焊接工艺论文篇（1）

1．较高的焊接温度。大多数的无铅焊料合金的熔点都较传统锡铅焊料合金高。业界有少部份溶点低的合金，但由于其中采用如铟之类的昂贵金属而成本高。熔点高自然需要更高的温度来处理，这就需要较高的焊接温度。

2．较差的润湿性。无铅合金也被发现具有较不良的润湿性能。这不利于焊点的形成，并对锡膏印刷工艺有较高的要求。由于润湿效果可以通过较高的温度来提高，这又加强了无铅对较高温度的需求。熔化的金属，一般在其熔点温度上的润湿性是很差的，所以实际焊接中我们都需要在熔点温度上加上20度或以上的温度以确保能有足够的润湿。

3．较长的焊接时间。由于温度提高了，为了避免器件或材料经受热冲击和确保足够的恒温以及预热，焊接的时间一般也需要增长。

以上这些不理想的地方带给用户什么呢？总的来说就是器件或材料的热损坏、焊点的外形和形成不良、以及因氧化造成的可焊性问题等工艺故障。这些问题，在锡铅技术中都属于相对较好处理的。所以到了无铅技术时，我们面对的焊接技术挑战更大。

二、工艺窗口

简单来说，无铅的工艺挑战或工艺难处，在于其工艺窗口相对锡铅技术来说是缩小了。例如器件的耐热性，在锡铅技术中一般为240℃，到了无铅技术，IPC和JEDEC标准中建议必须能够承受260℃的峰值温度。这提高只是20℃。但在合金熔点上，从锡铅（Sn37Pb）的183℃到SAC305的217℃却是提高了34℃！这就使工艺窗口明显缩小。使工艺的设置、调整和控制都更加困难。

如果不采用较高成本的低温无铅合金，你的最低温度（约235℃），几乎已经是锡铅技术中的最高焊接温度了。而如果你采用美国NEMI的建议，也就是使用SAC305和焊接温度在245到255℃时，你的热-冷点温度窗口只有10℃，而在锡铅技术中这温度窗口有30℃之多。

无铅器件的耐热标准，目前多认同确保在260℃最高温度上，这距离推荐的SAC305合金的最高焊接温度只有5℃。如果我们考虑测量设置的系统误差（注二）的需要保留6℃，以及业界许多回流的波动性时，我们根本无法使用高达255℃的温度。

三、工艺设置

回流焊接的工艺设置，就是通过炉子的各温区温度，以及传送链速度的设置来取得最适当的“回流温度曲线”的工作。最适当的意思，表示没有单一的曲线是可以供所有用户使用的，而必须配合用户的材料选择、板的设计、锡膏的选择来决定。不论是锡铅技术还是无铅技术，其实工艺设置的方法都是一样的。所不同的是其最终的参数值。基本上，无铅由于前面提到的工艺窗口缩小的问题，使得工艺设置的工作难度较高。这需要更高的工艺能力，以及对技术的了解和掌握上做得更完整更细化。

工艺设置的首要条件，是用户必须知道所要焊接产品的温度时间要求。对于大多数用户来说，这就是回流曲线规范。为了方便技术管理，一般只制定了一个规范，规范中清楚地指出了各参数的调整极限。在锡铅技术中，绝大多数用户的这个规范曲线都来自锡膏供应商的推荐。在工艺窗口较大的锡铅技术中，人们遇到的问题似乎不大（但绝非没有问题）。但进入无铅后，这种法未必可靠。原因是锡膏并非决定焊接温度曲线的唯一因素，以及供应商提供的曲线并不精确。在掌握工艺技术较好的企业中，选择锡膏前都必须对锡膏等进行测试评估。

器件焊端镀层是另外一项没有被仔细了解和控制的材料参数。镀层的材料（例如NiPd或Sn等等）、镀层的工艺（例如无极电镀，浸镀等等）、以及镀层的厚度，将决定用户的库存能力，可焊性以及质量问题或故障模式。而这些也会因为无铅技术到来而有所变化。以往不太需要注意的，现在也许会成为不得不给予关注的。PCB焊盘的镀层也一样，材料、工艺和厚度都必须了解和给予适当的控制。总之，要有良好的工艺设置，用户必须首先知道自己的材料和设计需求。从需求上制定应该有的温度曲线标准。

四、工艺管制和监控

以上所谈的内容，如果掌握得好，就能协助用户设置出一个较好的回流焊接工艺。而在整个产品产业化过程中，以上的内容要点可以协助用户进行试制和试生产的工艺阶段。当以上工作处理好后，接下来的就是面对批量生产了。批量生产的重点，在与推动快速生产的同时，确保每一个产品都是完好地被制造出来。所以我们就有所谓的质量管理工作和责任部门。

时至今日，大多数工厂的质量管理，还是较依赖传统的一些检验和返修的做法。例如采用MVI（目检）、AOI（自动检验）等手段，配合以一些量化统计做法如SPC等。但在今天的先进生产技术中，这些都属于较落后的手段方法。以下指出几个常遇到的缺点。

1．对故障的改正成本高；

2．属于事后更正的概念，无法取得零缺陷成绩；

3．目前的检查技术无法检出所有问题（一些故障的可检性还不好）；

4．目前检查技术在速度和精度上都还跟不上组装技术；

5．太多和滥用检查技术，反会对它形成不良的依赖性，而忽略了从工艺着手；

6．SPC不适合于小批量和高质量的生产模式。这情况下其能力非常低。

较好的做法是检查设备和工艺能力，控制过程，而不是检查加工的结果（也就是产出品的检查）。厂内的所有炉子的性能必须给予测量和量化。在保养管理中确保Cm和Cmk的受控。这是良好质量的前提条件之一。这方面的讨论不在本文的范围之内。而工艺能力以及加工过程的控制，在生产现场又如何进行呢？

我们不可能对每一个产品都焊上热耦。有一种技术可以做到，就是非接触式测量的红外测温技术。曾有炉子供应商在炉子内部设计这样的温度监控，但由于技术不成熟，效果不理想而最终没有大量推广。过后就没有见到有开发这类技术的。

这类系统通过以下的途径提供用户很好的质量控制方法：

1．100%不间断的检查；

2．实时测量和监督；

3．提供预警；

4．完整的纪录方便质量跟踪；

5．完整的报告可以提高客户的信心。

除了以上功能之外，其实这类系统还可以协助监控炉子的表现，提高炉子的维护保养管理，以及将来的采购工作。是个先进数据管理系统中重要的一个工具。

焊接工艺论文篇（2）

1．2基材的焊接性分析T－1钢是一种低合金高强钢，其抗拉强度大于800MPa，并含有一定量的合金元素及微合金化元素。其焊接性不同于碳钢，主要体现在热影响区组织与性能的变化对焊接热输入比较敏感和淬硬倾向大，易产生冷裂纹。ZG310－570是一种中碳钢，淬硬倾向较大，在热影响区容易产生低塑性的马氏体组织，当焊件刚性较大或焊接材料、工艺参数选择不当时，容易产生冷裂纹。根据国际焊接学会推荐的碳当量CE（IIW）计算公式和日本JIS标准（适用规定：低碳调质低合金高强钢）T－1钢的碳当量计算公式，计算得出ZG310－570铸钢的碳当量为0．81，T－1钢的碳当量为0．53。这说明这两种钢材焊接时易于淬硬，若焊接工艺选用不当，热影响区易形成硬而脆的马氏体组织，使接头的塑韧性下降，耐应力腐蚀性能恶化，产生冷裂纹的倾向增加。因此需预热，且需采用较小的热输入。

