时间：2023-05-30 09:25:42
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇焊接工艺，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：焊接工艺；探索；实践
前言
机械制造的发展与进步，与焊接工艺的改进与升级是分不开的。基于传统焊接工艺，根据机械制造的具体需要，以保证产品质量为前提，进行焊接新工艺的开发与升级。当前的机械制造生产当中，新型焊接工艺得以开发和利用，极大的提升了机械制造产品的质量。随着机械制造业的发展，焊接工艺正在深入的探索和实践当中。
1焊接工艺的应用
1.1主要的焊接工艺
焊接工艺在多个领域行业都有着广泛的应用，主要应用于机械制造领域当中。根据实际的应用需要，焊接工艺的类型也在不断的扩展，其功能也越发的完善。当前，气体保护焊、压力焊、手工电弧焊以及钎焊是应用是最为普遍的几种焊接工艺类型。气体保护焊接是利用二氧化碳、氩气等作为保护气体，由喷嘴喷出，以达到隔开空气的效果，进而将保护部位与焊接部位焊接在一起；压力焊接是在施加一定压力的基础上进行焊接操作，摩擦焊接以及电阻焊接都是压力焊接的主要形式，也是最常见的压力焊接形式，在机械制造当中得以有效的应用；作为日常生产生活当中普遍应用的焊接方式，手工电弧焊以链条焊接的方式来加固机械零部件，操作起来简单便捷；在钎焊过程中，需要事先进行高温加热处理。一般进行钎焊的机械部件，焊接的材料的熔点要高于钎料的熔点，这就需要对于钎焊过程中的温度予以有效把握，能够保持在钎料和焊接材料熔点的中间值。钎料熔化后能够有效润湿焊接材料，有效完成焊接流程[1]。
1.2保证高质量的焊接效果
焊接工艺的有效应用，除了保证先进的焊接技术之外，还需要保证焊接的质量，并予以有效的控制。在焊接的过程中，对于关键点予以有效把握，控制好焊接的“度”，以达到良好的焊接效果。在进行焊接操作的过程中，必须严格按照规范和标准进行操作。焊接是焊料经过加热、熔化、再结晶的过程，将相关材料紧密结合在一起。在焊接过程中，焊料熔化后的温度很高，如果操作不规范，很容易发生危险。进行焊接操作的过程中，要具有安全和质量意识，设备调试、工件和焊料准备等工作必须落实到位，做到精确细致，明确操作流程，进行规范化操作，以保证焊接的安全性，焊接的质量也自然得到保证。焊接材料的质量以及焊接设备的性能也是十分关键的，焊接的环境、工艺选择都要一一明确。根据焊接的具体要求和产品的特点，保证高质量的焊接效果[2]。
2焊接工艺的发展与探索
随着机械制造业的发展。对于机械制造产品的质量提出了更高的要求。焊接在传统焊接工艺技术的基础上，有效的改进和升级，充分满足当前机械制造的要求，焊接工艺的功能更加完善，焊接质量也显著得以提升。许多焊接新工艺得以开发和利用，比如反变形焊接工艺、低温焊接工艺以及振动时效。
2.1反变形
反变形工艺主要针对机械焊接当中经常面临的情况，也就是变形。钢铁结构的材料在进行焊接的过程中，受到高温的影响，会发生一定程度的变形，在很大程度上影响着焊接的质量。反变形工艺的应用，则妥善解决了焊接变形的问题。在焊接之前，通过对焊接结构施加反向的变形，然后在焊接过程中，变形力与反变形了力相互抵消，最终趋近与零，能够有效保证焊接的质量，有效解决了变形的影响。该过程中，需要对板厚、热源等条件进行综合考虑，寻找焊接结构的弹性变形规律，科学、合理的应用反变形焊接工艺，以达到良好的焊接效果。
2.2低温焊接
低温焊接是为了改善由于失效事故以及缺口效应而导致钢结构脆断的情况，保证在环境温度变化的情况下，对焊接的质量不会造成影响。做好预热和后热的准备工作，对焊缝金属的相关性能予以调整，提升其强韧性。对于焊接区的冷却速度予以控制，参考焊接结构的物理化学性质以及冷却条件，保证预热区域的受热均匀，采取紧急保温缓冷，做好焊后处理工作，避免焊接处出现裂缝。
2.3振动时效
振动时效焊接工艺通过外力振动，进而在工件当中产生一定的周期性作用力，并予以有效的叠加。当周期性作用力逐渐产生粘性力变化时，能够有效控制工件的变形，进而保证焊接的质量。降低共振频率、选择合适的振型和激振频率，都是提升振动时效焊接工艺质量的有效途径[3]。
3结论
在机械制造业当中，焊接工艺的技术水平起到关键性的作用。为了提升机械焊接的工艺技术水平，保证机械焊接的安全可靠，需要在实践当中不断进行探索，进而开发焊接工艺新技术，在很大程度上推动了机械制造业的发展进步，提升产品质量，以更好的服务于社会生产生活当中。
参考文献：
[1]谭鑫.机械焊接工艺探索与实践[J].科技资讯，2015，03:99.
[2]唐闯.论析机械焊接工艺探索与实践[J].化工管理，2015，18:166.
【关键词】铝合金，MIG，工艺
序言
由于铝合金具有比重和弹性模量小、耐腐蚀、可焊接、易加工、无磁性和低温性能好等特点，铝合金在现代工业中得到广泛的应用。防锈铝合金5083 （LF4）属于Al-Mg系列铝合金，具有良好的抗腐蚀性，广泛应用在需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的产品中，如汽车、飞机、船舶、天然气管道等。5083铝合金焊接时容易出现气孔等缺陷，影响焊接产品的使用性能。因而，研究5083铝合金焊接的焊接工艺能为生产提供依据，从而提高焊接产品质量。
1、5083铝合金焊接性分析
5083铝合金化学成分及力学性能见表1、2。
5083铝合金焊接性分析如下：
1）5083铝合金属于AL-Mg系列合金，根据5083铝合金的化学成分（表1）分析可知：5083铝合金含Mg和Mn元素较高，其抗脆性、抗蚀性、可焊性较好。由于Mn元素的含量较多，可以提高铝合金的力学性能，又不使合金抗腐蚀下降，同时提高了5083铝合金的焊接性。同时加入Mn元素能使含Mg元素相分布均匀，提高强度、抗蚀性。
2）由于铝合金的化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多属于难熔物质。焊接时易产生夹渣等缺陷。
3）铝合金热导率大（约为钢的4倍），加之其热导率较大，焊接时容易造成未熔合现象。
4）由于铝合金的热膨胀系数约为钢的2倍，相反其弹性模量却只有钢的1/3，焊件易产生较大的热应力，导致变形及裂纹。
5）气孔是焊接5083铝合金过程中常见的缺陷。而氢是铝合金焊接时产生气孔的主要原因。焊接时，氢的来源有两个方面：一是弧柱气氛中的水分；二是焊丝及母材表面氧化膜吸附的水分。为此，焊接铝镁合金时，焊前必须仔细清除坡口附近的氧化膜，保持焊丝及母材干燥。
2. 5083铝合金焊接工艺分析
根据以上分析制定如下焊接工艺：
1）焊接方法
目前，国内铝合金所用焊接方法主要有MIG焊及TIG焊。由于MIG焊采用惰性气体Ar或He作为保护气，保护效果好，几乎所有的金属材料都可以焊接，因此应用范围广。MIG焊采用焊丝作电极，与TIG焊相比，可采用大的电流密度焊接，母材熔深大，焊接铝及其合金时生产效率高，故广泛应用于现代化企业的铝合金焊接。本文选用MIG焊方法进行焊接实验分析。
2）焊接材料
铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按具体要求应使对接接头的抗拉强度、塑性达到规定要求，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选用主要按照下列原则：
a）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；
b）铝合金焊丝中的 耐蚀元素（镁、锰、硅等）的含量一般不低于母材；
c）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；
d）不要求耐蚀性的高强度铝合金（热处理强化铝合金）可采用异种成分的焊丝，（注意强度可能低于母材）。
根据以上原则及铝合金化学成分力学性能，选用5183焊丝作为MIG 的焊丝。焊丝具体化学成分见表3。
3）焊前清理
焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污，清除质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。常采用化学清洗和机械清理两种方法。
4）焊接工艺参数
本文采用6mm板厚5083铝合金对接焊，焊接接头形式如图1所示
5）焊接气孔的防止措施
焊接5083铝合金过程中常见的缺陷是气孔。气孔主要是由氢引起的.而氢的来源很多，主要有电弧气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。因而在焊接5083铝合金时，焊前必须仔细地清除坡口附近的氧化膜，保持焊丝及母材干燥，从而减少氢的来源，达到防止气孔的目的。
3. 结论
由于5083铝合金在焊接过程中容易出现气孔的焊接缺陷，制定了合理的焊接工艺包括、焊接材料、工艺参数、焊前清理等。结果表明，合理的焊接工艺参数可以有效控制焊缝焊接气孔的产生。
参考文献
[1] 张连生.金属材料焊接 [M].北京：机械工业出版社，2009.
