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用于应急抢修的无电焊接技术及其应用摘 要：介绍了无电焊接技术的工作原理、特点、发展现状、焊接工艺以及应用状况，分析了无电焊接材料焊缝的组织形貌及焊接接头拉伸强度。指出：无电焊接技术焊接工艺简单，焊缝性能优良，应用广泛，具有良好的推广应用价值。研制的无电焊接材料，焊缝组织、性能良好，具有潜在的应用前景。关键词：自蔓延焊接；无电焊接；应用0 引 言野外作业、行驶的机械在使用中结构件、箱体、管路等零部件难免出现的损伤与故障，比如裂纹、孔隙跑、冒、滴、漏等，将严重影响机械的正常使用。传统的应急维修方法如电焊、气焊、胶粘等，修理时需电、气和专用设备，或粘结固化时间长，不能满足野外应急的使用需要。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供应的条件下，这些传统的应急维修方法也无法施展。因此开发一种具有快速、高效、节能的新型焊接技术，弥补传统焊接技术的不足已显得非常必要。无电焊接技术正是在这一背景下开发出来的。1 无电焊接技术的原理及特点无电焊接技术是一种新型焊接技术，它将先进焊接材料制成专用手持式焊笔，焊笔一经点燃，不需任何其它能量补充，仅依靠焊接材料燃烧放出的热量就能进行焊接。即以化学反应放出的热为高温热源，以反应产物为焊料，在焊接件间形成牢固连接的过程。因焊接过程不使用外界能源，简称无电焊接，实质上是自蔓延技术与焊接技术相结合的一种新型技术，属于自蔓延焊接技术的范畴，它具有以下特点： (1) 焊接简单方便，工作效率高。无电焊接技术焊接时不需要任何电源和其它设备；无需高压，也无需保护性气氛，仅仅依靠混合粉末燃烧反应放出的热量就能进行焊接，工作效率高；小巧轻便，操作简单，单人即可完成。在紧急条件下，可快速简便的对工程机械零部件损坏处进行焊接； (2) 焊接效果好，焊缝性能优良。无电焊接是一种熔焊焊接，焊缝拉伸强度介于200～300 MPa，弯曲强度介于300～700 MPa，冲击韧性介于6～5 Kgm/cm2，硬度介于120～180 HRB，抗腐蚀性要优于45 钢等，能有效满足工程机械应急维修需要。 (3) 适用范围广。无电焊接技术可对工程机械及各种野外作业机械的多种零部件进行焊接修理，已经在水箱、油箱、水管、油管、排尘管、电瓶连接线、拉杆等零件上进行了应用，焊接效果良好，能够满足使用要求。 (4) 有一定的局限性。无电焊接技术目前只能焊接5 mm 之内的零部件，且不能焊接铝合金。2 无电焊接技术的发展无电焊接技术属于自蔓延焊接技术的范畴，自1967 年由前苏联科学家AGMerzhanov, Borovinskaya和Shkiro 等人确立自蔓延技术以来[1]，自蔓延技术与其它许多传统技术相结合形成了许多新型技术，自蔓延焊接技术属于其中一种[2]。自蔓延焊接技术是在待焊接的两块材料之间添进合适的燃烧反应原料，以一定的压力夹紧待焊材料，待燃烧反应过程完成后，即可实现两块材料之间的焊接[3]。这种焊接作为一种特殊焊接工艺，主要用于焊接① 同种或异种一般金属材料；② 同种或异种难熔金属材料；③ 同种或异种陶瓷材料；④ 同种或异种金属间化合物；⑤金属或金属间化合物与陶瓷材料 [4-8]。对于①的应用研究较多且得到了广泛的应用,对于②～⑤则基本处于试验室研究阶段。而无电焊接技术作为自蔓延焊接技术的一种，由于其焊接简单、效率高、焊缝性能好、适用范围广等优点，目前，国际上许多国家如俄罗斯、美国、日本、西班牙和印度等国都在进行研究和开发，其中俄罗斯由于在自蔓延领域的起步较早，其无电焊接技术的研究也相对较早，故它在无电焊接技术方面做出的贡献最大，成果也相对较为成熟，它们对无电焊接产品的生产已成规模一个发不下 弄两个啊~~~~~~
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CO-2气体保护焊是以CO-2-气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊方法。由于CO2-源丰富、价格低廉等原因，在现代生产和工程中应用已经很普遍。CO2气体保护焊机的工艺性能（电弧的稳定性、焊接飞溅和焊缝成形等）都直接受焊接电源特性的影响。所以CO-2气体保护焊要求使用平硬特性的直流电源，并具有良好的动特性，是有科学依据的。一、CO2气体保护焊的工艺特点分析 CO2气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点。究其不足主要是：很难使用交流电源，焊接飞溅多。特别是采用短路过渡形式时，在焊接过程会产生大量的金属飞溅。造成大量金属的损失，使熔敷率降低，焊后清理工作量增加。同时，飞溅的产生降低了电弧的稳定性，严重影响焊接质量。此外采用短路过渡的CO2体保护焊还存在焊缝成形差的工艺缺点。主要表现为焊缝表面不光滑、熔深浅、焊缝成形窄而高，容易出现未熔合的焊接缺陷。所以要使CO2气体保护焊在工业生产中得以广泛推广和应用，则必须解决和控制这些工艺问题。二、CO2气体保护焊中短路过渡的工艺分析 CO2体保护焊中短路过渡的初期和后期都会产生飞溅。每次燃弧时，电弧会冲击熔池而产生飞溅；当焊丝熔化形成熔滴与熔池接触，液桥还没有铺展开时，由于接触面积小，电流密度大，而发生汽化和爆炸产生“瞬时短路”飞溅；当熔滴与熔池短路金属液桥铺展开时，在液态金属的表面张力、重力、以及流过液桥的电流所产生的电磁收缩力的作用下，形成液桥缩径并急剧减小，短路电流密度剧增，使液态金属在瞬间发生汽化和爆炸而产生飞溅。同时，液桥金属的汽化和爆炸，不仅产生飞溅，还会引起熔池的剧烈震荡，从而导致焊缝成形不良和电弧的稳定性降低。 焊接时对母材的加热的热源主要是燃弧能量。CO2-气体保护焊过程中，短路时间占了很大的比例，且短路过程几乎不会给母材提供热能。其燃弧时间比其它焊接工艺都短，所以导致对母材的加热不足，从而造成焊缝余高大、焊缝窄、熔深浅、未熔合等焊缝成形缺陷。三、CO-2---气体保护焊焊接电源特性的构成 从上述对CO-2---气体保护焊短路过渡特点的分析可知，焊接电弧的工艺效果将取决于电源特性的不同。电源特性包括电源静特性和动特性。1、焊接电源的静特性构成 焊接电源的静特性即电源输出电压与输出电流之间的变化关系，表达这一关系的曲线称为电源静特性曲线。不同的焊机有不同的静特性，分别有平硬特性和下降特性。电源静特性的确定离不开焊接电弧的特性（在弧长不变状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系）。电弧具有很高的动态响应，故一般可以认为电弧动态特性与其静态特性相同，其静特性曲线呈U形。U形曲线分为下降段、水平段和上升段，CO-2---气体保护焊的电弧静特性处于上升段。电源静特性与电弧特性的交点，为焊接电弧的工作点，图1为两种电源特性和电弧负载特性曲线图，图中P1是平硬特性，P2是下降特性。CO-2---气体保护焊过程有两种负载状态：熔滴短路时为电阻状态，其特性为L--1-；燃弧时为压缩电弧状态，其特性为L-2。现在我们来分析哪一种电源静特性适合于CO-2---气体保护焊。