高效焊接方法精选(九篇)

第1篇：高效焊接方法范文

【关键词】管道；焊接工艺；质量；焊接方法

随着我国管道运输的发展，其在国民经济建设中的重要性得以充分的体现，由于管道运输的介质较为特殊，多数是以石油、天然气和工业用气体为主，所以管道的焊接质量至关重要。特别是管道接头的焊接对于管道的质量更是有着至关重要的作用，因此需要选择适宜的焊接工艺来保证管道的质量，确保管道运输在当前我国经济快速发展的大环境下发挥着重要的作用。

1 焊接在管道建设中的特点

1.1 在管道建设中，其焊接工作处于流动状态，其作业点需要随着施工进度的进行而不断的进行移动，所以对于始终处于移动状态下的焊接作用，对其质量进行控制则其难度无形中有所增加。

1.2 长输管道在施工过程中需要穿地不同的地形环境，由于施工场地的复杂性，对焊接工作的影响较大，这就需要根据各地的地形地貌特点来采取适宜的焊接方法，从而使其满足更好的适应工程的质量要求。

1.3 由于长输管道施工工期较长，在施工过程中可能面临各种恶劣环境，而这些风、雨、雪、温度及温度等都会直接影响到焊接的质量，使工程的质量无法满足设计的要求。

1.4 在焊接工作中对其质量影响的因素较多，其焊接设备、工艺、材料和焊工的技能等都可能对焊接质量带来一定的影响。

1.5 在长输管道焊接工作中，由于影响因素较多，所以有些时候在施工现场就有较多的留头，而接头数量的增加也增加了焊接的数量，使焊接成本增加，使其质量也很难得到保证。

2 焊接方法的选择

长输管道的焊接，需要选择一个科学合理的焊接方法，所以焊接方案不仅要确保其具有较好的经济性，而且还要在保证质量的前提下使其保持较高的生产效率。所以一个科学合理的焊接方法不仅在技术上具有较好的可行性，同时也要保证与施工进度的一致性。因此，经济有效的焊接方法对于焊接质量具有极其重要的作用。

2.1 选择焊接方法应考虑的因素包括管子直径、壁厚、管子级别、设计条件、管道长度以及施工地点等。

2.2 直径和壁厚主要影响长输管道手工下向焊和（ 半） 自动焊方法的选择。

由于管径的不同，所选择的焊接方法也有所不同，所以在什么时候用手工焊还是自动焊是有一定区别的。这就由于管径的大小不同来决定，对于小于0.6米的直径管道在进行焊接时则以手工下向焊为宜，而大于0.6米直径的管道焊接时，则需要根据施工进度的要求来选择手工焊或是自动焊。而在进行大口径和大壁厚的管道焊接时，则需要采用自动焊接的方法进行，特别是长距离的输送管理，自动焊接更是最优先的选择。

2.3 对于特殊用途的管道，如进行酸性介质输送，或是对焊缝具有较高韧性要求的管道，在设计要则在选择更为适宜的焊接方法，其焊接工艺不能随意进行应用，应得到允许才能进行采用。

2.4 一般认为， 手工下向焊可用于焊接 X70 等级以下的管道， 并且实践证明也是成功的。对于 X70 等级以上的管道， 为了保证焊接质量和较高的韧性条件， 需要考虑其他的焊接方法。

2.5 尽管自动焊也存在着一定的弊端，但对于在野外施工的环境中，利用自动焊施工方法可以有效的减轻焊工的劳动强度，使其从繁重的工作中解脱出来，同时对焊接质量也有一定的保证作用。

3 管道焊接工艺

3.1 现场焊接的特点

长输管道由于其主要以输送石油和天然气为主，这就需要焊接工作大多时候都在处于油气所处的地理位置范围内，恶劣的环境无形中增加了焊接的难度。而在现场焊接施工中，通常都是采用对口器进行管口的对接，而为了有效的保证施工的速度，则在进行前一个管口对接时，则需要准备下一个管口的对接工作。这样就会有较大的附加应力产生，而且在现场焊接工作中，由于管道位置的需要，则各种焊接位置都可能存在，这就需要焊接工作要具有较高水平的操作能力，对其具有较高的技术要求。而且当前由于管道行业发展速度的加快，不仅对管道的输送压力和直径都有较高的要求，同时管线钢也开始向高强化、高韧化方向发展，再加之管径的大型化和管道壁的厚度不断增大，所以对焊接工作也提出了更高的要求。

3.2 管道施工焊接工艺方法

3.2.1 根焊

目前根焊的方法主要有内焊机根焊， 纤维素焊条手工焊打底， 半自动焊打底和脉冲焊打底。纤维素焊条手工焊主要借助于纤维素焊条药皮中的有机物增强电弧吹力， 将熔滴以小颗粒过渡到熔池中去， 从而实现单面焊双面成形。半自动焊属于CO2气体保护焊， 它是通过精确的基值、峰值电流和电压控制， 使熔滴过渡更利于成形， 焊接过程稳定， 解决了飞溅问题和单面焊双面成形的难题。脉冲焊是最近几年相关科研人员研究的一种新的根焊方法， 有试验表明此方法在单面焊双面成形方面取得了较好的效果。

3.2.2 填充和盖面

自动外焊机填充、盖面是在施工环境比较好的地方采用的一种焊接方式； 大多数情况下采用药芯焊丝自保护焊接方法。自保护药芯焊丝半自动焊技术在我国是 20 世纪 90 年代开始应用到管道施工中的， 主要用来填充和盖面。其特点为熔敷效率高， 全位置成形好， 环境适应能力强， 焊工易于掌握， 是目前管道施工的一种重要焊接工艺方法。由于焊丝中含有保护药粉， 焊接过程中药粉中的造渣剂、造气剂迅速溶解保护焊缝， 同时药粉中的合金元素能够改善焊缝性能。相比于气体保护焊接方式， 特别是在野外施工条件下可以省略保护气体， 然而药芯焊丝的价格问题导致了该焊接方式成本偏高。

4 结束语

自我国加入世界贸易组织以来，也有效的带动了当前管道业的建设。目前国内外焊接设备和焊接材料的市场处到激烈的竞争当中，而当前管道业的发展，也使管道用钢开始向高强度的方向发展，这样就对焊接技术提出了更高的要求，只有不断进行焊接技术的创新，才能有效的提高市场竞争能力，使我国的管道业得以健康、持续的发展。所以在实际施工当中，对于大直径、大壁厚管道， 在地区、人为条件较理想情况下， 自保护半自动焊应当大力推广应用。双联管焊接技术在条件允许的情况下， 应推广应用； 普通管道可以引进闪光焊， 但要根据管道设计对焊缝冲击韧性要求， 进行试验研究； 双头气体保护焊可提高工效宜加紧研究， 并推广应用； 单面焊双面成形设备应结合工艺试验加快研制步伐。从而提高我国的管道焊接的水平，使其在国际市场上具有较强的竞争力。

【参考文献】

[1]包海平.石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制[J].广东科技，2011（2）.

第2篇：高效焊接方法范文

[关键词] 平衡加热及冷却；残存变形；影响因素；控制方法

由于焊接连接具有其他连接方法无法具备的结构特点，并且操作实施灵活，经济效益好，因此焊接连接的工艺技术方法得到人们的高度重视，焊接连接已成为现代金属连接技术领域中发展迅猛的一种金属加工工艺技术。但是焊接连接的工艺技术特点，又使得焊接结构容易发生变形问题。在焊接结构中，这是一种不可避免的缺陷。控制、减少和矫正焊接结构在生产、制造和安装施工中产生变形，是保证焊接变形程度符合一定的技术要求的最基本、最主要的工艺手段和途径；也是从事焊接结构生产、制造和安装施工的广大参与者，尤其是工程技术人员，对焊接结构的制造、施工工艺技术文件设计、编制中的一项不可缺少的基本构成部分；还是焊接结构生产、制造和安装、施工的管理者工作中不可或缺的基本工作任务。

一、影响变形的因素

1.焊接电源：可以采用能量更为集中的热源，这样相对热输入减小，比如熔化极焊接优于手工电弧焊，热丝TIG焊优于常规熔化极焊接，激光、等离子、电子束焊接都是采用能量集中的热源实现小变形的焊接方法。

