焊接工艺参数范文

导语：如何才能写好一篇焊接工艺参数，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。

篇1

关键词：焊接工艺参数；焊接电流；电弧电压；焊接速度

中图分类号：TG457 文献标识码：A

焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称叫做焊接工艺参数，例如：焊接电流、电弧电压、焊接速度等。合理的焊接工艺参数是焊缝质量的保证。

1 焊接电流对焊缝质量的影响

焊接电流，是指焊接时流经焊条、焊丝的回路电流。它是焊接的重要参数，对焊接质量和成型有极大影响。

1.1 焊接电流过小，则不易起弧、易息弧、电弧不稳定、熔深不足，焊道窄余高大，容易造成未焊透、夹渣、焊瘤和冷裂纹等问题。

1.2 焊接电流过大，则焊缝熔深大，焊道宽余高大，容易造成烧穿、咬边、夹钨、气孔、热裂纹等缺陷，且增加了金属飞溅导致浪费，还会导致焊缝及热影响区金属晶粒粗大（热脆化），影响物理性能。

1.3 为保证焊接效率，一般情况下，在保证焊接质量的前提下尽可能采用较大电流。

1.4 一般情况下，采用较细的焊条，应选择较小的焊接电流；采用直径较粗的焊条，应选择较大的焊接电流，以供给熔化焊条所需之热量。

1.5 特殊情况下，为了获得合理的焊接电流，焊接前必须做焊接工艺评定。焊接电流的确定，应结合焊接的类型、母材性质、焊条焊丝牌号、电压、焊速等因素综合确定，最好经过工艺试验。焊接结构的焊缝尺寸不符合要求时，将直接影响焊接接头的质量：尺寸过小的焊缝，使焊接接头强度降低；尺寸过大的焊缝，不仅浪费焊接材料，还会增加焊件的变形；塌陷量过大的焊缝使接头强度降低；余高过大的焊缝，造成应力集中，减弱结构的工作性能。

2 电弧电压对焊缝质量的影响

电弧电压指电弧部的电压，与电弧长大致成比例地增加，一般电压表所示电压值包括电弧电压及焊丝伸出部，焊接电缆部的电压下降值。

2.1 电弧长短决定了电弧电压的高低，电弧长则电弧电压高，电弧短，则电弧电压低。电弧长短对焊缝的质量有较大的影响，一般是电弧长度超过焊条的直径时称长弧，小于焊条的直径时称为短弧，用长弧焊接时，电弧燃烧不稳定，所获得焊缝质量差，焊缝表面鱼鳞纹不均匀。因此，施焊时一般都采用短弧焊接.

2.2 电弧电压太大，熔池较深，容易产生裂纹。但是焊波较为平整，美观。

电弧电压太小，会造成焊缝未融合，和未焊透等缺陷。

2.3 为了获得合理的电弧电压，焊接前必须做焊接工艺评定。

3 焊接速度对焊缝质量的影响

焊接速度，即单位时间内完成的单道焊缝长度。

3.1 一般情况下，其他条件不变，焊接速度过快，熔化温度不够，容易造成未熔合、夹渣、焊缝成型不良等缺陷。

3.2 一般情况下，其他条件不变，焊接速度过慢，在母材单位面积停留时间就长，热影响区宽度增加，会造成焊接接头晶粒粗大，力学性能降低。尤其是焊接薄板时，过慢的焊接速度会造成烧穿现象。

3.3 当然，从焊接生产率考虑，焊接速度越快越好。根据产品性能考虑，为了得到良好的焊接接头，需要把焊接电流、电弧电压和焊接速度三因素综合考虑。

3.4 为了获得合理的焊接电流，焊接前必须做焊接工艺评定。

4 其它工艺参数对焊缝质量的影响

除了焊接电流、电弧电压、焊接速度参数外，还有一些其他参数对焊缝成形也有一定的影响。

4.1 焊条（焊丝）直径。当其它条件不变时，减小焊条（焊丝）直径使得电弧截面减小，而且还将减小电弧的摆动范围，导致焊缝厚度和焊缝宽度减小；反之，亦然。

4.2 焊丝干伸长。焊丝干伸长，是指焊丝端头至导电嘴端头的距离。这段焊丝在焊接时会产生电阻热，焊丝的熔化速度由电弧和电阻热共同决定。焊丝熔化速度与焊丝干伸长成正比，即干伸长越长，焊丝熔化速度越快。为保证焊道成形良好，不同直径的焊丝须选择合适的伸出长度（干伸长）。

4.3 坡口尺寸。当其它条件不变时，改变坡口尺寸，也会影响焊缝的成形。如果增加坡口深度或坡口宽度时，焊缝厚度将略有增加，焊缝宽度将略有减少，而余高将显著增加。为了保证焊材能够接近接头根部，并能在多层焊时侧边熔合良好，如果减小坡口角度， 必须增大根部间隙。注意，前者减小，可用较少的填充金属量；而后者增大，却增加填充金属量，须综合考虑。研究发现：板厚δ20mm宜采用小坡口角度、大根部间隙的坡口形式才算比较经济的。

4.4 保护气体成份。气体保护焊时，保护气体的成份以及与此密切相关的熔滴过渡形式对焊缝形状有显著的影响。二氧化碳气体保护焊的气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为8～25L/min。一般经验是：气体流量为焊丝直径的十倍，即Φ1.2mm焊丝选择12L/ min的气体流量；当采用大电流快速焊接，或室外焊接及仰焊时，应适当提高气体流量。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，会对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。

4.5 母材的化学成份。 焊接前，必须考虑母材的可焊性。可焊性一般可以估算碳当量，碳影响焊接热影响区淬硬性的程度，是产生冷裂纹及脆化的因素。从焊丝上考虑就要选择和母材化学成份相似的焊材，特别要注意焊材上每种化学成份的比例，焊接前一般都要进行焊接工艺评定。

结语

选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要的。虽然焊接缺陷是不可避免的，但如果采用了合理的焊接工艺参数，可以减少焊接缺陷的发生，提高焊接质量。不同的焊接方法和焊接条件需要采取不同的焊接工艺参数。所以在生产过程中，工艺技术人员必须根据实际工况调整出合理的焊接工艺参数。

篇2

船体焊接工艺设计复杂，影响船体焊接质量工艺参数繁多。目前，大多数焊接工艺人员只能通过手工查阅相关标准，以及查阅企业历史资料，结合自身经验完成焊接工艺设计，工艺设计效率难以提高。另外，由于每个工艺人员能力、经验、工作习惯、责任心存在差异，使得焊接工艺规程标准化程度低，从而影响施焊工作开展。为了实现快速化、智能化焊接工艺设计，有必要开发船体工艺焊接知识库及工具包，在船体焊接工艺设计中引入知识管理技术，将焊接工艺员从繁重的查手册、查标准等重复劳动中解放出来，并且将企业焊接工艺人员多年来积累的丰富经验进行有效的利用，提高焊接工艺设计的效率。