[2] 邓洪军.金属学与热处理 [M].北京：机械工业出版社，2009.
[关键词]传统焊接；水下焊接
中图分类号：T856 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0266-01
随着现代工业的发展，对结构和材料的要求越来越高，如造船和海洋工程要求解决大面积拼板、大型立体框架结构自动焊及各种低合金高强钢的焊接问题；石油化学工业要求解决各种耐低温及耐各种腐蚀性介质压力容器的焊接问题；航空航天工业中要求解决铝、钛等轻合金结构的焊接问题；重型机械工业中要求解决大截面构件的拼接问题；电子及精密仪表制造工业要求解决微精密焊件的焊接问题。因此，优质、高效、节能的现代焊接技术正逐步取代能耗大、效率低和工作环境差的传统焊条电弧焊焊接工艺，焊接技术结构性的转变必将对装备制造业技术水平与生产能力的提升发挥更加重要的作用。
1.传统焊接工艺简介
传统上焊接更多地被认为是一种技艺而不是技术性很强的制造方法。很多传统焊接方法严重依赖于操作人员的熟练程度，还有很多传统焊接方法相对生产成本较高而且工艺重复性很差。但事实上，虽然焊接过程可能是一个多物理场耦合的复杂过程，国际上仍然开展了大量的高水平研究，人们对焊接过程中的很多基本物理现象有了更深入的了解，这些研究为焊接工艺技术的飞速发展提供了科学基础。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
（1）熔焊熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如在钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。
（2）压焊是在低于被焊金属熔点的温度下，不添加填充金属，施加一定的压力，使接头产生必要的塑性变形，实现焊接的方法。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
（3）钎焊钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
2.新型焊接工艺――水下焊接
水下焊接由于水的存在，使焊接过程变得更加复杂，并且会出现各种各样陆地焊接所未遇到的问题。由于水对光线的吸收、反射及折射作用，使光线在水中传播的距离显著缩短，水下电弧的能见度非常低，加上电弧周围产生的气泡影响，严重妨碍了潜水焊工技术的正常发挥。另外，水的热传导系数较高，约为空气的20倍左右。在湿法焊接时，往往易出现高硬度的淬硬组织。因此，水下焊缝含氢量一般都较高，容易引起氢脆或诸如白点及冷裂纹等缺陷。
水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。
（1）干法焊接
干法焊接是指把包括焊接部位在内的一个较大范围内的水人为地排开，使潜水焊工能在一个干的气相环境中进行焊接的方法，即焊工在水下一个大型干式气室中焊接。这种方法多用于深水，需要预热或焊后热处理的材料，或质量要求很高的结构的焊接。与湿法和局部干法焊接相比，干法焊接安全性最好，但使用局限性很大，应用不普遍。
（2）湿法焊接
湿法焊接是焊工在水下直接施焊，而不是人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。电弧在水下燃烧与埋弧焊相似，是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在，因而使电弧稳定，如图8-1所示。要使焊条在水下稳定燃烧，必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药，并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法，使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡；浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难，其引弧电压要高于大气中的引弧电压，其电流较大气中焊接电流大15%～20%。水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比，应用最多，但安全性最差。由于水具有导电性，因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。
（3）局部干法焊接
局部干法焊接是用气体把正在焊接的局部区域的水人为地排开，形成一个较小的气相区，使电弧在其中稳定燃烧的焊接法。由于它降低了水的有害影响，使焊接接头质量比湿法焊接得到明显改善。与干法焊接相比，无需大型昂贵的排水气室，适应性明显增大。它综合了湿法和干法两者的优点，是一种较先进的水下焊接方法，也是当前水下焊接研究的重点与方向。
3.未来发展趋势
未来水下焊接技术主要朝着智能化和自动化方面发展。自动化体现在轨道焊接系统和水下焊接机器人系统，焊接过程自动监控，焊接质量好，节省工时，而且减轻潜水员的工作强度是目前的发展方向。自动化的应用时遥控焊接，可以突破潜水焊工所能达到的水深限制。目前较为成熟的是轨道焊接系统。它采用模块结构，维护简单。但轨道焊接受安装和维护的限制，水深不超过600 m。最近快速发展的水下焊接机器人系统具有更大的灵活性，在高压干法焊接下，可进行GTWA、GMAW 及FCAW 焊接，在水深1100 m 仍能得到满意的焊接质量。水下爬壁焊接机器人系统在激光装置的引导下可更加灵活地实现焊缝和缺陷的检测与控制，并有利于焊接质量的提高。由于水深的影响，送丝系统是水下焊接的一个难点，一种新型高可靠性的水下翻转和送丝反馈系统已经得到应用。
4.总结
未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。
1.1焊接变形原因
焊接的热过程是导致残余应力和塑性应变的根源。在焊接过程中,焊接热过程对焊接质量和焊接效率的影响,主要来自以下几个方面的深层次原因:(1)在焊接件上,熔池的形状和尺寸直接影响焊接质量,而熔池大小与尺寸作用到焊接件上的热量分布和大小息息相关;(2)焊接的热过程包含加热和冷却两个过程,这两个过程中的加热和冷却参数会直接影响熔池的相变过程,对金属的凝固产生重要的影响,对热影响区的金属组织产生一定的破坏;(3)焊接中的热过程直接决定热量的输入过程和热量的传递效率,这直接导致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的热过程如果不均匀,会对金属构件各部分产生不同的热响应,导致出现不同的应力,产生应力形变。从以上理论探讨,我们可知在金属构件焊接过程中出现变形,主要是由于焊接热源是处于局部加热,使得铝合金构件上的热量分布存在差异,在构件与母材之间的焊缝区域附近热量吸收的较多,引起周围铝合金材料和母材都出现一定程度的受热膨胀,而远离焊缝区域的铝合金材料和母材材料由于吸收到的热量相对较少,发生的体积膨胀相对较小甚至不发生体积膨胀,使得焊缝区域的体积膨胀过程受到一定的抑制,导致焊接过程中,焊接构件和母材之间出现瞬间的热变形,但是当铝合金构件在焊接过程中产生的内应力超过了自身材料的弹性极限后,会出现一定的塑性应变,当焊接过程结束之后,焊接件又逐步冷却而产生残余变形。
1.2焊接变形分类
从机械领域考虑整个焊接过程,可以将焊接过程中出现的变形分为瞬间变形和残余变形。其中,焊接过程瞬间热变形分为三种,依次是面内位移、面外位移和相变组织形变。焊后残余变形分为面内变形和面外变形两大类,面内变形又分为焊缝纵向收缩、焊缝横向收缩、回转变形;面外变形又分为角变形、弯曲变形、扭曲变形。
1.3铝合金的焊接性能分析
熟悉化学原理的人都清楚,各种铝合金的化学成分并不一致,导致不同铝合金的物理性能和化学性能存在一定的差异,但是,由相关研究试验并结合以上的焊接热理论和焊接应力应变理论分析可知,铝合金的焊接性能主要与铝合金中的含铝量和含镁量有关。随着含镁量的增高,铝合金强度增高,焊接性能改善;但是,当含镁量超过7%的极限值之后,铝合金容易出现应力集中,降低焊接性能。但是,铝合金与其他金属相比,由于在空气中或者是进行焊接时,比较容易与氧反应被氧化,生产的氧化铝薄膜由于熔点高,在焊接时会阻碍焊接过程;焊接过程中,在接头内容以出现一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要进行表面处理后尽快进行焊接。此外,由于铝合金的其他物理化学性能如热导率、比热等比钢大,在焊接时容易造成较多的焊接热量的流失,因此,在焊接时需要采用高度集中的热源进行焊接,才能有效提升焊接质量,降低应力形变的出现。
1.4铝合金构件焊接变形控制措施
