时间：2022-06-02 06:21:46
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篇焊接技术论文，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。
从我国的焊接材料发展现状上看，钢铁的产量逐年增加，成为钢铁大国。以钢铁的生产为主，焊接材料的增长率也得到了稳步提升。从焊接技术的发展上来看，以往我国的传统焊接工程中主要采用的是手动焊接技术方法，在实际的应用中降低了装备制造的效率。而近些年为了满足高端装备的制造需求，也对焊接技术进行了一定的改进。但是无论是焊接材料还是焊接技术虽然取得了一定的成绩，但是从整体上看，焊接材料仍然存在着严重的问题，如焊接材料品种缺乏，装备制造的配套型不完善等，焊接技术水平也依然低于世界先进水平。最终导致高端装备制造质量的稳定性比较差，降低了其市场竞优势。
2高端装备制造对焊接材料和焊接技术的需求与挑战
在高端装备制造过程中，需要对焊接技术和焊接材料等两方面进行深入介绍。现如今，从焊接材料的种类上进行分析，主要有低合金钢，不锈钢，铝合金以及钛合金等材料，这些焊接材料主要用于钎焊以及特征焊为主。从材料的技术形态上看，主要有丝状、条状以及带状等等。从这些因素上可以看出，高端装备制造工程对于焊接材料的相关技术指标要求比较严格，同时其复杂性也比较突出。需要对材料的技术性能指标进行明确和保证。通常情况下，材料的技术性能指标需要达到一定的稳定性和高效性，这样才能保证焊接材料达到相关技术标准。高端装备制造对焊接材料的技术性能也提出了一定的挑战，首先，在研发方面，焊接材料技术发展中所面临的最大挑战就是焊接材料的成分、组织以及性能之间关系的处理。其次，在实际的材料生产制备中，所面临的技术挑战主要有三点：①高端装备制造原材料和辅助材料的质量需要进行严格把关。②制高端装备制造焊接技术和相应的焊接装备性能也是不可忽视的重要因素。③由于焊接材料的系统性比较强，因此焊接材料制备技术的研究非常重要，不容忽视。每一个焊接技术环节都应该严格按照相应的标准来进行。其中包括焊条大压力压涂技术，剂匹配技术以及烧结焊剂的造粒技术等等。从比较典型的拉丝工艺上看，国内的研究所受到的影响因素较多。为了对拉丝工艺进行优化，需要选择科学合理的配剂，以及拉丝的制定工艺等等。④在焊接材料和焊接技术的质量控制方面也面临着一定的挑战。具体来说可以从两个方面来阐述：第一，现如今，信息化和智能化技术比较发达，但是从焊接技术的控制方面来看，在线质量检测技术的落后现象比较严重，焊接技术检测还只是停留在对几何尺寸进行检测，深入程度不够。所以，在实际的工作中，对于焊丝的应力以及变形的情况等方面还无法进行详细地检测。第二，焊接材料的工艺性对于焊接技术的发展也提出了较高的要求，但是焊接技术中涉及到的焊接工艺参数和材料的质量无法达到相关的标准，不能从本质上对焊接功能和材料工艺进行解释，可见，焊接工作的质量控制方面还不健全，亟待改善。
3高端装备制造的新型焊接技术
3.1活性化焊接技术
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深浅、对材料成分敏感的缺点。与普通TIG焊方法相比，相同的焊接参数，活性剂能使熔深增加200％~300％，焊接时间减少50％，焊接效率提高2-6倍，焊接成本也相应减少，在高端装备制造的焊接作业中能够发挥很好的作用。
3.2高速焊接技术
高效焊接技术一直是高端装备制备焊接技术的重点发展方向，目前已经取得了一些成就，例如熔化极等离子弧焊接技术，这种技术综合了熔化极气体保护焊和等离子弧焊的优点，非常适宜铝镁等轻金属及合金的焊接。在焊接薄板时，可以实现高速焊，例如对2mm铝板，焊接速度可达3000mm/min；对于厚板连接，其熔敷效率高，参数范围广，焊接过程稳定。由于等离子弧对接头区的充分清理作用，焊缝中气孔缺陷明显较少，尤其适合在高端装备这种对焊接质量要求较高的焊接作用中使用。
3.3智能化与自动化焊接技术
英文名称：Welding Technology
主管单位：天津市机电工业控股集团公司
主办单位：天津市焊接研究所;中国工程建设焊接协会
出版周期：月刊
出版地址：天津市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1002-025X
国内刊号：12-1070/TG
邮发代号：6-43
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1972
期刊收录：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双效期刊
Caj-cd规范获奖期刊
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中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
前言 近几年国内外石油工程的基本建设项目越来越多，对焊接技术的要求也越来越高，焊接工艺的多样化已成为一种趋势，从特种材料的小口径高含硫天然气气田管网集输、装置净化项目；高强钢、大口径的天然气输气管道和碳素钢、合金钢的进户城市天然气管网；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高压超高压等项工程的建设情况来看，所选用的大多是组合焊接技术[1]，该项技术能充分发挥不同焊接技术的优势，提高焊接质量和工程的使用寿命。
1 焊接设备 焊接设备制造厂家较多，其使用性能差别较大，近几年来从事石油工程建设施工企业使用的焊接设备，选用一机多用的多种用途直流弧焊电源的单位较多，这些设备不但具有焊条电弧上向焊功能，而且还具有焊条电弧下向焊、药芯半自动焊、CO2气体保护焊功能，有的设备还具有氩弧焊功能。常用的焊接设备主要有：国外生产的有林肯、米勒焊机，国内生产的有川焊、熊谷、奥太、时代、运达等厂家的焊接设备。
2 金属材料与焊接材料
2.1 金属材料 石油工程建设所使用的金属材料种类较多，如：黑色金属材料类的低碳钢、中碳钢、普低合金钢、不锈钢和特种用途的锅炉压力容器用钢、管道专用钢、耐热钢、耐腐蚀钢、异种钢等；有色金属材料类的镍合金、铝合金、铜合金材料及复合材料等。 在石油工程建设中选用的金属材料其强度、硬度、塑性、韧性等项技术指标均能满足焊接工艺的要求，大部分金属材料的焊接性能较好，在施工中根据设计要求，通过调整焊接工艺方案，选择不同的焊接技术都能满足施工技术要求。
2.2 焊接材料 金属材料的类别、性能、强度等级不同，含碳量或碳当量不同，其可焊性差别较大，所选用的焊接材料也不一样，用于金属材料焊接的焊接材料主要有：
2.2.1 手工焊条电弧上向焊条 目前施工企业使用的焊条以国内生产的为主，该类焊条可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条十一大类，使用较多的焊条主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。
2.2.2 手工焊条电弧下向焊条 目前施工企业使用的焊条以国外生产的为主，该类焊条是用于油气管道焊接的专用焊条，主要有纤维素型和低氢型两种焊条，使用较多的焊条主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。
2.2.3 各类焊丝 目前施工企业使用的焊丝国内外生产的都有，可分为CO2气体及氩弧焊填充焊丝、埋弧焊丝、自保护药芯焊丝、硬质合金焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、镍及镍合金焊丝、铸铁气焊丝、碳钢、低合金钢气焊丝，部分焊丝焊接时需要使用相应的焊剂、纤料、焊粉，使用较多的焊丝主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。
2.2.4 气体 使用较多的气体主要有氩气、二氧化碳气体、混合气体（氩气+二氧化碳气）、氧气、乙炔气等。
3 焊接技术组合方案 根据近几年石油工程集输管网、长输管道、场站建设、压力容器、城市天然气管网建设的情况来看，为了确保工程实体的焊接质量，施工单位根据设计单位的要求，在单面焊双面成型焊接技术的应用上，根焊+填充盖面焊采用组合焊接技术可以有效的保证工程实体的焊接质量。即：焊条电弧下向焊+焊条电弧上向焊、焊条电弧下向焊+焊条电弧下向焊、焊条电弧下向焊+药芯焊丝半自动焊、焊条电弧下向焊+全位置自动焊、焊条电弧下向焊+CO2气体保护焊、STT+药芯焊丝半自动焊、RMD+药芯焊丝半自动焊、STT+全位置自动焊、TIG焊+焊条电弧上向焊、TIG焊+焊条电弧下向焊等。 特种金属材料的焊接，如：高含硫的镍基复合材料在基层、过度层、复层所选用的焊接材料是有区别的，采用的焊接工艺也不尽相同，和不锈钢复合材料及异种金属材料的焊接工艺也有不同之处[2-3]。
4 焊接工艺 组合焊接工艺对坡口的要求没有大的变化，一般为单边V型坡口。在金属材料厚度较薄的情况下为了保证焊接质量，可以选择30°±0.5°的单边V型坡口，如果金属材料的厚度在14mm以上可以考虑选择22°±1°的单边V型坡口。 不同的焊接工艺对焊接质量的要求都是一样的，焊工如果掌握某一项焊接技术较容易，要同时掌握几项焊接技术难度是比较大的，可以根据工程的需要由同一名焊工有选择地分别掌握焊条电弧上、下向焊、药芯焊丝自保护半自动焊、手工钨极氩弧焊等项焊接技术。 不同的焊接技术其焊接工艺参数是有差异的，推荐几种不同的组合焊接工艺参数，见表1、表2、表3（仅供参考）。 表1 压力容器立焊缝组合焊接工艺参数
注：钢材牌号为Q235A、板厚 8mm、要求单面焊双面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管组合焊接工艺参数
注：DC-表示焊条或焊丝接负极，焊接方向为下向，要求单面焊双面成型。
表3 Φ89×10mm管组合焊接工艺参数
注：根焊层为手工钨极氩弧焊，要求单面焊双面成型。
5 人才选拔与培养
5.1 人才的选拔 一流的石油工程建设施工企业，对优秀技能人才的培养特别是焊接技能人才的培养非常必要的，该类技能型人才的技术水平高低对企业的兴衰起着十分重要的作用。在复合型焊接技能人才选拔和培养问题上，企业有关部门可优先考虑已掌握了某一项焊接技术的焊工，身体健康、视力正常、具有中技以上水平、年龄在35岁以下，热爱本职工作、能吃苦耐劳、各方面素质较高的焊工。聘请名师组织集中脱产学习，强化技能培训，经严格考核后方可持证上岗。
5.2 人才的培养 对于一个现代化的石油工程建设施工企业来说，如果没有一大批优秀的复合型焊接技能人才，要想创造辉煌的业绩是非常困难的。就现有国内石油石化施工企业的现状来看，我们应着重思考以下几个问题：
5.2.1 目前各施工企业都有为数不少的焊接技能人才，他们当中大多数技能单一，虽然对某一项焊接技术掌握的很好，但遇到工艺复杂或调整焊接技术方案时，很难发挥技术优势。造成人力资源的浪费和施工、管理成本的增加，如果人力资源的调配不当会影响工程的焊接质量、进度及工期。