1．3焊丝和焊接方法的选择T－1和ZG310－570组织分类都属于珠光体钢，它们的热物理性能没有很大差别，仅是合金化程度不同。为获得优质的焊接接头，一般按照异种钢合金化程度较高的钢来选择金属焊接方法和制定焊接工艺。碳（或碳当量）是决定珠光体钢在焊接时淬火倾向的主要因素，一般应按异种钢中碳（或碳当量）最少的钢来选择金属焊接材料。其焊前预热或焊后热处理的工艺参数按异种钢合金化程度较高者选用。由于低碳调质钢焊后一般不进行热处理，故选择焊接材料时要求焊缝金属在焊态下具有接近母材的力学性能。但在特殊情况下，如结构刚度或拘束度很大、冷裂纹难以避免时，必须选择熔敷金属强度比母材稍低的金属焊接材料作填充金属。综上所述，焊丝选用ER50－6，因T－1钢为调质状态，只要加热温度超过回火温度，其性能就会发生变化。因此焊接时因热作用使热影响区的局部强度和韧性下降是不可避免的。强度级别越高，这个问题越突出，所以对焊后不再进行调质处理的柔板应选择能量密度较大的焊接方法，如熔化极气体保护焊。

1．4T－1钢的抗裂试验、预热温度和层间温度的确定因T－1钢的合金化程度较高，所以抗裂试验、预热温度和层间温度的确定由T－1钢决定。又因T－1钢易出现冷裂纹，因此采用“斜Y型坡口焊接裂纹试验方法”测试T－1钢最低预热温度和最高层间温度。将T－1板加工至选用厚度，焊丝选用ER50－6，直径为Φ1．2mm，保护气体为CO2，电流为240A，电压为32V，焊接速度为28cm／min。试验选取预热温度为120℃，未出现裂纹。实际工作中采用预热温度＞130℃。为防止组织发生变化，预热温度不得大于220℃，层间温度也应控制在＜220℃。施焊过程中未发现裂纹。

1．5T－1与ZG310－570异种钢的焊接工艺焊前采用火焰预热，预热温度最小为100℃，金属焊接时层间温度控制在最大200℃，采用纯度大于99％的CO2混合气体保护焊焊接，流量为15L／min～20L／min。焊丝为ER50－6，金属焊接的打底电流为120A～150A，电压为18V～20V，焊接速度为10cm／min～15cm／min；填充盖面电流为240A～270A，电压为25V～27V，焊接速度为30cm／min～50cm／min。采用多层多道焊。

2T－1与ZG310－570异种金属焊接接头的性能分析

T－1与ZG310－570异种金属焊接接头熔敷金属的化学成分，与焊丝的化学成分相比，熔敷金属的化学成分并未出现明显的变化，且熔敷金属中C、P和S的含量较低。表5为熔敷金属的力学性能，从表中可以看出熔敷金属的各项力学性能符合实际生产中的使用要求。

焊接工艺论文篇（3）

焊接的热过程是导致残余应力和塑性应变的根源。在焊接过程中,焊接热过程对焊接质量和焊接效率的影响,主要来自以下几个方面的深层次原因:(1)在焊接件上,熔池的形状和尺寸直接影响焊接质量,而熔池大小与尺寸作用到焊接件上的热量分布和大小息息相关;(2)焊接的热过程包含加热和冷却两个过程,这两个过程中的加热和冷却参数会直接影响熔池的相变过程,对金属的凝固产生重要的影响,对热影响区的金属组织产生一定的破坏;(3)焊接中的热过程直接决定热量的输入过程和热量的传递效率,这直接导致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的热过程如果不均匀,会对金属构件各部分产生不同的热响应,导致出现不同的应力,产生应力形变。从以上理论探讨,我们可知在金属构件焊接过程中出现变形,主要是由于焊接热源是处于局部加热,使得铝合金构件上的热量分布存在差异,在构件与母材之间的焊缝区域附近热量吸收的较多,引起周围铝合金材料和母材都出现一定程度的受热膨胀,而远离焊缝区域的铝合金材料和母材材料由于吸收到的热量相对较少,发生的体积膨胀相对较小甚至不发生体积膨胀,使得焊缝区域的体积膨胀过程受到一定的抑制,导致焊接过程中,焊接构件和母材之间出现瞬间的热变形,但是当铝合金构件在焊接过程中产生的内应力超过了自身材料的弹性极限后,会出现一定的塑性应变,当焊接过程结束之后,焊接件又逐步冷却而产生残余变形。

1.2焊接变形分类

从机械领域考虑整个焊接过程,可以将焊接过程中出现的变形分为瞬间变形和残余变形。其中,焊接过程瞬间热变形分为三种,依次是面内位移、面外位移和相变组织形变。焊后残余变形分为面内变形和面外变形两大类,面内变形又分为焊缝纵向收缩、焊缝横向收缩、回转变形;面外变形又分为角变形、弯曲变形、扭曲变形。

1.3铝合金的焊接性能分析

熟悉化学原理的人都清楚,各种铝合金的化学成分并不一致,导致不同铝合金的物理性能和化学性能存在一定的差异,但是,由相关研究试验并结合以上的焊接热理论和焊接应力应变理论分析可知,铝合金的焊接性能主要与铝合金中的含铝量和含镁量有关。随着含镁量的增高,铝合金强度增高,焊接性能改善;但是,当含镁量超过7%的极限值之后,铝合金容易出现应力集中,降低焊接性能。但是,铝合金与其他金属相比,由于在空气中或者是进行焊接时,比较容易与氧反应被氧化,生产的氧化铝薄膜由于熔点高,在焊接时会阻碍焊接过程;焊接过程中,在接头内容以出现一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要进行表面处理后尽快进行焊接。此外,由于铝合金的其他物理化学性能如热导率、比热等比钢大,在焊接时容易造成较多的焊接热量的流失,因此,在焊接时需要采用高度集中的热源进行焊接,才能有效提升焊接质量,降低应力形变的出现。