2船体焊接工艺知识库

2．1船体焊接工艺知识要素分析

在船体生产制造中，焊接工艺必须根据相应的标准或规范进行严格的焊接工艺评定（WPQ），形成焊接工艺评定报告（PQR），其后，生成焊接工艺指导书（WPS），并且依据WPS制定焊接工艺规程，以保证产品的焊接质量和性能。船体焊接工艺设计中主要关注如下几个方面的问题：焊接方法的选择、焊接位置的选择、坡口形式的设计、加工步骤的安排和工艺成本分析等。船体焊接工艺设计中许多问题的可统计性差，影响因素多，因素与因素之间的相互联系难以明确表达。因此，解决这类问题要借助于经验知识，比较适合于选用工艺知识库。

2．2船体焊接工艺知识库组成

船体焊接工艺知识库包含6大类库：焊接工艺基础参数库、母材库、焊材库、焊接规范参数库、检验项目库、施焊要求库。其中：焊接工艺基础参数包括：焊接方法库、接头形式库、坡口信息库、设备信息库，母材库包括：种类及规格库、力学性能库。

2．3船体焊接工艺知识库信息模型

系统客户端依据系统功能，设计开发了不同的用户接口，满足不同工艺设计和管理人员的需求。系统服务端负责工艺数据的处理和工艺决策的推理。数据库服务器主要为焊接工艺设计系统提供信息的存储、查询和管理服务，积累基础焊接知识、推理规则和专家经验，是企业的重要信息资源之一。

3船体焊接工艺过程智能化应用工具包

基于知识库的快速化、智能化，实现了船体焊接工艺过程智能化应用工具包的系统设计。通过智能化应用工具包，根据焊接工艺设计的特点，可以选择产生式规则表示方法，作为船舶焊接工艺决策基础。选择产生式规则表示除了符合焊接工艺知识特点外，还具有易于扩展、易于进行一致性检查等实现方面的优势。根据对焊接工艺决策需求分析，在引入知识管理技术对焊接工艺知识库构建的基础上，焊接工艺设计系统可以建立焊接工艺决策过程。

3．1焊接工艺设计集成环境

作为用户建立产品结构的应用平台，是系统应用的重要前提，此模块将用以建立工艺评定数据、文档的存储线索，同时，也作为PDM与焊接工艺规程设计系统进行数据集成的接口模块，可以从PDM系统中得到产品数据，建立焊接工艺设计产品结构。

3．2焊接工艺指导工具

完成焊接工艺指导书（WPS）的编制、校对、审核、归档、浏览、打印等工作。焊接工艺指导为工艺人员提供一个方便实用的工艺设计环境和工具，将工艺人员从大量繁琐的工艺标准的选择、工艺资源的查找、工艺指导书的填写和工序图的绘制等工作中解放出来，减轻工艺人员的劳动强度，促进企业工艺设计的自动化、标准化和规范化。

3．3焊接工艺规划工具

焊接工艺规程，又称焊接细则，是指导焊工操作的详细工艺说明书，是以工艺评定为基础，以具体产品为服务对象的详尽焊接工艺。每当有新产品出现时，焊接工艺评定可能会有可替代的，但多数焊接工艺规程要重新编制，因此，企业内部积存了高于工艺评定1倍甚至几倍的焊接工艺规程，造成重复编制和遗漏等现象时有发生。

3．4焊接工艺评定工具

产品投产之前，必须对所采用的焊接工艺进行焊接工艺评定试验，验证合格后，方可用于产品的焊接生产。由于影响焊接性能和质量的工艺参数众多，每种重要参数的改变，如预热温度、热处理温度、焊接能量超出规定的范围，都要进行焊接工艺评定试验。因此，各船厂积累了大量的焊接工艺评定规则。

4结论

篇3

Abstract: With aluminum alloy is widely used in electrical equipment, people developed aluminum alloy bus welding expert system by computer, this paper studied this expert system.

关键词：铝合金；母线焊接；专家系统；设计

Key words: aluminum alloy；bus welding；expert system；design

中图分类号：TG47 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0317-02

0引言

由于铝合金的质量比较轻轻、强度较高，而且具有良好的导电性和耐腐蚀性，所以在电气设备中常常作为铜的替代材料，特别在是变电站及发电厂多采用铝舍金材料制作大电流母线。利用计算机技术对铝合金母线焊接工艺进行优化选择，并且开发了铝母线焊接专家系统，以利于制定合理的工艺方案，并保证工艺参数的稳定可靠性，从而提高发电厂运行的安全性。

1总体设计思路

在铝合金大电流母线的焊接过程中，经常出现未熔合、夹渣、气孔、裂纹等缺陷，焊缝晶粒粗大，并存在焊缝组织影响区软化的问题。提高铝合金母线的焊接质量可从分析铝母线焊接接头缺陷形成及强度偏低的原因入手，研制开发改善焊缝结晶条件、提高铝母线焊接接头质量的新设备、新工艺。但焊接工艺之间的关系对焊接质量的影响没有系统管理，其调整也有随意性。笔者所进行的铝母线焊接专家系统的编制，有利于焊接工艺的优化选择。

专家系统（Experts System，简称ES）就是具有相当于专家的知识和经验水平，能够解决专门问题能力的计算机系统。它将模仿人类思维规律的解题策略与大量的专门知识结合在一起，是一种具有信息处理能力、知识利用能力、知识推理能力和咨询解释能力的软件系统。焊接领域内专家系统的研究始于20世纪80年代中期。在国外，ES已进入焊接领域的各个方面，并开始向商品化转移。国内外开发的焊接专家系统主要涉及工艺设计或工艺选择，包括单因素的焊接材料选择或焊接方法选择、焊接缺陷或设备故障诊断以及焊接成本估算、实时监控、焊接接头疲劳设计、符号绘制等，几乎包括了焊接生产的所有主要方面。英、美等国已有一些商品化的焊接专家系统。利用计算机技术对焊接工艺进行优化选择，开发铝母线焊接专家系统，充分利用经过前人实践检验过的经验，可以在一定程度上改善焊接质量和结构稳定性，保证工艺参数的稳定可靠，从而提高发电厂运行的安全性。

2铝合金母线焊接专家系统的设计

2.1 技术人员根据工程的需要确定所焊铝材的板厚及型号，然后根据焊材的匹配性选择铝焊丝、焊接方法、接头类型，系统根据存储在数据库中的焊接工艺数据确定最佳的焊接工艺，并给出相应的焊接接头形式以及接头的尺寸数据，同时可以根据以上数据制定焊接工艺卡，在确定得出的工艺卡合乎要求时，可以将工艺卡保存并打印出来。

2.2 为了不断充实知识库，有必要将新的、经过试验验证的焊接工艺添加到数据库中。故系统还必须有添加模块，该模块中不仅包括焊接工艺的添加，还包括坡口及接头形式的添加。同时，还必须有删除模块，删除那些过时的焊接工艺方案，整理数据库中的知识，以便更好地管理。另外，技术人员在选择铝材和铝焊丝时，应尽可能符合国家制定的铝母线的焊接工艺规程，特别是要考虑到系统的用户还包括经验欠缺的工作人员，所以还需要有帮助文档，其中包括铝母线的焊接规程和焊接过程可能出现的缺陷和预防方法。专家系统的设计开发工具有多种，相应的开发语言也有多种。笔者选用Visual Foxprm6．0作为开发平台，并在Windows98及其以上版本操作系统中运行。

