时间：2022-06-23 22:03:45
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。
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
1.1选择适合的焊接材料及焊接设备。以钢板厚度1mm，角铁∠30×3，材质为Q135的风管为例。选择焊丝型号ER50-6规格准0.8、准1.0、准1.1三种；CO1气体；二氧化碳焊机型号HB400-04；半自动切割机型号CG1-30。
1.2制订1mm薄板钢板的自动焊焊接方案；研制出合格的焊接工艺评定。①加工薄板钢板试件。Q135厚度1mm钢板加工成600×100mm试件；∠30×3角铁加工成600mm试件。②焊接薄板钢板试件。将半自动CO1气体保护焊枪固定在半自动切割机上，调试二氧化碳焊机、半自动切割机；使用牌号为ER50-6，直径分别为准0.8、准1.0、准1.1三种规格的焊丝进行施焊试验，确定合适的焊接参数见表1。③焊接工艺措施。1）焊接时焊接位置采用平角焊（横焊），焊枪调整角度为45°施焊。1）引弧前首先按焊枪上的控制开关，点动送出一段焊丝，焊丝伸出长度小为11-15mm，超长部分应剪去。若焊丝端部出现球状时，必须先剪去，否则引弧困难。3）引弧时，将焊机置于自锁状态，再将焊枪放在引弧处，保持45°倾角和喷嘴高度，然后按焊枪上的控制开关，焊机自动提前送气，延时接通电源，保持高电压、慢送丝，当焊丝碰撞工件短路后，自动引燃电弧。4）引燃电弧后，焊接过程中，焊工应根据熔池的形状、飞溅的大小、电弧的稳定性和焊缝成形的好坏，判断焊接工艺参数是否合适。若焊接过程中，熔池平稳，飞溅较小，电弧稳定。同时，可观察到周期性的短路，听到均匀的周期性的啪啪声，而且焊缝成形较好，说明参数合适。否则应调整焊接工艺参数。5）收弧时，先停车后断弧保证填满弧坑，应让焊枪在弧坑处停留几秒钟，以保证熔池凝固时得到可靠的保护。
1.3对焊接试件进行加工取样。对分别采用三种规格焊丝施焊的焊接试件进行焊缝外观检查、无损检测、宏观金相检验等，试验及合格标准执行GB118，根据试验数据出具焊接试验报告。
1.4对分析结果进行汇总，确定焊接工艺的可行性。对三组焊接试验数据进行综合，分析焊缝外观记录、焊缝缝表面无损检测记录及焊缝金相试验报告，最后确定可行焊接工艺
二、培训CO1气体保护自动焊焊工
依据优化的焊接工艺，对施工现场风管焊接的施焊焊工进行培训，使其能熟练掌握本项操作技能，保证焊接质量。
三、薄板风管自动焊焊接工艺在产品中试用的操作要点
①施焊时技术措施：焊接时焊枪为不摆动；喷嘴直径准10mm；焊丝伸出长度11-15mm：熔滴过渡形式为短路过渡。②施工现场每个施焊工位要有防风措施，以保证CO1保护气体的稳定。③为防止焊枪导电嘴和喷嘴粘着飞溅物，焊前应在导电嘴和气体喷嘴表面涂以硅油或其它防飞溅剂。④焊前检查焊接电源，送丝机、控制器、指示仪表和焊枪等是否正常。如出现异常现象，应及时通知有关部门检修，以保证焊接过程的稳定性。
四、薄板风管自动焊焊接工艺的优点
薄板风管自动焊焊接工艺相对于传统的薄板风管手工焊接而言，具有以下优点：①解决焊接时极易出现烧穿、变形等焊接缺陷，有利于对进度、质量控制。②变手工操作为自动施工，减轻劳动强度，提高工效。③节约焊接材料，减少焊接接头焊材消耗，从而节省施工费用。④随着焊接线能量减小，焊接变形量也减小，使薄板风管施工过程中受力均匀，提高安装精度。⑤施工不受场地限制，操作简单，方法实用。⑥与传统风管制造相比，采用薄板风管自动焊焊接工艺风管的生产效率提高了1倍。
五、总结
关键词：爬行式；全位置焊；焊接工艺；自动焊；机器人
前言
随着科学技术的发展，大型重要构件的焊接越来越多，仅仅依靠手工焊接难于满足焊接质量和焊接效率的要求，焊接自动化将成为焊接技术发展的必然趋势。在此介绍新型爬行式弧焊机器人的焊接工艺问题，其目的是为了实现大型构件的全位置自动化焊接。
该系统对国内外现有的焊接设备和方法来说是全新的，所以在整个设计、完善和试验过程中不可避免的遇到了很多问题和困难，在此就焊接试验过程中所遇到的问题和采取的解决办法做一说明。
一、爬行式弧焊机器人系统
爬行式弧焊机器人系统的构成主要由永磁履带爬行机构、激光图像传感系统、信息处理及跟踪控制系统所组成。爬行机构是机器人的运动动力系统；图像传感与信息处理系统构成焊接识别系统，以识别焊缝，与跟踪控制系统一起组成焊缝跟踪系统，以实现运动中的焊缝跟踪和焊接。
在十字滑块的上滑块上固定有螺丝可调节钢臂，其平行于机器人车体，用以焊枪的对准调节。前端为摆动器，其上可夹持焊枪，用以完成焊接过程焊枪的摆动，参数可调。
为了保证焊接电流在试验过程中稳定可靠，以使焊接试验能够较准确地反映该套系统用于焊缝跟踪焊接的实际效果，焊接用电源和送丝机构选用芬兰KEMPPI公司生产的KEMPPIPR0500，它的焊接模式、焊接脉冲、电流、电压等多项焊接参数均可随时手动调整，在焊接过程中并能根据已有参数自动稳定焊接电流、电压。
二、焊接工艺与试验
采用该系统我们做了两种位置的焊接试验，分别为立焊和横焊（大型构件主要的焊接位置分为立焊和横焊，针对这两种焊接位置来进行试验研究。）在实际手工焊接的过程中!这两种位置的焊接所采用的焊接方法有很大差异，工艺方法也就有很大不同。
1．试验材料
为符合在工业生产中的造船、制罐等实际用材情况，选用普通碳钢焊丝选用直径1.2mm镀膜焊丝。
2．焊接工艺
（1）焊接方法
采用氩气、CO2混合气体保护MIG脉冲焊；背面使用陶瓷衬垫；单面焊双面成形工艺&盖面根据焊接位置为立焊一道、横焊多道成形。
（2）焊接坡口
a.立焊。坡口选用“V”型坡口，具体坡口形式及尺寸如图2所示。焊前坡口及周围20mm范围内清除水、油、锈等，露出金属光泽，以保证激光图像传感系统对焊缝的顺利识别。
b.横焊。坡口选用不对称"v"型坡口，具体坡口形式及尺寸。焊前需处理坡口表面。
（3）工艺规范
在试验过程中，除对焊机参数的整定和正确调节外，焊枪位置、焊枪的摆动、焊接速度对焊接质量、焊缝成形都有很大的影响。因为这些量依靠手调、特别是焊枪位置、焊枪摆动，在实际操作中不便于测量，调节难度较大。
a.焊枪位置包括焊枪头与工件位置、焊丝与坡口位置（要考虑摆动幅度的影响。
b.焊枪摆动由调节摆动器来实现，主要参数有摆动速度%左中右3个位置的停留时间。
c.焊接速度um为焊前设定值，焊接过程中可调。
d.焊前对焊机电压补尝进行整定，整定值2.6V作为焊机内设参量。常用调节量有送丝速度us、焊接电压U和脉冲幅值。
（4）焊接各项参数
a.立焊
立焊打底时焊枪垂直于工件mm左右上方，加摆后焊丝靠两边坡口1～2mm，第二道盖面，焊枪垂直上调5～8mm，摆动幅度适当调大。
b.横焊
横焊打底时焊枪微向下扎，使焊丝在加有摆动时不至太靠下边坡口，焊枪顺焊接方向向下斜摆，大约与水平成75°～80°；盖面三道成形，均不加摆动，且每次要根据上道次焊接的效果和位置从新调整焊枪姿态第一道盖面枪头略向下扎，二道时较平，末道枪头略向上抑。
三、试验结果
a.在早期试验中，电流、电压值与焊速的匹配总不令人满意。采用的MIG脉冲焊，其宜于用较小的平均电流进行焊接，特点是熔池体积小，不易淌流，且在脉冲峰值电流作用下，熔滴的轴向性好，故比起普通氩弧焊更有利于焊缝成形，在全位置焊中有很好的效果。试验中早期打底焊焊速一般在8cm/min以上，相应电流值也较高，在95～105A之间，焊接过程不太稳定，背面成形有时也不理想。究其原因，在于脉冲幅值的影响，脉冲电流使熔滴呈喷射过渡，在较大脉冲电流下较小的电压易造成大飞溅、淌流，而大电压表面成形也不理想。我们在试验中不断摸索，后在稳定幅值的前提下适当减小电流、电压并且降低焊速，这样在横向和垂直位置的焊接过程中，充分发挥出了脉冲焊工艺在全位置焊上的优点，焊接过程稳定，飞溅小，两面成形都很理想。立焊焊前加衬垫样板、立焊背面成形、打底和盖面成形样例。
b.手工焊盖面横焊工艺采用的是加摆停留的方法，由于人工操作的灵活性，焊接过程中摆动频率、幅度和停留时间均可实时改变，故一般宽度的盖面焊可一次成形。由于该机器人缺乏人的灵活性，我们通过模仿人工的盖面过程横焊，采用高焊速加快速摆动或不加摆动多道成形的横焊盖面方法。这样就避免了横焊盖面淌流的发生，也取得了不错的效果。打底焊、盖面第一道、第二道、最后盖面成形。
c.除了电流电压和焊速，另一个人为影响较大的因素是摆动器的调节，根据不同位置的焊接要采用不同的摆动方式。
关键词：Hastelloy C-276；镍基合金；焊接性；焊接工艺评定
1 概述
21世纪以来，随着我国航天、能源、化工、核电、环保等各个领域的飞速发展，对耐腐蚀材料需求量逐年增多[1]。自20世纪60年代Hastelloy C-276合金被美国汉斯公司研发出后，以其优异的抗腐蚀性能（可耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐、中低温盐酸等）及焊后无需进行固溶处理的加工特性，广泛应用于各种苛刻腐蚀工况[2]，如石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业等领域。国内对于该合金焊接特性研究起步较晚，为了充分掌握并优化Hastelloy C-276材料的焊接性能，故对该材料焊接性进行深入分析，结合实际焊接工艺试验，最终提出合理焊接工艺参数，为该材料的应用提供可靠保障。
2 组织结构
Hastelloy C-276为Ni-Cr-Mo系镍基合金，其化学成分和力学性能见表1。其中Ni、Cr、Mo元素使其在氧化性和还原性介质中均具有较好的耐腐蚀性能，W元素的添加进一步提高材料抗局部腐蚀的能力，较低的Si、C元素含量保证了焊接热影响区的耐腐蚀性能，面心立方晶格结构形成的奥氏体组织赋予该合金良好的塑韧性。
3 焊接性
Hastelloy C-276因使用过程中更注重耐腐蚀性，故不像碳钢或不锈钢材料那样要求熔敷金属强度等于或高于母材，而是以腐蚀性能为出发点，要使焊缝金属与母材具有相当或优异的防腐蚀能力。
3.1 液态焊缝金属流动性差
镍基合金焊缝金属不像普通钢材质焊缝金属那样容易润湿展开。即使增大焊接电流也不能改进焊缝金属的流动性，反而易引起有害作用。焊接电流过大不仅使熔池过热，增大热裂纹敏感性，晶粒粗大降低耐腐蚀性，还会引起焊缝金属中的脱氧剂蒸发，产生气孔。要获得良好的焊缝质量，需要采用摆动焊工艺，但这种摆动是小摆动，摆动距离不超过焊丝直径的三倍。
3.2 焊缝金属熔深浅
焊接过程中，镍基合金固有特性决定了其熔深较浅，单纯靠调整焊接参数不能解决这个问题。根据反复试验克服熔深浅的方法是修改传统的坡口形式，坡口角度在65°～70°，焊缝间隙大约在2mm～3.5mm，钝边大约在0.5mm～1mm。从而保证有效的焊缝熔深。
3.3 焊接热裂纹
镍基耐蚀合金具有较高的热裂纹敏感性。热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹。结晶裂纹易发生在焊缝弧坑处形成火口裂纹[3]。结晶裂纹多半沿焊缝中心纵向开裂。液化裂纹多出现于紧靠熔合线的热影响区中，还可能出现在多层焊的前焊缝中。高温失塑裂纹既可能产生于热影响区中，也可能存在于焊缝中。各种热裂纹有可能单一，也有可能伴生出现，使得焊缝质量可控性变差。
3.4 易于发生敏化现象
Hastelloy C-276合金在650～1090℃热稳定性较差，长时间时效处理后，会在晶界析出碳化物或伴生金属间化合物μ相（Co2Mo6），在焊缝中的铸造组织形成元素偏析，产生敏化现象，熔点较高的Mo、W元素凝固较早，焊缝熔敷金属中的合金元素浓度梯度分布不均匀，使其抗晶间腐蚀性能下降。因此该合金热加工温度范围1200℃～950℃，冷却方式为水淬或在760℃～540℃之间尽量快速冷却，以防止产生焊缝腐蚀。
4 焊接工艺评定
4.1 焊接方法
钨极氩弧焊已广泛用于镍基合金的焊接[4]，特别适用于薄板、小截面、接头不能进行背面焊的封底焊以及不允许有残留熔渣的结构件。
4.2 保护气体
推荐使用氩气或氦气，与氩气相比用氦气保护有如下特点：（1）氦气热导率大，向熔池热输入也比较大；（2）有助于清除或减少焊缝中的气孔；（3）焊接速度比用氩气时提高40%；（4）氦气成本约是氩气的25倍。
4.3 焊材
镍基合金焊丝成分大多与母材相当，但焊丝中一般多加入一些合金元素以补偿某些元素的烧损，同时可抵消焊缝熔敷金属凝固所产生的偏析。依据ASME第二卷材料C篇SFA-5.14《镍和镍合金光填充丝和焊丝标准》Hastelloy C-276选用ERNiCrMo-4牌号的φ2.4mm焊丝，其化学成份见表2。
4.4 坡口加工
焊接坡口应采用机械方法冷加工成型，以保证母材组织无变化，加工表面的形状、尺寸和光洁度应满足焊接要求，不应有分层、折叠、裂纹、撕裂等缺陷，坡口形式如图1所示。
4.5 焊接清理与焊接保护
焊前对坡口及其两侧50mm范围的母材表面进行修磨去除氧化皮，使用丙酮或乙醇对坡口及焊丝表面擦洗，清除油脂、水分等污染物。为保证焊缝得到充分的保护，用δ1mm铜板制作专用的保护拖罩，对焊缝正反面进行保护。
4.6 焊接工艺试验
试件规格：δ8mm×125mm×400mm板材，焊接位置采用平焊；焊接前焊缝不预热，采用高频起弧，过程中控制层间温度≤100℃，同时注意焊枪角度，控制熔池大小，保证氩气均匀保护熔池减少氧化。镍基材料熔池流动性不佳，所以焊接时需增加摆动，摆幅不易过大，两边应稍作停顿，确保焊缝熔合区质量，焊接工艺参数见表3。
4.7 焊缝检验
焊接完毕后，依据NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》及ASTM G28A法对试件进行无损检测、力学性能试验、腐蚀率检验。
4.7.1 无损检测
对焊接试件按照JB/T4730.2-2005进行100%RT检测，未发现未熔合、裂纹等缺陷；焊缝表面未见气孔、焊瘤、凹陷、咬边等缺陷。
4.7.2 力学性能试验
依据NB/T47014-2011规定取拉伸、弯曲试样，分别按照GB/T228、GB/T2653规定的试验方法进行试验，结果见表4。
4.7.3 腐蚀率
分别对焊缝及母材按照ASTM G28方法A进行腐蚀率测定，焊缝腐蚀率略高于母材，其结果见表5。
5 结束语
Hastelloy C-276合金以其优异的抗均匀腐蚀、局部侵蚀、晶间腐蚀能力和易于的加工性，在各行各业广泛应用。文章对该材料组织结构及焊接性进行深入分析，结合实际焊接工艺评定试验，最终提出合理焊接工艺参数以及焊接过程中的操作技巧和操作要点，通过力学性能试验和腐蚀率试验，结果表明，制定的焊接工艺方案对于Hastelloy C-276合金同种金属之间的焊接是可行的，焊缝各项性能得到保证，为镍基耐腐蚀合金的焊接提供参考。
参考文献
[1]刘士博.Hastelloy C-276与316L激光异质焊接机理与工艺研究[D].大连理工大学，2013.
[2]邢卓.Hastelloy C系列合金综述[J].化工设备与管道，2007，44（02）：51-58.
[3]周生华.镍基合金C-276的焊接工艺[C]//.华东地区第九届焊接技术交流会论文，2009：85-89.
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.
关键词：二氧化碳；焊接技术；盾构机
中图分类号：TV547.6文献标识码： A 文章编号：
1、盾构机概况
深圳地铁五号线5301标城轨分公司拥有5台盾构机，本次讲述其中一台S-346盾构机的调出前所进行的盾构机吊耳焊接工艺。S-346盾构机盾体外径为6280mm，盾体长度为12075mm(由刀盘至螺旋机尾部),总装机重量约为500t(含后续拖车)。S-346盾构机掘进施工贯通后到达前海湾站作盾构吊出井,出洞段竖井平面尺寸为8.5m×9m,深度为35m。
2、主要起吊部件尺寸和重量(见表1)
表1 主要起吊部件尺寸和重量数据一览表
3、重要吊耳的焊接部位示意图如下：
吊耳准备 盾体重要部件起吊用的吊耳共14个。吊耳采用16Mn热轧厚钢板气割制成。焊接位置及尺寸见图1。针对于此次吊耳焊接质量要求高，技术难度大的特点，我们特别制订了专项焊接工艺。由于吊耳厚80mm,属于中厚板，作为一种高效节能的焊接方法，同焊条电弧焊、氩弧焊接方法相比较，二氧化碳保护焊母材熔深大，焊丝熔化速度快，电弧可见性好，生产率高(焊接速度一般大于30m／h)，成本较低，操作简单。因此我们选用二氧化碳气体保护焊进行焊接，通过控制工艺参数及焊接工序，清除焊接变形、气孔等缺陷，提高焊缝一次成功率100%。
4、 二氧化碳气体保护焊焊接吊耳工艺
4.1 母材选用:16Mn钢。化学成分：C:0.12-0.20(%) Mn:1.2-1.6(%) Si:0.2-0.6(%) P:≤0.05(%) S:≤0.05(%).由此看来,焊接性能良好，一般情况下不会产生冷裂纹.
4.2 设备选用：奥太NBC一500机型。
4.3焊材选用：
4.4焊接接头形式：T型接头
4.5焊接工艺参数：焊接电压：31V～34。焊接电流：240A～250A。气体流量：1 8～20L／min
4.6 工艺流程：
焊工应取得相应的合格证书,才能从事作业。
,焊接设备要求参数稳定,调节灵活.焊丝选用JQ.YJ501-1直径1.2mm药芯焊丝。
露天作业在下列任一情况不得施焊,a雨雪天.b风速大于5级.c相对湿度大于90%。
焊前准备:板材对接坡口加工采用半自动气割与机械加工均可,但气割后需打磨平整,对全焊透焊逢坡口应磨出金属光泽,坡口两侧50mm范围应无毛刺.水份.进行组对前,应对焊逢中心线两侧两倍于钢板厚度外加30mm区域内进行超声波无损探伤,发现缺陷应重新取段。焊接前进行预热,预热温度100-150℃.要求预热的焊件为多层多道焊时,应保证层间温度不低于预热最低温度.
焊接过程：a全熔透焊逢, 焊背面焊缝前,应采用碳弧气刨清根,用打磨机修磨刨槽,除去熔渣及渗碳层,碳弧气刨应在预热前进行b.多层多道焊,必需把层间熔渣和飞溅清理干净再焊下一层,层间接头应错开30mm以上. C坡口打底焊不能烧太厚, 应小于5mm,平焊3mm,立焊/横焊/仰焊在4mm, d当焊宽大于15.5mm时应采用多道错层焊工艺,长焊缝宜用分段退焊法并注意预留反变形.
焊后热处理：（1）焊后消氢处理。是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时 ，进行的低温热处理。一般规范为加热到200~350℃，保温2-6小时。
（2）消应力热处理。常用的方法有两种：一是整体高温回火，另一种方法是局部高温回火。由于受场地限制，我们采取此种方法消除应力。即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。
7、焊缝检验：（1）、超声波探伤。（2）磁粉检验。
将上述工艺方法应用于盾构机吊耳的焊接工程中，经超声波探伤、磁粉检验，焊缝合格率100％ ，外形美观，变形小．无返修记录。
焊接后经过探伤检测的吊耳外观图
5、总结
关键词：钢 焊接工艺 焊接变形 方法
一、低合金高强度钢
低合金高强度钢是钢铁产品中最富有特色和最具有竞争力的钢种。具有良好的可焊性、耐蚀性、耐磨性、成形性，通常以板、带、型、管等钢材形式直接供用户使用的结构钢称为低合金高强钢。它是在普通碳素结构钢基础上，通过合金化提高强度，并改善使用性能而发展起来的工程结构用钢。它的主要特点是含碳量低，晶粒细小，屈服强度高，塑性好，并具有优良的低温韧性、耐蚀性、耐磨性、冷加工性和焊接性。因此低合金高强度钢广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶、压力容器、海上采油平台、石油管线等各种工程结构中，取得了显著的经济效益和社会效益。
二、低合金高强钢焊接工艺
低合金高强钢焊接所面临的问题一是防止裂纹。二是在保证高强度要求的同时，提高焊缝金属及焊接热影响区的冲击韧性。焊接热影响区（特别是粗晶区）有产生冷裂纹和韧性下降的倾向，对焊后不进行热处理的焊件，必须严格控制焊接区的扩散氢含量以及选择合适的焊接方法和焊接工艺参数。特别是随着焊接线能量的提高，传统低合金高强钢的焊接热影响区性能恶化，易产生焊接冷裂纹问题，给大型钢结构的制造带来困难。
低合金高强钢常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、混合气体保护焊等。在确定焊接方法时，必须考虑母材的强度等级、使用性能、施工难易及经济性。从生产实际出发，所选择的焊接方法必须保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低。能获得较好的经济效益。比较容易实现焊接过程的半自动或自动化。通常，对于对强度等级较低的焊接件各种方法都可采用，对于批量大、焊缝尺寸长的焊接件，采用埋弧自动焊优于其他焊接方法。
低合金高强钢焊接时，选择和制定合理的焊接工艺及规范是十分重要的。应严格限制焊接线能量，控制焊接热影响区冷却时间不能过长，避免在过低的冷却速度下粗晶区出现上贝氏体。同时焊接时不宜采用大直径的焊条或焊丝，应尽量采用多层多道焊工艺，使焊缝金属有较好的韧性，并减小焊接变形。
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。
三、预防和减少焊接变形的方法
① 放样和下料措施
为了补偿施焊后焊缝的线性收缩，梁、桁架等受弯构件放样时要起拱，放样下料时要留出收缩余量。收缩量与很多因素有关，实际生产时要依靠工艺试验来确定。放拼装台时要放出收缩量，一般受弯构件长度不大于 24m时放 5mm，长度大于 24m时放 8mm。
② 装配和焊接顺序
钢结构制作拼装的平台应具备标准的水平面，平台的钢度应保证构件在自重压力下，不失稳、不下沉，以保证构件的平直。小型结构可一次装配，用定位焊固定后，以合适的焊接顺序一次完成。如截面对称的构件，装配焊接顺序是先整体装配后焊接，焊接时应采用对角焊接法的顺序以平衡变形，同时应采用翻转架或转动胎具，以便形成船形位置焊缝，否则可由两个或四个焊工分别采用平焊和仰焊，由中间向两端焊接。大型钢结构如大型桁架，尽可能先用小件组焊，再总体装配和焊接。桁架和屋架端部的基座、屋架的天窗架支承板应预先拼焊成部件，以矫正后再拼装到屋架和桁架上。屋架和桁架的焊接顺序是：先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下弦连接板内侧焊缝，再焊接连板与腹杆焊缝，最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板。桁架一面全部焊完后翻转，进行另一面焊接，其焊接顺序相同。手工焊时，应采用四个焊工同时从上、下弦中间向两端对称焊接。拼装时，为防止构件在拼装过程中产生过大的应力和变形，应使不同型号零件的规格或形状符合规定的尺寸和样板要求，同时在拼装时不宜采用较大的外力强制组对，以防构件焊后产生过大的拘束应力而发生变形。构件组装时，为使焊接接头均匀受热以消除应力和减少变形，应做到对接间隙、坡口角度、搭接长度和T形贴角连接的尺寸正确，其形式、尺寸应符合设计和焊接规范要求。
③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。
④反变形法
拼装时，根据工艺试验和施工经验，使构件向焊接变形相反方向作适量的预变形，以控制焊接变形。这种方法需要预先进行试验，根据焊缝的设计要求，调整好焊接规范，选用材质和规格相同的钢板预先做一个试件进行焊接，使焊缝形式、焊角高度符合设计要求，焊完冷却到环境温度后测量翼板的变形量，把所测量的数值作为压制反变形的参数，压力机在翼板中心线上压出变形量的数值，使翼板的两端预先呈上翘状态，抵消焊接变形量，焊后正好持平。采用这种方法需要一台相应吨位的液压压力机。
⑤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。
参考文献：
[1]汪建华.焊接变形和残余应力预测理论与计算-发展及应用前景[C].上海：第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集，2000：13-19.
[2]崔兰，霍立兴，等.热处理对摩擦焊接头组织与性能的影响[J].机械强度， 1998，20（2）：145-152.
【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.
一、关于零部件制造设备新技术应用
目前汽车厂设备关于汽车零部件制造的技术应用形式较多，包括塑料件漆膜粘结、负荷陶瓷制动盘、镁合金等等。就塑料件漆膜粘结新工艺技术来看，其技术应用原理并不是将尤其喷撒到零件表面上，而是运用化学形式通过注塑成型机进行漆膜粘贴，现阶段关于该技术工艺开发与研究较多，其中以克莱斯勒公司为典型代表。在设备技术应用过程中，通过塑料件漆膜粘接能够大大控制零件制造的成本投入，例如在汽车厂设备配备中投入五台左右注塑成型机，汽车漆膜项目就能够顺利开展，而节省下的成本投入在数千万左右。另外，近几年关于镁合金在汽车厂设备制造中的应用也越来越多。应用镁自身优势，能够通过热转换进行生产，除此之外也可以通过电解工艺技术进行生产。应该镁合金进行汽车零件生产其生产成本较高，且耐久性有待进一步提升。但将镁合金由于汽车制造中的传动系零部件及仪表板生产零部件，能够有效提升汽车零件质量及整体性能。就现阶段的应用及研况来看，镁合金更倾向于应用在镁制缸盖及变速器外壳上，这种技术应用目前以欧美国家为主，通过实践技术应用逐渐实现技术普及。尽管镁压铸件使用规模有限，但这种应用技术是目前较多汽车厂生产制造加大关注与研发的新技术形式。
二、汽车厂关于车身技术应用
1.计算机模拟技术
现阶段各国汽车制造企业已经将金属板料形成过程数值模拟作为汽车零部件设计中的一个标准工具，通过这种数值模拟形式能够有效控制次品率、废品率，并提升冲压质量，这对汽车制造企业来讲能够大大降低汽车制造成本。目前在汽车厂设备应用中主要采用模块化冲压技术、特种成型技术等等。通过采用代用控制功能模块式冲压的压力机设备，以及带材矫正机进行系统运行，在运行过程中完成冲模横向位移，并进行带材进给定位功能操作。该系统应用可编程冲压，所以系统能够柔性的满足生产需要，在带材上完成不同汽车零件生产。通过设备串联式加工，能够对工件进行两面冲压加工，最大限度提升设备工艺水平及生产效率。另外，应充分明确应用这种设备技术能够将冲压加工系统柔性与生产效能统一。
2.亚毫米冲压技术
亚毫米冲压主要是指将车身冲压件精度控制在0-1.0mm范围。该冲压技术应用对精度要求较高，要保证冲压件尺寸能够精准的控制在亚毫米范围，并严格控制其敏捷度，要有效减少30%以上冲压时间，并对模具设计与制造时间、工装准备时间进行有效控制，缩短整体车型制造时间。
三、车身焊接设备及工艺技术分析
随着科技水平提升，车身制造工艺也在这个过程中获得发展，从租出拼接技术到激光复合焊接工艺，经历了技术的创新与研发。
1、激光复合焊接功能以
其主要是一种通过借助激光焊接工艺，并同时利用两种焊接技术在焊接区的一种方法。这项技术具有几点优势特点：焊接过程中的电弧高稳定性以及大熔深；焊接焊缝具有较强韧性；无焊缝背面下垂情况；同时也具有较好的经济性。
2、实例分析
采取激光复合焊接工艺过程中，主要借助的是MIG复合焊接技术，同时因为此项技术需要与MIG钎焊之间相融合，最终有效克服技术缺陷，能够产生良好电弧稳定性。焊后焊缝熔宽将会可以充分达到设计需要，焊缝表面所具有的光滑程度以及良好可塑性，通常而言，并不需要PVC涂层，则能够利用裸表面完成应用。但是焊缝属于连续性密封焊缝，为此，可以极大程度上提升汽车车身的刚性以及密封性。
参考文献：
[1]陈益平，李方茂，余腊凤. 某汽车厂涂装面漆三台空调加湿改造技术方案[J]. 科技传播，2011，21：32-33.
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[5]邓平尧. 分析汽车维修现状与技术设备及质量管理控制[J]. 山东工业技术，2015，21：267.
【关键词】钛合金 钢管 焊接技术
1 概述
钛合金具有很多优良的性能，低密度、高的比强度、导热系数小 、硬度高，无毒、无磁性，另外具有耐热、耐蚀性及断裂韧性等性能，在航空、航天、等领域有着很大的应用。2012年，“天宫一号”航天飞船胜利遨游太空；“蛟龙”号深水探测器成功下潜超越7000m，这两个重大的科技项目，在很多关键区域都使用了钛合金以及焊接技术。随着钛合金的应用的广泛，应用工矿的更加复杂化，钛合金的焊接问题也变成更加重要，本论对就钛合金与钢管焊接问题做了详细的分析，并对目前的焊接技术做了详细的论述。
2 钛合金与钢管的焊接问题分析
钛合金与钢管之间的焊接性主要取决于它们二者的差异以及它们在冶金学上的相容性，目前钛合金和钢管焊接的主要问题有以下二点：
（1）钛合金和钢管在焊接过程中形成较大的内应力，并且无法清除。主要原因是钛合金和钢管的线膨胀系数差异很大，在焊接冷热过程中变形程度不同引起的。
（2）钛和铁二种金属的互溶度很小，一般在焊接过程中都会会形成硬脆的金属间化合物，主要是TiFe。它形成的原理是，焊接时钛与铁之间相互扩散，一定时间铁在钛中的过饱和，从而生成TiFe。另外，钛同与钢管中的碳元素生成TiC，其次钛还容易与钢管中的铬、镍、铁形成金属间化合物，脆化增大。
所以，对钛合金与钢管成功实现可连接，并且接头的性能要比较优秀的话，就必须针对工况选择不同的焊接方法和焊接工艺来实现。其目的还是为了降低接头内应力而导致材料形成脆性相。目前对于钛合金与钢管的焊接，也有很多学者进行了研究，已形成了具有钎焊、爆炸焊、扩散焊、激光焊等多种方法的一套系统。每种固体的工艺都有固有的特点，一种工艺不能满足所有构件的工程实际要求。本论文综述了目前常用的各种钛合金与钢管的焊接技术，为我们在实际的工况的选择做一定的参考。
3 钛合金与钢管焊接技术的现状
根据钛合金和钢管的特点，早期采用埋弧焊配盐基焊剂焊，效果极差。随着焊接设备技术的进步及多年焊接技术的研究，一些新的焊接方法的运用，使得钛合金和钢管的出现了很多焊接方法，具体有以下几种：
3.1 钎焊
钛合金与钢采用钎焊的一个重要问题是钎料的选择，选择钎料的原则：
（l）选择钎料的熔点在882℃以下。
（2）钎料的固相线与液相线温差较大。
（3）不使用能与钛有很强的化合能力的元素的钎料。
钛合金与钢进行接触反应钎焊进行焊接，其原理是钛与铁在1985℃形成共晶，加热到高于共晶温度，依靠钛与铁的相互扩散，在界面处形成共晶体，从而连接起来。但这种方法的缺点是工艺上较难掌握，主要是形成液相共晶体的数量难以控制。
3.2 爆炸焊
很多国家都致力于爆炸焊的研究，目前爆炸焊很重要的应用是且来制造钛合金-钢复合板。钛-钢复合板接头的强度取决于爆炸焊的工艺参数，炸药质量大小与悬置板质量大小的比值，爆炸速度和两相邻板间的起始距离，最好的情况可达350-380MPa。
3.3 扩散焊
俄罗斯一期刊报道了钛合金BT5-1与X25H15耐蚀钢的扩散焊方法，焊接温度为500-1000℃、压力6.9-17.6MPa，时间为10-20min。重庆大学的伍光凤等详细论述了钛合金和不锈钢的扩散焊接的研究进展。
3.4 MIG焊
MIG焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，在焊枪喷嘴喷出的气体保护下进行焊接的一种方法。该焊接方法的主要优点是可以进行全位置焊接，具有焊接速度快、熔敷率高等优点。MIG 焊在低合金高强钢、铝合金等材料的焊接方面已经大量应用，但在钛合金的焊接方面应用还不是很多，主要是由于钛及钛合金电阻率较大，不能稳定传递MIG焊所需的大电流，且钛的硬度较大，容易磨损喷嘴而影响焊接稳定性。
3.5 激光焊
激光焊的优点是：能量密度高；焊缝宽度小；可在大气中作业；磁场稳定性高。在大厚度钛合金结构的焊接中，激光焊具有更加明显的优势，但激光焊也有其自身的缺陷，就是容易造成气孔，因此激光焊接时需要注意焊缝接口形式，焊接参数及保护环境的选择等问题。
3.6 等离子弧焊
等离子弧焊的原理是：让等离子枪的阴阳二极间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧，利用这个高能量来进行于焊接。它有二种焊接方式：小孔型等离子弧焊及熔透型等离子弧焊，其中30A以下的熔透型等离子弧又称为微束等离子弧焊。小孔型等离子弧焊可用于焊接厚板，熔透型等离子弧主要用在焊接薄板。等离子弧焊中，保护气体一般是5%-7%氢气和93%-95%的氩气，其目的是为了提高电弧的收缩性，但是在某些钛合金与钢管的焊接中，有时也使用纯的氩气或氩与氦的混合气，避免钛和氢气生成钛氢化物。
4 结束语
随着科技的进一步发展，钛合金在各个行业应用得更大广泛，钛合金和钢的焊接技术在在超厚板结构以及异种材料连接结构应用很多，因此在焊接技术上也存在很多问题要解决。这些都优待我们的焊接学者们多努力，提供多种新的途径，来实现不同工况下钛合金和钢管的焊接技术问题。论文作者水平有限，不足之处请各位多多理解。
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关键词：风电塔架；制作；措施
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
风力发电机塔架是风力发电机中十分重要的部件之一。因此，在风力发电机塔架制造方面，对质量要求非常高，甚至是“严苛”。我国风力发电起步较国外晚，起步初期，注重不断借鉴国外设备及制造技术。当前我国装备制造科技水平得到显著提升。在科技高速发展的推动下，我国风电设备制造，由最初依靠进口，重点仿制到目前立足国内制造，经历了较长的发展历程。
1、影响风电塔架的质量因素分析及控制
目前，圆筒形塔架在风力发电机组塔架中大规模使用。因此，本文中将以圆筒形塔架为例来探讨影响风电塔架的质量因素及控制措施。影响塔架设备质量的因素涉及到设计、采购、制造加工、检验、包装和运输。其中影响塔制造质量的因素,可以从人员、设备、方法、材料、环境五方面的因素进行分析和控制。
1.1、人的因素
检查制造厂是否具备制造资质及质保能力，审查关键岗位人员资质。包括检查制造厂应具备压力容器制造许可资质证明、质保组织机构及相关质量认证，焊接人员应具备国家压力容器规定资格证，无损检测人员须持有国家规定的无损检测人员资格证书，II级资格以上人员才能出检测报告。
1.2、设备因素
检测设备是否满足生产需求,检查每个相关设备仪器是否经过有关部门测量验证。
1.3、工艺因素
检查是否有与之相关的工艺文件以及编制审批程序，同时检查内容的正确性合理性。在进行焊接之前，首先应该依照NB/T 47014―2011《承压设备焊接工艺评定》标准做好焊接工艺评定工作，同时编制焊接工艺规程。法兰、螺栓、钢板以及焊缝检查需要制定无损检测工艺书，其中包括的主要内容有确定检测方法、检测比例、验收标准以及合格级别等。
筒节同法兰之间进行组装、筒节的组装、门框的装配等都需要制定与之相关的组装工艺文件，其中主要内容组装时机、组装顺序、检验要求以及内容等。防腐之前需要确定好防腐等级、总干膜厚度要求、施工方法以及检测方法等等。
1.4、材料因素
检查钢板的质量证书和检验报告。锻造法兰必须符合NB/T 47008 - 2010“轴承压力设备碳钢和合金钢锻造标准”的要求。钢板拼焊法兰,法术焊缝不超过6块,检查法兰的质量证书、检验报告和几何尺寸加工精度、锻造法兰也应该检查其热处理报告。M20之上的高强度螺栓每批必须有第三方检查机械性能检测报告,并审查是否组织编写了力学性能检验项目。根据力学性能检验项目按GB/T 3098―2010《紧固件机械性能》系列标准执行。同时检查好焊材牌号、质量证明文件等等，并且检查好油漆材料牌号、颜色以及质量证明文件等。
1.5、环境因素
施工条件同工艺文件要求不相符合时，需要重新进行试验以及工艺评定，一旦发现其车间布局出现问题比如说交叉作业，需要第一时间通知相关方进行整改。
2、风电塔架制造过程之中的控制措施
2.1、原材料的选择
必须选用经过炉外精炼和真空脱气的钢锭或圆坯，决不能选用连铸板坯。
钢水在冷却凝固时，体积要收缩，最后凝固部分会因为得不到液态金属的补充而形成空洞状缺陷。大而集中的空洞称为缩孔，细而分散的空隙则称为疏松，它们一般位于钢锭中心最后凝固的部分，其内壁粗糙，周围多伴有许多杂质和细小气孔。
法兰产品的锻造流程为：可以加热墩粗（压下）冲孔碾环。钢材在进行加热锻造过程中，疏松在相应程度可获得一定程度的提升；然而若之前钢锭的疏松较为严重或者是其压缩比（压缩比必须大于 6）不足，则在热加工后疏松仍会存在，相应的疏松部析出的夹杂物即便经过热加工也无法去除。由于钢锭和圆坯的疏松部位集中在中心部位，在热加工过程之中应该经过冲孔工序方可将疏松部位全部去除。需要注意的是：钢锭以及连铸圆坯的区别是钢锭的中心收缩较连铸圆坯小，连铸圆坯只要中心去除的冲芯高出Φ280mm，就可以把收缩带除掉，因此，当前世界环形锻件原材料普遍使用连铸圆坯。然而锻造轴类锻件如果中心不去除冲芯，那么连铸圆坯通常是不能使用的。
2.2、焊缝检验
焊缝外观检查,用肉眼或低于10倍放大镜检查。质量要求:l)所有对接焊缝、法兰与筒体角焊缝为全焊透焊缝,焊缝外形尺寸应符合图纸和工艺要求；2)焊缝与母材应圆滑过渡,焊接接头的焊缝余高不超过3mm；3)焊缝不允许有裂纹、夹渣、气孔、漏焊、烧穿和未熔合等缺陷；4)咬边深度不超过lmm,且连续长度不大于100mm；焊缝和热影响区表面不得有裂纹,气孔,夹渣,未熔合及低于焊缝高度的弧坑；熔渣,毛刺等应清除干净；焊缝外形尺寸超出规定值时,应进行修磨,允许局部补焊,返修后应合格；对于无具体要求的,按相关规定执行。
无损检测,无损检测通常包括有超声波探伤、磁粉探伤、射线探伤以及渗透探伤等等，而在焊缝外观检验合格之后而进行,检测方法以及质量要求应该依照DB62/1938―2010《风电塔架制造安装检验验收规范》附录A((风电塔架无损检测规程》执行；全部的筒体纵、环焊缝及门框焊缝应该做好无损检测。法兰以及筒节的T型焊缝接头处均布片射线探伤,任何一个T型接头射线探伤都应放置布片两张,纵缝环缝位置各一张,每张检测的有效长度不小于250mm,每张底片均能清晰的反映T型接头部位焊缝情况。经射线或超声检测的焊接接头,如有不允许的缺陷,应在缺陷清除后进行补焊,并对该部位采用原检测方法重新检查直至合格。进行局部探伤的焊接接头,一旦出现有不被允许的缺陷时,则应该在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度,增加的长度为该焊接接头长度的10%,且不小于25Omm,若仍有不允许缺陷时,同时对该焊缝进行100%检测。
2.3、探伤质量控制
塔架焊缝不仅仅需要在焊接之上对其进行严格要求，同时在探伤之上的要求也比较严格，在探伤质量控制上需要采取相应措施。首先，超探伤使用双侧探伤；射线探伤处因为结构有限制，调整好焦聚、做好补偿以保证成片率；其次，法兰筒节的几何焊缝结构比较特殊，超探准确性会受到一定的影响，可以使用超探加射线探伤的方法来进行质量控制；最后，环向焊缝因板材厚度的不同，促使超探准确率产生一定变化，所以，一方面应该使用全新的探伤方法试验，另一方面使用射线探伤来作保证超探准确率；而厚度差异比较大的部位（如：门框与筒节环缝的T型接头处）射线探伤就会受到一定的影响。那么就应该使用一些较为特殊的方法。
结束语：
尽管我国在风电设备制造方面取得了较大进展，并初步做到可以立足国内制造，但是对于风电塔架制造过程中存在的问题应对措施仍显单一，仍有较长的路要走，只有依托科技，不断创新，才能取得更大的发展空间，立足国际。
参考文献：
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[2]郑天群.风电塔架设备监理的标准化[J].设备监理,2013,04:15-17+19.
论文摘要：压力容器设计中最重要的部分之一便是材料的选择，它直接关系到压力容器的质量和安全性，但由于设备制造过程中采购困难等因素的影响，材料代用现象普遍发生，常见的代用问题有：以优代劣、以厚代薄及其他问题，这些问题直接关系到容器的质量和安全以及投资建设方的经济和管理问题，值得我们重视。
如何进行正确的选材是压力容器设计和创造中的第一步，也是直观重要的一步。在压力容器的设计和制造过程中，一旦材料选取不合适，会对容器的安全使用留下重大隐患。所以，在压力容器选材上，要根据容器的具体使用条件，如设计的压力和温度、操作特征、介质特点等，来选取拥有合适力学、焊接和耐腐蚀性能等物理性能的材料。除此之外，选取材料时还要充分考虑其具体加工工艺和经济性等其他因素。
1 材料代用的具体规定
在设备的设计和制造过程中，常常会出现材料采购困难或者出于经济上的考虑，材料代用的现象经常出现在压力容器的设计过程中。《固定式压力容器安全技术监督规程（tsg r0004-2009）》以及《钢制压力容器（gb150-1998）》对材料代用做了相关规定。一般来讲，主要要求如下：压力容器的承压部件在代用材料的选择上，应和被代用材料有着相同或者相似的外形质量、化学成分、尺寸公差、性能指标、检验项目和检验率等。材料代用最基本的原则是：要绝对保证，在技术要求上，代用材料不得低于被代用材料，个别在检测率或性能项目上要求不严格的代用材料，可以采取检验、测试的方式来选择合适的代用材料。材料代用的手续要求为：（1）容器承压部件的代用要严格进行，须经由代用单位技术部门的批准并上报代用材料的复检报告或质量证明，由主管负责人核准批复；（2）必须在获得原设计单位的允许并拿到证明文件后，才可以在压力容器制造时进行材料代用；（3）压力容器的设计图、施工图以及出厂时的质量证明书中要细致标注代用材料的规格部位、材质和规格。
2 以优代劣
压力容器所用的全部金属材料要具有优良的性能，包括材料的力学性能、耐腐蚀性、耐高温性和制作工艺等。每一种材料的性能都是固定不变的，从性能比较的角度出发，常常会出现材料间的“优”和“劣”的问题。但每种压力容器对对材料性能的要求在不同情况下也是不一样的，所以，材料代用中的“优”与“劣”判断从实际出发，具体问题具体分析。下面，笔者基于自身工作经验，主要探讨了几种典型的“以优代劣”问题。
2.1 压力容器制作中，在强度、力学特征等机械性能方面，其常用到的低合金钢尽管明显优于碳素钢，但其冷加工性能与可焊性都比不过碳素钢。一般来说，强度级别高的，其冷加工性能与可焊性就较差，二者负相关。所以在进行这方面的代用时，应相应调整焊接工艺，在热处理时也可能会有相应变化，应给予充分重视。
2.2 材料代用时进行细致、周全的考虑，否则压力容器实际使用中可能会出现各种安全隐患。比如处于湿硫化氢环境下及存在应力腐蚀开裂风险的设备中，容器对应力腐蚀开裂地敏感性随容器使用的钢材的强度级别的提高而增大，二者正相关。此时若将20r和q235和20r系列的钢材用16mnr等低合金钢待用就极易产生问题，因此，此类“以优代劣”行径在原则是行不通的，应当被禁止。镇静钢在许多性能方面上，镇静钢都比沸腾钢要更占优势，但在搪玻璃容器制造时，镇静钢的搪瓷效果反而不如沸腾钢好。
2.3 一般来说，不锈钢的耐腐蚀性较出色，但在含有氯离子的环境下，其耐腐蚀性却不如低合金钢和碳素钢。
2.4 和普通不锈钢相比，超低碳不锈钢虽然具有价格优势和良好的耐腐蚀性，但前者的高温热强性却更为出色。一般情况下，为了提高耐腐蚀性，需降低含量，而为了提高高温性，则要提高炭的含量。故而，此种情况下的 “以优代劣”，要尤其精确设计设备温度，如有必要，应当重新计算。
2.5 原则上，膨胀节、爆破片、挠性管板及这类零件不能进行以优代劣，特殊情况下必须代用时应以代用的材料为重新进行精密计算，根据结果，适当调整零件厚度，以防止这类零件及其相邻部位出现故障或者失效。
2.6 对热换器管板而言，锻件的总体性能比板材要好，所以通常情况下采用锻件，但当管板厚度小于6cm时也可以用板材代替锻件，但此时要注意，即使锻件和板材的厚度、材质及设计温度都相同，但两者的许应用力却不相同，前者的许应用力稍低于后者。故如需锻件代用板材，应重新核准管板厚度。
对钢材来说，其化学成份上的微小差异都可能对其性能造成重大影响，所以要对待任何类型压力容器钢材的“以优代劣”问题都要予以充分重视，以免导致产品和原设计不符。
3 以厚代薄
“以厚代薄”常常使从平面应力状壳体的受力态转变为平面应变状态，这对容器受力状态来说，是有百害而无一利的，通常情况下，厚壁容器比薄壁容器更容易产生三向拉应力，进而产生平面应变脆性断裂。
3.1 对原设计中封头和筒体间等厚焊接的容器，若对容器壳体的个别部件进以厚代薄，很容易增加壳体的几何不连续情况，从而使封头和筒体间的连接部位受到的局部应力增加，此时，对于有应力腐蚀倾向的容器来说，会造成很大的损害。可能会导致疲劳裂纹，严重的可能造成疲劳断裂。
3.2 在厚板替代薄板时，常常导致连接结构发生相应改变，例如，筒体与加厚的封头连接时，通常需要对封头进行削边处理。对以管道为主要筒体构成的设备，若增加筒壁厚度，在封头与筒体的连接部位也须对筒体侧实施内削边处理。在厚度增加较大时，往往也关系到焊接工艺的变化。
3.3 容器壳体整体层面上的“以厚代薄”，虽然并不会造成筒体连接处和封头的局部应力增加，但不了避免地，仍会导致一下不良影响。1）厚度增加后，原来的壳体设计中的探伤方式和焊接工艺也要进行相应的改变，增加难度；2）壳体厚度的增加必然使容器的重量加大，当容器重量增加过大时，必然会对容器的基础和支座产生不利影响；3）对壳体同时具有传热作用的容器，壳体厚度的增加肯定会影响其传热效果。
3.4 钢板的许应用力和其厚度紧密相连，《钢制压力容器（gb150-1998）》指出，钢材的许应用力随着其板厚的增大而减小，二者负相关。例如20℃-150℃环境下，16mnr板厚由16mm变为18mm时，其许应用力则从170mpa降为167mpa，150℃时，20r的板厚由16mm变为18mm时，其许应用力则从135mpa降为125mpa。由此可知，以厚代薄很可能导致强度不够，故而，对处于临界状态的以厚代薄，必须对验算其强度。
3.5 因为原件厚度与其刚性是成正比的，厚度越大，刚性越强，所以原则上不允许对挠性薄管板、波纹管和膨胀节等元件实行以厚代薄，以防止减弱补偿变形的效果。
3.6 由于换热器的特殊性，对热换器的主要元件进行以厚代薄很容易破坏原来的平衡力系，原则上不可以厚代薄，特殊情况下，必须代用时，需要重新设计计算。
综上所述，以厚代薄的利弊问题是很复杂的，在进行代用时，要由相关设计单位对代用的可行性和影响进行综合考虑后，方可决定其是否可行。对可采取以厚代薄类型的容器，应对其焊接工艺、支座和等进行相应的调整，以尽可能的消除不利影响。
4 其他注意事项
进行材料代用时，应根据实际用材情况对焊接工艺进行适当的调整，一般调整原则为：用高级材料替代低级材料时，实验和验收仍可采用低级材料的标准，不用提高标准；不同材料的耐高温性、韧度等性能不同时，进行最低水压实验时，其相应的温度也可能发生改变，此时，要严格按gb150的相关规定执行；当板厚增加超过gb150所规定的冷卷厚度时，一定要对筒体进行消除应力的热处理；钢板的厚度达到一定水平时，还需要进行超声探伤，必要时，提高水试验的压力。
结语
以钢为材料主体进行设计和制作的压力容器，在材料的机械性能要求上，在考两次材料强度的同时，也应考虑其韧性，在韧性满足的条件下，则应尽可能提高其强度。从这个角度上来说，在压力容器材料选择上要正确界定“优”和“劣”，不要单纯的从材料的厚度和强度来考虑，而要进行综合辨析和考虑。所以，也可以说，压力容器制造中的材料待用并不单单是技术问题，更包含容器的安全性、投资方的经济效益、制造商的成本等经济和管理问题在内的复杂问题。所以，不论是哪种材料代用，其本质上均是变更压力容器的设计方案，应给予相当的重视。
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