5.2.2 对复合型焊接技能人才的培养应根据企业的实际情况，结合所担负的工程施工项目和技术要求建立焊接技能人才库，有选择地进行培养、使用和科学合理的储备掌握若干项焊接技能的复合型人才。
5.2.3 建立行之有效的运行机制，打破各自为政，小团体的管理模式，对焊接技能人才实行科学的动态管理，以适应石油工程建设施工市场的变化。
5.2.4 有条件的企业应对复合型焊接技能人才进行分期、分批封闭式强化培养，培养课时可视具体情况作出合理的安排。并按国家有关标准进行严格考核。
6 结束语 随着科学技术的发展，有关部门对石油工程建设项目的质量要求会越来越高，施工企业采用组合焊接技术能充分发挥不同焊接技术的优势，确保工程的焊接质量和进度。
对于一个优秀的复合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多种不同的焊接技术是施工企业非常需要的，所发挥的作用比单一型焊工大几倍，在激烈的石油工程建设市场竞争中，如果能有计划地培养、使用复合型焊接技能人才，充分发挥复合型焊接技能人才的优势，定能为施工企业创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技术在我国管道建设中的应用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
论文摘要：焊接是一种先进的制造技术，目前世界工程技术界己公认将焊接结构用钢量作为衡量一个国家工业发达的主要指标，工业发达国家焊接结构用钢量己达到占钢产量的60—70%。近些年来，随着我国现代制造业和加工业的高速发展，焊接在工业、农业、国防等方面的应用日益广泛，使焊接结构用钢量大幅度上升，焊接技术工人的短缺就成为必然，为了适应国民经济发展的需要，社会迫切需要大量的焊接技术工人，本文就就中等职业学校如何培养焊接技术工人进行了探讨。
随着教育技术的进步和我国人才培养模式的变化，依靠自学和师傅的传、帮、带培养焊接技术工人的模式已被淘汰，现阶段大量焊接技术工人的培养主要由中等职业学校来完成。但是我们知道，由于各类职业学校教学水平的不同，培养出的焊接技术工人参差不齐。同时我们也应知道:培养一个合格的焊接技术工人(以下简称焊工)、高级焊工是一个长期的、系统的工程，现阶段主要涉及到职业学校和社会本身。
职业学校的任务
中等职业教育传统上是一种就业教育。它的基本培养目标是让学生掌握一定的文化知识，具有熟练的某一类专业技能，必备的通用技能以及一定的其他专业技能，形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力，毕业生出去能适应一定的职业，谋得一份工作。
职业学校的首要任务是加强学生的人生观和职业道德教育。学校不仅要教书，还要育人。要使毕业出去的学生不仅有健康的体魄，还要有健康的心理、远大的追求，正确的社会分工概念，对本职工作充满激情。人们都有一个老的观念，从学生到家长，普遍存在着想当干部，搞管理，搞科研，不愿当工人的思想，包括不想当技术工人和高级技术工人，我们称之为“白领情结”，觉得当“白领”风光、自在、收入高。与“白领情结”相应出现的是“蓝领恐惧症”。恐惧什么呢?一怕脏、苦、累。当工人就得沽油腻，当工人就得费体力，当工人就得实实在在干够8小时。二怕当不了官。
在许多人的心目中，还是当官有出息。三怕没面子，怕被人瞧不起。觉得当了工人，找个对象都成了问题。四怕收入来得慢，’与个高级技术工人，每月几千块，当然也不错，但那得熬到哪年哪月呀!等到四五十岁，什么都晚了。由此可见，人们不仅恐惧当“蓝领”，就足像技上、高级技工这样的“技术蓝领”也不被年轻人看好。结果是需要就业的年轻人包括他们的家人，不能正确审视自己或自己的孩子，“麻雀跟着燕飞”， 导致了学生在选择受教育的途径时，瞄准的是大学而不是职业教育，尤其是不愿接受中等职业教育。至于最后上了职业学校的学生，那是出于尤J奈何，小得已而为之。学校要教育、引导学生转变这种观念。我们知道，德国素以重视教育著称，在教育发达的德国，每年高中毕业牛汽接考人学的比例通常不足二分之一，其余的则通过接受职业教育而成为社会需要的各类专门人才，他们照样拿高工资，受到人们的重视和尊重，待遇和社会地位很高。德国教育的努力方向，并不是把所有的孩子都送进大学，因为社会分工变得越来越精细，众多职业对劳动者的专业素质要求越来越高，像汽车机械师、银行商务员、数据处理员，特别是大量的产业技术工人，不是一般的大学所能造就的，都需要专门的职业教育和培训。职业教育为年轻人带来的是娴熟的技巧和强烈的职业道德意识，还使他们因职业责任而在心理上加快成热。当然，在我们国家，人们“白领情结”的背后还有诸如包括技术工人在内的整个工人群体待遇偏低，社会地位不高以及企业的激励机制不健全等问题，好在近年来特别是今年以来，劳动力市场上出现的技术工人供不应求，某些领域“蓝领”收入超过了“白领”，对人们旧有的观念是一种冲击，同时也会对偏激的认识起到纠正的作用。
职业学校的一切工作都是为了培养目标的实现，说到底也都是为了学生。然而学生对我们职教理念是否理解，是否认可，是否接受，是否配合，这是我们育人模式成功与失败的关键。有些学生对到企业实习实训有模糊认识，缺乏吃苦耐劳精神，还有的学生厌恶劳动等等。因此职业学校应有针对性对学生进行人生观、价值观、道德观教育，增强劳动观念，树立做普通劳动者的思想，把职业道德培养与职业能力培养紧密结合起来。同时开展紧密结合技术工人职业教育特色的校园文化建设，将职业思想教育列入学生教育的重点。
其次职业学校学校要加强焊接专业和教师队伍的建设。由于社会经济的飞速发展，一些中等职业学校焊接专业课程内容设置与社会要求不相适应，普遍存在着脱离社会、脱离劳动、脱离实际的状况，对就业指导也没有引起足够的重视，造成焊接专业中职毕业生在就业心理上不同程度地存在着期望值过高、依赖性较强、自卑心理较重等现象，以及心理素质、知识结构、实践能力不能完全适应社会需要的现状，怕脏、怕累、怕吃苦，使得中职毕业生的就业出现了不同程度的问题。在这种情况下，培养合格的技术工人就无从谈起。所以职业学校的焊接专业课程设置要面向市场，不断改革创新，通过改革教材内容、课程设置、教育方法，增强自身的活力，积极主动地适应经济社会发展的需要，努力提高焊接专业学生对社会需求的心理和技术适应能力，培养出具有良好职业道德和心理素质的具有焊接技术的人才。 转贴于
学校要打造焊接专业建设，其核心就是建设一支充足、优秀的焊接专业课教师队伍。教师，是教育资源。学校的焊接专业建设，依靠焊接专业教 师去完成。一支优秀的焊接教师队伍，是培养合格焊工的重要力量。而职业学校的焊接专业教师有其特殊性。职业学校是以培养学生动手能力为核心 的工学结合育人模式，这就要求焊接专业教学不仅仅是理论知识的讲述，更重要的是焊接技能的传授训练。这种关系体现在焊接师资队伍上，表现为教师要具有双向双师的特点，职业学校要有一支双向、双师型一体化教师队伍。双向，即来源的双向(企业、学校)和上作参与的双向。双师，即在拥有教师系列中级专业技术职务证书的同时，还拥有焊接中级专业技术职务或中级以上工人技术等级证书。就是理论上你能讲课，实践上你能操作。一体化是教帅既具备理论教学能力又具有指导学生实操、实训能力。为什么要求专业课教师能说又能i.，这是因为培养出来的学生是否合格，检验的标准就是应知与应会。不能以其昏昏，使人昭昭。我校现在焊接技术专业课就实行了一体化的教学模式，每个教学日土午讲授专业理论知识，下午就到焊接车间实训，把书本上的理论知识在实操中落地生根。在这种情况下，焊接专业课教师调节不出合适的焊接电流，拿起焊钳不能正确操作，不能焊出美观、合格的焊缝是小叮想象的。
第三，职业学校要加强生产型实训慕地的建设。教学本身是一种实践，而职业学校的专业教学与普通学校的教学实践相比，又有着更高一层的要求，那就是专业水平和动手能力。要使从职业学校毕业的焊接专业学生一进入工作岗位就能上于，那么学校就要加强学生的实训工作，使学生在校就能熟练操作各种焊接设备进行生产。要实现这一目标，职业学校加强生产型实训基地的建设就不容置疑，实训基地是焊工教学的主课堂，校内生产型实训应根据焊接结构件的要求，以项目或任务型生产带动实训，合理安排实训地点、时间，使学生在模拟真实企业环境中从事生产性焊接实训，降低教学成本，促进产教结合、工学结合的有效落实。同时，围绕焊接项目或任务型焊接生产实训，聘用和培养焊接专业教师、开发教材、调整课程体系，使之主动适应工学结合，培养出具有理论和实践相结合的合格焊工。
社会的任务
学生在中职校接受焊接专业教育的时间是短暂的，学校培养出的焊工最终要走向社会，在社会中工作和受教育的时间是漫长的。要使学生最终成为合格的焊工和高级焊工甚至焊接技师，那么就有赖于社会或企业的继续培养。
首先企业要教育焊工热爱焊接工作。一个人对其工作的高度责任感来自于他对所从事的职业的热爱。只有热爱焊接工作，才会认识到自己所从事焊接工作的社会价值和对企业的贡献，并把自己的身心和情感溶入到工作中去，才能从自己的焊接技术提高中体验出一种乐趣，一种内心的喜悦，一种自豪感和成就感，从而发挥出聪明才智，不断学习，不断在实践中提高自己的焊接操作技术水平。
关键词：船舶薄板；高强度钢；焊接技术
中图分类号：TG4文献标识码： A
船舶焊接技术是船舶制造业的关键工艺技术之一。据有关数据统计，在船舶结构建造过程中，薄板焊接工时约占船舶结构建造建造总工时的百分之三十至百分之四十。由此可以看出，薄板焊接的质量以及焊接的效率与船舶建造的质量、建造所需要的周期，以及建造船舶所提供的成本息息相关。从理论上来说，船舶薄板焊接是一门技术应用，在实际生产中，船舶薄板的焊接问题的解决往往还需要一定的经验知识的支撑。因此，船舶薄板的焊接技术被认为是能够实现一定程度的智能化的一个较为理想的发展领域，对提高造船质量、缩短建造周期、降低造船成本具有重要意义。高强度焊接结构用刚简称高强钢。作为一种焊接结构用钢，高强钢具有强度高、韧性好、焊接性能优良、品种规格多样等特点。本文主要就船舶薄板以及其高强度钢的焊接技术进行研究。
1、船舶薄板的焊接
1.1薄板焊接变形的原因
一般焊接包括加热、冷却两个方面。在这两个阶段过程中，金属的结构会会破坏导致变形，加热过程中的热塑性变形影响较为显著。如在熔化焊接过程中，随着温度的降低，金属原子之间的吸引力渐渐的增大，温度降到金属的凝固温度以下后，液态金属会开始结晶，金属原子会有规律性的排列，形成晶格。温度的持续降低，原子振动范围的不断缩小，导致晶格发生收缩，这种收缩最终表现为焊接缝隙间金属的收缩，包括横向收缩和纵向收缩两种。在薄板焊接中，由于收缩作用，会使形状发生大面积的形变，其中包括扭曲变形、波浪状变形、角变形，或局部凹陷等。这些形变会影响薄板的结构。除此之外，还应该注意焊接刚的刚性定位以及结构定位，包括焊接程序，工艺参数等会对变形造成一定的影响。
1.2如何选择合理的焊接方法
