高效焊接方法精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇高效焊接方法，期待它们能激发您的灵感。

篇1

1　焊接技术在煤矿机械维修中存在的问题

目前我国大多数煤矿为三班连续运转的企业，为保证设备安全、正常的运转，每月厂部都对设备进行检修定保，对于已磨损、能够更换的配件在检修中都要进行更换，更换下来的具有修复价值的构件被送到检修车间进行焊接修复。但有些设备比较大，如四立铲的大臂，牙轮钻的立架，无法拆卸更换但已有开裂迹象，只能在现场紧急抢修。在焊接修复的过程中，焊件受到局部不均匀加热和冷却，容易产生应力和变形；受工作环境条件影响，易引发夹渣、裂纹等焊接缺陷；或是焊前准备、预热、焊后热处理等工作做得不到位等原因，易产生气孔、裂纹等焊接缺陷。这些具有焊接缺陷的焊件进入工作状态后，很快又会出现裂纹，有的裂纹会很快扩展，又要重新进行修复。如此循环不但会增加更多的焊修成本，延误更多的时间，甚至会影响生产任务的顺利完成。为保证焊修工件的修复质量，除了加强焊接技术的应用管理外，还要采取有针对性的措施。

2　产品分析

2.1产品焊接工作量分析

在煤机“三机一架”产品中以刮板输送机和液压支架的质量重，以一套200m左右的中型综采生产线为例，刮板输送机和液压支架的重约为3500t，结构件比重超过70％、液压件的比重达到20％，焊接工作量大(填充金属的重量占结构件比重达4％左右)，其焊材的消耗量超过100t。以富氩气体保护焊为主导的焊接工艺情况下，提高焊材的熔化效率(或减少填充金属量)即可提高焊接效率。

2.2产品结构特点分析

(1)刮板输送机主要部件为中部槽，中部槽由两个槽帮、中板和底板焊接而成，共有6条对称的焊缝组成，且两两在同一平面内，易于实现工装定位和焊接自动化。

(2)液压件(立柱和千斤顶)要求高的密封性，焊接可靠性要求高。

以双伸缩立柱为例，外缸壁厚超过20mm，常规以“V”坡口与缸底焊接，填充金属量大、焊接时间长和焊缝晶粒粗大的特点。立柱中缸壁厚一般在40mm左右，由于无缝钢管的尺寸序列和壁厚限制，市面采购困难，以前采用圆柱型锻材或特厚壁钢管金切加工而成，材料成本高，生产效率低，刀具磨损快。

3　焊接方法选择

(1)针对中部槽结构简单、焊缝规则的特点，可采用焊接机器人或焊接专机，辅以焊接变位机，实现自动焊接。某煤矿机械厂采用TANDEM焊接系统，其原理是将两根焊丝按一定角度放在一个特制的焊枪内，由两根焊丝具有各自的电源，可以独立调整参数，最佳的控制电弧。其工艺特点如下：①可以大大提高熔敷速度和焊接效率，保持较低的热输入量，细化焊缝组织，减少焊接变形和焊接应力。

②中板和底板焊接机器人含两套TANDEM双丝焊机，两个机器臂同时施焊，提高焊接效率，减少焊接变形；自带焊接变位机，实现一次装卡，完成中板和底板的焊接，节省焊接辅助时间。

③双丝处于同一焊枪，节约焊接保护气体，降低焊接成本。

(2)采用窄间隙焊接方法，改“V”型坡口为“U”型坡口，可节约焊材30％左右，气体保护熔化极电弧焊的焊接形式应用于外缸与缸底的焊接，采用中低线能量，实现多层多道熔覆而不需清理，降低焊接电能的消耗，提高焊接效率，同时由于焊接热输入量的减少使焊缝晶粒细化，提高焊缝的机械性能和抗疲劳性能，减少缸体漏液现象的发生，提高了液压缸的使用寿命。

(3)对立柱中缸的加工工艺，采用高压无缝钢管堆焊工艺再精车表面的工艺方案代替切屑工艺，减少加工量。利用原有卧式车床的旋转系统实现工件的旋转和焊接速度的控制，车床拖板加持焊枪实现纵向进给，形成半自动焊接系统，提高加工效率，减少工时50％左右。

4　使用效果及效益分析

通过某煤矿机械厂的试验对比，对于中部槽的焊接，采用TANDEM焊接系统的焊接效率是手工半自动焊接的6倍，大大提高焊接效率，降低人工成本，保证焊接质量的稳定性。

通过某煤矿机械厂的立柱的实际数据分析，以年产70000t立柱计算，以φ360×2000m立柱计算(折合约为35000根)，采用窄间隙焊焊接立柱外缸可节省焊材35t，按焊材2万元／t，节省费用合计为70万／年。

立柱中缸采用堆焊的方案与金切方案相比，设备及制造费用大致相当，仅考虑材料费用，假设无缝钢管与锻材价格均为2万元／t，单根可节省材料0.2t，则可节省材料费14000万元。同时，采用窄间隙焊和堆焊的方法可以提高效率，降低人工成本。

5　结论

篇2

关键词：中职学校学生　焊接综合水平　提高方法

随着科技的发展，现代化的焊接设备、工艺层出不穷，各种全自动、半自动、机器人焊接好像有取代手工电弧焊的趋势。其实不然，手工电弧焊以其独特的可操作性及工艺简单和焊缝质量好而在工农业生产当中应用越来越广泛，从而不可能被淘汰或被取代，正如机械手永远淘汰不了人手一样。国家体育馆——鸟巢，其主体钢结构都是由高级焊工手工操作完成的，原南昌大学校长、国际著名的焊接专家、中科院院士、清华大学教授潘际銮先生曾说过：不少国家重点工程项目，高技术有时显得无能为力，不得不采用高水平的手工焊接。由此可见手工焊接有不可替代的优势。在我国从事焊接的人员构成中农民工与中职生所占的比例较大，但焊接高技能人才所占的比例却很少。现在好多中职学校都设有焊接专业，这部分学生将是未来从事这一工种的生力军。如何提高在校中职学生的综合焊接水平是各中职学校焊接专业亟待解决的问题。

中职学校学生的特点是：普遍对纯理论的学习不感兴趣，好多学生一上理论课就犯困。而焊接理论学不好，焊接水平就提不高，这是中职学生焊接综合水平提不高的主要原因。但中职学校学生也有他们明显的优点，那就是动手能力强、不怕苦、不怕脏。如果中职学校教师能充分认识到学生的这一特点，运用恰当的教学方法，可使中职学校学生既对焊接理论感兴趣又能提高操作水平。在实际教学过程中，我们可采取以下方法提高中职学校焊接专业学生的焊接综合水平：一、焊接基本理论的学习；二、操作基本功的训练；三、安全意识的养成与培养。这几项不分彼此，没有孰轻孰重之分，要求都一样严格。理由是：不懂理论的电焊工操作水平永远也提不高；不懂安全操作的电焊工，操作水平再高，一旦出事，后果不堪设想。

在实际教学中，我校中青年教师首先自己提高，达到了高级工或技师水平，然后针对中职学生的特点因材施教，积累了一定的经验，取得了不错的成绩，下面予以总结，与大家共享。

一、焊接基本理论的学习

怎样才能让学生对枯燥的焊接理论感兴趣，同时又能让学生主动从书本上做笔记、主动摘抄自己所需要的焊接理论知识呢？在这个项目的提高上我们的做法是：先实践，再理论。也就是在实训过程中提出问题，然后再让同学们从书上自己找到答案并做笔记，这种非被动学习比被动学习效果会好很多。指导教师在提出问题的时候一定要注意提出问题的质量，不要太难，也不要太偏，要能激起学生的学习欲望，要言简意赅。例如：在讲授焊接安全的实训课上，我们让指导教师准备一块猪皮，当指导教师焊完一段焊缝后停下，提出问题让大家想一下：“焊接过程中可能对人造成伤害的因素有哪些？”很多同学根据自己的观察会说出的有害因素有刺眼的弧光、烟尘、飞溅的铁水、触电等，很少有人注意到烫伤。接着指导教师点明这一点，提醒大家注意，焊缝经过几分钟后，看似与周围颜色一致，但焊渣与焊缝金属温度仍然比较高，千万不要赤手去抓，也不要让身体的任何部位碰触焊缝，否则容易造成烫伤。随后教师把事先准备好的猪皮放到刚焊完的焊缝上，那种滋滋的烧焦声伴着毛皮特有的烟雾和烧焦味，会让同学们留下深刻的印象，并在以后的焊接过程中加以注意。同时指导教师还要特别强调敲渣时一定要做好个人防护，防止炽热的焊渣溅入眼内，否则后果不堪设想。由此，老师提出问题：“手工电弧焊时还有哪些安全问题需要注意呢？”“对焊接过程中可能造成的伤害应如何防护呢？”大家下课后认真阅读教材多少页到多少页，教材上对安全操作规程有严格的规定，希望同学们认真阅读并做好读书笔记，下节课对有关问题进行提问。”此时学生学习理论的兴趣被大大调动起来了，主动性较强，效果就比较好。如果教师一开始就讲焊接安全操作规程以及焊接过程中的有害因素的理论课，其效果就很差。焊接指导教师通过恰当的举例，对焊接过程当中同学们感兴趣的问题进行提问，会激发同学们对焊接理论知识的学习热情。再比如，为了提高同学们对焊接热输入的理解，焊接指导教师可以选择几块300mm×50mm×5mm（长×宽×高）的钢板对接，分别采用一次性焊完300毫米长焊缝和分段退焊法焊完300毫米长焊缝，让同学们自己观察焊后钢板的角变形和扭曲变形，随后提出问题：“为什么一次性焊完长焊缝会产生变形呢？采取什么方法能减小焊接变形呢？”让同学们回去自己学习相应部分的章节、自己得出结论。当老师下一节课讲此章节的内容时，大部分学生都会明白原来是焊接热输入导致钢板局部受热过大或整块钢板受热不均匀，从而造成钢板角变形和扭曲变形的，而采用适当的工艺可以减小焊接热输入引起的变形，如上面提到的分段退焊法。相反，如果老师一上课就是应力、变形的理论讲授，学生肯定不好理解，因而不感兴趣，上课效果自然就不会好。 转贴于

二、焊接操作水平的提高

学习理论的目的是为实践操作服务的，我校焊接专业的学生普遍基本功较扎实，焊接质量较高。在今年的全市中职学校技能竞赛中，我校学生一举取得了焊接理论考试与焊接操作技能双第一的好成绩。

这些成绩的取得，与我们平时抓操作能力及基本功的训练是分不开的。对于操作水平的提高我们的做法主要是抓焊接“五功”的训练：

1、气功：指焊接操作中调节气息、稳定呼吸、聚精会神操作的基本功。

2、蹲功：即焊工不依靠任何支点，两脚稍比肩宽，稍成外八字形，躯干蜷缩，重心下移的焊接姿势，将这种姿势长期保持并稳定的基本功。

3、腕动：指通过手腕根据焊件与焊条的位置及熔池的变化，能够灵活地调节焊条角度和运条（锯齿形、三角形、回摆、断弧、引弧、挑弧等）的基本功。

4、眼功：指在焊接过程中，焊工的双眼要时刻观察焊接熔池的变化，注意控制熔孔的尺寸，观察上一个焊点与前一个焊点重合面积的大小，焊缝成形质量及外部缺陷的查找，同时与鼻子配合完成对不同烧焦味的即时判断，消除安全隐患的基本功。