2.2.1 有关数据库的设计。利用Visual Foxpm6．0自带的功能建立数据库datal．dbf，该数据库中存放了系统中所耍用到的所有数据库表，在这些表中存放了各种焊接工艺参数和坡口形式等信息。系统正是通过输入、查询、删除其中的某些数据来实现其功能的。

2.2.2 有关界面的设计。用户界面是人机交流的主要通道，数据库系统的界面设计主要涉及菜单制作、输入输出屏幕设计、打印报表设计和帮助设计等。Visual Foxpro提供了丰富的建立用户界面的功能，并且很大一部分都是用可视化的编程方法建立。与用户直接进行交流的有菜单和各种表单，菜单使用户进入到各种操作界面，而表单则帮助用户完成各种功能操作。其中菜单包含了该系统的主要功能：选择、添加、删除和帮助等。点击菜单中的“选择”项，程序执行下一条命令：DOFORM选择焊材．SCX，将出现选择铝材表单。该表单用于选择铝材，焊接前用户必须清楚铝材的牌号，了解其化学成分、物理性能和力学性能，以便正确选择焊接材料和制定合理的焊接工艺。在该系统中，事先在其数据库中的铝材表中存放好各种铝材的牌号和性能参数，用户可以从第1个下拉式列表框中选择铝材牌号，系统根据用户选择的铝材牌号给出该铝材的一些相关的性能参数，如其中Cu，Si，Fe，Mn，Mg和Al等成分的含量，以及该材料的抗拉强度和伸长率。确定铝材后，用户需要在第1个编辑框中输入所需焊接的板材厚度，如果用户没有做到这一步，将无法进入下一步。系统将用户选择的铝材牌号和输入的板厚存放到临时数据表中。点击“下一步”按钮，表单关闭，系统将进入下一界面，即选择焊丝，用户可在第一个下拉式列表框中选择铝焊丝的牌号，同样，系统将根据用户所选的牌号给出其相应的性能参数，如其中Mg，Fe，Si，Mn和Al的．含量，以及该种焊丝的用途。用户可点击“帮助”按钮来察看这些信息。根据这些标准选择最佳的焊丝，以保证焊接质量。对于所选择的焊丝牌号，系统同样将其存人临时表中。接下来用户可选择希望使用的焊接方法，点击“下一步”按钮，将出现“工艺参数和坡口”。如果用户觉得所选的工艺和接头满足要求，可按“预览工艺卡”按钮生成一个报表并预览生成报表的文件，此文件为系统根据用户通过上述过程所选择的各种参数生成的。试品试焊后，根据焊接检测情况，如果用户觉得满意，可以返回前一界面按“打印”按钮将工艺卡打印出来。否则，可退回前几步重新选择各种参数，直到满意为止。

3结束语

利用计算机技术开发的铝母线焊接专家系统，可以对典户已经画好并保存*．Bmp格式的文件图中选择欲添加的一个，然后再输入相应的接头参数，按“确定”按钮即可将该坡口数据添加到数据库中。当然，坡口可单独添加，从首页的菜单中的“添加”项中也可直接进入此界面。添加工艺圈添加坡口型的焊接方法如MIG和TIG焊接工艺进行优化选择，对铝母线的各种焊接工艺数据进行有效的管理，包括对坡口形式等图形信息的管理；模似人类专家进行完整的焊接工艺设计，设计结果须保证焊接质量，并符合有关焊接工艺标准、规范或规程的要求：能够自动生成焊接工艺卡，并打印出来供焊接操作人员使用；能够给用户提供相应的帮助，以利于其制定工艺方案，并保证工艺参数的稳定可靠。此外，专家系统的知识库易于修改更新。

参考文献：

[1]徐南军，陈利平.铝合金母线焊接专家系统设计[J].焊接技术，2005（5）.

[2] 张建强，张海泉，岳红杰，等.铝合金薄壁圆锥体结构的焊接变形[J].焊接学报，2005（1）.

篇4

[关键词]CO2气体保护焊；焊接工艺；钢管混凝土格构柱；力学性能；

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0023-02

钢结构是指以钢材作为建筑承重主体，相比于传统建筑方式具有综合造价低，安全性和实用性高、节能环保等优势。钢结构的大部分构件都在工厂制作生产，生产过程主要以焊接为主，因此生产过程中亟待解决的便是生产效率和焊接质量的问题。

本文以沈阳鼓风机压缩机实验厂房格构柱焊接为研究对象，采用特定的焊接顺序和反面贴陶瓷衬垫的单面焊接工艺，焊接过程中对焊缝焊接顺序、焊接电流、电弧电压、焊接速度等工艺参数进行严格控制，实现了焊缝成型美观、内在质量好的目的，并使生产效率得到了显著提高。

1.焊接材料

母材为Φ500×16的钢管和δ=18的钢板，材质均为Q345B。为了减少热输入，采用焊丝牌号为E501T-1L的药芯焊丝，直径1.2mm。母材和焊丝化学成分见表1。

2.焊接工艺

2.1 焊接顺序

四柱肢钢管混凝土格构筑在特定的胎架上面组装完毕后，首先焊接钢管对接焊缝，其次焊接牛腿以及肩梁与钢管之间的T型熔透焊缝，最后焊接缀管与柱肢钢管之间的角焊缝。

2.2 坡口形式及参数

坡口形式参考GB50661中对坡口形式的相关规定并通过焊接工艺性试验确定，焊缝形式为钢管和钢板的贯穿焊缝，接头坡口形式及尺寸如图1所示，具体参数为：钝边p为2mm，坡口角度为45°，间隙b为6mm，背面贴90°陶瓷衬垫。焊接前，接头位置50mm范围内打磨至出现金属光泽，彻底清除接头部位的锈、油污和杂物。

2.3 焊接工艺参数

焊接电流是确定熔深的主要因素，当焊接电流过大时，容易出现烧穿、咬边、焊瘤等焊接缺陷；电流过小时，容易出现未咬合、未焊透、以及夹杂等缺陷。电压偏低时，焊丝插向母材，飞溅增加，焊道变窄，熔深和余高大。电压偏高时，弧长变长，飞溅颗粒变大，易产生气孔，焊道变宽，熔深和余高变小。为保证焊缝成型良好及满足力学性能要求，二者关系须匹配。通过反复的工艺性试验确定了各个焊接参数。具体参数如表2所示。

2.4 力学实验检测方法

焊接试样经UT探伤合格后，分别进行了拉伸试验、弯曲试验和20℃时的冲击试验。

（1）冲击试验。每个试件截取6个试样（热影响区、焊缝各三个），按GB2650规定的试验方法进行。试验温度：20℃，缺口形式：夏比V形缺口。要求焊缝及热影响区的各3个试样的冲击吸收功平均值分别达到母材标准规定。

（2）侧弯试验。取3个试样，根据GB2653规定的试验方法测定焊接接头的完好性和塑性，试样宽度邓禹试件厚度，试件厚度为18mm，弯心直径应符合母材标准对冷弯的要求（d=30mm），弯曲角度180°。

