金属焊接范文
时间：2023-04-04 20:47:45
导语：如何才能写好一篇金属焊接，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
随着机械行业的飞速发展，大功率电机设备得到广泛使用。通过创新焊接技术在一定程度上可以节省材料和生产成本。在焊接过程中，通过采用堆焊过渡层，以及开应力释放槽的方法可以有效地解决裂纹问题。先进的焊接工艺一方面确保了齿圈及轮毂的机械性能，另一方面节省了制造成本，缩短了生产周期。在当前的工业生产中，焊接机器人得到推广性使用，提高了焊接质量。为了进一步提高焊接质量，科研人员依然对焊接的本质进行研究，进而不断探索新的焊接工艺和方法。
1 焊接的分类
1.1 压焊 在固态条件下，通过对两工件进行加压，进而在一定程度上实现原子间的结合，这种焊接工艺被称为固态焊接。对于压焊工艺来说，通常情况下比较常用的是电阻对焊。将电流通过两工件的连接端，由于连接端的电阻较大，在电流通过时使得此处的温度升高，当温度升高到一定程度，连接端成为塑性状态时，在轴向压力的作用下，使得两工件连接成―体，进而完成焊接。在工件进行焊接的过程中，通过向连接端施加压力，而不是向连接端填充材料，这是压焊工艺的共性所在。通过压焊工艺对工件进行焊接，焊接过程得到了简化，进而在一定程度上提高了焊接的安全性。
1.2 熔焊 在对工件进行焊接的过程中，通过对接口进行加热，使其达到熔化状态，这种焊接方法不需要施加任何的压力，因此被称为熔焊。通过熔焊对工件进行焊接时，通过热源对待焊两工件接口进行迅速加热，使接口处熔化，进而形成熔池。熔池随着热源的移动不断向前移动，经冷却后，熔池形成连续的焊缝，进而完成对两工件的焊接。通过熔焊对工件进行焊接中，如果熔池直接与大气接触，在氧气的作用下，金属和各种合金元素会发生氧化，大气中的氮、水蒸汽等同时也会进入熔池，进而在一定程度上影响焊缝的质量。
1.3 钎焊 在对工件进行焊接的过程中，采用比工件熔点低的金属作钎料，通过对工件和钎料进行加热，超过钎料熔点所对应的温度，但是低于工件熔点对应的温度，这种焊接方式称为钎焊。进行焊接时，接口间隙通过液态钎料进行润湿和填充，在一定程度上实现工件的焊接。受工件材料、焊接材料、焊接电流的影响，焊后在焊缝和热影响区产生过热、脆化等现象，进而降低焊件性能。
2 焊接中常见缺陷的产生原因及防治措施
2.1 咬边 咬边原因：是由于焊接运条速度快或焊条角度不当引起的。咬边减小了工作截面，造成应力集中。防止措施：利用合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制电弧长度。运用合适的氩弧焊参数，注意焊接速度不宜过高，手法必须平稳。
2.2 铸铁含碳量高，焊接时易产生白口，既脆又硬，焊后容易产生裂纹；铸铁含磷高，给焊接带来了一定困难。预防措施：选择合适的焊接电流和焊接速度，清理坡口边缘水分和锈迹。严格清理和焙烘焊接材料。如果发现焊条剥落或焊芯锈蚀时，要把焊丝除锈，选用合适的焊接工艺参数。焊接速度和线能量应尽可能小些。
2.3 未焊透 产生原因：焊接时，在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象是没有焊透，具体原因是由于焊接保护方法不当，焊接部位变形过大，熔合区的可切削性低，提高焊缝补处的防渗透性能差，会出现未焊透现象。防止措施：正确选取坡口尺寸，焊清根要彻底。加热时，适当部位要先加热使之膨胀，减少焊接应力与形变，选择减应区，具体部位选在零件棱角、边缘和加强肋等强度较高的部位。
2.4 焊接裂纹 产生原因：是焊接熔池中存有低熔点杂质，这些杂质结晶凝固最晚，凝固后的强度又极低，这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，造成晶间开裂。预防措施：对有裂纹的缺陷，补焊时熔池应始终处于氩气保护下，使用手工加丝钨极氩弧焊时，要使用高频衰减，不应连弧。对于硬钎焊用熔点高于500℃的钎料进行钎焊，软钎焊，用熔点低于400℃，尽量减少受基本金属可焊性的限制，一般适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂的修复，尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷的修补。
2.5 夹渣 产生原因：焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣，焊接电流太小，电流太小形成“糊渣”，使用碱性焊条的电弧过长会造成夹渣。防止措施：先用煤油或汽油等将待焊补的部位擦洗干净，用稀盐酸去污粉，用钢丝刷反复刷擦露出金属光泽，用干净的细钢丝刷刷擦，染上一层均匀的淡红色。将焊剂涂在焊补部位及烙铁上，用电烙铁切下少量焊条涂在施焊部位，迅速地在镀铜面上往复移动涂擦，并注意赶出细缝及小凹坑中的气体。
3 总结
综上所述，金属焊接技术的不断发展已经在众多领域中得到了广泛的灵活应用。金属焊接技术的优势与特点被众多相关人士所青睐，同时，其自身也有不可抗拒的缺点所在。因此，在金属焊接过程中，要善于使用其技术优点，将控制措施做得最好，熟悉相关金属焊接技术的注意事项，保证做好焊接工作的质量控制要求。只有保证了焊接的质量，才可以使金属焊接技术更好的应用于各个领域。
参考文献：
[1]赵熹华.焊接检验[M].北京：机械工业出版社，2005.
篇2
关键词：材料美感；焊接肌理；概括和抽象；现代意识；民族化
1 这里所谈到的金属焊接雕塑与我们习惯认识上的金属雕塑不尽相同，传统意义上的金属雕塑泛指以金属材料来实现完成的雕塑作品，而这里所说的金属焊接雕塑指的是通过焊接的技术手段（而非传统意义上的铸造和锻造手段）来实现的雕塑作品，这类作品重点体现的是金属材料本身的美感和焊接过程中自然形成的焊接肌理之美，当然这并不是说这样的作品缺乏形式和内容，而是通过将其特有的美感与其独到的形式巧妙结合来实现创作目的。
其实金属焊接雕塑已经成为当代最具现代意义的艺术表现形式，其艺术语言在于注重作品的直接创作过程，并赋予其更加丰富的人文精神与审美内涵，它有力地拓展了雕塑创作的表现力和艺术感染力，发挥金属材料自身的质感特性自由地构思和制作，已成为现代雕塑进行创作的一个十分重要的艺术表现方式。
金属焊接雕塑的创作注重于艺术与材质的直接对话过程，其中材料的质感和焊接过程中形成的焊接机理是构成作品形态的关键要素，对实现其艺术价值和意义起到重要的作用，这也同时造就了金属焊接艺术雕塑的表现形式，即使表现具象形态，也侧重于能够发挥焊接艺术特有肌理的具象形态表现，如用拉丝焊接肌理来表现动物的毛发。
任何艺术作品的创作，都体现了不同艺术家的文化渊源，有着不同的艺术表现形式，而不同的表现形式又是不同的创作思想得以充分展示的保证和前提。鉴于目前金属焊接艺术在国内尚属起步阶段，在探索西方现代艺术语言过程中，研究西方现代艺术的理论是十分重要的课题。他们对西方现代艺术的文化思想产生重要的影响，其中柏格森的直觉主义哲学思想，高扬生命冲动的创造力，推崇能够让人直接体验生命冲动的开放社会，以直觉为认识真实和真理的唯一途径，以及现代艺术对生命的瞬间体验和制作过程的珍借，对破坏重组物质时空以获取精神真实的兴趣。同时萨特表达现代人孤独、异化、悖理的情绪感觉，充分体现了现代艺术家对艺术主体独创性的强烈追求。
2现代雕塑的表现形式在西方现代艺术理论的直接影响下，它与以前传统写实主义的以体量和实体感作为表现形式的基本要素背道而驰，许多现代雕塑的表现方法完全超出了“雕”和“塑”的意义，尤其是现代金属焊接雕塑，作为三度空间抽象的构成艺术品，不属于关于实体感的艺术，不追求真实的形态再现，通过简化、概括甚至是抽象的手法进行创作，并结合各种工业化的手段，直接地打造作品，如以透空框架的形态去构画和界定空间，彻底地阐明了现代雕塑作为三度空间艺术的新理念，在于表现金属在空间中的自由组合，而非多种程序塑造的实体造型。他们艺术语言的特征类似单纯、厚重的原始文化，最后发展到将机械、动力和光的因素组合引入雕塑的运动形态，创造了最具现代意义的雕塑作品。它反映了20世纪工业、科技观念向艺术的介入，导引出一种崭新的艺术价值观。
当代西方雕塑家在新的艺术观念的引导下，追求各自的文化和艺术个性，并充分利用材料学、结构力学、金工技术和焊接技术的原理，发挥金属焊接雕塑的特有创造力。在他们的作品中，将雕塑的造型要素简化到最低限度。用立方体、几何形、圆柱体的型材和不锈钢材以及现成金属物品构成现代形态的、抽象的雕塑作品，使传统的艺术语言在他们的作品中失去了原有意义，运用工业化制造方法实现了现代雕塑新的艺术理念。
