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論文關(guān)鍵詞：鈦管焊接,氣體保護罩裝置,焊接工藝,參數(shù)

材質(zhì)為（ASME-B861 Ti2）鈦管，規(guī)格Φ57*5～Φ325*5共計10個規(guī)格尺寸。Ti2為工業(yè)純鈦，強度為σb 450～600 MPa，其具有良好的塑性、韌性和抗腐蝕性，尤其具有很好的低溫性能，所以鈦基材料廣泛用于化工、電力項目中。在管道預制安裝項目前我們制作了各種焊接試驗，采用不同氣體保護參數(shù)進行試驗，最終獲得了最佳保護效果的焊接工藝，并對鈦管材料的焊接進行了焊接工藝評定，編制了詳盡的焊接工藝卡，從而保證了焊接質(zhì)量。

1 鈦管的焊接工藝

1.1 焊接性分析

鈦及其合金具有很強的化學活潑性，當溫度超過400 ℃時即開始與氧、氮、氫及碳發(fā)生反應，高于600 ℃時反應劇烈。而氧、氮、氫及碳含量的增加會導致鈦及其合金焊縫金屬的脆化，所以TA2鈦管焊接時的氣體保護是關(guān)鍵問題，同時控制焊縫及熱影響區(qū)的溫度，避免因過熱產(chǎn)生粗大晶粒、過熱組織，導致金屬的機械性能降低。

1.2 焊接易出現(xiàn)的焊接缺陷

（1）氣孔問題。焊接鈦及其合金時，經(jīng)過焊縫RT后經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)在熔合線附近產(chǎn)生聚集型氣孔。氣孔主要為氫氣孔；由于氫在鈦中的溶解度隨溫度的升高而降低，焊接時熔合線附近的溫度高，會引起氫脫溶而出。如果焊接區(qū)周圍氣氛中的氫分壓高，則熔融金屬中的氫不容易析出，于是便聚集形成氫氣孔。

（2）裂紋問題。焊接鈦基材料時由于材質(zhì)的硫、磷雜質(zhì)含量很少，所以很少會出現(xiàn)熱裂紋；但是焊接鈦材時很有可能出現(xiàn)冷裂紋且具有延遲現(xiàn)象。主要是由于鈦的導熱性較差，熱量散失慢，容易出現(xiàn)焊縫晶粒粗大；當氣體雜質(zhì)含量較高時，焊接接頭的塑性降低，特別是當焊縫中溶解較多的氫時會形成氫脆。

1.3 氣體保護

鈦材焊接時由于對氣體的純度要求較高，所以我們選用 99.999%高純度氬氣；氬氣所要保護的范圍為熔池、熱影響區(qū)域以及兩側(cè)熔合線以外各10 mm區(qū)域的母材。為此需要制定特殊的氣體保護裝置；管道內(nèi)部使用氬氣室裝置進行保護。

1.4 焊前準備

1.4.1 坡口加工

鈦管切割后，采用氧化鋁砂輪機打磨出坡口，如圖1所示，加工坡口不允許使母材產(chǎn)生過熱變色。

1.4.2 坡口及焊絲清理

（1）坡口及其兩側(cè)各50 mm以內(nèi)的內(nèi)外表面進行清理，清理程序如下：光機打磨→砂紙輪拋光→丙酮清洗。企業(yè)經(jīng)營管理論文清洗后不能直接進行焊接作業(yè)，待坡口端面晾干后方可以作業(yè)。如果放置時間超過2小時，須重新清理一遍或者采用自粘膠帶及塑料布對坡口予以保護。

（2）操作人員在焊接過程中必須戴潔凈的手套。

1.5 焊接材料的選用

依據(jù)母材的分組故選擇匹配性較好的ERTi-2，規(guī)格為Φ2.0/2.4化學成分如表1所示。

1.6 主要的焊接參數(shù)

（1）氬氣的流量大小直接影響在焊接過程焊縫的保護效果，根據(jù)驗證的結(jié)果得出能夠滿足要求的氣體流量參數(shù)。

（2） 焊接電流大小直接影響在焊接過程中的熱輸入量，所以根據(jù)驗證的結(jié)果得出能夠滿足要求的焊接參數(shù)，如表2所示。

2 焊縫質(zhì)量評定

焊接完成后主要通過焊縫外觀表面顏色判斷焊縫質(zhì)量的好壞，焊縫表面的顏色主要與氬氣保護、破口清潔度等有直接關(guān)系；具體根據(jù)表面顏色判定焊縫質(zhì)量好壞如表3所示。

如果在焊接過程中焊縫表面出現(xiàn)藍色或是青紫色應立即停止焊接，查找原因及時改進焊接措施；如果焊縫表面出現(xiàn)暗灰色應立即停止焊接進行返修，將暗灰色部分全部鏟除，重新焊接。

3 結(jié)語

綜上所述，在鈦管焊接過程中，需要從焊接可能產(chǎn)生的問題即氣孔問題、焊接裂紋問題以及氣體保護問題等，對焊接的流程進行嚴格把控，做好焊接前的準備工作，保證坡口加工過程中的溫度正常，確定坡口與焊絲的清理工作的有效完成，焊接材料選用的過程中，也需要嚴格按照具體要求參數(shù)執(zhí)行。另外，從焊接結(jié)果來看，外觀觀察上所有的焊縫表面色為銀白色時，其焊接工藝最佳。結(jié)合焊接流程而言，為了保證TA2鈦管在焊接時的氣體有效保護、控制焊縫和熱影響區(qū)溫度，盡可能避免因為溫度過熱產(chǎn)生較大的晶粒、過熱組織等，需要在施工中注重各個環(huán)節(jié)流程，從焊接選材、材料清理、焊接過程中的溫度選擇、焊接各方面參數(shù)的設定角度入手，不斷進行工作總結(jié)，以便鈦管焊接工藝水平的有效提高。

參考文獻

[1] 王靜，趙睿.鈦管TIG焊接工藝探討[J].石油化工設備技術(shù)，2010（1）：48-51，72.

[2] 王中年，強栓榜，賈月華，等.鈦管的焊接[J].焊接技術(shù)，2011（3）：49-50.

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關(guān)鍵詞鍍鋅鋼板正交試驗工藝參數(shù)

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

為了提高汽車的耐蝕性及使用壽命，鍍鋅鋼板得到了廣泛應用。20世紀70年代，歐美各國開始在車身上采用鍍鋅鋼板，而且在汽車行業(yè)的應用比例不斷增長。近年來各國焊接工作者就鍍鋅鋼板的焊接工藝規(guī)范及電極壽命等問題開展了大量研究。隨著鍍鋅鋼板的大量采用，汽車車身薄壁件的焊接質(zhì)量問題比較突出，由于每輛轎車有3500～5000個焊點，而轎車的生產(chǎn)模式采用大批量自動化生產(chǎn)，因此對鍍鋅板可焊性惡化帶來一系列問題。

2焊接特點

（1）鋅的熔點為 419℃，沸點為 907℃，均遠遠低于鐵的熔點 1500℃，因此，焊接過程中，與銅電極接觸的鍍鋅層先于工件被連接部位的鋼板而熔化。熔化的鋅不但在電極壓力的作用下易飛濺出來，而且還會與電極粘連，致使電極表面形成 Cu-Zn 合金層。由于 Cu-Zn 合金電阻率大，易于過熱變形，這不但降低了電極壽命，而且改變了 焊接規(guī)范，破壞了焊接過程的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量，嚴重時甚至不能形成熔核。

（2）由于鋅比較軟，同樣電極尺寸下，電極與鍍鋅鋼板的接觸面積以及鍍鋅板與鍍鋅板之間的接觸面積均較大， 使工件中的電流密度減小，易于產(chǎn)生未焊透缺陷。

（3） 焊接過程中，工件連接點（熔核）部位的鋅層熔化后應充分擠出，否則會顯著降低焊點的連接強度。因此，為了保證將這部分液態(tài)鋅充分擠出，應使用較大的電極壓力，一般比非鍍鋅鋼高 20％～ 25％。

（4） 電極壓力過大或電流過大時，與電極接觸的鋅層可能會因粘到電極上而剝落下來，使工件失去了耐蝕性，也影響了表面美觀。為了避免這種現(xiàn)象，應采用較大尺寸的電極，加強電極的冷卻。

3研究方案

（1）電極電極材料選用鉻鋯銅，電極形狀采用錐頭平面電極，電極直徑比相同料厚的無鍍層鋼板增加2mm，電極錐角為120º～140º，便于電極修磨，延長電極使用壽命，采用外水冷，防止電極頭迅速過熱變形。

（2）工藝參數(shù)焊接電流比非鍍鋅鋼增大50%左右，鍍層越厚，越不均勻，所需電流越大；焊接時間也相應增加25%～50%，以使兩焊件間的熔化鋅層能均勻地擠于焊接區(qū)周圍，這樣焊后鋅層均布于熔核周圍，仍可保持原有保護作用。