焊接方法的选择主要为了减少形变。一般的焊接方法有二氧化碳气体保护焊，不锈钢薄板焊接，以及电阻焊接等多种焊接方法。为了防止薄板变形，反变形技术较为广泛使用，反变形是指在焊接前，将工艺变形向相反方向变形。反变形方法的选择与反变形量的控制需要工艺师认真斟酌，仔细推敲。选择合理的焊接方法对焊接过程的实施以及焊接的质量都有着至关重要的作用。
2、高强度钢焊接技术的研究
2.1高强度钢焊接性能分析
高强度钢船舶薄板结构用钢是经过细化处理晶粒的钢，又称为镇静钢，其含碳量较小，为了提高强度和硬度可加入Nb、Al等元素，这些元素要均为细化晶粒元素，焊接性很复杂。除此，对于一些强度级别较低而且其含碳量也较低的钢，这类钢的焊接性能较好，形变以及产生裂纹的倾向和淬硬倾向都比较小。钢强度级别越高，在热影响区域的裂纹倾向和淬硬倾向影响会越大。尤其是那些厚度较大的焊接钢件受裂纹倾向和淬硬倾向的影响较大。
2.1.1裂纹问题
裂纹倾向包括冷裂纹倾向和热裂纹倾向两种。其中冷裂纹是指产生于厚度较大的高强度钢的焊接缝，以及热影响区域中。冷裂纹一般产生的时间是在当焊接接头冷却到300摄氏度以下直至室温后，在热影响区域下的焊道处、其根部等出，一般，有些要隔很多天才能被发现。产生冷裂纹主要有几个方面的因素，首先，由于焊接过程中焊接缝隙以及热影响区域所产生的焊氢量过多，使其密集处于热影响区域熔合线附近，形成富氢带，如若此刻晶格空穴缺陷，则容易形成冷裂纹。其次，由于焊接接头内部温度分布不均，也会导致冷裂纹现象产生。除此，焊接金属以及淬硬组织对冷裂纹的敏感性较大，容易产生冷裂纹。
热裂纹主要是指在焊接过程中温度过高而产生的裂纹，一般是在金属熔化或凝固的时候。影响热裂纹的因素也包括几个方面。从一方面来说，一般来说焊接金属中的合金成分，还有金属中的碳、硫含量都是产生热裂纹的主要因素。另一方面，对于刚性要求较大的焊接接头，其产生热裂纹的可能性也比较大。另外，对于焊接横截面方面，焊接缝的宽度与熔深比值越大，其中液态金属的流动性越好，热裂纹产生的倾向会越小。
2.2防止裂纹产生和减少淬硬的措施
2.2.1焊接方法
对于高强度钢的焊接技术，一般采用二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊、埋弧焊接等多种。一般而言，好的焊接方法会带来好的薄板高强度钢焊接质量。对于不同的材料，采取不同的焊接方法会达到较好的焊接效果。
2.2.2焊接材料
各类焊接材料包括焊条、焊丝均应该符合国家规定标准，符合国家船级CCS认证。焊条、焊丝在使用前可进行除污处理，并严格按照规定的时间、方法进行烘焙。
2.2.2焊接参数
一般而言，焊接时有事先规定好的参数。参数包括焊接电流、电弧电压以及焊接速度三种。其三者的关系对裂纹倾向以及淬硬倾向都有一定的决定作用。一般而言，高强度的焊接采用的焊接参数比低强度的焊接采用的焊接参数规范要大。
2.2.3焊接坡口形式
一般而言，焊接缝的破口形式必然与焊接的横截面积密不可分。焊接时，角度较小的坡口对金属材料内液态金属的流动性起到抑制作用，这样容易有裂纹产生。除此，对于高强度钢的坡口，一般采用机械加工的方式。
2.2.4焊接前预热
焊接前预热是焊接的必要准备。一般，预热温度不能低于150摄氏度。在焊接过程中，其前一道的焊接是后一道焊接的预热，在多层多道焊接过程中，每个层间温度都不该低于预热温度。在船舶薄板构建中，一般不采用预热方式，但是，预热对于高强度钢来说，可以通过减缓冷却的速度来改善焊接接头的组织，从而能降低焊接热影响区域的硬度值，提高焊接区域的韧性。
2.2.5焊接后热处理
与焊接前预热一样，焊后热处理也是焊接后的必要步骤。一般而言，焊后是否需要热处理主要看钢的结构以及其化学效应。薄板的焊接方法，薄板的厚度，使用条件等因素综合考虑。一般船体构造过程中不采用焊接后热处理。
结束语：
船舶技术一直是我国的强项，为了促进经济发展，成就社会繁华稳定，我们应该加大船舶制造业的投入。在发展船舶制造业的同时，可寻求新的高强度钢焊接技术，将船舶事业发展壮大。受国际经济影响，船舶制造业面临着机遇与挑战，我们必须运用新的科技，将船舶制造业推向顶峰，将船舶薄板质量造就更好，将高强度钢技术炼就辉煌。新型的材料包括合金材料，新型的技术都值得被合理的使用开发。而焊接技术则要求焊接人员更加专业、实施更加严格，这需要船舶行业去发掘、采用以及培养。期待船舶制造业更加辉煌的明天。
参考文献：
[1]中国船级社材料与焊接规范[M]北京人民交通出版社.2009
[2]刘福才,陈超.模糊系统万能逼近理论研究综述.智能系统学报,2007,2(1):44-48.
[3]苏安集.CO2气体保护焊工艺参数优化研究.广东工业大学硕士学位论文,2009.
【关键词】城市建设，压力容器，焊接自动化，现状与发展
中图分类号：TU984文献标识码： A
一、前言
焊接自动化技术是提高压力容器产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全的前提，焊接自动化程度已成为衡量压力容器的工程施工质量重要标志之一，并且关系到整个工程的顺利进行。
二、压力容器焊接的概述
压力容器归于承压类的特种设备，如果在施工阶段中，专业技术和质量操控不过关，则会构成极大的安全隐患。在压力容器的焊接阶段中，焊接接头的质量对全部容器的质量都会有重要的影响。从某种含义上讲，一个压力容器的质量怎么，取决于很多方面，例如焊接材料的挑选，焊接技能、焊接设备的好坏以及焊接检验是不是合格等。压力容器的焊接技能，则是一个关键的阶段，需求有不断的完善和突破。影响压力容器焊接质量的缘由有很多，在进行焊接之前，应当检查一下焊接技术、工艺是不是合格，因为焊接技术、工艺的内容即是对焊接质量是否合格的可行性保障。一般说来压力容器的焊接技术、工艺所履行的鉴定标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》。
三、压力容器焊接自动化技术的应用现状
1、接管与筒体的自动焊接技术及工艺
以往传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨道现已无法完全的达到现阶段焊接设备的实践需要，而且也不合适应用到厚度较大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在这种情况下，就可以运用近几年开发的接管马鞍形埋弧焊接设备，该设备本身有着高度的自动化，所运用的操控方法极为快捷、敏捷，有着极强的适应能力。自动化马鞍形埋弧焊接设备其本身自动化的实现原理主要是使用接管所具有的内径来表示，选用四连杆夹紧的方法，来到达自动定心的意图；该设备的焊枪在运转轨道主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，经过焊接参数，可以使得焊接的数学模型在这一时期彻底自动化的生成；使用人机交互的界面，可以直接对焊接的各项参数进行操控，达到多道接连进行焊接的意图。而且其焊接的焊道可以在这一过程中自动排列；具有断点回忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；超薄大功率焊枪合适大厚度、窄空隙坡口，关于窄空隙坡口，选用一层两道的方法进行自动埋弧焊。
2、现阶段压力容器焊接自动化技术
（一）、焊接方案
对不一样原料和不一样厚度的压力容器进行焊接需求用到不一样的焊接方案，常用的方案主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊。气体保护焊电弧在维护气流的压缩下热量会集，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小，操作方便，有利于焊接阶段的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接施工率高、无弧光及烟尘很少等长处，使其变成压力容器、管段制作、箱型梁柱等重要钢构造制作中的主要焊接方案；堆焊技能很大程度上的发挥了对焊层的作用，是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技能；窄间隙焊接技能已变成现代工业施工中厚板构造焊接的首选技能，其巨大的技能和经济优势表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。
（二）、焊接自动化智能操控技术
焊接智能化操控在世界范围内不断完善，变成了现代焊接自动化的主要象征之一。已出现的一些现代高精度的自动操控体系，如最优操控体系、自适应操控体系等，在工业施工中得到了相应程度的运用。其间焊缝盯梢是焊接自动化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。
四、焊接自动化技术在压力容器制造中的发展
1、硬件方面
（一）、自动焊接设备
在近10年中，国内所研制的多头埋弧自动焊和多头MAG自动专用焊机已在压力容器的生产中得到了广泛的应用，特别值得一提的是国产形式水冷壁专用自动化焊机，大大减少了工人的劳动强度，提高了焊接质量。现代焊接机器人尤其是弧焊机器人作为典型的程序控制柔性焊接系统，具有效率高、质量稳定等长处，在压力容器焊接范畴得到高度重视。柔性焊接机器人由于其报价不断降低将在中国推广应用，变成焊接设备的微机自动化控制技能的一个发展方向。除此之外，一些工艺设备的改进，如液压封头筒体对装设备、万向焊接转台、小直径筒体纵缝环缝自动焊装置等，在很大程度上也提高了压力容器焊接自动化程度。
（二）、自动化焊接技术方案
埋弧自动焊是当前压力容器焊接的主要方法，运用于封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等，使焊接阶段的自动化和机械化变成实际。但当前国内埋弧自动焊的操控体系大多仍选用简略的模拟电路，整体功能有待进一步完善。堆焊技术主要用于厚壁压力容器的焊接，其带极埋弧堆焊因为母材熔深浅且较均匀，对工件表面质量要求低，变成国内外压力容器内壁堆焊的主要方案。近来研发出的高速带极堆焊法，与带极埋弧堆焊相比，堆焊层边界晶粒细小，杂质含量低，是一种经济性较好的堆焊方案。窄间隙焊接可以对厚壁压力容器可进行全方位焊接，易于完成焊接阶段的自动化。当前，该技术完成了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流和速度，而且具有高度和横向自动盯梢体系，完成焊缝的自动化焊接。
2、软件方面
（一）、焊接的智能化操控