（3）拉伸试验。每段焊缝取3个试样，根据GB2651规定的试验方法测定焊接接头抗拉强度，要求每个试样的抗拉强度不低于母材相应规格规定的下限值。

3.实验结果

3.1 焊接检验

焊缝外观良好，未出现咬边、气孔、弧坑裂纹、电弧擦伤、咬边等缺陷，焊缝外观质量符合GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》中Ⅰ级焊缝的质量规定。尺寸检验包括下挠弯曲变形、水平度、同心等，超声波探伤焊缝内部质量，各项指标均符合图纸要求。

3.2 力学性能结果与分析

通过表3可以看出，采用本焊接工艺参数的陶瓷衬垫单面焊双面成型的方法，低温冲击韧性、抗拉强度以及弯曲试验都符合GB/T1591-2008中的各项规定。

按照上述焊接工艺进行焊接完毕后，经检验钢管混凝土格构柱外形尺寸偏差在GB50205-2001[6]钢结构施工质量验收规范规定的允许偏差范围内。

4.生产应用及效果

上述焊接工艺与焊接方法在沈阳鼓风机压缩机实验厂房的生产中得到了成功的应用，同时由于在生产中采用CO2气体保护焊单面焊接双面成型的焊接方法，省去了反面清根补焊的麻烦，不仅保证了焊接质量而且对焊接变形和生产效率的提高起到了明显的效果。

5.结论

（1）焊缝外观无缺陷、内部质量探伤合格、尺寸检验符合规定。

（2）陶瓷衬垫双面成型焊接方法，双面焊缝20℃低温冲击韧性、焊缝金属力学性能、硬度均能达到性能要求。

（3）陶瓷衬垫单面焊接双面成型的方法操作简单、质量可靠，各项指标符合技术规定，适用于鼓风机压缩实验厂房的生产，并在生产中取得良好的效果。

（4）通过以上焊接工艺的采用，提高了钢管砼格构柱的制作效率。

参考文献

[1] 刘俊，霍立兴，金晓军，白秉仁，李晓巍，曹军.焊接工艺对SAF2205管道焊接接头组织和力学性能的影响[J]，焊管，2004，27（3）20-23

篇5

关键词：焊接工艺；主要内容；设计阶段

1 焊接工艺设计的主要内容

在焊接产品的整个生产过程中，工艺设计贯穿始终。焊接企业生产的产品类型、产品结构、工艺装备、生产技术水平等都与焊接工艺设计紧密相关，但工艺设计人员实际操作经验以及生产管理体制对焊接产品也有一定的影响。由此可见，加强对焊接工艺的管理对焊接企业的生产效益有着重要的影响。焊接工艺设计方案多种多样，某一项数据的变化均会导致焊接产品的不同，因此，焊接工艺的设计是十分灵活的。在传统的焊接领域中，焊接工艺设计方案均由相关技术人员依据自身经验进行操作，这就对技术人员提出了很高的要求。然而由于工作量大以及技术人员的局限性，不可避免的就会出现一些不尽如人意的地方。在现代焊接领域中，在焊接工艺选择、焊工n案管理和焊接工艺评定数据库系统等方面，均使用了计算机辅助焊接工艺系统帮助研究焊接工艺的设计。这使得焊接工艺技术飞速发展。

1.1 焊接工艺设计的工作内容

在许多的以焊接工艺为主导的现代生产企业之中，其焊接工艺设计系统已经较为完善，该系统涉及到的焊接工作种类繁多形式多样。其主要工作内容有以下几点。

第一，进行产品图样的工艺性审查。对产品进行图样的工艺性审查主要针对于具有独立设计产品能力的企业，之所以要针对产品进行图样的工艺性审查，其主要目的就在于决定产品是否能够被继续加工下去，以及保证焊接质量。而在对于施工图样进行工艺性审查的过程之中，必须要严格地遵循相应的国家标准、制造法规以及安全监督管理措施以及企业内部规定的焊接要求等。一旦没有按照章程进行工艺性审查，那么焊接产品的质量就得不到保证。对于那些不具有自行设计能力的企业，就不必做产品图样的工艺性审查。

第二，产品焊接工艺方案的制定。对于一些新产品而言，其往往需要进行焊接，而在对其进行焊接之前，需要对于焊接工艺方案加以有效地制定。为了保证焊接产品的质量，首先应该仔细分析施工图样的各项参数，结合相应的技术要求，自身生产车间的可用设备等各个细节，制定出详细的制作方案。工艺设计方案应该集技术部门、生产部门等各个部门一起讨论，最后由总工程师审批，通过审批方可开始进行下一步的生产工作。

第三，进行焊接新材料、新工艺和新设备试验。焊接技术的不断进步离不开一系列试验的实施。人们总是在不断的实验中得到启发，从而推动一项新技术的产生。因此焊接工艺设计的工作内容当然也包括了一系列的实验。通过实验过程中的数据分析得出一系列的结论，从而推动焊接领域的发展。

当然焊接工艺设计的工作内容形式多样，不可能仅仅局限在这三方面。还有许多其他方面的内容，比如说产品焊缝识别卡的编制、焊接工艺规程的制定等，也都是在焊接工艺设计的范畴之内。

1.2 焊接工艺规程的编制

在开展焊接作业的过程之中，焊接工艺规程对于焊接产品质量有着非常重要的影响。随着人们经验的不断积累以及技术水平的不断提高，当前在开展焊接作业的过程中，所使用的焊接工艺规程主要有三种，分别是通用焊接工艺规程、标准焊接工艺规程以及专用焊接工艺规程，对于焊接工艺规程有效地加以制定，就可以很容易的依据相关规程正确选用焊接材料、焊接参数和操作技术，除此以外，焊接工艺规程也可以作为接头质量检查规程的依据。

2 焊接工艺设计工作程序

由于焊接工艺设计工作范围的广泛性，必须遵守一定的工作程序才能保证焊接工艺设计工作的有序进行。通常，把焊接工艺设计阶段分为基础焊接工艺设计标准准备阶段、焊接生产工艺设计准备阶段、焊接工艺试验和技改措施实施阶段以及产品焊缝质量检查阶段。

2.1 基础焊接工艺设计标准准备阶段

在进行准备的过程中，首先需要对于产品的焊接技术条件加以明确，根据实际的情况来从目前的焊接工艺方法中选取最适合产品的焊接工艺方法，使所有的结构材料焊接材料焊缝等达到国家规定的标准。在准备阶段相关工作人员需要熟知国家法律、法规、技术标准以及本企业的制造规程。在对于相应的工艺进行使用的过程中，对于工艺使用方法以及技术标准等内容，企业应该每隔三四年进行调整用以保证企业标准与时俱进。

2.2 焊接生产工艺设计准备阶段

在对于焊接生产工艺进行设计的过程中，主要需要开展两个方面的工作，第一是对于产品施工图样的公益性加以审查，第二则是对于焊接工艺方案加以确定。其中，产品施工图样的工艺性审查仍旧仅限于具有独立设计产品能力的企业。焊接工艺方案策划人员不仅要熟知产品生产工艺流程以及加工方法，还要清楚本行业的发展水平。不能当本行业已经研究出更好的制作方法时仍旧采用过时的老方案来解决问题。

