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焊接工藝范文1

關鍵詞：異種金屬焊接；異種鋼；焊接性能；焊接工藝；熱處理條件 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG142 文章編號：1009-2374（2016）25-0083-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.040

隨著工業科學技術的發展和工程領域的擴大，在生產和使用中原有設備或其性能已經無法完全滿足人們發展的需求，因此對各類工程構件、機械構件或材料本身提出了更高的性能要求。例如在航天航空中要求一些構件材料要同時具備耐高溫、高比強度、高比剛度、抗疲勞、耐腐蝕和長壽命等性能。而在常見易得的材料中很少有能滿足其要求的，對于能滿足要求的材料的來源也是少的可憐，同時價格昂貴，使得不可能在工程中廣泛應用。工業科技的進步猶如社會的進步，是人們發展的必然趨勢。對此，人們在不斷的創新中，對多種材料進行組合運用，其異種鋼焊接正是其中一種。異種鋼焊接使金屬材料的性能得到更充分的發揮，同時減少昂貴材料的使用，使其生產成本得到顯著的降低，從而得到不錯的經濟效益。在這巨大的利益下，使得異種鋼焊接在近年有著突飛猛進的發展。本文將對異種鋼焊接的焊接性能、焊接工藝等的選擇方面進行簡單的綜述。

1 異種金屬焊接性能

一般來說金屬焊接性包含工藝焊接性和使用焊接性。工藝焊接性為得到良好的焊接接頭的能力；使用焊接性為得到的焊接接頭滿足使用要求的能力，一般由相關實驗和生產事件進行檢驗。

焊接性一般受其母材的物理化學性質、化學成分、焊接材料的選擇、焊接工藝、結構設計、使用條件等多方面的影響。常見物理性質影響有以下四點：（1）熔點的不同造成熱處理困難，母材熔化不能同步，如果熔點相差太懸殊，可能出現不能焊的情況；（2）電磁性的不同導致電弧焊時電弧燃燒不穩定；（3）線性膨脹系數不同容易造成焊接應力集中或裂紋產生；（4）熱導率和比熱容的不同使熔池的形成不能同步，由于使傳熱的速度不一樣而導致熱應力增大。

一般分析金屬焊接性的方法有：直接法（做實驗）；間接法（碳當量法、焊接低溫裂紋敏感指數、利用CCT圖分析、利用材料的物理或化學性能分析、利用合金相圖分析等）。

對于金屬材料焊接性分析不管是對于同種金屬焊接，還是對于異種金屬焊接，都是必不可少的，焊接性是焊接工藝選擇的一個重要依據。焊接性能分析是焊接試驗中的首要步驟，其地位可想而知。如在碳當量Ceq計算時，焊接性則在金屬材料的淬硬性及碳當量的大小上體現出來，隨著金屬材料的淬硬性增大焊接性下降，在參考文獻中介紹到一般情況下，碳當量小于0.4%時，金屬材料的淬硬性不大焊接性好，而且在一般的焊接工藝條件下可以不用預熱；碳當量在0.4%～0.6%時，金屬材料就比較容易淬硬，焊接性就較差了，需要焊前預熱減小冷裂傾向；碳當量大于0.6%時，金屬材料的淬硬性和冷裂性都非常大，焊接性能差，則焊接時必須采用嚴格的工藝措施來保證其焊接質量；如果當碳當量達到一定程度時一般就會不采用焊接工藝或者采用特殊的焊接

工藝。

2 異種金屬焊接工藝研究

2.1 焊接方法的選擇

焊接方法的種類比較多，其焊機的種類更是多不勝數。每種焊接方法都可以對多種材料進行焊接，同時一種材料也可以用多種焊接方法焊接，這使得在焊接中焊接方法的選擇方案多樣化。在一種焊接試驗中，不同的焊接方法對應著不同的焊接工藝或焊接缺陷，使得用不同的焊接方法焊接得到的焊接接頭可能有著不同組織和性能，因此焊接方法的選擇應該滿足使用焊接性和工藝焊接性（使用要求和母材焊接性質），同時也要考慮產品的特點以及施工地點的環境影響、焊接效率和經濟性等方面。薛根奇等在其30CrNi3與Q235B異種鋼焊接工藝研究中介紹到異種鋼焊接中焊接方法一般按照焊接性能差的母材選擇并同時制定其他焊接工藝（如熱處理工藝、工藝參數等）。劉繼光在鍋爐異種鋼焊接實驗指出焊接方法在很多大程度上影響著焊縫的韌性，由于母材厚4mm，焊后要有較好的塑韌性，選擇了氬弧焊焊接方法（這種焊接方法焊接的焊縫有良好的塑性和韌性）。同時通過合理的工藝，得到了性能良好的焊接接頭。不同的焊接方法堆焊使得到的熔合比不一樣，Q345B與S31603異種鋼焊接時所選擇的焊接方法應使熔合比小稀釋率低。其堿性焊條電弧焊的熔合比范圍為20%～30%；酸性焊條電弧焊為15%～25%；熔化極氣體保護焊為20%～30%；埋弧焊為30%～60%；鎢極氬弧焊為10%～100%。

