兰盘使用专机自动焊接环焊缝。（7）根据桥壳设计情况使用专用支架工装点定焊接各油管支架及钢板弹簧支座。
第二类：桥壳为上下半壳扣合焊接结构。此种结构中有两种结构：结构1型：上下半壳扣合无镶块结构。结构2型：上下半壳扣合有镶块结构。两种结构的主要区别在冲压上下半壳扣合焊接有无三角镶块。产品主体结构为：桥壳法兰盘，上、下半壳，加强圈、帽壳。结构1型优点：主体为冲压成型成本较低。缺点：焊缝较第一类结构长、焊接变形量大。结构2型优点：上下半壳、镶块均为冲压焊接结构、板材利用率高，成本最少。缺点：三角镶块为焊接应力集中区，易出现焊缝开裂等问题。对焊接质量要求较高，一般要求熔深达到60%以上，应力集中点要求90%或更高。焊接工艺：（1）点定上下半壳、加强圈、桥壳法兰盘；（2）（结构2）点定四块三角镶块（结构1无此工艺步骤）；（3）使用专机焊接上下半壳直缝焊道；（4）手工或使用专机焊接三角镶块焊道（结构1无此工艺步骤）；（5）使用专机自动焊接加强圈环焊缝；（6）使用专机定位压紧帽壳并自动焊接帽壳环焊缝；（7）使用专机自动焊接桥壳法兰盘环焊缝；（8）根据桥壳设计情况使用专用支架工装点定焊接各油管支架及钢板弹簧支座。
3焊丝选型及工艺参数设定
焊丝选型：根据板材的性能查找《焊接手册》中表2-1-1常见结构钢力学性能及匹配焊接材料选用焊丝型号。如选用Q235板材的C、D级需要使用焊丝型号ER50-6。选型原则为：焊丝性能大于板材性能。工艺参数设定：皮卡车型的后桥壳板材厚度一般为5mm左右，焊丝一般选用直径为1.2mm，焊接过程采用短路过渡，电流设定范围为180-240A，电压设定值为参考值（上下浮动为2V），计算公式为：200A以下，U=0.04I+16，200A以上，U=0.04I+20。
4后桥壳焊接密封性检验及焊接强度检验
由于后桥壳为驱动桥对桥壳的密封性要求较高，所以焊接完成后必须100%进行密封检验。现一般均采用高压充气后浸水试漏检验，如出现焊接不良导致的密封不良，可采用补焊焊接。如需补焊的焊道较长大于50mm需要断续焊接避免补焊量过大导致的桥壳整体出现弯曲变形，导致产品报废。焊接强度检验：采用剖切试验。第一步采用火焰切割将焊道剖开，第二步使用铣床将焊道铣出光亮面，第三步使用200目金相砂纸打磨光亮面，对焊道剖切面抛光，第四步使用4%的硝酸酒精浸泡。第五步对焊道熔深测量计算熔深并出具检验报告。
5结束语
第3篇
1.1焊接变形原因
焊接的热过程是导致残余应力和塑性应变的根源。在焊接过程中,焊接热过程对焊接质量和焊接效率的影响,主要来自以下几个方面的深层次原因:(1)在焊接件上,熔池的形状和尺寸直接影响焊接质量,而熔池大小与尺寸作用到焊接件上的热量分布和大小息息相关;(2)焊接的热过程包含加热和冷却两个过程,这两个过程中的加热和冷却参数会直接影响熔池的相变过程,对金属的凝固产生重要的影响,对热影响区的金属组织产生一定的破坏;(3)焊接中的热过程直接决定热量的输入过程和热量的传递效率,这直接导致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的热过程如果不均匀,会对金属构件各部分产生不同的热响应,导致出现不同的应力,产生应力形变。从以上理论探讨,我们可知在金属构件焊接过程中出现变形,主要是由于焊接热源是处于局部加热,使得铝合金构件上的热量分布存在差异,在构件与母材之间的焊缝区域附近热量吸收的较多,引起周围铝合金材料和母材都出现一定程度的受热膨胀,而远离焊缝区域的铝合金材料和母材材料由于吸收到的热量相对较少,发生的体积膨胀相对较小甚至不发生体积膨胀,使得焊缝区域的体积膨胀过程受到一定的抑制,导致焊接过程中,焊接构件和母材之间出现瞬间的热变形,但是当铝合金构件在焊接过程中产生的内应力超过了自身材料的弹性极限后,会出现一定的塑性应变,当焊接过程结束之后,焊接件又逐步冷却而产生残余变形。
1.2焊接变形分类
从机械领域考虑整个焊接过程,可以将焊接过程中出现的变形分为瞬间变形和残余变形。其中,焊接过程瞬间热变形分为三种,依次是面内位移、面外位移和相变组织形变。焊后残余变形分为面内变形和面外变形两大类,面内变形又分为焊缝纵向收缩、焊缝横向收缩、回转变形;面外变形又分为角变形、弯曲变形、扭曲变形。
1.3铝合金的焊接性能分析
熟悉化学原理的人都清楚,各种铝合金的化学成分并不一致,导致不同铝合金的物理性能和化学性能存在一定的差异,但是,由相关研究试验并结合以上的焊接热理论和焊接应力应变理论分析可知,铝合金的焊接性能主要与铝合金中的含铝量和含镁量有关。随着含镁量的增高,铝合金强度增高,焊接性能改善;但是,当含镁量超过7%的极限值之后,铝合金容易出现应力集中,降低焊接性能。但是,铝合金与其他金属相比,由于在空气中或者是进行焊接时,比较容易与氧反应被氧化,生产的氧化铝薄膜由于熔点高,在焊接时会阻碍焊接过程;焊接过程中,在接头内容以出现一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要进行表面处理后尽快进行焊接。此外,由于铝合金的其他物理化学性能如热导率、比热等比钢大,在焊接时容易造成较多的焊接热量的流失,因此,在焊接时需要采用高度集中的热源进行焊接,才能有效提升焊接质量,降低应力形变的出现。
1.4铝合金构件焊接变形控制措施
从上述对铝合金构件焊接性能和焊接热过程的分析,对于铝合金构件在焊接过程中出现的瞬间变形和焊接结束后出现的残余变形,需要采取一定的控制措施,减少变形甚至是消除变形,促进铝合金构件在装备整体结构中发挥应用的作用。在铝合金构件设计阶段结合整体装备,做好其结构设计并采取优质的焊接技术,能够显著减小焊接变形量。为此,我们可以从两个阶段进行铝合金焊接变形量的控制。一个阶段是设计阶段,另一个是制造阶段。在设计阶段,主要遵循如下几个原则即可实现在设计过程做好对铝合金焊接变形的有效控制:首先是要对焊接的工艺进行有效的设计与选择,一般在这个过程中,遵循的原则就是尽量选择那些实践反馈效果好应用成熟的焊接工艺;其次,对于焊接过程中,铝合金构件和主体装备结构之间焊接缝隙的尺寸、形状、布局以及位置都应进行有效的设计,尽量通过好的焊缝设计铝合金构件在主体结构上的位置,控制好焊缝的布局和位置,然后减少焊缝的数量,选择最优的焊缝尺寸,实现对焊接结束之后可能出现的残余形变;最后,在设计过程中,需要做好一系列的仿真实验和小比例模型的模拟实验,在实验检验的基础之上,确定最终的设计方案,以便正确指导铝合金的焊接,减小甚至防止铝合金构件的焊接变形。在制造阶段对铝合金构件焊接变形的控制,主要是指焊接准备过程、焊接过程和焊接结束之后的过程中进行控制。首先,在焊接准备过程中,需要对焊接工艺设计到的参数进行详细的熟记,并对相关的理论知识做到熟记于心。另外,在焊接准备过程中,需要预先对焊接构件进行一定的拉伸然后再采取刚性固定措施进行组装拼接,做好这些准备工作是控制变形的前提;其次,在焊接过程中,除了要严格按照设计的焊接工艺进行焊接之外,还应按照优秀的焊接工艺实现对瞬时变形的控制,例如,采取那些能量密度高的热源,对焊接过程中的焊接受热面积进行技术控制;最后,在焊接结束之后,应加强对铝合金构件焊接水平的检测,一旦发现存在着残余变形,及时采取加热矫正或者是利用机械外力作用进行矫正,达到对变形量的减小。
2铝合金构件焊接工艺优化
对于铝合金构件在焊接过程中出现的焊接变形,可采取多种手段进行。如在结构设计阶段,可通过相关的应力形变实验,分析应力出现的大小,结合设计的允许值,调节焊缝的尺寸,尽量降低焊缝的数量,对焊接后出现的残余变形进行控制;在焊接过程中,采取一定的反变形或者是刚性固定组装的方法在焊前进行预防;焊接结束之后,为了减小已经出现的残余变形,可以采取加热矫正或者是利用机械外力进行矫正的方法。当然,最为有效的方法还是在相关变形研究理论的基础之上,结合焊接试验,对焊接工艺进行一定的优化,结合实际的铝合金构件进行参数的设定,科学控制铝合金构件的焊接应力变形,最终生产出符合设计要求的产品。对于铝合金构件的焊接,在焊接过程中,焊丝直径、成分和表面质量关系到焊缝金属及热影响区的力学性能,尤其是焊接变形。因此,选取合理的焊丝直径,选择表面质量上等和化学成分达标的焊丝就是优化焊接工艺的主要步骤之一。在通常的情况下,为了保证焊接的质量,主要选择焊丝直径大的焊丝。不过,由于焊丝直径选择太大,对于薄板铝合金构件的焊接并不利。因此,在现有实践的基础之上,对于焊丝直径的选择一般是随着铝合金构件厚度的增加而逐步增加。此外,在进行平焊时,焊丝直径应相对选大一点;立焊或横仰焊时,则选择较小直径的焊丝。焊接电源作为焊接过程中的主要能量来源,为了使焊接质量达标,在选择电源种类与极性时,需要选取那些既能够满足焊接工艺需求,又能够符合用户物质、经济和技术等条件的电源。