现代雕塑家史密斯是美国第一位创作金属焊接雕塑的艺术家，他的作品纯朴、粗犷和简练，利用金属材质的特性形成变化多端的雕塑造型，使金属材料、金工技术成为诠释个人艺术观念的语言符号。他创作的《皇家之鸟》、《森林》等作品，采用电焊枪在空间中描画，用多种钢条焊接展开三度空间的构成，同时利用点、线、面的相互交错的穿插，编织成一种活拨的、富有生机的抽象形态，他的许多作品放弃实体，将锻造成形后的钢条构出空间的韵律，显示出强力的运动感。
英国当代杰出雕塑家卡罗的金属焊接作品轻松活泼，简洁明快，是位最富独创性的现代金属焊接雕塑家。作品《正午》是他具有个性化艺术语言的代表作。该作品直接采用数块工字钢梁构成，作横置状态并涂上橘黄色的颜色，整件造型似如一张在室外阳光下的躺椅，简练而意味深长。在他的作品中力求把雕塑语言概括到最基本的抽象形态，直接利用工业钢材装配成巨大而强力的结构，并与周围的环境空间融为一体。费罗是法国现代派艺术家，他的金属焊接系列作品更具个性化。其作品摒弃了传统雕塑的创作模式，采用一种更加直接，更抽象化的表现手法，使作品取得纯粹形式的自由化。费罗的作品都取名《无题》。但在这个毫无意义的标题下，呈现出一个丰富多彩的艺术世界。在创作中通过挤、敲、扭、切和焊，给作品注人生机，将冷冰冰的不锈钢板转化成孕含生命形态的艺术作品。
从现代金属焊接雕塑的艺术语言来看，它与传统雕塑相比其主要特点是：在艺术观念上，一方面强调艺术与自我表现的主观性以及艺术家以我为主的能动性，力求作品造型简化到最基本的抽象形态，以现代工业化的理念构造单纯、简洁的几何造型，反映出一种工业化的非人格化的力量。另一方面重点表现不同金属材料的特有美感（如钛合金通过焊接在焊口的部分会形成耀眼的彩虹效果）和不同焊接技法所形成的肌理美感。在艺术形式上，利用电焊枪在空间中作画，以钢材制作空间构成。使传统艺术形式的体积，体量概念消失，转化为丰富、透空的空间和变化多端的深度三维结构。并以手动和机动改变了原有雕塑的“静止状态”，以色彩变化增强金属焊接雕塑的视觉感悟力。在艺术表现方式上，采用直接加工过程实现三度空间的构成关系或以废品集合的方式重新组合新的造型，使金属雕塑的艺术表现方法变得直接了当、纯粹和自由。在制作中利用各种金属材料经过直接的敲打、挤压、扭曲、打磨、切割和焊接，随意地、自由地构建和组合，彻底改变了传统制作多步骤的有序性，使作品更具自然性。
3在现代雕塑发展史上，当代雕塑家所创造的金属焊接作品成功地完成了20世纪具有雕塑艺术革命意义的艺术创造，而走向现代化、抽象化、形式化、自由化的艺术表现形式。虽然我们国内的金属焊接雕塑艺术尚未得到社会的认同，但我相信在当代有创新意识的艺术家、雕塑家甚至焊接技师的共同努力下，我们的金属焊接艺术应该能够找到一条立足于民族文化传统，能够满足我国公众审美诉求的蓬勃发展之路。
参考文献
[1]田卫平等.金属焊接艺术初探[J].焊接，2005，3.
篇3
关键词：冶金 复合双金属管材 焊接技术
中图分类号：TG457.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0091-02
双金属复合管拥有着多重的特性与优点，包括耐腐蚀性强、价格便宜和较高的承压能力等，已经在我国得到了越来越多的推广使用，涵盖了油田、油气、海底管道、陆地油田等多个领域。而双金属复合管材拥有着特殊的结构，其需要保证极强的耐腐蚀性和对力学特殊的要求，所以导致了它的焊接过程的复杂性。在双金属复合管的焊接过程中，往往会出现多层焊的现象，也就直接导致了对双金属复合管焊接难度的增加，技术性较为复杂。因此如何对复合双金属管材进行大范围的焊接就成为了目前的一大难题，需要积极的面对与讨论解决。
1 复合双金属管材的制作工艺
复合双金属管材的制作工艺与普通的管材制作工艺类似，都是由两个阶段构成的：成型与焊接，所以一般的焊接钢管所使用的设备也可以用于双金属冶金复合管。
1.1 螺旋缝成型
螺旋缝焊管成型是双金属冶金复合管的一种主流的成型方式，通过相应的具体工艺操作后，就可以实现用负荷卷板制造出双金属冶金复合管。为了防止普通焊接所经常出现的基层碳钢成分过渡到复合层的情况发生，可以采取预精焊“两步法”进行焊接。不但可以有效解决以上的问题，还可以保障复合双金属管材的耐腐蚀性，不会因为焊接受热而降低，可以保证其的性能均衡。
1.2 JCO或者UO成型
一般直缝埋弧焊管成型技术也会在双金属复合管材的焊接过程中使用到，经常性的会在JCO和UO的成型中出现。使用JIO、UO的成型方法为复合双金属管材进行焊接的特点是工艺技术相对简单，只需要保障其的复合层耐腐蚀性能够达到相关的要求，保障双金属冶金复合管材的力学性能不会受到影响即可。利用JCO或UO成型的办法可以大幅度的使得工业的成本降低。
1.3 连续辊轧成型方法
连续辊轧成型方法的目的是将复合钢板进行连续的卷制后，形成最终的圆筒形状，通常会利用低合金钢或者高频电阻焊等进行焊接完成。
2 焊接的方式
根据实际的情况，不同的冶金复合双金属管材有着不同的成型方式，而在成型的过程中也需要相应的焊接工艺进行焊接。
2.1 基体的焊接
基体的金属通常会选择低合金钢或者碳钢，主要的焊接方式是埋弧焊、气体保护焊和高频电阻焊。选择不一样的焊接方式，造成的坡口的形式也就大不相同。为了保障焊接的质量水平和焊缝能够达到标准，在焊接的设计阶段需要合理选择钝边与坡口的角度。
2.2 复合层焊接
复合层的特点是基体比较轻薄，根据不锈钢自身的特性，在焊接的过程中由于会产生大量的热量，导致热应力也会很大，造成的直接后果就是会使得很薄的复合层出现变形，甚至直接烧穿。焊接过程中往往还会对复合层的金属造成不同程度的破坏，以及因为大量热量的产生而导致双金属的耐腐蚀性降低，在焊接的过程中要尽量避免以上问题的发生。要根据实际的情况进行焊接方法的相应选择，要在设计阶段就明确焊接的顺序和更适合的坡口形式。等离子焊、熔化极气体保护焊、带极电渣堆焊等方法是主要的复合层焊接方法。
3 冶金复合双金属管材的焊接技术的监测与耐腐蚀性
无论是埋弧焊还是螺旋缝，都要根据实际的现场情况才能选择合适的复合层焊接工艺，以达到对冶金复合双金属管材批量生产的目的。而在大批量生产的过程中，就需要对其进行强化的管理监测与耐腐蚀性的考验。
如今在国外的冶金复合双金属管材的焊接技术讨论中，MIG设备与工艺开始逐渐流行开来，其的特点就是具有较高的焊接效率，但缺点则是需要打磨层间的接头处位置，而且由于技术层面还不成熟，导致了质量并不能普遍达到要求，返修率偏高等现象。这就需要严格的二次监测，来保障焊接的质量。另外，采用TIG的焊接工艺，虽然可以实现焊接质量的提升、不需要打磨层间、无飞溅等，但焊接的效率仍然是一个问题，有待加强与提高。
TIP、TIG是目前最为先进的焊接技术，其不但具有TIG的焊接质量，还兼备了MIG的熔敷效率，其原理则是先利用焊丝的搅拌破坏金属熔池的表面张力，改变熔敷的特性，提升熔敷效率，还能剔除杂质，让焊缝的力学和冶金性能得到保留。
由于受到现实因素的制约，加工成本需要得到有效控制，焊接的时间周期也有着明确的限制，导致了目前普遍使用的都是机械复合管，而机械复合管由于自身的特性，在两层材料之间有缝隙，直接导致了在检测时往往发生焊缝中缺陷混淆的事件。对于其的检测方式如今一般会使用AUT检测技术。
由于焊接对于冶金复合双金属管材是一项十分重要的步骤，焊缝又往往是管道中最薄弱的一个环节，所以需要对冶金复合双金属管材耐腐蚀的性能进行深入探讨。要积极构建对冶金双金属管焊缝耐腐蚀性的评级系统，规范相关的操作，提升检测人员的自身专业素质和水平，严格遵守相关的焊接工艺要求和标准。还要将所研究出的耐腐蚀性体系进行大力推广。
4 结语
作为一种全新的管材材料，复合双金属管材依靠着自身超强的耐腐蚀性和低廉的价格，已经得到了越来越多的肯定和使用。在我国双金属复合管虽然也得到了一定程度的使用，但所涉及的范围还是不够大，而且技术层面也远远达不到行业所要求的标准。特别是在焊接以及技术方面，我国还与其他的发达国家有着一定的距离，最关键的是在双金属复合管的耐腐蚀性和结构特点的评价体系上，还是有着很大的空白和缺陷，需要得到更多的关注与弥补。我国的相关部门与单位要积极完善技术，提升自身的专业能力，只有有效解决了以上的问题，才能够实现复合双金属管材在我国的广泛推广和应用。
参考文献
[1] 何小东，李记科，梁明华，等.双金属复合管成型焊接方式探讨及应用――采用冶金复合板材焊接[J].钢管，2015，44（6）：10-14.
