晶 间 腐 蚀随着现代工业的快速发展，不锈钢在现代机械生产加工中得到广泛应用。通常不锈钢指空气中能够抵抗腐蚀的钢。它有两种分类法：一种是按化学成分，分为铬不锈钢和铬镍不锈钢；另一种则按正火状态下钢的组织状态，分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体一铁素体不锈钢等。奥氏体不锈钢是目前应用最广的不锈钢：它以铬、镍为主要合金元素，因具有优良的耐蚀性、力学性能等综合性能，导致它在生产中需求快速地增长，并占据重要的地位。奥氏体不锈钢化学成分类型有Crl8％一Ni9％ (18— 8型不锈钢)、C T1 8％一Ni1 2％、C T2 3％一Ni13％、Cr25％一Ni20％等。常用的有1CT18Ni9Ti。奥氏体不锈钢的焊接性从理论上讲，与铁素体、马氏体不锈钢相比，被认为是较好的，它不因温度变化发生相变，对氢脆不敏感，在焊态下接头也有较好的塑性和韧性。但这并不意味着在所有的情况下该钢的焊接质量都能达到较高的使用要求。在役的奥氏体不锈钢焊接结构中，焊后接头出现晶间腐蚀破坏的时有发生，这不仅影响了结构的正常使用和安全性，还给企业造成经济损失。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题归根结底是与其焊接性相关，然而人们往往对它的认识不足，对它焊接性能不甚了解，选用不当的焊接工艺，而产生晶问腐蚀缺陷，导致具有寿命优势的奥氏体不锈钢早期失效。为此，通过查阅资料将对铬镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀缺陷的产生机理进行探讨，并据此开展预防不锈钢晶间腐蚀，提高耐蚀性的初步探讨。2 晶间腐蚀的形成条件 机理典型的18—8 型不锈钢(1C T1 8Ni9Ti)一般是在固溶处理状态下使用，于常温下腐蚀介质中工作，它的耐蚀性能是基于钝化作用：奥氏体不锈钢含有较高的铬，铬易氧化形成致密的氧化膜，能提高钢的电极电位，因此具有良好的耐蚀性能。当含铬量1 8％ 、镍量8％时，能得到均匀的奥氏体组织，且含铬和镍量越高，奥氏体组织越稳定，耐蚀性能就越好，故通常没有晶间腐蚀现象。但如经再次加热到450～850℃或在此温度区间工作，并且钢中含碳量超过0．02～0．03％ ，又缺少Ti、Nb等能控制碳的元素时，处于腐蚀介质中往往就可以见到晶间腐蚀现象。这说明，晶间腐蚀和钢的成分(碳和碳化物形成元素)有关，还与加热条件有关。现已有一些学说对晶问腐蚀现象做了解释，其中以碳化铬在晶界沉淀为前提的“贫铬理论” 较普遍为人们所接受。铬是决定不锈钢耐蚀性的主要元素，有效含量应超过12％。以含碳量为0．03％的普通18—8型钢为例。室温时的碳的溶解度只有0．02～0．03％ ，固溶处理后奥氏体必为碳过饱和，而呈不稳定状态。若经再次中温加热(在450～850℃ 之间)， 则过饱和的碳将向晶界扩散，与铬结合而形成Cr23C6或(Cr、Fe)23 C6沉淀于晶界。这时，由于铬的原子半径较大，在晶粒内部的扩散速度较慢，来不及向晶界扩散，故在形成铬的碳化物时，晶界处可能发生铬的“供不应求”现象，致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺铬(铬的有效含量低于1 2％)。当有腐蚀介质作用时，这一缺铬区域将产生明显腐蚀，即晶间腐蚀。Ti、Nb的有利作用在于，可优先与碳结合形成TiC或NbC，消耗掉晶界过饱和的碳，从而防止碳与铬结合，避免缺铬现象发生。所以，含有Ti或Nb的钢一般不具有晶间腐蚀倾向。超低碳不锈钢由于不存在碳的过饱和，就无所谓碳的过饱和析出，因此也不发生晶间腐蚀。加热条件的影响主要是与合金元素的扩散相联系。加热温度低(<450℃)或加热时间短，不利于扩散而难以形成铬的碳化物，不致产生缺铬现象；加热温度较高(> 8 5 0℃)，铬的扩散速度加快， “供铬” 条件得到改善， 晶粒表层缺铬现象可以逐步消失；加热时间充分长时，也有利于铬的均匀扩散而不致形成贫铬层。3 晶间腐蚀的预防在了解奥氏体不锈钢晶间腐蚀的形成机理后，据此提出以下几条预防措施：(1)严格控制含碳量碳是造成晶间腐蚀的主要元素，碳含量在0．