焊接工艺范文

导语：如何才能写好一篇焊接工艺，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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论文关键词：钛管焊接,气体保护罩装置,焊接工艺,参数

材质为（ASME-B861 Ti2）钛管，规格Φ57*5～Φ325*5共计10个规格尺寸。Ti2为工业纯钛，强度为σb 450～600 MPa，其具有良好的塑性、韧性和抗腐蚀性，尤其具有很好的低温性能，所以钛基材料广泛用于化工、电力项目中。在管道预制安装项目前我们制作了各种焊接试验，采用不同气体保护参数进行试验，最终获得了最佳保护效果的焊接工艺，并对钛管材料的焊接进行了焊接工艺评定，编制了详尽的焊接工艺卡，从而保证了焊接质量。

1 钛管的焊接工艺

1.1 焊接性分析

钛及其合金具有很强的化学活泼性，当温度超过400 ℃时即开始与氧、氮、氢及碳发生反应，高于600 ℃时反应剧烈。而氧、氮、氢及碳含量的增加会导致钛及其合金焊缝金属的脆化，所以TA2钛管焊接时的气体保护是关键问题，同时控制焊缝及热影响区的温度，避免因过热产生粗大晶粒、过热组织，导致金属的机械性能降低。

1.2 焊接易出现的焊接缺陷

（1）气孔问题。焊接钛及其合金时，经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔；由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低，焊接时熔合线附近的温度高，会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高，则熔融金属中的氢不容易析出，于是便聚集形成氢气孔。

（2）裂纹问题。焊接钛基材料时由于材质的硫、磷杂质含量很少，所以很少会出现热裂纹；但是焊接钛材时很有可能出现冷裂纹且具有延迟现象。主要是由于钛的导热性较差，热量散失慢，容易出现焊缝晶粒粗大；当气体杂质含量较高时，焊接接头的塑性降低，特别是当焊缝中溶解较多的氢时会形成氢脆。

1.3 气体保护

钛材焊接时由于对气体的纯度要求较高，所以我们选用 99.999%高纯度氩气；氩气所要保护的范围为熔池、热影响区域以及两侧熔合线以外各10 mm区域的母材。为此需要制定特殊的气体保护装置；管道内部使用氩气室装置进行保护。

1.4 焊前准备

1.4.1 坡口加工

钛管切割后，采用氧化铝砂轮机打磨出坡口，如图1所示，加工坡口不允许使母材产生过热变色。

1.4.2 坡口及焊丝清理

（1）坡口及其两侧各50 mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：光机打磨→砂纸轮抛光→丙酮清洗。企业经营管理论文清洗后不能直接进行焊接作业，待坡口端面晾干后方可以作业。如果放置时间超过2小时，须重新清理一遍或者采用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。

（2）操作人员在焊接过程中必须戴洁净的手套。

1.5 焊接材料的选用

依据母材的分组故选择匹配性较好的ERTi-2，规格为Φ2.0/2.4化学成分如表1所示。

1.6 主要的焊接参数

（1）氩气的流量大小直接影响在焊接过程焊缝的保护效果，根据验证的结果得出能够满足要求的气体流量参数。

（2） 焊接电流大小直接影响在焊接过程中的热输入量，所以根据验证的结果得出能够满足要求的焊接参数，如表2所示。

2 焊缝质量评定

焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏，焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系；具体根据表面颜色判定焊缝质量好坏如表3所示。

如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接，查找原因及时改进焊接措施；如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修，将暗灰色部分全部铲除，重新焊接。

3 结语

综上所述，在钛管焊接过程中，需要从焊接可能产生的问题即气孔问题、焊接裂纹问题以及气体保护问题等，对焊接的流程进行严格把控，做好焊接前的准备工作，保证坡口加工过程中的温度正常，确定坡口与焊丝的清理工作的有效完成，焊接材料选用的过程中，也需要严格按照具体要求参数执行。另外，从焊接结果来看，外观观察上所有的焊缝表面色为银白色时，其焊接工艺最佳。结合焊接流程而言，为了保证TA2钛管在焊接时的气体有效保护、控制焊缝和热影响区温度，尽可能避免因为温度过热产生较大的晶粒、过热组织等，需要在施工中注重各个环节流程，从焊接选材、材料清理、焊接过程中的温度选择、焊接各方面参数的设定角度入手，不断进行工作总结，以便钛管焊接工艺水平的有效提高。

参考文献

[1] 王静，赵睿.钛管TIG焊接工艺探讨[J].石油化工设备技术，2010（1）：48-51，72.

[2] 王中年，强栓榜，贾月华，等.钛管的焊接[J].焊接技术，2011（3）：49-50.

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关键词镀锌钢板正交试验工艺参数

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1引言

为了提高汽车的耐蚀性及使用寿命，镀锌钢板得到了广泛应用。20世纪70年代，欧美各国开始在车身上采用镀锌钢板，而且在汽车行业的应用比例不断增长。近年来各国焊接工作者就镀锌钢板的焊接工艺规范及电极寿命等问题开展了大量研究。随着镀锌钢板的大量采用，汽车车身薄壁件的焊接质量问题比较突出，由于每辆轿车有3500～5000个焊点，而轿车的生产模式采用大批量自动化生产，因此对镀锌板可焊性恶化带来一系列问题。

2焊接特点

（1）锌的熔点为 419℃，沸点为 907℃，均远远低于铁的熔点 1500℃，因此，焊接过程中，与铜电极接触的镀锌层先于工件被连接部位的钢板而熔化。熔化的锌不但在电极压力的作用下易飞溅出来，而且还会与电极粘连，致使电极表面形成 Cu-Zn 合金层。由于 Cu-Zn 合金电阻率大，易于过热变形，这不但降低了电极寿命，而且改变了 焊接规范，破坏了焊接过程的稳定性和焊接质量，严重时甚至不能形成熔核。

（2）由于锌比较软，同样电极尺寸下，电极与镀锌钢板的接触面积以及镀锌板与镀锌板之间的接触面积均较大， 使工件中的电流密度减小，易于产生未焊透缺陷。

（3） 焊接过程中，工件连接点（熔核）部位的锌层熔化后应充分挤出，否则会显著降低焊点的连接强度。因此，为了保证将这部分液态锌充分挤出，应使用较大的电极压力，一般比非镀锌钢高 20％～ 25％。

（4） 电极压力过大或电流过大时，与电极接触的锌层可能会因粘到电极上而剥落下来，使工件失去了耐蚀性，也影响了表面美观。为了避免这种现象，应采用较大尺寸的电极，加强电极的冷却。

3研究方案

（1）电极电极材料选用铬锆铜，电极形状采用锥头平面电极，电极直径比相同料厚的无镀层钢板增加2mm，电极锥角为120º～140º，便于电极修磨，延长电极使用寿命，采用外水冷，防止电极头迅速过热变形。

（2）工艺参数焊接电流比非镀锌钢增大50%左右，镀层越厚，越不均匀，所需电流越大；焊接时间也相应增加25%～50%，以使两焊件间的熔化锌层能均匀地挤于焊接区周围，这样焊后锌层均布于熔核周围，仍可保持原有保护作用。