从上述对铝合金构件焊接性能和焊接热过程的分析,对于铝合金构件在焊接过程中出现的瞬间变形和焊接结束后出现的残余变形,需要采取一定的控制措施,减少变形甚至是消除变形,促进铝合金构件在装备整体结构中发挥应用的作用。在铝合金构件设计阶段结合整体装备,做好其结构设计并采取优质的焊接技术,能够显著减小焊接变形量。为此,我们可以从两个阶段进行铝合金焊接变形量的控制。一个阶段是设计阶段,另一个是制造阶段。在设计阶段,主要遵循如下几个原则即可实现在设计过程做好对铝合金焊接变形的有效控制:首先是要对焊接的工艺进行有效的设计与选择,一般在这个过程中,遵循的原则就是尽量选择那些实践反馈效果好应用成熟的焊接工艺;其次,对于焊接过程中,铝合金构件和主体装备结构之间焊接缝隙的尺寸、形状、布局以及位置都应进行有效的设计,尽量通过好的焊缝设计铝合金构件在主体结构上的位置,控制好焊缝的布局和位置,然后减少焊缝的数量,选择最优的焊缝尺寸,实现对焊接结束之后可能出现的残余形变;最后,在设计过程中,需要做好一系列的仿真实验和小比例模型的模拟实验,在实验检验的基础之上,确定最终的设计方案,以便正确指导铝合金的焊接,减小甚至防止铝合金构件的焊接变形。在制造阶段对铝合金构件焊接变形的控制,主要是指焊接准备过程、焊接过程和焊接结束之后的过程中进行控制。首先,在焊接准备过程中,需要对焊接工艺设计到的参数进行详细的熟记,并对相关的理论知识做到熟记于心。另外,在焊接准备过程中,需要预先对焊接构件进行一定的拉伸然后再采取刚性固定措施进行组装拼接,做好这些准备工作是控制变形的前提;其次,在焊接过程中,除了要严格按照设计的焊接工艺进行焊接之外,还应按照优秀的焊接工艺实现对瞬时变形的控制,例如,采取那些能量密度高的热源,对焊接过程中的焊接受热面积进行技术控制;最后,在焊接结束之后,应加强对铝合金构件焊接水平的检测,一旦发现存在着残余变形,及时采取加热矫正或者是利用机械外力作用进行矫正,达到对变形量的减小。
2铝合金构件焊接工艺优化
对于铝合金构件在焊接过程中出现的焊接变形,可采取多种手段进行。如在结构设计阶段,可通过相关的应力形变实验,分析应力出现的大小,结合设计的允许值,调节焊缝的尺寸,尽量降低焊缝的数量,对焊接后出现的残余变形进行控制;在焊接过程中,采取一定的反变形或者是刚性固定组装的方法在焊前进行预防;焊接结束之后,为了减小已经出现的残余变形,可以采取加热矫正或者是利用机械外力进行矫正的方法。当然,最为有效的方法还是在相关变形研究理论的基础之上,结合焊接试验,对焊接工艺进行一定的优化,结合实际的铝合金构件进行参数的设定,科学控制铝合金构件的焊接应力变形,最终生产出符合设计要求的产品。对于铝合金构件的焊接,在焊接过程中,焊丝直径、成分和表面质量关系到焊缝金属及热影响区的力学性能,尤其是焊接变形。因此,选取合理的焊丝直径,选择表面质量上等和化学成分达标的焊丝就是优化焊接工艺的主要步骤之一。在通常的情况下,为了保证焊接的质量,主要选择焊丝直径大的焊丝。不过,由于焊丝直径选择太大,对于薄板铝合金构件的焊接并不利。因此,在现有实践的基础之上,对于焊丝直径的选择一般是随着铝合金构件厚度的增加而逐步增加。此外,在进行平焊时,焊丝直径应相对选大一点;立焊或横仰焊时,则选择较小直径的焊丝。焊接电源作为焊接过程中的主要能量来源,为了使焊接质量达标,在选择电源种类与极性时,需要选取那些既能够满足焊接工艺需求,又能够符合用户物质、经济和技术等条件的电源。
一般,由于直流电源的电弧具有较好的稳定性、焊接质量优和飞溅少等特点,在铝合金构件的焊接时是作为首选的。选择直流反接电源进行焊接,能够借助焊件金属为负极的电弧产生的阴极雾化效果,对铝合金构件表面致密的氧化铝薄膜产生快速熔化,而且在焊接过程中,能够避免产生大量的焊渣和污染性气体,不仅方便了焊工对反应熔池的观察,及时调整焊接的速度和角度,而且还能对焊工的职业健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的铝合金薄板构件时,一般主要采用直流反接电源进行焊接。对焊接工艺进行优化,目的就是为了使铝合金构件焊接的质量和焊接形变在允许的范围之内。由以上对铝合金焊接热过程和变形理论的分析和探讨之后,我们发现选择适宜的焊接电流,是优化焊接的重要考虑方向。在焊接过程中,焊接电流是指流经焊接回路的电流,这个电流的大小对焊接生产效率和焊接质量有着直接的影响。一般为了提高焊接生产效率,在质量保证前提下,选择尽可能大的焊接电流,以达到提高焊接效率的目的。不过,由于电流过大,引起热量输入过大和较大的电弧力存在而导致的焊缝熔深和余高增大,而且还会使热影响区的晶粒变得粗大,出现应力集中区,使接头的强度和承载能力下降。同时,由于电流锅小,电弧燃烧不充分不稳定,容易形成气孔和夹渣等焊接缺陷,使得焊接接头的冲击韧性降低,不利于焊接质量的提升,因此,在焊接电流选择上,还是需要通过实践选取适宜的电流。由于电弧长短对焊接质量也有显著影响,而电弧电压决定电弧长短,因此,在焊接时,依据焊接试验,需要控制好电弧电压,产生适宜长度的电弧长度进行焊接。例如,对于6mm厚度的铝合金板材进行焊接时,焊接电流定义为170A,焊接电弧电压为25V,通过实验论证,焊接接头强度可以达到良好的效果。由焊接热过程分析得到,在铝合金构件焊接过程中,为了实现对焊接变形量的控制与减小,一般应采用能量密度高的焊接热源,同时,对焊接速度进行优化,保证焊接速度既不会过快也不会过慢。例如,从相关实践表明,对于6mm厚度的铝合金板材进行焊接时,焊接电流定义为170A,焊接电弧电压为25V,通过此实验论证,焊接接头强度可以达到良好的效果。
3总结
【关键词】 工业纯镍 工艺评定 焊接质量
工业纯镍在某些介质中具有优异的耐腐蚀性能，是耐热浓碱溶液的最好材料，对中性的微酸性溶液以及有机溶剂的抗腐蚀性也非常强。它有较高的强度和塑性，尤其在冷、热状态下均有良好的加工性能。因此，石化行业酸碱装置中经常用此材料来达到抗腐蚀效果。
我公司于2011年8月制造一台反应器。壳体材料为工业纯镍（N6），设计温度280℃，介质为氯化氢/氯氟乙烷，焊缝对接接头要求100%RT检测，Ⅱ级合格。（如表1）
1 纯镍的焊接性能分析
工业纯镍的纯度一般在99%以上，杂志的质量分数不超过1%。主要组织为奥氏体，面心立方晶格，与奥氏体不锈钢接近。相对密度与铜接近，为8.9g/ml。纯镍熔点低于钛和低碳钢，热导率比碳钢低，电阻率大。纯镍焊缝凝固时不发生相变，时常形成粗大的树枝状奥氏体结晶。低熔点杂质S、P、Pb等元素在晶界形成低熔点共晶体，导致产生热裂纹。纯镍固液相温度区间小，流动性低，液态时易溶解H2、O2、CO2等气体，在结晶时这些气体来不及逸出会形成气孔。再者，由于电阻率大，热导率低，焊接过程中易过热，导致焊缝晶粒迅速长大，严重影响焊接接头的机械性能和耐蚀性能。
2 焊接工艺评定
焊接工艺评定按照JB/T4756-2006《镍及镍合金制压力容器》，JB/T4745-2002《钛制焊接容器》附录B执行。
2.1 焊接材料及试件制备
工艺评定采用手工钨极氩弧焊（TIG）焊接方法，母材为工业纯镍（N6），焊丝为ф2.4mm的ERNi-1材料，试件尺寸为400mm×300mm×6mm。由于纯镍焊接与低合金钢相比有低熔透性特点，但不能采用大线能量来增加熔透性，坡口形式应选择较大的坡口角度，角度为75°，钝边1mm，间隙2mm。（如表2）
2.2 拟定焊接工艺参数
针对纯镍导热率低，容易过热，焊缝晶粒易长大的特点，应严格控制焊接工艺参数，尤其是线能量的控制。实践证明单独靠减少焊接电流的方法不是最有效的，因为液态镍流动性差，熔深浅，实际电流不宜太小。在保证焊缝熔合情况下可采用提高焊速来控制热输入量，并严格控制层间温度。根据以上要求，拟定的焊接工艺参数见表3。
2.3 试验结果
试件完成后，室温放置24h后进行焊缝表面检测，RT无损检测，微观金相检测。检查结果发现焊缝区有气孔，底片没有发现裂纹。
3 试验结果分析
从试验结果可以看出，由于焊丝中S、P杂质含量非常低，在焊接过程中造成低熔共晶的数量很少，所以没有出现热裂纹，线能量控制在10kJ/cm以内，以及在焊丝中的Al、Ti细化晶粒的合金元素，也没有出现晶粒粗大现象。
3.1 气孔产生原因及防止
3.1.1 产生原因
焊材、母材、坡口等的清洁度对形成焊接气孔有很大的影响。焊件、焊丝表面的水分、油污、有机物、氧化物都有氢、氧、碳等元素，在焊接快速冷却凝固结晶的条件下，气相来不及析出便在焊缝金属中形成气孔。H2、O2、CO2在液态纯镍中溶解度较大，但在冷却凝固时，溶解度大幅减少。而且，镍在高温下会与氧反应形成NiO，冷却过程中又与溶于金属中的氢反应生成水蒸汽，与溶于金属中的碳反应生成一氧化碳，在结晶时这些气体往往来不及逸出而会形成气孔。纯镍材料焊接中气孔类型主要有H2、CO、H2O蒸汽气孔，纯镍氧化性焊接气氛易于导致气孔产生。
3.1.2 预防措施
要避免产生气孔，焊前必须在焊接坡口及其两侧25mm宽度的金属表面上修磨去除氧化色，并用丙酮或乙醇等溶剂清洗去除油脂、水分及有机物等污物。焊接中采用高纯度的焊接材料，添加足够的脱氧剂，保护好焊接熔池，使熔池金属全面脱氧。在TIG焊焊丝中要有足量的合金成分来防止气孔的产生。
3.2 工艺措施调整
通过以上分析，焊缝气孔应该是焊接过程中焊速和焊接手法不当造成，所以对焊接试件重新施焊，并从以下几个方面做出调整。
（1）适当降低焊速，焊速调至15-20cm/min；
（2）施焊操作时，焊炬不摆动，采用短弧施焊，弧长控制在1.0- 1.5mm之间，每焊一段接头，可回焊一小段，以利气体排出；
（3）断弧后，要等焊接熔池完全冷却后才能切断氩气保护。
3.3 评定试件结果
工艺评定试件完成后，焊缝100%RT检测，未再发现气孔缺陷，机械性能（见表4）也达到标准要求，通过以上工艺参数在产品施焊后，产品质量完全达到图纸工艺要求。
4 结语
纯镍焊接时要正确的选择与母材匹配的焊接材料，并严格按照材料特性围绕产生热裂纹、减少气孔和防止晶粒粗大方面制定合理的焊接工艺参数。焊接材料及工艺参数选择非常重要，工业纯镍的焊接工艺研究为我公司今后同类设备的制造积累了宝贵经验。
参考文献：
[1]JB/T4756-2006镍及镍合金制压力容器.国家发改委[S].