08％以下时，能够析出碳的数量少；碳含量在0．08％以上时，则析出碳的数量迅速增加。所以常控制母材金属和焊条的含碳量在0．0 8％以下，如0Cr1 8Ni9Ti、A107等。另外，奥氏体钢中含碳量小于0．02％ ～0．03％时，全部碳都溶解在奥氏体中，不会产生晶间腐蚀。超低碳不锈钢(如00 Cr 1 8Ni 1 0，A002)的大量应用就是此原理。(2)采用双相组织钢中的合金元素是形成双相组织的主要因素。奥氏体化元素有Ni、C、Mn、N、C U等；而铁素体化元素则有C r、Nb、Ti、M O、V、W 、Si等。当不锈钢中铬与镍的质量分数之比大干1．8时，就会出铁素体组织。调整钢的化学成分，在焊缝中加入铁素体形成元素，就可促使焊缝形成奥氏体加少量铁素体的双相组织。形成双相组织的优势在于，双相组织中的奥氏体，其碳的浓度较大，碳有向铁素体扩散的趋势；而铁素体中铬的浓度较大，铬就有向奥氏体扩散的趋势。奥氏体中的碳和铁素体中的铬都向两相交界处扩散， 由于碳的扩散速度很大，有可能碳首先从奥氏体越过边界与铬形成碳化铬；又由于铬在铁素体里的扩散速度要比在奥氏体中快得多，所以一旦在晶界处出现贫铬层，铬能够较快地从铁素体内部得到补充，而使贫-铬层消失，使奥氏体晶界上析出的碳化铬数量减少、分布不连续，并打乱单一奥氏体柱状晶的方向性，从而避免贫铬层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的集中通道，降低了晶间腐蚀倾向。形成双相组织有利于防止晶间腐蚀，但也应注意铁素体含量的控制。铁素体含量超过5％时，o相(FeC r金属间化合物)很快形成。o相硬而脆(H RC>6 8)，分布在晶界，不仅使焊缝冲击韧性和塑性急剧下降，还将增大晶间腐蚀倾向。因此综合考虑，奥氏体不锈钢焊缝的铁素体数量为4～12％较适宜。实践表明，5％左右的铁素体能获得较满意的抗晶阃腐蚀性能。 (3)添加稳定剂焊接材料中加入钛、铌等与碳的亲和力比铬强的元素，能提高抗晶间腐蚀能力。因此常用焊接材料1Cr18Ni9Ti、A137、A302等，都含有钛或铌。(4)进行固溶处理在焊后把接头加热到1050～1150℃，保温1 h后水淬(图3)。此时晶界碳化铬被全部溶解，部分钛和铌的碳化物也被溶解，使碳重新溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳来不及析出，形成稳定均一的奥氏体组织，消除晶界处的贫铬层，避免产生晶阃腐蚀。(5)进行均匀化处理将奥氏体不锈钢加热到850～900℃，保温2 h，使晶粒内部的铬也扩散到晶粒边界，使晶界铬的质量分数重新恢复到大于1 2％，从而消除晶界贫铬层。(6)减小焊接线能量在焊接工艺方面，采用小电流，大焊速，短弧，直道焊接。多层多道焊时，层间温度不宜过高，应待先焊的一层完全冷却后(<6 0℃)，再进行下一层焊接，且层间接头错开。奥氏体钢的电阻率大(约为碳钢的5倍)，导热系数小，焊接电流应比同样直径的低碳钢焊条小1 0～20％ 。以手弧焊为例，平焊的焊接电流为焊芯直径的2 5～3 5倍，在立焊或仰焊时，焊接电流还要再减小1 0～30％ 。小线能量、小电流、快速焊，冷却速度快，在敏化温度区停留时间短，有利于防止晶间腐蚀；短弧，焊丝或焊条芯中所含对氧亲和力大的合金元素T i、Nb、C r、Al等烧损少，有利于防止晶间腐蚀。 (7)Jjn快接头的冷却焊件焊前不预热，焊后应尽可能加快接头的冷却，如使用铜垫板等，甚至条件允许还可用水冷等强制措施，来减少接头在危险温度的停留时间，防止晶间腐蚀产生。(8)合理安排焊接顺序多层焊和双面焊时，后一条焊缝的热作用可能对先焊焊缝的过热区起到敏化温度加热的作用。为此，双面焊缝中与腐蚀介质接触的一面应尽可能最后焊接。焊缝布局上应尽量避免交叉焊缝，减少焊缝接头。与腐蚀介质接触的焊缝若无法安排最后焊接，则应调整工艺参数，使后焊焊缝的敏化区不与第一面焊缝表面的过热区重合。