焊接的主要方法范文

导语：如何才能写好一篇焊接的主要方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：烟花爆竹 等离子发射光谱法 禁限用药物

烟花爆竹是以烟花火药为原料制成的休闲、节庆用娱乐产品，它通过着火源引燃，伴有声、光、色、图案、烟雾等效果，是起源于我国的一颗文化明珠。药物成分是烟花效果产生的关键，由于某些药物在生产过程中对接触者及其燃放之后对环境产生一定的危害，国家对烟花爆竹中禁限药物进行了规定，并制定国家标准GB/T 21242-2007《烟花爆竹 禁限用药物定性检测方法》，该标准对大部分禁限药物如何定性作了说明，但对如何准确定量未作说明。本文简要介绍我中心利用等离子发射光谱法（ICP-AES）对禁限药物中钾、钠、锶、镁、铜、铅、猛、锑、硼、锗、铅、钡、钛、镓、磷、砷等离子及其在化合物中16种元素同时测定、计算的方法，该方法灵敏、高效、快捷为进一步测定其他药物成分提供经验和依据。

等离子发射光谱法是利用物质在热激发或者电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行定性与定量的分析方法，具有操作简便、检出限低、线性范围宽、干扰小、分析结果准确等优点[1]。

1、实验必备仪器和设备

a） 电感耦合等离子体-原子发射光谱仪

b） 电子天平：感量±0.01mg

c） 超声波清洗器

2、试剂和溶液

a） 实验用水为去离子水

b） 硝酸为优级纯

c） 硝酸（1+19）

d） 16种单元素的标准溶液：质量浓度均为1000mg/L，可按GB/T 602标准方法配制，

也可向国家认可的销售标准物质单位购买。

e） 16种元素的混合标准溶液：按照表1[2]所示，将标准溶液用5%硝酸逐级稀释配制混合标准溶液。

3、样品前处理

准确称取烟花爆竹药物0.1g于100mL容量瓶中，用5%HNO3溶液定容样品，充分溶解3h，超声提取15min，过滤，摇匀，待测。

4、测定

设定等离子发射光谱仪参考条件

a） 功率1.1kw

b） 氩气纯度99.99%、氩气压力0.6MPa

c） 冷却气流量18L/min、辅助气流量0.2L/min

d） 雾化器压力34PSI

e） 水平观测位置

f） 泵速1.2mL/min

g） 试样进样时间20s、积分时间5s

调节仪器的最佳分析条件，推荐使用如下表2的元素波长，分别绘制各元素的校准曲线，

要求仪器稳定性达到如下要求，方可进行样品测定。a、元素含量≤0.1 mg/kg时，在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对值不得超过算术平均值的30%；b、元素含量0.1～2 mg/kg时，在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对值不得超过算术平均值的20%；c、元素含量>2mg/kg时，在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对值不得超过算术平均值的10%。

在选择的最佳测定条件下，测定空白溶液和试样溶液中各待测元素的光谱强度，从工作曲线上计算出相应组分的浓度，对于元素含量超出标准曲线浓度范围的样品，可定量稀释后测定。

5、结果计算

试样中各元素的含量按式（1）进行计算：

X—被测元素含量，单位为毫克每千克，mg/kg；

c—被测试液中各元素的浓度，单位为微克每毫升，?g/mL；

c0—被测空白溶液中各元素的浓度，单位为微克每毫升，?g/mL；

V—被测试液体积，单位为毫升，mL；

m—试样质量，单位为克，g。

6、总结及评价

采用先进仪器等离子发射光谱法对烟花爆竹药物中禁、限类元素钾、钠、锶等16种元素含量同时测定，检测高效、快捷、灵敏、方便，可弥补当前检验标准只能定性的不足。该检测方法的建立，能为烟花爆竹安全生产、监测和控制等方面提供科学依据，从而规范我国烟花爆竹传统高危行业的生产行为，为我国烟花爆竹产品中禁用药物含量的检测提供一个科学的试验方法。

参考文献：

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【关键词】焊接；焊接变形；焊接应力；变形控制

焊接是机械加工中非常重要的一个工艺环节，但是金属结构件在焊接过程经常会出现一些难以预料的结构变形，严重影响到设备的结构强度和刚度、设计精度及安装工艺，同时也会给生产增加许多额外的工序，延长了生产周期，提高了生产成本，最后造成极大的浪费。因此，了解焊接变形的产生机理，掌握焊接变形形成的主要因素和规律，探寻控制变形的方法，将有利于提高焊接质量以及设备的机械性能，给我们的生产带来重大的影响。

一、焊接变形产生机理

焊接变形是由多种因素交互作用而导致的结果。通常，若仅就其内拘束的效应而言，焊接变形的主要形成原因是由于焊接过程中构件受到不均匀的加热和冷却，焊件各部位金属热胀冷缩的程度不均，焊件各部分相互连接而又相互制约，不能自由的伸长和缩短，使焊件本身产生应力不均匀，导致焊件的变形。其中，焊接变形与焊接应力又同时存在，互为因果。若要控制好焊接变形，则对焊接应力的认识和掌握也必不可少。

二、焊接变形的种类和影响焊接变形的主要因素

1．焊接变形的种类。焊接变形可以区分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。在焊接热循环过程中产生且动态变化的变形为瞬态变形，冷却至室温后所出现的变形为残余变形。就残余变形而言，实际为焊件最终所呈现的变形形态，是对产品设计、加工、装配等工作的直接影响。按其变形形态和方式，基本可以划分为以下常见几种类别：（1）收缩变形。收缩变形主要表现为沿焊缝方向的纵向收缩变形和垂直于焊缝方向的横向收缩变形。（如图1a）（2）角变形。角变形主要出现在堆焊、对接焊、搭接焊或T形接头焊接中，其由于焊缝的横向收缩在板厚度上的分布不均匀所致。（如图1b）（3）扭曲变形。扭曲变形一般出现在框架、杆件或梁柱等一些刚性较大的焊接构件上，由于焊缝角变形沿长度上的分布不均匀性而产生，构件绕自身轴线发生扭曲。（如图1c）（4）压屈失稳变形。压屈失稳变形一般出现在薄板构件上，由远离焊缝区的焊接残余压应力引起的失稳波浪形变形。压屈失稳变形不同于弯曲变形（无论是焊缝纵向收缩、横向收缩或角变形引起的弯曲变形），此变形的翘曲量一般较大，且失稳变形形态多。（如图1d）

a-收缩变形b-角变形c-扭曲变形d-压屈失稳变形

图1 焊接残余变形类别示意

2．影响焊接变形的主要因素。焊接变形的影响是多方面的，但就机械、环境和人为三个因素相对稳定的情况来讲，影响焊接变形的主要因素有以下三个方面。（1）材料因素的影响。材料性能对于焊接变形是很重要的一个影响因素。一般热传导系数越小的材料，温度梯度越大，焊接变形越显著；随着材料热膨胀系数的增加，焊接变形也相应的增加。同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用。（2）结构因素的影响。焊接结构的设计对焊接变形的影响最为关键。其中包括焊缝分布、焊缝截面积、坡口形式、焊件板的厚度及加强筋板的位置和数量等诸多方面。一般来讲，焊缝在设计时应考虑对称、均部及分散，这样可减小焊件的焊接变形。焊缝截面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝截面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的，而且是主要的影响因素，因此，当焊件厚度相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大。对于焊件板的厚度及加强筋板的位置、数量等进行优化，对减小焊接变形有着十分重要的作用。（3）工艺因素的影响。焊接工艺对焊接变形的影响方面很多。比如焊接方法、焊接热输入量、焊接顺序、构件的定位或固定方式、焊胎及夹具的应用等。首先要选择正确的焊接方法，不同的方法造成热输入量也不同，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大。焊接顺序对焊接变形的影响较为显著。一般情况下，不同的焊接顺序焊后将产生不同的变形量，所以在焊接时应尽量采取以下焊接方法：对称焊接，焊缝不对称时，先焊焊缝少的一侧。