2.2 焊接材料的選擇

在異種金屬焊接中可以通過借助舍夫勒（Schaeffler）狀態圖中材的化學成分、焊接材料的化學成分和熔合比（母材金屬在焊縫金屬中算占的比值）之間的關系來估算和預設焊縫金屬的化學成分和組織，以提高實驗的效率和成功率，同時也可為后續分析提供依據，同樣也可以通過焊接材料、母材和實驗假設的或要求的焊縫組織（根據性能要求和相關信息可以預估和假設其對應性能較好的組織狀態）來預算熔合比的范圍，通過預算的熔合比范圍是否可行，以初步判斷所選焊材的可行性，同時為工藝參數、焊接方法、坡口形式等提供選擇和設計依據。由此可見，異種金屬焊接中焊接材料的選擇在很大程度上決定著焊接接頭的質量和性能的好壞，其重要性可謂不言而喻。

當然焊材的選擇也因實際情況而異。韓煒在研究低碳鋼與不銹鋼焊接性中指出，焊材的選擇應綜合考慮以下方面要求：（1）在焊接接頭滿足工藝要求的情況下，在強硬與塑性中優先考慮塑性好的焊材；（2）焊材的選擇應該使焊縫的性能至少不低于一種母材的性能；（3）焊材的選用應該滿足異種金屬的焊接性；（4）盡量選擇便宜、易得的焊材，以降低生產成本提高其經濟效益。其焊接材料的選擇方案有低匹配、中匹配、高匹配和完全不同于母材的金屬匹配4種。對于珠光體鋼和奧氏體不銹鋼焊接一般情況，選用Ni-Cr奧氏體鋼做焊材（高匹配）。同時在采用鎢極氬弧焊打底、焊條電弧焊蓋面的焊接方法對1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼和20珠光體鋼進行焊接研究中，通過舍夫勒圖初步選用成分相當的H1Cr25Ni13焊絲和A307焊條為焊材，并同時得出熔合比應控制在0.3以下。實驗結果表明，焊接工藝符合技術要求，通過高匹配焊材和熔合比的控制得到了具有較好抗裂性和抗腐蝕性的A+F（γ+5%δ）雙相組織。

黃本生等采用手工焊條電弧焊分別以A132+A022、A132、A042為堆焊材料及以A022為填充材料在相同的工藝條件下對Q235鋼與316L鋼進行不同焊材匹配的焊接實驗，結果表明堆焊材料為A042（Cr、Ni含量高）時，可以得到組織和性能優異的焊接接頭，表現為以A042為堆焊材料時，堆焊金屬與母材Q235的結合能力、焊縫組織、抗拉強度以及熱影響區和焊縫區的綜合沖擊韌性都優于其他兩組。

2.3 工藝參數的選擇

對于焊接的工藝參數，在現在的很多實驗類文獻中都很少具體說明它的選擇過程和緣由。這并不代表著工藝參數的選擇不重要。合理的選擇焊接工藝參數，都是焊接接頭質量保證的重要環節，同時合理工藝參數也能有效提高焊接效率。

焊接的工藝參數包括很多方面，其中大多數都為物理量，如電源、電流、電壓、極性的選擇、焊接速度、保護氣體和焊條直徑等。這些參數分別對焊接的一些方面有著影響，同時相互之間也有一定的影響。如使用低氫焊條的時候，必須使用直流反接的焊接方法，不然焊接是電弧燃燒會不穩定。在參考文獻中分析了一些常用的工藝參數變化對焊接的影響，指出焊接電流增大，會使輸入熱增大，從而使焊接熔池變大，增大熱影響區的范圍；電壓增大，會使電弧變長，電弧變長，焊接中易發生飛濺；焊接速度對焊接效率有影響，同時也影響著熔池的大小。這些影響在焊接過程中都是應該考慮的

問題。

對于異種金屬焊接中工藝參數的選擇，我們可以從許多文獻中看出，工藝參數的選擇主要是綜合地考慮母材的焊接性能，同時根據大量的實驗對比得出的，而在今天我們也可以站在前人的肩上（手冊、文獻）。

3 結語

由于異種金屬焊接中母材的成分、金相組織和物理化學性質的不同，因此異種金屬焊接在焊接中更容易產生缺陷，使得異種金屬焊接的工藝設計對同種鋼焊接而言更為復雜。對于異種鋼焊接而言，工藝確定的主要依據是異種金屬的焊接性能和產品的使用要求；確定合理工藝不僅改善焊后的組織和性能，而且能減少或避免焊接缺陷產生。其工藝之間有著相互影響和制約的性質，在工藝選擇時必須加以注意。

參考文獻

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展趨勢[J].材料導報，2011，25（12）.

[2] 宋庭豐，蔣小松，莫德鋒，等.不銹鋼和鈦合金異種

金屬焊接研究進展[J].材料導報，2015，29（6）.

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能研究[J].金屬加工熱加工，2011，（6）.

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研究[J].石油與化工設備，2011，14（4）.