对于静特性分别为P 1，P 2的焊接电源（图1），如果焊接电流均为I H，在短路负载L 1的状态下，由于静特性曲线斜率不同，平硬特性的焊机输出短路电流I S1比下降特性的焊机输出短路电流I S2高得多，所以平硬特性P 1的焊机的短路液桥爆断电流和焊接飞溅比下降特性焊机要大。在燃弧状态下，即电弧特性为L 2，平硬特性的焊机输出电流和电弧电压最低，即IA1＜IA2，U A1＜U A2,所以下降特性焊机具有较大的熔深和较好的焊缝成形。一般工艺条件下，都希望增加燃弧能量和改善焊缝成形，但要使CO 2 气体保护焊能适应全位置焊接，就要求燃弧能量不能太大。如果燃弧能量太大，则液体金属容易流淌，那么，在进行立焊、横焊、仰焊时就难以控制熔滴的下淌，所以不能采用下降的电源静特性。CO 2 气体保护焊中，依靠弧长变化引起的电流和焊丝熔化速度的变化，使弧长得到恢复。电弧这种自调作用的强弱，会影响电弧长度在干扰下的恢复能力和弧长的稳定性。恢复电弧长度的决定因素，是焊接电流和焊丝熔化速度的变化量。而不同的电源静特性曲线决定了焊接电流的变化量不同。也就是说，电源静特性将影响弧长调节的灵敏度。图2所示，P 1是平硬特性，P 2下降特性。当电弧受到外界干扰，使弧长从正常电弧长度L 0变短为L 1，则平硬特性P 1焊机输出电流增加了△I 2，则焊丝熔化速度增快，使弧长恢复正常。故平硬特性P 1焊机的电流和焊丝熔化速度变化量较大，弧长恢复到正常值所需时间短；同样，当电弧长度变化至L 2时，平硬特性焊机的电流和焊丝熔化速度的变化量也比下降特性P 2焊机大，其恢复时间较短。故无论是弧长变短还是变长，平硬特性焊机总比下降特性焊机的弧长恢复时间短，电弧自调性能更好。所以CO 2 气体保护焊焊接电源的静特性应选平硬特性。2、焊接电源动特性的构成所谓弧焊电源的动特性，是指焊接电源对焊接电弧这样的动负载所输出的电流和电压与时间的关系，是衡量焊接电源对负载瞬变的反应能力。对CO 2 气体保护焊来说，由于存在金属熔滴的短路过渡，使负载状态常在燃弧和短路之间切换。并且，从燃弧到短路以及从短路到燃弧的过渡过程，造成输出电流和电压的瞬时变化，对焊接飞溅和焊缝成形都存在着重大的影响。焊接飞溅受到电源动特性直接影响的原因是：短路电流峰值的高低和增长率的快慢直接受焊机动态反应快慢的影响。若动态响应太快，则短路电流峰值过高，增长率过快，在短路液桥形成之前，就引起爆断和飞溅，而形不成短路过渡形式，这种飞溅的特点是频率较高、颗粒小；若动态响应太慢，则短路电流增长率慢，峰值小，电流生产的磁收缩力不足以保证短路液桥的顺利过渡，短路过渡时间长，产生的飞溅特点是：频率较低，颗粒粗大。因此，要求焊接电源要具有恰当的短路电流增长速度，以避免较大的飞溅。短路电流对焊接接头的加热、焊缝的熔深和成形的作用不大，影响焊缝的熔深和成形主要是燃弧能量，即燃弧的电流和电压。由于焊接时存在短路过程，故电源电压不能太高，则稳态时的燃弧电流较小，所以短路结束后的电流变化过程是燃弧能力的重要组成部分。也就是说，焊机的动态特性对焊缝成形和熔深有重要的影响。动特性越慢，短路结束后电流过渡时间越长，所提供的燃弧能力越大，焊缝成形越好，熔深越大。但过慢的动特性又会使电流增长率过缓，而导致飞溅严重，甚至破坏电弧的稳定性。所以，必须选用适当的动特性电源来保证焊接工艺的要求。总之，从熔滴过渡形式、焊接工艺特点、电弧自身调节作用、电弧静特性与焊接电源静特性的匹配情况几方面的分析探讨可知，动特性良好、静特性为平硬特性的直流焊接电源，最适合的CO 2 气体保护焊焊接电源。文秘杂烩网
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常州工程学院毕 业 设 计（论文）、题 目 板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊 的焊接工艺评定（拉伸） 专 业 焊接技术及自动化 班级学号 姓 名 指导教师 2008 年 6 月 5 日摘要钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种，由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的不锈钢中有70％的是不锈钢，在我过也达到了65％左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。0cr18ni9就是奥氏体不锈钢，我做的这个课题就是探讨0cr18ni9在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器，液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能，而奥氏体不锈钢0cr18ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛，因此对0cr18ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0cr18ni9在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0gr18ni9在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为6×150×300mm的两块0cr18ni9扳水平对接焊接方法就是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定0cr18ni9的各项性能。关键词: 焊接性能 力学性能 使用性能 焊接工艺AbstractSteel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly 0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is beco Steel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly 0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is becoming increasingly In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the ing increasingly In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the Key word:Welding performance Mechanics performance Welding craft Operational performance目 录1 绪论 ………………………………………………………………………2 课题的背景 ………………………………………………………………3 材料介绍 …………………………………………………………………4 0Cr18Ni9的焊接 ………………………………………………………………1 0Cr18Ni9焊接性分析 ……………………………………………………2 0Cr18Ni9的焊接工艺 ………………………………………………………1 0Cr18Ni9的焊接工艺思路分析 …………………………………………2 0Cr18Ni9的焊接工艺应用 ……………………………………………5 结论 ……………………………………………………………………6 参考文献 ………………………………………………………………7 致谢 ……………………………………………………………………绪论机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，不锈钢的出现和大量的使用，推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。