三、控制变形的方法

了解了焊接变形的机理和影响因素后，我们就得探求一些控制和消除变形的方法和手段，以提高焊接的质量。在工程实践中，积累和沉淀下了很多控制变形的措施方法，现总结归纳如下：（1）改进焊接结构。合理选择焊缝结构的形式和尺寸，避免焊缝的不均匀布置和集中分布，减少不必要的焊缝，都能有效控制焊接变形。（2）采用刚性固定法。对于刚性较小的焊接件，合理采用刚性好的夹具、支撑件、焊胎等辅助器具加以固定可以减小焊件的变形。（3）预留收缩变形余量。根据理论计算和现场经验，对焊件预先预留收缩变形量或加工量，保证焊后能够达到设计尺寸要求。（4）采用反变形法。根据理论计算和现场经验，预先把焊件人为地加工或设置产生一个变形，使这个变形与焊后发生的变形方向相反而数值相等，这样变形与反变形就能在焊后得到抵消。（如图2所示）（5）采用合理的焊接方法。不同的焊接方法带来不同的线能量，选用线能量比较低的焊接方法，可以有效地减小焊接塑性压缩区，从而减小焊接变形。（6）采用合理的装配焊接顺序。对焊件适当的划分为部件、组件进行组焊后，再进行部分间的焊接，提高了组对的精度，减少了焊接变形。（7）焊前预热和焊后消应力处理。焊前预热可使焊缝周围母材温度升高，从而降低焊缝金属与周围母材的温差，降低焊接收缩内应力，减少焊接变形。对于焊接变形预先的控制是一个很重要的工作环节，但对于焊后出现的变形纠正也是对焊接质量的有效保证。

图2 反变形法焊接示意

在实际的焊接过程中，焊接变形的控制是保证焊接质量的重要环节。但因为材料、结构以及焊接环境等因素的复杂性，要保证焊接质量就必须根据现场条件、焊接结构、焊接工艺和已有的经验进行具体分析，采用合理的焊接方法和控制措施，以控制和消除焊接变形。所以，就焊接和焊接变形而言，我们应该不断的在实践中总结、积累经验，加深理论学习，提高焊接和控制焊接变形的技术求平。

参考文献

[1]朱江．焊接变形的控制和预防[J]．电焊机．2009（8）：90～93

[2]李晓明，孙德伟．焊接结构件焊接变形的控制[J]．铁道车辆．2010（5）：10～16

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【关键词】管道；焊接工艺；质量；焊接方法

随着我国管道运输的发展，其在国民经济建设中的重要性得以充分的体现，由于管道运输的介质较为特殊，多数是以石油、天然气和工业用气体为主，所以管道的焊接质量至关重要。特别是管道接头的焊接对于管道的质量更是有着至关重要的作用，因此需要选择适宜的焊接工艺来保证管道的质量，确保管道运输在当前我国经济快速发展的大环境下发挥着重要的作用。

1 焊接在管道建设中的特点

1.1 在管道建设中，其焊接工作处于流动状态，其作业点需要随着施工进度的进行而不断的进行移动，所以对于始终处于移动状态下的焊接作用，对其质量进行控制则其难度无形中有所增加。

1.2 长输管道在施工过程中需要穿地不同的地形环境，由于施工场地的复杂性，对焊接工作的影响较大，这就需要根据各地的地形地貌特点来采取适宜的焊接方法，从而使其满足更好的适应工程的质量要求。

1.3 由于长输管道施工工期较长，在施工过程中可能面临各种恶劣环境，而这些风、雨、雪、温度及温度等都会直接影响到焊接的质量，使工程的质量无法满足设计的要求。

1.4 在焊接工作中对其质量影响的因素较多，其焊接设备、工艺、材料和焊工的技能等都可能对焊接质量带来一定的影响。

1.5 在长输管道焊接工作中，由于影响因素较多，所以有些时候在施工现场就有较多的留头，而接头数量的增加也增加了焊接的数量，使焊接成本增加，使其质量也很难得到保证。

2 焊接方法的选择

长输管道的焊接，需要选择一个科学合理的焊接方法，所以焊接方案不仅要确保其具有较好的经济性，而且还要在保证质量的前提下使其保持较高的生产效率。所以一个科学合理的焊接方法不仅在技术上具有较好的可行性，同时也要保证与施工进度的一致性。因此，经济有效的焊接方法对于焊接质量具有极其重要的作用。

2.1 选择焊接方法应考虑的因素包括管子直径、壁厚、管子级别、设计条件、管道长度以及施工地点等。

2.2 直径和壁厚主要影响长输管道手工下向焊和（ 半） 自动焊方法的选择。

由于管径的不同，所选择的焊接方法也有所不同，所以在什么时候用手工焊还是自动焊是有一定区别的。这就由于管径的大小不同来决定，对于小于0.6米的直径管道在进行焊接时则以手工下向焊为宜，而大于0.6米直径的管道焊接时，则需要根据施工进度的要求来选择手工焊或是自动焊。而在进行大口径和大壁厚的管道焊接时，则需要采用自动焊接的方法进行，特别是长距离的输送管理，自动焊接更是最优先的选择。

2.3 对于特殊用途的管道，如进行酸性介质输送，或是对焊缝具有较高韧性要求的管道，在设计要则在选择更为适宜的焊接方法，其焊接工艺不能随意进行应用，应得到允许才能进行采用。

2.4 一般认为， 手工下向焊可用于焊接 X70 等级以下的管道， 并且实践证明也是成功的。对于 X70 等级以上的管道， 为了保证焊接质量和较高的韧性条件， 需要考虑其他的焊接方法。

2.5 尽管自动焊也存在着一定的弊端，但对于在野外施工的环境中，利用自动焊施工方法可以有效的减轻焊工的劳动强度，使其从繁重的工作中解脱出来，同时对焊接质量也有一定的保证作用。

3 管道焊接工艺

3.1 现场焊接的特点

长输管道由于其主要以输送石油和天然气为主，这就需要焊接工作大多时候都在处于油气所处的地理位置范围内，恶劣的环境无形中增加了焊接的难度。而在现场焊接施工中，通常都是采用对口器进行管口的对接，而为了有效的保证施工的速度，则在进行前一个管口对接时，则需要准备下一个管口的对接工作。这样就会有较大的附加应力产生，而且在现场焊接工作中，由于管道位置的需要，则各种焊接位置都可能存在，这就需要焊接工作要具有较高水平的操作能力，对其具有较高的技术要求。而且当前由于管道行业发展速度的加快，不仅对管道的输送压力和直径都有较高的要求，同时管线钢也开始向高强化、高韧化方向发展，再加之管径的大型化和管道壁的厚度不断增大，所以对焊接工作也提出了更高的要求。

3.2 管道施工焊接工艺方法

3.2.1 根焊

目前根焊的方法主要有内焊机根焊， 纤维素焊条手工焊打底， 半自动焊打底和脉冲焊打底。纤维素焊条手工焊主要借助于纤维素焊条药皮中的有机物增强电弧吹力， 将熔滴以小颗粒过渡到熔池中去， 从而实现单面焊双面成形。半自动焊属于CO2气体保护焊， 它是通过精确的基值、峰值电流和电压控制， 使熔滴过渡更利于成形， 焊接过程稳定， 解决了飞溅问题和单面焊双面成形的难题。脉冲焊是最近几年相关科研人员研究的一种新的根焊方法， 有试验表明此方法在单面焊双面成形方面取得了较好的效果。

