焊接目视检测论文

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精密电阻点焊基础知识50问答（通俗篇） 深圳市韦伯特光电设备有限公司

01. 什么叫电阻焊？
焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表面得到一稳定固态接头。这种金属连接方法叫电阻焊。
电阻焊按接头型式及工艺方法可分为：电阻点焊，电阻缝焊，电阻对焊。

02. 什么叫精密电阻点焊？
在两对头电极之间放置两焊件并对电极施加压力，之后以电源对（电极①-工件①-工件②-电极②）回路通电，如此在电极压住之处两焊件间形成连接焊点，这种焊接方法叫电阻点焊。对精密微小零件的电阻点焊我们称之为精密电阻点焊。
精密电阻点焊机最适合用于小型的、性能要求高的电子零件，以及精密机械工业中的小型零件的组装。

03. 电阻点焊的原理是什么？
电阻点焊原理是一种在两对头电极之间的工件上的施加压力和导通的大电流，进而两电极之间总电阻R（R1+R2+R3+R4+R5）产生热量，特别在工件接触部产生更多的热量，并在工件接触部形成熔核，此熔核在断电后并保持压力情况下固化形成焊点，最终把两工件连接起来。如下图所示。

R :两电极之间总电阻
R1:电极①工件①之间接触电阻
R2:工件①自身电阻
R3:工件①工件②之间接触电阻
R4:工件②自身电阻
R5:工件②电极②之间接触电阻

04. 电阻点焊有几大关键要素？
决定电阻点焊品质有五个关键要素：①焊接通电电流，②焊接通电时间，③焊接施加压力，④电极材料类型，⑤电极端头形状及表面状态。

05. 什么是接触电阻及其作用？
电阻点焊中的总接触电阻=电极①工件①之间接触电阻+工件①工件②之间接触电阻+工件②电极②之间接触电阻。
工件接触部热量和接触电阻成正比。也就是在其它条件不变情况下，接触电阻增大一倍工件接触部热量会随之增大一倍。它是工件接触部热量内在条件。

06. 电阻点焊中通电电流起什么作用？
工件接触部热量和通电电流的平方成正比。通电电流增大一倍工件接触部热量会随之增大四倍。

07. 电阻点焊中通电时间起什么作用？
工件接触部热量和通电时间成正比。通电时间增大一倍工件接触部热量会随之增大一倍。

08. 电阻点焊中施加压力起什么作用？
焊接施加压力主要与接触电阻和熔核固化形成焊点有关联。增大焊接施加压力导致接触电阻变小进而接触部热量随之减少不利于熔核形成；增大焊接施加压力使一定尺寸的熔核固化形成焊点缺陷少质量好。反之则结论亦反之。

09. 电阻点焊中电极材料类型起什么作用？
随着被焊工件的材料类型不同，其焊接时要选与之相适应的电极材料类型相配，才能达到
最佳焊接质量。
选定原则：一般被焊工件的材料电阻率越小，其导电性导热性越好，应选用电阻率越大材料作电极。反之则结论亦反之。

10. 常用电极材料有那些及其适用范围？
常用电极材料有：纯铜金属，纯钨金属，纯钼金属，铝铜合金，铬铜合金，铍铜合金，钨铜合金，钼铜合金等。
适用举例：低碳钢工件--选用电极（铬铜合金），不锈钢工件--选用电极（铬铜合金），纯铜工件--选用电极（纯钨金属，纯钼金属，钨铜合金，钼铜合金），黄铜工件--选用电极（铬铜合金），纯银工件--选用电极（钨铜合金），纯镍工件--选用电极（铝铜合金，铬铜合金），纯铝工件--选用电极（纯钨金属，纯钼金属，铬铜合金）。

11. 电阻点焊中电极起什么作用？
电极起四个基本作用：①对工件导通焊接电流，②对工件施加焊接压力，③保证焊接点处的散热冷却，④保证焊接点处电流密度。

12. 常用电极形状有那些及其适用范围？
电极端面形状与工件焊接点处的电流密度高度相关，应尽可能使其保持形状不易变形并具有耐磨性。另外电极端面形状也影响焊接过程产热及冷却，进而也影响焊核的形成。
常用电极形状有：①圆柱体型，②圆台体型，③半球体型，④长方体型，⑤方台体型。

13. 什么是嵌入式电极及其特性？
在焊一些高导电性导热性材料（纯铜，纯银等）时采用嵌入式电极，即把钨或钼大部分嵌入铬铜之内，仅露出一点焊头，则可以借助铜体提高回路电流的稳定输出同时又能提高散热效果，还利于降低成本。

14. 什么是自动找平式电极及其特性？
在进行多点凸焊或者尺寸较大的凸环形焊时，其中一个电极带有球形铰接，这样两电极平面可在加压时自动平行，从而工件压力均衡，焊接均匀性一致性好。此结构电极称之为自动找平式电极。

15. 什么是软体式电极及其特性？
在进行脆弱结构工件焊接时，其中一个电极是由薄导电铜带包裹软性垫制成，这样软体式电极压脆弱结构工件在获得足够的焊接压力情况下不会破坏工件，同时导电均匀性一致性好。此结构电极称之为软体式电极。

16. 精密电阻点焊机的基本构成是什么？
通常现代精密电阻点焊机都是模块化设计的，它的基本模块包括：①机械模块（主要是加压机头，机体架，电极等），②电源电器模块（主要是焊接电源，焊接变压器，时序动作控制器等），③辅助部件（主要是工作台，脚踏启动开关，连接电缆，定位夹具等）。