在世界上45 ％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论奥氏体不锈钢的焊接性能。最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺知道书，我们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。课题背景由于奥氏体不锈钢的特殊的焊接性能，在现代社会中越来越多的地方使用到这种钢，现在奥氏体不锈钢也是我们发展研究的一个方向。未来的时间里对奥氏体不锈钢的开发研究也越来越引起专家们的注意，我们对奥氏体不锈钢焊接的了解也应该越来越重视。焊接奥氏体不锈钢的方法有很多，国内在中厚板奥氏体不锈钢的焊接中，主要采用埋弧焊（SAW）。手工电弧焊由于其操作灵活、方便，设备投资少，因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。在手工电弧焊中起关键作用的不锈钢焊条经过我国焊接工作者多年努力，已取得了如下进展：⑴ 品种 基本上覆盖了各种常规不锈钢钢种，如308、316、309、347、317等等，通常包括酸性、碱性两个渣系。对于超低C不锈钢焊条，如308L、316L、309L国内也能生产，所以从品种上基本可满足工业部门的使用。⑵ 质量 对于常规不锈钢焊条而言，从不锈钢焊条的发红、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝成型、颜色、波纹细腻程度、全位置焊接适应性、焊工施焊的舒适性、焊接力学性能、抗腐蚀性等方面，国产不锈钢焊条质量参差不齐。但基本可以满足国内用户的要求。对于一些特殊品种如310MoL、347L、309L仍有许多工厂愿意使用进口焊材。这也表明我国整体不锈钢焊条的工艺质量与国外还有差距，在一些特殊品种上差距较大。不锈钢埋弧焊大多使用在不锈钢筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口，先焊内焊缝，然后反面砂轮打磨（甚至气刨）。随后焊正面，现行工艺是标准中要求和认可的。存在问题有：① 对母材损伤较大，对腐蚀性能不利、影响美观。② 埋弧不锈钢焊丝品种少，质量较差，配用的260和431、350焊剂，往往使焊后缝残留有横向熔渣。焊工需要用砂轮打磨。③ 因而不锈钢埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙。（3）、CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊采用CO2气保护不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机，采用100%CO2或80%Ar+20%O2作为保护气体，和普通结构钢实心焊丝焊接相似，即可得到美观的焊缝。在3种方法中，CO2保护不锈钢药芯焊丝有取代前两种焊接方法的趋势。这三种焊接方法的对比，见表1。不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比对比项目 不锈钢手工电弧焊 MIG实心焊丝 CO2不锈钢药芯焊丝效率 低 高 高成本 高 较高 低操作工艺性 好 较高 好焊缝美观 好 较高 好焊缝性能 好 好 好全位置适应性 好 一般 好焊丝品种 多 少 多对焊工技术要求 较多 高 一般从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代，但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的！奥氏体不锈钢已具备建筑、化工设备材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的，使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来，但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。在这样的背景下我选择做这样的课题，既有利于了解目前0Cr18Ni9焊接，又有利于了解0Cr18Ni9焊接的发展方向。OCr18Ni的焊接性分析 对于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接术语》中注明：“材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。 根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：（1） 工艺焊接性（2） 使用焊接性影响焊接性的因素主要有以下几点：（1） 材料因素（2） 焊接方法（3） 构件类型（4） 使用要求 金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。 分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断，如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来判定：1、0Cr18Ni9的焊接要求 1）0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A)加3-5 ％铁素体（F ）。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求： ① 焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。 ② 用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，在高温状态下Cr和C形成化合物，在高温区就形成了贫铬层，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。 ③ 由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。 2）0cr18ni9的含碳量很小，在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。 3） 0cr18ni9属于奥氏体不锈钢，这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低，热膨胀系数大，局部加热时温度分布不均匀，收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题，焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生，焊接的速度也应该适当的快点。 