1.4铝合金构件焊接变形控制措施

从上述对铝合金构件焊接性能和焊接热过程的分析,对于铝合金构件在焊接过程中出现的瞬间变形和焊接结束后出现的残余变形,需要采取一定的控制措施,减少变形甚至是消除变形,促进铝合金构件在装备整体结构中发挥应用的作用。在铝合金构件设计阶段结合整体装备,做好其结构设计并采取优质的焊接技术,能够显著减小焊接变形量。为此,我们可以从两个阶段进行铝合金焊接变形量的控制。一个阶段是设计阶段,另一个是制造阶段。在设计阶段,主要遵循如下几个原则即可实现在设计过程做好对铝合金焊接变形的有效控制:首先是要对焊接的工艺进行有效的设计与选择,一般在这个过程中,遵循的原则就是尽量选择那些实践反馈效果好应用成熟的焊接工艺;其次,对于焊接过程中,铝合金构件和主体装备结构之间焊接缝隙的尺寸、形状、布局以及位置都应进行有效的设计,尽量通过好的焊缝设计铝合金构件在主体结构上的位置,控制好焊缝的布局和位置,然后减少焊缝的数量,选择最优的焊缝尺寸,实现对焊接结束之后可能出现的残余形变;最后,在设计过程中,需要做好一系列的仿真实验和小比例模型的模拟实验,在实验检验的基础之上,确定最终的设计方案,以便正确指导铝合金的焊接,减小甚至防止铝合金构件的焊接变形。在制造阶段对铝合金构件焊接变形的控制,主要是指焊接准备过程、焊接过程和焊接结束之后的过程中进行控制。首先,在焊接准备过程中,需要对焊接工艺设计到的参数进行详细的熟记,并对相关的理论知识做到熟记于心。另外,在焊接准备过程中,需要预先对焊接构件进行一定的拉伸然后再采取刚性固定措施进行组装拼接,做好这些准备工作是控制变形的前提;其次,在焊接过程中,除了要严格按照设计的焊接工艺进行焊接之外,还应按照优秀的焊接工艺实现对瞬时变形的控制,例如,采取那些能量密度高的热源,对焊接过程中的焊接受热面积进行技术控制;最后,在焊接结束之后,应加强对铝合金构件焊接水平的检测,一旦发现存在着残余变形,及时采取加热矫正或者是利用机械外力作用进行矫正,达到对变形量的减小。

2铝合金构件焊接工艺优化

对于铝合金构件在焊接过程中出现的焊接变形,可采取多种手段进行。如在结构设计阶段,可通过相关的应力形变实验,分析应力出现的大小,结合设计的允许值,调节焊缝的尺寸,尽量降低焊缝的数量,对焊接后出现的残余变形进行控制;在焊接过程中,采取一定的反变形或者是刚性固定组装的方法在焊前进行预防;焊接结束之后,为了减小已经出现的残余变形,可以采取加热矫正或者是利用机械外力进行矫正的方法。当然,最为有效的方法还是在相关变形研究理论的基础之上,结合焊接试验,对焊接工艺进行一定的优化,结合实际的铝合金构件进行参数的设定,科学控制铝合金构件的焊接应力变形,最终生产出符合设计要求的产品。对于铝合金构件的焊接,在焊接过程中,焊丝直径、成分和表面质量关系到焊缝金属及热影响区的力学性能,尤其是焊接变形。因此,选取合理的焊丝直径,选择表面质量上等和化学成分达标的焊丝就是优化焊接工艺的主要步骤之一。在通常的情况下,为了保证焊接的质量,主要选择焊丝直径大的焊丝。不过,由于焊丝直径选择太大,对于薄板铝合金构件的焊接并不利。因此,在现有实践的基础之上,对于焊丝直径的选择一般是随着铝合金构件厚度的增加而逐步增加。此外,在进行平焊时,焊丝直径应相对选大一点;立焊或横仰焊时,则选择较小直径的焊丝。焊接电源作为焊接过程中的主要能量来源,为了使焊接质量达标,在选择电源种类与极性时,需要选取那些既能够满足焊接工艺需求,又能够符合用户物质、经济和技术等条件的电源。

一般,由于直流电源的电弧具有较好的稳定性、焊接质量优和飞溅少等特点,在铝合金构件的焊接时是作为首选的。选择直流反接电源进行焊接,能够借助焊件金属为负极的电弧产生的阴极雾化效果,对铝合金构件表面致密的氧化铝薄膜产生快速熔化,而且在焊接过程中,能够避免产生大量的焊渣和污染性气体,不仅方便了焊工对反应熔池的观察,及时调整焊接的速度和角度,而且还能对焊工的职业健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的铝合金薄板构件时,一般主要采用直流反接电源进行焊接。对焊接工艺进行优化,目的就是为了使铝合金构件焊接的质量和焊接形变在允许的范围之内。由以上对铝合金焊接热过程和变形理论的分析和探讨之后,我们发现选择适宜的焊接电流,是优化焊接的重要考虑方向。在焊接过程中,焊接电流是指流经焊接回路的电流,这个电流的大小对焊接生产效率和焊接质量有着直接的影响。一般为了提高焊接生产效率,在质量保证前提下,选择尽可能大的焊接电流,以达到提高焊接效率的目的。不过,由于电流过大,引起热量输入过大和较大的电弧力存在而导致的焊缝熔深和余高增大,而且还会使热影响区的晶粒变得粗大,出现应力集中区,使接头的强度和承载能力下降。同时,由于电流锅小,电弧燃烧不充分不稳定,容易形成气孔和夹渣等焊接缺陷,使得焊接接头的冲击韧性降低,不利于焊接质量的提升,因此,在焊接电流选择上,还是需要通过实践选取适宜的电流。由于电弧长短对焊接质量也有显著影响,而电弧电压决定电弧长短,因此,在焊接时,依据焊接试验,需要控制好电弧电压,产生适宜长度的电弧长度进行焊接。例如,对于6mm厚度的铝合金板材进行焊接时,焊接电流定义为170A,焊接电弧电压为25V,通过实验论证,焊接接头强度可以达到良好的效果。由焊接热过程分析得到,在铝合金构件焊接过程中,为了实现对焊接变形量的控制与减小,一般应采用能量密度高的焊接热源,同时,对焊接速度进行优化,保证焊接速度既不会过快也不会过慢。例如,从相关实践表明,对于6mm厚度的铝合金板材进行焊接时,焊接电流定义为170A,焊接电弧电压为25V,通过此实验论证,焊接接头强度可以达到良好的效果。

焊接工艺论文篇（4）

钢结构焊接工艺技术中运用的主要工具有电焊条和引弧板。选择焊接条时，其型号一定要严格按照设计要求进行，之后按照相关说明书将焊接条进行烘焙后，放入保温桶内以供之后取用。另外，在钢结构建筑焊接过程中，严禁使用焊芯生锈的一些焊条，同时酸碱性焊条不得混合在一起使用。最后，在焊接钢结构建筑的重要部位时适合选用碱性焊条。在焊接钢结构建筑部件需要采用坡口连接时，需要使用引弧板，而引弧板材质的选择一定要和所焊接部件的材质相同。

1.2主要工具

钢结构建筑工程中使用焊接工艺技术时所需要的机具主要有焊钳、焊条保温桶、烘箱和电焊机等。

1.3焊接条件及要求

温度较低时进行焊接会造成热量迅速散失，为此，当钢材厚度达到一定程度时，可以适当采用多层焊接工艺技术。另外，为防止温度的迅速降低，在进行某条缝隙焊接时，一定要一次性完成，避免发生焊接中断的现象。若发生中断，应进行正确恰当地处理。最后，在风雪天气环境下，应尽可能避免焊接，若确实需要焊接，应搭建帐篷等，之后在室内进行钢结构建筑的焊接。同时，焊接过程中要保证风速在恰当的局限范围之内。焊接结束后，要运用适当材料使得焊接物体进行缓慢的降温。

