焊接工艺精选(九篇)

第1篇：焊接工艺范文

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。

二、工艺窗口

简单来说，无铅的工艺挑战或工艺难处，在于其工艺窗口相对锡铅技术来说是缩小了。例如器件的耐热性，在锡铅技术中一般为240℃，到了无铅技术，IPC和JEDEC标准中建议必须能够承受260℃的峰值温度。这提高只是20℃。但在合金熔点上，从锡铅（Sn37Pb）的183℃到SAC305的217℃却是提高了34℃！这就使工艺窗口明显缩小。使工艺的设置、调整和控制都更加困难。

如果不采用较高成本的低温无铅合金，你的最低温度（约235℃），几乎已经是锡铅技术中的最高焊接温度了。而如果你采用美国NEMI的建议，也就是使用SAC305和焊接温度在245到255℃时，你的热-冷点温度窗口只有10℃，而在锡铅技术中这温度窗口有30℃之多。

无铅器件的耐热标准，目前多认同确保在260℃最高温度上，这距离推荐的SAC305合金的最高焊接温度只有5℃。如果我们考虑测量设置的系统误差（注二）的需要保留6℃，以及业界许多回流的波动性时，我们根本无法使用高达255℃的温度。

三、工艺设置

回流焊接的工艺设置，就是通过炉子的各温区温度，以及传送链速度的设置来取得最适当的“回流温度曲线”的工作。最适当的意思，表示没有单一的曲线是可以供所有用户使用的，而必须配合用户的材料选择、板的设计、锡膏的选择来决定。不论是锡铅技术还是无铅技术，其实工艺设置的方法都是一样的。所不同的是其最终的参数值。基本上，无铅由于前面提到的工艺窗口缩小的问题，使得工艺设置的工作难度较高。这需要更高的工艺能力，以及对技术的了解和掌握上做得更完整更细化。

工艺设置的首要条件，是用户必须知道所要焊接产品的温度时间要求。对于大多数用户来说，这就是回流曲线规范。为了方便技术管理，一般只制定了一个规范，规范中清楚地指出了各参数的调整极限。在锡铅技术中，绝大多数用户的这个规范曲线都来自锡膏供应商的推荐。在工艺窗口较大的锡铅技术中，人们遇到的问题似乎不大（但绝非没有问题）。但进入无铅后，这种法未必可靠。原因是锡膏并非决定焊接温度曲线的唯一因素，以及供应商提供的曲线并不精确。在掌握工艺技术较好的企业中，选择锡膏前都必须对锡膏等进行测试评估。

器件焊端镀层是另外一项没有被仔细了解和控制的材料参数。镀层的材料（例如NiPd或Sn等等）、镀层的工艺（例如无极电镀，浸镀等等）、以及镀层的厚度，将决定用户的库存能力，可焊性以及质量问题或故障模式。而这些也会因为无铅技术到来而有所变化。以往不太需要注意的，现在也许会成为不得不给予关注的。PCB焊盘的镀层也一样，材料、工艺和厚度都必须了解和给予适当的控制。总之，要有良好的工艺设置，用户必须首先知道自己的材料和设计需求。从需求上制定应该有的温度曲线标准。

四、工艺管制和监控

以上所谈的内容，如果掌握得好，就能协助用户设置出一个较好的回流焊接工艺。而在整个产品产业化过程中，以上的内容要点可以协助用户进行试制和试生产的工艺阶段。当以上工作处理好后，接下来的就是面对批量生产了。批量生产的重点，在与推动快速生产的同时，确保每一个产品都是完好地被制造出来。所以我们就有所谓的质量管理工作和责任部门。

时至今日，大多数工厂的质量管理，还是较依赖传统的一些检验和返修的做法。例如采用MVI（目检）、AOI（自动检验）等手段，配合以一些量化统计做法如SPC等。但在今天的先进生产技术中，这些都属于较落后的手段方法。以下指出几个常遇到的缺点。

1．对故障的改正成本高；

2．属于事后更正的概念，无法取得零缺陷成绩；

3．目前的检查技术无法检出所有问题（一些故障的可检性还不好）；

4．目前检查技术在速度和精度上都还跟不上组装技术；

5．太多和滥用检查技术，反会对它形成不良的依赖性，而忽略了从工艺着手；

6．SPC不适合于小批量和高质量的生产模式。这情况下其能力非常低。

较好的做法是检查设备和工艺能力，控制过程，而不是检查加工的结果（也就是产出品的检查）。厂内的所有炉子的性能必须给予测量和量化。在保养管理中确保Cm和Cmk的受控。这是良好质量的前提条件之一。这方面的讨论不在本文的范围之内。而工艺能力以及加工过程的控制，在生产现场又如何进行呢？

我们不可能对每一个产品都焊上热耦。有一种技术可以做到，就是非接触式测量的红外测温技术。曾有炉子供应商在炉子内部设计这样的温度监控，但由于技术不成熟，效果不理想而最终没有大量推广。过后就没有见到有开发这类技术的。

这类系统通过以下的途径提供用户很好的质量控制方法：

1．100%不间断的检查；

2．实时测量和监督；

3．提供预警；

4．完整的纪录方便质量跟踪；

5．完整的报告可以提高客户的信心。

第2篇：焊接工艺范文

关键词：Plasma；焊接缺陷；参数；距离；母材间隙

1引言

随着我国科技开发能力和经济实力的发展，近年来以奇瑞、吉利、比亚迪、长城以及一汽、上汽、东风、长安、广汽、北汽等自主品牌为代表的一大批本土轿车企业纷纷崛起，再加上一大批的合资汽车企业，汽车行业的竞争日趋激烈。要想在激烈的竞争环境中脱颖而出，不仅仅需要过硬的产品质量，更需要有竞争力的价格。这就需要企业在保证产品质量的前提下降低成本。其中车门使用分体式窗框代替传统的整体式窗框大大的减少了板材成本，此种窗框在现在的车型中被广泛运用。窗框与门内外板的连接无法采用传统的电阻焊技术完成，Plasma被广泛运用四门于窗框与门内外板的连接。Plasma焊接技术虽然已经运用到了航空航天[1][2][3]、船舶[4]、汽车[5]等各种领域，但是Plasma焊接在焊接质量上仍然存在很多问题，通过研究Plasma焊在汽车车门焊接过程中焊枪与板材的距离及板材间的间隙对焊接质量的影响，从而得到合理的控制范围，达到最终提升Plasma焊接的效率和质量的目的。

2Plasma焊的优点

Plasma焊接是最短电弧的焊接方法，使用钨极焊接，因此属于非熔化极气体保护焊，使用压缩电弧，其与普通的气体保护焊相比，有以下优点：潘飞李钢上汽通用汽车有限公司武汉分公司车身车间湖北省武汉市430200摘要：Plasma焊接工艺因其较好的焊接外观广泛运用于汽车行业的车门内外板与窗框的连接中，但由于Plasma焊接工艺影响因素较多，焊接不稳定，容易造成焊接咬边、烧穿、焊偏、未熔合、表面凹坑等缺陷，极大影响了生产效率及产品质量，本文通过验证Plasma焊枪导电嘴与车门较长母材的距离；焊枪导电嘴与车门较短母材的距离；车门焊接母材之间的间隙三种关键参数对焊接质量的影响，得出这三种因数控制的合理范围，从而提升Plasma焊接工艺稳定性和质量。关键词：Plasma；焊接缺陷；参数；距离；母材间隙（1）相同的材料及板厚具有较高的焊接速度；（2）焊接飞溅小[6]的优良焊缝质量；（3）更小的热影响区，较少变形；（4）单面焊双面成形；（5）通过精确控制填充材料提高焊缝搭桥能力；（6）使用热丝功能降低焊缝高度；（7）等离子小、弧提高、钨极使用周期长；