上面我们已经从它的化学成分和物理性能对0cr18ni9的焊接性能进行了分析，但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的，我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的，我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。板材的规格是6×150×200mm焊接方法是手工电弧焊焊材型号A132，规格¢2mm坡口形式是斜Y型焊接参数是电流：90-120A，电压20-24V，速度15-20cm/min斜Y型坡口裂纹试验图如下：焊完的试件需要经过48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检查焊缝表面裂纹，然后用机械方法切开六个等长度横向试片，检查五个片面上的裂纹情况。一般用裂纹率作为评定标准。根部裂纹率=∑LR/L×100％表面裂纹率=∑Lf/L×100％端面裂纹率=∑h/5H×100％试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为8mm试件的裂纹率小于20％因此在实际生产中如果按要求来做的话是不会产生裂纹的，此种钢的焊接性能还是可以的。综上所述0cr18ni9钢是具有良好的焊接性能的，在生产中按标准来做的话是应该可以生产出合格的产品，它的使用性能还是可以的。0Cr18Ni9的焊接工艺表Ⅰ-1焊接工艺评定指导书（任务书）编 制 指导书编号 HJ0511-29审 核 评定理由 批 准 完成日期 评 定 标 准 JB4708-2000 验收机关 母 材 厚度 , mm 尺寸,mm 接头形式简图0Cr18Ni9 6mm 6*150*300 0Cr18Ni9 6mm 6*150*300 焊 接 位 置 1G 焊接方向 右焊法 保 护 气 体 / 层间温度 / 预 热 / 机械化程度 手工焊 焊后热处理 / 后 热 处 理 / 衬垫材料/规格 / 清 根 方 法 / 层道 焊接方法 焊材型号/牌号 焊材规格 电流种类及极性 电流(A) 电压(V) 焊接速度(cm/min) 热输入（kJ/cm） 钨极直径 喷嘴直径1 SMAW A102 2mm 反接 90-110 5~20 15~18 67 / /2 SMAW A102 2mm 反接 100-120 20~22 18~20 7 / /检验项目、评定指标及试样数量检 验 项 目 检验标准 评定指标 检验项目 检验标准 评定指标 试样数量外观检查 GB150 JB4708 拉伸试验 GB/T228 JB4708 2无损检测 射线(RT) JB4730 JB4708 弯曲试验 面弯 GB/T232 JB4708 2 超声(UT) / / 背弯 JB4708 2 渗透(PT) / / 侧弯 / / 磁粉(MT) / / 冲击试验 焊缝 GB/T229 JB4708 /焊缝化学成分 / / 热影响区 JB4708 /金相 宏观 / / 腐蚀试验 / / / 微观 / / 硬度检验 / / /焊接工艺评定指导书编号：HJ0511-29名称：板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板手工电弧焊的焊接工艺评定（拉伸） 编制： 审核： 批准： 表Ⅰ-2焊 接 工 艺 评 定 指 导 书单位名称 常州博朗低温有限公司 焊接工艺指导书编号 HJ0511-29 日期 6 焊接工艺评定报告编号 HJ0511-29-1 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动） 手动 焊接接头：坡口形式 带钝边的V型 衬垫（材料及规格） / 其它 / 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置及顺序）母材：类别号 VII 组别号 VII-1 与类别号 VII 组别号VII-1 相焊及标准号 / 钢 号 / 与标准号 / 钢 号 / 相焊厚度范围： 母材：对接焊缝 5~12 角焊缝 不限 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 5~12 角焊缝 不限 焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 《12 角焊缝 不限 其它： 焊接材料：焊材类别 焊条 焊材标准 GB/T983 填充金属尺寸 2mm 焊材型号 E307-16 焊材牌号 A132 其 他 / 耐蚀堆焊金属化学成分（%）C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb
1焊接变形的控制措施 全面分析各因素对焊接变形的影响，掌握其影响规律，即可采取合理的控制措施。 1焊缝截面积的影响 焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的，而且是起主要的影响，因此，在板厚相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大。 2焊接热输入的影响 一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大。 3焊接方法的影响 多种焊接方法的热输入差别较大，在建筑钢结构焊接常用的几种焊接方法中，除电渣以外，埋弧焊热输入最大，在其他条件如焊缝断面积等相同情况下，收缩变形最大，手工电弧焊居中，CO2气体保护焊最小。 4接头形式的影响 在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方面等因素条件相同时，不同的接头形式对纵向、横向、角变形量有不同的影响。常用的焊缝形式有堆焊、角焊、对接焊。 1)表面堆焊时，焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束，而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束，因此，变形相对较小。 2)T形角接接头和搭接接头时，其焊缝横向收缩情况与堆焊相似，其横向收缩值与角焊缝面积成正比，与板厚成反比。 3)对接接头在单道(层)焊的情况下，其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大，在单面焊时坡口角度大，板厚上、下收缩量差别大，因而角变形较大。 双面焊时情况有所不同，随着坡口角度和间隙的减小，横向收缩减小，同时角变形也减小。 5焊接层数的影响 1)横向收缩：在对接接头多层焊接时，第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律，第一层以后相当于无间隙对接焊，接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似，因此，收缩变形相对较小。 