17. 精密电阻点焊机电源有几种基本类型？
通常现代精密电阻点焊机电源有四种类型：①精密交流式电源（如AP5K，AC5K等），②精密电容储能式电源（如SP125，DP250等），③精密逆变直流式电源（如HF25KA,HF50KA等），④精密晶体管直流式电源。

18. 什么是精密交流式点焊机及其特点？
把工频交流市电通过可控硅作开关以导通角精确可调方式控制焊接变压器，向工件以给定周波数输出低压大电流并在施加一定焊接压力下实现点焊，以此原理工作的点焊机为精密交流式点焊机。如下图所示。

精密交流式点焊机特点：①原理简单、可靠性高，②使用普及、方便，③价格便宜，④瞬间输入功率大，电网负荷重，⑤适合要求不高的普通材料焊接（低碳钢、不锈钢、黄铜、磷铜等）。

19. 什么是精密电容储能式点焊机及其特点？
把工频交流市电整流精密定量存储于电容器内，电容器内的电能通过可控硅做开关向焊接变压器初级释放，则焊接变压器次级向工件以低压大电流方式输出电容器内存储的固定能量并在施加一定焊接压力下实现点焊，以此原理工作的点焊机为精密电容储能式点焊机。如下图所示。

精密电容储能式点焊机特点：①原理较复杂，②输出能量精确、节省电力，③价格较适中，④需较大焊接压力、否则容易飞溅，⑤特别适合高导电率材料焊接（铜、银、铝、金等），当然也适合普通材料焊接（低碳钢、不锈钢、黄铜、磷铜等）。

20. 什么是精密逆变直流式点焊机及其特点？
把工频交流市电通过整流电路变为直流电，此直流电再通过带有电流或电压反馈控制功能的电路去控制逆变桥转变为高频交流电向焊接变压器初级释放，则在焊接变压器次级由整流器整流后向工件以直流低压大电流方式输出，同时在施加一定焊接压力下实现点焊，以此原理工作的点焊机为精密逆变直流式点焊机。如下图所示。

精密逆变直流式点焊机特点：①原理复杂，②闭环（电流、电压、功率）反馈控制、输出能量精确，③价格贵，④需较小焊接压力、不易飞溅，⑤焊接性优良、适合各种材料焊接（低碳钢、不锈钢、黄铜、磷铜、铜、银、铝、金等）。

21. 什么是精密晶体管直流式点焊机及其特点？
把工频交流市电先由输入变压器变成低压交流电，通过带平波电容器的整流电路变为直流电，此直流电再通过带有电流或电压反馈控制功能的电路去控制晶体管组向工件以直流低压大电流方式输出，同时在施加一定焊接压力下实现点焊，以此原理工作的点焊机为精密晶体管直流式点焊机。如下图所示。

精密晶体管直流式点焊机特点：①原理复杂、不宜制成太大功率，②闭环（电流、电压、功率）反馈控制、输出能量精确，③价格贵，④需较小焊接压力、不易飞溅，⑤焊接性优良、适合各种材料的微小工件焊接（低碳钢、不锈钢、黄铜、磷铜、铜、银、铝、金等）。

22. 什么是点焊机额定输出功率？
一般地点焊机在点焊时是断续输出功率的，在说明书规定冷却条件下以额定占载率工作的点焊机能够输出功率的最大值为点焊机额定输出功率。

23. 什么是点焊机最大输出功率？
在标准点焊机输出测试回路工作的点焊机能够输出功率的最大值为点焊机最大输出功率。

24. 什么是点焊机空载电压？
在点焊机输出回路开路时焊机能够输出电压的最大值为点焊机空载电压。

25. 什么是点焊机占载率？
点焊机实际通电焊接时间周期之和与总的工作时间周期的比值为点焊机占载率。

26. 什么是点焊机短路电流？
在标准点焊机输出测试回路处于短路状态下工作的点焊机能够输出电流的最大值为点焊机短路电流。

27. 什么是点焊机实际焊接电流？
点焊机焊接工件时的电流实际测试值为点焊机实际焊接电流。

28. 什么是多段焊接电流及其作用？
有些多功能点焊机在一个点焊循环程序可输出多段电流。一般地第一段电流称之为预热电流（主要用于焊镀层金属时可去除部分镀层使接触导电性一致），第二段电流称之为主焊接电流（主要用于工件本身焊接），第三段电流称之为后热电流或回火电流（主要用于焊淬硬性金属时的后热回火免于其脆性）。

29. 精密电阻点焊机机头有几种基本类型？
精密电阻点焊机机头按动力方式分：①人工脚踏动力式机头，②气缸驱动式机头，③电动伺服驱动式机头，④人工手动钳式机头。如下图所示。

精密电阻点焊机机头组成结构方式分：①固定单点式机头，②固定双点式机头，③组合模块单点式机头，④组合模块双点式机头。
此外部分点焊机机头还配装辅助行程模块或辅助压力模块。

30. 什么是精密电阻点焊机焊接行程？
精密电阻点焊机机头中主模块的可移动电极的移动距离是精密电阻点焊机焊接行程。一般可移动电极到工件的距离要小于精密电阻点焊机的最大焊接行程。

31. 什么是精密电阻点焊机辅助行程？
精密电阻点焊机机头中辅助行程模块的可移动滑台（主模块安装在此滑台上）的移动距离是精密电阻点焊机辅助行程。一般地精密电阻点焊机辅助行程主用于方便避开障碍。

32. 什么是精密电阻点焊机喉深？
精密电阻点焊机机头中主模块的可移动电极到机头支架体的距离是精密电阻点焊机喉深。一般地焊机喉深对工件上焊点到工件边缘的最大距离有限制。

