導語：如何才能寫好一篇焊接設備，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：白車身焊接設備 材料

Abstract: the welding equipment market in China's development space is enormous, from the welding equipment market structure, market competition, users buy behavior and current equipment manufacturing enterprise opportunities facing the several aspects is analyzed and discussed. Summary welding equipment market development present situation, the analysis of the Chinese welding equipment downstream industry application characteristics, this paper expounds the welding equipment market demand, and the future development trend of the industry. Grasp the welding equipment industry's own future development direction, national macro economy and the development of the manufacturing industry, and then based on investigation and analysis data to predict China welding equipment market demand rapid growth, increasing the size of the market.

Keywords: white body welding equipment materials

中圖分類號：F407.471文獻標識碼：A 文章編號：

焊接設備應選對不選貴隨著國內焊接行業的發展，焊接裝備技術較以前有了較大進步，國產焊接設備在汽車制造行業得到了廣泛的運用。眾所周知，多數焊接都是一個非線性、有多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程，要提高焊接質量必須要從人員技能、裝備技術、操作環境等各方面綜合考慮。國內焊接裝備技術在近20年時間里得到了突飛猛進的發展，在某些尖端領域已走在了世界前列，國產設備在汽車行業中的運用也已相當普遍。

一、汽車車身的結構特點

汽車車身一般由外覆蓋件、內覆蓋件和骨架件組成， 覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm，骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm，也就是說它們大都為薄板件。對焊接夾具設計來說，有以下特點：

1.1、結構形狀復雜，構圖困難

汽車車身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體，為了造型美觀和殼體具有一定的剛性，組成本身的零件通常是經過拉延成型的空間曲面體，結構形狀較為復雜。

1.2、剛性差、易變形

經過成型的薄板沖壓件有一定的剛性，但和機械加工件相比，剛性要差得多，而且單個的大型沖壓件容易變形，只有焊接成車身殼體后，才具有較強的剛性。

1.3、以空間三維坐標標注尺寸

汽車車身產品圖以空間三維坐標來標注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車上的位置和便于標注尺寸，汽車車身一般每隔200mm或400mm劃一坐標網線。三個坐標的基準是：前后方向（Y向）———以汽車前輪中心為0，往前為負值，往后為正值；上下方向（Z向）———以縱梁上平面為0，往上為正值，往下為負值；左右方向（X向）———以汽車對稱中心為0，左右為正負。

二在高新技術的應用上差距焊接行業與發達國家的差距

2.1焊接材料

焊接材料的生產和發展趨勢應該是：電極產量逐年下降，氣體保護焊絲生產逐年增加。中國焊接材料產品結構不合理，2000年焊條產量約占77%，約占10%的氣體保護焊絲。我們使用手工電弧焊的比重仍然很大。

氣體保護實芯焊絲，埋弧焊絲品種較少，碳鋼，低合金鋼焊絲質量和數量基本能滿足應用需求的國內企業，但在合金鋼，高溫合金鋼，鎳基合金和其他合金線材廠很少。

焊接新材料發展緩慢，和鍋爐壓力容器使用新材料不匹配的焊接材料，只有通過從國外進口。

2.2、焊接裝備

⑴焊接設備結構不合理 在電弧焊機中交流弧焊機所占比例仍較大，高耗能的旋轉式直流焊機仍占有一定的比例，CO2焊機所占比例還有待提高。

⑵焊接設備的自動、半自動化程度不高 以電弧焊機為例，自動、半自動焊機所占比例較小，1996～2000年統計結果，自動、半自動焊機僅占電弧焊機的10～25%。

⑶數控切割機的制造已形成一定的規模，但配套的等離子切割電源還要大量進口，專用的數控切割設備品種不多。

⑷焊接機器人制造能力、制造水平和推廣應用有待進一步提高。國內投產使用的焊接機器人絕大部分從國外進口，國內一些科研院所和制造廠家具有一定的焊接機器人設計和制造能力，但是沒有形成產品的商品化。與日本、美國、西歐等工業發達國家相比較，焊接機器人的數量極少，據統計2000年全國焊接機器人的數量不到1000臺，焊接機器人的正常運行率不理想。

(5)焊接裝備水平相對落后 我國在特種焊機、成套設備及其他焊接裝備方面發展較慢，滿足不了焊接生產的需要。很多國產新型焊接設備自行研制開發的少，仿制、組裝的多。

(6)焊接設備、TIG、CO2焊槍和配件制造的自動化程度不高，手工作業較多，產品性能穩定性和一次合格率有待提高。

三 焊接材料的應用及發展趨勢

隨著車身向著輕量化方向發展，車身材料的輕量化及車身金屬材料的非金屬化是必然趨勢。未來車身材料仍以鋼板為主，但是一些復合材料將得到廣泛應用。

1鋁合金

與汽車鋼板，鋁合金具有密度小，比強度高，耐腐蝕，熱穩定性好，易成型和可回收利用等優點，技術成熟。汽車業也逐漸在使用鋁合金配件。但鋁合金的焊接仍然是對線膨脹系數，產生的熱應力較大，容易出現氣孔產生的鋁合金焊接接頭強度減少故障。

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關鍵詞：自移動 焊接電源 同步傳動 整機效率

1.提出研制自移動專業焊接設備的原因和依據

隨著公司外部施工項目的不斷擴展，野外施工環境的日趨多變，采用以前的老式發電設備由于噪音大、移動不便的缺點，已經不能滿足要求。特別是長距離輸油氣管道的施工焊接，對焊接設備要求更高；對焊接設備的靈活性、機動性和對各種施工環境的適應性都要求很高。為了公司的發展及長距離輸油氣管道的施工焊接實際需要，加快輸油氣管道施工焊接速度，降低施工成本，自移動野外專用焊接站的研究顯得尤為重要，我們將專業移動和發電、焊接設備進行有機結合，有效解決了現場施工焊接設備和電源的應用難題。

2. 自移動專業焊接設備的技術領域與技術背景

2.1 技術領域

該設備是一種野外專業施工設備，特別涉及一種具備自移動式平臺、野外電力電源供應和焊接電源輸出設備。

2.2 技術背景

目前野外施工中，電力供應和焊接電源處分離狀態，電源需要拖車拖動，焊接設備需要車輛運輸，電源和焊接設備之間需要大量的線路連接，造成資源和能源的大量浪費。由于環節多，安全性較低，故障率較高，設備整體效率在70%左右，影響野外作業進度和施工效率。

3. 自移動專業焊接設備的主要組成部分及其特點

它由一臺中國一拖集團有限公司生產的東方紅輪式拖拉機為移動和動力平臺，一臺電王精密電器（北京）有限公司生產的獨立式發電焊接一體機以及自行設計研發的鋼結構箱體梁架、錐套式同步輪、錐套式同步帶轉動機構等部分組成。該設備不僅能在一般道路上行駛，更適合在松土、沙漠、戈壁灘、山地等復雜的地區和路況行駛，也可在環境溫度-35C°～55C°，濕度不大于90%的惡劣環境下可靠使用。

3.1 自移動焊接設備輪式拖拉機部分

輪式拖拉機是中國一拖集團有限公司在借鑒國內外先進技術的基礎，獨立開發的、擁有自主知識產權的新機型。適用于各種氣候及土壤條件。具有以下主要特點：變速箱檔位多、速度范圍寬、嚙合套換擋、操縱方便、液壓轉向、轉向靈活輕便、轉向半徑小、機動性強、加強型嚙合套換擋動力輸出。不停機就可以操縱動力輸出，濕式自增力式制動、制動可靠、安全輕便；大容積燃油箱、高品質烤漆、水晶前照燈、外觀靚麗，全封閉駕駛室。

3.2 自移動焊接設備發電、焊接電源輸出部分

電王精密電器（北京）有限公司成立于2002年，是焊機專業制造廠，使全球高品質焊機生產廠家之一。該焊機是我公司委托特別定制的獨立式發電專業管道焊接一體機。它具有雙把手工焊和雙把半自動焊以及手工焊、半自動焊交叉使用且互不干擾的特點。發電形式為二極、四級。雙焊把獨立輸出，出力強勁。最大焊接電流2×400A，最大三相交流輸出達30KVA。還具有故障率低、體積小、使用壽命長等特點是專業管道焊接設備之首選。