2.3 焊接工艺试验和技改措施实施阶段

焊接实验的研究工作制约着整个焊接领域技术的发展。为了提高整个领域焊接水平。建立具有一定规模的实验室用以相应的焊接实验研究工作是具有积极意义的。且由于新产品的需求日益增高，所以当前要想更好地对于新产品进行研发，就必须要通过实验来对于新的产品进行研究，从而使得焊接工艺能够满足当前发展的需求，并且在完成了相关的实验之后，还必须要将研究成果以报告的形式交由总工程师审批，在审批完成之后，再将其编订为基础焊接工艺标准。

2.4 产品焊缝质量检查阶段

在完成了焊接之后，还需要对焊缝的质量进行有效的检查，焊缝质量检查也是焊接工艺的一个重要组成部分，而一般在进行焊缝质量检查的过程中，检查的主要内容包括外观检查、无损检测以及产品试板的破坏性试验。焊缝质量检查是保证焊接产品质量的一个重要手段，通过对焊缝进行无损检测以及开展破坏性试验，能够更好地对焊缝的质量进行判断。

3 结束语

为了保证焊接产品质量，在焊接过程中的每一步都需要格外遵循一系列的焊接章程。焊接工艺设计技术越来越受到企业的重视。在技术更新如此迅速的时代，焊接企业在保质保量完成相应工作的同时还应该大力进行创新探索，提高企业核心竞争力，为推动我国焊接技术领域的发展做出贡献。

参考文献

[1]张振宇.焊接工艺设计原理[J].化工管理，2015（33）：181，183.

篇6

关键词:海洋钢结构;焊接工艺;免气刨概述

随着“海上大庆”的建成，海洋石油能源从浅海向深海过渡，海洋钢结构平台建造趋于大型化，随之带来了越来越多的制管埋弧焊焊接工作量。制管作业作为海洋石油平台建造中的首道工序，传统的制管焊接工艺采用STT表面张力过渡气体保护电弧焊进行封底后，埋弧焊填充、盖面。该工艺伴随有封底及清根作业，增加了焊材使用量及焊接时间，作业中噪声大，已不能满足目前的作业需要。为保证焊接质量和焊接生产效率，缩短制造周期，改善作业环境，本公司进行技术革新，针对某导管架项目开发了免气刨埋弧焊焊接工艺。

1焊接工艺评定

1.1母材

母材使用GB712—2011船舶及海洋工程用结构钢EH36，厚度为38mm，其化学成分和力学性能分别。

1.2坡口形式和下料组对要求

为了获得根部良好的熔透，必须一方面控制组对质量，减小组对错边量，采用小钝边，另一方面需要在坡口正面第1道采用合理的参数防止烧穿，反面第1道需要加大参数，以保证熔透。经过多次试验，最终确定的坡口组对技术要求如图1所示。(1)下料要求板材切割施工中，在保证坡口成形良好的情况下，严格控制坡口根部对中成形情况，根尖直线度好，切割对中应尽量控制在理论尺寸±0.5mm范围内，单边坡口角度偏差控制在±2.5°之间。(2)组对要求组对前，对2试件坡口根部(根尖)用角尺进行测量，确认切割坡口根部对中情况及坡口深度。对于根尖误差约1mm的试件，可直接进行组对。对于根尖误差＞1.5mm的试件，需进行调整，保证根尖内错量在2mm之内。

1.3焊材选择

焊材选择依据等强匹配原则，选用国产JW－1焊丝和SJ101焊剂。

1.4焊接工艺参数

除了优化组对外，采用对应的焊接工艺参数，也是保证该工艺成功的另外一个关键控制点。经过多次试验，最终优化后的无间隙焊接工艺参数见表5，焊接方法为SAW，焊丝直径为4.0mm，填充金属牌号为JW－1，电源极性DC(+)。

1.5试验结果

无损检测:焊缝正面和背面无外观缺陷，外观检验合格;通过磁粉检测，结果100%合格;按照ASTMA578/A578M进行超声波检测，达到B级标准，焊缝根部未出现未熔合、未焊透等内部缺陷。破坏性试验:焊接接头的拉伸、弯曲、冲击试验(试验温度－40℃)结果均满足AWSD1.1标准及项目技术要求，试验数据分别见表6～8。通过宏观分析，焊缝及热影响区剖面完全熔合，无裂纹等焊接缺陷。

2工艺控制措施分析

除严格控制坡口切割质量和组对质量以及焊接过程要严格控制正、反第1道焊缝的焊接外，焊接过程中还需要采取以下焊接质量控制措施:(1)焊接人员需具有高度责任心和良好的埋弧焊设备操作能力;(2)焊前的设备检查:焊工需检查焊枪的牢固程度，避免焊枪头晃动;焊工需调整好焊丝垂直度，避免焊丝送丝不畅或出现扭曲现象;焊工需调整好指针和焊道直线方向，以保证焊缝直线度;(3)正、反面第1道焊接时，焊工应全神贯注地控制好焊丝的直线度，保证焊丝中心与坡口根部尖端在同一直线上，避免产生偏差;(4)反面焊接前，需要进行打磨以确认根部熔合情况。重点是无间隙位置和根部错边的熔合情况。在预热温度满足要求的情况下，对熔合线深度＞1.5mm的局部焊缝需进行打磨至熔合线深度＜1.5mm的情况下，按照工艺参数要求进行焊接，确保根部缺陷完全去除。

3工艺在项目中的应用

在某导管架项目中，单节导管的最小管径为2000mm，最大壁厚达50mm，纵缝长度3m。现场施工中，该焊接工艺有效地避免了传统工艺的弊端，解决了气刨施工中的噪声和粉尘问题，减少了一半的吊装次数，减少了安全隐患，极大地提高了施工效率，同时减少了渗碳层的打磨作业量，起到安全、节能、降本、增效的作用，在导管和钢桩制管工作中得到了良好的应用。实际焊缝外观成形如图6所示。

4结论

篇7

[关键词]GTAW；Inconel600；压力容器

一、前言

2009年8月份，我校协助通达公司生产一台Inconel600的三氯化铝发生器的压力容器，虽然国外已经有相关的标准，但当时国内相关经验还比较欠缺，我校通过走访、学习、借鉴相关企业的有色金属容器的生产制造经验，经过反复的焊接工艺试验验证后，将GTAW用于Inconel600焊缝接头的焊接方法，焊后经RT和UT检验，焊缝质量达到要求。

二、焊接材制的选用

Inconel600的焊接材制的选择。首先，要保证其熔敷金属的化学成分与母材相当，S、P等杂质元素的含量要控制的很低，使焊缝金属具有相应的性能指标。其次，母材厚度为l6mm，为了保证焊缝每层的质量，飞溅少层间易清理等因素，我公司综合上述因素，采用单面U型坡口，焊接方法为GTAW,焊丝为2.5 Inconel82焊丝其化学成分和力学性能见表1、表2。