4工藝試驗

4.1選擇設備采用現(xiàn)有設備D(T)N-100，電流1和電流2分別為預熱電流和焊接電流，其數(shù)值不是通常意義上的電流值，而是以相對于焊機輸出能量的一個百分數(shù)，本試驗不選用預熱電流（電流1為0）。

4.2選擇試樣材料：熱鍍鋅板Q235A，厚度0.6mm

為了實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接，必須選擇合適的工藝規(guī)范參數(shù)，而點焊工藝參數(shù)的選取取決于金屬材料的性質(zhì)、板厚以及所使用的設備。當設備、電極材料、端面形狀和尺寸選定以后，焊接規(guī)范參數(shù)的選擇主要是焊接電流、電極壓力（氣動點焊機表現(xiàn)為氣體壓力）及焊接時間三大要素。采用上升加熱方式進行焊接試驗，對焊接參數(shù)進行正交試驗優(yōu)化。

4.3確定正交試驗試驗水平

試驗采用正交試驗法，從大量的試驗中挑選出具有代表性、典型性的試驗點，合理安排試驗過程。

(1)試驗的考核指標：進行軸向拉力試驗，以徑向力的大小衡量焊點的強度。

(2)因素位級表：

(3)選用正交表:根據(jù)試驗中影響因素有3個,位級3個,決定選用L9(33)正交表。

注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ———代表各列3個位級的試驗結(jié)果的總和。

R———代表各列最大值與最小值之差。

對其進行試驗結(jié)果分析。 比較各列的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的大小，第一列Ⅰ

級差R的大小用來衡量試驗中相應因素作用的大小，級差大的因素(電流2)，意味著它的三個位級對于焊點軸向拉力的影響較大，通常是重要因素，而級差較小的因素 (例如第3列焊接時間) 對于軸向拉力的影響相對較小，是不太重要的因素。

由此次試驗可見，對于鍍鋅鋼板點焊，電流是最重要的因素，氣體壓力在這里是相對次要的因素，只要保證凸點被壓潰而又不產(chǎn)生飛濺即可，而焊接時間對焊點強度影響不大，所以計算得到的最佳焊接工藝參數(shù)為:電流50,氣體壓力0.45Mpa，焊接時間7個周波。

本次試驗中有3個3位級因素,可產(chǎn)生33=27個試驗條件，由正交表選出的9個條件只是其中的一部分，即1/3。然而，憑借正交表的正交性，這9個條件均衡分散在這27個試驗條件中,它們的代表性很強，所以，直觀分析得到好的工藝參數(shù)在全體27個試驗條件中的效果會是相當好的，本次試驗也證明了這一點。

從正交實驗中得出的最佳工藝參數(shù)是正交設計方案中所沒有的,為此進行了工藝驗證性實驗,采用同樣的測試方法,用通過正交實驗設計出的最佳工藝參數(shù)進行試驗，焊點軸向斷裂拉力為2.90kN。說明通過本試驗很好地實現(xiàn)了焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化。

5結(jié)論

通過試驗，確定了0.6mm厚的熱鍍鋅板Q235A采用D(T)N-100焊接時的最佳工藝參數(shù)，用于指導生產(chǎn)實踐，提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

6參考文獻

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根據(jù)L450M管線鋼的化學成分及力學性能，返修工藝打底焊采用伯樂公司生產(chǎn)的BOEHLERFOXCELE6010、φ3.2mm焊條，填充、蓋面焊采用低氫型焊條E5515—G，φ3.2mm，熔敷金屬的化學成分如表3所示。

2.返修焊接工藝

（1）缺陷的清除和坡口制

備根據(jù)射線底片上的缺陷種類、位置、深度及缺陷大小測量出缺陷所在的位置，并根據(jù)缺陷的性質(zhì)和部位，使用角向磨光機對缺陷進行徹底的清除，并把坡口兩邊50mm區(qū)域內(nèi)及坡口面的油銹等雜質(zhì)清理干凈。對清理完的地方，還要通過表面探傷加以確認，合格后方可施焊。清除缺陷后，用角向磨光機將返修部位打磨，打磨后的兩端及表面過渡要平緩，寬度要均勻，便于施焊緩坡凹槽。如需全壁厚返修，應開V形坡口，坡口形式如附圖所示。

（2）返修工藝

為了滿足焊接施工的需要，保證返修后能得到良好的焊縫成形和接頭性能，必須采用合適的焊接參數(shù)。具體焊接參數(shù)如表4所示。

（3）返修工藝要點

主要包括以下幾個方面：第一，為避免出現(xiàn)冷裂紋，焊前必須將返修部位坡口兩側(cè)100mm區(qū)域預熱，預熱溫度為120~160℃，坡口兩邊預熱要均勻，施焊過程中層間溫度控制在120~250℃內(nèi)。第二，焊前焊條應進行350~400℃烘干，纖維素焊條烘干溫度70~80℃，并在保溫筒內(nèi)存放，隨用隨取。坡口附近的鐵銹、油污應仔細清理干凈，以降低焊縫的含氫量，避免產(chǎn)生冷裂紋。第三，返修時SMAW根焊、填充蓋面都采用向上焊。根焊時，采用小鋸齒形運條方式，短弧向上焊接。焊接過程中控制熔孔大小始終保持一致，以保證焊縫成形良好。第四，必須嚴格按照焊接工藝要求進行返修，要一次性完成返修焊縫，焊層焊接的時間間隔要＜10min。如焊道中出現(xiàn)的非裂紋性缺陷，可直接返修。裂紋長度小于焊縫長度8%，采用返修工藝進行返修；裂紋長度大于焊縫長度8%時，所有帶裂紋焊縫必須切除。焊縫在同一部位的返修不得超過一次，否則將全部焊縫切除。第五，為保證返修一次合格，返修工作要選擇技術(shù)水平較高的、責任心強的焊工進行返修。完成返修工作后，焊縫余高不應低于母材，打磨圓滑過渡，去除渣皮、飛濺物等，清理干凈焊縫表面。第六，返修時只有在環(huán)境溫度≥-20℃，環(huán)境風速≤8m/s，環(huán)境濕度≤90%RH的條件下才能進行，如出現(xiàn)其中任一情況不符合要求，應采取可靠的防護措施，否則禁止進行返修。

3.焊接試驗

（1）無損檢測

根據(jù)SY/T4109—2005標準，返修焊縫進行X射線探傷，未發(fā)現(xiàn)缺陷，達到標準中Ⅱ級要求。

（2）力學性能試驗

根據(jù)SY/T4103—2006《鋼制管道焊接及驗收》標準，并結(jié)合本工程設計文件的要求，對返修焊口試樣進行了拉伸、彎曲試驗、低溫沖擊、刻槽錘斷試驗。拉伸試驗：取4塊試樣進行拉伸試驗，試驗結(jié)果如表5所示。試樣抗拉強度數(shù)值較高，滿足標準要求。彎曲試驗：彎曲試樣8塊，進行側(cè)彎試驗。焊接接頭沒有出現(xiàn)裂紋，試驗結(jié)果合格。低溫沖擊試驗：低溫沖擊試驗結(jié)果如表7所示。結(jié)果表明，焊縫中心是焊接接頭低溫沖擊性能較低的部位，但是滿足設計文件要求。刻槽錘斷試驗：刻槽試樣長約230mm，寬25mm，用鋼鋸在試樣兩側(cè)焊縫端面中心（以根焊道為準）鋸槽，每個刻槽深度約為3mm?？滩坼N斷試樣斷裂面完全熔合和焊透，無其他缺陷。

4.結(jié)語

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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(zhì)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(zhì)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(guān);(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(shù)會直接影響熔池的相變過程,對金屬的凝固產(chǎn)生重要的影響,對熱影響區(qū)的金屬組織產(chǎn)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(gòu)件各部分產(chǎn)生不同的熱響應,導致出現(xiàn)不同的應力,產(chǎn)生應力形變。從以上理論探討,我們可知在金屬構(gòu)件焊接過程中出現(xiàn)變形,主要是由于焊接熱源是處于局部加熱,使得鋁合金構(gòu)件上的熱量分布存在差異,在構(gòu)件與母材之間的焊縫區(qū)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(xiàn)一定程度的受熱膨脹,而遠離焊縫區(qū)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(fā)生的體積膨脹相對較小甚至不發(fā)生體積膨脹,使得焊縫區(qū)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(gòu)件和母材之間出現(xiàn)瞬間的熱變形,但是當鋁合金構(gòu)件在焊接過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過了自身材料的彈性極限后,會出現(xiàn)一定的塑性應變,當焊接過程結(jié)束之后,焊接件又逐步冷卻而產(chǎn)生殘余變形。

1.2焊接變形分類

從機械領(lǐng)域考慮整個焊接過程,可以將焊接過程中出現(xiàn)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(nèi)位移、面外位移和相變組織形變。焊后殘余變形分為面內(nèi)變形和面外變形兩大類,面內(nèi)變形又分為焊縫縱向收縮、焊縫橫向收縮、回轉(zhuǎn)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(guān)研究試驗并結(jié)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(guān)。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(xiàn)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(chǎn)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(nèi)容以出現(xiàn)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(zhì)量,降低應力形變的出現(xiàn)。

