時間：2022-06-02 06:21:46
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)論文，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步。
從我國的焊接材料發(fā)展現(xiàn)狀上看，鋼鐵的產(chǎn)量逐年增加，成為鋼鐵大國。以鋼鐵的生產(chǎn)為主，焊接材料的增長率也得到了穩(wěn)步提升。從焊接技術(shù)的發(fā)展上來看，以往我國的傳統(tǒng)焊接工程中主要采用的是手動焊接技術(shù)方法，在實際的應(yīng)用中降低了裝備制造的效率。而近些年為了滿足高端裝備的制造需求，也對焊接技術(shù)進行了一定的改進。但是無論是焊接材料還是焊接技術(shù)雖然取得了一定的成績，但是從整體上看，焊接材料仍然存在著嚴重的問題，如焊接材料品種缺乏，裝備制造的配套型不完善等，焊接技術(shù)水平也依然低于世界先進水平。最終導(dǎo)致高端裝備制造質(zhì)量的穩(wěn)定性比較差，降低了其市場競優(yōu)勢。
2高端裝備制造對焊接材料和焊接技術(shù)的需求與挑戰(zhàn)
在高端裝備制造過程中，需要對焊接技術(shù)和焊接材料等兩方面進行深入介紹。現(xiàn)如今，從焊接材料的種類上進行分析，主要有低合金鋼，不銹鋼，鋁合金以及鈦合金等材料，這些焊接材料主要用于釬焊以及特征焊為主。從材料的技術(shù)形態(tài)上看，主要有絲狀、條狀以及帶狀等等。從這些因素上可以看出，高端裝備制造工程對于焊接材料的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求比較嚴格，同時其復(fù)雜性也比較突出。需要對材料的技術(shù)性能指標(biāo)進行明確和保證。通常情況下，材料的技術(shù)性能指標(biāo)需要達到一定的穩(wěn)定性和高效性，這樣才能保證焊接材料達到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。高端裝備制造對焊接材料的技術(shù)性能也提出了一定的挑戰(zhàn)，首先，在研發(fā)方面，焊接材料技術(shù)發(fā)展中所面臨的最大挑戰(zhàn)就是焊接材料的成分、組織以及性能之間關(guān)系的處理。其次，在實際的材料生產(chǎn)制備中，所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要有三點：①高端裝備制造原材料和輔助材料的質(zhì)量需要進行嚴格把關(guān)。②制高端裝備制造焊接技術(shù)和相應(yīng)的焊接裝備性能也是不可忽視的重要因素。③由于焊接材料的系統(tǒng)性比較強，因此焊接材料制備技術(shù)的研究非常重要，不容忽視。每一個焊接技術(shù)環(huán)節(jié)都應(yīng)該嚴格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進行。其中包括焊條大壓力壓涂技術(shù)，劑匹配技術(shù)以及燒結(jié)焊劑的造粒技術(shù)等等。從比較典型的拉絲工藝上看，國內(nèi)的研究所受到的影響因素較多。為了對拉絲工藝進行優(yōu)化，需要選擇科學(xué)合理的配劑，以及拉絲的制定工藝等等。④在焊接材料和焊接技術(shù)的質(zhì)量控制方面也面臨著一定的挑戰(zhàn)。具體來說可以從兩個方面來闡述：第一，現(xiàn)如今，信息化和智能化技術(shù)比較發(fā)達，但是從焊接技術(shù)的控制方面來看，在線質(zhì)量檢測技術(shù)的落后現(xiàn)象比較嚴重，焊接技術(shù)檢測還只是停留在對幾何尺寸進行檢測，深入程度不夠。所以，在實際的工作中，對于焊絲的應(yīng)力以及變形的情況等方面還無法進行詳細地檢測。第二，焊接材料的工藝性對于焊接技術(shù)的發(fā)展也提出了較高的要求，但是焊接技術(shù)中涉及到的焊接工藝參數(shù)和材料的質(zhì)量無法達到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，不能從本質(zhì)上對焊接功能和材料工藝進行解釋，可見，焊接工作的質(zhì)量控制方面還不健全，亟待改善。
3高端裝備制造的新型焊接技術(shù)
3.1活性化焊接技術(shù)
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深淺、對材料成分敏感的缺點。與普通TIG焊方法相比，相同的焊接參數(shù)，活性劑能使熔深增加200％~300％，焊接時間減少50％，焊接效率提高2-6倍，焊接成本也相應(yīng)減少，在高端裝備制造的焊接作業(yè)中能夠發(fā)揮很好的作用。
3.2高速焊接技術(shù)
高效焊接技術(shù)一直是高端裝備制備焊接技術(shù)的重點發(fā)展方向，目前已經(jīng)取得了一些成就，例如熔化極等離子弧焊接技術(shù)，這種技術(shù)綜合了熔化極氣體保護焊和等離子弧焊的優(yōu)點，非常適宜鋁鎂等輕金屬及合金的焊接。在焊接薄板時，可以實現(xiàn)高速焊，例如對2mm鋁板，焊接速度可達3000mm/min；對于厚板連接，其熔敷效率高，參數(shù)范圍廣，焊接過程穩(wěn)定。由于等離子弧對接頭區(qū)的充分清理作用，焊縫中氣孔缺陷明顯較少，尤其適合在高端裝備這種對焊接質(zhì)量要求較高的焊接作用中使用。
3.3智能化與自動化焊接技術(shù)
英文名稱：Welding Technology
主管單位：天津市機電工業(yè)控股集團公司
主辦單位：天津市焊接研究所;中國工程建設(shè)焊接協(xié)會
出版周期：月刊
出版地址：天津市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1002-025X
國內(nèi)刊號：12-1070/TG
郵發(fā)代號：6-43
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1972
期刊收錄：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
中圖分類號：K826.16 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
前言 近幾年國內(nèi)外石油工程的基本建設(shè)項目越來越多，對焊接技術(shù)的要求也越來越高，焊接工藝的多樣化已成為一種趨勢，從特種材料的小口徑高含硫天然氣氣田管網(wǎng)集輸、裝置凈化項目；高強鋼、大口徑的天然氣輸氣管道和碳素鋼、合金鋼的進戶城市天然氣管網(wǎng)；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高壓超高壓等項工程的建設(shè)情況來看，所選用的大多是組合焊接技術(shù)[1]，該項技術(shù)能充分發(fā)揮不同焊接技術(shù)的優(yōu)勢，提高焊接質(zhì)量和工程的使用壽命。
1 焊接設(shè)備 焊接設(shè)備制造廠家較多，其使用性能差別較大，近幾年來從事石油工程建設(shè)施工企業(yè)使用的焊接設(shè)備，選用一機多用的多種用途直流弧焊電源的單位較多，這些設(shè)備不但具有焊條電弧上向焊功能，而且還具有焊條電弧下向焊、藥芯半自動焊、CO2氣體保護焊功能，有的設(shè)備還具有氬弧焊功能。常用的焊接設(shè)備主要有：國外生產(chǎn)的有林肯、米勒焊機，國內(nèi)生產(chǎn)的有川焊、熊谷、奧太、時代、運達等廠家的焊接設(shè)備。
2 金屬材料與焊接材料
2.1 金屬材料 石油工程建設(shè)所使用的金屬材料種類較多，如：黑色金屬材料類的低碳鋼、中碳鋼、普低合金鋼、不銹鋼和特種用途的鍋爐壓力容器用鋼、管道專用鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼、異種鋼等；有色金屬材料類的鎳合金、鋁合金、銅合金材料及復(fù)合材料等。 在石油工程建設(shè)中選用的金屬材料其強度、硬度、塑性、韌性等項技術(shù)指標(biāo)均能滿足焊接工藝的要求，大部分金屬材料的焊接性能較好，在施工中根據(jù)設(shè)計要求，通過調(diào)整焊接工藝方案，選擇不同的焊接技術(shù)都能滿足施工技術(shù)要求。
2.2 焊接材料 金屬材料的類別、性能、強度等級不同，含碳量或碳當(dāng)量不同，其可焊性差別較大，所選用的焊接材料也不一樣，用于金屬材料焊接的焊接材料主要有：
2.2.1 手工焊條電弧上向焊條 目前施工企業(yè)使用的焊條以國內(nèi)生產(chǎn)的為主，該類焊條可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條十一大類，使用較多的焊條主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。
2.2.2 手工焊條電弧下向焊條 目前施工企業(yè)使用的焊條以國外生產(chǎn)的為主，該類焊條是用于油氣管道焊接的專用焊條，主要有纖維素型和低氫型兩種焊條，使用較多的焊條主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。
2.2.3 各類焊絲 目前施工企業(yè)使用的焊絲國內(nèi)外生產(chǎn)的都有，可分為CO2氣體及氬弧焊填充焊絲、埋弧焊絲、自保護藥芯焊絲、硬質(zhì)合金焊絲、銅及銅合金焊絲、鋁及鋁合金焊絲、鎳及鎳合金焊絲、鑄鐵氣焊絲、碳鋼、低合金鋼氣焊絲，部分焊絲焊接時需要使用相應(yīng)的焊劑、纖料、焊粉，使用較多的焊絲主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。
2.2.4 氣體 使用較多的氣體主要有氬氣、二氧化碳氣體、混合氣體（氬氣+二氧化碳氣）、氧氣、乙炔氣等。
3 焊接技術(shù)組合方案 根據(jù)近幾年石油工程集輸管網(wǎng)、長輸管道、場站建設(shè)、壓力容器、城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)的情況來看，為了確保工程實體的焊接質(zhì)量，施工單位根據(jù)設(shè)計單位的要求，在單面焊雙面成型焊接技術(shù)的應(yīng)用上，根焊+填充蓋面焊采用組合焊接技術(shù)可以有效的保證工程實體的焊接質(zhì)量。即：焊條電弧下向焊+焊條電弧上向焊、焊條電弧下向焊+焊條電弧下向焊、焊條電弧下向焊+藥芯焊絲半自動焊、焊條電弧下向焊+全位置自動焊、焊條電弧下向焊+CO2氣體保護焊、STT+藥芯焊絲半自動焊、RMD+藥芯焊絲半自動焊、STT+全位置自動焊、TIG焊+焊條電弧上向焊、TIG焊+焊條電弧下向焊等。 特種金屬材料的焊接，如：高含硫的鎳基復(fù)合材料在基層、過度層、復(fù)層所選用的焊接材料是有區(qū)別的，采用的焊接工藝也不盡相同，和不銹鋼復(fù)合材料及異種金屬材料的焊接工藝也有不同之處[2-3]。
4 焊接工藝 組合焊接工藝對坡口的要求沒有大的變化，一般為單邊V型坡口。在金屬材料厚度較薄的情況下為了保證焊接質(zhì)量，可以選擇30°±0.5°的單邊V型坡口，如果金屬材料的厚度在14mm以上可以考慮選擇22°±1°的單邊V型坡口。 不同的焊接工藝對焊接質(zhì)量的要求都是一樣的，焊工如果掌握某一項焊接技術(shù)較容易，要同時掌握幾項焊接技術(shù)難度是比較大的，可以根據(jù)工程的需要由同一名焊工有選擇地分別掌握焊條電弧上、下向焊、藥芯焊絲自保護半自動焊、手工鎢極氬弧焊等項焊接技術(shù)。 不同的焊接技術(shù)其焊接工藝參數(shù)是有差異的，推薦幾種不同的組合焊接工藝參數(shù)，見表1、表2、表3（僅供參考）。 表1 壓力容器立焊縫組合焊接工藝參數(shù)
注：鋼材牌號為Q235A、板厚 8mm、要求單面焊雙面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管組合焊接工藝參數(shù)
注：DC-表示焊條或焊絲接負極，焊接方向為下向，要求單面焊雙面成型。
表3 Φ89×10mm管組合焊接工藝參數(shù)
注：根焊層為手工鎢極氬弧焊，要求單面焊雙面成型。
5 人才選拔與培養(yǎng)
5.1 人才的選拔 一流的石油工程建設(shè)施工企業(yè)，對優(yōu)秀技能人才的培養(yǎng)特別是焊接技能人才的培養(yǎng)非常必要的，該類技能型人才的技術(shù)水平高低對企業(yè)的興衰起著十分重要的作用。在復(fù)合型焊接技能人才選拔和培養(yǎng)問題上，企業(yè)有關(guān)部門可優(yōu)先考慮已掌握了某一項焊接技術(shù)的焊工，身體健康、視力正常、具有中技以上水平、年齡在35歲以下，熱愛本職工作、能吃苦耐勞、各方面素質(zhì)較高的焊工。聘請名師組織集中脫產(chǎn)學(xué)習(xí)，強化技能培訓(xùn)，經(jīng)嚴格考核后方可持證上崗。
5.2 人才的培養(yǎng) 對于一個現(xiàn)代化的石油工程建設(shè)施工企業(yè)來說，如果沒有一大批優(yōu)秀的復(fù)合型焊接技能人才，要想創(chuàng)造輝煌的業(yè)績是非常困難的。就現(xiàn)有國內(nèi)石油石化施工企業(yè)的現(xiàn)狀來看，我們應(yīng)著重思考以下幾個問題：
5.2.1 目前各施工企業(yè)都有為數(shù)不少的焊接技能人才，他們當(dāng)中大多數(shù)技能單一，雖然對某一項焊接技術(shù)掌握的很好，但遇到工藝復(fù)雜或調(diào)整焊接技術(shù)方案時，很難發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。造成人力資源的浪費和施工、管理成本的增加，如果人力資源的調(diào)配不當(dāng)會影響工程的焊接質(zhì)量、進度及工期。
