時間：2022-06-23 22:03:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇焊接工藝論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1焊接變形原因
焊接的熱過程是導致殘余應力和塑性應變的根源。在焊接過程中,焊接熱過程對焊接質量和焊接效率的影響,主要來自以下幾個方面的深層次原因:(1)在焊接件上,熔池的形狀和尺寸直接影響焊接質量,而熔池大小與尺寸作用到焊接件上的熱量分布和大小息息相關;(2)焊接的熱過程包含加熱和冷卻兩個過程,這兩個過程中的加熱和冷卻參數會直接影響熔池的相變過程,對金屬的凝固產生重要的影響,對熱影響區的金屬組織產生一定的破壞;(3)焊接中的熱過程直接決定熱量的輸入過程和熱量的傳遞效率,這直接導致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的熱過程如果不均勻,會對金屬構件各部分產生不同的熱響應,導致出現不同的應力,產生應力形變。從以上理論探討,我們可知在金屬構件焊接過程中出現變形,主要是由于焊接熱源是處于局部加熱,使得鋁合金構件上的熱量分布存在差異,在構件與母材之間的焊縫區域附近熱量吸收的較多,引起周圍鋁合金材料和母材都出現一定程度的受熱膨脹,而遠離焊縫區域的鋁合金材料和母材材料由于吸收到的熱量相對較少,發生的體積膨脹相對較小甚至不發生體積膨脹,使得焊縫區域的體積膨脹過程受到一定的抑制,導致焊接過程中,焊接構件和母材之間出現瞬間的熱變形,但是當鋁合金構件在焊接過程中產生的內應力超過了自身材料的彈性極限后,會出現一定的塑性應變,當焊接過程結束之后,焊接件又逐步冷卻而產生殘余變形。
1.2焊接變形分類
從機械領域考慮整個焊接過程,可以將焊接過程中出現的變形分為瞬間變形和殘余變形。其中,焊接過程瞬間熱變形分為三種,依次是面內位移、面外位移和相變組織形變。焊后殘余變形分為面內變形和面外變形兩大類,面內變形又分為焊縫縱向收縮、焊縫橫向收縮、回轉變形;面外變形又分為角變形、彎曲變形、扭曲變形。
1.3鋁合金的焊接性能分析
熟悉化學原理的人都清楚,各種鋁合金的化學成分并不一致,導致不同鋁合金的物理性能和化學性能存在一定的差異,但是,由相關研究試驗并結合以上的焊接熱理論和焊接應力應變理論分析可知,鋁合金的焊接性能主要與鋁合金中的含鋁量和含鎂量有關。隨著含鎂量的增高,鋁合金強度增高,焊接性能改善;但是,當含鎂量超過7%的極限值之后,鋁合金容易出現應力集中,降低焊接性能。但是,鋁合金與其他金屬相比,由于在空氣中或者是進行焊接時,比較容易與氧反應被氧化,生產的氧化鋁薄膜由于熔點高,在焊接時會阻礙焊接過程;焊接過程中,在接頭內容以出現一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要進行表面處理后盡快進行焊接。此外,由于鋁合金的其他物理化學性能如熱導率、比熱等比鋼大,在焊接時容易造成較多的焊接熱量的流失,因此,在焊接時需要采用高度集中的熱源進行焊接,才能有效提升焊接質量,降低應力形變的出現。
1.4鋁合金構件焊接變形控制措施
從上述對鋁合金構件焊接性能和焊接熱過程的分析,對于鋁合金構件在焊接過程中出現的瞬間變形和焊接結束后出現的殘余變形,需要采取一定的控制措施,減少變形甚至是消除變形,促進鋁合金構件在裝備整體結構中發揮應用的作用。在鋁合金構件設計階段結合整體裝備,做好其結構設計并采取優質的焊接技術,能夠顯著減小焊接變形量。為此,我們可以從兩個階段進行鋁合金焊接變形量的控制。一個階段是設計階段,另一個是制造階段。在設計階段,主要遵循如下幾個原則即可實現在設計過程做好對鋁合金焊接變形的有效控制:首先是要對焊接的工藝進行有效的設計與選擇,一般在這個過程中,遵循的原則就是盡量選擇那些實踐反饋效果好應用成熟的焊接工藝;其次,對于焊接過程中,鋁合金構件和主體裝備結構之間焊接縫隙的尺寸、形狀、布局以及位置都應進行有效的設計,盡量通過好的焊縫設計鋁合金構件在主體結構上的位置,控制好焊縫的布局和位置,然后減少焊縫的數量,選擇最優的焊縫尺寸,實現對焊接結束之后可能出現的殘余形變;最后,在設計過程中,需要做好一系列的仿真實驗和小比例模型的模擬實驗,在實驗檢驗的基礎之上,確定最終的設計方案,以便正確指導鋁合金的焊接,減小甚至防止鋁合金構件的焊接變形。在制造階段對鋁合金構件焊接變形的控制,主要是指焊接準備過程、焊接過程和焊接結束之后的過程中進行控制。首先,在焊接準備過程中,需要對焊接工藝設計到的參數進行詳細的熟記,并對相關的理論知識做到熟記于心。另外,在焊接準備過程中,需要預先對焊接構件進行一定的拉伸然后再采取剛性固定措施進行組裝拼接,做好這些準備工作是控制變形的前提;其次,在焊接過程中,除了要嚴格按照設計的焊接工藝進行焊接之外,還應按照優秀的焊接工藝實現對瞬時變形的控制,例如,采取那些能量密度高的熱源,對焊接過程中的焊接受熱面積進行技術控制;最后,在焊接結束之后,應加強對鋁合金構件焊接水平的檢測,一旦發現存在著殘余變形,及時采取加熱矯正或者是利用機械外力作用進行矯正,達到對變形量的減小。
2鋁合金構件焊接工藝優化
對于鋁合金構件在焊接過程中出現的焊接變形,可采取多種手段進行。如在結構設計階段,可通過相關的應力形變實驗,分析應力出現的大小,結合設計的允許值,調節焊縫的尺寸,盡量降低焊縫的數量,對焊接后出現的殘余變形進行控制;在焊接過程中,采取一定的反變形或者是剛性固定組裝的方法在焊前進行預防;焊接結束之后,為了減小已經出現的殘余變形,可以采取加熱矯正或者是利用機械外力進行矯正的方法。當然,最為有效的方法還是在相關變形研究理論的基礎之上,結合焊接試驗,對焊接工藝進行一定的優化,結合實際的鋁合金構件進行參數的設定,科學控制鋁合金構件的焊接應力變形,最終生產出符合設計要求的產品。對于鋁合金構件的焊接,在焊接過程中,焊絲直徑、成分和表面質量關系到焊縫金屬及熱影響區的力學性能,尤其是焊接變形。因此,選取合理的焊絲直徑,選擇表面質量上等和化學成分達標的焊絲就是優化焊接工藝的主要步驟之一。在通常的情況下,為了保證焊接的質量,主要選擇焊絲直徑大的焊絲。不過,由于焊絲直徑選擇太大,對于薄板鋁合金構件的焊接并不利。因此,在現有實踐的基礎之上,對于焊絲直徑的選擇一般是隨著鋁合金構件厚度的增加而逐步增加。此外,在進行平焊時,焊絲直徑應相對選大一點;立焊或橫仰焊時,則選擇較小直徑的焊絲。焊接電源作為焊接過程中的主要能量來源,為了使焊接質量達標,在選擇電源種類與極性時,需要選取那些既能夠滿足焊接工藝需求,又能夠符合用戶物質、經濟和技術等條件的電源。