这些年焊接智能化操控技术在压力容器工作中得到了很大的完善。焊缝盯梢是焊接智能化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。当前运用的焊缝盯梢体系主要包含触摸式和非触摸式两种类型。触摸靠形式盯梢体系经过横向盯梢、纵向盯梢和微调体系坚持导电嘴和焊缝之间间隔不变，完成环缝焊接自动化，但有时会因坡口及焊缝的加工装配不均匀而影响传感器的丈量精度。非触摸式盯梢体系与其它学科联系严密，当前国内外学者对此进行了不一样程度的研讨。非触摸式超声波盯梢传感用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检查的焊缝盯梢，能达到压力容器制作的需求，在低成本焊接自动化具有较好的运用空间。基于CCD视觉焊缝盯梢体系能够用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方案和设备中，但鉴于焊接阶段的运用环境恶劣，传感器要得到弧光、高温、烟尘等的搅扰，使传感器的精度、抗搅扰功能和灵敏度得到不一样程度影响。尽管迄今为止已研讨出多种自动盯梢方案，但大多数还处于试验期间。由于计算机信息技能的完善和新式传感方法的研讨，焊缝盯梢技能将会在压力容器职业得到广泛运用，进一步完善压力容器焊接阶段的自动化和智能化程度。
（二）、人工智能技能及专家体系
人工智能技能在焊接阶段中具有代表性的是模糊操控体系、神经网络操控体系和焊接专家体系。I11-SooKim等将人工神经网络引进GMA焊接方案来猜测焊接区宽度，拓宽了GMA焊接的运用范畴。当前，美国、日本等国家相继在技能拟定、缺点剖析、资料挑选和设备挑选等方面完善了一系列研讨开发。美国AdaptiveTechnologies公司开发的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和质量检查等功能，体系能依据来自传感器的光、温度、电弧等信息，自动调整焊接途径、线能量、送丝速度和摇摆参数等，并可优化多道焊参数。日本NKK公司开发的“焊接参数操控专家体系”可给出最优焊接参数，以确保恒定的熔深及焊接高度。中国在这范畴也相继开发了不一样类型的运用软件，其间清华大学开发的“通用型弧焊技能专家体系QHWES”因其较强的适应性和再开发才能而独具特色。
五、结束语
从实践出发对当前焊接自动化技术中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，焊接自动化技术在压力容器制造中的应用是运用科学的方法，促进技术工作的完善。
参考文献
[1]韩淑梅，姜玉秀.浅析当前焊接技术的发展[J].知识经济，2011
[2]董正祥，刘峰，田为民，孙先强，王卫国，油田在用压力容器主要缺陷分析及预防《中国特种设备安全》2010
【关键词】高层钢框架结构；施工工艺；焊接变形
1引言
高层结构的行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》虽然已经颁布，但在我国，真正意义上的纯钢结构高层建筑采用的仍较少，普遍采用的是钢框架-混凝土核心筒结构，虽然其具有造价低、用钢省等优点，但其应用范围和技术上还有待进一步研究和完善。而且我国的建筑钢材存在很大不足，在品种、规格和质量水平上和发达国家还有较大差距。在高层钢框架结构施工领域，技术水平高、管理能力强的建筑企业很少，钢框架结构施工成套技术尚处于完善阶段。为此，有必要加强对高层框架结构的施工工艺及其焊接变形方面的探讨，这也是本论文的研究出发点。
2高层钢框架结构施工工艺及其变形分析
2.1 钢框架结构施工特点分析
钢框架结构施工技术，主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序，但在钢结构施工的同时往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合，做到统筹兼顾，才能高效、高质地完成施工任务。其主要特点有：
2.1.1 测量、定位、放线精度要求高。测量、定位、放线是贯穿制作和安装阶段的控制重点。在高层钢框架结构安装中，由于体型大，误差积累将非常显著，柱子或其它构件微小的偏移会造成上部很大的变位，极大地改变结构的受力，影响设计效果，甚至产生工程事故。
2.1.2 钢框架结构安装中，由于钢材热胀冷缩现象突出，天气、温度等条件影响大，温度变化会对安装精度产生较大影响。特别是在钢构件连接中，焊接和螺栓连接受天气、温度影响更大。在焊接技术规程中规定，自然条件不能满足焊接环境要求时，要采取人工措施给焊接创造条件，比如焊条的预热、钢板的预热加温等。
2.1.3 钢结构安装对起重、运输等机械的性能要求高。由于钢构件重量大、体型大，高层钢框架结构安装中高空作业多，对吊装过程中的技术要求高，吊装中不同工况条件下的施工荷载必须同其自身设计承载力相吻合，钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中，要按事先模拟设计的条件进行。
2.1.4 由于钢材的特点，决定了钢框架结构要求防腐、防火严格。
2.1.5 高层钢框架结构安装工程量大，构件多，现场往往必须设置临时堆放场地及相应的中转堆场才能满足安装需要。
2.2 钢框架焊接变形分析
2.2.1 钢结构变形类型
钢结构变形类型，可分为总体变形和局部变形两类。总体变形是指整个结构的外形和尺寸发生变化，局部变形是指结构构件在局部区域出现变形。二者可能单独出现，但更多地是组合出现。它们都会影响结构的诸多方面，如外观、刚度和稳定性等，降低承载力，危及结构安全。
2.2.2 钢结构变形原因
钢材的初始变形；加工制作中的变形；运输及安装过程中产生的变形；使用过程中产生的变形等。
2.2.3 变形控制方法
传统的经验方法是制定合理的吊装、焊接方案等，如采用先内而外的吊装顺序、对称焊接等，在测量控制上预留变形等，这种笼统地控制方法在一定条件下可以取得较好的效果，但遇到复杂、多变的条件，效果有限。
焊接变形是高层钢结构框架变形的主要构成因素，但相关的论文分析也多以静态、局部的分析为主，如针对于某个焊接面或焊接构件的分析，针对建筑钢框架结构焊接变形的整体分析方法尚未出现。
3 高层钢框架结构焊接施工工艺及其变形矫正探讨
3.1 焊接变形原因分析
钢结构具有结构性能良好、建设工期短、绿色、环保等优点，所以在工业与民用建筑中广泛应用。焊接对钢结构来说是一把双刃剑，它成就了钢结构建设的高速度，但是钢结构在焊接时产生的变形问题，也会极大地影响钢结构的施工质量。钢结构在焊接过程中出现变形是不可避免的，但可以通过合理的施工措施来予以控制。
焊接变形产生的主要原因是由于焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀加热，以及随后的不均匀冷却作用和结构本身或外加的刚性拘束作用，通过力、温度和组织等因素的变化，从而在焊接接头区产生不均匀的收缩变形，焊缝的纵向和横向缩短是引起各种复杂变形的根本原因。
3.1.1 结构刚度
刚度就是结构抵抗拉伸和弯曲变形的能力，它主要取决于结构的截面形状及其尺寸大小。如桁架的纵向变形，主要取决于横截面面积和弦杆截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形状截面的弯曲变形，主要取决于截面的抗弯刚度。
3.1.2 焊缝位置和数量
在钢结构刚性不大时，焊缝在结构中对称布置，施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝布置不对称时，则还会产生弯曲变形；焊缝截面重心与接头截面重心在同一位置上时，只要施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝截面重心偏离接头截面重心时，则还会产生角变形。
3.1.3 焊接工艺
焊接电流大，焊条直径粗，焊接速度慢，都会造成焊接变形大；自动焊接的变形较小，但焊接厚钢板时，自动焊比手工焊的焊接变形稍大；多层焊时，第一层焊缝收缩量最大，第二、三层焊缝的收缩量则分别为第一层的20%和5%～10%，层数越多焊接变形也越大；断续焊缝比连续焊缝的收缩量小；对接焊缝的横向收缩比纵向收缩大2倍～4倍；焊接次序不当或未先焊好分部构件，然后总拼装焊接，都易产生较大的焊接变形。所以在施工时要制定合理的焊接工艺措施。
3.2 焊接变形矫正措施探讨
3.2.1 焊接工艺措施
焊接施工时，应选择合适的焊接电流、速度、方向、顺序，以减少变形。焊接金属构件时，应先焊短，后焊长；先焊立，后焊平；先焊对接缝，再焊搭接缝，应从中间到两边，从里到外焊接。集中的焊缝应采用跳焊法，长焊缝采用分段退步焊和对称焊接法。
3.3.2 机械矫正法
机械矫正法是利用机械力的作用，以矫正焊接变形，常采用撑直机、压力机、千斤顶及各种小型机具顶压矫正构件变形。矫正时，将构件变形部位放在两支撑之间，对准构件凸出部位缓慢施力，即可矫正变形。
3.3.3 火焰矫正法
采用火焰矫正的原理与焊接变形的原理相同，只是反其道而用之，通过给金属输入热量，使金属达到塑性状态，从而产生变形，构件被局部加热后，依靠加热区的膨胀与收缩差，使构件按照预定的方向发生变形，从而达到矫正的目的。
3.3.4 刚性固定法
焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹具固定构件，增加刚性后，再进行焊接，这样焊接中的加热和冷却的收缩变形，被固定夹具等外力所限制，但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢，不适应中碳钢和可焊性更差的钢材，因为焊接应力常使焊件产生裂纹。
4 结语
高层钢框架结构施工工艺与焊接变形分析的影响因素多而且具有较强的模糊性和不确定性，本论文重点对高层钢框架结构的焊接施工工艺进行了分析研究，详细探讨了焊接变形的原因及其矫正措施，对于进一步提高钢材钢框架结构的施工工艺水平具有较好的理论指导时间。
参考文献：
[1]日本.渡边帮夫等著.钢结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
Abstract： The tunnel flashing uses traditional hot melt welding， its construction efficiency is low and the welding quality and appearance are poor. Combined with the application of the welding technology of a new type of ultrasonic flashing in Banlun tunnel of the Napo Expressway from Guning， Yunnan to Napo， Guangxi， this paper analyzes the results from principle， process， organization， quality and other aspects. The indicators and performance advantages are obvious， which provides the reference for the application of ultrasonic flashing welding in the engineering.