4工艺试验

4.1选择设备采用现有设备D(T)N-100，电流1和电流2分别为预热电流和焊接电流，其数值不是通常意义上的电流值，而是以相对于焊机输出能量的一个百分数，本试验不选用预热电流（电流1为0）。

4.2选择试样材料：热镀锌板Q235A，厚度0.6mm

为了实现优质焊接，必须选择合适的工艺规范参数，而点焊工艺参数的选取取决于金属材料的性质、板厚以及所使用的设备。当设备、电极材料、端面形状和尺寸选定以后，焊接规范参数的选择主要是焊接电流、电极压力（气动点焊机表现为气体压力）及焊接时间三大要素。采用上升加热方式进行焊接试验，对焊接参数进行正交试验优化。

4.3确定正交试验试验水平

试验采用正交试验法，从大量的试验中挑选出具有代表性、典型性的试验点，合理安排试验过程。

(1)试验的考核指标：进行轴向拉力试验，以径向力的大小衡量焊点的强度。

(2)因素位级表：

(3)选用正交表:根据试验中影响因素有3个,位级3个,决定选用L9(33)正交表。

注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ———代表各列3个位级的试验结果的总和。

R———代表各列最大值与最小值之差。

对其进行试验结果分析。 比较各列的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的大小，第一列Ⅰ

级差R的大小用来衡量试验中相应因素作用的大小，级差大的因素(电流2)，意味着它的三个位级对于焊点轴向拉力的影响较大，通常是重要因素，而级差较小的因素 (例如第3列焊接时间) 对于轴向拉力的影响相对较小，是不太重要的因素。

由此次试验可见，对于镀锌钢板点焊，电流是最重要的因素，气体压力在这里是相对次要的因素，只要保证凸点被压溃而又不产生飞溅即可，而焊接时间对焊点强度影响不大，所以计算得到的最佳焊接工艺参数为:电流50,气体压力0.45Mpa，焊接时间7个周波。

本次试验中有3个3位级因素,可产生33=27个试验条件，由正交表选出的9个条件只是其中的一部分，即1/3。然而，凭借正交表的正交性，这9个条件均衡分散在这27个试验条件中,它们的代表性很强，所以，直观分析得到好的工艺参数在全体27个试验条件中的效果会是相当好的，本次试验也证明了这一点。

从正交实验中得出的最佳工艺参数是正交设计方案中所没有的,为此进行了工艺验证性实验,采用同样的测试方法,用通过正交实验设计出的最佳工艺参数进行试验，焊点轴向断裂拉力为2.90kN。说明通过本试验很好地实现了焊接工艺参数的优化。

5结论

通过试验，确定了0.6mm厚的热镀锌板Q235A采用D(T)N-100焊接时的最佳工艺参数，用于指导生产实践，提高了焊接质量的稳定性。

6参考文献

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根据L450M管线钢的化学成分及力学性能，返修工艺打底焊采用伯乐公司生产的BOEHLERFOXCELE6010、φ3.2mm焊条，填充、盖面焊采用低氢型焊条E5515—G，φ3.2mm，熔敷金属的化学成分如表3所示。

2.返修焊接工艺

（1）缺陷的清除和坡口制

备根据射线底片上的缺陷种类、位置、深度及缺陷大小测量出缺陷所在的位置，并根据缺陷的性质和部位，使用角向磨光机对缺陷进行彻底的清除，并把坡口两边50mm区域内及坡口面的油锈等杂质清理干净。对清理完的地方，还要通过表面探伤加以确认，合格后方可施焊。清除缺陷后，用角向磨光机将返修部位打磨，打磨后的两端及表面过渡要平缓，宽度要均匀，便于施焊缓坡凹槽。如需全壁厚返修，应开V形坡口，坡口形式如附图所示。

（2）返修工艺

为了满足焊接施工的需要，保证返修后能得到良好的焊缝成形和接头性能，必须采用合适的焊接参数。具体焊接参数如表4所示。

（3）返修工艺要点

主要包括以下几个方面：第一，为避免出现冷裂纹，焊前必须将返修部位坡口两侧100mm区域预热，预热温度为120~160℃，坡口两边预热要均匀，施焊过程中层间温度控制在120~250℃内。第二，焊前焊条应进行350~400℃烘干，纤维素焊条烘干温度70~80℃，并在保温筒内存放，随用随取。坡口附近的铁锈、油污应仔细清理干净，以降低焊缝的含氢量，避免产生冷裂纹。第三，返修时SMAW根焊、填充盖面都采用向上焊。根焊时，采用小锯齿形运条方式，短弧向上焊接。焊接过程中控制熔孔大小始终保持一致，以保证焊缝成形良好。第四，必须严格按照焊接工艺要求进行返修，要一次性完成返修焊缝，焊层焊接的时间间隔要＜10min。如焊道中出现的非裂纹性缺陷，可直接返修。裂纹长度小于焊缝长度8%，采用返修工艺进行返修；裂纹长度大于焊缝长度8%时，所有带裂纹焊缝必须切除。焊缝在同一部位的返修不得超过一次，否则将全部焊缝切除。第五，为保证返修一次合格，返修工作要选择技术水平较高的、责任心强的焊工进行返修。完成返修工作后，焊缝余高不应低于母材，打磨圆滑过渡，去除渣皮、飞溅物等，清理干净焊缝表面。第六，返修时只有在环境温度≥-20℃，环境风速≤8m/s，环境湿度≤90%RH的条件下才能进行，如出现其中任一情况不符合要求，应采取可靠的防护措施，否则禁止进行返修。

3.焊接试验

（1）无损检测

根据SY/T4109—2005标准，返修焊缝进行X射线探伤，未发现缺陷，达到标准中Ⅱ级要求。

（2）力学性能试验

根据SY/T4103—2006《钢制管道焊接及验收》标准，并结合本工程设计文件的要求，对返修焊口试样进行了拉伸、弯曲试验、低温冲击、刻槽锤断试验。拉伸试验：取4块试样进行拉伸试验，试验结果如表5所示。试样抗拉强度数值较高，满足标准要求。弯曲试验：弯曲试样8块，进行侧弯试验。焊接接头没有出现裂纹，试验结果合格。低温冲击试验：低温冲击试验结果如表7所示。结果表明，焊缝中心是焊接接头低温冲击性能较低的部位，但是满足设计文件要求。刻槽锤断试验：刻槽试样长约230mm，宽25mm，用钢锯在试样两侧焊缝端面中心（以根焊道为准）锯槽，每个刻槽深度约为3mm。刻槽锤断试样断裂面完全熔合和焊透，无其他缺陷。

4.结语

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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

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关键词 焊接工艺；传统；条件；操作

中图分类号TG44 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）89-0043-02

0 引言

焊接工艺在金属出现以后就开始产生，并且经过历代人的不断钻研逐渐完善和发展成熟。焊接艺术在方式方法、材料应用、操作条件等方面都有了很多的变化和进步，让焊接工艺成为工业生产、人们生活，甚至是科研工作中不可缺少的一种工艺。现在的焊接工艺也突破了传统的局限性，不仅仅是在金属范围内，而且还发展到非金属领域。焊接工艺的应用范围越来越广泛，在生产和生活中的地位也越来越高。