2.焊接顺序：采用合适的焊接顺序，如对称焊等都可以减小焊接变形。

3.焊接反变形：在焊接前预计焊后会发生何种变形，焊前再起相反方向余量一定变形，来消弱焊接变形。

4.焊接时的强力拘束。

5.焊接过程采用随焊锤击，或薄板预置拉应力都可以有效控制焊接变形。

6.焊后可以采用应力退火，消除或减少焊接变形（一般来说焊接变形是无法完全消除的，只是相对而言）。

7.当然和焊接材料有直接关系，线膨胀系数越大，焊接时也越容易发生较大的变形。所以也可以根据要求选择合适的焊材，改变焊接接头的组织，从而改变焊接变形（该方法基本不用）。

①材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用,一般情况下,随着弹性模量的增大,焊接变形随之减少而较高的屈服极限会引起较高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增大,从而可能促使脆性断裂,此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大,因而焊接变形得以减少。

②焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。其总体原则是随拘束度的增加,焊接残余应力增加,而焊接变形则相应减少。结构在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的,因此自身为变拘束结构,同时还受到外加拘束的影响。一般情况下复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加,在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且在某些区域,如筋板、加强板等,拘束度发生较大的变化,给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。因此,在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化,对减小焊接变形有着十分重要的作用。

③焊接工艺对焊接变形的影响方面很多,例如焊接方法、焊接输入电流电压量、构件的定位或固定方法、焊接顺序、焊接胎架及夹具的应用等。焊接顺序是影响焊接结构变形的主要因素之一，安排焊接顺序时应注意下列原则：尽量采用对称焊接；对某些焊缝布置不对称的结构，应先焊缝少的一侧；依据不同焊接顺序的特点，以焊接程序控制焊接变形量。

二、控制变形的方法

1.刚性固定法：刚性固定法减小变形很有效，且焊接时不必过分考虑焊接顺序。缺点是有些大件不一固定，且焊后撤除固定后，焊件还有少许变形和较大的残余应力。这种方法适用于焊接厚度小于6mm及韧性较好的薄壁材料。如果与反变形法配合使用则效果更好。对于形状复杂，尺寸不大，又是成批生产的焊件，可设计一个能够转动的专用焊接胎具，既可以防止变形，又能提高生产率。当工作较大，数量又不多时，可在容易发生变形的部位临时焊上一些支撑或拉杆，增加工件的刚性，也能有效的减少焊接变形。

2.散热法：散热法又称强迫冷却法，即将焊接处的热量速度散走，使焊缝附近的金属受热面大大减少，达到减小焊接变形的目的。常用于表面推焊和焊补。用紫铜作散热垫，有的还钻孔通冷却水，这些垫板越靠近焊缝效果越好。但散热法比较麻烦。

3.焊接过程控制主要方法有采用合理的焊接方法和焊接规范参数,选择合理的焊接顺序以及采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施。选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形。采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施可以降低残余应力和减小焊接变形。采用随焊两侧加热,横向应变、纵向应变和最大剪切应变的分布更加均匀,变化更加平缓,起到减小焊接残余应力和变形的作用。随焊碾压法由于设备复杂、使用不便等原因,在生产应用中受到一定的限制,但该方法在提高焊接变形等方面具有理想的效果。随焊激冷法能够显著地降低残余应力和减少焊接变形。

4.当构件焊接后,只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。焊后矫正措施主要分为加热矫正法和机械矫正法。加热矫正法又分为整体加热和局部加热。整体热矫正是指将整体构件加热至锻造温度以上再进行矫正的方法,可用以消除较大的形状偏差。但是焊后整体加热容易引起冶金方面的副作用,限制了该方法的进一步推广及应用。局部热矫正多采用火焰对焊接构件局部加热,在高温处,材料的热膨胀受到构件本身刚性制约,产生局部压缩塑性变形,冷却后收缩,抵消了焊后部位的伸长变形,达到矫正目的,火焰加热法采用一般的气焊焊炬,不需要专门的设备,方法简便灵活,因此在生产上广为应用。

此外,还有利用机械力或冲击能等进行焊接变形矫正,包括静力加压矫直法、焊缝滚压法、锤击法等。

三、结束语

综合分析上述焊接变形的影响因素与减小焊接变形的措施,基本了解焊接变形的原因及变形的种类,针对焊接变形的原因和控制措施从焊接工艺等方面进行改进,有效防止减少焊接变形所带来的危害。

参 考 文 献

[1]罗树方.焊接手册――焊接方法及设备:机械工业出版社,2001.

第3篇：高效焊接方法范文

关键词自动化焊接技术；水电设备结构件；应用

中图分类号：TG409 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0099-01

水轮发电机组中的焊接结构件多为大型构件，对焊缝质量要求高，且焊接熔敷量大。在过去由于采用CO2半自动气体保护焊来焊接水电设备结构件，焊工技术水平的高低直接决定了焊接的质量。而自动化焊接技术则不然，它具有较好的稳定性，能够通过自动化机械装置和自动化控制装置来代替人工焊接作业。采用自动化焊接技术可以大大降低劳动强度、改善劳动条件，还可以有效地节约人工成本及焊丝成本，提高生产效率。本文就自动化焊接技术在水电设备结构件中的应用进行探讨。

1热丝TIG自动焊在模型试验机管路中的应用

热丝TIG焊是指将母材用非熔化的钨电极来进行熔化，同时填充材料采用焊丝，这种方法能够较好地降低母材的稀释率，调节焊接熔池的热输入量，且无弧光、无飞溅、电弧稳定性高，尤其适用于对于焊缝外观要求高的焊缝和精加工坡口。某厂所生产出来的模型试验机中，需要焊接某些管路，这些管路的坡口为精加工坡口，母材为奥氏体不锈钢，完全符合自动化焊接技术的适用范围。所以，利用倾斜钨极的摆动功能，引入热丝TIG自动焊接技术及设计工装来充分熔合窄坡口两壁的母材，用多层多道的熔敷方式来进行相应的焊接，结果证明，焊缝质量为优质。

2底环、顶盖、转轮体上自动化带极堆焊技术的应用

众所周知，转轮体是一种标准的回转件，其实体外形的一致性较佳。应该将工件通过滚轮架或者变位机来将其放置到适当的位置进行带极堆焊。自动化焊接可通过转动转轮体来实现，枪头在自动化带极堆焊过程中可以出于不动的位置。为了大幅度提高焊接质量和焊接速度，可以基于底环、顶盖、转轮体等水电设备结构件的斜面状况和实际尺寸，将普通焊丝用不同带宽的焊带（带宽通常为30～60 mm）来进行代替堆焊。此外，对于底环、顶盖等平面，也可采用自动化带极堆焊技术来进行不锈钢堆焊，起到耐磨、防腐蚀的效果。另外，焊缝表面通常会出现较为明显的凹凸不平现象，会影响到焊接外观，所以，需要在表层进行修饰焊。修饰焊的外观应该满足以下一些要求：①焊缝表面要超过母材表面，及时打磨焊缝表面超标部分，让母材与焊缝表面保持较为圆滑的过渡状态，不能伤害母材，这样也就不会在日后出现锈蚀点；焊缝表面在每侧的宽度应该达到0.5～2.0 mm；③没有出现焊点、夹渣、裂纹、气孔、飞溅、熔合等明显缺陷，外观应该保持均匀一致。

3焊接机器人的应用

焊接机器人主要适用于焊接巨型水电机组，巨型水电机组的水轮机转轮通常都具有450 t，焊接是整个转轮制造最关键的工序，工作量很大，每完成一整的转轮焊接，需要10-12 t的填充焊接材料。自动化焊接技术的应用能够保证焊接质量，也能够大幅度提高焊接的工作效率。通常焊接机器人都会配备双丝埋弧焊、直流埋弧焊两个焊接电源，焊接方法采用埋弧焊接法，每个焊接机头所具有的自由度都为六个，能够实现过渡角焊缝的焊接和坡口填充。但是值得注意的是，巨型水电机组的水轮机转轮由于结构限制和焊接方法制约，很难实现全部自动化焊接，即便采用了大型焊接变位机，60%的焊接量还是都需要通过手工半自动焊接方法来完成，只有40%的焊接量能够通过焊接机器人来完成。

