時間：2023-06-02 11:34:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇焊接方法，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
Abstract： Cast iron parts are widely used in the machinery manufacturing industry， such as frame， cylinder， cylinder head， cylinder liner， piston， winch frame， valves， hand wheel， bollard， etc.， which are made of cast iron， and have good casting performance. But various defects often appear in the casting and use of castings. The most commonly used repair method is cast iron welding. Cast iron has very high carbon content， so its weldability is very poor， and the welded casting is prone to various defects， which cannot achieve the actual requirements of the castings. In view of the problems above， this paper mainly introduces the organization of cast iron， and analyzes the mechanism of defect after welding of cast iron. Through several cast iron welding practice， the cast iron welding method and welding points are summed up.
Key words： cast iron；welding method；practice
中圖分類號：TG143 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）14-0179-02
0.15～0.20倍，螺絲埋下的深度為螺絲直徑的2倍，露出的高度等于螺絲直徑。裝螺絲時必須擰得很緊（見圖2）。
焊接時，先以螺絲為中心進行環(huán)形焊接，待所有的螺絲都焊好后，然后進行第一層焊接，采用直徑2～3毫米焊條，焊接電流60～120安培。以后各層改用4毫米焊條，焊接電流120～150安培進行間斷焊接。焊接時注意不要使鑄件的溫度超過20～60℃（即不燙手）。
焊層的厚度不宜太大，當逐漸的厚度大于20毫米時，就需要在螺絲間焊入加強鋼條，鋼條直徑為6～16毫米，長度約100～160毫米，鋼條間距離20～35毫米，沿中心線來焊接鋼條，使鋼條與鑄件成一整體（見圖3）。用鋼焊條的方法冷焊鑄件，僅能保證接頭強度，但不能保證金屬的致密性，所以不能應用此法焊補重要鑄件。
②用優(yōu)質鑄鐵焊條冷焊。用于鑄鐵冷焊的優(yōu)質鑄鐵焊條，有高釩鎳鐵、鎳銅鐵、銅鐵等焊芯的焊條（如我國生產(chǎn)的鑄116、鑄117、鑄308、鑄408、鑄508、鑄607等牌號），焊條中的合金成分可以改善焊縫組織，減少白口化現(xiàn)象，使焊縫具有良好的塑性，防止裂縫出現(xiàn)[3]。
根據(jù)這些焊條要求選用交直流或者直流反接法，采用的焊接電流應為（30～40）α（α為焊條直徑）。焊接時，要求把焊縫分成長度不大于50毫米的小段段焊接，目的是使鑄件不過渡受熱。距焊接部位50～70毫米處的溫度不應超過60～70℃[4]（即不燙手）。每層焊后，必須用手錘熱態(tài)敲擊焊縫，使金屬組織更密致。
4 鑄鐵焊接方法的應用
本文針對灰口鑄鐵的汽缸蓋裂縫進行鑲補焊接，采用鑄鐵冷焊法完成鑄件的焊接過程（見圖4）。
①焊前準備。先將裂縫兩端鉆孔，并把缺陷處挖成長方孔，用同等厚度的低碳鋼鑲入，接縫處開60度破口，厚度10～12毫米。
②焊接要求能承受1公斤壓力不漏水。
③焊補方法是采用冷焊法，焊條組扎而成（見圖5）。
焊接順序如圖6所示，先焊1、2、3、4，后焊A、B、C、D，每層均按此順序焊接。每層焊后要錘擊，不應使鑄件過渡受熱，因此應間斷進行焊補。
④焊補結果，經(jīng)1.5公斤水壓檢驗不漏。
5 結論
本文通過數(shù)次實踐，總結了鑄鐵焊接方法及施焊要點，并以灰口鑄鐵氣缸蓋的裂縫進行鑲補焊接，對焊前準備、焊接質量要求、焊補方法、焊接順序及焊補結果檢驗進行了嚴格的要求與控制，完成了鑄件焊接全過程，經(jīng)過1.5公斤水壓檢驗，鑄件密封性良好，沒有出現(xiàn)泄漏，達到規(guī)定的質量要求。
參考文獻：
[1]陸鈞.船機鑄鐵零部件焊接中的技術問題研究[D].上海海事大學，2006.
[2]于德料.淺談國內鑄鐵焊接工藝[J].重型汽車，1997（5）：20-23.
焊接方法：
1、焊前將焊條放在烘干箱里烘干，烘箱的溫度應調為350攝氏度，一小時后降至150度左右；
2、采用直流反接進行焊接；
3、焊前要對焊件要去除油污，鐵銹水分等雜質。否則容易出現(xiàn)氣孔等焊接缺陷；
4、焊接時電流可根據(jù)焊接位置調節(jié)大小，焊接短弧時電流不可過大；
5、焊條引弧后不要人為斷弧，一根焊條直接焊接完畢，中間不要停頓，如不小心斷弧，此時把焊條的藥皮子剝去，露出中間的鐵芯為止，這樣即可再次引弧。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
【關鍵詞】BGA焊接；失敗原因；正確方法
首先要知道BGA技術（Ball Grid Array Package）即球柵陣列封裝技術。該技術便成為CPU、主板南北橋等高密度、高性能、多引腳芯片封裝的最佳選擇。BGA封裝引腳之間的距離遠大于QFP，從而提高了組裝成品率。采用了可控塌陷芯片法焊接，改善它的電熱性能。組裝可用共面焊接，能大大提高封裝的可靠性，并且使封裝CPU信號傳輸延遲小，適應頻率可以提高很大。封裝本體厚度比普通QFP減少1/2以上，重量減輕3/4以上。因此BGA封裝為現(xiàn)今手機、筆記本電腦的小型化微型化作出了很大的貢獻。但因為連接兩端的錫球在裝好后是不能直接用肉眼看見的，也不容易檢查是否焊接成功。這都為返修更帶來了很大的難度，普通維修者采用就是萬元左右的BGA返修臺。
圖一、BGA封裝芯片
第二、根據(jù)多年的維修經(jīng)驗，總結常見的BGA返修出問題的原因：
1、焊接溫度不正確，過低會虛焊，過高會連焊短路甚至燒壞芯片，要搞清楚是有鉛和無鉛焊接。不同的錫鉛比例焊錫的熔點溫度不同，一般為180～230 ℃。無鉛焊錫，錫的熔點是231.89 ℃。2、焊接溫度的曲線不正確，容易發(fā)生虛焊和錫球變脆等導致可靠性不高的結果。3、靜電損壞芯片，在焊接操作過程中要特別注意靜電。4、機器因為芯片導致花屏，更換元件一定要買新的無缺陷版本芯片來做BGA了，否則會出同樣的問題。5、看看主板上的微小電容電阻等元件受熱是否脫落，導致主板電路不完整。6、芯片的植球是決定成敗的關鍵，如果一片錫球中有一個大小或高度與其他的不一樣，就要想辦法改正。7、吸錫帶不怎么吸錫，就涂一點焊錫膏在吸錫帶上，用一點剪一點，盡量用新的吸錫帶來吸錫。避免電烙鐵頭直接接觸焊盤，以免燒壞焊盤使焊盤脫落。8、用酒精和海綿清洗掉殘余焊錫膏并充分風干，使焊盤干凈。9、用好隔熱膠帶，不是直接貼在元件上，而是貼在PCB板上讓翹起的部分來導熱風，能阻止熱風直接接觸脆弱的元件，在極其脆弱的地方要直接貼兩層，如GPU上。10、有的機器顯卡芯片上銅片一定要加，特別要注意顯卡芯片不要被銅片所壓壞。可以在加銅片的時候，同螺絲刀試探是否已經(jīng)不能滑動，剛好不能滑動時就不要擰螺絲了。為了讓銅片發(fā)揮出最高效率，原來的導熱硅脂要砌底清干凈。銅片兩面都要涂新的含銀硅脂，保證銅片和顯卡芯片的良好接觸。另外，為了防止含銀硅脂導致顯卡短路，要在顯卡芯片周圍用絕緣膠紙等材料把顯卡上的小電容小電阻全部覆蓋掉。
第三、BGA 芯片拆卸、焊接流程正確方法：
基礎知識：1、均勻加熱芯片，溫度不超過400 ℃，芯片是不會損壞的。2、BGA芯片的不同部位的加熱時溫差不能超過10 ℃。3、BGA芯片加熱溫度上升不能高于6 ℃ / S。4、目前大部分的BGA芯片是塑料封裝的，簡稱PBGA，因塑料材質容易吸潮，拆封后須立即使用，否則在加熱過程中易產(chǎn)生“爆米花”效應，損壞芯片，與空氣接觸時間較長的芯片，可以用鐵板燒先低溫去潮處理后再使用。5、PCB板的溫度不能超過280 ℃，否則極易變形。
芯片摘取和焊接
設定的上部回流焊加熱程序（常用的南橋及顯卡芯片）：第一階段，勻速加熱溫度到160 ℃，使用時間30秒，平均5.33 ℃/S。第二階段，勻速加熱溫度到185 ℃，持續(xù)時間25秒。第三階段，勻速加熱溫度到225 ℃，持續(xù)時間40秒。第四階段，勻速加熱溫度到255 ℃，持續(xù)時間35秒。第五階段，勻速降溫至225℃，持續(xù)15秒，程序結束。設定的下部紅外加熱程序：第一階段，勻速加熱溫度到135 ℃，使用時間30秒。第二階段，勻速加熱溫度到150 ℃，至程序結束。回流焊典型溫度曲線變化圖如下圖二（可參考）：
