時(shí)間：2023-06-05 10:30:29
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篇焊接技術(shù)，希望這些內(nèi)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(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】 激光 焊接技術(shù) 現(xiàn)狀 應(yīng)用
激光焊接已逐漸受到人們關(guān)注，激光焊接技術(shù)擁有高精度、高質(zhì)量、低變形、高速度和高效率的特點(diǎn)。1970年以后，隨著金屬鋁等焊接物質(zhì)的研制成功，激光焊接技術(shù)在其他領(lǐng)域中也得到推廣和應(yīng)用。尤其是在制造業(yè)，冶金業(yè)以及生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用較為廣泛。后來，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，激光焊接技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了航天領(lǐng)域。
1 國內(nèi)外焊接技術(shù)中激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.1 國外激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
目前國外的激光焊接技術(shù)已比較成熟，以美國為首的發(fā)達(dá)國家非常注重激光焊接技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。將激光焊接技術(shù)列入國家的發(fā)展計(jì)劃當(dāng)中，并投入大量資金用于激光焊接技術(shù)的研究與人員的培訓(xùn)。發(fā)展過程中也注意傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，做到激光焊接技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。由于發(fā)展比較早，目前發(fā)達(dá)國家的激光焊接技術(shù)存在很多優(yōu)勢(shì)，主要有，熱影響區(qū)極小，而且焊接過程中無熱損傷的現(xiàn)象，焊接速度比一般的烙焊要快10-100倍。焊接點(diǎn)極小，最大程度的避免了雜質(zhì)的污染和腐蝕程度，此外，焊點(diǎn)的抗裂性能也非常高。
1.3 國內(nèi)激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
國內(nèi)焊接技術(shù)由于起步比較晚，發(fā)展也相對(duì)緩慢。近年來，由于政策的要求以及環(huán)保的需要，激光技術(shù)才逐漸被廣泛應(yīng)用。對(duì)激光焊接的研究也主要集中在激光焊接的形成機(jī)理、檢測(cè)、分析、控制等。一些高校也逐漸開展激光焊接的相關(guān)課程，比如通過分析超細(xì)粒鋼的焊接性及激光焊接的特點(diǎn)，進(jìn)行了400MPa和800MPa種超細(xì)晶粒鋼的激光焊接試驗(yàn)。目前國內(nèi)對(duì)于高強(qiáng)度的激光焊接焊性方面的研究還存在很多不足的地方，缺少很多相關(guān)數(shù)據(jù)，還需要培訓(xùn)更多的專業(yè)人員進(jìn)行深入研究。
2 焊接技術(shù)中激光焊接技術(shù)的應(yīng)用
隨著激光焊接技術(shù)的逐漸成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。但是由于激光焊接設(shè)備的成本和維修費(fèi)用比較高，除了一些大批量生產(chǎn)或者規(guī)模零件焊接的行業(yè)，激光焊接技術(shù)很少應(yīng)用。歐美的激光焊接技術(shù)主要應(yīng)用于金屬加工業(yè)和汽車制造業(yè)，而亞洲地區(qū)的激光焊接技術(shù)較多的應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)和電器工業(yè)。
2.1 制造業(yè)的應(yīng)用
在國外，激光焊接技術(shù)在轎車制造中應(yīng)用十分廣泛，并以比較高的速度增長。日本在世界上首次成功開發(fā)了將YAG激光焊用于核反應(yīng)堆中蒸汽發(fā)生器細(xì)管的維修；激光焊接技術(shù)在造船中也比較普遍，傳統(tǒng)焊接工藝中的焊后變形是造船業(yè)面臨的主要問題，而激光焊接由于具有焊后熱影響區(qū)小、熱損傷小、焊后抗裂性能高的特點(diǎn)，焊后基本沒有明顯的變形；由于采用激光焊接，一定程度上減輕了船身的重量，在造船業(yè)中發(fā)揮了很重要的作用。
2.2 冶金行業(yè)的應(yīng)用
現(xiàn)如今，越來越多的粉末冶金材料走向市場(chǎng)，它與其他零件的連接問題逐漸顯現(xiàn)出來，使粉末冶金的應(yīng)用受到限制。而激光焊接技術(shù)由于結(jié)合強(qiáng)度低、焊接輕度高以及很好的耐高溫性為粉末冶金材料的發(fā)展開辟了新的道路。
2.3 汽車工業(yè)的應(yīng)用
汽車工業(yè)作為發(fā)達(dá)國家的重要經(jīng)濟(jì)來源一直就是各國研究的重點(diǎn)。激光焊接技術(shù)在提高車身強(qiáng)度的同時(shí)也大大減輕了車身重量，降低了汽車的生產(chǎn)成本。目前激光焊接技術(shù)在很多中高檔汽車中已廣泛使用。
2.4 電子工業(yè)的應(yīng)用
由于激光焊接技術(shù)在焊接過程中對(duì)機(jī)械的損傷程度較小而且大都可以避免，特別符合電子行業(yè)的要求。激光技術(shù)的高精度、無污染、熱影響區(qū)小等優(yōu)點(diǎn)也使得激光焊接技術(shù)在電子工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。目前，激光焊接技術(shù)已經(jīng)逐漸被運(yùn)用到電子工業(yè)中，例如，很多商家均利用激光焊接工藝生產(chǎn)重傳感器。但激光消融、激光電鍍等原理方面還在研究當(dāng)中。
2.5 生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用
1970年以后，有關(guān)生物組織的激光焊接開始出現(xiàn)，主要應(yīng)用于血管和輸卵管的焊接。隨著激光焊接優(yōu)越性逐漸被研究人員發(fā)現(xiàn)，各種生物組織的激光焊接逐漸得到推廣。激光焊接在生物醫(yī)學(xué)中呈現(xiàn)出不同的焊接優(yōu)勢(shì)。主要有，手術(shù)部位吻合速度快。而且愈合過程中沒有異物反應(yīng)，修復(fù)后的組織能夠按照原來的生長特點(diǎn)來生長。研究人員也在進(jìn)一步研究激光焊機(jī)焊接在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
2.6 航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
以美國為首的發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)70年代初涉激光焊接技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。他們培訓(xùn)了專業(yè)的研究人員，對(duì)航天工業(yè)中的各種容器及輕量級(jí)結(jié)構(gòu)立項(xiàng)，開展了長達(dá)7年多年的激光焊接應(yīng)用研究。新的研究成果取代了原有的鉚釗一，提高了機(jī)身的強(qiáng)度，減輕了機(jī)身的重量。我國在航空航天領(lǐng)域的激光焊接技術(shù)也是比較先進(jìn)的，開始對(duì)航天領(lǐng)域中所用的各種合金進(jìn)行激光焊接技術(shù)的研究，并取得了很好的成果，而且已逐漸投入使用。激光焊接由于很高的精密度以及可靠性，使其在該領(lǐng)域應(yīng)用中顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)明顯強(qiáng)于其它方法的焊接技術(shù)。
2.7 塑料加工中的應(yīng)用
國外對(duì)于塑料加工中的激光焊接已經(jīng)處于領(lǐng)先水平，而我國仍處于研究開發(fā)階段。激光焊接熱損傷小的優(yōu)點(diǎn)使其在塑料加工方面的優(yōu)勢(shì)突出。焊接過程中激光束大多能夠通過不同層次的材料，而且更容易通過熱傳導(dǎo)被吸收成為焊接區(qū)域。塑料加工中的激光焊接比傳統(tǒng)的焊接工藝污染程度更小，質(zhì)量更好，也為激光焊接技術(shù)的應(yīng)用提供了更廣闊的前景。
3 結(jié)語
21世紀(jì)以后，隨著激光焊接技術(shù)耐高溫、熱損傷小、抗裂性能好等優(yōu)點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)，激光焊接技術(shù)的研究領(lǐng)域也將越來越廣泛。研究人員對(duì)于焊接技術(shù)中的激光焊接研究也在實(shí)踐中逐漸進(jìn)步。激光焊接技術(shù)發(fā)展到目前，已有逐漸取代傳統(tǒng)焊接技術(shù)的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]郎旭元，張?jiān)?激光技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程師，2006（06）.
關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)，壓力容器，焊接工藝，對(duì)策
中圖分類號(hào)：TG457.5 文章標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-2310（2015）11-002-039
前言：焊接技術(shù)作為壓力容器制造過程中一個(gè)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，占據(jù)著整個(gè)壓力容器制造中的很大的比例，焊接工作總量可以占到壓力容器制造的40%以上。因此，焊接質(zhì)量的優(yōu)劣會(huì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量起到十分重要的影響作用。在壓力容器的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，除了對(duì)于材料的檢驗(yàn)，對(duì)于焊接的檢驗(yàn)則是最嚴(yán)格的。所以，對(duì)于焊接工作應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。
1.焊接材料與焊接工藝的選取
1.1焊接工藝
1.1.1壓力容器的打底工藝
壓力容器的打底工藝一般選用氬弧焊接，且按照從下往上的順序進(jìn)行焊接，點(diǎn)焊的期末位置時(shí)，為了滿足相應(yīng)的聯(lián)合要求，一般通過角磨機(jī)進(jìn)行斜面打磨來實(shí)現(xiàn)；焊接工藝，確保底層焊縫均勻，并滲透，但不會(huì)燒穿。此外，運(yùn)用該焊接技術(shù)需要先進(jìn)行焊接測(cè)試，檢查氬氣中是否有雜質(zhì)存在；在焊接過程中需要通過焊接圍板來圍住焊接操作，其主要是為了避免自然風(fēng)可能造成的焊縫質(zhì)量問題；需要運(yùn)用角磨機(jī)進(jìn)行底部焊縫焊條位置的打磨，切不可出現(xiàn)諸如焊縫頂部內(nèi)塌等問題，裂紋的出現(xiàn)是十分嚴(yán)重的問題，因此，必須做好相關(guān)的打底焊縫的檢驗(yàn)工作以及次層焊縫焊接工作。
1.1.2壓力容器的中層焊接
底部焊接工作完成后一定要對(duì)工作范圍內(nèi)的飛濺物以及熔渣做清理，然后對(duì)整體外觀進(jìn)行檢查，如果有問題，需要將研磨透徹進(jìn)行清理，重新焊接，借以保證母材與焊縫之間的清潔度。此外，還需保證地層焊縫接頭與焊接接頭間有十毫米以上的錯(cuò)開距離，也正因?yàn)槿绱耍颂幒笚l直徑以3.2為好。中層接縫的厚度大約為焊條直徑的0.8-1.2倍，因此，應(yīng)選擇直線型運(yùn)條方式；切勿在焊縫焊接層的表面進(jìn)行引弧。飛濺物等雜志的清理工作在該階段焊接工作完成后也應(yīng)當(dāng)及時(shí)而全面的進(jìn)行，并且再次進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題就必須及時(shí)處理重焊。
1.1.3壓力容器的蓋面焊接
一般情況下該層焊條直徑也為3.2，當(dāng)然還應(yīng)當(dāng)結(jié)合焊縫已焊厚度等實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。每個(gè)焊條起弧和收弧位置都要和中層焊縫的接頭錯(cuò)開，不要在中層焊縫焊接層其表面進(jìn)行引弧，以確保蓋面層焊接縫表面的完整性使壓力容器具有圓滑過渡，其焊縫寬度的最大值應(yīng)該為坡口兩側(cè)2毫米左右，焊縫的加強(qiáng)高度為1.5到2.5毫米之間。
相比上述兩層，該層焊接質(zhì)量有更高的要求，所以，焊縫表面應(yīng)避免裂氣孔，紋，夾渣的問題，咬邊深入需要小于0.5毫米，長度則要小于焊縫長度的10%。蓋面層焊接結(jié)束之后要對(duì)熔渣進(jìn)行清楚，用鋼絲刷對(duì)容器進(jìn)一步清洗，并及時(shí)覆蓋，以防止腐蝕和其它問題的出現(xiàn)。
1.1.4壓力容器的焊后熱處理
為了消除相應(yīng)的焊接殘余應(yīng)力、冷裂紋的產(chǎn)生以及焊接接頭性能的提升，必須進(jìn)行相應(yīng)的焊后熱處理。焊接消除應(yīng)力熱處理和焊接接頭、焊后熱處理以及性能的改善熱處理共同構(gòu)成了焊后熱處理的主要類型，如何進(jìn)行相應(yīng)種類的熱處理工藝的選擇要依據(jù)相應(yīng)的焊接質(zhì)量要求。
1.1.5壓力容器的焊縫無損檢測(cè)
在上述整個(gè)焊接工作完成的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)的質(zhì)量要求，對(duì)所有的焊縫進(jìn)行檢查的工作，并且依照相應(yīng)比例進(jìn)行內(nèi)部焊接的無損檢測(cè)和焊縫表面非破壞性測(cè)試
1.2耐熱鋼焊材選擇
在進(jìn)行耐熱鋼焊材的選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)要特別注意以下四點(diǎn)內(nèi)容：
（1）一定要注意相同的高強(qiáng)度低合金鋼焊縫金屬與母材保持同樣的強(qiáng)度，與此同時(shí)，保證除了焊接金屬和基體材料具有常溫強(qiáng)度之外，要保證它所具有的高溫強(qiáng)度也要在母材標(biāo)準(zhǔn)下限要求之上。
（2）焊接金屬中鉻，鉬和其他材料含量至少要滿足母材標(biāo)準(zhǔn)值下限的要求。
（3）對(duì)微量元素的控制必須嚴(yán)格，如硅，氧，銻，磷，錫，砷等，以確保焊接金屬的回火脆性可以與母材的性能水平相當(dāng)。
（4）對(duì)于焊材中所含有的碳含量一定要嚴(yán)格控制，以此來保證其碳含量低于母材中的，這樣可以大大提升焊接金屬的耐裂性，但是，凡是都有一個(gè)度，一旦碳含量過低會(huì)使得后續(xù)熱處理中形成相應(yīng)的鐵元素，從而影響材料的韌性；所以，通常我們將低合金耐熱鋼其焊接金屬的碳含量需要控制在0.08-0.12%之間是最合適的，這樣不僅能夠使其具有較高的沖擊韌性，同時(shí)也能夠和母材具有一致的高溫蠕變強(qiáng)度。
2.焊接技術(shù)對(duì)策
第一，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)焊接必須提高重視。因?yàn)閺默F(xiàn)階段的發(fā)展走勢(shì)上來看，由于設(shè)備大型化對(duì)于運(yùn)輸條件的限制，使得有些工作不得不由工程直接搬至施工現(xiàn)場(chǎng)來進(jìn)行。施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境相對(duì)較差，若不能夠采用自動(dòng)焊接技術(shù)，將會(huì)對(duì)工作的順利完成產(chǎn)生一定程度的限制。
第二，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)有必要結(jié)合自身實(shí)際，進(jìn)行先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)來降低成本、提升效率。
第三，進(jìn)一步加大對(duì)于二氧化碳在壓力容器焊接中的應(yīng)用研究力度，做好相關(guān)的基礎(chǔ)工作，以此來將二氧化碳這種低成本保護(hù)焊進(jìn)行推廣。
第四，積極做好焊接的準(zhǔn)備工作，例如，針對(duì)材料的準(zhǔn)確性，坡口質(zhì)量，以及組隊(duì)質(zhì)量方面提出更高的要求。
總結(jié)：
綜合以上，由于壓力容器在使用條件上比較嚴(yán)格，在平時(shí)工作中諸如壓力、溫度以及介質(zhì)等因素都會(huì)對(duì)其的產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致破壞性事故，因此，在進(jìn)行壓力容器焊接時(shí)一定要把好質(zhì)量關(guān)，同時(shí)焊接作為質(zhì)量管控中的重中之重，必須對(duì)其技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的管控。
參考文獻(xiàn)：
[1]歐建星. 淺談壓力容器焊接技術(shù)在油田施工中的應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，04：104.
