时间：2023-06-02 11:34:10
1、焊件表面须干净和保持烙铁头清洁。焊锡量要合适，不要用过量的焊剂。过量的焊剂不仅增加了焊后清洗的工作量，延长了工作时间，而且当加热不足时，会造成“夹渣”现象。合适的焊剂是熔化时仅能浸湿将要形成的焊点，不要流到元件面或插孔里。
2、采用正确的加热方法和合适的加热时间。加热时要靠增加接触面积加快传热，不要用烙铁对焊件加力，因为这样不但加速了烙铁头的损耗，还会对元器件造成损坏或产生不易察觉的隐患。
3、要让烙铁头与焊件形成面接触而不是点或线接触，还应让焊件上需要焊锡浸润的部分受热均匀。加热时还应根据操作要求选择合适的加热时间，整个过程以2～3秒为宜。
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【关键词】焊接；焊接检验方法；船体建造
0 引言
较早以前船舶建造中，船体结构应用的主要是铆接结构。但随着造船工艺不断地发展，船体构件的连接，几乎全部采用了焊接。由于船舶结构的复杂性及多样性，其构件的连接数量大，种类多。焊接质量的高低直接影响了船舶修造的质量与安全，作为验船人员来说，对船舶焊接的检验必须高度重视。船舶焊接检验主要可分为以下几方面内容：焊接材料的检验、焊接工艺的认可、焊接人员资格的确认及监督、船体结构的焊接、重要机件的焊接、各类管系的焊接。下面主要介绍作为检验人员如何根据要求，在修造船中做好焊接检验。焊接中的焊缝则是检验的关键，焊缝的检验包含内容较多，包括焊缝的焊前检验、焊缝的焊接规格和表面质量检验、焊缝内部质量检验。
1 焊缝的焊前检验
焊缝的焊前检验为焊接提供符合质量要求的焊接坡口，是确保焊接质量的必要措施。验船人员要查阅部件、平面与曲面分段、立体分段的接缝装配精度及定位焊要求，首先应从外板展开工作图、分段工作图或船台焊接工艺文件中了解所验船体的不同部位采用何种焊接方法及相应的焊接坡口形状，以便检验员能掌握处于不同部位的接缝坡口形状的准确性。《船舶建造检验规程》规定：“船台安装分段对接焊缝的装配间隙、坡口、错边以及内部构架的连接等，均应经验船师检查合格后才允许进行施焊”。对此，验船师应在施焊前先预检，检验时要带好焊缝量规与短钢尺。检验中应注意，焊缝坡口区域的铁锈、氧化皮、油污、杂物及车间底漆应予清除，并保持清洁和干燥；一般强度船体结构钢如施焊环境温度低于或等于-5℃时，应采取焊前预热措施；对高强度钢、铸钢和锻钢船体结构件的焊接应查阅所验船舶的有关工艺文件，严格执行焊接引弧、定位焊要求、焊前预热及焊后保温或热处理等措施，并满足船规要求；船体分段大接缝的间隙与坡口形状应符合船舶检验部门认可的焊接工艺规程规定，以确保焊缝能完全焊透；对于两块板材以夹角小于50°相交而形成的角焊缝，若小于50°狭窄处的角焊难以焊接，则另一面的有焊缝坡口必须大于45°，如坡口角度不足，应刨削之，且焊接时应用小直径焊条进行多道单面焊；海船或甲板边板厚度大于或等于12mm的内河船，在船中0.5船长区域内，强力甲板与舷顶列板的角接缝应开坡口，一般应完全焊透。主机座的纵桁腹板厚度大于或等于14mm（内河船大于或等于12mm）时，纵桁腹板与水平面板的角接缝应开左右对称的K形坡口，以达到最大限度焊透；起重桅（柱）的本体焊缝均应完全焊透，本体贯穿甲板时，则与本体连接处应开双面坡口，本体根部与甲板焊接的边缘应开单面坡口，并确保焊透；若全焊透对接焊缝因结构原因无法进行封底焊时，验船师同意，允许加固定垫板进行对接焊，此种接头的坡口型式及装配间隙应保证其在衬垫上能完全焊透。
2 焊缝的焊接规格和表面质量检验
焊缝的焊接规格是指对焊缝的型式与尺寸的规定。焊缝的形式有对接焊缝、角接焊缝、搭接焊缝与塞焊。其中角接焊缝型式中还分别有双面填角焊、双面全焊透角焊、交错断续角焊、链式断续角焊与挖孔焊等。焊缝尺寸指对接焊缝的宽度、余高与侧面角。角接焊缝指焊脚尺寸或焊喉厚度、焊缝长度与焊缝间距等。搭接焊缝均为周边连续角焊。长孔塞焊通常不必在孔内填满焊肉。焊缝的焊接规格与表面质量，是验船师与船东必须检验的项目，但二者的侧重点有所不同，验船师侧重检查焊接规格，它涉及船体强度。
检验内容、精度标准与检验方法：1）对接焊缝余高下限不得低于钢板表面，上限不得超过下列值：当板厚t≤10mm时，为3.5mm；当板厚t>10mm时，为4.5mm。2）角焊缝的焊脚尺寸K必须大于或等于0.9K0，K0为规定的焊脚尺寸。3）断续焊缝的每段焊缝的有效长度不得小于规定的长度要求。4）包角焊焊缝检验：①凡构件的角焊缝的遇到构件切口处及构件的未端，均应有良好的包角焊。②包角焊焊脚尺寸不得小于设计焊脚尺寸。③包角焊缝不应有脱焊，未填满的弧坑等焊接缺陷。5）焊缝外形检验：①焊缝外形应均匀，焊道与焊道、焊道与基体金属之间应平缓地过渡，不得有截面的突然变化。②对接焊缝焊道宽度差，在100mm范围内不得大于5mm。③焊道表面凹凸，在焊道长度25mm范围内，高低差不得大于2mm。④多道多层焊表面重叠焊缝相交处下凹深度，不得大于1.5mm。6）焊缝表面质量检验：①焊缝不得存在表面裂纹、烧穿、未熔合、夹渣和未填满的弧坑等。②焊缝表面不允许有高于2mm的淌挂的焊瘤。③焊缝表面不允许存在由于熔化金属淌到焊缝以外未熔化的基体金属上的满溢。④船体外板、强力甲板和舱口围板等重要部位以及要求水密的焊缝不允许有表面气孔。⑤在船体的外板、强力甲板正面、上层建筑外板、甲板室壁等暴露的焊缝及其周围，飞溅颗料应全部去除干净。
3 焊缝内部质量检验
焊缝内部质量检验应在焊缝焊接规格尺寸与表面质量检验所发现的缺陷修补完工，并复检合格后进行。焊缝的内部质量可采用射线探伤、超声探伤或其它适当方法（如对焊缝表面或接近于表面的内部缺陷，可用渗透探伤或磁粉探伤）进行无损探伤。焊缝射线探伤是采用照相法，焊缝经射线透照后，焊缝缺陷在照相底片上显现出各种特征，通过辨认和判别决定缝内部缺陷的性质、位置及大小，然后按经验船师确认的有关标准评定焊缝的质量等级。焊缝超声探伤是由探头在焊缝两侧向焊缝发出超声波束，当遇到缺陷或焊接接头底面时，就分别产生反射波束，然后根据反射讯号在荧光屏上显示的脉搏冲波形来判别缺陷的性质、位置及大小，按有关标准评定焊缝的质量等级。焊缝射线探伤由于直观性比超声探伤强，又便于底片保存备查，因此它是焊缝内部质量检验的主要检验方法，广泛应用于外板板缝及纵向主要构件的对接焊缝检验。超声探伤对面积性的缺陷如裂纹、未焊透等的显示比射线探伤敏感，主要用于自动焊缝和角焊缝，例如用于舷顶列板与强力甲板边板的角焊缝的检验。另外水压、气压、煤油试验（实际上也是渗透探伤一种）也可作为一种内部焊缝质量检验的手段。煤油试验是在船体检查面上涂以煤油，利用煤油的渗透作用检查是否渗漏的试验。其试验方法及注意事项，大体介绍如下：
1）在检查面的焊缝上先涂白垩粉水溶液，其宽度小于40mm，干燥后进行试验。
2）在检查面焊缝的反面涂上足够的煤油，在试验过程中焊缝表面应保持煤油薄层。
3）合格标准。在达到规定持续时间后，检查焊缝表面上的白垩粉表面，应无渗出的煤油斑迹，即为合格。
焊接的质量是船舶结构强度的重要保证，在焊接过程中，运用科学的检验方法，才能发现问题，解决问题，更好的提高焊接的质量，确保建造的船舶满足要求，为我国船舶工业发展做出更大的贡献。
【参考文献】
[1]中华人民共和国海事局，编.船舶与海上设施法定检验技术规则[M].北京：人民交通出版社，2011.
[2]中国船级社.材料与焊接规范[M].北京：人民交通出版社，2006.
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[4]陆俊岫.船舶建造质量检验[M].哈尔滨工程大学出版社，1995.