1.4鋁合金構(gòu)件焊接變形控制措施

從上述對鋁合金構(gòu)件焊接性能和焊接熱過程的分析,對于鋁合金構(gòu)件在焊接過程中出現(xiàn)的瞬間變形和焊接結(jié)束后出現(xiàn)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(gòu)件在裝備整體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮應用的作用。在鋁合金構(gòu)件設計階段結(jié)合整體裝備,做好其結(jié)構(gòu)設計并采取優(yōu)質(zhì)的焊接技術(shù),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(xiàn)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(gòu)件和主體裝備結(jié)構(gòu)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(gòu)件在主體結(jié)構(gòu)上的位置,控制好焊縫的布局和位置,然后減少焊縫的數(shù)量,選擇最優(yōu)的焊縫尺寸,實現(xiàn)對焊接結(jié)束之后可能出現(xiàn)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(gòu)件的焊接變形。在制造階段對鋁合金構(gòu)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(jié)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(shù)進行詳細的熟記,并對相關(guān)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(gòu)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(yōu)秀的焊接工藝實現(xiàn)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(shù)控制;最后,在焊接結(jié)束之后,應加強對鋁合金構(gòu)件焊接水平的檢測,一旦發(fā)現(xiàn)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(gòu)件焊接工藝優(yōu)化

對于鋁合金構(gòu)件在焊接過程中出現(xiàn)的焊接變形,可采取多種手段進行。如在結(jié)構(gòu)設計階段,可通過相關(guān)的應力形變實驗,分析應力出現(xiàn)的大小,結(jié)合設計的允許值,調(diào)節(jié)焊縫的尺寸,盡量降低焊縫的數(shù)量,對焊接后出現(xiàn)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(jié)束之后,為了減小已經(jīng)出現(xiàn)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(guān)變形研究理論的基礎之上,結(jié)合焊接試驗,對焊接工藝進行一定的優(yōu)化,結(jié)合實際的鋁合金構(gòu)件進行參數(shù)的設定,科學控制鋁合金構(gòu)件的焊接應力變形,最終生產(chǎn)出符合設計要求的產(chǎn)品。對于鋁合金構(gòu)件的焊接,在焊接過程中,焊絲直徑、成分和表面質(zhì)量關(guān)系到焊縫金屬及熱影響區(qū)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(zhì)量上等和化學成分達標的焊絲就是優(yōu)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(zhì)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(gòu)件的焊接并不利。因此,在現(xiàn)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(gòu)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(zhì)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(zhì)、經(jīng)濟和技術(shù)等條件的電源。

一般,由于直流電源的電弧具有較好的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量優(yōu)和飛濺少等特點,在鋁合金構(gòu)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(chǎn)生的陰極霧化效果,對鋁合金構(gòu)件表面致密的氧化鋁薄膜產(chǎn)生快速熔化,而且在焊接過程中,能夠避免產(chǎn)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(diào)整焊接的速度和角度,而且還能對焊工的職業(yè)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(gòu)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(yōu)化,目的就是為了使鋁合金構(gòu)件焊接的質(zhì)量和焊接形變在允許的范圍之內(nèi)。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(fā)現(xiàn)選擇適宜的焊接電流,是優(yōu)化焊接的重要考慮方向。在焊接過程中,焊接電流是指流經(jīng)焊接回路的電流,這個電流的大小對焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量有著直接的影響。一般為了提高焊接生產(chǎn)效率,在質(zhì)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(qū)的晶粒變得粗大,出現(xiàn)應力集中區(qū),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(wěn)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(zhì)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(zhì)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(jù)焊接試驗,需要控制好電弧電壓,產(chǎn)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(gòu)件焊接過程中,為了實現(xiàn)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(yōu)化,保證焊接速度既不會過快也不會過慢。例如,從相關(guān)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(jié)

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關(guān)鍵詞 焊接工藝；傳統(tǒng)；條件；操作

中圖分類號TG44 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）89-0043-02

0 引言

焊接工藝在金屬出現(xiàn)以后就開始產(chǎn)生，并且經(jīng)過歷代人的不斷鉆研逐漸完善和發(fā)展成熟。焊接藝術(shù)在方式方法、材料應用、操作條件等方面都有了很多的變化和進步，讓焊接工藝成為工業(yè)生產(chǎn)、人們生活，甚至是科研工作中不可缺少的一種工藝?，F(xiàn)在的焊接工藝也突破了傳統(tǒng)的局限性，不僅僅是在金屬范圍內(nèi)，而且還發(fā)展到非金屬領(lǐng)域。焊接工藝的應用范圍越來越廣泛，在生產(chǎn)和生活中的地位也越來越高。

焊接工藝通俗的解釋就是把金屬或者非金屬通過一定的材料在高溫或者高壓條件下，把兩個或者兩個以上的金屬或者非金屬連接在一起的工藝?，F(xiàn)在的焊接工藝，在焊接材料和條件方面都有了新的突破和發(fā)展，讓這種技術(shù)更好的為人們生產(chǎn)生活服務，有更大的利用價值和發(fā)展空間。隨著焊接工藝的不斷進步，對于工藝的精確性和穩(wěn)定性要求越來越高，這就需要更加專業(yè)的焊接人才的培養(yǎng)。我國也正在逐漸的加強這種專業(yè)的高素質(zhì)焊接人才的培養(yǎng)，讓焊接這項古老的傳統(tǒng)工藝有更深的發(fā)展[1]。

1 焊接工藝存在的不足

焊接工藝雖然相對于以前有了很大的突破和進步，也在被人們通過各種創(chuàng)新手段與其他工藝相結(jié)合，發(fā)展新型焊接技術(shù)和方法。但是由于各方面原因還是讓焊接工藝存在著一些不足，讓焊接的質(zhì)量和效率不能夠達到預期的目的。

1.1 焊接操作問題

現(xiàn)在的焊接工藝雖然有了一定的操作程序和規(guī)格，但是在實際操作過程中還是難免不能夠達到非常精確和穩(wěn)定的地步。在操作過程中由于操作人員焊接過程中手法快慢控制不準確，即使是非常細小的失誤和不正當操作都會帶來焊接質(zhì)量的問題，如焊瘤、氣孔和焊縫不理想等狀況出現(xiàn)。還有就是操作時，技術(shù)人員對焊接電流、電壓、保護氣體和焊接材料的控制，如果電流或者電壓控制不穩(wěn)定，或者是保護氣體和焊接材料用量或者用法不合理也會導致焊接質(zhì)量的下降。這些都是由于技術(shù)人員操作所產(chǎn)生的問題，可以說是人為造成的，但是這也是焊接工藝的一部分，也是焊接工藝的不足之處。一種工藝無論能夠帶來多大的效益和好處，如果沒有很好的執(zhí)行能力，也是這種工藝的不足之處，因為執(zhí)行者也是工藝的一部分[2]。

1.2 焊接質(zhì)量問題

焊接工藝雖然很好的解決了人們在生產(chǎn)和生活中的很多難題，但是焊接工藝中還是存在焊接后母材料的質(zhì)量問題。如果焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題，那么被焊接的金屬或者是非金屬不能夠被很好的使用，甚至不能夠被使用，那么焊接工藝就失去了應有的意義和價值。如在鋼筋的焊接時，經(jīng)常會出現(xiàn)咬邊、焊瘤和焊縫過大的情況，這些問題的出現(xiàn)讓焊接質(zhì)量大大下降，嚴重的甚至會影響鋼筋的使用，如果在建筑行業(yè)中鋼筋質(zhì)量出現(xiàn)問題，那么帶來的安全問題讓我們不敢去想象。

1.3 焊接安全問題

任何操作和工藝都應該注意的就是安全問題，焊接工藝也不例外。在技術(shù)人員進行操作的時候可能出現(xiàn)火星、鐵水、廢渣的迸濺問題，而且焊接時帶有高溫、高壓和可燃性氣體的工作，這些都是一些潛在的安全問題?；鹦恰⒔饘僖后w的迸濺對技術(shù)人員，甚至是其他人員都造成了很大的威脅。高溫、高壓、電流、可燃性氣體更是要特別注意的，這些焊接過程中運用到的，如果出現(xiàn)問題處理不當，不但會導致焊接失敗，而且對人們的生命財產(chǎn)安全也是個極大的威脅[3]。

2 提高焊接工藝水平的措施分析

2.1 規(guī)范操作程序，培訓專業(yè)焊接人員

焊接工藝的操作是有著非常嚴謹?shù)墓ば虻模€(wěn)定、精確和熟練的操作手法，這就要求我們要不斷的規(guī)范焊接操作的程序，培養(yǎng)專業(yè)的焊接人員?，F(xiàn)在的焊接工藝由很多的焊接方法和手段組成，每一種焊接方法都有著不同的注意事項和關(guān)鍵操作過程，所以要把每一項焊接方法都制定相應的操作程序和規(guī)范，讓人們在焊接過程中嚴格執(zhí)行。