[2] 李为卫，秦长毅，贾君君，等.一种油气田开发用新型双金属复合管[J].钢管，2009，38（4）：22-24.
[3] 杨刚.X65/316L复合管的焊接工艺及焊接质量控制[J].焊接技术，2012，41（12）：56-57.
篇4
【关键词】金属结构；质量控制；焊接
0 前言
在金属结构制作中，焊接是应用最为普遍的一种工艺技术。随着社会经济的发展，对金属结构的需求也逐渐增加，使得金属结构制作中的焊接质量控制工作也越来越重要。在金属结构焊接整个过程中，包括的质量控制内容主要分为焊接前的质量控制，焊接过程中的质量控制以及焊接后的质量控制。从焊接质量控制成本方面来看，焊接前和焊接过程中的质量控制几乎没有成本；从焊接质量控制的效果而言，焊接前和焊接过程中的质量控制属于预防性控制，可以使焊缝的合格率有效提高。因此，相关人员应该将工作重点放在这两个内容上。
1 金属结构制作中焊接质量控制影响因素
1.1 焊接材料的因素
金属结构制作中，在进行焊接施工作业时，焊接的质量直接会受到焊接材料的影响。因此，为了使焊接产品的质量得到有效保证，相关人员在进行焊接材料的采购工作时，必须严格按照相关技术部门提出的标准进行采购。
1.2 焊接人员的因素
金属结构制作中，在进行焊接施工作业时，不同的焊接方法对人的依赖程度也会有所不同，比如，对于以手工焊接为主的焊件，金属结构的焊接质量将会直接受到焊接人员的工作态度及技术水平的影响，就算是自动化焊接设备，也需要在人的辅助下进行金属结构的焊接工作[1]。因此，如果焊接人员不严格按照金属结构焊接的相关要求进行操作，粗心大意，那么必然会焊接产品的质量埋下严重隐患。
1.3 焊接施工环境的因素
金属结构制作中，在进行焊接施工作业时，通常由于焊接操作在室外进行，因此，在一定程度上，外界的自然条件会对金属结构的焊接质量造成影响，比如，风力、湿度以及温度等不确定因素。同时，在焊接施工时，大多数压力钢管在进行安装焊接时通常是在狭小的空间内，因此，金属结构的焊接质量也会受到焊接施工难度的影响。
2 金属结构制作中焊接质量控制的有效措施
2.1 焊接前的质量控制
金属结构制作中，在焊接施工之前，相关人员应该根据施工边界的实际条件以及不同的焊接结构预先对焊接工艺方案进行编制，针对重要的部位，事先编制一套焊接工艺指导书，将焊接需要注意的各方面内容都包含进去，如焊接材料的要求、焊接流程、焊接方法、焊接电流的控制要求，焊接质量的检验点等等。同时，在焊接施工之前，还应该对相关焊接施工人员事先做好技术交底工作，并不断提高他们的焊接质量控制意识。只要是参与焊接施工的人员，一律需要经过职业技能培训，只有获得执业资格证的专业技术人员才能进行焊接施工工作。另外，在金属结构制作的焊接环节中，焊接人员所用的工具和焊接机是主要使用到的机械设备，在一定程度上，他们影响着金属结构制作中的焊接质量控制[2]。因此，在焊接施工之前，需要根据焊接材料的牌号及材质，焊接施工现场的条件对焊接施工现场需要用的设备进行配置，并且，所配置的焊接设备必须结合工程的特点，满足易操作、高性能的要求。
2.2 焊接过程中的质量控制
金属结构制作中，在进行焊接施工作业时，在其质量控制方面必须注意四点内容。一是，相关人员必须对焊接施工的流程进行严格的控制。严格检验焊接施工的顺序和方向，保证焊接的方向正确无误；二是，相关人员必须对焊接时使用的材料进行严格的审核。主要需要对焊接材料的颜色和尺寸等特征进行检查，并检查焊缝的外观特征。一旦发现焊接材料存在某种问题，必须及时对原始标记进行查找，最大限度保证焊接材料的规格以及牌号符合相关规定；三是，相关人员必须对焊接过程进行规范的质量控制。主要需要检验C02气体保护焊接是否规范，半自动焊接是否规范，以及埋弧自动焊接与手工电弧焊接是否规范。针对不同的焊接方法应该有不同的经验内容和要求[3]。通常情况下，需要应该严格按照执行工艺的原则进行检验。如果有变化，相关人员必须及时办理更改焊接工艺的相关手续；四是，相关人员应该对焊道表面的质量控制进行检验。不允许在焊接表面上出现各种缺陷，如夹渣、裂纹等等。一旦发现焊接表面存在裂纹必须及时采取合理有效的措施予以消除，防止在进行多层焊接时出现焊接缺陷的叠加。
2.3 焊接后的质量控制
金属结构制作中，在进行焊接施工作业时，由于通常会受到外界环境、焊接工艺等各种不确定因素的影响，使得焊接非常容易出现缺陷。那么，在需要进行返修工作时，相关人员必须对质量进行严格控制。具体包括四个方面的内容：第一，相关人员在焊接工作完成之后，应该将金属结构表面的焊渣及飞溅物及时清理干净，并从外观上对焊缝进行检测；第二，根据焊接工艺，相关人员应该严格进行预热工作，经过测量、检验，达到合格标准后，才能进行返修焊接；第三，完成焊接后，相关人员应该对焊缝的长度进行打磨返修，实质保持在恰当的位置，通常情况下，焊缝的长度需要控制在返修长度两侧大约二十五毫米处，过渡处必须是圆滑的船形，焊缝的深度应该控制在比缺陷深度深约2mm，如果缺陷位置处于根部，则不能打透；第四，焊接工作完成之后，相关人员应该及时纠正焊接过程中出现的偏差，对焊接产品进行验收工作。从理论方面来说，在严密的预控方案之下，监控也会更强，则目标实现也会越大，最理想的焊接状况是一次性焊接成功[4]。然而，在实际焊接过程中，对绝大多数工程而言，要达到这样的效果是非常苦难的，因为，在焊接过程中存在各种不确定的状况，因此，当实际焊接的实际质量与目标质量出现偏差时，相关人员必须及时进行全面的分析，予以纠正，严格将焊接质量处于受控状态。
3 结语
综上所述，金属结构制作中的焊接施工作业是一项非常复杂的工作，在金属结构的焊接质量、焊接严密度及焊接效率发面都有非常严格的要求。因此，在金属结构制作中，相关焊接人员必须重视金属结构的质量控制，只有严格控制好焊接产品的质量，才能够有效提升焊接产品的合格率，最大限度降低焊接产品的返修和返工的机率。所以，相关人员在进行焊接施工的管理工作时，必须对这些方面的内容予以高度重视。
【参考文献】
[1]张合理.对水利工程建设中金属结构和机电设备质量管理的若干思考[J].科协论坛（下半月），2013，52（07）：53-54.
[2]钟红光.X射线照相与焊接质量控制――浅谈石洞口高压煤气管的焊接管理[J].上海煤气，2012，99（03）：33-35.