3Plasma焊接质量缺陷及控制研究

3.1Plasma焊常见缺陷。虽然Plasma焊接有诸多的优势，但是由于弧焊稳定性的欠缺在实际的运用过程中极易产生质量缺陷，常见的质量缺陷有焊接表面凹陷、局部焊穿、焊点偏移等缺陷，这些焊接缺陷极大的影响焊点外观，同时影响造车效率，返工过程更是浪费人力物力，造成极大的浪费，不利于车间的精益化生产。3.2影响Plasma焊接质量的主要因数。在正常的生产过程中，控制好焊接的焊机基本参数及Plasma焊机脉冲参数外，还是会出现大量的焊接缺陷，在不断的实验验证过程中发现影响Plasma焊接在车门表面的质量缺陷参数主要还有a：焊枪导电嘴与较长母材的距离；b：焊枪导电嘴与较短母材的距离；c：焊接母材之间的间隙详见图一。图1Plasma焊接示意图acb焊丝工件间隙位置度3.3影响Plasma焊接质量参数范围确定。首先针对a、b值的不同，c=0.2mm恒定进行验证，如表1，最终对于a值要求范围为0~0.5mm，b值要求范围为0~1.3mm的情况下焊接表面质量较好。针对c值不同，验证c值对焊接缺陷的影响详见表2，在c值不大于0.5mm的情况下，焊接表面质量状态较好。板材a值偏大或者b值偏大，焊丝熔化于两层板的宽度不均匀，或者a值偏大导致熔滴过渡不均匀，严重时导致其中一层板未熔合，容易形成焊偏、未融合缺陷；a值偏大或者c值偏大会导致熔敷量不足或者未熔敷，焊缝产生凹陷，c值偏大电弧熔化热被单层板吸收，容易形成烧穿和咬边缺陷，因此只有合理的控制a、b、c值得范围才能有效的控制Plasma焊接表面缺陷。

4结语

新英朗车门Plasma焊接通过控制焊枪导电嘴与较长母材的距离a不大于0.5mm；焊枪导电嘴与较短母材的距离b不大于1.3mm；焊接母材之间的间隙c不大于0.5mm将GCA（全球客户评审）针对Plasma单车缺陷分值由2.8分降低到0.4分，改善量近90%；另一方面，通过提升Plasma的焊接质量每天减少焊点返工时间2.5小时，极大的提升了现场的生产效率。

作者:潘飞 李钢 单位:上汽通用汽车有限公司武汉分公司车身车间

参考文献：

[1]杨涛.Plasma-MIG电弧耦合机制及2219铝合金焊接工艺研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

[2]杨涛，许可望，刘永贞，高洪明，吴林.Plasma－MIG复合电弧焊接特性分析[J].焊接学报，2013，34（5）：62-66.

[3]孙磊.Plasma-MIG焊接熔滴过渡及焊缝成形的实验研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2007.

[4]许可望，杨涛，李维锋，高洪明，孙强.D06海洋平台用钢Plasma-MIG复合电弧焊接工艺研究[J].电焊机，2014，44（3）：83-88.

第3篇：焊接工艺范文

关键词：现代机械；机械产品；焊接工艺

中图分类号：TK226 文献标识码： A

引言

随着时代的不断进步，科技的日新月异，人们对于能源的意识也越来越高，由此就使得高效焊接工艺出现在人们的生活中。但是，目前，在我国高效焊接工艺的应用并不广泛，这就导致我国的焊接水平不如发达的国家，因此加强对高效焊接工艺推广非常有必要。同时，越来越重视高效焊接工艺研究，以高效焊接工艺研究现状为主题为大家展开论述。随着新中国的成立我国也逐步成长起来国民经济和人们的生活水平也逐步提高成为了一个发展中的大国但是在这样的情况下，我国的焊接量达不到我们需要的水平造成这种现象的原因就是高效焊接工艺应用的范围不够广，并且在一定程度上限制了我国的发展为了改变这种现状我们应该加强对高效焊接工艺的研究。

一、我国焊接工艺的现状

就目前我国焊接工艺现状来说，其设备和技术力量经过不断地发展，已经发展成为一个设备较为齐全、技术力量较为完善的工艺体系。我国的焊接工艺在焊接设备和材料及技术上有了很大发展，部分产品以接近国际先进水平。尤其是我国的焊接技术，已经将材料学、力学、热处理学、自动控制学、电子学、检验学等学科整合起来，形成一门综合性的学科。焊接技术作为现代的主导制造工艺技术已逐渐参与到产品的主寿命过程中，也就是说，焊接技术参与到设计开发、工艺制定、制造生产、运行分析、维护循环等各个层次中。焊接技术集合原材料、结构设计、焊接工艺、焊机设备及工艺装备、焊接过程中的环节处理与监督等技术过程，由单一的加工工艺逐渐发展为综合性的工程技术。下面进行具体分析。

1、全国范围内逆变式焊机技术的推广应用

逆变式焊机具有很多优点，其不仅节约能源、节省材料，还具有自动智能化、多功能等特点。大功率逆变技术受到关注，其中1000A埋弧和630A手工弧焊应用广泛，离子切割工艺已经得到成熟应用。逆变式二氧化碳焊机技术逐渐走向成熟，其中的脉冲、交流方波焊接设备为实现高档焊接的结构要求，引入波形控制、一元化调节等技术的同时，增加了功率（不得超过630A），使其焊接效果更好。

2、波控、智能、自动及半自动焊接技术初步发展

焊接电流在传感器、数据库、数字化控制的调节下可使其精细化、智能化，通过神经网络控制能将焊接技术精密化、科学化。目前，我国科学研究领域已经达到或接近国际的先进水平，但是，在实际的推广应用上，还没有实现同步，与国际的应用水平还存在较大差距。

3、焊接设备的制造能力及水平整体提高

目前，我国成套、专用的焊接设备的制造能力及水平随着用户要求的提高而得到迅速发展。其中专用设备的基础件和配套件的选择上要求严格，通用产品基本上到达或接近国际水平。

二、提高焊接熔敷率新工艺

1、T.LM.E.焊接工艺

在没进入21世纪的时候，人们对科学的意识还很淡薄，就有人提出了这种焊接工艺这种焊接工艺。是在之前的焊接工艺的基础上，进行的改变。将焊接电流提高，充分提高焊接效率的一种新的焊接工艺。在我们利用保护的四种气体当中，每一种气体都有其特有的作用。并且T.LM.E.焊接工艺是利用的氦气和氢气这二种特殊气体，加上一点氧气和二氧化碳进行保护，从而提高焊接量，到达我们需要的高效焊接工艺。在T.LM.E.焊接工艺当中，我们应用的原理是将焊接电流提高，从而将焊丝伸出长度增加，使得其电阻变大。He具有高电离能，可提高弧压和电弧量；Ar电离能较低，保证电弧燃烧稳定，维护容易，分解成CO2和自由氧，使电弧冷却，捉使弧压增高；O2的存在有利于电弧的稳定，同时能够降低熔池的表面张力，改善润湿性。各种保护气体综合作用的结果，能够增加电弧电压，提高射流过渡临界电流值，以便在大电流下得到稳定的熔滴过渡方式，同时还能保证焊缝成形良好。为提高焊丝电导率同时保证高速送丝的稳定性，一般采用镀铜焊丝。