一般,由于直流電源的電弧具有較好的穩定性、焊接質量優和飛濺少等特點,在鋁合金構件的焊接時是作為首選的。選擇直流反接電源進行焊接,能夠借助焊件金屬為負極的電弧產生的陰極霧化效果,對鋁合金構件表面致密的氧化鋁薄膜產生快速熔化,而且在焊接過程中,能夠避免產生大量的焊渣和污染性氣體,不僅方便了焊工對反應熔池的觀察,及時調整焊接的速度和角度,而且還能對焊工的職業健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的鋁合金薄板構件時,一般主要采用直流反接電源進行焊接。對焊接工藝進行優化,目的就是為了使鋁合金構件焊接的質量和焊接形變在允許的范圍之內。由以上對鋁合金焊接熱過程和變形理論的分析和探討之后,我們發現選擇適宜的焊接電流,是優化焊接的重要考慮方向。在焊接過程中,焊接電流是指流經焊接回路的電流,這個電流的大小對焊接生產效率和焊接質量有著直接的影響。一般為了提高焊接生產效率,在質量保證前提下,選擇盡可能大的焊接電流,以達到提高焊接效率的目的。不過,由于電流過大,引起熱量輸入過大和較大的電弧力存在而導致的焊縫熔深和余高增大,而且還會使熱影響區的晶粒變得粗大,出現應力集中區,使接頭的強度和承載能力下降。同時,由于電流鍋小,電弧燃燒不充分不穩定,容易形成氣孔和夾渣等焊接缺陷,使得焊接接頭的沖擊韌性降低,不利于焊接質量的提升,因此,在焊接電流選擇上,還是需要通過實踐選取適宜的電流。由于電弧長短對焊接質量也有顯著影響,而電弧電壓決定電弧長短,因此,在焊接時,依據焊接試驗,需要控制好電弧電壓,產生適宜長度的電弧長度進行焊接。例如,對于6mm厚度的鋁合金板材進行焊接時,焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過實驗論證,焊接接頭強度可以達到良好的效果。由焊接熱過程分析得到,在鋁合金構件焊接過程中,為了實現對焊接變形量的控制與減小,一般應采用能量密度高的焊接熱源,同時,對焊接速度進行優化,保證焊接速度既不會過快也不會過慢。例如,從相關實踐表明,對于6mm厚度的鋁合金板材進行焊接時,焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過此實驗論證,焊接接頭強度可以達到良好的效果。
3總結
1.1選擇適合的焊接材料及焊接設備。以鋼板厚度1mm，角鐵∠30×3，材質為Q135的風管為例。選擇焊絲型號ER50-6規格準0.8、準1.0、準1.1三種；CO1氣體；二氧化碳焊機型號HB400-04；半自動切割機型號CG1-30。
1.2制訂1mm薄板鋼板的自動焊焊接方案；研制出合格的焊接工藝評定。①加工薄板鋼板試件。Q135厚度1mm鋼板加工成600×100mm試件；∠30×3角鐵加工成600mm試件。②焊接薄板鋼板試件。將半自動CO1氣體保護焊槍固定在半自動切割機上，調試二氧化碳焊機、半自動切割機；使用牌號為ER50-6，直徑分別為準0.8、準1.0、準1.1三種規格的焊絲進行施焊試驗，確定合適的焊接參數見表1。③焊接工藝措施。1）焊接時焊接位置采用平角焊（橫焊），焊槍調整角度為45°施焊。1）引弧前首先按焊槍上的控制開關，點動送出一段焊絲，焊絲伸出長度小為11-15mm，超長部分應剪去。若焊絲端部出現球狀時，必須先剪去，否則引弧困難。3）引弧時，將焊機置于自鎖狀態，再將焊槍放在引弧處，保持45°傾角和噴嘴高度，然后按焊槍上的控制開關，焊機自動提前送氣，延時接通電源，保持高電壓、慢送絲，當焊絲碰撞工件短路后，自動引燃電弧。4）引燃電弧后，焊接過程中，焊工應根據熔池的形狀、飛濺的大小、電弧的穩定性和焊縫成形的好壞，判斷焊接工藝參數是否合適。若焊接過程中，熔池平穩，飛濺較小，電弧穩定。同時，可觀察到周期性的短路，聽到均勻的周期性的啪啪聲，而且焊縫成形較好，說明參數合適。否則應調整焊接工藝參數。5）收弧時，先停車后斷弧保證填滿弧坑，應讓焊槍在弧坑處停留幾秒鐘，以保證熔池凝固時得到可靠的保護。
1.3對焊接試件進行加工取樣。對分別采用三種規格焊絲施焊的焊接試件進行焊縫外觀檢查、無損檢測、宏觀金相檢驗等，試驗及合格標準執行GB118，根據試驗數據出具焊接試驗報告。
1.4對分析結果進行匯總，確定焊接工藝的可行性。對三組焊接試驗數據進行綜合，分析焊縫外觀記錄、焊縫縫表面無損檢測記錄及焊縫金相試驗報告，最后確定可行焊接工藝
二、培訓CO1氣體保護自動焊焊工
依據優化的焊接工藝，對施工現場風管焊接的施焊焊工進行培訓，使其能熟練掌握本項操作技能，保證焊接質量。
三、薄板風管自動焊焊接工藝在產品中試用的操作要點
①施焊時技術措施：焊接時焊槍為不擺動；噴嘴直徑準10mm；焊絲伸出長度11-15mm：熔滴過渡形式為短路過渡。②施工現場每個施焊工位要有防風措施，以保證CO1保護氣體的穩定。③為防止焊槍導電嘴和噴嘴粘著飛濺物，焊前應在導電嘴和氣體噴嘴表面涂以硅油或其它防飛濺劑。④焊前檢查焊接電源，送絲機、控制器、指示儀表和焊槍等是否正常。如出現異常現象，應及時通知有關部門檢修，以保證焊接過程的穩定性。
四、薄板風管自動焊焊接工藝的優點
薄板風管自動焊焊接工藝相對于傳統的薄板風管手工焊接而言，具有以下優點：①解決焊接時極易出現燒穿、變形等焊接缺陷，有利于對進度、質量控制。②變手工操作為自動施工，減輕勞動強度，提高工效。③節約焊接材料，減少焊接接頭焊材消耗，從而節省施工費用。④隨著焊接線能量減小，焊接變形量也減小，使薄板風管施工過程中受力均勻，提高安裝精度。⑤施工不受場地限制，操作簡單，方法實用。⑥與傳統風管制造相比，采用薄板風管自動焊焊接工藝風管的生產效率提高了1倍。
五、總結
（1）工藝方案
搖臂殼體已精加工完畢，殼體的壁厚僅為70mm。如果直接在煤壁側殼體上堆焊耐磨層，因焊接面積太大，焊接熱量和應力釋放將使搖臂殼體各軸承孔變形，因此決定在搖臂裝配后進行焊接，以控制焊接變形，并采用耐磨板塞焊的工藝進行處理。具體工藝：用一塊厚10mm材料為16Mn的鋼板，按圖紙要求將軸孔和外形尺寸切割好，各軸孔單邊留10mm間隙，并將塞焊的孔鉆好，板上按要求堆焊耐磨層，然后在裝配好的搖臂殼體上進行塞焊，同時在耐磨層鋼板的周邊進行焊接，并在加工好的軸孔周邊進行點焊。此工藝雖然避開了搖臂因加工后進行大量焊接而引起的變形，但是卻存在很多問題。
（2）焊接后存在的問題
裝配好的搖臂在焊接耐磨板時，由于耐磨板的翹曲變形，導致耐磨板和煤壁側大平面不能貼合無法焊接。以至于在焊接時，對耐磨板翹曲部分進行不斷的敲擊使焊接部位貼合，工作量大而且很難保證焊接的質量，同時由于不斷的敲擊沖力，對搖臂裝配精度也有很大的影響，再加之在點焊軸孔端周邊時，雖然焊接量比較少，但是對搖臂軸孔端的軸承影響很大，更容易誘導軸承在加載時的噪音和抱死燒毀的發生，而且點焊和塞焊的效果在實際的使用過程中效果并不好，因為在截割煤的生產過程中，大量原煤的沖擊和摩擦，導致點焊部位和塞焊部位過早開裂，使耐磨板剝落，防護時間有限。
2改進后的工藝方案
由于用戶要求在后續的搖臂生產中新增焊接耐磨層，因此決定對耐磨層的焊接工藝進行改進，避免在精加工后焊接耐磨層。精加工后焊接耐磨層不但在實施和使用過程中都存在諸多問題，同時也與一般加工工藝理論相背離，因此要求將耐磨層的焊接放在精加工之前完成。
（1）耐磨層焊條性能及要求
DELCROME90為高鉻鑄鐵合金堆焊材料，由于碳含量和合金元素高，具有鐵基合金中最優良的耐磨性，堆焊層不宜進行切削加工。注意事項：①堆焊前焊條須經250℃左右烘焙1h；②可不予熱施焊，但堆焊層會出現橫向裂紋，用預熱540℃和焊后緩冷措施可使焊層橫向裂紋縮小到最小程度；③對于較大剛性的高碳鋼和合金鋼工件堆焊宜采用一定的預熱和焊后去應力熱處理。
（2）搖臂殼體的加工工藝流程及分析
搖臂殼體的加工工藝流程：劃線－粗加工－焊水道蓋板－去應力熱處理－半精加工－精加工。如果放在半精加工后焊接，會因焊接殼體壁厚太薄（70mm）而變形，同時焊接后的應力釋放又會引起精加工后軸孔的變形，因此放在半精加工之后不合理。同時從焊接耐磨層的焊條DELCROME90的性能和要求可以看出，耐磨層焊接的應力集中及熱變形非常大，焊接后應進行去應力退火，這和搖臂的加工工藝流程中焊接水道后進行去應力熱處理相吻合，因此將耐磨層的焊接添加到粗加工后的焊接水道蓋板工序，是最合理的。但是搖臂煤壁側大平面作為軸孔的加工測量基準及A、B面加工的安裝基準如圖2所示，如果按圖紙設計要求焊接耐磨層，焊接后搖臂殼體在半精加工和精加工時，就失去了測量和安裝基準，如果做其它的輔助基準也將給測量帶來很大困難且不準確，因此需要對粗加工后的耐磨層焊接工藝進行探索和研究。
（3）工藝方案的制定