5.2.2 對復(fù)合型焊接技能人才的培養(yǎng)應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實際情況，結(jié)合所擔(dān)負的工程施工項目和技術(shù)要求建立焊接技能人才庫，有選擇地進行培養(yǎng)、使用和科學(xué)合理的儲備掌握若干項焊接技能的復(fù)合型人才。
5.2.3 建立行之有效的運行機制，打破各自為政，小團體的管理模式，對焊接技能人才實行科學(xué)的動態(tài)管理，以適應(yīng)石油工程建設(shè)施工市場的變化。
5.2.4 有條件的企業(yè)應(yīng)對復(fù)合型焊接技能人才進行分期、分批封閉式強化培養(yǎng)，培養(yǎng)課時可視具體情況作出合理的安排。并按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行嚴格考核。
6 結(jié)束語 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)部門對石油工程建設(shè)項目的質(zhì)量要求會越來越高，施工企業(yè)采用組合焊接技術(shù)能充分發(fā)揮不同焊接技術(shù)的優(yōu)勢，確保工程的焊接質(zhì)量和進度。
對于一個優(yōu)秀的復(fù)合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多種不同的焊接技術(shù)是施工企業(yè)非常需要的，所發(fā)揮的作用比單一型焊工大幾倍，在激烈的石油工程建設(shè)市場競爭中，如果能有計劃地培養(yǎng)、使用復(fù)合型焊接技能人才，充分發(fā)揮復(fù)合型焊接技能人才的優(yōu)勢，定能為施工企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技術(shù)在我國管道建設(shè)中的應(yīng)用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
論文摘要：焊接是一種先進的制造技術(shù)，目前世界工程技術(shù)界己公認將焊接結(jié)構(gòu)用鋼量作為衡量一個國家工業(yè)發(fā)達的主要指標(biāo)，工業(yè)發(fā)達國家焊接結(jié)構(gòu)用鋼量己達到占鋼產(chǎn)量的60—70%。近些年來，隨著我國現(xiàn)代制造業(yè)和加工業(yè)的高速發(fā)展，焊接在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等方面的應(yīng)用日益廣泛，使焊接結(jié)構(gòu)用鋼量大幅度上升，焊接技術(shù)工人的短缺就成為必然，為了適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，社會迫切需要大量的焊接技術(shù)工人，本文就就中等職業(yè)學(xué)校如何培養(yǎng)焊接技術(shù)工人進行了探討。
隨著教育技術(shù)的進步和我國人才培養(yǎng)模式的變化，依靠自學(xué)和師傅的傳、幫、帶培養(yǎng)焊接技術(shù)工人的模式已被淘汰，現(xiàn)階段大量焊接技術(shù)工人的培養(yǎng)主要由中等職業(yè)學(xué)校來完成。但是我們知道，由于各類職業(yè)學(xué)校教學(xué)水平的不同，培養(yǎng)出的焊接技術(shù)工人參差不齊。同時我們也應(yīng)知道:培養(yǎng)一個合格的焊接技術(shù)工人(以下簡稱焊工)、高級焊工是一個長期的、系統(tǒng)的工程，現(xiàn)階段主要涉及到職業(yè)學(xué)校和社會本身。
職業(yè)學(xué)校的任務(wù)
中等職業(yè)教育傳統(tǒng)上是一種就業(yè)教育。它的基本培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握一定的文化知識，具有熟練的某一類專業(yè)技能，必備的通用技能以及一定的其他專業(yè)技能，形成較強的應(yīng)崗能力和一定的跨崗、跨職業(yè)能力，畢業(yè)生出去能適應(yīng)一定的職業(yè)，謀得一份工作。
職業(yè)學(xué)校的首要任務(wù)是加強學(xué)生的人生觀和職業(yè)道德教育。學(xué)校不僅要教書，還要育人。要使畢業(yè)出去的學(xué)生不僅有健康的體魄，還要有健康的心理、遠大的追求，正確的社會分工概念，對本職工作充滿激情。人們都有一個老的觀念，從學(xué)生到家長，普遍存在著想當(dāng)干部，搞管理，搞科研，不愿當(dāng)工人的思想，包括不想當(dāng)技術(shù)工人和高級技術(shù)工人，我們稱之為“白領(lǐng)情結(jié)”，覺得當(dāng)“白領(lǐng)”風(fēng)光、自在、收入高。與“白領(lǐng)情結(jié)”相應(yīng)出現(xiàn)的是“藍領(lǐng)恐懼癥”。恐懼什么呢?一怕臟、苦、累。當(dāng)工人就得沽油膩，當(dāng)工人就得費體力，當(dāng)工人就得實實在在干夠8小時。二怕當(dāng)不了官。
在許多人的心目中，還是當(dāng)官有出息。三怕沒面子，怕被人瞧不起。覺得當(dāng)了工人，找個對象都成了問題。四怕收入來得慢，’與個高級技術(shù)工人，每月幾千塊，當(dāng)然也不錯，但那得熬到哪年哪月呀!等到四五十歲，什么都晚了。由此可見，人們不僅恐懼當(dāng)“藍領(lǐng)”，就足像技上、高級技工這樣的“技術(shù)藍領(lǐng)”也不被年輕人看好。結(jié)果是需要就業(yè)的年輕人包括他們的家人，不能正確審視自己或自己的孩子，“麻雀跟著燕飛”， 導(dǎo)致了學(xué)生在選擇受教育的途徑時，瞄準(zhǔn)的是大學(xué)而不是職業(yè)教育，尤其是不愿接受中等職業(yè)教育。至于最后上了職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，那是出于尤J奈何，小得已而為之。學(xué)校要教育、引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變這種觀念。我們知道，德國素以重視教育著稱，在教育發(fā)達的德國，每年高中畢業(yè)牛汽接考人學(xué)的比例通常不足二分之一，其余的則通過接受職業(yè)教育而成為社會需要的各類專門人才，他們照樣拿高工資，受到人們的重視和尊重，待遇和社會地位很高。德國教育的努力方向，并不是把所有的孩子都送進大學(xué)，因為社會分工變得越來越精細，眾多職業(yè)對勞動者的專業(yè)素質(zhì)要求越來越高，像汽車機械師、銀行商務(wù)員、數(shù)據(jù)處理員，特別是大量的產(chǎn)業(yè)技術(shù)工人，不是一般的大學(xué)所能造就的，都需要專門的職業(yè)教育和培訓(xùn)。職業(yè)教育為年輕人帶來的是嫻熟的技巧和強烈的職業(yè)道德意識，還使他們因職業(yè)責(zé)任而在心理上加快成熱。當(dāng)然，在我們國家，人們“白領(lǐng)情結(jié)”的背后還有諸如包括技術(shù)工人在內(nèi)的整個工人群體待遇偏低，社會地位不高以及企業(yè)的激勵機制不健全等問題，好在近年來特別是今年以來，勞動力市場上出現(xiàn)的技術(shù)工人供不應(yīng)求，某些領(lǐng)域“藍領(lǐng)”收入超過了“白領(lǐng)”，對人們舊有的觀念是一種沖擊，同時也會對偏激的認識起到糾正的作用。
職業(yè)學(xué)校的一切工作都是為了培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，說到底也都是為了學(xué)生。然而學(xué)生對我們職教理念是否理解，是否認可，是否接受，是否配合，這是我們育人模式成功與失敗的關(guān)鍵。有些學(xué)生對到企業(yè)實習(xí)實訓(xùn)有模糊認識，缺乏吃苦耐勞精神，還有的學(xué)生厭惡勞動等等。因此職業(yè)學(xué)校應(yīng)有針對性對學(xué)生進行人生觀、價值觀、道德觀教育，增強勞動觀念，樹立做普通勞動者的思想，把職業(yè)道德培養(yǎng)與職業(yè)能力培養(yǎng)緊密結(jié)合起來。同時開展緊密結(jié)合技術(shù)工人職業(yè)教育特色的校園文化建設(shè)，將職業(yè)思想教育列入學(xué)生教育的重點。
其次職業(yè)學(xué)校學(xué)校要加強焊接專業(yè)和教師隊伍的建設(shè)。由于社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，一些中等職業(yè)學(xué)校焊接專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置與社會要求不相適應(yīng)，普遍存在著脫離社會、脫離勞動、脫離實際的狀況，對就業(yè)指導(dǎo)也沒有引起足夠的重視，造成焊接專業(yè)中職畢業(yè)生在就業(yè)心理上不同程度地存在著期望值過高、依賴性較強、自卑心理較重等現(xiàn)象，以及心理素質(zhì)、知識結(jié)構(gòu)、實踐能力不能完全適應(yīng)社會需要的現(xiàn)狀，怕臟、怕累、怕吃苦，使得中職畢業(yè)生的就業(yè)出現(xiàn)了不同程度的問題。在這種情況下，培養(yǎng)合格的技術(shù)工人就無從談起。所以職業(yè)學(xué)校的焊接專業(yè)課程設(shè)置要面向市場，不斷改革創(chuàng)新，通過改革教材內(nèi)容、課程設(shè)置、教育方法，增強自身的活力，積極主動地適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，努力提高焊接專業(yè)學(xué)生對社會需求的心理和技術(shù)適應(yīng)能力，培養(yǎng)出具有良好職業(yè)道德和心理素質(zhì)的具有焊接技術(shù)的人才。 轉(zhuǎn)貼于
學(xué)校要打造焊接專業(yè)建設(shè)，其核心就是建設(shè)一支充足、優(yōu)秀的焊接專業(yè)課教師隊伍。教師，是教育資源。學(xué)校的焊接專業(yè)建設(shè)，依靠焊接專業(yè)教 師去完成。一支優(yōu)秀的焊接教師隊伍，是培養(yǎng)合格焊工的重要力量。而職業(yè)學(xué)校的焊接專業(yè)教師有其特殊性。職業(yè)學(xué)校是以培養(yǎng)學(xué)生動手能力為核心 的工學(xué)結(jié)合育人模式，這就要求焊接專業(yè)教學(xué)不僅僅是理論知識的講述，更重要的是焊接技能的傳授訓(xùn)練。這種關(guān)系體現(xiàn)在焊接師資隊伍上，表現(xiàn)為教師要具有雙向雙師的特點，職業(yè)學(xué)校要有一支雙向、雙師型一體化教師隊伍。雙向，即來源的雙向(企業(yè)、學(xué)校)和上作參與的雙向。雙師，即在擁有教師系列中級專業(yè)技術(shù)職務(wù)證書的同時，還擁有焊接中級專業(yè)技術(shù)職務(wù)或中級以上工人技術(shù)等級證書。就是理論上你能講課，實踐上你能操作。一體化是教帥既具備理論教學(xué)能力又具有指導(dǎo)學(xué)生實操、實訓(xùn)能力。為什么要求專業(yè)課教師能說又能i.，這是因為培養(yǎng)出來的學(xué)生是否合格，檢驗的標(biāo)準(zhǔn)就是應(yīng)知與應(yīng)會。不能以其昏昏，使人昭昭。我校現(xiàn)在焊接技術(shù)專業(yè)課就實行了一體化的教學(xué)模式，每個教學(xué)日土午講授專業(yè)理論知識，下午就到焊接車間實訓(xùn)，把書本上的理論知識在實操中落地生根。在這種情況下，焊接專業(yè)課教師調(diào)節(jié)不出合適的焊接電流，拿起焊鉗不能正確操作，不能焊出美觀、合格的焊縫是小叮想象的。
第三，職業(yè)學(xué)校要加強生產(chǎn)型實訓(xùn)慕地的建設(shè)。教學(xué)本身是一種實踐，而職業(yè)學(xué)校的專業(yè)教學(xué)與普通學(xué)校的教學(xué)實踐相比，又有著更高一層的要求，那就是專業(yè)水平和動手能力。要使從職業(yè)學(xué)校畢業(yè)的焊接專業(yè)學(xué)生一進入工作崗位就能上于，那么學(xué)校就要加強學(xué)生的實訓(xùn)工作，使學(xué)生在校就能熟練操作各種焊接設(shè)備進行生產(chǎn)。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，職業(yè)學(xué)校加強生產(chǎn)型實訓(xùn)基地的建設(shè)就不容置疑，實訓(xùn)基地是焊工教學(xué)的主課堂，校內(nèi)生產(chǎn)型實訓(xùn)應(yīng)根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件的要求，以項目或任務(wù)型生產(chǎn)帶動實訓(xùn)，合理安排實訓(xùn)地點、時間，使學(xué)生在模擬真實企業(yè)環(huán)境中從事生產(chǎn)性焊接實訓(xùn)，降低教學(xué)成本，促進產(chǎn)教結(jié)合、工學(xué)結(jié)合的有效落實。同時，圍繞焊接項目或任務(wù)型焊接生產(chǎn)實訓(xùn)，聘用和培養(yǎng)焊接專業(yè)教師、開發(fā)教材、調(diào)整課程體系，使之主動適應(yīng)工學(xué)結(jié)合，培養(yǎng)出具有理論和實踐相結(jié)合的合格焊工。
社會的任務(wù)
學(xué)生在中職校接受焊接專業(yè)教育的時間是短暫的，學(xué)校培養(yǎng)出的焊工最終要走向社會，在社會中工作和受教育的時間是漫長的。要使學(xué)生最終成為合格的焊工和高級焊工甚至焊接技師，那么就有賴于社會或企業(yè)的繼續(xù)培養(yǎng)。
首先企業(yè)要教育焊工熱愛焊接工作。一個人對其工作的高度責(zé)任感來自于他對所從事的職業(yè)的熱愛。只有熱愛焊接工作，才會認識到自己所從事焊接工作的社會價值和對企業(yè)的貢獻，并把自己的身心和情感溶入到工作中去，才能從自己的焊接技術(shù)提高中體驗出一種樂趣，一種內(nèi)心的喜悅，一種自豪感和成就感，從而發(fā)揮出聰明才智，不斷學(xué)習(xí)，不斷在實踐中提高自己的焊接操作技術(shù)水平。