焊接工艺通俗的解释就是把金属或者非金属通过一定的材料在高温或者高压条件下，把两个或者两个以上的金属或者非金属连接在一起的工艺。现在的焊接工艺，在焊接材料和条件方面都有了新的突破和发展，让这种技术更好的为人们生产生活服务，有更大的利用价值和发展空间。随着焊接工艺的不断进步，对于工艺的精确性和稳定性要求越来越高，这就需要更加专业的焊接人才的培养。我国也正在逐渐的加强这种专业的高素质焊接人才的培养，让焊接这项古老的传统工艺有更深的发展[1]。

1 焊接工艺存在的不足

焊接工艺虽然相对于以前有了很大的突破和进步，也在被人们通过各种创新手段与其他工艺相结合，发展新型焊接技术和方法。但是由于各方面原因还是让焊接工艺存在着一些不足，让焊接的质量和效率不能够达到预期的目的。

1.1 焊接操作问题

现在的焊接工艺虽然有了一定的操作程序和规格，但是在实际操作过程中还是难免不能够达到非常精确和稳定的地步。在操作过程中由于操作人员焊接过程中手法快慢控制不准确，即使是非常细小的失误和不正当操作都会带来焊接质量的问题，如焊瘤、气孔和焊缝不理想等状况出现。还有就是操作时，技术人员对焊接电流、电压、保护气体和焊接材料的控制，如果电流或者电压控制不稳定，或者是保护气体和焊接材料用量或者用法不合理也会导致焊接质量的下降。这些都是由于技术人员操作所产生的问题，可以说是人为造成的，但是这也是焊接工艺的一部分，也是焊接工艺的不足之处。一种工艺无论能够带来多大的效益和好处，如果没有很好的执行能力，也是这种工艺的不足之处，因为执行者也是工艺的一部分[2]。

1.2 焊接质量问题

焊接工艺虽然很好的解决了人们在生产和生活中的很多难题，但是焊接工艺中还是存在焊接后母材料的质量问题。如果焊接质量出现问题，那么被焊接的金属或者是非金属不能够被很好的使用，甚至不能够被使用，那么焊接工艺就失去了应有的意义和价值。如在钢筋的焊接时，经常会出现咬边、焊瘤和焊缝过大的情况，这些问题的出现让焊接质量大大下降，严重的甚至会影响钢筋的使用，如果在建筑行业中钢筋质量出现问题，那么带来的安全问题让我们不敢去想象。

1.3 焊接安全问题

任何操作和工艺都应该注意的就是安全问题，焊接工艺也不例外。在技术人员进行操作的时候可能出现火星、铁水、废渣的迸溅问题，而且焊接时带有高温、高压和可燃性气体的工作，这些都是一些潜在的安全问题。火星、金属液体的迸溅对技术人员，甚至是其他人员都造成了很大的威胁。高温、高压、电流、可燃性气体更是要特别注意的，这些焊接过程中运用到的，如果出现问题处理不当，不但会导致焊接失败，而且对人们的生命财产安全也是个极大的威胁[3]。

2 提高焊接工艺水平的措施分析

2.1 规范操作程序，培训专业焊接人员

焊接工艺的操作是有着非常严谨的工序的，要稳定、精确和熟练的操作手法，这就要求我们要不断的规范焊接操作的程序，培养专业的焊接人员。现在的焊接工艺由很多的焊接方法和手段组成，每一种焊接方法都有着不同的注意事项和关键操作过程，所以要把每一项焊接方法都制定相应的操作程序和规范，让人们在焊接过程中严格执行。

同时专业的焊接人员培养也是对焊接工艺水平提高的一种体现，因为焊接操作是焊接工艺的一部分，这方面专业人才的培养，是对焊接工艺的完善。只有专业的技术人员，才能够保证规范焊接，达到良好的焊接质量，在焊接过程中不出现过多的失误。在焊接时能够很好的控制焊接速度，电流、电压等，而且能够注意焊接的环境是不是符合规定，是不是能够让焊接达到最佳效果。

2.2 焊接与计算机技术结合

焊接存在的一个最大问题就是操作不够精确和稳定，而且安全问题不能够保证。如果焊接工艺与计算机技术相结合，就可能很好的避免以前的不足之处。计算机技术能够通过软件编程，非常精确的控制焊接速度、电压、电流和气压等一些关键要素。而且自动化操作，可以避免一些人为操作所带来的危险，让操作人员处于一个相对安全的工作环境。

2.3 做好焊接前的检查工作

焊接工作要进行，必须要在检查所有器材和周围环境以后才能开始。因为焊接对风速、电流、压力有着很高的要求，如果不能达到规范的要求，焊接时不能够很好的展开和达到预期效果的。同时焊接前要检查被焊接金属是否有油渍、铁锈，还要对环境进行检查，是否有明火、可燃物、危险气体泄漏等问题[4]。

3 结论

焊接工艺水平在不断地提高中，但是当前我们的条件和技术手段都非常有限，虽然能够不断的进行创新和发展。但是在此同时，我们提高焊接工艺水平还可已通过严格把握焊接要素，减少焊接失误和焊接危险的等方面进行[5]。只有全方面的提高焊接工艺，才能让这项传统工艺更好的为人们服务，作出更大的贡献，在科技进步过程中也不断的进步。

参考文献

[1]熊腊森.焊接工程基础[J].机械工业出版社，2005-03-01.

[2]《焊接工艺与操作技巧丛书》编委会.CO2气体保护焊工艺与操作技巧[J].辽宁科学技术出版社，2010-06-01.

[3]李颁宏.实用长输管焊接技术[J].化学工业出版社，2009-03-01.

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关键词：螺柱焊；车身焊接工艺；应用研究

伴随着人们生活水平的不断提高，对汽车密封性的要求也随之提高，所以汽车企业在对车身进行设计的过程中，需要考虑汽车的密封性问题，防止泄漏的情况发生。想要保证汽车的密封性，就需要在车身结构上避免不必要的开口，由于汽车车身是由低碳钢构成的，具有很好的焊接性能，通过将许多薄板件焊接起来进而组成汽车车身。在焊接的过程中，螺柱焊接工艺具有速度快、操作简便和无空连接的优点，在汽车制造过程中取代了柳接、钻孔和攻螺纹等技术，并且在汽车车身焊接工艺中得到了广泛的应用。

一、螺柱焊接工艺的概括

螺柱焊接工艺是一种采用压力熔焊的焊接方法，在焊接的过程中，将螺柱的一侧与板件进行接触，等待触面融化后，对螺柱施加一定压力进而使焊接完成的方法。螺柱焊接工艺具有熔焊和压焊两种特征，并且具有压力焊和弧焊的属性。根据螺柱焊机工作原理上的不同，将螺柱机分为拉弧式和储能式螺柱机两种类别。在当前的汽车行业中，广泛应用的焊接工艺是短周期拉弧式螺柱焊机工艺。