具體操作：1、將電路板固定到焊臺上，利用下部的電路板支撐裝置，把電路板支撐平整，做到用手輕按電路板不彎曲。2、選擇正確的焊嘴（焊嘴以能覆蓋芯片為合適），放下回流焊頭，使焊嘴的最下邊距芯片表面距離 2-3mm，設定好程序，啟動焊接程序。3、待程序結束后，用真空筆把芯片吸下來。待主板冷卻后取下。4、將電路板固定到焊臺上，利用下部的電路板支撐裝置，把電路板支撐平整，做到用手輕按電路板不彎曲。5、線路板上都有比BGA芯片略大點的白色方框，把芯片擺放到正中間，允許有芯片長度千分之五的誤差，在高溫下錫的張力會把芯片復位。6、選擇正確的焊嘴（焊嘴已能覆蓋芯片為合適），放下回流焊頭，使焊嘴的最下邊距芯片表面距離 2-3mm，設定好程序，啟動焊接程序。程序結束，主板冷卻后取下試機。
芯片焊拆注意事項
1、電路板在高溫狀態(tài)下極易彎曲，在固定電路板后一定要使支撐裝置將電路板支撐平整。如果電路板彎曲，內部的導線有可能斷開，BGA芯片錫珠不能與電路板上焊盤焊接。這兩種情況電路板都會報廢。2、芯片摘取、焊接過程中，焊嘴附近元件上的焊錫都處在熔化狀態(tài)，焊臺不能振動、搖晃，不能有風，否則元件會移位、丟失。造成電路板報廢。3、在清理電路板和芯片的過程中，選用好的吸錫繩和助焊劑，使用合適的方法，注意不要把芯片和電路板上的焊盤拉脫落。4、設定合適的加熱程序，不合理的加熱程序會使芯片或電路板損壞。
總結：BGA 焊接用得上一句話，細節(jié)決定成敗，特別是細節(jié)的地方要一絲不茍。
參考文獻：
關鍵詞：長輸管道；安裝焊接；方法選擇
【分類號】：TE988.2
長輸管道和鐵路、公路、海運、民用航空稱為五大運輸行業(yè)，其輸送的介質除常見的石油、天然氣外，還有工業(yè)氣體，如乙烯、二氧化碳、氧氣、液氨等介質。除煤漿管道仍在萌芽階段外，其他輸送介質的管道在國內都成功建設并有良好的運行業(yè)績。長輸管道焊接方法于長輸管道的制造質量非常重要，于其使用的可靠性、運行的安全息相關，所以，必須合理地選擇焊接方法和應用這些焊接技術，這樣才能確保長距離管道焊接的質量。
一、長輸管線焊接方法選擇原則
長輸管線安裝焊接方法的選擇一般要考慮到以下幾個方面的問題：（1）鋼管的類型、級別及其規(guī)格；（2）業(yè)主對焊接施工技術規(guī)范要求以及其它要求；（3）國內外焊接設備和焊接材料價格情況以及各焊接方法的特點；（4）國內外對管線安裝焊接方法的施工經(jīng)驗；（5）施工現(xiàn)場的地貌特征、焊接方向、位置和焊接環(huán)境（包括焊接環(huán)境溫度、濕度、風速）；（6）輸送壓力和介質性質；（7）相應焊接設備及其配套裝置的再次投入所需成本；（8）相應焊接設備及其配套裝置故障率及維修難易程度和維修費用；（9）焊接操作技術掌握的難易程度；（10）施工隊伍素質和設備擁有狀況；（11）現(xiàn)場安裝焊接方法的適應性及焊接質量情況及要求；（12）安裝焊接施工效率及其經(jīng)濟性；（13）焊接新技術的推廣使用要求；（14）焊接用氣體的現(xiàn)場供應情況；（15）對周圍環(huán)境和人員健康的影響及相應法規(guī)和管理規(guī)范的要求等。這15方面需要焊接技術人員綜合考慮，來選定合適的焊接方法和焊接設備。
二、長輸管材材質對焊接方法的要求
目前長輸管線的鋼主要是碳鋼和低合金鋼。碳鋼管線的焊接方法可以有很多，但是對于低合金鋼管線焊接方法選擇則比較少，主要是要注意焊接熱能量的輸入。不同低合金鋼管線可用焊接方法見下表1。對于X70及以下的管線鋼，可以選擇全自動焊、半自動焊或接手工焊，而對于X70以上的管線鋼，偏向于選擇手工焊或一些特殊的自動焊接方法，因為目前自保護焊絲的工藝性能和綜合力學性能還不是特別好。對于輸送高含鹵、硫離子的石油天然氣用INCONY合金或雙相不銹鋼時，焊接時的熱輸入量對焊接質量影響尤為突出，例如對于SFA2205雙相不銹鋼，如果鐵素體含量在低于25%或者高于50%，管道的耐腐蝕性能就比較差。自動焊因為可以精確控制焊接線能量，成為了這類鋼管成型的第一選擇。
表1不同管線低合金鋼焊接方法
管材型號 焊條電弧焊 半自動自保護焊 埋弧焊 自動焊
氣體自動焊 藥芯焊絲自動焊
X42-X70 可選 可選 可選 可選 可選
X80-X100 可選 少選 少選 可選 可選
三、長輸管道焊接方法選擇
1.焊條電弧焊
對于管線直徑不太大（如609mm以下），并且管線長度是特別長（如1000km以下）的管線的安裝焊接和應用其它焊接方法很難進行的場合，應首選考慮焊條電弧焊。這種情況之下，焊條電弧焊是最經(jīng)濟、最有效、最可行的焊接方法。相對于自動焊，它需要更少的設備和勞動力，且維修費用低、施工隊伍技術比較成熟。此外，操作靈活，在各種位置一般都能用，尤其是其下向焊和上向焊的結合與具有良好根焊適應性的高纖維素型焊條在很多場合下其它焊接方法仍不能替代。
焊條電弧焊很早就用于安裝焊接，各種焊條和操作方法在技術上都很成熟。API5LX70級以下各種級別的鋼的管道焊接積累了很多資料，質量評定簡單。要注意的是高強度級別鋼管的焊接，對焊條和工藝措施進行合適的選擇和控制。經(jīng)培訓考試合格的焊工如果焊接按照相應的管線焊接施工規(guī)范施工，那么進行100%射線探傷時，就可以使把焊縫返修率控制在3%以下。
由于成本和維護費用比較低，并且質量有所保證，焊條電弧焊是大多數(shù)項目承包商的首選。
2.手工鎢極氬弧焊（TIG）
手工鎢極氬弧焊多用于小口徑管或薄壁管的焊接工程。在一般情況下，不銹鋼管多采用氬弧焊，因為此方法可以減弱外部環(huán)境對焊縫根部的腐蝕。而對于鉻、鉬鋼來說，氬弧焊又有著不同的功效，其可以防止根焊開裂又能保證焊透焊縫根部。但是TIG焊也有著其弊端，其成本比較高，也受環(huán)境的影響，不宜在野外施工。手工鎢極氬弧焊根據(jù)不同的環(huán)境狀況和不同的要求也有不同的處理方式，有的采用手工鎢極氬弧焊打底、其他工藝方法做主體，有的全采用手工鎢極氬弧焊。手工鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)不能想當然的確定，要依據(jù)坡口尺寸、坡口型式以及管材厚度等多方面來確定。
3.埋弧自動焊優(yōu)先原則
埋弧自動焊的進行在為管道專設的管子焊接站來完成。如果想減少主干線上的焊縫施工數(shù)量，可以在靠近現(xiàn)場的地方焊好兩根管子，此種方法一般可以將施工數(shù)量減少將近原來數(shù)量的一半之多，很大程度上縮短了管道鋪設的工作周期。在管道安裝焊接技術中，埋弧自動焊的高質量性和高效率性是不容置否的。如果經(jīng)濟條件不允許，直徑小于或等于406mm、壁厚不低于9.5mm，鋪設距離又很長的管線，埋弧自動焊一般推舉為最佳選擇。但是我們都知道，不是所有的選擇都具有絕對性，埋弧自動焊亦是如此。在埋弧自動焊選擇時有時還需考慮路況是否允許、運輸雙聯(lián)管或三聯(lián)管的道路是否可行，是否具備運輸長于25m雙聯(lián)管的條件，如果忽略這些因素，埋弧自動焊即使再高效性在此時也會不具有任何效力。因此，對于直徑小于或等于406mm的管道，大壁厚的長輸管線在運輸方面不具有任何問題以及路況允許時，埋弧自動焊是雙聯(lián)管或三聯(lián)管施工過程中最具備優(yōu)勢的選擇，其能夠保證施工的高效益和高質量。
4.藥芯焊絲自保護半自動下向焊
在戶外有風的場合，藥芯焊絲自保護半自動焊技術是焊接技術的最佳選擇。其的工作原理是依靠藥芯在高溫情況下分解釋放出的大量氣體來保護電弧和熔池，與此同時產(chǎn)生的少量熔渣對熔池和凝固焊縫金屬也有一定的保護，這充分體現(xiàn)其高效性和優(yōu)質性。我們都知道在焊接過程中接頭眾多，而藥芯焊絲的連續(xù)工作的方式正好優(yōu)化了此點，同時保證了焊接的質量、提高了勞動生產(chǎn)率。藥芯焊絲存在很多的優(yōu)點，其保證了工藝性能的優(yōu)良性、成形的美觀性和電弧的穩(wěn)定性。而這些都是其適用于全位置管道焊接的優(yōu)越條件。一定牌號的藥芯焊絲含有的合適過渡元素的甄選在一定程度上能夠提高力學沖擊韌性。在進行野外工作時，多選擇該方法，但此方法也存在一定的弊端，在打底焊時，焊根比較容易出現(xiàn)未熔合的現(xiàn)象，要想減小此現(xiàn)象發(fā)生的可能性要謹慎依據(jù)工藝規(guī)范參數(shù)實施焊接技術。
5.熔化極氣體保護焊
熔化極活性氣體保護焊在壁厚較大的長輸管線在埋弧焊使用條件受到限制、直徑超過609mm的情況下多被選擇實施，它能確保了施工的高質量、高效益，能保證安裝焊接的質量。在管線用于輸送具有酸性的介質或者對韌性的要求比較高時，這種方法焊接高級別的鋼管可獲得穩(wěn)定的焊接質量，因為其含氫量不高，其對焊絲的制造要求和成分也有著非常嚴格的要求。在野外作業(yè)時，要有一定的擋風設施。全位置焊接具有標志性的實例是管道環(huán)縫，其對控制系統(tǒng)和焊接裝備有著很嚴格的要求。熔化極氣體保護焊也存在一定的弊端，例如其設備目前維修難度很大、造價很高等。
以上就是本人對焊接方法的系統(tǒng)介紹，希望能為廣大從事長輸管道施工的決策人員和技術人員在焊接工藝和焊接材料選擇上起到一定的技術指導作用。假如在焊接工作實施前，能夠充分考慮，就能保證可以有效的解決焊接過程中出現(xiàn)的各種問題。同時運輸管道的正確安裝和焊接，可以保證管道運輸工作的順利實施。在科學技術發(fā)展迅猛的今天，管道的安裝技術會越來越科技化、越來越完善。
參考文獻
[1] 辛希賢.管線鋼的焊接[J].焊接工藝，1997（2）：102-104.