2、添加金属粉TIG/MIG工艺

焊接这项技术在很早以前就开始出现，并随着时间的推移，人们开始会一点一点将其完善，逐渐提高焊接的效率。焊接的时候加入一些金属粉，能够提高焊接效率。是一种非常适用的高效焊接工艺，也是人们智慧的结晶。因此，这种焊接工艺最重要的部分就是金属粉，其的大小直接决定我们焊接的水平。但是，在很早以前，人们并没有认识到这个问题。使用的金属粉都比较的随意，有什么就使用什么。之后人们才发现金属粉比较大，从而使得有时发生焊丝切断的现象，也真正明白了金属粉大小的重要性。同时，随着科技的日益发展，人们为了这种焊接工艺的效率变得更高，开始不断想方设法将金属粉的大小改变，其主要是让其变得非常的小。为了使得焊接工艺变得更加完美，我们可以再加一些合金化元素，促进熔池冶金反应的进行，有效改进焊接的问题。

三、我国焊接工艺未来发展方向

1、合理配置焊接材料产品结构、拓宽焊接应用领域

我国焊接工艺还处于手工电弧焊比重较大阶段，调整焊接材料产品结构的前提是广泛推广逆变式二氧化碳焊机技术。推广逆变式二氧化碳焊机技术能提高能源利用率，节省焊接材料，是焊接技术向自动化、智能化方向发展。推广逆变式二氧化碳焊机技术的同时，还要规范气体保护焊丝的品种规格，满足质量要求，实现其顺利发展。随着焊接技术的发展，其应用也深入到各个领域当中，未来会有更多的领域将应用到焊接工艺。一方面，机械工业领域中的大型或中大型结构将采用以焊代铆、以焊代锻的焊接工艺。焊接工艺也将为适应航天环境、海洋环境、低温及高温环境而研发设计特殊装备、技术及材料。其中，离子焊接及固态焊接工艺中的激光焊、电子束焊等特殊焊接工艺技术及设备将有广阔的发展空间。另一方面，小型或微型的主要应用与维修工作的精密焊接机的发展前景也很广阔，其价格低廉、实用性强，将随着汽车工业中对通用电阻焊设备及专业电阻焊设备的需求的增加而得到快速发展。

2、焊接工艺自动化、智能化、科技化全面发展

我国焊接工艺自动化、智能化应用水平还不是很高，近十几年来没有取得较大突破，与国际先进的焊接工艺相比还存在较大差距。为实现焊接工艺的科技全面发展，使之成为融合各个知识学科为一体的综合学科，保证焊接工艺质量的同时提高劳动率，改善劳动环境，将焊接工艺从依靠人工技术转化到依靠设备技术上，适应时代的发展。首先，开发先进设备，完善焊机功能。焊接技术的发展需要建立在焊接设备的研发上，焊接设备应综合电气、机械、电力电子技术、计算机技术、自控技术、数字化控制技术等多门技术知识，将具有焊接参数自动检测、焊接工艺自动调整和操作、焊后检查等功能的焊接设备引入到当今市场中。将焊接设备从电磁控制时代转化到电子控制时代。其次，将电子逆变技术广泛推广，实现彻底取代传统焊接技术的新局面。逆变技术在手工焊及电阻焊设备中具有应用价值，其具有效率高、节约能源与材料、易于实现焊接自动化等优点。而且逆变技术能通过提高焊接电源的动态响应来大大提高焊接设备的性能。针对目前电力电子技术和大功率半导体的发展应用，逆变技术将在未来市场占据主导地位，逐渐替代传统焊接工艺。最后，高效、自动化、智能化电焊设备广泛应用。我国当前的成套、专用焊接设备生产应用已经趋于成熟，高效、半自动化的电焊设备逐渐受到人们的关注。气体保护焊、次级整流电阻焊、电子束/激光焊接技术、电阻焊质量监控技术、焊接传感及检测技术以及相应的设备都取得了较大的发展。以前的焊机的结构设计主要追求简单实用、安全可靠，其设计目的均为减少重量、降低成本。未来的焊机结构设计除考虑上述因素外，还要考虑其自动跟踪、检测调整、分析焊接质量和质量监督系统。除此之外，随着单片机、弧焊机、成套焊接设备的群控技术的发展，电子计算机和焊接机器人将在焊接工艺中得到广泛应用，以实现焊接工艺智能化、科技化的全面发展。

结束语

我国焊接工艺随着科技的进步、时代的发展已经取得了很大的进步，但是与国际先进的焊接工艺相比，仍存在许多问题。自动化、智能化、节能高效的焊接工艺的开发和推广应用仍需不断加强。

参考文献

[1]范永兴.现代机械焊接工艺的应用[J].山西师范大学学报（自然科学版）.2010（S2）.

第4篇：焊接工艺范文

【关键词】焊接、发展、认可、工艺

中图分类号： P755.1 文献标识码： A 文章编号：

The welding procedure qualification and its application

【Abstract】In recent years, with the rapid development of the shipping industry and shipbuilding, the world shipbuilding industry to China's industrial transfer, led to large-scale shipbuilding heat in coastal areas along the Yangtze River in China. Of all sizes, ranging from private shipbuilding enterprises throughout the more economically developed coastal areas along the Yangtze River. Emerging private shipbuilding enterprises to apply for the construction of CCS-class ship, the welding process is one of the necessary conditions for recognition as he began to build the shipyard and surveyor attaches great importance to the reasonable development of the welding process and the implementation of the construction process welding process directly affects the the quality of the construction of the ship.

【Key words】Welding, development, approval, process

近几年，随着航运业和造船业的迅猛发展，世界造船业向中国的产业转移，在我国沿海沿江地区引发了较大规模的造船热。各类规模不等的民营造船企业遍布在经济较为发达的沿海沿江地区。新兴的民营造船企业申请建造CCS级船舶时，焊接工艺认可作为开工建造的必要条件之一受到船厂和验船师的高度重视，焊接工艺的合理制定和建造过程中焊接工艺的执行程度直接影响着船舶的建造质量。

一、焊接工艺规程的制定

船舶开工建造前，造船厂应根据自身的技术条件和生产设备等因素，同时结合批准图纸中的钢材使用型号制定详细的工艺规程。

工艺规程因钢材等级或焊接方式而不同。按钢材等级可分为一般强度钢和高强度钢的焊接工艺规程，一般强度钢按韧性分为A、B、D、E 4个等级，高强度钢按其最小屈服强度划分强度等级，其中每一个强度等级又按其冲击韧性的不同分为A、D、E、F 4级。通常情况韧性级别高的材料焊接工艺试验通过后，可将此工艺用于韧性级别较低的材料中。按焊接方式可分为：对接焊工艺、角接焊工艺、T型全焊透工艺等，对接焊又可细分为埋弧自动焊、手工对接焊（平、立、横、仰）、CO2气体保护对接焊（平、立、横、仰）等；角接焊可细分为手工角接焊（平、立、横、仰）、CO2气体保护角接焊（平、立、横、仰）等；T型全焊透工艺在船舶建造中一般使用在高应力区，如主甲板和舷顶列板、主甲板和舱口围板、双层底旁桁材和内底板斜坡板的折角处的角焊缝。焊接工艺因钢材等级和焊接方式的不同而名目繁多，因此船厂要结合自身的生产设备、生产经验和技术条件制定一套适合自身发展的工艺规程尤为重要。