[2]王娜. 淺談壓力容器焊接工藝的評(píng)定[J]. 科技風(fēng)，2008，09：48.
[3]杜濤. 淺談鍋爐壓力容器焊接技術(shù)[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，08：14+51.
[4]王高偉. 淺談壓力容器焊接工藝評(píng)定[J]. 科技與企業(yè)，2015，13：255.
[5]管永俊. 淺談壓力容器焊接質(zhì)量管理[J]. 科技與企業(yè)，2015，13：64.
[6]趙增. 淺談壓力容器焊接缺陷及原因分析[J]. 科技視界，2014，27：80.
隨著制造業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代高科技制造業(yè)的需要了。所以為了能夠跟上時(shí)代的潮流和步伐，焊接技術(shù)也開始向自動(dòng)化、機(jī)械化的方向發(fā)展了。隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，電子及其機(jī)器人等技術(shù)都為焊接自動(dòng)化的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文從自動(dòng)化焊接技術(shù)和自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展等方面展開說明。
1.自動(dòng)化焊接技術(shù)概述
1.1自動(dòng)化焊接的定義
自動(dòng)化焊接是指在焊接的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。即機(jī)器或者是裝置在不需要人直接參與的條件下按照程序發(fā)出的各個(gè)指令來完成焊接的加工過程。其自動(dòng)化的目的就是實(shí)現(xiàn)焊接過程的“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”。
可以從兩個(gè)方面來理解自動(dòng)化焊機(jī)技術(shù)。第一：在焊接過程中自動(dòng)化。第二：在焊接生產(chǎn)中自動(dòng)化。后者指的是在焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其中包括了由備料、裝配、切割、焊接、檢驗(yàn)等工序構(gòu)成的焊接成產(chǎn)過程都要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了焊接生產(chǎn)整個(gè)過程的自動(dòng)化，可以使焊接質(zhì)量趨于穩(wěn)定化，提高焊接的生產(chǎn)效率。
1.2自動(dòng)化焊接的意義
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接具有重大的意義。自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以使人從原來那繁重的體力勞動(dòng)及其惡劣危險(xiǎn)的工作環(huán)境中擺脫出來，通過焊機(jī)自動(dòng)化的普及，使原來的一些焊接工人可以接受更新型的技術(shù)，不僅可以提高工作效率，還可以增強(qiáng)工人接受新興事物的能力。自動(dòng)化已經(jīng)應(yīng)用到了各行各業(yè)，自動(dòng)化工業(yè)、自動(dòng)化農(nóng)業(yè)比比皆是，某些程度上自動(dòng)化程度就體現(xiàn)了一個(gè)國家的國力。
2.自動(dòng)化焊接的關(guān)鍵技術(shù)
自動(dòng)化焊接技術(shù)利用傳感器檢測(cè)焊接運(yùn)動(dòng)，控制器檢測(cè)控制信息，通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。焊接自動(dòng)化應(yīng)用很多技術(shù)，其中最核心的技術(shù)為：機(jī)械技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)械技術(shù)指的是有關(guān)機(jī)械機(jī)構(gòu)和利用這些機(jī)構(gòu)并傳遞運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過程中，需要很多焊接機(jī)械裝置，主要包括焊接工裝夾具、焊接變位機(jī)、焊接工件輸送裝置、焊接操作機(jī)和焊接機(jī)器人等。
傳感技術(shù)是指應(yīng)用傳感器，它是整個(gè)自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的感受器官。傳感器的功能大小客觀的決定了焊接自動(dòng)化的程度高低。但是由于焊接的環(huán)境一般比較惡劣，增加了傳感器應(yīng)用的難度。所以焊接自動(dòng)化的傳感器技術(shù)的核心工作就是在如此惡劣的工作環(huán)境中，成功實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、迅速的檢測(cè)焊接運(yùn)動(dòng)。
自動(dòng)控制技術(shù)指的是基本控制理論。在該控制理論的指導(dǎo)下，在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過程中，根據(jù)焊接工藝和質(zhì)量的要求，對(duì)系統(tǒng)和控制裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)；經(jīng)過各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)和調(diào)試，最后形成可以應(yīng)用在焊接自動(dòng)化中的系統(tǒng)。
伺服傳動(dòng)技術(shù)指的對(duì)焊接機(jī)械運(yùn)作過程中的動(dòng)力源的控制技術(shù)。動(dòng)力源指的就是某些執(zhí)行裝置。這種控制技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗梢詻Q定自動(dòng)化系統(tǒng)的性能、質(zhì)量和功能。
從整個(gè)焊接自動(dòng)化系統(tǒng)整體出發(fā)應(yīng)用的各種技術(shù)就是系統(tǒng)技術(shù)。從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為基礎(chǔ)，將這個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)分解為多個(gè)相互聯(lián)系的功能模塊。將各個(gè)功能模塊再次進(jìn)行分解，直至分解成最基本的功能單元。從基本功能單元出發(fā)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體功能設(shè)計(jì)。
3.自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
我國的自動(dòng)化焊接技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)針對(duì)客戶的不同需求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)出不同的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)。我國的自動(dòng)化焊接技術(shù)呈現(xiàn)出了如下的趨勢(shì)。
3.1自動(dòng)化技術(shù)的精密高效化
隨著自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化焊接技術(shù)在質(zhì)量、效率、準(zhǔn)確度上的要求都有所提高。這就要求自動(dòng)化焊接系統(tǒng)能夠高效的處理系統(tǒng)中的信息，系統(tǒng)中各個(gè)模塊響應(yīng)迅速，電氣和機(jī)械裝置的控制非常精密，系統(tǒng)中各個(gè)部件都能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。
3.2自動(dòng)化技術(shù)的智能化
焊接的自動(dòng)化裝備使用了很多諸如視覺、激光、傳感、圖像處理、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)等的智能控制技術(shù)。所以焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的核心內(nèi)容，也是我們?cè)诤附幼詣?dòng)化研究過程中的重點(diǎn)。智能化的焊接過程，不但可以通過指令的控制完成整個(gè)焊接過程，而且可以根據(jù)不同焊接場(chǎng)景表現(xiàn)出來的特點(diǎn)來調(diào)整焊接參數(shù)。
3.3自動(dòng)化技術(shù)的柔性化
隨著生產(chǎn)水平的不斷提升，對(duì)于焊接自動(dòng)化的要求也在不斷提高，現(xiàn)在有設(shè)備已經(jīng)不能再滿足于只生產(chǎn)某一種特定的工件，而是漸漸提出了使用同一臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)同種類型甚至不同種類型工件的不同規(guī)格工件的自動(dòng)化加工。這就對(duì)焊接自動(dòng)化技術(shù)提出了更高規(guī)格的要求，不但要求精確度，而且要求系統(tǒng)具有柔性化可重復(fù)利用性。只有實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性化設(shè)計(jì)，才能更好的提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。焊接自動(dòng)化裝備廣泛采用現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多品種產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)。
3.4自動(dòng)化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化
隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，智能化接口、遠(yuǎn)程通信技術(shù)的不斷完善，這些都為焊接自動(dòng)化裝備實(shí)現(xiàn)一體化管理提供了可能。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化控制，利用了相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)，在自動(dòng)化系統(tǒng)的工作過程中將焊接過程、質(zhì)量信息、生產(chǎn)管理等所有的信息通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，這樣可以增加操作的方便度和安全程度，不管是編程、監(jiān)控還是檢修、診斷都可以遠(yuǎn)距離的實(shí)現(xiàn)。
3.5自動(dòng)化技術(shù)的人性化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一些檢測(cè)系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了人機(jī)交互、控制參數(shù)等數(shù)字顯示技術(shù)。焊接自動(dòng)化系統(tǒng)也不例外，焊接自動(dòng)化裝備也采用了數(shù)字化、圖形化的操作界面，在人機(jī)交互方面更加的方便和簡單。不再需要擁有什么專業(yè)的技術(shù)，只要是經(jīng)過簡單培訓(xùn)的工人都可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和管理，減少了投入的成本，增加了操作的可能性。
關(guān)鍵詞：鋁合金；激光焊接技術(shù)；優(yōu)化研究
由于鋁合金具有質(zhì)地輕薄，比強(qiáng)度高，比高度高的優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和艦船領(lǐng)域。焊接技術(shù)可以保障材料的利用率，減少總體機(jī)器質(zhì)量，同時(shí)也大大降低了所需要注入的成本。和其他焊接技術(shù)相比，激光焊接技術(shù)對(duì)焊接環(huán)境要求較低，并不需要一定在真空環(huán)境下進(jìn)行，且此技術(shù)焊接能量更高、焊接精度更準(zhǔn)、焊接效率更好，整個(gè)焊接過程都能保障集中加熱。目前，衡量一個(gè)國家工業(yè)加工水平的重要標(biāo)志之一就是激光焊接技術(shù)在該國工業(yè)中所占的比重。在工業(yè)發(fā)展領(lǐng)先的國家中，鋁合金激光焊接技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到建造先進(jìn)機(jī)器構(gòu)造部件中。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種高強(qiáng)度高韌性的鋁合金被源源不斷地研發(fā)出來，而這些多樣式的新型鋁合金對(duì)鋁合金激光焊接技術(shù)也提出了更高的要求。所以綜上所述，必須深入地對(duì)鋁合金焊接技術(shù)優(yōu)化方法進(jìn)行研究[1]。
1鋁合金的研究介紹