關鍵詞：技術學校 焊接 教學方法
當前技工學校焊接教學，大多還在按照先理論，后實訓的傳統(tǒng)教學模式，大部分時間花在了理論上，理論和實際各干各的，嚴重脫節(jié)，教學方法也比較單一，導致學生不愿意學，教學效果不理想，培訓的學生操作能力差。本文認為，應針對技校學生理論學習積極性差，喜歡動手的特點，努力探索各種適應學生的教學方法和理念。下面根據(jù)本人多年技校焊接教學經(jīng)驗，對現(xiàn)在技校焊接教學談談自己的看法。
一、加強焊接實訓教研活動，積極探索課程改革
焊接是一門集理論性和實用性為一體的課程、操作性尤為突出。如何培養(yǎng)理論扎實、操作水平出眾的技能人才，是焊接教學中不斷探索的課題。要加強焊接教學特征研究，成立課題組，統(tǒng)一思想，形成基礎課為專業(yè)基礎課服務，專業(yè)基礎課為專業(yè)課服務，專業(yè)課指導和服務于實訓課的理念；制定目標、行動計劃及實施措施，通過調研和分析，以實訓課為核心進行課程改革。對語文、數(shù)學、英語、化學、物理等基礎課程進行壓縮，或作為選修課，引導并尊重學生選擇自己喜歡的課程，對專業(yè)基礎課進行優(yōu)化整合，把確實對焊接有直接關系的知識編進培訓體系；再將專業(yè)基礎課、專業(yè)理論課，以實訓項目為主線一并進行融合；以課題式、模塊化方式，設計培訓教材和教學模式，從而使培訓教材更加實用，更具針對性，教學方法更科學、更具趣味性。
二、模塊化教學，把理論融進焊接實際操作
要積極進行焊接專業(yè)課程改革，探索模塊化教學理念和方法，設計焊接理論―焊接實訓一體化教學模塊教材，將焊接理論融合進焊接實訓過程，把理論和實訓緊密的結合起來；根據(jù)理論為技能操作服務的理念，設計以焊條電弧焊、埋弧焊、二氧化碳焊、手工鎢極氬弧焊等焊接方法模塊為主，將焊接工藝、焊接設備、焊接缺陷、焊接應力和焊接變形、焊接安全、焊接材料等理論內容融在這些模塊里，在焊接方法的大模塊下，再根據(jù)水平焊、立焊、橫焊、仰焊等焊接位置來設計小的教學模塊。“有所見才有所感”，同時把焊接結構圖、設備模型、焊接掛圖、多媒體課件、焊接操作演示、焊接過程錄像等巧妙的融進模塊，讓學生對所學的內容獲得足夠的感性認識；這樣，才有培訓主線，目標性也比較強，才能激發(fā)學生的學習興趣，尤其是動手的積極性，從而增加學生對內容的理解。
要積極采用多媒體教學，提高教學效率。對焊接操作來說，如果使用常規(guī)的教學方法教學，即使運用很形象的語言表達，學生對焊接過程難以理解很深。多媒體技術將聲、文、圖集于一體，借助動漫功能，可以逼真的模擬焊接過程，同時添加解說，這樣傳遞的信息豐富而形象生動，使得學生能在較短的時間內獲得更多的信息量和感性認識，便于學生聯(lián)想，激發(fā)創(chuàng)新思維。對焊接的理解和實訓操作的提高有猛然醒悟的效果。
三、目標性教學，明確學習目標
技校學生一般都是原來學習成績較差，學習能力不強，考不上高中或者大學的，尤其不愛坐在教室里聽老師講授理論課；他們認為上技校，就是為了趕快學實用技術，趕緊工作；因而往往注重學習結果，對學習過程不關心。因此，要讓學生明確每節(jié)課的學習目標，使學生學習時心中有數(shù)，進而對所學內容產(chǎn)生興趣，提高學習積極性。老師要設計好學習的目標，并引導學生循序漸進的進入攀登目標的狀態(tài)，學生就會慢慢激發(fā)學習積極性。可以用以下標準判定自己教學目標是否明確：（1）能否流暢復述教學任務；（2）教學任務能否測量；（3）你設計的教學步驟、采用的教學方法、列舉的事例等是否為實現(xiàn)目標服務。
四、獎評化教學，讓學生參與教學過程
備課時要策劃課堂上如何進行教學的評價，可以采用學生對老師講課的評價、學生之間的獎評、老師對學生的獎評等多種獎評模式，充分調動學生積極參與，共同對教學內容和過程等進行評價；比如評價教材中的理論是否符合實訓要求，能指導實訓操作；再如可以獎評學生的焊縫較好，好在哪里，焊接缺陷有哪些，缺陷是如何產(chǎn)生的，下一步練習如何防止等等；就像QC活動一樣，一步步在評價中找問題，解決問題。教師要恰到好處的提問題和鼓勵學生提問題，并誘導他們積極思考解決問題的辦法。還可以通過討論、辯論等形式，運用多種評價形式，讓學生參與教學過程，可以增強學生的主人翁意識。對學生的見解，無論是對還是錯，只要認真思考了，都應表揚和鼓勵。
五、設計趣味性教學，激發(fā)學生的學習興趣
老師在備課時要策劃、設計趣味性教學的手段及表現(xiàn)形式，講課時可以根據(jù)教學內容利用趣味性的教學語言，如口訣、順口溜等便于學生記憶的形式將重要知識點突出呈現(xiàn)給學生；課堂上的提問、反問、解答、練習題，甚至講課的動作都可以通過趣味性來體現(xiàn)，也可以設計小游戲、謎語等，以啟發(fā)學生思考，活躍課堂氣氛，激發(fā)學習興趣。但語言的趣味性在實際運用中要注意，切記嘩眾取寵式的幽默都是不可取；要將趣味性融合在講課的大環(huán)境中，始終為學習內容和目標服務，為激發(fā)學生的學習興趣服務。
六、結束語
總之，實施技校焊接創(chuàng)新教學，需要教師不斷更新教育理念和方法，結合焊接教學和技校學生的特點，努力探尋課程改革的途徑和方法；注重實訓和理論教學的融合；以課程改革為主導，在教學中有效應用模塊化教學模式；以學生為教學主體，以實訓為主線，運用各種教學方法和資源；設計形式多樣的課堂活動，在班級的整體利益下，兼顧學生的個性差異，及時發(fā)現(xiàn)學生的閃光點，找到適合學生個性的學習方法，從而培養(yǎng)出高質量的焊工。
【關鍵詞】焊接變形；影響因素；解決措施
0.前言
在現(xiàn)代工業(yè)技術水平高速發(fā)展中，鋼材已經(jīng)廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)、建筑、運輸?shù)阮I域里，其焊接技術在這里面發(fā)揮了很重要的作用，并成為影響鋼材結構性能的重要因素。在焊接過程中由于受到急劇的非平衡加熱或冷卻，如果操作不當，或是因為其他因素長期引起焊縫的產(chǎn)生，通常在這些焊縫處受到溫度的影響，就會發(fā)生收縮現(xiàn)象，最終導致結構變形。焊接殘余變形成為影響結構設計完整性、制造工藝合理性與結構使用可靠性的最至關重要的因素。當鋼材變形量在一定的允許承受值內時，沒有進行處理，假設變形量一旦超出這個承受范圍，就需要對焊接變形處進行矯正，矯正的工作量會比開始允許承受值變形值內的工作量大，如果某些焊接變形的材料在矯正后往往會因為無法使用而廢棄，或者能在正常使用，也會造成作業(yè)時間的增加。所以預防和控制焊接變形的發(fā)生，分析焊接變形產(chǎn)生的因素，解決存在的問題，才能有效的避免焊接變形的發(fā)生機率。
1.焊接變形發(fā)生的影響因素
焊接時通常采用集中熱源局部高溫加熱，所以在焊件上就會造成不均勻的溫度場，焊接變形可以分為在焊接熱過程中發(fā)生的瞬態(tài)熱變形，以及在室溫條件下發(fā)生的殘余變形。焊接結構件變形的因素非常多，包括：焊接參數(shù)（WPS文件參數(shù)）導致的變形、錯邊變形、母材的材質導致的變形、波浪變形、焊接方法不嫻熟或者方法不正確導致的變形、填充材料導致的變形和焊接順序不正確導致的變形等，接下來我們將分析影響焊接變形的發(fā)生因素。
1.1材料因素的影響
材料的影響是由自身的化學成分、 組織狀態(tài)以及力學性能等方面，都會對其焊接性有必然影響。如： 鋁和鈦的化學性質很活潑，鋁制品卻很耐腐蝕，但是比較容易氧化和燒損， 因此在焊接時，它們就比鐵要困難得多。材料因素對焊接變形的影響通常會由兩方面決定，一是焊接材料，包括焊條、焊劑、焊絲、金屬粉末和氣體等。二是材料的熱物理性能參數(shù)與力學性能參數(shù)。物理性能參數(shù)的影響比較單一，受熱傳導系數(shù)上越小，溫度梯度越大，焊接變形就會越明顯。力學性能對焊接變形的影響相對非常復雜，會隨著熱膨脹系數(shù)的增加焊接變形就更加明顯。同時材料隨著彈性模量的不斷增加，焊接變形相反而減少，并且較高的屈服極限會造成更高的殘余應力，焊接結構存儲的變形能量也會因此而增，并造成脆性斷裂。此外，由于塑性應變較小且塑性區(qū)范圍不大就會造成焊接變形得以減少。