3.3 自移動焊接設備傳動部分

采用錐套同步帶輪傳動，同步帶傳動是由一根內周表面有等見鋸齒形的環形帶既具有相應吻合的輪組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優點。傳動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力；同步帶傳動具有準確的傳動比、無滑差、可獲得恒定的速比，傳動平穩、能吸振，噪音小、傳動比范圍大，一般可達1：10。允許線速度可達50M/S。傳動功率從幾瓦到幾百千瓦，傳動效率高、一般可達98%，結構緊湊、適宜于多軸傳動、無需、無污染，因此可在不允許有污染和工作環境較為惡劣的場所下正常工作。

3.4自移動焊接設備防護棚部分

防護棚箱體設計合理，整體采用2mm厚優質冷軋鋼板，經專業設備折彎、沖壓焊接制作。箱體兩側前設計各有四排防雨式通風口，散熱效果好，保證了發電焊接設備及傳動系統始終工作于適宜的環境溫度中。箱體兩側后設計各有箱門，便于裝卸施工機具。箱體后部設計有自動起升廂門三個，方便用戶操作和觀察設備的運行狀態。超大的空間除了放置發電焊接及輔助設備外，剩余空間還可以放置其它施工用機具等。

3.5自移動焊接設備防護廂體梁架部分

附加于輪式拖拉機原底盤上的廂體梁架，采用了優質鋼結構材料精工制作成兩部分。它具有拆卸方便、結構簡單、堅固耐用、重量輕、抗彎曲和抗扭曲能力強、輪式拖拉機高速行駛穩定性好等特點。梁架兩側設計有吊鉤，便于設備遠程運輸時裝卸時用。梁架后部設計有牽引鉤，可牽引其它輔助設備用。

4. 自移動焊接設備的優點

與傳統輪式移動電站相比較，新型自移動焊接設備具有以下優點：（1）安裝方便，實現了動力源、發電、焊接電源一體化；（2）傳動平穩，由于采用錐套同步帶輪，同步帶傳動與傳統的皮帶輪傳動相比較傳動更加平穩；（3）焊機功率損耗小，由于采用錐套同步帶輪，同步帶傳動及省去了附帶的兩臺焊機降低了傳動過程中的功率損耗。因此，產品一經問世立即收到相關單位的關注，特別是最近該設備參加了廊坊國際管道設備展，收到了廣泛的關注，咨詢單位非常多，并收到大量訂單。

5.解決的主要問題

5.1新型自移動焊接設備的研制成功，解決了困擾公司野外長輸管道焊接設備落后的問題。目前，國內生產的移動式電站廠家所生產的電站采用的全部是分體式設計。發電機和電焊機以及配電系統全部需要額外配備，這樣造成了連接繁瑣、設備檢修困難等一系列的問題。新型專業管道焊接設備的研制成功將有效解決這一問題。設備的整體集成化程度更高、性能更加穩定、維修簡便，更加適合野外復雜多變的施工環境。新型自移動焊接設備除了適合野外復雜多變的施工環境，也適合室內和室外焊接及各種管徑的管道、大型聯合站、泵站、計量站、配水間和大型焊接工程施工工地等的使用。

5.2新型野外專業焊接設備的投產使用，提高了管道焊接的速度，因為管道焊接是管道施工工程的一個極其重要的環節，它的快慢進而影響了整個管道施工工程施工進度，采用好的先進的焊接設備可以提高工程的焊接速度。因此，它能提高在施工中焊接工作效率，從而保證了整個管道施工工程進度，為整個管道施工工程順利完工打下堅實的基礎。

5.3新型野外專業焊接設備研制成功，填補了國內專業管道焊接設備的一項空白，達到了國內專業管道焊接設備同期的先進水平，

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關鍵詞：自動化焊接設備；工程機械制造；自動化焊接專機；焊接機器人

1自動化焊接設備的主要特點

自動化焊接設備的特點有以下四個方面：第一，其具有大型化及組合化的特點。在諸多的焊接結構生產中已研制出許多種類的自動化焊接設備，由于這一特點的存在，某些大型焊接中心能夠占據整個車間；第二，其具有數字化及智能化的特點。其在焊接的過程之中必須考慮焊件的接縫裝配間隙誤差及形狀，且不能忽略焊接期間的熱變形現象，基于這一特點使其對傳感技術具有較高的要求，且要將自適應控制系統作為對其的技術支持。第三，具有高精度及高質量的特點。總體來說，對于焊接機器人以及操作機的行走機構定位精度嚴格保持在0.1毫米以內，與其配套的焊接變位機的定位精度也要嚴格保持在0.05毫米以內，基于這一特點，自動化焊接設備長期以來均受到諸多機械制造企業的信賴。第四，具有管控一體化的特點。其利用諸多計算機軟件，利用局域網將生產及制造的管理系統進行自動化的控制，同時在發生故障的時候，能夠利用自動化管控來對其進行診斷并維修[1]。

2自動化焊接專機與焊接機器人的結構及應用分析

2.1自動化焊接專機

2.1.1自動化焊接專機的結構

自動化焊接專機是以焊接、機械及電氣控制這三個系統為主要組成部分。人工或機械手將工件放在工作臺上，利用焊接夾具進行工件固定及定位，然后自動啟動電源的電弧進行自動化送絲和移動及退回，焊接結束后將工件取下。

2.1.2自動化焊接專機的應用

自動化焊接專機一般以雙絲焊接為主，對其的使用在一定程度上提高了進行生產的效率，其與人工單絲焊接相比，其焊接的縫隙不會出現斷弧且有著較深的熔深，從力學性能的角度來講，對焊縫質量有一定的提高[2]。自動化焊接專機具有較高的自動化焊接設備，利用相應的傳感器及電子檢測線路能夠對焊縫的軌跡進行自動跟蹤及導向，還能夠對參數進行設置及調試。對于智能化的焊接專機來說，其可以應用較高等級的傳感器并配合計算機系統、軟件及數據庫，進行智能化參數的調試，無形之中簡化了人工操作，但其有一定的局限性，日常生活中應用相對較少。

2.2焊接機器人

2.2.1焊接機器人的結構

焊接機器人的結構由諸多部分組成，分別為機器人本體及控制器、焊接電源及變位機、機器人外部軸行走機構及夾具、操作軟件及弧焊軟件包、傳感系統等。焊接機器人工作站的重要結構為機器人本體和控制器，通常表現為六軸關節型，有著較為強大的負載能力及較為堅固的結構，同時具有較長的使用壽命。數字化控制這一技術作為機器人系統所采用的先進技術，其利用數字總線將系統諸多部分進行連接，從而避免其受到磁場的干擾[3]。

2.2.2焊接機器人的應用

如今，焊接機器人尚處于較為重要的地位，主要原因在于其有著較高的柔性化和數字化程度，且其焊接的質量相對較為穩定，還具有相當高的焊接精度。基于這些特點，其能夠將焊接的產品質量進行改善，從而不斷提高機械制造業的生產力及競爭力。在相對較為復雜的焊件中，焊接機器人可以很快適應這一焊縫。然而，其也具有一些缺陷，比如成本高及操作困難等。就其自身的特點，有些焊接機器人主要應用在諸多的大型機械制造企業當中[4]。

3自動化焊接設備的應用現狀及發展趨勢

基于工程機械制造企業彼此間生產水平及綜合能力的差距，對于自動化焊接設備的應用也有著較為明顯的差別。通過相關調查研究發現，我國對自動化裝備的應用率不是很高。但近幾年隨著社會各方面的逐步發展，自動化焊接設備的應用呈現出上升的趨勢，特別是較大型的工程機械制造業，其作為焊接機器人較為重要的使用領域，但對于相對中小型機械制造企業而言，尚且需要對自動化焊接設備的使用率進行提高[5]。最近幾年，就自動化焊接設備的類型而言，展現出了較為顯著的發展，相應地焊接技術也顯示出長足的進步。從傳統手動焊接到目前的系統化及智能化的焊接專機、焊機生產線以及機器人設備的這一發展歷程，其克服了手動焊接的缺陷，逐漸形成的自動化焊接設備符合了現代社會對產品質量的較高需求。進而不斷地提升了企業的形象及核心競爭力。

4結束語

綜上所述，具有自動化水平的焊接專機及焊接機器人擁有著顯著的優勢，比如較高的質量及效率等，基于這些優點，自動化焊接設備逐漸受諸多工程機械制造企業的信賴。所以，自動化焊接設備的進一步推廣并普及將成為工業社會發展的一種趨勢。

參考文獻：

[1]王智營，楊蒙.自動化焊接設備在工程機械制造中的運用分析[J].內燃機與配件，2017(7)：39-40.