同時專業(yè)的焊接人員培養(yǎng)也是對焊接工藝水平提高的一種體現(xiàn)，因為焊接操作是焊接工藝的一部分，這方面專業(yè)人才的培養(yǎng)，是對焊接工藝的完善。只有專業(yè)的技術(shù)人員，才能夠保證規(guī)范焊接，達到良好的焊接質(zhì)量，在焊接過程中不出現(xiàn)過多的失誤。在焊接時能夠很好的控制焊接速度，電流、電壓等，而且能夠注意焊接的環(huán)境是不是符合規(guī)定，是不是能夠讓焊接達到最佳效果。

2.2 焊接與計算機技術(shù)結(jié)合

焊接存在的一個最大問題就是操作不夠精確和穩(wěn)定，而且安全問題不能夠保證。如果焊接工藝與計算機技術(shù)相結(jié)合，就可能很好的避免以前的不足之處。計算機技術(shù)能夠通過軟件編程，非常精確的控制焊接速度、電壓、電流和氣壓等一些關(guān)鍵要素。而且自動化操作，可以避免一些人為操作所帶來的危險，讓操作人員處于一個相對安全的工作環(huán)境。

2.3 做好焊接前的檢查工作

焊接工作要進行，必須要在檢查所有器材和周圍環(huán)境以后才能開始。因為焊接對風速、電流、壓力有著很高的要求，如果不能達到規(guī)范的要求，焊接時不能夠很好的展開和達到預期效果的。同時焊接前要檢查被焊接金屬是否有油漬、鐵銹，還要對環(huán)境進行檢查，是否有明火、可燃物、危險氣體泄漏等問題[4]。

3 結(jié)論

焊接工藝水平在不斷地提高中，但是當前我們的條件和技術(shù)手段都非常有限，雖然能夠不斷的進行創(chuàng)新和發(fā)展。但是在此同時，我們提高焊接工藝水平還可已通過嚴格把握焊接要素，減少焊接失誤和焊接危險的等方面進行[5]。只有全方面的提高焊接工藝，才能讓這項傳統(tǒng)工藝更好的為人們服務，作出更大的貢獻，在科技進步過程中也不斷的進步。

參考文獻

[1]熊臘森.焊接工程基礎[J].機械工業(yè)出版社，2005-03-01.

[2]《焊接工藝與操作技巧叢書》編委會.CO2氣體保護焊工藝與操作技巧[J].遼寧科學技術(shù)出版社，2010-06-01.

[3]李頒宏.實用長輸管焊接技術(shù)[J].化學工業(yè)出版社，2009-03-01.

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關(guān)鍵詞：螺柱焊；車身焊接工藝；應用研究

伴隨著人們生活水平的不斷提高，對汽車密封性的要求也隨之提高，所以汽車企業(yè)在對車身進行設計的過程中，需要考慮汽車的密封性問題，防止泄漏的情況發(fā)生。想要保證汽車的密封性，就需要在車身結(jié)構(gòu)上避免不必要的開口，由于汽車車身是由低碳鋼構(gòu)成的，具有很好的焊接性能，通過將許多薄板件焊接起來進而組成汽車車身。在焊接的過程中，螺柱焊接工藝具有速度快、操作簡便和無空連接的優(yōu)點，在汽車制造過程中取代了柳接、鉆孔和攻螺紋等技術(shù)，并且在汽車車身焊接工藝中得到了廣泛的應用。

一、螺柱焊接工藝的概括

螺柱焊接工藝是一種采用壓力熔焊的焊接方法，在焊接的過程中，將螺柱的一側(cè)與板件進行接觸，等待觸面融化后，對螺柱施加一定壓力進而使焊接完成的方法。螺柱焊接工藝具有熔焊和壓焊兩種特征，并且具有壓力焊和弧焊的屬性。根據(jù)螺柱焊機工作原理上的不同，將螺柱機分為拉弧式和儲能式螺柱機兩種類別。在當前的汽車行業(yè)中，廣泛應用的焊接工藝是短周期拉弧式螺柱焊機工藝。

二、螺柱焊接工藝的工作原理

由于不同的螺柱焊機工作原理的不同，在通常情況下，拉弧式螺柱焊機所使用的是晶閘管，來實現(xiàn)對弧焊整流器的控制。一些先進的拉弧式螺柱焊機的電源，采用的是逆變式電源為焊接提供能源。在焊接的過程中，通過提高焊槍的磁力，使螺柱上升，并且使其和焊接工件分離開來。與此同時，在螺柱和焊接工件之間施加電壓，使螺柱和焊接工件之間引出電弧，促使工件融化，進而達到焊接的目的。在螺柱提升到預定溫度時，在工件之間施加焊接電壓，在焊接時間達到預計時間后，再切斷焊接電壓。螺柱焊接工藝對于其他焊接工藝來說具有很多優(yōu)點，由于螺柱焊接工藝的功率較大，在批量生產(chǎn)的過程中，具有很高的生產(chǎn)效率，而且螺柱焊接工藝具有非常簡單的施工工藝，不需要進行穿孔和{整的工序。使用螺柱焊接工藝大大縮短了生產(chǎn)時間，而且所焊接的工件具有較高的質(zhì)量，不需要進行調(diào)整，使生產(chǎn)成本也相應的降低。而且螺柱焊接技術(shù)具有很好的經(jīng)濟效益，使用螺柱焊接技術(shù)進行焊接的工件都具有較高的質(zhì)量，使廢品率得到降低，而且螺柱焊槍的類型有很多種類型，在材料和設備方面都具有較低的費用。

三、螺柱焊接工藝的參數(shù)

拉弧式螺柱焊接的參數(shù)有焊接時間、引弧時間、螺柱提升高度、焊接電流、螺柱伸長和送釘時間等。其中焊接電流、提升高度、焊接時間和螺柱伸長度是拉弧式螺柱焊接工藝中的四個重要組成參數(shù)，在實際的工作中，需要根據(jù)螺柱的型號、規(guī)格和工件的材質(zhì)、厚度進行相應的設定，在進行多次試焊后，調(diào)整出合適的工藝參數(shù)。焊接電流主要通過螺柱的直徑進行控制，焊接的時間與焊接電流形成焊接輸入熱量，并且進行相互配合，實現(xiàn)調(diào)節(jié)的靈活性。螺柱的提升高度也是決定焊接質(zhì)量的重要參數(shù)，通過高度的提升，能夠很好的解決在熔滴過渡時，因短路所引起的焊接成型不良問題，但是高度的提升也容易導致磁偏吹現(xiàn)象，還會使焊縫氣孔的數(shù)量增加，導致焊接質(zhì)量下降。螺柱伸出長度通常為1.2毫米，其作用時是方便螺柱和工件之間的接觸。而引弧電流和引弧時間這兩個參數(shù)僅出現(xiàn)在短周期拉弧式螺柱焊接中，具有清除工件表面油污的作用。

四、螺柱焊接工藝中需要注意的事項

在螺柱焊接過程中需要注意以下幾個問題：在接通焊機電源和壓縮空氣的過程中，需要檢查焊接電纜是否進行可靠的連接；檢查送料機中螺柱的數(shù)量是否正常；種類規(guī)格和送釘情況是否正常；在焊接的過程中，需要保持焊槍與工件表面角度的垂直，如果角度出現(xiàn)偏差情況，需要及時采取措施對其進行調(diào)整；需要定期檢查螺柱夾持器的情況，如果有發(fā)現(xiàn)損毀的情況，需要及時進行更換；定期將防護套內(nèi)壁中的焊接飛濺物進行清理，并且還要將工件表面的焊接飛濺物同時進行清理；在進行焊接工作的人員需要受到過專門的訓練和具有良好的專業(yè)技能，明確焊機的使用和維護的方法，了解工藝參數(shù)的選擇原則，在需要時能夠和設備調(diào)整人員對工藝參數(shù)進行及時的調(diào)整。

五、螺柱焊接質(zhì)量的測評

對螺柱焊接質(zhì)量的測評方面包括：焊接螺柱的數(shù)量、位置、種類、規(guī)格和焊接強度等。不能出現(xiàn)燒損、螺柱傾斜、未熔合的情況，使焊接強度能夠滿足工藝的需求。對螺柱的位置、數(shù)量和規(guī)格方面，都需要嚴格按照設計圖紙的要求進行焊接。通過使用肉眼進行外觀檢查，查看接頭處是否有未熔合、裂紋、無氣孔等缺陷；在螺柱根部的焊縫工作是否連續(xù)進行；螺柱與工件表面角度情況；在螺柱規(guī)格、種類、數(shù)量、位置方面都需要符合設計的要求。在進行生產(chǎn)的過程中，可以使用手錘對焊接螺柱進行檢查，在錘擊檢查完畢后，需要使用CO2焊進行補焊加強工作。使用錘子對帶頂帽的螺柱進行彎曲傾斜實驗，在傾斜角度不小于150時，并且沒有出現(xiàn)肉眼可見的開裂即可視為合格。使用專業(yè)的檢查裝置對螺柱進行拉伸檢查，當螺柱的受力達到要求的檢查拉力時，如果焊接接頭沒有被破壞，則證明焊接強度符合相應要求。對于安裝力矩要求的焊接螺柱，需要使用測力矩扳手進行相應的檢查，在螺柱被加載1.5倍的安裝力時，接口處不開焊即可視為合格。在檢查完帶帽螺柱后需要將螺帽松開，在使用力矩扳手將螺帽擰緊，避免在對車身進行上漆的過程中，油漆滲透到螺柱螺紋和螺帽的間隙之中，影響焊接的質(zhì)量。

六、總結(jié)

伴隨著我國焊接工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，螺柱焊接工藝技術(shù)得以在汽車行業(yè)中廣泛使用，在有效的提高汽車質(zhì)量的同時，很好的解決了客戶所擔心的密封性問題，螺柱焊接在車身焊接工藝中的應用可以提高企業(yè)生產(chǎn)的效率，降低成本造價的作用。伴隨著汽車企業(yè)對汽車車身的要求不斷提高，螺柱焊在車身焊接工藝中廣泛應用同時，也向著自動化、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭中付，宋亞東.螺柱焊在車身焊接工藝中的應用[J].汽車實用技術(shù)，2014（5）：99-101.