1.2焊縫在結構中的位置影響
焊縫在焊接結構中的位置影響是顯而易見的，結構在焊接變形過程中工件本身的拘束度是可以變化的，金屬結構的剛性由結構的截面形狀和尺寸的大小決定。自身為變拘束結構，隨拘束度的增加，焊接殘余應力增加，而焊接變形則相應減少。同時還受到外加拘束的影響，而最終還是受位置對稱性的影響。例如：在焊件中性軸的一側時，焊件在焊后將向焊縫一側彎曲，同時焊縫距離中性軸距離增加，焊件就會更加容易發(fā)生彎曲變形。在整個焊接結構中，假設中性軸兩側焊縫的數(shù)目都不一樣，且焊縫距中性軸的距離大小也都不一樣，也非常容易引起結構的彎曲變形發(fā)生。
1.3焊接工藝對焊接變形的影響
焊接工藝對焊接變形的影響有收縮量因素，焊縫的縱向收縮量是隨著焊縫長度的增大而增大；間斷焊縫比連續(xù)焊縫的收縮量小。同時焊接方法、構件的定位或固定方法、焊接輸入電流電壓量、焊接胎架及夾具的應用、焊接順序等對焊接變形都有影響。而影響最大的是焊接順序，通常情況下，改變焊接順序往往能夠改變殘余應力的分布和應力狀態(tài)，減少焊接變形等發(fā)生。多層焊和焊接工藝參數(shù)也對焊接變形影響非常大。
2.焊接變形的解決措施
2.1改進焊接結構設計
焊接尺寸對焊接變形有著明顯的影響，焊縫尺寸大會影響焊接量大，同時還對焊接變形也影響大，所以在保證結構的承載能力的條件下，設計時應盡量采用較小的焊縫尺寸。同時還需要避免焊縫的不均勻布置與集中分布，設計焊接結構時，使焊縫對稱于截面中性軸，或者是使焊縫接近中性軸，效果是對梁、柱等類型結構的撓曲變形減少有好的作用。同時為了保證結構具有足夠的承載能力，需要減少不必要的焊縫，采用壓型結構代替肋板結構， 滿足較小焊縫的尺寸需求，可以有效防止薄板結構變形，達到控制焊接變形發(fā)生。
2.2提高焊接工藝方法
在焊接構件生產(chǎn)制造過程中，選擇合理的焊接方法和規(guī)范，焊前，需要預防變形、預拉伸法和剛性固定組裝法。反變形法事先估計好焊件焊接變形大小和方向，在待焊工件裝配時造成與焊接殘余變形大小相當、方向相反的預變形量（反變形量），焊后焊接殘余變形抵消了預變形量，使構件恢復到設計要求的幾何形狀和尺寸。剛性固定組裝法是采用夾具或剛性胎具將被焊構件盡可能地固定， 提前對焊件加以固定，提高結構剛性來限制焊接變形，可有效地控制待焊構件的角變形與彎曲變形等。預拉伸法多用于薄板平面構件，在薄板有預張力或有預先熱膨脹量的情況下焊接。焊后，去除預拉伸或加熱，薄板恢復初始狀態(tài)，可有效地降低焊接殘余應力，控制焊接變形。
2.3做好焊后矯正工作
當構件焊接后，焊接結構不可避免地要產(chǎn)生焊接變形，只能通過矯正焊接變形措施來減小或消除已發(fā)生的殘余變形。矯正焊接變形有機械校正法、火焰校正法。采用機械校正法校正前要分析焊縫應力的方向，并找準應力點，以采取適當?shù)姆椒ú僮鳌２捎没鹧嫘ＵㄕJ真分析變形發(fā)生狀況，并制定矯正工作方法，才能確定加熱位置及矯正步驟。同時還需要對材料性質的認真了解，然后決定加熱溫度達到，目的是使易受溫度影響的材料能夠有效避免在性能上產(chǎn)生變化，對構件產(chǎn)生影響。在矯正薄板時，對受熱溫度的影響區(qū)窄，在錘擊時盡量要用木錘，才能很好的達到矯正的效果。 [科]
【參考文獻】
[1]冀振.焊接變形的預防與控制[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2012（17）.
關鍵詞：壓力容器；焊接；質量控制；有效方法
由于我國目前工業(yè)化進程的腳步很快， 壓力容器焊接技術也逐步發(fā)展起來，對焊接質量的要求也越來越高。可以通過改變焊接技術的方法來滿足壓力容器的設計需要。對焊接質量的控制不僅拓寬了焊接可應用的范圍， 還使焊接接頭性能得到了很高提升， 確保壓力容器具有較高的使用性能， 給我國壓力容器焊接奠定了堅實的實踐基礎。
一、影響壓力容器焊接質量的因素分析
首先，壓力容器焊接使用的材料，是影響焊接質量的重要因素。這里說的材料包括焊接生產(chǎn)過程中所使用的各種焊接材料，如焊條、焊絲、焊劑、氣體等。焊接材料的正確選擇與使用，是確保壓力容器焊接質量的前提。
其次，由于焊接是制造壓力容器最為關鍵和重要的一個環(huán)節(jié)，因此壓力容器的焊接工藝成了影響其焊接質量的關鍵因素，這主要包括焊接工藝的制定以及焊接工藝的執(zhí)行兩個方面。壓力容器焊接工藝的制定，必須依據(jù)合適的焊接工藝評定報告（PQR），結合工藝人員的經(jīng)驗、產(chǎn)品特點、制造工藝條件和管理情況綜合考慮，最終形成焊接工藝規(guī)程或焊接工藝卡（WPS），將其作為焊接工序的指導依據(jù)，來保證焊接的質量。壓力容器焊接工藝的嚴格執(zhí)行，也是確保焊接質量的關鍵，一旦制定出合理正確的焊接工藝規(guī)程（WPS），需加以貫徹執(zhí)行，不能隨意變更其工藝參數(shù)，如有充分的根據(jù)確實需要改變，也應當履行相應的手續(xù)與程序，確保焊接工藝執(zhí)行的嚴肅性，這是對焊接工藝的制定與評定的有力補充，與焊接工藝的制定同等重要。
第三，由于壓力容器的焊接離不開人的操作，需要焊工進行直接性作業(yè)，因此操作人員的素質是影響壓力容器焊接質量的直接性因素，操作人員的技術水平、職業(yè)道德、質量意識、操作時的態(tài)度、紀律性等均會直接影響到壓力容器的焊接質量。
此外，各種焊接設備的性能以及焊接操作過程中的環(huán)境因素，也會影響到壓力容器的焊接質量。
二、控制壓力容器焊接質量的有效方法
1、強化對焊接材料的管理
壓力容器生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的焊接質量高低是由焊接材料決定的，只有嚴格的控制材料的質量，才能改善其焊接性能。因為壓力容器的具體應用范圍不同，對其功能、結構等要求也會有所差異，要限制選用焊接材料的要求，做好焊接材料的優(yōu)化工作，從而為壓力容器的質量提供保障。在進行焊機操作的過程中，首先要明確壓力容器的具體性能要求，如果對承受壓力范圍做出了規(guī)定，就需要針對該部位，優(yōu)先選取性能優(yōu)越的焊接材料， 確保焊接材料在強度方面達到標準規(guī)定，將焊接材料的力學檢測結果同標準進行對比，做好焊接材料強度管理工作。應用于生產(chǎn)制造的焊接材料必須要出具由國家的質量認證書，確認材料符合國家行業(yè)標準，以免出現(xiàn)因材料不合格而引發(fā)的安全事故。
此外，管理焊接材料的過程中，還要站在整體的角度，從多個方面進行考慮和分析， 將壓力容器焊接部位的性能要求納入選擇標準中，針對可塑性、韌性、剛性、抗裂性、耐化學腐蝕性等多方面的限制，選擇熱卷、不銹鋼或冷卷等材料，使焊接質量得到保障。
2、 對焊接工藝及工藝評定控制工作進行優(yōu)化
實現(xiàn)優(yōu)化焊接工藝的過程中，要結合壓力容器的實際狀況，選取正確、合理的焊接操作步驟，使用規(guī)定的焊接材料，把握焊接部位的形狀和角度，并做好焊接工藝的評定控制工作。焊接工作人員在工作時，都會按照設定的工藝規(guī)范進行操作，而優(yōu)化焊接工藝的根本即為完善工藝標準，構建科學、合理的工藝評定管理辦法，將管理工作細化到具體參數(shù)的設定、具體操作步驟，使焊接工藝更加標準化、規(guī)范化，為壓力容器焊接質量的優(yōu)化奠定堅實的基礎。
評定焊接工藝時，應明確不同焊接技術的應用狀況，對工作人員的操作行為進行管理，將操作流程和質量管理落到實處，嚴格管理每一個焊接環(huán)節(jié)的質量，只有滿足當前的焊接處理標準要求，才能進行下一階段的操作。
3、在環(huán)境方面做好焊接質量控制