5、耳功：指在焊接过程中，通过对电弧燃烧的声音，及电弧击穿熔孔“噗、噗”的爆破声来判断焊接电流的大小以及背面成形情况大致判断的基本功。

只有加强“五功”训练，才能打下扎实的焊工焊接功底。“气功”、“蹲功”是前提，是对焊工思想和体力的基本要求，要求焊工保持呼吸平稳均匀，既不要憋气也不要大喘气，任何与焊接无关的私心杂念都会使焊工分心，这样焊工的“腕功”、“眼功”“耳功”才能更好地发挥作用。眼睛通过看到的信息，再由大脑支配运条，看到哪儿，焊条就应该按选用的运条方式、合适的弧长，准确无误地送到那儿，并与鼻子配合对烧焦的异味与烟色准确作出判断，消除安全隐患；通过听来确定手腕和身体重心的移动速度，保持焊缝成形良好。这“五功”即有各自独立的特性又有相互依托的共性，需要我们的学生在具体的实践中仔细体会其中的奥妙，才能达到较高的操作水平。这是中职学校学生就业的金手指，指导教师要针对每个学生在操作过程中出现的这样那样的问题及时纠正、反复训练，贯彻手脑并用的原则，运用“实践——理论——再实践”的模式，达到本项技能训练提高的目的。

三、焊接安全水平的提高

由于手工电弧焊在焊接过程中会产生有毒气体、有害粉尘、弧光辐射、噪声和射线，焊条、焊件及焊渣处于高温状态会产生大量的热等因素都可能威胁学生的安全与健康，有时甚至由于操作不当会造成严重的人身事故，给学生的身心、家庭及社会造成严重影响。因此对学生的安全教育决不能松懈，“安全”二字应该经常挂在教师的嘴上，时常回响在学生的耳畔，铭记在学生的心里。我们的做法是：

1、狠抓安全教育第一课。学生在拿焊钳（把）前的第一课必须让学生清楚地知道本工种存在的安全隐患，观看安全操作视频，讲解常见的安全事故，以引起学生的高度重视。对于中职学生特别应强调手工电弧焊敲渣时应采取的安全措施，坚决杜绝炽热的焊渣蹦入眼睛的恶性事故的发生。我们在这一点上可用如下安全措施教育学生：用猪皮在焊后几分钟的焊缝上做实验，起到的警示效果较好。以后每次上课前总结上节课学生存在的安全隐患，及时纠正不正确的操作。但第一节课也不能上得过于严肃，也要通过一些成功的实例激发学生学习的积极性。

2、平时安全操作习惯的养成。每次上课前应习惯做以下准备:保持工作场地的干净、整洁；开机前检查焊机接地及电缆线、焊钳的连接是否完好；检查焊接装备是否齐全（包括手套、焊帽、工作服、敲渣锤、钢丝刷、焊钳架等）；检查电源是否并联了其它用电设备；最后再问自己一句：“我还有其他没有注意到的安全问题吗？”如果确认没有任何安全问题，经指导教师检查无误后推闸施焊；焊后拉闸整理工具，清洁场地。指导教师要明确告诉同学们：养成这样的习惯，是对自己负责、对他人负责，是受益终生的好习惯，要坚持下去，并带到以后的工作当中。

篇3

摘 要： 本文以韩国国民大学与韩国社会企业的实际产学结合项目为研究对象，旨在鼓励学生利用自己的设计才能，充分地发挥创造力，来帮助社会企业，使设计知识在弱势群体中得以普及，提高社会各阶层对设计的认知，同时向高等院校的设计专业出示一种新的设计教育方式，并提高高等院校、教育机关的社会责任意识。笔者希望本文能在国内各高校设计教学和相关企业形象设计系统开发时作为有效的参考资料。

关键词： 社会企业；才能奉献；设计高校教育流程

一、研究背景与目的

笔者以韩国设计专门大学院对社会弱势群体（社会企业）进行“知识和才能”支援奉献的实际项目为研究背景，由国民大学设计研究院和社会企业支援部门（SESnet）一起携手完成对社会企业的帮助。与社会企业结合的项目是通过学生的创意才能，以社会奉献为基本出发点，与劳务为基础的一般产学结合项目是有区别的。设计成果可以提高社会企业的竞争力，并通过这样的过程将设计知识在弱势群体中得以广泛普及，提高社会各阶层对设计的认知。同时也是对新的教育方法论的摸索，向高等院校的设计专业出示一种新的设计教育方式，提高高等院校、教育机关的社会责任意识。

此文中记录并整理了社会企业“共同工作的世界”企业形象设计开发研究的过程和研究结果。最后笔者希望此论文能够在国内各高校设计教学和相关企业形象设计系统开发时作为有效的参考材料。

二、社会企业概况

通过对社会企业设计的支援，以企业综合形象设计系统为研究的核心，对社会企业的概念进行简单的了解。社会企业（social enterprise）是从英国兴起的，目前并无统一的定义。概括而言，社会企业就是其投资主要用于企业本身或者社会。与一般其他私有企业不同的是，它不只是为了股东或者企业的拥有者谋取最大的利润而运作，在中国通常称“福利企业”，社会企业从事的是公益性事业，通过市场机制来调动社会的力量。

社会企业通过商业运作，赚取利润用以贡献社会，所得到的盈余用于扶助弱势社群，促进地域发展及社会企业的本身投资，重视社会价值，多于追求最大的企业赢利。从这里也可以看出，社会企业是以“利润创出”和“社会目的”同时创收的企业。

1 韩国社会企业现状

社会企业在韩国法律上的定义为：“通过给社会弱势群体提供社会服务或就业机会，提升地域居民生活水平等社会目的，并实施财政以及服务的生产、销售等营业活动的企业”。现在在韩国对社会企业的认识还是相对较低，自然在创业过程中会遇到很多困难，为了支持社会企业创业，韩国政府将推出一系列政策来支持社会企业创业。

2 与设计教育部门相联合的必要性

首先，社会对社会企业的认知不足，其主要原因在于如何开拓销售渠道和宣传问题上，这些将直接制约社会企业的发展、人员招聘、销售等。也就是说，如果对社会企业的认知不足，无论企业生产出多好的产品，有多好的服务，也将会制约社会企业的良好发展。其次，由于社会企业的性质和雇佣人员的关系，社会企业将缺少一些经验丰富的经营者和专业人士、技术。

从以上可以看出，韩国社会企业是需要大量的宣传和多样化的活动来提高社会认识的，这里设计将会起着重要的角色。但由于很多社会企业刚起步的时候会面临很多财政和资金上的不足，与专业设计公司合作是一件很困难的事情。面对这样的社会问题，国民大学设计研究院作为专门教育机关本着社会意识帮助社会企业完善发展，提高宣传力度和企业竞争力。

三、设计活动的支持与运营方式（以社会企业“共同世界”为主要研究对象 ）

“共同工作的世界”企业综合形象开发研究进行了约4个月。通过对“共同工作的世界”企业综合形象设计开发的采访和研究，实际提升企业的形象并以开发新的企业综合形象设计系统为目标。“共同工作的世界”通过SESnet的介绍，在金民教授的指导下，由1名博士、22名研究生组成的设计团队对本次项目进行了开发研究。通过对“共同工作的世界”清扫企业的调查总结出企业理念，通过对国内外同类型成功企业的调查，学习在设计宣传方面可以有效提高企业形象的方法和理念。之后展开创意和造型能力开发符合社会企业的综合形象设计。为了使完成度进一步提高，由SESnet的理事，国民大学TED专门设计大学院的11名研究人员和 Humming Company 的3名设计师组成的审查团，对最终结果提出意见并进行投票。

1 设计研究结果

最终在21个候补案中选取11个提

案。提案并不是到公司提交发表的形式，而是以展览的形式出现，邀请社会企业主要负责人前来选取适合自己企业的标志。通过此次展览企业负责人可以更主动地选取设计作品，并可以和设计师们近距离地沟通。

2 设计说明 〖HJ1.75mm〗

图3中，为了体现“共同世界”的〖LL〗企业文化和思想，以加号和除号为设计元素，把大家的努力和力量融合在一起，把爱分享，共同构建一个和谐温暖的社会。标志采用温暖的黄色和橘黄色，橘黄色圆形象征着太阳，用真诚和热情去给每一个消费者带来希望。

四、结论

篇4

[关键词]压力　容器　焊接　技术

锅炉、压力容器和管道均为全焊结构，焊接工作量相当大，质量要求十分高。焊接工作者总是在不断探索优质、高效、经济的焊接方法，并取得了引人注目的进步。以下重点介绍在国内外锅炉、压力容器与管道制造业中已得到成功应用的先进高效焊接方法。

1　双面脉冲MAG自动焊接生产线

为提高锅炉热效率，节省材料费用，大型电站锅炉式水冷壁管屏均采用光管+扁钢组焊而成。这种部件的外形尺寸与锅炉的容量成正比。一台600MW电站锅炉膜式水冷壁管屏的拼接缝总长已超过万米。因此必须采用高效的焊接方法。在上世纪90年代以前，国内外锅炉炉制造广大多数采用多头(6-8头)埋弧自动焊。在多年的实际生产中发现，这种埋弧焊方法存在一致命的缺点，即埋弧焊只能从单面焊接，管屏焊后不可避免会产生严重的挠曲变形。管屏长度愈长，变形愈大，必须经费工的校正工序。不仅提高了生产成本，而且延长了成产周期。因此必须寻求一种更合理的焊接方法。

上世纪80年代后期，日本三菱重工率先开发膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊新焊接方法及焊接设备，并成功地应用于焊接生产，这种焊接方法在日本俗称MPM法，其特点是多个MAG焊焊头从管屏的正反两面同时进行焊接。焊接过程中，正反两面焊缝的焊接变形相互抵消。管屏焊接后基本上无挠曲变形。这是一项重大的技术突破。经济效益显著。数年后哈尔滨锅炉厂最先从日本三菱公司引进了这项先进技术和装备，并在锅炉膜式壁管屏拼焊生产中得到成功的应用。之后，逐步在我国各大锅炉制造厂推广应用，至今已有十多条MPM焊接生产线正常投运。管屏MPM焊接的主要技术关键是必须保证正反两面的焊缝质量，包括焊缝熔深，成形和外形尺寸基本相同。这就要求在仰焊位置的焊接采用特殊的焊接工艺，脉冲电弧MAG焊(富氩混合气体)。焊接电源和送丝系统应在管屏全长的焊接过程中产生稳定的脉冲喷射过渡。因此必须配用高性能和高质量的脉冲焊接电源和恒速送丝机。这些焊接设备的性能和质量愈高，管屏反面焊缝的质量愈稳定，合格率愈高。实际上，哈锅厂从日本三菱重工引进的原装机只配用了晶闸管控制的第二代脉冲MIG／MAG焊电源，送丝机也只是传统的等速送丝机，管屏反面焊缝的合格率达不到100％，总有一定的返修量，为进一步改进膜式壁管屏MPM焊机的性能，最近国产的管屏MPM焊机配用了第三代微要控制逆变脉冲焊接电源和测速反馈的恒速送丝机，明显提高了反面焊缝的合格率。

2　对接高效焊接法

锅炉受热面过热器和再热器部件管件接头的数量和壁厚，随着锅炉容量的提高而成倍增加，600MW电站锅炉热器的最大壁厚已达13mm，接头总数超过数千个。传统的填充冷丝7IG焊的效率以远远不能满足实际生产进展的要求，必须采用效率较高的且保接头质量的溶焊方法。为此，哈锅和上锅相继从日本引进了厚壁管细丝脉冲MIG自动焊管机，其效率比传统的7IG焊提高3--5倍。后因经常出现根部未焊透和弧坑下垂等缺陷而改用TIG焊封底MIG焊填充和盖面工艺，改进的焊接工艺虽然基本上解决了根部未焊透的问题，但降低了焊接效率，增加了设备的投资，同时也使操作程序复杂化。最近，上锅。哈锅又从国外引进了热丝丁IG自动焊管机。"热丝rig焊的原理是将填充丝在送人焊接熔池之前由独立的恒压交流电源供电。电阻加热至650~800"C高温，这就大大加速了焊丝的熔化速度，其熔敷率接近于相同直径的M7G焊熔敷率。另外，TIG方法良好的封底特性确保了封底焊道的熔质量，因此，热丝／IG焊不失为小直径壁厚管对接焊优先选择的一种焊接方法。然而不应当由此全面否定脉冲MIG焊在小直径壁厚管对接中应用的可行性。曾通过大量的试验查明，在厚壁管MIG焊对接接头中，根部末焊透90％以上位于超弧段，而弧坑下垂起因于连续多层焊时熔池金属热量积聚导致过热。如将焊接电源电弧的功率作精确的控制，则完全可以消除上述缺陷的形成。由于引进的M]G焊自动焊管机原配的焊接电源为晶闸管脉冲电源，无法实现电弧功率的程序控制如改用当代最先进的全数字控制逆变脉冲焊接电源或波形控制脉冲焊接电源(计算机软件控制小)，则可容易地按焊接工艺要求，对焊接电弧的功率作精确的控制，确保接头的焊接质量， 我们建议对现有的管子对接自动焊MIG焊机组织二次开发，将原有的晶闸管焊接电源更换成全数字控制逆变脉冲焊接电源，并采用PLC和人机界面改造控制系统，充分发挥MIG焊的高效优势。