2)纵向收缩：多层焊接时，每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多，加热范围窄，冷却快，产生的收缩变形小得多，而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束，因此，多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多，而且焊的层数越多，纵向变形越小。 在工程焊接实践中，由于各种条件因素的综合作用，焊接残余变形的规律比较复杂，了解各因素单独作用的影响便于对工程具体情况做具体的综合分析。所以，了解焊接变形产生的原因和影响因素，则可以采取以下控制变形的措施： 1)减小焊缝截面积，在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。 2)对屈服强度345MPA以下，淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热、层间温度；优先采用热输入较小的焊接方法，如CO2气体保护焊。 3)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。 4)在满足设计要求情况下，纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。 5)双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。 6)T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。 7)采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。 8)采用刚性夹具固定法控制焊后变形。 9)采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形，如H形纵向焊缝每米长可预留5mm～7mm。 10)对于长构件的扭曲，主要靠提高板材平整度和构件组装精度，使坡口角度和间隙准确，电弧的指向或对中准确，以使焊缝角度变形和翼板及腹板纵向变形值与构件长度方向一致。 11)在焊缝众多的构件组焊时或结构安装时，要采取合理的焊接顺序。 12)设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理布置焊缝，除了要避免焊缝密集以外，还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴，并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。 2焊接应力的控制措施 构件焊接时产生瞬时内应力，焊接后产生残余应力，并同时产生残余变形，这是不可避免的现象。 焊接变形的矫正费时费工，构件制造和安装企业首先考虑的是控制变形，往往对控制残余应力较为忽视，常用一些卡具、支撑以增加刚性来控制变形，与此同时实际上增大了焊后的残余应力。 对于一些本身刚性较大的构件，如板厚较大，截面本身的惯性矩较大时，虽然变形会较小，但却同时产生较大的内应力，甚至产生裂纹。 因此，对于一些构件截面厚大，焊接节点复杂，拘束度大，钢材强度级别高，使用条件恶劣的重要结构要注意焊接应力的控制。控制应力的目标是降低其峰值使其均匀分布，其控制措施有以下几种： 1)减小焊缝尺寸：焊接内应力由局部加热循环而引起，为此，在满足设计要求的条件下，不应加大焊缝尺寸和层高，要转变焊缝越大越安全的观念。 2)减小焊接拘束度：拘束度越大，焊接应力越大，首先应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接，尽可能不用刚性固定的方法控制变形，以免增大焊接拘束度。 3)采取合理的焊接顺序：在焊缝较多的组装条件下，应根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。 4)降低焊件刚度，创造自由收缩的条件。 5)锤击法减小焊接残余应力：在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。 但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口面相邻的两侧焊道不宜锤击，以免出现熔合线和近缝区的硬化或裂纹。高强度低合金钢，如屈服强度级别大于345MPa时，也不宜用锤击法消除焊接残余应力。 6)采用抛丸机除锈：通过钢丸均匀敲打来抵消构件的焊接应力。 综上所述，在施工过程中，一定要了解焊接工艺，采用合理的焊接方法和控制措施，以便减少和消除焊后残余应力和残余变形。在实践中不断总结、积累焊接经验，综合分析考虑的各种因素，可以保证工程中的焊接质量。
1 产品介绍 1 产品的技术条件生产的产品为防腐蚀铝容器，其容积为3m3，设计温度为常温，设计压力为2MPa/cm2,工作介质为浓酸，焊缝系数φ=85。2 产品的装配-焊接工艺要求装配-焊接顺序要合理，尽量避免多余应力的产生；由于铝材的线膨胀系数大，焊接时要严格控制翘曲变形的产生；焊接参数的选择要适当，避免烧穿或未焊透现象的产生；焊前清理方法的选择要正确合理，能够彻底地清楚掉坡口区的污渍及氧化物，避免气孔的产生；在进行铝材的加工时，要严格控制加工应力，避免铝材发生变薄或拉穿。3 产品结构设计分析产品的结构满足刚度和稳定性的要求，结构自重小，省材，降低成本，制造工艺性好，可在短时间内制造安装完成，便于安装和维修，外形美观，使用方便，性能优良。4 产品材料的焊接性分析1 LF3焊接性分析化学分析： Cu：10%，Mg：2~8%，Mn：30~6%，Fe：50%，Si：50~8%，Zn：20%，Ti：15% 牌号为5A03的防锈铝，主要合金元素为Mg。力学性能：供货状态：加工硬化状态；试样状态：加工硬化状态;抗拉强度：≥225MPa;规定非比例伸长应力：≥195MPa；伸长率：≥8%。焊接性能：铝及其合金的化学活性很强，表面极易形成难熔氧化膜（Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。同时，氧化膜(特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜)可吸收较多水分而成为焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线膨胀系数大，焊接时容易产生翘曲变形。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。2 Q235A钢的焊接性分析化学成分C：14~22% Mn：30~65 Si：≤30 S：≤050 P：≤045力学性能屈服强度: 235MPa（24kg/mm2）；抗拉强度： 375-460 MPa（38-47kg/mm2）；伸长率：不大于26焊接性能：由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。