一般,由于直流电源的电弧具有较好的稳定性、焊接质量优和飞溅少等特点,在铝合金构件的焊接时是作为首选的。选择直流反接电源进行焊接,能够借助焊件金属为负极的电弧产生的阴极雾化效果,对铝合金构件表面致密的氧化铝薄膜产生快速熔化,而且在焊接过程中,能够避免产生大量的焊渣和污染性气体,不仅方便了焊工对反应熔池的观察,及时调整焊接的速度和角度,而且还能对焊工的职业健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的铝合金薄板构件时,一般主要采用直流反接电源进行焊接。对焊接工艺进行优化,目的就是为了使铝合金构件焊接的质量和焊接形变在允许的范围之内。由以上对铝合金焊接热过程和变形理论的分析和探讨之后,我们发现选择适宜的焊接电流,是优化焊接的重要考虑方向。在焊接过程中,焊接电流是指流经焊接回路的电流,这个电流的大小对焊接生产效率和焊接质量有着直接的影响。一般为了提高焊接生产效率,在质量保证前提下,选择尽可能大的焊接电流,以达到提高焊接效率的目的。不过,由于电流过大,引起热量输入过大和较大的电弧力存在而导致的焊缝熔深和余高增大,而且还会使热影响区的晶粒变得粗大,出现应力集中区,使接头的强度和承载能力下降。同时,由于电流锅小,电弧燃烧不充分不稳定,容易形成气孔和夹渣等焊接缺陷,使得焊接接头的冲击韧性降低,不利于焊接质量的提升,因此,在焊接电流选择上,还是需要通过实践选取适宜的电流。由于电弧长短对焊接质量也有显著影响,而电弧电压决定电弧长短,因此,在焊接时,依据焊接试验,需要控制好电弧电压,产生适宜长度的电弧长度进行焊接。例如,对于6mm厚度的铝合金板材进行焊接时,焊接电流定义为170A,焊接电弧电压为25V,通过实验论证,焊接接头强度可以达到良好的效果。由焊接热过程分析得到,在铝合金构件焊接过程中,为了实现对焊接变形量的控制与减小,一般应采用能量密度高的焊接热源,同时,对焊接速度进行优化,保证焊接速度既不会过快也不会过慢。例如,从相关实践表明,对于6mm厚度的铝合金板材进行焊接时,焊接电流定义为170A,焊接电弧电压为25V,通过此实验论证,焊接接头强度可以达到良好的效果。
3总结
第4篇
第一，门角焊缝的设计性能等级高，但是其结构形式不仅使得门角焊缝处应力集中，而且存在交叉焊缝，焊接过程中由于过大的应力集中，容易出现焊接裂纹，严重降低焊缝质量。第二，门角焊缝为HV坡口形式，55°的坡口，坡口清理工作困难，打底焊时如果清理不干净，很容易产生未焊透和未熔合缺陷。上门角与车顶边梁的焊缝为PD（仰角焊）焊接位置，焊工操作难度大，焊接质量难以保证；下门角与底架边梁内侧焊缝焊接时，焊缝在地板平面上，焊工蹲在地板上焊接，难以观察焊接熔池，这些因素都增加了焊缝缺陷的产生。第三，门角设计结构复杂，焊缝存在90°拐角，由于坡口深度较大，导致焊缝金属在拐角处难以填满，需要点焊添加焊缝金属，使得焊缝表面成形不美观，同时容易产生焊瘤、裂纹等缺陷。
2.门角焊接工艺制定
（1）门角焊接环境要求
铝合金材料焊接过程中，要求环境温度≥10℃，相对湿度≤60%，而且应在防风、防雨的室内进行焊接。门角是车体结构中的重要组成部分，它的焊接质量关系到整车的焊接性能，应尽量在满足条件的环境中焊接。在门角焊接时，应特别注意湿度的影响，每次焊接前测量环境的相对湿度，如果湿度值超出焊接要求，应进行焊前的工作试件试验，经过检测合格，确定湿度对焊缝质量的影响在可以接受的范围内时，再进行门角的焊接。
（2）门角焊缝坡口准备及清理
门角焊缝为（10+8）mm的HV坡口形式，10mm厚的板上开55°坡口，焊接间隙2~3mm，即垫板伸出长度2~3mm。装配时保证焊缝间隙，可以提高焊枪的可达性，减少焊接裂纹和根部焊缝未熔合等缺陷。焊缝装配好后，应使用丙酮清理焊缝坡口及其周边20mm范围内区域，去除铝合金表面的油污、灰尘等杂质，避免焊接缺陷的产生。铝合金表面有一层致密的氧化膜，它可以吸收水分，焊接时容易产生氢气孔，需要去除。氧化膜去除时，为避免工具被油污污染，先使用丙酮擦拭铝合金表面，然后用钢丝刷打磨，严禁使用砂轮片打磨。因为使用砂轮片打磨不仅不能去除氧化膜，反而会将氧化膜带进母材金属，增加了焊接时气孔、夹渣等缺陷产生的几率。如果使用硬砂轮片打磨，还会让其他杂质如硫元素进入焊缝，从而导致焊接热裂纹。另外，铝合金表面氧化膜形成的速度很快，焊缝坡口清理完成后，应立即进行焊接，防止打磨过的焊缝再次氧化。
（3）门角焊缝组装要求
门角在总成焊接时，已经和侧墙立柱焊在一起，与侧墙模块以整体的形式到总成台位上进行焊接。门角焊缝为HV形式的角接接头，由于采用这种接头形式，电弧不易穿透焊缝根部，常常将氧化膜留在焊缝中，造成未焊透、夹渣等焊接缺陷，所以门角焊缝对组装的要求很高，必须按照焊接工艺卡片中的要求，保证合理的焊接间隙，使根部焊道焊透。调整并测量好侧墙模块的组装尺寸和门角焊接间隙后，使用总成工装上的夹紧定位装置对部件进行固定。侧墙模块与底架边梁和车顶边梁为插接形式，由于底架和车顶都会预置一定的挠度，来保证总成时的组装要求，所以侧墙模块上还需使用下拉装置，车顶上采用拉紧带对侧墙与底架和车顶边梁组装的间隙进行调整，保证门角焊缝的间隙在2~3mm。门角的正确组装，还关系到后面门封条与门角及边梁的正确组装精度，所以要严格要求，确保准确的组装。车体各部件组装工作全部完成后，要对各焊接部位进行定位焊固定，保证焊缝位置和焊缝间隙，门角定位焊形式如图2所示。
（4）门角焊接顺序
合理的焊接顺序能够减少焊接变形，有效防止焊接裂纹。门角焊接时，先焊门角与底架边梁外侧的焊缝，再焊内侧焊缝。由于焊前门角已经与侧墙立柱焊接在一起，总成时立柱与底架边梁也需要焊接，而且接头形式与门角和底架边梁的一样，所以可以将两条焊缝作为一条进行焊接，从而减少焊接缺陷和提高作业效率。门角与底架边梁的焊缝分为四层完成焊接，先进行打底焊，从中间向两边焊接，收弧点不要停在交叉焊缝上，接着完成填充层和盖面层的焊接。需要注意的是，填充层和盖面层焊接时，应严格控制焊缝层间温度，做好层间焊缝清理，接头处应进行修理，圆滑过渡，减小焊缝应力集中和焊接缺陷。外侧焊缝完成后，进行内侧焊缝的焊接。门角与车顶边梁的焊接过程同与底架边梁焊接，只是焊接位置为PD，焊接时注意控制焊枪角度和弧长，减少焊接缺陷。
（5）门角焊接预热及层间温度控制
铝合金焊接时，当板厚达到8mm以上时，需要进行焊前预热。预热时间对铝合金强度的影响很大，生产过程中，要严格控制预热时间，一般采用快速集中的热源进行预热，如丙烷火焰预热。由于铝合金的热导率较大，所以预热温度应控制在70~90℃之间，不要超过120℃，层间温度控制在100℃以下。如果预热温度过高，除了焊工的作业环境恶劣以外，还有可能对铝合金的合金性能造成影响，出现接头软化现象，形成不好的焊缝外观。另外，层间温度过高，也会使焊缝产生热裂纹的几率增加。
（6）选择合适焊接参数
影响铝合金焊接的主要参数是焊接热输入，因为铝合金的导热系数是钢的3倍多，散热很快，在相同的焊接速度下，需要比焊接钢材更大的焊接热输入量。如果热输入量不足，会导致熔深不够、未熔合及焊接裂纹等缺陷。焊接时采用左焊法，焊枪角度控制在80°～90°之间，焊枪角度过大时，保护气体会不充分，造成气孔和裂纹缺陷；过小时，电弧推力将铝液吹到熔池前端，使得电弧不能直接作用于母材金属，有可能造成未熔合缺陷。另外，在仰焊（PD）时，由于液态铝的表面张力很小，焊接熔池容易出现“下沉”现象，造成焊缝成形不好。为了避免这一现象，仰焊时尽量采用短弧焊接，压低电弧，获得窄而小的焊缝，同时要提高焊接速度，防止烧穿现象，正常的焊缝如图4所示。合理的焊接参数如附表所示。
3.结语
第5篇
2205钢的焊接最主要的问题是如何保证焊接接头铁素体和奥氏体相组织的比例，进而保证接头的耐蚀性和力学性能。因此焊接工艺的制定是围绕如何保证其双相组织比例进行的。当铁素和奥氏体量合适时（最佳值铁素为45%），性能接近母材。如果组织比例偏差比较大，2205钢焊接接头的耐蚀性能和力学性能（尤其是韧性）将下降。过低的铁素体含量（＜25%）将导致强度降低和抗应力腐蚀开裂能力下降；过高的铁素体含量（＞75%）会降低耐蚀性和冲击韧性。
1.1合金元素的影响
2205钢含有较多的合金元素，焊接过程中易形成金属相、碳氮化合物等，这些会影响接头力学性能和耐蚀性能。氮在保证焊缝金属和焊后热影响区内形成足够量的奥氏体方面具有重要作用。氮和镍一样是形成奥氏体和扩大奥氏体元素且能力远远大于镍。在高温下，氮稳定奥氏体的能力也比镍大，可防止焊后出现单相铁素体，并能阻止有害金属相的析出。由于焊接热循环的作用，自熔焊或填充金属成分与母材相同时，焊缝金属的铁素体量急剧增加，甚至出现纯铁素体组织。为了抑制焊缝中铁素体的过量增加，一般采取在焊接材料中提高镍或是加氮这两条途径。通常镍的含量比母材高出2%~4%，如2205填充金属的镍含量就高达8%~10%。用含氮的填充材料比只提高镍的填充材料效果更好，两种元素都可以增加奥氏体相的比例并使其稳定，但加氮不仅能延缓金属间相的析出,而且还可提高焊缝金属的强度和耐蚀性能。目前，填充材料一般都是在提高镍的基础上，再加入与母材含量相当的氮。
1.2热循环的影响
双相不锈钢焊接的最大特点是焊接热循环对焊接接头组织比例有较大的影响，无论焊缝还是热影响区都会有相变发生，这对焊接接头的性能有很大影响。双相钢含量与冷却速度（t8/5）之间的关系；从图中可见，在t8/5的冷却速度在合适的范围内才能得到合适比例的双相组织。因后续焊道对前层焊道有热处理作用，多层多道焊对焊缝相比例是有益的。多层多道焊可促使焊缝金属中的铁素体进一步转变为奥氏体，成为以奥氏体占优势的两相组织；毗邻焊缝的热影响区中的奥氏体相也相应增多，且能细化铁素体晶粒，减少碳化物和氮化物从晶内和晶界析出，从而使整个焊接接头的组织和性能显著改善。也正是由于焊接热循环的影响，双相不锈钢焊接时要求与介质接触的焊道应先焊接，这一点与奥氏体不锈钢焊接顺序的要求恰恰相反。
