時(shí)間：2022-06-23 22:03:45
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇焊接工藝論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.1焊接變形原因
焊接的熱過(guò)程是導(dǎo)致殘余應(yīng)力和塑性應(yīng)變的根源。在焊接過(guò)程中,焊接熱過(guò)程對(duì)焊接質(zhì)量和焊接效率的影響,主要來(lái)自以下幾個(gè)方面的深層次原因:(1)在焊接件上,熔池的形狀和尺寸直接影響焊接質(zhì)量,而熔池大小與尺寸作用到焊接件上的熱量分布和大小息息相關(guān);(2)焊接的熱過(guò)程包含加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程,這兩個(gè)過(guò)程中的加熱和冷卻參數(shù)會(huì)直接影響熔池的相變過(guò)程,對(duì)金屬的凝固產(chǎn)生重要的影響,對(duì)熱影響區(qū)的金屬組織產(chǎn)生一定的破壞;(3)焊接中的熱過(guò)程直接決定熱量的輸入過(guò)程和熱量的傳遞效率,這直接導(dǎo)致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的熱過(guò)程如果不均勻,會(huì)對(duì)金屬構(gòu)件各部分產(chǎn)生不同的熱響應(yīng),導(dǎo)致出現(xiàn)不同的應(yīng)力,產(chǎn)生應(yīng)力形變。從以上理論探討,我們可知在金屬構(gòu)件焊接過(guò)程中出現(xiàn)變形,主要是由于焊接熱源是處于局部加熱,使得鋁合金構(gòu)件上的熱量分布存在差異,在構(gòu)件與母材之間的焊縫區(qū)域附近熱量吸收的較多,引起周?chē)X合金材料和母材都出現(xiàn)一定程度的受熱膨脹,而遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域的鋁合金材料和母材材料由于吸收到的熱量相對(duì)較少,發(fā)生的體積膨脹相對(duì)較小甚至不發(fā)生體積膨脹,使得焊縫區(qū)域的體積膨脹過(guò)程受到一定的抑制,導(dǎo)致焊接過(guò)程中,焊接構(gòu)件和母材之間出現(xiàn)瞬間的熱變形,但是當(dāng)鋁合金構(gòu)件在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)了自身材料的彈性極限后,會(huì)出現(xiàn)一定的塑性應(yīng)變,當(dāng)焊接過(guò)程結(jié)束之后,焊接件又逐步冷卻而產(chǎn)生殘余變形。
1.2焊接變形分類(lèi)
從機(jī)械領(lǐng)域考慮整個(gè)焊接過(guò)程,可以將焊接過(guò)程中出現(xiàn)的變形分為瞬間變形和殘余變形。其中,焊接過(guò)程瞬間熱變形分為三種,依次是面內(nèi)位移、面外位移和相變組織形變。焊后殘余變形分為面內(nèi)變形和面外變形兩大類(lèi),面內(nèi)變形又分為焊縫縱向收縮、焊縫橫向收縮、回轉(zhuǎn)變形;面外變形又分為角變形、彎曲變形、扭曲變形。
1.3鋁合金的焊接性能分析
熟悉化學(xué)原理的人都清楚,各種鋁合金的化學(xué)成分并不一致,導(dǎo)致不同鋁合金的物理性能和化學(xué)性能存在一定的差異,但是,由相關(guān)研究試驗(yàn)并結(jié)合以上的焊接熱理論和焊接應(yīng)力應(yīng)變理論分析可知,鋁合金的焊接性能主要與鋁合金中的含鋁量和含鎂量有關(guān)。隨著含鎂量的增高,鋁合金強(qiáng)度增高,焊接性能改善;但是,當(dāng)含鎂量超過(guò)7%的極限值之后,鋁合金容易出現(xiàn)應(yīng)力集中,降低焊接性能。但是,鋁合金與其他金屬相比,由于在空氣中或者是進(jìn)行焊接時(shí),比較容易與氧反應(yīng)被氧化,生產(chǎn)的氧化鋁薄膜由于熔點(diǎn)高,在焊接時(shí)會(huì)阻礙焊接過(guò)程;焊接過(guò)程中,在接頭內(nèi)容以出現(xiàn)一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要進(jìn)行表面處理后盡快進(jìn)行焊接。此外,由于鋁合金的其他物理化學(xué)性能如熱導(dǎo)率、比熱等比鋼大,在焊接時(shí)容易造成較多的焊接熱量的流失,因此,在焊接時(shí)需要采用高度集中的熱源進(jìn)行焊接,才能有效提升焊接質(zhì)量,降低應(yīng)力形變的出現(xiàn)。
1.4鋁合金構(gòu)件焊接變形控制措施
從上述對(duì)鋁合金構(gòu)件焊接性能和焊接熱過(guò)程的分析,對(duì)于鋁合金構(gòu)件在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的瞬間變形和焊接結(jié)束后出現(xiàn)的殘余變形,需要采取一定的控制措施,減少變形甚至是消除變形,促進(jìn)鋁合金構(gòu)件在裝備整體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮應(yīng)用的作用。在鋁合金構(gòu)件設(shè)計(jì)階段結(jié)合整體裝備,做好其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并采取優(yōu)質(zhì)的焊接技術(shù),能夠顯著減小焊接變形量。為此,我們可以從兩個(gè)階段進(jìn)行鋁合金焊接變形量的控制。一個(gè)階段是設(shè)計(jì)階段,另一個(gè)是制造階段。在設(shè)計(jì)階段,主要遵循如下幾個(gè)原則即可實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程做好對(duì)鋁合金焊接變形的有效控制:首先是要對(duì)焊接的工藝進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)與選擇,一般在這個(gè)過(guò)程中,遵循的原則就是盡量選擇那些實(shí)踐反饋效果好應(yīng)用成熟的焊接工藝;其次,對(duì)于焊接過(guò)程中,鋁合金構(gòu)件和主體裝備結(jié)構(gòu)之間焊接縫隙的尺寸、形狀、布局以及位置都應(yīng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì),盡量通過(guò)好的焊縫設(shè)計(jì)鋁合金構(gòu)件在主體結(jié)構(gòu)上的位置,控制好焊縫的布局和位置,然后減少焊縫的數(shù)量,選擇最優(yōu)的焊縫尺寸,實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接結(jié)束之后可能出現(xiàn)的殘余形變;最后,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要做好一系列的仿真實(shí)驗(yàn)和小比例模型的模擬實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,確定最終的設(shè)計(jì)方案,以便正確指導(dǎo)鋁合金的焊接,減小甚至防止鋁合金構(gòu)件的焊接變形。在制造階段對(duì)鋁合金構(gòu)件焊接變形的控制,主要是指焊接準(zhǔn)備過(guò)程、焊接過(guò)程和焊接結(jié)束之后的過(guò)程中進(jìn)行控制。首先,在焊接準(zhǔn)備過(guò)程中,需要對(duì)焊接工藝設(shè)計(jì)到的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的熟記,并對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)做到熟記于心。另外,在焊接準(zhǔn)備過(guò)程中,需要預(yù)先對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行一定的拉伸然后再采取剛性固定措施進(jìn)行組裝拼接,做好這些準(zhǔn)備工作是控制變形的前提;其次,在焊接過(guò)程中,除了要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的焊接工藝進(jìn)行焊接之外,還應(yīng)按照優(yōu)秀的焊接工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)變形的控制,例如,采取那些能量密度高的熱源,對(duì)焊接過(guò)程中的焊接受熱面積進(jìn)行技術(shù)控制;最后,在焊接結(jié)束之后,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋁合金構(gòu)件焊接水平的檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)存在著殘余變形,及時(shí)采取加熱矯正或者是利用機(jī)械外力作用進(jìn)行矯正,達(dá)到對(duì)變形量的減小。
2鋁合金構(gòu)件焊接工藝優(yōu)化
對(duì)于鋁合金構(gòu)件在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的焊接變形,可采取多種手段進(jìn)行。如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,可通過(guò)相關(guān)的應(yīng)力形變實(shí)驗(yàn),分析應(yīng)力出現(xiàn)的大小,結(jié)合設(shè)計(jì)的允許值,調(diào)節(jié)焊縫的尺寸,盡量降低焊縫的數(shù)量,對(duì)焊接后出現(xiàn)的殘余變形進(jìn)行控制;在焊接過(guò)程中,采取一定的反變形或者是剛性固定組裝的方法在焊前進(jìn)行預(yù)防;焊接結(jié)束之后,為了減小已經(jīng)出現(xiàn)的殘余變形,可以采取加熱矯正或者是利用機(jī)械外力進(jìn)行矯正的方法。當(dāng)然,最為有效的方法還是在相關(guān)變形研究理論的基礎(chǔ)之上,結(jié)合焊接試驗(yàn),對(duì)焊接工藝進(jìn)行一定的優(yōu)化,結(jié)合實(shí)際的鋁合金構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定,科學(xué)控制鋁合金構(gòu)件的焊接應(yīng)力變形,最終生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。對(duì)于鋁合金構(gòu)件的焊接,在焊接過(guò)程中,焊絲直徑、成分和表面質(zhì)量關(guān)系到焊縫金屬及熱影響區(qū)的力學(xué)性能,尤其是焊接變形。因此,選取合理的焊絲直徑,選擇表面質(zhì)量上等和化學(xué)成分達(dá)標(biāo)的焊絲就是優(yōu)化焊接工藝的主要步驟之一。在通常的情況下,為了保證焊接的質(zhì)量,主要選擇焊絲直徑大的焊絲。不過(guò),由于焊絲直徑選擇太大,對(duì)于薄板鋁合金構(gòu)件的焊接并不利。因此,在現(xiàn)有實(shí)踐的基礎(chǔ)之上,對(duì)于焊絲直徑的選擇一般是隨著鋁合金構(gòu)件厚度的增加而逐步增加。此外,在進(jìn)行平焊時(shí),焊絲直徑應(yīng)相對(duì)選大一點(diǎn);立焊或橫仰焊時(shí),則選擇較小直徑的焊絲。焊接電源作為焊接過(guò)程中的主要能量來(lái)源,為了使焊接質(zhì)量達(dá)標(biāo),在選擇電源種類(lèi)與極性時(shí),需要選取那些既能夠滿(mǎn)足焊接工藝需求,又能夠符合用戶(hù)物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等條件的電源。
一般,由于直流電源的電弧具有較好的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量?jī)?yōu)和飛濺少等特點(diǎn),在鋁合金構(gòu)件的焊接時(shí)是作為首選的。選擇直流反接電源進(jìn)行焊接,能夠借助焊件金屬為負(fù)極的電弧產(chǎn)生的陰極霧化效果,對(duì)鋁合金構(gòu)件表面致密的氧化鋁薄膜產(chǎn)生快速熔化,而且在焊接過(guò)程中,能夠避免產(chǎn)生大量的焊渣和污染性氣體,不僅方便了焊工對(duì)反應(yīng)熔池的觀察,及時(shí)調(diào)整焊接的速度和角度,而且還能對(duì)焊工的職業(yè)健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的鋁合金薄板構(gòu)件時(shí),一般主要采用直流反接電源進(jìn)行焊接。對(duì)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化,目的就是為了使鋁合金構(gòu)件焊接的質(zhì)量和焊接形變?cè)谠试S的范圍之內(nèi)。由以上對(duì)鋁合金焊接熱過(guò)程和變形理論的分析和探討之后,我們發(fā)現(xiàn)選擇適宜的焊接電流,是優(yōu)化焊接的重要考慮方向。在焊接過(guò)程中,焊接電流是指流經(jīng)焊接回路的電流,這個(gè)電流的大小對(duì)焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量有著直接的影響。一般為了提高焊接生產(chǎn)效率,在質(zhì)量保證前提下,選擇盡可能大的焊接電流,以達(dá)到提高焊接效率的目的。不過(guò),由于電流過(guò)大,引起熱量輸入過(guò)大和較大的電弧力存在而導(dǎo)致的焊縫熔深和余高增大,而且還會(huì)使熱影響區(qū)的晶粒變得粗大,出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū),使接頭的強(qiáng)度和承載能力下降。同時(shí),由于電流鍋小,電弧燃燒不充分不穩(wěn)定,容易形成氣孔和夾渣等焊接缺陷,使得焊接接頭的沖擊韌性降低,不利于焊接質(zhì)量的提升,因此,在焊接電流選擇上,還是需要通過(guò)實(shí)踐選取適宜的電流。由于電弧長(zhǎng)短對(duì)焊接質(zhì)量也有顯著影響,而電弧電壓決定電弧長(zhǎng)短,因此,在焊接時(shí),依據(jù)焊接試驗(yàn),需要控制好電弧電壓,產(chǎn)生適宜長(zhǎng)度的電弧長(zhǎng)度進(jìn)行焊接。例如,對(duì)于6mm厚度的鋁合金板材進(jìn)行焊接時(shí),焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過(guò)實(shí)驗(yàn)論證,焊接接頭強(qiáng)度可以達(dá)到良好的效果。由焊接熱過(guò)程分析得到,在鋁合金構(gòu)件焊接過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接變形量的控制與減小,一般應(yīng)采用能量密度高的焊接熱源,同時(shí),對(duì)焊接速度進(jìn)行優(yōu)化,保證焊接速度既不會(huì)過(guò)快也不會(huì)過(guò)慢。例如,從相關(guān)實(shí)踐表明,對(duì)于6mm厚度的鋁合金板材進(jìn)行焊接時(shí),焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過(guò)此實(shí)驗(yàn)論證,焊接接頭強(qiáng)度可以達(dá)到良好的效果。