3　厚壁容器纵环缝的窄间隙埋弧焊

厚壁容器对接缝的窄间隙埋弧焊是一种优质、高效、低耗的焊接方法。自1985年哈锅从瑞典ESAB公司引进第一台窄间隙埋弧焊系统以来，窄间隙埋弧焊已在我国各大锅炉、化工机械和重型机械等制造厂推广使用，近20年的实际生产经验表明，窄间隙埋弧焊确实是厚壁容器对接焊的最佳选择。

为进一步提高窄间隙埋弧焊的效率，国内外推出串列电弧双丝窄隙埋弧焊工艺与设备，但至今未得到普遍推广应用。这不仅是因为增加了操作的难度，更主要的是交流电弧的焊道成曙坎佳，不利于睨渣，容易引起焊缝夹渣。

最近，美国林肯(Lincoln)公司向中国市场推出交流波形参数(脉冲宽度、正半波电流值、脉冲频率，脉冲波形斜率)可任意控制的AC／DCl000型埋弧焊电源。采用这种新一代的计算机控制埋弧焊电源，可使串列电弧双丝埋弧焊的工艺参数达到最佳的组合。不但可以获得窄间隙埋弧焊所要求的焊道形成，而且还可进一步提高交流电弧焊丝的熔敷率。可以预期，波形控制AC／DC埋弧焊电源的问世必将对串列电弧双丝窄间隙埋弧焊的推广应用作出积级的贡献。

4　大直径厚壁管生产中的高效焊接法

篇5

关键词：核电设备制造 焊接技术 高效焊接

中图分类号：TG47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0042-02

中国核电项目在各种各样的争论中，渐渐成为影响广泛而深远的话题之一。2011年3月11日发生在日本福岛县的福岛第一核电站事故，1986年4月26日发生在切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆事故，此次事故造成辐射危害超过二战中广岛原子弹的400倍。产生的灾难程度，完全已经是人类难以消散的噩梦。核电站核泄漏事故始终是人们最担心的。因此，在核电设备制造过程中应用好高效焊接技术，能够明显地降低设备出现事故的可能性，确保核电设备的运行安全性和稳定性，对提高核电工业安全因素具备重大意义。

1 核电设备制造原理

根据核电站工作原理来分析，因为利用原子的分裂来产出热能的原理来达到加热液体的目的，再通过加热水达到高温、高压的蒸汽来使涡轮进行高速旋转，再引动发电机的旋转，从而产生巨大的电能。

2 核电设备制造中的焊接技术

2.1 发展历史

焊接技术的产生，是因为金属的应用越来越广泛。在金属加工过程中出现了多种多样的加工工艺，而焊接技术就是其一。这种古老的方法延用至今，而今，在古人的基础上不断地更新技术，使得焊接技术出现了目前的高效焊接技术，主要用于焊接技术要求高的生产制造。

2.2 焊接问题

焊接是焊缝附件的高温区金属受周围金属的制约，产生不均匀的压缩塑形变形，焊接后冷却时，这部分压缩的塑形金属同样受周围冷态的金属制约，不能自由收缩，导致了拉应力和变形。变形的危害：焊后尺寸不合格、影响美观和降低承载能力。

2.3 焊接出现问题及处理方法

焊接过程中产生变形的现象，一般处理方法是勤磨钨针、降底焊接电流、提高焊接速度的同时尽量短弧施焊。总之，前面所做的一切都是为降底溶池温度服务的。只有熟练地掌握好溶池温度的核心知识，才不会容易导致变形发生。

对于焊接工艺来说，焊接精度要求高，焊接不实接触不良，容易短路，不平整。为了防止焊接变形，一般来说有两种方法：一是防止变形，就是做一些相应的工装控制其不让变形，另外一种就是预变形，焊前装配时往相反方向做些调整，焊完变形后刚好到设计的装配尺寸。

焊接的时候发现有的焊缝很亮，有的发暗，一般是金属光泽，表面平整会看起来亮一些，粗糙会暗一些，这是光线反射问题，如果差别很大，暗的自然就是有杂质了。另外，有水焊接是工艺绝对禁止的。焊接的过程中焊缝上面出现像烤蓝一样的颜色，是因为有杂质掺入，氧化造成的。不一定只是底漆，如果认为底漆的话，还要看底漆的可焊性，可以查一下底漆的说明书。焊接过程中火花飞溅熔化的金属未在熔池内冷却造成的。产生原因有很多种，不外乎力的作用。

3 现代的高效焊接技术

高效焊接技术在工艺上主要是以提高熔敷的效率和焊接速度来实现其工艺的一个过程。其中高熔敷效率焊接是指其在单位时间内熔化更多的焊接材料，高速焊接是在提高焊接速度的同时提高焊接电流，以维持焊接热输入大体上保持不变，代表工艺以多丝弧焊技术为主。此外，高效焊接技术还包括其他焊接方法，都可以大大提高焊接效率，主要有激光复合焊，A―TIG焊等承接了传统的工艺。为了使核电事业得到稳定正规的发展，国内相关焊接工艺研究者在研制最新高效焊接技术时，加进了机械化和自动化的水平，广泛采用数控设施，在增强焊接质量、安全和可靠性方面大大提高了性能。另外，在焊接时还需考虑工件的影响因素：例如：厚度，坡口角度，焊接材料，环境温度（确定是否预热）。焊接是用于材料之间的连接，焊接接头的焊缝的质量保证是最重要的，它的机械性能必须得到保证。

4 核电设施设备的制造过程中应用高效焊接技术的现状

目前，从焊接技术的角度上看，核子裂变引发巨大的热量，其加热的液体的装置，至少是应该耐高温以及耐高压的容器和循环管道。其将热量输送给水，再来形成一个高温和高压蒸汽一体化装置，也无非就是耐高温和耐高压的压力容器和循环的管道。从以上流程可知，核电站比较需要的是有操作耐高温耐高压容器管道技术经验的技工。探伤技术，只要能方便移动的探伤设备，探伤准确度比较高、比较可靠的都可以使用。当前超声波技术已经相当成熟，可以推荐。另外，磁粉探伤可以及时灵活地检查裂缝，在复杂节点受力处可定期检查，以保安全。核电设备设施必须在现场进行焊接，需掌握的基本原则是将焊接构件解剖分解后，尽可能在车间里完成元件和成套的组件，在内场工作条件较好，焊接质量比较容易保证。然后将它们分类形成配套的运到核电站工地，不能混乱。在现场焊接的尽量减少，一般是那些形成构件后运输困难的，必须在现场对接的，尺寸要现场确定的，有特殊原因的才在现场焊接。

根据跳动的溶化钢水来控制焊接的速度，每当焊接时，可以发现刚溶化的钢水在跳动，根据它的速度，来调整操作的速度，在跳动钢水紧跟在焊丝后面。操作过程中焊接速度过快，会造成焊缝变窄，凹凸不平，焊缝波形尖，容易产生咬边现象。核电设备违规补焊检查后会发整改通知甚至停工令，如果是质保检查发现，发纠正措施（CAR），要求施工单位自查整改，确认符合规范后再开工，总之焊接在核电设施设备中工作环节非常关键。对焊接工艺要有明确规定和规章制度，才能正确地运用高技能加上先进的数控手段。把核电设备制作工艺提高加强。由此成熟的核电设备制造的焊接工艺首要的条件是安全生产是前提。工作人员要防止触电 焊机要安全接地、用前要检查焊机及电线、气管等是否正常、防止灼伤，施焊过程要注意劳动防护用品的穿戴、护目墨镜、焊工手套、工作服、工作鞋准备到位。目前，随着核设备制造业的发展和核电设备制造方案的完善，国内越来越多的企业获得了核电设备制造的资质。为了提高自身企业的制造能力和优质生产能力。加强推进最新焊接技术已经成为金属加工工艺技术市场的热门。通过传统的焊接技术和现代数字化技术相结合，再加入红外线感应和激光的全路线跟踪系统的投入制造环节，必定会得到生产上的效率优化。

5 结语

所谓高效焊接技术是焊接技术中效率高于用普通的焊接技术，用以进行手工焊操作的其他各种焊接方法的总称。推广应用高效焊接的方法，对推动核电工业安全发展、提高核电工业运行质量、推动国内核发电站具有十分重要的意义。高效焊接技术工艺已经成为现代工业中一种日益重要的金属加工的工艺方法，加强高效焊接技术的力度，完善焊接应用方案，能够有效提高核电设备运行的可靠性与稳定性，用于保证核电设施设备的正常运行，增强核电工业运作系统的安全质量起到了积极的推进作用。

参考文献

[1] 孙灵飞.核电设备制造过程中的高效焊接技术应用情况[J].金属加工，2015（16）：13-14.

[2] 孙占，王勇.核设备潜在供方焊接能力评价[J].电焊机，2013（10）：63-66.

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【关键词】锅炉；压力容器；管道焊接技术；新发展

1.锅炉压力容器和管道焊接技术的概述

鉴于锅炉、压力容器和管道涉及到许多重要的工业部门，其中包括火力、水力、风力，核能发电设备，石油化工装置，煤液化装置、输油、输气管线，饮料、乳品加工设备，制药机械，饮用水处理设备和液化气储藏和运输设备等，焊接技术的内容是相当广泛的。目前国内外锅炉、压力容器和管道的焊接技术取得了引人注目的新发展。随着锅炉、压力容器和管道工作参数的大幅度提高及应用领域的不断扩展，对焊接技术提出了愈来愈高的要求。所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量，同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。因此，在这一领域内，焊接工作者始终面临复杂而艰巨的技术难题，要求不断寻求最佳的解决方案。通过不懈的努力已在许多关键技术上取得重大突破，并在实际生产中得到成功的应用，取得了可观的经济效益，使锅炉、压力容器和管道的焊接技术达到了新的发展水平。

2.锅炉、压力容器和管道焊接方法的新发展

锅炉、压力容器和管道均为全焊结构，焊接工作量相当大，质量要求十分高。焊接工作者总是在不断探索优质、高效、经济的焊接方法，并取得了引人注目的进步。以下重点介绍在国内外锅炉、压力容器与管道制造业中已得到成功应用的先进高效焊接方法。

2.1锅炉膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊接生产线

上世纪80年代后期，日本三菱重工率先开发膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊新焊接方法及焊接设备，并成功地应用于焊接生产。其特点是多个MAG焊焊头从管屏的正反两面同时进行焊接。焊接过程中，正反两面焊缝的焊接变形相互抵消。管屏焊接后基本上无挠曲变形。这是一项重大的技术突破。经济效益显著。我国如今已有十多条MPM焊接生产线正常投运。管屏MPM焊接的主要技术关键是必须保证正反两面的焊缝质量，包括焊缝熔深，成形和外形尺寸基本相同。这就要求在仰焊位置的焊接采用特殊的焊接工艺―脉冲电弧MAG焊。焊接电源和送丝系统应在管屏全长的焊接过程中产生稳定的脉冲喷射过渡。因此必须配用高性能和高质量的脉冲焊接电源和恒速送丝机。这些焊接设备的性能和质量愈高，管屏反面焊缝的质量愈稳定，合格率愈高。为进一步改进膜式壁管屏MPM焊机的性能，最近国产的管屏MPM焊机配用了第三代微要控制逆变脉冲焊接电源和测速反馈的恒速送丝机，明显提高了反面焊缝的合格率。