[2]楊鴻強.探討自動化焊接設備在工程機械制造中的運用[J].企業技術開發，2016，35(20)：67-68.

[3]曹新民.試論機電自動化在工程機械制造中的應用分析[J].中國新通信，2016，18(16)：158.

[4]宋金虎.我國焊接機器人的應用與研究現狀[J].電焊機，2009，39(4)：18-20+67.

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關鍵詞：焊接工藝及設備；教學方法；教學改革

Abstract: " Welding technology and equipment" is the material forming and control of the professional core courses, combined with three college students the actual situation as well as training goal, aiming at the problems in the course teaching, from teaching content, teaching methods, assessment methods and other aspects of the research and the practice.

Key words: welding technology and equipment; teaching method; teaching reform

中圖分類號：H191文獻標識碼： A 文章編號：

0前言

焊接技術在工業中的應用已有近百年的歷史，隨著工業生產的發展，對焊接技術提出了多種多樣的要求。根據使用的焊接產品的材料、性能以及結構形式的不同，發展了各種焊接方法、工藝以及相應的焊接設備來適應這些產品的生產，焊接工藝廣泛應用于汽車、船舶等制造行業，它是一種精確、可靠、低成本的連接金屬材料工藝方法[1]。《焊接工藝及設備》是材料成型及控制專業一門專業主干課，以物理學、電子電工學、機械設計、金屬學和熱處理等課程為基礎，以焊接冶金學等課程為前導，具有很強的實踐性。焊接加工作為一門應用型技術性工種，被廣泛應用于各個領域。

在《焊接工藝及設備》課程的教學過程中，針對生產和技術的發展對專業人才能力與素質要求的變化，并結合三本院校的人才培養定位，特別是針對焊接生產第一線嚴重缺乏既懂理論又會操作、能夠解決生產實際工藝問題的專業技術人才的形勢，我們對教學內容進行了改革，注重對學生焊接工藝能力的培養。特別是以氣體保護焊為代表的先進焊接方法的工藝能力培養。同時也對教學方法、考核方法等多個方面進行了改革。基于新形勢的教育任務，轉變教育思想和教育觀念，用新的理念改革教學內容、教學手段和教學方法，對工程實用型人才培養來說，是非常必要和迫切的[2]。

1 教學內容的改革

為更好的符合“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的機械類人才培養目標，在焊接工藝及設備課程內容的設計上，適時跟蹤最新焊接方法，注意與專業后續課程的合理銜接，保證既有較寬的專業口徑、知識面以及新的視野，又有深厚的理論基礎，在精講精練的同時，又不斷加強學生創新精神和動手實踐能力的訓練，培養符合時展需求的高素質人才。通過開設相關的課程進行培養，對學生參加全國和省組織的各種技能競賽（全國大學生機械創新大賽）并獲獎提供了很好的保證，提升了學生的實踐動手能力和創新能力。

不斷補充和更新教學內容：課程的教學內容應該是先進的、動態的，及時將最新最先進的焊接方法的有關內容引入本課程中；及時介紹焊接相關的最新動態；適當介紹新成果，增強學生學習和創新興趣，拓寬視野。

2 教學方法的改革

2.1 在課程教學中靈活運用啟發式教學

知識不是被動接受，而是認知主體積極建構的。學習是學習者個體主動的行為，是以先前建構的知識為基礎的；學習過程不單純是教師向學生傳遞知識的過程，而是學習者自己建構知識的過程。傳統課堂教育是以課本為中心，重視教師的教，輕視學生的學，課堂氣氛比較沉悶，學生缺乏興趣和積極性，造成了學習的被動。現在課堂教學鼓勵以教師為主導，以學生為主體，進行啟發式教學，把學習的主動權交給學生變“問學生”為“學生問”，勢必能夠激發學生學習的興趣，推動學生去主動探索未知的知識。課堂講授應該根據學生專業知識結構的需要，在切實注意加強與拓寬基礎的前提下，抓住每篇、每章教材內容的核心和難點，聯系焊接實際，講解重難點，其他內容鼓勵并引導學生去自學，以培養學生適當的自學能力。總之，靈活運用啟發式教學方法，引導學生自覺學習的主動性和積極性，保證教學過程良好有序地進行。

2.2 大力推廣應用多媒體等現代化教學手段

隨著教學改革的不斷深入發展，教師的備課方式和教學方式都發生了巨大變化，以文本教案和黑板講授為中心的傳統模式逐漸被多媒體教學所替代。相對于文字，圖片、視頻、聲音是學生更加喜歡的教學載體。采用多種形式的多媒體和網絡教學相結合的方法可以收到良好的教學效果。多媒體技術具有綜合處理聲，文，圖，像的能力，學生能夠通過多種感官獲取信息，可以彌補傳統教學方法在時間和空間上的不足[3]比如：磁偏吹、電路板的釬焊、熔滴過渡動畫等教學資源；將課堂教學與課外教學有機地結合起來，彌補課堂教學抽象枯燥的局限性。從而激發學生積極參加實踐動手的興趣，培養分析和解決實際問題的能力。

隨著校園網系統的逐步完善，創建課程學習網站，積極有效地將計算機多媒體、信息網絡等現代信息技術引入課堂教學、實習指導、教材建設等，以加強教學工作的直觀性和實踐性，提高課程教學的效果和效率，是目前各高校進行教學改革的重點所在。課程學習網站應當是一個功能齊備、可以為師生提供互動交流的平臺。在網絡教學環境中，教師和學生廣泛參與，發揮網絡技術的優勢，促進教學改革。通過課程學習網站傳遞信息，既可使學生的疑難問題得到適時解答，又可使教師及時了解學生掌握知識的程度，便于因材施教，體現個性化教育[4]。

2.3 積極開展案例教學

在本課程的課堂理論教學中，溶入大量的生產實踐案例，通過結合理論知識，對生產案例進行分析講解，評價，使教學能理論聯系實際，特別是使學生獲得在實際生產具體條件的規定下，如何綜合運用理論知識，解決實際生產問題的能力，教學效果良好。

3 考核方法的改革

為了更好的落實本專業“一線工程師”的人才培養目標，所以提高學生的動手能力勢在必行。本課程實驗課時由原來的4學時增加到8學時，在考核方式上，根據我校實際情況，在40分的平時成績中，改變過去以點名和教師對學生的大概印象來評分的模式。即：出勤考核占10分、回答問題和作業占10分、實驗占20分。實驗包括操作和撰寫實驗報告，操作增加了學生的動手能力，撰寫實驗報告對培養學生主動學習能力、熟悉和深化某一專業知識點大有益處，同時對于專業知識的學習和綜合素質的提高作用明顯。

4 總結

總之，只有科學、合理的將教學內容、教學方法、考核方法等教學改革應用到焊接教學中，才能更好地為教學服務，才能顯著提高教學質量。

參考文獻：

[1]曹元軍．焊接工藝理論一體化教學研究[J]．科技信息，2009(30)：100-101．

[2]雷世明．淺談我院焊接專業教學改革的特點[J]．四川工程職業技術學院學報．2006(2)：57-59．

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從制造工藝的角度看，一個好的化工設備結構設計，只就焊接方面而言，至少要妥善考慮以下幾個方面的問題：減少焊接殘余變形和應力，不出現沒有“可焊到性”的結構，盡可能便于焊接。如果一個焊接結構圖紙中有的焊縫在現實焊接條件下根本看不到，則稱沒有“可焊到性，”具體些講，手工電弧焊時焊工伸不到，看不清，手把擺動不靈活；埋弧自動焊的焊嘴伸不到，就算沒有可焊到性。

內徑小于600毫米的長容器或管道，內焊縫一般都沒有可焊到性。

材料的焊接性在過去的文獻成為可焊性，從現在的研究結果看，很難說金屬材料間不存在可焊性，故用焊接性一詞更恰當。

材料的焊接性是指在一定的工藝條件下，焊接接頭能符合質量要求的可能性。詳細地說，材料在采用現有的某種焊接方法和工藝措施進行焊接時，能獲得高質量的接頭，不至于出現裂紋等嚴重缺陷，不致使機械性能指標和特殊性能指標明顯下降的可能性就是該材料的焊接性。如果某種材料采用常見的焊接方法，勿須特殊的工藝措施既能獲得高質量的焊接接頭，就可以認為該材料的焊接性能良好；若需要采用特殊工藝才能達到要求，則該材料的焊接性一般；若采用特殊焊接方法也不能達到要求，則說明該材料焊接性不良，不適宜進行焊接。