关键词： 隧道；防水板；超声波；焊接
Key words： tunnel；flashing；ultrasonic；welding
中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）02-0131-02
1 项目概况
云南富宁至广西那坡高速公路主线全长22.233km，起点位于云南罗富高速公路，连接广西靖那高速公路，板仑隧道桩号为K3+885，位于广西与云南交界的富宁板仑乡境内，隧道左线里程为ZK2+886～ZK4+851，长度1965m，右线里程为YK2+885～YK4+885，长度2000m，左线进出口明洞长度分别为26m、22m，右线进出口明洞长度分别为4m、12m；隧道左线最大埋深358m，右线最大埋深355m。本隧道为全线最长隧道，为分离式隧道，是富宁至那坡高速公路控制性工程，隧道进口处间距20.7m，出口处间距19.5m，洞口段为小间距施工。本文结合板仑隧道采用新型超声波防水板焊接技术的实例应用，对焊接技术和质量控制要点进行分析探讨。
2 工艺概况及原理
以往多数隧道防水板铺设后一直采取手工方式固定到隧道内壁上，固定方式以射钉锚固垫片为主，垫片与防水板以热熔形式处理，往往容易烧焦、烧穿，与初支表面的密贴效果不稳定，质量控制难，整体平顺性不好。板仑隧道结构防水由喷射混凝土、柔性卷材防水层和二次衬砌结构自防水等组成，其中柔性防水卷材为土工布和1.5mm厚PVC防水板组成，施工过程中采用新型超声波对防水板焊接，超声波焊接机由发生器产生20kHz～35kHz的高压、高频信号，通过换能系统转换成高频机械振动，借助焊接枪头加于两个靠近的塑料工件上，通过工件表面及内在分子间的摩擦提高接触面局部温度，当温度升高至工件熔点时，工件接口迅速熔化将接口间的空隙填实，随接触时间延长，接触面熔化深度加大，当接触震动停止后，工件冷却定形，至此超声波焊接完美收官。
3 工艺特点
①超声波焊接开机即可焊接，正常情况下焊接枪头不会烫伤操作人员，安全性好。②超声波焊接不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品，使用成本低。超声波焊接一次性投入较大，但设备使用寿命长，分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%，经济效益明显。③超声波焊接节约了电热压力焊的预热等待时间，一个接触点仅需3s，生产率高，也不会因出现焊点破洞修补而浪费时间。④焊点外观质量和熔接程度好，焊点不破损，防水板铺设质量好。
4 适用范围
本方法适用于隧道施工的防水板与垫片间的焊接施工。
5 主要引用标准
《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；
《高速公路施工标准化技术指南》 第五册 隧道工程；
《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）。
6 施工方法
隧道内壁一定范围内铺设好土工布，土工布与隧道洞壁间的锚固点全部安放有热熔垫片；作业台架就位，在机械手卷筒支架上安装好防水板卷筒；调试好超声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺）搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪对正垫片，启动开关持续2～3s；每个垫片上点焊3-4个焊点；待水平方向热熔垫片全部点焊完成后，再次启动机械手向上移动，使防水板与下一排热熔垫片熔接固定。如此，即可完成整个拱圈防水板的铺设。
7 工艺流程及操作要点
7.1 施工工艺流程
施工准备基面检查土工布铺设防水板铺设及超声波焊接固定效果检查
7.2 操作要点
7.2.1 施工准备
工前调配好人员、机具等各方面资源，做好工前准备工作。首先材料要准备到位，其中，热熔垫片（图1）选择红色新型改进型垫片，确定固定点的位置再开始施焊。另外，在受力条件允许的情况下需要尽量缩小垫片面积，以节省EVA原材料，降低材料成本。
7.2.2 基面检查
铺设防水层前先扫描隧道断面，按质量要求处理好初期支护喷射混凝土表面，将锚杆头或钢筋露头切除后用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比不宜超出1/10，超出这一控制标准会影响混凝土喷射基面的平整度，所以检查时必须用细石混凝土将其填平，再用平整度尺和塞尺检验填坑后表面的平整度，确认符合喷射要求后再铺土工布，安装环向透水盲管，然后施作防水板。
7.2.3 土工布铺设
利用作业台架将土工布沿隧道内壁展开，用尾部套有热熔垫片（如图1）的射钉将土工布平顺地固定到隧道洞壁上，构成防水板铺设基层。铺设时，要保证土工布两幅搭接宽度至少为50mm，并且布面平顺，没有褶皱或隆起（如图2）。垫片作为防水板固定点，应按设计要求布置成梅花形，拱部垫片间距控制在0.5～0.8m之间，边墙的垫片间距为0.8～1.0m。尽量在平整的基面上设置防水板和热熔垫片的固定点，以方便焊接。
7.2.4 防水板铺设、超声波焊接
7.2.4.1 超声波焊接机调试
①接通电源：电源为220V、50Hz单项电源。通电后查看指示灯是否亮起，若不亮，需要对保险管进行检查。
②仪器调试：通电后点按面板上的红色“测试”按钮，查看表盘电流表，电流正常值应该在“0.5～1”安倍之间，若不在这一区间内，需要对频率螺杆进行进行左右微调，调试过程中点按红色“测试”按钮，直至电流恢复正常，如果依然无法恢复正常，就应该查看模具是否完好，因为模具存在裂缝或破损，也会对电流造成不良干扰。
7.2.4.2 防水板铺设及固定点焊接
①防水板对位。防水板铺设从一侧边墙下部向拱部、再从拱部向另一侧边墙铺设。打开防水板包装，将板材拉出一两米进行对位。要确保第二幅板材与上一幅防水板搭接处宽度至少为15cm，平顺，且松紧度留有一定余量（设计周长和铺设长度按4：5比例进行预留）。
②超声波焊接机压焊。墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与防水板面垂直压紧开始点焊。防水板被熔化后，在端头压入防水板大概0.5mm处停止点焊，单点焊接持续时间约为3s（如图3、图4）。施焊时应确保防水板和垫片紧压密贴，否则会影响点焊效果。
拱部压焊：对拱部施焊时，先用临时钢筋支撑将防水板撑至喷射混凝土面，再以压焊的方式进行焊接。
焊点数量：边墙部位每个垫片焊3个点；拱部每个垫片焊4个点，且宜均匀布置于垫片上，以确保焊接牢固。
焊接顺序控制：在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从一侧边墙向拱部、再从拱部向另一侧边墙铺设、逐排与固定点焊接。单幅超声波焊点完成后，采用爬焊机连接两幅防水板。
7.2.4.3 防水板搭接焊接
防水板铺设到位后及时进行搭接焊接。搭接焊接采用自动爬行热熔器具，要求焊缝均匀，无烧蚀、不破损。
8 劳动力组织和主要机械设备
劳动力组织和机械见表1，表2。
9 质量控制
9.1 易出现的质量问题
焊点不牢固、焊点焊接过量、焊点结合面不均匀。
9.2 控制措施
①焊接时，防水板与垫片之间必须密贴，增加焊接时间，增加焊接压力。
②减少焊接时间、减轻焊接压力。
③检查防水板与垫片之间是否密贴。焊接时，枪头模具应与防水板垫片面垂直。
10 工程效果评价
防水板超声波焊接技术的应用，使以往防水板焊焦、焊穿的质量通病得到了根本改善。现场土工布、防水板铺设美观、平顺，可操作性和观感质量及经济性都得到大幅度提高，防水板和土工布的连接质量达到质的飞跃，板仑隧道通过采用新型超声波防水板焊接技术，隧道防水板焊接效果显著，质量及外观控制得到较好效果。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接分会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，1993：502-515.
关键词:质量通病,PDCA循环,“米”字焊缝,技术攻关
一、工程简介
四川广元广兴续建工程是由贵阳铝镁设计研究院设计,其200KA预焙阳极铝电解槽属国内中型号的预焙电解槽,是在综合贵阳院186KA槽及国内新开发的大型预焙槽成功经验的基础上设计的。钢槽壳采用小船型结构。200KA预焙阳极铝电解槽由摇篮式钢槽壳、行架立柱、阳极提升机构、密封罩、小盒夹具等部件组成,其中摇篮式钢槽壳是本课题研究的主要对象。
钢结构焊接材料选用依据施工图,检验执行国标GB5117-85,
钢结构焊接接头依据施工图规定和国标GB985-80、GB986-80
焊缝检验执行国标GB3323-82、Q/ZB74-78。
二、选题理由
1、 铝电解槽为全焊钢结构件,焊接应力大,其制作大部分采用CO2气体保护焊,由于我们对CO2气体保护焊的使用方法不熟练,操作不当,工人的技术水平低,焊缝外观成型差,气孔、咬边、裂纹、焊瘤等缺陷普遍存在,为实现广兴续建工程电解槽制安创优质工程目标,必须确保焊接质量。
2、 根据广兴续建工程实际情况,48台槽只有4个月的制安时间,为保质量工期,必须对关键工序、薄弱环节进行重点攻关,加强管理,完善现场施工质量保证体系。
三、目标
1、修正工艺,攻克技术难关,把焊接规范严格控制在工艺范围内,确保焊接质量,创优质工程。
2、制安质量达优质,保证实现双百率,即:合格率100%,优质率100%。
四、现状分析
1、在施工准备阶段,对以往工程施工中的焊接质量通病进行分析,主要是焊接电流过大,造成焊接区过热,结晶粗大,产生脆化,造成质量隐患,且焊缝外观成型差,咬边、气孔、加渣、裂纹、焊瘤等现象普遍存在,对以上问题,制定了施工工序质量保证系统图(和提高焊接质量系统图。深入工程施工,跟踪检查,组对合格率100%,焊缝外观检查合格率100%。
2、针对质量通病,又进行了因果图分析,通过对因果图的分析,讨论认为影响焊缝外观质量的主要因素是:
A:焊接电流过大
B:操作者技术水平低,责任心不强
C:工艺参数不当
D:气体保护效果不好
通过分析,针对主要影响因素,制定对策表(表1),如下:
序号 问 题 对 策
1 焊接电流大 根据工人技术水平,通过试验,优选最佳电流
2 操作者技技术水平低责任心不强 开展技能培训和技术交流,加强思想政治工作,提高工人质量意识
3 工艺参数不当 通过焊接试验和工艺评定,优选最佳工艺参数
4 气体保护效果不好 采取防风措施,焊前清理干净,气流15-20升
表 1
3、对策实施
(1)将CO2气保焊平角焊的焊接电流分别取150~180A,200~240A,260~280A,300~350A,350~400A五个范围,由8人依次操作,对焊缝外观进行检查比较,200~240A电流效果最佳。
(2)根据工艺试验并参照有关规范标准编制《焊接作业指导书》。
4、实施效果
对电解槽端侧板焊缝外观进行检查(均为平角焊缝),共检查150点,一次合格率82%,对焊缝缺陷进行调查统计,见表2,
序号 名 称 数 量 百 分 比 % 累计百分比 %
1 焊瘤 11 40.7 40.7
2 咬边 8 29.6 70.3
3 气孔 5 18.5 88.8
4 裂纹 1 3.7 92.5