從上述的工藝分析可以看出，耐磨層焊接放在粗加工后的問題主要有2個方面：側面加工基準和軸孔測量基準。首先對于側面加工基準的解決，結合搖臂殼體加工圖紙和焊接耐磨層的尺寸要求進行計算對比，發現搖臂在焊接耐磨層后，端面兩端還有100mm和80mm寬的平面，即C、D面可以作為側面A、B面加工基準，其次是軸孔的測量基準，考慮到測量基準的統一性，因此考慮在焊接時沿中心線留出40mm寬的平面做為軸孔的測量基準，同時根據現場的使用情況進行分析，留出的40mm寬平面，并不影響耐磨層的防護功效，因此，評定此方案可行。
3工藝方案的優化
為了保證焊接耐磨層尺寸準確及外形美觀，制作了如圖3所示的劃線樣板，在一個5mm厚的鋼板上，按焊接耐磨層的尺寸進行切割，各孔邊留出5mm的間隙，并將不需要加工的部位留出來，焊接前按樣板進行劃線，按劃線范圍進行焊接，保證了焊接質量，同時也給加工帶來了便利，避免了因焊接超過加工尺寸，加工時損傷刀具。
4改進后的效果
關鍵詞：Hastelloy C-276；鎳基合金；焊接性；焊接工藝評定
1 概述
21世紀以來，隨著我國航天、能源、化工、核電、環保等各個領域的飛速發展，對耐腐蝕材料需求量逐年增多[1]。自20世紀60年代Hastelloy C-276合金被美國漢斯公司研發出后，以其優異的抗腐蝕性能（可耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽、中低溫鹽酸等）及焊后無需進行固溶處理的加工特性，廣泛應用于各種苛刻腐蝕工況[2]，如石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環保等工業等領域。國內對于該合金焊接特性研究起步較晚，為了充分掌握并優化Hastelloy C-276材料的焊接性能，故對該材料焊接性進行深入分析，結合實際焊接工藝試驗，最終提出合理焊接工藝參數，為該材料的應用提供可靠保障。
2 組織結構
Hastelloy C-276為Ni-Cr-Mo系鎳基合金，其化學成分和力學性能見表1。其中Ni、Cr、Mo元素使其在氧化性和還原性介質中均具有較好的耐腐蝕性能，W元素的添加進一步提高材料抗局部腐蝕的能力，較低的Si、C元素含量保證了焊接熱影響區的耐腐蝕性能，面心立方晶格結構形成的奧氏體組織賦予該合金良好的塑韌性。
3 焊接性
Hastelloy C-276因使用過程中更注重耐腐蝕性，故不像碳鋼或不銹鋼材料那樣要求熔敷金屬強度等于或高于母材，而是以腐蝕性能為出發點，要使焊縫金屬與母材具有相當或優異的防腐蝕能力。
3.1 液態焊縫金屬流動性差
鎳基合金焊縫金屬不像普通鋼材質焊縫金屬那樣容易潤濕展開。即使增大焊接電流也不能改進焊縫金屬的流動性，反而易引起有害作用。焊接電流過大不僅使熔池過熱，增大熱裂紋敏感性，晶粒粗大降低耐腐蝕性，還會引起焊縫金屬中的脫氧劑蒸發，產生氣孔。要獲得良好的焊縫質量，需要采用擺動焊工藝，但這種擺動是小擺動，擺動距離不超過焊絲直徑的三倍。
3.2 焊縫金屬熔深淺
焊接過程中，鎳基合金固有特性決定了其熔深較淺，單純靠調整焊接參數不能解決這個問題。根據反復試驗克服熔深淺的方法是修改傳統的坡口形式，坡口角度在65°～70°，焊縫間隙大約在2mm～3.5mm，鈍邊大約在0.5mm～1mm。從而保證有效的焊縫熔深。
3.3 焊接熱裂紋
鎳基耐蝕合金具有較高的熱裂紋敏感性。熱裂紋分為結晶裂紋、液化裂紋和高溫失塑裂紋。結晶裂紋易發生在焊縫弧坑處形成火口裂紋[3]。結晶裂紋多半沿焊縫中心縱向開裂。液化裂紋多出現于緊靠熔合線的熱影響區中，還可能出現在多層焊的前焊縫中。高溫失塑裂紋既可能產生于熱影響區中，也可能存在于焊縫中。各種熱裂紋有可能單一，也有可能伴生出現，使得焊縫質量可控性變差。
3.4 易于發生敏化現象
Hastelloy C-276合金在650～1090℃熱穩定性較差，長時間時效處理后，會在晶界析出碳化物或伴生金屬間化合物μ相（Co2Mo6），在焊縫中的鑄造組織形成元素偏析，產生敏化現象，熔點較高的Mo、W元素凝固較早，焊縫熔敷金屬中的合金元素濃度梯度分布不均勻，使其抗晶間腐蝕性能下降。因此該合金熱加工溫度范圍1200℃～950℃，冷卻方式為水淬或在760℃～540℃之間盡量快速冷卻，以防止產生焊縫腐蝕。
4 焊接工藝評定
4.1 焊接方法
鎢極氬弧焊已廣泛用于鎳基合金的焊接[4]，特別適用于薄板、小截面、接頭不能進行背面焊的封底焊以及不允許有殘留熔渣的結構件。
4.2 保護氣體
推薦使用氬氣或氦氣，與氬氣相比用氦氣保護有如下特點：（1）氦氣熱導率大，向熔池熱輸入也比較大；（2）有助于清除或減少焊縫中的氣孔；（3）焊接速度比用氬氣時提高40%；（4）氦氣成本約是氬氣的25倍。
4.3 焊材
鎳基合金焊絲成分大多與母材相當，但焊絲中一般多加入一些合金元素以補償某些元素的燒損，同時可抵消焊縫熔敷金屬凝固所產生的偏析。依據ASME第二卷材料C篇SFA-5.14《鎳和鎳合金光填充絲和焊絲標準》Hastelloy C-276選用ERNiCrMo-4牌號的φ2.4mm焊絲，其化學成份見表2。
4.4 坡口加工
焊接坡口應采用機械方法冷加工成型，以保證母材組織無變化，加工表面的形狀、尺寸和光潔度應滿足焊接要求，不應有分層、折疊、裂紋、撕裂等缺陷，坡口形式如圖1所示。
4.5 焊接清理與焊接保護
焊前對坡口及其兩側50mm范圍的母材表面進行修磨去除氧化皮，使用丙酮或乙醇對坡口及焊絲表面擦洗，清除油脂、水分等污染物。為保證焊縫得到充分的保護，用δ1mm銅板制作專用的保護拖罩，對焊縫正反面進行保護。
4.6 焊接工藝試驗
試件規格：δ8mm×125mm×400mm板材，焊接位置采用平焊；焊接前焊縫不預熱，采用高頻起弧，過程中控制層間溫度≤100℃，同時注意焊槍角度，控制熔池大小，保證氬氣均勻保護熔池減少氧化。鎳基材料熔池流動性不佳，所以焊接時需增加擺動，擺幅不易過大，兩邊應稍作停頓，確保焊縫熔合區質量，焊接工藝參數見表3。
4.7 焊縫檢驗
焊接完畢后，依據NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》及ASTM G28A法對試件進行無損檢測、力學性能試驗、腐蝕率檢驗。
4.7.1 無損檢測
對焊接試件按照JB/T4730.2-2005進行100%RT檢測，未發現未熔合、裂紋等缺陷；焊縫表面未見氣孔、焊瘤、凹陷、咬邊等缺陷。
4.7.2 力學性能試驗
依據NB/T47014-2011規定取拉伸、彎曲試樣，分別按照GB/T228、GB/T2653規定的試驗方法進行試驗，結果見表4。
4.7.3 腐蝕率
分別對焊縫及母材按照ASTM G28方法A進行腐蝕率測定，焊縫腐蝕率略高于母材，其結果見表5。
5 結束語
Hastelloy C-276合金以其優異的抗均勻腐蝕、局部侵蝕、晶間腐蝕能力和易于的加工性，在各行各業廣泛應用。文章對該材料組織結構及焊接性進行深入分析，結合實際焊接工藝評定試驗，最終提出合理焊接工藝參數以及焊接過程中的操作技巧和操作要點，通過力學性能試驗和腐蝕率試驗，結果表明，制定的焊接工藝方案對于Hastelloy C-276合金同種金屬之間的焊接是可行的，焊縫各項性能得到保證，為鎳基耐腐蝕合金的焊接提供參考。
參考文獻
[1]劉士博.Hastelloy C-276與316L激光異質焊接機理與工藝研究[D].大連理工大學，2013.
[2]邢卓.Hastelloy C系列合金綜述[J].化工設備與管道，2007，44（02）：51-58.
[3]周生華.鎳基合金C-276的焊接工藝[C]//.華東地區第九屆焊接技術交流會論文，2009：85-89.