【关键词】激光;焊接;咬边
激光焊接是汽车生产中新兴的焊接领域，将光学加工应用于金属加工领域，为薄板焊接开辟了新的领域，通过激光的薄板焊接降低了汽车车身的质量，增加汽车车身的强度，同时也改善了汽车零件加工的焊接工艺，提供了新的解决思路。随着激光焊接设备成本的进一步降低和白车身激光焊接的推广，激光焊接将会逐步应用于汽车制造的各个领域，成为汽车焊接新的发展方向。
一、白车身顶盖和侧围激光钎焊工艺特点
在激光钎焊焊接过程中，送丝机构驱动填充焊丝以一定的角度向焊接区激光束的焦斑位置输入。焊丝一部分被激光束照射直接熔化;一部分由激光熔化母材（即侧围和顶盖板材）诱导的等离子体加热熔化。熔化的焊丝和坡口两侧熔化的母材一起形成熔池。
白车身顶盖和侧围所采用的一般为电镀锌薄钢板，型号为DC06 ZE50/50 BPO。由于镀锌的熔点在420℃左右，采用的钎料Cusi3在910℃左右，而钢的熔点在1535℃左右，因此，采用传统的电阻点焊直接熔化母材将造成镀锌层的破坏，降低车身的耐腐蚀性。激光钎焊焊接将以其热量集中、快速焊接的优点，熔化钎料的同时，对熔池周围板材的热影响较少，很好地保护了板材的镀锌层。钎料Cusi3的采用，在汽车白车身焊接工艺激光钎焊系统中较为普遍，因此激光钎焊焊接通常称为激光黄铜钎焊（Laser brazing）。
送丝方式则采用前置送丝方式，即送丝相反于熔池方向，其优点在于送丝入池可靠性较好，而且对接坡口对焊丝具有导向左右，利于坡口上下和左右的偏差。同时，为了弥补顶盖和侧围错位误差，常采用激光自适应镜头，以便消除焊丝对坡口Y/Z偏差的影响。在高速钎焊接时，需要较高的功率密度和送丝速度，很容易造成钎焊质量的不稳定性。此外，由于激光焊成本较高，通过单纯提高功率来提高钎焊速度并不利于生产的经济性。通常简单施加一个额外的热源，可以在现有的激光功率下提高钎焊速度。通常将此种焊接方式称之为辅助电流激光钎焊。
二、激光钎焊焊接缺陷介绍
要想获得一条功能和目视均满足要求的顶盖焊缝需要激光功率、机器人速度、焊丝送丝速度和光束入射角的完美结合，另外，辅助的保护气体也应该进行相应的配置。但在实际生产中由于相关因素的变化过于频繁，导致焊缝缺陷时有发生，给生产和质量控制带来困难，气孔、“咬边”和焊缝填料不连续为常见的焊接缺陷类型。
三、焊接缺陷及所对应的原因及控制措施
在激光钎焊过程中，由于焊丝对激光功率具有漫反射，因此整条焊缝内激光功率作用于焊丝的能量不一致，导致部分段焊丝熔化不充分，使液态、固态的钎料耦合连接处产生气隙，形成气孔;熔池内存在的惰性气体和杂质也可能破坏填料的侵润，气体压制在钎料内，形成了气孔;板材表面存在污染，杂物在激光作用下爆炸形成气泡，直接在焊缝表面或贯穿整个焊缝熔深而形成气孔;如果激光功率过大，使钎料汽化爆炸，将导致气孔数量的增多。
常用的抑制焊缝气孔的方法为：
1.匹配合理的激光功率、焊接速度和送丝速度，尽量保证焊接速度的一致性和高速连续焊接;
2.严格选择钎料焊材，保证焊丝Si镀层的均匀;
3.保证顶盖和侧围焊接区域的洁净;
4.采用氩气或氦气做保护气体。
“咬边”缺陷主要表现为焊缝一侧侵润不够，造成焊缝和板材结合处成灰黑色且如“锯齿状”。此种缺陷产生的原因在于：板材匹配间隙不合理，造成填料侵润不够;焊丝和光斑对中性不够，造成熔池边缘熔化不充分;功率不够或焦点过小，导致板材热量不够，不利于板材和钎料的融合。
常用的抑制焊缝“咬边”缺陷的方法为：校正机器人轨迹并确认是否焊丝相对光斑中心变化;确认光斑的大小和焊丝是否匹配;功率或热丝电流的调整;板材间隙的调整。
焊缝“下陷”并不连续。此焊缝缺陷表现为焊缝填料较少且焊料不均匀。具体原因为：整体焊接区域板材搭配超差且不一致;送丝不稳定，时慢时快;轨迹编制不合理等因素。
常用的抑制焊缝“下陷不连续”缺陷的方法为：校正机器人轨迹;同步送丝设备，使焊丝平稳送出;保证板材间隙一致性并小于0.5mm;匹配送丝速度和焊接速度。
焊缝焊偏，焊接过程中机器人轨迹偏离焊接区域，造成焊缝焊偏。处理方法为校正机器人轨迹并确认焊接激光导向力设置是否合理。
四、常用的返修方法介绍
对于评定标准中可以返修的焊缝常用手工返修来弥补缺陷，以降低整车的报废。常用的返修方法分为高频打磨和手工补锡膏后抛光。
焊缝表面不平整，不光滑，此时可以采用手工打磨。使用设备为Bosh风动打磨器配马圈牌PNER-H750 3A进行粗打磨;使用Bosh风动打磨器配3M公司Z80砂纸进行抛光。打磨时注意角度和“吃料”厚度，防止损坏基材和焊缝。焊缝大于0.2mm的气孔，需要手工补锡膏进行返修。具体方法为使用电烙铁对孔进行加热后灌入锡膏，冷却后再对返修区打磨抛光。
五、结束
随着车身设计的优化，激光焊接对车身结构特有的优势以及激光焊接技术可靠性的进一步提高和设备成本的降低，相信激光焊接技术在汽车工业会有更广泛的应用。
参考文献
[1]林平.激光钎焊在汽车行业的焊接应用，电焊机，2010， 5（5）39-44.
[2]潘波.汽车生产用激光钎焊系统设计，电机焊，2010. 11（11）17-22.
[3]王军.浅析激光钎焊缺陷形成原因及控制措施，汽车工艺与材料，2010（9）31-34.
作者简介：
关键词：现场组焊；压力容器；焊接应力；方法
中图分类号： TH49 文献标识码： A
一、压力容器焊接应力原理
在生产压力容器时，制造过程最为关键的工序可以说就是现场组对、焊接和热处理环节，压力容器焊接就是对于不均匀容器局部进行加热的过程，而此过程会带来金属材料内的不均匀收缩或者膨胀，由此就可能会带来3 种附加内应力，即焊接接头由于受热和冷却的快慢不同而产生的热应力，金相组织变化产生的组织应力和由于压力容器本身的约束而产生的约束应力，这些内应力的峰值大小和分布状态极其复杂。在压力容器焊接后，结构的焊缝区也往往会产生残余应力，残余应力是由于焊接过程中不均匀的加热场造成容器的内应力达到材料金属的屈服极限，以致于局部区域产生了塑性变形，当温度又回到最初的均匀状态后，内应力仍然存在于容器结构中造成的。残余应力的水平和分布更是相当的复杂，只有掌握了压力容器焊接应力的产生原理，才能够迅速有效地制定出减少或消除焊接应力的对策，使压力容器在生产制造时能够按质完成。
二、应力带来的危害
因为压力容器在容量、型号以及参数等方面都有着较大的不确定性，这也就让焊接结构尺寸、焊接工艺、施焊程序等有复杂变化，由此也就造成了焊接应力分布和峰值直接对应力腐蚀开裂或者压力容器疲劳破坏等产生不良影响。由于焊接，会产生复杂的应力变形，它的危害主要体现在：由于焊接时的温度变化范围大，从焊缝的中心到边缘温度会急剧下降，导致温度变化的梯度特别大；焊接加热会产生很高的温度，高温会导致材料金属的力学性能和热物理性能下降；由于焊接的温度变化极大，局部温度超过相变温度会引发局部相变。如果焊接技术应用不当，这些潜在的危害就会促使应力产生并增大，应力过大会迫使压力容器产生裂痕，会造成受压部件的成形尺寸较差，极大地影响了焊接结构的性能，产生了严重的破坏效果。
三、现场降低合金钢压力容器焊接应力方法
1、设计策略
在进行压力容器的焊接时，必然会出现应力问题，而这必然存在，但是，我们可以使用一些有效地设计来降低焊接应力。对于这些设计而言，主要方法有：保证结构性能的前提下，尽可能的缩短焊缝的数量、长度和截面尺寸，同时焊缝不能过于密集，又要避免交叉；焊接时尽可能地降低接头刚度，选择刚性较小的接头形式；还可以采用反变形法，用翻边连接的方式替代插入管连接的方式，但尽量将平板少量翻边。
2、组对工艺减少焊接应力
现场分片到货的压力容器由于现场组装环境简单，又没有校正设备，组装质量的好坏对焊接应力也会产生影响，主要采取以下措施降低焊接应力：
设备组对时，采用工卡具调整组对间隙和错边量，不得进行强力组装。
开口接管不得与筒体环焊缝、纵焊缝和封头上的拼接焊缝相碰，且相邻焊缝边缘距离不小于100mm。
在焊接接头环向形成的棱角,用弦长等于1/6内径，且不小于300mm的内样板或外样板检查，其值不得大于（δ/10+2）mm，且不大于5mm。
检查合格后，不应立即施焊，应对其采取防变形措施，即支撑圈，其应在离顶部、底部各200mm处各设置1个、中部设置1个。具体措施见下图：
3、工艺方法
在对于重要的合金结构钢如SA-387Gr11CL1等强度较高的合金钢钢进行焊接时，我们可以采取对容器焊道进行焊前预热的方式，把容器焊道加热到一个特定的温度160～250℃之后再进行焊接。预热能够有效地降低焊缝区金属和周围金属之间存在的温差，焊后进行250～350℃之间的后热处理，又可以相对均匀地同时冷却，进而实现了降低焊接内应力的作用。焊接塑性较好的钢材时，可以使用手锤锤击焊缝，锤击要在焊后热态情况下按一定方向进行，以延展焊缝材料金属的塑性，降低内应力。还可以加热适当部位，靠加热区金属的伸长带动焊接部位产生一个与焊接方向相反的变形，使被加热部位的冷却收缩与焊接收缩方向相一致，减少焊接应力。
4、液压超压消应力