關(guān)鍵詞：船舶薄板；高強度鋼；焊接技術(shù)
中圖分類號：TG4文獻標(biāo)識碼： A
船舶焊接技術(shù)是船舶制造業(yè)的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在船舶結(jié)構(gòu)建造過程中，薄板焊接工時約占船舶結(jié)構(gòu)建造建造總工時的百分之三十至百分之四十。由此可以看出，薄板焊接的質(zhì)量以及焊接的效率與船舶建造的質(zhì)量、建造所需要的周期，以及建造船舶所提供的成本息息相關(guān)。從理論上來說，船舶薄板焊接是一門技術(shù)應(yīng)用，在實際生產(chǎn)中，船舶薄板的焊接問題的解決往往還需要一定的經(jīng)驗知識的支撐。因此，船舶薄板的焊接技術(shù)被認為是能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的智能化的一個較為理想的發(fā)展領(lǐng)域，對提高造船質(zhì)量、縮短建造周期、降低造船成本具有重要意義。高強度焊接結(jié)構(gòu)用剛簡稱高強鋼。作為一種焊接結(jié)構(gòu)用鋼，高強鋼具有強度高、韌性好、焊接性能優(yōu)良、品種規(guī)格多樣等特點。本文主要就船舶薄板以及其高強度鋼的焊接技術(shù)進行研究。
1、船舶薄板的焊接
1.1薄板焊接變形的原因
一般焊接包括加熱、冷卻兩個方面。在這兩個階段過程中，金屬的結(jié)構(gòu)會會破壞導(dǎo)致變形，加熱過程中的熱塑性變形影響較為顯著。如在熔化焊接過程中，隨著溫度的降低，金屬原子之間的吸引力漸漸的增大，溫度降到金屬的凝固溫度以下后，液態(tài)金屬會開始結(jié)晶，金屬原子會有規(guī)律性的排列，形成晶格。溫度的持續(xù)降低，原子振動范圍的不斷縮小，導(dǎo)致晶格發(fā)生收縮，這種收縮最終表現(xiàn)為焊接縫隙間金屬的收縮，包括橫向收縮和縱向收縮兩種。在薄板焊接中，由于收縮作用，會使形狀發(fā)生大面積的形變，其中包括扭曲變形、波浪狀變形、角變形，或局部凹陷等。這些形變會影響薄板的結(jié)構(gòu)。除此之外，還應(yīng)該注意焊接剛的剛性定位以及結(jié)構(gòu)定位，包括焊接程序，工藝參數(shù)等會對變形造成一定的影響。
1.2如何選擇合理的焊接方法
焊接方法的選擇主要為了減少形變。一般的焊接方法有二氧化碳氣體保護焊，不銹鋼薄板焊接，以及電阻焊接等多種焊接方法。為了防止薄板變形，反變形技術(shù)較為廣泛使用，反變形是指在焊接前，將工藝變形向相反方向變形。反變形方法的選擇與反變形量的控制需要工藝師認真斟酌，仔細推敲。選擇合理的焊接方法對焊接過程的實施以及焊接的質(zhì)量都有著至關(guān)重要的作用。
2、高強度鋼焊接技術(shù)的研究
2.1高強度鋼焊接性能分析
高強度鋼船舶薄板結(jié)構(gòu)用鋼是經(jīng)過細化處理晶粒的鋼，又稱為鎮(zhèn)靜鋼，其含碳量較小，為了提高強度和硬度可加入Nb、Al等元素，這些元素要均為細化晶粒元素，焊接性很復(fù)雜。除此，對于一些強度級別較低而且其含碳量也較低的鋼，這類鋼的焊接性能較好，形變以及產(chǎn)生裂紋的傾向和淬硬傾向都比較小。鋼強度級別越高，在熱影響區(qū)域的裂紋傾向和淬硬傾向影響會越大。尤其是那些厚度較大的焊接鋼件受裂紋傾向和淬硬傾向的影響較大。
2.1.1裂紋問題
裂紋傾向包括冷裂紋傾向和熱裂紋傾向兩種。其中冷裂紋是指產(chǎn)生于厚度較大的高強度鋼的焊接縫，以及熱影響區(qū)域中。冷裂紋一般產(chǎn)生的時間是在當(dāng)焊接接頭冷卻到300攝氏度以下直至室溫后，在熱影響區(qū)域下的焊道處、其根部等出，一般，有些要隔很多天才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生冷裂紋主要有幾個方面的因素，首先，由于焊接過程中焊接縫隙以及熱影響區(qū)域所產(chǎn)生的焊氫量過多，使其密集處于熱影響區(qū)域熔合線附近，形成富氫帶，如若此刻晶格空穴缺陷，則容易形成冷裂紋。其次，由于焊接接頭內(nèi)部溫度分布不均，也會導(dǎo)致冷裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生。除此，焊接金屬以及淬硬組織對冷裂紋的敏感性較大，容易產(chǎn)生冷裂紋。
熱裂紋主要是指在焊接過程中溫度過高而產(chǎn)生的裂紋，一般是在金屬熔化或凝固的時候。影響熱裂紋的因素也包括幾個方面。從一方面來說，一般來說焊接金屬中的合金成分，還有金屬中的碳、硫含量都是產(chǎn)生熱裂紋的主要因素。另一方面，對于剛性要求較大的焊接接頭，其產(chǎn)生熱裂紋的可能性也比較大。另外，對于焊接橫截面方面，焊接縫的寬度與熔深比值越大，其中液態(tài)金屬的流動性越好，熱裂紋產(chǎn)生的傾向會越小。
2.2防止裂紋產(chǎn)生和減少淬硬的措施
2.2.1焊接方法
對于高強度鋼的焊接技術(shù)，一般采用二氧化碳氣體保護焊、焊條電弧焊、埋弧焊接等多種。一般而言，好的焊接方法會帶來好的薄板高強度鋼焊接質(zhì)量。對于不同的材料，采取不同的焊接方法會達到較好的焊接效果。
2.2.2焊接材料
各類焊接材料包括焊條、焊絲均應(yīng)該符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，符合國家船級CCS認證。焊條、焊絲在使用前可進行除污處理，并嚴格按照規(guī)定的時間、方法進行烘焙。
2.2.2焊接參數(shù)
一般而言，焊接時有事先規(guī)定好的參數(shù)。參數(shù)包括焊接電流、電弧電壓以及焊接速度三種。其三者的關(guān)系對裂紋傾向以及淬硬傾向都有一定的決定作用。一般而言，高強度的焊接采用的焊接參數(shù)比低強度的焊接采用的焊接參數(shù)規(guī)范要大。
2.2.3焊接坡口形式
一般而言，焊接縫的破口形式必然與焊接的橫截面積密不可分。焊接時，角度較小的坡口對金屬材料內(nèi)液態(tài)金屬的流動性起到抑制作用，這樣容易有裂紋產(chǎn)生。除此，對于高強度鋼的坡口，一般采用機械加工的方式。
2.2.4焊接前預(yù)熱
焊接前預(yù)熱是焊接的必要準(zhǔn)備。一般，預(yù)熱溫度不能低于150攝氏度。在焊接過程中，其前一道的焊接是后一道焊接的預(yù)熱，在多層多道焊接過程中，每個層間溫度都不該低于預(yù)熱溫度。在船舶薄板構(gòu)建中，一般不采用預(yù)熱方式，但是，預(yù)熱對于高強度鋼來說，可以通過減緩冷卻的速度來改善焊接接頭的組織，從而能降低焊接熱影響區(qū)域的硬度值，提高焊接區(qū)域的韌性。
2.2.5焊接后熱處理
與焊接前預(yù)熱一樣，焊后熱處理也是焊接后的必要步驟。一般而言，焊后是否需要熱處理主要看鋼的結(jié)構(gòu)以及其化學(xué)效應(yīng)。薄板的焊接方法，薄板的厚度，使用條件等因素綜合考慮。一般船體構(gòu)造過程中不采用焊接后熱處理。
結(jié)束語：
船舶技術(shù)一直是我國的強項，為了促進經(jīng)濟發(fā)展，成就社會繁華穩(wěn)定，我們應(yīng)該加大船舶制造業(yè)的投入。在發(fā)展船舶制造業(yè)的同時，可尋求新的高強度鋼焊接技術(shù)，將船舶事業(yè)發(fā)展壯大。受國際經(jīng)濟影響，船舶制造業(yè)面臨著機遇與挑戰(zhàn)，我們必須運用新的科技，將船舶制造業(yè)推向頂峰，將船舶薄板質(zhì)量造就更好，將高強度鋼技術(shù)煉就輝煌。新型的材料包括合金材料，新型的技術(shù)都值得被合理的使用開發(fā)。而焊接技術(shù)則要求焊接人員更加專業(yè)、實施更加嚴格，這需要船舶行業(yè)去發(fā)掘、采用以及培養(yǎng)。期待船舶制造業(yè)更加輝煌的明天。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】城市建設(shè)，壓力容器，焊接自動化，現(xiàn)狀與發(fā)展
中圖分類號：TU984文獻標(biāo)識碼： A
一、前言
焊接自動化技術(shù)是提高壓力容器產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本和勞動強度、保障生產(chǎn)安全的前提，焊接自動化程度已成為衡量壓力容器的工程施工質(zhì)量重要標(biāo)志之一，并且關(guān)系到整個工程的順利進行。
二、壓力容器焊接的概述
壓力容器歸于承壓類的特種設(shè)備，如果在施工階段中，專業(yè)技術(shù)和質(zhì)量操控不過關(guān)，則會構(gòu)成極大的安全隱患。在壓力容器的焊接階段中，焊接接頭的質(zhì)量對全部容器的質(zhì)量都會有重要的影響。從某種含義上講，一個壓力容器的質(zhì)量怎么，取決于很多方面，例如焊接材料的挑選，焊接技能、焊接設(shè)備的好壞以及焊接檢驗是不是合格等。壓力容器的焊接技能，則是一個關(guān)鍵的階段，需求有不斷的完善和突破。影響壓力容器焊接質(zhì)量的緣由有很多，在進行焊接之前，應(yīng)當(dāng)檢查一下焊接技術(shù)、工藝是不是合格，因為焊接技術(shù)、工藝的內(nèi)容即是對焊接質(zhì)量是否合格的可行性保障。一般說來壓力容器的焊接技術(shù)、工藝所履行的鑒定標(biāo)準(zhǔn)為NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》。
三、壓力容器焊接自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
1、接管與筒體的自動焊接技術(shù)及工藝
以往傳統(tǒng)的馬鞍形狀埋弧焊接設(shè)備運動軌道現(xiàn)已無法完全的達到現(xiàn)階段焊接設(shè)備的實踐需要，而且也不合適應(yīng)用到厚度較大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在這種情況下，就可以運用近幾年開發(fā)的接管馬鞍形埋弧焊接設(shè)備，該設(shè)備本身有著高度的自動化，所運用的操控方法極為快捷、敏捷，有著極強的適應(yīng)能力。自動化馬鞍形埋弧焊接設(shè)備其本身自動化的實現(xiàn)原理主要是使用接管所具有的內(nèi)徑來表示，選用四連桿夾緊的方法，來到達自動定心的意圖；該設(shè)備的焊槍在運轉(zhuǎn)軌道主要是以焊接對象的筒體和接管直徑來作為主要的焊接參數(shù)，經(jīng)過焊接參數(shù)，可以使得焊接的數(shù)學(xué)模型在這一時期徹底自動化的生成；使用人機交互的界面，可以直接對焊接的各項參數(shù)進行操控，達到多道接連進行焊接的意圖。而且其焊接的焊道可以在這一過程中自動排列；具有斷點回憶，自動復(fù)位功能，這一點對馬鞍形空間曲線焊縫的焊接非常重要；超薄大功率焊槍合適大厚度、窄空隙坡口，關(guān)于窄空隙坡口，選用一層兩道的方法進行自動埋弧焊。
2、現(xiàn)階段壓力容器焊接自動化技術(shù)
（一）、焊接方案
對不一樣原料和不一樣厚度的壓力容器進行焊接需求用到不一樣的焊接方案，常用的方案主要有氣體保護焊、埋弧焊、堆焊和窄間隙焊。氣體保護焊電弧在維護氣流的壓縮下熱量會集，焊接速度較快，熔池較小，熱影響區(qū)窄，焊件焊后變形小，操作方便，有利于焊接階段的機械化和自動化；埋弧焊有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接施工率高、無弧光及煙塵很少等長處，使其變成壓力容器、管段制作、箱型梁柱等重要鋼構(gòu)造制作中的主要焊接方案；堆焊技能很大程度上的發(fā)揮了對焊層的作用，是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技能；窄間隙焊接技能已變成現(xiàn)代工業(yè)施工中厚板構(gòu)造焊接的首選技能，其巨大的技能和經(jīng)濟優(yōu)勢表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。
（二）、焊接自動化智能操控技術(shù)
焊接智能化操控在世界范圍內(nèi)不斷完善，變成了現(xiàn)代焊接自動化的主要象征之一。已出現(xiàn)的一些現(xiàn)代高精度的自動操控體系，如最優(yōu)操控體系、自適應(yīng)操控體系等，在工業(yè)施工中得到了相應(yīng)程度的運用。其間焊縫盯梢是焊接自動化操控體系的一個重要組成部分，對完成壓力容器施工階段的焊接自動化含義深遠。
四、焊接自動化技術(shù)在壓力容器制造中的發(fā)展
1、硬件方面
（一）、自動焊接設(shè)備
在近10年中，國內(nèi)所研制的多頭埋弧自動焊和多頭MAG自動專用焊機已在壓力容器的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別值得一提的是國產(chǎn)形式水冷壁專用自動化焊機，大大減少了工人的勞動強度，提高了焊接質(zhì)量。現(xiàn)代焊接機器人尤其是弧焊機器人作為典型的程序控制柔性焊接系統(tǒng)，具有效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等長處，在壓力容器焊接范疇得到高度重視。柔性焊接機器人由于其報價不斷降低將在中國推廣應(yīng)用，變成焊接設(shè)備的微機自動化控制技能的一個發(fā)展方向。除此之外，一些工藝設(shè)備的改進，如液壓封頭筒體對裝設(shè)備、萬向焊接轉(zhuǎn)臺、小直徑筒體縱縫環(huán)縫自動焊裝置等，在很大程度上也提高了壓力容器焊接自動化程度。
（二）、自動化焊接技術(shù)方案
