時(shí)間：2023-06-02 09:21:16
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高效焊接技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
船舶的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，技術(shù)要求比較苛刻，是全焊接結(jié)構(gòu)，高效焊接對建造質(zhì)量過硬的船舶具有至關(guān)重要的作用和意義。船體建造中有70%的工作量為焊接，焊接成本在船體建造成本中占有30%-50%的比例。所以，在建造船舶時(shí)要運(yùn)用高效自動(dòng)焊接技術(shù)來滿足降低制造成本、減少制造工期等要求，同時(shí)也要確保焊接的高質(zhì)量。運(yùn)用高效自動(dòng)焊接技術(shù)還可以提高企業(yè)競爭力，使其在激烈的市場競爭中取得勝利，為企業(yè)提供發(fā)展契機(jī)和經(jīng)濟(jì)效益。
2高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀
第一、焊接工藝方面的現(xiàn)狀。我國船舶焊接工藝發(fā)展得很緩慢，以氣體保護(hù)焊、埋弧焊、普通焊條電焊等為主，其中焊條電焊占據(jù)的比例較大，焊接效率比較慢。現(xiàn)在一般使用垂直氣電焊接、船用自動(dòng)化機(jī)械化平角焊接技術(shù)和逆變焊機(jī)、交流焊機(jī)、整流弧焊機(jī)等設(shè)備。在推廣應(yīng)用新技術(shù)和新設(shè)備方面，我國很小一部分造船廠能夠引進(jìn)分段裝焊流水線，采取拼板工位高效自動(dòng)焊接的新設(shè)備和新工藝，它能對船舶上的板材進(jìn)行拼板和對接，對船體進(jìn)行平面分段焊接。同時(shí)也運(yùn)用自動(dòng)或者半自動(dòng)氣體保護(hù)焊等工藝，提高焊接效率。
第二、焊接材料方面，現(xiàn)在大部分使用藥芯焊絲，其具有焊接飛濺少、焊縫質(zhì)量高、熔敷效率強(qiáng)等特點(diǎn)，便于自動(dòng)化、機(jī)械化焊接。現(xiàn)在船舶企業(yè)通常運(yùn)用藥芯焊絲和CO2焊接技術(shù)結(jié)合在一起，因?yàn)閺V泛應(yīng)用CO2保護(hù)焊，對焊接材料的使用量也大幅度增加。這也促進(jìn)了焊接工藝質(zhì)量的提升、工期縮短以及成本的降低。
3 高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)應(yīng)用中存在的問題
第一、在焊接工藝上我國存在的問題表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先的焊接工藝的高效化率、自動(dòng)化率、機(jī)械化率都比較低。很多企業(yè)以焊條電弧焊或者半自動(dòng)焊為主要工藝，而自動(dòng)化和機(jī)械化焊接工藝的應(yīng)用范圍較小，應(yīng)用水平較差。另外，氣保焊和埋弧焊等高效率的工藝在研發(fā)以及應(yīng)用等方面投入的精力較小。其次先進(jìn)焊接工藝在我國船舶企業(yè)還沒有得到應(yīng)用，國外重視對焊接工藝的研究，已經(jīng)研發(fā)出機(jī)器人焊接、電弧-激光復(fù)合焊接等工藝，而國內(nèi)才剛剛研究這個(gè)領(lǐng)域。科研投入不足是焊接工藝方面的另一個(gè)問題。
第二、焊接材料方面我國船舶企業(yè)出現(xiàn)的問題有：首先焊接材料普遍存在品種單一的現(xiàn)象。通常以焊條為主，其中高效焊條和專用焊條應(yīng)用較少，高端焊接材料基本依賴合資企業(yè)生產(chǎn)或者直接進(jìn)口。其次焊接材料的性能急需提高。國內(nèi)焊接材料特別是高端產(chǎn)品在抗吸潮性、工藝性能以及質(zhì)量穩(wěn)定性等方面都有很大的提升空間。
4 解決高效自動(dòng)焊接技術(shù)在船舶企業(yè)問題的對策
4.1焊接工藝方面
現(xiàn)在船舶焊接工藝得到快速的發(fā)展，機(jī)械化、高效化、專用化、自動(dòng)化、機(jī)器人化是解決焊接技術(shù)在船舶企業(yè)出現(xiàn)問題的最佳對策。
高效化的具體表現(xiàn)為：逐漸降低焊條電弧焊的應(yīng)用，增加對氣體保護(hù)焊工藝的使用，并推動(dòng)高效焊接工藝的研究和開發(fā)。例如MAG/MIG雙絲焊接工藝、TIME焊接工藝（也叫做大電流高熔覆率MAG法）、帶活性焊劑氣體保護(hù)焊、多絲埋弧焊、變極性離弧焊、埋弧自動(dòng)焊等工藝。
自動(dòng)化、機(jī)械化就是要推廣普及自動(dòng)化焊接工藝，運(yùn)用智能型焊接裝置、實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置、機(jī)器人技術(shù)以及激光焊接技術(shù)等，提高焊接質(zhì)量和焊接效率，降低焊接成本。專業(yè)化就是在船舶特殊構(gòu)建和部位，要選擇專門的裝備和焊接工藝來完成，以達(dá)到符合設(shè)計(jì)要求的目的。
隨著平面分段裝焊流水線的不斷投入使用，機(jī)器人焊接技術(shù)體現(xiàn)出其他焊接技術(shù)難以比擬的、獨(dú)具特色的優(yōu)勢，為船舶高效自動(dòng)焊接技術(shù)的發(fā)展提供更加廣闊的空間。
4.2焊接材料方面