2 备料加工工艺过程1 压力容器基本结构根据结构特点和工作要求，该圆筒形压力容器主要由筒体、封头、加固圈、不锈钢法兰、接管、锥管等组成。2 筒节的加工工艺过程1 备料选用LF3铝镁合金，进行化学成分和机械性能检验。 2 下料铝板尺寸为长1820mm，宽14×1200=3768mm，厚度 10mm。按照设计图纸，在放样平台上1：1比例，绘出结构图，氧气等离子弧切割下料。优点：割后即可焊接，割缝宽度和热变形较小，但电极和压缩喷嘴损耗快，因此要求操作者起弧后尽可能不中断切割过程。双层气体等离子弧切割，优点：增强弧压缩，提高电弧能量密度，切口质量好，延长电极的工作寿命。3 冲压成形采用空气等离子弧切割下直径为430mm的圆，在进行冲孔直径为450mm的卷边，理论卷边高度为10mm，由于加工过程中铝发生变形，所以进行修剪，把卷边修剪成理论高度10mm。4 卷制铝板加工前先用压力机预先加以弯曲，以消除滚圆的直边，再用三辊卷板机进行冷卷制成形。卷制过程中要经常用样板检查曲率，卷制后保证其纵缝处的棱角、径纵向错边量均符合规范中的有关技术要求。筒体卷制加工过程5 坡口加工（P202铝及铝合金）开双Y形坡口，坡口角度70，钝边4,根部间隙3mm。 坡口的加工方法：空气等离子切割6 纵缝组对由于筒节直径为1200mm，板厚为10mm，卷板后直接在卷板机上进行组对。7 焊前清理容器施焊前，应检查圆筒的组装质量，清除坡口及其两侧20mm范围内的泥沙、铁锈、油污、氧化皮及其他杂质。具体操作方式如下：第一步先机械清理：用不锈钢丝刷或刮刀清理。第二步化学清理：碱洗%8NaOH ，50-60度温水，5min ；冷静水清洗；光化：30%硝酸，室温2min，冷净水清洗；100-110摄氏度烘干，在低温干燥。3 封头的加工工艺过程1 备料选用LF3进行化学成分和机械性能检验，合格后，用矫正机对铝板板进行矫正。2下料按照设计图纸，在放样平台上1：1比例，绘出结构图，公称直径为1200mm，壁厚10m直边高度5mm,突出部分高度300mm。由于成形时材料厚度会有所改变，所以下料尺寸为直径1500mm，厚11mm的圆形铝镁合金。3 旋压成形用立式旋压机旋压成形，再用空气等离子弧割机将多余部分切掉，制成内壁直径为1200mm的椭圆形封头。4 封头边缘的切割加工由于封头旋压成形变形量很大，坯料尺寸很难确定，因而在旋压前坯料放有余量，为了与筒体装配，先在平台上画出保证封头直边高度的加工位置线，然后用气割机割去加工余量。 封头加工图5开设坡口在筒体和封头的对接处 开双v形坡口，坡口角度70°钝边根部间隙2mm。坡口的加工方法：等离子弧切割。 4 加固圈的加工工艺过程1 备料选用LF3铝镁合金，进行化学成分和机械性能检验。2下料铝板尺寸为长4349mm，宽280mm，厚度 15mm。3 成形先卷制后经拉伸形成宽度为130的铝材。4角接接头采用凹角焊缝，K取10mm，其余工艺同筒体工艺相同。5 各接管和铝盖的加工工艺1 备料选择LF3铝管和铝板，进行化学分析和机械性能检验，合格后，如果铝板变形较大可用多辊矫正机进行矫正（正压力应该适当的减小）。2 下料材料都为LF3的铝管4个，尺寸如下：管1：选择长度为260mm，直径为470mm，厚度为10mm；管2：选择长度为76mm，直径为40mm，厚度为10mm；管3：选择长度为160mm，直径为79mm，厚度为10mm；管4：选择长度为82mm，直径为54mm，厚度为10mm。在铝管上定下长度之后，可用氧气等离子弧切割下料。将10mm厚的铝板放在划线平台上用划规在铝板上按1：1比例划出一个直径为785mm的圆，然后用氧气等离子弧切割下料。按照图纸要求的位置在圆板上划出三个直径分别为10mm，49mm，24mm的圆，用氧气等离子弧切割下料。3 冲压成形 以管1为例，将管放入凹模中，使得管的上端距凹模平面的距离为152mm，然后将小锥度的锥形凸模插入管内，缓慢增加压力使得凸模逐渐往下压直到铝管不再发生变形；依照以上操作换锥度逐渐增大的锥形凸模进行拉延，直到锥度达到170度左右为止。铝管翻边的加工示意图最后用平板将翻边压平。管2、3、4都按照管1的加工方式进行加工。将圆板放在凹模上，将三个圆的周围用压边圈固定，然后选用直径分别为20mm，59mm，34mm的圆柱凸模往下压，形成翻边。将冲压好的铝板重新放在直径为483mm的凹模上，压边圈固定，用弧形凸模往下压79mm。 铝盖的拉延成形示意图4 坡口加工由于边缘受到等离子切割的热影响，需要刨去热影响区及切割时产生的缺陷；同时考虑坯料加工到规定尺寸和开设坡口，可采用管子坡口机进行翻边边缘切削和开设坡口。坡口的形式为Y形坡口： Y型坡口加工数据其中：根部间隙b=2mm；钝边p=3mm；坡口角度α=90°5 焊前清理和预热化学-机械清理：将母材或焊丝放入含8%NaOH的碱液中，温度为50~60℃，放置5分钟，用冷的干净水冲洗；再放入含30%HNO3溶液中光化处理，室温，放置2分钟，用冷净水冲洗；在100~110℃烘干，再低温干燥。为保证清理彻底，再进行一次机械清理，在坡口区用不锈钢丝刷或用刮刀清理。预热温度不超过90℃。6 对焊焊接先用手工钨极氩弧焊机进行点焊定位，然后用半自动熔化极氩弧焊机焊接。6 槽钢的加工工艺过程选用Q235A（钢板）进行化学成分和机械性能检验，合格后，加热后冲压弯曲变形，使两边具有一定弧度。1 下料槽钢尺寸及规格，长为2500mm， 规 格320×90×10mm 型 号32#B 重量/m·(Kg) 107 。按照设计图纸，在放样平台上1：1比例，绘出结构图，用等离子切割机下料。2 卷制加热后，用如图方法冲压使其达到指定弧度。如图a为槽钢冲压弯曲过程，图b为槽钢冲压后的结果，弧度为130o。 槽钢冲压过程 槽钢冲压成品3 槽口加工用等离子切割机将槽钢一侧的钢板切割成宽130的切口。 切口加工8 挡板的加工工艺过程挡板1 备料选用Q235A（钢板），进行化学成分和机械性能检验，合格后，用多辊钢板矫正机对钢板进行矫正，必要时也可采用加热矫正和弯曲。2 下料选取钢板厚度为10mm，长720mm，宽为500mm。按照设计图纸，在放样平台上1：1比例，绘出结构图，加工成如图两边顶部宽为100mm。3 打孔用手电转在挡板上打如图位置的孔，孔大小为M12，位置沿弧位置加工，距弧为50mm，两边对称。4 焊前清理托板焊接前，应检查组对质量清除两侧20mm范围内的泥沙、铁锈、油污、氧化皮及其他杂质。9 吊钩的加工工艺过程1 备料选用Q235A（钢板），进行化学成分和机械性能检验，合格后，用多辊钢板矫正机对钢板进行矫正，必要时也可采用加热矫正和弯曲。2 下料选取钢板厚度为10mm，长500mm，宽为300mm。按照设计图纸，在放样平台上1：1比例，绘出结构图。3 加工用粉笔在钢板上绘出实图，用等离子切割机切成图结构图的形状。 吊钩3 装配-焊接工艺1 安装工序筒节与加固圈的装配→筒节与封头的装配→接管与铝盖的装配→接管与筒节的装配→铝容器与支座的装配2 筒节与加固圈的装配-焊接工艺1 焊接组对在焊接筒体时，可采用琴键式压板结构对筒体进行固定。它代替了传统的气囊式结构，因而压紧力均匀可调，使用可靠，能有效控制焊缝成形并防止蒙皮失稳变形。 琴键式拼板夹具焊接时，软管3充气使压板2压紧焊件，焊后软管排气，压板由弹簧4复位。夹具因采用软管和琴键式压板，使工件压紧均匀，与背面衬垫板严密贴紧。这样焊件变形小，焊缝背面成形和保护效果良好。