2.2锅炉受热面管对接高效焊接法

热丝TIG焊的原理是将填充丝在送入焊接熔池之前由独立的恒压交流电源供电。电阻加热至650~800℃高温，这就大大加速了焊丝的熔化速度，其熔敷率接近于相同直径的MTG焊熔敷率。热丝TIG焊不失为小直径壁厚管对接焊优先选择的一种焊接方法。改用当代最先进的全数字控制逆变脉冲焊接电源或波形控制脉冲焊接电源，则可容易地按焊接工艺要求，对焊接电弧的功率作精确的控制，确保接头的焊接质量。对现有的管子对接自动焊MIG焊机组织二次开发，将原有的晶闸管焊接电源更换成全数字控制逆变脉冲焊接电源，并采用PLC和人机界面改造控制系统，充分发挥MIG焊的高效优势。

2.3厚壁容器纵环缝的窄间隙埋弧焊

厚壁容器对接缝的窄间隙埋弧焊是一种优质、高效、低耗的焊接方法。自1985年哈锅从瑞典ESAB公司引进第一台窄间隙埋弧焊系统以来，窄间隙埋弧焊已在我国各大锅炉、化工机械和重型机械等制造厂推广使用，近20年的实际生产经验表明，窄间隙埋弧焊确实是厚壁容器对接焊的最佳选择。

最近，美国林肯（Lincoln）公司向中国市场推出交流波形参数可任意控制的AC/DC1000型埋弧焊电源。采用这种新一代的计算机控制埋弧焊电源，可使串列电弧双丝埋弧焊的工艺参数达到最佳的组合。不但可以获得窄间隙埋弧焊所要求的焊道形成，而且还可进一步提高交流电弧焊丝的熔敷率。可以预期，波形控制AC/DC埋弧焊电源的问世必将对串列电弧双丝窄间隙埋弧焊的推广应用作出积级的贡献。

2.4大直径厚壁管生产中的高效焊接法

随着输送管线工作参数不断提升，大直径厚壁管的需求量急剧增加，制造这类管材量经济的方法是将钢板压制成形，并以1条或2条纵缝组焊而成。由于厚壁管焊接工作量相当大，为提高钢管的产量，通常采用3丝，4丝或5丝串列电弧高速埋弧焊。5丝埋弧焊焊接16mm厚壁管外纵缝的最高焊接速度可达156m/h，焊接38mm厚壁管外纵缝的最高焊接速度可达100mm/h。

3.锅炉、压力容器和管道焊接自动化的新发展

焊接机械化是指焊接机头的运动和焊丝的给送由机械完成，焊接过程中焊头相对于接缝中心位置和焊丝离焊缝表面的距离仍须由焊接操作工监视和手工调整。焊接自动化是指焊接过程自启动至结束全部由焊机的执行自动完成。无需操作工作任何调整，即焊接过程中焊头的位置的修正和各焊接参数的调整是通过焊机的自适应控制系统实现的。而自适应控制系统通常由高灵敏传感器，人工智能软件、信息处理器和快速反应的精密执行机构等组成。为加速本行业焊接生产现代化的进程，增强企业的核心竞争力，应尽快提高焊接自动化的程度。

3.1厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备

德国Babcock-Borsig公司与瑞典ESAB公司合作于1997年开发了一台大型龙门式全自动自适应控制埋弧装备。专用于、厚壁容器筒体纵缝和环缝的焊接。该装备配置了串列电弧双丝埋弧焊焊头，由计算机软件控制的ABW系统和激光图像传感器。

在焊接过程中激光图像传感器连续测定接头的外形尺寸，测量数据通过计算机由智能软件快速处理，并确定所要求的焊接参数和焊头位置。系统软件可调整每一填充焊道的4个焊接参数：焊接速度，焊接电流，焊道的排列和各填充层和盖面层的焊道数。因此，该系统可使实时焊接参数自动适应接头整个长度上横截面和几何尺寸的偏差。该装备不仅大大提高厚壁容器的焊接生产率，而且确保形成无缺陷的厚壁焊缝，同时显著降低了焊工劳动强度，改善了工作环境。

3.2厚壁管件全自动多站焊接装置

火力和核电站的主蒸汽管道，其壁厚已超过100mm，焊接工作量相当大，迫切需要实现焊接生产的全自动化，以提高生产率。每个焊接工作站由焊接操作机，翻转机构，滚轮架，夹紧装置和焊接机头及焊接电源等组成。所有的焊接工作站由中央控制器集成控制。适用的管径范围为139~558 mm，壁厚18~100 mm.管件长度大于1800 mm.可全自动焊接直管对接，直管与弯管接头，直管与法兰以及直管与端盖对接接头。焊接方法采用窄坡口热丝TIG焊。

在该自适应控制系统中，采用黑白摄像机检测坡口边缘的位置。采用彩色摄像机监控电弧和填充丝的位置。通过检则焊丝加热电流控制填充丝的垂直方向的位置。这种控制方法是利用黑白摄像机的图像，经过计算机图像处理，确定内外边缘的照度差。当焊接条件变化时，系统将自动调整摄相机快门的曝光时间。以达到给定的照度，使焊枪始终保持在焊接开始时调整好的位置。壁厚管件全自动多站焊接装置基本上实现了焊接作业无人操作。只需要一名操作人员在主控制室内设置管件的原始条件并在焊接过程中进行监控。

3.3大直径管对接全位置自TIG焊机

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[关键词]立式；圆筒形；储罐；施工

中图分类号： TU74 文献标识码： A

一、前言

钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲储罐是工艺生产的重要组成部分，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。储罐的种类分为很多种，在施工过程中我们要根据储罐的类型采取不同的施工工艺，保证储罐的施工质量，为储罐的安全运行提供保障。大型储罐主要在储存液体的过程中遇到大风、地震、雷电等外力冲击的情况下会产生一定的危险，因此，我们要严格控制施工步骤。在施工过程中要严格按照相关的标准及施工图纸要求进行施工，对储存易燃、爆的储存罐还要进行必要检测，保证使用过程的安全。

二、立式圆筒型储罐的设计及施工标准

立式圆筒型储罐的分类方法很多，按罐顶的结构形式可分为固定顶储罐和浮顶储罐。其中，浮顶储罐又可分为内浮顶和外浮顶两种。大型储罐设计标准的进步推动了其技术的发展，目前储罐设计的主要标准如下：

1、立式储罐设计标准参考如下：

（1）GB50341《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》；

（2）SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》；

（3）JB/T4735《钢制焊接常压容器》；

（4）SY/T0608《大型焊接低压储罐的设计与建造》。

在国内设计标准中，GB50341、SH3046等部分参考了美国石油协会的API650和英国、日本相关标准并且结合国内实际进行了部分修改；SY/T0608则几乎完全参考API620进行编制。

2、施工及验收标准如下：

（1）GB50128《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》；

（2）SH/T3530《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工技术规程》；

（3）JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》。

三、分析技术要点

立式钢制圆筒形储罐对于承受静液压力是非常有效的，能充分发挥金属的抗拉能力，并有很好的延性，因而节省材料，在工程中得到广泛应用。我公司曾在广西承建制造十台2000m3的常压立式圆筒形油储罐，直径13300mm，高度16050mm，根据其工作温度、介质特性、使用寿命等参数，主体板材选择GBT3274-2007。设计是按GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》，包括各圈壁板、底板、罐顶厚度及罐顶加强筋的设计计算。制造按GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》，焊接规程遵循JBT4709《钢制压力容器焊接规程》。

1、施工准备

根据储罐的设计及相关标准的要求，准备好施工材料和施工机械，施工人员必须要有相关的施工资质和施工经验。材料进场后，组织相关人员进行检验。项目部建立岗位责任制和质量监督制度，明确分工职责，落实施工控制责任制。储罐开始安装之前，应按照土建基础结构设计图、施工验收规范及质量验收措施进行复验，复验合格后方可进行罐底板的铺设。

（1）罐底边缘板的预制

罐底预制前应根据采购的进厂钢板规格画出排板图，边缘板沿罐底径向最小尺寸不得小于700mm。罐底边缘板为对接连接，考虑罐底焊缝焊接收缩和基础坡度，罐底边缘板曲率半径较比设计尺寸应适当加大，得出修正后的外弧半径。

式中：R修― 修正后的边缘板外弧半径； N ― 边缘板数量；

R ― 设计标注的边缘板外弧半径；I ― 基础表面的坡度

边缘板外弧气割前，应根据计算得出的R修值按1∶1的尺寸制作切割轨道，然后对边缘板进行仿型切割。边缘板两侧边切割时，割嘴中心应按照事先划好的切割线的外侧行走，并保证切割角度，切割后，用砂轮机清除表面的氧化渣。加工好的边缘板按照质量标准要求进行检查验收，并做好记录，合格后在板上编上号码。

（2）罐壁板的预制

为保证罐壁板几何尺寸的各种偏差符合验收规范的要求，所有罐壁板在滚制前，必须进行齐边和坡口制备。齐边和坡口切割作业前，应按照罐壁板排板图准确划线并检查，然后采用半自动切割机切割，坡口一次切割成型。切割在切割平台上进行，切割时，要保证切割机行走速度均匀平稳。为保证坡口质量，切割后，需用砂轮机清除坡口表面的硬化层，然后进行检查、记录，合格后在板上编上号码。切割好的罐壁板在滚制前，壁板两端各200～300mm范围内需按照与罐壁圆周相同曲率的胎具进行压制成型后，方可进行滚制。罐壁板预制后不能立即进行组装时，需在坡口表面涂刷可焊性防锈剂，并置于专用胎具上存放。

（3）罐顶板的预制

储罐罐顶瓜皮板按照设计给出的单块尺寸进行1∶1放样，然后在拼接好的板幅上进行划线。罐顶瓜皮板的切割可采用半自动切割机或手工进行，使用半自动切割机切割外弧时，要按照1∶1的比例制作切割轨道进行仿型切割，切割时，割嘴中心应按照事先划好的切割线的外侧行走，并保证切割角度，切割后，用砂轮机清除表面的氧化渣。切割好的罐顶瓜皮板，要卡固于专用胎具上组装筋板，然后方可进行焊接。罐顶瓜皮板预制后不能立即进行组装时，需置于专用胎具上存放。

2、罐底焊接

选择收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序，宜按下列顺序进行：中幅板焊接时，先焊短焊缝，后焊长焊缝。初层焊道应采用分段跳焊或跳焊法。弓形边缘板的焊接：首先施焊靠外缘300mm部位的焊缝，在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后且在边缘板与中幅板的收缩缝焊接前，完成剩余边缘板对接焊缝的焊接和中幅板的对接焊缝。罐底与罐壁连接的角焊缝，在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊，由数对焊工从罐内、外沿同一方向进行分段焊接。初层焊道应采用分段跳焊或跳焊法。

3、罐壁焊接

下料时要严格控制壁板的宽度偏差，坡口角度合适。罐壁一般选择不留钝边的坡口形式较好，坡口角度可根据板厚进行适当调整，保证单面焊透性好，并使用砂轮机打磨。先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝，焊缝宽、高以较薄的板厚为宜，减小焊接量。当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊其间的环缝；焊工均匀分布，并沿同一方向施焊。纵焊缝采用气体保护焊时，自下向上焊接。对接环缝采用埋弧自动焊时，焊机均匀分布，并沿同一方向施焊。

4、罐顶板焊接

罐顶瓜皮板全部安装完毕后，方可进行焊接，焊接时，相临两块顶板之间的搭接焊缝应由下向上分段焊接；顶板经向搭接焊缝全部焊接完成后，才能进行罐顶板与包边角钢之间环行焊缝的焊接。焊接时，应由多名焊工对称均匀分布，同时同向进行分段退焊。罐顶焊接时，为防止焊接变形，焊接操作必须按照规定的焊接顺序进行。