[2]JB/T4745-2002钛制焊接容器.国家经贸委[S].
举例：
1、钢筋焊接工艺试验是为了确定焊接工艺而进行的检验。
2、无论采用何种焊接工艺的方法，均需要采用与生产相同的条件，进行焊接试验。
3、在钢筋工程焊接开工前，参与工程施焊的焊工必须进行现场条件下的焊接工艺试验，经试验合格后，方准于焊接生产。
4、钢筋焊接工艺试验能够更好的钢筋的焊接性能，选择最佳的焊接参数，以及掌握担负生产的焊工的技术水平。
5、试验能够确定钢筋的闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊的各项参数，确保钢筋的焊接质量。
（来源：文章屋网 ）
根据《规范》要求实施焊接工艺评定存在以下问题，需要焊接技术人员予以解决：1）如何确定一个工程所需要的WPS数量；2）根据工程所需要的WPS，做多少个焊接工艺评定；3）根据评定结果如何根据规范规定编制WPS。对上述问题的解决就是一项工程焊接工艺评定的策划和实施，是工程施工前重要的技术准备工作之一，也是当前钢结构工程施工和管理过程中的薄弱环节。为便于理解和实施，本文以某高层建筑钢结构中的箱型柱（图1）为例，按照《规范》要求介绍焊接该柱所需要的WPS数量以及需要支撑的焊接工艺评定。根据《规范》对焊接工艺评定的要求，图2给出了WPS策划和实施焊接工艺评定的流程。
1．1WPS数量的确定
WPS的数量与施工单位所承接的钢结构工程的设计节点形式，钢材类型、规格，采用的焊接方法、焊接位置、坡口形式，所选用的焊材等有关，这些因素是确定所需WPS数量的依据。对一项工程而言，确定WPS的数量是焊接工艺评定策划和实践中的关键和难点。为了确定工程焊接所需要的WPS数量，首先将构件按类型进行分类，例如柱、梁、支撑等；其次是收集与构件焊接相关的信息，包括材料等级和厚度范围、接头形式、焊接类型等；最后根据焊接基准图、焊接施工现场的条件以及选用的焊接方法、焊接位置、坡口形式来确定所需的WPS。具体的实施步骤如下：1）构件分类；2）根据合同技术规范以及设计部门提供的材料清单明确母材的类别、等级和厚度；3）根据焊接基准图和结构设计图识别出接头种类和焊缝类别；4）根据施工单位的设备能力以及工程结构特点确定使用的焊接方法和位置；5）根据焊缝类别和焊接方法，确定焊接接头的细节（坡口形式）；6）根据选用的焊接方法以及对应的母材类别和质量等级选择合适的焊接材料；7）综合上述信息，确定所需的WPS。以图1所示的箱型柱为例，根据上述步骤2）、步骤3）可将与焊接相关的信息收集后以表的形式罗列出来（见表1“工程状况”一列），再根据步骤3）—步骤6）策划出该柱焊接所需的WPS数量（见表1“拟采用的焊接工艺”一列）。值得注意的是，在该阶段最重要的是防止所需WPS的遗漏。另外，对于定位焊以及焊缝返工等，也应编制相应的WPS，必要时实施相应的焊接工艺评定。
1．2焊接工艺评定数量的确定（图2）根据表1（工程状况见图1）中所需要的WPS和工程采用的焊接规范（本例采用GB50661），首先确定以下3个事项：1）对于施工单位已经评定过并且在有效期内的WPS，如果适用于本工程可以直接使用；2）是否有免除评定的WPS，如果有，可以直接编制“免除评定的WPS”；3）根据已有的PQR，在《规范》允许的覆盖范围内编制适合本工程焊接节点的WPS。如果以上3项均不能满足，则需要对WPS进行评定。另外，同一焊接工艺评定可支持不同的焊接工艺规程（规范允许范围内），要熟悉规范中涉及的变量要求才能达到以最少PQR数量支持最多的WPS，所以确定焊接工艺评定要从工程整体的焊接要素考虑，尽量避免仅为某一个单独焊接节点进行评定。根据《规范》要求，以下方面应是确定焊接工艺评定的主要因素。1）母材：同级别的母材，质量等级高的可以替代质量等级低的。本例中箱型柱母材为Q345－B／D，所以焊接工艺评定试板应全部选用Q345－D。2）母材厚度：对于焊接试板厚度的选择，应充分利用《规范》给定的覆盖规则，尽可能宽地覆盖，为今后其他工程的WPS提供支撑。如本例中的对接焊缝，尽管拟采用实芯焊丝气保焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）组合，但就母材厚度要求，二者均应覆盖25～80mm。限于《规范》规定，选择1块试板厚度不能覆盖，所以必须选择2块试板。表1中选择了20mm和50mm两个厚度，这样覆盖的范围就扩大为3～100mm，在以后的工程中只要满足其他相关要素的要求，在此范围内的材料厚度，就可以利用该PQR的支撑而直接编制WPS。3）焊接位置：横焊（H）可代替平焊（F），立焊（V）不能代替其他位置，也不能被其他位置代替。本例中GMAW为F、H、V三个位置，SAW为F，丝极电渣焊（ESW）为V，根据焊接位置覆盖原则，试板焊接位置为GMAW：H、V，SAW：F，ESW：V。4）接头和坡口形式：《规范》对接头形式的变化要求重新进行工艺评定，而对坡口变化是否重新进行评定没有明确，只是对“带衬垫板和清根全熔透焊缝互相替代”作了规定，所以参照了AWSD1．1的规定除了部分细节（诸如坡口角度误差、钝边误差、组装误差等）符合要求外，坡口形式的改变均需要重新进行焊接工艺评定（免除评定的标准坡口除外）。为此，焊接试板的坡口应根据工程焊接拟采用的坡口形式，分别选用单面衬垫板或反面清根的全熔透焊缝。基于以上要素，针对本例箱型柱所需的WPS，根据《规范》和该柱焊接要求确定了所需要评定的WPS数量（表1“所需的焊接工艺评定”一列）。
1．3焊接工艺评定过程中的注意事项
在具体实施焊接工艺评定时，有些焊接工艺评定试板形式比较明确，如对接接头使用的评定试板，无论是全熔透（简称CJP）还是半熔透（简称PJP）试板均容易制备，但有的评定试板相对较难，如T形接头的ESW评定，要转化为十字接头才能实现制备拉伸试样的目的。为此，在焊接工艺评定的实践中，要仔细研究规范的要求。对因规范限制而不能实现的工艺评定，应与工程代表或监理协商，提出可替代的试板，以达到评定之目的（GB50661关于工艺评定的可实施性将另行讨论）。另外，在实施焊接工艺评定试验的流程中。
1．4WPS的编制
WPS主要包括3个方面，即基本信息（材料、方法等）、焊接参数和相关技术措施。PQR一旦形成，焊接技术人员就可以在此基础上，根据规范的要求和规定编制WPS。在编制WPS时，最重要的是焊接参数和预热温度的确定。值得注意的是，WPS并非简单地将焊接工艺评定方案（pWPS）直接转换，而是依据所采用的焊接规范要求和规定与PQR记录的参数进行编制。
1．4．1焊接参数的确定例如在选择某层焊接电流范围时，应根据PQR的数值，按照规范允许的变动范围来确定，这样才能保证焊缝的性能满足预定的要求。表3给出了一个说明示例，以供参考。另外，对于电流I较大的焊接方法（如SAW），应根据焊接技术人员的经验适当缩小范围，使WPS起到指导实际焊工操作的目的。