埋弧自動焊是當(dāng)前壓力容器焊接的主要方法，運用于封頭拼板焊縫、筒節(jié)縱環(huán)焊縫等，使焊接階段的自動化和機械化變成實際。但當(dāng)前國內(nèi)埋弧自動焊的操控體系大多仍選用簡略的模擬電路，整體功能有待進一步完善。堆焊技術(shù)主要用于厚壁壓力容器的焊接，其帶極埋弧堆焊因為母材熔深淺且較均勻，對工件表面質(zhì)量要求低，變成國內(nèi)外壓力容器內(nèi)壁堆焊的主要方案。近來研發(fā)出的高速帶極堆焊法，與帶極埋弧堆焊相比，堆焊層邊界晶粒細小，雜質(zhì)含量低，是一種經(jīng)濟性較好的堆焊方案。窄間隙焊接可以對厚壁壓力容器可進行全方位焊接，易于完成焊接階段的自動化。當(dāng)前，該技術(shù)完成了焊前預(yù)置參數(shù)、自動穩(wěn)定焊接電壓、電流和速度，而且具有高度和橫向自動盯梢體系，完成焊縫的自動化焊接。
2、軟件方面
（一）、焊接的智能化操控
這些年焊接智能化操控技術(shù)在壓力容器工作中得到了很大的完善。焊縫盯梢是焊接智能化操控體系的一個重要組成部分，對完成壓力容器施工階段的焊接自動化含義深遠。當(dāng)前運用的焊縫盯梢體系主要包含觸摸式和非觸摸式兩種類型。觸摸靠形式盯梢體系經(jīng)過橫向盯梢、縱向盯梢和微調(diào)體系堅持導(dǎo)電嘴和焊縫之間間隔不變，完成環(huán)縫焊接自動化，但有時會因坡口及焊縫的加工裝配不均勻而影響傳感器的丈量精度。非觸摸式盯梢體系與其它學(xué)科聯(lián)系嚴密，當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者對此進行了不一樣程度的研討。非觸摸式超聲波盯梢傳感用到埋弧焊機上進行對焊縫坡口檢查的焊縫盯梢，能達到壓力容器制作的需求，在低成本焊接自動化具有較好的運用空間。基于CCD視覺焊縫盯梢體系能夠用于埋弧焊、等離子弧焊等多種焊接方案和設(shè)備中，但鑒于焊接階段的運用環(huán)境惡劣，傳感器要得到弧光、高溫、煙塵等的攪擾，使傳感器的精度、抗攪擾功能和靈敏度得到不一樣程度影響。盡管迄今為止已研討出多種自動盯梢方案，但大多數(shù)還處于試驗期間。由于計算機信息技能的完善和新式傳感方法的研討，焊縫盯梢技能將會在壓力容器職業(yè)得到廣泛運用，進一步完善壓力容器焊接階段的自動化和智能化程度。
（二）、人工智能技能及專家體系
人工智能技能在焊接階段中具有代表性的是模糊操控體系、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操控體系和焊接專家體系。I11-SooKim等將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引進GMA焊接方案來猜測焊接區(qū)寬度，拓寬了GMA焊接的運用范疇。當(dāng)前，美國、日本等國家相繼在技能擬定、缺點剖析、資料挑選和設(shè)備挑選等方面完善了一系列研討開發(fā)。美國AdaptiveTechnologies公司開發(fā)的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和質(zhì)量檢查等功能，體系能依據(jù)來自傳感器的光、溫度、電弧等信息，自動調(diào)整焊接途徑、線能量、送絲速度和搖擺參數(shù)等，并可優(yōu)化多道焊參數(shù)。日本NKK公司開發(fā)的“焊接參數(shù)操控專家體系”可給出最優(yōu)焊接參數(shù)，以確保恒定的熔深及焊接高度。中國在這范疇也相繼開發(fā)了不一樣類型的運用軟件，其間清華大學(xué)開發(fā)的“通用型弧焊技能專家體系QHWES”因其較強的適應(yīng)性和再開發(fā)才能而獨具特色。
五、結(jié)束語
從實踐出發(fā)對當(dāng)前焊接自動化技術(shù)中所遇到的問題以及措施等相關(guān)知識，進行了粗略的分析和研究。綜上分析，焊接自動化技術(shù)在壓力容器制造中的應(yīng)用是運用科學(xué)的方法，促進技術(shù)工作的完善。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】高層鋼框架結(jié)構(gòu)；施工工藝；焊接變形
1引言
高層結(jié)構(gòu)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》雖然已經(jīng)頒布，但在我國，真正意義上的純鋼結(jié)構(gòu)高層建筑采用的仍較少，普遍采用的是鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，雖然其具有造價低、用鋼省等優(yōu)點，但其應(yīng)用范圍和技術(shù)上還有待進一步研究和完善。而且我國的建筑鋼材存在很大不足，在品種、規(guī)格和質(zhì)量水平上和發(fā)達國家還有較大差距。在高層鋼框架結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域，技術(shù)水平高、管理能力強的建筑企業(yè)很少，鋼框架結(jié)構(gòu)施工成套技術(shù)尚處于完善階段。為此，有必要加強對高層框架結(jié)構(gòu)的施工工藝及其焊接變形方面的探討，這也是本論文的研究出發(fā)點。
2高層鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝及其變形分析
2.1 鋼框架結(jié)構(gòu)施工特點分析
鋼框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，主要包括鋼柱、鋼梁、樓梯的吊裝、測量校正、連接、壓型鋼板的鋪設(shè)等工序，但在鋼結(jié)構(gòu)施工的同時往往要穿插土建、機電等部分的施工。鋼框架結(jié)構(gòu)的施工必須要與土建等其它單位進行密切配合，做到統(tǒng)籌兼顧，才能高效、高質(zhì)地完成施工任務(wù)。其主要特點有：
2.1.1 測量、定位、放線精度要求高。測量、定位、放線是貫穿制作和安裝階段的控制重點。在高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中，由于體型大，誤差積累將非常顯著，柱子或其它構(gòu)件微小的偏移會造成上部很大的變位，極大地改變結(jié)構(gòu)的受力，影響設(shè)計效果，甚至產(chǎn)生工程事故。
2.1.2 鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中，由于鋼材熱脹冷縮現(xiàn)象突出，天氣、溫度等條件影響大，溫度變化會對安裝精度產(chǎn)生較大影響。特別是在鋼構(gòu)件連接中，焊接和螺栓連接受天氣、溫度影響更大。在焊接技術(shù)規(guī)程中規(guī)定，自然條件不能滿足焊接環(huán)境要求時，要采取人工措施給焊接創(chuàng)造條件，比如焊條的預(yù)熱、鋼板的預(yù)熱加溫等。
2.1.3 鋼結(jié)構(gòu)安裝對起重、運輸?shù)葯C械的性能要求高。由于鋼構(gòu)件重量大、體型大，高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中高空作業(yè)多，對吊裝過程中的技術(shù)要求高，吊裝中不同工況條件下的施工荷載必須同其自身設(shè)計承載力相吻合，鋼構(gòu)件在運輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中，要按事先模擬設(shè)計的條件進行。
2.1.4 由于鋼材的特點，決定了鋼框架結(jié)構(gòu)要求防腐、防火嚴格。
2.1.5 高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝工程量大，構(gòu)件多，現(xiàn)場往往必須設(shè)置臨時堆放場地及相應(yīng)的中轉(zhuǎn)堆場才能滿足安裝需要。
2.2 鋼框架焊接變形分析
2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)變形類型
鋼結(jié)構(gòu)變形類型，可分為總體變形和局部變形兩類。總體變形是指整個結(jié)構(gòu)的外形和尺寸發(fā)生變化，局部變形是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在局部區(qū)域出現(xiàn)變形。二者可能單獨出現(xiàn)，但更多地是組合出現(xiàn)。它們都會影響結(jié)構(gòu)的諸多方面，如外觀、剛度和穩(wěn)定性等，降低承載力，危及結(jié)構(gòu)安全。
2.2.2 鋼結(jié)構(gòu)變形原因
鋼材的初始變形；加工制作中的變形；運輸及安裝過程中產(chǎn)生的變形；使用過程中產(chǎn)生的變形等。
2.2.3 變形控制方法
傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法是制定合理的吊裝、焊接方案等，如采用先內(nèi)而外的吊裝順序、對稱焊接等，在測量控制上預(yù)留變形等，這種籠統(tǒng)地控制方法在一定條件下可以取得較好的效果，但遇到復(fù)雜、多變的條件，效果有限。
焊接變形是高層鋼結(jié)構(gòu)框架變形的主要構(gòu)成因素，但相關(guān)的論文分析也多以靜態(tài)、局部的分析為主，如針對于某個焊接面或焊接構(gòu)件的分析，針對建筑鋼框架結(jié)構(gòu)焊接變形的整體分析方法尚未出現(xiàn)。
3 高層鋼框架結(jié)構(gòu)焊接施工工藝及其變形矯正探討
3.1 焊接變形原因分析
鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)性能良好、建設(shè)工期短、綠色、環(huán)保等優(yōu)點，所以在工業(yè)與民用建筑中廣泛應(yīng)用。焊接對鋼結(jié)構(gòu)來說是一把雙刃劍，它成就了鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的高速度，但是鋼結(jié)構(gòu)在焊接時產(chǎn)生的變形問題，也會極大地影響鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中出現(xiàn)變形是不可避免的，但可以通過合理的施工措施來予以控制。
焊接變形產(chǎn)生的主要原因是由于焊接過程中對焊件進行了局部的不均勻加熱，以及隨后的不均勻冷卻作用和結(jié)構(gòu)本身或外加的剛性拘束作用，通過力、溫度和組織等因素的變化，從而在焊接接頭區(qū)產(chǎn)生不均勻的收縮變形，焊縫的縱向和橫向縮短是引起各種復(fù)雜變形的根本原因。
3.1.1 結(jié)構(gòu)剛度
剛度就是結(jié)構(gòu)抵抗拉伸和彎曲變形的能力，它主要取決于結(jié)構(gòu)的截面形狀及其尺寸大小。如桁架的縱向變形，主要取決于橫截面面積和弦桿截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形狀截面的彎曲變形，主要取決于截面的抗彎剛度。
3.1.2 焊縫位置和數(shù)量
在鋼結(jié)構(gòu)剛性不大時，焊縫在結(jié)構(gòu)中對稱布置，施焊程序合理，則只產(chǎn)生線性縮短；當(dāng)焊縫布置不對稱時，則還會產(chǎn)生彎曲變形；焊縫截面重心與接頭截面重心在同一位置上時，只要施焊程序合理，則只產(chǎn)生線性縮短；當(dāng)焊縫截面重心偏離接頭截面重心時，則還會產(chǎn)生角變形。
3.1.3 焊接工藝
焊接電流大，焊條直徑粗，焊接速度慢，都會造成焊接變形大；自動焊接的變形較小，但焊接厚鋼板時，自動焊比手工焊的焊接變形稍大；多層焊時，第一層焊縫收縮量最大，第二、三層焊縫的收縮量則分別為第一層的20%和5%～10%，層數(shù)越多焊接變形也越大；斷續(xù)焊縫比連續(xù)焊縫的收縮量小；對接焊縫的橫向收縮比縱向收縮大2倍～4倍；焊接次序不當(dāng)或未先焊好分部構(gòu)件，然后總拼裝焊接，都易產(chǎn)生較大的焊接變形。所以在施工時要制定合理的焊接工藝措施。
3.2 焊接變形矯正措施探討
3.2.1 焊接工藝措施
焊接施工時，應(yīng)選擇合適的焊接電流、速度、方向、順序，以減少變形。焊接金屬構(gòu)件時，應(yīng)先焊短，后焊長；先焊立，后焊平；先焊對接縫，再焊搭接縫，應(yīng)從中間到兩邊，從里到外焊接。集中的焊縫應(yīng)采用跳焊法，長焊縫采用分段退步焊和對稱焊接法。
3.3.2 機械矯正法
機械矯正法是利用機械力的作用，以矯正焊接變形，常采用撐直機、壓力機、千斤頂及各種小型機具頂壓矯正構(gòu)件變形。矯正時，將構(gòu)件變形部位放在兩支撐之間，對準(zhǔn)構(gòu)件凸出部位緩慢施力，即可矯正變形。
3.3.3 火焰矯正法
采用火焰矯正的原理與焊接變形的原理相同，只是反其道而用之，通過給金屬輸入熱量，使金屬達到塑性狀態(tài)，從而產(chǎn)生變形，構(gòu)件被局部加熱后，依靠加熱區(qū)的膨脹與收縮差，使構(gòu)件按照預(yù)定的方向發(fā)生變形，從而達到矯正的目的。
3.3.4 剛性固定法
焊接時在平臺上或在重疊的構(gòu)件上設(shè)置夾具固定構(gòu)件，增加剛性后，再進行焊接，這樣焊接中的加熱和冷卻的收縮變形，被固定夾具等外力所限制，但這種方法只適應(yīng)塑性較好的低碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，不適應(yīng)中碳鋼和可焊性更差的鋼材，因為焊接應(yīng)力常使焊件產(chǎn)生裂紋。
4 結(jié)語
高層鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝與焊接變形分析的影響因素多而且具有較強的模糊性和不確定性，本論文重點對高層鋼框架結(jié)構(gòu)的焊接施工工藝進行了分析研究，詳細探討了焊接變形的原因及其矯正措施，對于進一步提高鋼材鋼框架結(jié)構(gòu)的施工工藝水平具有較好的理論指導(dǎo)時間。
參考文獻：
[1]日本.渡邊幫夫等著.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.