二、螺柱焊接工艺的工作原理

由于不同的螺柱焊机工作原理的不同，在通常情况下，拉弧式螺柱焊机所使用的是晶闸管，来实现对弧焊整流器的控制。一些先进的拉弧式螺柱焊机的电源，采用的是逆变式电源为焊接提供能源。在焊接的过程中，通过提高焊枪的磁力，使螺柱上升，并且使其和焊接工件分离开来。与此同时，在螺柱和焊接工件之间施加电压，使螺柱和焊接工件之间引出电弧，促使工件融化，进而达到焊接的目的。在螺柱提升到预定温度时，在工件之间施加焊接电压，在焊接时间达到预计时间后，再切断焊接电压。螺柱焊接工艺对于其他焊接工艺来说具有很多优点，由于螺柱焊接工艺的功率较大，在批量生产的过程中，具有很高的生产效率，而且螺柱焊接工艺具有非常简单的施工工艺，不需要进行穿孔和{整的工序。使用螺柱焊接工艺大大缩短了生产时间，而且所焊接的工件具有较高的质量，不需要进行调整，使生产成本也相应的降低。而且螺柱焊接技术具有很好的经济效益，使用螺柱焊接技术进行焊接的工件都具有较高的质量，使废品率得到降低，而且螺柱焊枪的类型有很多种类型，在材料和设备方面都具有较低的费用。

三、螺柱焊接工艺的参数

拉弧式螺柱焊接的参数有焊接时间、引弧时间、螺柱提升高度、焊接电流、螺柱伸长和送钉时间等。其中焊接电流、提升高度、焊接时间和螺柱伸长度是拉弧式螺柱焊接工艺中的四个重要组成参数，在实际的工作中，需要根据螺柱的型号、规格和工件的材质、厚度进行相应的设定，在进行多次试焊后，调整出合适的工艺参数。焊接电流主要通过螺柱的直径进行控制，焊接的时间与焊接电流形成焊接输入热量，并且进行相互配合，实现调节的灵活性。螺柱的提升高度也是决定焊接质量的重要参数，通过高度的提升，能够很好的解决在熔滴过渡时，因短路所引起的焊接成型不良问题，但是高度的提升也容易导致磁偏吹现象，还会使焊缝气孔的数量增加，导致焊接质量下降。螺柱伸出长度通常为1.2毫米，其作用时是方便螺柱和工件之间的接触。而引弧电流和引弧时间这两个参数仅出现在短周期拉弧式螺柱焊接中，具有清除工件表面油污的作用。

四、螺柱焊接工艺中需要注意的事项

在螺柱焊接过程中需要注意以下几个问题：在接通焊机电源和压缩空气的过程中，需要检查焊接电缆是否进行可靠的连接；检查送料机中螺柱的数量是否正常；种类规格和送钉情况是否正常；在焊接的过程中，需要保持焊枪与工件表面角度的垂直，如果角度出现偏差情况，需要及时采取措施对其进行调整；需要定期检查螺柱夹持器的情况，如果有发现损毁的情况，需要及时进行更换；定期将防护套内壁中的焊接飞溅物进行清理，并且还要将工件表面的焊接飞溅物同时进行清理；在进行焊接工作的人员需要受到过专门的训练和具有良好的专业技能，明确焊机的使用和维护的方法，了解工艺参数的选择原则，在需要时能够和设备调整人员对工艺参数进行及时的调整。

五、螺柱焊接质量的测评

对螺柱焊接质量的测评方面包括：焊接螺柱的数量、位置、种类、规格和焊接强度等。不能出现烧损、螺柱倾斜、未熔合的情况，使焊接强度能够满足工艺的需求。对螺柱的位置、数量和规格方面，都需要严格按照设计图纸的要求进行焊接。通过使用肉眼进行外观检查，查看接头处是否有未熔合、裂纹、无气孔等缺陷；在螺柱根部的焊缝工作是否连续进行；螺柱与工件表面角度情况；在螺柱规格、种类、数量、位置方面都需要符合设计的要求。在进行生产的过程中，可以使用手锤对焊接螺柱进行检查，在锤击检查完毕后，需要使用CO2焊进行补焊加强工作。使用锤子对带顶帽的螺柱进行弯曲倾斜实验，在倾斜角度不小于150时，并且没有出现肉眼可见的开裂即可视为合格。使用专业的检查装置对螺柱进行拉伸检查，当螺柱的受力达到要求的检查拉力时，如果焊接接头没有被破坏，则证明焊接强度符合相应要求。对于安装力矩要求的焊接螺柱，需要使用测力矩扳手进行相应的检查，在螺柱被加载1.5倍的安装力时，接口处不开焊即可视为合格。在检查完带帽螺柱后需要将螺帽松开，在使用力矩扳手将螺帽拧紧，避免在对车身进行上漆的过程中，油漆渗透到螺柱螺纹和螺帽的间隙之中，影响焊接的质量。

六、总结

伴随着我国焊接工艺技术的不断发展，螺柱焊接工艺技术得以在汽车行业中广泛使用，在有效的提高汽车质量的同时，很好的解决了客户所担心的密封性问题，螺柱焊接在车身焊接工艺中的应用可以提高企业生产的效率，降低成本造价的作用。伴随着汽车企业对汽车车身的要求不断提高，螺柱焊在车身焊接工艺中广泛应用同时，也向着自动化、数字化和智能化的方向发展。

参考文献：

[1]郭中付，宋亚东.螺柱焊在车身焊接工艺中的应用[J].汽车实用技术，2014（5）：99-101.

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关键词：石油化工；管道；焊接；质量；工艺

一、石油化工管道焊接施工特点

首先其管材钢级的跨度较大，在规格上种类较多，钢级、管径、壁厚等方面等级跨度不等，规格型号有较大的选择空间。

其次在施工过程中焊材品种齐全、等级跨度较大、多种规格，焊条、焊丝等类型多样，其力学上的等级跨度应与管材钢级一致；但在焊条规格上大多为3.2mm和4.0mm，焊丝规格则有选择余地。

再次焊接方法多样，焊接工艺较为复杂，随着先进技术的引进，逐渐使焊接方法倾向于自动化方向，而焊接工艺理论知识较为丰富，常用的焊接作业规程类型较为繁多。

最后焊接施工作业主要展现出其较强的流动性，对于焊接工艺的顺序性要求较高，给确保焊接质量控制带来挑战，并且石油化工管道施工现场地形地貌起伏明显，将会影响到管口组对和焊接质量，更有甚者在野外作业时遇到风、雨、雪等自然环境变化，将会为焊接工艺的施展和焊接质控带来不利影响。

二、石油化工管道焊接工艺要点

中东地区大部属于热带沙漠气候，夏季炎热潮湿 （5～10 月），气温40.6～55.2℃，冬季（11～翌年 4 月），气温 7～20 ℃， 全年相对湿度较大， 从 1%～100%不等。全年的高温酷暑对长输管线施工进行着严酷的考验，尤其是高温高湿的天气对焊接质量产生很多不利影响。 为此， 笔者针对高热高湿的施工环境制定出独特的防范措施，提高焊接质量。