5 焊肉不够 2 7.4 100
N
27 100
表2
通过PDCA循环,焊接质量有了明显的提高,一次检查合格率达到了82%,在焊接中还存在焊瘤、咬边等缺陷,未达到预定目标。
五、第二次循环
通过对第一次循环中遗留下的问题进行调查研究,分析原因,根据缺陷调查表画出返工缺陷排列图,用方法展开系统图分析主要因素和次要因素,并制定对策,见(表3)
1、实施:
(1)召开焊接操作讨论会,分析对策,开展思想教育,加强工人思想觉悟,进行认真全面的技术交底,分析质量隐患造成的质量事故和严重后果,树立大家的质量金牌意识。
(2)加强技术操作交流,进行操作培训。
项 目 产 生 原 因 要因 对 策
焊 瘤 焊枪倾角不对 电流大 焊速慢 切割熔渣未清理干净 组对间隙大 1、专人讲课纠正不正确焊接角度,各种位置焊接角度和运弧手法 。毕业论文,质量通病。 2、严格控制切割余量和收缩余量,编制制作工艺指导书,提高组对质量。 3、焊前仔细清理坡口及边缘,设防风棚。 4、加强质量监督,提高工人质量意识,严格按工艺施工,禁止大电流焊接。
咬 边 电压大 焊丝摆动不到位 组对间隙大 施焊位置不到
气 孔 焊前清理不彻底 环境风大 焊枪倾角不对 送气管泄露
裂 纹 组对间隙大 强行组对 弧坑未填满
注: 主要因素次要因素
表3
(3)编制《电解槽制作作业指导书》,严格控制组对间隙。
(4)加强质量跟踪检查,专人负责。
(5)重要焊缝由专人焊接,并打焊工钢印。
(6)在焊接现场悬挂焊缝外观检查对照图。
(7)奖优罚劣,完善现场施工质量保证体系。
2、效果:
(1)通过以上对策的具体实施和加强管理,对返工焊缝进行全检,均达到设计要求和施工规范标准;另对样槽制作组对进行检查。见表4。
表4 组对 检 查 调 查 表
序 号 名 称 检 查 点 合格点 合格率%
1 坡 口 40 40 100
2 钝 边 40 40 100
3 间 隙 40 40 100
4 错 边 40 40 100
N 合 计 160 160 100
通过表4看到组对一次合格率100%,达到优质。
(2)通过对制作的20台电解槽零部件的焊接质量进行全面跟踪检查,共检测数据1240个,超差数据89,一次检查合格率达92.82%。
(3)通过两次PDCA循环,达到预定目标,整体制作能力达到一个新水平,工人素质有了明显的提高,并试做成功电解槽组对一次成型工艺和一套槽壳组焊工艺,为广 兴续建工程创优质提供保证。
六、第三次循环
1、通过两次PDCA循环,焊接质量有了明显提高,但为保证工程制安施工优良,总结了前段时间的工作,对第二次循环中不合格点缺陷类型进行统计,如下表5。
序号 名 称 数 量 百 分 比 % 累计百分比 %
1 咬边 41 46.07 46.07
2 焊瘤 28 31.46 77.53
3 焊缝尺寸不够 17 19.10 96.63
4 表面裂纹 3 3.37 100
N
89 100
表5
2、通过对上表进行分析讨论,造成以上缺陷的主要原因是职工的质量意识不高,一味追求速度,个别人采用大电流快速焊,而技术又不熟练,造成咬边、焊瘤、焊缝尺寸小,裂纹主要是收弧时弧坑未填满,冷却时产生弧坑裂纹。
3、针对以上原因,制定对策如下:
(1)开展思想教育提高工人思想意识;
(2)严格控制大电流焊接,一经查出,采取严厉的经济处罚;
(3)自制角焊缝尺寸检验样板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先进行自检,然后通知质检员,验收合格后方可下班。
4、效果
(1)通过对策实施和加强质量控制,质量意识深入人心,经公司质检和检验评定,合格率达到了100%;
(2)工人的积极性调动起来,工作效率明显提高,由原来的6人焊(两个端侧板/工作日)减少到5人。
七、关键部位和技术攻关
1、摇篮架重要焊缝攻关
根据以往施工经验和回访调查,摇篮架“米”字焊缝处为重要受力焊缝,摇篮架开裂主要发生在这个部位.通过对摇篮架焊缝开裂进行了因果图分析。
2、对策实施
该工程电解槽钢槽壳采用小船型结构,在摇篮架角部增加了两块三角丁字板,结构刚性比老式直槽好,通过对因果图分析,工艺和管理是引起开裂的主要因素,为保证摇篮架的焊接质量,避免质量事故的发生,采取了以下措施:
(1)重新编制摇篮架焊接工艺;
(2)摇篮架重要焊缝处由专人焊接,并打焊工钢印;
(3)加大检查力度,自检与专检相结合;
(4)施工前进行全面细致的技术交底;
3、技术攻关
摇篮架的焊接,在以往施工中全部采用CO2气体保护焊,熔深浅,且易产生“虚焊”,大电流焊接造成的“致命”缺陷比较多,为此我们拟对摇篮架“米”字焊缝处采用手弧焊,焊接层间用气铲和磨光机清理干净,专人焊接。
(1)焊接工艺试验
用同一台焊机采用不同的电流值让试板在自由状态下,由多人分别施焊,试验结果如表6,
序号 电流(A) 电压(V) 外观检查 切片观察 压弯试验 备注
1 A 180 20 变形小,焊缝成型美观 完全熔合,无夹渣、气孔、裂纹 600压弯无撕裂 每块试板取3样本切片观察,3点横向压弯
B 250 27 变形较大,焊缝成型一般 完全熔合,有气孔、裂纹倾向 600压弯轻微撕裂
C 300 32 变形大,焊缝表面不光滑,咬边 熔合,局部气孔,熔合区微裂纹 600压弯严重撕裂
2 A 180 20 变形小,焊缝成型优良 完全熔合,无夹渣、气孔、裂纹 600压弯无撕裂 每块试板取3样本切片观察,3点横向压弯
B 250 27 变形较大,焊缝成型一般,焊瘤 完全熔合,有气孔、裂纹倾向 600压弯轻微撕裂
C 300 32 变形大,焊缝表面不光滑,咬边表面纵向裂纹 熔合,局部气孔,熔合区微裂纹 600压弯严重撕裂
表6
根据实验结果,并 参考电流经验公式I=Kd(《焊接工艺人员手册》P39,)及焊接电流对气孔的影响和焊接电流对焊缝金属化学成分的影响(《焊接数据资料手册》机械工业出版社),并经多人实际操作,优选最佳工艺参数,制定焊接工艺。
(2)焊接坡口设计
摇篮架“米”字焊缝结构如图—5所示,其中焊缝1、2、3、4、5为主受力焊缝,裂纹扩展如上图,件A和焊缝1接触的地方预留减应力孔,既可减小应力集中,又可防止裂纹由焊缝4或5扩展至焊缝1,绝对不允许焊上该孔。工字钢插口用氧—乙炔切割,特别注意不能伤及工字钢腹板。毕业论文,质量通病。毕业论文,质量通病。
由图—6(带坡口的角焊缝强度与坡口深度的关系图)(熔接工学,佐藤邦彦等着,理工学社,1979)可见,当P(坡口深度)>K(焊脚)且P>14mm时,角焊缝的强度明显提高,因此焊缝1采用/！/单边450“V”坡口,背面气刨清根并开出坡口,既能保证焊透,又可提高焊缝强度,使摇篮架当三角筋板因开裂而失去加固作用时仍具有一定的刚性。毕业论文,质量通病。毕业论文,质量通病。
4、实施
按以上设计经反复试验,优选最佳工艺,制定摇篮架“米”字焊缝。毕业论文,质量通病。
关键词：波峰焊; 印制线路板; 助焊剂; 焊料; 工艺参数
Study on Process of Wave Soldering
XIANFei
（Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China）
Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.
Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters
波峰焊是将熔化的焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的线路板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与线路板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊用于线路板装联已有20多年的历史，现在已成为一种非常成熟的电子装联工艺技术，目前主要用于通孔插装组件和采用混合组装方式的表面组件的焊接。
1波峰焊工艺技术介绍
波峰焊有单波峰焊和双波峰焊之分。单波峰焊用于SMT时，由于焊料的“遮蔽效应”容易出现较严重的质量问题，如漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷。而双波峰则较好地克服了这个问题，大大减少漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷，因此目前在表面组装中广泛采用双波峰焊工艺和设备。
双波峰焊的结构组成见图1。
波峰锡过程：治具安装喷涂助焊剂系统预热一次波峰二次波峰冷却。下面分别介绍各步内容及作用。
1.1 治具安装
治具安装是指给待焊接的线路板安装夹持的治具，可以限制基板受热形变的程度，防止冒锡现象的发生，从而确保浸锡效果的稳定。
1.2 助焊剂系统
助焊剂系统是保证焊接质量的第一个环节，其主要作用是均匀地涂覆助焊剂，除去线路板和元器件焊接表面的氧化层和防止焊接过程中再氧化。助焊剂的涂覆一定要均匀，尽量不产生堆积，否则将导致焊接短路或开路。
助焊剂系统有多种，包括喷雾式、喷流式和发泡式。目前一般使用喷雾式助焊系统，采用免清洗助焊剂，这是因为免清洗助焊剂中固体含量极少，不挥发物含量只有1/5~1/20。所以必须采用喷雾式助焊系统涂覆助焊剂，同时在焊接系统中加防氧化系统，保证在线路板上得到一层均匀细密很薄的助焊剂涂层，这样才不会因第一个波的擦洗作用和助焊剂的挥发，造成助焊剂量不足，而导致焊料桥接和拉尖。
喷雾式有两种方式：一是采用超声波击打助焊剂，使其颗粒变小，再喷涂到线路板上。二是采用微细喷嘴在一定空气压力下喷雾助焊剂。这种喷涂均匀、粒度小，易于控制，喷雾高度/宽度可自动调节，是今后发展的主流。
1.3预热系统
1.3.1预热系统的作用
1）助焊剂中的溶剂成份在通过预热器时，将会受热挥发。从而避免溶剂成份在经过液面时高温气化造成炸裂的现象发生，最终防止产生锡粒的品质隐患。
2）待浸锡产品搭载的部品在通过预热器时的缓慢升温，可避免过波峰时因骤热产生的物理作用造成部品损伤的情形发生。
3）预热后的部品或端子在经过波峰时不会因自身温度较低的因素大幅度降低焊点的焊接温度，从而确保焊接在规定的时间内达到温度要求。
1.3.2预热方法
波峰焊机中常见的预热方法有三种：空气对流加热、红外加热器加热以及热空气和辐射相结合的方法加热。
1.3.3预热温度
一般预热温度为130~150℃,预热时间为1~3min。预热温度控制得好，可防止虚焊、拉尖和桥接，减小焊料波峰对基板的热冲击，有效地解决焊接过程中线路板翘曲、分层、变形问题。
1.4焊接系统
焊接系统一般采用双波峰。在波峰焊接时，线路板先接触第一个波峰，然后接触第二个波峰。第一个波峰是由窄喷嘴喷流出的“湍流”波峰，流速快，对组件有较高的垂直压力，使焊料对尺寸小、贴装密度高的表面组装元器件的焊端有较好的渗透性；通过湍流的熔融焊料在所有方向擦洗组件表面，从而提高了焊料的润湿性，并克服了由于元器件的复杂形状和取向带来的问题；同时也克服了焊料的“遮蔽效应”湍流波向上的喷射力足以使焊剂气体排出。因此，即使线路板上不设置排气孔也不存在焊剂气体的影响，从而大大减少了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。经过第一个波峰的产品,因浸锡时间短以及部品自身的散热等因素，浸锡后存在着很多的短路、锡多、焊点光洁度不正常以及焊接强度不足等不良内容。因此,紧接着必须进行浸锡不良的修正,这个动作由喷流面较平较宽阔、波峰较稳定的二级喷流进行。这是一个“平滑”的波峰，流动速度慢，有利于形成充实的焊缝，同时也可有效地去除焊端上过量的焊料，并使所有焊接面上焊料润湿良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和桥接，获得充实无缺陷的焊缝，最终确保了组件焊接的可靠性。双波峰基本原理如图3。