1.3焊接工艺参数的影响
焊接工艺参数对组织的平衡起着关键的作用。2205钢在焊接时，若线能量过小，热影响区冷却速度快，奥氏体来不及析出，过量的铁素体就会在室温下过冷保持下来。若线能量过大，冷却速度太慢，尽管可以获得足量的奥氏体，但也会引起热影响区的铁素体晶粒长大以及σ相等有害金属相的析出，造成接头脆化。所以焊件尺寸一定时，焊接线能量及层间温度影响着焊接接头的冷却速度，进而影响焊缝的最终组织。为了保证焊接接头的相比例合适，最佳的措施是控制焊接线能量和层间温度，并使用合适的填充金属。
1.4气体保护的影响
钨极氩弧焊时，可在氩气中加入2%氮气，防止焊缝氮元素的损失，有助于铁素体与奥氏体的平衡。
2、2205钢的焊接工艺方案
本文针对2205钢焊接存在的系列问题，采用以下焊接工艺进行焊接实验。双相钢管材、管件在焊接前应使用铁素体检测仪进行基础参数检测，以确认本批次双相钢材料的铁素体含量基础参数，供焊接完成后，与焊缝铁素体含量对比。
2.1焊接接头坡口型式
试验中管道直径为168mm、壁厚为7mm。采用GTAW与SMAW组合焊接工艺。开V型坡口的对接接头型式，焊道设计为3层。其中最底层为氩弧焊打底1层；过渡层采用手工氩弧焊1层；盖面采用手工电弧焊1层。
2.2对口装配及点固焊
坡口机加工完成后，将坡口及两侧20mm范围内的污物、油垢、水渍等清除干净后组对，试件对口错边量≤0.5mm。
2.3焊接
2.3.1背面气体保护及氩弧焊打底
氩弧焊打底焊接时要充98%Ar+2N2惰性气体进行保护。充氩保护流量开始时可为20~30L/min,施焊过程中流量应保持在5~15L/min，确保可靠保护。氩弧焊打底时，双相钢不允许自熔焊，焊接时必须填充焊丝；管道焊接时使用背部保护措施。焊接工艺参数按表2执行；打底焊层厚度在2~3mm范围内，要注意焊缝饱满，焊接时焊接速度不能太快。焊接第2层时，为了避免背面焊缝合金元素的烧损也要保证背面可靠保护。
2.3.2手工电弧焊盖面焊接
本试件采用焊条电弧焊进行盖面焊接。焊接时每层焊道的厚度不大于所用焊条直径，焊条摆动方式为稍微摆动，确保在热输入量不超标的情况下成形良好。手工电弧焊施焊完毕，应将焊缝表面焊渣、飞溅清理干净。所有焊缝不能一次成形，每层焊缝必须根据焊层的宽度分3~4道焊接完成。每道焊缝的焊接都应采用短弧、窄道、快速焊接手法进行焊接。每道焊接完成后，必须等待焊缝温度下降至100℃以下时方可进行下一道的焊接。在紧急的情况下，采取水冷方式如图3。焊缝层与层之间必须清理，清理时采用SS刷子（220目）；所有焊缝焊后必须进行酸洗。
3、焊接检验
经过测试发现，按照上述焊接工艺，可以得到完全合格的焊接接头。按JB4708—2000进行焊接工艺评定，平均抗拉强度高达782MPa，塑性断裂在热影响区；4支侧弯试样无裂纹出现。采用国产焊接材料，经过严格的工艺措施，使焊缝品质达到了使用要求，而且合格率100%。
4、实验结果分析
实验证明，2205钢焊接接头的力学及抗蚀性能需保证其接头中的相比例合适，而控制双相比例的关键是控制焊接接头的焊接热循环。因此，2205钢在焊接前不需要预热，预热会造成焊接接头冷却速度降低；层间温度应控制在150℃以下。因2520钢导热性良好且热膨胀系数低，焊接时可采用直接水冷的方式来增加冷却速度而不至于产生焊接缺陷；但在焊接下一道焊缝时应当注意彻底清除水汽，如有水汽则会导致焊缝出现气孔、裂纹等焊接缺陷。在组对时，应当严格控制其组对质量，不能强力组对，否则焊后很难矫正，更会在矫正过程中产生比较大的残余应力，会造成抗蚀性下降。焊口的加工最好采用机械加工。焊接时必须采取多层多道、选用合适的规范参数等焊接操作工艺措施来保证焊缝的双相组织比例；并充分利用层道间的热循环作用来改善组织和细化晶粒，提高焊缝的韧性。2205双相不锈钢焊后热处理对提高焊接接头的性能改善作用不大，一般焊后不进行焊后热处理。
5、结束语
第6篇
1.1焊接光斑大
由于焊接区域很小，在实际生产过程中，放置产品的位置存在一定误差，为了保证焊接光斑不偏离焊接区域，就需要焊接光斑尽量小。经过大量实际生产验证，焊接光斑直径在0.4mm以下可以很好地解决上述问题。这就需要对激光器的光路部分进行改造，在减小焊接光斑的同时保证光束质量不变。
1.2焊接良品率低
手机扬声器弹片焊接的具体需求为：
（1）焊接拉力大于10N；
（2）不能击穿下层材料；
（3）光斑不能大于0.4mm。通过以上三个指标评价产品的良品率，不良品率应低于2%。在原有配置（激光棒直径7mm，传导光纤芯径400μm）条件下，不良率高达5%以上。
2改造方案及结果
2.1光学部分改造
首先需要解决光斑偏大的问题，结合聚焦光斑大小基本原理由此可见，若要得到较小的聚焦光斑，需要减小传导光纤的芯径D、增加扩束镜焦距f2及减小聚焦镜焦距f1。但是这些配置都不能随意更改，原因一：如传导光纤的芯径太小，将加大光纤耦合的难度，增加激光烧毁光纤的风险；原因二：扩束镜焦距的焦距直接决定了聚焦光束的焦深，焦距越大，焦深越短，这样激光束对工件的高低公差要求更高，不便于后续的工艺调试；原因三：聚焦镜的焦距直接影响到焊接的幅面，焦距越小，幅面越小。综合以上分析，结合实际需求，将外光路系统设计为光纤芯径D=0.2mm，扩束镜焦距f2=180mm，聚焦镜焦距f1=170mm，根据式可求得聚焦光斑为0.2mm，但是实际焊接的光斑约为0.45mm。仍然无法达到实际生产的要求。对激光器内部光学进行改造，常规的Nd:YAG焊接使用的激光棒直径（工作物质）为φ7mm。为了得到更小的光斑，将激光棒的直径改造成φ4mm，相应的结构件（如激光棒与腔体的连接件、密封圈等）也做一些改造。为提高装配的便利性及后期的稳定性，激光器腔体的大小也相应减小，使得与激光棒的配合更加紧密。在其他条件一样的情况下，激光棒直径为φ7mm时，焊接半径为0.22mm，如图2a所示。激光棒直径为φ4mm时，焊接半径为0.177mm，如图2b所示，相对于φ7mm的激光棒，光斑减小了20%以上，可以达到焊接光斑直径小于0.35mm的要求。
2.2焊接工艺优化
在光学部分改造后，为解决拉力不够10N和良品率低的问题，通过大量工艺测试，对生产工艺进行改造。在保持其他条件不变的情况下，对激光峰值功率、脉冲宽度、离焦量三因素进行三水平正交试验，所取因素水平见表1，并分析其对焊接拉力及良品率的影响。当激光峰值功率较低，为800W时，产品的不良率主要是平均拉力小造成的，无击穿现象发生，表明峰值功率对焊接拉力大小起到主要因素。当峰值功率较大，为1000W时，主要的不良率是由于击穿现场产生的，这是因为下层材料本身很薄（0.08mm），功率稍大，即容易击穿（脉冲激光的激光功率稳定性一般在3%左右）。脉冲宽度主要影响焊接光斑的大小及拉力的大小，脉宽越宽表示单个脉冲与材料的作用时间越长，这样焊接光斑较大，拉力也较强，但是由于工件本身焊接的区域较小，要求焊接光斑小于0.35mm。所以在保证上层材料光斑大小一定的情况下，需要优化工艺参量，使得下层材料的熔缝宽度足够大（将上下两层材料拉拖开，测试下层材料的熔缝宽度大小）。其结果如图3所示，图3a是脉冲宽度为1.5ms时下层材料的熔缝宽度，半径为0.08mm；图3b是脉冲宽度为2.0ms时下层材料的熔缝宽度，半径为0.112mm。拉力测试表明图3b的熔缝宽度的拉力比图3a的大30%。这两种不同的熔缝宽度表明了上下两层材料之间的熔合面积不同，直接对焊接拉力的大小产生影响。
3结论
（1）改造激光器外部光路及内部光路，具体改造方案为光纤芯径D=0.2mm，扩束镜焦距f2=180mm，聚焦镜焦距f1=170mm，激光棒直径由φ7mm改造为φ4mm，达到了焊接光斑小于0.35mm的要求。
第7篇
根据生产车间的焊接设备及焊接人员的实际状况，对其进行了补充和改进，对焊接材料进行了化验分析（各项要求都符合标准参数指标），并查阅了相关的焊接方面的经验资料，重新确定了冷却器筒体在不同焊接方法下各种焊材、母材（冷却器筒体标准产品采用Q235B钢板）以及焊接电流之间的最佳匹配关系。
1.1当采用手弧焊时，确定的焊条直径与工件板厚、焊条直径与焊接电流的关系为：
1.1.1焊条直径与筒体板厚的关系
焊条直径一般根据工件板厚选择，开坡口的多层焊的第一层及非平焊位置焊接应采用直径较小的焊条。采用手弧焊时，焊条直径与板厚的关系，如表1所示。
1.1.2焊条直径与焊接电流的关系
在实际焊接过程中，焊接电流是手弧焊的主要工艺参数。焊接电流太大时，焊条尾部会发红，部分涂层失效或崩落，机械保护效果变差，会造成气孔、咬边、烧穿等焊接缺陷，还会使接头热影响区晶粒粗大，焊接接头的延性下降。焊接电流太小时，会造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。采用手弧焊时，焊条直径与焊接电流之间的关系，如表2所示。
1.2当采用自动气体保护焊时，确定了焊丝直径与工件板厚、焊丝直径与焊接电流的关系。
1.3确定了坡口型式、尺寸以及板厚的关系
当筒体焊接接头型式为对接接头时，板厚≤4mm，用I型坡口，采用单面焊，保证焊透；板厚＞4~20mm，为了保证焊缝有效厚度或焊透，可加工成Y形坡口；板厚＞20mm时，应采用双Y形坡口。当筒体焊接接头型式为角焊缝接头时，板厚＞10mm，可加工成Y形坡口；坡口根部的直边为钝边，其作用是避免烧穿，根部间隙b的作用是保证焊透。根部间隙b与工件板厚的关系。