篇5
关键词：金属材料；焊接缺陷；裂纹控制
随着经济的不断发展，工业依然处于重要的市场领域，金属被广泛应用在各行各业，成为日常生产生活中不可缺少的材料。随着金属材料的广泛使用，焊接技术也在不断进步，但是，金属焊接过程中难免会出现各种各样的缺陷，这些缺陷不仅对焊接结构带来灾难性后果，也有可能威胁人们的生命安全。所以为避免焊接出现缺陷，还需做好防范措施，要求焊接工作者严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，进一步开发新的焊接方法，从而提高焊接质量。
一、金属材料焊接中的夹渣缺陷以防治
从概念来看，夹渣是存在于焊缝的各种物质，它对金属整体强度具有严重影响。出现这种现象的原因主要是：浇筑前没有将浮渣清理干净，或者挡渣工作没有做好在浮渣的同时，也就随着金属液体进入内部；在浇注中，由于没有合理设计系统，对挡渣效果造成了很大影响，在渣子进入浇注系统后，很容易进入型腔，却不易排出。从焊件来看：由于焊接层清理不干净，在焊接速度过快、电流过小、操作不当的情况下，对焊接母材以及材料分配造成了很大的影响，最后对坡口设计也造成了不利影响。一旦夹渣产生，夹渣会随着裂纹沿展，减小强度，让焊缝存在开裂。对于这种情况，为了保障使用效益，必须保障金属液体的平稳流动，通过设置集渣包，减小硫含量，提高金属液体温度。对于浇包，除了要保障清洁度外，还应该使用茶壶进行浇包，或者利用冰晶石、稻草灰去除渣剂。
二、金属材料焊接中热裂纹缺陷及防治
在金属焊接中，热裂纹是金属在从液态转化成固态时，在中间区域出现的缝隙，同时也是很容易发现。出现这种现象的原因是：焊接熔池中的FeS 以及各种熔点较低的杂志凝结成强度较低的塑性，在凝结过程中，由于外在力影响，所以当金属处于凝结状态时，很容易在短时间内被拉开。另外，在金属材料中，一般都会包含硫成分，在硫的影响下，很容易出现这种现象。对于以上的情况，为了保障金属焊接成果，除了要严格依照施工步骤进行外，还必须结合实际情况，选用优秀的步骤以及方式、方法，减小焊接力；通过明确相关数值以及要素，在增强形状指标的同时，减小冷却速率。在这期间，最好的方法是活用焊接技术，从源头上避免中间位置出现缝隙，从而对焊接质量与后续使用造成不利影响。
三、金属材料焊接中未融合缺陷及防治
在金属焊接中，未焊透、未融合作为最普遍的问题，一旦出现，缝隙很容易出现骤然变化或者间断现象，这样不仅减小了工作强度，同时也很容易出现裂缝。未焊透是在金属焊接中，尾部或者结构没有焊透而出现的问题；没有融合，则是焊缝与焊件之间的部分区域没有融透的情况。从出现这种情况的原因来看：大部分存在于各个配件缝隙或者钝边过厚、角度偏小、焊条半径太大、速度大、电流小而电弧太长的情况；或者没有认真清理各个坡口周边的污物。在对该部分进行处理的过程中，由于该部分出现了熔渣，所以金属根本不能正常展开。另外，如果运条使用方式不对，让电弧处在坡口一边，也很难让边缘融合。对于上面出现的问题，除了要正确选用坡口以及规格，还必须在保障焊流速率的情况下，将周边污物清理掉。同时，对于底面也要彻底清除，在摆动适度的情况下，才可能做好融合以及周边融合。
四、金属材料焊接中的冷裂纹缺陷及防治
从概念来看，冷裂纹是金属焊接在冷却过程中或者冷却之后，金属材料、材料或者融汇焊接的区域出现的各种缝隙，它可能是当时出现，也可能是几个小时后或者几天后才出现。从冷裂纹出现的要素来看，热循环是影响焊接区域以及组织的重要因素，一旦焊缝存在较多的扩散氢，浓集现象就会产生。而对于接头部分，受整体因素影响，需要承担很多约束力。针对冷裂纹产生的原因以及特征，为了确保金属材料焊接成果，我们可以使用少量含有氢气的物质，从而减小成分。在这期间，为了避免过多水分对焊接质量的影响，必须根据实际情况做好物质保存以及活动运行；通过明确油迹状况，使用比较优秀的数值进行焊接，这样就能有效去除材料内部应力与组织回火，从而增强焊接部分的韧性与指标。另外，需要注意的是，必须使用恰当的步骤，从减小干扰出发，保障焊接使用安全。
五、金属材料焊接中的气孔缺陷及防治
在金属材料焊接中，气孔一般表现为氢气孔，具体有：表面、内部与街头气孔。出现这种现象的主要原因是：由于没有及时处理坡口污物，在焊芯存在锈迹或者掉落时，没有整合相关规定对其进行烘焙。另外，也可能是速率过快、电弧太长所致。为了确保金属使用效益，除了要保障焊流速率，还必须及时清除附近污物，在整合相关规定以及材料清理活动的同时，尽量避免变质材料的应用，通过做好运行管控，及时处理好焊丝，减小锈迹的不利影响。在对薄板进行焊接时，应该尽量减小线能量与焊接速度。
综上所述，在金属焊接中，为了确保金属焊接的有效性，除了不能在背水、带压情况下消除焊补，对于预热性材质，必须使用对应的预热措施。它要求在焊件热处理时，及时对缺陷进行修正，避免使用过大的电流进行焊接，而是运用不摆动、小电流、多道多层的方式进行焊接。在刚性较大的结构焊接时，除了第一与最后一层，还必须在热状态下做好锤击工作，并且每道收弧与起弧都必须分开。在手工焊补中，通常使用线能量控制的方式进行焊接，并且每个缺陷都不允许停顿，在焊补进行完毕后，让层间与预热温度在100 度以上。另外，也可以在整合探伤标准中，对缝隙进行深层分析，如果察觉高于数值，就必须再次处理，直到满足要求，当然焊补次数不能超出要求。因此，在实际工作中，必须结合实际情况，从源头上消除不良情况，控制不良运作。
参考文献：
篇6
关键词：金属储罐；装配精度；焊接安装方法；机电安装；液态物料 文献标识码：A
中图分类号：TG44 文章编号：1009-2374（2016）20-0074-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.036
储罐按其制造材质可以分为金属储罐和非金属储罐。金属储罐介质具有可燃、易燃、有毒、有腐蚀性、危险性大和现场安装施工程序复杂、质量要求高等特点。
1 金属储罐的分类
储罐根据顶部结构的不同，可分为三种类型：固定顶、浮顶和内浮顶储罐。
1.1 固定顶储罐
罐顶周边与罐壁顶端固定连接的储罐，主要包括拱顶罐、锥顶罐、悬链式罐等，后两种现已很少使用。自支承拱顶就是拱顶罐，罐顶结构为球冠形，罐体形状为圆筒形，拱顶中间没有支撑，罐壁四周承受荷载。有带肋壳和网壳拱顶两种结构。带肋壳拱顶罐拱顶球面的曲率半径一般为罐直径的0.8～1.2倍，拱顶由4～6mm的薄钢板和支撑筋组成。罐顶板焊接多采用搭接焊。优点是易施工、低造价。网壳顶拱顶罐由网格状空间杆件系组成的球面网架拱壳承载顶面荷载。网壳顶由网状壳、边环梁、蒙皮三大组成部分。钢制网壳重量较大，大型储罐一般采用铝合金材料网壳。特大型拱顶罐尤其是特大型内浮顶罐已较多采用网壳顶结构。
1.2 浮顶罐
罐顶盖浮在罐壁内的液面上并随液面升降，在罐顶与罐内壁接触的环形空间装有密封装置，目的是可防止或减少罐内液体蒸发损失，也称外浮顶。大型储罐大多采用外浮顶。单盘式和双盘式是浮顶储罐的两种常用类型，各有其不同的结构和特征。浮顶具有较好的稳定性，能承受较大载荷，绝热性能较好，但费钢材。
内浮顶储罐是由拱顶罐内部增设浮顶而成。这种罐主要用来储存航空汽油、航空煤油等，有日趋推广的趋势。漂浮在罐内液面上的浮动顶盖内浮顶，其类型有三种：钢制式、铝制装配式和非金属整体式内浮顶。
2 金属储罐的焊接
2.1 罐底焊接顺序与工艺措施
2.1.1 焊接原则。采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序，压力容器焊接同时进行焊接试板制作。