顯然，設計化工設備過程中在選材時，除考慮材料能適應介質、溫度和壓力等需要外，焊接性也是一個必要考慮的問題。因為，若焊接性不好，材料焊接后焊接接頭性能下降很明顯，就會出現嚴重后果，否則難以制造出合格的產品。

對焊接性影響的是以下物性：1 膨脹系數 2 導熱系數 3 熱容量 4 熔點和沸點 5 密度

在某中意義上講，金相熱處理性能是當今對材料焊接性影響最大的一 種物性因素,也是最復雜的因素。

在機械性能方面對焊接性有影響主要是塑性，若材料的塑性不強會在焊接熱應力的作用下造成裂紋或提高在使用中發生脆斷的傾向。

焊接工藝是分析焊接性的必然結果，也是保證焊接質量的方法。當然，從理論上分析得到的結果必須經過可靠的實驗方法加以評定才是準確的，無論是焊接性的優劣，還是焊接工藝的可靠與否都是如此。生產上使用的工藝必須是經過實驗的工藝。

把這種理論與實驗相結合的活動稱之為工藝活動。在冶金部門中，也用于化工容器等焊接用金屬的開發，以保證供應材料能應用于焊接場合。

不同的材料具有不同的焊接方法例如炭素結構鋼的焊接。

低碳鋼設備的焊接

焊條手工電焊弧這是低碳鋼結構的基本焊接方法，特的適應力很強。

中碳鋼的焊接性較差，含碳量越高越差。主要的焊接缺陷是熱裂紋、冷裂紋、氣孔和接頭脆性、有時熱影響區里的強度還會下降。當鋼中的雜質較多，焊件鋼性較大時問題就越突出。

所以，中碳鋼的焊接工藝重點就是克服上述分析中的各種問題。

焊接方法 根據目前中碳鋼焊件的主要任務和理想熱過程中的要求，手工電焊弧是最恰當的方法，焊條采用相應強度級別的碳性低氫型焊條；大型鑄件的焊接，當修補量較大時可考慮采用手工電渣焊，因為它在焊補大型鑄件時都受到好效果，焊補中碳鋼時困難肯定不少，填充金屬殼與工件相同，焊后與工件一道處理。

再如 低合金耐腐蝕鋼的焊接技術

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關鍵詞：設備；焊接；問題；質量控制

中圖分類號：O213.1 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

承壓設備廣泛用于電力、石油、化工、機械、輕工、航天、軍事等工業部門，承壓設備質量的好壞至關重要。由于鋼制承壓設備大多采用焊接方法制成，承壓設備制造過程中的焊接質量控制變得尤為關鍵。

1、承壓設備的焊接質量受到諸多因素的影響

1）母材材質的不均勻性；

2）焊接材料的性能存在著波動性；

3）焊接工藝評定的不完善性；

4）組裝定位存在的偏差；

5）焊接過程的不穩定性；

6）焊接接頭區域存在著應力集中和淬硬的可能性；

7）產品質量管理與產品質量檢驗的不完善性。

2、承壓設備焊接中的常見缺陷

承壓設備的焊接方法主要有手弧焊、埋弧自動焊、氬弧焊和電渣焊等。從以上分析可知，焊接質量主要與原材料質量及焊接工藝規范有關。另外，焊接工件的焊前清理情況、作業環境、焊工的操作技能及責任心等都會影響焊接質量。常見的焊接缺陷有：焊縫尺寸不符合要求、弧坑下陷、咬邊、焊瘤、嚴重飛濺、氣孔、裂紋等。因此，質檢人員和焊接工程師應根據對產品質量的外觀檢查、無損探傷檢查及原焊接工藝施焊記錄等作詳細分析，找出原因，以便在焊縫返修及以后的焊接工作中避免類似缺陷產生。

2.1焊縫尺寸不符合要求

指焊縫長寬不夠，焊波寬窄不齊，高低不平，焊腳兩邊不均。產生原因：

1）焊件坡口角度不當或裝配間隙不勻；

2）焊接電流過大或過小；

3）焊接速度不當或焊條仰角不合適；

4）電弧長度控制不準，電弧長則焊縫寬；

5）對埋弧自動焊來說，主要是焊接規范選擇不當。

2.2弧坑下陷

指焊縫收尾處產生的下陷現象。產生原因：

1）熄弧時焊條未在熔池處作短時間停留；

2）薄板焊接時使用的電流過大；

3）埋弧自動焊時，沒分兩步停止焊接，即未先停絲后斷電源。

2.3咬邊焊縫邊緣母材上被電弧燒熔的凹槽（即焊縫邊緣母材被電弧熔化后，沒有得到熔化的焊絲金屬的補充）。產生原因：

1）主要是焊接電流太大和運條角度不當造成的；

2）角焊時，焊條角度不當或電弧長度不當。

2.4焊瘤指焊縫邊緣上未和基本金屬熔合的堆積金屬。常產生在焊縫的始端和末尾，在立焊和仰焊焊縫中也經常出現，并常伴生著夾渣和未焊透。產生原因：

1）主要原因事故操作不熟練、運條不當；

2）立焊時電流過大或電弧過長。

2.5嚴重飛濺

在電弧作用下，熔池金屬飛離到熔池（或焊縫）外側的金屬顆粒。在手弧焊時有少量飛濺是正常的，但嚴重飛濺不僅影響操作，浪費焊條，而且影響工件美觀。產生原因：

1）焊條保存不當，烘干的溫度、時間不當，導致焊條因受潮而產生藥皮開裂、鋼芯銹蝕等；

2）堿性焊條錯誤地采用直流正接法。

2.6氣孔

是氣體在焊縫金屬中形成的空穴。形成氣孔的氣體主要是氫氣和一氧化碳，稱為氫氣孔和一氧化碳氣孔。產生原因：主要是焊接工藝方面不完善。

1）工件、焊絲的油、水、銹、油漆、氧化皮等未清除干凈；

2）焊條、焊劑的烘干溫度與時間不正確；

3）焊接速度過快，焊接電流過大，電弧電壓過高；

4）電弧過長，使熔池失去保護作用，空氣侵入熔池；

5）焊條藥皮偏芯或磁偏吹，造成電弧不穩，保護不夠；

6）環境溫度或母材溫度過低，焊縫冷卻過快。

2.7裂紋

裂紋是指在焊接過程中，或焊接以后，在焊接接頭區域內出現的金屬局部破裂現象。裂紋按其產生的溫度不同分為熱裂紋和冷裂紋（又稱延遲裂紋）。產生原因：

1）焊條、焊劑烘干溫度、時間不正確；

2）焊前預熱、焊后緩冷等措施不當，形成淬硬組織；

3）焊接規范不合理：

①焊接接頭設計不當，拘束度過大；②焊條選用不當；③焊接順序不當。

4）焊后熱處理不及時。

3、對焊接接頭返修的質量控制

3.1建立完善的焊接接頭返修質量管理體系

應根據有關的規程、標準及制造單位的具體情況，制訂出焊接接頭返修的具體工藝實施細則、管理制度等與之配套執行。

如果對同一部位（指焊補的填充金屬重疊的部位）的返修次數過多，將導致焊接接頭及其周圍的母材金屬出現淬硬性及過大的焊接殘余應力，這對于承壓設備產品來說是極其危險的。所以，對同一部位的返修次數不宜超過2次。為提高焊接接頭的返修質量，并盡量減少返修次數，對焊接接頭的第一、第二次返修應經焊接責任工程師審核批準后才能實施。對經過二次返修仍不合格，需要進行第三次返修時，必須經過制造單位技術總負責人批準，并采取相應的更為嚴格的工藝措施，來保證焊接接頭的返修質量。

3.2分析缺陷產生的原因

焊接接頭中產生的缺陷類型很多，形成的原因也是多方面的，應具體問題具體分析，詳細分析缺陷產生的原因，以便正確編制返修工藝，并采取針對性措施，避免返修后再次產生類似缺陷或新的缺陷。