2焊接变形的原因探讨

2.1焊接变形的主要类型

焊接变形主要是指钢结构在焊接中因高温引起的变形和焊接结束后在钢结构构件中出现的残余变形问题。在以上两种焊接变形中，最影响焊接质量莫过于焊接残余变形。焊接残余变形对钢结构建筑的影响具体可分为整体和局部变形，而依据变形的形状特点又可分为角变形、波浪变形和扭曲变形等，局部变形又包括角变形和波浪变形，整体变形又包括扭曲变形等。在钢结构焊接过程中，最易发生变形类型是整体变形。

2.2焊接变形的缘由

钢结构的刚度无疑是影响焊接变形的主要因素之一，钢结构的刚度主要是针对结构体对弯曲及拉伸等变形的抵抗力而言的，而钢结构的刚度强弱则主要取决于钢结构尺寸的大小及其截面形状。另外，焊接连接缝的所在位置和数量也在一定程度上影响着焊接变形的程度及状况。在钢结构刚度不能达到一定的标准时，应将钢结构体的对称位置作为焊接的连接缝，这时若焊接顺序合理的话，结构体就只能产生线性变形，而不可能产生弯曲变形。最后，焊接工艺也在某种程度上影响着焊接变形的程度。例如，在焊接电流较大、焊接速度较慢时，就会导致更加严重的焊接变形。为此，在钢结构焊接过程中，一定要定制科学合理的焊接工艺措施和方法。

3钢结构焊接工艺造成的变形防治工作

3.1焊接节点的构造控制

为进一步避免和改善焊接变形的状况，在进行钢结构焊接节点构造设计时，要注意以下几个方面：

a.首先，应对焊缝的数量及大小进行一定的控制。当钢结构在焊接过程中存在焊缝数量多、尺寸大的问题时，就会给焊接变形提供更多的可能。为此，在进行钢结构焊接节点构造设计时，应尽可能在一定程度上控制焊缝的数量和大小，进而改善焊接变形的状况；

b.其次，要尽可能选择适当的焊缝坡口大小及形状。对焊缝坡口的大小和形状进行合理科学的选择，不仅可以在一定程度上保证钢结构的承载能力，同时还可以在某种程度上减少截面积，进而对焊接变形数量起到一定的控制作用；

c.此外，在钢结构焊接过程中，应尽可能使焊接节点的位置处于物体截面的对称处。而对于中性轴焊接节点的选择，应尽可能使焊接节点靠近中性轴，同时避免处于或接近高应力区。

d.最后，节点形式的选择，应尽可能选择刚性较小一些的节点形式。同时，节点不应设置在多向交叉位置，只有这样才能避免因焊缝高温集中和应力集中而造成的焊接变形。

3.2钢结构建筑焊接工艺的改进

钢结构焊接工艺的改进对焊接变形的改善有着至关重要的作用，其具体操作主要集中于以下几个不同的方面：

a.首先是钢结构的组装和焊接过程中所选择的焊接顺序。对钢结构的组装及制作，相关人员应严格依照有关规定和要求在标准的层面上进行操作。只有这样，才能在一定程度上确保相应的自重压力承受情况，进而更好地满足于构件组装的要求和标准。在钢结构焊接过程中，对焊接小型构件的焊接，可一次性完成，之后再选择合适的焊接顺序进行组装。而对于一些相对较大的钢结构焊接与组装，应首先将小构件焊接完成，之后再进行相应的组装和焊接工作。为防止部件组装过程中产生变形的状况，零部件型号的选择一定要符合相关的规定和要求，此外，组装时应尽可能避免过度的外力强制性拼接。最后，在构件焊接和组装过程中，应尽可能保持焊接接头的热量均匀性和温度适当性，防止因热量不均造成的焊接变形。

焊接工艺论文篇（5）

2.门角焊接工艺制定

（1）门角焊接环境要求

铝合金材料焊接过程中，要求环境温度≥10℃，相对湿度≤60%，而且应在防风、防雨的室内进行焊接。门角是车体结构中的重要组成部分，它的焊接质量关系到整车的焊接性能，应尽量在满足条件的环境中焊接。在门角焊接时，应特别注意湿度的影响，每次焊接前测量环境的相对湿度，如果湿度值超出焊接要求，应进行焊前的工作试件试验，经过检测合格，确定湿度对焊缝质量的影响在可以接受的范围内时，再进行门角的焊接。

（2）门角焊缝坡口准备及清理

门角焊缝为（10+8）mm的HV坡口形式，10mm厚的板上开55°坡口，焊接间隙2~3mm，即垫板伸出长度2~3mm。装配时保证焊缝间隙，可以提高焊枪的可达性，减少焊接裂纹和根部焊缝未熔合等缺陷。焊缝装配好后，应使用丙酮清理焊缝坡口及其周边20mm范围内区域，去除铝合金表面的油污、灰尘等杂质，避免焊接缺陷的产生。铝合金表面有一层致密的氧化膜，它可以吸收水分，焊接时容易产生氢气孔，需要去除。氧化膜去除时，为避免工具被油污污染，先使用丙酮擦拭铝合金表面，然后用钢丝刷打磨，严禁使用砂轮片打磨。因为使用砂轮片打磨不仅不能去除氧化膜，反而会将氧化膜带进母材金属，增加了焊接时气孔、夹渣等缺陷产生的几率。如果使用硬砂轮片打磨，还会让其他杂质如硫元素进入焊缝，从而导致焊接热裂纹。另外，铝合金表面氧化膜形成的速度很快，焊缝坡口清理完成后，应立即进行焊接，防止打磨过的焊缝再次氧化。

（3）门角焊缝组装要求

门角在总成焊接时，已经和侧墙立柱焊在一起，与侧墙模块以整体的形式到总成台位上进行焊接。门角焊缝为HV形式的角接接头，由于采用这种接头形式，电弧不易穿透焊缝根部，常常将氧化膜留在焊缝中，造成未焊透、夹渣等焊接缺陷，所以门角焊缝对组装的要求很高，必须按照焊接工艺卡片中的要求，保证合理的焊接间隙，使根部焊道焊透。调整并测量好侧墙模块的组装尺寸和门角焊接间隙后，使用总成工装上的夹紧定位装置对部件进行固定。侧墙模块与底架边梁和车顶边梁为插接形式，由于底架和车顶都会预置一定的挠度，来保证总成时的组装要求，所以侧墙模块上还需使用下拉装置，车顶上采用拉紧带对侧墙与底架和车顶边梁组装的间隙进行调整，保证门角焊缝的间隙在2~3mm。门角的正确组装，还关系到后面门封条与门角及边梁的正确组装精度，所以要严格要求，确保准确的组装。车体各部件组装工作全部完成后，要对各焊接部位进行定位焊固定，保证焊缝位置和焊缝间隙，门角定位焊形式如图2所示。