[6] 孫偉，王桂龍，方宏秋，等.石油化工裝置施工焊接

焊接工藝范文2

關鍵詞：異種鋼焊接；工藝；研究

1 異種鋼焊接的工藝原則

1.1 選擇合宜的焊絲

異種鋼的焊接質量，在很大程度決定于所選擇的焊絲。因為焊縫與熔合區的化學成分以及金相組織的不平均性，也會引起聯合性能差與運用性能低。選用焊絲時，第一要考慮的是聯合性能，第二才考慮應用性能。還有當焊縫金屬的強度與塑性不可以互相兼顧時，要選擇塑性好的焊絲。2種強度等級不一樣的構造鋼中間的異種鋼焊接時，依據強度等級低的母材選用焊絲是選擇焊絲的原則，這樣能保障焊縫的塑性不低于強度等級高的母材的塑性。異種耐熱鋼焊接時，焊絲的選用依照“低匹配”的原則，就是耐熱鋼與低碳鋼或低合金鋼焊接時，依照低碳鋼或低合金鋼母材選擇焊絲。當不一樣Cr、Mo含量的異種耐熱鋼焊接時，依照Cr、Mo含量低的耐熱鋼選擇焊絲。

1.2 熔合比與坡口角度

焊縫金屬中被熔化的母材金屬所占的百分比就是熔合比。焊縫中母材量小就是熔合比小，而焊絲熔入到焊縫中量多。2種不一樣鋼結構的異種鋼焊接時，希望有比較多的焊絲熔入量到焊縫金屬中，這樣焊縫的性能關鍵決定于焊絲，容易獲得優秀的焊接接頭。也就是說異種鋼焊接需要熔合比小。坡口增大，就是把焊絲熔人焊縫的量增加，也就是把熔合比減小。假如2種鋼結構比較接近的異種鋼焊接時，就不可以使用大坡口以及小熔合比。

1.3 焊接工藝參數

對熔合比有著直接影響的是焊接工藝參數，大線能量焊接也就是單位長度焊縫吸收電弧的熱量多，母材被熔化的量多，就是熔合比大。異種鋼焊接需要熔合比小，就要用小線能量焊接，一般用小電流、高焊速、多層多道焊。

1.4 預熱

一件麻煩之事就是預熱。鋼如果焊接性差的話，需要預熱來預防出現冷裂紋。不需要預熱的是一種鋼焊接，另一種鋼焊接需要預熱，兩種鋼焊接在一起，則應采取預熱措施。例珠光體耐熱鋼（要預熱）和低碳鋼（不要預熱）焊在一起，則應按珠光體耐熱鋼來選擇預熱溫度。一種鋼預熱溫度高，另一種鋼需要低溫度來預熱，2種鋼焊在一起，要選擇預熱溫度高的作為預熱標準。總結就是：異種鋼焊接的預熱溫度要依照焊接性差的選定。

1.5 焊后熱處理

焊后熱處理的目的有二：一是把焊接殘余應力消除；二是把焊接接頭的金相組織與性能完善。對于熱物理性能接近的異種鋼焊接，完全能夠用退火來把焊接殘余應力消除。而對于熱物理性能差別比較大的異種鋼焊接，要用退火來把焊接殘余應力消除是沒用的。

2 異種鋼的焊接材料

雙相不銹鋼能和別的雙相不銹鋼、奧氏體不銹鋼、低碳鋼和低合金鋼實施焊接（如表1所示）。

兩種不一樣的雙相鋼焊接時，一般要應用2種中高一級的雙相不銹鋼的配套焊材，比如2205-2507焊接要使用25-10-4的焊材。

在焊接雙相不銹鋼以及低碳鋼、低合金鋼時，亦能夠使用E309L焊條與E309L焊絲。當然運用AWS E309LMo ER309LMo也是能夠的，但由于低碳鋼、低舍金鋼中不含有Mo，所以含Mo的焊材不需要。雙相不銹鋼與低碳鋼、低合金鋼焊接，也能夠運用鎳基臺金焊材，但這類焊材中不能含有鈮，由于少量的鈮也許會引發熱裂紋。

3 異種鋼焊接工藝

（1）焊材選擇。1）在焊接接頭不出現裂紋等缺點的前提下，如果焊縫金屬的強度與塑性不可以兼顧時，就要選用塑性與韌性比較好的焊材；2）焊縫金屬性能只需要跟兩種母材中的一種相符，就能夠認為滿足運用技術要求。通常狀況下，選擇焊材讓焊縫金屬的力學性能和別的性能不低于母材中性能相對低一側的指標，就是認為滿足了技術需要；3）構造鋼的異種鋼號焊接時，對一樣強度等級的構造鋼焊條，通常要選擇抗裂性能好的低氫焊條。對于金相結構差別相對大一點的異種鋼接頭；4）想要選擇工藝性能好、價低、易得的焊材就要在滿足性能要求的條件下；5）對于不一樣異種鋼接頭，通常都選擇用高鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條或鎳基合金焊條。對于工作條件嚴格的關鍵接頭，第一選擇用鎳基合金焊條，由于它價格雖然較貴，但能夠把碳遷移減少或防止，而且其焊縫金屬的線膨脹系數介于鐵素體鋼與奧氏體鋼中間，對接頭的結構和力學性能都有好處。

（2）焊接預熱需求。確定預熱溫度，通常依照預熱需求高的一側來決定焊接預熱溫度，但對于異類異種鋼接頭，能夠合理的把預熱溫度降低，需要時經試驗后決定。

（3）確定焊接標準。對于不一樣的異種鋼接頭，在選用焊接標準時，由于設法把熔合比降低。所以，要選用小直徑焊條或焊絲，盡量選用小電流快速焊。

（4）使用預堆邊焊的辦法實施焊接。異種鋼接頭預熱與焊后熱處理難的問題，常常使用預堆邊焊的辦法實施焊接。這種做法，能把熔合區成分不平均所帶來的一些問題減少，也為接頭的熱處理帶來方便，但一定要記住這時預堆邊焊層的厚度必須要確保大于或等于4mm，以把隔離層的功能起到。