通常中小型船厂最常用的板材焊接工艺规程包括以下几种（钢材等级按船厂需要）：

a、埋弧自动平板对接焊（焊接位置为平焊；焊接材料有一般强度钢焊丝如H08MnA，高强度焊丝如H10Mn2A等）。

b、手工对接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊接材料有钛钙型焊条如J422，低氢型碱性焊条如J507。）

c、CO2气体保护对接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊丝有一般强度钢焊丝如H08MnA，高强度钢焊丝如H08Mn2A。）

d、手工角接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊接材料有钛钙型焊条如J422，低氢型碱性焊条如J507。）

e、CO2气体保护角接焊（焊接位置分平、立、横、仰；焊丝有一般强度钢焊丝如H08MnA，高强度钢焊丝如H08Mn2A。）

f、CO2气体保护单面焊双面成形对接焊（焊接位置多为平焊、立焊。）

g、T型全焊透角接焊（因分段可翻身，焊接位置以平焊居多；焊接区域多为高应力区，以手工507和CO2气体保护焊为主。）

h、铸钢件对接焊（通常适用于尾柱焊接，尾柱多为铸钢件，一般采用电渣焊，但中小型船厂通常无电渣焊设备，可采用手工507焊接。）

编制整套焊接工艺规程时，每一种焊接工艺均应按CCS《材料与焊接规范》要求包括以下所适用的内容：

1）钢材的牌号、级别和厚度；

2）焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）的型号、等级和规格，尤其应该注意是否与焊接母材的等级相匹配；

3）焊接设备的型号；

4）钢材焊接时的坡口型式；

5）焊接位置（如平、立、横、仰等）；

6）焊道布置和多道焊接顺序；

7）焊接规范参数（焊接电流-交流或直流、电源极性-正极性或反极性、电压、焊接速率、保护气体流量等）；

8）焊前预热和道间温度、焊后热处理及焊后消除应力的措施；

9）焊接环境。

二、焊接参数的正确选择

焊接参数是指焊接过程中的一些基本参数，因不同的焊接方式而不同，现分别以手工电弧焊、埋弧自动焊和CO2气体保护焊进行分析。

1、手工电弧焊焊接参数主要包括焊条直径、焊接电源极性、焊接电流强度、电弧电压、焊接速度和焊接层数等。

焊条直径的选择取决于钢材厚度、接头型式、焊接位置和焊接层数。厚度较大的焊件应选用较大直径的焊条，搭接、T型接头和平焊缝用焊条直径应大些、立焊次之、仰焊和横焊应最小，这主要是为了溶池的大小，仰焊和横焊时用较小的焊条可形成较小的溶池，减少熔化金属的下滴并便于操作。在多道焊时，为防止产生未焊透缺陷，第一道焊应采用直径较小的焊条（通常≤4mm），以后各层可根据焊件厚度选用较大直径的焊条。

焊接电源的极性是对直流焊机而言，分直流正接和直流反接两种，规定用焊接重要构件的J507碱性低氢焊条时须直流反接；使用直流电焊接厚钢板时，一般采用正接，焊接薄板时一般采用直流反接。对于交流焊机而言，由于极性的交替变化，无需选择极性接法。

焊接电流是影响焊接质量的重要因数之一。电流过小，电弧会不稳定，容易造成未焊透或夹渣等缺陷；电流过大，容易产生咬边或焊穿缺陷，同时增加飞溅，因此焊接电流需适当。通常的电流选择原则：焊条越粗电流越大；酸性焊条所需电流比碱性焊条略大；焊件越厚所需电流越大，厚度相同时，不开坡口比开坡口所需电流大；平焊时大、横焊次之、仰焊和立焊较小。

电弧电压即工作电压，由弧长而定。电弧长电压高，电弧短电压低。焊接时电弧不宜过长，否则会出现电弧不稳、减小溶深等缺陷，还会使空气成份侵入而使焊缝产生气孔。因此因尽量保持短弧焊接，尤其使用低氢碱性焊接时更要采用短弧焊接。

焊接速度应根据实际情况而定，焊接电流大的焊接速度比电流小的快些，焊接薄板时比焊接厚板时快。焊接速度过慢容易造成溶深太深。电流、电压和焊接速度三者是密切联系，只有合理的选择，才能使焊缝成形完美、质量良好。

焊接层数应根据焊件厚度、焊条直径、焊接电流和焊接位置而定。若焊件厚度尺寸相同，在平焊时，采用较大直径焊条和较大电流，即可少焊层数；若立焊或仰焊时，用小焊条和小电流，则必须加多层数。通常每层焊缝厚度不超过4-5mm。

2、埋弧自动焊应其生产效率高，焊缝成形美观、机械性能良好而被广泛应用于现代造船业，尤其是船底板、内底板、主甲板和舷侧外板等平直部位。其主要焊接参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度等。

焊接电流增加，电弧给母材的热量增多，同时对母材的吹力增大，焊缝溶深会相应增加。但当电流过大时，会限制电弧的摇摆作用，溶深虽深，但溶宽减小，此时的焊缝中往往留有未能充分逸出的气体和夹杂物，容易使焊缝产生气孔、夹渣和裂缝等缺陷。

增大电弧电压也即拉长电弧弧长，电弧的摇摆宽度增加，溶宽随之加宽，而溶深相应减小。单纯地提高电压，会使溶深变小，造成焊件未焊透。因此适当增大电压的同时，焊接电流也应相应加大，以获得良好的焊缝形状和尺寸。

焊接速度的变化将影响线能量的大小。随着焊接速度的增加，焊缝线能量减小，溶宽变窄。当焊接速度正常增加时，反而会使电弧对溶池金属的排出力加强，溶深会有所增加。但过分加大焊接速度，会使线能量显著减小，造成未焊透缺陷，因此必须有效地控制焊接速度。

3、CO2气体保护焊采用CO2气体作为保护介质，焊接时用CO2把电弧和溶池与外界空气有效地隔离，从而避免有害气体成分地侵入，获得良好的焊缝质量。同时因其抗裂性能好并适用于全位置焊接，被广泛应用于现代的造船业。其主要的焊接参数包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、CO2气体流量等。

焊丝直径应以焊件厚度、焊接位置为依据。对于4mm以下的薄板进行全位置焊接时应采用直径0.5-1.2mm的细丝，当钢板厚度大于4mm时，应采用直径为1.5mm以上的焊丝。

焊接电流是CO2气体保护焊的重要参数，应根据母材厚度、坡口形状、焊丝直径来定。通常直径为0.5-1.6mm的焊丝进行全位置焊接时，电流控制在250A以下。

电弧电压影响到焊接过程的稳定性，对焊缝的成形、飞溅的多少有直接影响。要获得稳定的焊接过程和良好的焊缝成形，必须使电弧电压和焊接电流达到良好的匹配，并在焊接时加以准确和仔细地调整。