4窄间隙埋弧焊的应用

窄间隙埋弧焊是一种较为成熟、且效率较高的焊接技术，被广泛地应用在制造业的多领域。在水电设备结构件焊接过程中，我们主要将窄间隙埋弧焊用于水轮发电机大轴、水轮机、轴锻件、大厚板拼焊的焊接过程中，经济效益显著，工作效率较高。众所周知，水利发电机组中最重要的部件之一为水轮发电机大轴和水轮机大轴。我国长期以来都是依靠进口采购整体锻件来加工成成品，成本较大、供货困难。为了对这个问题进行解决，最为明智的选择就是自己焊接成整体，只采用轴锻件分段锻制、供货。哈尔滨电机厂有限责任公司采用这种方法已经完成了多个大型水电站机组的水轮发电机大轴、水轮机大轴的焊接工作，基本是焊接一次合格，焊接坡口最深可达450 mm。目前国内制造企业还开发出了分段焊接水轮机大轴、钢板分段卷制的工艺技术，用窄间隙埋弧焊接方法来完成环形焊缝和纵向焊缝的焊接工作，从而大幅度提升焊接制造水平，这使得产品的制造周期大幅度缩短，也能够降低国内企业对于大型铸锻件的依赖程度。

5半自动气体保护焊的应用

由于水电设备结构件结构较为复杂，工序较为复杂，因此，通用的自动化焊接方法应用范围极其有限，焊接辅助时间也较长。半自动气体保护焊接方法也就成为了水电设备结构件的主要焊接方法之一，其主要特点就在于其焊接效率高、工作较为灵活，已经成为了目前发展较快的焊接技术。

6自动埋弧焊小车的应用

自动埋弧焊小车具有下述优点：采用双驱动送丝，寿命长、动态响应快、惯量低、扭矩大，结构紧凑，所有部件均可方便灵活地拆装，满足客户各种实际需要。结构灵活、调整方便，适应多种位置焊接，欢迎埋弧焊机主机厂定制，四轮驱动，手动离合，运行平稳，可靠性好；可焊接碳钢、不锈钢、铜及合金等金属材料；合金钢送丝轮，使用寿命长，生产效率高；三拖板六自由度及组合式丝盘架，可实现多种焊接方式。

7结束语

总之，自动化焊接技术在水电设备结构件制作中具有极为重要的作用，应用较为广泛，能够获得良好的焊缝质量，还可以提高劳动效率，产生较大的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]周利平，韩永刚.我国焊接自动化技术现状及发展趋势[J].科技信息，2011（19）：120-124.

[2]龚玉蛟.焊接新技术在锅炉压力容器制造中的应用[J].科技风，2011（02）：102-124.

第4篇：高效焊接方法范文

关键词：钢材；焊接；产生机理；方法

中图分类号：C35文献标识码： A

焊接属于特殊专业，必须持有特种专业的操作证书才能上岗，对技术要求也较为严格。在焊接过程中如果操作不当，或是由于其他原因经常引起焊缝的产生，一般这些焊缝在受到温度的影响的时候会产生收缩，最终导致结构变形。当变形量在允许值内时则可以不予处理，一旦变形量超出正确的范围，则需要对产生的焊接变形进行矫正，部分焊接变形的材料在矫正后则会因无法使用而废弃，即使能再正常使用的也导致了作业时间增加，所以无论哪种情况都会导致成本上的浪费，因此对于预防和控制焊接变形的发生，有效的减少或是避免焊接变形的发生机率，从而有效的提高作业效率，降低生产成本。

1 焊接变形产生机理

焊接变形产生的原因是多方面的，多数情况下在焊接过程中，各个部件在焊接过程中加热和冷却都呈现着不均匀性，这样就会导致金属在受热时产生热胀效应，而在冷却时即发生收缩，而且热胀冷缩还不均匀，这样相互连接的各部件之间而会产生相互制约的应力，当应力不均匀时则会导致变形的发生。焊接应力是导致焊接变形的主要因素，所以需要对焊接应力进行有效的掌握，从而控制好焊接变形。焊接变形通常情况下就是由于金属在焊接过程中由于加热和冷却的不均匀从而导致应力的产生，在应力作用下发生的变形即为焊接变形，焊接变形的变形量也不是固定的，其会由于所选择的焊接工艺不同而有所不同。在焊接过程中，焊接的焊缝的基板会有局部加热的情况发生，这样就会导致这部分的温度发生较大的变化，而焊接结束语，这部分的温度则需要冷却到正常的室温下，而在冷却焊缝金属也会出现正常的收缩，从而恢复到正常的体积下。但是在实际焊接过程中，焊缝的材料与基材的材料会存在不同，材料的不同其收缩的力度也会出现不同，这样在收缩过程中应力则会集中产生了焊缝与基材中间，使焊缝部位产生较大的应拉力，而当这部分应拉力集中在一起时，则会导致焊接部位出现变形或是变薄的问题，而当焊接金属的屈服应力集中释放时，则会形成焊接永久变形的产生。同时在焊接温度与室温接近时，整个基板所产生金属膨胀力和收缩应力则会出现无约束的情况，从而导致变形的产生。即使在焊接过程中利用固定的工件或是使用抗收缩的工具，但在这些工具对应力进行约束时，也会导致有多余的应力释放出来，从而导致基板发生迁移，使焊接的工件变形。

2 控制变形的方法

焊接的质量好坏，直接影响着焊接钢材工件的使用性能，所以在工程实践中，我们需要利用科学有效的方法来对焊接变形进行有效的控制，采取相应的消除变形的方法和手段，从而有效的提高钢材的焊接质量。

2.1 改进焊接结构

合理选择焊缝结构的形式和尺寸，避免焊缝的不均匀布置和集中分布，减少不必要的焊缝，都能有效控制焊接变形。为了避免焊缝集中、双向、三向相交，应采用刚性较小的节点焊接形式。为的是减小焊接缝交叉点处或者焊接缝集中点的热量和应力，以减小焊缝变形。为了保证结构具有足够的承载能力，在设计节点焊接缝时，应采用相应的坡口形状和尺寸，以满足较小焊缝的尺寸需求，减少焊缝截面积和结构焊缝的变形。

2.2 采用刚性固定法

对于刚性较小的焊接件，合理采用刚性好的夹具、支撑件、焊胎等辅助器具加以固定可以减小焊件的变形。

2.3 预留收缩变形余量

根据理论计算和现场经验，对焊件预先预留收缩变形量或加工量，保证焊后能够达到设计尺寸要求。

2.4 采用反变形法

反变形是指在焊接前将钢材结构装配成与焊接变形方向相反、大小相等的预先变形，来抵消焊接后结构形成的变形。根据理论计算和现场经验，预先把焊件人为地加工或设置产生一个变形，使这个变形与焊后发生的变形方向相反而数值相等，这样变形与反变形就能在焊后得到抵消。

2.5 采用合理的焊接方法

不同的焊接方法带来不同的线能量，选用线能量比较低的焊接方法，可以有效地减小焊接塑性压缩区，从而减小焊接变形。在对钢材施焊时，为了便于操作和确保焊接质量，应尽量避免将焊缝设置在仰焊位置。在无法避免的情况下，就需要焊工全方位掌握焊接操作工艺。

2.6 采用合理的装配焊接顺序

对焊件适当的划分为部件、组件进行组焊后，再进行部分间的焊接，提高了组对的精度，减少了焊接变形。

2.7 焊前预热和焊后消应力处理

当前焊接过程中为了有效的减少焊接变形的发生，通常会采用将焊前对焊接母材预热的方法，这样提高焊接母材的温度，使其与焊缝金属之间的温差尽可能的减小，这样在有效的防止了焊接收缩时内应力的增加，降低了变形的可能。这是一种在焊前对焊接变形进行提前控制的方法，可以有效的保证焊接的质量，对纠正焊接变形也起到了积极的作用。

3 减少焊接变形的其他方法

3.1 水冷块

在薄板焊接中，采用水冷块可带走焊接工件的热量。采用铜焊或锡焊将铜管焊接到铜制夹具，通过水管进行循环冷却，以减少焊接变形。

3.2 楔形块定位板

“定位板”是钢板对焊时的一种有效控制焊接变形的技术。定位板的一端焊在工件的一块板上，另一端将楔形块楔入压板，甚至可采用多个定位板排列，以保持焊接时对焊接钢板的定位、固定。