3總結(jié)
1.1選擇適合的焊接材料及焊接設(shè)備。以鋼板厚度1mm，角鐵∠30×3，材質(zhì)為Q135的風(fēng)管為例。選擇焊絲型號(hào)ER50-6規(guī)格準(zhǔn)0.8、準(zhǔn)1.0、準(zhǔn)1.1三種；CO1氣體；二氧化碳焊機(jī)型號(hào)HB400-04；半自動(dòng)切割機(jī)型號(hào)CG1-30。
1.2制訂1mm薄板鋼板的自動(dòng)焊焊接方案；研制出合格的焊接工藝評(píng)定。①加工薄板鋼板試件。Q135厚度1mm鋼板加工成600×100mm試件；∠30×3角鐵加工成600mm試件。②焊接薄板鋼板試件。將半自動(dòng)CO1氣體保護(hù)焊槍固定在半自動(dòng)切割機(jī)上，調(diào)試二氧化碳焊機(jī)、半自動(dòng)切割機(jī)；使用牌號(hào)為ER50-6，直徑分別為準(zhǔn)0.8、準(zhǔn)1.0、準(zhǔn)1.1三種規(guī)格的焊絲進(jìn)行施焊試驗(yàn)，確定合適的焊接參數(shù)見(jiàn)表1。③焊接工藝措施。1）焊接時(shí)焊接位置采用平角焊（橫焊），焊槍調(diào)整角度為45°施焊。1）引弧前首先按焊槍上的控制開(kāi)關(guān)，點(diǎn)動(dòng)送出一段焊絲，焊絲伸出長(zhǎng)度小為11-15mm，超長(zhǎng)部分應(yīng)剪去。若焊絲端部出現(xiàn)球狀時(shí)，必須先剪去，否則引弧困難。3）引弧時(shí)，將焊機(jī)置于自鎖狀態(tài)，再將焊槍放在引弧處，保持45°傾角和噴嘴高度，然后按焊槍上的控制開(kāi)關(guān)，焊機(jī)自動(dòng)提前送氣，延時(shí)接通電源，保持高電壓、慢送絲，當(dāng)焊絲碰撞工件短路后，自動(dòng)引燃電弧。4）引燃電弧后，焊接過(guò)程中，焊工應(yīng)根據(jù)熔池的形狀、飛濺的大小、電弧的穩(wěn)定性和焊縫成形的好壞，判斷焊接工藝參數(shù)是否合適。若焊接過(guò)程中，熔池平穩(wěn)，飛濺較小，電弧穩(wěn)定。同時(shí)，可觀察到周期性的短路，聽(tīng)到均勻的周期性的啪啪聲，而且焊縫成形較好，說(shuō)明參數(shù)合適。否則應(yīng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)。5）收弧時(shí)，先停車(chē)后斷弧保證填滿(mǎn)弧坑，應(yīng)讓焊槍在弧坑處停留幾秒鐘，以保證熔池凝固時(shí)得到可靠的保護(hù)。
1.3對(duì)焊接試件進(jìn)行加工取樣。對(duì)分別采用三種規(guī)格焊絲施焊的焊接試件進(jìn)行焊縫外觀檢查、無(wú)損檢測(cè)、宏觀金相檢驗(yàn)等，試驗(yàn)及合格標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB118，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)出具焊接試驗(yàn)報(bào)告。
1.4對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行匯總，確定焊接工藝的可行性。對(duì)三組焊接試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，分析焊縫外觀記錄、焊縫縫表面無(wú)損檢測(cè)記錄及焊縫金相試驗(yàn)報(bào)告，最后確定可行焊接工藝
二、培訓(xùn)CO1氣體保護(hù)自動(dòng)焊焊工
依據(jù)優(yōu)化的焊接工藝，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)管焊接的施焊焊工進(jìn)行培訓(xùn)，使其能熟練掌握本項(xiàng)操作技能，保證焊接質(zhì)量。
三、薄板風(fēng)管自動(dòng)焊焊接工藝在產(chǎn)品中試用的操作要點(diǎn)
①施焊時(shí)技術(shù)措施：焊接時(shí)焊槍為不擺動(dòng)；噴嘴直徑準(zhǔn)10mm；焊絲伸出長(zhǎng)度11-15mm：熔滴過(guò)渡形式為短路過(guò)渡。②施工現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)施焊工位要有防風(fēng)措施，以保證CO1保護(hù)氣體的穩(wěn)定。③為防止焊槍導(dǎo)電嘴和噴嘴粘著飛濺物，焊前應(yīng)在導(dǎo)電嘴和氣體噴嘴表面涂以硅油或其它防飛濺劑。④焊前檢查焊接電源，送絲機(jī)、控制器、指示儀表和焊槍等是否正常。如出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)部門(mén)檢修，以保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。
四、薄板風(fēng)管自動(dòng)焊焊接工藝的優(yōu)點(diǎn)
薄板風(fēng)管自動(dòng)焊焊接工藝相對(duì)于傳統(tǒng)的薄板風(fēng)管手工焊接而言，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①解決焊接時(shí)極易出現(xiàn)燒穿、變形等焊接缺陷，有利于對(duì)進(jìn)度、質(zhì)量控制。②變手工操作為自動(dòng)施工，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工效。③節(jié)約焊接材料，減少焊接接頭焊材消耗，從而節(jié)省施工費(fèi)用。④隨著焊接線能量減小，焊接變形量也減小，使薄板風(fēng)管施工過(guò)程中受力均勻，提高安裝精度。⑤施工不受場(chǎng)地限制，操作簡(jiǎn)單，方法實(shí)用。⑥與傳統(tǒng)風(fēng)管制造相比，采用薄板風(fēng)管自動(dòng)焊焊接工藝風(fēng)管的生產(chǎn)效率提高了1倍。
五、總結(jié)
（1）工藝方案
搖臂殼體已精加工完畢，殼體的壁厚僅為70mm。如果直接在煤壁側(cè)殼體上堆焊耐磨層，因焊接面積太大，焊接熱量和應(yīng)力釋放將使搖臂殼體各軸承孔變形，因此決定在搖臂裝配后進(jìn)行焊接，以控制焊接變形，并采用耐磨板塞焊的工藝進(jìn)行處理。具體工藝：用一塊厚10mm材料為16Mn的鋼板，按圖紙要求將軸孔和外形尺寸切割好，各軸孔單邊留10mm間隙，并將塞焊的孔鉆好，板上按要求堆焊耐磨層，然后在裝配好的搖臂殼體上進(jìn)行塞焊，同時(shí)在耐磨層鋼板的周邊進(jìn)行焊接，并在加工好的軸孔周邊進(jìn)行點(diǎn)焊。此工藝雖然避開(kāi)了搖臂因加工后進(jìn)行大量焊接而引起的變形，但是卻存在很多問(wèn)題。
（2）焊接后存在的問(wèn)題
裝配好的搖臂在焊接耐磨板時(shí)，由于耐磨板的翹曲變形，導(dǎo)致耐磨板和煤壁側(cè)大平面不能貼合無(wú)法焊接。以至于在焊接時(shí)，對(duì)耐磨板翹曲部分進(jìn)行不斷的敲擊使焊接部位貼合，工作量大而且很難保證焊接的質(zhì)量，同時(shí)由于不斷的敲擊沖力，對(duì)搖臂裝配精度也有很大的影響，再加之在點(diǎn)焊軸孔端周邊時(shí)，雖然焊接量比較少，但是對(duì)搖臂軸孔端的軸承影響很大，更容易誘導(dǎo)軸承在加載時(shí)的噪音和抱死燒毀的發(fā)生，而且點(diǎn)焊和塞焊的效果在實(shí)際的使用過(guò)程中效果并不好，因?yàn)樵诮馗蠲旱纳a(chǎn)過(guò)程中，大量原煤的沖擊和摩擦，導(dǎo)致點(diǎn)焊部位和塞焊部位過(guò)早開(kāi)裂，使耐磨板剝落，防護(hù)時(shí)間有限。
2改進(jìn)后的工藝方案
由于用戶(hù)要求在后續(xù)的搖臂生產(chǎn)中新增焊接耐磨層，因此決定對(duì)耐磨層的焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)，避免在精加工后焊接耐磨層。精加工后焊接耐磨層不但在實(shí)施和使用過(guò)程中都存在諸多問(wèn)題，同時(shí)也與一般加工工藝?yán)碚撓啾畴x，因此要求將耐磨層的焊接放在精加工之前完成。
（1）耐磨層焊條性能及要求
DELCROME90為高鉻鑄鐵合金堆焊材料，由于碳含量和合金元素高，具有鐵基合金中最優(yōu)良的耐磨性，堆焊層不宜進(jìn)行切削加工。注意事項(xiàng)：①堆焊前焊條須經(jīng)250℃左右烘焙1h；②可不予熱施焊，但堆焊層會(huì)出現(xiàn)橫向裂紋，用預(yù)熱540℃和焊后緩冷措施可使焊層橫向裂紋縮小到最小程度；③對(duì)于較大剛性的高碳鋼和合金鋼工件堆焊宜采用一定的預(yù)熱和焊后去應(yīng)力熱處理。
（2）搖臂殼體的加工工藝流程及分析
搖臂殼體的加工工藝流程：劃線－粗加工－焊水道蓋板－去應(yīng)力熱處理－半精加工－精加工。如果放在半精加工后焊接，會(huì)因焊接殼體壁厚太薄（70mm）而變形，同時(shí)焊接后的應(yīng)力釋放又會(huì)引起精加工后軸孔的變形，因此放在半精加工之后不合理。同時(shí)從焊接耐磨層的焊條DELCROME90的性能和要求可以看出，耐磨層焊接的應(yīng)力集中及熱變形非常大，焊接后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，這和搖臂的加工工藝流程中焊接水道后進(jìn)行去應(yīng)力熱處理相吻合，因此將耐磨層的焊接添加到粗加工后的焊接水道蓋板工序，是最合理的。但是搖臂煤壁側(cè)大平面作為軸孔的加工測(cè)量基準(zhǔn)及A、B面加工的安裝基準(zhǔn)如圖2所示，如果按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求焊接耐磨層，焊接后搖臂殼體在半精加工和精加工時(shí)，就失去了測(cè)量和安裝基準(zhǔn)，如果做其它的輔助基準(zhǔn)也將給測(cè)量帶來(lái)很大困難且不準(zhǔn)確，因此需要對(duì)粗加工后的耐磨層焊接工藝進(jìn)行探索和研究。
（3）工藝方案的制定
從上述的工藝分析可以看出，耐磨層焊接放在粗加工后的問(wèn)題主要有2個(gè)方面：側(cè)面加工基準(zhǔn)和軸孔測(cè)量基準(zhǔn)。首先對(duì)于側(cè)面加工基準(zhǔn)的解決，結(jié)合搖臂殼體加工圖紙和焊接耐磨層的尺寸要求進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，發(fā)現(xiàn)搖臂在焊接耐磨層后，端面兩端還有100mm和80mm寬的平面，即C、D面可以作為側(cè)面A、B面加工基準(zhǔn)，其次是軸孔的測(cè)量基準(zhǔn)，考慮到測(cè)量基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，因此考慮在焊接時(shí)沿中心線留出40mm寬的平面做為軸孔的測(cè)量基準(zhǔn)，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況進(jìn)行分析，留出的40mm寬平面，并不影響耐磨層的防護(hù)功效，因此，評(píng)定此方案可行。
3工藝方案的優(yōu)化
為了保證焊接耐磨層尺寸準(zhǔn)確及外形美觀，制作了如圖3所示的劃線樣板，在一個(gè)5mm厚的鋼板上，按焊接耐磨層的尺寸進(jìn)行切割，各孔邊留出5mm的間隙，并將不需要加工的部位留出來(lái)，焊接前按樣板進(jìn)行劃線，按劃線范圍進(jìn)行焊接，保證了焊接質(zhì)量，同時(shí)也給加工帶來(lái)了便利，避免了因焊接超過(guò)加工尺寸，加工時(shí)損傷刀具。
4改進(jìn)后的效果
關(guān)鍵詞：Hastelloy C-276；鎳基合金；焊接性；焊接工藝評(píng)定
1 概述
21世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)航天、能源、化工、核電、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對(duì)耐腐蝕材料需求量逐年增多[1]。自20世紀(jì)60年代Hastelloy C-276合金被美國(guó)漢斯公司研發(fā)出后，以其優(yōu)異的抗腐蝕性能（可耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽、中低溫鹽酸等）及焊后無(wú)需進(jìn)行固溶處理的加工特性，廣泛應(yīng)用于各種苛刻腐蝕工況[2]，如石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環(huán)保等工業(yè)等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)對(duì)于該合金焊接特性研究起步較晚，為了充分掌握并優(yōu)化Hastelloy C-276材料的焊接性能，故對(duì)該材料焊接性進(jìn)行深入分析，結(jié)合實(shí)際焊接工藝試驗(yàn)，最終提出合理焊接工藝參數(shù)，為該材料的應(yīng)用提供可靠保障。
2 組織結(jié)構(gòu)
Hastelloy C-276為Ni-Cr-Mo系鎳基合金，其化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表1。其中Ni、Cr、Mo元素使其在氧化性和還原性介質(zhì)中均具有較好的耐腐蝕性能，W元素的添加進(jìn)一步提高材料抗局部腐蝕的能力，較低的Si、C元素含量保證了焊接熱影響區(qū)的耐腐蝕性能，面心立方晶格結(jié)構(gòu)形成的奧氏體組織賦予該合金良好的塑韌性。
3 焊接性
Hastelloy C-276因使用過(guò)程中更注重耐腐蝕性，故不像碳鋼或不銹鋼材料那樣要求熔敷金屬?gòu)?qiáng)度等于或高于母材，而是以腐蝕性能為出發(fā)點(diǎn)，要使焊縫金屬與母材具有相當(dāng)或優(yōu)異的防腐蝕能力。
3.1 液態(tài)焊縫金屬流動(dòng)性差
鎳基合金焊縫金屬不像普通鋼材質(zhì)焊縫金屬那樣容易潤(rùn)濕展開(kāi)。即使增大焊接電流也不能改進(jìn)焊縫金屬的流動(dòng)性，反而易引起有害作用。焊接電流過(guò)大不僅使熔池過(guò)熱，增大熱裂紋敏感性，晶粒粗大降低耐腐蝕性，還會(huì)引起焊縫金屬中的脫氧劑蒸發(fā)，產(chǎn)生氣孔。要獲得良好的焊縫質(zhì)量，需要采用擺動(dòng)焊工藝，但這種擺動(dòng)是小擺動(dòng)，擺動(dòng)距離不超過(guò)焊絲直徑的三倍。
3.2 焊縫金屬熔深淺
焊接過(guò)程中，鎳基合金固有特性決定了其熔深較淺，單純靠調(diào)整焊接參數(shù)不能解決這個(gè)問(wèn)題。根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)克服熔深淺的方法是修改傳統(tǒng)的坡口形式，坡口角度在65°～70°，焊縫間隙大約在2mm～3.5mm，鈍邊大約在0.5mm～1mm。從而保證有效的焊縫熔深。
3.3 焊接熱裂紋