3.2.2 填充和盖面

自动外焊机填充、盖面是在施工环境比较好的地方采用的一种焊接方式； 大多数情况下采用药芯焊丝自保护焊接方法。自保护药芯焊丝半自动焊技术在我国是 20 世纪 90 年代开始应用到管道施工中的， 主要用来填充和盖面。其特点为熔敷效率高， 全位置成形好， 环境适应能力强， 焊工易于掌握， 是目前管道施工的一种重要焊接工艺方法。由于焊丝中含有保护药粉， 焊接过程中药粉中的造渣剂、造气剂迅速溶解保护焊缝， 同时药粉中的合金元素能够改善焊缝性能。相比于气体保护焊接方式， 特别是在野外施工条件下可以省略保护气体， 然而药芯焊丝的价格问题导致了该焊接方式成本偏高。

4 结束语

自我国加入世界贸易组织以来，也有效的带动了当前管道业的建设。目前国内外焊接设备和焊接材料的市场处到激烈的竞争当中，而当前管道业的发展，也使管道用钢开始向高强度的方向发展，这样就对焊接技术提出了更高的要求，只有不断进行焊接技术的创新，才能有效的提高市场竞争能力，使我国的管道业得以健康、持续的发展。所以在实际施工当中，对于大直径、大壁厚管道， 在地区、人为条件较理想情况下， 自保护半自动焊应当大力推广应用。双联管焊接技术在条件允许的情况下， 应推广应用； 普通管道可以引进闪光焊， 但要根据管道设计对焊缝冲击韧性要求， 进行试验研究； 双头气体保护焊可提高工效宜加紧研究， 并推广应用； 单面焊双面成形设备应结合工艺试验加快研制步伐。从而提高我国的管道焊接的水平，使其在国际市场上具有较强的竞争力。

【参考文献】

[1]包海平.石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制[J].广东科技，2011（2）.

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1、焊接变形的基本类型分析和原因分析

1.1焊接变形的基本类型。

所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程中，由于施焊电弧高温引起的变形，以及焊接完成后在构件中的残余变形现象。在这两类变形中，焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素，也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形；根据变形的不同特点则可分为：角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形。在这些变形类型中，角变形和波浪变形属于局部变形，而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型是整体变形。

1.2焊接变形产生的原因分析。

钢结构刚度：刚度是指结构体对拉伸方向和弯曲变形的抵抗能力。钢结构的刚度主要取决于结构截面形状和尺寸的大小。例如，工字钢截面和纵向桁架变形量，主要取决于其横截面面积的弦杆截面大小的部分。再如，工字型、丁字型或其他形状的型钢的弯曲变形量主要取决于截面的抗弯刚度。焊接连接缝位置和数量：当钢结构刚度不足时，在设计焊接连接缝位置和数量时，应在结构体对称安排，且焊接顺序是合理的，构件只能产生线性变形;当焊缝为不对称的安排，产生的多为弯曲变形。焊接工艺：焊接电流偏大、焊条直径较粗，使得焊接速度缓慢，可能导致焊接变形大;厚钢板焊接时，手工焊接方法比自动焊接方法引起的变形量较小；采用多层焊接工艺时，首层的焊缝收缩变形最大，第二和第三层焊接变形量分别是首层的20％和5％〜10％。也就是说，多层焊接的层数越多，焊接变形越明显；断续式焊缝与连续焊缝相比收缩变形量小；对接式焊缝的横向收缩变形量比纵向收缩变形量大2至4倍;焊接顺序不当或在没有焊接妥当分部构件时就进行整体组装焊接，很容易产生焊接变形。因此，为了防治焊接变形，在焊接施工过程中必须制订合理的工艺措施。

2、焊接变形的控制

2.1设计措施

2.1.1合理地选择焊接的尺寸和形式

焊接尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。焊缝尺寸大,不但焊接量大,而且焊接变形也大,因此,在保证结构的承载能力的条件下,设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸。对于受力较大的丁字接头和十字接头,在保证相同的强度条件下,采用开坡口的焊缝可以比一般角焊缝减少焊缝金属,对减小变形有利。

2.1.2尽可能减少不必要的焊缝

在设计焊接结构时,合理地选择筋板的形状,适当地安排筋板的位置,力求焊缝数量少,避免不必要的焊缝,从而减小焊接变形。

2.1.3合理地安排焊缝位置

在设计焊接结构时,安排焊缝尽可能对称于截面中性轴,或者使焊缝接近中性轴,这对于减少梁、柱等类型结构的挠曲变形有良好的效果。

2.2工艺措施

工艺措施是指在焊接构件生产制造过程中所采用的一系列措施,将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后矫正措施。

2.2.1焊前预防措施

焊前预防主要包括预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。

预变性法或称反变形法是根据预测的焊接变形大小和方向,在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量(反变形量),焊后焊接残余变形抵消了预变形量,使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。

预拉伸法多用于薄板平面构件,焊接时在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下进行的。焊后,去除预拉伸或加热,薄板恢复初始状态,可有效地降低焊接残余应力,控制焊接变形。预热的作用在于减小温度梯度,不同的预热温度在降低残余应力的作用方面有一定的差别,预热温度在300 ℃～400 ℃时,在钢中残余应力水平降低了30 %～50 %,当预热温度为200 ℃时,残余应力水平降低了10 %～20 %。

刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定,可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。

2.2.2焊接过程控制措施

焊接过程控制主要方法有采用合理的焊接方法和焊接规范参数,选择合理的焊接顺序以及采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施。选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形。采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施可以降低残余应力和减小焊接变形。采用随焊两侧加热,横向应变、纵向应变和最大剪切应变的分布更加均匀,变化更加平缓,起到减小焊接残余应力和变形的作用。随焊碾压法由于设备复杂、使用不便等原因,在生产应用中受到一定的限制,但该方法在提高焊接变形等方面具有理想的效果。随焊激冷法能够显著地降低残余应力和减少焊接变形。

焊接顺序对焊接残余应力和变形的产生影响较大,在采用不同的焊接顺序时,可以改变残余应力的分布规律,但对残余应力整体幅值的降低作用不大,同时该方法对于控制焊接变形有较大的作用,尤其在多道焊中,作用更加明显。

2.2.3焊后矫正措施

当构件焊接后,只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。焊后矫正措施主要分为加热矫正法和机械矫正法。加热矫正法又分为整体加热和局部加热。

整体热矫正是指将整体构件加热至锻造温度以上再进行矫正的方法,可用以消除较大的形状偏差。但是焊后整体加热容易引起冶金方面的副作用,限制了该方法的进一步推广及应用。

局部热矫正多采用火焰对焊接构件局部加热,在高温处,材料的热膨胀受到构件本身刚性制约,产生局部压缩塑性变形,冷却后收缩,抵消了焊后部位的伸长变形,达到矫正目的,火焰加热法采用一般的气焊焊炬,不需要专门的设备,方法简便灵活,因此在生产上广为应用。

此外,还有利用机械力或冲击能等进行焊接变形矫正,包括静力加压矫直法、焊缝滚压法、锤击法等。

3、结束语

综合分析上述焊接变形的影响因素与减小焊接变形的措施,基本了解焊接变形的原因及变形的种类,针对焊接变形的原因和控制措施从焊接工艺等方面进行改进,有效防止减少焊接变形所带来的危害。