（5）焊后熱處理溫度的確定。通常是依照熱處理溫度需求高的一側母材來決定異種鋼接頭的PWHT溫度，著時必須要提前做焊接工藝評定，避免讓強度低的一側母材強度嚴重下降，產生強度不合格。

4 結語

國內焊接生產技術的發展因為缺乏全面統一的規劃，在不一樣行業中還很不平衡，面上仍很突出存在的矛盾。經過擬定適當的焊接工藝方案，產品質量在加工經過中獲得了保障，產品質量穩定，全面滿足質量和生產進度需求，為不壓井修井機整機質量提供了有力保證。

焊接工藝范文3

[關鍵詞]焊接 焊弧 工藝特點

中圖分類號：TG457.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0135-01

一、焊條電弧焊

1、焊接電弧

電弧是兩帶電導體之間持久而強烈的氣體放電現象。

電弧的形成：（1）焊條與工件接觸短路。短路時，電流密集的個別接觸點被電阻熱Q=I2Rt所加熱，極小的氣隙的電場強度很高。 結果：①少量電子逸出。②個別接觸點被加熱、熔化，甚至蒸發、汽化。③出現很多低電離電位的金屬蒸汽。（2）提起焊條保持恰當距離。在熱激發和強電場作用下，負極發射電子并作高速定向運動，撞擊中性分子和原子使之激發或電離。結果：氣隙間的氣體迅速電離，在撞擊、激發和正負帶電粒子復合中，其能量轉換，發出光和熱。

電弧由三部分構成，即陰極區（一般為焊條端面的白亮斑點）、陽極區（工件上對應焊條端部的溶池中的薄亮區）和弧柱區（為兩電極間空氣隙）。

電弧穩定燃燒的條件應有符合焊接電弧電特性要求的電源。做好清理工作，選用合適藥皮的焊條。防止偏吹。電極的極性在焊接中，采用直流電焊機時，有正接和反接兩種方法。而大量使用的是交流電弧焊設備，電極的極性頻繁交變，不存在極性問題，焊件接電源正極，焊條接負極。一般焊接作業均采用正接法。焊件接電源負極，焊條接正極。一般焊接薄板時，為了防止燒穿，采用反接法進行焊接作業。

2、焊條電弧焊加熱特點

焊條電弧焊加熱特點：加熱溫度高，而且使局部加熱。焊縫附近金屬受熱極不均勻，可能造成工件變形、產生殘余應力以及組織轉變與性能變化的不均勻。加熱速度快（1500度/秒），溫度分布不均勻，可能出現在熱處理中不應出現的組織和缺陷。熱源是移動的，加熱和冷卻的區域不斷變化。

3、電弧焊的冶金特點有反應區溫度高，使合金元素強烈蒸發和氧化燒損。金屬熔池體積小，處于液態的時間很短，導致化學成分均勻，氣體和雜質來不及浮出而易產生氣孔和夾渣等缺陷。

4、焊條

焊條的組成 。手弧焊焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。焊芯作為電弧焊的一個電極，與焊件之間導電形成電弧，在焊接過程中不斷熔化，并過渡到移動的熔池中，與熔化的母材共同結晶形成焊縫。藥皮對熔池起到有效的氣渣聯合保護；使熔池內金屬液脫氧、脫硫以及向熔池金屬中滲合金，提高焊縫的力學性能，同時起穩弧作用，以改善焊接的工藝性。

焊條的種類。焊條共分為十大類，即結構鋼焊條、低溫鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條。

焊條的選用原則。選用時要選擇與母材化學成分相同或相近的焊條，選擇與母材等強度的焊條，根據結構的使用條件選擇焊條藥皮的類型。

5、焊接變形

焊接應力與變形的原因。焊接時局部加熱是焊件產生焊接應力與變形的根本原因。焊接變形的基本形式。防止與減小焊接變形的工藝措施有反變形法、加余量法、剛性夾持法、選擇合理的焊接工藝。減小焊接應力的工藝措施。選擇合理的焊接順序，預熱法，焊后退火處理。

二、埋弧自動焊

電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法，稱為埋弧焊。埋弧焊的引弧、送進焊條一般均由自動裝置來完成，因此又稱為埋弧自動焊。

埋弧自動焊的主要特點是生產率高；焊接質量高而且穩定；節約焊接材料；改善了勞動條件；適用于平焊長直焊縫和較大直徑的環形焊縫。對于短焊縫、曲折焊縫、狹窄位置及薄板的焊接，不能發揮其長處。

埋弧自動焊的工藝特點是焊前準備工作要求嚴格 ；焊接熔深大；采用引弧板和引出板；采用焊劑墊或鋼墊板；采用導向裝置

三、氣體保護焊

氣體保護焊分為氬弧焊和二氧化碳氣體保護焊。使用氬氣作為保護氣體的氣體保護焊稱為壓弧焊。

氬氣是惰性氣體，可保護電極和熔化金屬不受空氣的有害作用。氬弧焊按所用電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。

二氧化碳氣體保護焊是利用CO2作為保護氣體的氣體保護焊，稱為二氧化碳氣體保護焊。它的保護作用主要是使焊接區與空氣隔離，防止空氣中的氮氣對熔化金屬的有害作用。

二氧化碳氣體保護焊的特點是焊速高，可實現自動焊，生產率高。為明弧焊接，易于控制焊縫成形。對鐵銹敏感性小、焊后熔渣少。價格低廉。焊接飛濺與氣孔仍是生產中的難點。

四、電渣焊

電渣焊就是利用電流通過液體熔渣所產生的電阻熱進行焊接的方法。電渣焊可一次焊成很厚的焊件。 生產率高，成本低。 焊縫金屬比較純凈。適于焊接中碳鋼與合金結構鋼。焊縫區高溫停留時間長，晶粒粗大，焊后需熱處理來細化晶粒。