三、焊接工艺评定

在进行焊接工艺评定之前，我查阅了许多相关的资料，选择不不同的规范参数匹配，并在试板上进行一系列的焊接工艺试验。通过观察飞溅大小，电弧稳定性，焊接表面的成形，母材的熔合情况，确定焊接电流为l60~210(A)电弧电压为16~18(V)。电流太小，不仅生产效率低，还容易产生未熔合，气孔等缺陷，电流过大，会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而造成污染，而且还容易引起烧穿或焊缝下陷，咬边等缺陷，选择合理的焊接规范参数，参照JB4708-2000和GB50236的标准，试板规格500×150×16对接，保护气体为Ar,气体纯度99.99％焊枪中Ar气流量为14~18L／Min，尾部Ar气流量为l0~12l/Min，焊缝背面Ar气流量为12~14L／Min，对焊接工艺评定试板进行l00％RT无损检测，符合JB／T4730.2-2005的规定，Ⅱ级合格然后进行理化解剖和力学性能试验，其结果见表3。

四、产品焊接

1.焊接坡口的准备。对接焊缝的坡口型式，采用机加工，焊前对坡口区域进行仔细清理，用丙酮或乙醇清洗并去除坡口附近50mm区域的氧化色等杂质

2.焊接要点。在焊接之前，经焊工需进行相关资格的考试，焊工用焊接评定给出的规范参数范围，在非产品试件上进行试焊，调节焊接电流，电压。

3.在焊接过程中，层间温度严格控制在小于或等于90℃、随时用测温笔进行测量，施焊过程中背部和尾部需用氩气进行保护(如图2)，(尤其第一层、第二层)并且每焊完一层需用PT检测，必须仔细检查，如有缺陷，按照有关程序进行处理，合格后再继续施焊。熄弧时定要填满弧坑，以防止弧坑裂纹。

五、焊后检验

焊缝表面无裂纹，气孔，咬边等缺陷。焊缝按照JB／T4730.2-2005进行l00％RT检测，II级合格。

六、小结

Inconel600是镍基材料中焊接性比较好的一种材料，只要严格控制焊接工艺参数和层间温度以及层间的清洗，选用匹配好焊接材制，焊缝完全达到产品制造技术的要求。将GTAW用于镍基材料的焊接技术的成功，在焊接工艺、焊工培训、现场操作和焊接质量管理方面积累了经验，为学校以后在有色金属压力容器教学方面奠定了基础。

参考文献：

[1]ASME锅炉及压力容器规范[S].中国石

化出版社.

[2]压力容器安全技术监察规程[S].

[3]JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺

评定[P].北京：国家机械工业局，国家石

油和化工业局，2000.

[4]GB50236 现场设备、 工业管道焊接工

程施工及验收规范[S].

篇8

关键词：焊接接头；失效分析；结构因素

热交换器产品中的固定式不带法兰的管板与壳体的连接焊接接头是产品上的主要焊接接头，制造过程中焊接接头内部组织的缺陷，如夹渣、气孔、未熔合、未焊透、裂纹以及组织粗大等，将影响焊接接头的机械性能，也影响产品使用的可靠性，给使用单位带来不必要的经济损失，是个不可忽视的问题。通过对焊接接头性能影响因素的分析和实验，调整相应的结构参数和焊接工艺参数，防止焊接接头缺陷的产生，提高接头机械性能，从而提高产品的使用寿命，减少损失，节约了材料。

1问题的提出

在产品生产过程中，焊接结构参数、焊接工艺参数、焊接前的准备和操作方法等因素都会影响焊接接头的质量，在焊接时就要通过控制相关技术参数来控制焊接接头内部质量，尽可能提高焊接接头的机械性能。在诸多技术因素中以结构参数和焊接工艺参数对焊接接头质量影响最大，为此，坡口尺寸变化对焊接接头质量的影响及焊接工艺参数对焊接接头质量的影响是本课题的主要内容。

通过研究不同尺寸的坡口用相同焊接工艺参数下焊成的接头在焊接接头组织、机械性能、焊接应力分布的变化；比较对焊接接头质量影响最小的结构尺寸，选出最优技术参数。

2坡口尺寸的确定

产品的设计坡口尺寸如图1所示，其中，管板车边尺寸为0.25δ,与壳体组对后坡口间隙为0.4δ1，具体根据不同的板厚在国家标准中有明确的规定。

本课题根据中生产单位的实际情况，δ和δ1的取值如表1。根据表中的数据，按《钢制压力容器》标准的有关规定，可以分别计算出管板车边尺寸和坡口间隙尺寸，也列于表1中。

在本次试验中，为了减少工作量，试件的坡口组对成大小端，最大值取6mm，最小值取1mm。虽然该值与国家标准的要求有出入，但符合焊接工艺中保证焊接接头质量的有关要求，对试验结果的正确性影响不明显。

3模拟试验与检测

为保证结构参数对焊接接头的组织、应力和机械性能等方面影响的试验结果准确，在焊接过程中，要求焊接工艺参数保持不变。

本试验的试件结构与产品实际使用的结构相近。对焊接接头的检测主要包括焊接接头热影响区应力值、机械性能测试和热影响区组织分析。

3.1应力测试

应力测试时采用了应力释放法。

通过焊接接头区或焊接热影响区某点处的应变量测试，计算出该点的应力值。用此法检测比较简单，所需测试设备简便。虽然数据不够准确，但同一试件测试的数据有对比性，对本课题来说完全符合要求。

测试时，为使焊接热影响区的应力相对准确且有对比性，试验时选焊接接头焊趾两侧5mm处平行于焊接接头中心线的直线上作为测试焊接应力的位置，并以5mm的间距为一测试点，两侧两端各测6点。

3.2机械性能测试

应力测试后的试件用机械加工的方法加工成拉伸试样，测试其机械性能。

4数据分析

4.1测试点应力与焊接接头距离的关系

以上数据表明，离焊接接头不同的距离的各点间的应力是不同的。离熔合线越近，应力值越大；离熔合线越远，应力值越小。表明高温区更易产生较高的应力。

4.2坡口间距对应力的影响

坡口间距对应的影响也较为明显，从表中可以看出，坡口间距越大，应力值也有明显的增大，最大间隙处应力值（为最小间隙处应力值的3.5倍左右）。从理论上分析，坡口越大，需填充的金属越多，焊接时热作用时间越长，温度也越高，因而产生更大的应力。

4.3坡口间距对机械性能的影响

可以看出，坡口间距对机械性能的影响较小，但坡口间距对缺陷有较大的影响。两个试样都做了宏观金相检查，坡口间距越小，未焊透缺陷倾向增加。所以，坡口间距间接地影响了焊接接头的强度，降低疲劳强度。

5金相分析

在相应的最大坡口端和最小坡口端，分别取试样进行金相分析，对比母材金相，组织变化差异很小。可见，因所用材料为普通碳素结构钢（管板和筒体材料都选用了Q235-B），这类材料的组织在加热时，长大倾向并不明显。可以认为，坡口间距对焊接接头及热影响区金属组织的影响是不大的。或者说，因焊接接头及热影响区金属组织所引起的焊接接头失效现象的因素要比焊接缺陷和应力变化所产生的影响小得多。

6结论

通过以上分析，造成管板与壳体连接焊接接头失效的重要因素中，坡口尺寸大小是其中之一。因为坡口尺寸大小对焊接接头内部缺陷的产生及热影响区的焊接残余应力大小有着重大的影响，坡口越大，焊接缺陷产生的可能性增加，焊接残余应力增加。在焊接实践中，可以通过选择合适的坡口尺寸，配以合理的焊接工艺参数，尽可能降低焊接接头及热影响区的焊接残余应力，则可以减少此类失效现象的发生，从而减小生产中的经济损失。

参考文献

[1]霍立兴.焊接结构的断裂行为及评定[M].北京：机械工业出版社，2000，6.