3.3 消除热应力

为了减少焊接变形和残余应力的影响，设计和焊装工件时应注意以下几点：

1）不进行过量焊接；

2）控制好工件的定位；

3）尽可能采用间断焊接，但应满足设计要求；

4）尽可能采用小的焊脚尺寸；

5）对于开坡口焊接，应使接头的焊接量最小，并考虑双边坡口替代单边坡口接头；

6）尽可能采用多层多焊道焊替代单层双边焊交替焊接。在工件中和轴处开双面坡口焊接，采用多层焊，并确定双面焊接顺序；

7）采用多层少焊道焊接；

8）采用低热输入焊接工艺，意味着较高的熔敷率和较快的焊接速度；

9）采用变位机使工件处于船形焊位置。船形焊位置可使用大直径的焊丝和高熔敷率的焊接工艺；

10）尽可能在工件的中和轴设置焊缝，并对称施焊；

11）尽可能地通过焊接顺序和焊接定位使焊接热量均匀扩散；

12）向工件的无约束方向焊接；

13）使用夹具、工装和定位板进行调整、定位；

14）向收缩的相反方向预弯工件或预置焊缝接头；

15）按序列分件焊装和总焊装，可使焊接围绕中和轴一直保持平衡。

结束语

焊接作为特种作业行业，其技术含量较高，为了有效的保证焊接的质量，对焊接变形的控制是较为关键的一个环节。导致焊接变形产生的因素较多，如材料、结构、焊接环境等孝会直接影响到焊接变形的产生，所以在实际焊接工程作业过程中，需要根据焊接现场的条件、结构、环境等各个因素进行有效的分析，从而制定出合理的焊接方法并做好提前预防措施，尽量控制或是避免焊接变形的发生。这就需要具有较高的焊接技术水平，同时还要具有较丰富的经验，这样焊接工人在焊接时才能有效的将焊接环境、焊接材料和控制变形的方法和措施有效的结合起来，并在工作中具有时刻预防和控制变形的意识，只有这样才能有效的降低或是消除焊接变形的发生，提高焊接的质量。

【参考文献】

[1]冀振.焊接变形的预防与控制[J].科技情报开发与经济，2012（17）.

[2]李晓明.孙德伟.焊接结构件焊接变形的控制[J].铁道车辆.2010（05）：10-16.

第5篇：高效焊接方法范文

关键词：叶轮 HOT-TIG 性能 焊缝质量 变形 效率

【分类号】：TG444.74

引言

叶轮是压缩机的心脏，焊接是焊接叶轮制造的关键。开槽焊叶轮的焊接制造最具典型性。

1、进一步提高焊缝的综合性能。开槽焊时，槽体焊缝是轴盘或盖盘的一部分。更为有效的提高槽体焊缝质量、性能、使母材性能得到更好的利用。

2、控制焊接变形。减小焊接时的热输入量，使焊接应力得到减小。

3、改善劳动条件、提高的焊接生产效率。

本项目对上述存在的问题，进行了大量试验。

从反向推论的角度出发，论证了HOT-TIG焊接方法引深使用的可行性，并经过试验，使自动焊接方法的HOT-TIG焊接方法经过变化、改进，成为适应叶轮开槽焊的焊接方法。

焊接性能试验表明：结合焊丝，采用HOT-TIG方法焊接的KMN材料的焊接接头，在屈服强度达到1000Mp时，冲击功大于50J；在屈服强度为700Mp时，冲击功大于110J。比手工电弧焊的相应数据提高一倍，已与母材相近。试验取得重大成果。

一、焊接方法的可行性分析

1、HOT-TIG焊接方法：HOT-TIG是较高端的全自动的焊接方法，在重要的制造业有应用，尤其在国外。但使用量不大。

主要原因是：自动填丝同时焊丝在到达电弧前自行加热是HOT-TIG的特点，这一特点要求电弧的弧长要很稳定。为了保证电弧稳定，要附有笨重而精密的电弧反馈调节器。同时为了运行灵敏，焊丝要采用细丝。细丝要保证充填效率，就要提高送丝速度，这样很小的弧长波动就会造成电弧不稳。

如果焊接过程中产生变形，则自动焊接过程要停止。因此， HOT-TIG要求被焊工件是很规则来保证电弧平稳。开槽焊叶轮的精度控制已达到很高的程度，要进行流道内检测。因此，叶轮轴盘要一定的厚度来保持工件的刚度。试验证明，细丝HOT-TIG焊接过程也因为工件的微小变形而难以进行。因此，有可能提高焊接质量的HOT-TIG方法在叶轮开槽焊中使用受到了制约。

2、可行性分析

如何保持优点，避免制约是关键。从反向推论的角度出发，如果电弧过程不稳，高速送丝就会振荡。把高速送丝改变为较速送丝，利用电弧的自我调节能力代替笨重而精密的电弧稳定系统，就会保持电弧弧长，使焊接过程得以进行。这样粗丝半自动HOT-TIG方法浮出水面。

二、调试及工艺性试验

在设备工艺调试的基础上，进行了焊接工艺试验。焊接设备：MW5000全数字化热丝钨极氩弧焊接系统

1、不同直径焊丝对电弧形态及焊缝成型的影响

不同直径焊丝进行焊接试验。焊丝牌号：H08Mn2Si，保护气体：100%Ar，试试板材料：16MnR，规格：20X200X500.焊接电弧成型试验结果：焊接的电流、电压恒定为150-160A、13V时：实验焊丝为0.8、1.0、1.2（mm）焊丝时焊缝成型均会出现不能形成稳定电弧、熔池不稳定、成型不易控制等现象；但当焊丝直径为1.6（mm）焊丝时焊缝成型均会出现电弧稳定成型好。

2、电弧稳定灵敏度试验

不同直径焊丝电弧弧长变化时，对电弧稳定性影响的试验。焊丝牌号：H08Mn2Si、保护气体：100%Ar、试板材料：16MnR、试验焊接电流：160―170A、焊接电压：13V。电弧稳定性试验结果：同样实验焊丝为0.8、1.0、1.2（mm）焊丝时电弧稳定性均会出现电弧中断、电弧不稳，断弧，焊缝不连续等现象；但焊丝直径为1.6（mm）焊丝时电弧稳定性出现电弧不受影响，焊缝过渡稳定。

三、焊接性能试验

KMN材料焊缝机械性能进行试验。试验母材：KMN，规格：13X150X300mm，试验焊丝：JW-2CM ，焊丝直径：1.6mm，保护气体：100%Ar，气体流量：20L/Min。焊前试板预热温度150度。焊接位置为水平，焊接试板经无损检测合格、消应力后，焊接试板0706按KMN-I级热处理规范淬火、回火。焊接试板0706的焊接接头拉伸性能见表五，冲击试验结果见表六。

四、试验现象及分析

1、焊丝直径的影响：粗丝HOT-TIG焊接，焊丝直径对焊接电弧的稳定有决定性的作用。焊丝直径为1.6mm时，电弧只靠自我调节能力就可代替电弧稳定系统，保持焊接时的电弧弧长，使焊接过程得以顺利进行。焊接时，热丝加热电流可达100A，焊接熔敷效率大大提高。同时母材的热输入量减小。试验证明，最初的设想是正确的，具有可能性。

2、粗丝半自动HOT-TIG方法的焊接变形

试验中发现，通常的反变形量规则不适用于本试验采用的焊接方法。按经验，KMN材料的母材、试板尺寸13X150X300mm、焊接坡口为单面30度V形坡口时，焊接预留反变形量应为6mm左右。但试验焊接时，试板及变形只有2-3mm。多次试验时，结果都是如此，此现象具有重复性。开槽焊叶轮填槽焊接时，盘体上焊缝比例大，母体刚性强，有很大的应力。热输入量大，使叶轮的焊接的热处理时应力释放所产生的变形难以很的控制。