（4）门角焊接顺序

合理的焊接顺序能够减少焊接变形，有效防止焊接裂纹。门角焊接时，先焊门角与底架边梁外侧的焊缝，再焊内侧焊缝。由于焊前门角已经与侧墙立柱焊接在一起，总成时立柱与底架边梁也需要焊接，而且接头形式与门角和底架边梁的一样，所以可以将两条焊缝作为一条进行焊接，从而减少焊接缺陷和提高作业效率。门角与底架边梁的焊缝分为四层完成焊接，先进行打底焊，从中间向两边焊接，收弧点不要停在交叉焊缝上，接着完成填充层和盖面层的焊接。需要注意的是，填充层和盖面层焊接时，应严格控制焊缝层间温度，做好层间焊缝清理，接头处应进行修理，圆滑过渡，减小焊缝应力集中和焊接缺陷。外侧焊缝完成后，进行内侧焊缝的焊接。门角与车顶边梁的焊接过程同与底架边梁焊接，只是焊接位置为PD，焊接时注意控制焊枪角度和弧长，减少焊接缺陷。

（5）门角焊接预热及层间温度控制

铝合金焊接时，当板厚达到8mm以上时，需要进行焊前预热。预热时间对铝合金强度的影响很大，生产过程中，要严格控制预热时间，一般采用快速集中的热源进行预热，如丙烷火焰预热。由于铝合金的热导率较大，所以预热温度应控制在70~90℃之间，不要超过120℃，层间温度控制在100℃以下。如果预热温度过高，除了焊工的作业环境恶劣以外，还有可能对铝合金的合金性能造成影响，出现接头软化现象，形成不好的焊缝外观。另外，层间温度过高，也会使焊缝产生热裂纹的几率增加。

（6）选择合适焊接参数

影响铝合金焊接的主要参数是焊接热输入，因为铝合金的导热系数是钢的3倍多，散热很快，在相同的焊接速度下，需要比焊接钢材更大的焊接热输入量。如果热输入量不足，会导致熔深不够、未熔合及焊接裂纹等缺陷。焊接时采用左焊法，焊枪角度控制在80°～90°之间，焊枪角度过大时，保护气体会不充分，造成气孔和裂纹缺陷；过小时，电弧推力将铝液吹到熔池前端，使得电弧不能直接作用于母材金属，有可能造成未熔合缺陷。另外，在仰焊（PD）时，由于液态铝的表面张力很小，焊接熔池容易出现“下沉”现象，造成焊缝成形不好。为了避免这一现象，仰焊时尽量采用短弧焊接，压低电弧，获得窄而小的焊缝，同时要提高焊接速度，防止烧穿现象，正常的焊缝如图4所示。合理的焊接参数如附表所示。

焊接工艺论文篇（6）

2受热面鳍片切割工艺

现场采用手工氧乙炔切割的方法，反应的化学公式如下2C2H2+5O24CO2+2H2O（条件点燃）.首先应该保证切割工艺，尽量在地面完成，操作工在眼镜手套等保护措施齐全的情况下，正对切割拼缝，一手握在割刀一头，一手抓在割刀中间，便于细微控制割刀的移动，切割工艺的工序：预热—穿孔—引入线—引出线—熄火，现场切割厚度为6~8mm厚，选用1号割嘴，切割速度控制在550mm/min，乙炔压力大于0.03MPA，预热氧气压力控制在0.3~0.5MPa，切割氧气压力控制在0.7~0.8MPa[1]。首先将鳍片局部待切割处预热到燃烧温度（约1150℃），然后打开高压切割氧，使金属剧烈燃烧。燃烧后生成熔渣和热量，熔渣被切割高压氧气流吹走，而燃烧产生的热量和氧乙炔火焰的热量混在一起，将后面的金属预热到燃烧点，这一过程持续下去，就是火焰切割的原理。切割前用石膏笔划线，选用高纯氧乙炔，保持割嘴和待切割件垂直，会使成型精细。

3焊接热变形控制

切割完的拼缝在组合安装完成后，需要用沙磨耐心的打磨飞溅和氧化铁，然后焊接起来。在焊口位置，需要加密封块的地方，安装焊接时，采用分散跳焊，即每隔1根管子（也可以采用隔2根管子焊接1根的方法）安装焊接密封块，待焊接完毕后再安装它们之间的密封块，以防止焊接热变型。在焊接过程中，笔者采用以下方法来控制变形。

3.1横向变型的控制

1）控制鳍片与管子的间隙。焊口及其附近的鳍片镶嵌与管子的间隙大小是控制横向变形的重要前提，故间隙应尽量小，并满足90%的长度紧贴管子，局部间隙允许在1~2mm之间。

2）适当增加点固焊的长度，点焊密度必须严格控制。

3）采用分散焊接方法，控制局部焊接温度（不宜过高），减少焊接线能量，降低焊接应力；同一鳍片的焊接顺序采用交叉施焊法。

3.2纵向变形的控制

在管屏之间的连接处和焊口对接部分，由于焊缝相对集中易产生纵向弯曲变形。对口时对原水冷壁鳍片部位焊接时采用分段跳焊法，局部容易产生变形的部位利用钢架立柱及横梁，采用钢性固定约束，防止弯曲变形。固定的位置可根据施工过程中的实际变形量的大小来调整位置和增加加固板。在焊接过程中，设专人进行横向收缩变形和纵向弯曲变形的定期检查，发现问题及时改变焊接方法和工艺参数，如电流大小、焊接速度、分散焊接、暂停焊接等来纠正，确保水冷壁的焊接变形量在规程允许的范围内。

3.3辅助措施控制

在水冷壁等比较细密的管排拼缝焊接过程中，不论采用跳焊还是小电流都无法阻止焊接热变形时笔者采用下面仰焊时，在上面放上大块水泥墩子，在上面平焊时，下部用千斤顶顶住在现场，三种措施联合采用，取得了很好的防变型效果。

焊接工艺论文篇（7）

目前国内第一台压水堆核电机组引进了国外的压水堆核电机组，组成了新型的压水堆的核电机组，核电机组包含了具有自主知识产权的压水堆、重水堆等堆型，在大部分的压水堆核电机组上；在建的核电站成为我国首台30万kW核电机组。另外，在消化引进核电机组的优势的基础上又设计了新一代能动压水堆核电机组，布置了改进型的半核电机组，经过自主设计、引进和消化吸收之后，构成了目前由核岛、常规岛及BOP组成的核电机组。我国民用核安全机械设备制造中的焊接工艺评定标准在我国目前有着评定不统一的特点，遵照法国的和美国的核武岛机械设备设计制造要求以及焊接评定标准的。国内的核电站核武岛设计的设计院进行焊接工艺评定标准的特点，又编制了相关的核安全评定标准，并且结合核电工程焊接工艺评定的技术条件制定了相关的法规和要求。核电站具体的引用标准是按照文件设计中关于焊接工艺评定进行的，设备、产品的焊接工艺的评定技术标准。