参考文献：

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关键词：高层建筑；焊接；质量管理；质量控制

在我国（超）高层建筑中，由于钢结构有较多优点，越来越普遍地采用，可以预计将来在50层以上的建筑中各种形式的钢结构将成为主导结构。钢结构工程涉及面广、技术难度大，钢结构技术已成为建筑业10项新技术加以推广应用。其中焊接技术是其关键的施工技术之一，焊接质量常常是施工质量控制的关键和难点。本文分析高层建筑钢结构焊接施工的特点及影响焊接质量的主要因素，提出了控制焊接质量的主要措施。

1、高层建筑钢结构安装焊接施工的主要特点及难点

1.1焊接施工主要特点

1.1.1高空作业；

1.1.2露天作业；

1.1.3施工作业周期较长；

1.1.4广泛采用高强合金钢材。如中国16Mn，日本SM41，SM50，SM53，美国A36，A572等；

1.1.5大量使用厚板及超厚板结构；

1.1.6除采用传统的焊接手工电弧焊外，广泛采用CO2气体保护半自动焊，20CO2+80%Ar：的混合气体保护半自动焊，自保护药芯焊丝焊接，自动焊；

1.1.7焊接质量要求高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。

1.2焊接施工主要难点上述特点给焊接施工带来了系列的困难，主要有：

1.2.1作业环境风大；

1.2.2温度和湿度变化大，甚至有雨雪威胁，低温焊接施工等；

1.2.3焊接工作量大，焊接返修困难；

1.2.4辅助作业工作量大；

1.2.5焊接自由空间受到限制；

1.2.6与其它工种配合交叉作业量大（如吊装、高强螺栓连接施工等）；

1.2.7焊接裂缝倾向较严重，部分厚板结构有层状的撕裂倾向；

1.2.8焊接变形量大。

此外，由于高层建筑钢结构在我国发展时间不长，目前，国内专门针对高层建筑钢结构设计、施工的标准尚不完善，常常是采用国外设计、国外材料、国外总承包施工、采用国外标准，造成焊接质量控制缺乏统一的标准，这些都给焊接施工质量控制带来了困难。

2、焊接质量控制的主要措施

根据对上述影响焊接质量因素的分析，结合工程实际，其质量控制的主要措施为：

2.1制定焊接施工计划应根据现场钢结构安装的实际情况和技术要求，进行技术经济分析，制定切实可行的焊接施工计划。计划应包括并应确认以下主要项目。

2.1.1方法、材料、人员管理焊接条件；焊接方法；使用钢材（复验）；焊接材料及其管理；焊工培训、考试及管理；质量控制机构；质量控制制度；防护措施；安全措施。

2.1.2加工。坡口要领；坡口加工要领；引弧板安装要领；组装及焊接顺序。

2.1.3组装。预热要领；引弧板处理；定位焊要领；清根要领；焊缝及加工要领；后热要领；产生不良时的矫正要领；焊缝返修要领。

2.1.4检查。外观检查标准、方法、要领；无损检查方法、标准、要领。

2.2焊前准备质量控制焊接前进行认真的准备。“焊前准备好了等于已焊接了一半！”焊接前须对以下项目进行确认。

2.2.1环境。作业环境；焊接环境；安全卫生注意事项。

2.2.2材料及器具。电源容量；焊接材料种类及组合；焊接材料状态；使用器具状态。

2.2.3加工拼装。坡口形状；坡口尺寸；根部间隙；错边；背面垫板的安装状态；定位焊；引弧板的安装状态。

2.2.4其它。焊接坡口表面的清理和加工；预热。

2.3焊接过程中质量控制焊接过程中施焊人员应严格按焊接计划书要求及焊接工艺指导书执行，严肃工艺纪律，对以下项目进行确认。

焊接顺序；焊接电源；电弧电压；焊接速度；运条方法；焊缝的设置方法；电弧的位置；前层的焊缝状态；清根；层间温度；焊条或焊丝直径的选择；后热、保温。

2.4焊后质量控制焊接后，应按设计要求、有关标准对焊缝进行严格检查，对焊缝外观、尺寸、表面及内部缺陷进行确认，其主要项目有：

2.4.1外观及表面缺陷。焊缝表面规整与否；压坑；焊瘤；悬垂物；咬边；火口状态；表面气孔；表面裂纹。

2.4.2尺寸。余高尺寸；焊接长度；角焊焊脚长度，补强角焊的大小；角焊的不等脚长。

2.4.3内部缺陷。裂纹；未熔合；未焊透；夹渣；气孔。

2.4.4处理。引弧板的处理；飞溅物清除合格与否；端部周边焊；焊缝返修。

3、结语

高层建筑钢结构安装焊接施工是一项要求组织严密、效率高、质量有足够可靠性的复杂工作。为了满足焊接区所要求的质量水平，影响焊接质量的诸因素，如焊接作业人员、焊接设备、钢材、焊接材料、施工方法、作业管理及检查等必须完美配合才能达到所要求的质量水准。

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焊接变形是指钢构件在未受荷载前，由于施焊电弧高温引起的变形，包括缩短、角度改变、弯曲变形等。焊接变形会对结构安装的精度造成很大的影响，过大的变形甚至会显著降低结构的承载能力。因此在焊接过程中，必须通过一定的控制措施减低焊接变形的发生。本文将详尽分析焊接变形的影响因素，并对焊接变形的控制措施进行相关探讨。

1.焊接变形的影响因素

1.1材料因素

材料的热物理性能和力学性能参数都会影响到材料的焊接变形。其中热物理性能的影响主要是热传导系数对材料焊接变形的影响，通常热传导系数越小，材料温度变化越大，焊接变形现象就越明显。相对于热物理性能，力学性能对材料焊接变形的影响就比较复杂，其中热膨胀系数的影响是最大的。当材料的热膨胀系数增加时，焊接变形的程度也就增大。此外，力学性能中的屈服极限和弹性模量的变化也会在一定程度上影响材料的焊接变形。材料的弹性模量和焊接变形成反比例关系，也就是说随着弹性模量的增加，焊接变形反而会降低。屈服极限的增加会导致焊接变形过程产生较大的残余应力，再加上平均应力比较高，就会导致焊接结构材料对于变形的存储能力增加，从而促使脆性断裂事件的发生。塑性应变和塑性区域减小，焊接变形也随之减小。

1.2结构因素的影响

焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键，也是最复杂的因素。其总体原则是随拘束度的增加，焊接残余应力增加，而焊接变形则相应减少。结构在焊接变形过程中，工件本身的拘束度是不断变化着的，因此自身为变拘束结构，同时还受到外加拘束的影响。一般情况下复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位，而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加，在设计焊接结构时，常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性，这样做不但增加了装配和焊接工作量，而且在某些区域，如筋板、加强板等，拘束度发生较大的变化，给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。因此，在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化，对减小焊接变形有着十分重要的作用。

1.3工艺因素

焊接采用的方法、焊接顺序、焊接时的定位以及热输入量等对焊接变形的影响，被称为焊接工艺对焊接变形的影响。焊接工艺对焊接变形的影响是最多的，在所有工艺因素中，焊接顺序对焊接变形的影响最大。不同的焊接顺序对焊接结构残余应力的分布状态有很大影响，进而影响焊接变形状态。焊接工艺参数很多，这些参数对焊接变形的影响一直是焊接研究的重点，利用有效的焊接工艺可改善残余应力和减小焊接变形。