2新焊接工艺应用效果
根据上述确定的冷却器筒体新焊接工艺参数，对于不同型号、不同规格的冷却器，技术部门精心编制了的各种型号规格焊接作业指导书，并深入车间与工人共同探讨研究试验，试验过程中严格按照新焊接工艺参数以及焊接作业指导书进行焊接，通过一段时间的实践应用，取得了很好的效果。采用新焊接工艺前后，冷却器筒体的焊缝图片对比如下。从图1和图2的对比可以看出，采用新焊接工艺参数，按照新焊接作业指导书，焊接的冷却器筒体，其焊缝均匀、美观、饱满、牢固，焊后密封性打压试验能够一次验合格，并达到产品设计要求，在用户现场能够承受一定量的振动而焊缝不再开裂。
3结束语
第8篇
1常用焊接工艺评定标准
目前国内第一台压水堆核电机组引进了国外的压水堆核电机组，组成了新型的压水堆的核电机组，核电机组包含了具有自主知识产权的压水堆、重水堆等堆型，在大部分的压水堆核电机组上；在建的核电站成为我国首台30万kW核电机组。另外，在消化引进核电机组的优势的基础上又设计了新一代能动压水堆核电机组，布置了改进型的半核电机组，经过自主设计、引进和消化吸收之后，构成了目前由核岛、常规岛及BOP组成的核电机组。我国民用核安全机械设备制造中的焊接工艺评定标准在我国目前有着评定不统一的特点，遵照法国的和美国的核武岛机械设备设计制造要求以及焊接评定标准的。国内的核电站核武岛设计的设计院进行焊接工艺评定标准的特点，又编制了相关的核安全评定标准，并且结合核电工程焊接工艺评定的技术条件制定了相关的法规和要求。核电站具体的引用标准是按照文件设计中关于焊接工艺评定进行的，设备、产品的焊接工艺的评定技术标准。
2核电工程焊接工艺评定转移依据
核电工程中项目的焊接工艺为了使之成为企业的重要质保活动，使施工单位能够按照焊接的标准要求生产处合格的产品，对于焊接工艺的正确性进行了相关试验，并得到了结果评价。焊接工艺评定管理是一项重要的工作。焊接工艺评定工作对于核电工程承包商来说，必须加以规范化，并且成为焊接工艺评定转移实施的依据。（1）根据核电安全局在评定转移研讨会的主要议题，其中包含了核工业焊接工艺评定的转移申请，根据焊接工艺评定的单位按照要求执行，焊接的工艺评定转移具有如下要求。按照核电项目承诺的标准体系开展焊接的工艺评定转移工作，并获得了项目的营运单位的批复；按照营运单位焊接的工艺评定项目的转移标准和法规进行焊接工艺评定转移事项的实施，国家核安全局和地区监督站堆焊接工艺应该按照工艺评定转移的项目和运营单位的批复，抄送国家核安全局的地区监督站，评定实施监督和转移工作，以及焊接部位的信息；负责堆焊接工艺转移评定，清单中包含了焊机评定项目的实施日期，对于焊接工艺转移的责任单位实施监督检查控制，确保转移工作能够按照法规标准和转移方案进行工作。（2）进行焊接工艺的评定，按照压水堆核导机械设备设计和建造的规则要求，两个不同的核电国内工程项目需要将转移工作进行评定，将焊接工艺的评定扩大到车间后者现场，符合下列要求方可。首先是在车间或现场完成焊接工艺的评定试验，要求条件不允许在制造商之间进行转让；按照核岛安装企业中的技术注意事项和监督的规定，进行技能和经验的转移，保证其连续性。对于工艺评定中的转移项要求同一承包商能够实现相互的转移，并且遵循相同的设计和建造标准以及规范，进行工艺的评定和相互的转换；在转移的焊接工艺进行评定的时候，焊接的工艺评定及使用的焊材牌号和商标，焊材要具有相同的型号，并且符合相同的采购技术条件，方能与焊接的工艺评定相符；根据国际性焊接和钎焊评定的相关规定，焊接工艺的评定转移要符合锅炉和压力容器规范的国际性转移要求。要求规定，制造商和承包商是按照规范的要求，将生产中具有责任控制的组织，包括两家和两家以上的不同的名称的公司，在焊接工艺上加以评定，并进行有效的操作和控制。这一组织是包含了质量控制体系以及质量保证程序的组织，不要求重复进行工艺评定。制造商和承包商拥有了不同拥有者的操作管理权限，能够规范制造商和承包商在原工艺评定期间的PQR和WPS，当操作管理被保持并使用后不需要进行重新评定。（3）常规岛和BOP工程焊接的工艺评定，符合焊接工艺评定转移的要求。按照人员、管理、评定的等效性规定，加以技能和经验的连续性，使之具有同等的效力，在同一施工单位进行现场评定后，质量管理体系中的设备、和将同一施工单位的监督经验及另一个车间或现场对应焊接，进行不重复的评定。根据工艺评定的转移要求，电力行业的全部焊接经过审批后的评定资料得到了批准及描述，同一个质量管理体系内的通用章节以及工艺评定、标准在实施后的焊接工艺评定中基本可以进行覆盖。核电工程中的常用的焊接工艺评定标准，包含了焊接工艺评定转移的要求，其中缺少明确的条款规定，如现场设备和工业管道焊接的工程施工规范要求。此外，不可重复进行焊接，统一在同一效力的设备和质量管理体系中，施工规范对焊接工艺评定转移的规定应保证技能和经验的连续性，升级后的现场设备和同一项评定工业管道焊接进行了取消。
3焊接工艺的评定转移
转移材料、人员、车间、环境等的焊接工艺是设置在同一个车间，承包商的现场的活动按照焊接技术规格束和图纸要求进行项目的转移，为将核电工程项目的焊接工艺转移，核电工程承包商要做好以下工作。首先，对焊接工艺的评定标准要进行熟悉，并保证焊接工艺的评定能够符合转移的要求。（1）对核电工程项目的质保体系，焊接工程的技术人员应进行分析和对比，应熟练使用组织机构、职责、焊接管理模式和相关的程序，做好核电工程焊接的工艺评定标准的制定工作，对焊接工艺评定进行转移的同时，包括对焊接设备的无损监测，施工技术上要进行评定考试等，焊接的工艺评定转移的可行性焊接的工程师和技术人员在经验、资格、母材和焊接材料的试验，施工环境的对比分析等。（2）负责两个核电工程以上项目的焊接工程技术人员，要确定焊接工艺评定转移的标准，进行焊接工艺评定转移分析的工作，主要进行的内容包括做好焊接工艺评定转移的报告，编制核电工程焊接工艺评定转移标准，做好焊接工艺评定转移的清单。承包商方面的项目经理担负的责任包括对比和分析承包商在两个核电工程项目中的质量保证体系，对比分析核电工程项目的人、机情况，评定焊接的工艺技术和制订注意事项、质量监督管理、焊接工艺评定转移清单、焊接工艺评定报告管理等内容等清单。（3）焊接工艺评定转移管理程序的编制。将焊接工艺评定转移的规范进行有序的编制，在焊接工艺实施前，做好工艺评定，完成焊接工艺评定，并要求相关人员遵照评定转移管理的程序，签字并。要求承包商的内部部门在进行焊接工艺评定转移时，明确自身职责、焊接工艺评定转移流程及焊机工艺评定转移的管理，做好焊接评定转移的相关记录。（4）焊接工艺转移报告的评定，由核电工程总承包商负责审查和评定，由承包商工程技术人员负责完成报告，将报告转移到总承包单位，总承包商收到焊机工艺评定转移报告后，综合考虑焊机工艺评定转移报告，对核电工程焊机工艺评定转移报告进行评审，实地考察承包商焊接能力，重点审查内容包括：焊接工艺评定报告、焊接质量保证体系、焊接材料、设备、资格、环境等方面的标准。在进行承包商的焊接工艺评定转移报告的审查的时候，总承包单位应组织评审专家，邀请核电工程设计的设计院设计专家等，并要求负责核电工程的总承包商、监理单位和业主单位的代表全程参与焊接工艺评定转移报告评审。（5）焊机工艺评定转移实施流程为承包商编制焊机工艺评定转移管理程序，进行焊接工艺评定转移前的焊接技术条件对比，承包商完成焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单的编校、审批并签署总经理承诺，承包商向总承包单位上报焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单，总承包单位根据对承包商焊机能力考查实际情况，编制考察报告，总承包单位组织对承包商递交的焊机工艺规定转移报告和拟转移项目清单进行审查。拟转移的焊机工艺评定报告是否用于该安全相关设备焊接，如果是，则核电业主批复总承包单位复查后的焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单，承包商对批复的焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单以及批复意见归档，承包商根据批复意见整理被转移的焊接工艺评定报告并报告总承包单位好监理单位审核，承包商根据总承包单位审核结果被转移的焊接工艺评定报告，并下发相关部门。
4结束语
为保证核电工程的承包商对焊接工艺的质量控制，对于核电工程项目的质量监督主体进行审核应由监理单位负责。核电工程承包商的焊接工艺负责对评定转移报告进行审查，质量保证体系的运行是对核电工程项目图纸中的材料、焊接方法等加以重点的审查，关注核电工程承包商的焊接工艺评定能否满足项目的要求，并做好现场施工的巡检，及检查旁站等，做好超标的焊缝返修方案的审查，对焊接不符合项的跟踪处理等环节加以控制。
作者:刘新收 单位:中国核工业二三建设有限公司
参考文献
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[6]钟荣高.压力容器焊接工艺评定的监督检验[J].电焊机，2013，43（9）：84–86.