五、等離子弧焊與切割

一般焊接電弧為自由電弧，電弧區只有部分氣體被電離，溫度不夠集中。 當自由電弧壓縮成高能量密度的電弧，弧柱氣體被充分電離，成為只含有正離子和負離子的狀態時，即出現物質的第四態――等離子體。等離子弧具有高溫（15000～30000K）、高能量密度（480千瓦/厘米2）和等離子流高速運動（最大可數倍與聲速）。

等離子弧焊的特點為能量密度大，溫度梯度大，熱影響區小，可焊接熱敏感性強的材料或制造雙金屬件。電弧穩定性好，焊接速度高，可用穿透式焊接，使焊縫一次雙面成型，表面美觀，生產率高。氣流噴速高，機械沖刷力大，可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不銹鋼、鋁、銅、鎂等合金。電弧電離充分，電流下限達0.1A以下仍能穩定工作，適合于用微束等離子弧（0.2～30A）焊接超薄板（0.01～2mm），如膜盒、熱電偶等。

六、真空電子束焊

真空電子束焊是利用定向高速運動的電子束流撞擊工件使動能轉化為熱能而使工件熔化，形成焊縫。

真空電子束焊的特點是在真空中進行焊接，焊縫純凈、光潔，呈鏡面，無氧化等缺陷。電子束能量密度高達108瓦/厘米2，能把焊件金屬迅速加熱到很高溫度，因而能熔化任何難熔金屬與合金。熔深大、焊速快，熱影響區極小，因此對接頭性能影響小，接頭基本無變形。

七、激光焊

激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法。

激光焊的特點：激光焊能量密度大，作用時間短，熱影響區和變形小，可在大氣中焊接，而不需氣體保護或真空環境。激光束可用反光鏡改變方向，焊接過程中不用電極去接觸焊件，因而可以焊接一般電焊工藝難以焊到的部位。激光可對絕緣材料直接焊接，焊接異種金屬材料比較容易，甚至能把金屬與非金屬焊在一起。功率較小，焊接厚度受一定限制。

八、電阻焊

電阻焊是在焊件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱進行焊接的工藝方法。

電阻焊的種類很多，常用的有點焊、縫焊和對焊三種。點焊是將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。縫焊是將焊件裝配成搭接或對接接頭，并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉動，連續或斷續送電，形成一條連續焊縫的電阻焊方法。對焊是使焊件沿整個接觸面焊合的電阻焊方法。分為電阻對焊和閃光對焊。

九、摩擦焊

摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產生的熱量，使端面達到熱塑性狀態，然后迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。

摩擦焊的特點是由于摩擦，焊件接觸表面的氧化膜和雜質被清楚，使焊接接頭組織致密，不產生氣孔和夾渣等缺陷。可焊同種金屬，更適合于異種金屬的焊接。生產率高。

焊接工藝范文4

關鍵詞：再制造；焊接工藝；過程質量控制；質量測試

液壓支架作為井下開采設備其工作面條件惡劣，要求安全系數大，使用率高，設備磨損快，維修周期短。為保證設備的正常運轉，充分發揮設備的效能和延長使用壽命，針對再制造焊接檢驗及焊接過程控制，對在實際工作中所發現的焊接技術問題進行認真的剖析[1]。再制造焊接檢驗及焊接過程控制，就是通過嚴格把關焊接再制造產品的四個重要環節來確保再制造產品性能不低于新品：再制造毛坯的質量控制，再制造焊接過程的質量控制，再制造結構件的質量檢測，再制造裝配后整機測試。

一、再制造毛坯質量控制

再制造毛坯質量控制包括：高效無損拆解與分類回收，環保高效清理技術，再制造結構件缺陷檢測技術。

（1）高效無損拆解與分類回收

拆解作為再制造的頭道工序，直接影響再制造的加工效率和舊件再利用率。應用高效無損拆解技術和分類回收技術，可有效提高廢舊零部件的回收利用率，提高再制造企業的規模化和自動化水平。

（2）環保高效清理技術

廢舊結構件的清理工作是再制造過程的重要環節。國外先進再制造企業已能做到清理物理化，清理水平已完全達到零排放。應用無污染、高效率、適用范圍廣、對零件無損害的拋丸機除銹除漆清理技術與設備，可以顯著提高再制造生產過程的清理標準。

（3）再制造結構件缺陷檢測技術

再制造結構件缺陷檢測技術是再制造質量控制體系的核心，它是保證再制造產品質量的關鍵技術。

再制造結構件缺陷檢測是采用磁粉探傷技術，在不損壞結構件工作狀態的前提下，對被檢驗結構件的表面和內部質量進行檢查的一種測試技術。當工件磁化時，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷處的磁阻增大而產生漏磁，形成局部磁場，磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置，從而判斷缺陷的存在。

二、再制造焊接過程質量控制

液壓支架是用來控制采煤工作面礦山壓力的結構物，應能可靠而有效地支撐和控制工作面的頂板隔離采空區，防止矸石進入回采工作面和推進輸送機；其工作面條件惡劣，使用率高，磨損快，長期服役而報廢的結構件大多存在因磨損、腐蝕而導致的失效，因疲勞導致的焊縫裂紋、變形等一系列問題。通過再制造焊接檢驗及焊接過程控制，使再制造液壓支架產品質量達到或超過新品。