Abstract： The tunnel flashing uses traditional hot melt welding， its construction efficiency is low and the welding quality and appearance are poor. Combined with the application of the welding technology of a new type of ultrasonic flashing in Banlun tunnel of the Napo Expressway from Guning， Yunnan to Napo， Guangxi， this paper analyzes the results from principle， process， organization， quality and other aspects. The indicators and performance advantages are obvious， which provides the reference for the application of ultrasonic flashing welding in the engineering.
關(guān)鍵詞： 隧道；防水板；超聲波；焊接
Key words： tunnel；flashing；ultrasonic；welding
中圖分類號：U445.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）02-0131-02
1 項目概況
云南富寧至廣西那坡高速公路主線全長22.233km，起點位于云南羅富高速公路，連接廣西靖那高速公路，板侖隧道樁號為K3+885，位于廣西與云南交界的富寧板侖鄉(xiāng)境內(nèi)，隧道左線里程為ZK2+886～ZK4+851，長度1965m，右線里程為YK2+885～YK4+885，長度2000m，左線進出口明洞長度分別為26m、22m，右線進出口明洞長度分別為4m、12m；隧道左線最大埋深358m，右線最大埋深355m。本隧道為全線最長隧道，為分離式隧道，是富寧至那坡高速公路控制性工程，隧道進口處間距20.7m，出口處間距19.5m，洞口段為小間距施工。本文結(jié)合板侖隧道采用新型超聲波防水板焊接技術(shù)的實例應(yīng)用，對焊接技術(shù)和質(zhì)量控制要點進行分析探討。
2 工藝概況及原理
以往多數(shù)隧道防水板鋪設(shè)后一直采取手工方式固定到隧道內(nèi)壁上，固定方式以射釘錨固墊片為主，墊片與防水板以熱熔形式處理，往往容易燒焦、燒穿，與初支表面的密貼效果不穩(wěn)定，質(zhì)量控制難，整體平順性不好。板侖隧道結(jié)構(gòu)防水由噴射混凝土、柔性卷材防水層和二次襯砌結(jié)構(gòu)自防水等組成，其中柔性防水卷材為土工布和1.5mm厚PVC防水板組成，施工過程中采用新型超聲波對防水板焊接，超聲波焊接機由發(fā)生器產(chǎn)生20kHz～35kHz的高壓、高頻信號，通過換能系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成高頻機械振動，借助焊接槍頭加于兩個靠近的塑料工件上，通過工件表面及內(nèi)在分子間的摩擦提高接觸面局部溫度，當(dāng)溫度升高至工件熔點時，工件接口迅速熔化將接口間的空隙填實，隨接觸時間延長，接觸面熔化深度加大，當(dāng)接觸震動停止后，工件冷卻定形，至此超聲波焊接完美收官。
3 工藝特點
①超聲波焊接開機即可焊接，正常情況下焊接槍頭不會燙傷操作人員，安全性好。②超聲波焊接不需加溶劑、粘接劑或其他輔助品，使用成本低。超聲波焊接一次性投入較大，但設(shè)備使用壽命長，分攤成本僅為電熱壓力焊焊槍成本的7.5%，經(jīng)濟效益明顯。③超聲波焊接節(jié)約了電熱壓力焊的預(yù)熱等待時間，一個接觸點僅需3s，生產(chǎn)率高，也不會因出現(xiàn)焊點破洞修補而浪費時間。④焊點外觀質(zhì)量和熔接程度好，焊點不破損，防水板鋪設(shè)質(zhì)量好。
4 適用范圍
本方法適用于隧道施工的防水板與墊片間的焊接施工。
5 主要引用標(biāo)準(zhǔn)
《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）；
《高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指南》 第五冊 隧道工程；
《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F60-2009）。
6 施工方法
隧道內(nèi)壁一定范圍內(nèi)鋪設(shè)好土工布，土工布與隧道洞壁間的錨固點全部安放有熱熔墊片；作業(yè)臺架就位，在機械手卷筒支架上安裝好防水板卷筒；調(diào)試好超聲波焊接機；在隧道一側(cè)的拱腳處開始釋放防水板，使防水板縱向（新鋪與已鋪）搭接寬度和橫向起點位置正確，人工將防水板按壓至基層土工布墊片上并保持密貼，用超聲波焊槍對正墊片，啟動開關(guān)持續(xù)2～3s；每個墊片上點焊3-4個焊點；待水平方向熱熔墊片全部點焊完成后，再次啟動機械手向上移動，使防水板與下一排熱熔墊片熔接固定。如此，即可完成整個拱圈防水板的鋪設(shè)。
7 工藝流程及操作要點
7.1 施工工藝流程
施工準(zhǔn)備基面檢查土工布鋪設(shè)防水板鋪設(shè)及超聲波焊接固定效果檢查
7.2 操作要點
7.2.1 施工準(zhǔn)備
工前調(diào)配好人員、機具等各方面資源，做好工前準(zhǔn)備工作。首先材料要準(zhǔn)備到位，其中，熱熔墊片（圖1）選擇紅色新型改進型墊片，確定固定點的位置再開始施焊。另外，在受力條件允許的情況下需要盡量縮小墊片面積，以節(jié)省EVA原材料，降低材料成本。
7.2.2 基面檢查
鋪設(shè)防水層前先掃描隧道斷面，按質(zhì)量要求處理好初期支護噴射混凝土表面，將錨桿頭或鋼筋露頭切除后用細石混凝土抹平覆蓋，凹坑深寬比不宜超出1/10，超出這一控制標(biāo)準(zhǔn)會影響混凝土噴射基面的平整度，所以檢查時必須用細石混凝土將其填平，再用平整度尺和塞尺檢驗填坑后表面的平整度，確認符合噴射要求后再鋪土工布，安裝環(huán)向透水盲管，然后施作防水板。
7.2.3 土工布鋪設(shè)
利用作業(yè)臺架將土工布沿隧道內(nèi)壁展開，用尾部套有熱熔墊片（如圖1）的射釘將土工布平順地固定到隧道洞壁上，構(gòu)成防水板鋪設(shè)基層。鋪設(shè)時，要保證土工布兩幅搭接寬度至少為50mm，并且布面平順，沒有褶皺或隆起（如圖2）。墊片作為防水板固定點，應(yīng)按設(shè)計要求布置成梅花形，拱部墊片間距控制在0.5～0.8m之間，邊墻的墊片間距為0.8～1.0m。盡量在平整的基面上設(shè)置防水板和熱熔墊片的固定點，以方便焊接。
7.2.4 防水板鋪設(shè)、超聲波焊接
7.2.4.1 超聲波焊接機調(diào)試
①接通電源：電源為220V、50Hz單項電源。通電后查看指示燈是否亮起，若不亮，需要對保險管進行檢查。
②儀器調(diào)試：通電后點按面板上的紅色“測試”按鈕，查看表盤電流表，電流正常值應(yīng)該在“0.5～1”安倍之間，若不在這一區(qū)間內(nèi)，需要對頻率螺桿進行進行左右微調(diào)，調(diào)試過程中點按紅色“測試”按鈕，直至電流恢復(fù)正常，如果依然無法恢復(fù)正常，就應(yīng)該查看模具是否完好，因為模具存在裂縫或破損，也會對電流造成不良干擾。
7.2.4.2 防水板鋪設(shè)及固定點焊接
①防水板對位。防水板鋪設(shè)從一側(cè)邊墻下部向拱部、再從拱部向另一側(cè)邊墻鋪設(shè)。打開防水板包裝，將板材拉出一兩米進行對位。要確保第二幅板材與上一幅防水板搭接處寬度至少為15cm，平順，且松緊度留有一定余量（設(shè)計周長和鋪設(shè)長度按4：5比例進行預(yù)留）。
②超聲波焊接機壓焊。墻部壓焊：一手持超聲波焊接機，一手頂壓防水板，超聲波焊接機與防水板面垂直壓緊開始點焊。防水板被熔化后，在端頭壓入防水板大概0.5mm處停止點焊，單點焊接持續(xù)時間約為3s（如圖3、圖4）。施焊時應(yīng)確保防水板和墊片緊壓密貼，否則會影響點焊效果。
拱部壓焊：對拱部施焊時，先用臨時鋼筋支撐將防水板撐至噴射混凝土面，再以壓焊的方式進行焊接。
焊點數(shù)量：邊墻部位每個墊片焊3個點；拱部每個墊片焊4個點，且宜均勻布置于墊片上，以確保焊接牢固。
焊接順序控制：在確保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，從一側(cè)邊墻向拱部、再從拱部向另一側(cè)邊墻鋪設(shè)、逐排與固定點焊接。單幅超聲波焊點完成后，采用爬焊機連接兩幅防水板。
7.2.4.3 防水板搭接焊接
防水板鋪設(shè)到位后及時進行搭接焊接。搭接焊接采用自動爬行熱熔器具，要求焊縫均勻，無燒蝕、不破損。
8 勞動力組織和主要機械設(shè)備
勞動力組織和機械見表1，表2。
9 質(zhì)量控制
9.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問題
焊點不牢固、焊點焊接過量、焊點結(jié)合面不均勻。
9.2 控制措施
①焊接時，防水板與墊片之間必須密貼，增加焊接時間，增加焊接壓力。
②減少焊接時間、減輕焊接壓力。
③檢查防水板與墊片之間是否密貼。焊接時，槍頭模具應(yīng)與防水板墊片面垂直。
10 工程效果評價
防水板超聲波焊接技術(shù)的應(yīng)用，使以往防水板焊焦、焊穿的質(zhì)量通病得到了根本改善。現(xiàn)場土工布、防水板鋪設(shè)美觀、平順，可操作性和觀感質(zhì)量及經(jīng)濟性都得到大幅度提高，防水板和土工布的連接質(zhì)量達到質(zhì)的飛躍，板侖隧道通過采用新型超聲波防水板焊接技術(shù)，隧道防水板焊接效果顯著，質(zhì)量及外觀控制得到較好效果。
參考文獻：
[1]中國機械工程學(xué)會焊接分會.焊接手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1993：502-515.