第9篇
本工程由两组L型组合体块组成，建筑层数为地下2层、地上32层，建筑高度地上99.85m。本工程主体结构类型为：H型、箱型及箱型与U型组合钢柱等（见图1），使用钢材主要为Q390GJD—Z25，钢板厚度为70～95mm。
2.工程焊接难点
本工程构件结构形式比较简单，涉及的焊接接头形式主要有对接、角接和角接与对接组合接头。由于钢板厚度较大，故选材上采用低合金高强钢，其屈服强度为390MPa。针对构件类型，焊接时存在如下几方面的难点：①防止正火钢热影响区脆化。②厚板焊接变形控制。③防止母材层状撕裂。
3.厚板高强钢焊接技术
（1）高强钢焊接性分析该钢种属于高强度正火钢，具有良好的综合力学性能和加工工艺性能。其化学成分、力学性能如表1、表2所示。（2）焊接工艺技术第一，焊材的合理选择。根据国家规范GB50661—2011中对焊接材料的推荐使用标准，同时结合焊接工艺性能、焊接材料等强匹配原则，以及不同焊接工艺环境下焊材使用后对母材影响程度来进行选用（见表3）。第二，坡口的制定。由于厚板焊接工程量大、难度高，若采用窄而深的小坡口进行焊接，则不仅焊缝成形系数偏小，影响一次结晶，容易产生区域偏析，而且在拘束应力大的前提下进而导致焊接热裂纹的产生；若采用大坡口进行焊接，则不仅焊接量大大增加，而且焊缝的焊接残余应力也会随之增加，这对钢结构体系初始应力的控制极其不利，同时也影响工程工期。考虑到厚板焊接接头填充量、焊接质量及焊接残余应力等方面的影响，同时，为便于CO2焊枪在焊接过程中能适当地摆动，采用坡口角度适中，且便于正常情况下焊接的窄间隙焊接（NGW）坡口（见图2）。第三，焊接组合新工艺。为了实现高质量、高效率的厚板窄间隙焊接，需解决窄而深的坡口内侧壁焊接熔合质量、焊接飞溅聚集、工艺参数稳定性及焊接操作的可靠性等问题，避免坡口内焊缝金属的一次结晶产生区域偏析，进而产生热裂纹。鉴于上述原因，提出如下焊接工艺方法：打底焊：采用改造型喷嘴的实芯CO2气体保护焊（见图3）。该方法首先可以保证窄间隙坡口环境下的顺利焊接，此外，利用GMAW的高效及熔深相对较大的优点，可提高焊接质量和效率。填充焊：采用双弧双丝自动气体保护焊接：一方面可以利用其熔嘴的优势取代了埋弧焊机头熔嘴无法进行窄而深的焊接，另一方面其焊接效率较手工焊有大幅度提高，同时保证焊缝质量。盖面焊：采用双丝埋弧焊接。主要是提高焊接效率，保证焊缝的表面质量。第四，焊接工艺措施。多层多道错位焊接技术：多层多道焊及合理的焊接参数可减小焊接热输入，从而有效控制焊接变形和焊接应力。在多层多道焊接技术的基础上，加入焊接接头每一道焊道错位连接，即：接头不在一个平面内，通常错位50mm以上。这种技术其显著优点就是上一层焊道对下一层进行了有效的热处理，特别适合于高强钢厚板的焊接。在应用时，可以消除焊接冶金过程中柱状晶并使晶粒细化。同时，对焊接接头的应力应变控制也相当有利，能够提高焊接接头的综合性能。道间温度控制：根据国家标准GB50661—2011要求，在焊接过程中，最低道间温度控制在不低于预热温度。道间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测得，测量时间选择在电弧经过之前的焊接区域内瞬时测得。由于焊缝较长，未能焊到的地方应采取保温措施。防止温度降低过快，如果焊接区域温度过低，应重新加热。后热与消氢处理：为了加速焊接接头中氢的扩散逸出，防止焊接冷裂纹的产生，焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。特别是对于氢致裂纹敏感性较强的厚板焊接接头，采用这一工艺不仅可以降低预热温度，减轻焊工劳动强度，而且还可以采用较低的焊接热输入，使焊接接头获得良好的综合力学性能。焊缝锤击消应力措施：焊缝锤击焊接过程中，在热状态下使用带有小圆弧面的锤子锤击焊缝金属，使焊缝得到延展，从而减小焊件的残余收缩应力。锤击应均匀、适度，避免因锤击过分而产生裂纹。当焊缝温度＜300℃时，锤击力不宜过大；在100℃以下时，禁止锤击。
4.结语
第10篇
关键词：压力管道，安装，质量控制
压力管道的作业一般都在室外，敷设方式有架空、沿地、埋地，甚至经常是高空作业，环境条件较差，质量控制要求较高。由于质量控制环节是环环相扣，有机结合，一个环节稍有疏忽，导致的都是质量问题。根据压力管道的施工要求，必须在人员、焊接、材料、过程检验等方面强化管理，有针对性地采取各种技术措施，才能保证压力管道的安装质量得到有效的控制。下面就有关方面进行分析阐述。
一、人员素质
对压力管道焊接而言，最主要的人员是焊接责任工程师，其次是质检员、探伤人员及焊工。
1、焊接责任工程师是管道焊接质量的重要负责人，主要负责一系列焊接技术文件的编制及审核签发。毕业论文，安装。如焊接性试验、焊接工艺评定及其报告、焊接方案以及焊接作业指导书等。因此，焊接责任工程师应具有较为丰富的专业知识和实践经验、较强的责任心和敬业精神。经常深入现场，及时掌握管道焊接的第一手资料；监督焊工遵守焊接工艺纪律的自觉性；协助工程负责人共同把好管道焊接的质量关；对质检员和探伤员的检验工作予以支持和指导，对焊条的保管、烘烤及发放等进行指导和监督。
2、质检员和探伤人员都是直接进行焊缝质量检验的人员，他们的每一项检验数据对评定焊接质量的优劣都有举足轻重的作用。因此质检员和探伤员首先必须经上级主管部门培训考核取得相应的资格证书，持证上岗，并应熟悉相关的标准、规程规范。还应具有良好的职业道德，秉公执法，严格把握检验的标准和尺度，不允许感情用事、弄虚作假。这样才能保证其检验结果的真实性、准确性与权威性，从而保证管道焊接质量的真实性与可靠性。
3、焊工是焊接工艺的执行者，也是管道焊接的操作者，因此，凡是从事压力管道焊接的焊工、必须按照现行《锅炉压力容器焊工考试规则》、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定进行考试，考试合格后，方可从事相应的焊接施工。
二、焊接
焊接是压力管道安装施工的关键过程和主要过程, 控制好焊接质量是预防产生不合格产品的重要措施。压力管道的焊接应从以下几个方面加强管理。
1、焊接工艺评定及施焊工艺：焊接技术人员应依据设计图纸，有关施工规范及现行标准，根据焊接工艺评定并结合施工现场的实际条件制定切实可行的焊接工艺指导书。施工前对焊工和管工进行技术交底，内容包括焊接材料、工艺参数、焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间、对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求。
2、坡口加工及清理：现场条件允许的情况下，应尽量采用等离子弧、氧乙炔等热加工方法。坡口加工完成后，必须除去坡口表明的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层，清除范围为坡口及其两侧母材不少于20毫米区域，并应将凹凸不平处打磨平整。毕业论文，安装。
3、定位/组对：管接头组对应在确认坡口加工、清理质量后进行。管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键，如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适，易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀，定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%，且不应大于15毫米。如壁厚不一致，应按规定进行修磨过渡。若焊接定位板时应在焊管板角焊缝的同一方向。管件组对时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接过程产生变形。定位焊时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊。
4、环境因素是制约焊接质量的重要因素之一,施焊环境应符合以下几方面条件：首先，焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当施工的环境温度低于施焊材料的最低允许温度时就应该根据焊接工艺评定提出预热要求来操作。另外,在实际焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当风速超过规定值时应备有防风设施才可安排施工。最后，如果焊件表面潮湿(例如下雨),焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时应停止施工作业。
三、材料管理
要提高压力管道工程的质量,首先必须从源头抓起,在材料采购、验收环节把好关。
1、工程质量创优，材料质量是基础。采购材料时，必须要求供方提品样本及出厂合格证，按规范要求进行检查验收、抽样试验，对特殊材料必须送到检测中心进行试验，合格后方可使用。凡进场的材料质量不合格者，一概拒绝验收。压力管道安装过程使用的焊料、管道材料以及其他消耗材料都必须确保符合设计图纸的要求,如材料变更或代用,必须取得原设计单位的同意并办理相关手续。
2、经检验合格的材料，现场材料员负责进行入库并对其登记上账。毕业论文，安装。有时现场某些材料规格很大，无法在库房存放，故应该选合适的露天场地存放，并做好防护工作。毕业论文，安装。毕业论文，安装。需要进库房存放的材料必须入库妥善保管，以防丢失和损坏。材料发放时，一定要核对材料的工程项目、规格、型号、材料和数量，以防有错。现场使用的焊条必须烘干，操作人员用保温桶领用，以防返潮。每一只桶内只能领用同一牌号的焊条，以防错用，且一次最多不能超过5公斤，在桶内存放时间不应超过四小时，否则必须进行重新烘干。焊丝一次领用数量不得超过最小包装，使用前应检查表面的锈蚀、油污等杂质是否清理干净。氩弧焊所用氩气纯度应不低于99.9%，且含水量不大于50ml/m3。
四、过程检验
压力管道安装时常因过程控制不力,导致施工质量不理想,因此对于压力管道施工质量的控制可以从以下几方面来进行。
(1)加强外观检验,外观检验主要包括检查管道的表面及焊缝是否有裂纹等缺陷,外观检验还包括压力管道组成件和支承件以及在压力管道施工过程中的检验。这些检验都为压力管道质量事故提出了预防的方法,使得事故及时发现并及时解决。毕业论文，安装。
(2)加强无损检测,加强无损检测主要包括加强焊缝表面和焊缝内部等方面的无损检测,无损检测主要是用于检测压力管道的表面及内部质量。另外,还需要加强硬度测定,对有热处理要求的压力管道焊缝,还应该测量焊缝及热影响区的硬度值是否符合设计要求中有关项的标准规定。
五、结束语
以上是我们在多年从事压力管道安装工程质量体系管理工作中探索和总结出来的,希望能为从事压力管道工程项目施工的管理人员提供一些参考,尽快提高压力管道工程项目的管理水平,促进压力管道管理的体系化、规范化进程。
参考文献
1、工业金属管道工程施工及验收规范（GB50235-97）；
2、张西庚.压力管道安装质量保证指南.2002.9；
3、田金柱.压力管道施工焊接质量控制[J].管道技术与设备,2008(3):46～47；
4、魏力群.压力管道安装质量管理探讨[J].科技信息,2007(19):112。
第11篇
关键词：电子束焊；航空；航天
铝、镁、钛等这些轻金属把航空航天器推上了天，没有这些轻金属就没有现在的航空航天业，轻金属对航空航天业的发展至关重要，然而，随着科技的进步，航空航天事业的发展，对材料的要求也越来越高，不但要提高飞行器的性能，还要减轻自重以节约能源降低费用，铝、镁、钛这些轻金属的合金材料应运而生，在航空航天领域得到了广泛应用。随着航空航天工业中有色合金较大范围的使用，对合金构件的需求也不段提高，电子束焊接工艺是适用于有色合金的焊接工艺之一。
1 电子束焊的原理
电子束焊的电子束是从电子枪中产生的，电子枪中的阴极受热发射电子，该电子被高压电场加速以及电磁透镜聚焦后，就会形成具有极高能量密度的电子束，电子束撞击到工件表面，电子巨大的动能就会转变为热能，使金属迅速熔化，实现对工件的焊接[1，2]。
2 电子束焊的特点[3，4]
（1）功率密度高，电子束功率可从几十千瓦到一百千瓦以上。电子束束斑的功率密度可达106～108W/cm2，比电弧功率密度约高100～1000倍。
（2）焊接速度快，焊接热影响区小，焊接变形小。
（3）电子束穿透能力强，焊缝深宽比大。
（4）焊接过程中不行引入焊接材料，焊缝的纯洁度高。
3 有色合金的电子束焊接工艺
3.1 钛合金
钛及钛合金具有比强度高、抗腐蚀性好、温度适应范围广等一系列突出优点，航空航天科研事业和生产的发展与钛合金的推广应用有着密不可分的联系[5]。钛合金在航空航天工业中有着广阔的应用前景。
电子束焊接工艺在真空环境下进行，可避免空气对钛合金的污染，降低裂缝等缺陷的几率，是一种非常适合钛合金的焊接技术[6]。
朱少旺[7]对Ti60合金薄板对接件进行了电子束焊接工艺研究。通过电子束焊接性实验，他研究了电子束焊接工艺的参数对焊缝表面成形及焊接接头显微组织、力学性能的影响，探索了焊后缓冷工艺和焊后热处理对焊接接头组织及性能所起作用。闫伟[8]对Ti-55高温钛合金板材进行了一些电子束焊接试验，为确定Ti-55板材的焊接方法及工艺做了技术储备。
3.2 铝合金
由于铝合金具有耐腐蚀性好，比模量、比强度、疲劳强度高，以及电导性和热导性好等特点，在航空航天、交通工具、机械制造、电工化工等行业中应用广泛。铝及铝合金的电子束焊接工艺是目前国内外学者的研究热点，电子束焊接工艺是铝合金焊接的重要方法之一。
王亚荣等[9]研究了焊后热处理对2A14高强铝合金电子束焊接头组织及力学性能的影响。王常建等[10]对电子束焊接工艺在2219铝合金扩张段上的应用进行了研究，研究表明电子束焊接技术能够减少焊接变形，降低焊接缺陷。陈国庆等[11]研究了SiCp/2024与2219铝合金电子束焊接。
3.3 镁合金
镁是最轻的工业金属材料，密度只有铝的三分之二，镁及镁合金具有密度低、强度高的优点。航空航天器轻量化的要求使得镁合金有着广阔的应用前景。目前镁合金的应用已经遍及航天航空、汽车、船舶、体育用品、电子等多个领域[12]。由于电子束焊接工艺具有良好的焊接效果，其在镁合金的焊接领域得到了广泛的应用。
朱智文等[13]研究了AZ31镁合金电子束焊焊接接头微观组织特征，研究结果显示AZ31镁合金电子束焊接接头成形良好，焊缝组织细小，表明电子束焊是AZ31镁合金的有效焊接方法。叶宏等[14]研究了AZ91D镁合金真空电子束深熔焊接熔池气泡流数值模拟，建立了真空电子束焊接熔池二维气泡流数学模型。
4 结束语
随着航空航天业的发展以及有色合金的广泛应用，对有色合金焊接工艺的研究已成为热点，电子束焊接工艺在我国已有多年的发展历史，应用在很多领域，也为我国的航空航天事业做出了巨大的贡献，电子束焊接工艺的发展必将推进有色合金在航空航天业的应用。
参考文献
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[8]闫伟.Ti55钛合金板材的CO2激光焊与电子束焊的实验研究[D].东北大学，2006.