四、高效焊接技术的应用

立式储罐是现场安装焊接的大型容器，焊接工作量极大，焊接的效率对储罐的建造速度和质量都起着决定性作用。因此，储罐的高效焊接技术愈来愈受到重视，在储罐的安装施工过程中已得到推广应用。这种高效焊接技术与常规的电焊相比，不仅熔敷效率高、焊接速度快、而且操作简单，更具有生产效率高、焊接质量好、节约能源等优点。大型立式储罐的主要结构是拱顶型储罐和浮顶型储罐，对其主体安装方法主要采用正装法与倒装法。高效焊接方法的选择也与储罐材质、厚度以及安装方法有关。近年来，储罐施工过程中应用较多的高效焊接方法是埋弧自动焊，其中包括横焊、平焊和角焊、气电立焊和气体保护焊等。下面具体介绍一些在大型储罐现场焊接施工中应用的高效焊接技术。

1、储罐正装法的横焊装置

大型储罐因壁板厚、直径大，环焊缝的焊接量非常大，因而采用高效自动焊技术意义重大，目前，在施工安装过程中普遍采用高效埋弧自动横焊法。埋弧自动横焊的焊接速度就是其机架的行走速度。在焊接时，焊接行走机架吊挂在储罐壁板上，壁板的上端是焊接行走的轨道，其驱动机构安装在机架的上部，传送带则靠托轮与壁板紧贴被带动转动，其方向与焊接机架运行方向相反。焊接时，应先焊接焊缝的外侧，待外侧焊接结束后，对内侧进行焊前处理，然后再以同样的焊接方式焊接。为了减少焊接机架内外吊装的次数，提高焊接效率，目前已开发出了双面焊正装储罐环焊缝埋弧自动焊机，在实践施工工程中已经采用。

2、储罐倒装法的横焊装置

目前，国内外一些企业在借鉴储罐正装埋弧自动横焊技术的基础上，开发出了利用储罐倒装埋弧自动横焊设备与工艺，主要应用于拱顶储罐罐壁的环焊缝，其焊接效率非常高，是焊条电弧焊的四倍，但这种技术只适用于10mm以上的中厚板。当壁板较薄时，焊缝的收缩变形比较大，环焊缝会产生比较明显的掐腰现象，而且薄板焊接量较少，采用埋弧自动横焊不经济，效率没有明显的提高。因此，储罐倒装法施工埋弧自动横焊技术应用于2万立以上储罐的焊接较为经济。在操作时，储罐基础的四周需铺设一条与罐壁板环缝平行的圆形轨道，横缝自动焊装置位于轨道之上，并靠着罐壁板沿轨道行走进行焊接，机架的行走速度就是焊接速度。

五、TOFD检测技术在立式圆筒形储罐焊缝检测中的优势

一般采用非平行扫查进行初始的扫查方式，探头对称布置于焊缝中心线两侧沿焊缝长度方向运动。对于非平行扫查发现的接近最大允许尺寸的缺陷或需要了解缺陷更多信息时，进行偏置非平行扫查、平行扫查,若焊缝较宽，在焊缝两侧各增加一次偏置非平行扫查。

1、提高工效300%

以5万立式圆筒形储罐底层的立焊缝为例：X射线检测最底圈板厚32mm，高度2200mm,每道立焊缝射线检测拍片按300mm规格的胶片需拍9张，每张胶片曝光时间5分钟，加上现场布置及暗室处理时间，按照检测10道立缝计算，大概需要10小时左右，采用TOFD技术，现场实施线性扫查平均2.2米/10分钟，加上图谱判定分析时间平均大概需要3小时，共计提高工效300%以上；

2、人工成本、材料成本对比

正常情况下，一座5万立方原油储罐最底共18道立缝，射线检测需要两个检测机组在一个工作日完成，每组三人，TOFD检测只需每组三人一个工作日完成，可节省三个人的人工成本。除去设备的一次性投入，TOFD检测在材料上只需探头楔块和探头线的磨损，而射线检测则需投入胶片、药液、铅字、暗袋等其他辅助材料，相比较大量节省了检测成本，同时检测过程可与其他作业工序同步进行，节省工期3-5天。

3、环境保护

采用TOFD检测技术可削减X射线检测辐射伤害的风险因素，同时射线检测过程中废旧药液、铅字、尾气排放对环境也造成一定的污染，而TOFD检测技术现场只残留耦合剂对被检物的轻微锈蚀，不会造成环境污染。

六、结束语

在立式圆筒形储罐施工的过程中我们要根据储罐的结构、容积、用途等设计参数，结合设备、人工实际情况采取相应的措施，保证储罐的施工质量符合相关标准的要求。

参考文献

[1]麻豹．圆筒形储罐安装过程中的变形及控制技巧[J]．城市建设，2013

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济南铁路局济南钢轨厂焊车间，主要承担着局管辖区间内陇海线、津浦线、胶济线、京九线、兖石线几大干线与东平铁路、枣临铁路等无缝线路的长钢轨焊接、运输、回收工作，下设4个生产工区和1个旧轨整修基地，现有干部职工300多人。

旧焊轨工区作为一个老焊轨工区，近年来主要负责u75v、u71Mn轨种以及u71Mn、u74Mn轨种再用轨的焊接工作。

2010年我工区承接东平铁路与枣临铁路P50U71Mn轨种的长轨焊接任务，用k900焊机P50U71Mn轨种这在全路是首例，在没有任何经验可以借鉴的情况下，我们旧轨工区焊轨生产压力明显增大，工区全体干部职工面临巨大挑战，为能顺利完成生产任务，工区组织以管理人员、专业技术干部，采用先进、科学、合理的方法，组织焊接试验，直到型式检验通过，及时的进行了钢轨焊接，安全、顺利、高效、地完成了上级交给的长轨焊接任务，保证了线路长轨供应。

二、现状调查

1、 利用K900焊机焊接P50U71Mn轨种以前从没有焊接过，没有任何可以借鉴的经验。对于新的焊接轨种很陌生，对人员、设备都是一次考验。

2、 工区现有的焊接设备不能很好的适应P50U71Mn轨种的焊接，焊机老化，故障频繁；推瘤机漏油，反应迟钝；推瘤刀尺寸按照P60轨设计制造的，焊接P50轨需要改造；正火线圈空间尺寸不能满足P50轨要求；250调直机调直垫块不适应P50轨调直。

3、 焊接P60轨常用的焊接参数不能满足P50U71Mn轨种的焊接。

三、要因确定

作业人员技术技能差，焊接技术不过关，思维定势，无创新观念；生产设备部分老化；推瘤调整不到位；焊接方法不正确；焊接参数调整不合理；木材材质不均匀；母材有伤。

四、整改措施

针对以上存在的问题制定的措施，我们小组针对影响P50轨型式检验结果的主要问题制定了三种措施。制定责任到人的实施措施，最终通过了P50U71Mn轨的型式检验。具体情况介绍如下：

1、加强焊接人员培训，提高其设备操作技能

根据工区人员现状，我们采取了如下措施：

（1）加强焊机人员与专业技术人员培训和学习，手把手传授设备操作，正确组织生产，对各工序实行定点负责制，指定重要工序专门负责人。

（2）加强各工序间人员之间的配合作业练习，为带工负责人、生产工班长配备报话机，为焊机工序配备报话机，以便各工作人员随时保持联系，随时掌握作业状态，达到各工序有序生产，高效优质作业。

管理人员和所有职工综合技能得以提高，设备操作人员能够正确熟练操作设备，提高钢轨焊接质量。

2、改造生产作业线设备，使之适应P50U71Mn轨的焊接。

（1）对焊机、推瘤机、电正火、等焊接设备进行维修保养，更换老化部件与损坏部件，对推流刀、正火线圈等进行调整到位。

（2）在推瘤工位与正火工位间加一道轨底打磨工位，用于打磨轨底，提高焊缝外观质量。

（3）纠正错误的焊接方法，跟踪观察焊接记录仪显示，并及时调整焊接参数，寻找合适的参数，使之使用P50轨焊接。

3、仔细筛选母材，合理调整焊接参数。

（1）仔细挑选待焊钢轨，剔除外观有伤的和外观质量不好的钢轨进行焊接试验。

（2）对落锤一锤断，断口有灰斑的母材进行更换母材试验。

（3）按照正确的操作方法操作落锤试验机。

4、合理调整焊接参数，使之稳定于P50轨的焊接。

五、效果确认

1、提高了工区管理人员的业务素质，丰富了管理经验。

2、提高了职工的操作技能，增强了工作能力和生产技术。

3、提高了设备质量，改良了生产作业线，净化了室内作业环境。

4、通过了P50U71Mn轨型式检验，可以进行P50轨焊接生产。

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关键词：不锈钢复合钢板；埋弧焊；焊接工艺

0前言

不锈钢复合钢板是一种以碳钢为基体单面或双面整体连续地包覆0.1-20mm不锈钢的两种金属高效节能材料。它充分发挥两种材料特性优势，既具有不锈钢的耐腐蚀、耐磨性、抗磁性、豪华性和装饰性；又具有碳钢良好的可焊性、成型性、拉延性和导热性。随着社会的发展，不锈钢复合钢板在石油、化工、制盐制碱等国民经济各行各业得到广泛使用，传统的焊接方法显然已经不能适应设备制造行业的发展速度。本文以某炼油厂原料预处理装置中常压塔（材质为S11348+ Q245R的不锈钢复合板）为例，阐述埋弧自动焊在不锈钢复合钢板中的焊接技术。

1常规的焊接工艺及方案

1.1主体材料的机械性能

常压塔设备主体材料为3mm的S11348不锈钢板复层和18mm的Q245R的碳素钢基层钢板复合而成，其材料的力学性能符合GB713―2014，见表1。

1.2常规焊接工艺的制定

复合板的焊接与一般材料不同，要求复层焊缝的化学成分与复材的化学成分基本一致，具有和复材相当的耐腐蚀性能及其他的特殊性能。首先要考虑合理的焊接坡口，其次是选择合理的焊接材料和焊接工艺规程。坡口形式如图1所示。

施焊时，按照图2焊接接头进行施焊，焊接顺序及焊接方法见表2.

1.3常规焊接方法的存在的缺点

从以上的焊接方法来看，至少存在两方面的缺点：一是手工打底焊接时熔渣不易析出，存在大量的熔渣和未融合缺陷，焊缝返修率达70%。二是焊接劳动强度大，打磨及清理程序多，焊接速度慢，弧光及烟尘污染大，对所操作的电焊工的焊接水平要求高。

2埋弧自动焊的应用

针对以上的缺陷及问题，通过分析，决定采用不锈钢复合板采用易操作且效率高的埋弧自动焊工艺

首先按照NB/T47014-2011《承压设备用焊接工艺评定》作焊接工艺评定。对焊接接头简图做简单修改，如图3.

焊接参数表见表3

焊后对焊接接头进行X射线探伤、拉伸、侧弯和冲击检测各项试验数据均符合要求，见表4.

3在产品制造中的应用

焊接工艺评定合格后，在常压塔的施焊过程中，严格遵循了焊接工艺的要求，对易出现缺陷的部位扩大了RT检测比例，结果发现焊接返修率仅为3%，机械化利用率高，焊接人员劳动强度降低，生产效率得到大大的提高。

参考文献

[1] NB/T47002.1～47002.4-2009 压力容器用爆炸焊接复合板.

[2] GB150-2011 压力容器.