2.1.2 罐底焊接。中幅板焊缝：先焊罐底边缘板靠边缘的300mm处对接焊缝，接着焊壁板与罐底相连的角焊缝，再焊剩余边缘板对接焊缝，最后焊收缩缝（边缘板与中幅板之间）。
2.1.3 焊接顺序与焊接变形控制措施。
中幅板焊接：焊条电弧焊可用在搭接焊接接头上。短焊缝先焊，长焊缝后焊。分段退焊或跳焊法适用于初层焊道。
边缘板焊接：焊工均匀分布、对称施焊这种方法适用于对接焊缝的初层焊；分段退焊或跳焊法适用于中幅板与罐底边缘板之间的第一层收缩缝焊接。
罐壁与罐底焊接：由数对焊工均匀对称分布，从罐内、外沿同一方向进行分段角焊。对于初层焊道采用分段退焊或跳焊法。
2.2 罐壁焊接
2.2.1 焊条电弧焊焊接罐壁的顺序和工艺特点。相邻两圈壁板的纵焊缝先焊，其间的环焊缝后焊。焊工沿同一方向均匀分布施焊。
2.2.2 自动焊接工艺要求。纵焊缝应自下而上气电立焊。埋弧自动焊焊接对接环焊缝，焊机沿同一方向均匀分布施焊。
2.3 金属储罐安装程序和方法
2.3.1 安装方法类型。
正装法：自下而上依次组焊罐壁板，后焊顶面壁板、抗风挡圈及顶端角钢等。大型浮顶罐常用此法焊接。包括水浮正装法、架设正装法（包括外搭脚手架正装法、内挂脚手架正装法）等。
倒装法：先铺设、焊接罐底板，再焊顶面壁板、包边角钢及罐顶，最后自上而下依次组焊各层壁板，直到底层壁板。包括中心柱组装法、边柱倒装法（有液压顶升、葫芦提升等）、充气顶升法和水浮顶升法等。
2.3.2 金属储罐的常用组装方法的基本程序和要求。
第一，外搭脚手架正装法。脚手架随罐壁板升高而逐层搭设；当纵向焊缝采用气电立焊、环向焊缝采用自动焊时，脚手架不得影响焊接操作；采用在壁板内侧挂设移动小车进行内侧施工；采用吊车吊装壁板。这种架设正装法和内挂脚手架正装法适合于大型和特大型储罐，便于自动焊作业。
第二，内挂脚手架正装法。在壁板内侧沿四周挂上一圈铺设跳板的三脚架（组成环形脚手架），操作人员即可在跳板上组对安装上一层壁板；在已安装的最上一层内侧沿圆周按规定间距在同一水平标高处挂上一圈三脚架，铺满跳板，跳板搭头处捆绑牢固，安装护栏；搭设楼梯间或斜梯连接各圈脚手架，形成上、下通道；一台储罐施工宜用2层至3层脚手架，1个或2个楼梯间，脚手架从下至上交替使用；在罐壁外侧挂设移动小车进行罐壁外侧施工；采用吊车吊装壁板。
第三，水浮正装法。一般用于浮顶罐的施工。其程序和要求：罐底板、底圈壁板、第二圈罐壁板施工完毕，底圈壁板与底板的大角缝组焊完毕并检验合格后，把完成的罐体作为水槽。浮船在罐体内组焊，施工完成后检验质量达到合格，利用浮船作为内操作平台；设置罐壁移动小车或弧形吊栏，进行罐壁外侧作业；采用吊车吊装或在浮船上设置吊杆吊装壁板；设置浮船导向装置；向罐内充水，使浮船浮升到需要高度，逐圈组装第三圈及以上各圈壁板；壁板组装前、组装过程中、组装后按设计规定进行沉降观测。
第四，边柱提升倒装法。采用罐壁内侧均匀分布的提升机构的边柱提升临时胀紧固定在罐壁板下部的胀圈，胀圈使上节壁板一同上升到设定高度，组焊第二圈壁板。胀圈然后被松开，降到第二圈壁板下部胀紧、固定后再升起。如此反复，直到组焊完成。
液压倒装法的程序与要求：（1）沿罐壁内侧周向均匀分布提升架，液压千斤顶装在提升架上。提升架高度应比最大提升高度大1000m左右，背向壁板一侧设置防倾覆斜拉杆。千斤顶的总额定起重量应大于提升罐体的最大重量及附加重量（由此确定千斤顶的数量和提升架的间距）；（2）罐内通道人员进出方便；（3）用千斤顶或加紧丝把胀圈与罐壁胀紧；（4）平稳起吊，各起吊点同步上升。
边柱葫芦提升倒装法程序与要求：可采用手拉或电动葫芦提升动力。提升柱设置在罐壁板内侧沿周向均匀分布，在提升柱顶部设置手拉或电动葫芦。根据提升需要的最大重量计算确定提升柱的数量、结构、规格。
3 金属储罐的检查与验收
焊接的残余应力和变形影响金属储罐的承载能力和制造精度。为降低焊接应力和残余变形，应从焊接方法、焊接工艺及装配程序等多个方面来考虑并采取有效的措施。按照安全性、经济性、先进性和适用性的原则，由经验丰富的焊接质量工程师进行焊接工艺评定，再由资质合格有效的焊接人员根据评定合格的焊接工艺操作书施焊。对人、机、料、法、环复合因素进行单项和综合检查，形成焊前、焊中和焊后检查。
3.1 焊前检查
焊前检查包括但不局限于如下五点：（1）焊工资格与实际焊接相匹配并在有效期内。特别强调焊工操作证有效期内中断焊接工作达6个月，需重新进行焊工的资格考试；（2）焊机型号、电源极性符合工艺要求，焊距、电缆、气管和辅助工具、安全防护配备齐全；（3）母材、焊条、焊剂、保护气体、电极符合国家标准；（4）焊接结构设计、技术文件和工艺要求设计合理、齐全、清晰，易于施焊、便于指导，保证质量，新材料、新产品、新工艺施焊前应进行焊接工艺试验；（5）在环境恶劣的焊接场所应采取可靠防护措施。
3.2 焊中检查
（1）焊接过程中应执行焊接工艺相关要求，包括焊接方法、材料性能、规范要求、施焊顺序、变形及温度控制；（2）多层焊层间如果存在裂纹、气泡、夹渣等缺陷，缺陷清除如何；（3）焊接电源、送丝（行走）机构、滚轮架、焊剂托架、冷却装置等焊接设备是否正常运行。
3.3 焊后检查
3.3.1 外观检查。（1）低倍放大镜或肉眼观察表面缺陷：咬边、夹渣、气孔、裂纹等；（2）焊接检验尺检查：焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等；（3）检查焊件变形程度。
3.3.2 灌水试验。灌水试验检验焊件的严密性和泄漏性。利用洁净淡温水试验（≥5℃）（对于不锈钢罐，对水的要求更高，水中氯离子含量≤25PPM）。在试验中应在罐壁下部每隔大约10m观测基础沉降（观测点数宜为4的倍数）。若发生不符合设计文件的沉降，应暂停充水，待处理后可进行下一步试验。
3.4 灌水试验项目、方法及合格标准
3.4.1 罐底。灌水观察罐底周边，检验其严密性，不渗漏为合格。
3.4.2 罐壁。灌水到最高设计液面，保持48h，试验罐壁强度及严密性，不渗漏、不变形为合格。
3.4.3 固定顶。罐内灌水到最高设计液位下1m，封闭所有开孔，慢充水升压到试验压力时，暂停充水，将肥皂水涂在罐顶检饲慷燃把厦苄浴9薅ノ抟毂洹⒑竿肺奚漏为合格。然后放水，缓慢降压，达到负压值时，停止放水，观察罐顶检验稳定性，试验后将罐顶孔通大气，升到常压，无异常变形为合格。
3.4.4 浮顶罐升降试验。充水、放水时检查浮顶升降、导向机构、密封装置及自动通气阀支柱，检烁《ァ⒛诟《ビ胍好哟ゲ糠帧I降、转动和导向机构平稳、灵活和无卡涩为合格。浮顶与液面接触部分无渗漏为合格。
3.5 无损检测
在焊缝检查和验收过程中还会用到无损检测的一些方法：射线探伤、超声波探伤、渗透探伤、磁性探伤、涡流探伤以及超声波衍射时差法等。
无损检测方法的选用原则为：
储罐壁厚≤38mm时，用射线检测对接接头，由于结构因素，无法使用射线检测时，便使用可记录的超声检测。容器壁厚>38mm时，如用射线检测对接接头，对每条焊缝及所有焊缝交叉部位还应附加局部（为原检测比例的20%）超声检测。
对不能进行射线或超声检测的角接接头和T形接头，应全部做表面检测。铁磁性压力容器的表面检测应优选磁粉检测。有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。
安装结束后的金属储罐通过以上检验项，全部合格才可准予使用。
参考文献
[1] 魏宝山.大型储罐的安装方法与探讨[J].科技论坛，2014，（6）.