焊接速度对焊缝形状尺寸有一定影响，随着焊接速度的增大，溶宽减小，溶深也有一定减小。当焊接速度过快时，气体保护作用受到破坏，焊接的冷却速度加快，降低了焊缝的塑性，并使成形不好。当焊接速度过慢时，溶宽加大，溶池变大，热能量集中，容易产生焊穿等缺陷。CO2气体半自动保护焊速度一般不超过0.5米/分钟。

CO2气体的流量主要影响其保护性能。对焊接电流大、焊接速度快时应相应加大气流量。但流量过大时，气体冲击溶池，容易使焊缝产生气孔；流量过小时，会降低对溶池的保护作用，使外界空气侵入，也容易产生气孔等缺陷。

三、焊接工艺认可证明

焊接试件焊接结束后，首先应对焊缝进行全面外观检查，再严格按照CCS《材料与焊接规范》中规定要求进行各项性能试验。

该项工艺应船厂实际需要焊接材料采用低氢药性焊丝、焊条，焊接方式为CO2手工平板对接双面焊及手工电弧焊。因母材较厚，必须开坡口，坡口型式为60oV型，留根2mm，对接装配间隙2mm，焊前将坡口清理干净，焊条烘焙保温，然后进行封底盖面，反面碳弧气刨清根、再封底盖面，焊缝焊接按Ⅰ类焊缝标准焊接，焊接结束后按规范要求对焊缝进行外观检查，X光拍片，超声波探伤检测等各项试验进行检测。

四、常见的焊缝缺陷分析

造船过程中，船舶结构焊接后须对焊缝进行外观检查和射线透视、超声波探伤，总会发现不同程度焊接缺陷的存在，其型式是多样性的。焊缝缺陷按存在位置可分为两类，即位于焊缝表面的外部缺陷和位于焊缝内部的内部缺陷。外部缺陷主要有：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、焊穿、弧坑、表面气孔、表面裂缝等；内部缺陷主要有：未焊透、内部气孔、内部裂缝、夹渣等。就其原因，分析如下：

第5篇：焊接工艺范文

关键词：SA213-T23 焊接工艺 探讨

中图分类号：TK226 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0071-02

该文分析了新型合金钢SA213-T23的焊接性能，对T23钢的焊接工艺进行实践、研究与探讨，结合现场实际情况，使用了新的充氩工艺。依据现场焊接情况和性能试验，并结合后期运行使用，对新工艺进行了实践验证。

1 焊接性能分析

1.1 材料成分

ASME SA213-T23是日本住友金属工业株式会社开发的一种新型耐热钢，其化学成分如表1所示。

1.2 淬硬性

钢材的淬硬性取决于含碳量、合金成分以及合金成分的含量。根据碳当量的计算公式[C]=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15 +（Cr+Mo+V）/5，计算出T23的碳当量为0.6384，由碳当量可见T23有一定的淬硬性，而且Cr、Mo、V等合金元素都不同程度地提高了钢材的淬硬性。

1.3 氧化性

有表1可以看出，T23的合金含量介于4.2805～6.296之间，在高温下这些合金元素与氧气发生化学反应，形成合金元素的氧化物，大大降低了金属的力学性能。在焊接过程中，如果焊缝金属在高温状态下停留的时间过长，必将造成焊缝金属氧化。

2 焊接工艺评定试验

2.1 材料机具

钢材SA213-T23，规格为φ63.5 mm ×4 mm。

焊接设备为SKR-400逆变焊机，生产厂家MOGORA（印度公司）。

2.2 焊前准备

对口要求：钢材内外壁两侧15 mm范围内油、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。坡口间隙在2.5 mm±0.5 mm为宜。

焊接方法：氩弧焊接；焊前检验焊机的使用性能是否良好，焊钳、焊枪有没有破损；钨棒尺寸型号为：2.4 mm铈钨极；背面氩气保护，氩气纯度为99.995%。

焊接材料：焊丝选用ER90S-G，焊丝商业牌号为日本神户制钢的TGS-2CM。

2.3 焊前预热及层间温度控制

焊前用火焰预热法将焊口预热到150 ℃左右，用红外线测温仪测量预热温度是否达标，检测焊口预热温度时至少要抽检该焊口三点不同的地方，以免预热不均匀。焊接过程中层间温度控制在150～250 ℃。

2.4 焊接工艺参数（见表2）

2.5 焊接程序及操作技术要求

由于T23的合金含量高，高温下极易氧化；根据DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》中5.3.2规定，我们在焊接前对焊口内壁进行充氩保护。

根据现场实际情况，我们选择了从焊口间隙充氩的方法，首先用水溶纸塞入焊口两端进行封堵，水溶纸距离焊口坡口边缘100 mm左右为宜，并用保温棉将焊口间隙密封，预留10 mm左右间隙，使用特制的鸭嘴形状的充氩装置插入该间隙向管口内充氩。

第一层封底焊时，电流不宜过大，否则容易出现过烧现象。在最后一点的封底焊接时，先向内部充氩几秒钟，然后迅速拔出充氩鸭嘴，立即焊上最后一点根部。

焊接采用多层焊接，焊层不宜太厚，在保证填充金属和母材融合良好的情况下，尽量提高焊接速度，以减少热输入量，降低熔池的温度，避免重新熔化导致焊缝金属的氧化，以及避免焊缝的淬硬性。

熄弧时，应填满弧坑将熔池逐渐缩小并移向焊缝边缘处收弧。熄弧后，应对收弧处的熔池供氩10S进行延时保护，避免产生弧坑裂纹。

2.6 性能试验检验

上述工艺方案焊接试件2个，经外观检验合格后，进行射线探伤，合格后做力学性能试验。按国际标准加工后的试验试件，分别进行拉伸、面弯、背弯等试验，试验后的拉伸应力完全符合标准规定，按规定进行的面弯、背弯等试验也没有发现裂纹。

3 焊接工艺现场实践

3.1 焊前准备

在项目开工前，对已经取得焊工上岗证的优秀焊工进行模拟培训，模拟过程中要严格要求焊工执行上述焊接工艺，模拟现场实际工作位置进行练习，让焊工提前熟悉这个工艺的操作方式和材质的性能。

3.2 焊接过程控制

（1）由于是高空安装焊接，要求焊接开始前做好挡风设施，避免因为外部原因影响焊接质量。

（2）对口时，焊口点固焊长度不小于10 mm，对称两点点固，以免对口产生的应力撕裂焊缝；点固后立即进行根部焊接，如果不能及时焊接，再次焊接时要检查点固位置，并且重新预热。

（3）在现场焊接过程中，从焊口打磨、填塞水溶纸、对口、焊前预热、背面充氩保护到焊接操作，都要严格按照焊接工艺进行，质检人员要严格监督现场施工过程，发现操作过程有违反焊接工艺的情况，及时督促焊工改正。

3.3 检测结果

印度KMPCL工地#3锅炉高过出口及屏过出口SA213-T23管道焊口总数为1008道，探伤一次合格率达到96.5%；#4锅炉焊口一次探伤合格率为98.6%。对缺陷分析发现没有一例根部氧化的情况发生，说明本工艺完全能防止T23合金钢根部在高温下的氧化。

4 焊接工艺总结

T23钢生产的小口径管道一般是连接集箱使用，充氩非常困难；从管道端口充氩，充氩时间过长，据统计管道端口充氩，每个管道需要充氩5～10 min，才能保证氩气充满管道，而使用本工艺充氩仅需0.5 min即可；本工艺仅是管道局部充氩，节省了大量氩气，节约了成本；本焊接工艺从根本上解决了从管道端口充氩困难、时间过长的难题，加快了施工进度。

参考文献

[1] 《火力发电厂焊接技术规程》DL_869-2004――中华人民共和国发展和改革委员会[Z].