2.焊接变形控制措施

2.1合理的设计措施

首先，尺寸选择上要正确恰当。焊缝的大小直接关系到焊接工作量和变形程度。因为焊接变相的程度会随着焊缝的扩大而变大，所以在设计过程中，确保结构承载力的前提下减小焊缝。在确保像十字或者丁字这种受力大的接头程度一样的前提下，可以用开破口焊缝代替一般角焊缝。在如今设计人员对焊接工序了解加深的条件下，已经能做到在设计上避免以前的错误倾向，理性地选择焊缝尺寸与形式。其次，设计应该充分考虑焊接工序，尽可能地减少不必要的焊缝。在设计焊接结构的时候，设计人员应该合理地选择筋板的形状和安排筋板的位置，尽可能地减少焊缝数量，这样能有效地减少焊接变形。再次，设计人员要选取最合适的焊缝位置。在设计焊接结构的时候，设计人员应安排焊缝尽可能地对称于或者接近截面的中轴。采取这样的方法能有效减少梁、柱类结构的挠曲变形。

2.2完善的工艺措施

2.2.1焊前预防措施

焊前预防主要包括预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。预变性法或称反变形法是根据预测的焊接变形大小和方向，在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量（反变形量），焊后焊接残余变形抵消了预变形量，使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。预拉伸法多用于薄板平面构件，焊接时在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下进行的。焊后，去除预拉伸或加热，薄板恢复初始状态，可有效地降低焊接残余应力，控制焊接变形。预热的作用在于减小温度梯度，不同的预热温度在降低残余应力的作用方面有一定的差别，预热温度在300℃～400℃时，在钢中残余应力水平降低了30%～50%，当预热温度为200℃时，残余应力水平降低了10%～20%。刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定，可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。

2.2.2焊接过程控制措施

焊接过程控制主要方法有采用合理的焊接方法和焊接规范参数，选择合理的焊接顺序以及采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施。选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形。采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施可以降低残余应力和减小焊接变形。采用随焊两侧加热，横向应变、纵向应变和最大剪切应变的分布更加均匀，变化更加平缓，起到减小焊接残余应力和变形的作用。随焊碾压法由于设备复杂、使用不便等原因，在生产应用中受到一定的限制，但该方法在提高焊接变

形等方面具有理想的效果。随焊激冷法能够显著地降低残余应力和减少焊接变形。

2.2.3焊后矫正措施

当构件焊接后，只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。焊后矫正措施主要分为加热矫正法和机械矫正法。加热矫正法又分为整体加热和局部加热。整体热矫正是指将整体构件加热至锻造温度以上再进行矫正的方法，可用以消除较大的形状偏差。但是焊后整体加热容易引起冶金方面的副作用，限制了该方法的进一步推广及应用。局部热矫正多采用火焰对焊接构件局部加热，在高温处，材料的热膨胀受到构件本身刚性制约，产生局部压缩塑性变形，冷却后收缩，抵消了焊后部位的伸长变形，达到矫正目的，火焰加热法采用一般的气焊焊炬，不需要专门的设备，方法简便灵活，因此在生产上广为应用。

3.结语

通过对焊接变形因素和控制措施进行分析，我们可以找到多种实现焊接变形控制的方法。但是我们也很容易发现，每种控制措施都有一定的局限性。那么在生产中就要求根据自身的需求和条件选择相应的方法，来实现对焊接变形的控制。在控制措施中，相对成熟和广泛使用的方法是焊接前和焊接过程焊接变形的控制，而焊接后的控制矫正方法还不够成熟和理想，寻找一种有效的控制方法成为日后焊接工艺的一个重要研究方向。

参考文献

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关键词：H型钢材质埋弧自动焊船形焊缝变形

1前言

随着科技的不断进步和钢产量的不断提高，钢结构以其建设周期短、结构性能好、资金投入小的优点而越来越受到青睐，并得到广泛的应用。H型钢作为钢结构产品的一种主要构件而被大量的应用于各种结构中，承轨梁就是一种以H型钢作为主体承重结构的构件。H型钢承轨梁制作施工的一个主要步骤就是对其四条纵向主焊缝的焊接。H型钢承轨梁这四条主焊缝焊接质量的好与坏，直接体现于焊缝质量的好与坏和焊接变形控制的好与坏。对于如何保证焊缝质量和控制好焊接变形的问题，本文将从焊接材料、焊接方法、焊接变形等三个方面进行焊接工艺分析和论述，并从中找出答案。

2焊接材料分析

焊接工艺分析的首要步骤就是对焊接母材进行焊接性能分析，从而确定焊接材料的牌号。作为一般的H型钢承轨梁结构件，较常采用的结构材质为低碳钢（如A3钢）和低合金钢（如16Mn钢）。下面是对A3钢和16Mn钢两种材质的焊接性能和焊接工艺的简易分析。

通过上面的分析，我们可以根据不同材质的特点和构件结构的特点，选用相应的焊材，从而从根本上保证了焊缝的内部质量，并为焊接方法的确定和焊接工艺参数的选择提供了必要的依据。

2.1焊接方法的选择和运用

H型钢的焊接一般都是选用埋弧自动焊进行焊接，但是为何会选用埋弧自动焊进行焊接？埋弧自动焊又有何优越性呢？下面是常用的三种可行性焊接方法相对于16毫米板厚对接焊缝的焊接比较：

通过以上的比较，综合考虑焊接成本、焊接效率、焊缝成形质量等因素，可以基本选定埋弧自动焊作为H型钢四条主焊缝的焊接方法。再进一步结合埋弧自动焊的特点，可以看出H型钢以其独特的焊缝结构特点得以避开埋弧自动焊无法进行立焊、仰焊、薄板焊接和不适应短焊缝焊接的致命缺点，从而适应于埋弧自动焊这一焊接方法的使用。埋弧自动焊亦以其生产效率高，焊缝质量好，无弧光辐射和飞溅，不受环境风力影响，室内外都可以焊接的优点而非常适用于H型钢的焊接生产。

相对低于埋弧自动焊焊接成本的焊接方法是CO2焊，且焊接时间和熔敷速度接近或优于埋弧焊，但考虑到其焊接穿透力稍差，焊缝成形不如埋弧焊，焊缝质量的控制难于埋弧焊，且焊接工作环境差于埋弧焊。特别是当角焊缝大于10mm的时候，由于其焊接焊缝不适宜一次成形而导致要二次成形，并因此而大大降低了其焊接效率。从而相对于H型钢四条主焊缝的焊接来说，选用埋弧焊要优于选用CO2焊。

使用埋弧自动焊进行H型钢的焊接，较常采用的是船形焊缝的焊接（如下图所示），因为船形焊可以让焊丝处于垂直状态，熔池处于水平位置，从而容易保证焊缝质量。

2.2实例运用

在深圳龙华富士通公司剪裁厂承轨梁的焊接施工中，我们采用埋弧自动焊的焊接方法，运用船形焊的焊缝设置，成功地完成H型钢的焊接施工，并通过超声波无损探伤的检测，得出达到三级焊缝的检测结果。

3焊接变形控制

焊接变形的形成是由于不均匀温度场造成的，焊接时的不均匀温度场引起了三个：温差变化、力学性能变化、金属相变。这一系列的变化使得焊缝内部产生了压缩塑性变形，构件的变形因此而产生。作为埋弧自动焊，其焊接线能量较大，产生的温度场范围也较大，因而其产生的焊接变形较大。相对于H型钢四条主焊缝的焊接变形，主要有两个方向的变形：一是沿焊缝方向的纵向变形，它的主要表现形式是H型钢在长度方向上的挠曲变形；二是沿焊缝截面方向的横向变型，它的主要表现形式是H型钢上下翼缘板的下挠变形。