33. 什么是实际精密电阻点焊接压力？
点焊机焊接工件时电极施加焊接压力的实际测试值为精密电阻点焊接压力。

34. 什么是压力追随性及其作用？
点焊机焊接工件时，工件通电产热过程中焊接是动态的，电极会发生位移以追随响应此动态过程来确保电极施加焊接压力的稳定性，这就是精密电阻点焊接压力追随性。
精密电阻点焊接压力追随性好，则不易产生飞溅，焊核形成好。

35. 什么是点焊循环程序及其含义？
一般地标准的点焊循环程序是点焊机一次点焊时序过程的描述，它是由四个连续时间过程组成：①电极预压时间，②通电焊接时间，③冷却保压时间，④电极休止时间。
电极预压时间是：从焊接电极移动开始并夹紧工件在通电焊接之前的时间。
通电焊接时间是：工件通电加热所需时间。
冷却保压时间是：工件通电结束到电极释放并松开工件的时间。
电极休止时间是：电极释放开始到下次启动的时间。

36. 电流监控仪作用是什么？
由于焊接电流是在很短的时间内(1ms-500ms)流过的很大电流（100A-50KA左右）而且其电流波形各异，因此根本无法用普通的指针式或数字式电流表来测量。因此需专业大电流监控仪（WBT-112A）进行测量，并可以对电流超限进行判断报警，同时可对各焊点的电流数据自动记录方便质量管理。

37. 压力检测仪作用是什么？
电阻点焊机的电极施加压力都可调节，但压力大小数值绝大多数都无显示，因此需专业大大范围压力检测仪(Smart Indicator 9000)进行测量，以便调校准确的电极压力。

38. 精密电阻点焊焊接规范的概念是什么？
电阻点焊焊接规范是根据工件的焊接工艺要求制定焊接参数（焊接电流、焊接时间，焊接压力）组合策略概念。
强焊接规范：大焊接压力、大焊接电流、短焊接时间组合。
中焊接规范：中焊接压力、中焊接电流、中焊接时间组合。
弱焊接规范：小焊接压力、小焊接电流、长焊接时间组合。

39. 精密电阻点焊的品质保证方法有那些？
电阻点焊的品质检验方法：①目视检验（人工肉眼经验检查、焊核显微金相检查），②破坏性检验（人工简单撕裂经验检查、用拉伸仪进行焊核拉伸强度检查）。
品质保证手段：①压力检测（用压力检测仪定期检查焊接压力，监控焊接机头工作状况，确保焊接压力稳定），②电流监测（实时进行焊接电流监测，确保可能不良品立即被发现），③电极研磨（定期检查电极形状及表面状态，若变形或磨损超限，及时修磨或更换），④电极过热（定期检查电极冷却情况，防止电极过热缩短寿命），⑤工件精度及表面状态（定期检查工件，确保工件厚度、镀层、成分一致及表面清洁）。

40. 什么是凸焊？
在两被焊工件板材较厚或厚度不同时，可在其中一工件板冲压凸起（通常在较厚的板材上冲凸点），以此凸起接触另外一个工件，而焊核形成就在此凸起处。这样焊接压力和焊接电流集中，便于提高焊接质量。这种电阻焊工艺称之为电阻凸焊。
有时有些工件要在小的范围分布多个焊点，此时为提高效率和质量，也可采用冲凸点进行一次焊接。而有些工件对焊接有密封要求，则采用冲环形凸线进行一次焊接。

41. 什么是电阻缝焊？
将两工件装配成搭接形式并置于两滚轮电极间，滚轮加压并转动，连续或断续送电，由此在滚轮滚过的路径形成一条连续焊缝，该方法叫电阻缝焊。
电阻缝焊是电阻焊的一重要方法，主要应用于：金属接带、密封容器接缝等。

42. 精密电阻点焊的传电型式有哪些？
精密电阻点焊主要有两种传电型式：①双面传电型式（两电极相对在工件两侧夹住工件，一般每次焊接一点），②单面传电型式（两电极平行在工件一侧把工件压在通常是导电良好的支撑台上，一般每次焊接两点。有时用其中一端部为平的电极仅起传电作用实际也只焊接一点）。如下图所示。

43. 精密电阻点焊中为什么有分流？
精密电阻点焊中有部分电流不经过正在进行的焊接点处的焊核流过，此部分电流不能产生有效的焊接热，我们把这种现象叫分流。一般地，邻近已经焊好的焊点、有些工件本身、或工装夹具都是产生分流的主要因素。

44. 什么是极性效应？
使用直流点焊机焊接两种不同材料的工件（铜合金和不锈钢）或焊接有些单面传电型式的工件（电池组合）时，改变焊接电流的极性，则被焊接物的焊接强度会有显著的不同。另外，电流极性的改变对电极和被焊接物之间的粘附程度也有相当大的影响。这种焊接现象称之为极性效应。
使用交流点焊机焊接时，由于电流双向流动，两个电极的发热量及损耗程度相同，不存在极性效应。

45. 工件定位夹具为什么要绝缘？
在用精密电阻点焊机焊接工件时，有时要用夹具来定位工件以便精确焊接，此夹具最好和工件之间绝缘以防止不必要的分流。

46. 什么是精密电阻点焊热平衡？
用精密电阻点焊机焊接工件时，在电极、工件之间是一个产热和散热动态过程。精密电阻点焊热平衡是指对工件通电施以均等的热量，通过调整焊点工艺设计、电极材料或电极形状结构来使焊接点（焊核）的温度为最高。
获得热平衡的常用方法: ①对于导电率良好的工件材料要使用导电率不好的电极。导电率不好的工件材料则要使用导电率良好的电极。②工件的板厚相差较大的场合，可在厚板侧用顶端直径小的电极而薄板侧用顶端直径大的电极，使热量集中于焊核。③在焊接热不对称工件时，凸点焊接方法被经常使用。