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
前言 近幾年國內外石油工程的基本建設項目越來越多，對焊接技術的要求也越來越高，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；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情況來看，所選用的大多是組合焊接技術[1]，該項技術能充分發揮不同焊接技術的優勢，提高焊接質量和工程的使用壽命。
1 焊接設備 焊接設備制造廠家較多，其使用性能差別較大，近幾年來從事石油工程建設施工企業使用的焊接設備，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，有的設備還具有氬弧焊功能。常用的焊接設備主要有：國外生產的有林肯、米勒焊機，國內生產的有川焊、熊谷、奧太、時代、運達等廠家的焊接設備。
2 金屬材料與焊接材料
2.1 金屬材料 石油工程建設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、銅合金材料及復合材料等。 在石油工程建設中選用的金屬材料其強度、硬度、塑性、韌性等項技術指標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，在施工中根據設計要求，通過調整焊接工藝方案，選擇不同的焊接技術都能滿足施工技術要求。
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 目前施工企業使用的焊條以國內生產的為主，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 目前施工企業使用的焊條以國外生產的為主，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 目前施工企業使用的焊絲國內外生產的都有，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 焊接技術組合方案 根據近幾年石油工程集輸管網、長輸管道、場站建設、壓力容器、城市天然氣管網建設的情況來看，為了確保工程實體的焊接質量，施工單位根據設計單位的要求，在單面焊雙面成型焊接技術的應用上，根焊+填充蓋面焊采用組合焊接技術可以有效的保證工程實體的焊接質量。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：高含硫的鎳基復合材料在基層、過度層、復層所選用的焊接材料是有區別的，采用的焊接工藝也不盡相同，和不銹鋼復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量的要求都是一樣的，焊工如果掌握某一項焊接技術較容易，要同時掌握幾項焊接技術難度是比較大的，可以根據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。 不同的焊接技術其焊接工藝參數是有差異的，推薦幾種不同的組合焊接工藝參數，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
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
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
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
5.1 人才的選拔 一流的石油工程建設施工企業，對優秀技能人才的培養特別是焊接技能人才的培養非常必要的，該類技能型人才的技術水平高低對企業的興衰起著十分重要的作用。在復合型焊接技能人才選拔和培養問題上，企業有關部門可優先考慮已掌握了某一項焊接技術的焊工，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、各方面素質較高的焊工。聘請名師組織集中脫產學習，強化技能培訓，經嚴格考核后方可持證上崗。
5.2 人才的培養 對于一個現代化的石油工程建設施工企業來說，如果沒有一大批優秀的復合型焊接技能人才，要想創造輝煌的業績是非常困難的。就現有國內石油石化施工企業的現狀來看，我們應著重思考以下幾個問題：
5.2.1 目前各施工企業都有為數不少的焊接技能人才，他們當中大多數技能單一，雖然對某一項焊接技術掌握的很好，但遇到工藝復雜或調整焊接技術方案時，很難發揮技術優勢。造成人力資源的浪費和施工、管理成本的增加，如果人力資源的調配不當會影響工程的焊接質量、進度及工期。
5.2.2 對復合型焊接技能人才的培養應根據企業的實際情況，結合所擔負的工程施工項目和技術要求建立焊接技能人才庫，有選擇地進行培養、使用和科學合理的儲備掌握若干項焊接技能的復合型人才。
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的動態管理，以適應石油工程建設施工市場的變化。
5.2.4 有條件的企業應對復合型焊接技能人才進行分期、分批封閉式強化培養，培養課時可視具體情況作出合理的安排。并按國家有關標準進行嚴格考核。
6 結束語 隨著科學技術的發展，有關部門對石油工程建設項目的質量要求會越來越高，施工企業采用組合焊接技術能充分發揮不同焊接技術的優勢，確保工程的焊接質量和進度。
對于一個優秀的復合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多種不同的焊接技術是施工企業非常需要的，所發揮的作用比單一型焊工大幾倍，在激烈的石油工程建設市場競爭中，如果能有計劃地培養、使用復合型焊接技能人才，充分發揮復合型焊接技能人才的優勢，定能為施工企業創造良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技術在我國管道建設中的應用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
關鍵詞：二氧化碳；焊接技術；盾構機
中圖分類號：TV547.6文獻標識碼： A 文章編號：
1、盾構機概況
深圳地鐵五號線5301標城軌分公司擁有5臺盾構機，本次講述其中一臺S-346盾構機的調出前所進行的盾構機吊耳焊接工藝。S-346盾構機盾體外徑為6280mm，盾體長度為12075mm(由刀盤至螺旋機尾部),總裝機重量約為500t(含后續拖車)。S-346盾構機掘進施工貫通后到達前海灣站作盾構吊出井,出洞段豎井平面尺寸為8.5m×9m,深度為35m。
2、主要起吊部件尺寸和重量(見表1)
表1 主要起吊部件尺寸和重量數據一覽表
3、重要吊耳的焊接部位示意圖如下：
吊耳準備 盾體重要部件起吊用的吊耳共14個。吊耳采用16Mn熱軋厚鋼板氣割制成。焊接位置及尺寸見圖1。針對于此次吊耳焊接質量要求高，技術難度大的特點，我們特別制訂了專項焊接工藝。由于吊耳厚80mm,屬于中厚板，作為一種高效節能的焊接方法，同焊條電弧焊、氬弧焊接方法相比較，二氧化碳保護焊母材熔深大，焊絲熔化速度快，電弧可見性好，生產率高(焊接速度一般大于30m／h)，成本較低，操作簡單。因此我們選用二氧化碳氣體保護焊進行焊接，通過控制工藝參數及焊接工序，清除焊接變形、氣孔等缺陷，提高焊縫一次成功率100%。
4、 二氧化碳氣體保護焊焊接吊耳工藝
4.1 母材選用:16Mn鋼。化學成分：C:0.12-0.20(%) Mn:1.2-1.6(%) Si:0.2-0.6(%) P:≤0.05(%) S:≤0.05(%).由此看來,焊接性能良好，一般情況下不會產生冷裂紋.
4.2 設備選用：奧太NBC一500機型。
4.3焊材選用：
4.4焊接接頭形式：T型接頭
4.5焊接工藝參數：焊接電壓：31V～34。焊接電流：240A～250A。氣體流量：1 8～20L／min
4.6 工藝流程：
焊工應取得相應的合格證書,才能從事作業。
,焊接設備要求參數穩定,調節靈活.焊絲選用JQ.YJ501-1直徑1.2mm藥芯焊絲。
露天作業在下列任一情況不得施焊,a雨雪天.b風速大于5級.c相對濕度大于90%。
焊前準備:板材對接坡口加工采用半自動氣割與機械加工均可,但氣割后需打磨平整,對全焊透焊逢坡口應磨出金屬光澤,坡口兩側50mm范圍應無毛刺.水份.進行組對前,應對焊逢中心線兩側兩倍于鋼板厚度外加30mm區域內進行超聲波無損探傷,發現缺陷應重新取段。焊接前進行預熱,預熱溫度100-150℃.要求預熱的焊件為多層多道焊時,應保證層間溫度不低于預熱最低溫度.
焊接過程：a全熔透焊逢, 焊背面焊縫前,應采用碳弧氣刨清根,用打磨機修磨刨槽,除去熔渣及滲碳層,碳弧氣刨應在預熱前進行b.多層多道焊,必需把層間熔渣和飛濺清理干凈再焊下一層,層間接頭應錯開30mm以上. C坡口打底焊不能燒太厚, 應小于5mm,平焊3mm,立焊/橫焊/仰焊在4mm, d當焊寬大于15.5mm時應采用多道錯層焊工藝,長焊縫宜用分段退焊法并注意預留反變形.