为便于焊后拱曲焊件退出，压板梁1由气压缸9提升和锁紧。压板可分别单边压紧，便于装配。主要技术性能：工作气压，6MPa，单边压紧力4MPa，拼接板厚1~6mm，焊缝长度3000mm，压板梁顶高30mm。在焊接加固圈时，可采用型号为FZ-10双支座可移动式翻转机，能实现焊件的翻转，其运动特点是工件绕水平轴旋转。 双支座可移动式翻转机双支座翻转机变为速度可调，驱动方式为电力驱动，带主动卡盘的支座固定，带从动卡盘的支座可随工件长短而移动，适于长度有变化的刚性较好的构件焊接。双支座式翻转机的技术数据如下： 型号载重量/Kg卡盘转速/r·min-1回转扭转/N·m允许焊接电流/A卡盘尺寸/mm中心高度/mm电动机功率/kW头架重量/Kg尾架重量/KgFZ-1~01380020001200×2 焊接方法先用硬规范焊接进行焊接，单位压力为59Mpa-98M选用有锻压和二次脉冲电流的焊接工艺参数，点焊固定，对筒体形状加以固定,再进行纵缝焊接。然后选用熔化极自动氩弧焊对加固圈的平角焊。3 焊接设备名称：NJA1 焊机 可采用300-1000KVA的直流脉冲电焊机焊丝：LF3母材-LF3、LF5、HS331焊丝（铝镁合金焊丝化学成分：M7-7，M2-6，Si≤4，Fe≤4，T05-2，AL余量，熔点638-660℃）。焊剂：CJ3 矫圆纵向焊缝焊接后，筒节的圆形可能产生变形或偏差，需要用卷板机进行热滚矫形以满足圆度要求。3 筒节与封头的装配1 焊接组对焊接时采用自调式滚轮架使工件转动的焊接方法。由于母材是铝材，线膨胀系数大，直径变化范围大，一般的组合式滚轮架机动性好，适用范围宽，但转动不够平稳，调整工作量大。而自调式克服了这些缺点，使得滚轮架的传动平稳、省力、能防止工件发生轴向窜动。 自调式滚轮架中心角α的大小影响着传动平稳与受力，宜在45°~120°之间选用，防止工件轴向传动的问题较复杂，受很多因素的影响。简单的作法是在窜动的方向上设一止推辊。自调式滚轮的结构如上图所示，所有支承滚轮都是在轮心外表面上褂了橡胶以增加摩擦兼起绝缘的作用，其直径约在350~500mm之间；轮宽随承载增大而加宽，一般在120~300mm之间。自调式焊接滚轮架的技术性能如下： 额定载荷/t工作直径范围/mm滚轮线速度/m·h-1滚轮规格（直径×宽）/mm摆轮中心高/mm电动机功率/Kw外形尺寸（主动滚轮架）/mm重量/t5Ф500~Ф35006~60Ф350~Ф752160×800×6筒体和封头的具体装配过程如下：先将筒体放到滚轮架上，要注意将加固圈和支承滚错开（以免筒体两头不在一水平线上，影响封头和筒体的对接），筒体前端像前伸出200mm，然后用吊环在适当位置将封头吊起，移动至筒体端面，与筒体对接后，用一些刚性不大的小块，用于固定封头和筒体的位置。2 焊接方法先用硬规范焊接进行焊接，单位压力为59Mpa-98M选用有锻压和二次脉冲电流的焊接工艺参数，点焊固定。然后采用全位置的熔化极自动氩弧焊进行焊接。开双v形坡口，坡口角度70°钝边根部间隙2mm。3 焊接设备名称：NJA1 焊机可采用300-1000KVA的直流脉冲电焊机焊丝：LF3母材-HS331焊丝（铝镁合金焊丝化学成分：M7-7，M2-6，Si≤4，Fe≤4，T05-2，AL余量，熔点638-660℃）。焊剂：CJ4 接管与铝盖的装配1 焊接组对 将接管对准翻边之后，用一般的夹具进行固定，然后采用钨极氩弧焊进行点焊固定，再用半自动熔化极氩弧焊机进行焊接，焊接顺序随意（三个接管呈对称分布，与焊接顺序无太大关系）。2 焊接方法半自动熔化极氩弧焊3 焊接设备手工钨极氩弧焊机WSJ-500半自动熔化极氩弧焊机NB-400焊丝：HS331 Φ4~5mm（手工钨极氩弧焊）Φ2mm（半自动熔化极氩弧焊）焊剂：CJ5 接管与筒节的装配1 焊接组对将接管对准翻边之后，用一般的夹具进行固定，然后采用钨极氩弧焊进行点焊固定，再用半自动熔化极氩弧焊机进行焊接。焊接完后，将各接管处的法兰安装上去，如果变形太大，可先进行矫正。2 焊接方法半自动熔化极氩弧焊3 焊接设备手工钨极氩弧焊机WSJ-500半自动熔化极氩弧焊机NB-400焊丝：HS331 Φ4~5mm（手工钨极氩弧焊）Φ2mm（半自动熔化极氩弧焊）焊剂：CJ6 铝容器与支座的装配1 焊接组对将槽钢按图纸所给的距离平行放置，然后将挡板放入槽钢切口内，再在切口空隙里放入合适的挡块，以抵住两挡板向内倾倒，定位焊固定后，则采用手工电弧焊焊接。用夹具将吊钩固定在槽钢外侧后，定位焊固定，然后采用手工电弧焊焊接，焊接参数的选取与焊挡板的参数一样。2 焊接方法手工电弧焊3 焊接设备焊机：逆变式手工电弧焊机ZX7-200焊条：J4224 焊接工艺方案的设计与分析1 焊接技术要求（1）必须按必须按图样、工艺文件，技术标准施焊。（2）焊接环境：铝及铝合金焊接生产厂房内的环境温度不宜超过25℃，相对湿度不宜超过50%，如果难于控制整体环境，可考虑在大厂房内为焊件创造有空调或去湿的局部小环境。焊接工作地应远离切割、钣金加工等工作地，焊接工作地应禁放杂物，应保持现场整齐清洁。（3）应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧，焊缝应在引出板上收弧，弧坑应填满。（4）防止地线电缆线焊钳与焊件打弧。（5）电弧擦伤处的弧坑需要打磨，使其均匀过度到母材表面，若打磨后的厚度低于规定值则需要补焊。（6）角焊缝的根部应保证焊透。（7）接弧处应保证焊透与融合。（8）每条焊缝应尽可能一次焊完。 2 焊接质量检验1 外观检验 焊接接头的外观检验是一种手续简便而又应用广泛的检验方法，是成品检验的一个重要内容，主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通过肉眼观察，借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检验。若焊缝表面出现缺陷，焊缝内部便有存在缺陷的可能。 2 荧光屏-电视成像法探伤检验荧光屏-电视成像法探伤适用于中等厚度的铝、镁合金材料的缺陷探伤，其最佳探伤灵敏度可达3%~4%。其工作原理：当X射线照射到荧光物质上时会激发出可见荧光，荧光的强弱(明亮程度)与入射的射线强度成正比。利用荧光屏的上述性质可将X射线透过物体后形成的射线图像转换为可见荧光图像，并利用闭路电视方法用可见光摄像机摄像和馈送至监视器显示出焊接缺陷图像。进行探伤时要注意漏检情况，可采用多角度对焊缝进行探伤的办法。在利用射线进行探伤的同时，必须保护探伤人员及周围职工免受辐射的伤害。参考文献[1] 王宗杰熔焊方法及设备第一版机械工业出版社166-190页[2] 张文钺焊接冶金学（基本原理）第一版机械工业出版社1999，99-103页[3] 陈祝年焊接工程师手册第一版机械工业出版社1480-1505页[4] 李亚江 焊接冶金学（材料焊接性） 第一版机械工业出版社 151-171页[5] 赵熹华 焊接检验第一版机械工业出版社56-58页[6] 周万盛 姚君山 铝及铝合金的焊接第一版机械工业出版社45-119 160-202页[7] 朱玉义 焊工实用技术手册江苏科学技术出版社260-261 709-717页