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[10]王常建，胡春海，刘丽莉.电子束焊接工艺在2219铝合金扩张段上的应用[A].陕西省焊接学术会议论文集[C].22-24.
[11]国庆，张秉刚，杨勇，等.SiCp/2024与2219铝合金电子束焊接[J].焊接学报，2015，36（3）：27-30.
[12]师昌绪，李恒德，王淀佐，等.加快我国镁工业发展的建议[J].材料导报，2001，15（4）：5-6.
第12篇
关键词：油气输送管道；焊接工艺评定；材料控制；现场控制；
中图分类号： P641.4文献标识码： A
1.概述
焊接是钢质管道安装中的一个非常重要的环节，焊接质量的好坏以及焊接工艺的适用性直接关系着工程的整个质量和进度。目前油气输送管道建设的特点是：距离长，多为干线管道；沿途地理、地质、气候环境复杂；因此，现场焊接施工难度大为增加，对其质量要求也就更加严格。为保证油气输送管道焊接施工的高质量，管道焊接施工单位除需研究新技术、新工艺，使用新材料和先进设备外，还需按照标准，建立起管道施工焊接质量体系。并对管道焊接施工质量有重大影响的因素、环节需进行认真分析和严格控制。
2.焊工资格认定及管理
从事管道焊接施工的焊工必须依照GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定或相关行业标准，通过一定程序的培训和考核，取得相应资格后，持证上岗。在工程施工时，根据实际工作内容再采用相应的标准进行验证性考试，取得焊工资格证书，并且只能在资格证有效期内承担所规定的项目的焊接工作。不同的管线项目应持与其对应的上岗证上岗。
3.焊接工艺评定
3.1焊接工艺评定内容及要求
工程开始焊接前，根据设计要求，制定详细的焊接工艺指导书，并据此进行焊接工艺评定，焊接工艺评定试验结果记录及评定报告要存档。根据评定合格的焊接工艺，编制焊接工艺规程。
3.2焊接工艺规程
焊接工艺规程应以评定合格的焊接工艺评定报告为依据，结合焊接施工经验和实际焊接条件编制。焊接工艺规程基本要素变更或是变更任何一个重要因素及补加重要因素时，应对焊接工艺重新评定。
4.材料控制
4.1钢管到货检验
钢管到货后，除需按订货合同核对钢管厂提供的质量检验合格证或质量证明书（其中包括出厂试验报告等资料），还需对每根钢管的标识、管端表面清洁状态、外观质量以及管体防腐层进行检查，各项指标符合要求，方可进行焊接施工。
4.2焊接材料的管理
必须建立严格的焊接材料的验收、储存、运输及使用制度。购进的焊材须分批号分别按照规定进行检验。质量合格后方可登记入库。库房应干燥、通风，环境、温度、湿度达到存放标准。焊材入库后须按类别有序摆放，并有明显的标识。
焊材的保管和发放应由专人负责，发放手续及纪录须齐全。各种焊条的烘干温度及烘干时间须严格按照其使用说明执行，且需有焊条烘干纪录。焊材运输及发放时应轻拿轻放，避免焊材的破损。
5.现场焊接控制
5.1焊接人员职责
焊工应严格执行焊接工艺规程。施焊时，若遇到工况条件与焊接工艺规程及技术措施不符合时，应拒绝施焊。
焊接检验员需对现场焊接进行全面检查及控制，参与焊接技术措施的审定。
焊接工程师应负责指导焊接作业，组织焊接工艺交底，参与焊接质量管理，处理技术问题，整理焊接技术资料。
5.2焊前准备
检查接头坡口，管子、管件的坡口形式和尺寸应符合设计文件规定，当设计文件无规定时应符合《工业金属管道工程施工及验收规范》的规定要求。
要清除待焊表面的铁锈、油脂、油漆等杂质。坡口两侧10mm范围内的管内外表面需打磨至显现金属光泽，且不得有裂纹、夹层等缺陷。管口清理完毕后，立即转入组装焊接工序，其间隔不宜超3h，否则应进行二次清管。
做好设备状况检查，进行焊材型号与规格核对，彻底清除焊丝上的油、锈等污物，以保证钢管对接焊的顺利进行。
应采取有效防护措施，使焊接环境的温度、湿度、风速等因素符合有关规定要求，否则不得施焊。
5.3施焊工艺
5.3.1钢管组对
标出钢管管长的中心线，利于管口组对过程中平稳吊装。钢管吊装时应采用尼龙吊带或带有软金属的吊钩，防止钢管管端碰撞损伤。
钢管组对时应注意：应优先采用内对口器，应保证焊缝根部间隙、对口错边量符合焊接规程要求。
撤离内对口器前，应完成全部根焊焊道；
5.3.2钢管组对检查
组对检查前首先焊口进行编号并进行记录。管道组对完毕，由操作者按标准进行对口质量检验，填好组对记录，并与焊工进行互检，检查合格后办理工序交接；经监理复查合格后方可允许焊接。
5.3.3钢管预热
淬硬性较大且壁厚大于7mm的合金钢管以及高钢级钢管，对接焊前须对管口预热，以改善接头的塑性、韧性及降低钢管的拘束应力。预热后应清除表面污垢，以免焊接时产生气孔。
5.3.4焊接环境
（1）环境温度大于5℃，冬季施工为确保施焊环境温度达到规范要求，焊接时在防风棚内进行，并且使电暖器处以工作状态，以提高焊口周围的环境温度；
（2）根焊时风速不大于2米/秒，；填充盖面时风速不大于8米/秒，当风速超过其值时，在专用防风棚内进行焊接，并且为防止空气对流对焊接质量的影响。
（3）湿度小于90%RH，湿度超标时焊接必须在专用的防风棚内进行。
5.3.5焊接操作
焊工应严格按照焊接工艺规程操作。
焊接时应注意：焊道起弧、收弧处应相互错开30mm以上，焊前每个引弧点和接头都要磨修，以减少气孔且使焊道高度均匀。严禁在坡口以外的管体上引弧，以免管体损伤及产生应力集中。
焊条电弧焊及半自动向下焊时，宜采用焊接流水作业方式。其焊工人数、施焊位置、施焊顺序应按有关标准进行。
各焊道应连续焊接，并使焊道道间温度达到规定要求。 采用纤维素焊条焊接时，不宜摆动过大。对较宽焊道宜采用多层多道焊方法焊接。
填充焊道应填充或磨修至距管外表面1～2mm为宜，以保证盖面焊成形良好。
焊口完成后，焊工须将接头表面的飞溅、焊渣等清除干净；要对焊道自检，若焊缝表面存在缺陷，须对焊缝进行修补；还应按规定认真填写焊接原始记录。
焊缝返修应符合下列规定：
（1）焊道中出现的非裂纹性缺陷，可直接返修。若返修工艺不同于原始焊道的焊接工艺，或返修是在原来的返修位置进行时，必须使用评定合格的返修焊接工艺规程。
（2）当裂纹小于焊缝长度8%时，应使用评定合格的返修焊接规程进行返修。当裂纹长度大于8%时所有带裂纹的焊缝必须从管线上切除。
（3）焊缝在同一部位的返修，不得超过2次。根部只允许返修1次，否则应将该焊缝切除。返修后，按原标准检测。
焊缝返修应在监理人员的监督下，由具有返修资格的焊工承担。
6.焊缝检验
6.1 外观检验
管口焊接、修补、返修完成后应及时进行外观检验，并应符合标准要求，外观检验不合格的焊缝不得进行无损检测。
6.2 无损检测
射线和超声波探伤时，焊缝验收标准分别采用《石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分级》SY 4056-1993 和《石油天然气钢制管道对接焊缝超声波探伤及质量分级》SY4065-1993标准，或是符合设计要求的各种标准。
7.结束语
在油气输送管道的焊接施工过程中，建立焊接施工质量管理体系，实行全面质量管理，是控制管道焊接施工质量的关键环节，对关键因素层层把关、严格控制，把焊接施工的结果管理变为过程管理，焊接质量管理才会更科学，也才能满足油气输送管道焊接施工质量的高可靠性和经济性的要求。
参考文献：
费春元.骆涛北方冬季施工中长输管道焊接质量的控制[期刊论文]-科技信息 2010(18)
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API1104-1999管道及有关设施的焊接（S）
GB5117-1995 碳钢焊条
GB50236-2011现场设备、工业管道焊接工程施工规范
第13篇
关键词：管线钢 返修根焊
中图分类号：TG441文献标识码： A 文章编号：
现代焊接技术的快速进步（珠海高栏终端段塞流捕集器项目采用了埋弧自动焊），在一定程度上为国内外专业输送管道的建设提供了保证，虽然焊接的技术不断提高，但一次合格率还无法达到100%。焊缝出现的缺陷超标情况，对管道的使用寿命产生了严重的影响，还导致管道中的输送介质出现泄露、爆炸或燃烧等事故，使人民和国家生命财产遭受极大的损失。所以，焊接返修必须引起高度重视。本文重点探讨了返修要求、焊材与焊材性能、坡口设计、焊道的返修要点、潮湿环境下的焊接工艺、建议等，以供参考。
1、返修要求
按照非裂纹性缺陷在填充焊道及焊道中产生的状况，实施的返修焊接规程必须符合相关规定且经过评定合格并取得业主同意后才能够采用。可直接返修产生在盖面焊焊道中的非裂纹缺陷，一旦返修工艺与原始的焊接工艺存在差异，或者进行返修的位置是在原来返修过的地方，使用的返修焊接规程应能够保证韧性要求和焊缝力学性能，并通过力学性能试验确定、评定是合格的，这样才能保证施工质量满足相关要求。
2、焊材与焊材性能
用于返修焊口的焊材有一定的要求，必须严格按照业主和监理批准的返修焊接工艺技术文件实施，不可以随意变动。通常选用的焊材必须相匹配于管口焊接时的焊材，且需具有较好的抗裂性能。
