焊接工艺论文范文10篇

1.母材及焊接材料

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

1焊接方法的选用

薄板焊接时，由于焊接局部加热的特点，容易烧穿和波浪变形。为了避免这一现象的发生，应采用热量集中、焊接变形小的焊接方法。CO2气体保护焊以焊接效率高、焊接变形小的特点在高强钢薄板的焊接中得到广泛应用。大型船舶上层建筑薄板可选用CO2气体保护焊进行焊接。

2焊前准备

2.1坡口的准备坡口及距坡口每侧边缘20mm范围内，需用砂轮打磨干净并露出金属光泽，清除油污、锈、水、氧化皮等杂物。坡口加工尽量采用机械加工或等离子弧切割，以保证割口质量。2.2焊接材料焊接材料选用Φ1.2mm的药芯焊丝进行焊接，焊丝应经相应船级社认可，并具有质量合格证书。保护气体应符合HG/T2537-93标准中优等品要求，气体纯度不低于99.9%，含水量不超过0.005%。

3焊接工艺参数

为减小焊接变形，应采用细焊丝、小电流、低电压的焊接工艺进行焊接。

1铝合金构件焊接变形与控制

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

1压力容器焊接工艺的准备

压力容器的制作工艺需要做到很精细，不能够出现任何的差错。而其中的焊接工序也是同样需要很精细，造成焊接工序出差错的原因就是材料选取的不正确。如果在焊接时选取的钢制材料性能较差的时候，就会在焊接的接头上出现一些裂痕，这些裂痕对于压力容器是致命的伤害；如果在选取材料时选取了钢号或者是化学成分不对的材料，这时在使用过程中就会出现各种腐蚀的现象；而且如果我们选用的钢制材料的转化温度高于压力容器的温度时，就会使压力容器在制作的过程中突然断裂。所以，综合以上几点所论述，我们在选取压力容器的制作材料时，必须要考虑到压力容器的工作条件、工作压力、各个介质之间的腐蚀性、钢制材料的温度，还要重点注意钢制材料的力学性能、物理性能、化学性能等等一系列的科学因素。当然，在进行压力容器的焊接工序的时候，还需要技术方面的硬性要求。在焊接工序的准备阶段，在选取压力容器容器外圈的时候，要选用低碳钢、不锈钢、低合金钢，在焊接卷板之前应该提前清理干净依附在板面上，可能对压力容器造成损伤的硬物和杂物，同时还要检查好焊接时的焊接接口位置等等一些工序，使之符合焊接所需的一切标准。在压力容器焊接成型的阶段，不能直接将钢板弯曲，应该先有一个预弯的过程，在钢板卷成一个圆形的时候，必须要在机器上摆放端正，可以采用在机器和钢板上做记号的方式来确定钢板是否已经摆正，卷轴钢板的时候严禁一次就将钢板卷制完成，要采取循序渐进的方式，一次次不间断的进行卷制，而每次卷制的程度不得高于上一次的百分之三十，在焊接时要选取一个已经焊接合格的样板来进行比对，确认是否符合一切准则，在焊接时，必须严格按照确定好的接口进行焊制，并且在焊制的过程当中要及时的清理在焊接时产生的杂质和脱落的钢材，以免对压力容器造成伤害。在压力容器焊接成型之后我们就需要对她进行矫正和检查，矫正就是需要验证压力容器的制作是否符合科学界所规定的一些数据，而检查就需要看，在压力容器焊接完毕之后，内外表面是否光滑、没有划痕、没有压伤、起皱、裂痕、等等的缺陷，与此同时还要按照技术条件进行检查各项参数，确定制作完成的压力容器符合硬性文件上的各项技术要求。

2压力容器的焊后检查和焊后返修

任何的一种科技制品，在完成之后都需要有事后的检查和返厂维修，压力容器也不列外。压力容器在焊接完毕之后，应当首先检查它的焊缝外观和尺寸是否符合预定目标和目标参数、实验压力容器焊接完毕之后的抗热能力和对热的处理、检查压力容器是否在焊接的时候出现裂痕等损伤、检查压力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透气的现象出现。关于压力容器在焊接完毕之后的返厂检查必须要严格做到以下几点：

（1）焊接的返修次数不宜超过两次；

（2）如果需要对焊接之后的压力容器进行返厂检修，必须要提交它要返修的原因并且对原因作出分析，同时提出要维修的建议；

一、我们面对的无铅焊接挑战

铅是种特性十分适合焊接工艺的材料。当我们将它除去后，到目前还无法找到一种能够完全取代它的金属或合金。当我们在工艺、质量、资源和成本等方面找到比较满意的代用品时，我们在工艺和成本上都不得不做出让步。而在工艺上较不理想的情况有以下几个方面。