鋁元素在元素周期表中位于第三周期，原子序數(shù)為13，原子量為26.9815。相比于其它有色金屬、鋼鐵、塑料和木材，鋁更富有延展性，質(zhì)地柔軟且易于成型，這些優(yōu)秀特性使得鋁材料廣泛地應(yīng)用于航空航天和汽車領(lǐng)域。可以說，鋁合金是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的理想材料。豐富的資源量，低廉的使用成本以及良好的工作性能使得鋁合金在飛機(jī)上的用量高達(dá)50%~80%。其中鋁合金占軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)的45%~65%，而民用飛機(jī)使用量更是高達(dá)70%~80%。除了在飛機(jī)上鋁合金用量廣泛，其它航空業(yè)例如火箭鋁合金也被大量利用，絕大多數(shù)火箭的運(yùn)載殼體都是采用鋁合金鑄造煉制的。1924年德國發(fā)明了第一個(gè)含鋰的鋁合金，人們驚喜地發(fā)現(xiàn)鋁鋰合金相比于以往的鋁合金，質(zhì)量更輕，剛度更強(qiáng)，氣動(dòng)性更好，抗防腐能方面力更強(qiáng)，同時(shí)還具備可回收利用的優(yōu)點(diǎn)，大大縮減了運(yùn)行和維修成本，降低了總體風(fēng)險(xiǎn)。研究表明機(jī)器構(gòu)件用鋁鋰合金取代常規(guī)的鋁合金后，質(zhì)量減輕10%~15%，剛度加強(qiáng)15%~20%，可以說是一種更加理想的航空航天材料。鑒于鋁鋰合金的這些優(yōu)點(diǎn)，人們進(jìn)一步地加以探索和研究，鋁鋰合金的研發(fā)取得了長足的進(jìn)步。迄今為止，鋁鋰合金的研制發(fā)明已經(jīng)進(jìn)入到了第三代時(shí)期。鋁鋰合金的研發(fā)到目前為止已有七十余年歷史，在西方國家，鋁鋰合金應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域已經(jīng)有50多年的歷史，而且還在不斷發(fā)展優(yōu)化系統(tǒng)成分。然而在我國對(duì)于鋁鋰合金的研發(fā)探索時(shí)間卻并不長，早在上世紀(jì)六十年代，一些有見解的學(xué)者就有意識(shí)的想要加強(qiáng)鋁鋰合金這一領(lǐng)域的研究，然而由于國家提供的經(jīng)費(fèi)有限，我們的技術(shù)水平也無法與國外先進(jìn)的技術(shù)水平相比，所以只取得了很小的成績；“八五”之后，國家加強(qiáng)了投資力度，因此許多高校和研究所都開展了鋁鋰合金研究課題，這個(gè)階段我們成功地研制出1420和2090鋁鋰合金，為我國鋁鋰合金的發(fā)展提供了很好的推動(dòng)促進(jìn)效果；“九五”期間，國家意識(shí)明顯提高，為了接軌國際水平，更加重視鋁鋰合金項(xiàng)目的研發(fā)，在這個(gè)階段，我國取得最明顯的成績就是2195鋁鋰合金的研制開發(fā)，并且獨(dú)立地解決了退火工藝不均勻、熱軋和冷軋及中間退火和大規(guī)格薄壁管材擠壓這些問題；“十五”之后，我國進(jìn)入工程應(yīng)用階段，我國對(duì)于鋁鋰合金不僅僅停留在研制開發(fā)階段，更重視將鋁鋰合金應(yīng)用到實(shí)際中，國產(chǎn)鋁鋰合金被逐漸地應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域，而我國自主研發(fā)的1420鋁鋰合金更是應(yīng)用到運(yùn)載火箭中[2]。經(jīng)過多年的科技研究和實(shí)踐應(yīng)用，當(dāng)前我國工業(yè)發(fā)展水平已經(jīng)處于全國領(lǐng)先地位，航空航天領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)結(jié)構(gòu)材料有著很大的需求。然而對(duì)于鋁鋰合金的研究，我國當(dāng)前情況并不樂觀，目前我國的鋁鋰合金發(fā)展水平與國外先進(jìn)國家，例如美國、俄羅斯有超過20年的差距，這一數(shù)據(jù)不得不引起我們的注意，不斷擴(kuò)大領(lǐng)域、提升性能、開發(fā)研究新型技術(shù)已經(jīng)成為亟待解決的問題。
2鋁合金的激光焊接技術(shù)優(yōu)化研究
由于鋁合金具有薄壁結(jié)構(gòu)，所以在鋁合金材料上使用焊接技術(shù)更加方便。焊接技術(shù)可以有效地減少成本、減輕質(zhì)量、提高利用率，此種技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到行業(yè)結(jié)構(gòu)建造方面。而傳統(tǒng)焊接技術(shù)，如：火焰焊接、電弧焊接、等離子體弧焊接，都具有熱源發(fā)散，功率密度低，工作效率低，焊接結(jié)構(gòu)變形量大的缺點(diǎn)，因此，引入新的焊接技術(shù)迫在眉睫。
2.1激光焊接特點(diǎn)
上世紀(jì)六十年代，激光焊接技術(shù)作為一種新的焊接技術(shù)出現(xiàn)，很快就因其智能化、柔軟化、多樣化、集成化、大深寬比、焊縫小、變形量小、焊接效率高、焊縫性能好和自動(dòng)化易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛認(rèn)可使用。如今激光焊接技術(shù)已經(jīng)成為汽車制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)焊接制造方法，而且也越來越多地被使用到航空航天行業(yè)中。激光焊接屬于高能束流焊接方法，它的作用原理是“小孔效應(yīng)”[3]，簡單說此原理就是指在熔池中產(chǎn)生小孔，通過孔壁獲取能量，形成焊縫。高能束流焊接方法除了激光焊接技術(shù)，還有電子束焊技術(shù)，只是電子束焊技術(shù)所傳遞能量的介質(zhì)是高能密度電子，此種介質(zhì)必須在真空環(huán)境中才能完成傳遞工作。而激光焊接技術(shù)傳遞能量介質(zhì)是電磁波，在大氣下就可以進(jìn)行，所需工作成本比電子束焊技術(shù)更低。在飛機(jī)制造行業(yè)中，人們通常用鉚接工藝將鋁合金材質(zhì)壁板進(jìn)行連接，然而鉚接工藝需要在基礎(chǔ)材料上打通大量工藝孔，緊密的工藝孔嚴(yán)重地影響了材料的美觀性，更是破壞了結(jié)構(gòu)的連接性和整體性，而且還會(huì)加大結(jié)構(gòu)的重量。與傳統(tǒng)工藝相比，激光焊接技術(shù)僅僅利用激光就能將鋁合金材質(zhì)壁板連接起來，不需要如此繁瑣的工程，同時(shí)也保留了基礎(chǔ)材料的完整性。因此，航空制造業(yè)越來越多地選擇激光焊接技術(shù)進(jìn)行鋁合金材質(zhì)壁板連接[4]。
2.2激光焊接技術(shù)難點(diǎn)以及問題
盡管激光焊接技術(shù)雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，然而由于鋁和鋁合金本身對(duì)激光具有高反射率和高熱導(dǎo)型，所以激光焊接技術(shù)也有許多難點(diǎn)和問題。鋁對(duì)于激光具有高反射率，例如對(duì)YAG激光，鋁的反射率接近80%，而對(duì)CO2激光，鋁的反射率更是高達(dá)90%，高強(qiáng)的反射率使得母本材料對(duì)激光的吸收率極差，大大降低工作效率。激光焊接熔池通常建立的又深又窄，但是激光發(fā)光率極大，傳送過程中產(chǎn)生大量蒸汽，如此強(qiáng)大的蒸汽流在通過熔池時(shí)就會(huì)使熔池中的溶液大量飛濺。激光焊接的熔池存在時(shí)間非常短，而激光焊接的焊縫冷卻速度卻很快，這樣就會(huì)導(dǎo)致熔池中的氣體無法排出，以氣孔形式存在其中。由于激光焊接是一種精準(zhǔn)的焊接技術(shù)，為避免產(chǎn)生焊接裂紋對(duì)接頭間隙有著嚴(yán)格的要求，通常不許超過母材厚度的10%。鋁合金本身具有低電離的特點(diǎn)，焊接過程會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定粒子，影響焊接過程的穩(wěn)定性和焊縫形狀[5]。
2.3激光焊接技術(shù)優(yōu)化研究
激光焊接根據(jù)作用機(jī)制可以分為熱導(dǎo)焊和深熔焊兩種。二者在應(yīng)用領(lǐng)域上各有不同，其中熱導(dǎo)焊應(yīng)用于精密儀器以及微小零件的焊接中；而深熔焊則是大型儀器的焊接手段，深熔焊所應(yīng)用的激光有三種類型，其特點(diǎn)如下表1所示。如表1所示，CO2氣體激光的工作介質(zhì)為CO2，它的波長為10.6微米，輸出功率很高，可是輸出光束質(zhì)量極差，因此并不適用于焊接；YAG固體激光的工作介質(zhì)為紅寶石、釹玻璃和摻釹釔鋁石榴石等，它的輸出波長為1.06微米，和CO2氣體激光相比，YAG固體激光更容易被金屬吸收，轉(zhuǎn)化效率高且操作靈敏，因此被大量使用；光纖激光則是最新型研發(fā)的激光器，它的輸出波長在1.08微米左右，雖然它的實(shí)踐時(shí)間較短，但是具有運(yùn)行成本低、光束質(zhì)量高，獲得的激光功率高的優(yōu)點(diǎn)，是非常好的激光焊接技術(shù)。
3結(jié)語
與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，激光焊接技術(shù)具有明顯突出的優(yōu)點(diǎn)，因此近年來應(yīng)用越來越廣泛。但是由于鋁合金自身的局限性，因此鋁合金激光焊接技術(shù)仍然存在許多問題有待深入探討與解決。本文通過對(duì)鋁合金材料和目前激光焊接技術(shù)現(xiàn)狀的分析，探討一種新的激光焊接技術(shù)優(yōu)化方法，希望通過本文的研究，對(duì)以后的激光焊接技術(shù)優(yōu)化研究起到積極促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
[1]張大文,張宏,劉佳,等.鋁合金連續(xù)-脈沖激光焊接工藝對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究[J].激光技術(shù),2012,36(4):453-458.
[2]孫福娟,胡芳友,仝崇樓,等.消除鋁合金激光焊接缺陷與提高焊縫強(qiáng)度研究[J].現(xiàn)代制造工程,2006(6):78-80.
[3]陶汪,陳彥賓,李俐群,等.鋁合金激光點(diǎn)焊工藝特性研究[J].紅外與激光工程,2011,40(4):659-663.
[4]張智慧,董世運(yùn),王玉江,等.7A52鋁合金光纖激光焊接接頭組織與性能研究[J].應(yīng)用激光,2014,34(6):567-571.
關(guān)鍵詞：煤礦采掘；液壓支架；焊接技術(shù)
中圖分類號(hào)：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
當(dāng)下，煤礦采掘工作中使用的液壓支架多為熱軋鋼材料，生產(chǎn)中大多都采用Q345、Q460和Q235為主要板材的材料，就其體積、重量方面來說都很大，這就會(huì)給液壓支架的運(yùn)輸及安裝帶來很大困難。如何有效地采取措施解決這一瓶頸問題，就需要采用更高強(qiáng)度的板材來生產(chǎn)。我們知道，高強(qiáng)度的板材具有很高的強(qiáng)度和硬度，就會(huì)導(dǎo)致焊接穩(wěn)定性較差的現(xiàn)象，這在一定意義上來說要求在焊接技術(shù)上要有一定的焊接水平，才能確保安全施工。
1 液壓支架焊接分類
就現(xiàn)在來說，液壓支架的焊接技術(shù)可分為兩種，分別是剛性焊接技術(shù)和柔性焊接技術(shù)。所謂的剛性焊接技術(shù)，就是把多臺(tái)焊接機(jī)器人工作站用工件輸送線連接起來組成一條生產(chǎn)線。而柔性焊接技術(shù)也是由多個(gè)站組成，筆者認(rèn)為，所不同的是被焊工件都裝卡在統(tǒng)一形式的托盤上，而托盤可以與線上任何一個(gè)站的變位機(jī)相配合并被自動(dòng)卡緊。焊接機(jī)器人系統(tǒng)首先對(duì)托盤的編號(hào)或工件進(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)調(diào)出焊接這種工件的程序進(jìn)行焊接。這樣每一個(gè)站無需作任何調(diào)整就可以焊接不同的工件。它一般有一個(gè)軌道子母車，子母車可以自動(dòng)將點(diǎn)固好的工件從存放工位取出，再送到有空位的焊接機(jī)器人工作站的變位機(jī)上。
現(xiàn)在的諸多企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)采取哪種自動(dòng)化焊接生產(chǎn)方式，要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況具體來定。像筆者所接觸到的煤礦企業(yè)，一般地剛性焊接技術(shù)適合批量大改型慢的產(chǎn)品，而且工件的焊縫數(shù)量較少較長。像柔性焊接技術(shù)一般適合中、小批量生產(chǎn)的企業(yè)，這種產(chǎn)品品種多，每批數(shù)量又很少的情況。
2 液壓支架焊接技術(shù)措施
2.1 焊接性能評(píng)估分析。我們要對(duì)液壓支架的焊接性能進(jìn)行綜合評(píng)估分析。一般來說，液壓支架在選用鋼材時(shí)首先要滿足國家對(duì)鋼板的標(biāo)準(zhǔn)要求，要符合M/57—19TT896《壓支架結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)條件》等國家標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 對(duì)液壓支架結(jié)構(gòu)的要求。這個(gè)要根據(jù)焊接氣體的選用來定，一般地焊接氣體的選擇是氧氣。這種氣體可以使焊接沒有熔渣，熔池可見度高，并且焊接所 用的時(shí)間也很短，熱量更加集中，最大限度地減少焊接的變形。