焊后熱處理：（1）焊后消氫處理。是指在焊接完成以后，焊縫尚未冷卻至100℃以下時 ，進行的低溫熱處理。一般規范為加熱到200~350℃，保溫2-6小時。
（2）消應力熱處理。常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，另一種方法是局部高溫回火。由于受場地限制，我們采取此種方法消除應力。即只對焊縫及其附近區域進行加熱，然后緩慢冷卻，降低焊接應力的峰值，使應力分布比較平緩，起到部分消除焊接應力的目的。
7、焊縫檢驗：（1）、超聲波探傷。（2）磁粉檢驗。
將上述工藝方法應用于盾構機吊耳的焊接工程中，經超聲波探傷、磁粉檢驗，焊縫合格率100％ ，外形美觀，變形小．無返修記錄。
焊接后經過探傷檢測的吊耳外觀圖
5、總結
關鍵詞：鋼 焊接工藝 焊接變形 方法
一、低合金高強度鋼
低合金高強度鋼是鋼鐵產品中最富有特色和最具有競爭力的鋼種。具有良好的可焊性、耐蝕性、耐磨性、成形性，通常以板、帶、型、管等鋼材形式直接供用戶使用的結構鋼稱為低合金高強鋼。它是在普通碳素結構鋼基礎上，通過合金化提高強度，并改善使用性能而發展起來的工程結構用鋼。它的主要特點是含碳量低，晶粒細小，屈服強度高，塑性好，并具有優良的低溫韌性、耐蝕性、耐磨性、冷加工性和焊接性。因此低合金高強度鋼廣泛應用于建筑、橋梁、車輛、船舶、壓力容器、海上采油平臺、石油管線等各種工程結構中，取得了顯著的經濟效益和社會效益。
二、低合金高強鋼焊接工藝
低合金高強鋼焊接所面臨的問題一是防止裂紋。二是在保證高強度要求的同時，提高焊縫金屬及焊接熱影響區的沖擊韌性。焊接熱影響區（特別是粗晶區）有產生冷裂紋和韌性下降的傾向，對焊后不進行熱處理的焊件，必須嚴格控制焊接區的擴散氫含量以及選擇合適的焊接方法和焊接工藝參數。特別是隨著焊接線能量的提高，傳統低合金高強鋼的焊接熱影響區性能惡化，易產生焊接冷裂紋問題，給大型鋼結構的制造帶來困難。
低合金高強鋼常用的焊接方法主要有手工電弧焊、埋弧自動焊、混合氣體保護焊等。在確定焊接方法時，必須考慮母材的強度等級、使用性能、施工難易及經濟性。從生產實際出發，所選擇的焊接方法必須保證焊接產品的質量優良可靠，生產率高，生產費用低。能獲得較好的經濟效益。比較容易實現焊接過程的半自動或自動化。通常，對于對強度等級較低的焊接件各種方法都可采用，對于批量大、焊縫尺寸長的焊接件，采用埋弧自動焊優于其他焊接方法。
低合金高強鋼焊接時，選擇和制定合理的焊接工藝及規范是十分重要的。應嚴格限制焊接線能量，控制焊接熱影響區冷卻時間不能過長，避免在過低的冷卻速度下粗晶區出現上貝氏體。同時焊接時不宜采用大直徑的焊條或焊絲，應盡量采用多層多道焊工藝，使焊縫金屬有較好的韌性，并減小焊接變形。
鋼結構具有結構性能良好、建設工期短、綠色、環保等優點，所以在工業與民用建筑中廣泛應用。焊接對鋼結構來說是一把雙刃劍，它成就了鋼結構建設的高速度，但是鋼結構在焊接時產生的變形問題，也會極大地影響鋼結構的施工質量。鋼結構在焊接過程中出現變形是不可避免的，但可以通過合理的施工措施來予以控制。
三、預防和減少焊接變形的方法
① 放樣和下料措施
為了補償施焊后焊縫的線性收縮，梁、桁架等受彎構件放樣時要起拱，放樣下料時要留出收縮余量。收縮量與很多因素有關，實際生產時要依靠工藝試驗來確定。放拼裝臺時要放出收縮量，一般受彎構件長度不大于 24m時放 5mm，長度大于 24m時放 8mm。
② 裝配和焊接順序
鋼結構制作拼裝的平臺應具備標準的水平面，平臺的鋼度應保證構件在自重壓力下，不失穩、不下沉，以保證構件的平直。小型結構可一次裝配，用定位焊固定后，以合適的焊接順序一次完成。如截面對稱的構件，裝配焊接順序是先整體裝配后焊接，焊接時應采用對角焊接法的順序以平衡變形，同時應采用翻轉架或轉動胎具，以便形成船形位置焊縫，否則可由兩個或四個焊工分別采用平焊和仰焊，由中間向兩端焊接。大型鋼結構如大型桁架，盡可能先用小件組焊，再總體裝配和焊接。桁架和屋架端部的基座、屋架的天窗架支承板應預先拼焊成部件，以矯正后再拼裝到屋架和桁架上。屋架和桁架的焊接順序是：先焊上、下弦連接板外側焊縫，后焊上、下弦連接板內側焊縫，再焊接連板與腹桿焊縫，最后焊腹桿、上弦、下弦之間的墊板。桁架一面全部焊完后翻轉，進行另一面焊接，其焊接順序相同。手工焊時，應采用四個焊工同時從上、下弦中間向兩端對稱焊接。拼裝時，為防止構件在拼裝過程中產生過大的應力和變形，應使不同型號零件的規格或形狀符合規定的尺寸和樣板要求，同時在拼裝時不宜采用較大的外力強制組對，以防構件焊后產生過大的拘束應力而發生變形。構件組裝時，為使焊接接頭均勻受熱以消除應力和減少變形，應做到對接間隙、坡口角度、搭接長度和T形貼角連接的尺寸正確，其形式、尺寸應符合設計和焊接規范要求。
③焊接工藝措施
焊接施工時，應選擇合適的焊接電流、速度、方向、順序，以減少變形。焊接金屬構件時，應先焊短，后焊長；先焊立，后焊平；先焊對接縫，再焊搭接縫，應從中間到兩邊，從里到外焊接。集中的焊縫應采用跳焊法，長焊縫采用分段退步焊和對稱焊接法。
④反變形法
拼裝時，根據工藝試驗和施工經驗，使構件向焊接變形相反方向作適量的預變形，以控制焊接變形。這種方法需要預先進行試驗，根據焊縫的設計要求，調整好焊接規范，選用材質和規格相同的鋼板預先做一個試件進行焊接，使焊縫形式、焊角高度符合設計要求，焊完冷卻到環境溫度后測量翼板的變形量，把所測量的數值作為壓制反變形的參數，壓力機在翼板中心線上壓出變形量的數值，使翼板的兩端預先呈上翹狀態，抵消焊接變形量，焊后正好持平。采用這種方法需要一臺相應噸位的液壓壓力機。
⑤剛性固定法
焊接時在平臺上或在重疊的構件上設置夾具固定構件，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，但這種方法只適應塑性較好的低碳結構鋼和低合金結構鋼，不適應中碳鋼和可焊性更差的鋼材，因為焊接應力常使焊件產生裂紋。
參考文獻：
[1]汪建華.焊接變形和殘余應力預測理論與計算-發展及應用前景[C].上海：第三屆計算機在焊接中的應用技術交流會論文集，2000：13-19.
[2]崔蘭，霍立興，等.熱處理對摩擦焊接頭組織與性能的影響[J].機械強度， 1998，20（2）：145-152.
【關鍵詞】高層鋼框架結構；施工工藝；焊接變形
1引言
高層結構的行業標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》雖然已經頒布，但在我國，真正意義上的純鋼結構高層建筑采用的仍較少，普遍采用的是鋼框架-混凝土核心筒結構，雖然其具有造價低、用鋼省等優點，但其應用范圍和技術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、規格和質量水平上和發達國家還有較大差距。在高層鋼框架結構施工領域，技術水平高、管理能力強的建筑企業很少，鋼框架結構施工成套技術尚處于完善階段。為此，有必要加強對高層框架結構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點。
2高層鋼框架結構施工工藝及其變形分析
2.1 鋼框架結構施工特點分析
鋼框架結構施工技術，主要包括鋼柱、鋼梁、樓梯的吊裝、測量校正、連接、壓型鋼板的鋪設等工序，但在鋼結構施工的同時往往要穿插土建、機電等部分的施工。鋼框架結構的施工必須要與土建等其它單位進行密切配合，做到統籌兼顧，才能高效、高質地完成施工任務。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。在高層鋼框架結構安裝中，由于體型大，誤差積累將非常顯著，柱子或其它構件微小的偏移會造成上部很大的變位，極大地改變結構的受力，影響設計效果，甚至產生工程事故。
2.1.2 鋼框架結構安裝中，由于鋼材熱脹冷縮現象突出，天氣、溫度等條件影響大，溫度變化會對安裝精度產生較大影響。特別是在鋼構件連接中，焊接和螺栓連接受天氣、溫度影響更大。在焊接技術規程中規定，自然條件不能滿足焊接環境要求時，要采取人工措施給焊接創造條件，比如焊條的預熱、鋼板的預熱加溫等。
2.1.3 鋼結構安裝對起重、運輸等機械的性能要求高。由于鋼構件重量大、體型大，高層鋼框架結構安裝中高空作業多，對吊裝過程中的技術要求高，吊裝中不同工況條件下的施工荷載必須同其自身設計承載力相吻合，鋼構件在運輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中，要按事先模擬設計的條件進行。
2.1.4 由于鋼材的特點，決定了鋼框架結構要求防腐、防火嚴格。
2.1.5 高層鋼框架結構安裝工程量大，構件多，現場往往必須設置臨時堆放場地及相應的中轉堆場才能滿足安裝需要。
2.2 鋼框架焊接變形分析
2.2.1 鋼結構變形類型
鋼結構變形類型，可分為總體變形和局部變形兩類。總體變形是指整個結構的外形和尺寸發生變化，局部變形是指結構構件在局部區域出現變形。二者可能單獨出現，但更多地是組合出現。它們都會影響結構的諸多方面，如外觀、剛度和穩定性等，降低承載力，危及結構安全。
2.2.2 鋼結構變形原因
鋼材的初始變形；加工制作中的變形；運輸及安裝過程中產生的變形；使用過程中產生的變形等。
2.2.3 變形控制方法
傳統的經驗方法是制定合理的吊裝、焊接方案等，如采用先內而外的吊裝順序、對稱焊接等，在測量控制上預留變形等，這種籠統地控制方法在一定條件下可以取得較好的效果，但遇到復雜、多變的條件，效果有限。
焊接變形是高層鋼結構框架變形的主要構成因素，但相關的論文分析也多以靜態、局部的分析為主，如針對于某個焊接面或焊接構件的分析，針對建筑鋼框架結構焊接變形的整體分析方法尚未出現。
3 高層鋼框架結構焊接施工工藝及其變形矯正探討
3.1 焊接變形原因分析
鋼結構具有結構性能良好、建設工期短、綠色、環保等優點，所以在工業與民用建筑中廣泛應用。焊接對鋼結構來說是一把雙刃劍，它成就了鋼結構建設的高速度，但是鋼結構在焊接時產生的變形問題，也會極大地影響鋼結構的施工質量。鋼結構在焊接過程中出現變形是不可避免的，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構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，從而在焊接接頭區產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雜變形的根本原因。
3.1.1 結構剛度
剛度就是結構抵抗拉伸和彎曲變形的能力，它主要取決于結構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 焊縫位置和數量
在鋼結構剛性不大時，焊縫在結構中對稱布置，施焊程序合理，則只產生線性縮短；當焊縫布置不對稱時，則還會產生彎曲變形；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，則只產生線性縮短；當焊縫截面重心偏離接頭截面重心時，則還會產生角變形。
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%，層數越多焊接變形也越大；斷續焊縫比連續焊縫的收縮量小；對接焊縫的橫向收縮比縱向收縮大2倍～4倍；焊接次序不當或未先焊好分部構件，然后總拼裝焊接，都易產生較大的焊接變形。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。焊接金屬構件時，應先焊短，后焊長；先焊立，后焊平；先焊對接縫，再焊搭接縫，應從中間到兩邊，從里到外焊接。集中的焊縫應采用跳焊法，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件變形。矯正時，將構件變形部位放在兩支撐之間，對準構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，從而產生變形，構件被局部加熱后，依靠加熱區的膨脹與收縮差，使構件按照預定的方向發生變形，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件上設置夾具固定構件，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，但這種方法只適應塑性較好的低碳結構鋼和低合金結構鋼，不適應中碳鋼和可焊性更差的鋼材，因為焊接應力常使焊件產生裂紋。
4 結語
高層鋼框架結構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構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構的施工工藝水平具有較好的理論指導時間。
參考文獻：
[1]日本.渡邊幫夫等著.鋼結構設計與施工[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.