2核电工程焊接工艺评定转移依据

核电工程中项目的焊接工艺为了使之成为企业的重要质保活动，使施工单位能够按照焊接的标准要求生产处合格的产品，对于焊接工艺的正确性进行了相关试验，并得到了结果评价。焊接工艺评定管理是一项重要的工作。焊接工艺评定工作对于核电工程承包商来说，必须加以规范化，并且成为焊接工艺评定转移实施的依据。（1）根据核电安全局在评定转移研讨会的主要议题，其中包含了核工业焊接工艺评定的转移申请，根据焊接工艺评定的单位按照要求执行，焊接的工艺评定转移具有如下要求。按照核电项目承诺的标准体系开展焊接的工艺评定转移工作，并获得了项目的营运单位的批复；按照营运单位焊接的工艺评定项目的转移标准和法规进行焊接工艺评定转移事项的实施，国家核安全局和地区监督站堆焊接工艺应该按照工艺评定转移的项目和运营单位的批复，抄送国家核安全局的地区监督站，评定实施监督和转移工作，以及焊接部位的信息；负责堆焊接工艺转移评定，清单中包含了焊机评定项目的实施日期，对于焊接工艺转移的责任单位实施监督检查控制，确保转移工作能够按照法规标准和转移方案进行工作。（2）进行焊接工艺的评定，按照压水堆核导机械设备设计和建造的规则要求，两个不同的核电国内工程项目需要将转移工作进行评定，将焊接工艺的评定扩大到车间后者现场，符合下列要求方可。首先是在车间或现场完成焊接工艺的评定试验，要求条件不允许在制造商之间进行转让；按照核岛安装企业中的技术注意事项和监督的规定，进行技能和经验的转移，保证其连续性。对于工艺评定中的转移项要求同一承包商能够实现相互的转移，并且遵循相同的设计和建造标准以及规范，进行工艺的评定和相互的转换；在转移的焊接工艺进行评定的时候，焊接的工艺评定及使用的焊材牌号和商标，焊材要具有相同的型号，并且符合相同的采购技术条件，方能与焊接的工艺评定相符；根据国际性焊接和钎焊评定的相关规定，焊接工艺的评定转移要符合锅炉和压力容器规范的国际性转移要求。要求规定，制造商和承包商是按照规范的要求，将生产中具有责任控制的组织，包括两家和两家以上的不同的名称的公司，在焊接工艺上加以评定，并进行有效的操作和控制。这一组织是包含了质量控制体系以及质量保证程序的组织，不要求重复进行工艺评定。制造商和承包商拥有了不同拥有者的操作管理权限，能够规范制造商和承包商在原工艺评定期间的PQR和WPS，当操作管理被保持并使用后不需要进行重新评定。（3）常规岛和BOP工程焊接的工艺评定，符合焊接工艺评定转移的要求。按照人员、管理、评定的等效性规定，加以技能和经验的连续性，使之具有同等的效力，在同一施工单位进行现场评定后，质量管理体系中的设备、和将同一施工单位的监督经验及另一个车间或现场对应焊接，进行不重复的评定。根据工艺评定的转移要求，电力行业的全部焊接经过审批后的评定资料得到了批准及描述，同一个质量管理体系内的通用章节以及工艺评定、标准在实施后的焊接工艺评定中基本可以进行覆盖。核电工程中的常用的焊接工艺评定标准，包含了焊接工艺评定转移的要求，其中缺少明确的条款规定，如现场设备和工业管道焊接的工程施工规范要求。此外，不可重复进行焊接，统一在同一效力的设备和质量管理体系中，施工规范对焊接工艺评定转移的规定应保证技能和经验的连续性，升级后的现场设备和同一项评定工业管道焊接进行了取消。

3焊接工艺的评定转移

转移材料、人员、车间、环境等的焊接工艺是设置在同一个车间，承包商的现场的活动按照焊接技术规格束和图纸要求进行项目的转移，为将核电工程项目的焊接工艺转移，核电工程承包商要做好以下工作。首先，对焊接工艺的评定标准要进行熟悉，并保证焊接工艺的评定能够符合转移的要求。（1）对核电工程项目的质保体系，焊接工程的技术人员应进行分析和对比，应熟练使用组织机构、职责、焊接管理模式和相关的程序，做好核电工程焊接的工艺评定标准的制定工作，对焊接工艺评定进行转移的同时，包括对焊接设备的无损监测，施工技术上要进行评定考试等，焊接的工艺评定转移的可行性焊接的工程师和技术人员在经验、资格、母材和焊接材料的试验，施工环境的对比分析等。（2）负责两个核电工程以上项目的焊接工程技术人员，要确定焊接工艺评定转移的标准，进行焊接工艺评定转移分析的工作，主要进行的内容包括做好焊接工艺评定转移的报告，编制核电工程焊接工艺评定转移标准，做好焊接工艺评定转移的清单。承包商方面的项目经理担负的责任包括对比和分析承包商在两个核电工程项目中的质量保证体系，对比分析核电工程项目的人、机情况，评定焊接的工艺技术和制订注意事项、质量监督管理、焊接工艺评定转移清单、焊接工艺评定报告管理等内容等清单。（3）焊接工艺评定转移管理程序的编制。将焊接工艺评定转移的规范进行有序的编制，在焊接工艺实施前，做好工艺评定，完成焊接工艺评定，并要求相关人员遵照评定转移管理的程序，签字并。要求承包商的内部部门在进行焊接工艺评定转移时，明确自身职责、焊接工艺评定转移流程及焊机工艺评定转移的管理，做好焊接评定转移的相关记录。（4）焊接工艺转移报告的评定，由核电工程总承包商负责审查和评定，由承包商工程技术人员负责完成报告，将报告转移到总承包单位，总承包商收到焊机工艺评定转移报告后，综合考虑焊机工艺评定转移报告，对核电工程焊机工艺评定转移报告进行评审，实地考察承包商焊接能力，重点审查内容包括：焊接工艺评定报告、焊接质量保证体系、焊接材料、设备、资格、环境等方面的标准。在进行承包商的焊接工艺评定转移报告的审查的时候，总承包单位应组织评审专家，邀请核电工程设计的设计院设计专家等，并要求负责核电工程的总承包商、监理单位和业主单位的代表全程参与焊接工艺评定转移报告评审。（5）焊机工艺评定转移实施流程为承包商编制焊机工艺评定转移管理程序，进行焊接工艺评定转移前的焊接技术条件对比，承包商完成焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单的编校、审批并签署总经理承诺，承包商向总承包单位上报焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单，总承包单位根据对承包商焊机能力考查实际情况，编制考察报告，总承包单位组织对承包商递交的焊机工艺规定转移报告和拟转移项目清单进行审查。拟转移的焊机工艺评定报告是否用于该安全相关设备焊接，如果是，则核电业主批复总承包单位复查后的焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单，承包商对批复的焊接工艺评定转移报告和拟转移项目清单以及批复意见归档，承包商根据批复意见整理被转移的焊接工艺评定报告并报告总承包单位好监理单位审核，承包商根据总承包单位审核结果被转移的焊接工艺评定报告，并下发相关部门。