2.3 液壓支架焊前的預(yù)熱。在液壓支架實(shí)際焊接過程中，我們?yōu)榱吮Ｕ鲜軣峋鶆颍考b配、點(diǎn)組后，應(yīng)采取整體預(yù)熱的方式進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般在150℃～200℃。等到預(yù)熱后要及時(shí)焊接，這個(gè)溫度應(yīng)該控制在130℃～150℃之間。
2.4 液壓支架焊接順序。我們?cè)诤附又幸瞬捎孟群笝M向焊縫，再焊縱向焊縫，最后焊垂直角焊縫這個(gè)原則，并盡量采用對(duì)稱中分式方法焊接。在出現(xiàn)收縮應(yīng)力導(dǎo)致開裂的時(shí)候，我們應(yīng)至少組成兩半焊接且方向相反。另外，同時(shí)需要注意的是主筋板和蓋板的焊縫要壓過蓋板坡口斜邊和主筋的垂直邊，在最后一層焊縫應(yīng)先焊與母材相接的焊道，最后焊中間焊道。
2.5 液壓支架焊接方法。當(dāng)液壓支架的焊角高度≥10mm，坡口深度≥12 mm 時(shí)，我們有必要采用多層多道的焊接方法。如果說焊角高度在 10mm～12mm 時(shí)，可采用 2 層 4 道，14mm～18mm 時(shí)可采用3層 6～8 道，我們?cè)谝簤褐Ъ芎附訒r(shí)，采取與平面成 45°角的焊接架上進(jìn)行，并把握好焊接角度。需要注意的是，在第一層焊道必須與母材根部熔合好，不得有任何的偏斜角度。當(dāng)我們?cè)诘谝坏来虻缀溉客瓿珊螅?qǐng)有關(guān)質(zhì)檢部門前來檢查，當(dāng)檢查合格后在進(jìn)行下一道工序的焊接工作。
2.6 液壓支架焊縫的處理。一般地液壓支架的焊縫比較適宜采用多層多道焊的技術(shù)方法。在焊接時(shí)打底層控制在2mm～3mm。需要注意的是對(duì)那些塞焊縫及單邊呈現(xiàn)V形坡口和對(duì)焊接變 形影響不大的焊縫，我們應(yīng)該采用船形焊接。
2.7 液壓支架焊縫檢驗(yàn)記錄。這個(gè)過程是保障日后支架質(zhì)量定損的一個(gè)主要參考依據(jù)。檢驗(yàn)記錄一般包括母材及焊接材料的復(fù)檢報(bào)告，焊接材料的合格證明，液壓支架焊接接頭性能試驗(yàn)報(bào)告，及支架結(jié)構(gòu)件尺寸及形位公差檢查記錄等，檢查完做好記錄并存檔，以備有據(jù)可查。
結(jié)語
經(jīng)過上面的闡述，我們知道液壓支架的焊接是一個(gè)復(fù)雜的過程，必須通過焊接電流、電弧電壓等多方面的因素才能使焊接工作完成。通過筆者的多年焊接實(shí)踐證明，以上焊接工藝參數(shù)設(shè)計(jì)等均達(dá)到了焊縫質(zhì)量《液壓支架通用技術(shù)條件》要求Ⅲ級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)。
另外隨著科技的不斷發(fā)展，如何滿足液壓支架焊接的設(shè)計(jì)要求，筆者認(rèn)為鋼材選用和焊接工藝是關(guān)鍵。所以說在可靠性液壓支架制造過程中它的焊接工藝和焊接工藝過程控制是保障液壓支架產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在。總之來說，我們只有嚴(yán)格執(zhí)行工藝文件規(guī)定要求控制焊接生產(chǎn)全過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)因素，才能保證液壓支架產(chǎn)品質(zhì)量滿足液壓支架高可靠性的設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】壓力容器；焊接工藝；焊接技術(shù)
0.前言
焊接是壓力容器制造中的一個(gè)關(guān)鍵工藝。焊接工作量在整個(gè)壓力容器的制造中占相當(dāng)?shù)谋壤Ｔ谝话銐毫θ萜髦圃鞆S，焊接工作量要占到總量的40%，尤其是厚板壓力容器焊接及球形容器現(xiàn)場(chǎng)組焊，焊接工作量占整個(gè)工作量的50%以上。焊接質(zhì)量的好壞、焊接接頭的可靠性將直接影響壓力容器質(zhì)量，影響其可靠性及安全性。在壓力容器的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，除了材料檢驗(yàn)外，焊接檢驗(yàn)要求當(dāng)屬最多，也最為嚴(yán)格。因此在壓力容器制造過程中，對(duì)焊接工作必須給予高度重視。
1.壓力容器焊接工藝與焊材的選擇
1.1壓力容器焊接工藝
1.1.1打底
打底通常采用氬弧焊，施焊順序遵循由下至上的原則，在點(diǎn)焊的起始位置與收尾處，可以采用角磨機(jī)打磨出斜口以配合接頭要求；施焊過程中要保證底層焊縫的均勻性，且要焊透但不能焊穿。氬弧打底要先采用試板進(jìn)行試焊，排除氬氣中含有雜質(zhì)的可能；具體施焊過程中要采用圍板將焊接操作的工作范圍擋起來，其主要目的是防止自然風(fēng)對(duì)焊縫質(zhì)量產(chǎn)生影響；底部焊縫焊條接頭的位置用角磨機(jī)進(jìn)行打磨處理，不得出現(xiàn)焊縫底部焊肉下塌或者頂部內(nèi)陷的問題；為避免產(chǎn)生裂紋，要做好打底焊縫的檢查與次層焊縫的焊接工作。
1.1.2中層施焊
在完成底部施焊后要將工作范圍內(nèi)的熔渣、飛濺物等雜質(zhì)清除干凈，做全面的外觀檢查，如果存在問題則要磨透清除，重新施焊，要保證焊縫與母材交接位置的清潔度。焊縫接頭和底層焊縫接頭錯(cuò)開的距離至少要在10mm以上，該層選擇直徑為3.2的焊條。中層焊縫的厚度至少是焊條直徑的 0.8～1.2 倍，選擇直線型的運(yùn)條方式；不得在焊縫的焊接層表面引弧。完成中層的焊接后同樣要及時(shí)清除熔渣、飛濺物等雜質(zhì)，然后全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題同樣鏟除重焊。
1.1.3蓋面
蓋面時(shí)同樣要選擇直徑為3.2的焊條，具體選擇時(shí)還要參考焊縫已焊厚度來決定。每根焊條的起弧位置與收弧位置均要與中層焊縫接頭錯(cuò)開，不得在中層焊縫表面引弧，要保證蓋面層焊縫的表面完整性以及壓力容器的圓滑過渡，焊縫的寬度大概是蓋過坡口兩側(cè)2mm左右，焊縫加強(qiáng)高度則在1.5～2.5mm左右。
蓋面層對(duì)焊縫的質(zhì)量要求也比較高，焊縫表面不得出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣以及熔合性飛濺等問題，咬邊的深度要控制在 0.5mm 以內(nèi)，且咬邊的長度要控制在該焊縫總長的10%以內(nèi)。完成蓋面焊接后要將溶渣清理干凈，并用鋼絲刷對(duì)容器表面做進(jìn)一步清理，及時(shí)覆蓋，防止在進(jìn)行保溫與防腐處理前出現(xiàn)銹蝕等問題。
1.1.4焊后熱處理
焊后必須進(jìn)行熱處理，其主要作用是消除焊接殘余應(yīng)力，防止出現(xiàn)冷裂紋，對(duì)焊接接頭的性能做進(jìn)一步改善。通常焊后熱處理工藝分為后熱處理、消除應(yīng)力后的焊后熱處理以及改善焊接接頭性能的焊后熱處理等三種，根據(jù)不同的焊接質(zhì)量要求選擇不同的熱處理工藝。
1.1.5焊縫無損檢測(cè)
在完成整個(gè)壓力容器的焊接工作后，要做好所有焊縫的外觀檢查工作，然后根據(jù)相關(guān)的質(zhì)量要求、按照規(guī)定的比例做無損檢測(cè)，其主要內(nèi)容包括兩部分，即焊縫表面的無損檢測(cè)與焊縫內(nèi)部的無損檢測(cè)。
1.2壓力容器用耐熱鋼焊材的選擇
在選擇耐熱鋼焊材時(shí)需要注意以下幾個(gè)原則：
（1）在選擇低合金耐熱鋼焊材時(shí)，要注意與低合金高強(qiáng)鋼相同，焊縫金屬與母材要保持同等強(qiáng)度，此外，除了要保證焊縫金屬與母材的常溫強(qiáng)度相等之外，還要保證其高溫強(qiáng)度至少要保持在母材標(biāo)準(zhǔn)值的下限要求以上。
（2）要求焊縫金屬的鉻、鉬等材料的含量至少保持在母材標(biāo)準(zhǔn)值的下限要求以上，才能保證焊縫金屬與母材的性能處于同等水平。
（3）要對(duì)焊材中相關(guān)微量元素的含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，比如氧、硅、磷、銻、錫、砷等，從而保證焊縫金屬的回火脆性與母材保持同一水平。
（4）對(duì)焊材中的含碳量進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證其低于母材的碳含量，從而提高焊縫金屬的抗裂性，不過需要注意，碳含量不得過低，否則在后續(xù)長時(shí)間的焊后熱處理過程中，會(huì)形成鐵素體，最終影響到材料的韌性；所以通常情況下針對(duì)低合金耐熱鋼而言，其焊縫金屬含碳量控制在0.08～0.12%之間為最適宜，以保證焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并與母材的高溫蠕變強(qiáng)度保持相當(dāng)?shù)乃健?/p>
2.壓力容器用耐熱鋼焊接要點(diǎn)
①預(yù)熱與層間溫度在Cr-Mo鋼的焊接特點(diǎn)中提到的冷裂紋、熱裂紋及消除應(yīng)力裂紋，都與預(yù)熱及層間溫度相關(guān)。一般來說，在條件許可下應(yīng)適當(dāng)提高預(yù)熱及層間溫度來避免冷裂紋和再熱裂紋的產(chǎn)生。
②焊后熱處理對(duì)于低合金耐熱鋼，焊后熱處理的目的不僅是消除焊接殘余應(yīng)力，而且更重要的是改善組織提高接頭的綜合力學(xué)性能，包括提高接頭的高溫蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，降低焊縫及熱影響區(qū)硬度，還有就是使氫進(jìn)一步逸出以避免產(chǎn)生冷裂紋。
③后熱和中間熱處理 Cr-Mo 鋼冷裂傾向大，導(dǎo)致生產(chǎn)裂紋的影響因素中，氫的影響居首位，因此，焊后（或中間停焊）必須立即消氫。一般說來，Cr-Mo 鋼容器的壁厚、剛性大、制造周期長，焊后不能很快進(jìn)行熱處理，為防裂并穩(wěn)定焊件尺寸，在主焊縫（或主焊縫和殼體接管焊縫）完成后進(jìn)行比最終熱處理溫度低的中間熱處理。這類鋼的后熱溫度一般為300～350℃，也有少數(shù)制造單位取350～400℃的。中間熱處理規(guī)范隨鋼種、結(jié)構(gòu)、制造單位的經(jīng)驗(yàn)而異，一般中間熱處理溫度為（620～640℃）±15℃。
④焊接規(guī)范的選擇焊接線能量、預(yù)熱溫度和層間溫度直接影響到焊接接頭的冷卻條件，一般來說，焊接線能量越大，冷卻速度越慢，加之伴有較高的預(yù)熱和層間溫度，就會(huì)使接頭各區(qū)的晶粒粗大，強(qiáng)度和韌性都會(huì)降低。對(duì)于低合金耐熱鋼而言，對(duì)焊接線能量在一定范圍內(nèi)變化并不敏感，也就是說，允許的焊接線能量范圍較寬，只有當(dāng)線能量過大時(shí)，才會(huì)對(duì)強(qiáng)度和韌性有明顯的影響，所以為了防止冷裂紋的產(chǎn)生，焊接時(shí)線能量不要過小。
3.壓力窗口焊接技術(shù)的對(duì)策
（1）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化焊接應(yīng)給子一定的重視。因?yàn)閺陌l(fā)展的趨勢(shì)來看，受運(yùn)輸條件的限制，設(shè)備的大型化必將導(dǎo)致制造廠內(nèi)的焊接工作有部分將轉(zhuǎn)移至施工現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)環(huán)境差，如不采用自動(dòng)焊接技術(shù)，將會(huì)制約其它各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行。
（2）要根據(jù)企業(yè)實(shí)際，盡可能引進(jìn)一批先進(jìn)的焊接設(shè)備，采用有效的焊接工藝，降低成本、提高效率。
（3）要加快CO2氣保焊在壓力容器焊接中的應(yīng)用研究，提前做好各項(xiàng)焊接基礎(chǔ)工作，推廣使用低成本的氣體保護(hù)焊。
（4）要對(duì)焊接的前期工作，如下料精度、坡口加工質(zhì)量、組對(duì)質(zhì)量提出更高的要求。如采用數(shù)控切刑、坡口機(jī)械加工、自動(dòng)組對(duì)等。提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，為擴(kuò)大自動(dòng)焊技術(shù)覆蓋內(nèi)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（5）要積極參與新技術(shù)、新工藝的研究與開發(fā)，走在壓力容器焊接技術(shù)的前沿，占領(lǐng)制高點(diǎn)。
4.結(jié)語
總之，壓力容器的使用工作條件相對(duì)苛刻，且工作性能受諸多因素的影響，比如壓力、溫度、介質(zhì)等，導(dǎo)致破壞性事故時(shí)有發(fā)生，因此要對(duì)其制造質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制；而焊接作為制造過程中的重要環(huán)節(jié)，更是要予以嚴(yán)格管理。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]于彬，王堯杰.壓力容器焊接工藝要素分析[J].金屬加工，2011（6）.