此方法又被称之为机械拉伸法或者是超载法。只要条件可控，我们可以对于压力容器施加一次或多次相较之于一般工作状态下稍大外载荷，从而让外载荷所带来的应力与压力容器焊接应力彼此之间进行叠加，其本质是借助液体压力产生拉应力进而释放或消除焊接应力，由不稳定状态进入稳定状态。若叠加后的合成应力低于材料屈服极限时，呈现弹性状态，应力与应变变成直线关系；若叠加后的合成应力达到材料屈服极限，局部区域便产生塑性变形，伴随外加应力值的递增，合成应力达到屈服极限的范围变大，产生塑性变形的范围也相应变大，但是应力值没有增加，然后开始卸除外载荷，屈服变形和弹性变形的区域同时以弹性状态恢复，这样便部分消除了压力容器内部的焊接残余应力，其实被消除的焊接残余应力等于外载荷的应力值。这种液压超压法收到了良好的效果，方法便捷，效果显著，经济适用，同时进行了质量检验和应力消除，因为水压试验是压力容器生产制造的必经工序，所以能收到一举两得的效果。
5、整体焊后热处理
此方法分炉外和炉内两种方法。如果条件允许，将压力容器整个放到加热炉加热，一般炉内法降低焊接应力效果明显，加热和保温均匀，温度场易控制，所降低压力能通过调节温度高低和保温时间长短控制。但是，大多数的压力容器结构较大，整体无法进入到加热炉中，此时可对其作整体炉外焊后热处理，此方法大都要在容器外部覆盖一层特殊的保温层，而在容器内部可以采用内燃法，即在容器内部喷射燃料燃烧加热，或者采用电热法进行内部热处理，这种方法要在容器内部合理安置加热片，还能够使用热电偶测温和控温仪控温，这种方法适用于内部结构简单的压力容器。这种方法设备投资少，灵活性大，但实际操作起来会比较麻烦，总体来说，仍不失为一种不错的方法。其他类似的方法还有热风法，即把高温热风用鼓风机吹进容器内部，热风流动会循环加热容器，从而降低其焊接应力。
6、局部焊后热处理
此方法并非简单作局部烘烤，而是对焊缝整体作处理，主要有远红外线辐射加热法和电阻丝加热法。远红外线加热器形式多样，可是片式、绳式、履带式等，其节电效果好，结构简单，环境适应强。电阻丝加热是把电阻丝以一定的形状缠绕在要处理的焊缝上进行加热，可容器内外同时加热，也可用隔温片在容器内部构成一个密闭空间，自成一个加热炉。
结论
任何一种降低压力容器焊接应力均利弊都有，所以，处理焊接应力要根据实际，寻找最佳结合点，更好的让压力容器既安全可靠又经济适用。
参考文献：
关键词：钢材；焊接；产生机理；方法
中图分类号：C35文献标识码： A
焊接属于特殊专业，必须持有特种专业的操作证书才能上岗，对技术要求也较为严格。在焊接过程中如果操作不当，或是由于其他原因经常引起焊缝的产生，一般这些焊缝在受到温度的影响的时候会产生收缩，最终导致结构变形。当变形量在允许值内时则可以不予处理，一旦变形量超出正确的范围，则需要对产生的焊接变形进行矫正，部分焊接变形的材料在矫正后则会因无法使用而废弃，即使能再正常使用的也导致了作业时间增加，所以无论哪种情况都会导致成本上的浪费，因此对于预防和控制焊接变形的发生，有效的减少或是避免焊接变形的发生机率，从而有效的提高作业效率，降低生产成本。
1 焊接变形产生机理
焊接变形产生的原因是多方面的，多数情况下在焊接过程中，各个部件在焊接过程中加热和冷却都呈现着不均匀性，这样就会导致金属在受热时产生热胀效应，而在冷却时即发生收缩，而且热胀冷缩还不均匀，这样相互连接的各部件之间而会产生相互制约的应力，当应力不均匀时则会导致变形的发生。焊接应力是导致焊接变形的主要因素，所以需要对焊接应力进行有效的掌握，从而控制好焊接变形。焊接变形通常情况下就是由于金属在焊接过程中由于加热和冷却的不均匀从而导致应力的产生，在应力作用下发生的变形即为焊接变形，焊接变形的变形量也不是固定的，其会由于所选择的焊接工艺不同而有所不同。在焊接过程中，焊接的焊缝的基板会有局部加热的情况发生，这样就会导致这部分的温度发生较大的变化，而焊接结束语，这部分的温度则需要冷却到正常的室温下，而在冷却焊缝金属也会出现正常的收缩，从而恢复到正常的体积下。但是在实际焊接过程中，焊缝的材料与基材的材料会存在不同，材料的不同其收缩的力度也会出现不同，这样在收缩过程中应力则会集中产生了焊缝与基材中间，使焊缝部位产生较大的应拉力，而当这部分应拉力集中在一起时，则会导致焊接部位出现变形或是变薄的问题，而当焊接金属的屈服应力集中释放时，则会形成焊接永久变形的产生。同时在焊接温度与室温接近时，整个基板所产生金属膨胀力和收缩应力则会出现无约束的情况，从而导致变形的产生。即使在焊接过程中利用固定的工件或是使用抗收缩的工具，但在这些工具对应力进行约束时，也会导致有多余的应力释放出来，从而导致基板发生迁移，使焊接的工件变形。
2 控制变形的方法
焊接的质量好坏，直接影响着焊接钢材工件的使用性能，所以在工程实践中，我们需要利用科学有效的方法来对焊接变形进行有效的控制，采取相应的消除变形的方法和手段，从而有效的提高钢材的焊接质量。
2.1 改进焊接结构
合理选择焊缝结构的形式和尺寸，避免焊缝的不均匀布置和集中分布，减少不必要的焊缝，都能有效控制焊接变形。为了避免焊缝集中、双向、三向相交，应采用刚性较小的节点焊接形式。为的是减小焊接缝交叉点处或者焊接缝集中点的热量和应力，以减小焊缝变形。为了保证结构具有足够的承载能力，在设计节点焊接缝时，应采用相应的坡口形状和尺寸，以满足较小焊缝的尺寸需求，减少焊缝截面积和结构焊缝的变形。
2.2 采用刚性固定法
对于刚性较小的焊接件，合理采用刚性好的夹具、支撑件、焊胎等辅助器具加以固定可以减小焊件的变形。
2.3 预留收缩变形余量
根据理论计算和现场经验，对焊件预先预留收缩变形量或加工量，保证焊后能够达到设计尺寸要求。
2.4 采用反变形法
反变形是指在焊接前将钢材结构装配成与焊接变形方向相反、大小相等的预先变形，来抵消焊接后结构形成的变形。根据理论计算和现场经验，预先把焊件人为地加工或设置产生一个变形，使这个变形与焊后发生的变形方向相反而数值相等，这样变形与反变形就能在焊后得到抵消。
2.5 采用合理的焊接方法
不同的焊接方法带来不同的线能量，选用线能量比较低的焊接方法，可以有效地减小焊接塑性压缩区，从而减小焊接变形。在对钢材施焊时，为了便于操作和确保焊接质量，应尽量避免将焊缝设置在仰焊位置。在无法避免的情况下，就需要焊工全方位掌握焊接操作工艺。
2.6 采用合理的装配焊接顺序
对焊件适当的划分为部件、组件进行组焊后，再进行部分间的焊接，提高了组对的精度，减少了焊接变形。
2.7 焊前预热和焊后消应力处理
当前焊接过程中为了有效的减少焊接变形的发生，通常会采用将焊前对焊接母材预热的方法，这样提高焊接母材的温度，使其与焊缝金属之间的温差尽可能的减小，这样在有效的防止了焊接收缩时内应力的增加，降低了变形的可能。这是一种在焊前对焊接变形进行提前控制的方法，可以有效的保证焊接的质量，对纠正焊接变形也起到了积极的作用。
3 减少焊接变形的其他方法
3.1 水冷块
在薄板焊接中，采用水冷块可带走焊接工件的热量。采用铜焊或锡焊将铜管焊接到铜制夹具，通过水管进行循环冷却，以减少焊接变形。
3.2 楔形块定位板
“定位板”是钢板对焊时的一种有效控制焊接变形的技术。定位板的一端焊在工件的一块板上，另一端将楔形块楔入压板，甚至可采用多个定位板排列，以保持焊接时对焊接钢板的定位、固定。
3.3 消除热应力
为了减少焊接变形和残余应力的影响，设计和焊装工件时应注意以下几点：
1）不进行过量焊接；
2）控制好工件的定位；
3）尽可能采用间断焊接，但应满足设计要求；
4）尽可能采用小的焊脚尺寸；
5）对于开坡口焊接，应使接头的焊接量最小，并考虑双边坡口替代单边坡口接头；
6）尽可能采用多层多焊道焊替代单层双边焊交替焊接。在工件中和轴处开双面坡口焊接，采用多层焊，并确定双面焊接顺序；
7）采用多层少焊道焊接；
8）采用低热输入焊接工艺，意味着较高的熔敷率和较快的焊接速度；
9）采用变位机使工件处于船形焊位置。船形焊位置可使用大直径的焊丝和高熔敷率的焊接工艺；
10）尽可能在工件的中和轴设置焊缝，并对称施焊；
11）尽可能地通过焊接顺序和焊接定位使焊接热量均匀扩散；
12）向工件的无约束方向焊接；
13）使用夹具、工装和定位板进行调整、定位；
14）向收缩的相反方向预弯工件或预置焊缝接头；
15）按序列分件焊装和总焊装，可使焊接围绕中和轴一直保持平衡。
结束语
焊接作为特种作业行业，其技术含量较高，为了有效的保证焊接的质量，对焊接变形的控制是较为关键的一个环节。导致焊接变形产生的因素较多，如材料、结构、焊接环境等孝会直接影响到焊接变形的产生，所以在实际焊接工程作业过程中，需要根据焊接现场的条件、结构、环境等各个因素进行有效的分析，从而制定出合理的焊接方法并做好提前预防措施，尽量控制或是避免焊接变形的发生。这就需要具有较高的焊接技术水平，同时还要具有较丰富的经验，这样焊接工人在焊接时才能有效的将焊接环境、焊接材料和控制变形的方法和措施有效的结合起来，并在工作中具有时刻预防和控制变形的意识，只有这样才能有效的降低或是消除焊接变形的发生，提高焊接的质量。
【参考文献】
[1]冀振.焊接变形的预防与控制[J].科技情报开发与经济，2012（17）.