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關(guān)鍵詞：石油化工；管道；焊接；質(zhì)量；工藝

一、石油化工管道焊接施工特點

首先其管材鋼級的跨度較大，在規(guī)格上種類較多，鋼級、管徑、壁厚等方面等級跨度不等，規(guī)格型號有較大的選擇空間。

其次在施工過程中焊材品種齊全、等級跨度較大、多種規(guī)格，焊條、焊絲等類型多樣，其力學上的等級跨度應與管材鋼級一致；但在焊條規(guī)格上大多為3.2mm和4.0mm，焊絲規(guī)格則有選擇余地。

再次焊接方法多樣，焊接工藝較為復雜，隨著先進技術(shù)的引進，逐漸使焊接方法傾向于自動化方向，而焊接工藝理論知識較為豐富，常用的焊接作業(yè)規(guī)程類型較為繁多。

最后焊接施工作業(yè)主要展現(xiàn)出其較強的流動性，對于焊接工藝的順序性要求較高，給確保焊接質(zhì)量控制帶來挑戰(zhàn)，并且石油化工管道施工現(xiàn)場地形地貌起伏明顯，將會影響到管口組對和焊接質(zhì)量，更有甚者在野外作業(yè)時遇到風、雨、雪等自然環(huán)境變化，將會為焊接工藝的施展和焊接質(zhì)控帶來不利影響。

二、石油化工管道焊接工藝要點

中東地區(qū)大部屬于熱帶沙漠氣候，夏季炎熱潮濕 （5～10 月），氣溫40.6～55.2℃，冬季（11～翌年 4 月），氣溫 7～20 ℃， 全年相對濕度較大， 從 1%～100%不等。全年的高溫酷暑對長輸管線施工進行著嚴酷的考驗，尤其是高溫高濕的天氣對焊接質(zhì)量產(chǎn)生很多不利影響。 為此， 筆者針對高熱高濕的施工環(huán)境制定出獨特的防范措施，提高焊接質(zhì)量。

（一）做好焊接準備工作

首先，要認真分析管道焊接工程的具體情況，結(jié)合現(xiàn)場實地勘察，選擇科學合理的焊接技術(shù)，并制定出相應的作業(yè)指導書和工程整體方案。在方案中，要全面考慮管道焊接施工中可能遇到的問題，并設置針對性的解決方案。

其次，要對管道焊接所需要用到的焊接材料、焊條、焊接工具等進行全面細致的檢查，查看其是否符合施工標準和設計要求，同時，對于初次使用的材料和施工方案，必須進行焊接工藝評定，確保施工方案可以滿足管道焊接的要求。然后，在一切準備完成后，要結(jié)合施工工藝，制作焊接工藝卡，在實際施工中對施工人員進行指導，保證施工的順利進行。

（二）管道焊接常見質(zhì)量通病的防治

1、焊接過程中對焊氣孔的控制

（1）由于氣體保護焊對風的影響特別敏感， 因此要求防風棚密封嚴實， 而且焊接中要用塑料布并加透明膠帶對管口兩端進行嚴密的封堵。

（2）焊工在進行引弧時要注意起弧后手部穩(wěn)定，以免干伸長過長造成空氣入侵。

（3）在保持焊接連續(xù)性的同時適當?shù)乩L干伸長來降低電壓，以避免氣孔的產(chǎn)生。

（4）管道組對時，避免因為組對間隙過窄，過大的母材稀釋作用而妨礙除氣過程。

2、余溫過高或者過低的控制

（1）在5 點鐘到7 點鐘仰焊位置易出現(xiàn)余高過高，這是因為焊工在這一空間不容易掌握熔池的變化，往往會出現(xiàn)擺幅變窄，焊接速度變慢的現(xiàn)象。

（2）在3 點鐘或者9 點鐘位置往往會造成余高不夠甚至過低，這是因為大量的焊絲熔化的鐵水由于自身重力的作用而迅速下墜，從而使熔敷金屬過少而造成余高過低。

（3）要求焊工的動作要跟得上，針對不同位置的焊接特點迅速有針對性地調(diào)節(jié)焊接過程中的焊接工藝參數(shù)。

3、夾渣缺陷的控制

（1）由于藥芯焊絲有焊劑和藥皮，所以要求層間必須清理干凈，否則易出現(xiàn)夾渣缺陷。

（2）全自動焊的工藝參數(shù)不得調(diào)整過大，否則會使焊道熔深過大，以至于藥皮等焊渣沒有浮出或吹出而產(chǎn)生夾渣。

4、未熔合和未焊透的控制

未熔合是在焊縫金屬與母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔化結(jié)合部分，產(chǎn)生未熔合原因，主要是待焊金屬表面不干凈；未焊透是在焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，產(chǎn)生未焊透是焊接電流過小，鈍邊太大，根部間隙太小，焊接速度太快等原因造成的。

（1）未熔合的控制

①注意層間修整，避免出現(xiàn)溝槽及運條不當而導致未熔合。

②嚴格按WPS要求，采用合理的焊接電流。

③正確處理鎢棒的打磨角度和焊接停留時間。

（2）未焊透的控制

①加強坡口質(zhì)量檢查，控制合理的鈍邊量。

②加強裝配質(zhì)量檢查，嚴把裝配質(zhì)量關(guān)，控制合理的錯邊量。

③正確處理鎢棒的打磨角度。

三、石油化工管道焊接質(zhì)量控制措施

（一）建立完善的質(zhì)控體系

引導焊接技術(shù)人員重視焊接工作需促使其樹立質(zhì)量第一，兼顧工作效率的理念，完善的質(zhì)控體系將能保障施工人員采用科學、合理的工作方法，嚴格管理、控制焊材、焊接技術(shù)以及焊接設備的質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)并處理不合理現(xiàn)象，以提高工作效率。在焊接操作之前需做好準備工作，包括焊接口檢查、焊接前預熱等，同時還應在正式施工之后，嚴格按照企業(yè)制定的焊接技術(shù)標準及制度性規(guī)定進行操作。結(jié)合焊接工作實際需求及現(xiàn)實情況，嚴格踐行質(zhì)量保障體系及質(zhì)量控制機制，并對于焊接材料、焊接設備等相關(guān)的焊接工作重要組成部分進行常規(guī)檢查，以確保其符合相關(guān)規(guī)定的標準。

（二）重視質(zhì)控操作及焊接設備管理

焊接施工完成后需嚴格其后期質(zhì)量檢驗工作，檢驗人員應具備相應的檢驗技能和專業(yè)化知識，對易出問題部位和關(guān)鍵環(huán)節(jié)予以仔細檢查，以嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，定期完成焊接施工質(zhì)量檢驗，其促進油氣管道的維修工作效率提升。重視質(zhì)控操作不僅需要加強質(zhì)量檢驗工作關(guān)，還應有效控制焊接工藝，這就需要在焊接施工之前合理評定焊接工藝，進而依據(jù)油氣管道現(xiàn)狀，選擇出較為科學、合理的技術(shù)方案，以求滿足相關(guān)過程設計的需求。

（三）焊接材料控制

焊接材料是焊接質(zhì)量保證的基本條件，焊接材料的質(zhì)量和正確使用，直接影響到焊接質(zhì)量和工程成本。因此應控制焊接材料的采購、驗收、保管、發(fā)放及使用等幾個環(huán)節(jié)。焊接材料必須要有質(zhì)量證明書，化學成分及機械性能符合有關(guān)標準及設計文件要求，用于高溫高壓及有毒有害介質(zhì)的合金材料還應做光譜分析確認，經(jīng)檢驗不合格材料嚴禁入庫和使用?，F(xiàn)場應設立焊材一級庫和二級庫，庫內(nèi)的溫度和濕度應進行有效控制，符合要求。入庫的焊接材料應該經(jīng)過質(zhì)量檢驗合格，有材料標記號、建帳立卡，按品種、規(guī)格、分區(qū)堆放。焊條使用前應進行烘干并做好焊條烘干記錄。