47. 金属材料的点焊焊接性是什么？
金属材料的点焊焊接性是用来相对衡量金属材料在一定点焊工艺条件下实现优质点焊连接接头难易程度的尺度。
判断金属材料的点焊焊接性的主要标志：①金属材料的导电性和导热性（高导电导热的金属材料的焊接性较差），②金属材料的高温塑性及塑性温度范围（高温塑性差、塑性温度范围窄的金属材料的焊接性较差），③金属材料对热循环的敏感性（点焊热循环易淬火变脆的金属材料的焊接性较差），④熔点及硬度（熔点高及硬度大的金属材料的焊接性较差）。

48. 如何电阻点焊高导电（热）材料？
在电阻点焊铜、铝、金、银等高导电（热）性材料时，选用钨、钼、钨铜合金、钼铜合金、铜铝合金作为电极（一般采用镶嵌式电极）。至于焊接电源，通常使用电容储能式电源或大功率逆变式焊接电源以短时间内大电流通电（热量累积快散热少）来实现焊接。但有时也使用交流式电源以长时间内大电流通电（热量累积慢散热多）来实现焊接。

49. 如何电阻点焊低导电（热）材料？
在电阻点焊低碳钢、镍、不锈钢等低导电（热）性材料时，选用铬铜合金、铜铝合金作为电极。至于焊接电源，对焊点要求不高一般选用交流式电源。对焊点要求较高一般选用电容储能式电源。对焊点要求高一般选用大功率逆变式焊接电源。

50. 如何电阻点焊异种材料？
在电阻点焊低碳钢≈铜、镍≈铜、镍≈铝、不锈钢≈铜等异种材料时，选用电极的原则是：低碳钢、镍、不锈钢侧面用铬铜合金、铜铝合金作为电极，而铜、铝侧面用钨、钼、钨铜合金、钼铜合金、铜铝合金作为电极。至于焊接电源，对焊点要求不高一般选用电容储能式电源。对焊点要求高一般选用大功率逆变式焊接电源。

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锅炉、压力容器和管道焊接自动化的新发展

在我国锅炉、压力容器和管道制造行业中，各大中型企业的焊接机械化和自动化程度相对较高，像哈锅，上锅这样的企业已达到80%以上。不过，在国际上对焊接机械化和自动化作了重新定义。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。按照上述标准来衡量，我国锅炉，压力容器和管道焊接的自动化率是相当低的。极大多数仅实现了焊接生产的机械化。因此，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。按照当前中央提出的“以人为本”的理念。焊接自动化具有更深刻的意义。它不仅仅是提高了焊接生产率和稳定了焊接质量，而更重要的是使焊工远离了有害的工作环境，减轻或消除了职业病的危害。

以下列举几个在压力容器和管道制造中已得到实际应用现代化自动焊接装备实例。以说明其基本结构和功能以及在焊接生产中所发挥的作用。

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。自1998年正式投运至今使用状况良好，为了型厚壁容器对接缝的自动埋弧焊开创了成功的先例。

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（Adaptive Batt Welding）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。也就是说每焊道的尺寸和焊道的排列是由系统的软件以自适应的方式控制的。

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。焊接速度是控制不同区域内的熔敷金属量，而焊接电流是控制焊道的高度和熔敷金属量。焊道的排列是决定每层焊道间的搭接量。每层的焊道数则取决于每层的坡口宽度。该设备的主控制器和监视器以PC机为基础。

多年的使用经验表明，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。

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。这种全自动焊接装置已在日本三菱重工公司投入生产试用。

3 大直径管对接全位置自TIG焊机

大直径管对接的全位置TIG焊是一项难度很大的焊接作业，培养一名技能高度熟练的焊工需要耗费大量的人力和物力，而且产品的焊接质量还取决于焊工自身多年积累的生产经验。为了克服对焊工技能的依赖性，消除人为因素对产品焊接质量的不利影响，产生了开发模拟高级熟练焊工的智能和操作要领的全自动焊管机的想法。

该自动焊管机可用于直径165—1000mm，壁厚7.0—35.0 mm的不锈钢管环缝的全位置焊，并采用窄间隙填丝TIG焊（单层单道焊工艺）。焊机的自动控制系统采用了视觉和听觉传感器，由计算机程序控制执行机构，模仿熟练焊工的反应和动作。

自适应控制和质量监控系统的作用原理为，自适应控制主要是通过视觉传感器实时检测的信息和计算机图像处理，按模糊逻辑规则，实时控制钨极相对于坡口边缘的位置，填充焊丝相对于钨极的位置以及决定焊接熔池尺寸的焊接参数。而焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器，听觉传感器和电流传感器的信息实时修正焊接熔池尺寸，焊道形状，钨极尖端的形状，电弧燃烧的稳定性和焊接电流，以保证焊缝质量的一致性。

在自适应控制系统中，安装在焊枪前侧的视觉传感器（摄像机）起主要作用，将所摄取的对接区图像输入到计算机，根据计算机软件图像处理结果，可以定量检测钨极相对于坡口边缘的位置，填充焊丝相对于钨极的横向位移，以及焊接熔池的尺寸及钨极的损耗。

激光视频传感器是由摄像机和激光聚光灯组成，安装在焊枪的后侧。所形成的图像可用来测定焊道边缘的润温角，即焊道表面与坡口侧壁之间的角度。控制系统根据这些信息，对焊接参数进行自适应控制。

自适应计算方法的工原理如下。焊接过程中，为调整钨极的位置，引用了模糊逻辑理论，即所谓奇数理论。当前节距内钨极位置的修正速度是按所测定的钨极位移量和前一节距内的修正速度计算的，以此来保证修正精度。

上述大直径管全自动全位置焊管机已在电站锅炉安装工程中得到实际的应用，取得了令人满意的效果。

材料焊接技术论文

焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。这是我为大家整理的材料焊接技术论文，仅供参考!