1．4．2预热温度的确定无论工艺评定所选用的母材厚度是否需要预热，在编制WPS时必须充分考虑实际施工过程中母材不同厚度和结构拘束对焊接最低预热温度的影响。如果没有PQR的支撑，在一般拘束度的条件下，可选择规范推荐的最低预热温度。例如t＝32mm／Q345－D的工艺评定（无需预热）合格后，能够覆盖t＝64mm的母材。基于该PQR编制的WPS，必须要考虑当t≥40mm时的预热温度。通常的处理方法是在WPS中设置不同厚度范围的预热温度值。而对拘束度大的结构焊接时，还要适当提高预热温度，这时可以根据特殊的结构编制新的WPS。反之，如果降低规范规定的预热温度，就需要重新进行相应的工艺评定。
2结语
关键词：焊接性；焊接方法；工艺参数；工艺措施
【分类号】：TQ114.15
焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等，焊接方法的种类非常多，只能根据具体情况选择。确定焊接方法后，再制定焊接工艺参数，焊接工艺参数的种类各不相同，如手弧焊主要包括：焊条型号、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等。本文通过15CrMo压力容器储槽焊接工艺设计为例，详细介绍金属材料焊接工艺设计和方案确定的过程。
1、金属材料焊接性分析
15CrMo系珠光体耐热钢Cr-Mo合金体系，Cr的主要作用是提高耐蚀性，Cr的氧化物比较致密，不易分解，能有效地起到保护膜作用。Cr溶于Fe3C后，可使碳化物具有很大的热稳定性，组织碳化物的分解和减缓C在铁素体中的扩散，能有效地防止石墨化。Mo是钢中主要强化元素，Mo优先进入固溶体使其强化，提高钢的热强性。Mo还能降低热脆敏感性。V是强碳化物元素，所形成的VC呈弥散状，提高钢的高温强度。此外，加入微量元素B、Ti、Re等能吸附于晶界，延长合金元素沿晶界扩散，从而强化晶界，增加钢的热强性。15CrMo钢中w（Me）
（1）冷裂纹 珠光体耐热钢中的主要合金元素Cr和Mo都能显著提高钢的淬透性，Mo的作用比Cr大50倍。它们和C共同作用，使钢的临界冷却速度降低，奥氏体稳定性增大，冷却到较低温度时才发生马氏体转变，产生脆硬组织，使接头变脆。合金元素和C的含量越高，脆硬倾向就越大。当焊接拘束度大，冷却速度快的厚板结构时，若又有氢的有害作用，就是导致冷裂纹。
（2）再热裂纹 珠光体耐热钢属于再热裂纹敏感的钢种，与钢中含的合金元素Cr、Mo、V有关，其敏感温度区间为500～700℃，在焊后热处理或长期高温工作中，在热影响区融合线附近的粗晶区内有时会发生这种裂纹。
（3）回火脆性 珠光体耐热钢焊接接头在371～593℃范围内工作，会发生脆化并导致焊接构件破坏。这与钢中的P、Sb、Sn、As等杂质和合金元素含量有关。一般认为，由于这些杂质在晶界上偏聚，从而降低晶界的断裂强度。Cr促使这些杂质的偏聚，而自身也发生偏聚。
2、焊缝类型及焊缝接头坡口设计
压力容器储槽一般由筒体、封头、人孔、管接口、支撑座等各个部分拼装焊接而成。接头类型主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头等。焊接接头坡口设计依据容器承压能力及焊缝类型。
如图所示“1”为容器圆筒部分的纵向接头，属A类焊缝接头，是压力容器中受力最大的接头，一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝。“2”为壳体部分的环向焊缝接头，属B类焊缝接头，工作应力一般为A类的一半，采用双面焊的对接焊缝以外，也可采用带衬垫的单面焊。“3”为法兰与壳接管连接的接头，属C类焊缝接头，角焊缝连接接，对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透的接头。“4”为补强圈与壳体连接的接头。受力条件较差，且存在较高的应力集中。在厚壁容器中这种焊缝的拘束度相当大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。因此在这种容器中D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。
依据容器压力等级及焊缝接头类型，选择带钝边的单V型坡口，坡口角度60°，对接缝隙3mm，钝边高度2mm，A、B类焊接接头采用双面焊，以保证其焊透。
3、焊接方法选择
目前，在珠光体耐热钢焊接结构生产中实际应用的焊接方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、无极氩弧焊、电阻焊、感应加热压焊等。焊接方法的选择依据焊接结构现场施焊条件、经济技术性分析等综合考虑。
储槽的板厚12mm，属于中厚的钢板，因此采用焊接熔深大的埋弧焊，而且埋弧焊的焊接质量好，效率高，焊接成本低，劳动力好。对于储槽可以采用一台链式工件翻转机来旋转储槽以保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。针对15CrMo卧式压力储槽先预热，开坡口，针对A、B类焊缝可用手工电弧焊打底焊、背部清根、再使用埋弧焊进行填充、盖面的双面焊焊接。
4、确定焊接工艺参数
5、焊接工艺措施
15CrMo压力容器储槽的焊前准备工作包括坡口的制备和清理、焊材的烘干、工件的预热、焊接设备的准备、组对定位等工作，焊前准备是否充分，直接影响到压力容器的焊接质量。
5.1 焊前准备
（1）在链式工件翻转台上将工件摆放好，用等离子弧切割开出坡口。焊接坡口加工完成后应进行检验，对影响焊接质量的局部缺陷应予修整，发现有裂纹、分层、夹渣等缺陷的应清除干净。
（2）将装配点固定，然后时定位焊。组对时，坡口间隙、错边量、棱角度等应符合规定。点固焊应避免强行组装，减少焊接裂纹，焊接残余应力和焊后变形。焊前进行点固焊时必须使用与产品焊缝相同牌号的焊条和相应的工艺参数进行施焊，以保证质量。点固焊要求狭而细长的焊道，既能保证点焊强度，又要能被焊接时的焊道所覆盖，保证焊缝成型美观。点焊长度一般为20～30mm，间距200～300mm。管状接头可按对称、均布的原则进行点固。点固焊应在焊接坡内引燃电弧，严禁乱打弧，避免工件表面损伤和应力集中，必要时可用引弧板起弧。自动埋弧焊在纵焊缝的两端应点装引弧板、熄弧板，并保证强度。
（3）将焊接区表面两侧各20mm和坡口内的水、油、锈、污物、氧化皮等清除干净。
（4）焊丝需作去油、除锈处理，保护气体应保持干燥，焊条和焊剂按规定进行烘干和保温，焊剂除按技术要求烘干外还需作粗细二道筛子筛去过大过细的焊渣及焊屑后方能使用，碱性焊条领用必须用保温筒。
5.2 焊接过程
（1）采用焊条电弧焊封底：选择4mm直径，E4315碱性焊条，小电流，170A打底。
（2）环缝埋弧焊：焊前先采用火焰将工件加热，采用红外线测温仪进行测温，预热温度为200-250℃，用玻璃棉布包裹保温。恒温1-2h。再采用埋弧焊进行焊接。