[2]李晓明.孙德伟.焊接结构件焊接变形的控制[J].铁道车辆.2010（05）：10-16.
关键词：金属储罐；装配精度；焊接安装方法；机电安装；液态物料 文献标识码：A
中图分类号：TG44 文章编号：1009-2374（2016）20-0074-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.036
储罐按其制造材质可以分为金属储罐和非金属储罐。金属储罐介质具有可燃、易燃、有毒、有腐蚀性、危险性大和现场安装施工程序复杂、质量要求高等特点。
1 金属储罐的分类
储罐根据顶部结构的不同，可分为三种类型：固定顶、浮顶和内浮顶储罐。
1.1 固定顶储罐
罐顶周边与罐壁顶端固定连接的储罐，主要包括拱顶罐、锥顶罐、悬链式罐等，后两种现已很少使用。自支承拱顶就是拱顶罐，罐顶结构为球冠形，罐体形状为圆筒形，拱顶中间没有支撑，罐壁四周承受荷载。有带肋壳和网壳拱顶两种结构。带肋壳拱顶罐拱顶球面的曲率半径一般为罐直径的0.8～1.2倍，拱顶由4～6mm的薄钢板和支撑筋组成。罐顶板焊接多采用搭接焊。优点是易施工、低造价。网壳顶拱顶罐由网格状空间杆件系组成的球面网架拱壳承载顶面荷载。网壳顶由网状壳、边环梁、蒙皮三大组成部分。钢制网壳重量较大，大型储罐一般采用铝合金材料网壳。特大型拱顶罐尤其是特大型内浮顶罐已较多采用网壳顶结构。
1.2 浮顶罐
罐顶盖浮在罐壁内的液面上并随液面升降，在罐顶与罐内壁接触的环形空间装有密封装置，目的是可防止或减少罐内液体蒸发损失，也称外浮顶。大型储罐大多采用外浮顶。单盘式和双盘式是浮顶储罐的两种常用类型，各有其不同的结构和特征。浮顶具有较好的稳定性，能承受较大载荷，绝热性能较好，但费钢材。
内浮顶储罐是由拱顶罐内部增设浮顶而成。这种罐主要用来储存航空汽油、航空煤油等，有日趋推广的趋势。漂浮在罐内液面上的浮动顶盖内浮顶，其类型有三种：钢制式、铝制装配式和非金属整体式内浮顶。
2 金属储罐的焊接
2.1 罐底焊接顺序与工艺措施
2.1.1 焊接原则。采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序，压力容器焊接同时进行焊接试板制作。
2.1.2 罐底焊接。中幅板焊缝：先焊罐底边缘板靠边缘的300mm处对接焊缝，接着焊壁板与罐底相连的角焊缝，再焊剩余边缘板对接焊缝，最后焊收缩缝（边缘板与中幅板之间）。
2.1.3 焊接顺序与焊接变形控制措施。
中幅板焊接：焊条电弧焊可用在搭接焊接接头上。短焊缝先焊，长焊缝后焊。分段退焊或跳焊法适用于初层焊道。
边缘板焊接：焊工均匀分布、对称施焊这种方法适用于对接焊缝的初层焊；分段退焊或跳焊法适用于中幅板与罐底边缘板之间的第一层收缩缝焊接。
罐壁与罐底焊接：由数对焊工均匀对称分布，从罐内、外沿同一方向进行分段角焊。对于初层焊道采用分段退焊或跳焊法。
2.2 罐壁焊接
2.2.1 焊条电弧焊焊接罐壁的顺序和工艺特点。相邻两圈壁板的纵焊缝先焊，其间的环焊缝后焊。焊工沿同一方向均匀分布施焊。
2.2.2 自动焊接工艺要求。纵焊缝应自下而上气电立焊。埋弧自动焊焊接对接环焊缝，焊机沿同一方向均匀分布施焊。
2.3 金属储罐安装程序和方法
2.3.1 安装方法类型。
正装法：自下而上依次组焊罐壁板，后焊顶面壁板、抗风挡圈及顶端角钢等。大型浮顶罐常用此法焊接。包括水浮正装法、架设正装法（包括外搭脚手架正装法、内挂脚手架正装法）等。
倒装法：先铺设、焊接罐底板，再焊顶面壁板、包边角钢及罐顶，最后自上而下依次组焊各层壁板，直到底层壁板。包括中心柱组装法、边柱倒装法（有液压顶升、葫芦提升等）、充气顶升法和水浮顶升法等。
2.3.2 金属储罐的常用组装方法的基本程序和要求。
第一，外搭脚手架正装法。脚手架随罐壁板升高而逐层搭设；当纵向焊缝采用气电立焊、环向焊缝采用自动焊时，脚手架不得影响焊接操作；采用在壁板内侧挂设移动小车进行内侧施工；采用吊车吊装壁板。这种架设正装法和内挂脚手架正装法适合于大型和特大型储罐，便于自动焊作业。
第二，内挂脚手架正装法。在壁板内侧沿四周挂上一圈铺设跳板的三脚架（组成环形脚手架），操作人员即可在跳板上组对安装上一层壁板；在已安装的最上一层内侧沿圆周按规定间距在同一水平标高处挂上一圈三脚架，铺满跳板，跳板搭头处捆绑牢固，安装护栏；搭设楼梯间或斜梯连接各圈脚手架，形成上、下通道；一台储罐施工宜用2层至3层脚手架，1个或2个楼梯间，脚手架从下至上交替使用；在罐壁外侧挂设移动小车进行罐壁外侧施工；采用吊车吊装壁板。
第三，水浮正装法。一般用于浮顶罐的施工。其程序和要求：罐底板、底圈壁板、第二圈罐壁板施工完毕，底圈壁板与底板的大角缝组焊完毕并检验合格后，把完成的罐体作为水槽。浮船在罐体内组焊，施工完成后检验质量达到合格，利用浮船作为内操作平台；设置罐壁移动小车或弧形吊栏，进行罐壁外侧作业；采用吊车吊装或在浮船上设置吊杆吊装壁板；设置浮船导向装置；向罐内充水，使浮船浮升到需要高度，逐圈组装第三圈及以上各圈壁板；壁板组装前、组装过程中、组装后按设计规定进行沉降观测。
第四，边柱提升倒装法。采用罐壁内侧均匀分布的提升机构的边柱提升临时胀紧固定在罐壁板下部的胀圈，胀圈使上节壁板一同上升到设定高度，组焊第二圈壁板。胀圈然后被松开，降到第二圈壁板下部胀紧、固定后再升起。如此反复，直到组焊完成。
液压倒装法的程序与要求：（1）沿罐壁内侧周向均匀分布提升架，液压千斤顶装在提升架上。提升架高度应比最大提升高度大1000m左右，背向壁板一侧设置防倾覆斜拉杆。千斤顶的总额定起重量应大于提升罐体的最大重量及附加重量（由此确定千斤顶的数量和提升架的间距）；（2）罐内通道人员进出方便；（3）用千斤顶或加紧丝把胀圈与罐壁胀紧；（4）平稳起吊，各起吊点同步上升。
边柱葫芦提升倒装法程序与要求：可采用手拉或电动葫芦提升动力。提升柱设置在罐壁板内侧沿周向均匀分布，在提升柱顶部设置手拉或电动葫芦。根据提升需要的最大重量计算确定提升柱的数量、结构、规格。
3 金属储罐的检查与验收
焊接的残余应力和变形影响金属储罐的承载能力和制造精度。为降低焊接应力和残余变形，应从焊接方法、焊接工艺及装配程序等多个方面来考虑并采取有效的措施。按照安全性、经济性、先进性和适用性的原则，由经验丰富的焊接质量工程师进行焊接工艺评定，再由资质合格有效的焊接人员根据评定合格的焊接工艺操作书施焊。对人、机、料、法、环复合因素进行单项和综合检查，形成焊前、焊中和焊后检查。
3.1 焊前检查
焊前检查包括但不局限于如下五点：（1）焊工资格与实际焊接相匹配并在有效期内。特别强调焊工操作证有效期内中断焊接工作达6个月，需重新进行焊工的资格考试；（2）焊机型号、电源极性符合工艺要求，焊距、电缆、气管和辅助工具、安全防护配备齐全；（3）母材、焊条、焊剂、保护气体、电极符合国家标准；（4）焊接结构设计、技术文件和工艺要求设计合理、齐全、清晰，易于施焊、便于指导，保证质量，新材料、新产品、新工艺施焊前应进行焊接工艺试验；（5）在环境恶劣的焊接场所应采取可靠防护措施。
3.2 焊中检查
（1）焊接过程中应执行焊接工艺相关要求，包括焊接方法、材料性能、规范要求、施焊顺序、变形及温度控制；（2）多层焊层间如果存在裂纹、气泡、夹渣等缺陷，缺陷清除如何；（3）焊接电源、送丝（行走）机构、滚轮架、焊剂托架、冷却装置等焊接设备是否正常运行。
3.3 焊后检查
3.3.1 外观检查。（1）低倍放大镜或肉眼观察表面缺陷：咬边、夹渣、气孔、裂纹等；（2）焊接检验尺检查：焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等；（3）检查焊件变形程度。
3.3.2 灌水试验。灌水试验检验焊件的严密性和泄漏性。利用洁净淡温水试验（≥5℃）（对于不锈钢罐，对水的要求更高，水中氯离子含量≤25PPM）。在试验中应在罐壁下部每隔大约10m观测基础沉降（观测点数宜为4的倍数）。若发生不符合设计文件的沉降，应暂停充水，待处理后可进行下一步试验。
3.4 灌水试验项目、方法及合格标准
3.4.1 罐底。灌水观察罐底周边，检验其严密性，不渗漏为合格。
3.4.2 罐壁。灌水到最高设计液面，保持48h，试验罐壁强度及严密性，不渗漏、不变形为合格。
3.4.3 固定顶。罐内灌水到最高设计液位下1m，封闭所有开孔，慢充水升压到试验压力时，暂停充水，将肥皂水涂在罐顶检饲慷燃把厦苄浴9薅ノ抟毂洹⒑竿肺奚漏为合格。然后放水，缓慢降压，达到负压值时，停止放水，观察罐顶检验稳定性，试验后将罐顶孔通大气，升到常压，无异常变形为合格。
3.4.4 浮顶罐升降试验。充水、放水时检查浮顶升降、导向机构、密封装置及自动通气阀支柱，检烁《ァ⒛诟《ビ胍好娼哟ゲ糠帧I降、转动和导向机构平稳、灵活和无卡涩为合格。浮顶与液面接触部分无渗漏为合格。
3.5 无损检测
在焊缝检查和验收过程中还会用到无损检测的一些方法：射线探伤、超声波探伤、渗透探伤、磁性探伤、涡流探伤以及超声波衍射时差法等。
无损检测方法的选用原则为：
储罐壁厚≤38mm时，用射线检测对接接头，由于结构因素，无法使用射线检测时，便使用可记录的超声检测。容器壁厚>38mm时，如用射线检测对接接头，对每条焊缝及所有焊缝交叉部位还应附加局部（为原检测比例的20%）超声检测。
对不能进行射线或超声检测的角接接头和T形接头，应全部做表面检测。铁磁性压力容器的表面检测应优选磁粉检测。有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。
安装结束后的金属储罐通过以上检验项，全部合格才可准予使用。
参考文献
[1] 魏宝山.大型储罐的安装方法与探讨[J].科技论坛，2014，（6）.