首先要調(diào)整焊接材料的結(jié)構(gòu)。隨著工業(yè)化程度的加深，船舶用材的結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整，傳統(tǒng)焊材的使用在逐漸下降中，而藥芯焊材和氣體保護(hù)焊的應(yīng)用量大幅度增加，埋弧用焊材的用量維持在一定水平，變化不大。
其次增加高效自動(dòng)焊接材料的研究和開發(fā)力度。世界各國越來越重視增強(qiáng)船舶焊接效率，減少建造成本，研發(fā)出高效焊材，并推廣專用焊條、高效焊條、藥芯焊條等焊材。另外鐵粉型焊劑、活性焊劑、高速焊劑以及單面焊材等等對埋弧焊材的研究，會(huì)促進(jìn)焊接質(zhì)量的提高。
最后對焊接材料的發(fā)展予以高度重視。現(xiàn)在要求船舶焊接具有高質(zhì)量，就需要制造出具有良好工藝性能、優(yōu)異力學(xué)性能的焊接材料。美國研發(fā)的酸性渣、高韌性、低氫型的藥芯焊材系列，在沖擊韌性和低氫等方面的工藝性能優(yōu)越，進(jìn)而在船舶企業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。
另外焊接材料還要具有高性能、高穩(wěn)定性、低飛濺、低煙塵、低故障率以及污染小等特性。
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所概況
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所是大連理工大學(xué)“材料連接技術(shù)”二級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)和碩士點(diǎn)、大連理工大學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“先進(jìn)連接技術(shù)及材料”的依托單位。研究所由5名教授、5名副教授、3名高級(jí)工程師、3名具有博士學(xué)位的講師以及30余名研究生組成。其中教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才2名，遼寧省“百千萬”計(jì)劃百層次人才1名，中國青年科技獎(jiǎng)獲得者1名，德國洪堡學(xué)者1名。主要從事高性能鎂合金、鋁合金、鈦合金等輕合金以及高強(qiáng)鋼的高效焊接和防護(hù)技術(shù)研究。
焊接研究所近五年先后主持國家“十一五”科技支撐計(jì)劃、“十五”“863”計(jì)劃、“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國際合作計(jì)劃、省部委科研項(xiàng)目以及軍工科研課題數(shù)十項(xiàng)。在應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性成果，同時(shí)解決國家重點(diǎn)工程與武器裝備關(guān)鍵技術(shù)。近五年發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇。80余篇次被EI檢索，50余篇次被SCI檢索，論文被SCI引用150次；近三年受邀請作國際學(xué)術(shù)會(huì)議的大會(huì)報(bào)告或特邀報(bào)告15次，在我國新材料焊接技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮了突出作用；申請國家發(fā)明專利20余項(xiàng)，已獲授權(quán)11項(xiàng)，其中7項(xiàng)技術(shù)成果在船舶、石化、汽車、摩托車、自行車以及國防軍工等領(lǐng)域成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；經(jīng)鑒定，多項(xiàng)研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平，獲國家、省部級(jí)科研成果獎(jiǎng)多項(xiàng)。
特色研究成果
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所立足于學(xué)科研究的發(fā)展前沿。既重視學(xué)科體系自身的發(fā)展，也重視面向社會(huì)企業(yè)技術(shù)問題的研究。近年來解決了我國輕合金及高強(qiáng)鋼產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略發(fā)展所需求的關(guān)鍵焊接與防護(hù)技術(shù)：
1)低能耗激光電弧復(fù)合焊接集成技術(shù)
焊接技術(shù)研究所在發(fā)現(xiàn)低功率激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，開發(fā)出低能耗激光電弧復(fù)合高效焊接技術(shù)。目前該技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)鎂合金、鋁合金、船用鋼等復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)件的高效優(yōu)質(zhì)焊接。采用該技術(shù)焊接鎂合金，使鎂合金焊接結(jié)構(gòu)件的動(dòng)、靜載荷由傳統(tǒng)焊接技術(shù)的60％～70％提高到95％以上(與母材對比)，突破了傳統(tǒng)焊接技術(shù)的“瓶頸”。