5.3 焊后热处理及检测
（1）焊件焊后应及时进行热处理，否则应在焊后立即加热至300～350℃，加热范围和热处理要求相同，然后保温缓冷，热处理过程中要用保温棉包住保温棉长度要超过加热片，管子两端要用保温棉塞住，以防穿堂风，保证内外壁温度均匀。
（2）焊后检测采用X射线检测。
参考文献
【1】合金结构钢 国家标准（GB）.GB/T 3077-2006
【关键词】焊接工艺；现状；对策；进展趋势
随着科学技术的不断发展，焊接工艺渐渐也突破了传统的局限性，焊接方法、焊接材料以及焊接的实际操作条件均发生了变化，这使得焊接工艺不仅在金属领域占据重要位置，在非金属领域也占有一席之地。随着焊接工艺的不断进步发展，人们对于焊接工艺的准确性、稳定性以及美观性等的要求也越来越高，但是依照焊接工艺目前的发展来说，无法达到人们的期望值。因此，提高焊接工艺水平势在必行。
1.现阶段几种常见的焊接工艺
1.1气体保护焊接工艺
气体保护焊接工艺属于熔化焊，其焊接的热源是电弧，保护介质是气体。应用该技术实施焊接时，气体能够在电弧周边形成一定厚度的气体保护层，这个保护层能够使电弧、熔池与空气隔绝，这样才能保证电弧稳定燃烧，不受其他杂质气体影响。
1.2埋弧焊接工艺
埋弧焊接工艺可分为两种，即自动埋弧焊接工艺和半自动埋弧焊接工艺。其中自动埋弧焊接工艺应用范围较远，原因是该工艺焊丝的送进和电弧的移动均由专用的机械来完成，人工参与的成分极少，生产效率高。而半自动埋弧焊接工艺电弧的移动需要人工参与才能完成，这在无形中增加了工业制造的成本，故该种焊接工艺很少使用。
1.3电阻焊接工艺
电阻焊接工艺属于压力焊，因其焊接稳定性高、生产效率高、自动化程度高而被广泛的应用于汽车制造以及航空航天等领域。该焊接工艺的原理是：以电流为媒介，通过电流产生的电阻热来实施金属间的焊接。
1.4螺柱焊接工艺
螺柱焊接工艺在众多焊接工艺中优势显著，其在焊接的整个过程中都不需要任何钻孔打洞，被焊接的试件不漏水、不漏气，这是其他焊接工艺无法企及的。目前，螺柱焊接工艺有两种焊接方式，即储能式和拉弧式，这两种焊接方式各有利弊。储能式焊接工艺熔深较小，仅能用于薄板的焊接；相比较而言，拉弧式焊接的熔深很大，适用于较厚钢板的焊接，在重工业生产上应用的较多。
1.5高能束焊接工艺
什么是高束能焊接工艺？即利用电子束、等离子束以及激光束为热源，根据实际操作需要，对某试件进行焊接加工。该技术中的热源能量高，而且能量集中，对操作人员的焊接技术要求较高，因此其适用范围不是很大。
2.我国焊接工艺发展的现状
2.1焊接人员水平偏低
在焊接工艺不断的发展工程中，其也形成了一定的操作程序和规格，但是这些操作规程并不能满足所有的实际操作过程的需要，还需要操作人员的灵活应用。但是，现阶段我国焊接操作人员的技术水平不是很高，在焊接工程中经常会出现手法快慢、力度大小不准确的现象，即使偏差很小也会对焊接质量产生不利影响，真的是失之毫厘差之千里，这对于工业发展极其不利。不仅如此，还有部分操作人员对焊接电流、保护气体以及焊接材料控制不准，轻则浪费加工材料、产品质量偏低，重则损伤焊接仪器，这会给工业制造企业带来不小的经济损失，不利于工业的发展。
2.2焊接质量低
焊接工艺的初衷是为人们更好的解决生产实践中所遇到的问题，但是现在我国的焊接工艺还遗留一个重要问题，即焊接后母材料的质量问题。焊接的目的是使母材料更加实用，试想倘若焊接质量出现问题，母材料的质量必将受到影响，甚至会使母材料直接报废，这样损失就更大了。举个例子来说，如果在钢筋焊接接过程在出现咬边或焊接缝隙过大，这必将使钢筋的质量下降，严重影响钢筋的使用，倘若这样的钢筋被应用到住宅建筑中，其所带来的安全隐患是无法估计的。因此，要足够重视焊接质量问题，避免危险发生。
2.3安全意识低
生命安全是每一个工人最基本的保障。在焊接过程中，操作人员不可避免的会接触高温、高压物质，而且经常会出现火星迸溅的现象，一旦接触人体，轻则皮肤被烫伤，重则危及生命。每年因焊接人员操作不当造成的意外伤亡事件屡见不鲜，这无疑不是在给我们敲响警钟。为何会出现这样的惨剧？原因有两方面，一是工业制造企业不重视安全问题，安全保护设备不完善或不齐全；二是操作人员安全意识、自我保护意识偏低，甚至不知道如何保护自己。安全关乎生命财产，不容忽视。
3.提高焊接工艺的几项措施
3.1及时引进先进技术
发展是时代的主题，任何一个行业要想经久不衰就要不断创新，不断引用先进的技术，焊接行业也不例外。在科技飞速发展的今天，企业应该把现代的电子技术、计算机技术以及软件编程等先进技术引入到现代焊接工艺的发展中，不断更新技术理念，将现代工业逐步信息化，促进焊接工艺的发展。不仅如此，工业制造企业还要重视研究和生产新型的焊接材料以及焊接设备，完善焊接的全套设施。这样不仅能够提高焊接的质量和生产效率，还能够促进我国国民经济的发展，对于国家的发展具有一定的促进作用。
3.2将计算机技术融合到焊接工艺中来
现在的焊接工艺基本上都是人工进行的，普遍存在操作不精准、不稳定的问题，这一问题影响甚大。其不仅会影响产品的质量，降低工业制造企业的经济效益，最重要的是存在很大的安全隐患，不容忽视。如何有效解决这一问题呢？就是将计算机技术融合到焊接工艺中。计算机技术能够应用软件进行系统编程，其能够十分精准的控制焊接速度、焊接力度、电压和电流等，并且这些操作均是自动化进行，不需要人为过多的参与，安全性高，生产效率也高。
3.3焊接前认真检查
在焊接正式开始之前，对周边环境以及加焊接工材料的检查是十分必要的。首先，焊接周围风不能太大，更不能有明火，否则极容易发生意外；再者，焊接的材料表面洁净与否也会影响到焊接质量。因此，在焊接开始之前一定要将检查工作做好。
4.焊接工艺发展趋势
4.1复合热源焊接工艺的广泛使用
目前比较受欢迎的复合热源焊接工艺是激光-氩弧复合焊接技术，它是激光焊和MIG/MAG 焊相相互融合的产物，该种焊接工艺优势显著，如焊接过程稳定性好、接头融合好、焊接时间短以及材料消耗低。在未来的发展中，其应用范围将更广，可能会涉及汽车制造、造船业以及航空航天等多个领域。
4.2磁场控制焊接工艺
磁场控制焊接发展时间较短，属于新兴的技术手段。其通过外加磁场来控制焊接质量，不可否认，这种焊接工艺消耗低、收益高、操作简单，必将适合未来工业制造的发张。在国外，磁控焊接技术发展较为成熟，其焊接的产品质量毋庸置疑，被誉为“无缺陷的焊接工艺”，足以见得该焊接工艺的过人之处。我国磁控焊接发展还处在起始阶段，相信在不久的将来就会被应用到实际生产中。
5.结束语
焊接工艺的好坏将直接影响我国工业的发展，对（下转第161页）（上接第114页）我国经济发展意义重大。因此，相关部门要足够重视焊接工艺的研究和发展，为我国经济的良好发展保驾护航。 [科]
【参考文献】
[1]李颁宏.实用长输管焊接技术[J].化学工业出版社，2009，03，01.