3.1挠曲变形的控制

结合我们的施工条件和已有的施工经验，可以从三个方面对H型钢承轨梁焊接产生的挠曲变形进行控制。

3.1.1选用合理的焊接顺序和规范

对于用于承轨梁结构的H型钢焊接，可利用承轨梁本身就要求起拱且允许一定起拱误差的特点，采用如下图所示的焊缝焊接顺序进行同方向焊接，有意识地造成焊接起拱，并结合H型钢在下料和拼对时预设的起拱，以达到承轨梁的起拱要求，从而达到控制H型钢相对于沿腹板中心方向上的焊缝焊接变形的目的。

3.1.2采取刚性固定法

在H型钢被放置到焊接胎具上后，利用胎具骨架和相应的夹具将H型钢固定到焊接胎具上，借以利用焊接胎具的刚性来拘束H型钢焊接时产生的变形。从而达到了控制H型钢相对于垂直腹板中心方向上的焊缝焊接变形的目的。

3.1.3焊后矫形

在焊接完成后，对于检查发现H型钢焊接变形未达到规范要求的，可以使用火焰校正法对H型钢的腹板或翼缘板进行三角形加热，以调校焊接产生的变形。在这里，必须要注意的是，当H型钢选用的结构材质类似于16Mn钢材质的时候，要绝对禁止使用冷水进行强制冷却，否则将改变材料的金相组织，并影响到焊缝的内部质量。

3.2下挠变形的控制

对于H型钢上下翼缘板的下挠变形，应主要采取刚性固定法进行焊接变形的控制，而后再辅以火焰矫形进行补充。

3.2.1采取刚性固定法

在此，我们可以利用未拼接的翼缘板作为刚性固定的承载体，即使用相应的夹具，将两块未拼接的翼缘板和待焊接的H型钢翼缘板固定成一体，借以拘束待焊翼缘板的下挠变形趋势，减小焊接变形量以达到规范要求。具体结构形式见下图示意。

3.2.2焊后矫形

对于在焊接完成后，未能达到H型钢规范要求的，可以采用火焰校正法对H型钢翼缘板的焊缝背面进行线形加热，利用焊后反变形加热来调校焊接产生的变形。

3.3实例运用

对于以上所述的焊接变形控制方法，已在深圳龙华富士通公司剪裁厂承轨梁的焊接施工中取得了实际操作的成功。

4结语

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【关键词】薄板构件；焊接技术；变形原因；控制矫正

一、焊接变形的种类及原因分析

（一）焊接变形的原因

焊接变形是由于在焊接的过程中局部受热不均匀而造成的。处于高温焊接区域的材料在受热的过程中膨胀变大，而周围的温度较低，膨胀量小的材料不能自由的进行膨胀，于是便出现了内应力，高温区的材料受到内应力的挤压就会形成局部压缩性应变，导致焊缝和焊缝附近的受热金属都发生收缩，由于焊缝处会发生收缩而其他部位有阻止其收缩，所以，就会产生焊接残余应力和变形。由于焊缝的分布不均匀，就会出现各种不同的形状，产生不同种类的变形。

（二）焊接变形的种类

影响焊接变形的原因是多方面的，可能是焊接材料的原因，也有可能是焊接方法的原因，可能是冷却的时间不够，也可能是焊接的顺序不合理，但是归根结底，焊接结构的变形主要是由焊接残余应力造成的，焊机结构变形的种类主要有：收缩变形，包括在焊缝方向发生的纵向收缩和垂直于焊缝方向的横向收缩；弯曲变形，包括纵向收缩和横向收缩引起的弯曲变形；波浪变形，由于焊板产生的压缩残余应力而形成的波浪变形；扭曲变形，主要是构件自身轴线扭曲引起的变形。

二、控制焊接构件变形的技术要求

首先，采取定位焊点焊的方式可以有效的降低焊接结构件的收缩应力和焊接变形，确保焊接部分的自由收缩可以降低对结构变形不利的因素，焊接构件的焊接顺序应该从构件受力周围约束较大的部位开始，逐渐的想约束较小的部位推进。

其次，对焊接构件的焊缝进行焊接时要保持焊接的连续性，不能无故中断，若是由于特殊原因不得不中断，则应该采取相应的防止焊缝裂开的措施，将其表面清理干净，确认焊缝区不存在缺陷后，再继续焊接。

再次，在对构件进行预热的过程中，应该对主缝和定位二缝处同时进行预热，焊接温度须在焊接过程中保持稳定，定位焊缝的预热温度要高于主缝的预热温度，焊接的温度也必须符合焊接工艺的规定，加热能量也必须严格的和规范要求一致。

最后，相关的工作人员和技术人员都必须严格的按照国家的要求，取得相关的上岗资格以后才能够施工，如果已将取得相关的合格证书，但是已有半年以上没有从事相关的工作，需要重新考取相关的工作证书以后在上岗工作。焊接人员的技术水平直接影响着焊接构件的质量和焊接变形的情况，只有焊接技术达到一定水平的工作人员才可以降低构件变形和质量不合格的产品。

三、焊接变形的控制手段

（一）尽可能的减少焊缝的数量

由于薄板结构件的焊接变形是由于受热不均匀引起的，均发生在需要焊接的焊缝位置处，所以，在设计结构时，可以尽可能的减少焊缝的数量，避免不需要的焊缝，减少薄板的受热不均的位置。尽可能的采用型钢、冲压件来替代焊接件。采用压型钢结构替代筋板结构可以有效的防止薄板的变形，同时，也可以适当的增加平板的厚度，以减少筋板的数量，从而达到减少焊接的目的。

（二）合理的选择焊缝的形式和位置

首先，焊缝要尽可能的和截面中心轴对称，或者靠近中心轴，焊缝集中于中心轴的一侧就会使弯曲的形变发生较大的变化，弱对称放置则能够较好的解决形变问题；其次，由于横向收缩比纵向收缩明显，因此要将焊缝的位置尽可能与焊接变形小的方向平行；第三，设计时应优先考虑结构分部件的可能性，使焊接的工作量最小，减少焊接变形；第四，为了提高薄板的稳定性与降低变形，要选择合适的平板厚度，减少骨架间距，降低焊缝焊脚；最后，设计结构时要考虑简单装配焊接夹具，尽量避免设计曲线性结构。

（三）注意焊接方法的规范

焊接方法的规范与否，对于接缝处的焊接效果也有着巨大的影响，正确的焊接方法可以有效的避免焊接过程中可能产生变形的因素，大大提高薄板构件焊接的质量。第一，选择能量密度较高的焊接方法，可以有效的减少变形量；第二，在满足生产率要求的前提条件下，采用较小的焊接线能量可以减少焊接变形量；第三，对于不对称构件的焊接，通过选择不同的焊接参数，可以控制和调节弯曲变形的可能性。

（四）采用刚性固定法

刚性较大的构件，一般产生形变的可能性较小，对于刚性较小的构件需要专门的夹具、支撑杆、胎具或点固辅助提高构件的刚性，减小变形。值得注意的是，应该将焊后工具的温度冷却到室温后再去掉刚性固定，在去掉刚性固定之前用锤具进行敲打，以消除部分应力，减小变形的可能性。

（五）焊前预热和焊后消应力处理

焊前预热可以是焊缝周围构件材料的温度升高，降低焊缝与周围的温差，减少焊接收缩的内应力，降低材料变形的可能性，焊缝区受热不均匀自然就会产生较大的内应力，内应力的存在就会使构件在加工的过程中出现变形甚至出现裂纹。通过适当的温度预热和焊后的热处理工艺，就可以有效的减少由于受热不均引起的内应力，减少工件发生变形。