鎳基耐蝕合金具有較高的熱裂紋敏感性。熱裂紋分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和高溫失塑裂紋。結(jié)晶裂紋易發(fā)生在焊縫弧坑處形成火口裂紋[3]。結(jié)晶裂紋多半沿焊縫中心縱向開(kāi)裂。液化裂紋多出現(xiàn)于緊靠熔合線的熱影響區(qū)中，還可能出現(xiàn)在多層焊的前焊縫中。高溫失塑裂紋既可能產(chǎn)生于熱影響區(qū)中，也可能存在于焊縫中。各種熱裂紋有可能單一，也有可能伴生出現(xiàn)，使得焊縫質(zhì)量可控性變差。
3.4 易于發(fā)生敏化現(xiàn)象
Hastelloy C-276合金在650～1090℃熱穩(wěn)定性較差，長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效處理后，會(huì)在晶界析出碳化物或伴生金屬間化合物μ相（Co2Mo6），在焊縫中的鑄造組織形成元素偏析，產(chǎn)生敏化現(xiàn)象，熔點(diǎn)較高的Mo、W元素凝固較早，焊縫熔敷金屬中的合金元素濃度梯度分布不均勻，使其抗晶間腐蝕性能下降。因此該合金熱加工溫度范圍1200℃～950℃，冷卻方式為水淬或在760℃～540℃之間盡量快速冷卻，以防止產(chǎn)生焊縫腐蝕。
4 焊接工藝評(píng)定
4.1 焊接方法
鎢極氬弧焊已廣泛用于鎳基合金的焊接[4]，特別適用于薄板、小截面、接頭不能進(jìn)行背面焊的封底焊以及不允許有殘留熔渣的結(jié)構(gòu)件。
4.2 保護(hù)氣體
推薦使用氬氣或氦氣，與氬氣相比用氦氣保護(hù)有如下特點(diǎn)：（1）氦氣熱導(dǎo)率大，向熔池?zé)彷斎胍脖容^大；（2）有助于清除或減少焊縫中的氣孔；（3）焊接速度比用氬氣時(shí)提高40%；（4）氦氣成本約是氬氣的25倍。
4.3 焊材
鎳基合金焊絲成分大多與母材相當(dāng)，但焊絲中一般多加入一些合金元素以補(bǔ)償某些元素的燒損，同時(shí)可抵消焊縫熔敷金屬凝固所產(chǎn)生的偏析。依據(jù)ASME第二卷材料C篇SFA-5.14《鎳和鎳合金光填充絲和焊絲標(biāo)準(zhǔn)》Hastelloy C-276選用ERNiCrMo-4牌號(hào)的φ2.4mm焊絲，其化學(xué)成份見(jiàn)表2。
4.4 坡口加工
焊接坡口應(yīng)采用機(jī)械方法冷加工成型，以保證母材組織無(wú)變化，加工表面的形狀、尺寸和光潔度應(yīng)滿(mǎn)足焊接要求，不應(yīng)有分層、折疊、裂紋、撕裂等缺陷，坡口形式如圖1所示。
4.5 焊接清理與焊接保護(hù)
焊前對(duì)坡口及其兩側(cè)50mm范圍的母材表面進(jìn)行修磨去除氧化皮，使用丙酮或乙醇對(duì)坡口及焊絲表面擦洗，清除油脂、水分等污染物。為保證焊縫得到充分的保護(hù)，用δ1mm銅板制作專(zhuān)用的保護(hù)拖罩，對(duì)焊縫正反面進(jìn)行保護(hù)。
4.6 焊接工藝試驗(yàn)
試件規(guī)格：δ8mm×125mm×400mm板材，焊接位置采用平焊；焊接前焊縫不預(yù)熱，采用高頻起弧，過(guò)程中控制層間溫度≤100℃，同時(shí)注意焊槍角度，控制熔池大小，保證氬氣均勻保護(hù)熔池減少氧化。鎳基材料熔池流動(dòng)性不佳，所以焊接時(shí)需增加擺動(dòng)，擺幅不易過(guò)大，兩邊應(yīng)稍作停頓，確保焊縫熔合區(qū)質(zhì)量，焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表3。
4.7 焊縫檢驗(yàn)
焊接完畢后，依據(jù)NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》及ASTM G28A法對(duì)試件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)、力學(xué)性能試驗(yàn)、腐蝕率檢驗(yàn)。
4.7.1 無(wú)損檢測(cè)
對(duì)焊接試件按照J(rèn)B/T4730.2-2005進(jìn)行100%RT檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)未熔合、裂紋等缺陷；焊縫表面未見(jiàn)氣孔、焊瘤、凹陷、咬邊等缺陷。
4.7.2 力學(xué)性能試驗(yàn)
依據(jù)NB/T47014-2011規(guī)定取拉伸、彎曲試樣，分別按照GB/T228、GB/T2653規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。
4.7.3 腐蝕率
分別對(duì)焊縫及母材按照ASTM G28方法A進(jìn)行腐蝕率測(cè)定，焊縫腐蝕率略高于母材，其結(jié)果見(jiàn)表5。
5 結(jié)束語(yǔ)
Hastelloy C-276合金以其優(yōu)異的抗均勻腐蝕、局部侵蝕、晶間腐蝕能力和易于的加工性，在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。文章對(duì)該材料組織結(jié)構(gòu)及焊接性進(jìn)行深入分析，結(jié)合實(shí)際焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，最終提出合理焊接工藝參數(shù)以及焊接過(guò)程中的操作技巧和操作要點(diǎn)，通過(guò)力學(xué)性能試驗(yàn)和腐蝕率試驗(yàn)，結(jié)果表明，制定的焊接工藝方案對(duì)于Hastelloy C-276合金同種金屬之間的焊接是可行的，焊縫各項(xiàng)性能得到保證，為鎳基耐腐蝕合金的焊接提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]劉士博.Hastelloy C-276與316L激光異質(zhì)焊接機(jī)理與工藝研究[D].大連理工大學(xué)，2013.
[2]邢卓.Hastelloy C系列合金綜述[J].化工設(shè)備與管道，2007，44（02）：51-58.
[3]周生華.鎳基合金C-276的焊接工藝[C]//.華東地區(qū)第九屆焊接技術(shù)交流會(huì)論文，2009：85-89.
中圖分類(lèi)號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言 近幾年國(guó)內(nèi)外石油工程的基本建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，對(duì)焊接技術(shù)的要求也越來(lái)越高，焊接工藝的多樣化已成為一種趨勢(shì)，從特種材料的小口徑高含硫天然氣氣田管網(wǎng)集輸、裝置凈化項(xiàng)目；高強(qiáng)鋼、大口徑的天然氣輸氣管道和碳素鋼、合金鋼的進(jìn)戶(hù)城市天然氣管網(wǎng)；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高壓超高壓等項(xiàng)工程的建設(shè)情況來(lái)看，所選用的大多是組合焊接技術(shù)[1]，該項(xiàng)技術(shù)能充分發(fā)揮不同焊接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高焊接質(zhì)量和工程的使用壽命。
1 焊接設(shè)備 焊接設(shè)備制造廠家較多，其使用性能差別較大，近幾年來(lái)從事石油工程建設(shè)施工企業(yè)使用的焊接設(shè)備，選用一機(jī)多用的多種用途直流弧焊電源的單位較多，這些設(shè)備不但具有焊條電弧上向焊功能，而且還具有焊條電弧下向焊、藥芯半自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)焊功能，有的設(shè)備還具有氬弧焊功能。常用的焊接設(shè)備主要有：國(guó)外生產(chǎn)的有林肯、米勒焊機(jī)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的有川焊、熊谷、奧太、時(shí)代、運(yùn)達(dá)等廠家的焊接設(shè)備。
2 金屬材料與焊接材料
2.1 金屬材料 石油工程建設(shè)所使用的金屬材料種類(lèi)較多，如：黑色金屬材料類(lèi)的低碳鋼、中碳鋼、普低合金鋼、不銹鋼和特種用途的鍋爐壓力容器用鋼、管道專(zhuān)用鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼、異種鋼等；有色金屬材料類(lèi)的鎳合金、鋁合金、銅合金材料及復(fù)合材料等。 在石油工程建設(shè)中選用的金屬材料其強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿(mǎn)足焊接工藝的要求，大部分金屬材料的焊接性能較好，在施工中根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)調(diào)整焊接工藝方案，選擇不同的焊接技術(shù)都能滿(mǎn)足施工技術(shù)要求。
2.2 焊接材料 金屬材料的類(lèi)別、性能、強(qiáng)度等級(jí)不同，含碳量或碳當(dāng)量不同，其可焊性差別較大，所選用的焊接材料也不一樣，用于金屬材料焊接的焊接材料主要有：
2.2.1 手工焊條電弧上向焊條 目前施工企業(yè)使用的焊條以國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的為主，該類(lèi)焊條可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、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、特殊用途焊條十一大類(lèi)，使用較多的焊條主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。
2.2.2 手工焊條電弧下向焊條 目前施工企業(yè)使用的焊條以國(guó)外生產(chǎn)的為主，該類(lèi)焊條是用于油氣管道焊接的專(zhuān)用焊條，主要有纖維素型和低氫型兩種焊條，使用較多的焊條主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。
2.2.3 各類(lèi)焊絲 目前施工企業(yè)使用的焊絲國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的都有，可分為CO2氣體及氬弧焊填充焊絲、埋弧焊絲、自保護(hù)藥芯焊絲、硬質(zhì)合金焊絲、銅及銅合金焊絲、鋁及鋁合金焊絲、鎳及鎳合金焊絲、鑄鐵氣焊絲、碳鋼、低合金鋼氣焊絲，部分焊絲焊接時(shí)需要使用相應(yīng)的焊劑、纖料、焊粉，使用較多的焊絲主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。
2.2.4 氣體 使用較多的氣體主要有氬氣、二氧化碳?xì)怏w、混合氣體（氬氣+二氧化碳?xì)猓⒀鯕狻⒁胰矚獾取?/p>
3 焊接技術(shù)組合方案 根據(jù)近幾年石油工程集輸管網(wǎng)、長(zhǎng)輸管道、場(chǎng)站建設(shè)、壓力容器、城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)的情況來(lái)看，為了確保工程實(shí)體的焊接質(zhì)量，施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)單位的要求，在單面焊雙面成型焊接技術(shù)的應(yīng)用上，根焊+填充蓋面焊采用組合焊接技術(shù)可以有效的保證工程實(shí)體的焊接質(zhì)量。即：焊條電弧下向焊+焊條電弧上向焊、焊條電弧下向焊+焊條電弧下向焊、焊條電弧下向焊+藥芯焊絲半自動(dòng)焊、焊條電弧下向焊+全位置自動(dòng)焊、焊條電弧下向焊+CO2氣體保護(hù)焊、STT+藥芯焊絲半自動(dòng)焊、RMD+藥芯焊絲半自動(dòng)焊、STT+全位置自動(dòng)焊、TIG焊+焊條電弧上向焊、TIG焊+焊條電弧下向焊等。 特種金屬材料的焊接，如：高含硫的鎳基復(fù)合材料在基層、過(guò)度層、復(fù)層所選用的焊接材料是有區(qū)別的，采用的焊接工藝也不盡相同，和不銹鋼復(fù)合材料及異種金屬材料的焊接工藝也有不同之處[2-3]。
4 焊接工藝 組合焊接工藝對(duì)坡口的要求沒(méi)有大的變化，一般為單邊V型坡口。在金屬材料厚度較薄的情況下為了保證焊接質(zhì)量，可以選擇30°±0.5°的單邊V型坡口，如果金屬材料的厚度在14mm以上可以考慮選擇22°±1°的單邊V型坡口。 不同的焊接工藝對(duì)焊接質(zhì)量的要求都是一樣的，焊工如果掌握某一項(xiàng)焊接技術(shù)較容易，要同時(shí)掌握幾項(xiàng)焊接技術(shù)難度是比較大的，可以根據(jù)工程的需要由同一名焊工有選擇地分別掌握焊條電弧上、下向焊、藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)焊、手工鎢極氬弧焊等項(xiàng)焊接技術(shù)。 不同的焊接技術(shù)其焊接工藝參數(shù)是有差異的，推薦幾種不同的組合焊接工藝參數(shù)，見(jiàn)表1、表2、表3（僅供參考）。 表1 壓力容器立焊縫組合焊接工藝參數(shù)
注：鋼材牌號(hào)為Q235A、板厚 8mm、要求單面焊雙面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管組合焊接工藝參數(shù)
注：DC-表示焊條或焊絲接負(fù)極，焊接方向?yàn)橄孪颍髥蚊婧鸽p面成型。
表3 Φ89×10mm管組合焊接工藝參數(shù)
注：根焊層為手工鎢極氬弧焊，要求單面焊雙面成型。
5 人才選拔與培養(yǎng)
5.1 人才的選拔 一流的石油工程建設(shè)施工企業(yè)，對(duì)優(yōu)秀技能人才的培養(yǎng)特別是焊接技能人才的培養(yǎng)非常必要的，該類(lèi)技能型人才的技術(shù)水平高低對(duì)企業(yè)的興衰起著十分重要的作用。在復(fù)合型焊接技能人才選拔和培養(yǎng)問(wèn)題上，企業(yè)有關(guān)部門(mén)可優(yōu)先考慮已掌握了某一項(xiàng)焊接技術(shù)的焊工，身體健康、視力正常、具有中技以上水平、年齡在35歲以下，熱愛(ài)本職工作、能吃苦耐勞、各方面素質(zhì)較高的焊工。聘請(qǐng)名師組織集中脫產(chǎn)學(xué)習(xí)，強(qiáng)化技能培訓(xùn)，經(jīng)嚴(yán)格考核后方可持證上崗。
5.2 人才的培養(yǎng) 對(duì)于一個(gè)現(xiàn)代化的石油工程建設(shè)施工企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有一大批優(yōu)秀的復(fù)合型焊接技能人才，要想創(chuàng)造輝煌的業(yè)績(jī)是非常困難的。就現(xiàn)有國(guó)內(nèi)石油石化施工企業(yè)的現(xiàn)狀來(lái)看，我們應(yīng)著重思考以下幾個(gè)問(wèn)題：
5.2.1 目前各施工企業(yè)都有為數(shù)不少的焊接技能人才，他們當(dāng)中大多數(shù)技能單一，雖然對(duì)某一項(xiàng)焊接技術(shù)掌握的很好，但遇到工藝復(fù)雜或調(diào)整焊接技術(shù)方案時(shí)，很難發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)。造成人力資源的浪費(fèi)和施工、管理成本的增加，如果人力資源的調(diào)配不當(dāng)會(huì)影響工程的焊接質(zhì)量、進(jìn)度及工期。