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关键词： 船舶焊接技术；高效焊接；差距

船舶焊接技术是船舶工业的主要关键工艺技术之一。目前，世界各主要造船企业在20世纪90年代中期已普遍完成了一轮现代化改造。同时，在此基础上又陆续启动了新一轮现代化改造计划。投资目标很显然集中于高新技术投资力度进一步加大，大量采用全新的造船焊接工艺流程，高度柔性的自动化焊接生产系统和先进的焊接机器人技术，以保证这些造船强国在国际竞争中具有独特的技术优势。

进入21世纪，面对新的挑战和机遇，对我国船舶焊接技术进行综合分析研究是极有现实性和针对性的，并以此来激励我们去做好当前必须做的各项工作，大力推进高效焊接技术，加快焊接技术改造步伐，努力将相对资源优势转化为科技竞争优势，促进船舶产业进步和产业升级。否则，将不但难以实现船舶工业振兴的宏伟发展计划，甚至会出现我国现有的国际市场份额都难以维持的严峻局面。

一、船舶焊接技术现状

受20世纪70年代中期和20世纪80年代中期两次严重造船危机打击，世界造船业总局面发生了重要变化。日本、韩国、中国（包括台湾省）造船业迅速发展起来，使世界造船中心由欧洲转向东亚，东亚地区的造船量占世界造船总量的78%（以总吨计算），在东亚地区造船诸国中又形成了日本、韩国、中国大连和上海的世界造船“金三角”地区。

这个狭小的“金三角”地区聚集着众多的世界一流的造船企业、研究开发中心及其船舶配套设备厂，其造船量占世界造船量的70%以上，有“世界造船基地“之称。

中国的造船能力和市场份额有明显增长，并将成为世界造船格局演变的重要推动力量。我国造船业的规模据国家统计局统计，1999年年销售额超过500万元人民币的修造船企业有461家，职工达29.6万人销售总额达345.95亿元人民币，其中海船造修厂有72家，职工有12.4万人，销售额达到 201.51亿元。

目前，我国至少有30家船厂在建造出口钢质海船。其中中国船舶工业集团公司9家，中国船舶重工集团公司4家，其他17家。

自20世纪90年代后半期起，我国造船业发展的一个重要特点是；地方的和中外合资的与外方独资的造船企业发展迅猛，并形成了与中国船舶工业、中国船舶重工两大集团公司“三分天下”的格局。

自改革开放以来我国造船业在技术水平、船舶类型、建造质量以及建造周期等方面都取得了长足的进步，具备了一定的国际竞争力。其中船舶焊接技术的长足进步贡献突出，并取得了较好的经济效益。

1、造船生产中应用的高效焊接工艺方法。这些高效的焊接方法从20世纪70年代末期的3-5种发展到现在的35种，基本满足了建造出口船舶，海洋石油平台以及各类非船舶产品的需要。

2、焊接高效化率大幅度提高。焊接机械化自动化率自20世纪90年代以后有了较大幅度的提高。

3、船厂的焊接设备构成逐渐趋于合理旋转式直流弧焊机已从1983年的56.45%下降到2001年的65%，最终将全部被淘汰，取而代之的是整流弧焊机、CO2气保护焊机、交流焊机、埋弧焊机以及船用机械化自动化平角焊机、垂直气电焊机等。

4、船舶焊接新工艺、新技术、新材料的应用与推广。由于部分船厂的产品特点是多品种、小批量，产品结构和材料变化频繁。近年来，随着转换现代造船模式，大力推进区域造船法，使船舶焊接技术也发生了较大的变化，其中比较突出的是一些重点骨干船厂先后都引进了国外先进的平面分段装焊流水线，采用了拼板工位多丝埋弧自动焊，单面焊双面成形新工艺、新装备。其焊接范围可分别用于5-20mm和10-35mm的船用板材的对接拼板，同时在按区域造船的理论指导下，对船体的平面分段构架的装焊也采用了半自动或自动气保护角焊工艺使焊接效率大大提高。

对于船台大合拢时的垂直对接缝（长度达15-30m）的焊接，原采用手工电弧立焊工艺，其缺点是生产效率低，劳动强度大，对焊工操作技术要求高，焊接质量不稳定。我国造船行业从20世纪80年代中期开始应用CO2气电垂直自动焊工艺，焊接时，在焊缝背面安放梯形槽陶质衬垫，焊缝正面采用水冷铜滑块强制成形，以保持熔池稳定和焊缝成形良好，其焊接生产效率比常规手工焊提高5-7倍，焊接质量稳定，目前已在船厂得到应用。

5、焊接材料应用方面。近几年药芯焊丝的应用异军突起，由于药芯焊丝具有熔敷效率高，焊缝质量好、焊接飞溅少、容易实现机械化和自动化焊接。目前船厂已普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构。同时它又与CO2焊接工艺技术相结合，使船厂在生产中尝到了甜头，所以目前一些船厂认为CO2气保护药芯焊丝焊接将是作为船厂的主要焊接工艺与焊接材料。

由于大量推广应用CO2气保护药芯焊丝，从而也大大提高了我国船厂焊工人均日消耗的焊接材料量，这也进一步降低了我国的造船成本，缩短了船舶的建造周期。另外，在一些高附加值船的建造与非船产品（如大型钢结构高层建筑大型桥梁等）的焊接技术上也开创了许多创新的焊接技术，取得了较大的经济效益和社会效益。

二、高效焊接工艺设备的开发与应用在船舶方面的作用

为提高船舶焊接机械化、自动化水平，在引进消化的基础上开发研制了垂直自动焊机，目前已基本结束了依赖进口的局面，其焊接质量基本上能达到100%的合格，这也是我国船舶焊接技术中有显著特点的技术与装备。根据中国船舶行业发展规划，我国船舶工业将进入世界造船强国的行列。在船舶焊接技术方面我们虽然有10多年来的经验与基础，但同时也看清了与国际先进造船大国的差距。

近年来，我们又集中力量，紧跟国际先进造船焊接技术，跳跃式的自行开发研制适合船厂专用双丝单面MAG焊接技术与装备。该项技术目前已在沪东造船厂进行考核和应用阶段，其主要特点是可无间隙装配、坡口内定位焊、添加切断细焊丝，背面应用陶瓷衬垫，正面双丝单面活性气体保护焊，板厚在12-22 mm范围内可一次成形，焊接速度快、焊接效率高、焊接质量好、应用前景良好。该设备在日本也是1998年才刚推出的新颖单面焊双面成形船舶专用设备，目前已在船厂广泛应用。近年来又开发了船舶专用垂直自动立角焊机，该机带有液面自动跟踪功能，焊接工艺方法基本和原有的垂直自动焊机相同，即正面用铜滑块，反面用陶瓷衬垫。经试验分析，焊接效率为原来方法的 6倍，同时也大大地改善了焊工的劳动环境，目前该设备在进一步完善，不久即可在船舶建造中广泛使用。

三、展望21世纪的船舶焊接技术

进入21世纪以来，随着国际船舶市场的复苏，给我国船舶工业带来了新的发展机遇，尤其是我国加入了WTO以后给我国船舶制造业带来了更激烈的竞争和机遇，我们必须清醒地认识到我国船舶焊接技术还严重地制约着造船的产量、质量、成本、周期。我国的船舶焊接技术与国外同行业先进水平相比，差距不是缩小，而是在继续拉大，日本已在20世纪末初步完成了造船焊接的机械化与自动化改造计划，20世纪90年代后期焊接机器人已批量应用。结合我国国情，我们认为船舶焊接技术的发展方向应是努力提高造船焊接机械化、自动化水平，推广高效、节能型焊接设备，结合新产品的开发，研究应用焊接新工艺、新技术、新材料，进一步提高焊接生产效率。掌握先进技术应当遵循客观规律，应当循序渐进，但也不能排除跳跃式的发展。造船焊接要实现机器人焊接是我国造船界专业人士梦寐以求的，但要实现这一目的，必须要开展这方面的研究和探索，首先要解决好船用钢板的切割下料的技术更新，要形成火焰切割、等离子切割和激光切割三足鼎立的局面。其次在焊接电弧跟踪技术方面要有成熟的实用技术。

要实现船舶焊接技术更新、更快地发展船舶工业要处理好以下几个关系。

1、处理好重点与一般的关系要充分考虑实际与可能有所为有所不为以点带面逐步实现先进焊接技术在船厂的推广与应用。

2、处理好发展常规船舶与发展高技术、高附加值船舶的关系。在船舶市场中油船、散货船和杂货船属常规船型，约占整个市场的70%，集装箱船约占 15%-20%，而其余高新技术、高附加值船舶仅占少数。因此，焊接技术也要大力发展适合不同船型的便携、简易的机械化、自动化焊接设备，同时要大力开发国产的适合各种船用材料的系列化高效焊接材料。

3、处理好自主创新与技术引进的关系，积极开展对外技术交流和技术合作。

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【关键词】制造技术，焊接工程，焊接产业

焊接是一种精确、可靠、低成本，并且是采用高科技连接材料的方法。目前还没有其他方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接，并对所焊的产品增加更大的附加值。

世界上钢及其它金属产量、品种的不断增长及其对制品质量、性能要求的日益提高，特别是随着我国的入世及世界制造加工基地向我国不断转移，作为工业缝纫和线（材料）的焊割机和焊丝、焊条的数量、质量和品位及其自动化生产水平，也将有限大提高。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，进行传统、通用产品改造、产品结构的调整、质量认证和规范管理，取代进口，争取出口。

1.焊接自动化技术的现状与展望

随着数字化技术日益成熟，代表处动地接技术的数字焊机、数字化控制技术业已稳步进入市场。三峡工程、西气东输工程、航天工程、船舶工程等国家大型基础工程，有效地促进了先进焊接特别是焊接自动化技术的发展与进步。汽车及零部件的制造对焊接的自动化程度要求日新月异。我国焊接产业逐步走向“高效、自动化、智能化”。目前我国的焊接自动化率还不足30%，同发达工业国家的80%差距甚远。从20世纪未国家逐渐在各个行业推广自动焊的基础焊接方式――气体保护焊，来取代传统的手工电弧焊，现已初见成效。可以预计在未来的10年，国内自动化焊接技术将以前所未有的速度发展。

2.高效、自动化焊接技术的现状

20世纪90年代，我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标，已经在职各行业的科技发展中付诸实施，在发展焊接生产自动化，研究和开发焊接生产线及柔性制造技术，发展应用计算机辅助设计与制造；药芯焊丝由现在的2%增长到20%；埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度明显加大，在未来20年内会超过实芯焊丝，最终将成为焊接中心的主导产品。高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型逆变焊机将逐取代手弧焊和普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋向于简单化、智能化，以符合当今淡化操作技能的趋势。

在汽车上、造船、工程机械和航空等领域，适用于不同场合的智能化焊接机器人较为广泛的应用，大幅度提高了焊接质量和生产效率。

可喜的是我国很多待业部门和大型个业已经意识到这些问题，船舶工业已经率先提出，到2005年，船厂的高效率焊接要达到80%以上，其中二氧化焊接自动化的发展相对来说较好，国内的焊接厂商先后为一汽、东风、长丰、徐工、成都神钢、美的、格兰仕等多家著名的汽车生产厂、家电生产企业研究制了几十台（套）自动化焊接专机线，整个生产过程由PLC可编程控制器作为中心控制环节，大量采用非接触传达室感器件和光电编码控制环节。该生产线通过焊接工位机械实现了自动化操控，运行规范、可靠，在保证产品质量的基础上，极大地提高了生产效率，减少生产人员达80%以上。该生产线被日本专家评价为后桥壳生产亚洲自动化程度最高生产线之一。推进焊接自动化进程，学习、吸收、借鉴、提高是十分重要的环节，应加强现有世艺的学习和提高。由于现有工艺多为手工操作，有其局限性，往往就可以实现一定的突破。

国外如欧美、日本等发达国家早在20世纪80年代便在石油，化工、造船、建筑、电力、汽车、机械等行业采用数字控制的小车式自动气保焊机，代替人工进行焊接生产。近年来，国内几家企业开发了几种类似的自动焊接小车，但在结构和功能上均属低端产品，在数字控制、焊接参数预置和专家系统自动调用等方面均为空白。在吸收和借鉴国外先进、成熟基础之上，代表自主知识产权的第一代数控小车式自动焊在国内问世。该焊具有携带方便、安装简单、操作灵活、智能化程度高等特点，通过微机控制的多种焊接模式和专家程序，可在不同焊接位置满足多种焊接工艺要求焊缝的焊接。数字化控制小车自动焊机的研制和市场推广，找到了一个切入点，对推动焊接行业在专用自动焊接设备的发展，具有里程碑的重大意义。