【关键字】钢结构；焊接；变形；裂纹；检验
一、焊接中的局部变形的原因及预防措施
1、产生原因
（1）加工件的刚性小或不均匀，焊后收缩，变性不一致。（2）加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。（3）加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形的不一致。（4）焊接时咬肉过大，引起焊接应力集中和过量变形。（5）焊接放置不平，应力集中释放时引起变形。
2、预防措施
（1）设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。（2）制定合理的焊接顺序，以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝，先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝，先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝，先焊对接焊缝后焊角焊缝。（3）对尺寸大焊缝多的工件，采用分段、分层、间断施焊，并控制电流、速度、方向一致。（4）手工焊接较长焊缝时， 应采用分段进行间断焊接法， 由工件的中间向两头退焊，焊接时人员应对称分散布置，避免由于热量集中引起变形。（5）大型工件如形状不对称，应将小部件组焊矫正完变形后，在进行装配焊接，以减少整体变形。（6）工件焊接时应经常翻动，使变形互相抵消。（7）对于焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理，如钢板v形坡口对接，在焊接前应将接口适当垫高，这样可使焊后变平。（8）通过外焊加固件增大工件的刚性来限制焊接变形，加固件的位置应设在收缩应力的反面。
3、处理方法
对已变形的工件，如变形不大，可采用火烤矫正。如变形较大，采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。
二、钢结构焊接裂纹的原因及预防措施
1、热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的裂纹，又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。总之，热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。针对其产生原因，其预防措施如下：
（1）限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳 ，一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.045％，磷的含量不应大于0.055％；另外钢材含碳量越离，焊接性能越差，一般焊缝中碳的含量控制在0.10％以下时，热裂纹敏感性可大大降低。（2）调整焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共品的有害影响。（3）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含摄，改善结晶时的偏析程度。（4）适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法，避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。（5）采用合理的焊接顺序和方向，采用较小的焊接线能超，整体预热和锤击法，收弧时填满弧坑等工艺措施。
2、冷裂纹
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300—200℃以下)产生的，可以在焊接后立即出现，也可以在焊接以后的较长时间才发生，故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有3个：焊接接头形成淬硬组织；扩散氢的存在和浓集；存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有：
（1）选择合理的焊接规范和线能 ，改善焊缝及热影响区组织状态，如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。（2）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的扩散氧含量。（3）焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干(低氢焊条300℃～350℃保温1h；酸性焊条100℃～l50℃保温1h；焊剂200℃～250。C保温2h)，认真清理坡口和焊丝，去除油污、水分和锈斑等脏物，以减少氢的来源。（4）焊后及时进行热处理．一是进行退火处理，以消除内应力，使淬火组织回火，改善其韧性；二是进行消氢处理，使氢从焊接接头中充分逸出。（5）提高钢材质量，减少钢材中的层状夹杂物。（6）采取可降低焊接应力的各种工艺措施。
三、钢结构焊接检验中的相关问题
1、焊缝等级、检验等级、评定等级的区别与联系
要求进行内部质量探伤的焊缝，按质量等级分一级和二级，称一级焊缝和二级焊缝，此即为焊缝等级。
检验等级系指检验检测达到的精度，即检测仪器与检测方法结合而得到的检测结果的精确程度。超声波探伤采用GB／T11345—1989标准按检测等级由低到高分为A、B、C三个级别，射线探伤采用GB／T3323—1987标准按检测等级由低到高分为A、AB、B三个级别，它们分别规定了手工超声波探伤的检测方法、探测面、检测范围和允许缺陷当量(dB值)以及射线探伤所要达到的灵敏度(透照厚度与像质计的关系)。
评定级别是指探伤人员在检出缺陷后依据标准对缺陷测量进而确定的焊缝内部质量级别。具体来说，超声波探伤指对波高在测长线与判废线之间(Ⅱ区)缺陷测长后，依标准GB／T11345—1989表6进行缺陷定级；射线探伤是指测量底片上缺陷指示长度和大小，依标准GB／T3323—1987表6、表7、表9、表10并综合评级(见该标准16.1～16.4)，这一条是每一个探伤人员必须熟练掌握的。
2、超标缺陷处理与复探、扩探
GB 50205《钢结构工程施工质量验收规范》只规定了检测方法、检测比例和合格级别，对于缺陷的处理没有明确要求。参照JG 181《建筑钢结构焊接技术规程》和其他行业焊接检验标准规范的要求，对于检出的缺陷可作如下处理：
（1）检测出的不允许缺陷必须返修，返修后按同种检测方法检测合格后方认为该焊缝合格。
（2）对要求抽查检验的焊缝，发现不允许缺陷后，应在被检测区域两端整条焊缝长度的各10％且不小于200mm(长度允许时)的区域扩检。
A）若在扩检区域未发现超标缺陷，应认为该焊缝合格。B）若在扩检区域发现超标缺陷，则该条焊缝全检。
（3）对于现场安装要求抽查检验的焊缝，发现不允许缺陷后，按下述原则扩检；
A）增加该类型同一焊工焊接的两条焊缝检测，若此两条扩检焊缝未发现超标缺陷，应认为该批焊缝合格。B）若此两条扩检焊缝发现超标缺陷，则每一条含超标缺陷的焊缝按上述原则再各抽检两条焊缝。C）若再次抽检的焊缝未发现超标缺陷，应认为该批焊缝合格。D）若再次抽检的焊缝仍发现有超标缺陷，则该焊工焊接的该类型焊缝全检。同时，可协商适当增加其余焊缝检测比例。
参考文献
[1]田锡唐．焊接结构．机械工业出版社，1982
[2]黄文哲．焊接手册．机械工业出版社，1991
关键词：铝合金 焊接 工艺
1、铝合金材料常用焊接方法
铝合金的焊接方法很多，各种方法有其不同的应用场合。除了传统的熔焊、电阻焊、气焊方法外，其他一些焊接方法（如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等）也可以容易地将铝合金焊接在一起。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊（TIG或MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）
2、焊接质量控制
2.1焊前预备
（1）焊件清洗
铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。在铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污。常采用化学清洗和机械清理两种方法。
化学清洗
化学清洁是运用碱或酸清工件外表，该法既可去掉氧化膜，还可除油污，化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。浸洗法详细技术进程如下：体积分数为6%～10%的氢氧化钠溶液，在70℃摆布浸泡0.5min水洗体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理水洗温水洗枯燥。洗好后的铝合金外表为无光泽的银白色。
机械清理
在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采用机械清理。机械整理可选用风动或电动铣刀，还可选用刮刀、锉刀等东西，关于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨铲除氧化膜。一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池产生夹渣等缺陷。