高强材料的焊接浅析

摘要：在现代工业中，高强材料越来越占有重要的地位，但其焊接时的焊接裂纹、脆化、软化等现象，给安全生产与产品的使用效率带来了隐患。为此，笔者根据自身学习与实践经历，就高强材料尤其是高强钢的焊接特性进行分析阐述。

关键词：高强材料;焊接;特性

一、高强材料概况

在当前的管道、容器中，高强材料越来越占有重要的地位。当中最重要的，是将钢里除碳意外添加一类或多类合金成分(合金成分的比例低于百分之五)，用来加强钢的强度，将钢的强度提高到275MPa或更高，并产生更优的综合质量，此种钢被称为高强钢，它的基本优点为强度高、塑性与韧性也优于普通钢。根据钢的屈服强度的程度和热处理时的特性，高强钢总体上有两种。

热轧、正火钢，其屈服强度处于294Mpa～490MPa间，而利用状态是热轧、正火与控轧，在类别上是非热处理强化钢，该种钢的现实中使用的最为常见。

调质钢，其屈服强度处于490Mpa～980Mpa间，通常在调质状态中应用，在类别上是热处理强化钢。该种刚的特性是不烦强度高，而且塑性与韧性比较好，能够直接于调质时进行焊接。所以，这中调质钢在使用中越来越普及。

现在常使用的高强钢，钢板牌号包含以下几种：16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR;锻件牌号包含以下几种：16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。

二、高强钢的焊接特性

高强钢中碳含量通常不高于0.20%，合金成分的总量通常不高于5%。因为高强钢包含一些的合金成分，使它的焊接性和别的材料有一些不同，具体焊接特性有以下几点：

1、焊接时的焊接裂纹

(1).高强钢因为使用了让钢强度增加的碳、锰等元素成分，当焊接的时候往往产生淬硬，而产生的硬化部分往往很敏感，所以，当刚性过强与拘束应力较强的状态下，如果焊接方式有问题，就会造成冷裂纹。加上这中裂纹存在较长的延迟，容易造成较大的危害。

(2).再热裂纹为在焊作业完成后，慢慢去掉应力热的过程中，或较长时间在高温状态下于临近熔合线粗晶部位造成的沿晶开裂。通常认为，此类裂纹造成的原因，是因为焊接高温导致HAZ旁边的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奥氏体内，焊接完成后进行，但没有完全析出，而是在PWHT的时候呈弥散状态析出，所以强化了晶内，将应力在松弛的时候产生的蠕变变形汇聚在了晶界。

高强钢在焊接的时候，通常不会造成再热裂纹，例如16MnR、15MnVR之类。然而对Mn-Mo-Nb与Mn-Mo-V等类别的高强钢，因为Nb、V、Mo等成分比较敏感，是造成再热裂纹的常见因素，所以这些高强钢与焊接完成后实施热处理时，需要特别回避容易造成再热裂纹的温度范围，以免造成再热裂纹。

2、焊接部位的脆化与软化

(1).应变时效脆化。焊接部位于焊接前要进行各种冷处理(如钢板的剪切、管道筒罐的卷圆)，材料会导致有所变形，要是变形的部位再收到200至450℃的热作用，可能造成应变时效，继而产生脆化，往往导致材料的塑性减弱，因此造成钢材的脆断。

PWHT能够减弱焊接时产生应变时效，将韧性一定程度上恢复。1998年制定的《钢制压力容器》中明确规定，筒状钢材的厚度要达到下列标准：碳素钢达到的的厚度不能低于圆筒内部直径的百分之三;别的钢的达到的厚度不能低于内部直径的百分之二点五。而且，那些冷成形与中温成形中制作的受压产品，要在成形之后实施热处理。

(2).焊缝与热影响区产生的脆化。对材料进行焊接时，加热与冷却往往不会十分均匀，便会产生不均匀的结构。焊缝与热影响区具有一定的脆性，这是是焊接接头里最薄弱的地方。焊接线的能量强度会对高强钢WM与HAZ性能产生较大影响，高强钢容易淬硬，线能量如果不高，HAZ会产生马氏体造成裂纹;线能量如果过高，WM与HAZ产生粗糙的晶粒，会造成焊接部位的脆化。线能量如果过高，调质钢而造成的HAZ脆化现象尤其明显。因而焊接作业时，要把线能量控制于合适的度量。

(3).焊接部位的热影响区产生的软化。因为焊接时的热作用，会造成部分地区强度降低，形成了一定的软化带。HAZ区的结构软化会因为焊接线热度的提升与预热温度的提升而恶化，不过通常的软化区的性能还是能够达到规定标准值的最低标准，因而这些钢材地热影响部位产生的软化现象，如果做到工艺合适，就不会降低焊接部位的正常使用。

三、当代新式高强材料的焊接特性

1、高强管线钢

高强管线钢指X70以上的钢级，至尽为止，X80是已建管线钢中使用的强度最高的管线钢。加拿大Ipsco钢铁公司在1998年年报中明确指出，该公司已成功进行了X90和X100SSAW钢管试生产，最终目标是生产各种规格的X100钢管。日本NKK、住友金属、新日铁、川崎制铁及欧洲钢管公司也相继研制成功X90和X100UOE钢管，正在研制X120钢管。