5.2.2 對(duì)復(fù)合型焊接技能人才的培養(yǎng)應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，結(jié)合所擔(dān)負(fù)的工程施工項(xiàng)目和技術(shù)要求建立焊接技能人才庫(kù)，有選擇地進(jìn)行培養(yǎng)、使用和科學(xué)合理的儲(chǔ)備掌握若干項(xiàng)焊接技能的復(fù)合型人才。
5.2.3 建立行之有效的運(yùn)行機(jī)制，打破各自為政，小團(tuán)體的管理模式，對(duì)焊接技能人才實(shí)行科學(xué)的動(dòng)態(tài)管理，以適應(yīng)石油工程建設(shè)施工市場(chǎng)的變化。
5.2.4 有條件的企業(yè)應(yīng)對(duì)復(fù)合型焊接技能人才進(jìn)行分期、分批封閉式強(qiáng)化培養(yǎng)，培養(yǎng)課時(shí)可視具體情況作出合理的安排。并按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格考核。
6 結(jié)束語(yǔ) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)部門(mén)對(duì)石油工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量要求會(huì)越來(lái)越高，施工企業(yè)采用組合焊接技術(shù)能充分發(fā)揮不同焊接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，確保工程的焊接質(zhì)量和進(jìn)度。
對(duì)于一個(gè)優(yōu)秀的復(fù)合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多種不同的焊接技術(shù)是施工企業(yè)非常需要的，所發(fā)揮的作用比單一型焊工大幾倍，在激烈的石油工程建設(shè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，如果能有計(jì)劃地培養(yǎng)、使用復(fù)合型焊接技能人才，充分發(fā)揮復(fù)合型焊接技能人才的優(yōu)勢(shì)，定能為施工企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技術(shù)在我國(guó)管道建設(shè)中的應(yīng)用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
關(guān)鍵詞：二氧化碳；焊接技術(shù)；盾構(gòu)機(jī)
中圖分類(lèi)號(hào)：TV547.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1、盾構(gòu)機(jī)概況
深圳地鐵五號(hào)線5301標(biāo)城軌分公司擁有5臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，本次講述其中一臺(tái)S-346盾構(gòu)機(jī)的調(diào)出前所進(jìn)行的盾構(gòu)機(jī)吊耳焊接工藝。S-346盾構(gòu)機(jī)盾體外徑為6280mm，盾體長(zhǎng)度為12075mm(由刀盤(pán)至螺旋機(jī)尾部),總裝機(jī)重量約為500t(含后續(xù)拖車(chē))。S-346盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工貫通后到達(dá)前海灣站作盾構(gòu)吊出井,出洞段豎井平面尺寸為8.5m×9m,深度為35m。
2、主要起吊部件尺寸和重量(見(jiàn)表1)
表1 主要起吊部件尺寸和重量數(shù)據(jù)一覽表
3、重要吊耳的焊接部位示意圖如下：
吊耳準(zhǔn)備 盾體重要部件起吊用的吊耳共14個(gè)。吊耳采用16Mn熱軋厚鋼板氣割制成。焊接位置及尺寸見(jiàn)圖1。針對(duì)于此次吊耳焊接質(zhì)量要求高，技術(shù)難度大的特點(diǎn)，我們特別制訂了專(zhuān)項(xiàng)焊接工藝。由于吊耳厚80mm,屬于中厚板，作為一種高效節(jié)能的焊接方法，同焊條電弧焊、氬弧焊接方法相比較，二氧化碳保護(hù)焊母材熔深大，焊絲熔化速度快，電弧可見(jiàn)性好，生產(chǎn)率高(焊接速度一般大于30m／h)，成本較低，操作簡(jiǎn)單。因此我們選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行焊接，通過(guò)控制工藝參數(shù)及焊接工序，清除焊接變形、氣孔等缺陷，提高焊縫一次成功率100%。
4、 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接吊耳工藝
4.1 母材選用:16Mn鋼。化學(xué)成分：C:0.12-0.20(%) Mn:1.2-1.6(%) Si:0.2-0.6(%) P:≤0.05(%) S:≤0.05(%).由此看來(lái),焊接性能良好，一般情況下不會(huì)產(chǎn)生冷裂紋.
4.2 設(shè)備選用：奧太NBC一500機(jī)型。
4.3焊材選用：
4.4焊接接頭形式：T型接頭
4.5焊接工藝參數(shù)：焊接電壓：31V～34。焊接電流：240A～250A。氣體流量：1 8～20L／min
4.6 工藝流程：
焊工應(yīng)取得相應(yīng)的合格證書(shū),才能從事作業(yè)。
,焊接設(shè)備要求參數(shù)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)靈活.焊絲選用JQ.YJ501-1直徑1.2mm藥芯焊絲。
露天作業(yè)在下列任一情況不得施焊,a雨雪天.b風(fēng)速大于5級(jí).c相對(duì)濕度大于90%。
焊前準(zhǔn)備:板材對(duì)接坡口加工采用半自動(dòng)氣割與機(jī)械加工均可,但氣割后需打磨平整,對(duì)全焊透焊逢坡口應(yīng)磨出金屬光澤,坡口兩側(cè)50mm范圍應(yīng)無(wú)毛刺.水份.進(jìn)行組對(duì)前,應(yīng)對(duì)焊逢中心線兩側(cè)兩倍于鋼板厚度外加30mm區(qū)域內(nèi)進(jìn)行超聲波無(wú)損探傷,發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)重新取段。焊接前進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度100-150℃.要求預(yù)熱的焊件為多層多道焊時(shí),應(yīng)保證層間溫度不低于預(yù)熱最低溫度.
焊接過(guò)程：a全熔透焊逢, 焊背面焊縫前,應(yīng)采用碳弧氣刨清根,用打磨機(jī)修磨刨槽,除去熔渣及滲碳層,碳弧氣刨應(yīng)在預(yù)熱前進(jìn)行b.多層多道焊,必需把層間熔渣和飛濺清理干凈再焊下一層,層間接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)30mm以上. C坡口打底焊不能燒太厚, 應(yīng)小于5mm,平焊3mm,立焊/橫焊/仰焊在4mm, d當(dāng)焊寬大于15.5mm時(shí)應(yīng)采用多道錯(cuò)層焊工藝,長(zhǎng)焊縫宜用分段退焊法并注意預(yù)留反變形.
焊后熱處理：（1）焊后消氫處理。是指在焊接完成以后，焊縫尚未冷卻至100℃以下時(shí) ，進(jìn)行的低溫?zé)崽幚怼Ｒ话阋?guī)范為加熱到200~350℃，保溫2-6小時(shí)。
（2）消應(yīng)力熱處理。常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，另一種方法是局部高溫回火。由于受場(chǎng)地限制，我們采取此種方法消除應(yīng)力。即只對(duì)焊縫及其附近區(qū)域進(jìn)行加熱，然后緩慢冷卻，降低焊接應(yīng)力的峰值，使應(yīng)力分布比較平緩，起到部分消除焊接應(yīng)力的目的。
7、焊縫檢驗(yàn)：（1）、超聲波探傷。（2）磁粉檢驗(yàn)。
將上述工藝方法應(yīng)用于盾構(gòu)機(jī)吊耳的焊接工程中，經(jīng)超聲波探傷、磁粉檢驗(yàn)，焊縫合格率100％ ，外形美觀，變形小．無(wú)返修記錄。
焊接后經(jīng)過(guò)探傷檢測(cè)的吊耳外觀圖
5、總結(jié)
關(guān)鍵詞：鋼 焊接工藝 焊接變形 方法
一、低合金高強(qiáng)度鋼
低合金高強(qiáng)度鋼是鋼鐵產(chǎn)品中最富有特色和最具有競(jìng)爭(zhēng)力的鋼種。具有良好的可焊性、耐蝕性、耐磨性、成形性，通常以板、帶、型、管等鋼材形式直接供用戶(hù)使用的結(jié)構(gòu)鋼稱(chēng)為低合金高強(qiáng)鋼。它是在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上，通過(guò)合金化提高強(qiáng)度，并改善使用性能而發(fā)展起來(lái)的工程結(jié)構(gòu)用鋼。它的主要特點(diǎn)是含碳量低，晶粒細(xì)小，屈服強(qiáng)度高，塑性好，并具有優(yōu)良的低溫韌性、耐蝕性、耐磨性、冷加工性和焊接性。因此低合金高強(qiáng)度鋼廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、車(chē)輛、船舶、壓力容器、海上采油平臺(tái)、石油管線等各種工程結(jié)構(gòu)中，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
二、低合金高強(qiáng)鋼焊接工藝
低合金高強(qiáng)鋼焊接所面臨的問(wèn)題一是防止裂紋。二是在保證高強(qiáng)度要求的同時(shí)，提高焊縫金屬及焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性。焊接熱影響區(qū)（特別是粗晶區(qū)）有產(chǎn)生冷裂紋和韌性下降的傾向，對(duì)焊后不進(jìn)行熱處理的焊件，必須嚴(yán)格控制焊接區(qū)的擴(kuò)散氫含量以及選擇合適的焊接方法和焊接工藝參數(shù)。特別是隨著焊接線能量的提高，傳統(tǒng)低合金高強(qiáng)鋼的焊接熱影響區(qū)性能惡化，易產(chǎn)生焊接冷裂紋問(wèn)題，給大型鋼結(jié)構(gòu)的制造帶來(lái)困難。
低合金高強(qiáng)鋼常用的焊接方法主要有手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、混合氣體保護(hù)焊等。在確定焊接方法時(shí)，必須考慮母材的強(qiáng)度等級(jí)、使用性能、施工難易及經(jīng)濟(jì)性。從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，所選擇的焊接方法必須保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)良可靠，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)費(fèi)用低。能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。比較容易實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的半自動(dòng)或自動(dòng)化。通常，對(duì)于對(duì)強(qiáng)度等級(jí)較低的焊接件各種方法都可采用，對(duì)于批量大、焊縫尺寸長(zhǎng)的焊接件，采用埋弧自動(dòng)焊優(yōu)于其他焊接方法。
低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇和制定合理的焊接工藝及規(guī)范是十分重要的。應(yīng)嚴(yán)格限制焊接線能量，控制焊接熱影響區(qū)冷卻時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，避免在過(guò)低的冷卻速度下粗晶區(qū)出現(xiàn)上貝氏體。同時(shí)焊接時(shí)不宜采用大直徑的焊條或焊絲，應(yīng)盡量采用多層多道焊工藝，使焊縫金屬有較好的韌性，并減小焊接變形。
鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)性能良好、建設(shè)工期短、綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)與民用建筑中廣泛應(yīng)用。焊接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是一把雙刃劍，它成就了鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的高速度，但是鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)產(chǎn)生的變形問(wèn)題，也會(huì)極大地影響鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中出現(xiàn)變形是不可避免的，但可以通過(guò)合理的施工措施來(lái)予以控制。
三、預(yù)防和減少焊接變形的方法
① 放樣和下料措施
為了補(bǔ)償施焊后焊縫的線性收縮，梁、桁架等受彎構(gòu)件放樣時(shí)要起拱，放樣下料時(shí)要留出收縮余量。收縮量與很多因素有關(guān)，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)要依靠工藝試驗(yàn)來(lái)確定。放拼裝臺(tái)時(shí)要放出收縮量，一般受彎構(gòu)件長(zhǎng)度不大于 24m時(shí)放 5mm，長(zhǎng)度大于 24m時(shí)放 8mm。
② 裝配和焊接順序
鋼結(jié)構(gòu)制作拼裝的平臺(tái)應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)的水平面，平臺(tái)的鋼度應(yīng)保證構(gòu)件在自重壓力下，不失穩(wěn)、不下沉，以保證構(gòu)件的平直。小型結(jié)構(gòu)可一次裝配，用定位焊固定后，以合適的焊接順序一次完成。如截面對(duì)稱(chēng)的構(gòu)件，裝配焊接順序是先整體裝配后焊接，焊接時(shí)應(yīng)采用對(duì)角焊接法的順序以平衡變形，同時(shí)應(yīng)采用翻轉(zhuǎn)架或轉(zhuǎn)動(dòng)胎具，以便形成船形位置焊縫，否則可由兩個(gè)或四個(gè)焊工分別采用平焊和仰焊，由中間向兩端焊接。大型鋼結(jié)構(gòu)如大型桁架，盡可能先用小件組焊，再總體裝配和焊接。桁架和屋架端部的基座、屋架的天窗架支承板應(yīng)預(yù)先拼焊成部件，以矯正后再拼裝到屋架和桁架上。屋架和桁架的焊接順序是：先焊上、下弦連接板外側(cè)焊縫，后焊上、下弦連接板內(nèi)側(cè)焊縫，再焊接連板與腹桿焊縫，最后焊腹桿、上弦、下弦之間的墊板。桁架一面全部焊完后翻轉(zhuǎn)，進(jìn)行另一面焊接，其焊接順序相同。手工焊時(shí)，應(yīng)采用四個(gè)焊工同時(shí)從上、下弦中間向兩端對(duì)稱(chēng)焊接。拼裝時(shí)，為防止構(gòu)件在拼裝過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力和變形，應(yīng)使不同型號(hào)零件的規(guī)格或形狀符合規(guī)定的尺寸和樣板要求，同時(shí)在拼裝時(shí)不宜采用較大的外力強(qiáng)制組對(duì)，以防構(gòu)件焊后產(chǎn)生過(guò)大的拘束應(yīng)力而發(fā)生變形。構(gòu)件組裝時(shí)，為使焊接接頭均勻受熱以消除應(yīng)力和減少變形，應(yīng)做到對(duì)接間隙、坡口角度、搭接長(zhǎng)度和T形貼角連接的尺寸正確，其形式、尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)和焊接規(guī)范要求。