因段塞流捕集器制作采用较大壁厚（THK=28.6mm）和较大管径（φ=1422mm）的管线，所以焊接量也比较大，从常用的管道焊接工艺进行充分考虑，为了提高焊接效率，整个管口焊接施工采用如下的焊接工艺：①地面预制焊接采用以E5016（焊材厂商牌号LB-52U）焊条手工打底，然后用H08MnMoA（焊材厂商牌号CHW-S9）埋弧焊丝通过半自动焊进行填充、盖面。②现场安装焊接采用以E5016焊条手工打底，然后用E5515-G（焊材厂商牌号CHE557GX）焊条进行手把填充、盖面。
3、清除缺陷及制备坡口
根据缺陷的性质和部位，彻底清除缺陷时可以通过砂轮机、气刨等工具进行，清理过程中一定要把坡口两边50mm区域内以及坡口面的油锈等杂质彻底处理干净。对清理完的地方,还需要通过表面磁粉探伤进行确认,达到要求并确认合格才能够进行焊接。清除处理完缺陷后, 对返修部位用角向磨光机进行打磨，打磨后的两端及表面过渡要平缓,宽度要均匀,有利于施焊的缓坡凹槽。如现场照片所示：
4、焊道的返修要点
4.1焊接前将返修位置坡口两边100毫米区域用烤枪预热,为80-100℃预热温度, 要均匀预热坡口两边的温度。进行焊接的时候宜为不小于100℃的控制层间温度。
4.2返修实施其它焊层PCAW向下，SMAW根焊向上的返修工艺, 采用直流正接电源极性。
4.3返修的焊接要求必须对焊接工艺严格执行, 要一次性完成返修焊缝。返修工作要选择技术水平较高的、经验丰富的持证焊工实施,确保一次返修合格。同一位置焊缝返修次数要求不得超过三次, 要根据相关规定审批焊缝返修工艺技术文件。
4.4焊缝应在焊完后立即去除渣皮，飞溅物，清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。焊缝外观应成形良好，宽度每边坡口边缘2mm为宜，角焊缝高度应符合设计规定，外形应平滑过渡。
4.5焊层之间时间间隔限制在10分钟以内。
4.6焊接环境出现大于8m/s风速，或者焊接电弧周围1m范围内的相对湿度大于90%及焊件表面遭雨淋，出现潮湿等情况，焊接必须实施有效防护手段，不然禁止开展返修作业。
5、潮湿环境下的焊接工艺
5.1在预热温度达到80-100℃的前提下，控制X65钢层间温度在120-150℃以上，在为90%RH-95%RH的环境湿度下，焊接工艺中的焊条电弧焊的焊接接头效果不好，质量不符合标准，在焊缝中产生的气孔大于标准要求的范围，对其原因进行分析主要是：在潮湿环境下，水蒸气会导致其它合金元素与铁氧化，还会导致焊缝增氢。当含有碳较多的情况下，氧和碳发生反应溶解在熔池中，产生的CO不溶于金属，在熔池凝固的过程中来不及逸出的CO气泡就会形成气孔。生成了不溶于金属的氢分子，在液态金属中产生气泡。当气泡外逸速度相比凝固速度慢的情况下，就会形成气孔在焊缝中。
5.2在预热温度为80-100℃的情况下，控制X65钢层间温度在120-150℃以上，在90%RH-95%RH的环境湿度下，焊接工艺参数和层间温度要严格控制，焊接工艺中具有较好质量的焊接接头当属药芯焊丝半自动焊。
5.3焊接管线钢的过程中，通常规定在90%RH以上的环境湿度下是不允许进行焊接施工的。通过项目组全面考虑，不断试验，在严格管理和科学试验的前提下，应用药芯焊丝半自动焊可以减少对环境湿度的要求。
6、体会及建议：
6.1虽然对焊口一次合格率的要求比较高，但返修工作是不可缺少的一个关键步骤，具有极为重要的意义。
6.1.1对于焊工来讲，焊口返修工作是一项细致而艰苦的工作。在施工过程中，有时环境特别不好，尤其是段塞流捕集器施工现场处于南方的水网区域，为了使一道焊口的返修顺利完成，焊工有时需在泥水里躺着或坐着来工作。尤其是在盛夏酷暑难当，焊工还需钻进通风条件不好的狭窄闷热的管口内实施返修作业。
6.1.2焊缝的返修工作是一项尤其复杂的系统工程，对于每一项管道工程来讲都相当重要。焊缝返修质量决定该工程的使用寿命，高超、精湛的焊口技术无疑会提高施工企业的经济和社会效益。
6.2选择进行返修工作的焊工应当具有良好的身体素质，较高的敬业精神，要不断强化培训焊工，使其返修焊口的技术水平不断提高。
6.2.1对焊工的培训与管理要加强。普遍提高焊工的技术水平，使焊口的一次合格率得以提高，降低不必要的经济损失，为单位创造更大的经济效益。
6.2.2对焊工的管理要不断加强，实施静态与动态管理相结合的措施，管理要科学，用人要合理，对有经验的老焊工要多加重视，积极选用，使其参与返修，发挥效能；对年轻焊工也要给予重任，大胆启用，使其在焊口返修工作中有所参与，从而提高技术水平。
6.2.3积极为焊口返修工作创造有利的条件，施工时质量责任人、辅助人员及设备到位必须及时，确保焊口返修工作顺利开展。
7、结束语：
通过段塞流捕集器项目对以上返修技术的实施，返修后的焊缝射线探伤和管口外观检查合格，各项性能指标都能满足相关要求，一次性合格率达到100%，这充分证明该工艺具有较高的可行性。
参考文献：
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[3] 张玉芝、陶勇寅、李建军、孟庆丽：X65管线钢返修焊接工艺 [A]；石油工程焊接技术交流研讨会论文集[C]；2005年
第14篇
关键词：管道，焊接，新技术
当前管道的工作参数得到了很大的改变，其使用领域正在逐渐扩展,这就使得焊接技术的要求变得更加严格。最为常用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料、焊接设备等方面的使用情况得到了很大的改进，而在高效、低耗、低污染等方面的要求也有所提升。随着技术竞争不断加大，焊接工作者面临的焊接技术难题也会越来越复杂，这就需要积极研究出新的焊接方法，运用先进的焊接技术投入到工业生产中，促进管道的焊接技术得到显著的改进。
1.当前管道焊接施工面临的相关问题
1.1现场施工环焊缝的焊接
低C微合金控轧及加速冷却后将会出现管线钢，且力学性能较强。但焊缝是属于电弧熔化的一种组织形式，其强韧性匹配程度水平较低，在使用过程中倘若与母材韧性匹配存在着很大的难度。在经过X80管线钢的相关检验后得出,当管线钢强度级别增强时，其环焊接头达到高强匹配的难度将逐渐增加。这就使得管线钢强度的大大增强，给研制高强度、高韧性焊接材料造成了较大的麻烦,而现场环焊缝的焊接对于高强度管线钢运用有着很大的阻碍。
1.2管道建设的焊接工艺
焊接施工作业点对于整个管道建设而言，其能够出现不同情况的变化，由于自然环境出现的清理复杂，使得长输管道的施工常出现很多不同的因素影响，如：人文环境、地质形貌、气候条件等。管道施工的焊接工艺要想达到各种焊接环境的需要，就必须保证管道施工的焊接工艺呈现多种形式。但是当前管道环焊缝最为普遍运用等不断变化的同时，焊接施工劳动强度也会随之增强，当前的自保护药芯焊丝半自动焊工艺却难以满足今后的管道建设需要。
1.3高效率的根焊方法的不断开发
管道焊接施工大多采用流水作业方式,根焊完成的速度决定了整条管道建设的效率。而焊部焊缝中的未熔合、未焊透、咬边、内凹等缺欠是影响管道安全的重要因素。因此,根焊的质量和速度是管道建设的关键环节。目前管道建设常采用的根焊方法有纤维素焊条电弧焊、数字电源熔化极气保护半自动焊和内焊机熔化极气保护自动焊等,几种方法在焊接工艺性、焊接质量和焊接速度等方面各有所长。管道技术人员仍在不断开发新的高质量、高效率的根焊方法。
2.管道中常用两种焊接工艺的对比分析
2.1纤维素型焊条下向电弧焊焊接工艺
纤维素型焊条在使用过程中其电弧吹力大，且工艺效果显著，能够在单面焊双面成型的根部焊接中发挥作用。自保护药芯焊丝由于半自动焊，其操作形式较为优越，且位置能够快速成型，熔敷性能好，使得焊工对于此项技术很好的把握。这类形式的焊接方法主要用在野外环境下的施工，在当前的管道焊接施工中也是极为普遍的方式。伴随着管道输送压力和钢管强度级别的有所改善，给环焊缝的强韧性制定了更加严格的标准，难以满足自保护药芯焊丝产品的生产需要。
2.2熔化极气体保护下向自动焊工艺
熔化极气保护焊过程中，在焊接区中的优越性体现在维护边界,生产快速，能够实施自动化生产，且采取必要的全位置焊接。这使得该技术在长输管道焊接中的自动化焊接方面得到了充分的运用。自动焊焊接的特点在于效率高、消耗低、稳定型好，对于恶劣的环境条件中使用效果显著。对于坡口形式的标准更加高，当其难以达到标准需要时，则将导致管口组织的精度较差，导致烧穿、未焊透、未熔合等问题。这就需要在焊接施工现场结合配管端坡口的相关形式做好处理，以保证最终的精度达到相关的要求。但在外界因素的影响下，自动焊接施工涉及到的范围较大，而焊接机组需经过一个调整时期，这对改正焊接作用的发挥有着很大的阻碍作用。
3.大直径厚壁管的高效焊接法
当管道的形式属于全焊结构时，其焊接工作的劳动强度将变得更强，且在质量方面的标准也会大大提升。但焊接工作者在施工过程中根据自己的实际经验进行研究，取得了客观的技术进步。而在输送管线工作参数积极改进的当前,对大直径厚壁管的要求更为严格。在生产过程中主要是运用把钢板压制成形的方式，这样才能保证管道的使用性能不会被影响。针对厚壁管焊接工作量较大这一问题，需要使用串列电弧高速埋弧焊来增加钢管的产量。对于5丝埋弧焊焊接16 mm厚壁管外纵缝而言，其最高焊接速度能够达到156m/h，而焊接38mm厚壁管外纵缝的速度则达100m/h。