【作者單位】：浙江萬亨機(jī)械制造公司新技術(shù)研發(fā)車間
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控激光焊接機(jī)組成 原理 工藝
中圖分類號(hào)： P755.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
當(dāng)前我國已經(jīng)成為名副其實(shí)的工業(yè)大國，鈑金行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭很迅猛，在市場(chǎng)中占有的地位和分量也越來越重要，不僅給我們的企業(yè)帶來了龐大的經(jīng)濟(jì)利益，也給我們居民的生產(chǎn)和生活帶來了便利。這個(gè)跟我們生活密切相關(guān)的相對(duì)金屬機(jī)加工比重僅占20%-30%的行業(yè)，將會(huì)隨著工業(yè)的發(fā)展扮演著重要的角色。提到鈑金大家都會(huì)想到板材的折彎、沖壓和激光切割，因?yàn)樗麄兪氢k金車間必備的三大設(shè)備。然而僅這些設(shè)備已經(jīng)不能滿足高端產(chǎn)品的生產(chǎn)能力了，當(dāng)生產(chǎn)能力需求提高，精度要求提高，加工難度增加及特殊產(chǎn)品性能的需求，更重要的是可觀的利潤，那么便產(chǎn)生了數(shù)控激光焊接。
現(xiàn)代激光焊接主要用機(jī)汽車鈑金行業(yè)，一些特殊行業(yè)及加工要求高的地方。數(shù)控激光焊的產(chǎn)生源機(jī)制造，比起傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，激光焊接擁有精度高，無需焊材等顯著優(yōu)勢(shì)，通過激光焊接技術(shù)中國的空客A380節(jié)省了鉚釘重20噸之多，這20噸載重全部換成了座位數(shù)，使得能耗大幅降低。轎車的車身框架通過激光焊接出完美的外觀，壓力容器的薄板焊接從而達(dá)到意想不到的效果等等，數(shù)控激光焊接在鈑金行業(yè)中將扮演著重要的角色。
既然有著重要的角色，那么利潤也是可觀的，在鈑金加工中，當(dāng)前市場(chǎng)上沖壓加工可以達(dá)到30%左右，激光切割大約50%，然而物以稀為貴激光焊接利潤在100-150%以上，隨著市場(chǎng)的進(jìn)步，我相信激光焊接在鈑金加工中的市場(chǎng)份額將會(huì)越來越大。
數(shù)控激光焊接機(jī)的組成，首先從機(jī)械機(jī)構(gòu)上來看，它有著和常規(guī)數(shù)控機(jī)床一樣的CNC電器控制系統(tǒng)，機(jī)械床身結(jié)構(gòu)，液壓氣壓傳動(dòng)及毛坯定位裝置等。然而不同的就是他的刀具系統(tǒng)了，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床用的不同規(guī)格的刀具，而數(shù)控焊接機(jī)床的刀具僅為大功率激光發(fā)射器，它是激光焊接設(shè)備關(guān)鍵部分，區(qū)別與其他機(jī)床的核心部分。
CNC電器控制部分，通過電路與可編程控制器PLC來完成，所有的用于生產(chǎn)的簡單的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)可以通過開關(guān)的形式安裝于操作面板，以便于操作師傅，方便的調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)一些加工功能，比如對(duì)不同厚度板材的加工及不同產(chǎn)品陣列孔距的參數(shù)調(diào)節(jié)等。
機(jī)械床身結(jié)構(gòu)部分，根據(jù)不同的需求來制造不同的規(guī)格形式的床身。汽車飛機(jī)行業(yè)的焊接，我們可以設(shè)計(jì)成三維形式，多方向聯(lián)動(dòng)的一個(gè)床身機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三維曲線的焊接，在一些平面型的板材焊接加工，我們可以做成兩個(gè)方向聯(lián)動(dòng)床身結(jié)構(gòu)，當(dāng)然這些在造價(jià)上有很大的差距。與常規(guī)數(shù)控機(jī)床相比，在工作臺(tái)上有些區(qū)別，數(shù)控激光焊，要在工作臺(tái)上做一個(gè)程序路線的模板，防止板材焊接到了工作臺(tái)上。
液壓氣動(dòng)部分，是現(xiàn)代機(jī)床普遍采用的一種傳動(dòng)形式，這樣使得機(jī)床在傳動(dòng)和夾緊上更平穩(wěn)，更強(qiáng)固。激光焊重要的一個(gè)特性是待焊接的兩塊板子的合攏性，在焊接的時(shí)候，由于沒有焊料，是通過兩塊板材瞬間溶解再凝固的原理來實(shí)現(xiàn)焊接的，于是在板材的夾緊和自動(dòng)化傳遞上，更體現(xiàn)出它的重要性來。
激光焊接的主要介質(zhì)是激光，也就是我們普通數(shù)控機(jī)床的刀具，普通的數(shù)控機(jī)床刀具的種類繁多，工藝易于實(shí)現(xiàn)，而激光焊接機(jī)床介質(zhì)單一，但是為了適應(yīng)不同的工藝，我們要在理論數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實(shí)踐中總結(jié)一些達(dá)到工藝要求的技術(shù)參數(shù)。激光焊接關(guān)鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd:YAG激光器。Nd（釹）是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁柘榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長為1.06μm，主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠(yuǎn)程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質(zhì)，產(chǎn)生平均為10.6μm的紅外激光，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率，標(biāo)準(zhǔn)激光功率在2-5千瓦之間。
激光焊接機(jī)的工作原理是應(yīng)用激光器產(chǎn)生的波長為1064nm的脈沖激光經(jīng)過擴(kuò)束、反射、聚焦后輻射加工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過數(shù)字化精確控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工件的激光焊接，完成傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的精密焊接。
激光焊接的工藝參數(shù)包括功率密度，激光脈沖波形，激光脈動(dòng)寬度，激光的焦距調(diào)節(jié)。
功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度，在微秒時(shí)間范圍內(nèi)，表層即可加熱至沸點(diǎn)，產(chǎn)生大量汽化。對(duì)于較低功率密度，表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層達(dá)到熔點(diǎn)，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度在范圍在10^4~10^6W/CM^2。
激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問題，尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。
脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。
凸透鏡焦距調(diào)節(jié)對(duì)焊接質(zhì)量的影響很大，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處功率過高，容易蒸發(fā)成孔，就會(huì)形成切割效應(yīng)了，離開激光焦點(diǎn)的平面上，功率密度分布相對(duì)均勻。焦距調(diào)節(jié)有兩種情況，正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離焦平面與焊接平面距離相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關(guān)。在實(shí)踐中得知，激光加熱50~200us材料開始熔化，形成液相金屬并出現(xiàn)瞬間汽化，并以極高的速度噴射，發(fā)出耀眼的白光。與此同時(shí)，高濃度汽體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當(dāng)負(fù)離焦時(shí)，材料內(nèi)部功率密度比表面還高，易形成更強(qiáng)的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)要求熔深較大時(shí)，采用負(fù)離焦；焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。
在溫度的影響下，凸透鏡會(huì)受到熱脹冷縮的影響，于是在常規(guī)情況下焊接的效果會(huì)有很大的變化，當(dāng)焊接一段時(shí)間后，凸透鏡熱漲之后他的焦距會(huì)變?yōu)樨?fù)焦距，熱量損失，熔池變化，影響焊接效果，甚至高溫下?lián)舸┻M(jìn)而導(dǎo)致板材報(bào)廢。于是我們?cè)谕雇哥R的冷卻上尋求辦法，可以通過水冷系統(tǒng)，使其處于常溫狀態(tài)下，在車間內(nèi)安裝制冷系統(tǒng)，使其溫度平衡。
數(shù)控激光焊接，熱影響區(qū)域小，變形率很低，焊接深度達(dá)，牢固，充分融合，可焊接硬質(zhì)材料，準(zhǔn)確率高；在惰性氣體保護(hù)下不會(huì)出現(xiàn)氧化，使得焊縫質(zhì)量更好；可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收弧的功能，無氣孔沙眼，廣泛運(yùn)用于碳鋼，合金鋼，不銹鋼不同鋼材之間的焊接。
在焊接的焊透性反饋功能上和激光功率反饋?zhàn)哉{(diào)性上能有新的突破，將會(huì)給激光焊接工業(yè)的發(fā)展帶來更精湛的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】： 1.《光機(jī)電信息》2007年 第11期
2.《現(xiàn)代激光焊接技術(shù)》2006年 陳彥賓編著 科學(xué)出版社
從制造工藝的角度看，一個(gè)好的化工設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，只就焊接方面而言，至少要妥善考慮以下幾個(gè)方面的問題：減少焊接殘余變形和應(yīng)力，不出現(xiàn)沒有“可焊到性”的結(jié)構(gòu)，盡可能便于焊接。如果一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)圖紙中有的焊縫在現(xiàn)實(shí)焊接條件下根本看不到，則稱沒有“可焊到性，”具體些講，手工電弧焊時(shí)焊工伸不到，看不清，手把擺動(dòng)不靈活；埋弧自動(dòng)焊的焊嘴伸不到，就算沒有可焊到性。
內(nèi)徑小于600毫米的長容器或管道，內(nèi)焊縫一般都沒有可焊到性。
材料的焊接性在過去的文獻(xiàn)成為可焊性，從現(xiàn)在的研究結(jié)果看，很難說金屬材料間不存在可焊性，故用焊接性一詞更恰當(dāng)。
材料的焊接性是指在一定的工藝條件下，焊接接頭能符合質(zhì)量要求的可能性。詳細(xì)地說，材料在采用現(xiàn)有的某種焊接方法和工藝措施進(jìn)行焊接時(shí)，能獲得高質(zhì)量的接頭，不至于出現(xiàn)裂紋等嚴(yán)重缺陷，不致使機(jī)械性能指標(biāo)和特殊性能指標(biāo)明顯下降的可能性就是該材料的焊接性。如果某種材料采用常見的焊接方法，勿須特殊的工藝措施既能獲得高質(zhì)量的焊接接頭，就可以認(rèn)為該材料的焊接性能良好；若需要采用特殊工藝才能達(dá)到要求，則該材料的焊接性一般；若采用特殊焊接方法也不能達(dá)到要求，則說明該材料焊接性不良，不適宜進(jìn)行焊接。
顯然，設(shè)計(jì)化工設(shè)備過程中在選材時(shí)，除考慮材料能適應(yīng)介質(zhì)、溫度和壓力等需要外，焊接性也是一個(gè)必要考慮的問題。因?yàn)椋艉附有圆缓茫牧虾附雍蠛附咏宇^性能下降很明顯，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重后果，否則難以制造出合格的產(chǎn)品。
對(duì)焊接性影響的是以下物性：1 膨脹系數(shù) 2 導(dǎo)熱系數(shù) 3 熱容量 4 熔點(diǎn)和沸點(diǎn) 5 密度
在某中意義上講，金相熱處理性能是當(dāng)今對(duì)材料焊接性影響最大的一 種物性因素,也是最復(fù)雜的因素。
在機(jī)械性能方面對(duì)焊接性有影響主要是塑性，若材料的塑性不強(qiáng)會(huì)在焊接熱應(yīng)力的作用下造成裂紋或提高在使用中發(fā)生脆斷的傾向。
焊接工藝是分析焊接性的必然結(jié)果，也是保證焊接質(zhì)量的方法。當(dāng)然，從理論上分析得到的結(jié)果必須經(jīng)過可靠的實(shí)驗(yàn)方法加以評(píng)定才是準(zhǔn)確的，無論是焊接性的優(yōu)劣，還是焊接工藝的可靠與否都是如此。生產(chǎn)上使用的工藝必須是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的工藝。
把這種理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的活動(dòng)稱之為工藝活動(dòng)。在冶金部門中，也用于化工容器等焊接用金屬的開發(fā)，以保證供應(yīng)材料能應(yīng)用于焊接場(chǎng)合。
不同的材料具有不同的焊接方法例如炭素結(jié)構(gòu)鋼的焊接。
低碳鋼設(shè)備的焊接
焊條手工電焊弧這是低碳鋼結(jié)構(gòu)的基本焊接方法，特的適應(yīng)力很強(qiáng)。
中碳鋼的焊接性較差，含碳量越高越差。主要的焊接缺陷是熱裂紋、冷裂紋、氣孔和接頭脆性、有時(shí)熱影響區(qū)里的強(qiáng)度還會(huì)下降。當(dāng)鋼中的雜質(zhì)較多，焊件鋼性較大時(shí)問題就越突出。
所以，中碳鋼的焊接工藝重點(diǎn)就是克服上述分析中的各種問題。
焊接方法 根據(jù)目前中碳鋼焊件的主要任務(wù)和理想熱過程中的要求，手工電焊弧是最恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ笚l采用相應(yīng)強(qiáng)度級(jí)別的碳性低氫型焊條；大型鑄件的焊接，當(dāng)修補(bǔ)量較大時(shí)可考慮采用手工電渣焊，因?yàn)樗诤秆a(bǔ)大型鑄件時(shí)都受到好效果，焊補(bǔ)中碳鋼時(shí)困難肯定不少，填充金屬殼與工件相同，焊后與工件一道處理。
再如 低合金耐腐蝕鋼的焊接技術(shù)
【關(guān)鍵詞】：鍋爐；壓力容器；焊接
[ Abstract ] : With the increase of boiler, pressure vessel and pipe working parameters and the expansion of the application field, put forward more and more requirements on welding technology. The selection of welding method, welding process, welding materials and welding equipment must first guarantee the high quality of welded joints, but also must meet the high efficiency, low consumption, low pollution requirements.