環(huán)境情況也會影響焊接質量，雖然環(huán)境不易控制，但是也要盡量避免因環(huán)境而造成的焊接質量問題。焊接質量對環(huán)境的依賴程度較高，因為焊接工作主要在室外進行，氣溫、水分、風力等天氣情況都會影響焊接工作，這些情況都要充分考慮。如果工期要求緊，天氣情況還不利于焊接，就要做好預熱、遮雨、防塵等工作，以此來控制環(huán)境的影響。
4、 提高對焊接質量檢測工作的重視
壓力容器制造焊接工序的一項關鍵步驟就是質檢，該項工作包括多方面的內容，需要對焊接的工藝、制造流程及材料進行嚴格的檢查，查看工藝評定工作是否符合規(guī)定，綜合這些因素，決定壓力容器能夠投入正常使用。如果發(fā)現(xiàn)一項內容不達標，就可以判定為質量檢測不合格，禁止投入使用，以免因壓力容器焊接性能差而引發(fā)安全事故。根據(jù)焊接工藝的操作實施時間的不同，也可以將焊接質檢工作劃分為三個階段，即焊接前期、焊接中期和焊接后期。這三個階段的質檢工作側重點有所不同，前期檢測重點為焊接部位縫隙及材料，中期檢測重點為焊接操作、焊接技術、焊接部位的規(guī)格和尺寸、工藝流程，查看檢測結構是否同設計標準相一致， 而性能檢測是后期質檢的重點，涉及壓力性能、質量損傷、整體外觀等內容。焊接質量檢測工作還要同壓力容器的應用方向結合起來，在完成常規(guī)質檢操作后，進行針對性的檢測，全面保障容器的質量，并應用有效的措施對其中的質量進行處理和彌補。
5、加強焊接設備的維護管理
焊接設備的質量也是焊接質量的保證，如果焊接設備存在著質量問題，由該設備焊接出來多數(shù)會存在質量問題。為此，必須加強對焊接設備的維護管理，以提高焊接設備的質量。目前，焊接設備主要包括焊條烘干箱、焊機、加熱器、溫度測量儀、鉗形電流表、保溫桶等，焊條烘干箱裝配有溫度表，焊機裝配有電壓表、電流表，管理人員要定期對焊條烘干箱、焊機等焊接設備進行檢查，確保溫度表、電壓表、電流表能夠正常運行，顯示無誤，確保焊接工程中的工藝參數(shù)完全正確。每次檢查完畢都要對焊接設備進行維護，確保焊接設備運行良好，切忌焊接設備帶傷運行。每次檢查維護完畢，都要及時進行記錄存檔備查。
6、提高操作人員的綜合素質
首先，確保操作人員的技術水準符合壓力容器焊接操作的要求，壓力容器的焊接應由持有特種設備安全監(jiān)察機構頒發(fā)的《特種設備作業(yè)人員證》的焊工擔任，并且只能在有效期內從事合格項目范圍內的焊接工作。建立焊工技術檔案，定期組織對持證上崗的焊工進行崗位培訓及考核，做好焊績記錄，防止任一焊接方法中斷特種設備焊接作業(yè)6個月以上。不斷提高焊工的理論水平和實際操作技能，使其真正在理論方面認識到執(zhí)行工藝規(guī)程的重要性，從實踐上提高操作技能。其次，通過進行教育及管理等手段，不斷加強對操作人員的職業(yè)道德、社會道德等建設工作，提高其效率、質量意識，增強責任心。
總之，在壓力容器的質量控制中，焊接質量的控制起著非常重要的作用。目前，我國已經(jīng)將壓力容器系統(tǒng)列入特殊設備之列中， 并且， 與此同時還制定了一系列相對的安檢制度， 力圖以確保壓力容器在嚴格的質量監(jiān)督制度下進行為焊接環(huán)境創(chuàng)造良好有利的條件， 以便使壓力容器高效安全的運行。
參考文獻：
[1] 張舉綱. 壓力容器焊接質量的優(yōu)化措施[J]. 硅谷. 2013（15）
關鍵字 特種用途鋼；手工電弧；焊鎢極氬弧焊；激光焊接
中圖分類號TG4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2014）123-0194-02
彈簧是現(xiàn)代交通運輸、機械設備、儀器儀表不可或缺的重要零部件，它可以吸收沖擊載荷，減少零部件損毀成都，例如，可以用于載貨卡車、火車、轎車的減震器和板簧制造中，既可以保障車輛的行駛平穩(wěn)，，保證貨物不受到損壞，又可以吸收沖擊載荷和振動，減少車輛零部件的損耗。
65Mn鋼是一種典型的特殊用途鋼，它是制造彈簧的主要重要材料，65Mn鋼屬于高碳，含碳量為0.2%～0.70%，具有高強度、高疲勞極限、高彈性極限等特點，但由于65Mn的高含碳量，其焊接性能較差，在焊接的時候，焊接接頭的焊縫區(qū)容易出現(xiàn)熱裂紋，熱影響區(qū)容易出現(xiàn)粗大馬氏體組織，導致焊接后組織粗大，抗拉強度差等特點[1]。所以焊接彈簧鋼在國內外都屬于一個難題。
目前，65Mn彈簧鋼的主要焊接方法有：手工電弧焊、電渣焊、電阻焊、鎢極氬弧焊、激光焊接等。本文通過對各種傳統(tǒng)及先進焊接工藝的探討，介紹一種焊接65Mn鋼特殊用途鋼的方法。
1 手工電弧焊
在傳統(tǒng)的手工電弧焊工藝中，我們將被焊金屬或材料稱為焊件或母材，焊接電極為焊條和焊件。在進行焊接的時候，用高壓電引燃電弧，電弧點燃后形成的高溫，同時伴隨著強大的吹力作用，可以使母材熔化，形成一個熔池，伴隨著焊接電弧的不斷向前移動，已經(jīng)焊接好的熔池溫度下降，冷卻后熔池組織逐漸結晶形成焊縫，如圖1所示。
圖1 手工電弧焊示意圖
手工電弧焊采用的焊條有J426、A302、J427等型號，焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱為電弧長度。從焊件表面至熔池底部距離稱為熔透深度。
在進行手工電弧焊之前，一般對焊接材料進行焊前預熱，溫度在300℃以上，預熱寬度一般在焊縫兩側各50 mm的地方。焊接結束以后，一般將對焊接接頭進行回火熱處理，溫度在350℃～400℃之間，然后再緩慢冷卻熱處理，以便減少焊縫的殘余應力，防止出現(xiàn)過多的焊接裂紋而使焊接質量缺陷嚴重[2]。手工電弧焊焊接方式較為常見，但是該方式對焊接操作者技術水平要求高，勞動強度大，生產(chǎn)效率不高。
2 鎢極氬弧焊（TIG）
鎢極氬弧焊是先進的焊接方式，其主要原理是利用氬氣等惰性氣體作為的保護氣體，防止焊縫金屬在高溫下發(fā)生氧化作用，在高壓作用下，鎢電極與焊接材料之間產(chǎn)生電弧， 電弧引燃后產(chǎn)生的高溫高熱熔化母材，同時在焊縫中填絲以增加焊縫的強度。焊接的同時，從焊槍噴嘴中噴出保護氣體，在電弧周圍形成氣
圖2 鎢極氬弧焊示意圖
體團使熔池及熱影響區(qū)與空氣隔絕開，防止其氧化，從而獲得優(yōu)質的焊接接頭。鎢極氬弧焊的優(yōu)點在于設備簡單、操作靈活方便、能進行全位置焊接適合焊接多種材料。缺點是生產(chǎn)效率低下，工作人員的勞動強度大[3]。
在應用方面，高偉教授（山東大學）對65Mn鋼采用了鎢極氬弧焊的方法成功進行了焊接工作。實驗結果表明，當采用為大小為10A的電流進行鎢極氬弧焊接的時候可形成外形質量較好的焊接接頭，但硬度較高，脆性大。為了降低脆性和行都，可以后期熱處理方式，具體方法為：對65Mn鋼進行鎢極氬弧焊接后，將工件加熱到280℃，然后進行保溫10min后，可獲得較為理想的接頭組織[4]。
3 激光焊接
激光焊接技術是目前焊接技術領域中比較先進的焊接方式，它的焊接原理是：將激光束照射到需焊接的金屬材料上，由于激光束具有高的能量，能夠瞬間將金屬熔化，需要焊接的金屬邊緣熔化后進行彼此融合，冷卻后連接到了一起[5]。
圖3 激光焊接原理圖
相對于傳統(tǒng)的焊接方法來講，激光焊接技術具有較大的優(yōu)勢。首先，激光焊接技術在進行焊接時熱量輸入較小，激光束離開焊接點后，焊縫溫度迅速降低，所以焊縫的凝固過程很快，焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的晶粒細小；其次，激光焊接采用電腦進行控制，只要調整好了技術參數(shù) ，便可以進行大批量焊接，所以焊接的效率高；最后，由于在進行激光焊接的時候，激光束細小，加熱和熔化過程只局限在一個可控制的小范圍，因此焊接熱影響區(qū)校，焊件總的變形小。所以在進行以彈簧鋼為代表的高碳鋼時候有著較大的技術優(yōu)勢[6]。激光器發(fā)明后，西方發(fā)達國家嘗試用激光焊接的工藝對高碳鋼進行焊接，取得了一定的效果。貴州大學劉其斌教授利用TJ5000W CO2 激光器對65Мn鋼薄片進行了焊接，并利用顯微硬度儀、電子萬能實驗機、掃描電鏡和X射線應力測定儀等段對激光焊接接頭的組織和物理性能進行了測量，取得了較為理想的結果[7]。