（四）對焊接過程的控制

1、管口預熱和道間溫度控制預熱有利于去除母材表面的水分和加速氫氣的逸出，從而降低焊道中裂紋的敏感性，同時能減少熱影響區(qū)的硬化。管口組對完成后，其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)應進行預熱，加熱方法采用電中頻加熱器或環(huán)形火焰加熱器均可。

2、焊接時，每道焊口處配置一個帶排氣扇的防風棚，防風棚能有效地改善焊接環(huán)境，對風沙、雨雪有明顯的隔離效果，對高溫高濕天氣也有一定改善。防風棚的排風扇能將棚內(nèi)焊接時產(chǎn)生的煙塵排除，有助于保持棚內(nèi)陰涼干爽。

3、如果焊接過程中斷，必須是在熱焊層完成后中斷，中斷時間不得超過24h。重新焊接前，對焊道表面進行認真打磨清理，并進行表面滲透或磁粉無損探傷，在確認焊道表面無氣孔、裂紋等缺陷后，方可進行加熱、焊接。

結(jié)語

綜上，對于新建、擴建的石油化工管道焊接施工過程中，建立焊接施工質(zhì)量管理體系、實行全面質(zhì)量控制，所以為保證工程質(zhì)量，首先指定好焊接工藝，并且對焊接過程進行嚴格控制，從而保證整個工程質(zhì)量，這也是各個施工單位在今后施工過程中的質(zhì)量控制重點。

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【關(guān)鍵詞】焊接、發(fā)展、認可、工藝

中圖分類號： P755.1 文獻標識碼： A 文章編號：

The welding procedure qualification and its application

【Abstract】In recent years, with the rapid development of the shipping industry and shipbuilding, the world shipbuilding industry to China's industrial transfer, led to large-scale shipbuilding heat in coastal areas along the Yangtze River in China. Of all sizes, ranging from private shipbuilding enterprises throughout the more economically developed coastal areas along the Yangtze River. Emerging private shipbuilding enterprises to apply for the construction of CCS-class ship, the welding process is one of the necessary conditions for recognition as he began to build the shipyard and surveyor attaches great importance to the reasonable development of the welding process and the implementation of the construction process welding process directly affects the the quality of the construction of the ship.

【Key words】Welding, development, approval, process

近幾年，隨著航運業(yè)和造船業(yè)的迅猛發(fā)展，世界造船業(yè)向中國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，在我國沿海沿江地區(qū)引發(fā)了較大規(guī)模的造船熱。各類規(guī)模不等的民營造船企業(yè)遍布在經(jīng)濟較為發(fā)達的沿海沿江地區(qū)。新興的民營造船企業(yè)申請建造CCS級船舶時，焊接工藝認可作為開工建造的必要條件之一受到船廠和驗船師的高度重視，焊接工藝的合理制定和建造過程中焊接工藝的執(zhí)行程度直接影響著船舶的建造質(zhì)量。

一、焊接工藝規(guī)程的制定

船舶開工建造前，造船廠應根據(jù)自身的技術(shù)條件和生產(chǎn)設備等因素，同時結(jié)合批準圖紙中的鋼材使用型號制定詳細的工藝規(guī)程。

工藝規(guī)程因鋼材等級或焊接方式而不同。按鋼材等級可分為一般強度鋼和高強度鋼的焊接工藝規(guī)程，一般強度鋼按韌性分為A、B、D、E 4個等級，高強度鋼按其最小屈服強度劃分強度等級，其中每一個強度等級又按其沖擊韌性的不同分為A、D、E、F 4級。通常情況韌性級別高的材料焊接工藝試驗通過后，可將此工藝用于韌性級別較低的材料中。按焊接方式可分為：對接焊工藝、角接焊工藝、T型全焊透工藝等，對接焊又可細分為埋弧自動焊、手工對接焊（平、立、橫、仰）、CO2氣體保護對接焊（平、立、橫、仰）等；角接焊可細分為手工角接焊（平、立、橫、仰）、CO2氣體保護角接焊（平、立、橫、仰）等；T型全焊透工藝在船舶建造中一般使用在高應力區(qū)，如主甲板和舷頂列板、主甲板和艙口圍板、雙層底旁桁材和內(nèi)底板斜坡板的折角處的角焊縫。焊接工藝因鋼材等級和焊接方式的不同而名目繁多，因此船廠要結(jié)合自身的生產(chǎn)設備、生產(chǎn)經(jīng)驗和技術(shù)條件制定一套適合自身發(fā)展的工藝規(guī)程尤為重要。

通常中小型船廠最常用的板材焊接工藝規(guī)程包括以下幾種（鋼材等級按船廠需要）：

a、埋弧自動平板對接焊（焊接位置為平焊；焊接材料有一般強度鋼焊絲如H08MnA，高強度焊絲如H10Mn2A等）。

b、手工對接焊（焊接位置分平、立、橫、仰；焊接材料有鈦鈣型焊條如J422，低氫型堿性焊條如J507。）

c、CO2氣體保護對接焊（焊接位置分平、立、橫、仰；焊絲有一般強度鋼焊絲如H08MnA，高強度鋼焊絲如H08Mn2A。）

d、手工角接焊（焊接位置分平、立、橫、仰；焊接材料有鈦鈣型焊條如J422，低氫型堿性焊條如J507。）

e、CO2氣體保護角接焊（焊接位置分平、立、橫、仰；焊絲有一般強度鋼焊絲如H08MnA，高強度鋼焊絲如H08Mn2A。）

f、CO2氣體保護單面焊雙面成形對接焊（焊接位置多為平焊、立焊。）

g、T型全焊透角接焊（因分段可翻身，焊接位置以平焊居多；焊接區(qū)域多為高應力區(qū)，以手工507和CO2氣體保護焊為主。）

h、鑄鋼件對接焊（通常適用于尾柱焊接，尾柱多為鑄鋼件，一般采用電渣焊，但中小型船廠通常無電渣焊設備，可采用手工507焊接。）

編制整套焊接工藝規(guī)程時，每一種焊接工藝均應按CCS《材料與焊接規(guī)范》要求包括以下所適用的內(nèi)容：

1）鋼材的牌號、級別和厚度；

2）焊接材料（包括焊條、焊絲、焊劑和保護氣體）的型號、等級和規(guī)格，尤其應該注意是否與焊接母材的等級相匹配；

3）焊接設備的型號；

4）鋼材焊接時的坡口型式；

5）焊接位置（如平、立、橫、仰等）；

6）焊道布置和多道焊接順序；

7）焊接規(guī)范參數(shù)（焊接電流-交流或直流、電源極性-正極性或反極性、電壓、焊接速率、保護氣體流量等）；

8）焊前預熱和道間溫度、焊后熱處理及焊后消除應力的措施；

9）焊接環(huán)境。

二、焊接參數(shù)的正確選擇

焊接參數(shù)是指焊接過程中的一些基本參數(shù)，因不同的焊接方式而不同，現(xiàn)分別以手工電弧焊、埋弧自動焊和CO2氣體保護焊進行分析。

1、手工電弧焊焊接參數(shù)主要包括焊條直徑、焊接電源極性、焊接電流強度、電弧電壓、焊接速度和焊接層數(shù)等。

焊條直徑的選擇取決于鋼材厚度、接頭型式、焊接位置和焊接層數(shù)。厚度較大的焊件應選用較大直徑的焊條，搭接、T型接頭和平焊縫用焊條直徑應大些、立焊次之、仰焊和橫焊應最小，這主要是為了溶池的大小，仰焊和橫焊時用較小的焊條可形成較小的溶池，減少熔化金屬的下滴并便于操作。在多道焊時，為防止產(chǎn)生未焊透缺陷，第一道焊應采用直徑較小的焊條（通?！?mm），以后各層可根據(jù)焊件厚度選用較大直徑的焊條。

焊接電源的極性是對直流焊機而言，分直流正接和直流反接兩種，規(guī)定用焊接重要構(gòu)件的J507堿性低氫焊條時須直流反接；使用直流電焊接厚鋼板時，一般采用正接，焊接薄板時一般采用直流反接。對于交流焊機而言，由于極性的交替變化，無需選擇極性接法。

焊接電流是影響焊接質(zhì)量的重要因數(shù)之一。電流過小，電弧會不穩(wěn)定，容易造成未焊透或夾渣等缺陷；電流過大，容易產(chǎn)生咬邊或焊穿缺陷，同時增加飛濺，因此焊接電流需適當。通常的電流選擇原則：焊條越粗電流越大；酸性焊條所需電流比堿性焊條略大；焊件越厚所需電流越大，厚度相同時，不開坡口比開坡口所需電流大；平焊時大、橫焊次之、仰焊和立焊較小。