（一）做好焊接准备工作

首先，要认真分析管道焊接工程的具体情况，结合现场实地勘察，选择科学合理的焊接技术，并制定出相应的作业指导书和工程整体方案。在方案中，要全面考虑管道焊接施工中可能遇到的问题，并设置针对性的解决方案。

其次，要对管道焊接所需要用到的焊接材料、焊条、焊接工具等进行全面细致的检查，查看其是否符合施工标准和设计要求，同时，对于初次使用的材料和施工方案，必须进行焊接工艺评定，确保施工方案可以满足管道焊接的要求。然后，在一切准备完成后，要结合施工工艺，制作焊接工艺卡，在实际施工中对施工人员进行指导，保证施工的顺利进行。

（二）管道焊接常见质量通病的防治

1、焊接过程中对焊气孔的控制

（1）由于气体保护焊对风的影响特别敏感， 因此要求防风棚密封严实， 而且焊接中要用塑料布并加透明胶带对管口两端进行严密的封堵。

（2）焊工在进行引弧时要注意起弧后手部稳定，以免干伸长过长造成空气入侵。

（3）在保持焊接连续性的同时适当地拉长干伸长来降低电压，以避免气孔的产生。

（4）管道组对时，避免因为组对间隙过窄，过大的母材稀释作用而妨碍除气过程。

2、余温过高或者过低的控制

（1）在5 点钟到7 点钟仰焊位置易出现余高过高，这是因为焊工在这一空间不容易掌握熔池的变化，往往会出现摆幅变窄，焊接速度变慢的现象。

（2）在3 点钟或者9 点钟位置往往会造成余高不够甚至过低，这是因为大量的焊丝熔化的铁水由于自身重力的作用而迅速下坠，从而使熔敷金属过少而造成余高过低。

（3）要求焊工的动作要跟得上，针对不同位置的焊接特点迅速有针对性地调节焊接过程中的焊接工艺参数。

3、夹渣缺陷的控制

（1）由于药芯焊丝有焊剂和药皮，所以要求层间必须清理干净，否则易出现夹渣缺陷。

（2）全自动焊的工艺参数不得调整过大，否则会使焊道熔深过大，以至于药皮等焊渣没有浮出或吹出而产生夹渣。

4、未熔合和未焊透的控制

未熔合是在焊缝金属与母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合部分，产生未熔合原因，主要是待焊金属表面不干净；未焊透是在焊接时接头根部未完全熔透的现象，产生未焊透是焊接电流过小，钝边太大，根部间隙太小，焊接速度太快等原因造成的。

（1）未熔合的控制

①注意层间修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。

②严格按WPS要求，采用合理的焊接电流。

③正确处理钨棒的打磨角度和焊接停留时间。

（2）未焊透的控制

①加强坡口质量检查，控制合理的钝边量。

②加强装配质量检查，严把装配质量关，控制合理的错边量。

③正确处理钨棒的打磨角度。

三、石油化工管道焊接质量控制措施

（一）建立完善的质控体系

引导焊接技术人员重视焊接工作需促使其树立质量第一，兼顾工作效率的理念，完善的质控体系将能保障施工人员采用科学、合理的工作方法，严格管理、控制焊材、焊接技术以及焊接设备的质量，及时发现并处理不合理现象，以提高工作效率。在焊接操作之前需做好准备工作，包括焊接口检查、焊接前预热等，同时还应在正式施工之后，严格按照企业制定的焊接技术标准及制度性规定进行操作。结合焊接工作实际需求及现实情况，严格践行质量保障体系及质量控制机制，并对于焊接材料、焊接设备等相关的焊接工作重要组成部分进行常规检查，以确保其符合相关规定的标准。

（二）重视质控操作及焊接设备管理

焊接施工完成后需严格其后期质量检验工作，检验人员应具备相应的检验技能和专业化知识，对易出问题部位和关键环节予以仔细检查，以严谨的工作态度，定期完成焊接施工质量检验，其促进油气管道的维修工作效率提升。重视质控操作不仅需要加强质量检验工作关，还应有效控制焊接工艺，这就需要在焊接施工之前合理评定焊接工艺，进而依据油气管道现状，选择出较为科学、合理的技术方案，以求满足相关过程设计的需求。

（三）焊接材料控制

焊接材料是焊接质量保证的基本条件，焊接材料的质量和正确使用，直接影响到焊接质量和工程成本。因此应控制焊接材料的采购、验收、保管、发放及使用等几个环节。焊接材料必须要有质量证明书，化学成分及机械性能符合有关标准及设计文件要求，用于高温高压及有毒有害介质的合金材料还应做光谱分析确认，经检验不合格材料严禁入库和使用。现场应设立焊材一级库和二级库，库内的温度和湿度应进行有效控制，符合要求。入库的焊接材料应该经过质量检验合格，有材料标记号、建帐立卡，按品种、规格、分区堆放。焊条使用前应进行烘干并做好焊条烘干记录。

（四）对焊接过程的控制

1、管口预热和道间温度控制预热有利于去除母材表面的水分和加速氢气的逸出，从而降低焊道中裂纹的敏感性，同时能减少热影响区的硬化。管口组对完成后，其两侧各100mm范围内应进行预热，加热方法采用电中频加热器或环形火焰加热器均可。

2、焊接时，每道焊口处配置一个带排气扇的防风棚，防风棚能有效地改善焊接环境，对风沙、雨雪有明显的隔离效果，对高温高湿天气也有一定改善。防风棚的排风扇能将棚内焊接时产生的烟尘排除，有助于保持棚内阴凉干爽。

3、如果焊接过程中断，必须是在热焊层完成后中断，中断时间不得超过24h。重新焊接前，对焊道表面进行认真打磨清理，并进行表面渗透或磁粉无损探伤，在确认焊道表面无气孔、裂纹等缺陷后，方可进行加热、焊接。

结语

综上，对于新建、扩建的石油化工管道焊接施工过程中，建立焊接施工质量管理体系、实行全面质量控制，所以为保证工程质量，首先指定好焊接工艺，并且对焊接过程进行严格控制，从而保证整个工程质量，这也是各个施工单位在今后施工过程中的质量控制重点。

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【关键词】焊接、发展、认可、工艺

中图分类号： P755.1 文献标识码： A 文章编号：

The welding procedure qualification and its application

【Abstract】In recent years, with the rapid development of the shipping industry and shipbuilding, the world shipbuilding industry to China's industrial transfer, led to large-scale shipbuilding heat in coastal areas along the Yangtze River in China. Of all sizes, ranging from private shipbuilding enterprises throughout the more economically developed coastal areas along the Yangtze River. Emerging private shipbuilding enterprises to apply for the construction of CCS-class ship, the welding process is one of the necessary conditions for recognition as he began to build the shipyard and surveyor attaches great importance to the reasonable development of the welding process and the implementation of the construction process welding process directly affects the the quality of the construction of the ship.