进一步提高 锈钢焊缝的耐蚀性，则还应严格控制以下几项：(1)为避免损伤不锈钢表面，在坡口两侧刷涂石灰水或商品化的专用防飞溅剂，并在焊后彻底清除飞溅物、残渣；(2)禁止在坡口之外的焊件上随处任意打弧；(3)焊接电缆卡头在工件上要卡紧，以免发生打弧或过烧现象；(4)焊接前、后的处理对产品耐蚀性影响很大：①钢材的贮存及运输应与一般结构钢分开，以免被铁锈等污染；②钢材表面光滑平整，避免碰撞或摩擦损伤，划线下料时不要打冲眼和不用划针；③尽可能用机械加工或等离子弧切割下料，避免用碳弧切割；④封头等零件最好冷压成形，热压 1ooo度 ≈ 6O0度成形时应检查耐蚀性变化，并做相应的热处理；⑤焊接前后热处理时，加热前必须将钢材表面污物洗净，以免加热时产生渗碳。⑥表面处理(磨平、抛光、酸洗、钝化)必须严格遵守操作规程，以表面呈均匀的银白色为宜。奥氏体不锈钢焊接易出现晶间腐蚀缺陷，且存在导热性能差、线膨胀系数大、熔池的流动性差等不利因素，因此只有选择合适的焊接方法、焊接材料，遵循相关的焊接工艺，才能保证奥氏体不锈钢的焊接质量，使其寿命优势得到充分发挥，让它的应用范围进一步扩大。
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现代焊接2007年第11期总第59期X-1引言1船舶建造对焊接器材的基本需求今年上半年，我国船舶行业的生产经营形势犹如我国证券市场一样红火，经过重组的上市公司“中国船舶”成为第一牛股，股价最高超过了200元。目前国内主要船舶企业的生产任务已经安排到了2010年，部分企业2011年的生产任务都已基本承接好，上半年我国船舶建造完工量和经济效益均比去年同期有大幅度增长，因此，未来五年我国船舶行业将继续保持欣欣向荣的态势。焊接工艺技术作为船舶建造过程中的关键技术，伴随我国船舶工业的飞速发展，也取得了巨大的进步。船舶焊接器材作为船舶焊接工艺技术的硬件，无疑是重要的物质基础。我国要真正成为世界造船第一大国和第一强国，离不开焊接器材生产行业的强大支撑。因此，笔者结合我国船舶行业发展的需要，选此话题加以浅析。按照科学发展观和构建和谐社会的要求，为适应绿色造船、数字化造船的需要，焊接器材应满足绿色环保、节能高效、安全可靠、操作方便、维护简易、服务快捷等基本需求。1绿色环保船舶建造行业素有“苦、累、脏、险”的说法，但随着现代造船模式的逐步建立，结合绿色造船和数字化造船的需要，对焊接器材的绿色环保要求自然成为必要。这里包含两个方面的要求：一是焊接器材选择的原材料和生产过程的绿色环保；二是焊接器材在使用过程中的绿色环保，特别是对焊接器材操作人员的绿色环保要求。2节能高效对于普通民用船舶的建造，船体结构材料主要采用低碳或低合金高强钢，因此追求的是高效和快节奏的生产，所以对焊接器材在满足焊接构件品质的基础上，特别需要其具有节能和高效的性能，船舶建造企业的规模越大，其船舶建造的批量越大，对焊接器材的节能高效性能要求也越高。广州文冲船厂有限责任公司副总工程师谢群集the development trends of welding products for shipping船舶焊接器材的发展趋势Analects-2现代焊接2007年第11期总第59期第21届中国焊接博览会论文精选3安全可靠根据现代造船模式所要求的按节拍、均衡生产的需要，焊接器材的安全可靠品质特别重要。这包含两个方面的要求：一是在使用过程中焊接器材自身的运行安全可靠；二是在使用中对操作人员的安全有保障。4操作方便众所周知，目前我国船舶行业中从事焊接作业的主要力量是外来工，他们的综合素质水平不高。因此,焊接器材的操作方法越简单、越方便,则越受欢迎。5维护简易首先是适合上述素质的焊工需要；其次，现代造船企业自身尽可能少配备维修人员；第三是满负荷的船舶建造市场需求以流水线生产方式作业，需要尽可能减少和缩短设备的维护时间。6服务快捷与上述原因相似，目前船舶建造企业处于满负荷的生产状态，焊接器材在使用中出现故障或问题，需要供应商快速响应、及时提供解决方案并敏捷处理。唐山松下公司的代理店模式值得借鉴，唐山焊接器材生产基地的发展规模和速度就是得益于对用户的重视和从销售到售后服务的响应敏捷。