電弧電壓即工作電壓，由弧長而定。電弧長電壓高，電弧短電壓低。焊接時電弧不宜過長，否則會出現(xiàn)電弧不穩(wěn)、減小溶深等缺陷，還會使空氣成份侵入而使焊縫產(chǎn)生氣孔。因此因盡量保持短弧焊接，尤其使用低氫堿性焊接時更要采用短弧焊接。

焊接速度應根據(jù)實際情況而定，焊接電流大的焊接速度比電流小的快些，焊接薄板時比焊接厚板時快。焊接速度過慢容易造成溶深太深。電流、電壓和焊接速度三者是密切聯(lián)系，只有合理的選擇，才能使焊縫成形完美、質(zhì)量良好。

焊接層數(shù)應根據(jù)焊件厚度、焊條直徑、焊接電流和焊接位置而定。若焊件厚度尺寸相同，在平焊時，采用較大直徑焊條和較大電流，即可少焊層數(shù)；若立焊或仰焊時，用小焊條和小電流，則必須加多層數(shù)。通常每層焊縫厚度不超過4-5mm。

2、埋弧自動焊應其生產(chǎn)效率高，焊縫成形美觀、機械性能良好而被廣泛應用于現(xiàn)代造船業(yè)，尤其是船底板、內(nèi)底板、主甲板和舷側(cè)外板等平直部位。其主要焊接參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、焊接速度等。

焊接電流增加，電弧給母材的熱量增多，同時對母材的吹力增大，焊縫溶深會相應增加。但當電流過大時，會限制電弧的搖擺作用，溶深雖深，但溶寬減小，此時的焊縫中往往留有未能充分逸出的氣體和夾雜物，容易使焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂縫等缺陷。

增大電弧電壓也即拉長電弧弧長，電弧的搖擺寬度增加，溶寬隨之加寬，而溶深相應減小。單純地提高電壓，會使溶深變小，造成焊件未焊透。因此適當增大電壓的同時，焊接電流也應相應加大，以獲得良好的焊縫形狀和尺寸。

焊接速度的變化將影響線能量的大小。隨著焊接速度的增加，焊縫線能量減小，溶寬變窄。當焊接速度正常增加時，反而會使電弧對溶池金屬的排出力加強，溶深會有所增加。但過分加大焊接速度，會使線能量顯著減小，造成未焊透缺陷，因此必須有效地控制焊接速度。

3、CO2氣體保護焊采用CO2氣體作為保護介質(zhì)，焊接時用CO2把電弧和溶池與外界空氣有效地隔離，從而避免有害氣體成分地侵入，獲得良好的焊縫質(zhì)量。同時因其抗裂性能好并適用于全位置焊接，被廣泛應用于現(xiàn)代的造船業(yè)。其主要的焊接參數(shù)包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、CO2氣體流量等。

焊絲直徑應以焊件厚度、焊接位置為依據(jù)。對于4mm以下的薄板進行全位置焊接時應采用直徑0.5-1.2mm的細絲，當鋼板厚度大于4mm時，應采用直徑為1.5mm以上的焊絲。

焊接電流是CO2氣體保護焊的重要參數(shù)，應根據(jù)母材厚度、坡口形狀、焊絲直徑來定。通常直徑為0.5-1.6mm的焊絲進行全位置焊接時，電流控制在250A以下。

電弧電壓影響到焊接過程的穩(wěn)定性，對焊縫的成形、飛濺的多少有直接影響。要獲得穩(wěn)定的焊接過程和良好的焊縫成形，必須使電弧電壓和焊接電流達到良好的匹配，并在焊接時加以準確和仔細地調(diào)整。

焊接速度對焊縫形狀尺寸有一定影響，隨著焊接速度的增大，溶寬減小，溶深也有一定減小。當焊接速度過快時，氣體保護作用受到破壞，焊接的冷卻速度加快，降低了焊縫的塑性，并使成形不好。當焊接速度過慢時，溶寬加大，溶池變大，熱能量集中，容易產(chǎn)生焊穿等缺陷。CO2氣體半自動保護焊速度一般不超過0.5米/分鐘。

CO2氣體的流量主要影響其保護性能。對焊接電流大、焊接速度快時應相應加大氣流量。但流量過大時，氣體沖擊溶池，容易使焊縫產(chǎn)生氣孔；流量過小時，會降低對溶池的保護作用，使外界空氣侵入，也容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。

三、焊接工藝認可證明

焊接試件焊接結(jié)束后，首先應對焊縫進行全面外觀檢查，再嚴格按照CCS《材料與焊接規(guī)范》中規(guī)定要求進行各項性能試驗。

該項工藝應船廠實際需要焊接材料采用低氫藥性焊絲、焊條，焊接方式為CO2手工平板對接雙面焊及手工電弧焊。因母材較厚，必須開坡口，坡口型式為60oV型，留根2mm，對接裝配間隙2mm，焊前將坡口清理干凈，焊條烘焙保溫，然后進行封底蓋面，反面碳弧氣刨清根、再封底蓋面，焊縫焊接按Ⅰ類焊縫標準焊接，焊接結(jié)束后按規(guī)范要求對焊縫進行外觀檢查，X光拍片，超聲波探傷檢測等各項試驗進行檢測。

四、常見的焊縫缺陷分析

造船過程中，船舶結(jié)構(gòu)焊接后須對焊縫進行外觀檢查和射線透視、超聲波探傷，總會發(fā)現(xiàn)不同程度焊接缺陷的存在，其型式是多樣性的。焊縫缺陷按存在位置可分為兩類，即位于焊縫表面的外部缺陷和位于焊縫內(nèi)部的內(nèi)部缺陷。外部缺陷主要有：焊縫尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、焊穿、弧坑、表面氣孔、表面裂縫等；內(nèi)部缺陷主要有：未焊透、內(nèi)部氣孔、內(nèi)部裂縫、夾渣等。就其原因，分析如下：

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鋁的化學性質(zhì)活潑，表面易形成氧化膜，在焊接時容易形成未熔合及夾渣缺陷，使接頭的性能降低；氧化膜對水分有很高的吸附能力，易產(chǎn)生氣孔缺陷；另外，還出現(xiàn)裂紋、接頭軟化和耐蝕性降低等問題。

1.1氣孔

鋁合金焊接時主要產(chǎn)生的氣孔是氫氣孔，而氫的來源有三：空氣中的水分侵入熔池；保護氬氣中含水分大；坡口及焊絲清理不干凈。因此，解決氣孔的主要措施是：

a）適當預熱，降低熔池的冷卻速度，有利于氣體逸出；

b）制定合理的焊接工藝，采用短弧焊接；

c）提高氬氣的純度；

d）清除焊絲和母材坡口及其兩側(cè)的氧化膜、水、油等污物。

1.2裂紋

鋁合金焊接中產(chǎn)生的裂紋主要是熱裂紋，其中大部分是產(chǎn)生在焊縫中的結(jié)晶裂紋，有時在熱影響區(qū)也出現(xiàn)液化裂紋。除了接頭中拘束力的影響之外，結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生主要是受鋁合金化學成分和高溫物理性能的影響。當焊接線能量過大時，在鋁合金多層焊的焊縫中，或與熔合線毗連的熱影響區(qū)，常會產(chǎn)生顯微液化裂紋。防止裂紋的主要途徑是：

a）選配合適的焊絲和盡可能優(yōu)選母材成分；

b）正確選擇焊接方法和工藝參數(shù)，宜采用功率大、加熱集中的熱源；

c）應避免不合理的工藝和裝配所引起的應力增大，盡量將焊接應力降低到最?。?/p>

d）避免接頭在高溫下受力，人為地造成裂紋。

1.3焊接接頭軟化

鋁合金管焊接后會產(chǎn)生明顯的軟化現(xiàn)象，其主要原因是由于焊縫和熱影響區(qū)的組織與性能變化引起的。防止焊接接頭軟化的主要方法是：

a）采用加熱迅速、熱量集中的焊接方法，以減小接頭的強度損失；

b）選擇合適的焊絲。

1.4焊接接頭的耐蝕性

鋁合金接頭耐蝕性降低的原因，主要與接頭的組織不均勻、焊接缺陷、焊縫鑄造組織和焊接應力等有關(guān)。采取的措施有：

a）選用高純度的焊絲；

b）調(diào)整焊接工藝可以減小熱影響區(qū)，并防止過熱，同時應盡可能減少工藝性焊接缺陷；

c）碾壓或錘擊焊縫有利于提高焊接接頭的耐蝕性；

d）減少焊接應力。

2焊接工藝

2.1焊接方法

通過以上分析和結(jié)合現(xiàn)場實際情況，確定焊接方法采用交流鎢極氬弧焊。其優(yōu)點是：具有陰極破碎作用；設備結(jié)構(gòu)和線路簡單，不易出現(xiàn)故障；TIG保護性好，電弧穩(wěn)定、熱量集中、焊縫成形美觀、強度和塑性高、管材變形?。滑F(xiàn)場地面施焊，管材可以轉(zhuǎn)動，以平焊位為主，操作容易；可形成較大的熔池，有益于氣體逸出，故焊縫中氣孔極少。