一、關于零部件制造設備新技術應用
目前汽車廠設備關于汽車零部件制造的技術應用形式較多，包括塑料件漆膜粘結、負荷陶瓷制動盤、鎂合金等等。就塑料件漆膜粘結新工藝技術來看，其技術應用原理并不是將尤其噴撒到零件表面上，而是運用化學形式通過注塑成型機進行漆膜粘貼，現階段關于該技術工藝開發與研究較多，其中以克萊斯勒公司為典型代表。在設備技術應用過程中，通過塑料件漆膜粘接能夠大大控制零件制造的成本投入，例如在汽車廠設備配備中投入五臺左右注塑成型機，汽車漆膜項目就能夠順利開展，而節省下的成本投入在數千萬左右。另外，近幾年關于鎂合金在汽車廠設備制造中的應用也越來越多。應用鎂自身優勢，能夠通過熱轉換進行生產，除此之外也可以通過電解工藝技術進行生產。應該鎂合金進行汽車零件生產其生產成本較高，且耐久性有待進一步提升。但將鎂合金由于汽車制造中的傳動系零部件及儀表板生產零部件，能夠有效提升汽車零件質量及整體性能。就現階段的應用及研況來看，鎂合金更傾向于應用在鎂制缸蓋及變速器外殼上，這種技術應用目前以歐美國家為主，通過實踐技術應用逐漸實現技術普及。盡管鎂壓鑄件使用規模有限，但這種應用技術是目前較多汽車廠生產制造加大關注與研發的新技術形式。
二、汽車廠關于車身技術應用
1.計算機模擬技術
現階段各國汽車制造企業已經將金屬板料形成過程數值模擬作為汽車零部件設計中的一個標準工具，通過這種數值模擬形式能夠有效控制次品率、廢品率，并提升沖壓質量，這對汽車制造企業來講能夠大大降低汽車制造成本。目前在汽車廠設備應用中主要采用模塊化沖壓技術、特種成型技術等等。通過采用代用控制功能模塊式沖壓的壓力機設備，以及帶材矯正機進行系統運行，在運行過程中完成沖模橫向位移，并進行帶材進給定位功能操作。該系統應用可編程沖壓，所以系統能夠柔性的滿足生產需要，在帶材上完成不同汽車零件生產。通過設備串聯式加工，能夠對工件進行兩面沖壓加工，最大限度提升設備工藝水平及生產效率。另外，應充分明確應用這種設備技術能夠將沖壓加工系統柔性與生產效能統一。
2.亞毫米沖壓技術
亞毫米沖壓主要是指將車身沖壓件精度控制在0-1.0mm范圍。該沖壓技術應用對精度要求較高，要保證沖壓件尺寸能夠精準的控制在亞毫米范圍，并嚴格控制其敏捷度，要有效減少30%以上沖壓時間，并對模具設計與制造時間、工裝準備時間進行有效控制，縮短整體車型制造時間。
三、車身焊接設備及工藝技術分析
隨著科技水平提升，車身制造工藝也在這個過程中獲得發展，從租出拼接技術到激光復合焊接工藝，經歷了技術的創新與研發。
1、激光復合焊接功能以
其主要是一種通過借助激光焊接工藝，并同時利用兩種焊接技術在焊接區的一種方法。這項技術具有幾點優勢特點：焊接過程中的電弧高穩定性以及大熔深；焊接焊縫具有較強韌性；無焊縫背面下垂情況；同時也具有較好的經濟性。
2、實例分析
采取激光復合焊接工藝過程中，主要借助的是MIG復合焊接技術，同時因為此項技術需要與MIG釬焊之間相融合，最終有效克服技術缺陷，能夠產生良好電弧穩定性。焊后焊縫熔寬將會可以充分達到設計需要，焊縫表面所具有的光滑程度以及良好可塑性，通常而言，并不需要PVC涂層，則能夠利用裸表面完成應用。但是焊縫屬于連續性密封焊縫，為此，可以極大程度上提升汽車車身的剛性以及密封性。
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【關鍵詞】鈦合金 鋼管 焊接技術
1 概述
鈦合金具有很多優良的性能，低密度、高的比強度、導熱系數小 、硬度高，無毒、無磁性，另外具有耐熱、耐蝕性及斷裂韌性等性能，在航空、航天、等領域有著很大的應用。2012年，“天宮一號”航天飛船勝利遨游太空；“蛟龍”號深水探測器成功下潛超越7000m，這兩個重大的科技項目，在很多關鍵區域都使用了鈦合金以及焊接技術。隨著鈦合金的應用的廣泛，應用工礦的更加復雜化，鈦合金的焊接問題也變成更加重要，本論對就鈦合金與鋼管焊接問題做了詳細的分析，并對目前的焊接技術做了詳細的論述。
2 鈦合金與鋼管的焊接問題分析
鈦合金與鋼管之間的焊接性主要取決于它們二者的差異以及它們在冶金學上的相容性，目前鈦合金和鋼管焊接的主要問題有以下二點：
（1）鈦合金和鋼管在焊接過程中形成較大的內應力，并且無法清除。主要原因是鈦合金和鋼管的線膨脹系數差異很大，在焊接冷熱過程中變形程度不同引起的。
（2）鈦和鐵二種金屬的互溶度很小，一般在焊接過程中都會會形成硬脆的金屬間化合物，主要是TiFe。它形成的原理是，焊接時鈦與鐵之間相互擴散，一定時間鐵在鈦中的過飽和，從而生成TiFe。另外，鈦同與鋼管中的碳元素生成TiC，其次鈦還容易與鋼管中的鉻、鎳、鐵形成金屬間化合物，脆化增大。
所以，對鈦合金與鋼管成功實現可連接，并且接頭的性能要比較優秀的話，就必須針對工況選擇不同的焊接方法和焊接工藝來實現。其目的還是為了降低接頭內應力而導致材料形成脆性相。目前對于鈦合金與鋼管的焊接，也有很多學者進行了研究，已形成了具有釬焊、爆炸焊、擴散焊、激光焊等多種方法的一套系統。每種固體的工藝都有固有的特點，一種工藝不能滿足所有構件的工程實際要求。本論文綜述了目前常用的各種鈦合金與鋼管的焊接技術，為我們在實際的工況的選擇做一定的參考。
3 鈦合金與鋼管焊接技術的現狀
根據鈦合金和鋼管的特點，早期采用埋弧焊配鹽基焊劑焊，效果極差。隨著焊接設備技術的進步及多年焊接技術的研究，一些新的焊接方法的運用，使得鈦合金和鋼管的出現了很多焊接方法，具體有以下幾種：
3.1 釬焊
鈦合金與鋼采用釬焊的一個重要問題是釬料的選擇，選擇釬料的原則：
（l）選擇釬料的熔點在882℃以下。
（2）釬料的固相線與液相線溫差較大。
（3）不使用能與鈦有很強的化合能力的元素的釬料。
鈦合金與鋼進行接觸反應釬焊進行焊接，其原理是鈦與鐵在1985℃形成共晶，加熱到高于共晶溫度，依靠鈦與鐵的相互擴散，在界面處形成共晶體，從而連接起來。但這種方法的缺點是工藝上較難掌握，主要是形成液相共晶體的數量難以控制。
3.2 爆炸焊
很多國家都致力于爆炸焊的研究，目前爆炸焊很重要的應用是且來制造鈦合金-鋼復合板。鈦-鋼復合板接頭的強度取決于爆炸焊的工藝參數，炸藥質量大小與懸置板質量大小的比值，爆炸速度和兩相鄰板間的起始距離，最好的情況可達350-380MPa。
3.3 擴散焊
俄羅斯一期刊報道了鈦合金BT5-1與X25H15耐蝕鋼的擴散焊方法，焊接溫度為500-1000℃、壓力6.9-17.6MPa，時間為10-20min。重慶大學的伍光鳳等詳細論述了鈦合金和不銹鋼的擴散焊接的研究進展。
3.4 MIG焊
MIG焊是利用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，在焊槍噴嘴噴出的氣體保護下進行焊接的一種方法。該焊接方法的主要優點是可以進行全位置焊接，具有焊接速度快、熔敷率高等優點。MIG 焊在低合金高強鋼、鋁合金等材料的焊接方面已經大量應用，但在鈦合金的焊接方面應用還不是很多，主要是由于鈦及鈦合金電阻率較大，不能穩定傳遞MIG焊所需的大電流，且鈦的硬度較大，容易磨損噴嘴而影響焊接穩定性。
3.5 激光焊
激光焊的優點是：能量密度高；焊縫寬度小；可在大氣中作業；磁場穩定性高。在大厚度鈦合金結構的焊接中，激光焊具有更加明顯的優勢，但激光焊也有其自身的缺陷，就是容易造成氣孔，因此激光焊接時需要注意焊縫接口形式，焊接參數及保護環境的選擇等問題。
3.6 等離子弧焊
等離子弧焊的原理是：讓等離子槍的陰陽二極間的自由電弧壓縮成高溫、高電離度、高能量密度及高焰流速度的電弧，利用這個高能量來進行于焊接。它有二種焊接方式：小孔型等離子弧焊及熔透型等離子弧焊，其中30A以下的熔透型等離子弧又稱為微束等離子弧焊。小孔型等離子弧焊可用于焊接厚板，熔透型等離子弧主要用在焊接薄板。等離子弧焊中，保護氣體一般是5%-7%氫氣和93%-95%的氬氣，其目的是為了提高電弧的收縮性，但是在某些鈦合金與鋼管的焊接中，有時也使用純的氬氣或氬與氦的混合氣，避免鈦和氫氣生成鈦氫化物。