为保障管线的安全可靠性，在提高强度的同时，必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管，必须有很高的CVN。超贝氏体和超马氏体被誉为21世纪的管线钢，其钢级为X80～X100(贝氏体)、X100～X120(马氏体)。在成分设计上，大体上都是(超)的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V(Ti)系，有的还加入Mo、Ni、Cu等元素，因此，热影响区的韧性不会比较低强度的管线钢差，冷裂纹敏感性不大。对于强度高于600MPa的钢，焊接时要特别关注WM冷裂纹问题，尤其是现场对接环焊缝必须采用超低氢焊接材料。

2、超细晶粒钢

上世纪90年代，世界主要产钢国相继开展了新一代钢铁材料的研究，其中，尤以日本的“超级钢“计划、中国的“新一代钢铁材料重大基础研究”和韩国的“21世纪高性能结构钢”引起世界钢铁界的瞩目和热情参与。

在新一代钢铁材料的研究中，最引人注目的是超细晶粒的研究，通过超细晶粒(最小1mm)实现强度翻番的目标。超细晶粒钢焊接的最大问题就是HAZ的晶粒长大倾向，为解决这一问题，须采用激光焊、超窄间隙MAG焊、脉冲MAG焊等低热输入焊接方法。

参考文献

[1]王建利.高强钢的焊接工艺评定[J].云南水力发电,2007,(02).

[2]李明.高强钢的焊接[J].现代焊接,2005,(03).

[3]栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺,2007,(05).

试论焊接技术

摘 要：焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。今天，随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用，研究人员仍在深入研究焊接的本质，继续开发新的焊接方法，以进一步提高焊接质量。

关键词：焊接;金属;能量;技术

1、焊接技术概论

1.1焊接过程的物理本质

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。

1.2焊接的分类

金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。

1.2.1熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

1.2.2压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

1.2.3钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

1.2.4焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

1.2.5现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状，决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时，为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口，以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时，除保证焊透外还应考虑施焊方便，填充金属量少，焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时，为避免截面急剧变化引起严重的应力集中，常把较厚的板边逐渐削薄，达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接，常优先采用对接接头的焊接。

搭接接头的焊前准备工作简单，装配方便，焊接变形和残余应力较小，因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说，搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝，这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低，一般不单独使用，只有在焊透时，或在内外均有角焊缝时才有所改善，多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻，对于交通运输工具来说可以减轻自重，节约能量。焊接的密封性好，适于制造各类容器。发展联合加工工艺，使焊接与锻造、铸造相结合，可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构，经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法。

1.2.6未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。

2、焊接-工业艺术

焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面，金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中，焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。本文对这一技术的出现与运用进行了分析。

2.1艺术创造与工艺方法永远是密不可分的。作为一种工业技术，焊接的出现迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面，金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中，焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。金属焊接艺术可以作为一种相对独立的艺术形式以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来，这是因为焊接具有艺术性。

2.2焊接可以产生丰富的艺术创作的表现语言。

焊接通常是在高温下进行的，而金属在高温下会产生许多美妙丰富的变化。金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。焊接缺陷是指焊接过程中,在焊接接头产生的不符合设计或工艺要求的缺陷。其表现形式主要有焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是个十分有趣的现象 :焊接的艺术性通常体现在一些工业焊接的失败操作之中，或者说蕴藏于一些工业焊接极力避免的焊接缺陷之中。其次，焊接艺术语言是独特的。选用不同的金属材料，使用不同的焊接工艺，焊接的艺术性可以在不同的金属艺术形式中发挥得淋漓尽致。

在焊接雕塑作品中,焊缝和割痕不是作为一种技术加工的痕迹被动地存在，而是以一种精彩的、不可或缺的表现语言着力地加以体现的。一件焊接雕塑，粗的焊缝裸露在雕塑表面，各种不规则的切割痕迹也变成了艺术家优美的艺术语言在很多情况下，由于焊接雕塑所追求的粗糙质朴的风格，金属的锈蚀、瑕疵也大多根据作品的需要特意保留，因此，在焊接雕塑中常常可以感觉到一种非雕琢的、原始的美。雕塑下部的钢板拼接处的焊缝很粗大，从焊接工艺的牢固性来看，这显然不仅仅是出于对雕塑结实程度的考虑，在这件雕塑中，下部几条扭曲的焊缝已经作为雕塑整体审美的一个重要因素而成为其不可缺少的一部分。从雕塑整体来看，不论是上半部分的文字造型，还是下半部分的肌理处理，到处有扭曲的焊接痕迹的出现，整个作品达到了整体视觉语言的统一。 手工等离子切割的方法，利用切割时电流的热量，使切割边缘产生热影响区，这样就给亮白色的不锈钢“染”上了一圈略带渐变的色彩。同时，通过对焊接规范的调节，割枪喷出的强烈气流会在切割钢板熔化的瞬间在切割边缘“吹”起一圈随机形成的肌理，在切割完成金属冷却后，固化为一道美丽的割痕，与中间平坦光亮的不锈钢板材形成了质感的对比。这种随机效果的形成过程带有一定的偶然性，但又是在一定的焊接规范下必然产生的现象。从尺寸的角度考虑，尺寸较大的焊接艺术壁饰可采用半自动CO2气体保护焊，较小的可采用手工钨极氩弧焊。

如果把一幅壁饰作品看成一幅画的话，画面中的点、线、面、黑、白、灰甚至颜色的处理都可以通过焊接的方法来实现。各种型号、各种材质的金属丝，应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。不同金属的颜色不同，不锈钢的亮银色、铝材的亚银色、碳钢的乌亮色，钛钢、青铜、紫铜、黄铜而且就钢材来说，不同的钢材在高温受热时会出现不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。另外，切割也是焊接艺术壁饰创作的方法之一，既可以与焊接结合使用，也可以单独使用，这完全取决于创作者的创作意图和对工艺与效果的掌握程度。以上所述的这些方法综合起来，变化的丰富可想而知。