减少这种变形的有效措施是：a、刚性固定b、反变形；c、减少焊缝的填充尺寸及减少焊接时的热输入量。

减少工件应力成为新的关键。

焊接工艺上已经采用了减少焊缝的填充尺寸，进一步减小开槽焊槽体内应力的工艺方法。但由于手工药皮焊条焊接的外形难于控制，所以现在生产过程中的焊缝填充量还有些偏大。

同时焊接时的热输入量大，焊接变形大，热影响区范围宽。

热丝钨极氩弧焊接开槽焊叶轮，可使产品焊接时减少焊缝的填充尺寸及减少焊接时的热输入量，进而达到减少开槽焊叶轮焊接变形量。

3、焊接质量大幅提高

焊接性能试验的结果表明：采用HOT-TIG方法焊接屈服强度达已与母材相近。

结束语

1、论证了HOT-TIG焊接方法引深使用的可行性，并经过试验，使作为自动HOT-TIG焊接方法经过变化、改进，成为适应叶轮开槽焊的焊接方法。

2、粗丝HOT-TIG焊接时，焊丝直径对焊接电弧的稳定具有决定性的作用。焊丝直径为1.6mm时，电弧靠自我调节就可代电弧稳定系统，保持焊接时的电弧弧长，使焊接过程得以顺利进行。

3、粗丝HOT-TIG焊接时，焊接变形量减小。现象具有重复性。

4、经过多次试验，取得了大量的焊接参数数据。项目的成功，使叶轮焊接增加一种具有突出优点的焊接方法。

5、KMN材料用在开槽焊叶轮时，使用强度提高到1000Mp成为可能。粗丝HOT-TIG焊接形成的焊缝比手工电弧焊的焊缝强度提高近一倍，强度已接近于母材。

参考文献

第6篇：高效焊接方法范文

【关键词】：高强度钢材；厚板焊接；施工控制

【Abstract】:This article mainly introduced the high strength steel plate welding some characteristics. based on years of experiences, the author puts forward some corresponding control measures according to these characteristics,, and to provide reference for the fellowing members.

【 key words 】 : high strength steel; Thick plate welding; Construction control

中图分类号： P755.1 文献标识码： A 文章编号：

引言

目前，随着国民经济的快速发展，现代建筑钢结构的发展，厚板钢结构在各方面工程的应用所占比重越来越大。焊接是建筑钢结构连接的主要方式之一，焊接质量在钢结构工程中极为重要。当今结构体型和节点构造复杂多样,在厚板钢结构焊接过程中会发生一系列变化,产生缺陷的可能性比普通钢要大得多。

一、厚板钢结构的焊接特性

1、构件焊接残余应力与变形较大

当钢材的厚度超过100mm时，在整个构件截面中，钢材截面所占的比重较大，倘若大部分的焊缝都采用外侧单面坡口施焊工艺来焊接，结构焊接完成后就会产生残余应力。当外荷载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到材料的屈服点时，这时材料就会产生局部塑性变形，导致它不能再承受外荷载，结构的有效截面积也会缩小，进而结构的刚度也会相应降低，构件的残余变形就会比较大。

2、容易产生焊缝裂纹

厚钢板和薄板相比，在焊接时有一下一些特点：①节点很复杂；②焊接残余应力比较大；③焊缝单面施焊熔敷金属量较大；④拘束度大；⑤施焊作业时间较长

在施焊时，如果焊接的温度控制不好，很容易产生热裂纹与冷裂纹，有时甚至在焊接完成几天后还会产生延迟裂纹。对于出现大量薄板和厚板焊接成T形截面的这种情况，由于两者厚度相差很大，焊缝的质量很难保证，因而，必须采取特殊工艺技术进行处理。

3、Q460可焊性较差

以上的钢为低合金高强度钢，需要正火处理，碳当量应在0.47%以上。这种高强度钢材在焊接过程中有一定的淬硬倾向，很容易产生冷裂纹，焊接性比较差。在焊接最薄弱的部分，例如焊接融合区，有明显的物理和化学不均匀性，组织性能突变等。

二、厚板钢结构焊接的控制方法

1、对于下料切割、坡口控制

在下料切割、坡口控制过程中，对厚板焊接来说，坡口形式的选择则显得尤为重要，厚板的坡口应尽量避开板的中心区域。其中主要采取的措施有：

（1）所谓的“小坡口”措施，就是在满足设计要求并保证焊透深度的前提下，使坡口角度和间隙应该尽量小；在不增大坡口角度的情况下尽量增大焊脚尺寸，以增加焊缝的受力面积，以降低板厚方向的应力值。

（2）被焊接头区域附近的母材应无铁锈、油污、氧化皮及其他外来物，所以在焊前需要检查焊缝坡口质量，检查坡口边缘是否光滑，。

（3）同一条焊缝中如果存在半熔透与全熔透二个区域，则在其相交部位必须使焊缝坡口最大宽度保持不变，其深度与间隙必须进行渐变过渡处理。

2、温度控制

厚板在焊接前，如果钢板的板温比较低，施焊时电弧的高温度会导致厚板在板温冷热骤变的情况下产生温度分布不均，焊缝热影响区很容易产生淬硬，从而产生冷裂纹。为了避免此种情况的发生，厚板焊接前必须先根据板材的不同厚度进行预热。

（1）在预热时，焊接部位表面需要均匀加热，加热点应尽可能在施焊部位的背面，加热的区域应控制在被焊接头中较厚板的两倍板厚范围内，应不小于100mm区域。

（2）当母材表面温度低于0℃（当板厚大于30mm时可为5℃），不需要预热的焊接接头应该将接头区域的母材预热至大于21℃，在焊接期间，应该保持母材温度在工艺规定的最低预热温度以上。

（3）在厚板焊接过程中，因板的温度的冷却速度比较快，造成温度下降，为了使焊接的层间温度一直保持在200-230℃之间，需要采用数显自动温控箱来调节红外线加热板加热温度外，同时还需要采用数显测温仪，随时地对焊接点的侧面、前后方向进行测温。

3、变形控制

如果不能很好的控制焊接变形，那么导致的直接后果就是构件外形尺寸精度与规范标准值的偏差很大，从而使构件质量不符合相关设计要求，尤其是对于超厚板焊接结构。控制焊接变形的主要工艺措施有：

（1）选择合理的焊接顺序。选择合理的焊接顺序，既是防止防止焊接变形的有效措施，也是的焊接应力最有效的方法之一。应根据不同的焊接方法，制定不同的焊接顺序，编制合理的焊接顺序的方针是“对称、均匀、分散、减小拘束度”。CO2气体保护焊及手工焊采用分散均匀法、对称法；埋弧焊一般采用退步法、逆向法；

（2）角变形控制。为控制厚板对接焊后的角变形，需要对每条焊缝正反两面分阶段进行反复施焊，或者同一条焊缝分两个时段进行施焊。为可能减少焊接变形及焊缝内应力，施焊时需要注意随时观察其角的变形情况，准备翻身焊接。对异形厚板结构，可设置胎模夹具，对构件进行约束来控制变形。

4、焊接过程控制

（1）定位焊：为了防止在定位焊时，周围的“冷却介质”很快的将厚板的温度冷却下来，造成应力集中现象，同时产生裂纹，所以厚板在定位焊时，应提高预加热温度，加大定位焊缝的长度和焊脚的尺寸。

（2）多道多层焊：在厚板焊接过程中，严禁摆宽道，应该坚持多道多层焊。由于摆宽道焊接对焊缝得拘束应力较大，没有足够大的焊缝强度，这样就很容易使焊缝开裂的现象发生，还很容易产生延迟裂纹。而采用多层多道焊可以有效改善焊接过程中应力的分布状态，保证焊接的质量。

（3）焊接过程中的检查：在厚板焊接时，有时为完成一个构件，需要的时间大约为几个小时，有时甚至需要几十个小时，所以一定要高度重视焊接期间的检查，这样才便于随时发现问题，并随时解决问题。

（4）焊后的检测：这样做的目的是为了防止延迟裂纹构件的破坏，一般要在焊后大于等于48小时的时间内进行超声波无损检测。此外，如果能赶上进度，在构件出厂前可再检测一次，以便于更好地保证构件质量。

5、消除残余应力

构件内的焊接残余应力会极大程度地降低构件的抗疲劳强度和承载能力，造成结构脆性断裂。尤其是在结构承受外部荷载时，由于残余应力的存在，构件可能会失稳、变形甚至破坏。因此，在构件加工时，主要可以从以下几个方面来采取措施来予以消除残余应力：

（1）工件整平。为了有效消除收缩应力，在整平时，可加大对工件切割边缘反复碾压。

（2）局部烘烤。在构件完工后对其焊缝背部或两侧进行烘烤，对消除残余应力非常有效（尤其是“T”形连接）但需要注意控制加热温度范围。

（3）超声波震动。经过对650×650×80箱柱进行超声波震动效应测试，此种方法对消除焊接残余应力极为有效，消除率高达75%以上；

（4）振动时效。这种方法不受工件形状、尺寸、重量等限制，对消除工件应力有非常明显的效果。

结束语

综上所述，厚板钢结构的焊接施工是一项效率高、质量好、组织严密的复杂工作，因而为了保证焊接施工质量，需要找出影响焊接质量的因素，如焊接设备、焊接施工人员、焊接材料、钢材、施工方法等方面，只有将这些因素控制到位，才能有效保证厚板钢结构的焊接施工质量。

参考文献：

[1] JGJ 81-2002建筑钢结构焊接技术规程[S].