[2]全国压力容器委员会标准化委员会.GB150-1998，钢制压力容器[S].

篇9

关键词：多层环缝焊接；CO2 焊；MAG焊；实芯焊丝；富氩（ A r+ CO2 ）混合气体 ；气保焊

【分类号】：TD353.5

1 前言

焊接作为汽车制造领域最重要的制造手段之一，在汽车制造过程中的应用也越来越广泛，而如何选择适合企业的高质量、高效率、高性能和低成本的焊接工艺成为企业竞争力的关键[7]。目前公司的杆筒焊接总成（如下图1）中均采用实心焊丝MAG焊，焊接杆筒总成工艺流程为：焊接―粗车外圆（单边1mm左右）―精车外圆。实芯焊丝MAG焊以其熔深大、焊接效率高、成本低下的特点在油缸行业的生产中得到广泛应用， 但它存在着焊接电弧不稳定、飞溅大、焊缝成形较差等工艺性能差的缺点， 影响着油缸产品的外观质量。由于设备的局限性，传统的单层焊已经不能满足生产的需要，为提高公司产品的焊接质量，寻求更先进的焊接工艺，本人在结合理论分析及杆筒焊接气孔改善的焊接工艺试验的基础上，综合效率和成本等因素分析所得出的数据作为现场改善课题，为公司油缸产品的焊接寻求最佳工艺提供依据。

2 理论分析

2.1 保护气体的选择

保护气体的选择直接影响着杆筒环焊缝的质量，良好的保护气源能有效的改善焊接成形的质量。因为所有保护气最主要的作用是隔绝空气中氧气、氮气和水蒸气，保护焊接熔池和电极。保护气通过焊枪进入，从焊嘴喷出，包围在电极的四周， 置换掉电极四周的空气，在熔池和电弧四周形成一个临时的保护气罩[5]。

在实施气保焊时，选择焊接保护气的时候，要重点考虑成本、质量、生产率等因素，目前油缸行业焊接工艺经常采用70%～80%的Ar和20%～30%的CO2混合气体作为保护气。公司焊接工艺普遍采用80%Ar+20%CO2混合气体作为焊接工艺的保护介质，其中Ar作为惰性气体，在焊接过程中不发生反应，因电弧热量不易发散，提高了电弧的热效率，加速了焊丝熔化，增加了喷嘴的受热程度[3]。随着保护气中Ar含量的增加，焊丝中元素损失大量减小，大部分元素得以熔入到熔池中去，机械性能提高。而焊接熔敷金属中Mn和Si含量越高，焊缝强度就越高，焊缝延伸率就越低，同时焊缝V型缺口冲击韧性也会随之降低[2]。

2.2 多层环缝焊接的优点介绍

实施多层环缝焊接时，因能在较大范围内调整热输入和焊接速度，因此对焊接热循环的调整较大，有利于提高生产效率与降低成本。对于易淬火钢结构的焊接，可降低过热区高温停留时间，防止晶粒粗大，减少魏氏体组织。实施多层环缝焊时，焊道对前一焊道和热影响区进行再加热，相当于在AC3以上再加热，发生正火那样的组织转变，形成细小等轴晶，细化晶粒，塑性和韧性得到改善。同时通过调节多层焊热输入和冷却时间，改变焊接顺序，可以达到控制结构变形和应力集中[1]。

采用多层环缝焊时，可获取窄热循环曲线，使得奥氏体转变温度AC3以上停留时间短，避免奥氏体晶粒粗化。同时当焊缝冷却到马氏体转变温度时，再立刻焊接第二层，这样第一层焊缝及热影响区金属受到第二层焊缝焊接时热的作用，温度有所上升，减慢了冷却速度，可有效避免淬硬组织出现，提高焊接总成的力学性能[6]。

2.3 杆筒焊接总成气孔缺陷分析

针对杆筒焊接总成内部焊缝产生未焊透、未熔合、分散气孔、密集气孔等质量事故，我们结合理论分析对现场运用改善手法分析得出以下几个影响因素。

1） 第一层焊接速度过慢，层间厚度超过厚，车加工时把第二层的焊缝全部车掉并车进到第一层（打底层焊接缺陷概率比第二层多）。

2） 操作者重视数量对质量轻视，不按频次清除焊枪喷嘴内飞溅物，造成气路堵塞而供气不足

3） 设定的焊接角度在95°，熔敷金属下淌覆盖焊道形成虚焊或未熔合。

4） 焊接第一层接头搭接尺寸365°，并且不设定摆弧动作，导致母材与焊接金属熔合不良，有害气体逸出不及时而形成气孔。

5） 焊接件表面存在油污，焊接时易造成气孔。

6） 送气管老化，减压阀供气故障造成不足，保护气体流量仅为8L/min 。

7） 焊接参数（电流、电压.转速）设定不合理，造成一层焊缝堆高过大，填充盖面后焊缝余高过大。后续车加工时直接将两层之间的焊接缺陷暴露出来，甚至可能因进刀量过大导致刀崩的现象。

3 试验与改进措施

3.1 焊前准备及注意事项

1） 坡口清理：要求去除坡口表面一切污物，同时要求去处坡口内外两侧各20范围内一切杂质；

2） 每次焊接完成后在下一次焊接前，需将焊枪喷嘴上的金属及杂志清除，需将焊丝头上已氧化段去除[4]。

3） 在实施封头与杆筒的环焊缝焊接时，为避免杆筒外圆上镀膜、锈迹及油污对焊接质量的影响，根据相关的资料适当调节焊枪角度设定在74°，确保焊接熔深和焊接熔合比 ，从而有效地防止了焊接未熔合、气孔的产生。

4） 焊接点的水平设定。焊接时应将待焊部位旋转调整至水平位置进行焊接，以保证焊缝的内部及外观质量。

3.2 焊接参数以及改进措施

为验证以上相关的理论正确性，我们制定了以下几个方面的对策，力求从工艺的源头上消除焊接未焊透、未熔合、分散气孔、密集气孔等质量缺陷，同时改善焊缝的余高过大问题，方便后续加工。实验过程的相关工艺参数如表1所示