3.3制訂焊接接頭的返修方案

制訂返修方案是進行焊接接頭返修工作的一個重要步驟，應詳細、具體、準確并切實可行。返修方案的內容主要包括：缺陷產生的原因及避免再次產生缺陷的技術措施；缺陷的清除及坡口制備；焊接方法及焊材的選用；具體的返修工藝措施；返修后的檢驗項目等。

（1）缺陷產生的原因及避免再次產生缺陷的技術措施（具體內容前面已有分析論述）。

（2）缺陷的清除及坡口制備清除缺陷制備坡口的常用方法是用碳弧氣刨，或用手工砂輪進行。坡口的形狀、尺寸大小主要取決于缺陷尺寸、性質及分布特點。一般來說，所挖坡口的角度越小越好，只要將缺陷清除便于操作即可。一般缺陷靠近哪側就在哪側清除，如缺陷較深，清除到板厚的60％時還未清除干凈，則應先在清除處補焊，然后再在另一側打磨清除至補焊金屬后再補焊。如缺陷有多處，且相互位置較近、深淺相差不大，為了不使兩坡口中間金屬多次受到返修時焊接熱應力與應變過程的影響，則宜將這些缺陷連接起來打磨成一個深淺均勻一致的大坡口；反之，若缺陷之間距離較遠。

（3）焊接方法及焊材的選用

焊接接頭的返修一般采用手弧焊進行，這是因為手弧焊具有操作方便，位置適應性強等特點。但若坡口寬窄深淺基本一致，尺寸較長，并處于平焊位置時，也可以采用埋弧自動焊進行返修。當采用手弧焊來返修時，對原手弧焊的焊接接頭，一般還選用原焊縫焊接所用焊條，對自動焊一般采用與母材金屬相適應的焊條。但是，若返修部位剛性大、坡口深、焊接條件惡劣時，盡管原焊縫采用的是酸性焊條，則此時仍然應選用同一級別的堿性焊條；當采用埋弧自動焊返修時，一般選用與原焊接工藝相同的焊絲與焊劑。

（4）返修工藝措施

焊接接頭返修時應控制焊接能量的輸入，并采用合理的焊接順序等工藝措施來保證返修質量。采用小規格直徑、小電流等小的焊接規范焊接，以降低返修部位塑性儲備的消耗；采用窄焊道、短段、多層焊道、分段跳焊法等，減少焊接應力與變形。但是，每層接頭處要盡量錯開；每焊完一段，須將焊渣清除干凈，填滿弧坑，并把電弧后引再熄滅，起附加熱處理作用。然后立即用帶圓角的箭頭小錘錘擊焊縫，以松弛應力。但打底焊縫和蓋面焊縫不宜錘擊，以免引起根部裂紋和表面加工硬化：加焊回火焊道，但焊后須磨去多余金屬，使之與母材圓滑過渡。

（5）返修后的質量檢驗

返修完畢，應用砂輪打磨返修部位，使之表面圓滑過渡。然后，按標準規定進行外觀、無損探傷、水壓試驗等檢驗，檢驗標準不低于原焊縫標準。檢驗合格后，方可進行下道工序。否則，應重新返修，在規定允許的返修次數內，直到合格為止。

結束語

控制焊縫返修質量的關鍵是正確分析判斷缺陷產生的原因，并據此制訂出正確可行的焊縫返修方案。焊接缺陷在焊接過程中是難以避免的。但是，只要嚴格按照返修工藝程序制訂正確的返修方案并實施，是能夠在規定的有限返修次數內控制其返修質量的。這一點已經在生產實踐中得到證明。

參考文獻

篇7

關鍵詞：化工機械設備；焊接工藝；方式

中圖分類號：TG45 文獻標識碼：A

化工機械設備焊接工程是一項十分復雜且重要的工作，焊接工作包括很多方面，而焊接工藝作為整個化工機械設備焊接工程中最重要的組成部分，其焊接工藝的水平和質量將直接影響著整個機械設備運行質量，關系著后期機械設備的使用周期和使用壽命。因此，探討、分析化工機械設備焊接工藝具有重要的作用和意義，只有相關工作人員重視、研究機械設備焊接工藝方式，最終，才能提高整個化工機械設備焊接工藝方式的的水平和質量。

一、金屬材料的焊接性

金屬材料在一定的情況下都是可以進行焊接的，但是由于金屬材料的焊接性能存在著差異性，因此其焊接工藝的難易程度也存在很大的差別。所謂的焊接性就是指在具備一定的工藝條件的基礎上，進行對金屬材料的焊接成優質接頭并在此過程中形成的難易程度。也就是說優質接頭的形成如果是使用較為復雜的工藝得到的，則是焊接性差，反之，如果通過平常的工藝就得到，那么就意味著焊接工藝高。焊接工藝主要包括：焊接方法、材料、規范以及措施等。而焊接接頭的使用性能是評價優質接頭的方式。化學成分中含碳量的多少是鋼材焊接性的主要影響因素，其中焊接性隨著含碳量的增加而降低，因此，焊接性可以通過估算進行確定。

二、焊接工藝規程

（一）焊接結構的工藝性及方法選擇

焊接結構設計的優劣會對焊接的難易程度、接頭質量、生產率等造成影響。焊件接縫可以分為橫焊、平焊、立焊和仰焊位置，主要根據在進行熔焊時，焊件接縫所在的空間位置焊縫傾角和轉角的不同。在一定的情況下，焊縫的設計應該在離加工表面較遠的位置，主要是為了避免某些需要在加工后進行焊接的結構加工精度受到影響。同時，還要考慮焊接時運調角度是否能夠滿足需要，因此需要對焊接布置的操作空間進行考慮。焊接方法在選擇上主要依據焊接的材質、焊縫位置、接頭厚度以及坡口形成等方面。

（二）焊接材料的選擇

我們通常所說的焊接材料就是在焊接的過程中可以提高焊接質量而附加的保護物或者是各種金屬填充物，主要包括焊條、焊劑以及焊絲等。選擇焊接材料可以從兩方面進行考慮：1、焊接和母材等強度原則。2、接頭性能中的工藝因素及各種不同的焊接方法下的冶金特點。 焊縫金屬和焊接工藝在很大程度上是影響焊接接頭性能的主要因素，目前還沒有發現任何焊接材料可以在焊接接頭的熱影響區的作用下對焊接材料的性能進行更改，因此焊縫金屬性能作為焊接材料的首要選擇。

（三）焊接接頭與坡口形式

利用焊接方法連接下的不可拆卸的接頭，我們稱之為焊接接頭。接頭形式主要有對接接頭、交接接頭以及T形接頭、塔接接頭，主要的分類方式是根據焊件的結構、形狀、厚度及作用等方面。

坡口主要是指為了保證焊接質量而在焊接工件的待焊的地方進行加工或者是進行裝配成幾何形狀的溝槽。坡口主要有V形、X形、以及U形等形式（如圖1）。開坡口時需要注意以下幾個方面：

1為了保證焊縫的根部可以焊透，當板厚大于六毫米時時開坡口。

2為了防止燒穿，可在開坡口時留鈍邊。

3選擇坡口間隙時，主要從保證焊透、節省焊條、容易加工等方面進行考慮。

（四）焊接規范

影響焊接質量和生產率的各個工藝參數，諸如焊接電流、速度、電弧電壓等，這些參數總稱就是焊接規范，由于這些參數會對焊縫的熔深、高度和寬度有著直接的影響，因此為了保證焊接焊縫的質量，就需要我們正確合理的選擇焊接規范。焊接電流的大小直接影響著焊接的質量，因為焊接電流如果過大就會造成出現咬邊的情況，而太小則會造成夾渣或焊接為干透的問題。因此，只有選擇合適的電流量才能提高焊接質量。影響焊縫的尺寸和形狀主要因素之一就是電弧電壓。電弧電壓過大時，焊縫的尺寸會變得淺而寬，會出現和電流過大時一樣的缺陷，而電弧電壓過小時，焊縫的尺寸會變得高而窄，會使焊接材料的邊緣熔合不良。同樣的焊接速度也會對焊縫造成影響，主要是對外觀造成影響。焊接速度過慢，會導致材料的表面出現旱瘤、溢流等問題，而焊接速度太快會造成機械設備外表出現咬邊、氣孔等問題。選擇焊條或焊絲直徑的大小主要的考慮因素是材料的厚度、接頭形式等方面。