工件和焊丝经过清洗和清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，特别是在潮湿环境下，在被酸、碱等蒸气污染的环境中，氧化膜成长得更快。因此，工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短，在气候潮湿的情况下，一般应在清理后4 h内施焊。清理后如存放时间过长应当重新处理。
（2）确定安装空隙及定位焊距离
施焊进程中，铝板受热胀大，致使焊缝坡口空隙削减，焊前安装空隙假如留得太小，焊接进程中就会引起两板的坡口堆叠，添加焊后板面不平度和变形量；相反，安装空隙过大，则施焊艰难，并有烧穿的也许。适宜的定位焊距离能确保所需的定位焊空隙，因而，挑选适宜的安装空隙及定位焊距离，是削减变形的一项有效办法。
（3）挑选焊接设备
现在市场上焊接产品品种较多，通常情况下宜选用沟通钨极氩弧焊（即TIG焊）。它是在氩气的维护下，使用钨电极与工件问发生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接办法。该焊机工作时，因为沟通电流的极性是在周期性的改换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波时期钨极能够发射足够的电子而又不致于过热，有利于电弧的稳定。反接的半波时期工件外表生成的氧化膜很简单被整理掉而获得外表亮光漂亮、成形杰出的焊缝。
（4）挑选焊丝
铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按焊接要求应使对接接头的抗拉强度、塑性（通过弯曲试验）达到规定要求，对含镁量超过3%的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，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：纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；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；④异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝。
2.2焊后处理
（1）焊后清理
焊件焊完后，留在焊缝及附近的残存焊剂和焊渣等会破坏铝表面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应清理干净。形状简单、要求一般的工件可以用热水冲刷或蒸气吹刷等简单方法清理。要求高而形状复杂的铝件，在热水中用硬毛刷刷洗后，再在60℃～80℃左右、浓度为2%～3%的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗5 min～10 min，并用硬毛刷洗刷，然后在热水中冲刷洗涤，用烘箱烘干，或用热空气吹干，也可自然干燥。
（2）焊件的表面处理
通过适当的焊接工艺和正确的操作技术，焊接后的铝及铝合金焊缝表面，具有均匀的波纹光滑的外貌。阳极化处理，特别是抛光及染色技术配合使用时，可获得高质量的装饰表面。减小焊接热影响区，可使用阳极化处理导致不良的颜色变化减至最小。使用快速焊接工艺，可最大限度地减少焊接热影响区。因此闪光对焊的焊缝，阳极化处理质量良好。
特别是对退火状态下不能热处理强化的合金的焊接件，阳极化处理后，金属基本和焊接热影响区之间的颜色反差最小。炉中和浸渍钎焊不是局部加热的，所以金属颜色的外观是非常均匀的。可热处理强化的合金，常常用作建筑结构零件，它们在焊接以后，常常进行阳极化处理。在这类合金中，焊接加热会形成合金元素的析出，阳极化处理以后，热影响区和焊缝之间会出现差异。这些在焊接区附近的晕圈，使用快速焊接可使其减至最小，或者使用冷却垫块和压板也可使晕圈减到很小，这些晕圈在焊接后，阳极化处理前，进行固落处理可以消除。
在化学处理的焊接件中，有时会遇到焊缝金属和基全金属的颜色差别较大，这就必须他细地选择填充金属的成分，特别是合金成分中含有硅时，就会对颜色的配比有影响。
如有必要可以对焊进行机械抛光。常用的机械抛光有抛光、磨光、磨料喷击、喷丸等。机械抛光即通过研磨、去毛刺、滚光，抛光或砂光等物理方法改善铝工件的表面。它的目的是通过尽可能少的工序获得所需要的表面质量。然而，铝及铝合金属软金属，摩擦系数比较高，而且在研磨过程中如果发生过热，有可能使焊件变形，基至从晶界断裂的现象。这要求在抛光过程中有充分的，对金属表面的压力应降低到最低。
（3）焊后热处理
焊后热处理的目的就是为了改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力。
可热处理强化铝合金在焊接以后，可以重新进行热处理，使基体金属热影响区的强度恢复到接近原来的强度。一般情况下，接头破坏处通常都是在焊缝的熔化区内。在重新进行焊后热处理后，焊缝金属所获得的强度，主要取决于使散的填充金属。填充金属与基体金属的成分不同时，强度将取决于填充金属对基体金属的稀释度。最好的强度与焊接金属所使用的热处理相适应。
3、结束语
铝合金的焊接和补焊通常可采用方便和低成本的TIG和MIG氩弧焊方法。当采用高能束流焊和搅拌摩擦焊等铝合金焊接新工艺时，可以有效避免合金元素烧损、接头软化和焊接变形等问题，尤其是搅拌摩擦焊为固相连接具有绿色环保的特点。
参考文献：
【关键词】储罐罐底变形 变形原理及控制
中图分类号：P755.1 文献标识码：A
1引言
大港尼日尔公司承建的尼日尔油田地面建设一期工程中共9具储罐，储罐施工前，通过对焊工焊接位置及焊缝焊接顺序的周密安排，保证了罐底的平整度。钢制储罐底板焊接变形量的控制对于储罐整体使用寿命至关重要，若底板存在较大凹凸变形，则罐内介质高低液位变化产生的压应力致使罐底承受相应的交变载荷，易导致罐底板弹性疲劳，从而使储罐整体失效。
2工程概况
大港油建尼日尔工程有限公司承建的CPF、FPF站共9具拱顶储罐，该项目中罐区的所有储罐均为现场制作安装，以其中的20000m3储油罐罐底安装为例进行分析。
该储罐为拱顶油罐，总容积为20000m3，罐体总高21m，罐体内径42m，储罐底板设计直径为42.2m。储罐底板由中幅板和弓形边缘板组成，其中中幅板材质为Q235-B，单张板规格为10x 2000x 11500mm；弓形边缘板，材质为Q345R。
2.1储罐底板设计措施
底板中幅板为搭接形式；边缘板为对接形式；
从设计角度出发，钢板选用较大规格，保证了罐底板总体焊缝数量较少并做到焊缝以底板中心线对称分布，再者，针对焊缝尺寸及形状，对于边缘板之间的焊缝，考虑到焊缝受力情况较为复杂并利用反变形原理，将其设计为带垫板的对接焊缝，如图1所示。中幅板之间、中幅板与边缘板之间的焊缝，考虑到其工况
较为单一、受力简单并考虑到焊前的装配简单，故设计为搭接焊缝。另外，针对底板中三层搭接处应力集中较为明显的情况，将三层搭接处的上层板做切角处理，如图2所示。
图1 边缘板对接焊缝
图2 三层搭接处切角处理
2.2焊接方法的选用
不同焊缝焊接方法的选用：根据施工条件及施工环境选择焊接方法
（储罐底板手把焊焊接方法可简单分为1、预留十字收缩缝法；2、隔缝跳焊法；3、焊缝总和定位法。）用于储罐容积为20000 m3， 底板直径为42米，根据不同焊接放大的特征，选用隔缝跳焊法；此种焊接方法无论第一次焊接（3短缝）还是第二次焊接(4长缝)都采用隔缝焊接(参见图1、2)。
图1 隔缝跳焊法施焊顺序图2 由内向外施焊顺序
在焊接过程中，要求同条焊缝要求4个焊工均匀分布在储罐底板上并尽量做到同时匀速，采用逐步退焊、跳焊法进行焊接施工，同时要求焊接过程中始终保证焊接环境良好。
2.3 边缘板焊接
对于储罐底板来讲，在使用中边缘板的受力明显，高于中幅板，所以对焊接技术要求也较高，从结构上看，边缘板为对接式。
3 焊接变形原理
3.1焊接应力及变形产生机理
焊接接头局部区域的加热和冷却的不均匀性，使局部区域内各部分金属处于从液态塑性状态弹性状态的不同状态，这种不均匀温度造成的应力称为热应力，热应力是焊接应力及焊接变形的主要原因。焊件冷却时，被加热的金属已产生了压缩塑性变形，其长度比未被加热的金属短，由于周围金属的阻碍作用，使焊缝金属受拉应力而周围金属受压应力，压应力大于焊件的屈服极限时，焊件发生塑性变形。
3.2 焊接残余变形、残余应力和约束的关系
不受约束的焊件在加热时，其变形属于自由变形，冷却后不会有任何残余应力和残余变形；焊件受绝对约束，只存在残余应力而无残余变形；焊件若能充分自由伸缩，只存在残余变形而无残余应力；如果焊件收缩不充分，则既存在残余应力又有残余变形。
3.3 焊接的残余应力分析
以单张板为例，由于底板中的厚度相对较小，厚度方向的焊接残余应力很小，可以不予以考虑。
3.4 焊接变形的型式
受焊缝结构型式、焊缝数量及分布、焊接顺序等因素影响，焊接变形分为以下五种基本类型或这几种变形的组合
宽度方向焊缝的焊接条件、焊接形式与长度方向相同，因此，其纵向收缩量同长度方向焊缝收缩量的比值即为宽度同长度的比值，这是因为，焊缝纵向收缩同焊缝长度的线性关系。
3.5 焊缝纵向收缩与底板波浪变形的关系
因为底板厚度较小，为了分析方便，将单张底板看作是由与长度方向平行的无数条线组成，在焊缝处，由于发生了纵向收缩，组成该处板的假想的线缩短，在塑性变形区以外，各条线所受的压应力随着离焊缝的距离增大而减小，在应力作用下，其缩短的量减小，即因焊缝纵向收缩，组成单张底板的假想的线长度不再相同，两焊缝处最短，板中心线最长，由于周围板的约束，单张板保持矩形投影，即构成底板的假想线两端点的直线距离相等，因而长度不同的线只有发生上下的弯曲。
3.6 单张底板的受力分析
焊接残余应力中，横向应力在离开焊缝以后数值迅速衰减，并且这个方向的应力对底板产生波浪变形的影响较小，这里不与讨论，只讨论纵向应力影响。