通過再制造發現的結構件質量問題：

（1）焊縫裂紋：結構件焊縫裂紋是在力（外力、內力）的作用下，在焊接接頭中力學性能最薄弱的部位發生。根據焊接的鋼種、焊接結構和引起裂紋的原因不同，裂紋有各種各樣的形態和特征。焊縫裂紋不僅嚴重的削弱了結構件的承載能力和抗腐蝕能力，即使不太嚴重的裂紋，由于使用過程中造成應力集中，則成為各種斷裂（脆性斷裂、塑性斷裂、疲勞斷裂和腐蝕斷裂）的斷裂源，造成設備的破壞。再制造檢驗過程中一經發現裂紋，應徹底清除，然后給予修補。

（2）焊縫斷裂：液壓支架是用來控制采煤工作面礦山壓力的結構物。因材質缺陷，焊接微裂紋，結構設計，受力狀態，服役時間，工況等都是導致焊縫斷裂的因素。

選擇韌性好的板材，控制好焊接過程，設計出承載能力強的結構防止焊縫斷裂的發生。對出現焊縫斷裂問題的結構件進行系統分析，總結出原因，針對不同原因引起的斷裂，采取不同的措施（設計、改造零/部件、更換）。

（3）結構件磨損

a、表面疲勞磨損：液壓支架要有效地支撐和控制工作面的頂板，頂板巖石不規則，液壓支架表面與頂板相互摩擦引起磨損。結構件在靜配合的狀態下，受結構件表面光潔度、膨脹系數和裝配工藝等因素影響，結構件之間必存在一定的配合間隙。設備在強負荷的運行過程中，受到徑向沖擊力的影響，造成結構件硬對硬的沖擊。因結構件抗沖擊性以及退讓性較差，長期的運行產生磨損，導致設備無法正常運行。此類磨損屬于結構件正常失效，再制造過程中將原來焊縫打磨干凈，采用堆焊的焊接工藝，可提高結構件耐磨損能力。

b、腐蝕磨損：結構件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周圍介質發生化學或電化學反應，并伴隨機械作用而引起材料損失，失去原有的結構性能。再制造過程中采用拋丸機對結構件表面進行除銹處理，表面處理對修補效果的影響很大，如果表面清理不徹底，焊縫與焊件間融合度達不到要求。再制造焊接過程中采用對焊的焊接方法，避免產生縫隙腐蝕；焊接完成后對結構件進行噴漆工藝，有效的將焊縫與周圍空氣隔離開，避免結構件腐蝕失效。

三、再制造結構件質量檢測

結構件經過再制造焊接修復后，也要進行磁粉探傷檢測，對焊接結構件進行嚴格的質量監控。其次，進行失效震動處理。

振動時效可視為一種以循環載荷的形式施加于零件上的一種附加應力。當工件受到振動，施加于零件上的交變應力與零件中的殘余應力疊加。當應力疊加的結果達到一定的數值后，在應力集中最嚴重部位就會超過材料的屈服極限而發生塑性變形。這塑性變形降低了該處殘余應力峰值，并強化了金屬基體，而后振動又在另一些應力集中較嚴重的部位上產生同樣作用，直至振動附加應力與殘余應力疊加的代數和不能引起任何部位的塑性變形為止，消除、減少或均化金屬工件內的殘余應力，提高工件抗動靜載、抗變形能力，穩定尺寸精度有超卓的功效。

四、再制造裝配后整機測試

再制造結構件裝配后整機采用4000t壓力試驗臺檢測，測試再制造液壓支架是否能達到規定承載標準。4000t壓力試驗臺包括加載框架、液壓系統（含加載框架控制系統、被試支架試驗系統兩部分）、電氣控制系統、電視監控系統、計算機測控系統。試驗臺液壓系統是由液壓泵站、升降油缸、充液閥、壓機控制閥塊、推拉缸及控制閥塊等組成，配有計算機控制及數據管理系統，可以根據設定自動對被試支架進行加壓、卸壓、保壓、壓力采集和分析等功能，自動形成試驗報告。對液壓支架的操作性能、密封性能、支護性能、強度性能、耐久性能等進行綜合測試。

通過對液壓支架的再制造，實現液壓支架的再次利用，通過最小的投入，能夠讓液壓支架發揮最大的效能。在以后的工作中，充分利用再制造的技術，為社會帶來更大的效益。

焊接工藝范文5

關鍵詞：管線鋼 返修根焊

中圖分類號：TG441文獻標識碼： A 文章編號：

現代焊接技術的快速進步（珠海高欄終端段塞流捕集器項目采用了埋弧自動焊），在一定程度上為國內外專業輸送管道的建設提供了保證，雖然焊接的技術不斷提高，但一次合格率還無法達到100%。焊縫出現的缺陷超標情況，對管道的使用壽命產生了嚴重的影響，還導致管道中的輸送介質出現泄露、爆炸或燃燒等事故，使人民和國家生命財產遭受極大的損失。所以，焊接返修必須引起高度重視。本文重點探討了返修要求、焊材與焊材性能、坡口設計、焊道的返修要點、潮濕環境下的焊接工藝、建議等，以供參考。