③焊接工藝措施
焊接施工時(shí)，應(yīng)選擇合適的焊接電流、速度、方向、順序，以減少變形。焊接金屬構(gòu)件時(shí)，應(yīng)先焊短，后焊長(zhǎng)；先焊立，后焊平；先焊對(duì)接縫，再焊搭接縫，應(yīng)從中間到兩邊，從里到外焊接。集中的焊縫應(yīng)采用跳焊法，長(zhǎng)焊縫采用分段退步焊和對(duì)稱(chēng)焊接法。
④反變形法
拼裝時(shí)，根據(jù)工藝試驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)，使構(gòu)件向焊接變形相反方向作適量的預(yù)變形，以控制焊接變形。這種方法需要預(yù)先進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)焊縫的設(shè)計(jì)要求，調(diào)整好焊接規(guī)范，選用材質(zhì)和規(guī)格相同的鋼板預(yù)先做一個(gè)試件進(jìn)行焊接，使焊縫形式、焊角高度符合設(shè)計(jì)要求，焊完冷卻到環(huán)境溫度后測(cè)量翼板的變形量，把所測(cè)量的數(shù)值作為壓制反變形的參數(shù)，壓力機(jī)在翼板中心線上壓出變形量的數(shù)值，使翼板的兩端預(yù)先呈上翹狀態(tài)，抵消焊接變形量，焊后正好持平。采用這種方法需要一臺(tái)相應(yīng)噸位的液壓壓力機(jī)。
⑤剛性固定法
焊接時(shí)在平臺(tái)上或在重疊的構(gòu)件上設(shè)置夾具固定構(gòu)件，增加剛性后，再進(jìn)行焊接，這樣焊接中的加熱和冷卻的收縮變形，被固定夾具等外力所限制，但這種方法只適應(yīng)塑性較好的低碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，不適應(yīng)中碳鋼和可焊性更差的鋼材，因?yàn)楹附討?yīng)力常使焊件產(chǎn)生裂紋。
參考文獻(xiàn)：
[1]汪建華.焊接變形和殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)理論與計(jì)算-發(fā)展及應(yīng)用前景[C].上海：第三屆計(jì)算機(jī)在焊接中的應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文集，2000：13-19.
[2]崔蘭，霍立興，等.熱處理對(duì)摩擦焊接頭組織與性能的影響[J].機(jī)械強(qiáng)度， 1998，20（2）：145-152.
【關(guān)鍵詞】高層鋼框架結(jié)構(gòu)；施工工藝；焊接變形
1引言
高層結(jié)構(gòu)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》雖然已經(jīng)頒布，但在我國(guó)，真正意義上的純鋼結(jié)構(gòu)高層建筑采用的仍較少，普遍采用的是鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，雖然其具有造價(jià)低、用鋼省等優(yōu)點(diǎn)，但其應(yīng)用范圍和技術(shù)上還有待進(jìn)一步研究和完善。而且我國(guó)的建筑鋼材存在很大不足，在品種、規(guī)格和質(zhì)量水平上和發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距。在高層鋼框架結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域，技術(shù)水平高、管理能力強(qiáng)的建筑企業(yè)很少，鋼框架結(jié)構(gòu)施工成套技術(shù)尚處于完善階段。為此，有必要加強(qiáng)對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)的施工工藝及其焊接變形方面的探討，這也是本論文的研究出發(fā)點(diǎn)。
2高層鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝及其變形分析
2.1 鋼框架結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)分析
鋼框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，主要包括鋼柱、鋼梁、樓梯的吊裝、測(cè)量校正、連接、壓型鋼板的鋪設(shè)等工序，但在鋼結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)往往要穿插土建、機(jī)電等部分的施工。鋼框架結(jié)構(gòu)的施工必須要與土建等其它單位進(jìn)行密切配合，做到統(tǒng)籌兼顧，才能高效、高質(zhì)地完成施工任務(wù)。其主要特點(diǎn)有：
2.1.1 測(cè)量、定位、放線精度要求高。測(cè)量、定位、放線是貫穿制作和安裝階段的控制重點(diǎn)。在高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中，由于體型大，誤差積累將非常顯著，柱子或其它構(gòu)件微小的偏移會(huì)造成上部很大的變位，極大地改變結(jié)構(gòu)的受力，影響設(shè)計(jì)效果，甚至產(chǎn)生工程事故。
2.1.2 鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中，由于鋼材熱脹冷縮現(xiàn)象突出，天氣、溫度等條件影響大，溫度變化會(huì)對(duì)安裝精度產(chǎn)生較大影響。特別是在鋼構(gòu)件連接中，焊接和螺栓連接受天氣、溫度影響更大。在焊接技術(shù)規(guī)程中規(guī)定，自然條件不能滿(mǎn)足焊接環(huán)境要求時(shí)，要采取人工措施給焊接創(chuàng)造條件，比如焊條的預(yù)熱、鋼板的預(yù)熱加溫等。
2.1.3 鋼結(jié)構(gòu)安裝對(duì)起重、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械的性能要求高。由于鋼構(gòu)件重量大、體型大，高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中高空作業(yè)多，對(duì)吊裝過(guò)程中的技術(shù)要求高，吊裝中不同工況條件下的施工荷載必須同其自身設(shè)計(jì)承載力相吻合，鋼構(gòu)件在運(yùn)輸、堆放、起吊、就位及安裝過(guò)程中，要按事先模擬設(shè)計(jì)的條件進(jìn)行。
2.1.4 由于鋼材的特點(diǎn)，決定了鋼框架結(jié)構(gòu)要求防腐、防火嚴(yán)格。
2.1.5 高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝工程量大，構(gòu)件多，現(xiàn)場(chǎng)往往必須設(shè)置臨時(shí)堆放場(chǎng)地及相應(yīng)的中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)才能滿(mǎn)足安裝需要。
2.2 鋼框架焊接變形分析
2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)變形類(lèi)型
鋼結(jié)構(gòu)變形類(lèi)型，可分為總體變形和局部變形兩類(lèi)。總體變形是指整個(gè)結(jié)構(gòu)的外形和尺寸發(fā)生變化，局部變形是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在局部區(qū)域出現(xiàn)變形。二者可能單獨(dú)出現(xiàn)，但更多地是組合出現(xiàn)。它們都會(huì)影響結(jié)構(gòu)的諸多方面，如外觀、剛度和穩(wěn)定性等，降低承載力，危及結(jié)構(gòu)安全。
2.2.2 鋼結(jié)構(gòu)變形原因
鋼材的初始變形；加工制作中的變形；運(yùn)輸及安裝過(guò)程中產(chǎn)生的變形；使用過(guò)程中產(chǎn)生的變形等。
2.2.3 變形控制方法
傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)方法是制定合理的吊裝、焊接方案等，如采用先內(nèi)而外的吊裝順序、對(duì)稱(chēng)焊接等，在測(cè)量控制上預(yù)留變形等，這種籠統(tǒng)地控制方法在一定條件下可以取得較好的效果，但遇到復(fù)雜、多變的條件，效果有限。
焊接變形是高層鋼結(jié)構(gòu)框架變形的主要構(gòu)成因素，但相關(guān)的論文分析也多以靜態(tài)、局部的分析為主，如針對(duì)于某個(gè)焊接面或焊接構(gòu)件的分析，針對(duì)建筑鋼框架結(jié)構(gòu)焊接變形的整體分析方法尚未出現(xiàn)。
3 高層鋼框架結(jié)構(gòu)焊接施工工藝及其變形矯正探討
3.1 焊接變形原因分析
鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)性能良好、建設(shè)工期短、綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)與民用建筑中廣泛應(yīng)用。焊接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是一把雙刃劍，它成就了鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的高速度，但是鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)產(chǎn)生的變形問(wèn)題，也會(huì)極大地影響鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中出現(xiàn)變形是不可避免的，但可以通過(guò)合理的施工措施來(lái)予以控制。
焊接變形產(chǎn)生的主要原因是由于焊接過(guò)程中對(duì)焊件進(jìn)行了局部的不均勻加熱，以及隨后的不均勻冷卻作用和結(jié)構(gòu)本身或外加的剛性拘束作用，通過(guò)力、溫度和組織等因素的變化，從而在焊接接頭區(qū)產(chǎn)生不均勻的收縮變形，焊縫的縱向和橫向縮短是引起各種復(fù)雜變形的根本原因。
3.1.1 結(jié)構(gòu)剛度
剛度就是結(jié)構(gòu)抵抗拉伸和彎曲變形的能力，它主要取決于結(jié)構(gòu)的截面形狀及其尺寸大小。如桁架的縱向變形，主要取決于橫截面面積和弦桿截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形狀截面的彎曲變形，主要取決于截面的抗彎剛度。
3.1.2 焊縫位置和數(shù)量
在鋼結(jié)構(gòu)剛性不大時(shí)，焊縫在結(jié)構(gòu)中對(duì)稱(chēng)布置，施焊程序合理，則只產(chǎn)生線性縮短；當(dāng)焊縫布置不對(duì)稱(chēng)時(shí)，則還會(huì)產(chǎn)生彎曲變形；焊縫截面重心與接頭截面重心在同一位置上時(shí)，只要施焊程序合理，則只產(chǎn)生線性縮短；當(dāng)焊縫截面重心偏離接頭截面重心時(shí)，則還會(huì)產(chǎn)生角變形。
3.1.3 焊接工藝
焊接電流大，焊條直徑粗，焊接速度慢，都會(huì)造成焊接變形大；自動(dòng)焊接的變形較小，但焊接厚鋼板時(shí)，自動(dòng)焊比手工焊的焊接變形稍大；多層焊時(shí)，第一層焊縫收縮量最大，第二、三層焊縫的收縮量則分別為第一層的20%和5%～10%，層數(shù)越多焊接變形也越大；斷續(xù)焊縫比連續(xù)焊縫的收縮量小；對(duì)接焊縫的橫向收縮比縱向收縮大2倍～4倍；焊接次序不當(dāng)或未先焊好分部構(gòu)件，然后總拼裝焊接，都易產(chǎn)生較大的焊接變形。所以在施工時(shí)要制定合理的焊接工藝措施。
3.2 焊接變形矯正措施探討
3.2.1 焊接工藝措施
焊接施工時(shí)，應(yīng)選擇合適的焊接電流、速度、方向、順序，以減少變形。焊接金屬構(gòu)件時(shí)，應(yīng)先焊短，后焊長(zhǎng)；先焊立，后焊平；先焊對(duì)接縫，再焊搭接縫，應(yīng)從中間到兩邊，從里到外焊接。集中的焊縫應(yīng)采用跳焊法，長(zhǎng)焊縫采用分段退步焊和對(duì)稱(chēng)焊接法。
3.3.2 機(jī)械矯正法
機(jī)械矯正法是利用機(jī)械力的作用，以矯正焊接變形，常采用撐直機(jī)、壓力機(jī)、千斤頂及各種小型機(jī)具頂壓矯正構(gòu)件變形。矯正時(shí)，將構(gòu)件變形部位放在兩支撐之間，對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件凸出部位緩慢施力，即可矯正變形。
3.3.3 火焰矯正法
采用火焰矯正的原理與焊接變形的原理相同，只是反其道而用之，通過(guò)給金屬輸入熱量，使金屬達(dá)到塑性狀態(tài)，從而產(chǎn)生變形，構(gòu)件被局部加熱后，依靠加熱區(qū)的膨脹與收縮差，使構(gòu)件按照預(yù)定的方向發(fā)生變形，從而達(dá)到矯正的目的。
3.3.4 剛性固定法
焊接時(shí)在平臺(tái)上或在重疊的構(gòu)件上設(shè)置夾具固定構(gòu)件，增加剛性后，再進(jìn)行焊接，這樣焊接中的加熱和冷卻的收縮變形，被固定夾具等外力所限制，但這種方法只適應(yīng)塑性較好的低碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，不適應(yīng)中碳鋼和可焊性更差的鋼材，因?yàn)楹附討?yīng)力常使焊件產(chǎn)生裂紋。
4 結(jié)語(yǔ)
高層鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝與焊接變形分析的影響因素多而且具有較強(qiáng)的模糊性和不確定性，本論文重點(diǎn)對(duì)高層鋼框架結(jié)構(gòu)的焊接施工工藝進(jìn)行了分析研究，詳細(xì)探討了焊接變形的原因及其矯正措施，對(duì)于進(jìn)一步提高鋼材鋼框架結(jié)構(gòu)的施工工藝水平具有較好的理論指導(dǎo)時(shí)間。
參考文獻(xiàn)：
[1]日本.渡邊幫夫等著.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.