4 結束語
隨著科技的進一步發展，鈦合金在各個行業應用得更大廣泛，鈦合金和鋼的焊接技術在在超厚板結構以及異種材料連接結構應用很多，因此在焊接技術上也存在很多問題要解決。這些都優待我們的焊接學者們多努力，提供多種新的途徑，來實現不同工況下鈦合金和鋼管的焊接技術問題。論文作者水平有限，不足之處請各位多多理解。
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關鍵詞：風電塔架；制作；措施
中圖分類號：TU74文獻標識碼： A
引言
風力發電機塔架是風力發電機中十分重要的部件之一。因此，在風力發電機塔架制造方面，對質量要求非常高，甚至是“嚴苛”。我國風力發電起步較國外晚，起步初期，注重不斷借鑒國外設備及制造技術。當前我國裝備制造科技水平得到顯著提升。在科技高速發展的推動下，我國風電設備制造，由最初依靠進口，重點仿制到目前立足國內制造，經歷了較長的發展歷程。
1、影響風電塔架的質量因素分析及控制
目前，圓筒形塔架在風力發電機組塔架中大規模使用。因此，本文中將以圓筒形塔架為例來探討影響風電塔架的質量因素及控制措施。影響塔架設備質量的因素涉及到設計、采購、制造加工、檢驗、包裝和運輸。其中影響塔制造質量的因素,可以從人員、設備、方法、材料、環境五方面的因素進行分析和控制。
1.1、人的因素
檢查制造廠是否具備制造資質及質保能力，審查關鍵崗位人員資質。包括檢查制造廠應具備壓力容器制造許可資質證明、質保組織機構及相關質量認證，焊接人員應具備國家壓力容器規定資格證，無損檢測人員須持有國家規定的無損檢測人員資格證書，II級資格以上人員才能出檢測報告。
1.2、設備因素
檢測設備是否滿足生產需求,檢查每個相關設備儀器是否經過有關部門測量驗證。
1.3、工藝因素
檢查是否有與之相關的工藝文件以及編制審批程序，同時檢查內容的正確性合理性。在進行焊接之前，首先應該依照NB/T 47014―2011《承壓設備焊接工藝評定》標準做好焊接工藝評定工作，同時編制焊接工藝規程。法蘭、螺栓、鋼板以及焊縫檢查需要制定無損檢測工藝書，其中包括的主要內容有確定檢測方法、檢測比例、驗收標準以及合格級別等。
筒節同法蘭之間進行組裝、筒節的組裝、門框的裝配等都需要制定與之相關的組裝工藝文件，其中主要內容組裝時機、組裝順序、檢驗要求以及內容等。防腐之前需要確定好防腐等級、總干膜厚度要求、施工方法以及檢測方法等等。
1.4、材料因素
檢查鋼板的質量證書和檢驗報告。鍛造法蘭必須符合NB/T 47008 - 2010“軸承壓力設備碳鋼和合金鋼鍛造標準”的要求。鋼板拼焊法蘭,法術焊縫不超過6塊,檢查法蘭的質量證書、檢驗報告和幾何尺寸加工精度、鍛造法蘭也應該檢查其熱處理報告。M20之上的高強度螺栓每批必須有第三方檢查機械性能檢測報告,并審查是否組織編寫了力學性能檢驗項目。根據力學性能檢驗項目按GB/T 3098―2010《緊固件機械性能》系列標準執行。同時檢查好焊材牌號、質量證明文件等等，并且檢查好油漆材料牌號、顏色以及質量證明文件等。
1.5、環境因素
施工條件同工藝文件要求不相符合時，需要重新進行試驗以及工藝評定，一旦發現其車間布局出現問題比如說交叉作業，需要第一時間通知相關方進行整改。
2、風電塔架制造過程之中的控制措施
2.1、原材料的選擇
必須選用經過爐外精煉和真空脫氣的鋼錠或圓坯，決不能選用連鑄板坯。
鋼水在冷卻凝固時，體積要收縮，最后凝固部分會因為得不到液態金屬的補充而形成空洞狀缺陷。大而集中的空洞稱為縮孔，細而分散的空隙則稱為疏松，它們一般位于鋼錠中心最后凝固的部分，其內壁粗糙，周圍多伴有許多雜質和細小氣孔。
法蘭產品的鍛造流程為：可以加熱墩粗（壓下）沖孔碾環。鋼材在進行加熱鍛造過程中，疏松在相應程度可獲得一定程度的提升；然而若之前鋼錠的疏松較為嚴重或者是其壓縮比（壓縮比必須大于 6）不足，則在熱加工后疏松仍會存在，相應的疏松部析出的夾雜物即便經過熱加工也無法去除。由于鋼錠和圓坯的疏松部位集中在中心部位，在熱加工過程之中應該經過沖孔工序方可將疏松部位全部去除。需要注意的是：鋼錠以及連鑄圓坯的區別是鋼錠的中心收縮較連鑄圓坯小，連鑄圓坯只要中心去除的沖芯高出Φ280mm，就可以把收縮帶除掉，因此，當前世界環形鍛件原材料普遍使用連鑄圓坯。然而鍛造軸類鍛件如果中心不去除沖芯，那么連鑄圓坯通常是不能使用的。
2.2、焊縫檢驗
焊縫外觀檢查,用肉眼或低于10倍放大鏡檢查。質量要求:l)所有對接焊縫、法蘭與筒體角焊縫為全焊透焊縫,焊縫外形尺寸應符合圖紙和工藝要求；2)焊縫與母材應圓滑過渡,焊接接頭的焊縫余高不超過3mm；3)焊縫不允許有裂紋、夾渣、氣孔、漏焊、燒穿和未熔合等缺陷；4)咬邊深度不超過lmm,且連續長度不大于100mm；焊縫和熱影響區表面不得有裂紋,氣孔,夾渣,未熔合及低于焊縫高度的弧坑；熔渣,毛刺等應清除干凈；焊縫外形尺寸超出規定值時,應進行修磨,允許局部補焊,返修后應合格；對于無具體要求的,按相關規定執行。
無損檢測,無損檢測通常包括有超聲波探傷、磁粉探傷、射線探傷以及滲透探傷等等，而在焊縫外觀檢驗合格之后而進行,檢測方法以及質量要求應該依照DB62/1938―2010《風電塔架制造安裝檢驗驗收規范》附錄A((風電塔架無損檢測規程》執行；全部的筒體縱、環焊縫及門框焊縫應該做好無損檢測。法蘭以及筒節的T型焊縫接頭處均布片射線探傷,任何一個T型接頭射線探傷都應放置布片兩張,縱縫環縫位置各一張,每張檢測的有效長度不小于250mm,每張底片均能清晰的反映T型接頭部位焊縫情況。經射線或超聲檢測的焊接接頭,如有不允許的缺陷,應在缺陷清除后進行補焊,并對該部位采用原檢測方法重新檢查直至合格。進行局部探傷的焊接接頭,一旦出現有不被允許的缺陷時,則應該在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長度,增加的長度為該焊接接頭長度的10%,且不小于25Omm,若仍有不允許缺陷時,同時對該焊縫進行100%檢測。
2.3、探傷質量控制
塔架焊縫不僅僅需要在焊接之上對其進行嚴格要求，同時在探傷之上的要求也比較嚴格，在探傷質量控制上需要采取相應措施。首先，超探傷使用雙側探傷；射線探傷處因為結構有限制，調整好焦聚、做好補償以保證成片率；其次，法蘭筒節的幾何焊縫結構比較特殊，超探準確性會受到一定的影響，可以使用超探加射線探傷的方法來進行質量控制；最后，環向焊縫因板材厚度的不同，促使超探準確率產生一定變化，所以，一方面應該使用全新的探傷方法試驗，另一方面使用射線探傷來作保證超探準確率；而厚度差異比較大的部位（如：門框與筒節環縫的T型接頭處）射線探傷就會受到一定的影響。那么就應該使用一些較為特殊的方法。
結束語：
盡管我國在風電設備制造方面取得了較大進展，并初步做到可以立足國內制造，但是對于風電塔架制造過程中存在的問題應對措施仍顯單一，仍有較長的路要走，只有依托科技，不斷創新，才能取得更大的發展空間，立足國際。
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論文摘要：壓力容器設計中最重要的部分之一便是材料的選擇，它直接關系到壓力容器的質量和安全性，但由于設備制造過程中采購困難等因素的影響，材料代用現象普遍發生，常見的代用問題有：以優代劣、以厚代薄及其他問題，這些問題直接關系到容器的質量和安全以及投資建設方的經濟和管理問題，值得我們重視。