篇7
关键词：金属材料；焊接；缺陷；预防措施
中图分类号：TG4文献标识码： A
引言
金属材料焊接成型工艺对于焊接技术的要求非常严格，焊接的质量直接影响到成型后金属部件的使用性能，在焊接过程中，由于多种原因，往往在焊接接头产生焊接缺陷，而焊接缺陷对焊接构件的危害，主要有以下几方面，引起应力集中；缩短使用寿命；造成脆裂，严重的影响到金属材料的使用功能和使用寿命，从而危及安全，这是人们所不希望的。所以要严格控制焊缝缺陷的产生，保证金属材料的焊接质量。了解焊接缺陷的特征和它产生的原因，对采取相应的预防措施和处理方法，提高焊接质量是十分有益的。
1.金属材料焊接中的主要缺陷及产生原因
1.1气孔
焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。气孔可能产生在焊缝表面或隐藏在焊缝内部深处（图一）。
图（一）
产生原因：由于焊接溶池在高温时含有过多的气体，在冷却时这些气体由于溶解度急剧下降，但又来不及逸出而造成的。
气孔对焊缝的性能有较大影响，它不仅使焊缝的有效工作截面减小，使焊缝机械性能下降，而且破坏了焊缝的致密性，容易造成泄漏。条虫状气孔和针状气孔比圆形气孔危害性更大，在这种气孔的边缘有可能发生应力集中，致使焊缝的塑性降低。因此在重要的焊件中，对气孔应严格地控制。
1.2裂缝
焊接裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，许多焊接结构的破坏事故，都是焊接裂纹引起的。焊接裂纹，按照产生的机理可分为：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂裂纹几大类。
图（二）
1.2.1热裂纹
热裂纹是指金属在高温下（从凝固温度范围至A3以上）所产生的裂纹，又称高温裂纹。多发生在焊缝中，也有出现在热影响区的。
产生的原因 ：焊接时，熔池的冷却相当快，因此，焊缝金属如果在结晶时化学成分来不及均匀化，容易造成严重的晶内偏析和晶间偏析。偏析的结果是低熔点的共晶物质在结晶过程中以液态层间形式存在，最后凝固在晶界上。这种低熔点杂质在高温时强度很低，抵抗不了焊接过程中的拉伸应力，其液态层间被拉开而形成裂纹。
1.2.2 冷裂纹
冷裂纹指焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。冷裂纹与热裂纹的主要区别是：冷裂纹在较低的温度下形成，一般在200～300。C以下形成；冷裂纹不是在焊接过程中产生的，而是在焊后延续一定时间后才产生，如果钢的焊接接头冷却到室温后并在一定时间(几小时、几天，甚至十几天以后)才出现的冷裂纹就称为延迟裂纹。冷裂纹多在焊接热影响区内产生。
冷裂纹产生的原因：钢材的淬火倾向、残余应力、焊缝金属和热影响区的扩散氢含量。其中氢的作用是形成冷裂纹的重要因素。当焊缝和热影响区的含氢量较高时，焊缝中的氢在结晶过程中向热影响区扩散，当这些氢不能逸如时，就聚集在离熔合线不远的热影响区中；如果被焊材料的淬火倾向较大，焊后冷却下来，在热影响区可能形成马氏体组织，该种组织脆而硬；再加上焊后的焊接残余应力，在上述三个因素的共同作用下，导致了冷裂纹的产生。
1.2.3层状撕裂
层状撕裂是冷裂纹的一种特殊形式。主要是由于钢板内存在着分层（沿轧制方向）的夹杂物 在焊接时产生的垂直于轧制方向（板厚方向）的拉伸应力作用下，在钢板中热影响区或稍远的地方，产生“台阶”式，与母材轧制表面平行的层状开裂。产生在T字型、K字型厚板的角焊接接头中。
1.2.4再热裂纹
再热裂纹是指一些含有钒、铬、钼、硼等合金元素的低合金高强度钢、耐热钢的焊接接头，再加热过程中发生在热影响区的粗晶区，沿原奥氏体晶界开裂的裂纹，也有称其为消除应力退火裂纹。 再热裂纹起源于焊缝热影响区的粗晶区，具有晶界断裂特征。裂纹大多数发生在应力集中的部位。
1.3未焊透
焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。
图（三）
未焊透产生的原因：焊接电流太小；运条速度太快；焊条角度不当或电弧发生偏吹；坡口角度或对口间隙太小；焊件散热太快；氧化物和熔渣等阻碍了金属间充分的熔合等。凡是造成焊条金属和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的产生。
1.4未熔合：
指焊道和母材之间或焊缝层之间存在局部未熔透的现象。
图（四）
其产生原因是：焊接线能量太低；电弧发生偏吹；坡口侧壁有锈垢和污物；焊层间清渣不彻底。
1.5夹渣
夹渣是指焊接熔渣残留在焊缝金属中的现象，即在焊缝金属中含有非金属夹杂物。对焊缝强度和致密性影响较大。夹渣会降低焊接接头的塑性和韧性；夹渣的尖角处，造成应力集中；特别是对于淬火倾向较大的焊缝金属，容易在夹渣尖角处产生很大的内应力而形成焊接裂纹。
图（五）
夹渣产生的原因：
焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
2 缺陷的防治及治理措施：2.1气孔产生的防治及治理措施
为防止气孔的产生，应从母材、焊接材料和焊接工艺等方面采取防治措施。
2.1.1在母材方面，应在焊前清除焊件坡口面及两侧的水分、锈、油污及防腐底漆；在焊接材料方面，焊条焊前烘干，对防止气孔的产生十分关键（表1）。一般说，酸性焊条抗气孔性好，要求酸性焊条药皮的含水量不得大于4％。对于低氢型碱性焊条，要求药皮的水分含量不得超过0.1％。气体保护焊时，保护气体的纯度必须符合要求。
2.1.2在焊接工艺方面，焊条电弧焊时，焊接电流不能过大否则，焊条发红，药皮提前分解，保护作用将会失去；焊接速度不能太快；对于碱性焊条，要采用短弧进行焊接，防止有害气体侵入；焊前预热可以减慢熔池的冷却速度，有利于气体的浮出；选择正确的焊接规范，在焊接时避免风吹雨打等均能防止气孔产生。
表1各类焊条的的烘干温度与时间
2.2焊接裂纹的防治措施及治理措施
2.2.1热裂纹防治及治理措施
由于热裂纹的产生与应力的因素有关，所以，防止方法也要从选材和焊接工艺两个方面着手。
①选材方面： a、限制钢材和焊材中，易产生偏析的元素和有害杂质的含量；
b、调节焊缝金属的化学成分，改善组织、细化晶粒，提高塑性，改变有害杂质形态和分布，减少偏析；
c、提高焊条和焊剂的碱度，以减低焊缝中杂质的含量，改善偏析程度。
②焊缝工艺方面：
选择合理的坡口形式，焊缝成型系数ψ=b/h＞1，避免窄而深的“梨形”焊缝，防止柱状晶在焊道中心会合，产生中心偏析形成脆断面；采用多层多道焊，打乱偏析聚集；控制焊接规范。
针对每种产生裂纹的具体原因采取相应对策；对已经产生裂纹的焊接接头，制定处理措施，采取刨修等处理
2.2.2冷裂纹防治及治理措施
①正确地选材，选用碱性低氢型焊条和焊剂，减少焊缝金属中扩散氢的含量；搞好母材和焊材的选择匹配；
②焊接工艺方面，选择合理的焊接规范；采取降低焊接残余应力的工艺措施；焊前预热、焊后缓冷、控制层间温度和焊后热处理，是可焊性较差的高强度钢防止冷裂纹行之有效的方法；
2.2.3层状撕裂裂纹防治及治理措施
提高钢板质量，减少钢材中层状夹杂物，从结构设计和焊接工艺方面采取措施，减少板厚方向的焊接拉伸应力，可防止层状撕裂。厚板焊接前，进行板材的超声波和坡口渗透探伤，检查分层夹杂物情况，如有层状夹杂物存在，可设法避开或事先修、磨处理。
2.2.4再热裂纹防治及治理措施
①选材时应注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素，尤其是V的含量。
②热处理时避开再热敏感区，可减少再热裂纹产生的可能性。
③尽量减少残余应力和应力集中，提高预热温度，焊后缓冷，降低残余应力。
2.3未焊透防治及治理措施
正确选择坡口形式和装配间隙，并清除掉坡口两侧和焊层间的污物及熔渣；选用适当的焊接电流和焊接速度；运条时，应随时注意调整焊条的角度，特别是遇到磁偏吹和焊条偏心时，更要注意调整焊条角度，以使焊缝金属和母材金属得到充分熔合。