1.5冷却
浸锡后适当的冷却有助于增强焊点接合强度,同时,冷却后的产品更利于炉后操作人员的作业。因此,浸锡后产品需进行冷却处理。
2使用屏蔽模具波峰焊接工艺技术
由于传统波峰焊接技术无法应对焊接面细间距、高密度贴片元件的焊接，因此一种新方法应运而生：使用屏蔽模具（如图4）遮蔽贴片元件来实现对线路板焊接面插装引线的波峰焊接。
2.1使用屏蔽模具波峰焊接技术的优点
1）实现双面混装PCB波峰焊生产，能大幅提高双面混装PCB生产效率，避免手工焊接存在的质量一致性差的问题。
2）减少粘贴阻焊胶的准备时间，提高生产效率，降低生产成本。
3）产量相当于传统波峰焊。
2.2屏蔽模具材料
1）制作模具必须防静电，常见材料为：铝合金，合成石（国产/进口），纤维板。使用合成石时为避免波峰焊传感器不感应，建议不要使用黑色合成石。
2）制作模具基材厚度。根据机盘反面元件的厚度，选取5～8mm厚度的基材制作模具。
2.3模具工艺尺寸要求
1）模具的外形尺寸：模具的长与宽分别等于PCB的长与宽加上60mm的载具边的宽度且模具宽度必须350mm，具体工艺尺寸如图5。当PCB宽度小于140mm时，可以考虑在一模具同时放置两块PCB焊接。
2）工艺边离边缘8mm，另外两边贴近边缘地方加装10mm宽、10mm高的电木条，以增加模具的强度，减少模具变形。
3）每个加强档条上必须使用螺丝固定，螺丝与螺丝的间隔必需在150mm以下。
4）在模具制作完成后，需在四周且间距100mm以内安装压扣 （固定PCB于模具上），且须注意以下几点：（1）旋转一周不碰触到零件；（2）不影响DIP插件；（3）能将PCB稳固于模具。
5）模具的四个角要开一个R5的倒角。
6）模具上的PCBA在过锡炉时，有些零件受锡波的冲击会产生浮高，因此对一些容易浮高的零件采用压件的方法来解决。目前主要采用的方式：（1）金属铁块压件；（2）模具上安装压扣压件；（3）制作防浮高压件治具。
3提高波峰焊接质量的方法和措施
分别从焊接前的质量控制、生产工艺材料及工艺参数这三个方面探讨了提高波峰焊质量的有 效方法。
3.1 焊接前对线路板质量及元件的控制
3.1.1焊盘设计
1）在设计插件元件焊盘时，焊盘大小尺寸设计应合适。焊盘太大，焊料铺展面积较大，形成的焊点不饱满，而较小的焊盘铜箔表面张力太小，形成的焊点为不浸润焊点。孔径与元件引线的配合间隙太大，容易虚焊，当孔径比引线宽0.05~0.2mm,焊盘直径为孔径的2~2.5倍时，是焊接比较理想的条件。
2）在设计贴片元件焊盘时，应考虑以下几点：
（1）为了尽量去除“阴影效应”，SMD的焊端或引脚应正对着锡流的方向，以利于与锡流的接触，减少虚焊和漏焊。波峰焊时推荐采用的元件布置方向图如图6所示。
（2）波峰焊接不适合于细间距QFP、PLCC、BGA和小间距SOP器件焊接，也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件。
（3）较小的元件不应排在较大元件后，以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触,造成漏焊。
（4）当采用波峰焊接SOIC等多脚元件时，应于锡流方向最后两个（每边各1）焊脚处设置窃锡焊盘，防止连焊。
（5）类型相似的元件应该以相同的方向排列在板上，使得元件的安装、检查和焊接更容易。例如使所有径向电容的负极朝向板件的右面，使所有双列直插封装（DIP）的缺口标记面向同一方向等等，这样可以加快插装的速度并更易于发现错误。如图7所示，由于A板采用了这种方法，所以能很容易地找到反向电容器，而B板查找则需要用较多时间。实际上一个公司可以对其制造的所有线路板元件方向进行标准化处理，某些板子的布局可能不一定允许这样做，但这应该是一个努力的方向。
3.1.2PCB平整度控制
波峰焊接对线路板的平整度要求很高，一般要求翘曲度要小于0.5mm，如果大于0.5mm要做平整处理。尤其是某些线路板厚度只有1.5mm左右，其翘曲度要求就更高，否则无法保证焊接质量。
3.1.3妥善保存线路板及元件，尽量缩短储存周期
在焊接中，无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点，因此线路板及元件应保存在干燥、清洁的环境中，并且尽量缩短储存周期。对于放置时间较长的线路板，其表面一般要做清洁处理，这样可提高可焊性，减少虚焊和桥接，对表面有一定程度氧化的元件引脚，应先除去其表面氧化层。
3.2生产工艺材料的质量控制
在波峰焊接中，使用的生产工艺材料有：助焊剂和焊料，分别讨论如下：
3.2.1助焊剂质量控制
助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重，其作用是：
1）除去焊接表面的氧化物；
2）防止焊接时焊料和焊接表面再氧化；
3）降低焊料的表面张力；
4）有助于热量传递到焊接区。目前，波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。
选择助焊剂时有以下要求：
1）熔点比焊料低；
2）浸润扩散速度比熔化焊料快；
3）粘度和比重比焊料小；
4）在常温下贮存稳定。
3.2.2焊料的质量控制
锡铅焊料在高温下（250℃）不断氧化，使锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降，偏离共晶点，导致流动性差，出现连焊、虚焊、焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题：
1） 添加氧化还原剂，使已氧化的SnO还原为Sn，减小锡渣的产生；
2） 不断除去浮渣；
3） 每次焊接前添加一定量的锡；
4） 采用含抗氧化磷的焊料；
5） 采用氮气保护，让氮气把焊料与空气隔绝开来，取代普通气体，这样就避免了浮渣的产生。这种方法要求对设备改型，并提供氮气。
目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料，可将浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工艺控制最佳。
3.3焊接过程中的工艺参数控制
焊接工艺参数对焊接表面质量的影响比较复杂，并涉及到较多的技术范围。
3.3.1预热温度的控制
预热的作用：
1）使助焊剂中的溶剂充分发挥，以免线路板通过焊锡时，影响线路板的润湿和焊点的形成；
2）使线路板在焊接前达到一定温度，以免受到热冲击产生翘曲变形。一般预热温度控制在180~210℃，预热时间1~3分钟。
3.3.2焊接轨道倾角
轨道倾角对焊接效果的影响较为明显，特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。当倾角太小时，较易出现桥接，特别是焊接中，SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接；而倾角过大，虽然有利于桥接的消除，但焊点吃锡量太小，容易产生虚焊。轨道倾角应控制在5°~8°之间。
3.3.3波峰高度
波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化，应在焊接过程中进行适当的修正，以保证在理想波峰高度进行焊接，以压锡深度为PCB厚度的1/2~1/3为准。
3.3.4焊接温度
焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数。焊接温度过低时，焊料的扩展率、润湿性能变差，使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿，从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷；焊接温度过高时，则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化，易产生虚焊。焊接温度应控制在250+5℃。
4常见焊接缺陷及排除方法
影响焊接质量的因素是很多的，表1列出的是一些常见缺陷及排除方法，以供参考。
波峰焊接是一项很精细的工作，影响焊接质量的因素也很多，还需要我们更深一步地研究，以期提高波峰焊的焊接质量。
参考文献
[1]吴懿平，鲜飞.电子组装技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.
[2]张文典.实用表面组装技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2006.
[3]周德俭.表面组装工艺技术[M].北京：电子工业出版社，2002.
[4]王德贵.迎接21世纪的表面组装技术[J].电子工艺技术，1999（4）：169-171.
一、焊前检查
焊接前的准备工作主要从人员的配置，机械装置，焊接材料，焊接方法，焊接环境，焊接过程的检验这六个方面进行控制。
（1）焊工资格审查
人员的配置主要从焊工资格检查这方面进行控制。主要检查焊工资格证书是否在有效期内，所具有的焊接资格证书工种是否与实际从事的工种相适应。
（2）焊接设备检查
焊接设备检查主要包括以下几个方面：焊接设备的型号，电源极性是否与焊接工艺相吻合，焊接过程中所用到的焊炬，电缆，气管，以及其他焊接辅助设备，安全防护设备等是否准备齐全。
（3）原材料检查
焊接材料的质量对焊接质量有着重要的影响。焊接材料的检查主要包括对焊接母材，焊条，焊剂，保护气体，电极等进行质量控制。检查这些原材料是否与合格证和国家标准相符合，检查期包装是否有损坏，质量是否过期等。
（4）焊接方法检查
常用的焊接方法有电弧焊，（其中电弧焊包括焊条电弧焊，埋弧焊，钨极气体保护焊等），电阻焊，钎焊等。焊接方法是直接影响焊接质量的重要因素，根据焊接工艺要求选择合适的焊接方法是保证焊接质量的重要手段。
（5）焊接环境检查
焊接环境对焊接质量的影响也不容小视，焊接场所可能会遭遇环境温度，湿度，风雨等不利因素。检查是否采取必要的防护措施。出现下列情况必须停止焊接作业：采用电弧焊焊接工件时，风速≥8m/s；气体保护焊焊接时风速不大于2m/s；相对湿度不超过90%；采用低氢焊条电弧焊时风速不大于5m/s；下雨或下雪。
（6）焊接过程检查
为了保证焊接能够正确按照焊接工艺指导书的焊接参数进行焊接，经常需要增加焊接过程的质量检查程序。焊接过程质量检查通常由专职或兼职质量检验员进行，从焊接准备工作开始，对人员配备，焊接设备，焊接材料，焊接环境，焊接方法，等各方面进行检查、监控。
二、焊接过程中检查
（1）焊接缺陷