一、關(guān)于零部件制造設(shè)備新技術(shù)應(yīng)用
目前汽車(chē)廠設(shè)備關(guān)于汽車(chē)零部件制造的技術(shù)應(yīng)用形式較多，包括塑料件漆膜粘結(jié)、負(fù)荷陶瓷制動(dòng)盤(pán)、鎂合金等等。就塑料件漆膜粘結(jié)新工藝技術(shù)來(lái)看，其技術(shù)應(yīng)用原理并不是將尤其噴撒到零件表面上，而是運(yùn)用化學(xué)形式通過(guò)注塑成型機(jī)進(jìn)行漆膜粘貼，現(xiàn)階段關(guān)于該技術(shù)工藝開(kāi)發(fā)與研究較多，其中以克萊斯勒公司為典型代表。在設(shè)備技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)塑料件漆膜粘接能夠大大控制零件制造的成本投入，例如在汽車(chē)廠設(shè)備配備中投入五臺(tái)左右注塑成型機(jī)，汽車(chē)漆膜項(xiàng)目就能夠順利開(kāi)展，而節(jié)省下的成本投入在數(shù)千萬(wàn)左右。另外，近幾年關(guān)于鎂合金在汽車(chē)廠設(shè)備制造中的應(yīng)用也越來(lái)越多。應(yīng)用鎂自身優(yōu)勢(shì)，能夠通過(guò)熱轉(zhuǎn)換進(jìn)行生產(chǎn)，除此之外也可以通過(guò)電解工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。應(yīng)該鎂合金進(jìn)行汽車(chē)零件生產(chǎn)其生產(chǎn)成本較高，且耐久性有待進(jìn)一步提升。但將鎂合金由于汽車(chē)制造中的傳動(dòng)系零部件及儀表板生產(chǎn)零部件，能夠有效提升汽車(chē)零件質(zhì)量及整體性能。就現(xiàn)階段的應(yīng)用及研況來(lái)看，鎂合金更傾向于應(yīng)用在鎂制缸蓋及變速器外殼上，這種技術(shù)應(yīng)用目前以歐美國(guó)家為主，通過(guò)實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用逐漸實(shí)現(xiàn)技術(shù)普及。盡管鎂壓鑄件使用規(guī)模有限，但這種應(yīng)用技術(shù)是目前較多汽車(chē)廠生產(chǎn)制造加大關(guān)注與研發(fā)的新技術(shù)形式。
二、汽車(chē)廠關(guān)于車(chē)身技術(shù)應(yīng)用
1.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)
現(xiàn)階段各國(guó)汽車(chē)制造企業(yè)已經(jīng)將金屬板料形成過(guò)程數(shù)值模擬作為汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工具，通過(guò)這種數(shù)值模擬形式能夠有效控制次品率、廢品率，并提升沖壓質(zhì)量，這對(duì)汽車(chē)制造企業(yè)來(lái)講能夠大大降低汽車(chē)制造成本。目前在汽車(chē)廠設(shè)備應(yīng)用中主要采用模塊化沖壓技術(shù)、特種成型技術(shù)等等。通過(guò)采用代用控制功能模塊式?jīng)_壓的壓力機(jī)設(shè)備，以及帶材矯正機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中完成沖模橫向位移，并進(jìn)行帶材進(jìn)給定位功能操作。該系統(tǒng)應(yīng)用可編程沖壓，所以系統(tǒng)能夠柔性的滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，在帶材上完成不同汽車(chē)零件生產(chǎn)。通過(guò)設(shè)備串聯(lián)式加工，能夠?qū)ぜM(jìn)行兩面沖壓加工，最大限度提升設(shè)備工藝水平及生產(chǎn)效率。另外，應(yīng)充分明確應(yīng)用這種設(shè)備技術(shù)能夠?qū)_壓加工系統(tǒng)柔性與生產(chǎn)效能統(tǒng)一。
2.亞毫米沖壓技術(shù)
亞毫米沖壓主要是指將車(chē)身沖壓件精度控制在0-1.0mm范圍。該沖壓技術(shù)應(yīng)用對(duì)精度要求較高，要保證沖壓件尺寸能夠精準(zhǔn)的控制在亞毫米范圍，并嚴(yán)格控制其敏捷度，要有效減少30%以上沖壓時(shí)間，并對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造時(shí)間、工裝準(zhǔn)備時(shí)間進(jìn)行有效控制，縮短整體車(chē)型制造時(shí)間。
三、車(chē)身焊接設(shè)備及工藝技術(shù)分析
隨著科技水平提升，車(chē)身制造工藝也在這個(gè)過(guò)程中獲得發(fā)展，從租出拼接技術(shù)到激光復(fù)合焊接工藝，經(jīng)歷了技術(shù)的創(chuàng)新與研發(fā)。
1、激光復(fù)合焊接功能以
其主要是一種通過(guò)借助激光焊接工藝，并同時(shí)利用兩種焊接技術(shù)在焊接區(qū)的一種方法。這項(xiàng)技術(shù)具有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：焊接過(guò)程中的電弧高穩(wěn)定性以及大熔深；焊接焊縫具有較強(qiáng)韌性；無(wú)焊縫背面下垂情況；同時(shí)也具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
2、實(shí)例分析
采取激光復(fù)合焊接工藝過(guò)程中，主要借助的是MIG復(fù)合焊接技術(shù)，同時(shí)因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)需要與MIG釬焊之間相融合，最終有效克服技術(shù)缺陷，能夠產(chǎn)生良好電弧穩(wěn)定性。焊后焊縫熔寬將會(huì)可以充分達(dá)到設(shè)計(jì)需要，焊縫表面所具有的光滑程度以及良好可塑性，通常而言，并不需要PVC涂層，則能夠利用裸表面完成應(yīng)用。但是焊縫屬于連續(xù)性密封焊縫，為此，可以極大程度上提升汽車(chē)車(chē)身的剛性以及密封性。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳益平，李方茂，余臘鳳. 某汽車(chē)廠涂裝面漆三臺(tái)空調(diào)加濕改造技術(shù)方案[J]. 科技傳播，2011，21：32-33.
[2]鮑中美. 汽車(chē)生產(chǎn)中工藝設(shè)備的選型技術(shù)研究[A]. 湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).2003湖北汽車(chē)學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集[C].湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)：，2003：2.
[3]馬哈中國(guó)培訓(xùn)中心——成就最全面的汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備及技術(shù)培訓(xùn)[J]. 汽車(chē)維修與保養(yǎng)，2016，08：81.
[4]葛世名，李工一. 高紅外技術(shù)在第一汽車(chē)廠的應(yīng)用[A]. 中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)紅外光電器件專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)紅外專(zhuān)業(yè)分會(huì)、中國(guó)電子學(xué)會(huì)光電子學(xué)分會(huì)、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)爐分會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電熱專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)錦州分會(huì)、云南省光學(xué)學(xué)會(huì).第八屆全國(guó)紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C].中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)紅外光電器件專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)紅外專(zhuān)業(yè)分會(huì)、中國(guó)電子學(xué)會(huì)光電子學(xué)分會(huì)、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)爐分會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電熱專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)錦州分會(huì)、云南省光學(xué)學(xué)會(huì)：，2001：2.
[5]鄧平堯. 分析汽車(chē)維修現(xiàn)狀與技術(shù)設(shè)備及質(zhì)量管理控制[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015，21：267.
【關(guān)鍵詞】鈦合金 鋼管 焊接技術(shù)
1 概述
鈦合金具有很多優(yōu)良的性能，低密度、高的比強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)小 、硬度高，無(wú)毒、無(wú)磁性，另外具有耐熱、耐蝕性及斷裂韌性等性能，在航空、航天、等領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用。2012年，“天宮一號(hào)”航天飛船勝利遨游太空；“蛟龍”號(hào)深水探測(cè)器成功下潛超越7000m，這兩個(gè)重大的科技項(xiàng)目，在很多關(guān)鍵區(qū)域都使用了鈦合金以及焊接技術(shù)。隨著鈦合金的應(yīng)用的廣泛，應(yīng)用工礦的更加復(fù)雜化，鈦合金的焊接問(wèn)題也變成更加重要，本論對(duì)就鈦合金與鋼管焊接問(wèn)題做了詳細(xì)的分析，并對(duì)目前的焊接技術(shù)做了詳細(xì)的論述。
2 鈦合金與鋼管的焊接問(wèn)題分析
鈦合金與鋼管之間的焊接性主要取決于它們二者的差異以及它們?cè)谝苯饘W(xué)上的相容性，目前鈦合金和鋼管焊接的主要問(wèn)題有以下二點(diǎn)：
（1）鈦合金和鋼管在焊接過(guò)程中形成較大的內(nèi)應(yīng)力，并且無(wú)法清除。主要原因是鈦合金和鋼管的線膨脹系數(shù)差異很大，在焊接冷熱過(guò)程中變形程度不同引起的。
（2）鈦和鐵二種金屬的互溶度很小，一般在焊接過(guò)程中都會(huì)會(huì)形成硬脆的金屬間化合物，主要是TiFe。它形成的原理是，焊接時(shí)鈦與鐵之間相互擴(kuò)散，一定時(shí)間鐵在鈦中的過(guò)飽和，從而生成TiFe。另外，鈦同與鋼管中的碳元素生成TiC，其次鈦還容易與鋼管中的鉻、鎳、鐵形成金屬間化合物，脆化增大。
所以，對(duì)鈦合金與鋼管成功實(shí)現(xiàn)可連接，并且接頭的性能要比較優(yōu)秀的話(huà)，就必須針對(duì)工況選擇不同的焊接方法和焊接工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。其目的還是為了降低接頭內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致材料形成脆性相。目前對(duì)于鈦合金與鋼管的焊接，也有很多學(xué)者進(jìn)行了研究，已形成了具有釬焊、爆炸焊、擴(kuò)散焊、激光焊等多種方法的一套系統(tǒng)。每種固體的工藝都有固有的特點(diǎn)，一種工藝不能滿(mǎn)足所有構(gòu)件的工程實(shí)際要求。本論文綜述了目前常用的各種鈦合金與鋼管的焊接技術(shù)，為我們?cè)趯?shí)際的工況的選擇做一定的參考。
3 鈦合金與鋼管焊接技術(shù)的現(xiàn)狀
根據(jù)鈦合金和鋼管的特點(diǎn)，早期采用埋弧焊配鹽基焊劑焊，效果極差。隨著焊接設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步及多年焊接技術(shù)的研究，一些新的焊接方法的運(yùn)用，使得鈦合金和鋼管的出現(xiàn)了很多焊接方法，具體有以下幾種：
3.1 釬焊
鈦合金與鋼采用釬焊的一個(gè)重要問(wèn)題是釬料的選擇，選擇釬料的原則：
（l）選擇釬料的熔點(diǎn)在882℃以下。
（2）釬料的固相線與液相線溫差較大。
（3）不使用能與鈦有很強(qiáng)的化合能力的元素的釬料。
鈦合金與鋼進(jìn)行接觸反應(yīng)釬焊進(jìn)行焊接，其原理是鈦與鐵在1985℃形成共晶，加熱到高于共晶溫度，依靠鈦與鐵的相互擴(kuò)散，在界面處形成共晶體，從而連接起來(lái)。但這種方法的缺點(diǎn)是工藝上較難掌握，主要是形成液相共晶體的數(shù)量難以控制。
3.2 爆炸焊
很多國(guó)家都致力于爆炸焊的研究，目前爆炸焊很重要的應(yīng)用是且來(lái)制造鈦合金-鋼復(fù)合板。鈦-鋼復(fù)合板接頭的強(qiáng)度取決于爆炸焊的工藝參數(shù)，炸藥質(zhì)量大小與懸置板質(zhì)量大小的比值，爆炸速度和兩相鄰板間的起始距離，最好的情況可達(dá)350-380MPa。
3.3 擴(kuò)散焊
俄羅斯一期刊報(bào)道了鈦合金B(yǎng)T5-1與X25H15耐蝕鋼的擴(kuò)散焊方法，焊接溫度為500-1000℃、壓力6.9-17.6MPa，時(shí)間為10-20min。重慶大學(xué)的伍光鳳等詳細(xì)論述了鈦合金和不銹鋼的擴(kuò)散焊接的研究進(jìn)展。
3.4 MIG焊