焊缝处纵向应力接近σs因此底板极易发生失稳波浪变形，同时在板角部，由于双向压力的作用，使单块板角部下陷的倾向很大，底板发生波浪变形后，对焊缝的约束降低，其应力值减小，并在较低的应力下建立新的平衡。
3.7 整个罐底的焊接变形分析
以上几点的讨论主要以单张底板为研究对象，对整个油罐底来说，边缘板因厚度较大，焊缝长度较短，焊接发生失稳变形的可能性较小，对整个中幅板来说，
如焊接程序不利于变形控制，中幅板在焊接过程中受外力作用不能自由收缩，通长焊缝焊接无刚性固定等情况，使焊缝处发生上下凹凸变形，焊缝两侧板内发生
的波浪变形与之叠加，则整个罐底在局部离开地基向上拱起可能高达几百毫米。
4 焊缝结构设计措施
4.1尽可能减少焊缝的数量
编制材料计划时，综合考虑底板的直径及中幅板和边缘板的类型、宽度和长度，力求使拼接的焊缝数量最少，避免不必要的焊缝。储罐底板直径一旦固定，尽量选择大规格钢板，由于焊缝的纵向收缩量与焊缝长度成正比，采用大规格钢板后，罐底板的焊缝长度大量减少，纵向收缩变形也相应地减少。
4.2选择合理的焊缝尺寸和形状
焊缝尺寸与焊接变形量及焊接工作量直接相关，设计时尽量采用较小的焊缝尺寸，但是焊缝尺寸过小易产生裂纹、热影响区硬度过高等缺陷，在保证有足够承载力的前提下，按板的厚度来选取规范上可能的最小焊缝尺寸。
5焊接施工工艺措施
5.1预留焊接收缩量
由于焊接收缩量的存在，储罐底板如按设计直径进行下料排版，焊接完成后底板尺寸将会缩减，为此，可事先估算焊接收缩余量，将底板的排版直径在设计直径基础上适度放大。按照实际经验，排版直径宜按设计直径放大0.15% ～0.2%，常取0.15%，若放大量过大，可能导致储罐经长期使用后会致使罐壁外边缘板向上弯曲，造成大角缝应力过大。
5.2 反变形
焊前将结构装配成与焊接变形相反方向的预先反变形，这样既可以防止构件变形又能减少焊接残余应力，从而达到保证焊件安装精度，储罐底板边缘板之间的对接焊缝便利用了此原理。
5.3 刚性固定法
对于刚性较小的焊件，可采用夹具或临时支撑，增加焊件的刚性，达到减小焊接变形的目的。夹具既可防止钢板移动又可导热以便缩小温度场，进而减小残余变形。在焊接某一条焊缝时，与其相邻的两条焊缝的夹具不可固定太紧，应使焊件尽量保持良好的自由收缩。
5.4 合理的焊接方法和规范
采用较小的焊接能量可以减少焊接变形，底板焊缝施焊时焊接线能量尽量较低，考虑到生产效率，一般每条焊缝分2～3层施焊完。限制和缩小温度场也有利于减小焊接变形，底板焊接中的逐步退焊和跳焊即是利用此原理。
关键词：压力管道 焊接质量控制
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0137-02
压力管道指的是在日常生产、生活中用到的可能会引起燃爆或中毒等具有危险性的特殊设备，因为管道施工绝大多数是在现场施工的，相对与其他施工，现场施工作业面积广，对于质量控制的难度比较大，影响因素比较多，而且投入使用后又是带压工作，尤其是化学工业管道，质量稍有问题就会带来巨大隐患。所以如何控制管道焊接施工过程是保证管道施工质量的关键，压力管道是广泛使用在工业和民用项目中，从油气输送管道到住宅水气管线应用很广。管道的施工主要是焊接施工，监理过程中管道的焊接过程分为管道焊前组对、焊接施工、焊后检验、试验等过程，其质量的好坏直接影响管道内介质的流量、流向，因此对工业项目和民用项目压力管道的施工国家和行业标准都有着极为严格的要求，管道磨损情况和管道本身安全运行都与这方面内容息息相关，从焊缝表面缺陷大小和焊缝内部缺陷检查都有相关的标准。
1 焊接质量管理的概念
质量管理指的是在整个生产过程中要满足产品的使用目的，焊接质量不仅仅是焊接本身的质量要好而且焊接之前各工序的质量，主要是分段和部件装配的精度，也就是零部件尺寸的正确性和精度也要好，简单地对于焊接来说，焊接本身最为注重的就是焊接构件的质量问题，要保证焊接质量，不仅仅是焊接质量本身的质量要好，还要在焊接之前，焊接当中以及焊接完成以后来做焊接质量的管理，只有在焊接当中做好质量的监督和管理，才能够保证于优质的焊接产品。焊接工序本身的质量管理是根据不同的操作者的技能而定的，这个时候自主质量管理就起到主导的地位。质量管理的目标大致来说可分为以下三种。
（1）以降低生产成本为目的。
（2）以保证最终产品质量和使用性能为目的。
（3）以提高产品价值为主而达到良好的外观质量为目的。
所以，对于焊接质量管理必须考虑到产品的性能，价值和生产成本等综合因素，采用全面的质量管理方法，将产品质量控制在上部界限和下部界限之间自主质量管理的特点是经常以略高于操作者实际能力水平为目标，并向这一目标迈进，也就是说，自主质量管理是一种通过不断改进生产技能努力实现目标的质量管理方式。
2 压力管道焊接质量控制方法
2.1 施工人员的控制
在任何施工质量控制过程中“人”始终是第一要素，在焊接质量控制中也一样。要想对压力管道受压元件进行焊接施工，施工人员必须通过基本知识和操作技能考试通过后，方能取得质量技术监督部门颁发的焊工合格证，并且在有效期内才能进行相应项目的焊接工作。同时施工企业必须与焊工签订相应的劳动合同。焊接机组所有人员都必须以保证焊接质量为中心，尽力做好本职工作。除此以外，质检员要起到严格把关的作用。他们的作用就是及时发现问题，及时给予纠正，及时反馈质量信息，从而杜绝不合格品情况的发生。
2.2 施工方案、焊接工艺评定的检查
管道施工前监理人员首先要检查施工单位管道施工方案，另外对焊接工艺评定严格检查，施工单位原有的焊接工艺应覆盖该项目所使用的全部管道材料、规格，焊接接头形式的焊接工艺评定覆盖达到100%，压力管道焊接施工中各种材质，同时已评定合格的焊接工艺中应包含焊接方法、焊接技术、填充金属的型号、焊接位置等信息。如原有的焊接工艺不能覆盖该项目所使用的管道材料、规格，需编制新的焊接工艺，并按照相应的国家规范要求进行评定。
2.3 分析焊接接头的质量
一般都希望焊接接头的工作性能等于或优于母材，为此须从母材的焊接性分析入手，寻找能保证焊接接头质量的办法，首先是分析工艺焊接性，从化学冶金和热作用角度，根据产品结构特点和材料的化学成分，分析用什么焊接方法才能获得最好的焊接接头，包括焊缝金属和热影响区，产生的焊接缺陷最少；其次是根据所选焊接方法的工艺特点，探求是否可以通过调整焊接工艺参数或采取一些特殊措施，消除可能产生的焊接缺陷；最后是分析使用焊接性预测所选的焊接方法和工艺措施焊成的接头，其使用性能，如强度、韧性、耐蚀性、耐磨性等是否接近或超过母材的性能或是否符合设计要求，不排除重新选择焊接方法或改变某些工艺参数的方案。
2.4 分析焊接结构形状和尺寸
在焊接产品图样及技术文件中，常以公差等形式规定了产品几何形状与位置精度和尺寸精度方面的要求，如果生产过程中备料质量和装配质量都得以保证，焊后产生结构形状和尺寸超差的原因，主要是焊后的应力与变形，为此必须从影响焊接变形的各种因素进行分析。
2.5 管道的焊接工艺质量控制
（1）尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量。这是设计焊接结构时一条最重要的原则。因为它不仅仅是对减少焊接应力与变形有利，而且对许多方面都有利。
（2）尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置。这种焊缝位置对称于构件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴时，在焊后能得到较小的弯曲变形。
（3）尽可能地减小焊缝截面尺寸。在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少。
（4）采用合理的装配焊接顺序。对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形。为此，在设计结构时就要合理地划分部件，使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求，这样就便于总装。由于总装时焊缝少，结构刚性大，焊后的变形就很小。
（5）尽量选用焊接性好的材料来制造焊接结构在结构选材时首先应满足结构工作条件和使用性能的需要，其次是满足焊接特点的需要。在满足第一个需要的前提下，首先考虑的是材料的焊接性，其次考虑材料的强度。另外，在结构设计的具体选材时，为了使生产管理方便，材料的种类、规格及型号也不宜过多。
（6）合理地确定焊缝尺寸。确定工作焊缝的尺寸，通常用等强度原则来计算求得。但只靠强度计算有时还是不够的，还必须考虑结构的特点及焊缝布局等问题。例如，焊脚小而长度大的角焊缝，在强度相同情况下具有比大焊脚短焊缝省料省工的优点
2.6 建立质量保证体系
焊接单位和焊接技术人员必须坚持质量第一的原则，建立质量保证体系。采用“计划—执行—检查—处理”循环工作方法，对焊接材料、方法、技术等相关因素进行严格的控制，并在过程不断地改进不合理之处，做好施工后的检查工作。最关键的举措就是实行分项焊接项目的质量考核制度，定期地检查焊接工作，以便及时发现问题，及时处理。
3 结语
压力管道的作业一般都在室外，敷设方式有架空、沿地、埋地，甚至经常是高空作业，环境条件较差，质量控制要求较高。由于质量控制环节是环环相扣，有机结合，一个环节稍有疏忽，导致的都是质量问题。而焊接是压力管道施工中的一项关键工作，其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期，因此过程质量的控制显得更为重要。根据压力管道的施工要求，必须在人员、设备、材料、工艺文件和环境等方面强化管理。有针对性地采取严格措施，才能保证压力管道的焊接质量，确保优质焊接工程的实现。
参考文献
[1] 夏启彪.谈监理工程师对管道焊接的质量控制[J].科技风，2010（6）：128-129.