1机械设备加工材料焊接性以及焊接缺陷
在机械设备加工过程中，通过对材料焊接性的了解，有助于有针对性的采用合理焊接工艺，从而提高焊接质量。（1）机械设备加工材料焊接性。所谓的焊接性主要就是金属材料在相应工艺实施下，通过焊接形成优质接头的难易程度。普通焊接工艺实施可以保障焊接的质量，这就说明加工材料焊接性较好。而焊接工艺条件就是焊接的方法以及材料和规范；优质接头就是焊接接头的使用性能以及耐磨性能等。对焊接性进行评定是比较重要的环节，这是通过估算方式进行评定的，对金属材料的焊接性产生影响的是化学成分，其中的含碳量是比较主要的影响因素[1]。在对机械设备加工材料的焊接性进行试验过程中，就有抗裂性试验以及接头使用性能试验，通过这些试验来对焊接性能进行检验。（2）机械设备加工材料焊接缺陷。机械设备加工材料的焊接过程中，由于受到一些因素的影响，焊接就存在着缺陷，对这一缺陷进行分析简述，就能更明确的认识缺陷问题，从而对缺陷问题加以针对性的解决。材料焊接过程中，比较常见的缺陷问题就是裂缝附近以及焊缝周围对焊接的需求得不到满足，对机械设备的整体质量就有着影响。机械加工设备焊缝和附近常常会出现裂纹，主要是在保温环节没有得以充分重视，或者是在预热的时候没有严格按照规程操作所致。具体的操作过程中，由于操作不当也比较容易出现气孔以及夹渣等，这些都会对加工设备的加工质量产生影响。
2机械设备加工材料焊接工艺实施
保障机械设备加工材料焊接的质量，就要注重工艺的科学实施，笔者对焊接的工艺科学实施的方法进行如下探究：（1）科学选择焊接的材料。对于加工材料焊接的工艺实施，在焊接材料的应用方面就比较重要，这是提高焊接质量的基础。具体的材料选择过程中就要注重焊接以及母材的强度原则，接头性能当中工艺因素和不同焊接方法冶金特征，焊缝金属以及焊接工艺对焊接接头性能有着影响，焊缝金属性能是焊接材料的重点[2]。不仅在材料方面要能科学选择，也要注重焊接的接头以及坡口的形式。接头形式比较多样，常见的有对接接头以及T型接头和交接接头。在开坡口时候充分重视，为保障焊缝焊透，在板厚大于6毫米的时候就要开坡口，为能有效避免烧穿，必须就要在开坡口的时候留钝边。（2）注重焊接的规范化操作。机械设备加工材料焊接工艺的实施要保证规范化，这是影响焊接质量以及机械设备加工效率的重要基础。在进行焊接的时候就要充分重视各操作环节的规范化，其中在焊接电流的选择对焊接性能有着重要影响。增大电流对生产率能提高以及增加熔深，电流不能过大，反之就会造成咬边影响其质量。焊接电流不能太小或者是过大，只有适当才能对焊接的质量以保证。对焊接的速度也要能充分控制，焊接速度对焊缝外观的质量有着影响，如果是速度过快就比较容易产生没有焊透以及气孔等焊接缺陷，而速度过慢就会造成焊瘤以及溢流的缺陷问题。所以控制好焊接的速度就显得比较重要，合理的速度才能保障焊接的质量。还有就是对电弧电压的规范操作方面要加强重视，电弧电压是对焊缝尺寸形状有着影响的重要因素，电弧电压如果比较高就会形成浅宽的焊缝，比较容易造成没有焊透的质量问题存在。所以要在选择电弧电压的时候，就要能充分和焊接电流相适应，这样才能保障焊接的质量。（3）遵循焊接技术要求。对于机械设备的加工焊接工艺的实施，要充分重视焊接技术的科学应用，对焊接技术要求要严格遵循，只有按照焊接的要求实施，才能提高焊接质量。在对焊接方法的选择上以及焊缝的布置等层面，需要遵循技术要求落实[3]。对机械设备加工操作的安全保障方面，应充分重视工艺技术要求，对结构和尺寸要明确了解，只有这样才能保证焊接的质量。如在焊接过程中对焊条以及焊丝的直径要求要严格的控制，要充分考虑到接头形式以及板厚等，按照实际的需求进行选择焊条以及焊丝直径。
3结语
综上所述，加强机械设备加工中的焊接工艺科学实施，就要充分重视工艺细节的实施，对焊接的一些要求要能严格遵循，只有在这些基础层面得到了加强，才能保障焊接工艺的顺利实施。通过此次对机械设备加工中焊接工艺的实施研究，就能为实际的焊接工作实施提供参考，促进实际的焊接工艺的提高。
作者:刘洋 单位:洛阳北方玻璃技术股份有限公司
参考文献：
[1]鹿安理,史清宇,赵海燕,吴爱萍.厚板焊接过程温度场、应力场的三维有限元数值模拟[J].中国机械工程，2015(02).
[2]张立朋.机械设备加工过程中厚板焊接工艺[J].建材世界，2015(04).
[3]徐连勇,荆洪阳,周春亮,徐德录,韩钰.焊后热处理对P92钢管道焊接残余应力场的影响[J].焊接学报，2016(03).
关键词：焊接工艺；特点；措施
中图分类号： P755.1 文献标识码： A
引言
现在的焊接工艺,在焊接材料和条件方面都有了新的突破和发展,让这种技术更好的为人们生产生活服务,有更大的利用价值和发展空间。随着焊接工艺的不断进步,对于工艺的精确性和稳定性要求越来越高,这就需要更加专业的焊接人才的培养。
一、焊接的基本方法及结构特点
所谓焊接，通俗的解释就是将两个原本分开的金属通过合适的方法连接在一起，在微观层面上，焊接在一起的两个金属具有原子结合的特点，通常是通过加热和加压两种方法来实现连接的。具体来说，从焊接原理的角度对焊接方法进行分类有：熔化焊，采用这一原理进行金属物焊接的方法有手工电弧焊、气焊以及埋弧焊等。压力焊，采用这一原理进行焊接的方法有：点焊、超声波焊以及缝焊等。钎焊，采用这一原理进行焊接的方法有：火焰钎焊、电阻钎焊等等。分析焊接结构的特点，对于焊接接头来说，在几何上不具有连续性，经常会出现缺陷和尺寸的突然改变等现象，另外，焊接接头处存在焊接应力。焊接接头主要有连接和传力两大作用，焊缝是焊接接头的重要组成部分，包括联系焊缝和承焊缝两类。
二、焊接工艺存在的不足
1、焊接操作问题
现在的焊接工艺虽然有了一定的操作程序和规格，但是在实际操作过程中还是难免不能够达到非常精确和稳定的地步。在操作过程中由于操作人员焊接过程中手法快慢控制不准确，即使是非常细小的失误和不正当操作都会带来焊接质量的问题，如焊瘤、气孔和焊缝不理想等状况出现。还有就是操作时，技术人员对焊接电流、电压、保护气体和焊接材料的控制，如果电流或者电压控制不稳定，或者是保护气体和焊接材料用量或者用法不合理也会导致焊接质量的下降。这些都是由于技术人员操作所产生的问题，可以说是人为造成的，但是这也是焊接工艺的一部分，也是焊接工艺的不足之处。一种工艺无论能够带来多大的效益和好处，如果没有很好的执行能力，也是这种工艺的不足之处，因为执行者也是工艺的一部分。
2、焊接质量问题
焊接工艺虽然很好的解决了人们在生产和生活中的很多难题，但是焊接工艺中还是存在焊接后母材料的质量问题。如果焊接质量出现问题，那么被焊接的金属或者是非金属不能够被很好的使用，甚至不能够被使用，那么焊接工艺就失去了应有的意义和价值。如在钢筋的焊接时，经常会出现咬边、焊瘤和焊缝过大的情况，这些问题的出现让焊接质量大大下降，严重的甚至会影响钢筋的使用，甚至会带来比较严重的安全问题。
3、焊接安全问题
任何操作和工艺都应该注意的就是安全问题，焊接工艺也不例外。在技术人员进行操作的时候可能出现火星、铁水、废渣的迸溅问题，而且焊接时带有高温、高压和可燃性气体的工作，这些都是一些潜在的安全问题。火星、金属液体的迸溅对技术人员，甚至是其他人员都造成了很大的威胁。高温、高压、电流、可燃性气体更是要特别注意的，这些焊接过程中运用到的，如果出现问题处理不当，不但会导致焊接失败，而且对人们的生命财产安全也是个极大的威胁。
三、提高焊接工艺水平的措施分析
1、做好焊接前的检查工作
焊接工作要进行,必须要在检查所有器材和周围环境以后才能开始。因为焊接对风速、电流、压力有着很高的要求,如果不能达到规范的要求,焊接时不能够很好的展开和达到预期效果的。同时焊接前要检查被焊接金属是否有油渍、铁锈,还要对环境进行检查,是否有明火、可燃物、危险气体泄漏等问题。
2、做好焊件材质管理控制
焊接企业在进行金属焊接时，通常将焊接工作场地安排在野外，这必然导致焊接工作会受到外界环境的影响，因此，做好相应的防雨防雪工作是必不可少的，应该建立必要的防护设施，为焊接工作的顺利开展提供良好的环境。对于焊接好的金属应该给予保护，防止因外界的高温高热或是低温寒冻给焊缝造成损害。在焊件的材质方面，应该做到严格把关，从钢材入库起，工作人员应该对材质有严格的检验，一些材质不明的焊接应该严格禁止入库，在进行焊件保管工作中，将质量规格相应的材质放在一起，并挂上挂牌，防止使用时的乱拿乱放。