（五）焊接技術要求

選擇焊接方法、焊縫的布置、焊接工藝及其特殊要求、檢驗方式以及水壓試驗等方面都屬于焊接技術要求的范疇。為了保證機械設備在操作中更加安全便捷，我們還要對化工工藝要求、結構以及尺寸要求進行考慮。只有對焊接技術提出更高的要求，才能提高化工機械設備焊接工藝方式的提高并促進化工機械質量的提高。

結語

綜上所述，我國化工機械設備焊接工藝技術中技術方式存在很多的影響因素，如何做好化工機械設備焊接工藝技術的提高，就成了我們面臨的主要問題，本文主要分析了焊接結構的工藝性和焊接方法的選擇、焊接材料選擇、焊接接頭和坡口形式以及焊接規范，通過這幾個方面對化工機械設備的焊接工藝技術進行探討。筆者希望更多的專業人士能投入到該課題研究中，針對文中存在的不足，提出指正建議，為提高我國化工機械設備的焊接工藝技術的發展做出重要的貢獻。

參考文獻

篇8

關鍵詞：電磁感應預熱設備；船舶焊接；船舶工業；集裝箱；散貨船；焊接工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG445 文章編號：1009-2374（2017）06-0061-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.031

在船舶工業領域，由于高強鋼及一些特種鋼材的使用，使得各大船級社對于焊接工藝的要求更加苛刻。在大型集裝箱船、散貨船中，很多鋼材的厚度達到50mm以上，這對焊接預熱的需求更加急迫。據統計，我國造船完工量在2500萬載重噸左右，大約占全球30%，對于焊接預熱的服務需求相當大。現在國內由于造船自動化水平較低，大部分船廠還在采用傳統的陶瓷片加熱方式進行焊接預熱。按照每萬載重噸需要花費在焊接預熱上的費用為200萬元計算，焊接預熱及焊后熱處理的市場規模大約在50億左右，而實際需求遠遠大于此。

近年來受國際金融危機的深層次影響，國際航運市場持續低迷，新增造船訂單嚴重不足，新船成交價格不斷走低，產能過剩矛盾加劇，我國船舶工業發展面臨前所未有的嚴峻挑戰。在中國船舶業加快產業升級、淘汰落后產能的政策背景下，各大船廠都在進行新技術的開發與應用。市場上出現的一款采用更先進的電磁感應加熱方式，較之傳統的電加熱模式有了極大的改變，大大提升了工作效率。在產業升級的大背景下，電磁感應加熱逐步取代傳統陶瓷片的加熱形式，符合當前節能增效的要求，對我國早日實現現代化造船有積極的貢獻。

1 電磁感應加熱原理

高速變化的高頻高壓電流流過線圈會產生高速變化的交變磁場，當用含鐵質容器放置在上面時，容器表面即具切割交變磁力線而在容器底部金屬部分產生交變的電流（即渦流），渦流使容器底部的鐵原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱物品的效果。即是通過把電能轉化為磁能，使被加熱鋼體表面產生感應渦流的一種加熱方式。電磁感應加熱相對于熱輻射或熱傳遞等傳統的加熱方式有熱效率高、加熱速度快、安全、節能等優勢，在工業領域主要有管道焊接熱處理、電磁造粒機、塑料封口機等，在民用領域中主要有電磁爐等。

2 可行性分析

20世紀80年代，陶瓷熱電片作為取代火焰預熱的新型加熱技術被運用到船舶焊接領域。其主要特點是采用電流通過電阻絲發熱原理使附著在電阻絲上的陶瓷片發熱，通過熱傳遞的方式使被加熱鋼板發熱。與火焰加熱相比，其加熱區域更大，溫度更加均勻。

但由于陶瓷加熱片本身原理上的原因，它的缺點也較為明顯：（1）陶瓷加熱片采用熱輻射原理進行傳熱，其大量熱能耗散在空氣中，能量利用率不高；（2）陶瓷加熱片由于本身發熱，在施工時其自身溫度也非常高，例如要將30mm厚鋼板加熱到120℃，其自身溫度一般會達到200℃以上，這對現場施工環境會造成比較惡劣的影響，并且對施工人員本身的安全造成了隱患；（3）陶瓷加熱片主機體積和重量較大，搬運十分不便，在一些場地受限的施工位置，還是只能使用火焰加熱；（4）陶瓷加熱片由于采用陶瓷制造，其本身重量也相當大，一片重量大約在20公斤，在船舶建造中經常會遇到高空作業，攜帶如此重量的加熱片進行工作時，會產生很大的安全隱患；（5）陶瓷片對場地用電要求較高，一般需要采用75平方電纜單獨走線，不能充分利用場地本身的配電設施，造成成本浪費。

而電磁感應加熱設備，克服陶瓷加熱片的這些缺點，采用一種新的加熱模式，且加熱片采取了柔性設計，其具有相當明顯的優勢：（1）電磁加熱裝置擁有傳統加熱設備幾乎所有的功能：溫度設定，時間設定。進行焊前預熱，焊后消氫，焊后熱處理等，并能有效地控制加熱、緩冷速率；（2）電磁加熱裝置加熱速率更快，更高效，陶瓷加熱是將電能轉化為熱能，再通過熱傳導給鋼板，能量的損耗相當大，而電磁加熱方式是直接產生電磁感應并作用于鋼板，能量損耗極小，使得加熱速度更快，用電消耗更小。電磁加熱裝置的功率是30kW，傳統溫控箱為240kW。相同條件下，50mm鋼板預熱至120℃，傳統陶瓷加熱需約40min，電磁加熱僅需4min，而在預熱更厚的板材時，傳統加熱的預熱時間往往在4h左右，電磁預熱時間在1h左右，大大減少了現場“等工”的現象，提高了“凈工作時間”比例；（3）設備更小，更輕盈。傳統溫控箱的搬運往往需要叉車或吊機的配合，而電磁加熱裝置只需1～2人即可，攜帶方便，節省工時；（4）加熱模塊。傳統溫控箱使用的是陶瓷加熱片（帶），電磁加熱裝置為加熱模塊（類似電熱毯）。加熱模塊以柔性模塊為主，可根據加熱部位的不同選擇適合的模塊進行處理，模塊貼合性更好，可以適用于船廠任何位置任何工況的加熱。且模塊輕便易拿，不易損壞，模塊本身不發熱，不會發生由于操作工人疏忽導致的燙傷事故，其適用性和安全性比魍臣尤紉高出很多；（5）電磁加熱對焊接并無影響（如磁偏吹），目前也并未檢測到電磁加熱對母材本體或焊接質量的不良

影響。

3 使用情況

電磁感應加熱設備，以其極大的優勢，廣泛應用于船舶制造過程中厚板焊接的預熱。其廣泛適用于各種厚板焊接的加熱：厚板埋弧對接焊、復雜結構的加熱、鑄鋼件焊接加熱、船臺合攏加熱、海洋平臺樁腿結構加熱。電磁感應加熱器采用了柔性加熱片的設計，適用于各種焊接位置的加熱。其加熱效率和加熱的均勻性都是傳統電加熱無法比擬的。電磁感應加熱設備從本身體積重量、操作難易程度、布線環境、加熱效率、能源消耗等方面，相比較傳統的電加熱設備都有極大的改善，對工人來講有其推廣的優勢，使其能順利地在生產現場推廣。

以某萬箱集裝箱船為例，全船需要加熱的焊縫長度約為25000米，采用傳統的電加熱時，需要專門組織加熱班組，加熱過程中還存在等工、誤工的情況，加熱效率低、能耗大，工人操作和施工環境都比較差，還經常存在加熱不均勻和不便加熱的情況。而采用電磁感應加熱以后，提高了加熱效率，降低了能耗，改善了工人的操作和施工環境，相應地提高了船舶制造的效率。據初步統計，每船節約15000工時以上，節約電能50萬元以上，極大地降低了管理成本，提高了造船效率。

4 結語

電磁感應焊接熱處理器經過了不斷改進，目前在幾家船廠和其他海工制造企業、鋼結構制造企業得到了實用驗證，推廣力度不斷增強。而且隨著未來船舶市場對鋼材的要求越來越高，止裂鋼等對溫度要求嚴格的品種會日益發展，傳統的電加熱模式將制約行業的發展，電磁感應焊接熱處理器必將占領未來市場。電磁感應加熱設備對于船舶建造的焊接作業帶來了極大的便利，而隨著其應用范圍的不斷擴大和技術的飛速發展，電磁加熱技術必將輻射其他行業，開拓一個厚板焊接預熱的新

時代。

參考文獻

[1] 王生德.MOSFET高頻感應電加熱電源的研究[J].鄭州大學學報，2001，33（3）.