[ keyword ]: boiler pressure vessel; welding;
中圖分類號(hào)：TU74
引言
我國焊接行業(yè)經(jīng)過了40多年的發(fā)展壯大，目前已經(jīng)形成了一批有一定規(guī)模的企業(yè)，基本可以滿足國民經(jīng)濟(jì)的需求。隨著我國改革開放和企業(yè)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改革的不斷深化，目前，電焊行業(yè)各類企業(yè)的總數(shù)仍保持在900家左右，其中：原機(jī)械部定點(diǎn)企業(yè)38家，與焊接設(shè)備有關(guān)的各部委和地方所屬設(shè)計(jì)研究院（所）30余個(gè)，設(shè)有焊接設(shè)備專業(yè)的大專院校35個(gè)，以及設(shè)有焊接專業(yè)的中等專業(yè)學(xué)校10余個(gè)等。
一、鍋爐部件材料的發(fā)展
從鍋爐主要部件用鋼的發(fā)展階段來看，即便是工作溫度相對(duì)較底的水冷壁部件，也必須采用鉻含量大于2%的Cr-Mo鋼或多組元的CrMoVTiB鋼。按現(xiàn)行的鍋爐制造規(guī)程，這類低合金鋼，當(dāng)管壁厚度超過規(guī)定的界限時(shí)，焊后必須進(jìn)行熱處理。由于膜式水冷壁的外形尺寸相當(dāng)大，工件長度一般超過30m，焊后熱處理不僅延長了生產(chǎn)周期，而且大大提高了制造成本。為解決這一問題，國外研制了一種專用于膜式水冷壁的新鋼種7CrMoVTiB1010。最近，該鋼種已得到美國ASME的認(rèn)可，并已列入美國ASME材料標(biāo)準(zhǔn)，鋼號(hào)為A213-T24。這種鋼的特點(diǎn)是含碳量控制在0.10%以下，硫含量不超過0.010%，因此具有相當(dāng)好的焊接性。焊前無需預(yù)熱。當(dāng)管壁厚度不大于10mm，焊后亦可不作熱處理。
在特超臨界的蒸氣參數(shù)下，當(dāng)蒸氣溫度達(dá)到700℃，蒸氣壓力超過370bar時(shí)，水冷壁的壁溫可能超過600℃。在這種條件下，必須采用9%Cr或12%Cr馬氏體耐熱鋼。這些鋼種對(duì)焊接工藝和焊后熱處理提出了嚴(yán)格的要求，必須采取特殊的工藝措施，才能確保接頭的焊接質(zhì)量。
對(duì)于鍋爐過熱器和再熱器高溫部件，在超臨界和特超臨界蒸汽參數(shù)下，其工作溫度范圍為560~650℃。在低溫段通常采用9~12%Cr鋼，從高溫耐蝕性角度考慮，最好選用12%Cr鋼。在600℃以上的高溫段，則必須采用奧氏體鉻鎳高合金耐熱鋼。根據(jù)近期的研究成果，對(duì)于高溫段過熱器和再熱器管件，為保證足夠高的高溫耐蝕性和抗氧化性，應(yīng)當(dāng)選用鉻含量大于20%的奧氏體鋼，例如25Cr-20NiNbN（HR3C），23Cr-18NiCuWNbN（SAVE25），22Cr-15NiNbN（Tempaloy A-3），和20Cr-25NiMoNbTi（NF709）等。
在相當(dāng)高的蒸汽參數(shù)下（375 bar/700℃）下，在過熱器出口段，由于奧氏體鋼蠕變強(qiáng)度不足，不能滿足要求，而必須采用鎳基合金，如Alloy617。
現(xiàn)代奧氏體耐熱鋼與傳統(tǒng)的奧氏體耐熱鋼相比，其最大特點(diǎn)是含有多組元的碳化物強(qiáng)化元素，從而在很大程度上提高了鋼材的蠕變強(qiáng)度。
對(duì)于超臨界鍋爐機(jī)組的高壓出口集箱和主蒸汽管道等厚壁部件，主要采用改進(jìn)型的9-12%Cr馬氏體鉻鋼。
9~12%馬氏體鉻鋼的發(fā)展規(guī)律與前述的奧氏體耐熱鋼相似，即從最原始的Cr-Mo二元合金向多組元合金演變，其主攻方向是盡可能提高鋼材的高溫蠕變強(qiáng)度，減薄厚壁部件的壁厚，以簡化制造工藝和降低制造成本。上述鋼種由于嚴(yán)格控制了碳、硫、磷含量，焊接性明顯改善。在國外超臨界和特臨界鍋爐已逐步推廣應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
二、鍋爐受熱面管對(duì)接高效焊接法
鍋爐受熱面過熱器和再熱器部件管件接頭的數(shù)量和壁厚，隨著鍋爐容量的提高而成倍增加，600MW電站鍋爐熱器的最大壁厚已達(dá)13mm，接頭總數(shù)超過數(shù)千個(gè)。傳統(tǒng)的填充冷絲TIG焊的效率已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)展的要求，必須采用效率較高的且能保持接頭質(zhì)量的溶焊方法。為此，哈鍋和上鍋相繼從日本引進(jìn)了厚壁管細(xì)絲脈沖MIG自動(dòng)焊管機(jī)，其效率比傳統(tǒng)的TIG焊提高3~5倍。后因經(jīng)常出現(xiàn)根部未焊透和弧坑下垂等缺陷而改用TIG焊封底MIG焊填充和蓋面工藝。改進(jìn)后的焊接工藝雖然基本上解決了根部未焊透的問題，但降低了焊接效率，增加了設(shè)備的投資，同時(shí)也使操作程序復(fù)雜化。最近，上鍋，哈鍋又從國外引進(jìn)了熱絲TIG自動(dòng)焊管機(jī)。熱絲TIG焊的原理是將填充絲在送入焊接熔池之前由獨(dú)立的恒壓交流電源供電。電阻加熱至650~800℃高溫，這就大大加速了焊絲的熔化速度，其熔敷率接近于相同直徑的MTG焊熔敷率。另外，TIG方法良好的封底特性確保了封底焊道的熔質(zhì)量。因此，熱絲TIG焊不失為小直徑壁厚管對(duì)接焊優(yōu)先選擇的一種焊接方法。然而不應(yīng)由此全面否定脈沖MIG焊在小直徑壁厚管對(duì)接中應(yīng)用的可行性。曾通過大量的試驗(yàn)查明，在厚壁管MIG焊對(duì)接接頭中，根部未焊透90%以上位于超弧段，而弧坑下垂起因于連續(xù)多層焊時(shí)熔池金屬熱量積聚導(dǎo)致過熱。如將焊接電源電弧的功率作精確的控制，則完全可以消除上述缺陷的形成。但由于引進(jìn)的MIG焊自動(dòng)焊管機(jī)原配的焊接電源為晶閘管脈沖電源，無法實(shí)現(xiàn)電弧功率的程序控制。如改用當(dāng)代最先進(jìn)的全數(shù)字控制逆變脈沖焊接電源或波形控制脈沖焊接電源（計(jì)算機(jī)軟件控制小），則可容易地按焊接工藝要求，對(duì)焊接電弧的功率作精確的控制，確保接頭的焊接質(zhì)量。
我們建議對(duì)現(xiàn)有的管子對(duì)接自動(dòng)焊MIG焊機(jī)組織二次開發(fā)，將原有的晶閘管焊接電源更換成全數(shù)字控制逆變脈沖焊接電源，并采用PLC和人機(jī)界面改造控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮MIG焊的高效優(yōu)勢(shì)。
三、厚壁容器縱環(huán)縫的窄間隙埋弧焊
厚壁容器對(duì)接縫的窄間隙埋弧焊是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的焊接方法。自1985年哈鍋從瑞典ESAB公司引進(jìn)第一臺(tái)窄間隙埋弧焊系統(tǒng)以來，窄間隙埋弧焊已在我國各大鍋爐、化工機(jī)械和重型機(jī)械等制造廠推廣使用，近20年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，窄間隙埋弧焊確實(shí)是厚壁容器對(duì)接焊的最佳選擇。
為進(jìn)一步提高窄間隙埋弧焊的效率，國內(nèi)外推出串列電弧雙絲窄隙埋弧焊工藝與設(shè)備，但至今未得到普遍推廣應(yīng)用。這不僅是因?yàn)樵黾恿瞬僮鞯碾y度，更主要的是交流電弧的焊道成形欠佳，不利于脫渣，容易引起焊縫夾渣。
最近，美國林肯（Lincoln）公司向中國市場(chǎng)推出交流波形參數(shù)（脈沖寬度、正半波電流值、脈沖頻率，脈沖波形斜率）可任意控制的AC/DC1000型埋弧焊電源。采用這種新一代的計(jì)算機(jī)控制埋弧焊電源，可使串列電弧雙絲埋弧焊的工藝參數(shù)達(dá)到最佳的組合。不但可以獲得窄間隙埋弧焊所要求的焊道形成，而且還可進(jìn)一步提高交流電弧焊絲的熔敷率。可以預(yù)期，波形控制AC/DC埋弧焊電源的問世必將對(duì)串列電弧雙絲窄間隙埋弧焊的推廣應(yīng)用作出積級(jí)的貢獻(xiàn)。
四、大直徑厚壁管生產(chǎn)中的高效焊接法
隨著輸送管線工作參數(shù)不斷提升，大直徑厚壁管的需求量急劇增加，制造這類管材最經(jīng)濟(jì)的方法是將鋼板壓制成形，并以1條或2條縱縫組焊而成。由于厚壁管焊接工作量相當(dāng)大，為提高鋼管的產(chǎn)量，通常采用3絲，4絲或5絲串列電弧高速埋弧焊。5絲埋弧焊焊接16mm厚壁管外縱縫的最高焊接速度可達(dá)156m/h，焊接38mm厚壁管外縱縫的最高焊接速度可達(dá)100mm/h。
關(guān)鍵詞：焊接技術(shù) 發(fā)展 趨勢(shì)
焊接技術(shù)是在高溫或高壓條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的工件）連接成一個(gè)整體的操作方法。焊接技術(shù)作為制造業(yè)中傳統(tǒng)的基礎(chǔ)工藝和技術(shù)，雖然應(yīng)用到工業(yè)中的歷史并不長，但是發(fā)展卻非常迅速。短短幾十年間，焊接已被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、橋梁、高層建筑、造船以及海洋鉆探等許多重要的工業(yè)領(lǐng)域，并且為促進(jìn)工業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)，使得焊接已經(jīng)成為一個(gè)重要的制造技術(shù)和材料科學(xué)的重要專業(yè)學(xué)科。焊接技術(shù)隨著工業(yè)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其發(fā)展的趨勢(shì)呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1 提高焊接生產(chǎn)率是推動(dòng)焊接技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力
連接簡單的構(gòu)件以及制造毛坯是最初的焊接方式，隨著技術(shù)的不斷更新，焊接已經(jīng)成為制造行業(yè)中一項(xiàng)不可代替的基礎(chǔ)工藝以及生產(chǎn)精確尺寸制成品的生產(chǎn)手段。目前，焊接技術(shù)最需要的就是有效的保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。提高生產(chǎn)率的途徑有二：第一提高焊接熔敷率，焊條電弧焊中的鐵粉焊條、重力焊條、躺焊條等工藝以及埋弧焊中的多絲焊、熱絲焊均屬此類，其效果顯著。第二減少坡口斷面及熔敷金屬量，其中窄間隙焊接效果最顯著。窄間隙焊接采用氣體保護(hù)焊為基礎(chǔ)，利用單絲、雙絲或三絲進(jìn)行焊接。無論接頭厚度如何，均可采用對(duì)接型式，所需熔敷金屬量會(huì)數(shù)倍、數(shù)十倍地降低，從而大大提高生產(chǎn)率。窄間隙焊接的關(guān)鍵是保證兩側(cè)熔透和電弧中心自動(dòng)跟蹤處于坡口中心線上。為解決這兩個(gè)問題，世界各國開發(fā)出多種不同方案，因而出現(xiàn)了種類多樣的窄間隙焊接法。如果能夠在以下方面取得進(jìn)展，焊接方法的先進(jìn)性會(huì)得到更高的評(píng)價(jià)：提高熔敷速度、減少生產(chǎn)周期、提高過程控制水平、減少返修率、減少接頭準(zhǔn)備時(shí)間、避免焊工在有害區(qū)域工作、減小焊縫尺寸、減少焊后操作、改進(jìn)操作系數(shù)、降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)、簡化設(shè)備設(shè)置。高效快速優(yōu)質(zhì)焊接方法將成為主力軍。
2 焊接過程自動(dòng)化，智能化
國外焊接技術(shù)發(fā)展速度快，國內(nèi)焊接技術(shù)發(fā)展存在較大差距。工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接機(jī)械化、自動(dòng)化率水平，由1996年的19.6%增加到2008年的70-80%以上，目前焊接技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)、焊接科學(xué)與工程、焊接自動(dòng)化與焊接機(jī)器人不斷融合，焊接技術(shù)已經(jīng)向自動(dòng)化，智能化方向發(fā)展。焊接過程自動(dòng)化，智能化以提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性，推進(jìn)焊接自動(dòng)化進(jìn)程，學(xué)習(xí)、吸收、借鑒、提高是十分重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)有工藝的學(xué)習(xí)和提高。但是我國目前的工藝大多數(shù)都為手工操作，存在一定的局限性。目前我國焊接的自動(dòng)化率還不到30%，相對(duì)而言，焊接生產(chǎn)的機(jī)械化以及自動(dòng)化水平非常低，但是如果能夠在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行嫁接改造，往往可以實(shí)現(xiàn)一定的突破。20世紀(jì)90年代以來，我國逐漸在各個(gè)行業(yè)推廣氣體保護(hù)焊來取代傳統(tǒng)的手工電弧焊，現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的效果。目前我國在焊接生產(chǎn)自動(dòng)化、過程控制智能化、研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線以及柔性制造技術(shù)、發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)等方面取得了很大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論、人工智能、電子技術(shù)及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展為焊接過程自動(dòng)化提供了十分有利的技術(shù)基礎(chǔ)，并已滲透到焊接各領(lǐng)域中，取得了很多成果，焊接過程自動(dòng)化已成為焊接技術(shù)的生長點(diǎn)之一。焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是焊接自動(dòng)化的核心問題之一，也是我們未來開展研究的重要方向。