可見，激光焊接技術確實是一種先進的焊接高碳鋼的工藝，激光焊接技術的發(fā)明，為特殊用途鋼的的焊接開創(chuàng)了一個新的局面。
參考文獻
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關鍵詞：焊接 殘余應力 控制 措施 消除方法
前言
隨著焊接技術的迅速發(fā)展，在短短的幾十年中焊接已是工業(yè)技術中的重要方法之一。如建筑鋼結構、壓力容器、船舶、車輛等中幾乎全部用焊接代替了鉚接。部分過去一直用整鑄整鍛方法生產(chǎn)的大型毛坯也改成了焊接結構，焊接技術不僅大大減化了生產(chǎn)工藝，而且還降低了很多成本。但是實際焊接中也存在不少問題，如焊接的內應力、焊接結構的變形、焊接結構的脆性斷裂、焊接結構的疲勞強度等都直接影響著焊接的質量。本文就對焊接殘余應力進行具體分析。
一、焊接殘余應力的分布
在厚度不大（δ
二、焊接殘余應力施工中的控制
在焊接過程中采用一些簡單的工藝措施往往可以調節(jié)內應力，降低殘余內應力的峰值，避免在大面積內產(chǎn)生較大的拉應力，并使內應力分布更為合理。這些措施不但可以降低殘余應力，而且也可以降低焊接過程中的內應力。因此有利于消除焊接裂紋。現(xiàn)在把這些措施分述于后：
1、采用合理的焊接順序和方向
盡量使焊縫能自由收縮，先焊收縮量比較大的焊縫。如帶蓋板的雙工字鋼構件，應先焊蓋板的對接焊縫，后焊蓋板和工字鋼之間的角焊縫，使對接焊縫能自由收縮，從而減少內應力。
先焊工作時受力較大的焊縫，如在工地焊接梁的接頭時，應先留出一段翼緣角焊縫最后焊接，先焊受力最大的翼緣對接焊縫，然后焊接腹板對接焊縫，最后再焊接翼緣角焊縫。這樣的焊接次序可以使受力較大的翼緣焊縫預先承受壓應力，而腹板則為拉應力。翼緣角焊縫留在最后焊接，則可使腹板有一定的收縮余地，同時也可以在焊接翼緣板對接焊縫時采取反變形措施，防止產(chǎn)生角變形。試驗證明，用這種焊接次序焊接的梁，疲勞強度比先焊腹板后焊翼緣板的高30%。
在拼板時，應先焊錯開的短焊縫，然后再焊直通長焊縫。如采用相反的次序，即先焊長焊縫，再焊短焊縫，則由于短縫的橫向收縮受到限制將產(chǎn)生很大的拉應力。在焊接交叉（不論是丁字交叉或十字交叉）焊縫時，應該特別注意交叉處的焊縫質量。如果在接近縱向焊縫的橫向焊縫處有缺陷（如未焊透等），則缺陷正好位于縱焊縫的拉伸力場中，造成復雜的三軸應力狀態(tài)。此外，缺陷尖端部位的金屬，在焊接過程中不但經(jīng)受了一次焊接熱循環(huán)，而且由于應變集中的原因，同時又受到了一次比其它沒有缺陷地區(qū)大得多的擠壓和拉伸塑性變形的過程，消耗了材料的塑性，對強度大為不利。這里往往是脆性斷裂的根源。
2、在焊接封閉焊縫或其它剛性較大，自由度較小的焊縫時，可以采用反變形法來增加焊縫隙的自由度。
3、錘擊或輾壓焊縫
每焊一道焊縫用帶小圓弧面的風槍或小手錘錘擊焊縫區(qū)，使焊縫得到延伸，從而降低內應力。錘擊應保持均勻、適度，避免錘擊過份產(chǎn)生裂紋。采用輾壓法，也可有效地降低內應力。
4、在結構適當部位加熱使之伸長
加熱區(qū)的伸長帶動焊接部位，使它產(chǎn)生一個與焊縫收縮方向相反的變形。在冷卻時，加熱區(qū)的收縮和焊縫的收縮方向相同，使焊縫能自由地收縮，從而降低內應力。利用這個原理可以焊接一些剛性比較大的焊縫，獲得降低內應力的效果。如大皮帶輪或齒輪的某一輪幅需要焊修，為了減少內應力，則在需焊修的輪幅兩側輪緣上進行加熱，使輪幅向外產(chǎn)生變形。焊縫在輪緣上，則應在焊縫兩側的輪幅上進行加熱，使輪緣焊縫產(chǎn)生反變形，然后進行焊接，都可以取得良好的降低焊接應力的效果。
三、焊后消除焊接內應力的方法
由于焊接內應力的不利影響只有在一定的條件下才表現(xiàn)出來。例如，對常用的低碳鋼及低合金結構鋼來說，只有在工作溫度低于某一臨界值以及存在嚴重缺陷的情況下才有可能降低其靜載強度。要保證焊接結構不產(chǎn)生低應力脆性斷裂，是可以從合理選材，改進焊接工藝，加強質量檢查，避免嚴重缺陷來解決的。消除內應力僅僅是其中的一種方法。
常用的焊后消除內應力的方法有：整體高溫回火、局部高溫回火、機械拉伸、溫差拉伸以及震動法等。前兩種方法在降低內應力的同時還可以改善焊接接頭的性能，提高其塑性。具體如下：
1、整體高溫回火
這個方法是將整個焊接構件加熱到一定溫度，然后保溫一段時間，再冷卻。消除內應力的效果主要取決于加熱的溫度，材料的成分和組織，也和應力狀態(tài)，保溫時間有關。對于同一種材料，回火溫度越高，時間越長，應力也就消除得越徹底。
2、局部高溫回火處理
這種處理方法是把焊接周圍的一個局部區(qū)域進行加熱。由于這種方法帶有局部加熱的性質。因此消除應力的效果不如整體處理，它只能降低應力峰值，而不能完全消除。但局部處理可以改善焊接接頭的機械性能。處理的對象只限于比較簡單的焊接接頭。局部處理可用電阻、紅外、火焰和感應加熱等。消除應力的效果與溫度分布有關，而溫度分布又與加熱區(qū)的范圍有關。為了取得較好的降低應力的效果，應該保證足夠的加熱寬度。
3、機械拉伸法
機械拉伸法是通過加載拉伸，拉應力區(qū)在外載的作用下產(chǎn)生拉伸塑性變形。它的方向與焊接時產(chǎn)生的壓縮塑性變形相反。因為焊接殘余內應力正是由于局部壓縮塑性變形引起的，加載應力越高，壓縮塑性變形就抵消的越多，內應力也就消除的越徹底。
關鍵詞：方法；范圍；質量檢驗
1. 船舶建造焊接工藝
現(xiàn)在造船中，主船體結構、外設舾裝、管系等多數(shù)工作內容均離不開焊接工藝。目前，主流船舶建造企業(yè)常用焊接方法主要包括CO2氣體保護焊、FCB法埋弧自動焊、埋弧自動焊、垂直氣電焊等等。
1.1.FCB法埋弧自動焊選用方法及注意要點
1.1.1適用范圍
（1）內底板及外底板的平直拼板對接焊縫；
（2）舷側外板平直拼板對接焊縫；
（3）甲板平直拼板對接焊縫；
（4）內旁板拼板對接焊縫；
（5）縱、橫艙壁拼板對接焊縫。
1.1.2焊接注意要點
（1）本焊接方法主要適用在平直分段流水線上焊接的拼板對接焊縫。
（2）焊接時，對接焊縫須垂直于流水線運行方向。
（3）兩側板材存在板厚差時，板厚差須在焊接面的背面。
1.2埋弧自動雙面焊
1.2.1適用范圍
（1）平直甲板、平臺板、平直隔艙、艉封板拼板對接焊縫。
（2）小組立縱桁材、肋板拼板對接焊縫。
（3）上層建筑拼板對接焊縫。
（4）槽形艙壁、墩座垂直板與斜板拼板對接焊縫。
（5）大型“T排”腹板（焊縫長度≥1米）拼板對接焊縫。
1.2.2焊接注意要點
（1）焊接與水平傾角不大于10度的焊縫。
（2）不進入平面分段流水線的拼板焊縫。
1.3垂直氣電焊
1.3.1適用范圍
（1）舷側外板平直部分大接縫立對接焊縫。
（2）槽形艙壁大接縫立對接焊縫。
（3）底邊水艙斜板大接縫斜對接縫。
（4）下墩垂直板、斜邊板大接縫立、斜對接焊縫。
（5）縱橫艙壁大接縫立對接焊縫。
1.3.2焊接注意要點
（1）焊接面必須為非構架面
1.4 CO2氣體保護焊及埋弧自動焊
1.4.1適用范圍
（1）分段階段：內底板、外板、舷側外板、甲板、斜板拼板對接焊縫（平面分段流水線上FCB法無法焊接的短焊縫和局部有線型的拼板焊縫）。
（2）總段制造、塢內搭載階段：內底板、甲板、平臺板的縱橫大接頭對接焊縫。
1.4.2焊接注意要點
（1）焊縫與水平傾角不允許大于10度
2. 焊縫檢驗
2.1焊接缺陷種類及影響因素
2.1.1焊接缺陷的種類
焊接缺陷的種類較多，按其在焊縫中的位置不同，可分為外部缺陷和內部缺陷。常見的焊接外部缺陷有：焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔、表面夾渣及焊接裂紋等。內部缺陷有：氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透等。