3、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的原因

3.1焊接切割作业时，尤其是气体切割时，由于使用压缩空气或氧气流的喷射，使火星、熔珠和铁渣四处飞溅(较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方)，当作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时，就可能会发生火灾和爆炸事故。

3.2在高空焊接切割作业时，对火星所及的范围内的易燃易爆物品未清理干净，作业人员在工作过程中乱扔焊条头，作业结束后未认真检查是否留有火种。

3.3气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发生器，工作前未按要求检查焊(割)炬、橡胶管路和乙炔发生器的安全装置。

4、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的防范措施

4.1焊接切割作业时，将作业环境lOm范围内所有易燃易爆物品清理干净，应注意作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体，以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质，以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。

4.2高空焊接切割时，禁止乱扔焊条头，对焊接切割作业下方应进行隔离，作业完毕应做到认真细致的检查，确认无火灾隐患后方可离开现场。

4.3应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶，在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。

4.4对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理，对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。

4.5焊补燃料容器和管道时，应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时，置换应彻底，工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时，应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测，注意监护，要有安全组织措施。

作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。

上述种种焊接缺陷的表现形式以及焊接热影响区,是通过一定规范下的焊接操作形成的,也只有通过焊接的方式才会产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其它金属加工工艺无法或者很难实现的,因而说焊接艺术具有独特的艺术性。

求一焊接专业大专毕业论文

常州工程学院

毕 业 设 计（论文）
、

题 目 板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊
的焊接工艺评定（拉伸）
专 业 焊接技术及自动化
班级学号
姓 名
指导教师

2008 年 6 月 5 日

摘要
钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种，由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的不锈钢中有70％的是不锈钢，在我过也达到了65％左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。
0cr18ni9就是奥氏体不锈钢，我做的这个课题就是探讨0cr18ni9在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器，液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能，而奥氏体不锈钢0cr18ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛，因此对0cr18ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0cr18ni9在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。
在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0gr18ni9在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为6×150×300mm的两块0cr18ni9扳水平对接焊接方法就是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定0cr18ni9的各项性能。

关键词:

焊接性能 力学性能 使用性能 焊接工艺

Abstract
Steel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly important.
0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance. Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is beco Steel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly important.
0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance. Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is becoming increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding technology.
In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance. This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding. For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the performance.

ming increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding technology.
In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance. This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding. For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the performance.

Key word:
Welding performance Mechanics performance Welding craft Operational performance

目 录
1 绪论 ………………………………………………………………………
2 课题的背景 ………………………………………………………………
3 材料介绍 …………………………………………………………………
4 0Cr18Ni9的焊接 ………………………………………………………………
4.1 0Cr18Ni9焊接性分析 ……………………………………………………
4.2 0Cr18Ni9的焊接工艺 ………………………………………………………
4.2.1 0Cr18Ni9的焊接工艺思路分析 …………………………………………
4.2.2 0Cr18Ni9的焊接工艺应用 ……………………………………………
5 结论 ……………………………………………………………………
6 参考文献 ………………………………………………………………
7 致谢 ……………………………………………………………………

绪论
机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。
我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，不锈钢的出现和大量的使用，推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。
合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。
在世界上45 ％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生
而中不可缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论奥氏体不锈钢的焊接性能。最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺知道书，我们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。

课题背景
由于奥氏体不锈钢的特殊的焊接性能，在现代社会中越来越多的地方使用到这种钢，现在奥氏体不锈钢也是我们发展研究的一个方向。未来的时间里对奥氏体不锈钢的开发研究也越来越引起专家们的注意，我们对奥氏体不锈钢焊接的了解也应该越来越重视。
焊接奥氏体不锈钢的方法有很多，国内在中厚板奥氏体不锈钢的焊接中，主要采用埋弧焊（SAW）。手工电弧焊由于其操作灵活、方便，设备投资少，因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。在手工电弧焊中起关键作用的不锈钢焊条经过我国焊接工作者多年努力，已取得了如下进展：
⑴ 品种
基本上覆盖了各种常规不锈钢钢种，如308、316、309、347、317等等，通常包括酸
性、碱性两个渣系。对于超低C不锈钢焊条，如308L、316L、309L国内也能生产，所以从品种上基本可满足工业部门的使用。
⑵ 质量
对于常规不锈钢焊条而言，从不锈钢焊条的发红、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝成型、
颜色、波纹细腻程度、全位置焊接适应性、焊工施焊的舒适性、焊接力学性能、抗腐蚀性等方面，国产不锈钢焊条质量参差不齐。但基本可以满足国内用户的要求。对于一些特殊品种如310MoL、347L、309L仍有许多工厂愿意使用进口焊材。这也表明我国整体不锈钢焊条的工艺质量与国外还有差距，在一些特殊品种上差距较大。
不锈钢埋弧焊大多使用在不锈钢筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口，先焊内焊缝，然后反面砂轮打磨（甚至气刨）。随后焊正面，现行工艺是标准中要求和认可的。存在问题有：
① 对母材损伤较大，对腐蚀性能不利、影响美观。
② 埋弧不锈钢焊丝品种少，质量较差，配用的260和431、350焊剂，往往使焊后缝残留有横向熔渣。焊工需要用砂轮打磨。
③ 因而不锈钢埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙。
（3）、CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊
采用CO2气保护不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机，采用100%CO2或80%Ar+20%O2作为保护气体，和普通结构钢实心焊丝焊接相似，即可得到美观的焊缝。在3种方法中，CO2保护不锈钢药芯焊丝有取代前两种焊接方法的趋势。这三种焊接方法的对比，见表1。
不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比