四、焊接变形的矫正措施

（一）火焰矫正法

火焰纠正法就是利用火焰加热时产生的局部压缩性变形是构件较长的部分在冷却后缩短来消除变形的方法，该方法主要应用于各种低碳钢和大部分低合金结构的钢，对于有晶间腐蚀倾向的不锈钢和淬硬倾向较大的钢最好不要采用该方法，根据构件的实际情况，采用不同的加热方法，具体的加热部位和加热面积的大小，要根据构件变形的实际情况来确定。在加热矫正的同时也可以辅助机械力的方法使矫正的效果更佳的明显。

（二）机械矫正法

机械纠正就是通过给构件施加机械力的方式，使构件受到一个与焊接变形方向相反的力，从而消除焊接变形的方法。可以通过压力机、锤击和碾压的方法给变形处施加外力，该纠正方法一般适用于刚性较小厚度不大的板结构。其中矫直机校直的办法工作效率高，但机械设备要求较高，对于操作人员的技术要求较高，校直过程中存在有一定的风险，若操作不当，可能会造成构件的报废，因此，在操作的过程中要非常的小心。

五、结语

焊接变形对产品的性能、质量、使用效果都将产生不可忽略的影响，对于焊接应力与变形控制的研究是有其重要的意义的。随着科学技术的不断进步，焊接变形的控制方法也需要不断的完善和改进。

【参考文献】

[1]陈诚贵，仝振，陈彦兵.薄板结构件焊接变形的控制和矫正[J].科技与企业，2013，06：287.

[2]孙乃明.焊接结构件焊接变形的控制[J]. 机械管理开发，2013，03：83-84.

[3]王大闯.薄板结构件焊接变形的控制与矫正方法[J]. 技术与市场，2013，07：190.

[4]翟浩，刘士敦，王润之.工程机械大型结构件焊接变形的原因及控制方法[J].工程机械与维修，2014，12：126-127.

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【Abstract】Appearance quality control of Titanium alloy welded joints is the important safeguards for reducing the weld line reworking. This paper mainly describes the appearance quality test method of titanium alloy welded joint， and introduces the inspection method and endoscopic examination of the appearance quality and weld geometry.

【关键词】焊接接头；目视检验；焊接检验

【Keywords】welded joint； visual inspection ；welding inspection

【中图分类号】TG407 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0186-02

1 引言

钛合金焊接接头的外观质量检验是最大程度减少焊缝返修的第一道屏蔽墙，焊缝返修会大大增大产品的质量成本，经相关统计研究显示：手工焊返修质量成本等于20倍的无返修情况质量成本，自动焊返修质量成本等于50倍的无返修情况质量成本。减少焊接接头的返修是降低成本和保证工期的有力措施。焊接接头的外观质量检验一般在无损检测和强度试验之前进行，检查时应将焊缝表面妨碍检查的渣皮和飞溅物等清理干净，检查的项目包括表面缺陷、焊缝尺寸、几何形状等内容。对接焊缝几何形状的参数有焊缝宽度、余高、熔深[1]。

2 检验人员资质及焊接设备

从事焊接接头检验的人员及焊接设备均应符合行业相关法规及技术要求，检验人员用肉眼或其他目视检测方法借助相关检验设备和仪器完成对钛材焊接接头表面情况的评价和分析。

3 焊前检验

①焊接前母材及坡口处，采用目视检测及无损检测进行100%检测。②操作者在焊接之前应检查施焊件的坡口质量，用丙酮清理焊缝坡口及焊缝两侧50mm焊缝热影响区，确保该区域无杂物、油迹及铁离子污染。焊缝点焊时，点焊处不允许有表面缺陷及氧化现象，并尽量使其外形不要有明显凸出、凹坑现象。焊丝在使用前应用丙酮擦洗以确保焊丝表面清洁，擦拭后的焊丝放置在专用的焊丝筒中以防止焊丝空气浮尘中的铁离子污染。焊工在施焊前，先检查焊机运行情况，保证焊机运行正常，焊接保护气体满足焊接要求[2-3]。③如果零部件在装配尺寸方面的问题，焊接过程将很难有效地纠正这类偏差，则焊前应考虑焊件的焊后变形情况，提前做反变形处理，以得到符合规范的焊接接头。

4 焊中检验

①产品焊接过程，首先应检查确认焊接工艺是否满足要求，包括焊接材料，焊接方法，预热及层间温度以及施焊方法的选择等。②焊接过程中焊接次序的控制应为钛合金焊接接头控制的重要内容，对于特殊的、重要的、易产生焊后变形的材料或结构件，应在工艺文件中注明施焊顺序，实现对焊接过程的控制及指导焊工操作，保证焊缝质量满足规范的要求。③焊接过程中最重要的是除了严格按照焊接工艺规范进行焊接外，还要严格控制焊接过程中的层间温度，对于钛合金的焊接，一定要将层间温度控制在60℃以下，确保焊缝内部质量[2-3]。

5 焊缝质量检验

5.1 检验标准

具体焊缝检验标准严格按图纸要求和合同要求检验执行。

5.2 检验方式

5.2.1 外观检测

钛材焊接接头表面颜色的检验为焊接接头检验首要控制点。焊接接头表面呈银白色、金黄色为合格。蓝色、紫色、灰色等其他颜色均为不合格，表面均需要处理或者返修。

5.2.2 焊缝的外观质量

首先应无焊接变形，工件焊接后一般都会产生变形，如果变形量超过允许值，就会影响使用。再者要控制错边量和焊缝余高，不能超过相关标准的允差范围。钛合金焊缝表面应无焊渣、飞溅、裂纹、焊瘤、未焊透、咬边、多余凸面（角焊）、成型不良、错边、烧穿、电弧击伤、塌陷、气孔、夹渣等肉眼可见缺陷[2-3]。

6 焊缝尺寸检验测量方法

焊缝检验主要检验工具为经过计量合格的钢卷尺和焊接检验尺。下面主要介绍焊接检验尺的具体测量方法。焊接检验尺主要由主尺、高度尺、咬边深度尺和多用尺四部分组成。焊接检验尺如图1所示。图2～图5主要介绍焊接接头的焊缝余高p焊后错边量p角接接头焊缝厚度测量等典型焊接接头几何尺寸的测量。

宽度测量p焊脚测量p焊缝厚度测量p咬边深度测量p角度测量p间隙测量等均可用焊缝检验尺进行测量，其中焊缝宽度测量亦可采用游标卡尺进行测量。

7 工业视频内窥镜在钛合金焊接接头中的应用

由于结构原因，有些部位的焊接接头无法进行直接目视检测，为了保证焊缝质量，必须借助一些其他手段进行检测，如工业视频内窥镜。如图5所示为φ25mm钛管对接焊缝，采用工业视频内窥镜对钛材焊接接头背部焊缝的检验。通过内窥镜检测技术实现内部结构和内表面形态检测，它是a品质量控制最有效的手段之一。在控制钛合金焊接接头背部质量及角焊缝的焊接质量起到非常有效的作用 。

8 结语

近年来钛材在各个行业的作用越来越显著，钛制压力容器及压力管道广泛应用于石油、化工、航空航天、核电工程、环保工程、海洋工程等领域，钛成型焊缝成为其主要构成部分，其外观质量是保证产品质量的极其重要的内容。对外观质量不合格的焊缝，应及时进行返修处理，返修后重新进行检查。论文阐述了钛焊缝的外观检验方法，为后续的检测方法提供依据，保证后续工序的顺利进行。也希望对同行业相关人员有一定的帮助。

【参考文献】

【1】全国锅炉压力容器标准化技术委员会.钛制焊接容器[M].北京：中国标准出版社，2002.