如何進行正確的選材是壓力容器設計和創造中的第一步，也是直觀重要的一步。在壓力容器的設計和制造過程中，一旦材料選取不合適，會對容器的安全使用留下重大隱患。所以，在壓力容器選材上，要根據容器的具體使用條件，如設計的壓力和溫度、操作特征、介質特點等，來選取擁有合適力學、焊接和耐腐蝕性能等物理性能的材料。除此之外，選取材料時還要充分考慮其具體加工工藝和經濟性等其他因素。
1 材料代用的具體規定
在設備的設計和制造過程中，常常會出現材料采購困難或者出于經濟上的考慮，材料代用的現象經常出現在壓力容器的設計過程中。《固定式壓力容器安全技術監督規程（tsg r0004-2009）》以及《鋼制壓力容器（gb150-1998）》對材料代用做了相關規定。一般來講，主要要求如下：壓力容器的承壓部件在代用材料的選擇上，應和被代用材料有著相同或者相似的外形質量、化學成分、尺寸公差、性能指標、檢驗項目和檢驗率等。材料代用最基本的原則是：要絕對保證，在技術要求上，代用材料不得低于被代用材料，個別在檢測率或性能項目上要求不嚴格的代用材料，可以采取檢驗、測試的方式來選擇合適的代用材料。材料代用的手續要求為：（1）容器承壓部件的代用要嚴格進行，須經由代用單位技術部門的批準并上報代用材料的復檢報告或質量證明，由主管負責人核準批復；（2）必須在獲得原設計單位的允許并拿到證明文件后，才可以在壓力容器制造時進行材料代用；（3）壓力容器的設計圖、施工圖以及出廠時的質量證明書中要細致標注代用材料的規格部位、材質和規格。
2 以優代劣
壓力容器所用的全部金屬材料要具有優良的性能，包括材料的力學性能、耐腐蝕性、耐高溫性和制作工藝等。每一種材料的性能都是固定不變的，從性能比較的角度出發，常常會出現材料間的“優”和“劣”的問題。但每種壓力容器對對材料性能的要求在不同情況下也是不一樣的，所以，材料代用中的“優”與“劣”判斷從實際出發，具體問題具體分析。下面，筆者基于自身工作經驗，主要探討了幾種典型的“以優代劣”問題。
2.1 壓力容器制作中，在強度、力學特征等機械性能方面，其常用到的低合金鋼盡管明顯優于碳素鋼，但其冷加工性能與可焊性都比不過碳素鋼。一般來說，強度級別高的，其冷加工性能與可焊性就較差，二者負相關。所以在進行這方面的代用時，應相應調整焊接工藝，在熱處理時也可能會有相應變化，應給予充分重視。
2.2 材料代用時進行細致、周全的考慮，否則壓力容器實際使用中可能會出現各種安全隱患。比如處于濕硫化氫環境下及存在應力腐蝕開裂風險的設備中，容器對應力腐蝕開裂地敏感性隨容器使用的鋼材的強度級別的提高而增大，二者正相關。此時若將20r和q235和20r系列的鋼材用16mnr等低合金鋼待用就極易產生問題，因此，此類“以優代劣”行徑在原則是行不通的，應當被禁止。鎮靜鋼在許多性能方面上，鎮靜鋼都比沸騰鋼要更占優勢，但在搪玻璃容器制造時，鎮靜鋼的搪瓷效果反而不如沸騰鋼好。
2.3 一般來說，不銹鋼的耐腐蝕性較出色，但在含有氯離子的環境下，其耐腐蝕性卻不如低合金鋼和碳素鋼。
2.4 和普通不銹鋼相比，超低碳不銹鋼雖然具有價格優勢和良好的耐腐蝕性，但前者的高溫熱強性卻更為出色。一般情況下，為了提高耐腐蝕性，需降低含量，而為了提高高溫性，則要提高炭的含量。故而，此種情況下的 “以優代劣”，要尤其精確設計設備溫度，如有必要，應當重新計算。
2.5 原則上，膨脹節、爆破片、撓性管板及這類零件不能進行以優代劣，特殊情況下必須代用時應以代用的材料為重新進行精密計算，根據結果，適當調整零件厚度，以防止這類零件及其相鄰部位出現故障或者失效。
2.6 對熱換器管板而言，鍛件的總體性能比板材要好，所以通常情況下采用鍛件，但當管板厚度小于6cm時也可以用板材代替鍛件，但此時要注意，即使鍛件和板材的厚度、材質及設計溫度都相同，但兩者的許應用力卻不相同，前者的許應用力稍低于后者。故如需鍛件代用板材，應重新核準管板厚度。
對鋼材來說，其化學成份上的微小差異都可能對其性能造成重大影響，所以要對待任何類型壓力容器鋼材的“以優代劣”問題都要予以充分重視，以免導致產品和原設計不符。
3 以厚代薄
“以厚代薄”常常使從平面應力狀殼體的受力態轉變為平面應變狀態，這對容器受力狀態來說，是有百害而無一利的，通常情況下，厚壁容器比薄壁容器更容易產生三向拉應力，進而產生平面應變脆性斷裂。
3.1 對原設計中封頭和筒體間等厚焊接的容器，若對容器殼體的個別部件進以厚代薄，很容易增加殼體的幾何不連續情況，從而使封頭和筒體間的連接部位受到的局部應力增加，此時，對于有應力腐蝕傾向的容器來說，會造成很大的損害。可能會導致疲勞裂紋，嚴重的可能造成疲勞斷裂。
3.2 在厚板替代薄板時，常常導致連接結構發生相應改變，例如，筒體與加厚的封頭連接時，通常需要對封頭進行削邊處理。對以管道為主要筒體構成的設備，若增加筒壁厚度，在封頭與筒體的連接部位也須對筒體側實施內削邊處理。在厚度增加較大時，往往也關系到焊接工藝的變化。
3.3 容器殼體整體層面上的“以厚代薄”，雖然并不會造成筒體連接處和封頭的局部應力增加，但不了避免地，仍會導致一下不良影響。1）厚度增加后，原來的殼體設計中的探傷方式和焊接工藝也要進行相應的改變，增加難度；2）殼體厚度的增加必然使容器的重量加大，當容器重量增加過大時，必然會對容器的基礎和支座產生不利影響；3）對殼體同時具有傳熱作用的容器，殼體厚度的增加肯定會影響其傳熱效果。
3.4 鋼板的許應用力和其厚度緊密相連，《鋼制壓力容器（gb150-1998）》指出，鋼材的許應用力隨著其板厚的增大而減小，二者負相關。例如20℃-150℃環境下，16mnr板厚由16mm變為18mm時，其許應用力則從170mpa降為167mpa，150℃時，20r的板厚由16mm變為18mm時，其許應用力則從135mpa降為125mpa。由此可知，以厚代薄很可能導致強度不夠，故而，對處于臨界狀態的以厚代薄，必須對驗算其強度。
3.5 因為原件厚度與其剛性是成正比的，厚度越大，剛性越強，所以原則上不允許對撓性薄管板、波紋管和膨脹節等元件實行以厚代薄，以防止減弱補償變形的效果。
3.6 由于換熱器的特殊性，對熱換器的主要元件進行以厚代薄很容易破壞原來的平衡力系，原則上不可以厚代薄，特殊情況下，必須代用時，需要重新設計計算。
綜上所述，以厚代薄的利弊問題是很復雜的，在進行代用時，要由相關設計單位對代用的可行性和影響進行綜合考慮后，方可決定其是否可行。對可采取以厚代薄類型的容器，應對其焊接工藝、支座和等進行相應的調整，以盡可能的消除不利影響。
4 其他注意事項
進行材料代用時，應根據實際用材情況對焊接工藝進行適當的調整，一般調整原則為：用高級材料替代低級材料時，實驗和驗收仍可采用低級材料的標準，不用提高標準；不同材料的耐高溫性、韌度等性能不同時，進行最低水壓實驗時，其相應的溫度也可能發生改變，此時，要嚴格按gb150的相關規定執行；當板厚增加超過gb150所規定的冷卷厚度時，一定要對筒體進行消除應力的熱處理；鋼板的厚度達到一定水平時，還需要進行超聲探傷，必要時，提高水試驗的壓力。
結語
以鋼為材料主體進行設計和制作的壓力容器，在材料的機械性能要求上，在考兩次材料強度的同時，也應考慮其韌性，在韌性滿足的條件下，則應盡可能提高其強度。從這個角度上來說，在壓力容器材料選擇上要正確界定“優”和“劣”，不要單純的從材料的厚度和強度來考慮，而要進行綜合辨析和考慮。所以，也可以說，壓力容器制造中的材料待用并不單單是技術問題，更包含容器的安全性、投資方的經濟效益、制造商的成本等經濟和管理問題在內的復雜問題。所以，不論是哪種材料代用，其本質上均是變更壓力容器的設計方案，應給予相當的重視。
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