3 熱源的研究和開發(fā)
熱源是可提供熱能以實(shí)現(xiàn)基本的焊接過程的能源，熱源是運(yùn)動(dòng)的。在焊接過程中，熱源以點(diǎn)、線、面等的傳熱方式來傳導(dǎo)熱能。焊接熱源具有如下特點(diǎn)：能量密度高度集中、快速實(shí)現(xiàn)焊接過程、保證高質(zhì)量的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)。當(dāng)前，焊接熱源已十分豐厚，如電弧焊、化學(xué)熱、電阻熱、高頻感應(yīng)熱、摩擦熱、電子束、等離子焰、激光束等。焊接熱源的研討與開拓始終在延續(xù)，焊接新熱源的開發(fā)將推動(dòng)焊接工藝的發(fā)展，促進(jìn)新的焊接方法的產(chǎn)生。每出現(xiàn)一種新熱源，就伴隨一批新的焊接方法出現(xiàn)。焊接工藝已成功地利用各種熱源形成相應(yīng)的焊接方法。今后的發(fā)展將從改善現(xiàn)有熱源使它更為有用、便利、經(jīng)濟(jì)合用和開發(fā)新的更有效的熱源兩方面著手。改善現(xiàn)有熱源，提高效率方面，如擴(kuò)大激光器的能量、有效利用電子束能量、改善焊機(jī)性能、提高能量利用率都取得了較好成績。開拓更好、更有用的熱源，采用兩種熱源疊加以求取得更強(qiáng)的能量密度，例如在電子束焊中參加激光束等。
4 節(jié)能技術(shù)
隨著社會(huì)的發(fā)展，節(jié)約能源已經(jīng)成為各行各業(yè)首要考慮的問題，焊接行業(yè)也不例外。焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)能、環(huán)保的焊接已成為必然的趨勢(shì)；同時(shí)，高效焊接工藝的應(yīng)用，對(duì)提高焊接效率，節(jié)約能源消耗意義很大。為了順應(yīng)節(jié)約環(huán)保的要求，手弧焊機(jī)以及普通的晶閘管焊機(jī)正在逐步被高效節(jié)能并能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)的智能型的逆變焊接取代，同時(shí)為了適應(yīng)當(dāng)今淡化操作技能的趨勢(shì)，焊接的操作也逐漸趨向智能化、簡單化。像這樣節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。
5 新材料，新技術(shù)發(fā)展
材料作為21世紀(jì)的支柱已顯示出幾個(gè)方面的變化趨勢(shì)，即從黑色金屬向有色金屬變化；從金屬材料向非金屬材料變化，從結(jié)構(gòu)材料向功能材料變化，從多維材料向低維材料變化；從單一材料向復(fù)合材料變化，新材料連接必然要對(duì)焊接技術(shù)提出更高的要求。新材料的出現(xiàn)成為焊接技術(shù)發(fā)展的重要推動(dòng)力，許多新材料，如耐熱合金，鈦合金，陶瓷等的連接都提出了新的課題。特別是異種材料之間的連接，采用通常的焊接方法，已經(jīng)無法完成，固態(tài)連接的優(yōu)越性日益顯現(xiàn)，擴(kuò)散焊與磨擦焊已成為焊接界的熱點(diǎn)，比如金屬與陶瓷已經(jīng)能夠進(jìn)行擴(kuò)散連接，這在以前是不可想象的，所以固態(tài)連接是21世紀(jì)將有重大發(fā)展的連接技術(shù)。新興工業(yè)的發(fā)展迫使焊接技術(shù)不斷前進(jìn)，焊接新技術(shù)更迅速地投入使用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。任何一個(gè)重要的新技術(shù)、新方法（如STT、CMT、Cold Arc等），無不與焊接工藝相關(guān)。這說明逆變焊機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)競(jìng)爭焦點(diǎn)已經(jīng)開始從電源技術(shù)、控制技術(shù)轉(zhuǎn)移到焊接工藝性能方面。熔化極氣體保護(hù)焊逐漸取代手工電弧焊將成為焊接的主流、逆變焊機(jī)、智能機(jī)器人、振動(dòng)焊接技術(shù)、激光復(fù)合焊和低應(yīng)力無變形焊接新技術(shù)――LSND焊接法等，這些節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)廣泛應(yīng)用于焊接中。
6 機(jī)械化，自動(dòng)化水平提高
想要很好的完成焊接工作，得充分做好準(zhǔn)備工作，包括焊工個(gè)人業(yè)務(wù)熟悉、工件準(zhǔn)備和焊接設(shè)備的準(zhǔn)備等。因此人們也逐漸重視起了焊接設(shè)備（電焊機(jī)）的放置車間即準(zhǔn)備車間的改造。提高準(zhǔn)備車間的機(jī)械化，自動(dòng)化水平是當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)國家的重點(diǎn)發(fā)展方向。如用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝裝備，是提高焊接自動(dòng)化水平的根本途徑。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備，以提高其柔性化水平；焊接機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)路徑規(guī)劃、自動(dòng)校正軌跡、自動(dòng)控制熔深等功能。簡單來說就是數(shù)字化控制：把“粗活”做成“細(xì)活、快活”。
焊接技術(shù)自誕生以來，一直受到很多學(xué)科最新發(fā)展的影響和引導(dǎo)，在新材料以及信息科學(xué)技術(shù)的影響下，出現(xiàn)了數(shù)十種焊接的新工藝，并且使得焊接工藝正從手工焊向自動(dòng)焊以及智能化過渡。焊接技術(shù)進(jìn)步的需求是在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多方面因素影響下形成的，這顯著地促進(jìn)了高效材料和設(shè)備的開發(fā)以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)模生產(chǎn)和專業(yè)化生產(chǎn)開創(chuàng)新局面，高效快速優(yōu)質(zhì)焊接方法成為主力軍，一個(gè)明顯的趨勢(shì)是在傳統(tǒng)焊接過程中使用更先進(jìn)的控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)。焊接新方法和先進(jìn)材料技術(shù)的引入，提高了焊接技術(shù)的水平，同時(shí)也提出了新的挑戰(zhàn)。國外專家認(rèn)為，焊接作為一種精確、可靠、低成本并且采用高科技連接材料的方法，到2020年仍舊是制造業(yè)的重要加工工藝。我們廣大焊接工作者任重而道遠(yuǎn)，務(wù)必樹立知難而上的決心。抓住機(jī)遇，為我國焊接自動(dòng)化水平的提高而努力奮斗。
參考文獻(xiàn)：
[1]李洪濤.淺析中國焊接技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].黑龍江科技信息，2009（05）.
[2]郭新軍.中國焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].才智，2010（31）.
[3]陳字剛.現(xiàn)代焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，1987年01期.
[4]鄭國禹.機(jī)器人焊接技術(shù)在薄壁鋼質(zhì)特種車輛上的應(yīng)用研究[D].重慶大學(xué)，2008年.
關(guān)鍵詞：焊接 實(shí)習(xí)改革
高職教育的主要任務(wù)之一是是以制造業(yè)為重點(diǎn)加速培養(yǎng)高技能型緊缺人才。焊接技術(shù)在制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)和機(jī)械制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。雖然如此，但由于焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，有一些新型焊接方法及設(shè)備不斷涌現(xiàn)；同時(shí)焊接學(xué)科的復(fù)合性決定了焊接工藝制定過程中需具備一定的理論基礎(chǔ)，如機(jī)械、材料、熱學(xué)等理論知識(shí)，合理的焊接工藝是保證焊接質(zhì)量的先決條件。國內(nèi)技校或技能培訓(xùn)站所培養(yǎng)的焊接人員無疑難以達(dá)到高級(jí)焊接操作人員的要求，培養(yǎng)該類人才的責(zé)任必然也必需由高職教育承擔(dān)，而如何真正培養(yǎng)高技能型焊接人才，焊接實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)也迫需改革，焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)在該方面主要從如下幾點(diǎn)做起。
1加大實(shí)習(xí)條件建設(shè)
隨著焊接新型設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中越來越多的使用，為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種焊接設(shè)備的操作及使用能力，學(xué)校在主要設(shè)備有交流焊機(jī)、直流焊機(jī)、CO2氣體保護(hù)焊機(jī)、直流TIG焊機(jī)、空氣等離子切割機(jī)、砂輪切割機(jī)、半自動(dòng)切割機(jī)、氣焊、氣割設(shè)備、磁粉探傷儀等的基礎(chǔ)上，再度購置30臺(tái)焊機(jī)、焊條烘干機(jī)、超聲波探傷儀等設(shè)備。擴(kuò)大了實(shí)習(xí)規(guī)模，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)能根據(jù)教學(xué)要求學(xué)習(xí)各種焊接設(shè)備使用；同時(shí)增強(qiáng)師資力量，要求教師能適應(yīng)高職教育的要求，在理論教學(xué)的同時(shí)能進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)，并且教師團(tuán)隊(duì)中引入企業(yè)的能工巧匠。為學(xué)生焊接實(shí)習(xí)建立先期的“硬、軟”件保證。
2進(jìn)行模塊化教學(xué)改革
模塊化教學(xué)打破傳統(tǒng)課程體系，理論學(xué)習(xí)的目標(biāo)直接是圍繞技能訓(xùn)練的需求 ，遵循 “實(shí)用為主，夠用為度”的原則，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的技術(shù)等級(jí)要求，以焊接技訓(xùn)練為核心，確定焊接技能所需要的知識(shí)內(nèi)容(包括焊接專業(yè)基礎(chǔ)識(shí)、焊接專業(yè)知識(shí)和相關(guān)焊接工藝知識(shí))，按照焊接技能的特點(diǎn)和類，建立若干個(gè)教學(xué)功能模塊，將焊接理論教學(xué)和焊接技能訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合在一起 完成教學(xué)任務(wù)。[1]模塊化教學(xué)改革主要從如下幾方面著手。
2.1模塊體系的建立
模塊體系由必修模塊、選修模塊、企業(yè)模塊組成。體系建立要突出技能訓(xùn)練的地位，按國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的核心能力培養(yǎng)學(xué)生技能。所以必修模塊緊緊圍繞職業(yè)技能考試，以學(xué)生獲取“雙證”為目標(biāo)構(gòu)建。如手工電弧焊、鎢極氬弧焊必修達(dá)到實(shí)綱要求。選修模塊根據(jù)學(xué)生個(gè)體情況組織。因材施教。學(xué)生會(huì)在不同的教學(xué)模塊中獲得針對(duì)性的組織教學(xué)。不同的學(xué)生在不同的模塊中學(xué)習(xí)程度不一。從而側(cè)重不一并對(duì)未來職業(yè)方向初步建立規(guī)劃。比如氣割模塊設(shè)置為選修模塊。企業(yè)模塊實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)與社會(huì)需求的無縫連接，學(xué)校的教學(xué)體現(xiàn)“真實(shí)的生產(chǎn)情景”。學(xué)生的學(xué)習(xí)與未來的工作崗位不拖鉤。各模塊還能根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)際情況調(diào)整。體現(xiàn)模塊教學(xué)的靈活型優(yōu)勢(shì)。
2.2模塊體系的實(shí)施
高職教育在三年的教學(xué)時(shí)間安排上以“2+1”實(shí)現(xiàn)。在兩年的校內(nèi)學(xué)習(xí)中，如何有效的保障學(xué)生的實(shí)習(xí)時(shí)間，使學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練既有別于技工學(xué)校理論少、實(shí)習(xí)長的情況。又能切實(shí)成為“應(yīng)用型”人才，完成各模塊的學(xué)習(xí)。成為一個(gè)必須考慮的問題。焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)施過程中先設(shè)置了學(xué)生每學(xué)期有固定的實(shí)習(xí)階段安排，在該階段內(nèi)，學(xué)生每天按實(shí)訓(xùn)中心作息時(shí)間進(jìn)行實(shí)習(xí)。這樣有利于集中組織、全力投入。對(duì)較復(fù)雜或特定模塊能加強(qiáng)訓(xùn)練。在學(xué)生考“焊工等級(jí)證”前也組織集中實(shí)習(xí)。從實(shí)際情況上來看，“攻關(guān)”效果明顯。除集中組織實(shí)習(xí)時(shí)間外。在一些專業(yè)課程中實(shí)行“理實(shí)一體化”教學(xué)。一些模塊可穿插在這些專業(yè)課程中組織。這樣既增加了實(shí)習(xí)時(shí)間，又能為理論與實(shí)踐的聯(lián)系創(chuàng)造了“突破口|”。這些專業(yè)課程如“焊接方法與設(shè)備”，“焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)”等。而第三年的企業(yè)實(shí)習(xí)是企業(yè)模塊實(shí)現(xiàn)的重要途徑。