【Key words】Welding, development, approval, process

近几年，随着航运业和造船业的迅猛发展，世界造船业向中国的产业转移，在我国沿海沿江地区引发了较大规模的造船热。各类规模不等的民营造船企业遍布在经济较为发达的沿海沿江地区。新兴的民营造船企业申请建造CCS级船舶时，焊接工艺认可作为开工建造的必要条件之一受到船厂和验船师的高度重视，焊接工艺的合理制定和建造过程中焊接工艺的执行程度直接影响着船舶的建造质量。

一、焊接工艺规程的制定

船舶开工建造前，造船厂应根据自身的技术条件和生产设备等因素，同时结合批准图纸中的钢材使用型号制定详细的工艺规程。

工艺规程因钢材等级或焊接方式而不同。按钢材等级可分为一般强度钢和高强度钢的焊接工艺规程，一般强度钢按韧性分为A、B、D、E 4个等级，高强度钢按其最小屈服强度划分强度等级，其中每一个强度等级又按其冲击韧性的不同分为A、D、E、F 4级。通常情况韧性级别高的材料焊接工艺试验通过后，可将此工艺用于韧性级别较低的材料中。按焊接方式可分为：对接焊工艺、角接焊工艺、T型全焊透工艺等，对接焊又可细分为埋弧自动焊、手工对接焊（平、立、横、仰）、CO2气体保护对接焊（平、立、横、仰）等；角接焊可细分为手工角接焊（平、立、横、仰）、CO2气体保护角接焊（平、立、横、仰）等；T型全焊透工艺在船舶建造中一般使用在高应力区，如主甲板和舷顶列板、主甲板和舱口围板、双层底旁桁材和内底板斜坡板的折角处的角焊缝。焊接工艺因钢材等级和焊接方式的不同而名目繁多，因此船厂要结合自身的生产设备、生产经验和技术条件制定一套适合自身发展的工艺规程尤为重要。

通常中小型船厂最常用的板材焊接工艺规程包括以下几种（钢材等级按船厂需要）：

a、埋弧自动平板对接焊（焊接位置为平焊；焊接材料有一般强度钢焊丝如H08MnA，高强度焊丝如H10Mn2A等）。

b、手工对接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊接材料有钛钙型焊条如J422，低氢型碱性焊条如J507。）

c、CO2气体保护对接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊丝有一般强度钢焊丝如H08MnA，高强度钢焊丝如H08Mn2A。）

d、手工角接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊接材料有钛钙型焊条如J422，低氢型碱性焊条如J507。）

e、CO2气体保护角接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊丝有一般强度钢焊丝如H08MnA，高强度钢焊丝如H08Mn2A。）

f、CO2气体保护单面焊双面成形对接焊（焊接位置多为平焊、立焊。）

g、T型全焊透角接焊（因分段可翻身，焊接位置以平焊居多；焊接区域多为高应力区，以手工507和CO2气体保护焊为主。）

h、铸钢件对接焊（通常适用于尾柱焊接，尾柱多为铸钢件，一般采用电渣焊，但中小型船厂通常无电渣焊设备，可采用手工507焊接。）

编制整套焊接工艺规程时，每一种焊接工艺均应按CCS《材料与焊接规范》要求包括以下所适用的内容：

1）钢材的牌号、级别和厚度；

2）焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）的型号、等级和规格，尤其应该注意是否与焊接母材的等级相匹配；

3）焊接设备的型号；

4）钢材焊接时的坡口型式；

5）焊接位置（如平、立、横、仰等）；

6）焊道布置和多道焊接顺序；

7）焊接规范参数（焊接电流-交流或直流、电源极性-正极性或反极性、电压、焊接速率、保护气体流量等）；

8）焊前预热和道间温度、焊后热处理及焊后消除应力的措施；

9）焊接环境。

二、焊接参数的正确选择

焊接参数是指焊接过程中的一些基本参数，因不同的焊接方式而不同，现分别以手工电弧焊、埋弧自动焊和CO2气体保护焊进行分析。

1、手工电弧焊焊接参数主要包括焊条直径、焊接电源极性、焊接电流强度、电弧电压、焊接速度和焊接层数等。

焊条直径的选择取决于钢材厚度、接头型式、焊接位置和焊接层数。厚度较大的焊件应选用较大直径的焊条，搭接、T型接头和平焊缝用焊条直径应大些、立焊次之、仰焊和横焊应最小，这主要是为了溶池的大小，仰焊和横焊时用较小的焊条可形成较小的溶池，减少熔化金属的下滴并便于操作。在多道焊时，为防止产生未焊透缺陷，第一道焊应采用直径较小的焊条（通常≤4mm），以后各层可根据焊件厚度选用较大直径的焊条。

焊接电源的极性是对直流焊机而言，分直流正接和直流反接两种，规定用焊接重要构件的J507碱性低氢焊条时须直流反接；使用直流电焊接厚钢板时，一般采用正接，焊接薄板时一般采用直流反接。对于交流焊机而言，由于极性的交替变化，无需选择极性接法。

焊接电流是影响焊接质量的重要因数之一。电流过小，电弧会不稳定，容易造成未焊透或夹渣等缺陷；电流过大，容易产生咬边或焊穿缺陷，同时增加飞溅，因此焊接电流需适当。通常的电流选择原则：焊条越粗电流越大；酸性焊条所需电流比碱性焊条略大；焊件越厚所需电流越大，厚度相同时，不开坡口比开坡口所需电流大；平焊时大、横焊次之、仰焊和立焊较小。

电弧电压即工作电压，由弧长而定。电弧长电压高，电弧短电压低。焊接时电弧不宜过长，否则会出现电弧不稳、减小溶深等缺陷，还会使空气成份侵入而使焊缝产生气孔。因此因尽量保持短弧焊接，尤其使用低氢碱性焊接时更要采用短弧焊接。

焊接速度应根据实际情况而定，焊接电流大的焊接速度比电流小的快些，焊接薄板时比焊接厚板时快。焊接速度过慢容易造成溶深太深。电流、电压和焊接速度三者是密切联系，只有合理的选择，才能使焊缝成形完美、质量良好。

焊接层数应根据焊件厚度、焊条直径、焊接电流和焊接位置而定。若焊件厚度尺寸相同，在平焊时，采用较大直径焊条和较大电流，即可少焊层数；若立焊或仰焊时，用小焊条和小电流，则必须加多层数。通常每层焊缝厚度不超过4-5mm。

2、埋弧自动焊应其生产效率高，焊缝成形美观、机械性能良好而被广泛应用于现代造船业，尤其是船底板、内底板、主甲板和舷侧外板等平直部位。其主要焊接参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度等。

焊接电流增加，电弧给母材的热量增多，同时对母材的吹力增大，焊缝溶深会相应增加。但当电流过大时，会限制电弧的摇摆作用，溶深虽深，但溶宽减小，此时的焊缝中往往留有未能充分逸出的气体和夹杂物，容易使焊缝产生气孔、夹渣和裂缝等缺陷。