4结束语

为保证核电工程的承包商对焊接工艺的质量控制，对于核电工程项目的质量监督主体进行审核应由监理单位负责。核电工程承包商的焊接工艺负责对评定转移报告进行审查，质量保证体系的运行是对核电工程项目图纸中的材料、焊接方法等加以重点的审查，关注核电工程承包商的焊接工艺评定能否满足项目的要求，并做好现场施工的巡检，及检查旁站等，做好超标的焊缝返修方案的审查，对焊接不符合项的跟踪处理等环节加以控制。

作者:刘新收 单位:中国核工业二三建设有限公司

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焊接工艺论文篇（8）

2.工程焊接难点

本工程构件结构形式比较简单，涉及的焊接接头形式主要有对接、角接和角接与对接组合接头。由于钢板厚度较大，故选材上采用低合金高强钢，其屈服强度为390MPa。针对构件类型，焊接时存在如下几方面的难点：①防止正火钢热影响区脆化。②厚板焊接变形控制。③防止母材层状撕裂。

3.厚板高强钢焊接技术

（1）高强钢焊接性分析该钢种属于高强度正火钢，具有良好的综合力学性能和加工工艺性能。其化学成分、力学性能如表1、表2所示。（2）焊接工艺技术第一，焊材的合理选择。根据国家规范GB50661—2011中对焊接材料的推荐使用标准，同时结合焊接工艺性能、焊接材料等强匹配原则，以及不同焊接工艺环境下焊材使用后对母材影响程度来进行选用（见表3）。第二，坡口的制定。由于厚板焊接工程量大、难度高，若采用窄而深的小坡口进行焊接，则不仅焊缝成形系数偏小，影响一次结晶，容易产生区域偏析，而且在拘束应力大的前提下进而导致焊接热裂纹的产生；若采用大坡口进行焊接，则不仅焊接量大大增加，而且焊缝的焊接残余应力也会随之增加，这对钢结构体系初始应力的控制极其不利，同时也影响工程工期。考虑到厚板焊接接头填充量、焊接质量及焊接残余应力等方面的影响，同时，为便于CO2焊枪在焊接过程中能适当地摆动，采用坡口角度适中，且便于正常情况下焊接的窄间隙焊接（NGW）坡口（见图2）。第三，焊接组合新工艺。为了实现高质量、高效率的厚板窄间隙焊接，需解决窄而深的坡口内侧壁焊接熔合质量、焊接飞溅聚集、工艺参数稳定性及焊接操作的可靠性等问题，避免坡口内焊缝金属的一次结晶产生区域偏析，进而产生热裂纹。鉴于上述原因，提出如下焊接工艺方法：打底焊：采用改造型喷嘴的实芯CO2气体保护焊（见图3）。该方法首先可以保证窄间隙坡口环境下的顺利焊接，此外，利用GMAW的高效及熔深相对较大的优点，可提高焊接质量和效率。填充焊：采用双弧双丝自动气体保护焊接：一方面可以利用其熔嘴的优势取代了埋弧焊机头熔嘴无法进行窄而深的焊接，另一方面其焊接效率较手工焊有大幅度提高，同时保证焊缝质量。盖面焊：采用双丝埋弧焊接。主要是提高焊接效率，保证焊缝的表面质量。第四，焊接工艺措施。多层多道错位焊接技术：多层多道焊及合理的焊接参数可减小焊接热输入，从而有效控制焊接变形和焊接应力。在多层多道焊接技术的基础上，加入焊接接头每一道焊道错位连接，即：接头不在一个平面内，通常错位50mm以上。这种技术其显著优点就是上一层焊道对下一层进行了有效的热处理，特别适合于高强钢厚板的焊接。在应用时，可以消除焊接冶金过程中柱状晶并使晶粒细化。同时，对焊接接头的应力应变控制也相当有利，能够提高焊接接头的综合性能。道间温度控制：根据国家标准GB50661—2011要求，在焊接过程中，最低道间温度控制在不低于预热温度。道间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测得，测量时间选择在电弧经过之前的焊接区域内瞬时测得。由于焊缝较长，未能焊到的地方应采取保温措施。防止温度降低过快，如果焊接区域温度过低，应重新加热。后热与消氢处理：为了加速焊接接头中氢的扩散逸出，防止焊接冷裂纹的产生，焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。特别是对于氢致裂纹敏感性较强的厚板焊接接头，采用这一工艺不仅可以降低预热温度，减轻焊工劳动强度，而且还可以采用较低的焊接热输入，使焊接接头获得良好的综合力学性能。焊缝锤击消应力措施：焊缝锤击焊接过程中，在热状态下使用带有小圆弧面的锤子锤击焊缝金属，使焊缝得到延展，从而减小焊件的残余收缩应力。锤击应均匀、适度，避免因锤击过分而产生裂纹。当焊缝温度＜300℃时，锤击力不宜过大；在100℃以下时，禁止锤击。

焊接工艺论文篇（9）

摇臂壳体已精加工完毕，壳体的壁厚仅为70mm。如果直接在煤壁侧壳体上堆焊耐磨层，因焊接面积太大，焊接热量和应力释放将使摇臂壳体各轴承孔变形，因此决定在摇臂装配后进行焊接，以控制焊接变形，并采用耐磨板塞焊的工艺进行处理。具体工艺：用一块厚10mm材料为16Mn的钢板，按图纸要求将轴孔和外形尺寸切割好，各轴孔单边留10mm间隙，并将塞焊的孔钻好，板上按要求堆焊耐磨层，然后在装配好的摇臂壳体上进行塞焊，同时在耐磨层钢板的周边进行焊接，并在加工好的轴孔周边进行点焊。此工艺虽然避开了摇臂因加工后进行大量焊接而引起的变形，但是却存在很多问题。

（2）焊接后存在的问题

装配好的摇臂在焊接耐磨板时，由于耐磨板的翘曲变形，导致耐磨板和煤壁侧大平面不能贴合无法焊接。以至于在焊接时，对耐磨板翘曲部分进行不断的敲击使焊接部位贴合，工作量大而且很难保证焊接的质量，同时由于不断的敲击冲力，对摇臂装配精度也有很大的影响，再加之在点焊轴孔端周边时，虽然焊接量比较少，但是对摇臂轴孔端的轴承影响很大，更容易诱导轴承在加载时的噪音和抱死烧毁的发生，而且点焊和塞焊的效果在实际的使用过程中效果并不好，因为在截割煤的生产过程中，大量原煤的冲击和摩擦，导致点焊部位和塞焊部位过早开裂，使耐磨板剥落，防护时间有限。

2改进后的工艺方案

由于用户要求在后续的摇臂生产中新增焊接耐磨层，因此决定对耐磨层的焊接工艺进行改进，避免在精加工后焊接耐磨层。精加工后焊接耐磨层不但在实施和使用过程中都存在诸多问题，同时也与一般加工工艺理论相背离，因此要求将耐磨层的焊接放在精加工之前完成。

（1）耐磨层焊条性能及要求

DELCROME90为高铬铸铁合金堆焊材料，由于碳含量和合金元素高，具有铁基合金中最优良的耐磨性，堆焊层不宜进行切削加工。注意事项：①堆焊前焊条须经250℃左右烘焙1h；②可不予热施焊，但堆焊层会出现横向裂纹，用预热540℃和焊后缓冷措施可使焊层横向裂纹缩小到最小程度；③对于较大刚性的高碳钢和合金钢工件堆焊宜采用一定的预热和焊后去应力热处理。