1．较高的焊接温度。大多数的无铅焊料合金的熔点都较传统锡铅焊料合金高。业界有少部份溶点低的合金，但由于其中采用如铟之类的昂贵金属而成本高。熔点高自然需要更高的温度来处理，这就需要较高的焊接温度。

2．较差的润湿性。无铅合金也被发现具有较不良的润湿性能。这不利于焊点的形成，并对锡膏印刷工艺有较高的要求。由于润湿效果可以通过较高的温度来提高，这又加强了无铅对较高温度的需求。熔化的金属，一般在其熔点温度上的润湿性是很差的，所以实际焊接中我们都需要在熔点温度上加上20度或以上的温度以确保能有足够的润湿。

3．较长的焊接时间。由于温度提高了，为了避免器件或材料经受热冲击和确保足够的恒温以及预热，焊接的时间一般也需要增长。

以上这些不理想的地方带给用户什么呢？总的来说就是器件或材料的热损坏、焊点的外形和形成不良、以及因氧化造成的可焊性问题等工艺故障。这些问题，在锡铅技术中都属于相对较好处理的。所以到了无铅技术时，我们面对的焊接技术挑战更大。

1锅炉受热面鳍片焊接现状

受热面拼缝焊接主要分为整体组合焊接和鳍片焊接，鳍片焊接质量好坏对受热面管子影响很大，由于对口等问题，在焊接焊口的时候需要把管口上下鳍片割开1m左右，等焊口焊完再把鳍片焊接起来，起到密封效果。笔者在检修一些电厂锅炉的时候，经常会听到运行人员抱怨，锅炉由于制造时忽视拼缝焊接，导致锅炉漏灰、热效率受影响之类的问题。该机组水冷壁规格为Φ31.8×7mm。此超临界锅炉受热面工作温度576℃，压力31.30MPa，炉膛内温度800~1000℃，如此高的内外温度和压力，如此薄的壁厚，稍有割伤就会造成水压泄露和整套启动的时候爆管。在施工现场，无法像工厂一样机器切割，只能安排工人用氧乙炔火焰切割。有时对完口的拼缝在没有打磨掉切割的氧化物的情况下，就被直接焊接起来。

2受热面鳍片切割工艺

现场采用手工氧乙炔切割的方法，反应的化学公式如下2C2H2+5O2→4CO2+2H2O（条件点燃）.首先应该保证切割工艺，尽量在地面完成，操作工在眼镜手套等保护措施齐全的情况下，正对切割拼缝，一手握在割刀一头，一手抓在割刀中间，便于细微控制割刀的移动，切割工艺的工序：预热—穿孔—引入线—引出线—熄火，现场切割厚度为6~8mm厚，选用1号割嘴，切割速度控制在550mm/min，乙炔压力大于0.03MPA，预热氧气压力控制在0.3~0.5MPa，切割氧气压力控制在0.7~0.8MPa[1]。首先将鳍片局部待切割处预热到燃烧温度（约1150℃），然后打开高压切割氧，使金属剧烈燃烧。燃烧后生成熔渣和热量，熔渣被切割高压氧气流吹走，而燃烧产生的热量和氧乙炔火焰的热量混在一起，将后面的金属预热到燃烧点，这一过程持续下去，就是火焰切割的原理。切割前用石膏笔划线，选用高纯氧乙炔，保持割嘴和待切割件垂直，会使成型精细。

3焊接热变形控制

切割完的拼缝在组合安装完成后，需要用沙磨耐心的打磨飞溅和氧化铁，然后焊接起来。在焊口位置，需要加密封块的地方，安装焊接时，采用分散跳焊，即每隔1根管子（也可以采用隔2根管子焊接1根的方法）安装焊接密封块，待焊接完毕后再安装它们之间的密封块，以防止焊接热变型。在焊接过程中，笔者采用以下方法来控制变形。

1、钛合金焊接工艺

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

1断裂现象观察

焊缝断裂的位置都在沿机架座侧的熔合处，每块衬板的焊缝断裂面上均出现有多处整体断裂前的旧断裂面和新断裂面上有不同程度的点状夹杂物。这与原焊接时的工艺、措施、焊接材料和焊接应力有关。