增大电弧电压也即拉长电弧弧长，电弧的摇摆宽度增加，溶宽随之加宽，而溶深相应减小。单纯地提高电压，会使溶深变小，造成焊件未焊透。因此适当增大电压的同时，焊接电流也应相应加大，以获得良好的焊缝形状和尺寸。

焊接速度的变化将影响线能量的大小。随着焊接速度的增加，焊缝线能量减小，溶宽变窄。当焊接速度正常增加时，反而会使电弧对溶池金属的排出力加强，溶深会有所增加。但过分加大焊接速度，会使线能量显著减小，造成未焊透缺陷，因此必须有效地控制焊接速度。

3、CO2气体保护焊采用CO2气体作为保护介质，焊接时用CO2把电弧和溶池与外界空气有效地隔离，从而避免有害气体成分地侵入，获得良好的焊缝质量。同时因其抗裂性能好并适用于全位置焊接，被广泛应用于现代的造船业。其主要的焊接参数包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、CO2气体流量等。

焊丝直径应以焊件厚度、焊接位置为依据。对于4mm以下的薄板进行全位置焊接时应采用直径0.5-1.2mm的细丝，当钢板厚度大于4mm时，应采用直径为1.5mm以上的焊丝。

焊接电流是CO2气体保护焊的重要参数，应根据母材厚度、坡口形状、焊丝直径来定。通常直径为0.5-1.6mm的焊丝进行全位置焊接时，电流控制在250A以下。

电弧电压影响到焊接过程的稳定性，对焊缝的成形、飞溅的多少有直接影响。要获得稳定的焊接过程和良好的焊缝成形，必须使电弧电压和焊接电流达到良好的匹配，并在焊接时加以准确和仔细地调整。

焊接速度对焊缝形状尺寸有一定影响，随着焊接速度的增大，溶宽减小，溶深也有一定减小。当焊接速度过快时，气体保护作用受到破坏，焊接的冷却速度加快，降低了焊缝的塑性，并使成形不好。当焊接速度过慢时，溶宽加大，溶池变大，热能量集中，容易产生焊穿等缺陷。CO2气体半自动保护焊速度一般不超过0.5米/分钟。

CO2气体的流量主要影响其保护性能。对焊接电流大、焊接速度快时应相应加大气流量。但流量过大时，气体冲击溶池，容易使焊缝产生气孔；流量过小时，会降低对溶池的保护作用，使外界空气侵入，也容易产生气孔等缺陷。

三、焊接工艺认可证明

焊接试件焊接结束后，首先应对焊缝进行全面外观检查，再严格按照CCS《材料与焊接规范》中规定要求进行各项性能试验。

该项工艺应船厂实际需要焊接材料采用低氢药性焊丝、焊条，焊接方式为CO2手工平板对接双面焊及手工电弧焊。因母材较厚，必须开坡口，坡口型式为60oV型，留根2mm，对接装配间隙2mm，焊前将坡口清理干净，焊条烘焙保温，然后进行封底盖面，反面碳弧气刨清根、再封底盖面，焊缝焊接按Ⅰ类焊缝标准焊接，焊接结束后按规范要求对焊缝进行外观检查，X光拍片，超声波探伤检测等各项试验进行检测。

四、常见的焊缝缺陷分析

造船过程中，船舶结构焊接后须对焊缝进行外观检查和射线透视、超声波探伤，总会发现不同程度焊接缺陷的存在，其型式是多样性的。焊缝缺陷按存在位置可分为两类，即位于焊缝表面的外部缺陷和位于焊缝内部的内部缺陷。外部缺陷主要有：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、焊穿、弧坑、表面气孔、表面裂缝等；内部缺陷主要有：未焊透、内部气孔、内部裂缝、夹渣等。就其原因，分析如下：

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铝的化学性质活泼，表面易形成氧化膜，在焊接时容易形成未熔合及夹渣缺陷，使接头的性能降低；氧化膜对水分有很高的吸附能力，易产生气孔缺陷；另外，还出现裂纹、接头软化和耐蚀性降低等问题。

1.1气孔

铝合金焊接时主要产生的气孔是氢气孔，而氢的来源有三：空气中的水分侵入熔池；保护氩气中含水分大；坡口及焊丝清理不干净。因此，解决气孔的主要措施是：

a）适当预热，降低熔池的冷却速度，有利于气体逸出；

b）制定合理的焊接工艺，采用短弧焊接；

c）提高氩气的纯度；

d）清除焊丝和母材坡口及其两侧的氧化膜、水、油等污物。

1.2裂纹

铝合金焊接中产生的裂纹主要是热裂纹，其中大部分是产生在焊缝中的结晶裂纹，有时在热影响区也出现液化裂纹。除了接头中拘束力的影响之外，结晶裂纹的产生主要是受铝合金化学成分和高温物理性能的影响。当焊接线能量过大时，在铝合金多层焊的焊缝中，或与熔合线毗连的热影响区，常会产生显微液化裂纹。防止裂纹的主要途径是：

a）选配合适的焊丝和尽可能优选母材成分；

b）正确选择焊接方法和工艺参数，宜采用功率大、加热集中的热源；

c）应避免不合理的工艺和装配所引起的应力增大，尽量将焊接应力降低到最小；

d）避免接头在高温下受力，人为地造成裂纹。

1.3焊接接头软化

铝合金管焊接后会产生明显的软化现象，其主要原因是由于焊缝和热影响区的组织与性能变化引起的。防止焊接接头软化的主要方法是：

a）采用加热迅速、热量集中的焊接方法，以减小接头的强度损失；

b）选择合适的焊丝。

1.4焊接接头的耐蚀性

铝合金接头耐蚀性降低的原因，主要与接头的组织不均匀、焊接缺陷、焊缝铸造组织和焊接应力等有关。采取的措施有：

a）选用高纯度的焊丝；

b）调整焊接工艺可以减小热影响区，并防止过热，同时应尽可能减少工艺性焊接缺陷；

c）碾压或锤击焊缝有利于提高焊接接头的耐蚀性；

d）减少焊接应力。

2焊接工艺

2.1焊接方法

通过以上分析和结合现场实际情况，确定焊接方法采用交流钨极氩弧焊。其优点是：具有阴极破碎作用；设备结构和线路简单，不易出现故障；TIG保护性好，电弧稳定、热量集中、焊缝成形美观、强度和塑性高、管材变形小；现场地面施焊，管材可以转动，以平焊位为主，操作容易；可形成较大的熔池，有益于气体逸出，故焊缝中气孔极少。

2.2焊前准备

2.2.1焊接设备与焊材的选用：采用交直钨极氩弧焊机WSE-315，焊材选用HS5356，直径5mm。

2.2.2清理铝合金管母和衬管都有包装，保护比较好，为了避免碰损和油污，在组装焊接时才拆除包装。现场使用坡口机开坡口，用丙酮擦拭坡口及其附近处，然后用铜丝刷清理管母坡口及其内外壁30mm范围、衬管和加强孔附近，之后再用丙酮擦拭，如图1所示。焊丝用化学方法进行清理。管母、衬管、焊丝的清理应根据焊接进度完成，不要一次清理过多，以免造成再次氧化和污染。