（2）摇臂壳体的加工工艺流程及分析

摇臂壳体的加工工艺流程：划线－粗加工－焊水道盖板－去应力热处理－半精加工－精加工。如果放在半精加工后焊接，会因焊接壳体壁厚太薄（70mm）而变形，同时焊接后的应力释放又会引起精加工后轴孔的变形，因此放在半精加工之后不合理。同时从焊接耐磨层的焊条DELCROME90的性能和要求可以看出，耐磨层焊接的应力集中及热变形非常大，焊接后应进行去应力退火，这和摇臂的加工工艺流程中焊接水道后进行去应力热处理相吻合，因此将耐磨层的焊接添加到粗加工后的焊接水道盖板工序，是最合理的。但是摇臂煤壁侧大平面作为轴孔的加工测量基准及A、B面加工的安装基准如图2所示，如果按图纸设计要求焊接耐磨层，焊接后摇臂壳体在半精加工和精加工时，就失去了测量和安装基准，如果做其它的辅助基准也将给测量带来很大困难且不准确，因此需要对粗加工后的耐磨层焊接工艺进行探索和研究。

（3）工艺方案的制定

从上述的工艺分析可以看出，耐磨层焊接放在粗加工后的问题主要有2个方面：侧面加工基准和轴孔测量基准。首先对于侧面加工基准的解决，结合摇臂壳体加工图纸和焊接耐磨层的尺寸要求进行计算对比，发现摇臂在焊接耐磨层后，端面两端还有100mm和80mm宽的平面，即C、D面可以作为侧面A、B面加工基准，其次是轴孔的测量基准，考虑到测量基准的统一性，因此考虑在焊接时沿中心线留出40mm宽的平面做为轴孔的测量基准，同时根据现场的使用情况进行分析，留出的40mm宽平面，并不影响耐磨层的防护功效，因此，评定此方案可行。

3工艺方案的优化

为了保证焊接耐磨层尺寸准确及外形美观，制作了如图3所示的划线样板，在一个5mm厚的钢板上，按焊接耐磨层的尺寸进行切割，各孔边留出5mm的间隙，并将不需要加工的部位留出来，焊接前按样板进行划线，按划线范围进行焊接，保证了焊接质量，同时也给加工带来了便利，避免了因焊接超过加工尺寸，加工时损伤刀具。

焊接工艺论文篇（10）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.002

0 引言

随着铁路向高速重载方向的发展，无缝线路因其具有高可靠性和高稳定性，故成为高速重载轨道结构的最优选择，作为无缝线路关键技术之一的钢轨焊接技术，对无缝线路的发展有着重要影响。常用的钢轨焊接方法很多，但各自有其优势和不足。钢轨闪光焊需要专门设备，且其适合于厂内不适合于现场。钢轨铝热焊适合于野外操作，但其焊缝为铸态组织，接头组织和性能较差。钢轨气压焊对表面要求高，且不适合于超长钢轨的焊接。钢轨电弧焊接头性能较好，但对焊接工艺及焊工技术要求比较高。几种焊接方法相比较而言钢轨电弧焊方法需要的设备简单、操作灵活方便、焊接成本低而且接头性能能够满足需求。因此本文主要讨论钢轨电弧焊工艺问题。

1 试验材料及设备

本试验所使用的材料为U71Mn钢轨，即截取钢轨部分轨头做为试验用工件，并且在轨头上表面开槽做为模拟焊口，焊件成分如表1所示。焊材采用低氢碱性焊条，焊接设备采用直流焊机，采用手工电弧焊、直流反接焊接方式。

2 焊接工艺流程

（1）焊件的准备：考虑到轨道钢硬度较高，现场加工坡口比较困难，因此采用对接方式，利用钢轨既有的端面做为操作面，如果端面锈蚀比较严重需要利用角磨将表面打磨光亮即可。

（2）确定对接间隙：考虑到钢轨本身的高度问题，间隙不能过小，否则无法将焊条深入其中进行焊接操作，因此需要预留出足够的间隙。

（3）焊件预热：预热过程采用了气焊焊炬进行预热，并利用红外测温枪确保预热达到指定的温度。

（4）对接堆焊过程：整个焊接过程采取多层多道焊的焊接方式，这种方式虽然效率相对较低，但能够保证焊接强度，同时还要确保层间温度。

（5）焊后热处理：加热方法扔采用气焊焊炬，加热到指定温度后，利用石棉毡进行保温，以防止焊后急冷导致裂纹出现。

（6）焊后工件打磨：使焊缝与钢轨母材保持平滑。

3 试验过程及其工艺参数

3.1 焊条的烘干工艺

因为采用的是低氢碱性焊条，所以焊条在使用之前需要进行烘干处理，烘干过程在烘干箱中进行，烘干温度经试验在350-400℃为宜，为避免焊条使用过程中受潮，烘干后的焊条置于120℃的保温箱中备用。

3.2 对接间隙

因为整个钢轨在厚度方向大约150mm，为确保焊条顺利施焊，需要预留出一定的间隙，否则焊条无法触及轨底。在参考相关文献和试验后，两段轨道之间的对接间隙确定为20mm比较适宜。

3.3 预热温度

因钢轨的碳含量很高，属于高碳钢范畴。其特点是淬硬倾向大、可焊性差，焊接热影响区易产生硬化和脆化，焊接接头易形成高碳马氏体，从而造成冷裂纹和产生热裂纹。针对该特点，宜采取焊接前对母材预先加热、焊接后热处理等措施来消除钢轨内部应力和改善材质，已达到预期的焊接效果为防止焊接冷裂纹的产生。经试验焊前预热热温度为300-350℃较适宜，预热方法是利用气焊焊炬对焊口及周边母材进行烘烤，并实时用红外点温仪检测焊件温度，当达到预定温度即可以实施焊接。

3.4 对接堆焊工艺

为确保对接强度，采用多层多道焊工艺，并且特别强调的是焊接过程不能摆条，否则度会受到影响。并且每焊完一道要将焊渣清理干净，否则容易造成夹渣缺陷，影响钢轨使用。另外层间温度一定要保证，经试验验证层间温度保持在300-350℃之间能够保证焊接过程顺利进行，焊接每层前要用红外点温仪测温。

3.5 焊后热处理工艺

焊后为防止焊接裂纹产生及消除应力，需要将焊好的对接焊件加热，经试验加热温度在650-750℃为宜，用红外点温仪测量达到指定温度后，将石棉保温毡覆盖到焊件上，保温一段时间即可。

4 结论

综上的工艺流程和工艺参数经过试验验证，能够满足钢轨的焊接要求，但试验过程只针对U71Mn牌号的钢轨。如果将本工艺应用到其他牌号的钢轨焊接中，还需要在此基础上进行小规模的试验为宜。最后希望本文的试验流程和工艺参数能够为钢轨焊接的相关实训教学和工业生产中的相关工艺技术提供参考。

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