3.焊接自动化技术的展望

电子技术、计算机微电子住处和自动化技术的发展，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进了焊接自动化技术革命性的发展。

（1）焊接过程控制系统的智能化是焊接自动化的核心问题之一，也是我们未来开展研究的重要方向。我们应开展最佳控制方法方面的研究，包括线性和各种非线性控制。最具代表性的是焊接过程的模糊控制、神经网络控制，以及专家系统的研究。

（2）焊接柔性化技术也是我们着力研究的内容。在未来的研究中，我们将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合，以实现焊接的精确化和柔性化。用微电子技术改造传统焊接工艺装备，是提高焊接自动化水平淡的根本途径。将数控技术配以各类焊接机械设备，以提高其柔性化水平，是我们当前的一个研究方向；另外，焊接机器人与专家系统的结合，实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能，是我们近期研究的重点。

（3）焊接控制系统的集成是人与技术的集成和焊接技术与信息技术的集成。集成系统中信息流和物质流是其重要的组成部分，促进其有机地结合，可大大降低信息量和实时控制的要求。注意发挥人在控制和临机处理的响应和判断能力，建立人机圣诞的友好界面，使人和自动系统和谐统一，是集成系统的不可低估的因素。

（4）提高焊接电源的可靠性、质量稳定性和控制，以及优良的动感性，也是我们着重研究的课题。开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态，能探测焊缝坡开头、温度场、熔池状态、熔透情况，适时提供焊接规范参数的高性能焊机，并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术。使焊接技术由“技艺”向“科学”演变辊实现焊接自动化的一个重要方面。本世纪头十年，将是焊接行业飞速发展的有利时期。我们广大焊接工作者任重而道远，务必树立知难而上的决心。抓住机遇，为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。

参考文献：

[1]王元良$论焊接科学与工程电焊机，

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关键词 船舶焊接技术；焊接工艺；节能环保；机械化；自动化

中图分类号 U671 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）092-0180-02

随着中国经济的快速发展，作为现代工业技术的基础技术的造船焊接技术是评价造船质量的一个重要指标，焊接的工时和成本在船体建造中占整个船体建造工时和成本的30%至50%，焊接效率直接影响到造船周期和船舶建造成本。因此，充分认识到的发展和应用焊接技术的应用现状，深刻分析当前存在的主题要问题，并采用新技术，加快发展的步伐是摆在世人面前的重要课题。

1 船舶焊接技术的应用现状

经多年发展的动力积蓄，船舶焊接技术在国际船舶工业结构调整的浪潮中抓住机遇，在生产技术的生产数量，生产效率等方面得到了很大的提高，实现了跨越式发展，在国际航运业中占据越来越重要的位置。船舶焊接工艺实现发展和进步，在造船业的焊接工艺的应用水平不断提高，焊接材料，焊接设备和焊接方法，实现了不断更新，在造船行业的发展起着重要的作用。

1.1 焊接方法实现不断优化

随着焊接工艺以及焊接设备和焊接材料，先进的开发，焊接方法也进行了改进，得到了优化发展。现在被广泛应用的CO2气体保护角焊缝角焊自动或半自动的方法大大提高了焊接的效率，促进船舶工业的快速发展。

1.2 焊接材料更加优质化

船舶焊接工艺的逐步推进，更接近国际化的发展方向，焊接材料也将被更新。当前，国内造船过程中，主要使用的电极，CO2气体保护焊丝和埋弧焊焊接材料的焊接材料。其中，当建造的船体，普通的手动重力焊接杆和高效铁粉电极的电极。一般分为不同的实芯焊丝和药芯焊丝CO2气体保护电弧焊接制造工艺生产的目的，一般分为普通药芯焊丝，金属芯药芯焊丝气体保护焊和垂直通量芯线。金属芯药芯焊丝具有良好的性能，开发和利用国际先进船厂的竞争。此外，埋弧焊焊接材料是一种已经被下的青睐，造船业，焊接材料，它的工作环境，并确保在造船行业使用的焊材焊接缝隙的质量比。逐步优化国内焊接材料的发展正在迅速减少，国内各大船厂手工焊条，焊接材料生产和应用的不断更新和发展。双丝埋弧自动焊接，如国内焊材逐步替代进口焊材金属粉芯药芯焊丝本地化，药芯焊丝用量稳步增长，继续优化其性能。

1.3 焊接新工艺得到应用与推广

重要的国内船厂积极学习国外先进技术，引进外国飞机的子装配和焊接生产线，自动焊接单面焊双面成型的新技术，同时，使用半自动或全自动的平面焊接的船体分段的体系结构气渐渐保护角焊接工艺。CO2气电垂直自动焊工艺在船上台大折叠，焊接垂直的煤层已被广泛使用，可以使可达15 cm～30 cm的稳定接缝牢固地焊接在一起，使焊接效率大大提高，远远性能超过旧的技术。

1.4 焊接设备逐步机械化、自动化

焊接过程中，焊接设备更换的进展迅速，逐步淘汰原来的旋转式直流弧焊机，CO2气体保护焊机可广泛的应用，这是一个长期的经济价值的新设备。目前，国内各大船厂的应用SCR CO2气体保护焊，焊接技术的改进，逆变CO2气体保护焊应用程序的频率逐渐提高。 CO2气体保护焊机的应用和推广，可以减少焊接耗材，降低了焊工的数量，降低成本的焊接工艺，提高焊接效率的焊接工艺的发展，有着深远的影响。

2 焊接存在的问题及缺陷

2.1 气孔

焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来形成的空穴就是气孔。焊接中存在气孔，会降低焊缝的强度，破坏焊缝的密封性，焊缝的有效面积减小。一般在两种情况下生成并分为两类：一是在高温下溶解在液态金属中，气体的突然下降的溶解度，如氢气，氮气等，二是溶解在液态金属的气体，如CO等。主要是因为芯锈蚀或药皮变质，剥落；焊条或焊剂未烘烤；焊伞边缘不洁，存在水分、油脂和铁锈；保护湿气体污染或交通，焊接电流过大、电压太高、太长电极伸长率；焊接太快。

2.2 咬边

焊接时焊接参数选择不当或操作工艺不正确，当焊接金属没能填满母材焊趾或焊根的熔化凹槽时，使焊缝边缘留下的凹陷称为咬边。咬边使母材金属接头的有效工作界面减少，从而在咬边处造成应力集中，减弱了焊接接头的强度，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。造成咬边的主要原因有：焊接电流过大；焊接速度过快或运条不稳，以致没能加上足够的填充金属；在角焊时，造成咬边的主要原因是运条角度不准或电焊电弧拉得太长等。

2.3 夹渣

夹渣或夹杂物是由于炉渣不干净，在焊缝金属中的残余物。炉渣将焊接接头的延展性和韧性的降低；尖角渣，导致应力集中，特别是用于淬火倾向较大的焊接金属，容易产生焊接裂纹，在所说的熔渣风口浪尖上形成巨大的压力。形成的主要原因是焊件表面，焊接前清理不良（如油，锈等），焊料层之间的清理不彻底，覆盖潮湿和焊接材料选择不当，电极；焊缝边缘有氧切或碳弧气刨残留渣，焊接电流过小，焊接速度太快。另外，使用酸电极时，由于电流太小或所输送的物品和不当形成糊剂残余物。

2.4 裂纹

焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现称为焊缝裂纹。焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化，有较大的冷收缩应力存在，而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力，更加上母材非焊接部位处于冷固态状况，与焊接部位存在很大的温差，从而产生热应力等等，这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限，材料将发生塑性变形，超过材料的强度极限则导致开裂。焊接裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度，并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点，成为结构断裂的起源。

2.5 未焊透、未熔合

未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透，抑或是焊件边缘或者前一道焊层未能充分受热熔化，熔敷金属却已覆盖上了，造成熔敷金属未能很好和焊件边缘熔合在一起。未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。运条速度太快；焊条角度不当或电弧发生偏吹；坡口角度或对口间隙太小；焊件散热太快；氧化物和熔渣等阻碍了金属间充分的熔合等是产生未焊透产生的原因。在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象称为未熔合。焊接线能量太低；电弧发生偏吹；坡口侧壁有锈垢和污物；焊层间清渣不彻底等是产生未熔合的原因。未焊透和未熔合不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。

3 船舶焊接三大主要方法及提高焊接质量的措施

船舶焊接工件巨大的，形状复杂，施工环境差。常见方法有：①自动埋弧焊焊接：普通的单核和双丝埋弧焊，FCB法，射频法，FAB法；②的CO气体保护焊：传统的CO半自动焊，双丝自动焊（MAG）、自动角焊，二氧化碳气体保护单面焊，二氧化碳气电垂直自动焊；③手工焊条焊接：焊接下游铁粉焊条电弧焊、深穿透焊、重力焊等等。为了提高焊接质量，需要做好以下工作。

3.1 焊缝的焊前检验

焊接缝钉焊接缝间隙、槽和所谓的焊缝错边了，定位焊和焊接质量的清洁状况做好检查焊前检查。焊接前检查内容、精度标准、试验方法，涉及多个项目，还应注意下面的问题：

1）清除焊缝坡口区域的铁锈，氧化皮，油污，杂物和车间底漆，并保持清洁和干燥。

2）焊接必须在潮湿，多风或过冷的开放空间进行，反应正确的屏蔽焊接作业区，一般强度船体结构钢，如焊接环境温度低于0，材料的碳当量大于0.41%，采取焊前预热措施。

3）高强度钢，铸钢和锻钢船体结构件的焊接，应咨询有关工艺文件对船舶进行检查，严格执行焊接电弧，定位焊，预热和焊后保温隔热或热处理等措施。

3.2 焊缝的焊接规格和表面质量检验

焊接的焊接规范对接焊缝类型和规模的要求。焊接型对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝和塞焊。角焊缝类型分别角焊缝的单面，双面全熔透角焊、缝交错断续角焊、接链断续角焊、缝挖孔焊接。焊缝表面质量检验焊接质量的检验应首先检查的项目，即使检验和批准后，其内部最终焊缝气密性试验的质量抽查。

3.3 焊缝内部检验质量

焊缝质量检查中发现的焊接规格尺寸和表面质量的检查和修复缺损的完成，并重新检查和批准。内部品质的焊接，可用于测试射线，超声波，渗透，磁粉探伤，或其它适当的方法。另外，液压、气动、煤油（实际上渗透探伤试验）也可以被用作内部的焊缝质量检查装置。

4 船舶焊接工艺的发展展望

船舶焊接工艺随着信息技术的发展，仍呈现出较大的发展空间。焊接工艺更加趋向机械化、自动化发展方向，并注重节能、高效的发展模式。

1）焊接工艺的机械化、自动化发展方向焊接工艺机械化、自动化是船舶工业的一大发展趋势。

2）焊接材料的发展将不断促进焊接工艺进步。到2010年时，我国已经成为世界一流的造船大国，但不得不承认，在船舶制造中，焊接技术水平相比于日本和韩国等国家，还存在着一定的差距，焊接材料的使用上，还明显落后于这些先进国家。未来的发展中，应努力实现焊接材料的现代化，以推动焊接工艺的发展。

3）研究机械手、机器人焊接。科学技术的飞速发展，数字化信息技术的日新月异，都将对船舶焊接工艺产生重要影响。 在焊接工艺未来的发展中，相关技术人员也应充分意识到这一点，并大胆进行创新，尝试研发更高端的、具有引领性的焊接工艺。

参考文献

[1]通八达，沈建斌.船舶焊接中常见缺陷的形成机理及防止与修正措施研究与探讨[J].中国水运，2010，10（11）：119-120.