2.4未熔合防治及治理措施
正确选用坡口和适当加大焊接电流，提高焊接线能量；坡口清理干净，正确操作，防止焊偏等；焊接速度适当，不能过快；熟练操作技能，焊条（枪）角度正确；加强练习，提高操作技术，焊工责任心强；针对不同的母材、焊材，制定处理不同位置未熔合缺陷相应的措施并执行。
2.5 夹渣防治及治理措施
2.5.1认真将坡口及焊层间的熔渣清理干净。
2.5.2适当地增加焊接电流，避免熔化金属冷却过快，必要时把电弧缩短，并增加电弧停留时间，使熔化金属和熔渣分离良好。
2.5.3根据熔化情况，随时调整焊条角度和运条方法。
2.5.4正确选择母材和焊接材料；调整焊条药皮或焊剂的化学成分，降低熔渣的熔点和粘度，能有效地防止夹渣。
3结束语
在未来各项工程的建设中，如何提高焊接质量，避免常规缺陷的产生；如何制定预防措施，对焊接技术工作者是一项必须面对的课题。为了确保在焊接过程中焊接接头的质量符合设计或工艺要求，应在加强焊接前和焊接过程中对被焊金属材料的可焊性、焊接工艺、焊接规范、焊接设备和焊工的操作焊接过程中的质量监督检查工作，保证焊接程序和工艺参数要求。将以上措施做好，从源头上防止焊缝缺陷的产生，可以有效的提高焊接的质量。
参考文献
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[2]赵永宁 邱玉堂.火力发电厂金属监督.中国电力出版社
[3]中华人民共和国国标.金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明《GB6417-86》
篇8
[关键词]金属材料；焊接；超声无损技术
中图分类号：S220.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0398-01
金属材料在进行焊接的时候很容易因为受热产生损伤劣化，从而形成严重的事故隐患，因此，在金属材料焊接前对其焊接点进行无损检测具有重要的意义。随着时代的进步和信息技术的发展，超声无损检测技术已经越来越成熟，在各个领域的检测工作中发挥着重要的作用，将之应用到金属材料焊接中可以对金属材料作出更全面而准确的分析与评价，消除金属材料存在隐患的不良情况，更好地避免事故的发生。
一、超声无损检测技术的原理
超声波无损检测是指在不对被检对象的使用性能造成损害的情况下，通过超声波与受检对象的相互作用，对形成的反射波、透射波和散射波进行研究，从而分析受检对象是否存在缺陷或者不均匀情况，进而确定受检对象缺陷程度及具体特征表现，最终形成对受检对象应用性的综合评价，得出受检对象的技术状态是否符合使用标准。
超声波无损检测技术是以超声波在被检对象中的传播特性为检测依据的。具体来说，超声波具有独特的传播特性，在介质中的传播过程会针对声学性能产生各种信息，通过对这些信息进行分析与研究，可以得到被检对象的相关信息，从而实现对被检对象的评价与分析。超声波无损检测技术在对各种材料进行实际检测时，由于超声波波形、被检材料形状、超声波发射与接收的方法以及使用的耦合剂等的不同，产生了多种不同的检测方法，根据检测原理的不同可以分为超声波脉冲反射法、衍射时差法等，根据显示方式的不同则可以分为A型显示、超声成像显示等。超声脉冲反射法是五大常规无损检测技术之一，其工作原理是：脉冲波在被检对象中会以一定的方向和速度传播，如果被检对象存在裂纹、气孔等缺陷时，脉冲波在经过这些不连续的缺陷界面时会因为声阻抗的存在而反射部分声波，通过对反射声波的波幅和位置进行研究，就可以得出被检对象是否存在缺陷以及缺陷的大小和具置[1]。
二、超声脉冲反射法的应用和特点
（一）超声脉冲反射法的应用
超声脉冲反射法和射线照相法、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等四种射线检测并称为五大常规无损检测技术。在具体的应用中，适用于多种不同材料的无损检测，既可以检测钢板、铝合金板材、复合板、钢管等原材料或者零部件，也可以检测钢制、铝合金制等焊接接头。
探头是超声检测中发出与接收超声波的重要部件，通常由压电晶片、组尼片、电缆线、接头、保护膜和外壳六个部分组成，其中具有压电效应的晶片是核心元件，可以在应力的作用下产生交电电场。压电晶片在高频电脉冲的作用下会产生逆电压效应，从而将电能转化为声能，以脉冲方式间歇性发射超声脉冲波，实现了脉冲波的发射；当探头接收到反射的超声脉冲波时，此时发生正压电效应，从而将声能转化为电能，实现对脉冲波的接收[2]。
直接接触纵波脉冲反射法是对金属材料进行超声无损检测时最常用的检测方法，此方法在超声探头与被检材料的接触面加入了耦合介质，使超声波在与被检材料接触时与两种不同介质发生作用，通过对形成的反射波进行研究完成对被检材料的检测。由于如果超声探头与被检对象的接触层中含有空气，会出现声能全部反射的情况，不能有效完成超声探头对形成的超声波的接收与发送，导致检测活动失败，因此，在进行检测之前将接触层内的空气完全排放很重要。对接触层内空气的排放一般采取在接触层间添加一层耦合剂，就可以达到完全排放空气的目的了。
（二）超声脉冲反射法的特点
1.超声脉冲反射法的优点。超声脉冲反射法具有很强的穿透性，可以实现对厚度较大的部件的检测，以金属材料为例，可以检测1―2mm管材、板材以及几米长的钢锻件；具有较高的灵敏度，检测缺陷的成功率较高，定位也较准确；成本低、速度快，无害无污染，使用轻便等。
2.超声脉冲反射法的缺点。对缺陷的定性和定量分析不够精准，需要进一步深入研究；检测外形比较复杂、不规则的部件比较困难；受检测部件的材料及晶粒度影响较大；检测结果没有直接的见证记录等。
三、金属材料焊接中超声无损检测技术的应用试验研究
本文通过应用超声无损检测技术对WELDOX960高强钢铁进行检测，以工程试验的方式对金属材料焊接中超声无损检测技术的应用进行了研究。
（一）制备焊接试样
在试验开始前，需要先准备一批具有各种不同缺陷的焊接试样，本次试验是对WELDOX960高强钢铁材料进行检测，因此首先对这种材料的化学成分进行研究[3]。
在具体的制备过程中，为了使试样表面产生各种不规则的焊波，可以使用金属电弧法，以每时46890J的热量进行人工焊接。在进行纵向焊接裂缝的制备时，可以在制备之前给试样顶端接上钢板以附加一定的应力，同时对试样进行冷冻，选用未烘培的焊条，在较高的移动速度中进行；在进行横向焊接裂缝的制备时，为了保证裂缝发生在指定的位置，可以在焊接前加入一些生铁屑[4]。
气孔的产生可以通过以下三种方式进行：①去掉焊条顶端的涂层，这样可以去掉焊条的保护气层；②事先将焊条浸入水中一段时间；③拉长焊机电弧，保证焊接试样与空气充分接触，那么式样在凝固时自然会产生气孔。
通过上面这些方法，本次试验用两块健全试样制备了18存在缺陷的焊件，
（二）检测结果
本次试验对焊接试样的表面进行了处理，表面光洁度较高，实现了探头与试样表面的充分接触，同时采用了甘油作为耦合剂，声能抗阻性和无腐蚀性好，充分发挥了对超声波能的传递作用，减少了声能反射的损失。此外，整个试验的测试系统均达到了相关标准，充分保证了试验进行的稳定性和结果的准确性。为了最大限度消除随机的干扰，试验分别采用30MHz和50MHz的探头对试样进行了多次的检测，保证每一个测点都达到了不低于100次的检测，然后对所有检测结果进行计算，以平均值作为最终结果。
四、结语
随着时代的进步和计算机信息技术的发展，超声回波信号的分析与处理技术已经越老越成熟，因而超声无损检测技术的优势也越来越明显，已经成为工业检测的重要手段。本文通过对超声无损检测技术的原理和方法进行分析，进而通过试验研究探讨了金属材料焊接中超声无损检测技术的应用，为超声无损技术在金属焊接中的应用提供了理论支持与试验论证，对超声无损检测技术的应用与发展具有重要的意义。
参考文献
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[2] 董利明.金属焊接残余应力的激光超声无损检测研究[D].南京理工大学，2012.