第7篇：高效焊接方法范文

[关键词]船舶制造 高效焊接

中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01

1 前言

船舶制造是国家十大振兴规划的行业之一，船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一，其焊接工时约占船舶制造总工时的30%～40%，焊接成本约占船舶制造总成本的30%～50%，因此先进的船舶高效焊接技术在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造质量等方面具有十分重要的作用。

2 船舶高效焊接工艺的现状

我国是世界造船大国，也正朝着世界第一造船大国的目标迈进，其船舶制造能力也在不断扩大。2005年我国船舶完工吨位突破1000万t，达到了1200万t，约占世界造船总量17%。正是在这样的一个造船总量不断攀升的大背景下，采用高效焊接来提高生产效率是船舶制造的必由之路。目前我国造船工业中常见的高效焊接技术主要有：

2.1 焊条电弧焊

（1）向下立焊焊条：与向上立焊相比，效率提高1-2倍。

（2）铁粉焊条焊接工艺：工艺简单实用，通过提高熔敷效率达到高的生产效率，一般提高50%以上。

（3）重力焊条：采用高效铁粉焊条（一般直径为5～8 mm ，长度为 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之间，常见的焊条牌号有CJ501FeZ等。

2.2 C02气体保护焊

（1）实芯焊丝

我国气体保护实芯焊丝的品种太少，今后大力扩大品种的同时，也需进一步改进实芯焊丝的工艺性能，降低飞溅、成形美观等。焊丝表面应具有防锈、功能。国内常见的牌号是E49-1和E50-6焊丝。

（2）药芯焊丝

药芯焊丝是CO2气体保护焊的主要焊材，其配合各种类型的衬垫可以实现单面焊一次成形，其特点是焊道成形美观、电弧稳定、飞溅小、全位置焊接、工艺性能良好、焊接熔敷速度快、生产率高等特点。现在船厂普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构，以后CO2气保护药芯焊丝焊接将成为船厂的主要焊接材料和工艺。

2.3 埋弧焊工艺

主要应用于平板平直焊缝，主要有单丝、多丝埋弧焊和窄间隙埋弧焊，其中应用于平面分段流水线的FCB法焊接，FCB法是铜板上撒布厚度均匀的衬垫焊剂，并用压缩空气软管等顶升装置把上述填好焊剂的铜板压紧到焊缝背面，从正面进行焊接而形成背面焊道的一种单面埋弧焊接法，焊丝为Nittetsu Y―A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底层焊剂NSH一1R，主要是保证焊缝的背面成形，表面焊剂NSH一50，主要作用是保持电弧稳定燃烧。该工艺焊接速度快，最高可达1500 mm/min。因此，需要在高速和大热量输入的情况下保证焊缝具有良好的力学性能和背面成形。另一种应用较广的方法是焊剂石棉衬垫单面焊（FAB法），它是一种单面埋弧自动焊方法，利用柔性衬垫材料装在坡口背面，并用铝板和磁性压紧装置将其固定，其特点是简便、省力、材料成本低廉。它主要应用于曲面钢板的拼接以及船体建造中船台合拢阶段甲板大口的焊接。

2.4 不锈钢焊接

不锈钢焊接多见于不锈钢管及其附件之间的对接和角接，焊接方法多采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接（MAG焊），也可采用钨极氩弧焊。根据母材的不同，对于C02半自动或自动焊焊丝，焊丝牌号常为1Crl8Ni9Ti焊丝、316L实芯或药芯焊丝，以及317L实芯或药芯焊丝，焊丝直径为细丝，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊丝；对于钨极氩弧焊，焊丝牌号一样，只是焊丝的规格为粗丝，一般为φ1.6 mm和φ2.4 mm焊丝。

2.5 活性气体保护焊焊接技术（MAG焊）

所谓的活性气体保护焊焊接技术就是采用CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，普遍应用于不锈钢的焊接。上海船舶工艺研究所开发适合船厂专用的双丝单面MAG焊接技术与装备，该项技术的主要特点是，可无间隙装配，坡口内定位焊、添加切断细焊丝，背面应用陶瓷衬垫，板厚在12～22 mm范围内可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接质量好。

3 中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊的发展以及应用

中海工业（江苏）有限公司作为我国船舶的骨干企业，未来几年随着公司3#船坞的启用以及公司转型升级的发展必然，其造船规模与总量将有大幅度提高，预计2015年达到年造船总量150万t。要实现上述目标，除了扩大生产规模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法应用，提高焊接生产效率也势在必行。因此，中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊发展趋势有以下几大特点：

3.1 焊接工艺、方法的多样化

为了适应船舶制造不同区域生产流程节奏，确保各生产节点有序按时完工，根据现代造船技术特点，焊接新工艺推广应用是解决焊接生产效率提高的唯一途径。如平面分段制造区域纵骨焊接采用多电极C02气保护自动焊，平直分段内底板、甲板对接采用双丝MAG焊。

3.2 C02气保护焊将完全替代焊条电弧焊

目前，手工焊条焊接仍是中海工业（江苏）有限公司不可或缺的主要生产工艺，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶转变，焊条电弧焊低生产效率不可能满足生产需要，自动角焊、半自动角焊、垂直自动角焊等各类C02气保护焊将替代焊条电弧焊，甚至在船坞、平台区域和曲面分段制造车间也将不再采用焊条电弧焊方法，其或许只在少量焊缝修补中可能会使用。

3.3 焊接设备向大型化、系统化、集成化、自动化转变

中海工业（江苏）有限公司由于造船模式、生产管理、工艺流程变化，对焊接生产提出了全新要求，焊接必将以机械化、自动化生产为主，这决定了选用的焊接设备具有大型化、集成化特点。以平面分段生产线为例，大拼板焊接需采用三丝的FCB单面焊接站，该焊接系统除了稳定可靠的大功率埋弧焊电源外，还应具有自动送板、准确定位、液压控制等装置。此外，需要配备高精度的跟踪器及适合于焊机精确行走的大型门架结构件。而纵骨焊接工位的多电极焊接系统可以满足多根T形纵骨同时焊接，不仅生产效率高，而且焊接变形小，该系统除焊接外，同时具备自动定位纵骨功能。另外，曲面分段、船坞、平台等生产区域需配备C02气保护自动焊、双丝埋弧焊、垂直气电焊等各类自动化焊接设备。

3.4 焊接材料的工艺、性能要求高

由于焊接方法的多样化和自动化程度提高，对焊材工艺要求进一步提高，自动化焊接势必提高焊接热输入量。为保证焊接接头综合力学性能，特别是焊缝强度、韧性等指标，船舶焊接生产中需要大量高性能焊材应用。另外，焊接自动化、机械化的高效率取决于焊接生产过程连续性，所以选用的焊材应具有稳定质量和良好的焊接工艺性。同时，为了进一步提高焊接生产效率，要求大尺寸焊缝或厚板焊接时采用高熔敷率焊材。对某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同样需要具有特殊的技术特点。

4 结语

从目前来看，中海工业（江苏）有限公司在建的船舶以常规散货船为主，但随着公司的转型升级发展以及凭借目前积累的11万吨油轮、10000箱集装箱船的建造经验，公司将有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我们应该珍惜这样一个良好契机，充分利用现代化造船船用焊接设备，通过对造船焊接工艺不断研究、改进，开发出适于中海造船的焊接生产工艺，从而加快向现代化造船模式转化，把船舶焊接技术水平提高到一个新的高度。

参考文献：

[1] 郑赞.船舶高端进口焊材国产化浅析 金属加工，2008（16）.