[2] 《火力发电厂焊接工艺评定规程》DL_868-2004――中华人民共和国发展和改革委员会[Z].

[3] DL-T 679-1999《焊工技术考核规程》――中华人民共和国发展和改革委员会[Z].

第6篇：焊接工艺范文

关键词：Q690高强板；焊接工艺；技术分析

中图分类号：TG457.11 文献标识码：A

概述

Q690属高强度焊接结构钢材。其中Q代表屈服强度，690代表屈服强度值，它执行的标准是GB/T 1591―2008。Q690钢板后面带有不同的等级表示Q690的冲击温度。 D级钢板的冲击为20℃。E级钢板的冲击为40℃。C级钢板的冲击为0℃。就现在来说，Q690D钢板具有较高的屈服强度和抗拉强度，被广泛应用于煤矿机械、工程机械方面。如液压支架、港口起重机等。其中，Q690合金钢主要成份及力学性能如下表1和表2所示。

1 Q690高强板焊接工艺要点

笔者根据实际就Q690高强板焊接工艺要点作如下分析。

1.1焊接之前的预热工作。我们知道，现实中液压支架的构件一般都比较厚，强度也很高，为了让他们局部受热均匀，我们在焊接的时候采取预热方式进行，其中要求温度不能低于200度，在预热以后一定要及时焊接，这时候的温度应该控制在100度左右。

1.2焊接工艺参数要求。下面笔者将焊接时候的工艺参数做一列表分析。表3分别给出了打底焊道，填充焊道。盖面焊道三个的焊接电流，电弧电压，气体流量等得参数。仅供参考。

1.3焊接的顺序。在焊接的时候一般来说，我们首先焊接的是立缝，然后是横梁，最后再是纵缝。在焊接的时候大于一米的焊缝要采用分中对称退焊法。同时在焊接的时候，我们需要注意的是起弧和收弧点都应该远离尖角50mm以上，焊缝口应该避免三向应力集中，焊接缝合处要错开。

1.4焊缝尺寸要求及规范。在焊接的时候一定遵循设计图纸的要求，一般来说，焊角尺寸应该控制在12-18mm，并且要保存焊缝宽度均匀，美观。图1是两组焊缝尺寸的构造示意图。

1.5结构件焊接注意事项。在这样的焊件焊前，应进行预热，温度一般来说应该在 150-200℃，加热范围不低于焊道边缘 100mm。焊接过程中，层间温度不低于 150℃，否则，应重新加热。

1.6焊接后的热处理。产品焊接以后就要及时对其进行热处理。我们一般采取内应力热处理的方法，要确保Q690高强度钢材料的组织形态和焊接焊缝强度。一般来说，要保温3-4小时才有助于结构件的尺寸和稳定性良好，提高结构件工作安全性。

1.7焊接后的检查。在焊件进行焊接完毕以后，我们要对它们各个焊件进行检查。如果检查出焊后有的产品有缺陷，就必须立即处理解决。更不要出现漏焊及不合格的焊缝。

结 论

上文经过对Q690高强度板焊接工艺的分析，有助于保障在实际生产中的焊接质量，对今后的焊接工作可以起到参考借鉴作用。另外，为适应综合机械化采煤的需要，现在我国液压支架的产量出现了上升趋势，同时液压支架所承受的压力增大，这将大量使用Q690这样的高强板，所以现在来看，Q690高强度板在煤炭支护方面的应用还是大有需求的。

参考文献

[1]李亚江.Q690高强钢热影响区显微组织和性能研究[J].现代焊接，2011（07）.

[2]蔺云峰.Q690高强度钢板焊接工艺分析[J].山西科技，2011（3）.

第7篇：焊接工艺范文

关键词 52MP管汇；焊接工艺；钻机

中图分类号：TG434 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0120-02

高压管汇的设计制造属于高生产风险及高市场风险的产品，对产品的要求根据压力等级的提高要求也越来越高，不具备相应能力是不能生产出合格产品的。随着钻井工艺技术水平的提高，用户对高压力等级的管汇需求越来越大，所以52MP管汇的前景被空前看好。

1 技术来源

钻井液循环管汇（简称高压管汇）是一种用于高压喷射钻井的主要设备之一，它将泥浆泵排出的高压泥浆导入井内，清洗井底，携出岩屑，完成钻井工艺过程，并可配合固井等其他作业。

近年来我厂为长城公司、中技开的出口项目及国内渤海一些钻井公司配套了大量的高压管汇，均为35MPa级别。管汇从外观到内在质量方面取得用户的普遍好评。

去年开始，随着渤海钻探几个钻井公司水平井、复杂井钻探数量增多，钻井压力也随之升高，各钻井公司机动部门相继提出52MPa级别高压管汇的需求。借此契机，利用我们多年常规高压管汇的设计生产的经验，我们自主研发出52MPa甚至更高级别的高压管汇，同时严格按照石油部标准和API标准规范来生产，做出技术水平在国内领先的产品，占领很大的市场份额，取得不错的经济效益。

管汇承受52MPa高压，焊缝是其薄弱环节，因此如何改进焊接工艺，提高焊缝质量，既能保证焊缝强度达到设计要求，又能够通过改进工艺，使焊缝达到PSL3规范级别，承受最高70MPa的强度试验，并且通过磁粉，超声和射线探伤成了52MPa高压管汇生产中的主要技术，同时在此基础上提高焊缝合格率，保证产品质量，提高生产效率。

2 技术工艺简述

2.1 技术简介

52MPa高压管汇具有承压高的特点，因此对焊缝强度具有较高的要求，并且焊缝需要经过磁粉探伤、超声探伤、射线探伤检测及静水压强度试验合格后才能交付使用，52MPa高压管汇焊口强度试验压力达到70MPa，因此我们对焊缝的高压焊接工艺进行焊接技术研究，最终采用氩弧焊单面焊双面成型技术，焊缝在背面直接成型，同时确保整个焊缝的外观质量和力学性能。

技术秘密的内容主要是通过对焊接工艺要求及工艺参数的详细控制来达到提高焊接质量、焊接效率及成品合格率的方法，其具有明显的优点。

1）焊接效率好，无需再进行背面除渣，清根，大大减少了焊材和人工的使用。

2）焊缝外观成型光滑均匀，充分保证余高和外观质量。

3）焊缝质量较以往提高，已经有十几套管汇的焊缝检测达到100%标准Ⅰ，Ⅱ类焊缝的要求。

4）降低工人的劳动强度。

5）降低对焊工技能的依赖，降低加工成本。

6）降低了返工成本，综合成本（人工，焊材，电费等）节约50%以上。

2.2 技术要点

1）对坡口形状尺寸及坡口对接等工艺参数保密。焊件的坡口加工采用机械方法，焊件组对前将坡口及其内外侧面一定范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。管子或管件对接焊缝组队时，内壁应齐平，对内壁错变量有严格的数据要求。