2.2.3组装对口制作焊接支架如图2所示，要求管母的轴心线重合，安装可转动胶轮可使管母免受损伤，且焊接位置一直处于水平位置便于焊工施焊，减小了操作难度，保证了焊接质量。衬管的加工要求见图3。制作对口卡具如图4所示，便于定位焊和焊接过程中转动管子时，使高温的焊缝不受外力而产生缺陷。

2.3焊接工艺参数

铝合金管母焊接电流与加热温度的选择尤为重要，如果焊接电流过大，熔池形成速度较快，容易造成烧穿、塌陷等缺陷；如果焊接电流过小，母材较难熔化，熔深浅，易产生气孔、未焊透和熔合不良等缺陷。可通过适当提高预热温度来补偿焊接区热源不足，使焊接顺利进行。具体焊接工艺参数见附表。焊接Φ110mm×4mm铝合金管母线时，焊接电流可适当减小，为160~170A，焊加强孔选择电流200~210A。

3结束语

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1.1焊接材料

钛合金焊接一般使用成分与母材相同的焊丝，有时为了提高接头的韧性，在焊接接头强度方面降低要求，应当选择低于母材强度的焊丝。通常将在真空有条件下经过退火处理TA1～TA6和TC3等焊丝用做钛合金焊接，如果以上提到的焊丝无法供应时，可将母材剪切成窄条作为焊丝。

1.2焊前清理

钛合金的焊前清理工作非常重要，通常因为附着污物会引发气孔和夹杂杂质等问题影响焊丝焊接后焊缝的抗腐蚀性和强度，因而钛合金在焊接前必须进行清理。表面处理的常见方法为物理处理和化学处理法，物理处理主要包括表面污垢通过喷砂喷丸和抛光等方式的处理，化学处理主要是通过酸碱等化学物质将钛合金表面的污垢溶解，除去钛合金表面的氧化物，直至表面为钛合金基材为止。

1.3常见的钛合金焊接方法

对于钛合金的焊接方法一发展多年，众多的研究主要集中在钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊等方法等常见的钛合金焊接方法。

1.3.1钨极氩弧焊工艺

对于焊接10mm以上的钛合金母材通常选择钨极氩弧焊工艺，常采用直流正接。张装生等研究人员对对钨极氩弧焊工艺的研究结果表明，在母材焊接过程中要要使用氩气保护气氛来保护焊件的正面、背面，尽可能的使用拖罩保护进行气氛保护。

1.3.2熔化极氩弧焊工艺

MIG焊主要用于焊接钛合金厚板，常采用直流反接。焊接方式依据焊接母材薄厚而不同，通常薄板采用工艺为短路过渡的熔滴过渡焊接方法，而厚板采用工艺为喷射过渡的熔滴过渡方法。该工艺对保护气氛的要求很高，保护气氛气体纯度、焊前清理的要求，MIG焊比TIG焊更为严格。

1.3.3等离子弧焊工艺

一般的等离子弧焊，除了使用热压缩、机械压缩、磁压缩三种基本手段收缩电弧外，是保护气氛中该工艺一般使用氩气与一定比例的氢气来保护，该保护气氛可以提高焊接过程中焊接电弧的收缩性，基于以上原因，使用等离子弧焊焊接工艺焊接钛合金母材时，钛很容易与保护气中的氢形成氢化物，只能使用纯氩气或氩与氦的混合气作为保护气体。当钛板厚度为较薄时，通常采用小孔法焊接，而厚板母材使用熔入法加反面成形垫板焊接工艺。

1.3.4电子束钛合金焊工艺

该工艺通常电子是以热发射或场致发射的方式从发射体逸出功率密度很高的电子束撞击到焊材表面，电子的动能就转变为热能，使金属迅速熔化和蒸发。在高压金属蒸气的作用下熔化的金属被排开，电子束就能继续撞击深处的固态金属，很快在被焊工件上形成小孔，小孔的周围被液态金属包围。随着电子束与工件的相对移动，液态金属沿小孔周围流向熔池后部，逐渐冷却、凝固形成了焊缝。但电子束焊焊接钛合金会在接头中产生较大的残余应力，并随着焊接件厚度的增大而增加，只有焊后对焊件进行完全真空退火方可消除。

1.3.5激光束钛合金焊工艺

激光束焊接适合于某些特殊的焊接，已经成为钛合金焊接的重要手段。邹世坤等采用激光焊接TC4钛合金，获得接头性能与母材相当。郭鹏等人对采用激光束焊接TC4钛合金进行焊接研究，研究结果表明TC4钛合金通过焊接后焊缝平整光滑，外观色泽漂亮，对焊接试样通过无损检测结果表明钛合金焊缝质量达到国标Ⅱ级要求。

1.3.6摩擦焊工艺

钛合金自身良好性能很适合摩擦焊，工艺若调整到合适的范围，也可以在无特殊保护措施的条件下，获得良好的焊接接头。摩擦焊焊接钛合金获得的焊缝硬度略低于母材，进行拉伸试验时试样断裂于母材侧，断口呈现韧性断裂特征。研究人员对TC4钛合金进行搅拌摩擦焊接方式进行焊接，研究结果表明焊接接头的抗拉强度达到母材的92%，焊接接头的搅拌区域为焊接质量最差区域，该区域韧性和强度都较差。

2、钛及钛合金焊接常见缺陷与防止措施

2.1钛合金焊接常见缺陷

2.1.1脆化

高温下钛与氧、氮、氢很容易发生反应,而氧和氮在空气中广泛存在。因此，在焊接热循环作用下钛很难不受影响。因氧和氮固溶于钛中，导致钛金属晶格畸变，因钛合金晶格结构的改变使钛合金拥有高的强度，但塑韧性却弱于母材。随着氢含量在钛合金焊缝中增加,会以片状或针状化合物形态析出，致使焊接接头的冲击韧性降低。焊接过程中焊缝金属和高温近缝区必须受到有效的保护,正反面都很容易在焊接高温下与空气等杂质发生反应导致脆化。

2.1.2焊接裂纹

钛合金因含有硫、磷、碳等杂质很少，钛合金具有很窄的有效结晶温度区间，因而钛合金低熔点共晶很难在晶界出现，因此对热裂纹不敏感。但是焊接过程中保护不好，会有应力裂纹和冷裂纹出现。焊接时由于焊接过程中母材中的氢会向热影响区扩散，导致影响区氢含量增加，在不当的应力情况下就会出现裂纹。另外在气氛中氧氮含量高时，钛合金焊接接头产生一定程度的脆化，因而在出现的强焊接应力导致出现裂纹。

2.1.3焊接气孔

在钛合金的焊接过程中，由于焊接母材和焊丝含有污染物、水或其他气氛杂质，很容易造成在焊缝中形成气孔缺陷，在众多的研究结果同样表面母材或焊丝中的氢、水、氧都会使焊缝的气孔产生率增加。因此，必须严格做好母材及焊丝的焊前清理工作，在焊接前要对母材进行抛光打磨处理，务必保证基材和焊丝的干净，确保焊接的质量。

2.2缺陷的防止措施