1、返修要求

按照非裂紋性缺陷在填充焊道及焊道中產生的狀況，實施的返修焊接規程必須符合相關規定且經過評定合格并取得業主同意后才能夠采用。可直接返修產生在蓋面焊焊道中的非裂紋缺陷，一旦返修工藝與原始的焊接工藝存在差異，或者進行返修的位置是在原來返修過的地方，使用的返修焊接規程應能夠保證韌性要求和焊縫力學性能，并通過力學性能試驗確定、評定是合格的，這樣才能保證施工質量滿足相關要求。

2、焊材與焊材性能

用于返修焊口的焊材有一定的要求，必須嚴格按照業主和監理批準的返修焊接工藝技術文件實施，不可以隨意變動。通常選用的焊材必須相匹配于管口焊接時的焊材，且需具有較好的抗裂性能。

因段塞流捕集器制作采用較大壁厚（THK=28.6mm）和較大管徑（φ=1422mm）的管線，所以焊接量也比較大，從常用的管道焊接工藝進行充分考慮，為了提高焊接效率，整個管口焊接施工采用如下的焊接工藝：①地面預制焊接采用以E5016（焊材廠商牌號LB-52U）焊條手工打底，然后用H08MnMoA（焊材廠商牌號CHW-S9）埋弧焊絲通過半自動焊進行填充、蓋面。②現場安裝焊接采用以E5016焊條手工打底，然后用E5515-G（焊材廠商牌號CHE557GX）焊條進行手把填充、蓋面。

3、清除缺陷及制備坡口

根據缺陷的性質和部位，徹底清除缺陷時可以通過砂輪機、氣刨等工具進行，清理過程中一定要把坡口兩邊50mm區域內以及坡口面的油銹等雜質徹底處理干凈。對清理完的地方,還需要通過表面磁粉探傷進行確認,達到要求并確認合格才能夠進行焊接。清除處理完缺陷后, 對返修部位用角向磨光機進行打磨，打磨后的兩端及表面過渡要平緩,寬度要均勻,有利于施焊的緩坡凹槽。如現場照片所示：

4、焊道的返修要點

4.1焊接前將返修位置坡口兩邊100毫米區域用烤槍預熱,為80-100℃預熱溫度, 要均勻預熱坡口兩邊的溫度。進行焊接的時候宜為不小于100℃的控制層間溫度。

4.2返修實施其它焊層PCAW向下，SMAW根焊向上的返修工藝, 采用直流正接電源極性。

4.3返修的焊接要求必須對焊接工藝嚴格執行, 要一次性完成返修焊縫。返修工作要選擇技術水平較高的、經驗豐富的持證焊工實施,確保一次返修合格。同一位置焊縫返修次數要求不得超過三次, 要根據相關規定審批焊縫返修工藝技術文件。

4.4焊縫應在焊完后立即去除渣皮，飛濺物，清理干凈焊縫表面，然后進行焊縫外觀檢查。焊縫外觀應成形良好，寬度每邊坡口邊緣2mm為宜，角焊縫高度應符合設計規定，外形應平滑過渡。

4.5焊層之間時間間隔限制在10分鐘以內。

4.6焊接環境出現大于8m/s風速，或者焊接電弧周圍1m范圍內的相對濕度大于90%及焊件表面遭雨淋，出現潮濕等情況，焊接必須實施有效防護手段，不然禁止開展返修作業。

5、潮濕環境下的焊接工藝

5.1在預熱溫度達到80-100℃的前提下，控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上，在為90%RH-95%RH的環境濕度下，焊接工藝中的焊條電弧焊的焊接接頭效果不好，質量不符合標準，在焊縫中產生的氣孔大于標準要求的范圍，對其原因進行分析主要是：在潮濕環境下，水蒸氣會導致其它合金元素與鐵氧化，還會導致焊縫增氫。當含有碳較多的情況下，氧和碳發生反應溶解在熔池中，產生的CO不溶于金屬，在熔池凝固的過程中來不及逸出的CO氣泡就會形成氣孔。生成了不溶于金屬的氫分子，在液態金屬中產生氣泡。當氣泡外逸速度相比凝固速度慢的情況下，就會形成氣孔在焊縫中。

5.2在預熱溫度為80-100℃的情況下，控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上，在90%RH-95%RH的環境濕度下，焊接工藝參數和層間溫度要嚴格控制，焊接工藝中具有較好質量的焊接接頭當屬藥芯焊絲半自動焊。

5.3焊接管線鋼的過程中，通常規定在90%RH以上的環境濕度下是不允許進行焊接施工的。通過項目組全面考慮，不斷試驗，在嚴格管理和科學試驗的前提下，應用藥芯焊絲半自動焊可以減少對環境濕度的要求。

6、體會及建議：

6.1雖然對焊口一次合格率的要求比較高，但返修工作是不可缺少的一個關鍵步驟，具有極為重要的意義。

6.1.1對于焊工來講，焊口返修工作是一項細致而艱苦的工作。在施工過程中，有時環境特別不好，尤其是段塞流捕集器施工現場處于南方的水網區域，為了使一道焊口的返修順利完成，焊工有時需在泥水里躺著或坐著來工作。尤其是在盛夏酷暑難當，焊工還需鉆進通風條件不好的狹窄悶熱的管口內實施返修作業。

6.1.2焊縫的返修工作是一項尤其復雜的系統工程，對于每一項管道工程來講都相當重要。焊縫返修質量決定該工程的使用壽命，高超、精湛的焊口技術無疑會提高施工企業的經濟和社會效益。