2焊接性分析

主机架座超高锰钢是经水韧处理后得到纯奥氏体组织，材料具有良好的韧性和综合性能。当超高锰钢加热到300℃以上时，原溶解到奥氏体金属中的碳就会从奥氏体晶粒内向晶界析出，并聚集在晶界形成碳化物，破坏了奥氏体组织的完整性；晶界碳化物的聚集会使超高锰钢脆化，力学性能大幅度下降，还可导致超高锰钢热影响区产生裂纹。所以焊接时，需采取冷焊工艺，控制热输入量等，使超高锰钢基体在焊接过程中保持较低温度，减少基体在300℃以上停留时间。超高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1.5倍，是碳素钢的2倍。体积收缩率和线收缩率较大，焊接过程中容易出现应力和裂纹。焊接时应减少热输入量和采取降低应力等措施。ZCuAl9Mn2铝青铜焊接时的主要问题是铝的氧化，生成致密而难熔的AlO薄膜覆盖在熔滴23和熔池的表面，易在焊缝中产生夹渣、气孔和未熔合等缺陷。因此，焊前应清除表面氧化物，焊接过程中宜快速冷却，降低在较高温度的停留时间，防止铝的氧化。因铝青铜的热导率λ=64w（m•k）比纯铜和黄铜低，并且有较窄的结晶区间，焊接时可以不采取预热措施。超高锰钢与铝青铜焊接时，如选择铝青铜焊接材料，液态铜对近缝区钢的晶界有较强的渗透作用，在拉应力作用下单相奥氏体的超高锰钢容易产生渗透裂纹。防止措施：选择合适的焊接材料或堆焊过渡层等。

3焊接材料的选择

铝青铜焊接时，相匹配的焊条是T237。但它与超高锰钢在一起焊接时，在超高锰钢侧的近缝区有产生渗透裂纹的倾向，不能直接使用焊接。因Ni与Cu能无限互溶，可排除Cu的有害作用，当Ni的质量分数高于16%时的焊缝在碳钢上不会产生渗透裂纹。所以，选择镍铜焊条Ni207进行过渡层堆焊，可有效地避免渗透裂纹产生。

1新焊接工艺参数确定

根据生产车间的焊接设备及焊接人员的实际状况，对其进行了补充和改进，对焊接材料进行了化验分析（各项要求都符合标准参数指标），并查阅了相关的焊接方面的经验资料，重新确定了冷却器筒体在不同焊接方法下各种焊材、母材（冷却器筒体标准产品采用Q235B钢板）以及焊接电流之间的最佳匹配关系。

1.1当采用手弧焊时，确定的焊条直径与工件板厚、焊条直径与焊接电流的关系为：

1.1.1焊条直径与筒体板厚的关系

焊条直径一般根据工件板厚选择，开坡口的多层焊的第一层及非平焊位置焊接应采用直径较小的焊条。采用手弧焊时，焊条直径与板厚的关系，如表1所示。

1.1.2焊条直径与焊接电流的关系

1.门角焊接过程中存在的问题

第一，门角焊缝的设计性能等级高，但是其结构形式不仅使得门角焊缝处应力集中，而且存在交叉焊缝，焊接过程中由于过大的应力集中，容易出现焊接裂纹，严重降低焊缝质量。第二，门角焊缝为HV坡口形式，55°的坡口，坡口清理工作困难，打底焊时如果清理不干净，很容易产生未焊透和未熔合缺陷。上门角与车顶边梁的焊缝为PD（仰角焊）焊接位置，焊工操作难度大，焊接质量难以保证；下门角与底架边梁内侧焊缝焊接时，焊缝在地板平面上，焊工蹲在地板上焊接，难以观察焊接熔池，这些因素都增加了焊缝缺陷的产生。第三，门角设计结构复杂，焊缝存在90°拐角，由于坡口深度较大，导致焊缝金属在拐角处难以填满，需要点焊添加焊缝金属，使得焊缝表面成形不美观，同时容易产生焊瘤、裂纹等缺陷。

2.门角焊接工艺制定

（1）门角焊接环境要求

铝合金材料焊接过程中，要求环境温度≥10℃，相对湿度≤60%，而且应在防风、防雨的室内进行焊接。门角是车体结构中的重要组成部分，它的焊接质量关系到整车的焊接性能，应尽量在满足条件的环境中焊接。在门角焊接时，应特别注意湿度的影响，每次焊接前测量环境的相对湿度，如果湿度值超出焊接要求，应进行焊前的工作试件试验，经过检测合格，确定湿度对焊缝质量的影响在可以接受的范围内时，再进行门角的焊接。

（2）门角焊缝坡口准备及清理