1焊接变形的控制措施 全面分析各因素对焊接变形的影响，掌握其影响规律，即可采取合理的控制措施。 1焊缝截面积的影响 焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的，而且是起主要的影响，因此，在板厚相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大。 2焊接热输入的影响 一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大。 3焊接方法的影响 多种焊接方法的热输入差别较大，在建筑钢结构焊接常用的几种焊接方法中，除电渣以外，埋弧焊热输入最大，在其他条件如焊缝断面积等相同情况下，收缩变形最大，手工电弧焊居中，CO2气体保护焊最小。 4接头形式的影响 在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方面等因素条件相同时，不同的接头形式对纵向、横向、角变形量有不同的影响。常用的焊缝形式有堆焊、角焊、对接焊。 1)表面堆焊时，焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束，而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束，因此，变形相对较小。 2)T形角接接头和搭接接头时，其焊缝横向收缩情况与堆焊相似，其横向收缩值与角焊缝面积成正比，与板厚成反比。 3)对接接头在单道(层)焊的情况下，其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大，在单面焊时坡口角度大，板厚上、下收缩量差别大，因而角变形较大。 双面焊时情况有所不同，随着坡口角度和间隙的减小，横向收缩减小，同时角变形也减小。 5焊接层数的影响 1)横向收缩：在对接接头多层焊接时，第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律，第一层以后相当于无间隙对接焊，接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似，因此，收缩变形相对较小。 2)纵向收缩：多层焊接时，每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多，加热范围窄，冷却快，产生的收缩变形小得多，而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束，因此，多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多，而且焊的层数越多，纵向变形越小。 在工程焊接实践中，由于各种条件因素的综合作用，焊接残余变形的规律比较复杂，了解各因素单独作用的影响便于对工程具体情况做具体的综合分析。所以，了解焊接变形产生的原因和影响因素，则可以采取以下控制变形的措施： 1)减小焊缝截面积，在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。 2)对屈服强度345MPA以下，淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热、层间温度；优先采用热输入较小的焊接方法，如CO2气体保护焊。 3)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。 4)在满足设计要求情况下，纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。 5)双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。 6)T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。 7)采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。 8)采用刚性夹具固定法控制焊后变形。 9)采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形，如H形纵向焊缝每米长可预留5mm～7mm。 10)对于长构件的扭曲，主要靠提高板材平整度和构件组装精度，使坡口角度和间隙准确，电弧的指向或对中准确，以使焊缝角度变形和翼板及腹板纵向变形值与构件长度方向一致。 11)在焊缝众多的构件组焊时或结构安装时，要采取合理的焊接顺序。 12)设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理布置焊缝，除了要避免焊缝密集以外，还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴，并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。 2焊接应力的控制措施 构件焊接时产生瞬时内应力，焊接后产生残余应力，并同时产生残余变形，这是不可避免的现象。 焊接变形的矫正费时费工，构件制造和安装企业首先考虑的是控制变形，往往对控制残余应力较为忽视，常用一些卡具、支撑以增加刚性来控制变形，与此同时实际上增大了焊后的残余应力。 对于一些本身刚性较大的构件，如板厚较大，截面本身的惯性矩较大时，虽然变形会较小，但却同时产生较大的内应力，甚至产生裂纹。 因此，对于一些构件截面厚大，焊接节点复杂，拘束度大，钢材强度级别高，使用条件恶劣的重要结构要注意焊接应力的控制。控制应力的目标是降低其峰值使其均匀分布，其控制措施有以下几种： 1)减小焊缝尺寸：焊接内应力由局部加热循环而引起，为此，在满足设计要求的条件下，不应加大焊缝尺寸和层高，要转变焊缝越大越安全的观念。 2)减小焊接拘束度：拘束度越大，焊接应力越大，首先应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接，尽可能不用刚性固定的方法控制变形，以免增大焊接拘束度。 3)采取合理的焊接顺序：在焊缝较多的组装条件下，应根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。 4)降低焊件刚度，创造自由收缩的条件。 5)锤击法减小焊接残余应力：在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。 但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口面相邻的两侧焊道不宜锤击，以免出现熔合线和近缝区的硬化或裂纹。高强度低合金钢，如屈服强度级别大于345MPa时，也不宜用锤击法消除焊接残余应力。 6)采用抛丸机除锈：通过钢丸均匀敲打来抵消构件的焊接应力。 综上所述，在施工过程中，一定要了解焊接工艺，采用合理的焊接方法和控制措施，以便减少和消除焊后残余应力和残余变形。在实践中不断总结、积累焊接经验，综合分析考虑的各种因素，可以保证工程中的焊接质量。
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
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