6.2選擇進行返修工作的焊工應當具有良好的身體素質，較高的敬業精神，要不斷強化培訓焊工，使其返修焊口的技術水平不斷提高。

6.2.1對焊工的培訓與管理要加強。普遍提高焊工的技術水平，使焊口的一次合格率得以提高，降低不必要的經濟損失，為單位創造更大的經濟效益。

6.2.2對焊工的管理要不斷加強，實施靜態與動態管理相結合的措施，管理要科學，用人要合理，對有經驗的老焊工要多加重視，積極選用，使其參與返修，發揮效能；對年輕焊工也要給予重任，大膽啟用，使其在焊口返修工作中有所參與，從而提高技術水平。

6.2.3積極為焊口返修工作創造有利的條件，施工時質量責任人、輔助人員及設備到位必須及時，確保焊口返修工作順利開展。

7、結束語：

通過段塞流捕集器項目對以上返修技術的實施，返修后的焊縫射線探傷和管口外觀檢查合格，各項性能指標都能滿足相關要求，一次性合格率達到100%，這充分證明該工藝具有較高的可行性。

參考文獻：

[1]《承壓設備無損檢測》JB/T4730-2005；

[2]《承壓設備焊接工藝評定》NB/T47014-2011；

[3] 張玉芝、陶勇寅、李建軍、孟慶麗：X65管線鋼返修焊接工藝 [A]；石油工程焊接技術交流研討會論文集[C]；2005年

焊接工藝范文6

關鍵詞：驅動橋殼;焊縫斷裂;焊接工藝

1.焊接工藝分析

廠家為提高焊接生產效率，將三部分先要裝配完再將三部分焊接上，裝配圖如圖1。

圖1驅動橋殼裝配圖

1.1 原有的焊接順序

因為連接板不是完全軸對稱零件，其上面的孔需要連接其它零件，一般的焊接件的焊接過程是，先焊接再打孔，這樣做得目的是以免焊接需要精確定位或焊接后變形影響孔的位置，但驅動橋殼比較長，三部分裝配完長度達到2248mm，先焊接再打孔會帶來更加復雜的加工過程，降低生產效率，所以在連接板與橋殼焊接之前，連接板的孔是先打出的。原有的實際焊接過程是先把連接板固定在橋殼正確的位置上，固定的方法是在連接板中心圓周的四個象限點人工通過焊接方式定位焊接，待連接板固定后，再轉到自動焊接裝置自動焊接連接板與橋殼的焊縫2，完成焊縫2再自動焊接連接板與橋殼的焊縫1，最后自動焊接橋殼與支撐軸的焊縫3。

1.2 原有的焊接順序的缺點

原有的焊接順序理論上是可行的，但實際操作過程中，在先固定連接板和橋殼或在焊接焊縫2時，有時會有熔渣掉落到橋殼與支撐軸的焊縫內形成焊縫3的夾渣，夾渣會使焊縫強度大大降低，而主要承受的力的焊縫是橋殼與支撐軸的焊縫3，由于先焊接連接板和橋殼造成了焊接缺陷，驅動橋在使用過程中會批量斷裂。

1.3 利用超聲檢測斷裂焊縫的缺陷

將未完全斷裂的驅動橋殼切割成方便實驗的兩小塊，其每塊長寬尺寸大概為150mmX50mm，厚度為40mm，每個小塊包括部分焊縫，部分支撐軸，部分連接板，將其表面用不同型號砂紙打磨，直至表面光滑，沒有明顯切痕，利用CTS-22型超聲波探傷儀，可檢測出在靠近焊縫底部存在夾渣缺陷，夾渣的是由于熔渣不能及時從熔池中上浮，從而留在焊縫3內部的非金屬夾雜物，這種夾渣的來源一部分是由于在焊接焊縫3操作不當，比如在焊接焊縫3的時候焊接電流突然變小，這種原因極少出現，或者坡口尺寸設計的過小，但并非所有的焊縫3都會斷裂，這種夾渣的另一個來源就是在定位連接板和焊接焊縫2時落在焊縫3中的熔渣。

2.焊接工藝的改進

通過分析：

2.1為了提高焊接效率，依然考慮采用先將連接板，橋殼和支撐軸裝配好，因為如果先焊接重要的焊縫3可以改變連接板與橋殼的固定方法，從而在3部分裝配完成之后不需要用人工焊接的方式固定，避免焊渣掉落在焊縫3中造成焊縫3形成不必要的缺陷，將連接板的中心線對稱方向開槽，將與之焊接的橋殼之處在加工時加工凸起與連接板的開槽形成配合，雖然橋殼和連接板加工過程多了工序，但減少了焊接次數，間接提高了焊接效率，采用此方法連接板上孔的定位也更加準確。

2.2為了確保主要焊縫3的焊接質量，連接軸的材料為40Cr，檢測40Cr的碳當量為0.79%，從碳當量來看出此40Cr焊接性較差，40Cr焊接前需要預熱，根據Seferain法結合厚度22mm，40Cr的預熱溫度為259℃，采用先焊接焊縫1和2會造成預熱過度，擴大熱影響區的范圍，使40Cr的變形量變大，焊縫質量變差，也是造成焊縫3斷裂的原因之一，所以為了提高成品率減少損失，確保焊縫3的質量是必要的，預熱后先焊接焊縫3及完成焊后熱處理，再進行焊縫2的焊接，最后完成焊縫1的焊接。

參考文獻：

[1]中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊第3卷焊接結構.機械工業出版社，2009年7月.