2）对分层焊接方法及焊接工艺参数保密。根据焊接特点设计分层焊接，并对层数，每层所采用的焊接方式，焊材类型做出严格规定。焊件组对时应预热并固定牢固，并采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。

3）对焊接工艺的改进方法进行保密。在改进过程中，我们进行了大量的试验，通过试验掌握了提高焊接质量及焊接效率的方法，为我们今后生产更高压力等级的管汇产品打下了坚实的基础。

3 工艺技术方案内容

3.1 图纸、工艺的设计

1）根据52MPa钻井液循环管汇的设计方案，对图纸、工艺及其他技术文件进行了设计输出。

2）对每个零部件都编制了详细的加工工艺。尤其是对承压部件合理编写加工工艺顺序，并且完全按照程序文件编制了相应的作业指导书、工艺流程卡及先关检验记录。在产品制造过程中，严格执行工艺纪律，严格检验，保证每个工序的制造质量。

3）考虑52MPa钻井液循环管汇压力高的特点，必须在由壬处加装安全链。在使用时，可根据实际情况，加装安全链，增加安全系数。

3.2 外购外协件质量保证措施

1）大量使用标准化零件，提高了装配精度，并提升外观质量。

2）精心选择个配件的规格型号，并由国内知名厂家生产，制造出了有气密封性能的密封件。

3）经过精确计算分析后，确定52MPa钻井液循环管汇选用壁厚19 mm的钢管，为了提高可靠性，经试验和研究后，弯头三通等受钻井液冲击较频繁的位置选用壁厚25的管件。

为了保证产品的质量，我们对于原材料及产品所需配件的供货商，进行严格的把关，在控制成本的基础上，选用具有产品认证及信誉度高的厂家，确保产品整体质量完整可靠。

3.3 设备及工装

1）采用先进的加工设备及机械加工方法加工焊接坡口，提高后序焊缝的焊接质量，优化产品的外形。

2）设计制作焊接旋转机及配套工装，保证同批加工各部件的同轴度及生产的效率。

3.4 零部件制作

1）52MPa钻井液循环管汇主体采用35CrMo材质，经调制处理后加工而成，能够满足高强度的使用要求。

2）焊缝采用氩弧焊打底，焊接时，采用分层焊接的模式，严格保证52MPa钻井液循环管汇的外形和质量。与符合高压管道焊接工艺相结合的焊接检验单据，从加工质量源头做起，严格控制每道焊缝的焊接质量。

3.5 安装

1）采用球面由壬，保证接口角度可调，避免管汇因现场条件改变产生安装困难。

2）由壬接口处加装安全链，防止工作过程中崩开。

3）阀门组采用多阀门控制，使用三台泥浆泵和两条钻井液循环管汇并联，可以使三台泥浆泵单独或同时为单根或两根管线同时供液。

3.6 外观质量

严格按照表面处理工艺进行表面处理，对每道处理工序实行严格检验把关，合格后方可进入下一道工序。对进行表面处理的工作环境提出严格要求，保证环境的温度、湿度及灰尘度，保证产品外观的美观。

1）所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前，必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、污物等祛除。

2）严格按照喷涂工艺进行，控制漆层厚度，利用干膜层测试仪进行检测。

3）所有螺栓均为达克罗处理，满足盐雾处理1000小时无锈蚀的要求。即使在恶劣的海洋气候中使用也没有问题。

4）所有镀锌件要求镀锌层厚度达到0.03 mm。

4 技术成果赢利能力分析

4.1 目标市场分析及市场前景预测

现在市场内鱼目混杂良莠不齐，特别是在一些低端市场竞争比较激烈和残酷，我们的目标重点将放在中高端市场，目前这部分市场我们石油装备行业正在开发，其主要集中在中东地区、北美地区和欧洲地区。在这些区域产品的品质是能够占领市场的唯一的途径和法宝。

目标市场：

1）渤海钻探公司、各大油田。

2）中国石油技术开发公司国外配套项目。

管汇的压力等级越高，企业获得的利润越高，目前国内厂家主要生产35MPa以下管汇产品，具备35MPa级别以上管汇产品的生产能力的厂家并不多，随着钻井工艺技术水平的提高，用户对高压力等级的管汇需求越来越大，我们开始试制52MPa管汇以来，已经得到了渤钻市场及中技开的三十余套52MPa管汇的订购及意向，前景良好。

高压管汇为系列产品，根据钻机型号的规格选用相应的高压管汇；每部钻机均需配套高压管汇。

此产品为钻机的必备设备，随着钻井市场需求量增加，前景十分看好，能为企业带来更多的经济效益。

4.2 社会和经济效益分析

其主要经济指标体现在质量优势上，通过焊接工艺提高我们的整体竞争实力，可以满足不同用户的要求，提高我国钻机整体的技术水平。目前采用的焊接工艺技术可使焊缝焊接的一次成型合格率达到99%以上，比传统焊接工艺焊缝一次成型合格率70%，提高了29%，以ZJ50DB钻机作为参考，每套高压管汇的价格是65万元左右，每套的净利润为20万元左右，每年估计可以生产配套20套钻机，可创造产值65*20=1300万元，可创造利润20*20=400万元，其技术创新和优化设计在其中会直接提高利润在100万左右。

5 结束语

此产品为钻机的必备设备，随着钻井市场需求量增加，前景十分看好，能为企业带来更多的经济效益。

参考文献

[1]周兵.20钢管-管对接的焊接工艺[J].科技与生活，2012（3）.

第8篇：焊接工艺范文

【关键词】铝合金、焊接、加工工艺

铝及铝合金材料密度低,强度高,热电导率高,耐腐蚀能力强,具有良好的物理特性和力学性能,因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来,由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当,造成铝合金零件焊接后因应力过于集中产生严重变形,或因为焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷,导致焊缝金属裂纹或材质疏松,严重影响了产品质量及性能。

1铝合金材料特点

铝是银白色的轻金属,具有良好的塑性、较高的导电性和导热性,同时还具有抗氧化和抗腐蚀的能力。铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜,在焊缝中容易产生夹杂物,从而破坏金属的连续性和均匀性,降低其机械性能和耐腐蚀性能。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能见表1。

2铝合金材料的焊接难点

(1)极易氧化。在空气中,铝容易同氧化合,生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃),远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3,约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝性能下降。

(2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免,氢的来源很多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842标准要求,纯度达到99.99%以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过80%时,焊缝就会明显出现气孔。

(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。

(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。

(5)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降。

(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。

(7)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加热温度。

3铝合金材料焊接的工艺方法

(1)焊前准备

采用化学或机械方法,严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。

化学清洗是使用碱或酸清洗工件表面,该法既可去除氧化膜,还可除油污,具体工艺过程如下:体积分数为6%～10%的氢氧化钠溶液,在70℃左右浸泡0.5min水洗体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理水洗温水洗干燥。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。

机械清理可采用风动或电动铣刀,还可采用刮刀、锉刀等工具,对于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨清除氧化膜。