關(guān)鍵詞:質(zhì)量通病,PDCA循環(huán),“米”字焊縫,技術(shù)攻關(guān)
一、工程簡介
四川廣元廣興續(xù)建工程是由貴陽鋁鎂設(shè)計研究院設(shè)計,其200KA預(yù)焙陽極鋁電解槽屬國內(nèi)中型號的預(yù)焙電解槽,是在綜合貴陽院186KA槽及國內(nèi)新開發(fā)的大型預(yù)焙槽成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計的。鋼槽殼采用小船型結(jié)構(gòu)。200KA預(yù)焙陽極鋁電解槽由搖籃式鋼槽殼、行架立柱、陽極提升機構(gòu)、密封罩、小盒夾具等部件組成,其中搖籃式鋼槽殼是本課題研究的主要對象。
鋼結(jié)構(gòu)焊接材料選用依據(jù)施工圖,檢驗執(zhí)行國標(biāo)GB5117-85,
鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭依據(jù)施工圖規(guī)定和國標(biāo)GB985-80、GB986-80
焊縫檢驗執(zhí)行國標(biāo)GB3323-82、Q/ZB74-78。
二、選題理由
1、 鋁電解槽為全焊鋼結(jié)構(gòu)件,焊接應(yīng)力大,其制作大部分采用CO2氣體保護焊,由于我們對CO2氣體保護焊的使用方法不熟練,操作不當(dāng),工人的技術(shù)水平低,焊縫外觀成型差,氣孔、咬邊、裂紋、焊瘤等缺陷普遍存在,為實現(xiàn)廣興續(xù)建工程電解槽制安創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程目標(biāo),必須確保焊接質(zhì)量。
2、 根據(jù)廣興續(xù)建工程實際情況,48臺槽只有4個月的制安時間,為保質(zhì)量工期,必須對關(guān)鍵工序、薄弱環(huán)節(jié)進行重點攻關(guān),加強管理,完善現(xiàn)場施工質(zhì)量保證體系。
三、目標(biāo)
1、修正工藝,攻克技術(shù)難關(guān),把焊接規(guī)范嚴格控制在工藝范圍內(nèi),確保焊接質(zhì)量,創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。
2、制安質(zhì)量達優(yōu)質(zhì),保證實現(xiàn)雙百率,即:合格率100%,優(yōu)質(zhì)率100%。
四、現(xiàn)狀分析
1、在施工準(zhǔn)備階段,對以往工程施工中的焊接質(zhì)量通病進行分析,主要是焊接電流過大,造成焊接區(qū)過熱,結(jié)晶粗大,產(chǎn)生脆化,造成質(zhì)量隱患,且焊縫外觀成型差,咬邊、氣孔、加渣、裂紋、焊瘤等現(xiàn)象普遍存在,對以上問題,制定了施工工序質(zhì)量保證系統(tǒng)圖(和提高焊接質(zhì)量系統(tǒng)圖。深入工程施工,跟蹤檢查,組對合格率100%,焊縫外觀檢查合格率100%。
2、針對質(zhì)量通病,又進行了因果圖分析,通過對因果圖的分析,討論認為影響焊縫外觀質(zhì)量的主要因素是:
A:焊接電流過大
B:操作者技術(shù)水平低,責(zé)任心不強
C:工藝參數(shù)不當(dāng)
D:氣體保護效果不好
通過分析,針對主要影響因素,制定對策表(表1),如下:
序號 問 題 對 策
1 焊接電流大 根據(jù)工人技術(shù)水平,通過試驗,優(yōu)選最佳電流
2 操作者技技術(shù)水平低責(zé)任心不強 開展技能培訓(xùn)和技術(shù)交流,加強思想政治工作,提高工人質(zhì)量意識
3 工藝參數(shù)不當(dāng) 通過焊接試驗和工藝評定,優(yōu)選最佳工藝參數(shù)
4 氣體保護效果不好 采取防風(fēng)措施,焊前清理干凈,氣流15-20升
表 1
3、對策實施
(1)將CO2氣保焊平角焊的焊接電流分別取150~180A,200~240A,260~280A,300~350A,350~400A五個范圍,由8人依次操作,對焊縫外觀進行檢查比較,200~240A電流效果最佳。
(2)根據(jù)工藝試驗并參照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制《焊接作業(yè)指導(dǎo)書》。
4、實施效果
對電解槽端側(cè)板焊縫外觀進行檢查(均為平角焊縫),共檢查150點,一次合格率82%,對焊縫缺陷進行調(diào)查統(tǒng)計,見表2,
序號 名 稱 數(shù) 量 百 分 比 % 累計百分比 %
1 焊瘤 11 40.7 40.7
2 咬邊 8 29.6 70.3
3 氣孔 5 18.5 88.8
4 裂紋 1 3.7 92.5
5 焊肉不夠 2 7.4 100
N
27 100
表2
通過PDCA循環(huán),焊接質(zhì)量有了明顯的提高,一次檢查合格率達到了82%,在焊接中還存在焊瘤、咬邊等缺陷,未達到預(yù)定目標(biāo)。
五、第二次循環(huán)
通過對第一次循環(huán)中遺留下的問題進行調(diào)查研究,分析原因,根據(jù)缺陷調(diào)查表畫出返工缺陷排列圖,用方法展開系統(tǒng)圖分析主要因素和次要因素,并制定對策,見(表3)
1、實施:
(1)召開焊接操作討論會,分析對策,開展思想教育,加強工人思想覺悟,進行認真全面的技術(shù)交底,分析質(zhì)量隱患造成的質(zhì)量事故和嚴重后果,樹立大家的質(zhì)量金牌意識。
(2)加強技術(shù)操作交流,進行操作培訓(xùn)。
項 目 產(chǎn) 生 原 因 要因 對 策
焊 瘤 焊槍傾角不對 電流大 焊速慢 切割熔渣未清理干凈 組對間隙大 1、專人講課糾正不正確焊接角度,各種位置焊接角度和運弧手法 。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。 2、嚴格控制切割余量和收縮余量,編制制作工藝指導(dǎo)書,提高組對質(zhì)量。 3、焊前仔細清理坡口及邊緣,設(shè)防風(fēng)棚。 4、加強質(zhì)量監(jiān)督,提高工人質(zhì)量意識,嚴格按工藝施工,禁止大電流焊接。
咬 邊 電壓大 焊絲擺動不到位 組對間隙大 施焊位置不到
氣 孔 焊前清理不徹底 環(huán)境風(fēng)大 焊槍傾角不對 送氣管泄露
裂 紋 組對間隙大 強行組對 弧坑未填滿
注: 主要因素次要因素
表3
(3)編制《電解槽制作作業(yè)指導(dǎo)書》,嚴格控制組對間隙。
(4)加強質(zhì)量跟蹤檢查,專人負責(zé)。
(5)重要焊縫由專人焊接,并打焊工鋼印。
(6)在焊接現(xiàn)場懸掛焊縫外觀檢查對照圖。
(7)獎優(yōu)罰劣,完善現(xiàn)場施工質(zhì)量保證體系。
2、效果:
(1)通過以上對策的具體實施和加強管理,對返工焊縫進行全檢,均達到設(shè)計要求和施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);另對樣槽制作組對進行檢查。見表4。
表4 組對 檢 查 調(diào) 查 表
序 號 名 稱 檢 查 點 合格點 合格率%
1 坡 口 40 40 100
2 鈍 邊 40 40 100
3 間 隙 40 40 100
4 錯 邊 40 40 100
N 合 計 160 160 100
通過表4看到組對一次合格率100%,達到優(yōu)質(zhì)。
(2)通過對制作的20臺電解槽零部件的焊接質(zhì)量進行全面跟蹤檢查,共檢測數(shù)據(jù)1240個,超差數(shù)據(jù)89,一次檢查合格率達92.82%。
(3)通過兩次PDCA循環(huán),達到預(yù)定目標(biāo),整體制作能力達到一個新水平,工人素質(zhì)有了明顯的提高,并試做成功電解槽組對一次成型工藝和一套槽殼組焊工藝,為廣 興續(xù)建工程創(chuàng)優(yōu)質(zhì)提供保證。
六、第三次循環(huán)
1、通過兩次PDCA循環(huán),焊接質(zhì)量有了明顯提高,但為保證工程制安施工優(yōu)良,總結(jié)了前段時間的工作,對第二次循環(huán)中不合格點缺陷類型進行統(tǒng)計,如下表5。
序號 名 稱 數(shù) 量 百 分 比 % 累計百分比 %
1 咬邊 41 46.07 46.07
2 焊瘤 28 31.46 77.53
3 焊縫尺寸不夠 17 19.10 96.63
4 表面裂紋 3 3.37 100
N
89 100
表5
2、通過對上表進行分析討論,造成以上缺陷的主要原因是職工的質(zhì)量意識不高,一味追求速度,個別人采用大電流快速焊,而技術(shù)又不熟練,造成咬邊、焊瘤、焊縫尺寸小,裂紋主要是收弧時弧坑未填滿,冷卻時產(chǎn)生弧坑裂紋。
3、針對以上原因,制定對策如下:
(1)開展思想教育提高工人思想意識;
(2)嚴格控制大電流焊接,一經(jīng)查出,采取嚴厲的經(jīng)濟處罰;
(3)自制角焊縫尺寸檢驗樣板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先進行自檢,然后通知質(zhì)檢員,驗收合格后方可下班。
4、效果
(1)通過對策實施和加強質(zhì)量控制,質(zhì)量意識深入人心,經(jīng)公司質(zhì)檢和檢驗評定,合格率達到了100%;
(2)工人的積極性調(diào)動起來,工作效率明顯提高,由原來的6人焊(兩個端側(cè)板/工作日)減少到5人。
七、關(guān)鍵部位和技術(shù)攻關(guān)
1、搖籃架重要焊縫攻關(guān)
根據(jù)以往施工經(jīng)驗和回訪調(diào)查,搖籃架“米”字焊縫處為重要受力焊縫,搖籃架開裂主要發(fā)生在這個部位.通過對搖籃架焊縫開裂進行了因果圖分析。
2、對策實施
該工程電解槽鋼槽殼采用小船型結(jié)構(gòu),在搖籃架角部增加了兩塊三角丁字板,結(jié)構(gòu)剛性比老式直槽好,通過對因果圖分析,工藝和管理是引起開裂的主要因素,為保證搖籃架的焊接質(zhì)量,避免質(zhì)量事故的發(fā)生,采取了以下措施:
(1)重新編制搖籃架焊接工藝;
(2)搖籃架重要焊縫處由專人焊接,并打焊工鋼印;
(3)加大檢查力度,自檢與專檢相結(jié)合;
(4)施工前進行全面細致的技術(shù)交底;
3、技術(shù)攻關(guān)
搖籃架的焊接,在以往施工中全部采用CO2氣體保護焊,熔深淺,且易產(chǎn)生“虛焊”,大電流焊接造成的“致命”缺陷比較多,為此我們擬對搖籃架“米”字焊縫處采用手弧焊,焊接層間用氣鏟和磨光機清理干凈,專人焊接。
(1)焊接工藝試驗
用同一臺焊機采用不同的電流值讓試板在自由狀態(tài)下,由多人分別施焊,試驗結(jié)果如表6,
序號 電流(A) 電壓(V) 外觀檢查 切片觀察 壓彎試驗 備注
1 A 180 20 變形小,焊縫成型美觀 完全熔合,無夾渣、氣孔、裂紋 600壓彎無撕裂 每塊試板取3樣本切片觀察,3點橫向壓彎
B 250 27 變形較大,焊縫成型一般 完全熔合,有氣孔、裂紋傾向 600壓彎輕微撕裂
C 300 32 變形大,焊縫表面不光滑,咬邊 熔合,局部氣孔,熔合區(qū)微裂紋 600壓彎嚴重撕裂
2 A 180 20 變形小,焊縫成型優(yōu)良 完全熔合,無夾渣、氣孔、裂紋 600壓彎無撕裂 每塊試板取3樣本切片觀察,3點橫向壓彎
B 250 27 變形較大,焊縫成型一般,焊瘤 完全熔合,有氣孔、裂紋傾向 600壓彎輕微撕裂
C 300 32 變形大,焊縫表面不光滑,咬邊表面縱向裂紋 熔合,局部氣孔,熔合區(qū)微裂紋 600壓彎嚴重撕裂
表6
根據(jù)實驗結(jié)果,并 參考電流經(jīng)驗公式I=Kd(《焊接工藝人員手冊》P39,)及焊接電流對氣孔的影響和焊接電流對焊縫金屬化學(xué)成分的影響(《焊接數(shù)據(jù)資料手冊》機械工業(yè)出版社),并經(jīng)多人實際操作,優(yōu)選最佳工藝參數(shù),制定焊接工藝。
(2)焊接坡口設(shè)計
搖籃架“米”字焊縫結(jié)構(gòu)如圖—5所示,其中焊縫1、2、3、4、5為主受力焊縫,裂紋擴展如上圖,件A和焊縫1接觸的地方預(yù)留減應(yīng)力孔,既可減小應(yīng)力集中,又可防止裂紋由焊縫4或5擴展至焊縫1,絕對不允許焊上該孔。工字鋼插口用氧—乙炔切割,特別注意不能傷及工字鋼腹板。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。
由圖—6(帶坡口的角焊縫強度與坡口深度的關(guān)系圖)(熔接工學(xué),佐藤邦彥等著,理工學(xué)社,1979)可見,當(dāng)P(坡口深度)>K(焊腳)且P>14mm時,角焊縫的強度明顯提高,因此焊縫1采用/！/單邊450“V”坡口,背面氣刨清根并開出坡口,既能保證焊透,又可提高焊縫強度,使搖籃架當(dāng)三角筋板因開裂而失去加固作用時仍具有一定的剛性。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。
4、實施
按以上設(shè)計經(jīng)反復(fù)試驗,優(yōu)選最佳工藝,制定搖籃架“米”字焊縫。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。
關(guān)鍵詞：波峰焊; 印制線路板; 助焊劑; 焊料; 工藝參數(shù)
Study on Process of Wave Soldering
XIANFei
（Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China）
Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.
Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters
波峰焊是將熔化的焊料，經(jīng)電動泵或電磁泵噴流成設(shè)計要求的焊料波峰，使預(yù)先裝有電子元器件的線路板通過焊料波峰，實現(xiàn)元器件焊端或引腳與線路板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊用于線路板裝聯(lián)已有20多年的歷史，現(xiàn)在已成為一種非常成熟的電子裝聯(lián)工藝技術(shù)，目前主要用于通孔插裝組件和采用混合組裝方式的表面組件的焊接。
1波峰焊工藝技術(shù)介紹
波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時，由于焊料的“遮蔽效應(yīng)”容易出現(xiàn)較嚴重的質(zhì)量問題，如漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個問題，大大減少漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷，因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設(shè)備。
雙波峰焊的結(jié)構(gòu)組成見圖1。
波峰錫過程：治具安裝噴涂助焊劑系統(tǒng)預(yù)熱一次波峰二次波峰冷卻。下面分別介紹各步內(nèi)容及作用。
1.1 治具安裝
治具安裝是指給待焊接的線路板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱形變的程度，防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保浸錫效果的穩(wěn)定。
1.2 助焊劑系統(tǒng)
助焊劑系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量的第一個環(huán)節(jié)，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去線路板和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻，盡量不產(chǎn)生堆積，否則將導(dǎo)致焊接短路或開路。
助焊劑系統(tǒng)有多種，包括噴霧式、噴流式和發(fā)泡式。目前一般使用噴霧式助焊系統(tǒng)，采用免清洗助焊劑，這是因為免清洗助焊劑中固體含量極少，不揮發(fā)物含量只有1/5~1/20。所以必須采用噴霧式助焊系統(tǒng)涂覆助焊劑，同時在焊接系統(tǒng)中加防氧化系統(tǒng)，保證在線路板上得到一層均勻細密很薄的助焊劑涂層，這樣才不會因第一個波的擦洗作用和助焊劑的揮發(fā)，造成助焊劑量不足，而導(dǎo)致焊料橋接和拉尖。
噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使其顆粒變小，再噴涂到線路板上。二是采用微細噴嘴在一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小，易于控制，噴霧高度/寬度可自動調(diào)節(jié)，是今后發(fā)展的主流。
1.3預(yù)熱系統(tǒng)
1.3.1預(yù)熱系統(tǒng)的作用
1）助焊劑中的溶劑成份在通過預(yù)熱器時，將會受熱揮發(fā)。從而避免溶劑成份在經(jīng)過液面時高溫氣化造成炸裂的現(xiàn)象發(fā)生，最終防止產(chǎn)生錫粒的品質(zhì)隱患。
2）待浸錫產(chǎn)品搭載的部品在通過預(yù)熱器時的緩慢升溫，可避免過波峰時因驟熱產(chǎn)生的物理作用造成部品損傷的情形發(fā)生。
3）預(yù)熱后的部品或端子在經(jīng)過波峰時不會因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點的焊接溫度，從而確保焊接在規(guī)定的時間內(nèi)達到溫度要求。
1.3.2預(yù)熱方法
波峰焊機中常見的預(yù)熱方法有三種：空氣對流加熱、紅外加熱器加熱以及熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱。
1.3.3預(yù)熱溫度
一般預(yù)熱溫度為130~150℃,預(yù)熱時間為1~3min。預(yù)熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接，減小焊料波峰對基板的熱沖擊，有效地解決焊接過程中線路板翹曲、分層、變形問題。
1.4焊接系統(tǒng)
焊接系統(tǒng)一般采用雙波峰。在波峰焊接時，線路板先接觸第一個波峰，然后接觸第二個波峰。第一個波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰，流速快，對組件有較高的垂直壓力，使焊料對尺寸小、貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過湍流的熔融焊料在所有方向擦洗組件表面，從而提高了焊料的潤濕性，并克服了由于元器件的復(fù)雜形狀和取向帶來的問題；同時也克服了焊料的“遮蔽效應(yīng)”湍流波向上的噴射力足以使焊劑氣體排出。因此，即使線路板上不設(shè)置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。經(jīng)過第一個波峰的產(chǎn)品,因浸錫時間短以及部品自身的散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路、錫多、焊點光潔度不正常以及焊接強度不足等不良內(nèi)容。因此,緊接著必須進行浸錫不良的修正,這個動作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩(wěn)定的二級噴流進行。這是一個“平滑”的波峰，流動速度慢，有利于形成充實的焊縫，同時也可有效地去除焊端上過量的焊料，并使所有焊接面上焊料潤濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接，獲得充實無缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。雙波峰基本原理如圖3。
1.5冷卻
浸錫后適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于增強焊點接合強度,同時,冷卻后的產(chǎn)品更利于爐后操作人員的作業(yè)。因此,浸錫后產(chǎn)品需進行冷卻處理。
2使用屏蔽模具波峰焊接工藝技術(shù)
由于傳統(tǒng)波峰焊接技術(shù)無法應(yīng)對焊接面細間距、高密度貼片元件的焊接，因此一種新方法應(yīng)運而生：使用屏蔽模具（如圖4）遮蔽貼片元件來實現(xiàn)對線路板焊接面插裝引線的波峰焊接。
2.1使用屏蔽模具波峰焊接技術(shù)的優(yōu)點
1）實現(xiàn)雙面混裝PCB波峰焊生產(chǎn)，能大幅提高雙面混裝PCB生產(chǎn)效率，避免手工焊接存在的質(zhì)量一致性差的問題。
2）減少粘貼阻焊膠的準(zhǔn)備時間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
3）產(chǎn)量相當(dāng)于傳統(tǒng)波峰焊。
2.2屏蔽模具材料
1）制作模具必須防靜電，常見材料為：鋁合金，合成石（國產(chǎn)/進口），纖維板。使用合成石時為避免波峰焊傳感器不感應(yīng)，建議不要使用黑色合成石。
2）制作模具基材厚度。根據(jù)機盤反面元件的厚度，選取5～8mm厚度的基材制作模具。
2.3模具工藝尺寸要求
1）模具的外形尺寸：模具的長與寬分別等于PCB的長與寬加上60mm的載具邊的寬度且模具寬度必須350mm，具體工藝尺寸如圖5。當(dāng)PCB寬度小于140mm時，可以考慮在一模具同時放置兩塊PCB焊接。
2）工藝邊離邊緣8mm，另外兩邊貼近邊緣地方加裝10mm寬、10mm高的電木條，以增加模具的強度，減少模具變形。
3）每個加強檔條上必須使用螺絲固定，螺絲與螺絲的間隔必需在150mm以下。
4）在模具制作完成后，需在四周且間距100mm以內(nèi)安裝壓扣 （固定PCB于模具上），且須注意以下幾點：（1）旋轉(zhuǎn)一周不碰觸到零件；（2）不影響DIP插件；（3）能將PCB穩(wěn)固于模具。
5）模具的四個角要開一個R5的倒角。
6）模具上的PCBA在過錫爐時，有些零件受錫波的沖擊會產(chǎn)生浮高，因此對一些容易浮高的零件采用壓件的方法來解決。目前主要采用的方式：（1）金屬鐵塊壓件；（2）模具上安裝壓扣壓件；（3）制作防浮高壓件治具。
3提高波峰焊接質(zhì)量的方法和措施
分別從焊接前的質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝材料及工藝參數(shù)這三個方面探討了提高波峰焊質(zhì)量的有 效方法。
3.1 焊接前對線路板質(zhì)量及元件的控制
3.1.1焊盤設(shè)計
1）在設(shè)計插件元件焊盤時，焊盤大小尺寸設(shè)計應(yīng)合適。焊盤太大，焊料鋪展面積較大，形成的焊點不飽滿，而較小的焊盤銅箔表面張力太小，形成的焊點為不浸潤焊點。孔徑與元件引線的配合間隙太大，容易虛焊，當(dāng)孔徑比引線寬0.05~0.2mm,焊盤直徑為孔徑的2~2.5倍時，是焊接比較理想的條件。
2）在設(shè)計貼片元件焊盤時，應(yīng)考慮以下幾點：
（1）為了盡量去除“陰影效應(yīng)”，SMD的焊端或引腳應(yīng)正對著錫流的方向，以利于與錫流的接觸，減少虛焊和漏焊。波峰焊時推薦采用的元件布置方向圖如圖6所示。
（2）波峰焊接不適合于細間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件焊接，也就是說在要波峰焊接的這一面盡量不要布置這類元件。
（3）較小的元件不應(yīng)排在較大元件后，以免較大元件妨礙錫流與較小元件的焊盤接觸,造成漏焊。
（4）當(dāng)采用波峰焊接SOIC等多腳元件時，應(yīng)于錫流方向最后兩個（每邊各1）焊腳處設(shè)置竊錫焊盤，防止連焊。
（5）類型相似的元件應(yīng)該以相同的方向排列在板上，使得元件的安裝、檢查和焊接更容易。例如使所有徑向電容的負極朝向板件的右面，使所有雙列直插封裝（DIP）的缺口標(biāo)記面向同一方向等等，這樣可以加快插裝的速度并更易于發(fā)現(xiàn)錯誤。如圖7所示，由于A板采用了這種方法，所以能很容易地找到反向電容器，而B板查找則需要用較多時間。實際上一個公司可以對其制造的所有線路板元件方向進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，某些板子的布局可能不一定允許這樣做，但這應(yīng)該是一個努力的方向。
3.1.2PCB平整度控制
波峰焊接對線路板的平整度要求很高，一般要求翹曲度要小于0.5mm，如果大于0.5mm要做平整處理。尤其是某些線路板厚度只有1.5mm左右，其翹曲度要求就更高，否則無法保證焊接質(zhì)量。
3.1.3妥善保存線路板及元件，盡量縮短儲存周期
在焊接中，無塵埃、油脂、氧化物的銅箔及元件引線有利于形成合格的焊點，因此線路板及元件應(yīng)保存在干燥、清潔的環(huán)境中，并且盡量縮短儲存周期。對于放置時間較長的線路板，其表面一般要做清潔處理，這樣可提高可焊性，減少虛焊和橋接，對表面有一定程度氧化的元件引腳，應(yīng)先除去其表面氧化層。
3.2生產(chǎn)工藝材料的質(zhì)量控制
在波峰焊接中，使用的生產(chǎn)工藝材料有：助焊劑和焊料，分別討論如下：
3.2.1助焊劑質(zhì)量控制
助焊劑在焊接質(zhì)量的控制上舉足輕重，其作用是：
1）除去焊接表面的氧化物；
2）防止焊接時焊料和焊接表面再氧化；
3）降低焊料的表面張力；
4）有助于熱量傳遞到焊接區(qū)。目前，波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。
選擇助焊劑時有以下要求：
1）熔點比焊料低；
2）浸潤擴散速度比熔化焊料快；
3）粘度和比重比焊料小；
4）在常溫下貯存穩(wěn)定。
3.2.2焊料的質(zhì)量控制
錫鉛焊料在高溫下（250℃）不斷氧化，使錫鍋中錫-鉛焊料含錫量不斷下降，偏離共晶點，導(dǎo)致流動性差，出現(xiàn)連焊、虛焊、焊點強度不夠等質(zhì)量問題。可采用以下幾個方法來解決這個問題：
1） 添加氧化還原劑，使已氧化的SnO還原為Sn，減小錫渣的產(chǎn)生；
2） 不斷除去浮渣；
3） 每次焊接前添加一定量的錫；
4） 采用含抗氧化磷的焊料；
5） 采用氮氣保護，讓氮氣把焊料與空氣隔絕開來，取代普通氣體，這樣就避免了浮渣的產(chǎn)生。這種方法要求對設(shè)備改型，并提供氮氣。
目前最好的方法是在氮氣保護的氛圍下使用含磷的焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工藝控制最佳。
3.3焊接過程中的工藝參數(shù)控制
焊接工藝參數(shù)對焊接表面質(zhì)量的影響比較復(fù)雜，并涉及到較多的技術(shù)范圍。
3.3.1預(yù)熱溫度的控制
預(yù)熱的作用：
1）使助焊劑中的溶劑充分發(fā)揮，以免線路板通過焊錫時，影響線路板的潤濕和焊點的形成；
2）使線路板在焊接前達到一定溫度，以免受到熱沖擊產(chǎn)生翹曲變形。一般預(yù)熱溫度控制在180~210℃，預(yù)熱時間1~3分鐘。
3.3.2焊接軌道傾角
軌道傾角對焊接效果的影響較為明顯，特別是在焊接高密度SMT器件時更是如此。當(dāng)傾角太小時，較易出現(xiàn)橋接，特別是焊接中，SMT器件的“遮蔽區(qū)”更易出現(xiàn)橋接；而傾角過大，雖然有利于橋接的消除，但焊點吃錫量太小，容易產(chǎn)生虛焊。軌道傾角應(yīng)控制在5°~8°之間。
3.3.3波峰高度
波峰的高度會因焊接工作時間的推移而有一些變化，應(yīng)在焊接過程中進行適當(dāng)?shù)男拚员ＷC在理想波峰高度進行焊接，以壓錫深度為PCB厚度的1/2~1/3為準(zhǔn)。
3.3.4焊接溫度
焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的一個重要的工藝參數(shù)。焊接溫度過低時，焊料的擴展率、潤濕性能變差，使焊盤或元器件焊端由于不能充分的潤濕，從而產(chǎn)生虛焊、拉尖、橋接等缺陷；焊接溫度過高時，則加速了焊盤、元器件引腳及焊料的氧化，易產(chǎn)生虛焊。焊接溫度應(yīng)控制在250+5℃。
4常見焊接缺陷及排除方法
影響焊接質(zhì)量的因素是很多的，表1列出的是一些常見缺陷及排除方法，以供參考。
波峰焊接是一項很精細的工作，影響焊接質(zhì)量的因素也很多，還需要我們更深一步地研究，以期提高波峰焊的焊接質(zhì)量。
參考文獻
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一、焊前檢查
焊接前的準(zhǔn)備工作主要從人員的配置，機械裝置，焊接材料，焊接方法，焊接環(huán)境，焊接過程的檢驗這六個方面進行控制。
（1）焊工資格審查
人員的配置主要從焊工資格檢查這方面進行控制。主要檢查焊工資格證書是否在有效期內(nèi)，所具有的焊接資格證書工種是否與實際從事的工種相適應(yīng)。