1） 改变焊接电流与电弧电压，重点修改一层焊接参数（电流、电压、转速），确保打底层的高度比例值在50%-65%范围内。

2） 第一层搭接设定360°，为第二层的过渡层提供平整的焊道，并设摆弧动作。

3） 加强对操作人员的培训，要求认真观察焊接熔合的情况，出现问题及时解决。

4） 按ISO9002“对特种工艺的要求”认真执行过程参数首检、巡检，以实现对过程参数的连续监控。

5） 更换新的气管，更换有故障的减压阀保证保护气流量在10-15L/min。同时抽检相关厂家的保护气体纯度是否达标，确保保护气体的保护作用有效。

6） 下发相关措施单，禁止待焊接件机加工时擦油保护，同时要求在焊接前，用毛巾擦净待焊零件表面油污

4 效 果

在实施改进措施后，经跟踪验证焊接1000件杆筒，出现了14件分散单个气孔，未焊透、密集气孔、未熔合都为零件，不合格率1.4%，在生产可控范围值内。经焊缝横断面宏观全面检查，表明在各焊脚位置均无未熔合现象，完全满足了GB 50661-2011钢结构焊接规范的有关技术要求。车削加工反馈出来的结果也比较良好，刀崩现象得到缓解。

5 结束语

实践证明，在杆筒焊接工艺采用多层焊接环缝工艺，选择合理的焊接参数与焊接工艺措施，不但能够控制钢结构的焊接形变和应力集中，而且能保证焊缝的组织和性能，有效提高产品品质与外观。对油缸行业焊缝质量要求（如韧性、外观等）较高的重要构件（杆筒、缸筒），推荐采用富氩（ A r+ CO2 ）混合气体+实芯焊丝进行多层环缝焊接工艺。

参考文献

[1] 焊接冶金学 张文钺 主编 机械工业出版社

[2] 金属焊接材料手册 吴树熊 尹士科 李春范 主编 化学工业出版社

[3] 焊接手册（第三卷）・焊接结构编. 北京：机械工业出版社.

[4] 焊接工艺500问. 徐粗雄主编 机械工业出版社.

[5] 混合保护气体成分对焊缝成形的影响 许先果主编 重庆大学

篇10

关键词：焊接接头；失效分析；结构因素

热交换器产品中的固定式不带法兰的管板与壳体的连接焊接接头是产品上的主要焊接接头，制造过程中焊接接头内部组织的缺陷，如夹渣、气孔、未熔合、未焊透、裂纹以及组织粗大等，将影响焊接接头的机械性能，也影响产品使用的可靠性，给使用单位带来不必要的经济损失，是个不可忽视的问题。通过对焊接接头性能影响因素的分析和实验，调整相应的结构参数和焊接工艺参数，防止焊接接头缺陷的产生，提高接头机械性能，从而提高产品的使用寿命，减少损失，节约了材料。

一、问题的提出

在产品生产过程中，焊接结构参数、焊接工艺参数、焊接前的准备和操作方法等因素都会影响焊接接头的质量，在焊接时就要通过控制相关技术参数来控制焊接接头内部质量，尽可能提高焊接接头的机械性能。在诸多技术因素中以结构参数和焊接工艺参数对焊接接头质量影响最大，为此，坡口尺寸变化对焊接接头质量的影响及焊接工艺参数对焊接接头质量的影响是本课题的主要内容。

通过研究不同尺寸的坡口用相同焊接工艺参数下焊成的接头在焊接接头组织、机械性能、焊接应力分布的变化；比较对焊接接头质量影响最小的结构尺寸，选出最优技术参数。

二、坡口尺寸的确定

产品的设计坡口尺寸如图1所示，其中，管板车边尺寸为0.25δ,与壳体组对后坡口间隙为0.4δ1，具体根据不同的板厚在国家标准中有明确的规定。

本课题根据中生产单位的实际情况，δ和δ1的取值如表1。根据表中的数据，按《钢制压力容器》标准的有关规定，可以分别计算出管板车边尺寸和坡口间隙尺寸，也列于表1中。

在本次试验中，为了减少工作量，试件的坡口组对成大小端，最大值取6mm，最小值取1mm。虽然该值与国家标准的要求有出入，但符合焊接工艺中保证焊接接头质量的有关要求，对试验结果的正确性影响不明显。

三、模拟试验与检测

为保证结构参数对焊接接头的组织、应力和机械性能等方面影响的试验结果准确，在焊接过程中，要求焊接工艺参数保持不变。

本试验的试件结构与产品实际使用的结构相近。对焊接接头的检测主要包括焊接接头热影响区应力值、机械性能测试和热影响区组织分析。

3.1应力测试

应力测试时采用了应力释放法。

通过焊接接头区或焊接热影响区某点处的应变量测试，计算出该点的应力值。用此法检测比较简单，所需测试设备简便。虽然数据不够准确，但同一试件测试的数据有对比性，对本课题来说完全符合要求。

测试时，为使焊接热影响区的应力相对准确且有对比性，试验时选焊接接头焊趾两侧5mm处平行于焊接接头中心线的直线上作为测试焊接应力的位置，并以5mm的间距为一测试点，两侧两端各测6点。

3.2机械性能测试

应力测试后的试件用机械加工的方法加工成拉伸试样，测试其机械性能。

四、数据分析

4.1测试点应力与焊接接头距离的关系

以上数据表明，离焊接接头不同的距离的各点间的应力是不同的。离熔合线越近，应力值越大；离熔合线越远，应力值越小。表明高温区更易产生较高的应力。

4.2坡口间距对应力的影响

坡口间距对应的影响也较为明显，从表中可以看出，坡口间距越大，应力值也有明显的增大，最大间隙处应力值（为最小间隙处应力值的3.5倍左右）。从理论上分析，坡口越大，需填充的金属越多，焊接时热作用时间越长，温度也越高，因而产生更大的应力。

4.3坡口间距对机械性能的影响

可以看出，坡口间距对机械性能的影响较小，但坡口间距对缺陷有较大的影响。两个试样都做了宏观金相检查，坡口间距越小，未焊透缺陷倾向增加。所以，坡口间距间接地影响了焊接接头的强度，降低疲劳强度。

五、金相分析

在相应的最大坡口端和最小坡口端，分别取试样进行金相分析，对比母材金相，组织变化差异很小。可见，因所用材料为普通碳素结构钢（管板和筒体材料都选用了Q235-B），这类材料的组织在加热时，长大倾向并不明显。可以认为，坡口间距对焊接接头及热影响区金属组织的影响是不大的。或者说，因焊接接头及热影响区金属组织所引起的焊接接头失效现象的因素要比焊接缺陷和应力变化所产生的影响小得多。

六、结论

通过以上分析，造成管板与壳体连接焊接接头失效的重要因素中，坡口尺寸大小是其中之一。因为坡口尺寸大小对焊接接头内部缺陷的产生及热影响区的焊接残余应力大小有着重大的影响，坡口越大，焊接缺陷产生的可能性增加，焊接残余应力增加。在焊接实践中，可以通过选择合适的坡口尺寸，配以合理的焊接工艺参数，尽可能降低焊接接头及热影响区的焊接残余应力，则可以减少此类失效现象的发生，从而减小生产中的经济损失。

参考文献：

[1]霍立兴.焊接结构的断裂行为及评定[M].北京：机械工业出版社，2000，6.

[2]全国压力容器委员会标准化委员会.GB150-1998，钢制压力容器[S].