1在内场分段建造过程中复合型焊接自动化生产流水线是今后的发展主流首先，根据建立现代造船模式的构思，通过合理配置资源、优化与再造生产流程，形成适应无余量、精益造船的新颖焊接生产体系和复合型焊接生产线。其次，船舶建造场地的限制和熟练焊工的成长，根本无法满足船舶建造量跨越式增长的客观需求。第三，劳动力供不应求。2在船台和船坞合拢作业中，轻便型自动化、机械化焊接装置是今后研发的重点在采用焊接自动化生产流水线缩短分段生产周期之后，目前采用以半自动CO焊和陶质衬垫单面焊在船台和船坞合拢进行焊接作业，显然不能满足船台和船坞合拢周期的需要。因此必须研发轻便型自动化、机械化焊接装置，以提高焊接生产效率和质量。特别是中、小型船艏、艉部分线型复杂，占船体结构的比例较大，开发适合其焊接自动化要求的装置尤其紧迫。3数字化焊机在今后将得到相当大的推广应用数字化焊机具有功能多样、适应性强、操作性好、易于开发、便于升级等优点，一方面适合船舶建造自动化生产线和简易自动焊接设备的配置,另一方面其“傻瓜式”操作特征也特别适合船舶行业以外来工为主的焊工队伍使用。4利用焊接专家系统整合焊接机器人新的焊接辅助设备及工夹具和焊接材料构成的柔性焊接系统将得到一定应用，在军品船舶、特种船舶和高技术船舶建造中，对于关键部件和部位的焊接，为了将人为的因素尽可能排除，保证所需要的特殊焊接质量要求，这种焊接系统也是可以选择和接受的。5高速焊接装置会受到青睐1高速焊接装置的主要形式单丝（细/粗）MAG/MIG高速焊接技术、双丝/四丝脉冲MAG/MIG高速焊接技术、多组（四组）MAG/MIG高速焊接技术、激光+MIG高速焊接技术和双丝/三丝/四丝/五丝埋弧高速焊接技术等。2其主要特点1双丝或多丝高速焊因熔化率和热效率的大幅度提高，1+1≠2，1+1+1≠3，第一根焊丝省电20%~30%；2焊速提高2~5倍，或更高，一般达1~3m/min或更高；3使生产成本明显降低，与普通焊接工艺相比，成本将减少10%~15%。4近年来各国纷纷推出自己的高速高效数字化焊接装备。1 CO气体保护药芯焊丝是船舶建造应用量最大的焊接材料，适用于垂直气电焊需要的国产药芯焊丝开发生产是今后努力的方向。2 CO气保护实芯焊丝在上世纪90年代前期得到了推广应用，后被药芯焊丝所取代。预计在数字化焊机大量应用之后，实芯焊丝将得到更多的应用，因为实芯焊丝的成本明显低于药芯焊丝的成本。3陶质衬垫的应用将随着CO气保焊进一步扩大应用而保持增长势头。4随着我国国防建设的发展和人民生活水平的提高，适合航空母舰和游艇建造需要的焊接材料开发已经成为2船舶建造对焊接装备的发展需求3船舶建造对焊接材料的发展需求2222整体Analects第21届中国焊接博览会论文精选必要的课题。1文船公司今后三年面临的任务1配合船坞改造工程，开发新的高效多丝焊拼板新工艺，确定工艺流程，确定改造工程新增的焊机和焊工配备。2配合新船型的建造和IMO涂装新标准实施，针对2800/3000/3500TEU集装箱船、化学品船、LPG船和挖泥船的新材料、新节点和新工法，加强预研，做好技术储备，开发新的焊接施工工艺。3配合旧焊接试验室的拆除搬迁,组建新的焊接试验室，做好场地、设备和人员配备，进一步将焊接试验室的工作与工艺开发及试验、生产设计、焊工技能培训教育、精度管理和施工管理有效融合在一起。4加强焊接设计、工艺、施工标准和规范制定，使作业规范化。5加强焊工培训和焊工管理制度建设。2文船公司今后三年将采取的主要措施1加强工艺规划以推广CO半自动焊方法为主，内场拼板、小中组和制管等工序取消手工电弧焊。加强机械化自动焊焊接工艺方法研究，重点是扩大现有埋弧自动焊、CO自动角焊、简易CO自动焊、填充碎焊丝高效CO单面焊和垂直气电焊的应用范围。应对IMO涂装新标准的要求，加紧研究，争取实现在无码垛安装条件下焊接。一是要突破单面埋弧自动焊的应用难题；二是扩大总组和搭载CO双面焊的应用，实现总组和搭载最大限度的无码垛焊接；三是要提高造船精度水平，减少现场坡口修割率，为自动化焊接提供良好条件。2加强组织和工作体系建设及人才培养加强焊接试验室的建设，加快焊接人才引进、培养和焊工培训，在各级施工部门配备必要的焊接工程技术和管理人员，提高高效焊接技术的推广执行力度。