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关键词：化工设备 焊接技术 要点分析

一、焊接材料和方法分析

（1）材料的焊接性分析。所谓材料的焊接性是指在一定的工艺条件下，焊接接头能符合质量要求的可能性。具体来说是指材料在现有的焊接方法和焊接工艺条件下进行焊接时，能够获得高质量的焊接接头，而且接头不会出现裂纹、断裂等导致材料的性能指标明显下降。拥有良好焊接性的材料采用一般的焊接工艺就能够达到焊接要求，而焊接性不良的材料往往采用特殊焊接工艺也难以达到焊接要求。影响材料焊接性的因素有很多，具体包括塑性、膨胀系数、导热系数、热容量、熔点和沸点等.

（2）不同的材料选择不同的焊接方法。首先是碳钢焊接方法。碳钢根据含碳量不同，可以把钢材分为低碳钢和中碳钢。低碳钢常用的焊接方法是手工电弧焊，焊接效果良好。其次是合金钢的焊接。目前应用较多的合金钢是含铝钢，这类钢的一个特点就是淬火变脆，因此在进行含铝钢焊接时，要注意焊缝的合金化。在焊接过程中药快热快冷，缩短高温停留时间，防止碳迁移。

二、焊接前的准备工作

（1）焊接工件准备。现代工业生产中应用到的设备都比较大，特别是一些塔器和球罐等，难以运输，很多组队工作都需要在施工现场完成。但是在进行设备组件焊接前必须清楚设备组队的详细内容。对于那些相对较为简单的设备组队，要给于充分的焊接技术指导，进行技术交底。对于那些复杂设备的组队焊接工作，要编制相应的施工方案，经各方批准后方可实施焊接。而且在进行具体的焊接工作以前，要检查焊接接头的坡口形式、工件的尺寸等，发现运输途中出现损伤的要先进行修复工作，再进行焊接工作。

（2）焊接设备准备。焊接设备的准备主要是指焊接电源和焊接辅助设备的准备，这样在进行焊接工作过程中就会提高焊接工作效率、提高焊接质量。常见的焊接辅助设备是氩弧焊机、手工电弧焊机等。电源有直流电和交流电之分，由于不同设备对焊接的要求不同，对电源的选择也不同。国际上最先进的焊接电源是陡降性硅整流弧焊电源，在特殊条件下必须使用该电源。

（3）焊接材料准备。常见的焊接材料有焊条、焊剂、焊丝、保护气体等。在所有的焊接材料中，焊条是尤为重要的，在进行焊接前，要先对焊条进行烘干，根据焊接要求的不同选择不同的焊接材料。在进行焊接前对焊接材料的准备工作不仅能够提高工作效率，而且能够在很大程度上提高焊接质量。

（4）焊接工艺准备。焊接工艺的准备主要包括焊接工艺指导书和焊接工艺指令卡的编制。如果材料的焊接性试验针对的是本单位首次施工的材料，应该确认该材料和已经试验过材料的焊接性相同或相同，此时试验可以免做，否则一定要做可焊性能试验。然后，根据试验得出的数据，对焊接电流、焊材、保护气流量、线能量等进行评定，根据母材的特性，编制特定的预热或焊后热处理工艺。否则不能进行焊接施工。

三、焊接技术要点分析

（1）从制造工艺的角度看，一个好的化工设备结构设计，只就焊接方面而言，至少要妥善考虑以下几个方面的问题：减少焊接残余变形和应力，不出现没有“可焊到性”的结构，尽可能便于焊接。如果一个焊接结构图纸中有的焊缝在现实焊接条件下根本看不到，则称没有“可焊到性，”具体些讲，手工电弧焊时焊工伸不到，看不清，手把摆动不灵活；埋弧自动焊的焊嘴伸不到，就算没有可焊到性。内径小于600毫米的长容器或管道，内焊缝一般都没有可焊到性。

（2）材料的焊接性在过去的文献成为可焊性，从现在的研究结果看，很难说金属材料间不存在可焊性，故用焊接性一词更恰当。材料的焊接性是指在一定的工艺条件下，焊接接头能符合质量要求的可能性。详细地说，材料在采用现有的某种焊接方法和工艺措施进行焊接时，能获得高质量的接头，不至于出现裂纹等严重缺陷，不致使机械性能指标和特殊性能指标明显下降的可能性就是该材料的焊接性。如果某种材料采用常见的焊接方法，勿须特殊的工艺措施既能获得高质量的焊接接头，就可以认为该材料的焊接性能良好；若需要采用特殊工艺才能达到要求，则该材料的焊接性一般；若采用特殊焊接方法也不能达到要求，则说明该材料焊接性不良，不适宜进行焊接。对焊接性影响的是以下物性：a膨胀系数b 导热系数c 热容量d 熔点和沸点e 密度.在某中意义上讲，金相热处理性能是当今对材料焊接性影响最大的一种物性因素，也是最复杂的因素。

（3）在机械性能方面对焊接性有影响主要是塑性，若材料的塑性不强会在焊接热应力的作用下造成裂纹或提高在使用中发生脆断的倾向。焊接工艺是分析焊接性的必然结果，也是保证焊接质量的方法。当然，从理论上分析得到的结果必须经过可靠的实验方法加以评定才是准确的，无论是焊接性的优劣，还是焊接工艺的可靠与否都是如此。生产上使用的工艺必须是经过实验的工艺。

四、焊接技术的质量控制

（1）焊接前的质量控制。焊接前的质量控制是指编制详细的焊接施工作业指导书，其主要包括四个方面，首先是材料、方法、人员管理。使用什么样的焊接材料、应用那种焊接工艺、焊接材料的管理、焊接人员的选择和培训、焊接质量如何控制、防护措施、安全措施等一定要做到位。其次是做好加工工作。坡口加工要领、引弧板的安装等一定正确到位。第三，组装，具体包括预热、定位、清根、焊缝加工、后热、焊缝返修等。第四，焊后检查，具体指焊后外观检查、检查方法和要领，需要达到什么样的标准等。

（2）焊接中的质量控制。所谓焊接中质量的控制是指要加强对焊接人员的管理，确保焊接人员按照焊接工艺指导书和焊接计划书的要求进行焊接操作。比如，焊接顺序要正确，焊接电源、焊接速度、运条方法、焊条和焊丝的选择、后热保温等一定要和焊接计划书相一致，并根据要求，对焊缝的外观尺寸等进行确认。

（3）焊接后的质量控制。所谓做好焊接后的质量控制是指要做好焊接施工的记录工作，并确保施工记录的真实和有效，并且具有可溯性，一方面给焊接施工人员以思想上的压力，确保其认真对待焊接工作，保证整个焊接施工过程的严肃性，保证焊接质量。另一方面，为以后的焊接工作积累经验，成功的经验可以进行总结和推广，发现问题并及时解决，防止再次出现同类问题，推动焊接技术和焊接工艺的发展。

审查化工设备的制造工艺除要看设计是否符合现有制造标准外，还要看现有工艺条件下，设计各种要求能否经济的到达。如果遇到困难，可从修改原设计和改进现有工艺条件入手。出现的困难可以说基本来自两类原因，一是结构的问题，另一是材料的问题。

参考文献

[1]卢金海，化工设备的焊接技术和质量[J].技术论坛.2010（2）：104