（2）焊接設(shè)備檢查
焊接設(shè)備檢查主要包括以下幾個方面：焊接設(shè)備的型號，電源極性是否與焊接工藝相吻合，焊接過程中所用到的焊炬，電纜，氣管，以及其他焊接輔助設(shè)備，安全防護設(shè)備等是否準(zhǔn)備齊全。
（3）原材料檢查
焊接材料的質(zhì)量對焊接質(zhì)量有著重要的影響。焊接材料的檢查主要包括對焊接母材，焊條，焊劑，保護氣體，電極等進行質(zhì)量控制。檢查這些原材料是否與合格證和國家標(biāo)準(zhǔn)相符合，檢查期包裝是否有損壞，質(zhì)量是否過期等。
（4）焊接方法檢查
常用的焊接方法有電弧焊，（其中電弧焊包括焊條電弧焊，埋弧焊，鎢極氣體保護焊等），電阻焊，釬焊等。焊接方法是直接影響焊接質(zhì)量的重要因素，根據(jù)焊接工藝要求選擇合適的焊接方法是保證焊接質(zhì)量的重要手段。
（5）焊接環(huán)境檢查
焊接環(huán)境對焊接質(zhì)量的影響也不容小視，焊接場所可能會遭遇環(huán)境溫度，濕度，風(fēng)雨等不利因素。檢查是否采取必要的防護措施。出現(xiàn)下列情況必須停止焊接作業(yè)：采用電弧焊焊接工件時，風(fēng)速≥8m/s；氣體保護焊焊接時風(fēng)速不大于2m/s；相對濕度不超過90%；采用低氫焊條電弧焊時風(fēng)速不大于5m/s；下雨或下雪。
（6）焊接過程檢查
為了保證焊接能夠正確按照焊接工藝指導(dǎo)書的焊接參數(shù)進行焊接，經(jīng)常需要增加焊接過程的質(zhì)量檢查程序。焊接過程質(zhì)量檢查通常由專職或兼職質(zhì)量檢驗員進行，從焊接準(zhǔn)備工作開始，對人員配備，焊接設(shè)備，焊接材料，焊接環(huán)境，焊接方法，等各方面進行檢查、監(jiān)控。
二、焊接過程中檢查
（1）焊接缺陷
尤其是采用多層焊焊接時，檢查每層焊縫間是否存在裂紋，氣孔，夾渣等缺陷，是否及時處理缺陷。
（2）焊接工藝
焊接過程是否嚴格按照焊接工藝指導(dǎo)書的要求進行操作，包括對焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范、焊接變形及溫度控制等方面進行檢查。
（3）焊接設(shè)備
在焊接過程中，焊接設(shè)備必須運行正常，例如焊接過程中的冷卻裝置，送絲機構(gòu)等。
三、焊后質(zhì)量檢查
（1）外觀檢查
包含以下幾個方面：1、對焊縫表面咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等檢查，這些缺陷采用肉眼或低倍放大鏡就可以觀察。2、尺寸缺陷檢查，例如焊縫余高、焊瘤、凹陷、錯口等，需采用焊接檢驗尺進行測量。3、焊件變形量檢查。
（2）致密性試驗檢查
常用的致密性試驗檢驗方法有液體盛裝試漏、氣密性實驗、氨氣試驗、煤油試漏、氦氣試驗、真空箱試驗。1、液體盛裝試漏試驗主要用于檢查非承壓容器、管道、設(shè)備。2、氣密性試驗原理是：在密閉容器內(nèi)，利用遠低于容器工作壓力的壓縮空氣，在焊縫外側(cè)涂上肥皂水，當(dāng)通入壓縮空氣時，由于容器內(nèi)外存在壓力差，肥皂水處會有氣泡出現(xiàn)。
（3）強度試驗檢查
強度試驗檢查分為液壓強度試驗和氣壓強度試驗兩種，其中液壓強度試驗常以水為介質(zhì)進行，對試驗壓力也有一定的要求，通常試驗壓力為設(shè)計壓力的1.25～1.5倍。
四、無損檢測
常用的射線無損檢測方法有：
1、射線探傷檢驗方法。射線探傷法的主要原理是利用射線源發(fā)出的射線穿透焊縫，在膠片上感光，焊縫的缺陷的影像便顯示出來。
2、超聲波探傷檢驗方法。超聲波探傷與射線探傷相比較，具有一定優(yōu)勢，例如，靈敏度高、成本低、周期短、效率高等，最主要對人體無傷害。但是超聲波探傷檢驗方法也存在一定缺陷，例如顯示缺線不夠直觀，對探傷人員的技術(shù)和經(jīng)驗要求比較高。
3、滲透探傷檢驗方法。滲透探傷法的主要檢驗原理是借助顏料或熒光粉滲透液涂敷在被檢焊縫表面，使其滲透到開口缺陷中，清理掉多余滲透液，干燥后施加顯色劑，從而觀察缺陷痕跡。
【關(guān)鍵詞】Super 304H;HR3C; 超超臨界機組;焊接
1.引言
國內(nèi)目前在建的超超臨界機組中HR3C和Super 304H兩種鋼材逐漸被大量使用，對應(yīng)這兩種鋼材的焊接材料國內(nèi)外都已研發(fā)并應(yīng)用，關(guān)于單純的這兩種鋼材的焊接工藝研究和實踐也已經(jīng)在很多單位開展，但對于這兩種鋼材對接的焊接工藝應(yīng)用目前尚不是很多。我公司承建的某工程超超臨界機組為全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。3#鍋爐末級再熱器共有Super 304H與HR3C對接焊口656只（見表1）。為了滿足工程需要，我們分別采用Thermanit 617和YT-HR3C兩種焊絲進行了Super 304H、HR3C異種鋼對接工藝評定，并在過程中對這兩種工藝進行了比對、研究，確定了最終工藝方案。結(jié)合對施工數(shù)據(jù)的分析和過程管理的總結(jié)提出了相應(yīng)的控制要點。
表1 某工程2×660MW鍋爐末級再熱器HR3C與Super 304H對接情況
項目名稱 材質(zhì) 規(guī)格 數(shù)量
末級再熱器出口過渡段焊接 Super 304H/HR3C Φ57×4.5/57×4 656
2.母材與焊材的特點
Super 304H和HR3C均屬于細晶粒奧氏體耐熱不銹鋼。關(guān)于他們的特性和焊接性能很多文獻當(dāng)中已經(jīng)有非常詳細的論述，這里不再詳細展開，兩種鋼材化學(xué)成分見表2;本次工程中使用的Thermanit 617和YT-HR3C兩種焊絲的化學(xué)成分見表3。
表2 化學(xué)成分（%）
成分 C Mn Si Cr Cu N Ni Al B Nb S P
Super 304H min 0.07 ― ― 17.0 2.5 0.05 7.50 0.003 0.001 0.30 ― ―
max 0.13 1.0 0.30 19.0 3.5 0.12 10.5 0.030 0.010 0.60 0.01 0.04
HR3C min 0.04 ― ― 24.0 ― 0.15 17.0 ― ― 0.20 ― ―
max 0.10 2.0 0.75 26.0 ― 0.35 23.0 ― ― 0.40 0.03 0.03
表3 焊絲化學(xué)成分
C Mn Si Cr Cu N Ni Al Mo Nb+Ta Fe Ti Co
YT-HR3C 0.05 1.42 0.29 27.12 2.99 0.28 19.89 0.03 0.91 0.44 ― ―
Thermanit 617 0.06
從鋼材和焊材的化學(xué)成分表里面可以看出， YT-HR3C的化學(xué)成分和HR3C母材的化學(xué)成分大部分元素基本相似，但也有一些不同，如HR3C母材中不含Cu而焊材YT-HR3C中含有2.99%的Cu，而且兩種焊材中均加入了Mo（YT-HR3C含有0.91%、Thermanit 617含有8.70%）。同時，與母材和YT-HR3C相比，ERNiCrCoMo-1屬于鎳基合金焊材，除了含有10.8%的Co以外，Ni的含量達到了54.9%。
根據(jù)相關(guān)文獻的介紹，有關(guān)化學(xué)成分的加入考慮了以下因素[3]：
Ni：Ni屬于奧氏體穩(wěn)定元素，能降低奧氏體化溫度，對焊縫的回火溫度有較大影響，并提高鋼的韌性;
Co：適量的加入Co可有效替代Ni的作用而使焊縫金屬獲得穩(wěn)定的室溫沖擊韌性，并可提高基蠕變強度;
Mo：Mo的加入，有利于形成碳化物，使焊縫具有高溫穩(wěn)定性，并提高焊縫的高溫強度;
Cu：Cu屬于微量元素，在YT-HR3C中加了2.99%，其主要作用在于在奧氏體鋼中形成強化項，提高抗腐蝕性能，但Cu容易與S發(fā)生化學(xué)反映，生成CuS或者Cu2S，這兩種化合物穩(wěn)定存在，妨礙鈍化膜的延續(xù)性和完整性，應(yīng)控制Cu的含量。
3.焊接工藝評定情況
3.1 工藝評定結(jié)果
我們根據(jù)DL/T 868和相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求分別采用Thermanit 617和YT-HR3C兩種焊絲進行了Super 304H、HR3C異種鋼對接手工鎢極氬弧焊方法的焊接工藝評定，兩種工藝評定的試驗結(jié)果均符合相關(guān)規(guī)程的要求。根據(jù)工藝評定結(jié)果所得出的焊接工藝參數(shù)見表4。
表4 焊接工藝評定所確定的參數(shù)
焊材 評定報告編號 焊接方法 規(guī)格 焊接位置 坡口形式 對口間隙 焊接電流（A） 焊接電壓（V） 焊接速度（Min）
YT-HR3C 2013-R-03 WS Φ42×7 5G V 2-3 80-95 10-12 50-70
Thermanit 617 2012-R-05 WS Φ42×8 5G V 2-3 80-105 10-12 45-70
3.2 工藝評定的焊接過程對比
從工藝評定過程來看，兩種焊材在焊接過程中焊道收弧處都會形成一層薄膜，須采用機械方法對接頭位置進行打磨，以確保焊道之間更好的熔合。YT-HR3C焊絲熔池比較清晰，易于觀察;Thermanit 617焊絲在每次熔池結(jié)晶后焊縫表面的金屬氧化物雜質(zhì)比較多，打磨量也比較大，另外ERNiCrCoMo-1焊絲容易出現(xiàn)未熔合，尤其是打底封口位置，焊絲熔化后的流動性也較差，不易帶動，操作難度稍大。
根據(jù)上述比對最終確定現(xiàn)場采用YT-HR3C工藝進行工程實體施工。
4.工程施工中的控制要點及解決措施
4.1 工程施工情況
工程實體中656只焊口均為5G位置，一側(cè)為管屏，一側(cè)為異形散管。施工中采用單人施焊。按照施工合同要求所有焊口進行100%RT+100%PT進行無損檢測。共計產(chǎn)生不合格焊口12只，具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表5。
4.2 主要缺陷產(chǎn)生的原因分析
通過統(tǒng)計可以看出此類接頭在焊接過程中產(chǎn)生的最主要缺陷為未熔合，其次為內(nèi)凹，另外還有少許其他缺陷。缺陷產(chǎn)生的主要位置為8-1區(qū)（正平焊打底收口位置）。結(jié)合現(xiàn)場實際施工的情況來看，我們認為這些缺陷產(chǎn)生的主要原因有以下幾個方面。
表5 不合格焊口數(shù)據(jù)統(tǒng)計
按缺陷類別劃分 未熔合 內(nèi)凹 氣孔 生絲 缺陷總數(shù)
7 3 1 1 12
按缺陷位置劃分 8-1區(qū) 2-3區(qū) 4-5區(qū) 6-7區(qū) 缺陷總數(shù)
10 0 1 1 12
4.2.1 內(nèi)充氬保護措施不當(dāng)?shù)挠绊憽＿@是導(dǎo)致未熔合和內(nèi)凹缺陷產(chǎn)生的一個主要原因。根據(jù)施工缺陷產(chǎn)生后的分析和焊工個人回憶的比對，在采用水溶紙制作內(nèi)充氬保護氣室時如果處理不當(dāng)會導(dǎo)致兩個不良后果：一方面氣室空間內(nèi)氣體溫度升高導(dǎo)致焊接層間溫度不宜控制，這是導(dǎo)致打底收口接頭未熔合的主要原因;另一方面氣室過于緊密導(dǎo)致打底收口時氣室內(nèi)部氣壓偏高使熔池受到向外頂?shù)膲毫Γ@將有可能導(dǎo)致內(nèi)凹的缺陷產(chǎn)生。此種缺陷的典型特征為焊縫內(nèi)表面出現(xiàn)的圓形“肚臍狀”凹坑。
4.2.2 空氣濕度對焊縫接頭質(zhì)量影響較大。通過現(xiàn)場施工實踐總結(jié)我們得出使用YT-HR3C焊絲對Super 304H/HR3C異種鋼接頭進行焊接時，空氣濕度對焊縫接頭質(zhì)量有明顯的干擾，當(dāng)空氣濕度達到一定水平時甚至可能出現(xiàn)鐵水與母材無法熔合的現(xiàn)象。
4.2.3 層間溫度控制不嚴格。奧氏體不銹鋼焊接過程對于焊縫層間溫度的控制要求非常嚴格，在現(xiàn)場施工過程中經(jīng)常容易出現(xiàn)的狀況是作業(yè)人員急于將施工任務(wù)盡快完成而忽略了工藝要求，在同一個焊接接頭上連續(xù)不間斷的作業(yè)，從而導(dǎo)致層間溫度過高，焊縫金屬表面氧化嚴重，再加上層間清理不夠徹底，就極容易導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生。現(xiàn)場對口間隙控制在2～3mm之間，在封口處間隙會因產(chǎn)生的軸向收縮而變小，導(dǎo)致熔池與兩側(cè)母材不能很好地熔合。另外，兩側(cè)母材壁厚也有偏差，間隙過小容易產(chǎn)生未熔合缺陷，間隙過大在仰焊位置容易產(chǎn)生內(nèi)凹缺陷。
4.2.4 層間清理不徹底。在此種焊接接頭中無論是焊材還是母材合金含量都非常高，易氧化，如果在收弧時氬氣保護稍有不到位就會在表面形成一層氧化膜，而這種氧化膜又是比較難于去除的，所以如果層間清理不到位很容易導(dǎo)致焊道接頭處的未熔合缺陷產(chǎn)生。
4.2.5 焊工施工經(jīng)驗不足，打底層焊道封口時電流過小。打底封口時，熔池與兩側(cè)焊縫的熔合需要較大的熱能量，電流過小會導(dǎo)致接頭區(qū)域熱輸入較低，導(dǎo)致未熔合，當(dāng)兩側(cè)焊縫接頭過厚時，現(xiàn)場尤為明顯。
4.3 施工過程的控制重點和缺陷預(yù)防措施
通過對施工過程的總結(jié)和典型缺陷產(chǎn)生的原因分析，我們提出以下施工控制重點和缺陷預(yù)防措施。
4.3.1 注意充氬氣室的制作和內(nèi)充氬保護氬氣流量的控制。施工中采用焊接水溶紙進行氣室制作，打底封口前保持散管內(nèi)的氬氣流動1-2min，確保焊縫附近的氣體得到置換，封口時將散管端管打開1/4缺口，保證氬氣的正常流通。
4.3.2 加強施工過程控制，注意工藝細節(jié)。對口前對壁厚一側(cè)管件進行打磨，減小兩側(cè)母材偏差，對口間隙控制在3mm。適當(dāng)加大打底封口電流，根據(jù)個人情況，比其他位置焊接電流增加10-15A。打底封口前將兩側(cè)焊縫機械打磨成斜坡狀，使得熔池與焊縫有效熔合，為保證質(zhì)量，所有接頭前都對焊縫進行打磨。控制好施焊的層間溫度，以100℃以內(nèi)為宜。
4.3.3 注意對焊工的培訓(xùn)和選拔，重視技術(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，無損檢測要及時以便于跟蹤焊工個人質(zhì)量波動，及時調(diào)整。
5.結(jié)論
（1）從工藝評定和實驗結(jié)果來看，采用YT-HR3C和Thermanit 617焊絲進行HR3C和Super 304H對接焊接均是可行的，對接接頭在力學(xué)性能等方面均能滿足相關(guān)技術(shù)要求。
（2）YT-HR3C焊絲在用于HR3C和Super 304H對接上的可操作性要優(yōu)于Thermanit 617焊絲。
（3）要保證HR3C和Super 304H不銹鋼焊接焊縫工藝質(zhì)量，需要從施工各個環(huán)節(jié)嚴格把握，現(xiàn)場施工中最容易出現(xiàn)的缺陷是未熔合和內(nèi)凹，尤其在打底焊道收口部位，其中內(nèi)充氬保護的效果與缺陷產(chǎn)生的關(guān)系明顯。
參考文獻
[1]楊富，章應(yīng)霖，任永寧，等.新型耐熱鋼焊接[M].北京：中國電力出版社，2007.