[2] 斯重遙，等.焊接手冊（第二卷）[M].北京：機械工業出版社，1992.

篇9

關鍵詞：AUT，全自動熔化極氣體保護焊，人工焊接缺陷，DNV資質認證，海底管道，POD

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一、前言

AUT認證的主要參考文件為DNV-RP-F118 2010，該標準對各種缺陷的數量和特征都有明確的要求。鑒于AUT檢測工藝及系統設置的相對比較固定(一般情況下系統設置及聚焦法則設定完成后，不得輕易更改)，對缺陷的代表性（以側壁未熔及根部未焊透為主），包括尺寸、位置及走向要求比較嚴格，因此人工缺陷的制作將直接影響認證的結果。根據咨詢結果，目前國內關于人工缺陷的制作的方法及可借鑒的經驗十分有限,目前比較流行的缺陷制作方法是通過控制焊接過程中的電流、電壓等焊接參數來產生缺陷，但很難控制缺陷的大小及位置。

二、試驗準備

2.1缺陷設計

按照DNV-RP-F118 2010③標準，分別包含未熔合、根部未熔透、氣孔、夾渣等缺陷。缺陷制作的質量和數量對AUT認證的精度有著重大的影響,主要有以下幾點:

2.1.1缺陷的類型

根據缺陷的危害程度及代表性，缺陷制作類型以未熔合及根部未焊透為主。焊接方法不同產生的缺陷類型也有差異，如在自保護的手把焊（SMAW）中可能產生藥皮夾雜等缺陷，但是在以氣保護全自動焊（GMAW）中則不會出現。人工制作的缺陷要有一定的代表性，能夠反映自然缺陷的特征。

2.1.2缺陷的數量

必須滿足相關標準要求，根據DNV標準要求，表面、填充區域、熱焊、根部（J型破口）每個區域至少29個缺陷方能滿足在95%的可信度的條件下達到90%的檢出率要求。氣孔、層間未熔、夾銅等缺陷至少兩個；熱焊區域29個，填充區域29個，蓋面29個，夾銅缺陷2個，層間缺陷2個，氣孔2個，總數，122個。

2.1.3缺陷的深度

AUT是基于分區檢測法的檢驗手段，每個分區的標準反射體、系統設置、靈敏度要求是不一樣的，例如對于J型破口，根部采用的是脈沖回波（PE）,填充區域采用的是串列法（tandem），故要求每個分區都有相應的缺陷，比如表面缺陷要求其深度在3mm（試件表面到缺陷的下端點）以內，這對于壁厚較小（15.9mm）的試驗件是個難點；

2.1.4缺陷的高度

認證是以AUT系統對缺陷的高度測量精度為主要分析對象，合理的缺陷分布，是實驗成功的關鍵，尤其是小缺陷的制作，如果1mm是不可以接受的，POD數值越小，說明AUT檢出能力越強；

缺陷制作的最大的難點在于高度的控制，尤其是

經過多次試驗及討論，通過機械方式在坡口表面挖槽（主要是EDM,電火花加工）并放入不銹鋼焊絲成為主要方案，事實證明該方案的實際效果超出了預期，能夠比較有效地控制缺陷高度。

2.1.5缺陷的走向

根據缺陷的危害程度及代表性，缺陷制作類型以未熔合及根部未焊透為主，制作填充區域、熱焊及近表面側壁未融合時，若采用改變焊機參數方式制作缺陷很難控制缺陷在縱向及橫向的位置，同樣，通過在機械方式在坡口表面挖槽并放入不銹鋼焊絲成的辦法較好的解決了以上問題，但仍然有一定的不確定性。根部未熔合的制作方法是在缺陷設計區域停止焊接，產生的缺陷較好的符合了數據分析要求

2.2 試件準備

2.2.1試件尺寸

試件采用API 5L X65級鋼，海管尺寸為OD168mm×15.9mm。試件必須取自項目中實際管材，表面狀況良好，無明顯銹跡，無涂層，并嚴格參照項目WPS加工好坡口，附加坡口保護器,運輸過程中嚴謹磕碰。

圖1AUT設備認證試件尺寸示意圖

2.2.2坡口設計

試件坡口參照荔灣項目經過評定的焊接工藝，采用窄間隙J型坡口。詳見下圖。

圖2J型坡口參數

圖3 V型坡口參數

2.3焊接方法

J型坡口的焊縫將采用全自動熔化極氣體保護焊（GMAW），具體參數請參見相關WPS；V型坡口采用手把焊或者自保護焊，具體請參見相關WPS。

三、焊接缺陷制作

根部未熔合缺陷（SIDE WALL LACK OF FUSION）根據未融合在不同深度出現的狀況，大致可分為根部單邊未熔合 填充單邊未熔合 層間未熔合 蓋面單邊未融合。

3.1根部未熔合在缺陷高度的要求上又有1.5mm和0.8mm兩種規格，在制作時，先在預先確定的位置，使用氬弧焊在一側坡口焊接完全熔透鈍邊的根部焊道，在焊道與另一側坡口狹小的窄間隙中，根據缺陷高度的要求，使用砂輪機打磨出溝槽，再使用氬弧焊在其上薄薄施焊一層，為防止燒穿，再加焊一層。這樣，一個確定了缺陷高度和長度的根部未熔合就制作成功了。在焊道不同深度，使用相同的制作方法分別制作出 層間未熔合 蓋面未熔合。

3.2制作側壁未融合時，首先在坡口面上的某一深度上通過EDM（電火花加工）加工出具有一定高度和長度的槽，然后講不銹鋼焊絲或者已經加工成一定尺寸的鋸條，使用鎢極氬弧焊進行填埋，并將表面打磨至與原坡口面，最后使用特定的焊接方法進行整道焊縫的焊接。

圖4坡口表面EDM槽

3.2根部未熔透（LACK OF PENETRATION）根部未焊透主要出現在全自動焊窄間隙J型坡口的焊接方法中，根據缺陷高度{0，8mm 1，5mm 2mm}的要求，使用砂輪機在坡口鈍邊上打磨出預留的未焊透深度，使用氬弧焊小電流薄薄施焊一層，再加焊一層，以防燒穿，確保缺陷高度的要求精度。

3.3密集氣孔(CLUSTER) 確定氣孔的位置和深度后，使用氬弧焊，關閉保護氬氣，用點焊的方法制作出密集氣孔 在氣孔上方使用氬弧焊小電流施焊一層，防止在下一層焊接時破壞已制作好的缺陷。

3.4滲銅(Cu-inclusions)在全自動焊接中，焊道背部使用了銅靴保護，也就有了滲銅這一缺陷的出現，在確定的缺陷位置使用氬弧焊把銅絲熔合到焊縫中，然后再覆蓋一層碳鋼焊縫。

圖5 預埋缺陷焊接后金相

3.5 自然缺陷的產生

自然缺陷的產生有時可補充人工缺陷的不足，但是同時也會干擾數據的分析，甚至導致最終的分析結果受到沖擊。因此在制作人工缺陷的過程中應盡量避免其他非目標缺陷的產生。

圖6 自然缺陷較多

四、結果分析

缺陷制作采用比較保守的50%的成功概率，初始設計缺陷為245個，實際制作缺陷265個（包括自然缺陷），其中133個進行了切片分析， 2個缺陷因為不具有代表性而被廢棄，2個缺陷因為切片無明顯顯示而被廢棄，此外7個自然缺陷也被用作分析，最終136個缺陷被納入分析。

圖7缺陷高度分布

經過最終的金相分析及數據統計，缺陷的合格率達到65%，高出預期，其深度、高度計走向能夠較好的模擬自然缺陷。

五、小結

人工缺陷的制作對于AUT認證的意義重大，合理的缺陷設計，焊接技術熟練的焊工等因素都將直接影響缺陷的制作質量，并最終決定認證的結果。本文所論述的關于缺陷制作的一些經驗已成功得到驗證，但仍有不少改進之處。