尤其是采用多层焊焊接时，检查每层焊缝间是否存在裂纹，气孔，夹渣等缺陷，是否及时处理缺陷。
（2）焊接工艺
焊接过程是否严格按照焊接工艺指导书的要求进行操作，包括对焊接方法、焊接材料、焊接规范、焊接变形及温度控制等方面进行检查。
（3）焊接设备
在焊接过程中，焊接设备必须运行正常，例如焊接过程中的冷却装置，送丝机构等。
三、焊后质量检查
（1）外观检查
包含以下几个方面：1、对焊缝表面咬边、夹渣、气孔、裂纹等检查，这些缺陷采用肉眼或低倍放大镜就可以观察。2、尺寸缺陷检查，例如焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等，需采用焊接检验尺进行测量。3、焊件变形量检查。
（2）致密性试验检查
常用的致密性试验检验方法有液体盛装试漏、气密性实验、氨气试验、煤油试漏、氦气试验、真空箱试验。1、液体盛装试漏试验主要用于检查非承压容器、管道、设备。2、气密性试验原理是：在密闭容器内，利用远低于容器工作压力的压缩空气，在焊缝外侧涂上肥皂水，当通入压缩空气时，由于容器内外存在压力差，肥皂水处会有气泡出现。
（3）强度试验检查
强度试验检查分为液压强度试验和气压强度试验两种，其中液压强度试验常以水为介质进行，对试验压力也有一定的要求，通常试验压力为设计压力的1.25～1.5倍。
四、无损检测
常用的射线无损检测方法有：
1、射线探伤检验方法。射线探伤法的主要原理是利用射线源发出的射线穿透焊缝，在胶片上感光，焊缝的缺陷的影像便显示出来。
2、超声波探伤检验方法。超声波探伤与射线探伤相比较，具有一定优势，例如，灵敏度高、成本低、周期短、效率高等，最主要对人体无伤害。但是超声波探伤检验方法也存在一定缺陷，例如显示缺线不够直观，对探伤人员的技术和经验要求比较高。
3、渗透探伤检验方法。渗透探伤法的主要检验原理是借助颜料或荧光粉渗透液涂敷在被检焊缝表面，使其渗透到开口缺陷中，清理掉多余渗透液，干燥后施加显色剂，从而观察缺陷痕迹。
【关键词】Super 304H;HR3C; 超超临界机组;焊接
1.引言
国内目前在建的超超临界机组中HR3C和Super 304H两种钢材逐渐被大量使用，对应这两种钢材的焊接材料国内外都已研发并应用，关于单纯的这两种钢材的焊接工艺研究和实践也已经在很多单位开展，但对于这两种钢材对接的焊接工艺应用目前尚不是很多。我公司承建的某工程超超临界机组为全悬吊结构Π型锅炉。3#锅炉末级再热器共有Super 304H与HR3C对接焊口656只（见表1）。为了满足工程需要，我们分别采用Thermanit 617和YT-HR3C两种焊丝进行了Super 304H、HR3C异种钢对接工艺评定，并在过程中对这两种工艺进行了比对、研究，确定了最终工艺方案。结合对施工数据的分析和过程管理的总结提出了相应的控制要点。
表1 某工程2×660MW锅炉末级再热器HR3C与Super 304H对接情况
项目名称 材质 规格 数量
末级再热器出口过渡段焊接 Super 304H/HR3C Φ57×4.5/57×4 656
2.母材与焊材的特点
Super 304H和HR3C均属于细晶粒奥氏体耐热不锈钢。关于他们的特性和焊接性能很多文献当中已经有非常详细的论述，这里不再详细展开，两种钢材化学成分见表2;本次工程中使用的Thermanit 617和YT-HR3C两种焊丝的化学成分见表3。
表2 化学成分（%）
成分 C Mn Si Cr Cu N Ni Al B Nb S P
Super 304H min 0.07 ― ― 17.0 2.5 0.05 7.50 0.003 0.001 0.30 ― ―
max 0.13 1.0 0.30 19.0 3.5 0.12 10.5 0.030 0.010 0.60 0.01 0.04
HR3C min 0.04 ― ― 24.0 ― 0.15 17.0 ― ― 0.20 ― ―
max 0.10 2.0 0.75 26.0 ― 0.35 23.0 ― ― 0.40 0.03 0.03
表3 焊丝化学成分
C Mn Si Cr Cu N Ni Al Mo Nb+Ta Fe Ti Co
YT-HR3C 0.05 1.42 0.29 27.12 2.99 0.28 19.89 0.03 0.91 0.44 ― ―
Thermanit 617 0.06
从钢材和焊材的化学成分表里面可以看出， YT-HR3C的化学成分和HR3C母材的化学成分大部分元素基本相似，但也有一些不同，如HR3C母材中不含Cu而焊材YT-HR3C中含有2.99%的Cu，而且两种焊材中均加入了Mo（YT-HR3C含有0.91%、Thermanit 617含有8.70%）。同时，与母材和YT-HR3C相比，ERNiCrCoMo-1属于镍基合金焊材，除了含有10.8%的Co以外，Ni的含量达到了54.9%。
根据相关文献的介绍，有关化学成分的加入考虑了以下因素[3]：
Ni：Ni属于奥氏体稳定元素，能降低奥氏体化温度，对焊缝的回火温度有较大影响，并提高钢的韧性;
Co：适量的加入Co可有效替代Ni的作用而使焊缝金属获得稳定的室温冲击韧性，并可提高基蠕变强度;
Mo：Mo的加入，有利于形成碳化物，使焊缝具有高温稳定性，并提高焊缝的高温强度;
Cu：Cu属于微量元素，在YT-HR3C中加了2.99%，其主要作用在于在奥氏体钢中形成强化项，提高抗腐蚀性能，但Cu容易与S发生化学反映，生成CuS或者Cu2S，这两种化合物稳定存在，妨碍钝化膜的延续性和完整性，应控制Cu的含量。
3.焊接工艺评定情况
3.1 工艺评定结果
我们根据DL/T 868和相关国家标准的要求分别采用Thermanit 617和YT-HR3C两种焊丝进行了Super 304H、HR3C异种钢对接手工钨极氩弧焊方法的焊接工艺评定，两种工艺评定的试验结果均符合相关规程的要求。根据工艺评定结果所得出的焊接工艺参数见表4。
表4 焊接工艺评定所确定的参数
焊材 评定报告编号 焊接方法 规格 焊接位置 坡口形式 对口间隙 焊接电流（A） 焊接电压（V） 焊接速度（Min）
YT-HR3C 2013-R-03 WS Φ42×7 5G V 2-3 80-95 10-12 50-70
Thermanit 617 2012-R-05 WS Φ42×8 5G V 2-3 80-105 10-12 45-70
3.2 工艺评定的焊接过程对比
从工艺评定过程来看，两种焊材在焊接过程中焊道收弧处都会形成一层薄膜，须采用机械方法对接头位置进行打磨，以确保焊道之间更好的熔合。YT-HR3C焊丝熔池比较清晰，易于观察;Thermanit 617焊丝在每次熔池结晶后焊缝表面的金属氧化物杂质比较多，打磨量也比较大，另外ERNiCrCoMo-1焊丝容易出现未熔合，尤其是打底封口位置，焊丝熔化后的流动性也较差，不易带动，操作难度稍大。
根据上述比对最终确定现场采用YT-HR3C工艺进行工程实体施工。
4.工程施工中的控制要点及解决措施
4.1 工程施工情况
工程实体中656只焊口均为5G位置，一侧为管屏，一侧为异形散管。施工中采用单人施焊。按照施工合同要求所有焊口进行100%RT+100%PT进行无损检测。共计产生不合格焊口12只，具体统计数据见表5。
4.2 主要缺陷产生的原因分析
通过统计可以看出此类接头在焊接过程中产生的最主要缺陷为未熔合，其次为内凹，另外还有少许其他缺陷。缺陷产生的主要位置为8-1区（正平焊打底收口位置）。结合现场实际施工的情况来看，我们认为这些缺陷产生的主要原因有以下几个方面。
表5 不合格焊口数据统计
按缺陷类别划分 未熔合 内凹 气孔 生丝 缺陷总数
7 3 1 1 12
按缺陷位置划分 8-1区 2-3区 4-5区 6-7区 缺陷总数
10 0 1 1 12
4.2.1 内充氩保护措施不当的影响。这是导致未熔合和内凹缺陷产生的一个主要原因。根据施工缺陷产生后的分析和焊工个人回忆的比对，在采用水溶纸制作内充氩保护气室时如果处理不当会导致两个不良后果：一方面气室空间内气体温度升高导致焊接层间温度不宜控制，这是导致打底收口接头未熔合的主要原因;另一方面气室过于紧密导致打底收口时气室内部气压偏高使熔池受到向外顶的压力，这将有可能导致内凹的缺陷产生。此种缺陷的典型特征为焊缝内表面出现的圆形“肚脐状”凹坑。
4.2.2 空气湿度对焊缝接头质量影响较大。通过现场施工实践总结我们得出使用YT-HR3C焊丝对Super 304H/HR3C异种钢接头进行焊接时，空气湿度对焊缝接头质量有明显的干扰，当空气湿度达到一定水平时甚至可能出现铁水与母材无法熔合的现象。
4.2.3 层间温度控制不严格。奥氏体不锈钢焊接过程对于焊缝层间温度的控制要求非常严格，在现场施工过程中经常容易出现的状况是作业人员急于将施工任务尽快完成而忽略了工艺要求，在同一个焊接接头上连续不间断的作业，从而导致层间温度过高，焊缝金属表面氧化严重，再加上层间清理不够彻底，就极容易导致缺陷产生。现场对口间隙控制在2～3mm之间，在封口处间隙会因产生的轴向收缩而变小，导致熔池与两侧母材不能很好地熔合。另外，两侧母材壁厚也有偏差，间隙过小容易产生未熔合缺陷，间隙过大在仰焊位置容易产生内凹缺陷。
4.2.4 层间清理不彻底。在此种焊接接头中无论是焊材还是母材合金含量都非常高，易氧化，如果在收弧时氩气保护稍有不到位就会在表面形成一层氧化膜，而这种氧化膜又是比较难于去除的，所以如果层间清理不到位很容易导致焊道接头处的未熔合缺陷产生。
4.2.5 焊工施工经验不足，打底层焊道封口时电流过小。打底封口时，熔池与两侧焊缝的熔合需要较大的热能量，电流过小会导致接头区域热输入较低，导致未熔合，当两侧焊缝接头过厚时，现场尤为明显。
4.3 施工过程的控制重点和缺陷预防措施
通过对施工过程的总结和典型缺陷产生的原因分析，我们提出以下施工控制重点和缺陷预防措施。
4.3.1 注意充氩气室的制作和内充氩保护氩气流量的控制。施工中采用焊接水溶纸进行气室制作，打底封口前保持散管内的氩气流动1-2min，确保焊缝附近的气体得到置换，封口时将散管端管打开1/4缺口，保证氩气的正常流通。
4.3.2 加强施工过程控制，注意工艺细节。对口前对壁厚一侧管件进行打磨，减小两侧母材偏差，对口间隙控制在3mm。适当加大打底封口电流，根据个人情况，比其他位置焊接电流增加10-15A。打底封口前将两侧焊缝机械打磨成斜坡状，使得熔池与焊缝有效熔合，为保证质量，所有接头前都对焊缝进行打磨。控制好施焊的层间温度，以100℃以内为宜。
4.3.3 注意对焊工的培训和选拔，重视技术统计数据分析，无损检测要及时以便于跟踪焊工个人质量波动，及时调整。
5.结论
（1）从工艺评定和实验结果来看，采用YT-HR3C和Thermanit 617焊丝进行HR3C和Super 304H对接焊接均是可行的，对接接头在力学性能等方面均能满足相关技术要求。
（2）YT-HR3C焊丝在用于HR3C和Super 304H对接上的可操作性要优于Thermanit 617焊丝。
（3）要保证HR3C和Super 304H不锈钢焊接焊缝工艺质量，需要从施工各个环节严格把握，现场施工中最容易出现的缺陷是未熔合和内凹，尤其在打底焊道收口部位，其中内充氩保护的效果与缺陷产生的关系明显。
参考文献
[1]杨富，章应霖，任永宁，等.新型耐热钢焊接[M].北京：中国电力出版社，2007.