2.1.2影響焊接質量的因素
在船舶建造過程中，影響焊接質量的因素很多，如鋼材和焊條質量，坡口加工和裝配精度、坡口表面清理狀況及焊接設備、工藝參數(shù)、焊接技術、天氣狀況等等。任何一個環(huán)節(jié)處理不當都會產(chǎn)生焊接缺陷，影響焊縫質量。
2.2船舶焊接檢驗的重要性
良好的船舶建造質量是保證船舶安全航行與作業(yè)的重要條件。船體的結構強度要求焊縫保證一定的強度，才能夠保證船舶的安全運行。焊接質量檢驗目的是為了及早發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，提高產(chǎn)品質量。把焊接缺陷限制在一定的范圍內，以確保船舶航行安全和水上人命財產(chǎn)安全。
2.3焊縫檢驗內容及常用方法
焊后檢驗其主要內容有：外觀檢驗、無損檢驗、力學性檢驗、金相檢驗、焊縫晶間腐蝕檢驗、致密性檢驗、焊縫強度檢驗。
船舶的焊后焊接質量檢驗主要是采用的非破壞性檢驗 （即無損探傷）。
2.3.1外觀檢驗
焊接接頭的外觀檢驗是一種手續(xù)簡便而又應用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內容。外觀檢查主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。這種檢查一般是通過肉眼觀察，借助標準樣板、量規(guī)和放大鏡等工具來進行檢驗的。故有肉眼觀察法或目視法之稱。
2.3.2著色探傷
著色探傷是用來發(fā)現(xiàn)表面缺陷的一種無損檢驗的方法。
著色探傷的基本原理是：在被檢工件表面涂覆某些滲透力強的滲透液，在毛細作用下，滲透液被滲入到工件表面開口的缺陷中，然后去除工件表面上多余的滲透液（保留滲透液到表面缺陷中的滲透液），再在工件表面上涂上一層顯象劑，缺陷中的滲透液在毛細作用下重新被吸到工件的表面，從而形成缺陷的痕跡。根據(jù)在白光下觀察到的缺陷顯示的痕跡，做出缺陷的評定。
2.3.3焊縫內部缺陷的檢驗
我們主要介紹船舶焊接質量檢驗中常用的超聲波探傷、射線探傷。
2.3.3.1超聲波探傷
超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。
超聲波探傷又稱超聲波檢驗。它的優(yōu)點是：靈敏度高、設備輕巧、使用靈活方便、探測速度快、效率高、成本低、對人體無害，所以它的應用比X射線探傷還要廣泛。
2.3.3.2射線探傷
射線探傷又稱射線檢驗：是利用射線可穿透物質和在物質中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。它可以檢查金屬和非金屬及其制品的內部缺陷。如焊縫中的的氣孔、夾渣、未焊透等體積性缺陷。
按使用的射線源種類不同，可分為X射線探傷、γ射線探傷和高能射線探傷等。目前造船工業(yè)中廣泛使用的是X射線照相法探傷。
2.3.4船舶密性實驗
檢查船體外板及有密性要求的艙室的焊縫是否存在泄漏、滲漏情況的實驗稱為船體密性實驗。
根據(jù)船體結構不同的被試部分，分別采用壓水、充氣、沖水試驗等方法。
3. 提高船舶焊接工藝的幾點要素
3.1內部管理
制定推進計劃，確定責任部門并賦予相關權限，給予必須的資金支持，既定計劃執(zhí)行到位。
3.2外部協(xié)作
受公司自身客觀因素影響，對自身無法解決的問題，可以借助研究單位等力量，提高研究效果和效率。
3.3人才培養(yǎng)
加強專業(yè)人才的培養(yǎng)，提高其技能水平，是提高船舶焊接工藝的重要因素。
4. 結論
隨著更先進焊接工藝的發(fā)展，船舶高效焊接技術的采用，可極大程度上提高生產(chǎn)效率，保證建造質量，提高企業(yè)的整體競爭力。雖然前期設備投入成本較大，但從長遠看，船舶建造的焊接高效化、流水化勢在必行。■
參考文獻
關鍵詞：壓力容器;管板;焊接;變形;焊接工藝
中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
在制造熱交換器的過程中，引起管板焊接變形的原因往往是：組裝與施焊的順序不當、坡口形式、管板剛性不足（管板較薄）、焊接熔敷量過大、焊接工藝參數(shù)選擇的不合理。本文現(xiàn)就如何控制壓力容器管板焊接變形及其工藝闡述如下。
1、管板焊接變形的形式及原因
1.1管板焊接變形的不利影響及的形式
管板密封不嚴，管子拉脫是焊接變形造成的不利影響；管板焊接變形常見的有以下幾種形式：
（1）管板與殼體焊接后的角變形；
（2）管板面拱形變形；
（3）管板波浪變形。
其中，管板與殼體焊接后的角變形引起了管板面的拱形變形和管板面波浪變形。
1.2管板焊接變形的原因
筒體與管板焊接的橫向收縮變形在厚度方向上的不均勻分布是導致管板焊接變形的主要原因；管板與筒體的焊縫一般為單面單邊V型坡口，在焊接時，焊縫的背面和正面的熔敷金屬的填充量不一致，從而導致構件平面的偏轉，所以這是一個絕對的客觀存在的變形。
管板與筒體焊接熔敷金屬的填充量的正面和背面的縫上是不同的，導致在偏轉平面元件，所以這是一個絕對的客觀存在的失真焊接角變形主要由兩種變形組成，即筒體與管板角度變化和管板本身的角變形，前者相當于兩個工件對接焊接引起的角變形，后者相當于在管板上堆焊時引起的角變形；而焊接變形的大小主要取決于管板的剛性、坡口角度、焊縫截面形狀、焊接線能量、熔敷金屬填充量焊接操作等。
根據(jù)多年工程實踐總結出引起焊接變形的原主要有有以下幾方面：
①焊接方向不按規(guī)范實施；
②焊接參數(shù)不合理，引起局部過熱；
③組裝與施焊的順序未按照規(guī)范進行；
④輔助措施不適當。
根據(jù)管板變形的原因及其影響因素，在雙面焊在管板焊接不能實現(xiàn)的現(xiàn)實基礎上，焊接時電流過大會引起燒穿傷及換熱管，因此，管板與殼體管板焊接，應考慮減少熱量，增加管板剛性，以減少變形。
2、控制壓力容器管板焊接變形的措施
2.1冷作方面
減小管板與殼體角變形的有效措施是提高管板剛性，變形量隨著管板剛性增大而減小；
（1）設計方面：從防止焊接變形的角度考慮，可適當提高管板的厚度，此舉措可進一步提高結構的穩(wěn)定性和剛性，對焊接變形的控制也將增強。
（2）拉桿剛性固定法
將帶螺紋的拉桿從管板面的換熱管孔中穿過，兩端用螺母把緊，這樣將有效提高管板的剛性，進而控制變形量；拉桿數(shù)量依筒體尺寸來確定，確定拉桿的直徑，應不小于換熱管直徑的三分之二，例如，當換熱管直徑為ф25㎜時，那么拉桿直徑既為ф16㎜。拉桿從管板的外周向內，在管板面上均布，拉桿數(shù)量如下：
（3）提高管板法蘭剛性減小變形
為達到提高剛性小的結構剛度的目的，可以采用夾具、管箱、支撐桿等等來減小焊接變形；對于帶管箱熱交換器，可用螺栓螺母將管箱法蘭與管板擰緊，再進行焊接（注意把管箱時必須按照設備管口方位進行定位，否則將會導致變形不一致）；用U型夾或螺栓應該在管板和法蘭的側面將管板與防變形法蘭（固定板）連接的方法來提高管板的剛性，以達到控制管板焊接角變形的目的。
（4）管板留加工余量進行焊后進行二次加工
對于小直徑薄管板來說，增加管板厚度，是較為有效的方法，因其可留有焊后加工余量以便進行二次機加工密封面。
2.2焊接接頭結構和工藝防變形措施
(1)合理選擇坡口角度
施焊截面形狀和坡口角度對焊接接頭的角變形影響非常大，焊接接頭上部及下部橫向收縮量差別隨著坡口角度的增大而逐漸曾大，引起的筒體與管板的角變形就越大，填充金屬量越大，坡口角度越大，引起的管板變形也就越大，因此，如圖1，在保證焊透和的前提下，a角、h值應盡量小，既減小焊接填充金屬量，減小變形。焊接坡口的角度控制在焊接工藝卡上反映。
（2）合理選擇焊縫尺寸
在保證接頭承載能力的前提下，設計應該盡量采用較小的焊縫尺寸，盡量減小焊角高度。在焊接工藝上反映；
（3）焊接層數(shù)