5.1表面及表面缺陷的制作，可采用EDM切割，然后用手把焊進行填埋，理論上能夠獲得更貼近自然產生的未融合的人工缺陷，但仍需實踐驗證。

5.2層間缺陷制作仍然不是非常理想，與自然產生的缺陷仍然存在比較大的差距。具體的制作方法有待研究。

5.3 自然缺陷的產生，缺陷制作過程中產生了較多的非目標缺陷，對缺陷的分析產生了較大的影響，以后應嚴格按照WPS進行執行，控制預熱及層間溫度等參數，盡量避免非目標缺陷。

5.4 根部的錯皮較嚴重，干擾了根部缺陷的制作，尤其是V型坡口的焊接，錯皮現象較為明顯，除了使用外對口器，及對口時的操作失誤，管子的橢圓度等因素有比較嚴重的影響。

此次人工缺陷的制作，為管道環焊縫、平板對接焊縫及其他類型坡口的人工缺陷的制作，尤其是鎢極氬弧焊的人工缺陷制作提供了寶貴的經驗。

參考標準

篇10

關鍵詞：核電設備制造 焊接技術 高效焊接

中圖分類號：TG47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（c）-0042-02

中國核電項目在各種各樣的爭論中，漸漸成為影響廣泛而深遠的話題之一。2011年3月11日發生在日本福島縣的福島第一核電站事故，1986年4月26日發生在切爾諾貝利核電廠的第四號反應堆事故，此次事故造成輻射危害超過二戰中廣島原子彈的400倍。產生的災難程度，完全已經是人類難以消散的噩夢。核電站核泄漏事故始終是人們最擔心的。因此，在核電設備制造過程中應用好高效焊接技術，能夠明顯地降低設備出現事故的可能性，確保核電設備的運行安全性和穩定性，對提高核電工業安全因素具備重大意義。

1 核電設備制造原理

根據核電站工作原理來分析，因為利用原子的分裂來產出熱能的原理來達到加熱液體的目的，再通過加熱水達到高溫、高壓的蒸汽來使渦輪進行高速旋轉，再引動發電機的旋轉，從而產生巨大的電能。

2 核電設備制造中的焊接技術

2.1 發展歷史

焊接技術的產生，是因為金屬的應用越來越廣泛。在金屬加工過程中出現了多種多樣的加工工藝，而焊接技術就是其一。這種古老的方法延用至今，而今，在古人的基礎上不斷地更新技術，使得焊接技術出現了目前的高效焊接技術，主要用于焊接技術要求高的生產制造。

2.2 焊接問題

焊接是焊縫附件的高溫區金屬受周圍金屬的制約，產生不均勻的壓縮塑形變形，焊接后冷卻時，這部分壓縮的塑形金屬同樣受周圍冷態的金屬制約，不能自由收縮，導致了拉應力和變形。變形的危害：焊后尺寸不合格、影響美觀和降低承載能力。

2.3 焊接出現問題及處理方法

焊接過程中產生變形的現象，一般處理方法是勤磨鎢針、降底焊接電流、提高焊接速度的同時盡量短弧施焊。總之，前面所做的一切都是為降底溶池溫度服務的。只有熟練地掌握好溶池溫度的核心知識，才不會容易導致變形發生。

對于焊接工藝來說，焊接精度要求高，焊接不實接觸不良，容易短路，不平整。為了防止焊接變形，一般來說有兩種方法：一是防止變形，就是做一些相應的工裝控制其不讓變形，另外一種就是預變形，焊前裝配時往相反方向做些調整，焊完變形后剛好到設計的裝配尺寸。

焊接的時候發現有的焊縫很亮，有的發暗，一般是金屬光澤，表面平整會看起來亮一些，粗糙會暗一些，這是光線反射問題，如果差別很大，暗的自然就是有雜質了。另外，有水焊接是工藝絕對禁止的。焊接的過程中焊縫上面出現像烤藍一樣的顏色，是因為有雜質摻入，氧化造成的。不一定只是底漆，如果認為底漆的話，還要看底漆的可焊性，可以查一下底漆的說明書。焊接過程中火花飛濺熔化的金屬未在熔池內冷卻造成的。產生原因有很多種，不外乎力的作用。

3 現代的高效焊接技術

高效焊接技術在工藝上主要是以提高熔敷的效率和焊接速度來實現其工藝的一個過程。其中高熔敷效率焊接是指其在單位時間內熔化更多的焊接材料，高速焊接是在提高焊接速度的同時提高焊接電流，以維持焊接熱輸入大體上保持不變，代表工藝以多絲弧焊技術為主。此外，高效焊接技術還包括其他焊接方法，都可以大大提高焊接效率，主要有激光復合焊，A―TIG焊等承接了傳統的工藝。為了使核電事業得到穩定正規的發展，國內相關焊接工藝研究者在研制最新高效焊接技術時，加進了機械化和自動化的水平，廣泛采用數控設施，在增強焊接質量、安全和可靠性方面大大提高了性能。另外，在焊接時還需考慮工件的影響因素：例如：厚度，坡口角度，焊接材料，環境溫度（確定是否預熱）。焊接是用于材料之間的連接，焊接接頭的焊縫的質量保證是最重要的，它的機械性能必須得到保證。

4 核電設施設備的制造過程中應用高效焊接技術的現狀

目前，從焊接技術的角度上看，核子裂變引發巨大的熱量，其加熱的液體的裝置，至少是應該耐高溫以及耐高壓的容器和循環管道。其將熱量輸送給水，再來形成一個高溫和高壓蒸汽一體化裝置，也無非就是耐高溫和耐高壓的壓力容器和循環的管道。從以上流程可知，核電站比較需要的是有操作耐高溫耐高壓容器管道技術經驗的技工。探傷技術，只要能方便移動的探傷設備，探傷準確度比較高、比較可靠的都可以使用。當前超聲波技術已經相當成熟，可以推薦。另外，磁粉探傷可以及時靈活地檢查裂縫，在復雜節點受力處可定期檢查，以保安全。核電設備設施必須在現場進行焊接，需掌握的基本原則是將焊接構件解剖分解后，盡可能在車間里完成元件和成套的組件，在內場工作條件較好，焊接質量比較容易保證。然后將它們分類形成配套的運到核電站工地，不能混亂。在現場焊接的盡量減少，一般是那些形成構件后運輸困難的，必須在現場對接的，尺寸要現場確定的，有特殊原因的才在現場焊接。

根據跳動的溶化鋼水來控制焊接的速度，每當焊接時，可以發現剛溶化的鋼水在跳動，根據它的速度，來調整操作的速度，在跳動鋼水緊跟在焊絲后面。操作過程中焊接速度過快，會造成焊縫變窄，凹凸不平，焊縫波形尖，容易產生咬邊現象。核電設備違規補焊檢查后會發整改通知甚至停工令，如果是質保檢查發現，發糾正措施（CAR），要求施工單位自查整改，確認符合規范后再開工，總之焊接在核電設施設備中工作環節非常關鍵。對焊接工藝要有明確規定和規章制度，才能正確地運用高技能加上先進的數控手段。把核電設備制作工藝提高加強。由此成熟的核電設備制造的焊接工藝首要的條件是安全生產是前提。工作人員要防止觸電 焊機要安全接地、用前要檢查焊機及電線、氣管等是否正常、防止灼傷，施焊過程要注意勞動防護用品的穿戴、護目墨鏡、焊工手套、工作服、工作鞋準備到位。目前，隨著核設備制造業的發展和核電設備制造方案的完善，國內越來越多的企業獲得了核電設備制造的資質。為了提高自身企業的制造能力和優質生產能力。加強推進最新焊接技術已經成為金屬加工工藝技術市場的熱門。通過傳統的焊接技術和現代數字化技術相結合，再加入紅外線感應和激光的全路線跟蹤系統的投入制造環節，必定會得到生產上的效率優化。

5 結語

所謂高效焊接技術是焊接技術中效率高于用普通的焊接技術，用以進行手工焊操作的其他各種焊接方法的總稱。推廣應用高效焊接的方法，對推動核電工業安全發展、提高核電工業運行質量、推動國內核發電站具有十分重要的意義。高效焊接技術工藝已經成為現代工業中一種日益重要的金屬加工的工藝方法，加強高效焊接技術的力度，完善焊接應用方案，能夠有效提高核電設備運行的可靠性與穩定性，用于保證核電設施設備的正常運行，增強核電工業運作系統的安全質量起到了積極的推進作用。

參考文獻

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