第8篇：高效焊接方法范文

【关键词】 窄间隙气电保护焊 环缝埋弧焊接

1 概述

1.1 以往高炉工程中，炉壳立缝采用电渣焊，电渣焊操作过程比较繁琐。体现在焊前需要事先加工好结晶器，根据炉壳各带板厚准备相应的引弧板和卡具，并且每道焊缝必须选用与焊缝长短相对应的管焊条，焊接前需要将焊缝用泥完全封闭，且焊接时焊接速度较慢，所以焊接效率受多种条件的制约。

炉壳环缝焊接采用手工焊，环缝焊接操作时较其它手工焊接方法难，效率低，容易出现缺陷，且需要多人进行焊接，为保证焊接质量，必须由技术水平高的工人进行操作。

炉壳立缝采用电渣焊，环缝采用手工焊，劳动强度高，效率低，且容易出现缺陷。

1.2 为了改善焊工作业环境，降低劳动强度，提高焊接生产率，并能获得良好的焊接成形。经过不断探索，我们总结如下：冶金高炉及热风炉这种大型钢结构的炉体（罐体）都是用厚板制成的，其接头形式大多为直线形长焊缝，焊接施工工程量大，特别适合于自动化焊接。如果应用气电立焊自动焊接操作机及环缝埋弧自动焊接操作机进行操作，可大大提高焊接的速度，获得优良的焊缝质量，且成本越来越低，应用所产生的综合效益明显。

2 窄间隙气电保护焊及环缝焊机的应用技术方案

2.1 我公司首次使用窄间隙气电保护焊及环缝焊机的应用技术是在宁波建龙2560m3高炉及配套热风炉工程中。此工程包括高炉一座，共分21带，直径最大14.2米，最小2.8米，钢材材质为Q345B，板厚40mm～80mm不等，建筑标高53.2米；热风炉三座，每座26带，直径10米，板厚22mm～80mm不等，建筑标高49.7米。重力除尘器一座，筒体直径13.04米，高12.7米，共计2500吨。

2.2 主要内容及特点

2.2.1 气电立焊是一种高效率、高质量的焊接方法。它采用药芯焊丝，外加CO2气体保护，即气渣联合保护方式，用于焊接垂直和接近于垂直位置的焊接接头。其成形采取强制成形方式。在焊缝正面用水冷滑块，焊缝背面用挡块，利用焊接小车携带焊枪、滑块在刚性轨道上运行，小车随焊缝熔池的上升而同步上升，焊缝在水冷滑块作用下强制一次成形。可获得美观的焊缝成形和优质的焊缝质量。可焊板厚范围：单面焊8～35mm，双面焊26～55mm，可焊板宽1200～3300mm。

2.2.2 环缝埋弧焊是利用特殊的焊接工艺装置采用普通埋弧自动焊机进行环缝焊接的一种特殊形式，一般用于焊接横向水平直焊缝和横向水平环焊缝。该方法利用较小的焊接电流、电弧电压和较高焊接速度，获得在横向上的焊接成形。埋弧焊焊接电弧在焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露，焊接过程自动进行，焊接环境良好。它采用多层多道焊接工艺，焊接熔敷率是手工电弧焊的5～6倍，焊接成本为手工电弧焊的60%以下。可焊板宽1400～2600mm，可焊罐体直径大于5m。

2.3技术方案

2.3.1气电立焊所焊焊缝位置垂直或接近于垂直方向，电弧轴线方向和焊缝熔深方向成直角。

中薄板采用V型坡口：最大可焊厚度35mm，坡口在外，在外面焊接。不管钢板厚度多大，坡口正面都为：17+1mm，背面都为：5+1mm，如图1（1）；中厚板采用X型坡口：最大可焊厚度55mm。不管钢板厚度多大，外面坡口都为：17+1mm，间隙为：6+1mm，如图1（2）。大于55mm板，外面放铜排，先在内面用手工电弧焊打底至55mm坡口，再自动焊接。

2.3.2.环缝埋弧焊采用多道多层焊接工艺，打底焊道是最关键的一条焊缝，打底焊道易出现焊穿、夹渣、未熔合、气孔等缺陷，打底焊道的好坏直接影响下一焊道的焊接质量和操作施焊的难易程度。由于坡口宽度，间隙不完全一致，所以要根据每一段坡口的条件，改变焊接速度，保证打底焊道的焊肉均匀一致、上下熔合良好。打底焊道修补好后再焊接下一道焊缝，焊好打底焊道，是保证焊接质量的前提。焊接下一道焊缝前，应对前一道焊缝进行修整。根据情况可以开不等边K形坡口，焊接时，先焊外壁，后焊内壁。焊枪角度在25°～30°为宜。坡口形式、压道方式如图2（1）、图2（2）。

2.3.3.焊接规范参数均根据焊接工艺评定试验确定。

2.3.3.1环缝埋弧焊焊接工艺参数

焊接电流300－350A

电弧电压24－38V

焊接速度0－2000mm/min

快行速度2000 mm/min

2.3.3.2气电立焊焊接工艺参数

焊接电流300－400A

电弧电压24－38V

焊接速度0－1000mm/min

2.3.4.最低预热温度（如表1）

2.3.5.预热的加热区域应在焊接坡口两侧宽度应为施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm，预热温度应在施焊处反面测量。

2.3.6.消氢处理的加热温度为200－250℃，保温时间应依据板厚按25mm不小于0.5小时，且总保温时间不小于1小时确定。达到保温时间后缓冷至常温。

2.4. 实施效果

气电立焊与电渣焊相比，焊接热影响区小，焊接应力小，能够提高焊接部件的内在质量。环缝埋弧自动焊与手工焊相比，能够利用较小的焊接电流、电弧电压和高的焊接速度，获得焊缝成形。其劳动强度小，焊接自动化程度高，焊接环境好。

窄间隙气电保护焊及环缝焊机的应用，减少了人力投入，减少了人为因素对质量的影响，能提高生产率，获得优美的焊缝成形和优质的焊接质量。

气电立焊可广泛用于罐体、高炉、船体、管道等钢结构立缝的自动化焊接，环缝自动焊用于焊接横向水平直焊缝和横向水平环焊缝，其操作简单、方便，且自动化程度高，质量好，速度快，能提高效率，降低工程成本，效果很好，目前已在我公司内广泛应用。如果这两项技术在更大范围内推广，将能获得更好的综合社会效益。

2.5坡口与板厚的关系

在同行业中率先使用窄间隙气电保护焊及环缝焊接技术，并在实施过程中，经过做焊接工艺评定试验，反复试焊，确定了关键技术，确定了坡口与板厚的关系。

2.5.1窄间隙气电立焊坡口尺寸不随钢板厚度而改变，钢板厚度不同，坡口角度相同。

2.5.2环缝埋弧焊开不等边K形坡口，焊接时，先焊外壁，后焊内壁。改变了以往埋弧焊仅限于平焊位置的传统方法。

2.5.3与现场实际相结合，通过试验，确定了合理的焊接工艺参数。

2.5.4根据焊接工艺要求，确定现场条件。

2.6 容易出现的问题及改进措施

气电立焊在所有电弧焊方法中其焊接生产率为最高，它的焊接生产率是手弧焊的30多倍，焊接板厚20mm、长2400mm的立缝，气电立焊仅用20分钟，而手弧焊要用10小时。

环缝埋弧自动焊焊接熔敷率是手工电弧焊的5～6倍。考虑坡口截面、熔敷速度、纯焊接时间等因素，焊接一座5万立方米的大型贮油罐其横焊的焊接成本为手工电弧焊的60%以下，焊接生产率高，大大减轻了工人的劳动强度，减少了原材料及能源的消耗，提高了焊接质量。

容易出现的问题：气电立焊及环缝埋弧自动焊在送丝速度一定的条件下，电流太大或电压太高，能量将增大，焊缝表面容易出现气孔、夹渣、咬边、接头不良等现象，而且探伤不合格，影响焊缝质量。

改进措施：进行焊接工艺评定试验，并在合格后，制定焊接工艺规范，确定焊接方案。在焊接时，把电流或电压控制在焊接工艺评定确定的参数范围内。

3 窄间隙气电保护焊及环缝焊机的应用技术取得的效益

3.1经济效益（如表2）

3.2社会效益

我公司自2003年推广窄间隙气电保护焊及环缝焊机的应用技术以来，主要应用于冶金高炉炉体及热风炉等大型钢结构主体结构的焊接。立缝气电立焊操作机同横缝埋弧自动焊操作机组合配套使用是实现贮油罐、高炉等大型钢结构自动化焊接的理想设备。