3、焊接过程中的控制
（1）在焊接的过程之中，为了对热量的损失进行一定程度上的减少，而且还需要保证操作者不会受到高温辐射的伤害，一般情况之下，只将相应的焊接部位留在外面，其余部分都被盖上，主要运用石棉或者其他的一些隔热材料进行对其的覆盖。同时，还需要重视周围的环境，注意不能在通风的环境下进行焊接。
（2）要保证焊接的速度，需要尽快的完成补焊操作，这样才能够对预热的温度进行保证，同时也在一定程度上保证了焊接操作的连续性。不仅如此，为了对焊缝接头的充分熔透进行保证，当相应的焊条运行到接头处需要对停留的时间进行延长。
（3）相应裂缝的成分主要是铸铁，其塑性相对较差，这样一来，对其进行一定程度上的锤击对消除应力的效果并不是很大。因此，一般情况下，并不进行对其的锤击。
（4）在补焊完成之后，需要对相应的电动机的机壳进行覆盖，通常情况下都是采用石棉粉。只有这样，才能够促使其进行缓慢的冷却，提高焊接的质量。
4、规范操作程序，培训专业焊接人员
焊接工艺的操作是有着非常严谨的工序的，要稳定、精确和熟练的操作手法，这就要求我们要不断的规范焊接操作的程序，培养专业的焊接人员。现在的焊接工艺由很多的焊接方法和手段组成，每一种焊接方法都有着不同的注意事项和关键操作过程，所以要把每一项焊接方法都制定相应的操作程序和规范，让人们在焊接过程中严格执行。同时专业的焊接人员培养也是对焊接工艺水平提高的一种体现，因为焊接操作是焊接工艺的一部分，这方面专业人才的培养，是对焊接工艺的完善。只有专业的技术人员，才能够保证规范焊接，达到良好的焊接质量，在焊接过程中不出现过多的失误。在焊接时能够很好的控制焊接速度，电流、电压等，而且能够注意焊接的环境是不是符合规定，是不是能够让焊接达到最佳效果。
5、焊接工艺的监督控制
当前，在建筑施工行业，一些大型的焊接构件都设置了相应的焊接试验，通过这些试验来验证焊接工艺的质量，具有较好的监督执行效果。但是，对于一些常规的焊接构件却放松了警惕，没有给予足够的重视，也没有对其焊接工艺进行必要的监督，经常由于焊缝质量不过关而导致事故的发生。对于焊接空心球的节点网架来说，是通过全位置焊进行的，对相应的焊接工艺顺序有严格的要求，一旦出现差错将会导致以下问题：某些小的杆件变形，较大的杆件在焊口处出现破裂等，其中，前者出现的概率更大。要落实好焊接工艺，必要的监督是重要手段，培养焊工良好的工艺施工习惯是可行途径之一，质管部门的监督也必不可少。在大型的构件焊接中，通常采用自动焊的方式进行，其焊接工艺是通过对设备运行状态检查来实现的。由于焊接是一项复杂的系统工程，其中存在各种影响因素，如果不养成自觉检查的习惯，或是不严格执行工艺要求，都会给整个工程埋下隐患。
结束语
总之，由于条件和技术的制约，我国的焊接工艺水平仍然达不到国际水准。而且，我国的焊接工艺工艺本身还存在着很多的问题，这些问题都会制约我国焊接工艺水平的提高。因此，我们要努力发现焊接工艺存在的不足，做好提高焊接工艺水平措施的研究，从而更好、更全面的提高我国的焊接工艺水平，使其能够更好的服务社会、服务人民。
参考文献
[1]陈邦固,李桓,张淑英.中国焊接技术的发展成就及行业概览[J].焊接，2007，(11).
中性盐雾腐蚀试验：将上述四种钢结构试样，置于AHL-60-SS型盐雾腐蚀试验箱中240h完成中性盐雾腐蚀试验，试验溶液为(50±5)g/L的NaCl溶液，pH值为6.85±0.3，试验温度为(35±2)℃。试验方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准》进行。试验过程中，每24h取出试样，按GB/T16545-1996《金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除》进行试样表面盐雾腐蚀产物的清除，再用无水乙醇清洗后烘干称量并记录试样的质量损失。酸性全浸腐蚀试验：将上述四种钢结构试样，置于以往收集的酸雨(pH=5.3±0.2)中浸泡240h完成酸性腐蚀全浸试验。试验前，用砂纸除掉试样表面的氧化物，再用酒精和蒸馏水清洗并烘干称量；试验过程中，每24h取出试样，用蒸馏水清洗三次后烘干称量并记录试样的质量损失。用CG1-XJP-6A型金相显微镜对试样腐蚀情况进行拍照。
2试验结果及分析
2.1中性盐雾腐蚀试验结果及分析
中性盐雾腐蚀试验：将上述四种钢结构试样，置于AHL-60-SS型盐雾腐蚀试验箱中240h完成中性盐雾腐蚀试验，试验样具有不同的质量损失。手工电弧焊钢结构试样的质量损失最多，腐蚀240h后其质量损失率达到16.04%；而自动埋弧焊和自动CO2气体保护焊钢结构试样的质量损失较少，分别为10.86%、9.37%；TIME焊钢结构试样的质量损失最少，仅为5.91%，较手工电弧焊降低了63.15%，较自动埋弧焊降低了41.58%，较自动CO2气体保护焊降低了36.93%。由此可以看出，焊接工艺会影响钢结构在中性盐雾环境中的耐腐蚀性能。四种焊接工艺得到的钢结构，其耐腐蚀性能依次是：TIME焊接＞自动CO2气体保护焊＞自动埋弧焊＞手工电弧焊。
2.2酸性全浸腐蚀试验结果及讨论
酸性腐蚀全浸试验后试样的表面形貌如图2所示。可看出，与其它三种焊接工艺方法相比，手工电弧焊钢结构试样经过240h的酸性腐蚀后，焊接接头表面出现了众多面积较大的腐蚀坑，焊缝部位几乎全部产生了腐蚀坑，腐蚀现象很严重；而自动埋弧焊和自动CO2气体保护焊的试样，其焊接接头表面腐蚀坑的数量明显减少、面积也明显减小，焊接接头的轮廓较为清晰。在这四种焊接工艺方法中，TIME焊接钢结构试样具有最轻微的腐蚀，仅出现了零星的腐蚀坑，焊接接头轮廓清晰可见。由此可知，在酸性腐蚀环境中，不同的焊接工艺会使钢结构产生不同的耐腐蚀性能。从提高钢结构耐腐蚀性能的角度出发，与手工电弧焊、自动埋弧焊和自动CO2气体保护焊相比，钢结构的焊接工艺方法优选TIME焊接。此外，从图2还可看出，在酸性腐蚀环境中，通过焊接工艺获得的钢结构的腐蚀主要发生在焊接接头部位。为了获得较好的耐腐蚀性能，必须选择合适的焊接工艺，严格控制焊接接头质量，提高钢结构的耐腐蚀性能，以避免钢结构因焊接接头腐蚀而产生过早的失效。图3是所焊钢结构试样在酸雨中进行240h全浸腐蚀的质量损失率-时间曲线。可看出，在酸雨中的全浸腐蚀过程中，不同焊接工艺的钢结构试样也具有不同的质量损失。其中，手工电弧焊钢结构试样的质量损失最多，腐蚀240h后其质量损失率达到20.43%；而自动埋弧焊和自动CO2气体保护焊钢结构试样的质量损失较少，分别为13.81%、9.49%；TIME焊接钢结构试样的质量损失最小，仅为5.66％，较手工电弧焊降低了72.30%，较自动埋弧焊降低了59.02%，较自动CO2气体保护焊降低了40.36%。由此可以看出，焊接工艺不仅影响钢结构在中性盐雾环境中的耐腐蚀性能，也对酸性环境中的耐腐蚀性能产生影响。四种焊接工艺的钢结构，其耐腐蚀性能依次是：TIME焊接＞自动CO2气体保护焊＞自动埋弧焊＞手工电弧焊，与其中性盐雾腐蚀试验结果一致。因此，我们可以认为焊接工艺将对钢结构耐腐蚀性能产生较大的影响。焊接工艺选择不当，将给钢结构耐腐蚀性能产生极为不利的影响。与手工电弧焊、自动埋弧焊和自动CO2气体保护焊相比较而言，TIME焊接更有利于提高钢结构在中性盐雾腐蚀环境和酸性腐蚀环境中的耐腐蚀性能。从提高钢结构耐腐蚀性能方面考虑，钢结构的焊接工艺方法优选TIME焊接。
3结论
（1）不同焊接工艺方法获得的Q390A钢结构，在中性盐雾腐蚀环境(pH=6.85±0.3)中具有不同的耐腐蚀性能，腐蚀240h后的质量损失率分别是：手工电弧焊为16.04%，自动埋弧焊为10.86%，自动CO2气体保护焊为9.37%，TIME焊接为5.91%。
（2）不同焊接工艺方法获得的Q390A钢结构，在酸性腐蚀环境中(pH=5.3±0.2)也具有不同的耐腐蚀性能，腐蚀240h后的质量损失率分别是：手工电弧焊为20.43%，自动埋弧焊为13.81%，自动CO2气体保护焊为9.49%，TIME焊接为5.66%。