4.大直径管对接全位置TIG焊机
对于我国的管道生产企业而言，很多中型企业的焊接机械化、自动化水平已经达到了一个较高的台阶。焊接机械化主要是说焊接机头的运动和焊丝的给送通过机械化的形式来实现，不需要人工进行操作，这就需要在焊接过程中焊头适当调整接缝中心位置，并对相关的焊接操作做好观察调整。焊接自动化主要是说焊接过程在开始到结束后这一过程都是通过焊机的执行机构自动实现。不需要操作工人为改动。整个调整过程都是在焊机的自适应控制系统下完成的。论文参考网。由于自适应控制系统主要是受到高灵敏传感器的作用，采用了先进的人工智能软件，这对于数据信息的处理能够发挥出明显的优势。
大直径管对接的全位置TIG焊在当前的管道焊接中属于一项技术含量较高的操作。当前企业要想培训出技能高度熟练的焊工则需投入较大的资金，并且在焊接质量上难以得到保证，产品的焊接质量必须靠焊工自己积累的经验才能有所提升。为避免焊工技能不足带来的问题,防止人为因素给产品焊接质量造成影响，这就需要采用先进的智能操作方式来实现生产。这种自动焊管机能够在直径165～1000mm,壁厚7.0～35.0mm的不锈钢管环缝中得到有效的处理。焊机的自动控制系统使用的是视觉和听觉传感器，并通过计算机来实现控制。
自适应控制和质量监控系统在使用过程中的理论依据为：自适应控制采取视觉传感器实时检测后，对不同的信息或图像进行数据化处理，这样能够按照一定的逻辑规则运行，对焊接情况进行实时观察。且焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器,听觉传感器、电流传感器的具体情况来测定焊接熔池尺寸、焊道形状，这样能够有效提高焊缝质量。论文参考网。论文参考网。
安装视觉传感器对于自适应控制系统的使用过程有着较大的作用，把所摄取的对接区图像输送给计算机后就能起到很好的显示作用。掌握计算机软件图像后，能够对坡口边缘的位置进行测量，便于以后的焊接操作。
摄像机和激光聚光灯是构成激光视频传感器的主要部件，主要安装位置是焊枪后面。其生成的图像可以对焊道表面与坡口侧壁之间的角度进行测量估算。而控制系统结合相关的信息能够实现焊接参数的确定。
5.结束语
科学技术的不断发展使得管道制造企业研制了很多先进的焊接技术，并且运用到了大量的现代化焊接设备，而焊接生产的工艺水平也在这种环境下得到了很好的改进。各个管道制造企业应该在生产中积极采用这些技术，并根据自身的经验不断研发新的焊接技术，提高产品的焊接质量。
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[3] 薛振奎,隋永莉.国内外油气管道焊接施工现状与展望[J].焊接技术, 2001, 140(30):16-18.
第15篇
【Abstract】This paper mainly introduces the quality control method of the angle om joint of nuclear grade Ti-35 alloy pressure vessel， and makes a brief introduction of the technology from design to manufacturing.
【关键词】Ti-35合金；角接接头；质量控制；压力容器
【Keywords】 Ti-35 alloy； angle joint； quality control； pressure vessel
【中图分类号】TG407 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0120-02
1 压力容器角接接头质量较难控制和质量差的原因分析
①角接接头一般都位于容器结构不连续的特殊部位，如设备人孔接管与封头的连接处，接管与壳程筒体的连接处，夹套与设备筒体的封板连接处的角接接头，使用过程中其应力集中较大，受力情况较复杂，不仅受拉伸应力，而且还要受到较大的弯曲和剪切应力，而角接接头承受弯曲，剪切应力的能力较弱，加上角接接头的几何形状有急剧的变化，力线的传递比对接焊缝复杂，在焊缝根部和焊趾处存在较高的应力集中。应力集中较大，焊缝强度较差，给压力容器的角接接头带来先天不足。
②角接接头由于结构原因，无法进行常规的射线检测和超声波检测，焊接接头内部缺陷较难检测，使其焊缝内部质量不易保证，从而减弱了焊缝使用性能。
③角接接头受力复杂，角接接头的强度可靠性在设计和制造中都是很难控制的，容易在设计和制造环节忽略对其的质量和强度要求。
④角接接头一般只进行表面检测如目视检测p渗透检测和磁粉检测，制造过程中对角接接头质量放松，没有像对接焊缝那样进行严格的质量控制。
⑤压力容器中的角接接头实际上是一种组合焊缝，是由对接焊缝和角接接头二部分组成。其焊接要求与对接焊缝有很大区别，相关焊接规范未对角接接头焊接提出具体的焊接工艺评定要求，造成角接接头的焊接质量难以保证。
⑥角接接头与对接焊缝的不同之处在于，由于其结构原因，清根过程很难控制，打底焊接以及定位焊均会保留在整个焊缝中，采用双面焊接，焊接接头质量效果较差。
⑦角接接头质量与坡口形式有较大的关系，在机械加工过程中，开孔形式为异形尺寸，无法精确达到规定的形状尺寸和间隙要求，造成在焊件装配过程中产生误差，焊接操作人员施焊困难，焊接接头质量会造成影响。
2 如何提高Ti35钛合金制压力容器角接接头质量
作为应用于核级的压力容器，其焊接接头的质量显得更为重要。因此要特别强化其角接接头（图1）焊接质量控制。[1]
2.1 加强角接接头的质量控制意识
由于角接接头的受力情况和质量控制与比对接焊缝差异很大，在制造过程中应受到更高的重视，角接接头一般不进行内部无损检测，没有具体的质量考核指标，在焊接质量控制中，只突出对接焊缝的质量，缺少系统规范的角接接头的制造、焊接工艺，甚至发生无证人员进行焊接接头的操作。因此要保证角接接头的质量，必须加强质量意识教育，将角接接头质量与对接焊缝等同要求，使相关人员均重视角接接头的质量，提高角接接头的质量控制意识。
2.2 完善角接接头的焊接工艺评定
针对新材料的特殊性，根据角接接头的特点，要严格按照标准规范完成角接接头的焊接工艺评定，特别针对要求焊透的角接接头的焊接工艺评定，确定可靠的焊接工艺参数。
2.3 做好焊前准备，焊缝坡口质量作为重点
焊p坡口宜采用机械加工，坡口质量包括坡口角度、尺寸、装配间隙等一定要符合图纸要求，若为非圆形开孔，设计标准开孔样板，并将其修磨，符合工艺要求。
2.4 加强打底焊的质量控制
角接接头采用双面焊时，由于打底焊及定位焊一般不能清除，都保留在焊缝中，要特别注意定位焊和打底焊的质量。当必须采用单面焊焊接时，一定要按照图纸和焊接工艺的要求方法进行焊接，有垫板的必须加垫板，要用氩弧焊打底的必须按规定方法焊接。单面焊的打底焊质量不易控制，应要求有焊接经验的固定人员担任打底焊工作，提高角接接头的根部质量。
2.5 焊接过程质量控制
在角接接头的施焊过程中，对其每层的焊接质量都要进行检验检测。焊接人员应严格按照焊接工艺规范进行焊接。由于结构原因，采用单面焊的结构（图2），打底完成后，应进行间接目视检测，即采用工业视频内窥镜对其进行目视检测，主要观察焊缝是否焊透，焊缝表面是否存在表面缺陷，如有，应及时进行返修，由焊接技术人员出具相应返修方案，操作人员应严格按照相关方案进行返修。对于Ti35钛合金角接接头成型过程，应对每层焊缝进行目视检测和渗透检测，以确保焊接质量。焊缝成型后，经外观检测合格后，如能进行射线检测的结构，应进行射线检测。
2.6 焊接接头的圆滑过渡
角接接头的外观几何尺寸在实际工况中易产生应力集中，焊接时必须与母材圆滑过渡，焊缝表面平滑，焊喉及焊脚尺寸必须达到图纸及标准要求。
2.7 焊接操作方法的有效选择
角接接头焊接过程中，无法一直处于平焊或者横焊的位置。为保证其焊接质量，应采用焊接工装，采用焊接质量较好的平位或者易操作的焊接位置，由于转动困难等其它原因，不能采用平焊时，要制定相应的焊接工艺，并由持证焊接操作人员进行焊接，完成焊接工作。
2.8 注重焊接接头的质量检验检测
对于Ti-35钛合金制压力容器的角接接头质量控制，在检验过程中加强检验焊接工艺的执行率。焊接检验员及相关责任工程师应定期进行监督检验，对焊接过程的关键因素进行严格控制，如焊接装配质量、打底焊、焊接工艺的执行和焊缝表面质量的检查，达不到规定要求，严禁施焊。依据产品结构和焊接接头的使用工况，设置必要的停止点，必须经焊接检验员及相关责任工程师监督检验合格后才能允许转入下一道制造工序。
2.9 可靠性检测方法
对于关键设备的角接接头，应设计相应的检测工装进行
①耐压试验
②气密性试验
③氦检漏试验
通过以上三种可靠性检测方法，完全可以确保角接接头的焊接质量。
3 结论
①角接接头是目前压力容器质量比较薄弱的环节之一，也是核级容器制造过程中的薄弱环节，在整个设计、制造、检验等各个环节中应进行合理有效的控制，确保压力容器及核级压力容器的质量。
②推荐采用合理的质量控制方法，在检验环节，通过一系列的组合可靠性检测方法，完成对设备角接接头的质量检测，提高角接接头的焊缝质量。