对比项目 不锈钢手工电弧焊 MIG实心焊丝 CO2不锈钢药芯焊丝
效率 低 高 高
成本 高 较高 低
操作工艺性 好 较高 好
焊缝美观 好 较高 好
焊缝性能 好 好 好
全位置适应性 好 一般 好
焊丝品种 多 少 多
对焊工技术要求 较多 高 一般

从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代，但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的！
奥氏体不锈钢已具备建筑、化工设备材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。
上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的，使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来，但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。在这样的背景下我选择做这样的课题，既有利于了解目前0Cr18Ni9焊接，又有利于了解0Cr18Ni9焊接的发展方向。

OCr18Ni的焊接性分析
对于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接术语》中注明：“材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。
根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：
（1） 工艺焊接性
（2） 使用焊接性

影响焊接性的因素主要有以下几点：
（1） 材料因素
（2） 焊接方法
（3） 构件类型
（4） 使用要求
金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。
分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断，如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来判定：
1、0Cr18Ni9的焊接要求
1）0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A)加3-5 ％铁素体（F ）。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求：
① 焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。
② 用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，在高温状态下Cr和C形成化合物，在高温区就形成了贫铬层，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。
③ 由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。
2）0cr18ni9的含碳量很小，在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。

3） 0cr18ni9属于奥氏体不锈钢，这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低，热膨胀系数大，局部加热时温度分布不均匀，收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题，焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生，焊接的速度也应该适当的快点。
上面我们已经从它的化学成分和物理性能对0cr18ni9的焊接性能进行了分析，但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的，我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的，我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。
板材的规格是6×150×200mm
焊接方法是手工电弧焊
焊材型号A132，规格¢3.2mm
坡口形式是斜Y型
焊接参数是电流：90-120A，电压20-24V，速度15-20cm/min
斜Y型坡口裂纹试验图如下：

焊完的试件需要经过48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检查焊缝表面裂纹，然后用机械方法切开六个等长度横向试片，检查五个片面上的裂纹情况。一般用裂纹率作为评定标准。
根部裂纹率=∑LR/L×100％
表面裂纹率=∑Lf/L×100％
端面裂纹率=∑h/5H×100％
试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为9.8mm试件的裂纹率小于20％因此在实际生产中如果按要求来做的话是不会产生裂纹的，此种钢的焊接性能还是可以的。
综上所述0cr18ni9钢是具有良好的焊接性能的，在生产中按标准来做的话是应该可以生产出合格的产品，它的使用性能还是可以的。

0Cr18Ni9的焊接工艺
表Ⅰ-1
焊接工艺评定指导书（任务书）
编 制 指导书编号 HJ0511-29
审 核 评定理由
批 准 完成日期
评 定 标 准 JB4708-2000 验收机关
母 材 厚度 , mm 尺寸,mm 接头形式简图

0Cr18Ni9 6mm 6*150*300
0Cr18Ni9 6mm 6*150*300
焊 接 位 置 1G 焊接方向 右焊法
保 护 气 体 / 层间温度 /
预 热 /
机械化程度 手工焊
焊后热处理 /
后 热 处 理 /
衬垫材料/规格 /
清 根 方 法 /
层道 焊接
方法 焊材型号/牌号 焊材
规格 电流种类
及极性 电流
(A) 电压
(V) 焊接速度
(cm/min) 热输
入（kJ/cm） 钨极
直径 喷嘴
直径
1 SMAW A102 3.2mm 反接 90-110 18.5~20 15~18 6.67 / /
2 SMAW A102 3.2mm 反接 100-120 20~22 18~20 6.7 / /

检验项目、评定指标及试样数量
检 验 项 目 检验标准 评定指标 检验项目 检验标准 评定指标 试样数量
外观检查 GB150 JB4708 拉伸试验 GB/T228 JB4708 2
无
损
检
测 射线(RT) JB4730 JB4708 弯曲试验 面弯 GB/T
232
JB4708 2
超声(UT) / / 背弯 JB4708 2
渗透(PT) / / 侧弯 / /
磁粉(MT) / / 冲击
试验 焊缝 GB/T
229 JB4708 /
焊缝化学成分 / / 热影响区 JB4708 /
金
相 宏观 / / 腐蚀试验 / / /
微观 / / 硬度检验 / / /

焊接工艺评定指导书

编号：HJ0511-29
名称：板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板手工电弧焊的焊接工艺评定（拉伸）

编制：
审核：
批准：

表Ⅰ-2
焊 接 工 艺 评 定 指 导 书
单位名称 常州博朗低温有限公司
焊接工艺指导书编号 HJ0511-29 日期 2008.6 焊接工艺评定报告编号 HJ0511-29-1
焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动） 手动
焊接接头：
坡口形式 带钝边的V型
衬垫（材料及规格） /
其它 /
简图：（接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置及顺序）

母材：类别号 VII 组别号 VII-1 与类别号 VII 组别号VII-1 相焊及
标准号 / 钢 号 / 与标准号 / 钢 号 / 相焊
厚度范围： 母材：对接焊缝 1.5~12 角焊缝 不限
管子直径、壁厚范围：对接焊缝 1.5~12 角焊缝 不限
焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 《12 角焊缝 不限
其它：
焊接材料：
焊材类别 焊条
焊材标准 GB/T983
填充金属尺寸 3.2mm
焊材型号 E307-16
焊材牌号 A132
其 他 /
耐蚀堆焊金属化学成分（%）
C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb