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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇焊接工藝規程，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：TQ05 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0201-02
一、化工機械金屬材料的焊接性研究
在化工機械設備中，絕大部分設備金屬材料是可以進行焊接作業的，但其設備材料的焊接工藝操作難度差異較大，其金屬材料焊接性能存在著較大區別。為此，在進行化工機械設備焊接作業之前，應對其焊接性能進行研究。
（一）焊接性概述。焊接性，指的是金屬材料在一定工藝技術的操作下，通過焊接作業獲得質量優良的焊接接頭的難易程度。在進行化工機械設備焊接時，如采取一般的焊接工藝條件即可獲得優質焊接接頭，則表明該材料焊接性較好，反之，如采取一般焊接工藝無法保證焊接接頭質量，應用復雜的焊接工藝條件方可獲得質量優良的焊接接頭，則表明該材料焊接性較差。其中，焊接工藝條件，主要指的是進行焊接作業過程中所采取的焊接方法、焊接材料、焊接規范、工藝措施等內容，焊接前預熱、焊接后進行熱處理、接頭形式、環境溫度、坡口形式及坡口尺寸等均屬于焊接工藝措施的內容。判斷金屬材料焊接接頭質量的標準在于焊接接頭承載力、抗腐蝕性、耐磨性等性能。
（二）化工機械設備焊接性評價。化工機械金屬材料焊接性評定主要是通過估算方法來實現，影響鋼材焊接性的主要因素在于材料其本身化學成分，在各種元素中，碳含量屬于影響焊接性能的最大因素，含碳量越高，其焊接性則越差。為此，在當前鋼材焊接中，將各種元素對焊接性影響折合為碳量成分影響。
（三）化工機械設備焊接性試驗。為保證焊接質量，一般在進行正式焊接作業之前，會進行焊接性試驗。焊接性試驗，是進行鑒定焊接新材料、鑒定焊接材料及焊接工藝質量的重要措施。焊接性試驗主要包括抗裂性試驗及焊接接頭使用性能試驗兩個內容。通過抗裂性試驗，檢驗焊接化工機械設備焊接接頭位置焊接是否存在質量問題，是否具備抗裂性，在提高焊接質量，實現焊接目標等方面發揮著重要作用；焊接接頭使用性能試驗，主要是對焊接接頭承載力、耐磨性能及抗腐蝕性進行試驗，保證其接頭使用性能。
二、化工機械設備焊接工藝規程
（一）焊接工藝規程的依據。在焊接工程師進行焊接工藝規程編制時，應充分保證焊接工藝規程的正確性。在多數國家中，其焊接規范及標準是通過公認的科學技術成果為依據并進行編制的。在焊接工藝規程編制中，不允許使用尚在研究階段、沒有獲得權威結構認可的材料、方法及技術。由此可以看出，進行焊接工藝規程編制是有據可依的。在進行化工機械設備焊接工藝規程編制時，應在相關知識的基礎上進行編制，針對焊接設備特殊性，收集相關焊接相關技術資料，從而安排焊接工藝規范編制工作，其收集材料越充分，其焊接工藝規程編制正確性越高。
（二）焊接工藝規程。焊接工藝規程主要包括焊接結構工藝性分析、焊接方法及焊接材料的選擇、焊接接頭、坡口形式的選擇、焊接規范、焊接技術要求等內容。通過明確焊接工藝規程中各項內容及標準，保障焊接質量及水平。
1、焊接結構的工藝性。在進行化工機械設備焊接作業時，需要考慮焊接結構工藝性問題。機械設備焊接結構設計直接影響著焊接作業的操作難度，影響著設備焊接接頭質量及焊接效率等。在進行熔焊作業時，以焊縫傾角及轉角為標準，可以劃分為平焊、立焊、橫焊、仰焊等形式。在進行某些化工機械設備中，需要在機械設備加工后其焊接結構方可進行焊接，為避免焊接對設備加工精度造成影響，一般要求其焊縫結構設計應與加工表面保持一定距離。化工機械設備焊縫布置應綜合考慮焊接操作空間問題，保證其預留操作空間可以滿足焊接作業時其運條角度調整的要求。如化工機械設備其焊縫為點焊或縫焊焊縫，則需要保證其焊縫位置滿足滾輪電極及柱狀電極的焊接特點等。
2、焊接方法。當前，化工機械設備焊接方法種類較多，以焊接過程特點作為標準進行劃分，可以將焊接方法分為熔焊、壓焊及釬焊。其中熔焊指的是在沒有施加壓力的情況下，將需要焊接位置的母材金屬進行熔化，并形成焊縫的一種焊接方法。熔焊其特點在于應用局部熱源，將填充金屬在焊件結合處熔化并熔合，在熔合冷卻后形成牢固的焊接接頭，電弧焊及電渣焊均屬于熔焊方法；壓焊指的是在進行焊件焊接操作的過程中，需要對焊件施加壓力方可完成焊接的一種方法，應用壓焊進行機械設備焊接，在焊接之前無論進行加熱或不加熱，均需要施工一定壓力方可保證焊件焊接質量，摩擦焊及接觸焊均屬于壓焊類型；釬焊與熔焊存在著本質區別，其選擇較之焊接母材熔點低的金屬材料作為釬料，將釬料加熱到高于釬料熔點，將焊件加熱到低于母材熔化溫度，應用熔化為液態釬料進行接頭間隙填充，并通過擴散連接完成焊接的一種方法，鐵釬焊、火焰釬焊均屬于釬焊方法。在進行化工機械設備焊接方法選擇時，需要在分析焊件材質、接頭厚度、焊縫位置及坡口形式的基礎上進行選擇與確定。
3、焊接材料選擇。焊接材料指的是在進行焊接作業過程中所應用的為提高焊接質量附加的保護物質及各種填充物質，常見的焊接材料為焊條、焊絲、釬料、保護氣體、焊劑及釬劑等。在焊接材料選擇時，需要按照焊接材料可以滿足焊件母材及焊縫處理強度的要求進行選擇，并綜合考慮工藝因素及焊接方法的冶金特點對焊接接頭可能產生的影響。一般在產品樣品性能說明或焊接材料標準中對焊接材料熔敷金屬性能進行了說明。在焊接中所采取的焊縫材料及焊接工藝直接影響著焊接接頭性能，在選擇焊接材料時，應充分考慮焊接接縫金屬性能。在我國焊接操作規范中規定，焊接過程中其焊縫金屬性能應等于或高于相應母材標準規定值下限，或其焊縫金屬性能應滿足技術條件要求。
（三）焊接接頭與焊接坡口形式。焊接接頭指的是應用焊接方法后形成的不可拆接頭，以焊件結構厚度、焊件結構形狀及應用條件為標準，可以將焊接接頭形式分為對接接頭、搭接接頭、角接頭、T形接頭等多種形式。其中對接接頭指的是將同一平面內被焊工件相對焊接所形成的一種接頭形式，這種接頭受力狀況較好，其應力分布集中程度較低，屬于化工機械設備焊接作業的理想接頭形式。T形接頭則是將存在一定角度或保持垂直的被焊工件通過應用角焊縫連接形成的接頭形式，其承載力較好，在化工機械設備焊接應用中十分廣泛。
為提高焊接質量，按照焊接工藝要求，將被焊工件待焊部位進行加工，形成具有幾何形狀的溝槽，這種溝槽即坡口。進行坡口加工，其目的在于保證焊接焊縫焊透，并可以進行熔合比調整，以實現焊接質量。在焊接作業中，為可以將焊縫根部焊透，當板厚超過6mm時，應進行坡口加工，坡口多分為V形、X形、U形、K形等形式。在進行焊件開坡口時，應注意留出鈍邊，避免焊接過程中出現燒穿問題，開坡口應預留出一定間隙，保證焊接可以實現根部焊透。
（四）焊接規范。焊接規范主要為影響焊接質量及焊接效率的所有工藝參數。焊接規范參數主要包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊條與焊絲直徑等。焊接規范參數的選擇，直接影響著焊縫熔深、熔寬、熔高，是決定焊接質量的關鍵性因素。在選擇焊接電流時，如化工機械設備為厚板，為提高生產效率加大熔深，可以適當增加焊接電流，但如焊接電流值過大，則容易出現咬邊問題，對焊接質量造成影響；如焊接電流值過小，則容易造成夾渣或未焊透等缺陷問題。為此，應保證焊接電流適中，保證其焊接質量。電弧電壓的大小容易對焊件焊縫形狀及尺寸造成影響。如電弧電壓過高，則其焊縫較寬較淺，易產生焊透或咬邊等缺陷。如電弧電壓不足，則其焊縫較窄較高，同樣影響焊縫質量。焊接速度過快容易產生咬邊、氣孔、為焊透等缺陷，焊接速度不足則會引起溢流、焊瘤等缺陷。焊條直徑的選擇，應綜合考慮焊接板厚、接頭形式等，充分保證焊接質量。
（五）焊接技術要求。在進行一般焊接作業時，其焊接技術要求主要為：選擇合適的焊接方法、焊接材料、焊條、焊縫布置、焊接工藝、檢驗標準、試驗標準等。在進行化工機械設備焊接作業時，應綜合考慮化工機械設備的工藝要求，分析其設備結構強度、剛度及尺寸要求，合理編制其工藝規程，保證化工機械設備焊工藝規程可以滿足焊接使用性能要求，實現焊接目標及綜合效益。
三、結語
在化工機械設備加工中，為保證設備加工質量，需要進行設備焊接作業。為保證焊接質量，保證焊接接頭使用性能，需要編制焊接工藝規程。焊接工藝規程編制質量直接影響著焊接質量。焊接工藝規程主要內容包括焊接方法、焊接材料、焊接接頭及坡口形式、焊接工藝規范參數與焊接技術要求等。本文在分析化工機械金屬材料的焊接性的基礎上，對當前化工機械設備焊接工藝規程進行分析。實踐證明，保證焊接工藝規程質量，在實現焊接接頭質量及焊接效益等方面發揮著重要現實意義。
參考文獻：
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關鍵詞 壓力容器；焊接工藝規程；焊接工藝評定
中圖分類號TG44 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）83-0168-02
0 引言
為了保障固定式壓力容器安全運行，確保焊接工藝的正確性，《固定式壓力容器安全技術監察規程》4.2條規定了應進行焊接工藝評定的焊縫。焊接工藝評定是為驗證所擬訂的焊接工藝的正確性而進行的試驗過程及結果評價。
焊接工藝評定是壓力容器產品安全性能A類監督檢驗項目，《固定式壓力容器安全技術監察規程》明確指出“監檢人員應當對焊接工藝的評定過程進行監督，焊接工藝評定報告和焊接工藝規程除經制造單位審批程序外，還應經過監檢人員簽字確認后才能存入技術檔案”。NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》是指導企業進行焊接工藝評定的基本標準，正確理解與實施能有效地強化企業焊接工藝評定要求，保證壓力容器焊接質量。但由于該標準的專業性和實踐性較強，筆者在監檢工作中發現有些制造單位對有些條款的認識和理解有一定偏差。有些制造單位，對如何進行焊接工藝評定，理解不透，把握不準，以致出現錯誤。下面就焊評中的一些基本概念、焊評間的適用、厚度覆蓋范圍和焊工項目等一些易出錯的問題加以分析，旨在結合具體工作實踐來加深對標準的理解。
1 幾個概念
正確理解焊接術語，是正確執行焊接工藝評定標準的前提。在壓力容器制造監督檢驗檢過程中，通過與質量保證體系相關人員的交流，發現有些技術人員對于一些焊接術語的概念混淆不清，在此簡單解釋，以便于焊接工藝評定的進行。
1.1 對接焊縫和角焊縫，對接接頭和角接接頭
1）對接焊縫：在焊件的坡口面間或一焊件的坡口面與另一焊件表面間焊接的焊縫；
2）角焊縫：沿直交或近直交焊件的交線所焊接的焊縫；
3）對接接頭：兩焊件表面構成大于或等于135°，小于或等于180°夾角的接頭；
4）角接接頭：兩焊件端部構成大于30°、小于135°夾角的接頭。
對接接頭形式可能是對接焊縫連接，也可能是角焊縫連接；角接接頭形式可能是角焊縫連接，也可能是對接焊縫連接。也就是說對接焊縫可能是對接接頭，也可能是角接接頭；角焊縫可能是角接接頭，也可能是對接接頭。盡管各個接頭形式各異，但是連接焊縫的形式可以相同。無論哪種接頭形式，確認是對接焊縫，評定試件必須采用對接。焊接工藝評定試件分類對象是焊縫，而不是焊接接頭。
1.2 預焊接工藝規程（pWPS）、焊接工藝規程（WPS）和焊接作業指導書（WWI）
不少工廠將預焊接工藝規程、焊接工藝規程和焊接作業指導書，這三個完全不同的概念混淆起來。預焊接工藝規程（pWPS）是指“為進行焊接工藝評定所擬訂的焊接工藝文件”，而焊接工藝規程（WPS）是指“根據合格的焊接工藝評定報告編制的，用于產品施焊的焊接工藝文件”，只是一個單純的用于施焊的焊接工藝文件，產生于工藝評定后，是根據PQR編制的，它與pWPS無關。而焊接作業指導書（WWI）是指“與制造焊件有關的加工和操作細則性作業文件。焊工施焊時使用的作業指導書，可保證施工時質量的再現性”。內容不僅包括焊接工藝，而且還包括與制造焊件有關的加工和操作等內容。因此可以認為焊接作業指導書才能指導焊工施工。如果只用WPS文件，指導焊工作業的文件是不完整的，還必須要有其它文件相配合。
1.3 焊工技能評定和焊接工藝評定
合格焊縫有兩個方面的要求，其一就是焊縫沒出現超標缺陷；其二就是接頭的性能滿足要求。這兩方面的要求體現了焊工技能考試和焊接工藝評定之間的關系。對焊工技能評定就是焊工依照合格焊接工藝進行焊接，不能夠出現超標缺陷焊縫；焊接工藝評定的目的在于保證焊接接頭的使用性能符合要求。評定焊工技能時，要求采用經過評定合格的焊接工藝，排除不當的焊接工藝的干擾；進行焊接工藝評定時，要求焊工必須熟練操作，排除焊工操作的各種干擾因素；所以屬于評定焊工技能內的問題不要混淆到焊接工藝評定中來。比如對于焊工技能評定，變更焊接位置，焊工需重新考試。如果焊工僅僅具備橫焊資格，但是實際操作中需要進行仰焊，那就一定要重新對焊工做仰焊位置的施焊技能評定。但NB/T47014-2011規定：在一般情況下焊接位置是次要因素，工藝不變，不會改變焊接接頭性能，所以變更焊接位置不需要重新做焊接工藝評定。焊工技能評定和焊接工藝評定兩者的目的不同，因而評定的內容也不同。
2 關于焊評之間的適用問題
在確定壓力容器焊接工藝評定項目時時，要注意評定之間的適用問題。
1）板狀對接焊縫試件工藝評定項目不僅適用于板狀對接焊件，還適用管狀對接焊件，同樣，管狀對接焊縫試件工藝評定項目不僅適用于管狀對接焊件，還適用于板狀對接焊件。角焊縫工藝評定項目適用于任意形式的角焊縫焊件。需要強調的是對接和角接所用管材試件，僅僅與管材厚度存在關系，和直徑之間沒有關系；
2）受壓角焊縫的焊接工藝評定。對NB/T47014-2011中6.3.1.2的理解非常關鍵，“評定非受壓角焊縫預焊接工藝規程時，可僅采用角焊縫試件。”言外之意，評定受壓角焊縫焊接工藝時，需采用對接焊縫評定。這是因為角焊縫試件評定時本身未經過力學測試，用于非受壓（受力）焊縫尚可，不可用于受壓焊縫。因此，在確定合理的焊接工藝評定項目時，應先找出所有焊接接頭，再確認是哪種焊縫連接形式和焊件厚度。如果是對接焊縫連接，則取對接焊縫試件。
3 關于厚度覆蓋范圍問題
3.1 試件厚度、焊件厚度與沖擊試驗間的關系
試件厚度適用于焊件厚度與有無沖擊試驗要求有關。不少廠家編制預焊接工藝規程，不分有無沖擊試驗要求，全都按NB/T47014-2011中表7、表8規定填寫，擴大了厚度適用范圍。按NB/T47014-2011中6.1.5.2條規定“當規定進行沖擊試驗時，焊接工藝評定合格后，當T≥6mm時，適用于焊件母材厚度的有效范圍最小值為試件厚度T與16mm兩者中的較小值；當T＜6mm時，適用于焊件母材厚度的最小值為T/2”。如試件經高于上轉變溫度的焊后熱處理或奧氏體材料焊后經固溶處理時，仍按表7或表8規定執行。
3.2 組合評定試件的沖擊試樣制取
比如某單位所用試件母材16mm厚，應用鎢極氬弧焊打底，焊條電弧焊填充、蓋面，由于鎢極氬弧焊焊縫金屬厚度只有2mm~3mm，無法單獨制取打底層沖擊試樣，只在試件焊條電弧焊填充、蓋面層焊縫金屬中取了沖擊試樣，單位技術人員認為該組合評定合格。筆者認為，鎢極氬弧焊焊縫金屬沒有得到沖擊試驗檢驗，力學性能試驗并沒有完成。當鎢極氬弧焊焊縫金屬厚度無法單獨取樣時，也可以與焊條電弧焊聯合取樣制取沖擊試樣，當聯合試樣沖擊試驗合格后，才能認為該工藝評定合格。
4 焊工項目問題
4.1 焊縫金屬厚度
在施焊現場審查時，要注意焊工的項目是否能滿足其操作要求。如對接焊縫要注意所考項目能覆蓋的焊縫金屬厚度。某單位制作一奧氏體不銹鋼壓力容器，筒體規格DN800*5，筒體與封頭環縫采用GTAW，施焊焊工的持證項目為組合項目中的GTAW-FeIV-1G-2/60-FefS-02/10/12。這是不正確的，焊縫金屬厚度2mm只能覆蓋焊件最大焊縫金屬厚度為4mm，筒體和封頭厚度5mm，焊工應進行相應項目操作技能考試。
4.2 管板角接頭試件適用管板角接接頭焊件范圍
管板角接頭試件應用于管板角接頭焊件時，對管外徑的限制容易被疏忽。某單位焊工的持證項目為SMAW-Ⅰ/Ⅱ-2FG-12/60-F3J，卻焊接管外徑為20mm的管板垂直固定接頭是不正確的。管板角接頭試件應用于管板角接頭焊件時，對外管徑有規定，試件管外徑為60mm應用于焊件時，管外徑最小值為25mm，最大值不限。當接管直徑小于25mm時，管板接頭試件直徑就是適用管板接頭焊件的最小直徑。此外要注意的是，管材對接考試合格后可以用于板材，但板材考試合格用于管材時，只適用于外徑為76mm（含76mm）以上的管材。
5 結論
上述焊接工藝評定監督檢驗中發現的問題只是筆者認為比較重要且易被忽視的，有些問題甚至是多家制造企業的“通病”，也是監檢員工藝審查中的薄弱環節。當然焊接工藝審查中還會發現其他問題，也還會有很多未知的問題等待去發現。這就需要監檢人員不斷的努力去學習新知識以及積累相關的檢驗經驗，結合具體工作實踐來加深對NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》標準的理解。
參考文獻
[1]NB/T47014-2011，承壓設備焊接工藝評定.
[2]TSG R0004-2009，固定式壓力容器安全技術監察規程.
【關鍵詞】焊接工藝評定；壓力容器；研究
所謂的焊接工藝評定，就是指為使焊接接頭的力學性能、彎曲性能或堆焊層的化學成分符合規定，對預焊接工藝規程進行驗證性試驗和結果評價的過程。焊接工藝是保證焊接質量的重要措施，它能確認為各種焊接接頭編制的焊接工藝指導書的正確性和合理性。通過焊接工藝評定，檢驗按擬訂的焊接工藝指導書焊制的焊接接頭的使用性能是否符合設計要求，并為正式制定焊接工藝指導書或焊接工藝卡提供可靠的依據。本文就壓力容器焊接工藝評定進行了研究，以期能為壓力容器焊接工藝更好地進行評定提供參考。
1.預焊接工藝規程的審查
預焊接工藝規程的內容包括母材和焊接材料的牌號和規格、焊接接頭形式、焊接位置、預熱溫度、焊接電特性、技術措施、焊后熱處理溫度和保溫時間等方面，監檢人員應認真審查上述內容的各參數是否齊全、合理。有些單位焊評項目繁多，焊評覆蓋范圍相互重疊，監檢人員應指導其對焊評進行整合，以減少焊接工藝評定數量。對本文所述的焊接工藝評定而言，選用Q345R板材4mm、8mm、38mm三種厚度規格的試件進行評定，即能覆蓋厚度2～200mm的焊件母材，其覆蓋范圍如表1所示。
表1 三種厚度規格的試件覆蓋范
預焊接工藝規程還應對一些重要因素和補加因素進行優化，如選用非低氫型藥皮焊條、焊條直徑選用大于6mm、焊接位置采用向上立焊、較低的預熱溫度、較高的層間溫度、較大的線能量、較長的熱處理保溫時間等，以盡量擴大焊接工藝評定的適用范圍。
2.施焊試件的現場監督
施焊試件應由本單位操作技能熟練的焊接人員使用本單位設備在本單位焊接。施焊前監檢員應對母材和焊材是否符合相應標準以及焊接設備、焊接儀表（電流表、電壓表、流量計、表面溫度計）的完好狀態進行檢查。在焊接工藝評定試件焊接過程中，監檢人員必須對焊接工藝評定施焊過程中各焊道的所有重要因素和補加因素進行現場檢查，核對是否都在擬定的預焊接工藝規程范圍內，并對焊接施焊記錄的真實性進行確認。
3.熱處理記錄曲線的審查
監檢員應對熱處理記錄曲線的進出爐溫度、升降溫速率、保溫溫度和保溫時間是否符合NB/T47015《壓力容器焊接規程》進行審查。NB/T47014《承壓設備焊接工藝評定》規定：“試件的焊后熱處理應與焊件在制造過程中的焊后熱處理基本相同，低于下轉變溫度進行焊后熱處理時，試件保溫時間不得少于焊件在制造過程中累計保溫時間的80%。”試件的最短保溫時間與焊后熱處理厚度成正比，焊后熱處理厚度越小，最短保溫時間也越短。對接管等厚度較薄的試件來說，其焊后熱處理最短保溫時間主要取決于較厚的殼體焊縫，焊接工藝評定應采用較長的保溫時間，以避免熱處理保溫時間覆蓋不上。根據經驗，厚度較薄的試件保溫時間采用2h以上比較合適。
4.無損檢測的審查
焊接工藝評定的射線檢測不在于焊縫達到幾級標準，監檢員只需確認試件底片無裂紋即合格，其余氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等缺陷都允許存在。無損檢測的另一個作用在于了解施焊情況，避開焊接缺陷取樣。
5.試樣力學性能檢驗的現場監督
試樣的力學性能檢驗是焊接工藝評定的重要環節，監檢人員應進行試驗過程的現場監督。其內容包括下述幾個方面。
5.1 理化檢驗人員資質和理化檢驗設備
應核查理化檢驗人員資質，檢查理化檢驗設備的完好狀態。理化檢驗設備的完好狀態對試驗結果有很大的影響，檢驗用設備應檢定合格。理化檢驗人員應進行必要的培訓，考核合格后方可持證上崗操作。
5.2 試樣的取樣和沖擊試樣的缺口位置
應審查試件上試樣的取樣位置以及沖擊試樣的取向和缺口位置。焊接接頭的不同位置在焊接過程中受到的熱循環不一樣，其力學性能也不同，試驗試樣應在試件上性能最差的位置取樣。就沖擊試樣而言，應在靠近板狀對接焊縫試件的收弧端部取樣；T≤40mm的沖擊試樣應在距焊縫背面的材料表面0.5～2mm處取樣，其缺口軸線應垂直于母材表面；熱影響區試樣的缺口軸線應位于最后焊道的焊縫側，并盡可能多地通過熱影響區。
5.3 試樣的加工質量和數量
試樣加工時，應防止其過熱、加工硬化，以避免其力學性能受到影響。
（1）拉伸試樣采用緊湊型試樣，其受拉伸平行部分比板材復驗采用的比例試樣要短，等于焊縫寬度加12mm，實質上是焊縫寬度加熱影響區寬度。試樣設計的目的是強迫其在焊接接頭處斷裂，以測定焊接接頭的抗拉強度。另外，試樣本身的形狀不對稱易在拉伸試驗過程中產生附加彎曲應力，從而造成試驗結果的偏差。拉伸試樣表面的焊縫余高應用機械加工方法去除，使之與母材齊平。若有錯邊，可加工至與較低一側的母材齊平。試樣的受拉長度內，不應有橫向刀痕和劃痕。
（2）面彎和背彎試樣應從受壓面加工去除多余厚度。試樣拉伸表面應齊平，不能有與試樣寬度方向平行的切痕和刀痕。試樣拉伸面棱角應倒圓，圓角半徑不大于3mm。
（3）沖擊試樣的缺口深度、缺口根部曲率半徑和缺口角度決定著缺口附近的應力集中程度，從而影響該試樣的沖擊功，試驗前應用光學投影儀檢查缺口尺寸。沖擊試樣的寬度、厚度也對沖擊功有較大影響，試驗前應用最小分度值不大于0.02mm的量具進行測量。此外，缺口底部應光滑，表面應去除加工硬化層，不應有與缺口軸線平行的加工痕跡和劃痕，否則會使沖擊功下降。
【摘要】本文闡述了焊接工藝參數及工藝因素對焊接質量的影響。主要從焊縫形狀尺寸與焊接工藝規范參數的關系、焊縫與熔池的關系延伸到焊接工藝各規范參數與焊接質量的關系進行了論述，揭示了焊接質量的關鍵在于焊接熱輸入的控制。
【關鍵詞】焊接工藝參數；工藝規程；焊接質量
1. 前言
（1）焊接由于節省大量的材料，生產效率高，是制造業中主要的加工工藝之一，幾乎涉及到所有的產品。航空航天元器件及結構的焊接制作，工業產品及廠房的制作安裝，民用產品的制造等等。利用現有設備及焊接材料和操作人員的技能情況，制定適合的焊接工藝規程，保證焊接質量，是產品的生產過程中，最為重要的環節。
（2）焊接質量的保證，是在試驗的基礎上，根據不同材料的物理性能和化學成分，以及所采用的焊接設備、焊接方法和結構特性，制定能保證其加工質量的焊接工藝技術文件。在生產實踐過程中，如何確保焊接工藝規程的實施，是鋼結構生產及維修部門的重要工作。
（3）由于各企業所加工構件的材料和結構不同，使用的焊接方法不同，在焊接試驗和工藝評定方面，所做的內容也不盡相同，制定的焊接規程也有一定的差別。焊接規程做為焊接過程的技術性文件，不論生產何種產品，保證其質量的前提，就是焊接生產全過程完整的執行焊接工藝規程。
（4）焊接工藝規程是在滿足產品設計規程要求的前提下，經過焊接工藝評定制定的，是生產過程重要的技術文件之一。焊接工藝規程的完全執行，是控制焊接產品質量行之有效的程序和方法。
2. 在結構材料已知的情況下，焊接工藝規程中，主要的幾個參數如焊接材料、接頭形式、焊接電流、焊接電壓、保護氣體流量、氣體純度、焊接層數，而合金鋼及有色金屬焊接過程，還要考慮層間溫度、預熱及后熱溫度。如任一參數的大幅度變動，都可能產生焊縫尺寸超差、成形不好、裂紋、夾渣、未焊透、咬邊、焊瘤、燒穿、焊接變形等缺陷，甚至產品報廢
2.1焊接過程是一個不均勻加熱和冷卻過程。焊縫區及熱影響區溫度會隨著焊條（焊絲）的移動而發生變化。是一個不均勻加熱和冷卻過程，熔池的冶金反應也是不充分的。焊接電流作為焊接過程重要的工藝參數之一，是決定焊接熱輸入量的重要參數，即線能量的的大小。當焊接電流增大時，焊接速度也應加快。才能保證線能量基本不變。日常操作中，基本是以提高生產效率為前提，盡可能的采用大的電流參數。大的電流參數，固然提高了生產效率，但對焊接質量和焊縫成形產生了一定的影響。會燒損一部分合金元素，隨著合金元素含量的減少，焊縫冷卻后的的組織結構發生變化，而且熔滴過渡形式也發生改變。短路過渡變為射流過度，熔滴尺寸變小，體表面積增大，氣體帶入熔池更多，產生氣孔的幾率增加。大的焊接電流作業時，熔合區和過熱區的的晶粒粗大，冷卻速度加快，極易出現脆化相，使焊縫的疲勞強度和沖擊韌性降低。特別是淬火傾向大且有低溫沖擊韌性要求的材質，對其焊接接頭的影響最為明顯。同時，焊接電流過大，產生的咬邊、焊穿、焊瘤、嚴重焊接變形致使焊接接頭應力集中，疲勞強度和承載能力下降，嚴重時導致焊縫開裂。焊接電流過小易產生氣孔、未焊透、夾渣等缺陷，降低接頭的致密性，減少承載面積，致使接頭強度和沖擊強度降低。
（1）焊接電流增加時，電弧的熱量增加，因此熔池體積和弧坑深度都隨電流而增加，所以冷卻下來后，焊縫厚度就增加。
（2）焊接電流增加時，焊絲的熔化量也增加，因此焊縫的余高也隨之增加。如果采用不填絲的鎢極氬弧焊，則余高就不會增加。
（3）焊接電流增加時，一方面是電弧截面略有增加，導致熔寬增加；另一方面是電流增加促使弧坑深度增加。由于電壓沒有改變，所以弧長也不變，導致電弧潛入熔池，使電弧擺動范圍縮小，則就促使熔寬減少。由于兩者共同的作用，所以實際上熔寬幾乎保持不變。
2.2焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長度來決定。
2.2.1電弧長度越大，電弧電壓越高，電弧長度越短，電弧電壓越低。在焊接過程中，應盡量使用短弧焊接。立焊、仰焊時弧長應比平焊更短些，以利于熔滴過渡，防止熔化金屬下滴。堿性焊條焊接時應比酸性焊條弧長短些，以利于電弧的穩定和防止氣孔。弧長增加，金屬飛濺越多，對母材金屬的表面損傷嚴重。特別是對有防腐要求的不銹鋼類和鈦金屬構件焊接過程中，應盡量減少飛濺物。
2.2.2同時，焊接過程中，焊接速度應該均勻適當，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時還要使焊縫寬度和余高符合設計要求。如果焊速過快，熔化溫度不夠，易造成未熔合、焊縫成形不良等缺陷；如果焊速過慢，使高溫停留時間增長，熱影響區寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學性降低，同時使工件變形量增大。當焊接較薄工件時，易形成燒穿。
2.2.3當其它條件不變時，電弧電壓增長，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，電弧電壓增大，嚴重時引起磁偏吹。這也是使焊縫成型不好，形成氣孔、夾渣、未焊透的一個因素。在焊接電源為直流反接時，表現得尤為突出。
2.2.4由此可見，電流是決定焊縫厚度的主要因素，而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此，為得到良好的焊縫形狀，即得到符合要求的焊縫成形系數，這兩個因素是互相制約的，即一定的電流要配合一定的電壓，不應該將一個參數在大范圍內任意變動。
2.2.5焊速對熔深和熔寬均有明顯影響，焊速較小時（例如單絲埋弧焊焊速小于）熔深隨焊速增加略有增加，熔寬減小。但焊速達到一定數值以后，熔深和熔寬都隨焊速增大而明顯減小。這是因為焊接速度增加時，焊縫中單位時間內輸入的熱量減少了。
2.2.6從焊接生產率考慮，焊接速度愈快愈好。但當焊縫厚度要求一定時，為提高焊接速度，就得進一步提高焊接電流和電弧電壓，所以，這三個工藝參數應該綜合在一起進行選用。
2.2.7焊速的這種影響也可以從電弧的熱和力作用兩方面來加以解釋。
⑴焊速較小時，電弧力的作用方向幾乎是垂直向下的，隨著焊速增大，弧柱后傾有利熔池液體金屬在電弧力作用下向尾部流動，使熔池底部暴露，因而有利于熔深的增加。
⑵焊速增加時，從焊縫的熱輸入和熱傳導角度來看，焊縫的熔深和熔寬都要減小。
2.2.8以上兩方面因素綜合的結果，低焊速時前者起主導作用，熔深隨焊速增加而略有增加。當焊速超過一定值時，后者起主導作用，熔深就隨焊速增加而減小。熔寬及增高則總是隨焊速增加而減小的。
2.2.9從焊接生產率角度來考慮，焊速是愈快愈好，因此焊速減慢熔深降低的這一段區間是沒有實際意義的。當焊件熔深要求確定時，為提高焊速，就得進一步提高焊接電流和電弧電壓，即意味著電弧功率提高，因此，焊接電流和焊速的選取就要考慮綜合經濟效果。簡單的提高功率來提高焊速是有限制的。焊速對熔深和熔寬均有明顯影響，焊速較小時（例如單絲埋弧焊焊速小于）熔深隨焊速增加略有增加，熔寬減小。但焊速達到一定數值以后，熔深和熔寬都隨焊速增大而明顯減小。
2.2.10實踐證明，提高電弧電壓會使熔池保護性能變差，氮氣孔傾向增加。提高焊接速度，會使結晶速度增加，氣孔傾向也增加。
2.3常用焊接材料包括焊條、焊絲、保護氣體、焊劑。焊芯（焊絲）其作用主要是填充金屬和傳導電流。
2.3.1焊條按用途可分為10大類；按熔渣酸堿度分為酸性和堿性兩大類；焊劑有酸性、中性、堿性三大類。焊絲按結構有實芯和藥芯兩類，按用途有8大類。手弧焊和埋弧焊作業中，焊縫區是通過氣渣聯合保護的。氣保焊和氣焊是以氣保護為主。堿性焊條由于加入CaF2，影響氣體電離，電弧的穩定性變差，一般要求采用直流反接。焊條工藝性能是通過藥皮配方來實現的。以電弧穩定性、焊縫脫渣性、再引弧性、飛濺率、熔敷系數、熔敷率、摻合金作用強弱等性能體現的。焊條（焊絲）質量檢驗有相關的國家標準作為依據。在實際使用中，一般都是定型生產的產品，可根據結構和焊縫金屬強度要求，做相應的檢驗。焊條（焊絲）的選用的基本原則是，確保焊接結構安全使用的前提下，盡量選用工藝性能好和生產率高的焊條（焊絲）和焊劑。根據被焊構件的結構特點、母材性質和工作條件，對焊縫金屬提出安全使用的各項要求，所選焊條（焊絲）、焊劑都應使之滿足。必要時通過焊接性試驗來確定。在生產中主要有同種金屬材料焊接和異種金屬焊接兩種情況，選用焊條（焊絲）焊劑時考慮的因素應有所區別。焊條（焊絲）、焊劑的保管也是焊接質量保證的重要環節之一，是不容忽視的。出現的藥皮脫落、焊絲表面銹蝕、藥皮（焊劑）含水量增加，均會導致焊縫含氫量過高，氣孔增加幾率升高，焊縫抗裂性能、韌性下降。有色金屬和不銹鋼構件防腐性能下降等工藝質量問題。特別是壓力容器及特殊鋼結構制造中尤為重要。
2.3.2為了保證焊接質量，原材料的質量檢驗很重要。在生產的起始階段，就要把好材料關，才能穩定生產，穩定焊接產品的質量。
（1）加強焊接原材料的進廠驗收和檢驗，必要時要對其理化指標和機械性能進行復驗。
（2）建立嚴格的焊接原材料管理制度，防止儲備時焊接原材料的污損。
（3）實行在生產中焊接原材料標記運行制度，以實現對焊接原材料質量的追蹤控制。
（4）選擇信譽比較高、產品質量比較好的焊接原材料供應廠和協作廠進行訂貨和加工，從根本上防止焊接質量事故的發生。
2.3.3總之，焊接原材料的把關應當以焊接規范和國家標準為依據，及時追蹤控制其質量，而不能只管進廠驗收，忽視生產過程中的標記和檢驗。
2.4焊接接頭是組成焊接結構的最基本要素。也是焊接結構的薄弱環節。主要有對接、角接、搭接、T形、卷邊五種形式。
（1）為使焊縫的厚度達到規定的尺寸不出現焊接缺陷和獲得全焊透的焊接接頭，焊縫的邊緣應按板厚和焊接工藝要求加工成各種形式的坡口。
（2）常用焊接接頭坡口形式有V形、X形、U形及雙U形。設計和選擇坡口焊縫時，應考慮坡口角度、根部間隙、鈍邊和根部半徑。
（3）焊條電弧焊時，為保證焊條能夠接近焊接接頭根部以及多層焊時側邊熔合良好，坡口角度與根部間隙之間應保持一定的比例關系。當坡口角度減小時，根部間隙必須適當增大。因為根部間隙過小，根部難以熔透，必須采用較小規格的焊條，降低焊接速度；反之如果根部間隙過大，則需要較多的填充金屬，提高了焊接成本和增大了焊接變形。
（4）熔化極氣體保護焊由于采用的焊絲較細，且使用特殊導電嘴，可以實現厚板（大于200mm）I形坡口的窄間隙對接焊。
（5）開有坡口的焊接接頭，一般需要留有鈍邊來確保焊縫質量。鈍邊高度以既保證熔透又不致燒穿為佳。焊條電弧焊V形或雙面U形坡口取0～3mm，雙面V形或雙面U形坡口取0～2mm。埋弧焊的熔深比焊條電弧焊大，因此鈍邊可適當增加，以減少填充金屬。
（6）帶有鈍邊的接頭，根部間隙主要取決于焊接位置和焊接工藝參數，在保證焊透的前提下，間隙盡可能減小。
（7）坡口加工可以采用機械加工或熱切割法。V形坡口和X形坡口可以在機械氣割下料時，采用雙割據或三割據同時完成坡口的加工。
坡口加工的尺寸公差對于焊件的組裝和焊接質量有很大的影響，應嚴格檢查和控制。坡口的尺寸公差一般不超過±0.5mm。
2.5焊接方法。
2.5.1焊接質量對工藝方法的依賴性很強，焊接方法在影響焊接工序質量的諸因素中占有非常突出的地位。工藝方法對焊接質量的影響主要來自兩個方面，一方面是工藝制訂的合理性；另一方面是執行工藝的嚴格性。工藝方法是根據模擬相似的生產條件所作的試驗和長期積累的經驗以及產品的具體技術要求而編制出來的，是保證焊接質量的重要基礎，它有規定性、嚴肅性、慎重性和連續性的特點。通常由經驗比較豐富的焊接技術人員編制，以保證它的正確性與合理性。在此基礎上確保貫徹執行工藝方法的嚴格性，在沒有充足根據的情況下不得隨意變更工藝參數，即使確需改變，也得履行一定的程序和手續。
2.5.2不合理的焊接工藝不能保證焊出合格的焊縫，但有了經評定驗證的正確合理的工藝規程，若不嚴格貫徹執行，同樣也不能焊出合格的焊縫。兩者相輔相成，相互依賴，不能忽視或偏廢任何一個方面。在焊接質量管理體系中，對影響焊接工藝方法的因素進行有效控制的做法是：
（1）必須按照有關規定或國家標準對焊接工藝進行評定。
（2）選擇有經驗的焊接技術人員編制所需的工藝文件，工藝文件要完整和連續。
（3）按照焊接工藝規程的規定，加強施焊過程中的現場管理與監督。
（4）在生產前，要按照焊接工藝規程制作焊接產品試板與焊接工藝檢驗試板，以驗證工藝方法的正確性與合理性。
2.5.3還有，就是焊接工藝規程的制定無巨細，對重要的焊接結構要有質量事故的補救預案，把損失降到最低。可根據
表1確定它們之間的關系。
表1焊接工藝方法的重要因素、補加因素與焊接缺陷的關系
在特定環境下，焊接質量對環境的依賴性也是較大的。焊接操作常常在室外露天進行，必然受到外界自然條件（如溫度，濕度、風力及雨雪天氣）的影響，在其它因素一定的情況下，也有可能單純因環境因素造成焊接質量問題。所以，也應引起一定的注意。在焊接質量管理體系中，環境因素的控制措施比較簡單，當環境條件不符合規定要求時，如風力較大，風速大于四級，或雨雪天氣，相對濕度大于90%，可暫時停止焊接工作，或采取防風、防雨雪措施后再進行焊接，在低氣溫下焊接時，低碳鋼不得低于-20℃，普通合金鋼不得低于-10℃，如超過這個溫度界限，可對工件進行適當的預熱。
參考文獻
[1]李亞江《焊縫組織性能與質量控制》ISBN 7-5025-6468-3 2005 化學工業出版社.
【關鍵詞】低溫管道；焊接；工藝
1.工程概述
某LNG項目天然氣低溫管道焊接工程，管道為不銹鋼材質，而且在管道內部存在易燃、易爆液體，管道設計壓力很高、管徑粗細規格懸殊、極不利于正常焊接。同時施工區域的天氣條件惡劣，常年平均氣溫約在7.8℃～8.5℃，冬季平均氣溫很低，約-20℃～-25℃。這就要求現場施工的焊工必須具備在低溫環境下，熟練焊接各種低溫性能不銹鋼管的技能，其焊接的接頭是否具備良好的低溫韌性，就成為焊接工程質量的關鍵。本文以該本工程為例，介紹低溫管道的焊接施工技術。
2.焊接工藝評定及焊接工藝調整
本工程除大量使用了316L和304L不銹鋼管道外，還有304SS/304/316/TP321H/TP347H等不銹鋼管道，管道量大、管徑和壁厚等規格各不相同，但是這些管道的材質均可劃歸為相同組織類型的奧氏體不銹鋼。為簡化焊接工藝評定項目，提高焊評的覆蓋率，提高焊接水平和能力，經分析研究，決定選用8mm厚的316L不銹鋼板作為焊接試驗母材，對不同焊接工藝進行統一的焊接工藝評定。
根據《承壓設備焊接工藝評定》（NB/T47014-2011）的規定，板狀對接焊縫力學性能評定合格后，板狀焊接試件焊接工藝完全可以適用于其所覆蓋厚度范圍內的各種管道的焊接，因為焊接工藝評定的對象是焊縫，該工藝所完成的焊接接頭的各種性能驗證合格后，就可以互用在對接、角接、搭接等不同焊接接頭和各種焊接位置的焊接中。
在實際施工中，當焊接母材的類別和組別均相同而材質牌號不相同時，如果使用的焊接工藝評定記錄PQR相同，那么，就需要依據工程實際，更改提供的預焊接工藝規程PWPS，將其修訂為實際施工用焊接工藝規程WPS（或焊接工藝指導書WWI）并下發執行，使實際焊接施工有科學的焊接工藝做指導。
本工程低溫管道使用的各種母材的焊接工藝基本相同，可用同一份PQR+PWPS來進行焊接工藝支持，但各低溫不銹鋼材質有所不同，且使用不同的焊接材料進行焊接。
3.焊接工藝的確定和焊接工藝評定的實施
3.1焊接工藝評定試件及焊接工藝的確定
低溫管道工程設計材料，通常采用國外進口的超低碳不銹鋼材料（如347H//304L/321H等奧氏體不銹鋼）以取代昂貴的低溫鋼。雖然不銹鋼不屬于低溫鋼，但是，其除具有低溫鋼的低溫設計特性外，還兼具耐酸、耐堿、耐腐蝕等優越性能，而且材料本身強度高、韌性好，可以在-196℃甚至是-203℃的超低溫惡劣工況中做為低溫鋼使用，因此越來越受到低溫工程設計單位的青睞。但是，在實際施工中，從設計院到建設單位和施工監理，都會對施工單位提出很高的焊接要求，這些要求往往涵蓋焊接管理和焊接施工所涉及到的各個施工環節，如焊接施工實施方案、焊接安全管理、現場設備焊材庫管理和焊接施工工藝紀律管理等。施工單位要達到這些要求，必須提高焊工對不同焊接位置管口實際焊接的操作技能，因此，現場焊接工藝評定和現場焊接考試必不可少。
3.2低溫管道焊接工藝
3.2.1焊接方法
現場不銹鋼管道的管徑、壁厚不一，根據不銹鋼的焊接特點，要盡可能減小熱輸入量，因此確定采用焊條（手工）電弧焊（SMAW）、鎢極氬弧焊（TGAW）兩種焊接方法，其中d>Φ159 mm的管道焊接采用氬弧焊打底，焊條（手工）電弧焊蓋面；d≤Φ159mm的管道焊接采用氬弧焊。焊機采用電弧焊/氬弧焊兩用的WSM-315（直流脈沖）氬弧焊機或者WS7-400逆變（逆變電源式）焊機。
3.2.2焊接材料
奧氏體不銹鋼是特殊性能用鋼，為滿足接頭具有相同的性能，應遵循“等成分”原則選擇焊接材料，同時為增強接頭抗熱裂紋和晶間腐蝕能力，使接頭中出現2%～3%的少量鐵素體（即焊縫形成雙相組織：奧氏體γ+2%～3%鐵素體δ），選擇型號為ER316L的氬弧焊用焊絲，手弧焊用焊條CHSO22（型號為E316L）作為填充材料。
3.2.3焊接工藝參數
因為奧氏體不銹鋼對過熱敏感，因此采用小電流、快速焊。多層焊時要嚴格控制層間溫度≤60℃。
3.2.4坡口形式及裝配定位焊
采用V形坡口形式時，由于采用了較小的焊接電流，熔深小，因而坡口的鈍邊比碳鋼小，約為0～0.5mm，坡口角度比碳鋼大，約為65°～70°。
由于不銹鋼熱膨脹系數較大，焊接時會產生較大的焊接應力，因此要求采用嚴格的定位焊。一般d≤Φ89mm的管道采用兩點定位，Φ89～Φ219mm的管道采用3點定位，d≥219mm的管道采用4點定位；定位焊縫長度為6～8mm。
3.3焊接工藝評定和焊接操作技術要求
（1）焊條（手工）電弧焊時焊機采用直流反接，手工鎢極氬弧焊時采用直流正接。
（2）焊前用不銹鋼絲刷刷掉焊絲表面的氧化皮，并用丙酮清洗；焊條應在200℃～250℃溫度下烘干1h，隨取隨用。
（3）焊前將工件坡口兩側25mm范圍內的油污等清理干凈，并用丙酮清洗。
（4）氬弧焊時，噴嘴直徑為Φ2mm，鎢極為缽鎢極，規格為Φ2.5mm。
（5）氬弧焊焊接不銹鋼時，背面必須充氬氣保護，才能保證背面成形。采用在管道內局部充氬的方法，流量為5～14L/min，正面氬氣流量為12～13L/min。
（6）打底焊時焊縫厚度應盡量薄，與根部熔合良好，收弧時要成緩坡形，如有收弧縮孔，應用磨光機磨掉。必須在坡口內引弧、熄弧。熄弧時應填滿弧坑，防止弧坑裂紋。
（7）由于316L等不銹鋼均為奧氏體不銹鋼，為防止碳化物析出敏化及晶間腐蝕，造成嚴重貧鉻（刃蝕），焊接實施過程中應嚴格控制層間溫度和焊后冷卻速度，要求焊接時層間溫度必須控制在≤60℃，即低于60℃以下。
（8）因為焊接接頭總是處于管口局部高溫狀態，為保證層間溫度合理，焊后必須立即水冷，同時采用分段焊接。這種對稱分散的焊接順序，既可增大接頭的冷卻速度，又可減小焊接應力。
4.低溫管道工程焊接實際焊接效果
上述焊接工藝經榆林靖邊某LNG項目天然氣調峰工程中的低溫管道工程實際應用，焊接效果如下：
（1）外觀檢查無氣孔、焊瘤、凹陷及咬邊等缺陷，成形良好。目視檢驗100%合格。
（2）無損檢測，RT和UT，焊口合格率達到98%。
（3）對焊接工藝試件和焊接考試試件分別進行拉伸、彎曲試驗，各項力學性能指標均滿足要求，未發現未熔合和裂紋等缺陷。
（4）宏觀金相檢驗，發現焊道根部以及整個接頭均熔合良好，熔深為1～1.5mm。微觀金相檢驗，其母材及熱影響區都是全奧氏體組織，焊縫金屬為奧氏體γ十鐵素體α（2%～3%≤4%）組織，完全滿足抗晶間腐蝕和抗脆化的要求，保證了焊接工程質量。
（5）采用光譜分析母材和焊縫成分，均符合標準規定。
（6）經焊縫應力腐蝕試驗，腐蝕速率符合規定；腐蝕后彎曲試樣合格，均符合規定。
5.結束語
通過榆林靖邊某LNG天然氣調峰工程中低溫管道的焊接實踐，證明了該焊接工藝科學性強，同時兼顧了野外施工的特殊性和經濟性，合理而可行，可以在類似工程中大力推廣并應用。
參考文獻
[1] NB/T47014-2011承壓設備焊接工藝評定. 2011
[2] TSG Z6002-2010特種設備焊接操作人員考核細則.
關鍵詞：壓力容器；焊接；熱點；工藝
1.壓力容器焊接特點
根據有關數據和特性，一種壓力容器殼體選用Q345R低合金鋼，板厚為22 mm，設備由2個封頭和1個筒體組成，按GB150-1998《鋼制壓力容器》和NB/T47015-2011《壓力容器焊接規程》進行制造、檢驗、試驗及驗收，其結構和焊接節點如圖1所示。
圖1 壓力容器結構及焊接節點圖
2.焊接工藝
壓力容器焊接過程中關鍵因素之一就是焊接工藝，它直接關系著焊接質量的好與壞，因此，要將焊接工藝重視起來。
2.1焊接工藝評定
影響壓力容器焊接質量的因素很多，其中焊接工藝評定是一個重要因素。在進行壓力容器焊接之前，應對焊接工藝指導書進行審查，焊接工藝評定其實就是對這個焊接工藝指導書進行評定，看那些措施比較合適。制造廠的焊接制造能力可以從焊接工藝評定中反映出來。焊接工藝評定執行標準為NB/T47014-2011，換熱管與管板的工藝評定按GB 151―1999附錄B執行。事實上，在執行過程中常出現一些問題，主要表現在以下幾個方面：第一，用立焊的焊接位置替代評定合格的焊接位置時沒有增加焊沖擊韌性試件進行試驗；第二，評定采用不等厚試件，經過評定之后，合格的都是能夠適應不等厚焊件母材厚度的范圍，計算時要分別進行，厚邊與厚邊相對，薄邊與薄邊相對。第三，評定拼焊鋼板熱沖壓成形封頭的焊接工藝。在評定過程中，都認為熱沖壓是熱加工，因為沒有對熱沖壓過程進行考慮，其不會被認為是焊后熱處理，而且上轉變溫度是沒有熱沖壓溫度高的，因此，焊件的最大厚度要為試件厚度的1.1倍。第四，沒有對改變焊后熱處理進行重新焊接工藝評定。
2.2焊接工藝參數的選擇
焊接工藝參數的確定受很多因素影響，如材料、焊接方法和規格等。焊接工藝參數其實就是在焊接時，為了確保焊接質量而對焊接電流、焊接速度以及電弧電壓的選擇。焊接熱輸入就是指在熔焊時，焊接能源將熱量輸入給單位長度。焊接熱輸入能夠將焊接工藝參數對焊縫性能的影響充分地體現出來。針對低碳鋼而言，其具有優良的鋼的塑性和沖擊韌性，并且也具有優良的焊接接頭的塑性和沖擊韌性。一般而言，對線能量的限制是不會太嚴格的。但是如果使用埋弧焊時，熱影響區粗晶區的晶粒會由于焊接線能量較大而比較粗，甚至有時還會引起魏氏組織的產生，從而降低了該區的沖擊韌性和彎曲性能，進而使沖擊韌性和彎曲性能不能滿足標準要求。對于低合金鋼，一般應注意不要使用過大的線能量。含碳量偏下限的Q345R鋼焊接時，焊接線能量相對要求較松，因為這種鋼焊接熱影響區脆化傾向較小。但對于碳及合金元素含量較高、屈服強度也較高的低合金高強鋼，如18MnMoNbR，由于這種鋼淬硬傾向較大，又要考慮其熱影響區的過熱傾向，則在選用較小線能量的同時，還要增加焊前預熱、焊后及時后熱等措施。低溫鋼和不銹鋼焊接時，為保證焊接接頭的韌性和耐蝕性，也應選用小線能量，且快速焊，嚴格控制層間溫度。還有一點要注意的是，在容器生產中會常常遇到異種鋼焊接。焊接時，為了防止焊縫金屬的擴散，應采用小線能量焊接。焊接工藝卡上的焊接工藝參數是根據評定合格的焊接工藝評定制定的，實際施焊時應嚴格執行，不得隨意改變。因為不按焊接工藝上的焊接工藝參數施焊，即使在無損檢測中沒有發現缺陷，但其焊縫的性能仍可能會與工藝評定結果有所不同，這種無法查出的缺陷更具有危險性。因此，對焊接工藝執行情況的控制是得到合格的焊接接頭，保證焊接質量的關鍵。
2.3產品試板
產品試板用于考證按照所制定的焊接工藝施焊時焊縫的質量，對試板的檢驗就是對焊工實際施焊工藝、焊工技能和焊接條件等因素的綜合檢驗。產品試板就是不同焊接后熱處理的容器分別制作試板。因此，它代表實際產品的焊接接頭性能。產品試板的制定主要是按照TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》和GB 150-1998《鋼制壓力容器》以及NB/T 47016―2011《承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗》進行。在筒節縱向焊縫的延長部位與筒節部位，產品焊接試板施焊，試板要求焊工要具有專業的素質，并與焊接工藝施焊。
2.4焊縫返修
如果焊縫經過無損檢測后發現有不允許缺陷的存在，不應該繼續進行，應立馬進行返修。首先對于返修問題的原因進行分析，根據具體情況制定具體的返修方案，并且制定出具有針對性的返修工藝。對于同一部位，不能無限的進行返修，規定返修次數不能超過2次。如果返修次數確實超過了2次，應該在返修時經過制造單位技術負責人批準，并且將返修的次數、部位和具體情況詳細記錄好。
3.結語
綜上所述，做好壓力容器焊接工藝工作，可以避免覆蓋范圍的重疊，降低單位生產成本，提高壓力容器焊接質量。焊接質量是一個復雜的系統工程，總而言之，確保壓力容器焊接質量的一個重要因素就是控制好壓力容器焊接工藝。
參考文獻：
[1] 劉東陽. 壓力容器焊接中常見缺陷產生成因及防止措施[J]. 科技信息, 2008, (27) .
[2] 劉成立. 淺談壓力容器制造過程中焊接質量的提高[J]. 黑龍江科技信息, 2009, (04) .
關鍵詞：鋁合金；焊接工藝；計算機輔助；系統設計
鋁合金焊接工藝設計是鋁合金焊接工作中必不可少的環節，它是通過現有的鋁合金材料、鋁合金技術、鋁合金設備以及工藝知識和人員等，按照鋁合金產品的結構、功能和質量等需求來對相關的焊接接頭形式進行設計，對鋁合金的焊接方法進行合理的選擇，并對鋁合金的焊接工藝參數、焊接工藝規程進行制定[1，2]，從而讓焊接出來的鋁合金產品可以達到相關質量、功能和效益等標準要求的設計活動。鋁合金焊接工藝的設計過程比較繁雜，而利用鋁合金焊接工藝計算機輔助系統可以很好幫助鋁合金焊接工藝設計人員減少工藝設計周期[3-5]，有利于鋁合金焊接工藝設計工作效率的提高。
1鋁合金焊接工藝計算機輔助系統設計
1.1鋁合金焊接工藝計算機輔助系統設計功能模塊
本文所設計的系統模塊主要有鋁合金產品焊接工藝設計，鋁合金產品信息與結構管理、鋁合金焊接工藝評定，鋁合金焊接質量管理，鋁合金焊接材料和焊接設備管理，鋁合金焊接質量管理、用戶管理與應用工具幾部分組成。此模塊安裝在Client/Server上。功能模塊如圖1所示。鋁合金焊接產品結構與技術文檔管理。此模塊的功能是對于鋁合金焊接產品的結構和信息進行系統化的管理。鋁合金焊接產品的裝配結構、鋁合金產品不同應用角度所展示的視圖都通過鋁合金焊接產品管理來完成，其中包括鋁合金焊接工藝信息和鋁合金焊接結構各個層次的鋁合金焊接接頭。鋁合金焊接產品信息子模塊主要由與鋁合金焊接產品有關的所有類別的技術性文件、鋁合金焊接工藝標準、鋁合金產品圖紙、鋁合金焊接工藝文件以及鋁合金焊接質量檢驗報告等內容組成。其中鋁合金焊接工藝文件通常以Word文檔形式顯示。隨著鋁合金焊接產品的增多，鋁合金焊接工藝文件也會隨之增加。鋁合金焊接工藝文件對于企業來說非常重要，它可以說是鋁合金焊接技術的重要檔案資料，在以后的鋁合金新品設計和生產中可以隨時借鑒和參考，因此必須謹慎存儲。此模塊具有對不同的人員進行不同的查詢方法設置的功能，并對工藝信息的各種查詢方法進行了設置，以便于設計人員對工藝文檔進行復制、刪除等操作。鋁合金焊接工藝設計。此模塊是本系統的核心部分，鋁合金焊接工藝設計由此模塊完成。鋁合金焊接工藝設計主要由鋁合金焊接方法、鋁合金焊接接頭設計、鋁合金焊接工藝過程規劃、鋁合金焊接質量檢驗要求和鋁合金焊接工藝參數等子模塊組成。鋁合金焊接工藝設計中的重要技術工作就是鋁合金焊接接頭的設計。鋁合金焊接接頭設計是通過鋁合金焊接工藝特點和鋁金產品條件按照鋁合金產品的零部件圖紙或者鋁合金產品的整體規劃圖對鋁合金焊接產品的各種接頭類型和尺寸參數進行選擇。本系統利用了OLE技術在該模塊中嵌入計算機輔助設計軟件，通過計算機輔助設計軟件來標識鋁合金焊接結構部件圖中的不同的焊接接。此模塊對所有鋁合金接頭進行種類的劃分，通過計算機輔助設計軟件來對鋁合金焊接接頭進行參數化的設計。通過此種方法使鋁合金焊接接頭設計工作的效率得到了有效的提高。在鋁合金焊接工藝設計中還需要對焊接參數進行冗余檢查，包括鋁合金焊接熱輸入和鋁合金焊接耗材的自動統計和計算等，此模塊就可以很很的實現上述功能操作。此模塊中還設置了對于不同工作內容的技術人員進行導航的功能，使他們都可以利用此系統進行需要的操作。鋁合金焊接工藝測評。此模塊功能主要用于對鋁合金焊接工藝進行測評。鋁合金焊接工藝測評模塊由鋁合金焊接工藝測評任務書、焊接工藝評定報告、化學和力學測試管理以及不同類別的鋁合金焊接接頭機械組成。鋁合金焊接工藝質量管理。此部分的功能由鋁合金焊接工藝的質量檢驗要求、鋁合金焊接工藝檢驗方法、鋁合金焊接工藝檢驗結果、鋁合金焊接工藝焊縫返修等內容組成。鋁合金焊接工藝用戶管理與軟件應用。此部分主要實現對鋁合金焊接工藝系統進行參數設置，對系統內的所有用戶信息進行管理以及對系統內的信息進行安全管理的功能操作。此系統可以根據使用者的使用權限給所有用戶設置不同權限的登錄帳戶。此模塊對于信息的安全管理體現在，系統對于使用者信息能夠進行有效認證，對于使用者的訪問權限進行不同的控制操作，并能夠確保傳輸信息與存儲信息的完整性和保密性。軟件應用是指通過嵌入性技術將各種應用軟件嵌入到系統中，使系統具有更多的實用性，例如計算機輔助設計軟件AutoCAD，文檔應用軟件Word都是本系統所使用的嵌入性軟件。
1.2鋁合金焊接工藝計算機輔助系統設計關鍵技術
鋁合金焊接工藝中的焊接接頭的參數設計中使用了計算機輔助設計軟件AutoCAD技術。本系統模塊中的鋁合金焊接接頭的參數設計就是對AutoCAD的參數設計進行了利用與模仿。此參數設置一次之后可以在以后的設計中重復使用。本系統還使用了進行了網頁設計，使此系統可以在web環境下運行，并且程序可以在服務器端口運行，以此降低對于客戶端的要求。
2結語
鋁合金焊接工藝計算機輔助系統可以有效的提升鋁合金焊接工藝設計人員的工作質量與工作效率。網絡化與信息化的工作方式也可以幫助生產企業不斷提高鋁合金焊接產品的生產質量。
［1］劉仕偉.計算機輔助鋁合金焊接工藝設計系統[D].重慶大學,2004.
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關鍵詞：焊接質量；焊接評定；質量檢驗；優化
中圖分類號：F253.3 文獻標識碼：A
焊接質量決定著壓力容器的安全性與可靠性，而焊接質量除了受焊接工藝的影響以外，還取決于對焊接過程中各個環節的管理與控制。因此，針對焊接過程中經常出現的問題進行研究，采取相應的優化措施，是提高壓力容器焊接質量的重要保證。
一、壓力容器焊接中常見的質量問題
檢測壓力容器的質量就是重點檢測壓力容器的氣密性與穩定性，而壓力容器的氣密性與穩定性是由壓力容器的焊接決定的。焊接中常見的問題通常與制造容器的原材料及焊接工藝有關。一旦壓力容器在焊接中存在問題，輕者可能影響容器的外觀，或容器的斷裂、滲漏等；重者則有可能引起爆炸，造成大規模的人員傷亡。有研究小組對壓力容器的事故進行調查，得出的結論表明：40%的壓力容器事故是從焊縫缺陷處開始的。壓力容器焊接的常見問題有裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等。
1．裂紋
裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種，它將顯著減少承載面積，嚴重的是裂紋端部形成尖銳缺口，應力高度集中，很容易擴展導致破壞。裂紋主要分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋。冷裂紋又稱延遲裂紋，由于其延遲特性和快速脆斷特性，帶來的危害往往是災難性的；熱裂紋是由于焊縫凝固收縮而受到拉應力，最終開裂形成裂紋；再熱裂紋是近縫區金屬在高溫熱循環作用下，強化相碳化物沉積在晶內的位錯區上，使晶內強化程度大大高于晶界強化，由于應力松弛而帶來的塑形變形主要由晶界金屬來承擔，于是晶界區金屬會產生滑動。
世界上的鍋爐、壓力容器、壓力管道事故除少數是由于設計不合理，選材不當的原因引起的以外，絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。
2．氣孔
在焊接過程中，熔池中的氣體在凝固時未能逸出而在其中形成的空穴叫做氣孔。氣孔形成的原因多種多樣，在坡口邊緣存在的污漬、水跡等都有可能在焊接過程中轉化為無法溢出的氣體。焊條在烘焙過程中沒有按照相關規定、焊芯因久置而引發變質生銹、電弧選擇過長、電流過大、電壓過高都有可能造成氣孔。氣孔對金屬的致密性影響極大，致密性小的焊縫金屬在很大程度上穩定性差。小的氣孔假如沒擴散跡象的話，對壓力容器整體影響并不大，可是一旦氣孔變大，就極易產生裂紋，這對容器來說有著致命的影響。
3．夾渣
焊接完成之后殘留在焊縫中的熔渣就是夾渣了。夾渣尺寸通常比夾雜物大，一般有一至幾毫米長，且呈現不規則的形狀，分散也極不均勻。由于外形不規則，一些夾渣通常有棱有角，存在尖角的夾渣，在尖角處會造成應力集中，因而容易在焊縫中形成焊縫裂紋。夾渣會降低焊接接頭的韌性及穩定性。
夾渣產生的原因不外乎與坡口邊緣不干凈有關。而多層焊接的過程也是最易形成夾渣的過程，一旦下層熔渣沒有清理干凈，就會變成夾渣。焊接過程中熱量不夠會使得熔渣浮不起來，不能將熔渣清理干凈而形成夾渣。焊接材料選擇不當也有可能造成夾渣。
4．未焊透
由于母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入焊接接頭根部產生了未焊透缺陷。未焊透減少了焊縫的有效面積、使接頭強度下降。其次，未焊透引起的應力集中嚴重降低了焊縫的疲勞強度，所造成的危害比強度下降還要大的多。未焊透可能成為裂紋源，是造成焊縫破壞的重要原因。
5．未熔合
未熔合是焊縫金屬與母材金屬、或焊縫技術之間未熔化結合在一起的缺陷。未熔合分為坡口未熔合、層間未熔合、根部未熔合三種。未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合、根部未熔合會使承載截面積明顯減少，使應力集中變得比較嚴重，其危害性僅次于裂紋。
二、壓力容器焊接質量的優化措施
1．優化焊接材料
焊接材料是直接影響壓力容器焊接質量的主要因素，焊接材料的好壞從根本上決定了焊接過程中的焊接質量，再好的焊接工藝和焊接操作方法以及環境，如果沒有符合標準的焊接材料作保障，都會影響壓力容器的焊接質量。焊接材料在選擇過程中必須嚴格按照國家標準要求進行選材，選用符合國家相關標準的產品，選擇有質量保證書的材料。如果要求焊縫的力學性能不低于原材料的力學性能，或者在焊接過程中，對承力、承壓要求高的部位都應當選擇高強度焊接材料。焊接材料的選擇還要綜合考慮結構、剛度和工藝因素等特點，如冷沖壓卷要求焊接接頭有較高的塑性變形能力，熱卷或熱處理則要求焊接接頭經高溫熱處理后仍保證所要求的強度與韌性，不銹鋼要保證其焊縫有與母材一樣的耐腐蝕性能，因此應選用合金成分較高的焊材。壓力容器通常母材的厚度較大，焊件的體積較大，因此應當優先選用抗裂性能較好的焊接材料。
2．優化焊接工藝與工藝評定控制
焊接工藝是指導焊接過程、規范焊接操作、控制焊接質量、并將焊接流程標準化的重要技術標準。焊接工藝又叫焊接工藝規程，包括焊接的使用材料、焊接操作方法、母材的型號、焊接接頭的形式、焊接操作的技術規程、以及焊接質量驗收方法等參數，幾乎包含了焊接過程中的全部質量參數。針對壓力容器焊接過程中的難點和關鍵點，要制定有針對性的焊接工藝規程，根據壓力容器的母材厚度和壓力容器的用途科學選擇合理的焊接材料，根據壓力容器的使用特性選擇焊接接縫的坡度、焊縫形狀；同時由于壓力容器對焊接質量的較高要求，在焊接過程中，要對焊接質量的控制方法和驗收標準提高要求。同時在編制焊接工藝規程時，要精確所有焊接參數，要將所有焊接性能參數優化，以從理論上充分保證壓力容器焊接過程的科學、嚴謹。焊接過程中對焊接工藝的評定能夠對焊接工藝進行控制，通過焊接工藝評定的過程保證了焊接過程符合焊接工藝規程中要求的各項技術參數，保證焊接操作人員在各道工序嚴格按照焊接工藝規程的要求，避免將缺陷帶入下一道工序。
3．優化焊接質量檢驗
焊接質量檢驗是控制焊接質量的最后一道防線。通過材料、工藝、操作規程、工藝評定重重工序，焊接質量的優劣與否就需要焊接質量檢驗來掌握控制。焊接質量檢驗包括焊前、焊中、焊后三道檢驗。焊前檢驗主要檢驗焊件的裝配質量和焊接接口的材料特性、焊縫間隙等；焊中檢驗要檢測中間工序的焊接質量，焊縫是否工整、焊接過程是否嚴格執行焊接工藝規程和操作規程，以及焊接要求是否符合圖紙尺寸和技術要求；焊后檢驗是通過外觀檢查、無損檢測、壓力試驗、外觀檢查等方式現場檢查焊接后工件的焊接質量。針對壓力容器的特殊用途，對焊接后的質量檢查應當采用多層次、多角度、多方法的檢查方式對其進行全面檢查，一旦發現焊接缺陷立即采取補救措施，返修或直接報廢。
4．優化焊接環境
焊接環境管理除廣義上的施焊環境以外，還包括與焊接有關的焊接作業條件。焊接環境的溫度和相對濕度應按標準規定測量。對于在制造車間焊接的壓力容器，焊接環境條件易于得到保障。而對于現場焊接的容器，如球罐、塔器等，就要采取搭設防風(雨)棚、生爐子等措施來解決上述問題。對于不銹鋼制壓力容器，除了要滿足以上焊接環境的要求外，在制造過程中還應注意不銹鋼制壓力容器表面鈍化膜的保護及鐵離子的防護。
三、結論
綜上所述，在壓力容器制造過程中，焊接是一種比較特殊的重要工藝，其質量的優劣直接影響到壓力容器的使用壽命。因此，在焊接壓力容器時，要從細微處著眼，避免違規操作，以提升壓力容器的制造質量。
參考文獻:
[1]田立志.壓力容器焊接質量分析及控制[J].應用技術，2012(08)
[2]劉彩梅.壓力容器焊接質量控制[J].化學工程與裝備，2010(08)
【關鍵詞】控制箱梁；焊接質量
各梁段及導梁連接處強度缺陷：鋼箱梁及導梁在橋面進行焊接拼裝，如果焊接施工控制不合理，產生焊接質量問題，各梁段及導梁連接處存在強度缺陷，則有可能為此后的頂推施工工作埋下隱患。深入探討其原因可以看出，除結構設計不合理外，就是制造工藝上常出問題，經常是由于焊接工藝不當產生了焊接缺陷所致。焊接缺陷是產生應力集中的主要原因，焊接結構在焊接接頭部位要出現幾何尺寸、化學成分、組織結構及力學性能等方面的不連續性。當承受外荷載作用時，常在街頭部位產生應力集中，各種工藝缺陷(如裂縫、未焊透及咬邊等)，都能引起較大的應力集中。從而焊接缺陷常常成為結構破壞的發源地，成為降低結構強度的重要原因。
焊接缺陷的缺口效應：在實踐中，許多焊接結構都是采用塑性良好，并且脆性轉變溫度較低的材料焊接而成，如碳素結構鋼、低合金結構鋼及奧氏體不銹鋼等，焊接缺陷等缺口部位會誘發脆性裂紋。許多材料處于單軸或雙軸拉伸應力下，呈塑性狀態，當處于三軸拉伸應力下，因不易發生塑性變形，呈現脆性，會使構件在低于屈服強度的外載應力作用下發生脆性斷裂。在實際的焊接結構中承受三軸應力可能不多，但同一材料在不同條件下可以顯示出不同的破壞型式。
焊接質量控制：由于頂推施工是在固定的場地上進行焊接，故焊接質量相比吊裝現場焊接要更有質量保證，對鋼箱梁焊接質量控制要做到：
1. 嚴格控制焊工素質，控制好焊接質量第一關。
焊工是鋼箱梁焊接的操作主體，焊工操作水平高低是保證焊縫質量最關鍵的因素，在嚴格審查焊工操作證、實行持證上崗的基礎上，施工單位開工前還應對所有焊工進行短期(2～3天)學習、培訓，并進行嚴格的考核，根據考核結果進行挑選，競爭上崗使焊工在工程開工前就從思想上重視質量。在施工過程中，加強對焊工的職業道德和質量意識教育，使焊工自覺按照焊接工藝規程進行操作。
2. 焊接材料質量控制。
焊接材料必須有生產廠家出具材料質量合格證。焊接材料的金屬化學成分及外形尺寸必須符合相應的國家標準，如有疑問，必須重新檢驗，直到確認合格方可驗收入庫。焊材庫管理人員必須按照JB3223一83《焊條質量管理規程》要求保管焊接材料，按照焊接工藝規程要求，按焊接材料種類和規格發放。
3. 焊接工藝評定。
焊接工藝評定是對焊接工藝規程中各項工藝參數和措施的驗證，焊接工藝評定必須由參加焊接的焊工，使用施工時所用設備，按照JB4708一92標準規定完成，即必須與施工時的工作條件相同。是否合格，一般是通過被評定的焊接接頭的各項理化結果來判斷的。在進行焊接工藝評定時，焊接責任人和質量責任工程師都要對評定試驗全過程的工作質量進行控制，確保所有的指標都符合評定指導書的要求；當評定試驗結果不合格時，應分析原因，并重新制定工藝參數和工藝措施，再次進行評定直至合格為止。它所能適用的范圍必須在標準規定的范圍之內，一旦超出規定范圍，必須按標準重新進行評定。
4. 施工組織方案制定。
施工前，技術人員要編制詳細、具體、實用、操作性強的施工組織方案。它的內容包括：工程概況及特點、鋼箱梁施工工藝、吊裝拼接細則、材料及勞動力用量計劃、工期要求及質量、環保、文明施工措施等。在工期安排上要根據整個工程的總工期，分解出每個部件的進度工期，規定要詳細并落實到人。焊工施工前必須認真閱讀焊接工藝，施焊時必須嚴格按照焊接工藝的規定執行。對于關鍵或有特殊要求的焊縫，焊接技術人員必須親自向施焊焊工交待注意事項及安全技術規定，并經常到生產第一線指導焊接工作。
5. 采用先進的設備與檢測儀器。
施工中能用自動埋弧焊的地方不用手工電弧焊，埋弧焊的效率是手工電弧焊的5倍以上。用埋弧焊不僅可提高效率，還可以大大減小變形，提高焊接質量，改善工作條件。另外，施工單位還必須配備超聲波探傷儀等檢測儀器，以便在施工中自檢。
6. 焊接質量檢驗。
焊接質量檢驗包括焊縫外觀檢驗及無損探傷檢驗，施工中必須派專人對焊接過程中的各個環節進行嚴格檢查，并要求焊工在操作過程中進行自檢和互檢。每道焊縫焊接完成后先進行外觀檢查，合格后再由無損檢測人員按設計要求對每條焊縫進行超聲波探傷，發現缺陷及時返修，且同一位置的返修次數不得超過兩次。在整個焊接過程中，監理單位派專人進行跟蹤監理。在施工單位完成自檢報告后，監理單位對鋼箱梁外觀和內部質量重新檢查，合格后由監理單位重新驗收，直到驗收合格。與此同時，業主單位和質監單位在工作中要從嚴要求，嚴格檢查各項工作。
7. 焊接設備管理。
【關鍵詞】低溫鋼；焊接材料；焊接工藝評定；線能量；低溫沖擊韌性
低溫鋼主要用于制造-20℃～-253℃低溫下工作的壓力容器管道等。
低溫用鋼的主要特點是在低溫條件下具有足夠韌性，并且鋼的的脆性轉變溫度低于最低設計溫度。低溫鋼主要為了適應石油化工生產需要發展起來的專業鋼，低溫鋼主要分含Ni或不含Ni兩大類。
低溫鋼中N i 、Mn等元素，能抑制脆性轉變溫度的提高為有益元素。而C 、P 、Si 、O會提高脆性轉變溫度是有害元素，其中C 、P的影響尤其為顯著。低溫鋼回火溫度過高，沿晶界會有碳化物析出分布長大，影響鋼的低溫沖擊韌性。我們以板厚16mm 09MnNiDR 低溫壓力容器的焊接來論述低溫鋼焊接應注意的要點。
一、焊接工藝評定
低溫鋼通過調質處理后，有很細的晶粒度，焊接接頭組織同樣也要有細的晶粒度，才能保證有較大的晶界面積。影響焊縫的強度及低溫沖擊韌性的因素，主要是焊接線能量、焊接材料及操作方法。
E=η IU/V
η――電弧有效功率系數
焊條電弧焊取0.8
E――焊接線能量（KJ、cm） I――焊接電流（A）
U――電弧電壓（V） V――焊接速度（cm/s）
由此公式可以看出；焊接電流、電弧電壓增大，焊接速度減小，會使焊接線能量增大。線能量增大，焊縫冷卻凝固緩慢使焊縫厚度、寬度增加，焊縫結晶組織晶粒粗大晶界面積減小，焊縫晶粒間會出現連續的碳化物析出分布，使低溫沖擊韌性顯著下降。同時新焊道對上一層焊道有回火作用，正常線能量的回火作用會使焊縫性能提高，而大的線能量會造成回火溫度過高會降低低溫沖擊性指標，相關資料介紹，焊條電弧焊時線能量最大不能超過20KJ/cm。
低溫鋼焊接目前多數采用焊條電弧焊，前文以加以論證。正確選用焊接材料電焊條牌號。是保證焊接接頭具有低溫下使用性能的重要因素，而合金系統的選擇和化學成分的確定，主要應保證低溫性能為依據，因此，低溫鋼焊接時要選用良好低溫韌性的特定合金系統和成分的焊條。目前，為了提高韌性，低溫鋼焊條多采用低氧氫型藥皮，而且還要向熔敷金屬中加入一定數量Ni元素。選用低溫鋼焊條時，按照使用性能（強度、塑性、韌性、耐腐蝕和抗氧化性等），應考慮如下因素；低溫鋼的化學成分、性能和焊接特點；焊接結構設計要求和工作條件；焊接方法和工藝特點。我們選用W707Ni；低溫鋼焊條。
W707Ni化學成分
由上可知W707Ni焊條無論是化學成分還是熔敷金屬的力學性能都能滿足09MnNiDR的焊接要求。選擇直流焊機，反極性接法。
從以上分析可能看出；低溫鋼焊接時必須正確選擇焊接材料及控制線能量，控制線能量尤為關鍵。因此我們對焊接工藝評定試板采用小的線能量多層多道焊，保持較低層間溫度（提高過冷度），以獲得較好的力學性能。試驗試板的焊接必須由本單位有相應技能證書技術熟練焊工進行超作，嚴格遵守工藝操作規程。因為試板的焊接接頭質量代表著所制造設備的焊接接頭質量。試板坡口形式選擇必須符合低溫鋼焊接要求。低溫鋼焊接時，在滿足焊接根部焊透的狀況下，坡口角度及間隙不應過大，應盡量減少焊縫金屬的填充量，從而避免由于焊接應力較大而引起裂紋。但也不宜過小，過小的坡口尺寸會在焊縫中產生未熔合未焊透缺陷。正確選擇坡口形式和尺寸，將獲得焊接熱影響區較小而力學性能較好的焊接接頭。試驗試件采取V型坡口60°±3°焊前清理必須徹底，坡口兩端20mm之內用角向打磨機打磨漏出金屬光澤，清理掉修蝕、氧化物薄膜及油污，避免焊接時產生氣孔、未熔合、夾渣等現象。裝配固定焊錯邊量要小于1mm反變形角度3°～4°，只有這樣才能保證焊件的整體尺寸符合要求。整個焊接操作過程要嚴格遵守工藝要求，從引弧-運條-接頭-收狐要無一疏漏。焊接工藝評定試板焊后經消應力處理，對試板進行力學性能試驗取得較理想數據，說明制定的焊接工藝規范參數可以滿足焊接要求。各項數據如下：
試板材料厚度焊接方法層數焊條牌號焊條規格焊接焊接A電弧電壓V焊接速度cm/min線能量KJ/cm焊后熱處理
09MnNiDR16SMAW166W707NiΦ3.2Φ4.080～110140～16022～2414～199～16消應力
焊接工藝評定力學性能
二、焊接生產操作
根據焊接工藝評定結果，編制焊接工藝規程。并對車間焊工進行培訓及考核，取得相映資格證書。在焊接過程中必須按工藝規程去做，焊接工藝參數都是根據合格焊接試件評定數據而定的，不是工藝人員憑空設計出來的。如果不能完全貫徹工藝，偏離了這些規范參數，就會使焊縫性能出現偏差。采用較小的線能量所得焊縫薄而窄，而采用較大的線能量焊出的焊縫寬而厚，晶粒粗大，性能變差。焊條在使用時要按照工藝規定烘干保溫隨用隨取。
這里重點提出的是，焊接試板的力學性能代表了設備所具有性能，試板力學性能不合格，代表設備焊接接頭不合格。補做試件或重新調整設備熱處理狀態，既耽誤工期又增加費用，甚至是設備無法通過檢驗而出廠，給企業帶來損失。所以如何焊好試板就是整個設備制造中重要的環節之一。焊接操作過程中還應注意以下事項：
⑴、焊條的使用必須按照工藝要求烘干350℃-400℃保溫一小時利用保溫桶隨用隨取。
⑵、在焊接過程中必須滿足的焊接條件下取較小的焊接電流，電弧電壓和較快的焊接速度以保證得到較小的線能量。
⑶、采取多層道焊，每層焊到厚度低于3mm，層間溫度在100℃～200℃左右，焊條坐直運動，不擺動，有利于控制焊道間回火溫度，提高焊縫縫力學性能。
⑷、按正確焊接工藝順序進行焊接，減小設備焊后不必要的應力產生。
⑸、盡可能減少焊接缺陷，提高焊縫金屬密度和抗裂能力。
⑹、焊件裝配間隙不能過大、過大會使焊接速度減慢，保護效果變差，使焊接線能量增大，影響焊縫力學性能。
三、結論
本文所示數據和分析可以看出焊接試板的力學性能代表著設備的具有性能。試板的力學性能不合格，代表設備焊接接頭不合格，所以如何焊好試板是整個設備制造中重要的環節之一。低溫鋼焊接的好壞會直接影響壓力容器在低溫工況下正常運行，因此我們在焊接過程中在思想上要重視，加強理論知識學習，對圖紙、工藝要求充分理解。正確選用焊接材料及焊接工藝參數，實際操作中嚴格執行工藝，重視試板的焊接及檢驗，確保焊接試板力學性能試驗一次通過。
參考文獻
[1] 中國機械工程學會編 ，焊接手冊第一卷《焊接方法與設備》，北京機械工業出版社2001年
[2] 中國機械工程學會編，焊接手冊第二卷《金屬材料的焊接》，第二版北京機械工業出版社2001年
[3] 英若采，《熔化焊基礎》，機械工業出版社2000年
關鍵詞：高壓天然氣；管道焊接；焊接工藝
Abstract: the introduction of the GA-class high-pressure natural gas pipeline welding process.
Key words: high-pressure natural gas; pipe welding; welding process
中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
一、前言
天然氣長輸管線，屬于國家GA級高壓壓力管道，輸送極易燃氣體，其焊接工藝尤為重要。管線的設計壓力很大；輸送速度極快；牽涉重要大都市、重要工業區的正常生活和生產；管線的穿越地貌復雜。鋼管長期在自然條件下工作，受地下水、土壤、地面侵進物、甚至地震的影響，服役條件及其惡劣，維修非常困難，所以對施工質量尤其是焊接質量要求極高。
二、工藝特點
管道環形焊縫的焊接總體方案為：現場焊接環形焊口全部采用手工下向焊纖維素焊條根焊、半自動藥芯焊絲焊接填充、蓋面焊接技術。該技術不僅焊接速度快，而且焊接合格率高。焊縫返修口采用上向焊技術（略）。焊后進行外觀檢查、超聲檢驗和射線檢驗。本工藝針對的天然氣長輸管道工程鋼管材質為L360(X52)，管徑以及壁厚為Ф508×7.9，設計壓力6.4Mpa。本工程采用奧太ZX7-400S型逆變焊接電源和Miller XMT304逆變半自動焊接設備及SP32送絲機來滿足本工程焊接施工的要求。
三、施工準備工作
1、焊工培訓資格審定
按照有關標準和焊接工藝規程的要求，對焊工進行針對性焊接基礎理論、焊接質量要求和操作技能的培訓和考試取證。管線施工的焊工取證項目：SMAW-FeⅡ-5GX-2.5/377-Fef2和FCAW-FeⅡ-5GX(K)-5/377-FefS-11/15。
2、焊接設備、機具的準備
用于管道焊接的主要設備機具是移動式電站(包括XMT304焊機、SP32半自動送絲機等)，內對口器、外對口、管口預熱器、焊材烘干箱，角向磨光機，防風棚等。
四、主要焊接工藝
1、現場焊前準備
清除坡口及兩側的水、銹、油、污，用鋼絲輪打磨管內外坡口兩側25mm范圍內使其顯現金屬光澤。
組對死口時，短節及其坡口用火焰切割方法制備，現場用角向磨光機打磨掉坡口表面的割渣、氧化皮，用鋼絲輪除去坡口兩側25mm范圍的鐵銹等污物，露出金屬光澤。
嚴格按照焊接工藝評定的規定制作坡口。為有效地防止焊機二線與管子外表面接觸不佳或因固定不牢固而造成管子外表面的電弧燒傷，采用專用連接夾具，焊前在焊縫兩端的管口纏繞一周寬度為0.8m的厚石棉布，以防焊接飛濺灼傷防腐層。
2、焊口組對
管道組裝嚴禁采用斜坡口，組對時坡口的間隙、錯邊量誤差等滿足標準和焊接工藝要求。
對于正常的流水作業施工段，采用內對口器組對管口。管子原有焊縫相互錯開距離不小于lOOmm。
直管段兩相鄰環焊縫之間的距離不得小于1.5倍的管徑。
撤離內對器前應完成全部根焊道。
對于死口和無法應用內對口器時，采用外對口器，撤離外對口器前，必須在焊口整個圓周上均勻分布6--8處的定位焊，每一處定位焊長度不小于100mm，且在卸下對口器之前定位焊的長度不得小于管周長的50%。
3、環型焊口焊接措施
對于正常地段環形焊口焊接采用下向焊流水作業施工工藝；對于管道焊縫返修采用上向焊方法。
下向焊焊接流水工序為：手工根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊半自動焊接，每道工序由兩名焊工分左右從管頂向管底焊接。焊哪一層的焊工，不能隨意變動，只是為了提高一次合格率時才做調整。
使用的焊條直徑、焊接極性、電流、電壓、焊接速度、運條方法等應符合焊接工藝規程的要求；
下向焊根焊后，由專職砂輪打磨工修磨，清理根焊外表面熔渣、飛濺物、砂輪粉末等，表面缺陷及焊縫中線凸高。修磨時，不準傷害坡口邊緣及管子外表面。修磨時間不超過5分鐘。
各焊層間在保證清理干凈徹底的基礎上，應遵從短時間、快速度的原則。
根焊施焊時采用流水作業，每層焊道由兩名焊工同時施焊: 填充以及蓋面施焊時亦采用流水作業，每層焊道由兩名焊工同時施焊，施焊順序如圖所示：其中D=508mm，圖為根焊、填充、蓋面施焊順序:
其主要焊接工藝規程詳見附錄。
4、焊縫外觀檢查和焊縫修補
焊口完成后，將接頭及兩側母材金屬表面上的熔渣、藥皮等飛濺物用鋼絲輪或鋼絲刷清理掉； 焊后檢查焊縫，蓋面尺寸應符合下列規定：
寬度：坡口上口寬+（2-4）mm。焊后錯邊量不大于0.15倍壁厚，且不得大于1.6mm，因管子尺寸誤差造成的任何較大的錯邊，都應均勻分布在管子的整個圓周上。
余高：0-1.6mm，局部不超過3mm，且長度不大于50mm，上向焊焊縫余高應小于或等于0.1倍焊縫寬度加lmm，局部不得大于3mm，但長度不得大于30mm，除咬邊缺陷外，焊縫外表面都不應低于母材。
咬邊深度不得大于0.5mm，在焊縫任何304.8mm連續長度中兩側內外咬邊的累計長度不得大于50.8mm；
在焊接過程中，發現缺陷應立即消除修補，外檢超標缺陷則應進行焊接修補，每處焊接修補長度應大于50mm，同一處缺陷修補不應超過二次。
5、焊縫返修
無損探傷不合格的焊口，應進行焊縫返修。返修時根焊采用纖維素型焊條+低氫型焊條手工電弧焊，由取得焊縫返修資格的焊工進行返修作業。
根據焊縫返修通知單，明確缺陷位置、缺陷性質和缺陷范圍，然后采用砂輪打磨清除缺陷。
缺陷清除后，修磨出便于焊接的坡口形狀，確認缺陷已清除，坡口及其周圍25mm處應露出金屬光澤。每處返修的焊縫長度大于50mm。
根據缺陷性質和缺陷范圍確認進行焊縫返修還是割掉重焊。當裂紋長度超過焊縫長度的8％；需除去根部焊道的返修焊縫總長超過焊口周長的20％；需返修的焊縫總長超過焊口周長的30％：同一部位的補修及返修累計次數超過兩次的情況下，應割掉整個焊口重焊。當缺陷累計數量和長度低于上述情況時，可進行焊縫的返修。
返修后的焊口，焊工同樣要進行焊縫外觀自檢，用焊接檢驗尺測量焊縫成型尺寸；填好自檢記錄，返修焊接的原始記錄和接頭標記交，焊縫由專檢人員進行專檢。
五、結語
關鍵詞：火電廠；施工現場；焊接質量；質量監督
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、火電廠施工影響焊接質量的因素分析
1.人的因素
對其質量影響的因素中，人是最決定性、最關鍵的因素，包括單位的從業資質、個人執業資格兩個方面的內容。要求根據施工現場環境特點和焊工持證項目，現場建造焊接培訓房, 焊工合格證是焊工必須持有的, 上崗模擬培訓、考試、練習等都是必須的。如果出現連續不合格、焊工批量等現象，要保證焊工接受下崗培訓然后審核上崗。
2.機械設備的影響
在當代工程建設的過程中，其項目技術新、規模大、精度高,只有先進的施工機械才能協助施工更好的完成，在有些工程項目中，專業化的施工設備是必須的，否則具體的施工工作不能很好的勝任，工程質量也不能很好的完成。進行電力工程焊接的過程中，銅、不銹鋼等焊接材料被使用，需要不同的焊機對其施工進行保證。
圖1
3.工程原材料的影響
一個完成的工程建設的過程，是不斷的循環投入產出的，從原材料的投入，到半成品、成品，工程建設是不斷循環完成的。在工程中，下道工序一般會覆蓋住上道工序，這樣有可能導致出現的質量問題不能被發現，出現大的問題時就會比較難補救，而且補救的費用比較高。當工程出現質量問題時，隨著時間的推移，質量問題并不會消失，因此進行具體的生產過程中，要按照規定的技術標準，對原材料的質量進行保證，對半成品的質量進行保證。為了保證焊接的質量，對焊材的質量要進行嚴格的控制，根據母材的力學性能、化學成分、焊接工藝評定的結果、焊接材料應使用工況條件等對焊材進行選擇和使用，要保證焊接質量的合格，堅決不能采用不合格的焊材。
4.施工工藝、方法的影響
在具體的工程建設中，其生產過程是比較復雜的，而且新的生產工藝層出不窮，更新速度比較快。具體的焊接工藝為：進行焊前預熱要根據焊接工藝卡、設計文件等的相關規定，一般來說管道氫弧焊中，100-1500C為打底層焊接預熱的溫度，150-2000C為焊條電弧焊焊接預溫度，遠紅外電加熱被用在預熱方法中。一般來說，預熱寬度的確定要以焊縫中心作為基準，相比焊件厚度，每側應不小于60mm少于其3倍，進行溫度的測量時，可以選用測溫筆或觸點式溫度計，進行焊接時，要按照焊接工藝卡的規定要求保證焊接工藝的嚴格執行，要保證焊接順序的準確無誤。
二、焊接工藝作業規范監控管理
現代化焊接管理理念要求,焊工不但要熟練掌握焊接技藝,同時應嚴格執行焊接工藝作業規范。焊縫內部無超標缺陷、外表成形良好,并不代表焊接質量合格。新型高合金耐熱鋼種, P91/T91馬氏體鋼焊接過程中,如果追求檢修工程進度,選用焊接線能量過大,即使焊縫內部無損探傷和外觀檢驗合格,也可能因為沒有正確執行焊接工藝而產生延遲熱裂紋,最終會導致焊縫超標缺陷而引發事故。焊接工藝作業指導書編制是建立在焊接工藝評定基礎上的,目前吉林省大部分電廠都借鑒焊接培訓機構的工藝標準,編制了本企業常用鋼種焊接工藝作業指導書。通過對持證焊工調考發現,大部分焊工在實際焊接作業中習慣于依賴經驗,而不能準確掌握焊接工藝參數。
要保證焊接工藝嚴格的執行,對焊工的觀念要進行轉變，經驗型違章作業在施工中要堅決克服，對焊接工藝及西寧編制時，對其可操作性和實用性要進行突出，在焊接作業前，要保證準確的工藝參數能被有效的選擇，這樣就會避免因操作失誤引起的質量事故，同時，可以按照工藝規范規定的對口間隙、焊接電流、坡口角度、熱處理工藝、焊接材料等參數對焊接過程中的具體情況進行監督，對焊接的質量進行保證。
三、焊接質量驗收技術監控
焊接技術監控的過程中，要做好焊接質量驗收工作,保證受監金屬焊接部件能夠安全的運行。進行焊接質量驗收的過程中，要采用專業檢驗與自檢相結合的方法進行驗評，實行三級檢查驗收制度，要按照檢驗程序和項目進行，焊接前、焊接過程中和焊接結束后都要做好質量檢查工作，在焊接的過程中進行檢修時，要按照無損檢測相關規程要求及焊接技術規程，對其進行全過程的技術監控，焊縫外觀成型進行自檢，對其熱處理的過程要進行監督，對熱影響區、焊縫的硬度等要做好檢驗工作，焊縫無損探傷、焊縫光譜檢驗等都是焊接質量相關的驗收項目，焊接重要部件時，要采用旁站式的方式做好監督工作。
四、現場工作的具體內容
1.正確執行焊接工藝
進行焊接的過程中，每一個技術人員和施工人員對焊接工藝都要認真的執行，這樣對其安全和質量都能有效的進行控制。技術人員對焊接工作的監督工作要保證負責，焊工的具體施工要按照交底的焊接工藝進行，只有在焊工同意的情況下，才能進行已制定措施的修改。在實際工作中，有些焊工為了提高工作效率，隨意提高焊接電流，對焊接的工藝要求進行無視，尤其是鐵水流動性較差的鋼材，采用這種做法會導致不可挽回的損失出現。如某電廠P91鋼主蒸汽管道由于焊工隨意對焊接電流進行提高，焊接的能量增加的很快，導致焊縫出現不可修復的網狀組織，焊口強度也達不到規定的要求，這些缺陷在無損檢驗中是檢測不出來的，如果使用就會出現比較嚴重的后果。
2.及時深入現場解決問題
在現場巡視檢查的過程中，對出現的問題能及時的發現，違規操作能有效的防止，對焊接的相關工作能進行有效的知道，最新的焊接資料也能有效的獲得。
3.準確做好施工記錄
為了保證技術人員經驗的不斷積累，做好技術總結工作，施工過程中相應的施工記錄是必不可少的，技術人員對焊接的過程要組號質量檢查和監督工作，保證施工記錄的完整準確，在記錄中，焊接材料、焊口數量、母材材料、焊接工藝、焊口位置、焊接力一法、施焊焊工等都要做好記錄，這樣次啊能保證做好質量監督工作，保證金屬監督和檢修的方便執行。
4.保證焊接質量的要素
1)焊件的對口
為了保證焊接的制冷量，對焊口的好壞要進行把握，保證其能夠按照焊接的工藝要求進行驗收，一旦出現問題技術人員要及時的做出判斷，焊口質量不合格時，焊接人員可以拒絕施工，一般來說焊口焊縫的質量問題都是焊工進行負責的。
2)點焊工序
由于焊接設備不夠穩定，進行點焊的過程中，對口應力就會出現，可以算是整個焊口比較薄弱的環節，存在一定的缺陷，點焊是由資質比較深的焊工進行施工的，進行點焊的過程中，強制力不能過大，在寒風中，鋼筋等填充物也不能出現。
五、火電廠施工現場焊接質量監督的具體措施
1.注意環境因素的影響
焊接工作，尤其是一些特殊焊接力一法、焊接材料對環境的要求十分苛刻，如堿性焊條要求無水、銹、油，氫弧焊要求無風、水、銹、油，因此，針對不同的焊接情況，應實施相應的保護措施，以保證焊接質量。
2.焊接控制流程圖的設計
對焊接質量進行檢驗時，要按照具體的規范、規定、技術標準、章程等對其進行控制，對焊接的質量進行檢驗，這是保證焊接質量的重要手段之一，對焊縫中存在的質量缺陷能及時的發現，對產品的安全和質量進行保證。進行檢驗的過程中，要保證其在整個焊接過程中貫穿，處理過程、操作前后都要進行檢驗，對焊接材料、半成品、成品等都要做好質量檢驗。
3.做好火力發電廠安裝焊接的質量分析
在火力發電廠中，為了對焊接安裝的質量進行確保，專門的人員對焊接的技術、質量要進行分析，對出現的質量不合格的問題要及時的分析解決，保證有效的合格解決措施的確定，保證出現問題有效的進行解決。
4.新的高參數發電機組的出現
目前，在火力發電廠的運行中，隨著技術的進步，對高參數機組的使用變得越來越多，其在焊接中大量的使用對整個機組提出了更高的質量要求，因此進行焊接工作的過程中，要保證焊接人員素質的不斷提升，在豐富的理論知識的基礎上，保證其焊接技術和經驗的不斷提升，這樣才能促進焊接質量不斷的提升。
綜上所述，火力發電廠焊接工作的過程中，要保證全員參與、全方位監控、全過程監督 ，這樣才能促進其質量保證體系的不斷完善，保證焊接技術的不斷提高，施工人員素質的不斷提升，焊接的質量才能得到切實的保證，機組的運行安全才能得到保證。
參考文獻：
[1]侯世勇. 耐熱鋼焊接技術在火電廠中的應用研究[D].華北電力大學（北京）,2005.