[2]赵伯楗，曹凌源，郑惠锦等.船舶高效焊接工艺及装备[J].国防制造技术，2010，03.

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【关键词】锅炉；焊接；容器压力；管道焊接方式

锅炉在制造的过程中施工工艺较为复杂，并且，其质量也不容易控制。锅炉压力容器的质量对于工业的发展以及生活都具有十分重要的影响。就目前来看，锅炉的压力容器制工艺以及相关的焊接工艺也在不断发展，有效的保证了锅炉的质量。焊接的质量对于设备的使用质量具有直接的影响，因此，积极加强焊接工艺的研究分析势在必行。

一、锅炉压力容器的焊接方式

现阶段而言，我国工程的发展对于锅炉的需求也在不断的增多小相关的焊接工艺也在不断发展，具有一定多样性。在实际的焊接过程中，相关工作人员可以根据实际情况选择合适焊接方式。一般来说，压力容器常用的焊接方式有；手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护电弧焊以及电渣焊。

手工电弧焊指的是在焊接过程中，采用手持焊条进行焊接，同时，也锅炉压力容器在焊接过程中使用最多的焊接方式[1]。气焊的工作原理是通过利用电弧的高温以及吹力将相关的焊接部分进行融化，在被焊接的物体上形成的一个液体的凹坑，在其冷却以后形成焊缝然后在接入另一部分，这种焊接方式属于纯手工施工，需要消耗大量的劳动力，并且，工作效率低下。焊接过程中，焊接面尺寸大，所以应该，积极的进行的热处理，在此过程中需要使用电渣焊的方式进行焊接。

二、锅炉受热面管以及高线焊接法

在实际的焊接过程中，锅炉的受热面如果过热以及再热器的相关部件的接头数量以及壁厚，都会随着锅炉容量的增加而增加。一般来说，600MW电站的锅炉热气的最大壁厚已经达到13mm，并且相关和接头已经而超过数千个。传统的焊接方式已经不能满足实际的发展的需求。所以，必须采用效率较高的熔焊方式进行焊接不仅能够保证焊接质量，还能够有效的提高焊接效率。

在应用过程中，哈锅以及上锅都已经从国外引进了厚壁细丝脉冲 MIG自动焊接管机，有效的提高了焊接效率。在应用过程中， 后者存在一定的缺陷，相关工作人员采用TIG焊封底MIG焊填充以及盖面的施工方式，有效的的解决焊接时，根部没有进行完全焊接的缺陷，但是，焊接效率低下，并且，还一定程上增加了焊接成本[2]。因此，相关工作人员应该积极对相关的焊接工艺进行研究，不断改进焊方式，保证良好的焊接效率以及焊接质量。

三、厚壁容器纵环缝的窄间隙埋弧焊

窄间隙埋弧在实际的焊接应用过程中具有良好的工作效率，并且，能够保证良好的焊接质量，降低焊接消耗。通过相关的试验表明，窄间隙埋弧是对厚壁熔炉进行焊接的最佳选择。在窄间隙埋弧不断发展过程中，虽然研究出了一些新的焊接工艺能够有效的提高焊接效率，但是由于这种焊接工艺在实际的焊接过程中焊道成形不好，不利于脱渣，很容易造成焊缝夹渣。所以没有进行广泛利用。

四、大直径厚壁管生产中的高效焊接法

随着我国管道的不断建设，大直径厚壁管的需求也越来越多，这种类型的管道制造的方式都是采用钢板压制而成，并且通过焊接而成。在实际的发焊接过程中，由于管道壁较厚，所以焊接工作量较大。一般都会采用3丝、4丝、5丝串列电弧高速埋弧焊。焊接过程中，5丝埋弧焊在焊接16mm的壁管时，其速度能够达到156m/h，焊接38mm壁管，其速度能够达到100m/h。同时，为了保证良好的焊接质量应该采用 PoweIwaveAC/DC1000 数字控制焊接电源[3]。

五、风力发电站运行中的高效焊接方式

就目前来，我国对于电的需求也在不断增加，但是火电运行过程中对于空气的污染较为严重，风是一种的可再生能源，被广泛应用于发电。风力发电站一般都是由底座、立柱、风力涡轮构成中。在实际的焊接过程中采用两对双丝串列电弧埋弧焊接法能够有效的提高焊接效率。如果采用的4根?时2.5mm的焊丝，熔敷率能达到38Kg/h。另外，锥体筒身缝隙采用两对双丝串列电弧埋弧焊，必须使用LAF1250 和TAF1250电源。

六、总结

综上所述，锅炉压力容器与管道的焊接方法具有一定的多样性，在实际的焊接过程中，需要工作人员根据实际情况进行选择。在焊接过程中还需要注意一些施工细节，例如：温度、时间等。另一方面，在焊接过程中要严格按照焊接顺序进行焊接，对于一些突发状况要及时进行处理，才能保证锅炉、压力容器以及管道的安全运行，促进我国各个行业的发展。

参考文献：

[1]张芝文.锅炉压力容器与管道焊接方法探析[J].商品与质量，2014，（09）：114.

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【关键词】焊接；生产应用；趋势

1、焊接技术的发展特点

焊接技术是制造业中的基础工艺之一，虽然焊接技术的发展时间不长，但是技术却已经很成熟了。目前常见的焊接技术多种多样，如逆变焊接技术、高速高效气体焊接、二氧化碳焊接设备、短路过渡技术、多丝焊接技术、激光焊接技术等，这些方法为焊接技术的发展指明了方向，并且在交通、机械、能源、化工、电子、石油、航空等多个领域都得到了良好的应用。因此，焊接技术渗透于现代的科学技术的各个方面，促进了工业经的发展。

2、我国焊接生产的现状

市场经济的不断发展催生了制造业的蓬勃兴起和发展，焊接技术因其生产成本低，效率高及市场反应迅速等优点，越来越受到焊接生产企业的重视。随着现代智能技术，信息处理技术，传感技术，高性能CPU 芯片等高新技术的运用，使焊接技术取得了现代化的长足进步。

目前包括今后几十年内，钢材将是我国的主要结构材料。2004 年，我国的钢产量突破2 亿吨，成为世界最大的钢材生产消费国。钢材作为一种结构材料，若转变为具有给定功能的产品，须经过一定的加工技术。焊接技术因其自身重量轻便，成本低，生产周期短等市场发展优点，应用范围逐步扩大。2004年，用焊接加工的钢材问题突破1 亿吨，跻身世界焊接大国。

为了使焊接技术应用范围进一步扩大，完成更多重要产品的焊接任务，在近几十年内，我国先后自主研发了一系列焊接技术，设备及材料，国外应用成熟的焊接技术和设备在我国虽应用范围和广度不同，但均有不同层度的运用。如激光焊接，激光切割，数控切割，机器人焊接，STT 焊接电源等技术设备已在我国制造业中不同程度采用。

3、我国焊接技术在各个领域中的应用

3.1 船舶工业中的应用

高效焊接技术在船舶制造工业中具有至关重要的地位，高效焊接技术是一项专业性、技术性很强的系统工程，尤其是二氧化碳气体有效的保护半自动焊接技术的应用率达到60%-65%，高效焊接技术成为我国船舶制造工业中的关键技术之一。现阶段先进的船舶焊接技术是保证船舶制造质量、缩短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途径，也可以有效地提高企业的经济效益。

3.2 在航空航天中的应用

众所周知，焊接技术性能可靠、焊接质量优良，在航空航天工业中被广泛的应用，在航空航天工业中焊接技术占全部工时的10%，航空航天领域中50%以上的连接部件使用的都是焊接技术。由于航空航天工业对材料的要求比较特殊，所以在航空航天种焊接技术应运而生，在现阶段，高能束流焊接技术及固态焊接技术在航空航天工业中应用比较多。其中在我国航空航天工业中最常用的先进焊机技术是搅拌摩擦焊、电子束焊及激光焊，焊接技术在航空航天技术中被广泛的应用，促进了航天航空业的快速发展。

3.3 汽车制造领域中的应用

在汽车制造领域中汽车的变速箱齿轮、汽缸、离合器、行星齿轮框架、后桥及发动机增压器涡轮等部件都使用的是电子束焊接技术；而汽车中的车身拼焊、零部件的焊件及框架结构主要使用的是激光焊接技术；在汽车制造领域中汽车的液压成型管附件、汽车车门预成型件、汽车地方车身支架、汽车轮毂及发动机引擎主要应用的也是搅拌摩擦焊接技术，由此可见，焊接技术广泛地应用于汽车制造领域。

4、当前焊接技术的发展趋势

4.1 焊接材料

焊接材料对焊接质量有着非常重要的作用，它的发展趋势也有了很大的变化。如焊接材料正在从黑色金属向有色金属发展； 由金属材料转化为非金属材料； 由结构材料转化为功能材料； 由多维材料转化为低位材料； 由单一材料转化为负荷材料。随着焊接材料的不断发展，对焊接技术的要求更高，这样就促进了焊接技术的发展。新的焊接材料如陶瓷、耐热合金、钦合金等它们之间的连接亟待解决，普通的方法已经不能满足要求，需要研发出更加先进的技术。目前普遍使用的是摩擦焊和扩散焊。

4.2 焊接设备和焊接方法

随着科学技术的不断发展焊接的设备和方法有了很大的发展。对于焊接设备，它最主要的特点是精度高、质量高、可靠性强、多为智能化和数字化控制、集成度比较高、节能环保等。我国的焊接设备也在不断提高产品的质量和档次，大力发展自动化程度较高的焊机，如二氧化碳焊机、电阻焊技术、电磁兼容技术、自动化焊接技术、焊接机器人、智能化焊接等，这些焊接技术正在向低能耗、环保节能的方向发展。它应用的领域广泛，西气东输工程、船舶工程、三峡工程、航天工程等大型工程都离不开先进的焊接技术，并且对焊接技术的性能要求越来越高。

4.3 焊接热源

在焊接过程中，热源是保证焊接质量的基本能源，并且热源是不断运动，通过点、线、面来进行热传导。因此，焊接热源的能量密度要高度集中、焊接过程要快速、焊缝要保证质量。焊接热源的种类有很多，如电弧焊、电阻热、摩擦热、化学热、等离子焰、高频感应热、激光束、电子束等，应该根据不同的焊接材料和焊接精度的要求，选择最合适的焊接热源，保证焊接的质量和效率。

4.4 焊接自动化水平和机械化水平的提高

要保证焊接的质量和效率，在进行焊接前要做好充分的准备，如焊接人员要充分熟悉自身的业务流程、准备好焊接的设备和工件等，因此焊接设备的准备车间非常重要，要不断提高它的机械化和自动化水平，才能更好地工作。现在常对传统的焊接工艺装备进行改造，运用微电子技术来代替，这样大大提高了焊接的自动化水平。将数控技术、焊接机器人、专家系统等运用到焊接机械设备中，使焊接更加地柔性化、自动校正、自动控制等。

4.5 节能技术的应用

目前，人们正在不断提倡环保节能，焊接技术的发展也要将节能技术放在重要的位置。焊接工艺应该高效节能，这样才能为保证焊接技术的效率提供了一定的帮助。在现在的焊接技术中，手弧焊机、晶闸管焊机已经不能满足节能的要求，智能化的、能够自动调节参数的逆变焊机得到了广泛的应用。在技术快速发展的今天，操作技能在逐渐地淡化，焊接技术也在向简单化、智能化方向发展。

结束语

焊接技术自诞生以来，一直受到很多学科最新发展的影响和引导，在新材料以及信息科学技术的影响下，出现了数十种焊接的新工艺，并且使得焊接工艺正从手工焊向自动焊以及智能化过渡。焊接新方法和先进材料技术的引入，提高了焊接技术的水平，同时也提出了新的挑战。国外专家认为，焊接作为一种精确、可靠、低成本并且采用高科技连接材料的方法，到2020 年仍旧是制造业的重要加工工艺。我们广大焊接工作者任重而道远，务必树立知难而上的决心。抓住机遇，为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。

参考文献

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