我公司把这两项先进的焊接技术积极投入到施工中，提高了我公司的焊接技术水平，树立了我公司形象及品牌，为我公司以后承建此类工程创造了良好的信誉。

该举措缩短了工程工期，并使业主投入周期明显缩短，见效快，给业主提前带来效益。这两项先进焊接技术的应用，提升了我公司的市场竞争力，为我公司在钢结构市场中占有不可动摇的地位打下了坚实的基础，并为我公司开拓非冶金市场创造了有利条件，其综合社会效益是无可估量的。如果此两项技术推广开来，应当说是该行业的一场革命，充分体现出现代化科学技术的生产力！

4 推广应用情况

2003年4月-2004年3月，在宁波建龙2560m3高炉工程中首次应用气电立焊及环缝埋弧自动焊技术，用于高炉及热风炉壳体的焊接。

2003年6月-2004年4月，推广用于莱钢大H型钢生产线2#1880m3高炉钢结构工程高炉及热风炉壳体的焊接

2004年3月-2004年6月，推广用于承德1260m3高炉工程高炉及热风炉壳体的焊接。

2004年6月-2004年8月，推广用于本钢3#2560m3高炉工程高炉及热风炉壳体的焊接。

2005年2月-2005年10月，推广用于莱钢银山前区1#、2#两座1000m3高炉工程高炉壳体的焊接；宣钢1880m3高炉热风炉工程热风炉壳体的焊接。

2006年2月-2006年10月，推广用于承德2500m3高炉工程。

目前正应用于我公司承建的所有高炉工程及热风炉工程的焊接。

5 结论

此两项新技术的应用，使我公司获得了良好的综合效益。不仅节约了成本，还大大提高了生产率，缩短了钢结构工期，为业主早创效益争取了宝贵的时间，大大提升了我公司的市场竞争力，非常值得推广。

参考文献

[1] 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001

[2] 建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002

[3] 高炉立缝自动焊接操作机说明书 沈阳大学焊接自动化研究所

[4] 横缝埋弧自动焊操作机说明书，沈阳大学焊接自动化研究所

第9篇：高效焊接方法范文

工程质量现状。为了提高油气集输管线工程质量，对油气外输、站内工艺、单井进站管线的施工质量情况的统计显示，目前的工程质量参差不齐，工程评分合格的多，优良的少，有些工程投产后一年内就出现问题。工程的优良率低，返修的多，我们分析解决用质量控制的方法在近期内提高现场施工一次合格率和工程优良率。

工程进行质量控制。质量控制不仅涉及到技术方面，而且还包括企业的组织管理方面。各个阶段，各个方面的质量活动并不是相互孤立的，而是相互联系的。于是，就必须将质量问题作为一个有机的整体来考虑，运用系统工程的原理和方法去进行控制，这样才能取得质量和质量活动整体最优的效果。为了实现质量控制系统的整体最佳化，就必须实现人、管理和技术三者的有机结合，并以人作为一切活动的主体。质量控制应用质量控制方法对油田集输管线的分析

针对管线焊接的主要因素，认真的分析了原因，找到了各种的影响因素及应对措施。

对人员素质，现场施工的人员通过监督检查和施工队伍的规范，全部具有焊工专业证书，人员也要求有多年工作经验的同志。环境因素由于受到建设单位的工期安排和现场的勘探等的要求，促进大力的改善，质量保证资料和施工组织规划各个单位都能很认真的编写和执行，对于专业的施工队伍要求能认真的履行职责，使得资料的缺陷对质量影响减小。

对工艺措施由于发现和开采的油气田地处边远地区，地理、气候、地质条件恶劣，社会依托条件较差，给施工带来很多困难，现场对口焊接时，为了提高效率，一般是在对好的管口下放置基础梁木或土堆，在对前一个对接口进行焊接的同时，开始下一个对接准备工作。这将产生较大的附加应力。为适应管线钢的高强化、高韧化、管壁的厚壁化出现了多种焊接方法、焊接材料和焊接工艺。手工焊主要为纤维素焊条下向焊和低氢焊条下向焊。管线材料力学性能方面管线钢的主要力学性能为强度、韧性和环境介质下的力学性能。

钢的抗拉强度和屈服强度是由钢的化学成分和轧制工艺所决定的。输气管线选材时，应选用屈服强度较高的钢种，以减少钢的用量。但并非屈服强度越高越好。屈服强度太高会降低钢的韧性。选钢种时还应考虑钢的屈服强度与抗拉强度的比例关系一屈强比，用以保证制管成型质量和焊接性能。钢材的断裂韧性与化学成分、合金元素、热处理工艺、材料厚度和方向性有关。管线钢在含硫化氢的油、气环境中，因腐蚀产生的氢侵入钢内而产生氢致裂纹开裂。

焊接材料。管道焊接施工中采用的焊接材料有纤维素型焊条、低氢型焊条、自保护药芯焊丝和CO2气保护实芯焊丝。纤维素型下向焊条的药皮中含有30-50%的有机物，具有极强的造气功能，在保护电弧和熔池的同时增加了电弧吹力，适合于全位置单面焊双面成型。低氢型下向焊条的药皮中含有铁粉，可增加熔敷效率，提高焊接接头力学性能，适用于山区、水网等地形复杂或焊接自动化程度要求不高的场合。使用一般的直流焊机进行纤维素型焊条焊接，在小电流时易出现断弧、粘条、电弧不稳等问题。

管线钢的焊接性。随着管线钢碳当量的降低，焊接氢致裂纹敏感性降低，为避免产生裂纹所需的工艺措施减少，焊接热影响区的性能损害程度降低。但由于焊接时管线钢经历着一系列复杂的非平衡的物理化学过程，因而可能在焊接区造成缺陷，或使接头性能下降，主要是焊接裂纹问题和焊接热影响区脆化问题。管线钢由于碳含量低，淬硬倾向减小，冷裂纹倾向降低。但随着强度级别的提高，板厚的加大，仍然具有一定的冷裂纹倾向。在现场焊接时由于常采用纤维素焊条含氢量高的焊材，线能量小，冷却速度快，会增加冷裂纹的敏感性，需要采取必要的焊接措施焊接热影响区。脆化往往是造成管线发生断裂，诱发灾难性事故的根源。

油气集输管线工程制定质量控制措施

管材力学性能。钢在经反复拉伸压缩后，力学性能会发生变化，强度降低，严重的降低15%，即包申格效应。在定购管线时必须考虑这一因素。可采取在该级别钢的最小屈服强度的基础上提高40-50MPa。应尽可能降低钢中C、S、P的含量，适当添加V、Nb、Ti、Ni等合金元素，采用控制轧制、控制冷却等工艺，使钢的纯度提高，材质均匀，晶粒细化，可提高钢韧性。目前采取方法多为降C增Mn。

焊接工艺。手工电弧焊包括纤维素焊条和低氢焊条的应用。手工电弧焊上向焊技术，它是管道施工中的主要焊接方法，其特点为管口组对间隙较大，焊接过程中采用息弧操作法完成，每层焊层厚度较大，焊接效率低。手工电弧焊下向其特点为管口组对间隙小，焊接过程中采用大电流、多层、快速焊的操作方法来完成，适合于流水作业，焊接效率较高。由于每层焊层厚度较薄，通过后面焊层对前面焊层的热处理作用可提高环焊接头的韧性。手工电弧焊方法灵活简便、适应性强，其下向焊和上向焊两种方法的有机结合及纤维素焊条良好的根焊适应性在很

焊接材料。为保证输线路工程环焊接头的强韧性，经工艺试验选择使用了下表所示的焊接材料。

低氢型焊条对弧焊设备的要求较低，一般的直流弧焊设备即可满足要求。管道施工中手工电弧焊推荐选择的焊机有美国LIN，COLN公司的DC-400，美国MILLER公司的XMT-304，北京时代集团公司的ZX7-400B，济南奥太公司的ZX7-400ST等。

管线钢的焊接性

出现局部脆化主要有两个区域，即热影响区粗晶区脆化，是由于过热区的晶粒过分长大以及形成的不良组织引起的，多层焊时粗晶区再临界脆化，即前焊道的粗晶区受后续焊道的两相区的再次加热引起的。

油气集输管线工程开展质量控制后的效果