3.焊接實(shí)習(xí)要體現(xiàn)“銀領(lǐng)”教育
技能訓(xùn)練是核心，但高職教育還要有其特色，要體現(xiàn)知識(shí)的“應(yīng)用型”。無實(shí)踐僅有知識(shí)不符合高職要求，然而只會(huì)操作而不具備分析、思考能力也不是我們所要培養(yǎng)的“銀領(lǐng)”人才。只會(huì)一味按固定模式操作，無一定理論基礎(chǔ)，遇到新問題就不知變通，這樣的人無法適應(yīng)現(xiàn)代加工工藝快速發(fā)展的要求。我們要培養(yǎng)的是具有發(fā)展?jié)撡|(zhì)的高技能人才。
3.1焊接實(shí)習(xí)與焊接工藝相關(guān)理論的“一體化”
如“金屬焊接原理”、“金屬焊接性”、“弧焊電源”、“焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)”等課程理論部分已經(jīng)講解了如何選擇電源極性、熱輸入、接頭形式等工藝參數(shù)及原因分析。在焊接實(shí)習(xí)中于具體金屬、具體電源讓學(xué)生制定工藝方案，再在實(shí)習(xí)中檢驗(yàn)、修正工藝方案。在設(shè)計(jì)好的實(shí)習(xí)模塊中逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合能力。
3.2焊接實(shí)習(xí)與其它課程的聯(lián)系性
焊接實(shí)習(xí)是焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)中一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。要把實(shí)習(xí)與其它課程聯(lián)系起來，而不片面、孤立的看實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。 焊接實(shí)習(xí)前學(xué)生所需的材料加工由機(jī)械制造基礎(chǔ)加工而得，學(xué)生實(shí)習(xí)加工后的工件也能為課程“工程材料”做金相分析用。如何檢驗(yàn)工件也是“焊接質(zhì)量管理與檢驗(yàn)”課程的教學(xué)任務(wù)之一。盡量以實(shí)習(xí)模擬生產(chǎn)實(shí)況，隨著實(shí)訓(xùn)中心向“生產(chǎn)型”的轉(zhuǎn)化，焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)要以焊接實(shí)習(xí)為主體輻射影響其它機(jī)械、材料類課程實(shí)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生全面工程能力。學(xué)生未來的工作崗位未必一定從事焊接操作，可能從事下料、檢驗(yàn)。這樣的實(shí)習(xí)體系有利于學(xué)生全面發(fā)展。
4 通過“校企合作”模式進(jìn)行實(shí)習(xí)改革
“校企合作”模式能使實(shí)習(xí)內(nèi)容同學(xué)生未來的工作崗位緊密聯(lián)系在一起。促進(jìn)學(xué)生就業(yè)。目前“焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)”同中鐵大型養(yǎng)路機(jī)械集團(tuán)股份有限公司簽定了“訂單式培養(yǎng)”合作計(jì)劃。學(xué)生深入企業(yè)實(shí)習(xí)。在知識(shí)、技能跟具體崗位掛鉤的同時(shí)，將企業(yè)理念、企業(yè)文化融如到實(shí)習(xí)過程中，同時(shí)企業(yè)的能工巧匠們還能充實(shí)到教師隊(duì)伍中來，增強(qiáng)師資力量。非“訂單式培養(yǎng)”計(jì)劃的學(xué)生三年級(jí)也會(huì)到一些企業(yè)進(jìn)行“頂崗實(shí)習(xí)”。這種模式下，使學(xué)生的實(shí)習(xí)是帶“項(xiàng)目”進(jìn)行的。學(xué)生所學(xué)即所用。
[關(guān)鍵詞] 自蔓延焊接 無電焊接 應(yīng)用
引言
在通常情況下，工程機(jī)械或軍事武器裝備在野外使用中，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置等的零部件不可避免出現(xiàn)的損傷和管路斷裂，比如箱體裂紋、裂縫、孔隙以及油水管路、箱體的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響工程機(jī)械的正常使用和訓(xùn)練。傳統(tǒng)的野外應(yīng)急維修方法如電焊、氣焊、膠粘等，修理時(shí)需要專業(yè)人員和車、電、氣、工具等專用設(shè)備，牽連的工程大比較大，粘結(jié)固化時(shí)間長，不能滿足野外應(yīng)急的使用需要。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供應(yīng)的條件下，這些傳統(tǒng)的應(yīng)急維修方法也無法施展。同時(shí)在能源日益緊張的今天，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)由于在焊接時(shí)需使用大量的能源而限制了其應(yīng)用。因此開發(fā)一種具有快速、高效、節(jié)能的新型焊接技術(shù)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)焊接技術(shù)的不足已顯得非常必要。新型的無電焊接技術(shù)正是在這一前提下開發(fā)和研制出來的。
一、 新型的無電焊接技術(shù)的工作原理及其特點(diǎn)
（一）新型的無電焊接技術(shù)的工作原理
無電焊接技術(shù)是一種新型焊接技術(shù)，它將先進(jìn)焊接材料制成專用手持式焊筆，焊筆一經(jīng)點(diǎn)燃，不需任何其它能量補(bǔ)充，僅依靠焊接材料燃燒放出的熱量就能進(jìn)行焊接。即以化學(xué)反應(yīng)放出的熱為高溫?zé)嵩矗苑磻?yīng)產(chǎn)物為焊料，在焊接件間形成牢固連接的過程。因焊接過程不使用外界能源，簡稱無電焊接，實(shí)質(zhì)上是自蔓延技術(shù)與焊接技術(shù)相結(jié)合的一種新型技術(shù)，屬于自蔓延焊接技術(shù)的范疇。
（二）新型的無電焊接技術(shù)的特點(diǎn)
1、焊接簡單方便，工作效率高。無電焊接技術(shù)焊接時(shí)不需要任何電源和其它設(shè)備；無需高壓，也無需保護(hù)性氣氛，僅僅依靠混合粉末燃燒反應(yīng)放出的熱量就能進(jìn)行焊接，工作效率高；小巧輕便，操作簡單，單人即可完成。在緊急條件下，可快速簡便的對(duì)工程機(jī)械零部件損壞處進(jìn)行焊接。
2、焊接效果好，焊縫性能優(yōu)良。無電焊接是一種熔焊焊接，焊縫拉伸強(qiáng)度介于200～300MPa，彎曲強(qiáng)度介于300～700MPa，沖擊韌性介于1.6～5.5Kgm/cm2，硬度介于HRB120～180，抗腐蝕性要優(yōu)于45鋼等，能有效滿足工程機(jī)械應(yīng)急維修需要；
3、適用范圍廣。無電焊接技術(shù)可對(duì)工程機(jī)械上的多種零部件進(jìn)行焊接修理，已經(jīng)在多個(gè)工程機(jī)械零部件上（水箱、油箱、水管、油管、排塵管、電瓶連接線、拉桿等）進(jìn)行了應(yīng)用，焊接效果良好，能夠滿足使用要求。
4、有一定的局限性。無電焊接技術(shù)目前只能焊接5mm之內(nèi)的零部件，且不能焊接鋁合金。
二、 新型的無電焊接技術(shù)的發(fā)展
無電焊接技術(shù)屬于自蔓延焊接技術(shù)的范疇，自1967年由前蘇聯(lián)科學(xué)家A.G.Merzhanov, Borovinskaya和Shkiro等人確立自蔓延技術(shù)以來，自蔓延技術(shù)與其它許多傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合形成了許多新型技術(shù)，自蔓延焊接技術(shù)屬于其中一種。自蔓延焊接技術(shù)是在待焊接的兩塊材料之間添進(jìn)合適的燃燒反應(yīng)原料，以一定的壓力夾緊待焊材料，待燃燒反應(yīng)過程完成后，即可實(shí)現(xiàn)兩塊材料之間的焊接。這種焊接作為一種特殊焊接工藝,主要用于焊接1)同種或異種一般金屬材料；2)同種或異種難熔金屬材料；3)同種或異種陶瓷材料；4)同種或異種金屬間化合物；5)金屬或金屬間化合物與陶瓷材料。對(duì)于1)的應(yīng)用研究較多且得到了廣泛的應(yīng)用,對(duì)于2)～5)則基本處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。而無電焊接技術(shù)作為自蔓延焊接技術(shù)的一種，由于其焊接簡單、效率高、焊縫性能好、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，目前，國際上許多國家如俄羅斯、美國、日本、西班牙和印度等國都在進(jìn)行研究和開發(fā)，其中俄羅斯由于在自蔓延領(lǐng)域的起步較早，其無電焊接技術(shù)的研究也相對(duì)較早，故它在無電焊接技術(shù)方面做出的貢獻(xiàn)最大，成果也相對(duì)較為成熟，它們對(duì)無電焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)已成規(guī)模化，其無電焊接材料主要有兩類：Cu-Fe類和Cu-Fe-Ni類，其中每類中各有三個(gè)不同型號(hào)的焊接筆，分別對(duì)應(yīng)著不同的可焊接物體與焊接厚度（見表1）。國內(nèi)雖然已有單位對(duì)此進(jìn)行了類似研究，但技術(shù)尚不成熟，沒有推廣應(yīng)用。
三、新型的無電焊接技術(shù)的焊接工藝及注意事項(xiàng)
無電焊接技術(shù)是一種新型技術(shù)，其焊接工藝不同于傳統(tǒng)的焊接工藝。焊接時(shí)，如果焊接工藝沒有掌握好，將對(duì)焊接效果起到很大的影響作用。目前無電焊接技術(shù)只能焊接5mm之內(nèi)的材料，焊接時(shí)，如果焊接速度過快，由于基材的熔化需要一定的熱量以及熱量的傳遞需要一定的時(shí)間，將導(dǎo)致焊不上或焊接效果不好，如果焊接速度過慢，由于焊接材料較薄，接受的熱量太多而完全熔化變成液體流走，將導(dǎo)致焊接時(shí)基材熔化，焊縫中出現(xiàn)較大孔洞，焊接質(zhì)量不好。
（一）新型的無電焊接技術(shù)的焊接工藝過程
1、焊接前準(zhǔn)備
（1）準(zhǔn)備防護(hù)手套、墨鏡和打火機(jī)，不需任何其它設(shè)備和電源、氣源；
（2）焊接前，清理擬焊接部位的臟物，油脂或油漆；
（3）對(duì)較厚焊接件，須在焊接部位進(jìn)行坡口打磨處理，較薄焊接件則不需要此工序。
（4）根據(jù)被焊零部件的厚度和屬性，選取相應(yīng)的無電焊接筆。
2、焊接方法
（1）取出焊接筆，用打火機(jī)點(diǎn)燃引信，將燃燒的焊接筆頭部對(duì)準(zhǔn)待焊部位，經(jīng)過2～4秒后在被焊部位進(jìn)行焊接，根據(jù)被焊材料的厚度沿焊道緩慢移動(dòng)，確保金屬液充分滴落和覆蓋在焊縫處，經(jīng)過20～25秒即可獲得100～150mm長的焊縫。
（2）對(duì)于平面上的焊縫，焊接筆與平面呈不大的傾角。焊接厚度大于1.5mm的金屬板時(shí)，焊接筆基本接觸焊接平面；厚度小于1.5mm時(shí)，視厚度大小，焊接筆高出15～30mm。
（3）對(duì)于有一定傾角的焊接、立焊，則需使用一定的模具才能進(jìn)行，該模具一般由石墨制成。
（4）待焊接結(jié)束，金屬冷卻后，輕輕敲掉焊縫上的熔渣即可得到牢固的焊縫。
（二）新型的無電焊接技術(shù)的焊接工藝注意事項(xiàng)
1、焊接工作結(jié)束，而焊接筆尚未燃盡時(shí)，切不可用水熄滅，讓其自行燃盡；
2、工作場(chǎng)地上應(yīng)強(qiáng)制通風(fēng)，在室外焊接時(shí)應(yīng)在背風(fēng)處進(jìn)行；
3、焊接筆有機(jī)械損壞時(shí)，不得使用；
4、焊接筆保存在干燥，并遠(yuǎn)離明火的地方和兒童拿不到的地方；
5、焊接筆為一次性使用物。
四、新型的無電焊接技術(shù)的的應(yīng)用
無電焊接技術(shù)是一種新型革新技術(shù)，操作簡單，使用范圍廣泛，可以配備各種工程機(jī)械車輛和軍事武器裝備上，在野外應(yīng)急條件下，可應(yīng)用于工程機(jī)械金屬零部件出現(xiàn)的斷裂、缺損、裂紋、孔洞以及管路、箱體的跑、冒、滴、漏等的快速修理；還可使用于汽車、輪船和鐵路運(yùn)營中的修理和事故處理；也可使用于上下水管道、暖氣管道的修理；地震、礦井、石油井架及消防工作的緊急救護(hù)；通訊、電網(wǎng)導(dǎo)線、輸變電設(shè)備的焊接處理；農(nóng)機(jī)、農(nóng)具的田間修理等。
參考文獻(xiàn)：
[1] Merzhanov A G. In: Munir. Z.A.,Holt,J.B.eds. Combustion and Plasma Synthesis of High Temperature Materials, 1988,1.
[2] Merzhanov A.G. In: Merzhan O V, A.G.eds. Combustion Processes in Chemical Technology and Metallurgy, 1975.1.
[3] 殷聲. 燃燒合成[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1999
[4] Rabin B H , Korth G E , Williamson R L. Fabrication of titanium carbidealumina composites by combustion synthesis and subsequent dynamic consolidation. Journal of American Ceramic Society, 1990, 72(7): 2156～2157.
[5] Moore T J, et al. Joining NiAl using simultaneous comstion synthesis and pressure. Scripta Metallurgica et Materialia,1994, 30(4): 463～468.