MIG焊是利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，在焊槍噴嘴噴出的氣體保護(hù)下進(jìn)行焊接的一種方法。該焊接方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行全位置焊接，具有焊接速度快、熔敷率高等優(yōu)點(diǎn)。MIG 焊在低合金高強(qiáng)鋼、鋁合金等材料的焊接方面已經(jīng)大量應(yīng)用，但在鈦合金的焊接方面應(yīng)用還不是很多，主要是由于鈦及鈦合金電阻率較大，不能穩(wěn)定傳遞MIG焊所需的大電流，且鈦的硬度較大，容易磨損噴嘴而影響焊接穩(wěn)定性。
3.5 激光焊
激光焊的優(yōu)點(diǎn)是：能量密度高；焊縫寬度小；可在大氣中作業(yè)；磁場(chǎng)穩(wěn)定性高。在大厚度鈦合金結(jié)構(gòu)的焊接中，激光焊具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)，但激光焊也有其自身的缺陷，就是容易造成氣孔，因此激光焊接時(shí)需要注意焊縫接口形式，焊接參數(shù)及保護(hù)環(huán)境的選擇等問(wèn)題。
3.6 等離子弧焊
等離子弧焊的原理是：讓等離子槍的陰陽(yáng)二極間的自由電弧壓縮成高溫、高電離度、高能量密度及高焰流速度的電弧，利用這個(gè)高能量來(lái)進(jìn)行于焊接。它有二種焊接方式：小孔型等離子弧焊及熔透型等離子弧焊，其中30A以下的熔透型等離子弧又稱(chēng)為微束等離子弧焊。小孔型等離子弧焊可用于焊接厚板，熔透型等離子弧主要用在焊接薄板。等離子弧焊中，保護(hù)氣體一般是5%-7%氫氣和93%-95%的氬氣，其目的是為了提高電弧的收縮性，但是在某些鈦合金與鋼管的焊接中，有時(shí)也使用純的氬氣或氬與氦的混合氣，避免鈦和氫氣生成鈦氫化物。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，鈦合金在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用得更大廣泛，鈦合金和鋼的焊接技術(shù)在在超厚板結(jié)構(gòu)以及異種材料連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用很多，因此在焊接技術(shù)上也存在很多問(wèn)題要解決。這些都優(yōu)待我們的焊接學(xué)者們多努力，提供多種新的途徑，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同工況下鈦合金和鋼管的焊接技術(shù)問(wèn)題。論文作者水平有限，不足之處請(qǐng)各位多多理解。
參考文獻(xiàn)
[1] 孫榮祿，張九海. 鈦及鈦合金與鋼焊接的問(wèn)題及研究現(xiàn)狀[J]. 宇航材料工藝，1997，（02）：7-11
[2] 任偉，陳家慶. 淺析海洋石油工業(yè)中鈦合金的焊接方法[J]. 北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（01）：33-37
[3] 劉鵬飛.鈦及鈦合金結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J].金屬加工（熱加工），2012，（20：11-13）
[4] 周波. 不銹鋼與鈦合金脈沖加載擴(kuò)散焊接工藝研究[D].重慶大學(xué)，2004
關(guān)鍵詞：風(fēng)電塔架；制作；措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中十分重要的部件之一。因此，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架制造方面，對(duì)質(zhì)量要求非常高，甚至是“嚴(yán)苛”。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電起步較國(guó)外晚，起步初期，注重不斷借鑒國(guó)外設(shè)備及制造技術(shù)。當(dāng)前我國(guó)裝備制造科技水平得到顯著提升。在科技高速發(fā)展的推動(dòng)下，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備制造，由最初依靠進(jìn)口，重點(diǎn)仿制到目前立足國(guó)內(nèi)制造，經(jīng)歷了較長(zhǎng)的發(fā)展歷程。
1、影響風(fēng)電塔架的質(zhì)量因素分析及控制
目前，圓筒形塔架在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架中大規(guī)模使用。因此，本文中將以圓筒形塔架為例來(lái)探討影響風(fēng)電塔架的質(zhì)量因素及控制措施。影響塔架設(shè)備質(zhì)量的因素涉及到設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造加工、檢驗(yàn)、包裝和運(yùn)輸。其中影響塔制造質(zhì)量的因素,可以從人員、設(shè)備、方法、材料、環(huán)境五方面的因素進(jìn)行分析和控制。
1.1、人的因素
檢查制造廠是否具備制造資質(zhì)及質(zhì)保能力，審查關(guān)鍵崗位人員資質(zhì)。包括檢查制造廠應(yīng)具備壓力容器制造許可資質(zhì)證明、質(zhì)保組織機(jī)構(gòu)及相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證，焊接人員應(yīng)具備國(guó)家壓力容器規(guī)定資格證，無(wú)損檢測(cè)人員須持有國(guó)家規(guī)定的無(wú)損檢測(cè)人員資格證書(shū)，II級(jí)資格以上人員才能出檢測(cè)報(bào)告。
1.2、設(shè)備因素
檢測(cè)設(shè)備是否滿(mǎn)足生產(chǎn)需求,檢查每個(gè)相關(guān)設(shè)備儀器是否經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)測(cè)量驗(yàn)證。
1.3、工藝因素
檢查是否有與之相關(guān)的工藝文件以及編制審批程序，同時(shí)檢查內(nèi)容的正確性合理性。在進(jìn)行焊接之前，首先應(yīng)該依照NB/T 47014―2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)做好焊接工藝評(píng)定工作，同時(shí)編制焊接工藝規(guī)程。法蘭、螺栓、鋼板以及焊縫檢查需要制定無(wú)損檢測(cè)工藝書(shū)，其中包括的主要內(nèi)容有確定檢測(cè)方法、檢測(cè)比例、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及合格級(jí)別等。
筒節(jié)同法蘭之間進(jìn)行組裝、筒節(jié)的組裝、門(mén)框的裝配等都需要制定與之相關(guān)的組裝工藝文件，其中主要內(nèi)容組裝時(shí)機(jī)、組裝順序、檢驗(yàn)要求以及內(nèi)容等。防腐之前需要確定好防腐等級(jí)、總干膜厚度要求、施工方法以及檢測(cè)方法等等。
1.4、材料因素
檢查鋼板的質(zhì)量證書(shū)和檢驗(yàn)報(bào)告。鍛造法蘭必須符合NB/T 47008 - 2010“軸承壓力設(shè)備碳鋼和合金鋼鍛造標(biāo)準(zhǔn)”的要求。鋼板拼焊法蘭,法術(shù)焊縫不超過(guò)6塊,檢查法蘭的質(zhì)量證書(shū)、檢驗(yàn)報(bào)告和幾何尺寸加工精度、鍛造法蘭也應(yīng)該檢查其熱處理報(bào)告。M20之上的高強(qiáng)度螺栓每批必須有第三方檢查機(jī)械性能檢測(cè)報(bào)告,并審查是否組織編寫(xiě)了力學(xué)性能檢驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)力學(xué)性能檢驗(yàn)項(xiàng)目按GB/T 3098―2010《緊固件機(jī)械性能》系列標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。同時(shí)檢查好焊材牌號(hào)、質(zhì)量證明文件等等，并且檢查好油漆材料牌號(hào)、顏色以及質(zhì)量證明文件等。
1.5、環(huán)境因素
施工條件同工藝文件要求不相符合時(shí)，需要重新進(jìn)行試驗(yàn)以及工藝評(píng)定，一旦發(fā)現(xiàn)其車(chē)間布局出現(xiàn)問(wèn)題比如說(shuō)交叉作業(yè)，需要第一時(shí)間通知相關(guān)方進(jìn)行整改。
2、風(fēng)電塔架制造過(guò)程之中的控制措施
2.1、原材料的選擇
必須選用經(jīng)過(guò)爐外精煉和真空脫氣的鋼錠或圓坯，決不能選用連鑄板坯。
鋼水在冷卻凝固時(shí)，體積要收縮，最后凝固部分會(huì)因?yàn)榈貌坏揭簯B(tài)金屬的補(bǔ)充而形成空洞狀缺陷。大而集中的空洞稱(chēng)為縮孔，細(xì)而分散的空隙則稱(chēng)為疏松，它們一般位于鋼錠中心最后凝固的部分，其內(nèi)壁粗糙，周?chē)喟橛性S多雜質(zhì)和細(xì)小氣孔。
法蘭產(chǎn)品的鍛造流程為：可以加熱墩粗（壓下）沖孔碾環(huán)。鋼材在進(jìn)行加熱鍛造過(guò)程中，疏松在相應(yīng)程度可獲得一定程度的提升；然而若之前鋼錠的疏松較為嚴(yán)重或者是其壓縮比（壓縮比必須大于 6）不足，則在熱加工后疏松仍會(huì)存在，相應(yīng)的疏松部析出的夾雜物即便經(jīng)過(guò)熱加工也無(wú)法去除。由于鋼錠和圓坯的疏松部位集中在中心部位，在熱加工過(guò)程之中應(yīng)該經(jīng)過(guò)沖孔工序方可將疏松部位全部去除。需要注意的是：鋼錠以及連鑄圓坯的區(qū)別是鋼錠的中心收縮較連鑄圓坯小，連鑄圓坯只要中心去除的沖芯高出Φ280mm，就可以把收縮帶除掉，因此，當(dāng)前世界環(huán)形鍛件原材料普遍使用連鑄圓坯。然而鍛造軸類(lèi)鍛件如果中心不去除沖芯，那么連鑄圓坯通常是不能使用的。
2.2、焊縫檢驗(yàn)
焊縫外觀檢查,用肉眼或低于10倍放大鏡檢查。質(zhì)量要求:l)所有對(duì)接焊縫、法蘭與筒體角焊縫為全焊透焊縫,焊縫外形尺寸應(yīng)符合圖紙和工藝要求；2)焊縫與母材應(yīng)圓滑過(guò)渡,焊接接頭的焊縫余高不超過(guò)3mm；3)焊縫不允許有裂紋、夾渣、氣孔、漏焊、燒穿和未熔合等缺陷；4)咬邊深度不超過(guò)lmm,且連續(xù)長(zhǎng)度不大于100mm；焊縫和熱影響區(qū)表面不得有裂紋,氣孔,夾渣,未熔合及低于焊縫高度的弧坑；熔渣,毛刺等應(yīng)清除干凈；焊縫外形尺寸超出規(guī)定值時(shí),應(yīng)進(jìn)行修磨,允許局部補(bǔ)焊,返修后應(yīng)合格；對(duì)于無(wú)具體要求的,按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
無(wú)損檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)通常包括有超聲波探傷、磁粉探傷、射線探傷以及滲透探傷等等，而在焊縫外觀檢驗(yàn)合格之后而進(jìn)行,檢測(cè)方法以及質(zhì)量要求應(yīng)該依照DB62/1938―2010《風(fēng)電塔架制造安裝檢驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)范》附錄A((風(fēng)電塔架無(wú)損檢測(cè)規(guī)程》執(zhí)行；全部的筒體縱、環(huán)焊縫及門(mén)框焊縫應(yīng)該做好無(wú)損檢測(cè)。法蘭以及筒節(jié)的T型焊縫接頭處均布片射線探傷,任何一個(gè)T型接頭射線探傷都應(yīng)放置布片兩張,縱縫環(huán)縫位置各一張,每張檢測(cè)的有效長(zhǎng)度不小于250mm,每張底片均能清晰的反映T型接頭部位焊縫情況。經(jīng)射線或超聲檢測(cè)的焊接接頭,如有不允許的缺陷,應(yīng)在缺陷清除后進(jìn)行補(bǔ)焊,并對(duì)該部位采用原檢測(cè)方法重新檢查直至合格。進(jìn)行局部探傷的焊接接頭,一旦出現(xiàn)有不被允許的缺陷時(shí),則應(yīng)該在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長(zhǎng)度,增加的長(zhǎng)度為該焊接接頭長(zhǎng)度的10%,且不小于25Omm,若仍有不允許缺陷時(shí),同時(shí)對(duì)該焊縫進(jìn)行100%檢測(cè)。
2.3、探傷質(zhì)量控制
塔架焊縫不僅僅需要在焊接之上對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格要求，同時(shí)在探傷之上的要求也比較嚴(yán)格，在探傷質(zhì)量控制上需要采取相應(yīng)措施。首先，超探傷使用雙側(cè)探傷；射線探傷處因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)有限制，調(diào)整好焦聚、做好補(bǔ)償以保證成片率；其次，法蘭筒節(jié)的幾何焊縫結(jié)構(gòu)比較特殊，超探準(zhǔn)確性會(huì)受到一定的影響，可以使用超探加射線探傷的方法來(lái)進(jìn)行質(zhì)量控制；最后，環(huán)向焊縫因板材厚度的不同，促使超探準(zhǔn)確率產(chǎn)生一定變化，所以，一方面應(yīng)該使用全新的探傷方法試驗(yàn)，另一方面使用射線探傷來(lái)作保證超探準(zhǔn)確率；而厚度差異比較大的部位（如：門(mén)框與筒節(jié)環(huán)縫的T型接頭處）射線探傷就會(huì)受到一定的影響。那么就應(yīng)該使用一些較為特殊的方法。
結(jié)束語(yǔ)：
盡管我國(guó)在風(fēng)電設(shè)備制造方面取得了較大進(jìn)展，并初步做到可以立足國(guó)內(nèi)制造，但是對(duì)于風(fēng)電塔架制造過(guò)程中存在的問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施仍顯單一，仍有較長(zhǎng)的路要走，只有依托科技，不斷創(chuàng)新，才能取得更大的發(fā)展空間，立足國(guó)際。
參考文獻(xiàn)：
[1]張國(guó)良.北方重工風(fēng)機(jī)塔架制造項(xiàng)目質(zhì)量管理研究[D].大連理工大學(xué),2012.