實踐證明，在同的樣焊接條件下，連續(xù)焊接時，角變形隨著焊接層數(shù)道次的增多而增大。因此，為了控制管板焊的焊接角變形，因為焊接變形主要發(fā)生在焊接的前幾道次，隨焊接層道次的增加，焊接接頭的剛性增大，焊接變形將減小；
（4）合理選擇焊接規(guī)范
通過選用合理的線能量，也可以達到控制焊接變形的目的，但是這是在不用任何反變形或夾具的情況下。在管板焊接的過程中，應采用低的層間溫度，小參數(shù)施焊，再進行后層道次的焊接時層間溫度應降到100℃以下，這是為了避免局部過熱引起熱變形。一般在焊接薄壁管板時，在氬弧焊打底后，應采用Φ3.2的焊條進行填充和蓋面以控制焊接熱輸入；
（5）焊接順序
對于有色金屬板對接的焊接，采用對稱施焊時，應采用直線運槍的方法，不得橫向擺動焊接管板與筒體。管板與筒體焊接，采用打底后水平壓道焊，但必須是在保證管板溶合的條件下，即電弧直指殼體，在殼體上一層一道進行水平壓道完成管板角焊縫的焊接，禁止直接在管板與殼體進行45°斜角焊，每層焊縫應分段對稱進行。每層焊縫應錯開180度。兩端各焊一層，交替操作，直至焊完。
圖3 管板焊接順序圖
(6) 余下管頭的焊接。從管板與筒體環(huán)縫起先焊完一端, 一層層向外施焊, 兩端管板交替進行, 對稱施焊。
（7）必須確保焊縫組隊間隙均勻，在施焊管板組合接頭打底焊時，氬弧焊需分段進行打底（不低于兩層），焊接速度和焊接填充量應盡量均勻，保證打底質量；
( 8 ) 輔助措施。常用的輔助措施有三種: 一是加強冷卻效應, 從而避免因受熱不均而引起的變形。二是用一長螺栓從管板中間穿過, 兩頭用螺母鎖死(管束與管板無焊接時用此法) 。三是緊固一只剛性較大的零件(如與其相配的法蘭) , 以抵抗變形。
2.3強制冷卻法
對于非淬硬金屬為了限制和縮小焊接熱場的分布，可采用強制冷卻方式，從而避免因受熱不均而引起變形。
2.4．人員方面
1）．對換熱器的管板焊接是工藝人員工藝檢查和指導的工作重點，特別是現(xiàn)場的焊接指導工作；
2).加強管板焊焊接變形和防變形措施的宣傳，使之成為焊工班組的日常工作之一。加強每一位冷作和焊接操作員工管板焊接變形的學習和防犯意識。
3）．部門領導應將管板焊接工作作為重點任務來安排，并安排有相關經(jīng)驗的人員，提高重視程度。工作安排應明確，告知相關人員管板焊接變形造成的危害。
4)．具體負責相關設備的冷作和焊接的操作人員要時刻以工作為重，必須嚴格按照工藝和規(guī)范操作；與工藝技術人員之間應加強溝通交流，及時總結，提高防止管板焊接變形的理論、技能和經(jīng)驗水平；
3、結語
大量的實踐證明,對于上述措施，只有在各部門嚴格按照要求執(zhí)行，才會有所見效。凡沒有按照要求造成重大問題的，將追究其責任；對于提出改進措施經(jīng)使用的人員將申報總經(jīng)理進行獎勵。
參考文獻
［1］于杜貴.鍋爐、探討控制壓力容器管板焊接變形的方法［M］.山東：山東科學技術出版社，1985.
[2] 全國壓力容器標準化技術委員會. JB/T 4708-2000 鋼制壓力容器焊接規(guī)程［S］. 昆明: 云南科技出版社, 2000.
關鍵詞：ANSYS 焊接 溫度場 應力場
中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）02-0064-02
隨著現(xiàn)代計算機技術的廣泛應用，焊接生產(chǎn)信息化已成為大勢所趨。利用計算機技術對焊接過程進行模擬，可以深入研究焊接過程的本質規(guī)律，使焊接技術更加科學化。通過計算機技術模擬復雜的焊接過程，可以有效防止焊接缺陷的發(fā)生，對提高焊接質量有重大意義。ANSYS是全球最通用的大型有限元分析軟件之一，在CAE仿真分析中發(fā)揮著重要作用。其界面友好、功能強大，可以有效模擬焊接的非線性過程。因此，ANSYS軟件在焊接過程模擬分析中得到了廣泛的應用。
1 ANSYS分析方法
焊接溫度場問題，可以看作是在一定初始條件和邊界條件下，工件內部的熱傳導問題。對于一個實體，當不同部位的溫度存在差異時，熱量就會發(fā)生流動從而形成熱導。熱傳導過程符合傅里葉熱導方程：
（1）
式中、、分別為x、y、z三個方向上的熱導系數(shù)，是單位體積熱生成率。
求解過程必須考慮邊界和初始條件，溫度場邊界條件分三種類型：
（1）第一類邊界條件：物體在某些邊界上的溫度函數(shù)為已知，即：
（2）
式中是邊界溫度，它可以隨位置和時間變化。
（2）第二類邊界條件：物體某些邊界上的熱流密度為已知。
（3）
式中為邊界外法線方向，為邊界上的熱流密度，物體向外流為正。
（3）第三類邊界條件：物體在某些邊界上的對流條件為已知。
（4）
式中是對流系數(shù)，是流體參照溫度。
2 關鍵問題的處理
2.1 高斯移動熱源
焊接熱源具有局部集中、瞬時、快速移動的特點，很容易形成不均勻的溫度場。這種不均勻的溫度場，是形成焊接殘余應力和變形最根本的原因。因此，建立焊接熱源模型對焊接溫度場的模擬尤為重要。大量實踐證明，對于焊條電弧焊、埋弧焊等，采用表面高斯熱源比較理想。其熱流密度函數(shù)為：
（5）
式中e-e=2.71828；-電弧有效加熱半徑；-點到電弧加熱中心距離；-輸入熱量。
，為效率，為焊接電壓，為焊接電流。
熱流密度為面載荷，公式（5）可作為其分布函數(shù)。一般把該載荷施加到單元的各個面上，并給定該單元各節(jié)點的熱流密度值。命令如下：
SFE，ELEM_NUM，SURFACE_NUM，HFLUX，NODE1_VAL，NODE2_VAL...
2.2 單元生死
在焊接開始時焊縫材料并不存在，而是隨著焊接過程不斷產(chǎn)生的。要真實的模擬焊接過程，就必須用到ANSYS中的“單元生死”技術。
ANSYS程序并不是將“殺死”的單元從模型中刪除掉，而是給其單元剛度矩陣乘以一個很小的因子（ESTIF）。“死單元”的單元載荷將為零，從而不對載荷向量生效。同樣，“死單元”的質量、阻尼、比熱和其他類似效果也為零。單元“出生”，并不是將其加到模型中，而是重新將它們激活。焊縫單元在計算開始時先“殺死”，隨著焊接過程的進行，再把這部分單元逐步重新激活，命令如下：
ESEL，S；EKILL，ALL；ALLS；SOLVE；ESEL，S；EALIVE，ALL；ALLS...SOLVE
3 實例分析
如圖1為V形開口的兩塊鋼板，鋼板材料為20鋼。現(xiàn)把兩者焊接起來，焊縫為三層單道焊縫。
3.1 建模
焊接過程為對稱分布，故取焊縫的一半進行分析。
（1）定義單元類型。本例分析整個焊接過程中的溫度場和應力場情況，因此采用能夠進行瞬態(tài)非線性分析的單元類型。在這里選用ANSYS單元類型庫中的平面熱實體單元PLANE77和空間熱實體單元SOLID90。為了保證計算精度和計算量，在焊縫區(qū)域用SOLID90單元，中間部分用PLANE77單元過渡。
（2）網(wǎng)格劃分。為了提高模型計算效率，把工件分為三個區(qū)， 即焊縫區(qū)、遠離焊縫區(qū)和中間體。在焊縫和遠離焊縫的區(qū)域分別用大小不同的六面體網(wǎng)格劃分，中間部分用四面體自由網(wǎng)格過渡。網(wǎng)格劃分如圖2：
（3）熱源的加載。在此選用高斯熱源，并用分步加載的方法進行加載（熱源是隨著電弧的移動逐漸加載上去的），利用“單元生死”技術來模擬焊道的焊接情形。通過定義生熱率來模擬電弧的移動過程，并隨著時間和空間加載。
3.2 求解結果
經(jīng)過ANSYS求解和通用后處理，可以得到焊接過程從開始到冷卻結束時，不同時間的溫度場和應力場分布云圖（圖3、圖4）。從分析結果知：焊接時應力較小，冷卻結束時殘余應力較大，達到364MPa.
4 結語
本文探討了利用ANSYS軟件模擬焊接過程的方法，并用實例證明焊接過程的溫度場和應力場分布與焊接實際符合的很好，這表明利用ANSYS對焊接過程的模擬是比較成功的。通過分析得到：在焊接過程中，焊接時應力較小，冷卻結束時殘余應力較大。
參考文獻
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