2.2焊前準備

2.2.1焊接設備與焊材的選用：采用交直鎢極氬弧焊機WSE-315，焊材選用HS5356，直徑5mm。

2.2.2清理鋁合金管母和襯管都有包裝，保護比較好，為了避免碰損和油污，在組裝焊接時才拆除包裝?，F(xiàn)場使用坡口機開坡口，用丙酮擦拭坡口及其附近處，然后用銅絲刷清理管母坡口及其內(nèi)外壁30mm范圍、襯管和加強孔附近，之后再用丙酮擦拭，如圖1所示。焊絲用化學方法進行清理。管母、襯管、焊絲的清理應根據(jù)焊接進度完成，不要一次清理過多，以免造成再次氧化和污染。

2.2.3組裝對口制作焊接支架如圖2所示，要求管母的軸心線重合，安裝可轉(zhuǎn)動膠輪可使管母免受損傷，且焊接位置一直處于水平位置便于焊工施焊，減小了操作難度，保證了焊接質(zhì)量。襯管的加工要求見圖3。制作對口卡具如圖4所示，便于定位焊和焊接過程中轉(zhuǎn)動管子時，使高溫的焊縫不受外力而產(chǎn)生缺陷。

2.3焊接工藝參數(shù)

鋁合金管母焊接電流與加熱溫度的選擇尤為重要，如果焊接電流過大，熔池形成速度較快，容易造成燒穿、塌陷等缺陷；如果焊接電流過小，母材較難熔化，熔深淺，易產(chǎn)生氣孔、未焊透和熔合不良等缺陷?？赏ㄟ^適當提高預熱溫度來補償焊接區(qū)熱源不足，使焊接順利進行。具體焊接工藝參數(shù)見附表。焊接Φ110mm×4mm鋁合金管母線時，焊接電流可適當減小，為160~170A，焊加強孔選擇電流200~210A。

3結(jié)束語

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1.1焊接材料

鈦合金焊接一般使用成分與母材相同的焊絲，有時為了提高接頭的韌性，在焊接接頭強度方面降低要求，應當選擇低于母材強度的焊絲。通常將在真空有條件下經(jīng)過退火處理TA1～TA6和TC3等焊絲用做鈦合金焊接，如果以上提到的焊絲無法供應時，可將母材剪切成窄條作為焊絲。

1.2焊前清理

鈦合金的焊前清理工作非常重要，通常因為附著污物會引發(fā)氣孔和夾雜雜質(zhì)等問題影響焊絲焊接后焊縫的抗腐蝕性和強度，因而鈦合金在焊接前必須進行清理。表面處理的常見方法為物理處理和化學處理法，物理處理主要包括表面污垢通過噴砂噴丸和拋光等方式的處理，化學處理主要是通過酸堿等化學物質(zhì)將鈦合金表面的污垢溶解，除去鈦合金表面的氧化物，直至表面為鈦合金基材為止。

1.3常見的鈦合金焊接方法

對于鈦合金的焊接方法一發(fā)展多年，眾多的研究主要集中在鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子弧焊、真空電子束焊等方法等常見的鈦合金焊接方法。

1.3.1鎢極氬弧焊工藝

對于焊接10mm以上的鈦合金母材通常選擇鎢極氬弧焊工藝，常采用直流正接。張裝生等研究人員對對鎢極氬弧焊工藝的研究結(jié)果表明，在母材焊接過程中要要使用氬氣保護氣氛來保護焊件的正面、背面，盡可能的使用拖罩保護進行氣氛保護。

1.3.2熔化極氬弧焊工藝

MIG焊主要用于焊接鈦合金厚板，常采用直流反接。焊接方式依據(jù)焊接母材薄厚而不同，通常薄板采用工藝為短路過渡的熔滴過渡焊接方法，而厚板采用工藝為噴射過渡的熔滴過渡方法。該工藝對保護氣氛的要求很高，保護氣氛氣體純度、焊前清理的要求，MIG焊比TIG焊更為嚴格。

1.3.3等離子弧焊工藝

一般的等離子弧焊，除了使用熱壓縮、機械壓縮、磁壓縮三種基本手段收縮電弧外，是保護氣氛中該工藝一般使用氬氣與一定比例的氫氣來保護，該保護氣氛可以提高焊接過程中焊接電弧的收縮性，基于以上原因，使用等離子弧焊焊接工藝焊接鈦合金母材時，鈦很容易與保護氣中的氫形成氫化物，只能使用純氬氣或氬與氦的混合氣作為保護氣體。當鈦板厚度為較薄時，通常采用小孔法焊接，而厚板母材使用熔入法加反面成形墊板焊接工藝。

1.3.4電子束鈦合金焊工藝

該工藝通常電子是以熱發(fā)射或場致發(fā)射的方式從發(fā)射體逸出功率密度很高的電子束撞擊到焊材表面，電子的動能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使金屬迅速熔化和蒸發(fā)。在高壓金屬蒸氣的作用下熔化的金屬被排開，電子束就能繼續(xù)撞擊深處的固態(tài)金屬，很快在被焊工件上形成小孔，小孔的周圍被液態(tài)金屬包圍。隨著電子束與工件的相對移動，液態(tài)金屬沿小孔周圍流向熔池后部，逐漸冷卻、凝固形成了焊縫。但電子束焊焊接鈦合金會在接頭中產(chǎn)生較大的殘余應力，并隨著焊接件厚度的增大而增加，只有焊后對焊件進行完全真空退火方可消除。

1.3.5激光束鈦合金焊工藝

激光束焊接適合于某些特殊的焊接，已經(jīng)成為鈦合金焊接的重要手段。鄒世坤等采用激光焊接TC4鈦合金，獲得接頭性能與母材相當。郭鵬等人對采用激光束焊接TC4鈦合金進行焊接研究，研究結(jié)果表明TC4鈦合金通過焊接后焊縫平整光滑，外觀色澤漂亮，對焊接試樣通過無損檢測結(jié)果表明鈦合金焊縫質(zhì)量達到國標Ⅱ級要求。

1.3.6摩擦焊工藝

鈦合金自身良好性能很適合摩擦焊，工藝若調(diào)整到合適的范圍，也可以在無特殊保護措施的條件下，獲得良好的焊接接頭。摩擦焊焊接鈦合金獲得的焊縫硬度略低于母材，進行拉伸試驗時試樣斷裂于母材側(cè)，斷口呈現(xiàn)韌性斷裂特征。研究人員對TC4鈦合金進行攪拌摩擦焊接方式進行焊接，研究結(jié)果表明焊接接頭的抗拉強度達到母材的92%，焊接接頭的攪拌區(qū)域為焊接質(zhì)量最差區(qū)域，該區(qū)域韌性和強度都較差。

2、鈦及鈦合金焊接常見缺陷與防止措施

2.1鈦合金焊接常見缺陷

2.1.1脆化

高溫下鈦與氧、氮、氫很容易發(fā)生反應,而氧和氮在空氣中廣泛存在。因此，在焊接熱循環(huán)作用下鈦很難不受影響。因氧和氮固溶于鈦中，導致鈦金屬晶格畸變，因鈦合金晶格結(jié)構(gòu)的改變使鈦合金擁有高的強度，但塑韌性卻弱于母材。隨著氫含量在鈦合金焊縫中增加,會以片狀或針狀化合物形態(tài)析出，致使焊接接頭的沖擊韌性降低。焊接過程中焊縫金屬和高溫近縫區(qū)必須受到有效的保護,正反面都很容易在焊接高溫下與空氣等雜質(zhì)發(fā)生反應導致脆化。

2.1.2焊接裂紋

鈦合金因含有硫、磷、碳等雜質(zhì)很少，鈦合金具有很窄的有效結(jié)晶溫度區(qū)間，因而鈦合金低熔點共晶很難在晶界出現(xiàn)，因此對熱裂紋不敏感。但是焊接過程中保護不好，會有應力裂紋和冷裂紋出現(xiàn)。焊接時由于焊接過程中母材中的氫會向熱影響區(qū)擴散，導致影響區(qū)氫含量增加，在不當?shù)膽η闆r下就會出現(xiàn)裂紋。另外在氣氛中氧氮含量高時，鈦合金焊接接頭產(chǎn)生一定程度的脆化，因而在出現(xiàn)的強焊接應力導致出現(xiàn)裂紋。

2.1.3焊接氣孔

在鈦合金的焊接過程中，由于焊接母材和焊絲含有污染物、水或其他氣氛雜質(zhì)，很容易造成在焊縫中形成氣孔缺陷，在眾多的研究結(jié)果同樣表面母材或焊絲中的氫、水、氧都會使焊縫的氣孔產(chǎn)生率增加。因此，必須嚴格做好母材及焊絲的焊前清理工作，在焊接前要對母材進行拋光打磨處理，務必保證基材和焊絲的干凈，確保焊接的質(zhì)量。

2.2缺陷的防止措施