[2]鄭天群.風(fēng)電塔架設(shè)備監(jiān)理的標(biāo)準(zhǔn)化[J].設(shè)備監(jiān)理,2013,04:15-17+19.
論文摘要：壓力容器設(shè)計(jì)中最重要的部分之一便是材料的選擇，它直接關(guān)系到壓力容器的質(zhì)量和安全性，但由于設(shè)備制造過(guò)程中采購(gòu)困難等因素的影響，材料代用現(xiàn)象普遍發(fā)生，常見(jiàn)的代用問(wèn)題有：以?xún)?yōu)代劣、以厚代薄及其他問(wèn)題，這些問(wèn)題直接關(guān)系到容器的質(zhì)量和安全以及投資建設(shè)方的經(jīng)濟(jì)和管理問(wèn)題，值得我們重視。
如何進(jìn)行正確的選材是壓力容器設(shè)計(jì)和創(chuàng)造中的第一步，也是直觀重要的一步。在壓力容器的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，一旦材料選取不合適，會(huì)對(duì)容器的安全使用留下重大隱患。所以，在壓力容器選材上，要根據(jù)容器的具體使用條件，如設(shè)計(jì)的壓力和溫度、操作特征、介質(zhì)特點(diǎn)等，來(lái)選取擁有合適力學(xué)、焊接和耐腐蝕性能等物理性能的材料。除此之外，選取材料時(shí)還要充分考慮其具體加工工藝和經(jīng)濟(jì)性等其他因素。
1 材料代用的具體規(guī)定
在設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)材料采購(gòu)困難或者出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，材料代用的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在壓力容器的設(shè)計(jì)過(guò)程中。《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督規(guī)程（tsg r0004-2009）》以及《鋼制壓力容器（gb150-1998）》對(duì)材料代用做了相關(guān)規(guī)定。一般來(lái)講，主要要求如下：壓力容器的承壓部件在代用材料的選擇上，應(yīng)和被代用材料有著相同或者相似的外形質(zhì)量、化學(xué)成分、尺寸公差、性能指標(biāo)、檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)率等。材料代用最基本的原則是：要絕對(duì)保證，在技術(shù)要求上，代用材料不得低于被代用材料，個(gè)別在檢測(cè)率或性能項(xiàng)目上要求不嚴(yán)格的代用材料，可以采取檢驗(yàn)、測(cè)試的方式來(lái)選擇合適的代用材料。材料代用的手續(xù)要求為：（1）容器承壓部件的代用要嚴(yán)格進(jìn)行，須經(jīng)由代用單位技術(shù)部門(mén)的批準(zhǔn)并上報(bào)代用材料的復(fù)檢報(bào)告或質(zhì)量證明，由主管負(fù)責(zé)人核準(zhǔn)批復(fù)；（2）必須在獲得原設(shè)計(jì)單位的允許并拿到證明文件后，才可以在壓力容器制造時(shí)進(jìn)行材料代用；（3）壓力容器的設(shè)計(jì)圖、施工圖以及出廠時(shí)的質(zhì)量證明書(shū)中要細(xì)致標(biāo)注代用材料的規(guī)格部位、材質(zhì)和規(guī)格。
2 以?xún)?yōu)代劣
壓力容器所用的全部金屬材料要具有優(yōu)良的性能，包括材料的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐高溫性和制作工藝等。每一種材料的性能都是固定不變的，從性能比較的角度出發(fā)，常常會(huì)出現(xiàn)材料間的“優(yōu)”和“劣”的問(wèn)題。但每種壓力容器對(duì)對(duì)材料性能的要求在不同情況下也是不一樣的，所以，材料代用中的“優(yōu)”與“劣”判斷從實(shí)際出發(fā)，具體問(wèn)題具體分析。下面，筆者基于自身工作經(jīng)驗(yàn)，主要探討了幾種典型的“以?xún)?yōu)代劣”問(wèn)題。
2.1 壓力容器制作中，在強(qiáng)度、力學(xué)特征等機(jī)械性能方面，其常用到的低合金鋼盡管明顯優(yōu)于碳素鋼，但其冷加工性能與可焊性都比不過(guò)碳素鋼。一般來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度級(jí)別高的，其冷加工性能與可焊性就較差，二者負(fù)相關(guān)。所以在進(jìn)行這方面的代用時(shí)，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整焊接工藝，在熱處理時(shí)也可能會(huì)有相應(yīng)變化，應(yīng)給予充分重視。
2.2 材料代用時(shí)進(jìn)行細(xì)致、周全的考慮，否則壓力容器實(shí)際使用中可能會(huì)出現(xiàn)各種安全隱患。比如處于濕硫化氫環(huán)境下及存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備中，容器對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂地敏感性隨容器使用的鋼材的強(qiáng)度級(jí)別的提高而增大，二者正相關(guān)。此時(shí)若將20r和q235和20r系列的鋼材用16mnr等低合金鋼待用就極易產(chǎn)生問(wèn)題，因此，此類(lèi)“以?xún)?yōu)代劣”行徑在原則是行不通的，應(yīng)當(dāng)被禁止。鎮(zhèn)靜鋼在許多性能方面上，鎮(zhèn)靜鋼都比沸騰鋼要更占優(yōu)勢(shì)，但在搪玻璃容器制造時(shí)，鎮(zhèn)靜鋼的搪瓷效果反而不如沸騰鋼好。
2.3 一般來(lái)說(shuō)，不銹鋼的耐腐蝕性較出色，但在含有氯離子的環(huán)境下，其耐腐蝕性卻不如低合金鋼和碳素鋼。
2.4 和普通不銹鋼相比，超低碳不銹鋼雖然具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)和良好的耐腐蝕性，但前者的高溫?zé)釓?qiáng)性卻更為出色。一般情況下，為了提高耐腐蝕性，需降低含量，而為了提高高溫性，則要提高炭的含量。故而，此種情況下的 “以?xún)?yōu)代劣”，要尤其精確設(shè)計(jì)設(shè)備溫度，如有必要，應(yīng)當(dāng)重新計(jì)算。
2.5 原則上，膨脹節(jié)、爆破片、撓性管板及這類(lèi)零件不能進(jìn)行以?xún)?yōu)代劣，特殊情況下必須代用時(shí)應(yīng)以代用的材料為重新進(jìn)行精密計(jì)算，根據(jù)結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整零件厚度，以防止這類(lèi)零件及其相鄰部位出現(xiàn)故障或者失效。
2.6 對(duì)熱換器管板而言，鍛件的總體性能比板材要好，所以通常情況下采用鍛件，但當(dāng)管板厚度小于6cm時(shí)也可以用板材代替鍛件，但此時(shí)要注意，即使鍛件和板材的厚度、材質(zhì)及設(shè)計(jì)溫度都相同，但兩者的許應(yīng)用力卻不相同，前者的許應(yīng)用力稍低于后者。故如需鍛件代用板材，應(yīng)重新核準(zhǔn)管板厚度。
對(duì)鋼材來(lái)說(shuō)，其化學(xué)成份上的微小差異都可能對(duì)其性能造成重大影響，所以要對(duì)待任何類(lèi)型壓力容器鋼材的“以?xún)?yōu)代劣”問(wèn)題都要予以充分重視，以免導(dǎo)致產(chǎn)品和原設(shè)計(jì)不符。
3 以厚代薄
“以厚代薄”常常使從平面應(yīng)力狀殼體的受力態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎽?yīng)變狀態(tài)，這對(duì)容器受力狀態(tài)來(lái)說(shuō)，是有百害而無(wú)一利的，通常情況下，厚壁容器比薄壁容器更容易產(chǎn)生三向拉應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生平面應(yīng)變脆性斷裂。
3.1 對(duì)原設(shè)計(jì)中封頭和筒體間等厚焊接的容器，若對(duì)容器殼體的個(gè)別部件進(jìn)以厚代薄，很容易增加殼體的幾何不連續(xù)情況，從而使封頭和筒體間的連接部位受到的局部應(yīng)力增加，此時(shí)，對(duì)于有應(yīng)力腐蝕傾向的容器來(lái)說(shuō)，會(huì)造成很大的損害。可能會(huì)導(dǎo)致疲勞裂紋，嚴(yán)重的可能造成疲勞斷裂。
3.2 在厚板替代薄板時(shí)，常常導(dǎo)致連接結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)改變，例如，筒體與加厚的封頭連接時(shí)，通常需要對(duì)封頭進(jìn)行削邊處理。對(duì)以管道為主要筒體構(gòu)成的設(shè)備，若增加筒壁厚度，在封頭與筒體的連接部位也須對(duì)筒體側(cè)實(shí)施內(nèi)削邊處理。在厚度增加較大時(shí)，往往也關(guān)系到焊接工藝的變化。
3.3 容器殼體整體層面上的“以厚代薄”，雖然并不會(huì)造成筒體連接處和封頭的局部應(yīng)力增加，但不了避免地，仍會(huì)導(dǎo)致一下不良影響。1）厚度增加后，原來(lái)的殼體設(shè)計(jì)中的探傷方式和焊接工藝也要進(jìn)行相應(yīng)的改變，增加難度；2）殼體厚度的增加必然使容器的重量加大，當(dāng)容器重量增加過(guò)大時(shí)，必然會(huì)對(duì)容器的基礎(chǔ)和支座產(chǎn)生不利影響；3）對(duì)殼體同時(shí)具有傳熱作用的容器，殼體厚度的增加肯定會(huì)影響其傳熱效果。
3.4 鋼板的許應(yīng)用力和其厚度緊密相連，《鋼制壓力容器（gb150-1998）》指出，鋼材的許應(yīng)用力隨著其板厚的增大而減小，二者負(fù)相關(guān)。例如20℃-150℃環(huán)境下，16mnr板厚由16mm變?yōu)?8mm時(shí)，其許應(yīng)用力則從170mpa降為167mpa，150℃時(shí)，20r的板厚由16mm變?yōu)?8mm時(shí)，其許應(yīng)用力則從135mpa降為125mpa。由此可知，以厚代薄很可能導(dǎo)致強(qiáng)度不夠，故而，對(duì)處于臨界狀態(tài)的以厚代薄，必須對(duì)驗(yàn)算其強(qiáng)度。
3.5 因?yàn)樵穸扰c其剛性是成正比的，厚度越大，剛性越強(qiáng)，所以原則上不允許對(duì)撓性薄管板、波紋管和膨脹節(jié)等元件實(shí)行以厚代薄，以防止減弱補(bǔ)償變形的效果。
3.6 由于換熱器的特殊性，對(duì)熱換器的主要元件進(jìn)行以厚代薄很容易破壞原來(lái)的平衡力系，原則上不可以厚代薄，特殊情況下，必須代用時(shí)，需要重新設(shè)計(jì)計(jì)算。
綜上所述，以厚代薄的利弊問(wèn)題是很復(fù)雜的，在進(jìn)行代用時(shí)，要由相關(guān)設(shè)計(jì)單位對(duì)代用的可行性和影響進(jìn)行綜合考慮后，方可決定其是否可行。對(duì)可采取以厚代薄類(lèi)型的容器，應(yīng)對(duì)其焊接工藝、支座和等進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以盡可能的消除不利影響。
4 其他注意事項(xiàng)
進(jìn)行材料代用時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際用材情況對(duì)焊接工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，一般調(diào)整原則為：用高級(jí)材料替代低級(jí)材料時(shí)，實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收仍可采用低級(jí)材料的標(biāo)準(zhǔn)，不用提高標(biāo)準(zhǔn)；不同材料的耐高溫性、韌度等性能不同時(shí)，進(jìn)行最低水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，其相應(yīng)的溫度也可能發(fā)生改變，此時(shí)，要嚴(yán)格按gb150的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；當(dāng)板厚增加超過(guò)gb150所規(guī)定的冷卷厚度時(shí)，一定要對(duì)筒體進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理；鋼板的厚度達(dá)到一定水平時(shí)，還需要進(jìn)行超聲探傷，必要時(shí)，提高水試驗(yàn)的壓力。
結(jié)語(yǔ)
以鋼為材料主體進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作的壓力容器，在材料的機(jī)械性能要求上，在考兩次材料強(qiáng)度的同時(shí)，也應(yīng)考慮其韌性，在韌性滿(mǎn)足的條件下，則應(yīng)盡可能提高其強(qiáng)度。從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，在壓力容器材料選擇上要正確界定“優(yōu)”和“劣”，不要單純的從材料的厚度和強(qiáng)度來(lái)考慮，而要進(jìn)行綜合辨析和考慮。所以，也可以說(shuō)，壓力容器制造中的材料待用并不單單是技術(shù)問(wèn)題，更包含容器的安全性、投資方的經(jīng)濟(jì)效益、制造商的成本等經(jīng)濟(jì)和管理問(wèn)題在內(nèi)的復(fù)雜問(wèn)題。所以，不論是哪種材料代用，其本質(zhì)上均是變更壓力容器的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)給予相當(dāng)?shù)闹匾暋?nbsp;
參考文獻(xiàn)：
[1]朱海鷹,姚潤(rùn)來(lái),辛忠仁,辛忠智. 鋼制壓力容器材料選擇的幾個(gè)問(wèn)題[j].中國(guó)化工裝備, 2006,(03):66-68.
[2]金元文,濮軍.壓力容器制造中材料代用的常見(jiàn)問(wèn)題分析[j].貴州化工,2007,(04):88-89.
[3]陳冬勤.淺析壓力容器制造的材料代用問(wèn)題[j].科技風(fēng),2009,(04):42-43.
[4]王興衍,龔敬文.壓力容器制造的質(zhì)量控制[j].甘肅科技縱橫,2009,(02):102.