实施分部门进行高效焊的数据统计，加强检查，根据各部门特点，分类指导，分类推进。3科学规划，科学管理在上级部门的指导下，结合船坞改造后的工艺流程，进行与焊接相关的物量、场地、工时、劳动力和设备测算，细化工艺规划和生产计划管理,重点要在提高高效焊接化率的同时，减小待、转、运、废返等辅助工时，提高劳动生产率，否则即使焊接高效化率上去了，焊工日均焊材消耗量也难以大幅提高。积极学习国内外先进船厂经验及结合生产实际情况，确定比对指标，制定滚动发展规划，持续改进，不断发展。以工法改进和公司科技项目等科技活动为载体，提高职工推广新工法新技术的积极性，推动高效焊接技术工作不断深入。跟踪国内外自动化焊接方法发展，抓住时机,适时开发引进。4加大设备投入，全面实施定置管理以推广CO焊为核心，发展以CO焊和埋弧焊为基础的机械化、自动化焊接工艺方法。在规划指导下，加大设备投入和新工法新技术设备投入，在设备选购中优先保证CO焊机和埋弧焊机等基础高效焊接设备的投入。全面实施设备定置管理，提高焊机完好率，减少焊前辅助准备时间，提高焊工工时利用率。对已经完成折旧，维修成本高，维修后性能达不到要求的焊机要强制淘汰。5加强设计、工艺、施工和培训规范化建设深化焊接生产设计，实施节点标准化，工艺信息规范化。细化焊接工艺，实施工艺通用化。加强施工，实施施工标准化，作业规范化。加强焊工资质管理，提高招收外工的操作技能门槛，以二类焊工为起点。目前，造船业是我国制造业中唯一能走在世界前列，并能够与世界先进水平较量的行业。有专家认为，船舶工业是劳动力密集、资金密集、技术密集的产业。和发达国家相比，我国劳动力成本低；和其他发展中国家相比，我国技术、资金和工业基础比较雄厚，因此我们拥有先进国家与发展中国家难以同时具备的综合优势。焊接工艺技术是船舶建造过程中的关键技术之一，在焊接器材生产行业的鼎力支持下，并且通过国际交流与合作，已经取得了长足的进步。但是，与韩国和日本相比，我国的船舶焊接技术还有相当大的差距。因此，在这里呼吁焊接器材生产行业，加强与船舶行业以及行业内部彼此之间的合作与交流，特别是放弃行业内部的恶性竞争。焊接器材生产行业和船舶行业的朋友们，让我们在中华民族走向伟大复兴的征途上携手共进、同创辉煌！4文船公司焊接工作情况简介5结束语22 222222
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专家系统在焊接领域的应用 专家系统; 焊接; 设备故障;【英文关键词】Expert system; welding; failure of equipment;【摘要】介绍了专家系统的概念、结构、开发工具和建立方法,以及专家系统在焊接领域的应用。专家系统在焊接领域的应用涵盖焊接工艺设计或选择、焊接缺陷或设备故障诊断、焊接成本估算、实时控制、焊接CAD和焊工考试等。【英文摘要】The concept,configuration,developing tool,establishing method and application in welding industry of expert system are The application of expert system in welding industry coveres the design or selection of welding process,diagnosis of weld discontinues or failure of equipment,estimation of welding cost,real time control,welding CAD and examination for welding 【DOI】CNKI:SUN:DHJI2005-10-006【更新日期】2005-12-24【分类号】TP182;【正文快照】前言专家系统是智能控制中的一种。智能控制工程是随着工业自动化的发展而提出的。工业发展的过程经历了劳动密集型、设备密集型、信息密集型和知识密集型等几个阶段。工业自动化始终贯穿其中,自动控制理论已从以传函、频域分析为基础,研究单输入单输出的经典控制理论,发展到以