【关键词】压力容器；焊接；生产；制造
焊接作为压力容器制造生产中最为关键的环节，也是整个制造工作开展的基础环节，其焊接应力控制是否合理直接决定着压力容器的整体性和应用质量。但是在焊接的过程中，不可避免的会产生结构不同、大小不一的焊接应力，给压力容器制造和使用带来一定影响，为了解决这一问题，在目前的压力容器焊接中需要我们认真分析焊机质量，做好相关的处理和管理工作，以供同行参考。
1.压力容器概念
随着国民经济和科学技术的不断发展，压力容器设计、制造和管理方法日益趋于成熟。尤其是在近几年来，随着先进的科学技术和制造理论的不断出现，压力容器制造和生产也形成了新的方式，为压力容器的生产和制造提供了基础。压力容器作为一项涉及专业多、学科复杂的综合性结构，这就需要我们在工作中认真的分析其概念、特点，以保证焊接质量能够达到工作预计标准和相关要求。
1.1压力容器概念
所谓的压力容器主要指的是盛装各种气体、液体的一种仪器，是一种能够承载一定压力的密封设备。截至目前，我们在生活中常见的贮运容器、反应容器和换热容器等都是压力容器的一种。
1.2压力容器的作用
压力容器在目前的社会发展中应用越来越广泛，主要应用在石油化工业、能源运输业、科研、军工等国民经济的支柱产业之中，对于各个部门都起着重要的作用。一般来说，压力容器是由筒体、密封元件、开孔、承压、支座、接管等部分构成的，此外其有些装置上面还需要设置安全装置、计量表等辅助元件，这些元件的应用对于保证压力容器应用质量和寿命极为重要，也是压力容器安全、可靠运行的基础环节。
2.压力容器焊接应力产生原因和处理措施
我国现行的压力容器应用标准还存在着一定的不足，诸多部分的内容已经直接应用在分类之中，但是其限制与影响较为严重。在目前的设计工作中，由于应力的限制使得容器本身的体积、形状经常会发生一定的变形，必要的时候还会影响到应力结构的使用寿命。因此在目前的工作中，我们需要以实际情况加以总结和分析，使得工作中的各项要素都能够满足预计需要，避免了压力容器在应用中存在的不足。截至目前，我们在工作中常见的压力容器焊接应力产生原因和危害主要有以下方面：
2.1压力容器焊接应力产生原因
在压力容器生产和制造的过程中，焊接和热处理是制造工艺中一项最为关键的环节，也是整个设备使用质量的保证基础。目前的压力容器焊接工作中，常见的应力现象主要有三种，这三种应力的出现和产生主要是由于焊缝接头受热、受冷过快而造成的应力现象，这种应力现象按照产生的热应力不同而造成的应力体系。如果焊接工艺控制不当，这些应力过大将导致裂纹萌生。另外，由于下料尺寸公差等级不高及材料冷热加工成型工艺不当。将使受压部件的成形尺寸越差，若再采用强制组装焊接的方法。还将引起附加的强制组装应力 所有这些应力在一定条件下，影响着焊接结构的性能。
2.2焊后热处理
焊后热处理，也称降低应力热处理或降低应力退火。这一方法早已被用来作为提高焊接产品质量的手段.并在世界各国标准和技术规程里作了具体规定。然而对此使用的术语还不太统一，以前一般称之为退火，现在，通常称“焊后热处理” 焊后热处理分为局部焊后热处理和整体焊后热处理。GB150一98（钢制压力容器》的“制造、检验与验收”章节对需要进行焊后热处理的容器进行了具体的阐述。
2.2.1整体焊后热处理
整体焊后热处理分为整体炉内焊后热处理和整体炉外焊后热处理：
整体炉内焊后热处理当条件许可时 可以将整个容器放入加热炉内进行整体热处理。一般来说，整体炉内焊后热处理降低应力效果比较好，特点是加热和保温均匀.温度场易于控制.降低应力的程度可以通过温度高低和保温时间长短来调节。但值得注意的是，热处理是一个比较复杂的程序，它不仅消耗大量的能源。而且热处理进行不当（如时间过长，温度过高等），还会对结构和金属组织带来不利的影响。
2.2.2局部焊后热处理
局部焊后热处理例如对环焊缝进行降低应力处理。局部降低应力处理不是简单应用局部烘烤的办法，而是对整体环缝进行处理。它适用于大型容器或结构不能整体焊后热处理的场合，由于运输上的限制，必须在现场组装的场合及现场的管道焊接等。局部焊后热处理可分为下面几种。
远红外线辐射加热法：此法与整体炉外焊后热处理中的远红外线辐射片加热法相同，只是加热的方式也可在容器或管道的外部。远红外线电加热器的形式也多种多样。有框式、片式、履带式、绳式、指式等。这些加热器有结构简单，使用方便，节电效果显著等优点，同时，还带有测温控温设施，灵活性比较大，对于焊缝返修和现场安装检修时进行局部焊后热处理，具有一定的优越性。
2.2.3整体炉外焊后热处理
当不具备大型加热炉，或容器在现场施工组焊而又需要整体焊后熟处理时，这就需要进行整体炉外焊后热处理。整体炉外焊后热处理的一种方法是容器内采用远红外线辐射电加热法。这种方法是采用高温远红外线加热片.在容器内部用支架将加热片合理布置，利用热电偶测温，温控仪控温，在容器外覆盖保温毡保温的方法。其特点是灵活性较大，设备投资少；但操作比较麻烦，而且需要比较精确地计算热处理所需功率，并根据容器结构合理布置加热片和选择测温点。在不具备大型加热炉的条件下仍不失为一种较好的整体焊后热处理的方法，适用于内件较少的容器。
2.3机械降低应力处理方法
机械降低应力处理主要是采用振动方法。用振动处理调整降低焊接残余应力法，就是在被处理的构件上施加一个激振力，强迫构件产生振动，经过一段时间后，能强化金属基体，降低残余应力并使结构尺寸精度得到稳定。多实验证明，用振动方法降低残余应力的效果可以达到70%左右。更重要的是它克服了热处理降低应力所引起的尺寸变化（变形）和耗资、耗能大等缺点，人工费仅为热处理的20%左右，能源耗费仅为热处理的5%，而且处理周期短（只需几十分钟，而热处理周期需十几小时）。
3.结束语
通过上面的分类介绍，不难看出，这些方法各自都有其独特的一面，在现实生产中运用时，应当根据具体情况综合考虑耗资、耗能、工时等多方面因素，选用最适用的处理方法，以达到最佳处理效果。
【参考文献】
关键词：CO2焊；异种钢；压力容器
中图分类号：TF7文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）1-0372-01
一、前 言
为提高压力容器异种钢罐体焊缝的焊接质量及生产效率，生产车间欲引进新型的CO2药芯焊丝，采用半自动CO2焊方法进行焊接。通过对该种焊丝进行焊接方法试验，并与焊接工艺评定GYP007的评定结果进行对比，证明该种焊丝能够满足材料及产品的使用性能，将其应用于压力容器异种钢罐体焊缝的焊接，验证采用CO2药芯焊丝焊接异种钢罐体焊缝是否可行。
二、异种钢罐体结构特点
图一 异种钢罐体示意图图二 试板焊接
我公司异种钢罐体种类比较多，结构属于压力容器，对焊缝质量要求高。图一为该种罐体示意图，环缝B5左侧采用不锈钢0Cr18Ni9材料，环缝B5右侧采用20g材料，焊缝B5的焊接即0Cr18Ni9材料与20g材料进行焊接，焊缝B5的焊缝质量应达到Ⅱ级，并耐气压、水压。
三、攻关试验过程
选用ATY309L药芯焊丝，采用半自动CO2焊方法焊接0Cr18Ni9与20g试板，验证其焊接性能，并应用于异种钢罐体环缝的焊接试验。
1．0Cr18Ni9与20g材料试板的焊接试验
选择合适的工艺参数焊接0Cr18Ni9与20g试板，见图二。
焊接前清理坡口及距坡口20mm范围处，见金属光泽，组对两块试板，焊接试板，焊接工艺参数见表1。
表1 异种钢试板焊接工艺参数
2．焊缝检验
对焊缝进行x光探伤检测，焊缝达到Ⅱ级。
3．机械性能试验
对制备的拉伸试样、弯曲试样、冲击试样做力学性能试验，试验结果分别见表2、表3、表4。
表2 异种钢焊接试样弯曲试验结果
表3 异种钢焊接试样冲击试验结果
表4 异种钢焊接试样拉伸试验结果
4．机械性能试验结果与GYP007焊评的对比
GYP007焊评是采用焊条电弧焊方法焊接异钟材料（0Cr18Ni9、20g）试板，并进行了机械性能试验，试验结果达到要求。
把采用CO2药芯焊丝焊接异种材料的试验结果与采用焊条电弧焊方法焊接异种材料的试验结果进行对比，见表5、表6、表7。
表5 弯曲试验结果对比
表6 冲击试验结果对比
表7 拉伸试验结果对比
从表5、表6、表7看出，采用半自动CO2焊方法焊接时，拉伸试验结果高于GYP007焊评结果；弯曲试验结果与GYP007相同，均合格；冲击试验结果高于GYP007焊评结果。对比结果说明，采用半自动CO2焊方法焊接异种钢能够满足材料的使用性能，而且优于焊条电弧焊方法。
四、结论
1．采用ATY309L药芯焊丝CO2半自动焊方法焊接异种钢（0Cr18Ni9与20g）能满足材料的使用性能。
2．采用ATY309L药芯焊丝CO2半自动焊方法焊接异种钢（0Cr18Ni9与20g）罐体环缝，能够达到产品图纸技术要求，满足产品的使用性能。
参考文献：