清理好后立即施焊,如果放置时间超过4h,应重新清理。

(2)确定装配间隙及定位焊间距

施焊过程中,铝板受热膨胀,致使焊缝坡口间隙减少,焊前装配间隙如果留得太小,焊接过程中就会引起两板的坡口重叠,增加焊后板面不平度和变形量相反,装配间隙过大,则施焊困难,并有烧穿的可能。合适的定位焊间距能保证所需的定位焊间隙,因此,选择合适的装配间隙及定位焊间距,是减少变形的一项有效措施。根据经验,不同板厚对接缝较合理的装配工艺参数如表2。

(3)选择焊接设备

目前市场上焊接产品种类较多,一般情况下宜采用交流钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的保护下,利用钨电极与工件问产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。该焊机工作时,由于交流电流的极性是在周期性的变换,在每个周期里半波为直流正接,半波为直流反接。正接的半波期间钨极可以发射足够的电子而又不致于过热,有利于电弧的稳定。反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。

(4)选择焊丝

一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。

(5)选取焊接方法和参数

一般以左焊法进行,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时,以右焊法进行,焊炬和工件成90°角。

第9篇：焊接工艺范文

变形吸能元件是机车车钩缓冲装置的重要组成部分，它是由上支撑板、吸能钢管、衬套和下支撑板四部分通过焊接成一体，如图1所示。其上支撑板为T形支撑板，上支撑板置于吸能钢管内上端并通过焊接方式固定，衬套与吸能钢管内孔为过盈配合连接，衬套置于吸能钢管内下端并与下支撑板通过螺纹联接，衬套台阶需压入到钢筒内，直至衬套与钢筒下表面吻合形成Y形坡口，然后采用连续圆周焊连接成整体。吸能钢筒与衬套的焊接质量将直接影响到变形吸能元件功能的发挥。

2焊接现状分析

变形吸能元件钢筒焊接体是由衬套、吸能钢筒、上支撑板通过焊接成一体。其中，吸能钢筒材料(特殊的高级低合金钢)及上支撑板材料(16MnDR)为低碳钢，焊接性能良好，而衬套材料为45#钢，由于45#钢为中碳钢，淬硬倾向较明显，焊接工艺需要采取适当的预热、控制线能量等措施，焊接性能较为不理想。为确保焊缝质量，工艺上一直采用“预热+缓冷”的工艺措施。其中预热温度要求达到150℃～200℃均匀预热，缓冷是在珍珠岩中实施。但是，在进行预热工艺时，衬套各个部位存在一定的受热不均匀，容易产生小眼等缺陷，如图2所示，影响焊接质量;同时预热采用的是氧、乙炔加热的方式进行，存在一定的安全隐患;另外在预热后的温度条件下进行焊接，无形中增大了焊工的劳动强度。焊接完成后，将钢筒与衬套的焊缝部位放入珍珠岩中覆盖以进行缓冷处理从而消除应力热，由于预热、保温是一个漫长的过程，在此过程中预热需要约15min，而保温也需要约40min，因此，在生产过程中效率大打折扣。

3优化措施及效果验证

思路:在衬套材料力学性能满足的条件下，选用焊接性能更好的材料代替45#钢。3．1材料性能对比分析。根据相关要求，选择45#、15Mn、Q345、16MnDR四种材料进行焊接性能分析及力学性能分析，查阅机械设计手册并进行材料的碳当量估算，得知。45#钢:属于中碳钢，其淬透性较差，焊接性能较差，易产生裂纹，调质处理后的抗拉强度σb=630～780MPa，屈服强度σs=370MPa。15Mn:属于高锰低碳渗碳钢，性能与15钢相似，但淬透性、强度和塑性比15钢高。用以制造心部力学性能要求高的渗碳零件，焊接性尚可。Q345:综合力学性能良好，低温性能亦可，塑性和焊接性良好，用作中、低压容器等承受动荷的结构、机械零件、一般金属结构件，可用于－40℃以下寒冷地区的各种结构。16MnDR:属于低合金钢，力学性能良好，低温冲击性能良好，焊接性能良好，可用于－40℃以下寒冷地区的各种结构。以上四种钢材的化学成分及力学性能见表1、表2。综合来看，合金结构钢16MnDR的强度及焊接性能较为优良，可满足产品设计要求，故衬套材料考虑采用16MnDR。3．2强度计算。1)车体的纵向压缩载荷F=F1×k(F1为吸能元件开始出现塑性变形的最大允许力，以9600kW六轴车为例取值3300kN，k为安全系数，取值1．05)。故，单个钢筒承受力F2=F/4kN根据力的传递原理，衬套亦承受力F2kN2)衬套强度计算衬套材质为16MnDR，强度最薄弱处的受力面积为:受力面积S=л(R2－r2)(R为衬套与钢铜接触法兰面的大径，r为衬套与钢铜接触法兰面的小径)。因此，σ=F2/S=［F/4］/［л(R2－r2)］MPa保证σ＜σb，即证明材料强度足够通过代入具体数值计算得出σ=440MPa＜σb，说明16MnDR材料的衬套强度满足要求。3．3可焊性试验。优化更改衬套的焊接工艺，将16MnDR材质的衬套焊接前不进行预热，焊后也不进行缓冷处理，焊接后观察钢筒与衬套的焊缝情况并与原来45#钢的焊接效果进行对比，效果如图3、图4所示。通过两种材质的焊接效果可以看到，16MnDR材质的焊缝图316MnDR材质焊接效果图445#材质焊接效果表面成形良好，无裂纹、气孔等缺陷，且纹路更为细腻。另外，我们将钢筒焊接体切割成若干小块进行金相检测，观察焊缝情况，如图5、图6、图7、图8所示。通过金相检测可以得出，更改材质后衬套与钢筒的焊缝显微组织也符合要求。3．4静态荷载试验。将组装好的变形吸能元件(左)/(右)在500t电液伺服万能压力试验机上对由16MnDR材质衬套组装成的变形吸能元件进行静态荷载试验，如图9、图10所示;静态荷载试验前测量衬套端外径为88．6mm，试验时，最大静态荷载超过4000kN，试验后测量衬套端外径仍为88．6mm，即衬套未发生明显塑性变形。

4结语

通过对衬套材料及焊接工艺的优化，即45钢改为16MnDR，并且在焊接工艺上取消“预热+缓冷”措施后，产品品质量大为改善，也减少了焊接工序，提升了焊接性能，提高了生产效率，使机车更能适应低温运用环境。1)工艺端，工艺步骤得到简化;取消焊前的预热处理和焊后的缓冷处理，即在普通条件下可焊接。2)质量端，16MnDR形成裂纹倾向小，保证了产品质量，有利于焊接质量员的检查。3)生产端，减少工序，可减少生产时间，减轻劳动量，提高公司的产能。4)安全端，可取消预热工序所需的O2，不再存在氧气瓶和乙炔瓶同时摆放现场的安全隐患。

参考文献:

［1］闻邦春，鄂中凯．机械设计手册［M］．北京:机械工业出版社，2010．

［2］曾正明．机械工程材料手册［M］．北京:机械工业出版社，2010．

［3］匡友华，廖志伟．大功率电力机车变形吸能元件加工难点及解决措施［J］．电力机车与城轨车辆，2012，35(5)．

［4］仲兆亮．16MnDR钢的焊接工艺分析［J］．石油化工建设，2003，25(4)．