篇9
关键词：金属结构，焊接工艺，计算机技术，应用范围
1 引言
近年来，随着计算机技术的飞速度发展，社会经济建设和人民日常生活随之发生巨大的改变。在路桥金属结构焊接领域，计算机技术以极快的速度向焊接科研、生产、管理等领域不断渗透，在焊接过程控制、焊接结构设计与制造、焊接工艺管理、焊接自动化控制、焊接数值模拟、焊接质量预测等方面，都得到了极大的应用，为提高金属焊接工艺技术和焊接质量创造了平台基础。
2 计算机在路桥结构等金属焊接设备中的应用
计算机技术与焊接设备的融合出现了数字化焊接设备，早期的数字化焊接设备大多采用单片机、dsp等数字芯片进行，可以很方便利和通迅接口，实现pc机与数字化焊机、数字化焊机与机器人等之间的通迅，实现数字化焊机内部送丝机、水冷装置、焊枪的数字化控制，提供更高的控制精度和更好兼容性能。自1998奥地利fronius全数字化焊机进入市场以来，新型数字化焊机的研究成为了国内外焊接工作者的主要研究领域，经过十余年的发展，数字化焊机在人机交互系统方面得到深入的开发。但是，我国国内数化焊机的研究还入于起步附段，现阶段国内自主研究的新型数字化焊机，其性能和功能同国处先进焊机相比还有较大的差距。据资料显示，目前日本拥有两百万台数字焊接机器人，被广泛应用于汔车制造、航空制造、建筑结构和路桥结构等各个领域，大幅提高了焊接质量和焊接效率，在经济建设中起着至关重要的作用。
3大型钢结构构件制作中的焊接变形控制技术
在大型钢结构制造加工中，定量地对构件焊接后的挠曲变形、角变形和横向收缩变形进行计算和分析是非常必要和重要的，根据计算和分析结果采取相应的控制措施和焊接工艺措施是有效降低和减少焊接变形，提高构件的加工效率，并确保大型构件的加工尺寸精度的关键。焊接变形控制一般有以下几种方法： (1)不对称构件挠曲变形控制： ①焊缝平衡控制法:合理分布焊缝的截面积，制定科学的焊接顺序，减少矫正工作量； ②辅助矫正控制法：进行不对称构件焊缝挠曲度变形计算，根据计算结果制定不对称构件焊接工艺。 (2)焊接角变形的控制： ①反变形控制法：计算T形接头焊后角变形值，根据计算结果制定箱形结构焊接加工工艺； ②角变形平衡控制法：采用平衡焊接法焊接坡口焊缝，用火焰加热方法进行相关矫正。 (3)焊接收缩变形控制：①构件拼接收缩变形的控制：先对拼接时横向焊缝收缩余量进行计算，根据计算结果预留拼接收缩余量； ②构件截面尺寸收缩变形的控制：计算对接或T形接头横向收缩变形值，装配前预留焊接收缩余量。4超声波相控阵和TOFD检测技术 随着电子技术特别是微电子技术、计算机技术以及超声波换能技术的高速发展，近年来出现的超声波相控阵和TOFD检测技术已成为超声波探伤发展的趋势。 超声波相控阵,是在一个探头中集成了多个晶片(如32、64、128个)，每个晶片的激发时间可以单独调节，通过控制声束轴线和焦点等参数组成换能器晶片阵列达到对焊缝全截面的扫查。 而TOFD(衍射时差法)检测是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测，探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中，其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被接收探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和自身高度。 基于相控阵技术，可实现对焊缝的A、B、C以及S扫描，通过与TOFD检测相结合，可以得到焊缝缺陷比较完整的三维成像信息，典型的探伤界面。在一般的情况下，该方法的检测结果可以替代射线成像，而且定位更准确，国内航空及核工业已有使用，效果很好，在西气东输工程中，超声相控阵检测技术在输油管线连接焊缝的检测上发挥了重要作用，但由于设备价格昂贵，因此在建筑钢结构焊接检测中广泛应用，还有待时日。
5 节能高效焊接工艺及自动化技术
随着数字化技术的不断成熟，自动化焊接技术得到了巨大的发展，在焊接领域得到广泛的应用，据统计，发达工业国家焊接自动率已超过80%，而我国还远不足，在今后十年，将是我国自动化焊接技术高速发展的十年。在三峡工程、船舶工程、航天工程、西气东输工程、路桥建设等国家大型基础工程的金属焊接领域，焊接自动化技术得到了有效的应用，并推动了我国金属结构焊接领域向“高效、自动化、智能化”发展的速度。熔化极气体保护焊取代了传统手工电弧焊成为金属结构焊接主流，高效、节能的自动化智能型逆变焊机使焊机操作更为简单，在提高焊接质量的同时，并有效的减少了操作人员。目前，金属结构焊接自动化研究领域，正着重于焊接过程控制系统的智能化、焊接柔化技术、焊接电源动感特性等方面，焊接操作正由“技艺”向“科学”迅演弯。
6 虚拟焊接模拟仿真技术
焊接是金属结构应用领域最为广泛的材料连接方式之一，在我国应用极为广泛，但在我国金属结构焊接领域，还存在许多落后的焊接工艺，虚拟焊接模仿真技术在金属结构焊接领域的应用，利用计算机对焊接数值进行模拟仿真，有效的对传统焊接工艺进行了改进，加速了我国焊接信息化与工业化融合的进程。目前，焊接工艺的仿真，主要采用计算机技术和有限元数值模拟，对焊接温度场、残余应力、焊缝变形等各方面的参数进行模拟，寻找出优化焊接工艺的参数，包括如焊接材料、夹具条件、温控、焊接流程等参数，为改善焊接部件制造，提高焊接质量，优化焊接流程等提供科学依据。目前，虚拟焊接模拟仿真主要集中在焊接温度场的数值模拟、焊接金属学和物理过程的模拟、焊接应力与变形的数值模拟、焊接并没有的力学行为和性能的数值模拟、焊接质量评估的数值模拟、具体焊接工艺的数值模拟等几个方面。
7 焊接质量预测与监控技术
随着金属结构焊接领域向大型化、高参数方向发展，以及低合金高强钢、中高合金钢等金属材料的广泛应用，对焊接质量的要求越越来越高。传统的焊接质量检测都是通过对焊后产品进行检测来保证焊接质量，这种检测方法需要进行大量的重复性试验，造成人力、物力的浪费。计算机技术的深入应用，包括热弹塑性有限元模型 预测技术、固有应变法预测技术、基于人工神经网络的预测技术、基于测技术、固有应变预测技术、基于数据库技术的预测技术，为焊接变形和残作应力的预测、焊接接头组织性能的预测、焊接裂纹的预测和诊断提供了有效的途径。在焊接质量监控方面，早在上世纪九十年代，世界先进工业国家就开始将电弧传感器、视觉传感器等同新的控制策略相结合，在焊接过程质量在线监测方面的还处理研究阶段。目前，焊接过程质量在线监测主要是通过力学质量信息采集法、声光质量信息采集法、焊接过程电参量信号采集法、视觉质量信息采集法等方法，来实现对焊接过程质量的在线采集，并通过基于图像处理算法的质量评判标准，对瞬间的焊接条件和工艺参数，如接缝装配情况、焊缝成形、位置领头、熔透程度、焊接缺陷等进行反馈，实现对焊接质量的在线监控。金属钢结构焊接缝缺无损检测技术，尤其在检测亚表面层结构，结合计算机及信号处理技术，超声检测可探测到其它常规无损检测方法不能检测的缺陷。现在数字化超声波探伤设备是计算机技术和超声技术相给合的产物。它承接了传统超声波探伤设备的基本模式，即脉冲反射法，并对回波信号进行A/D采样，使用单片机实现数据的采集、显示、存储等功能。 8 结束语
综上所述，我国建筑钢结构的焊接技术已有了长足进步和发展，在物理、化学、冶金、材料、电子、计算机、自动控制等学科迅猛发展的今天，随着新技术、新材料、新设备、新工艺的不断涌现，我国建筑钢结构制造与安装的焊接新技术，必将能够更快更好的发展，如：新型数字化智能化弧焊逆变电源，激光焊接与切割，超高压电子束焊接，焊接机器人系统，钢结构生产的4C控制技术，即计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助加工(CAM)、计算机辅助检测(CAT)、计算机辅助评价(CAE)等新技术逐步涉足建筑钢结构领域，其建筑钢结构的焊接技术水平，将会出现崭新的局面。
计算机技术在路桥建设金属结构领域的应用，除了改变了传统的焊接设备、提高了焊接工艺和自动化能力、有效的实现了焊接质量的预测与在线监控、有效的实现了焊接工艺的数字模拟仿真外，在材料边接工艺的优化、焊接资料数据库系统等方面，都得到了极大的应用，使现代焊接技术不断向信息化和智能化方向发展。
参考文献
田爱芬、邓军平、邵水源，《基于知识库的焊接式艺设计专家系统》[J]，西安科技大学学报，2006.2
中国机械工程学会，《2011年全国计算机辅助焊接工程学术研讨会报告》[J], 中国机械工程学会，2011.8
篇10
节能降耗是经济发展的永恒规律。落实科学发展观，实现经济社会全面协调可持续发展，必然要求节能降耗。现代企业要在市场上有竞争力、有发展，就必须有科学的管理方法，并行之有效，才能实现节能增效，立于不败之地。以下是我对企业如何节能增效的几点看法：
首先，企业的员工应有强烈的主人翁精神。企业员工应将企业当作自己的家，作为家庭的一员，负起该负的责任，尽应尽的义务。现代企业的很多员工并没有意识到这一点。有的人在自己家里，节约用电用水。但在工地上，本可以节约的却不这样做，问他们时，他们会说“用国家的又不是用你的”，大错特错。难道这电费不是企业交吗？每个人都节约一点，企业就少支付一笔开支，利润就增加一分。正所谓“厂兴我兴，厂荣我荣”，企业发展了，员工的福利才能够得到保证。一个企业要发展，员工的主人翁精神尤为重要，只有这样企业才有凝聚力和发展的动力。日本人在这方面是很强的，当年亚运会在日本举行的时候，一个十万人的体育馆散场后，整个体育馆没有一处垃圾。当时世界评论“日本的大和民族是一个可怕的民族”。而我们企业乃至国家就是需要这种精神，时刻以国家及企业的兴衰为己任的主人翁精神。
其次，企业员工要有创新的思想理念。没有创新就没有发展，没有竞争力。企业要进步就需要员工的开拓创新。一味的停留在过去的成绩上不利于企业发展。我们很多的施工工艺只停留在原有的基础上，没有发展，也就增加了成本，市场竞争力就弱了。现在企业经常派人出去搜资，这是有必要的。单靠自己摸索，可能会花很多时间，成绩不大。但对于别人的先进技术不能生搬硬套，应结合自身实际进行改进。正所谓先有，然后再破而立，开创自己的新天地。企业的任何员工都能够创新，只是看自己有没有这个创新的思想意识。海尔集团从一个即将倒闭的集体企业发展到今天的跨国集团，与员工的勤劳和创新是分不开的。