實(shí)現(xiàn)了鎂合金焊接構(gòu)件的實(shí)際產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于鎂合金自行車、摩托車、汽車結(jié)構(gòu)件的研制和生產(chǎn)開發(fā)，取代傳統(tǒng)膠接和機(jī)械緊固的方式，顯著節(jié)省原材料。提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。該技術(shù)的應(yīng)用突破了鎂合金焊接技術(shù)的壁壘，鎂合金焊接自行車已批量出口歐盟國家，成功搶占了國際市場，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，經(jīng)鑒定。鎂合金激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)屬于國內(nèi)外首創(chuàng)。達(dá)到了國際領(lǐng)先水平；同時(shí)，針對系列船體結(jié)構(gòu)用鋼，包括典型的945、980、901、921船體結(jié)構(gòu)鋼。以及Q235等普通船用鋼，研究所開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的船舶用成套低能耗高效激光一電弧復(fù)合熱源焊接裝備，進(jìn)行系列工藝(包括系列厚度、材質(zhì))試驗(yàn)。獲得最佳的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫及焊接工藝流程，控制焊接變形，從而實(shí)現(xiàn)大尺寸船板結(jié)構(gòu)件高效、高質(zhì)、低成本的焊接，大大降低建造單位噸級(jí)船舶所用工時(shí)，顯著提高造船效率。
本研究方向相繼得到了國家“十一五”科技支撐計(jì)劃、“十五”“863”計(jì)劃、“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃、教育部優(yōu)秀青年教師資助計(jì)劃、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金以及中美國際合作等項(xiàng)目的資助。項(xiàng)目研究成果得到國內(nèi)外權(quán)威焊接專家的高度關(guān)注和認(rèn)可，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇。其中SCI檢索30余篇。他引50余次。申請國家專利8項(xiàng)，獲得國家專利授權(quán)5項(xiàng)，主要研究成果以技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)入股的方式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。其中部分產(chǎn)品已出口，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。鑒于本研究方向所取得的原創(chuàng)性成果，“低能耗激光增強(qiáng)電弧高效焊接集成技術(shù)”獲得2007年國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
2)鎂合金先進(jìn)焊接技術(shù)
焊接研究所依據(jù)國家鎂合金產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略發(fā)展需求，在國家“十五”“863”計(jì)劃“鎂合金先進(jìn)焊接技術(shù)”、“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃“鎂合金變形加工與焊接技術(shù)研究開發(fā)”以及“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“鎂合金防護(hù)與連接工程技術(shù)研究開發(fā)”的支撐下，已開發(fā)出低能耗激光一電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)、活性焊接技術(shù)以及激光膠接焊技術(shù)等系列先進(jìn)焊接技術(shù)。采用該技術(shù)能夠成功實(shí)現(xiàn)鎂合金之間以及鎂合金與鋁合金、高強(qiáng)鋼等異質(zhì)材料之間焊接接頭的優(yōu)質(zhì)、高效連接。鎂合金焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等動(dòng)靜載荷性能均達(dá)到鎂合金母材的性能，達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的要求。鎂合金焊接技術(shù)已經(jīng)得到多項(xiàng)國家發(fā)明專利授權(quán)，并成功實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓，鎂合金焊接結(jié)構(gòu)件已批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
鎂合金焊接材料是實(shí)現(xiàn)鎂合金連接結(jié)構(gòu)件產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。焊接研究所在“十五”期間致力于高性能鎂合金焊絲的研發(fā)，在鎂合金焊絲成分設(shè)計(jì)及焊絲制備方法等方面均取得了突破性進(jìn)展，已獲得0.8mm～5mm系列鎂合金焊絲低成本、高效制備技術(shù)，獲得國家發(fā)明專利3項(xiàng)。目前鎂合金焊絲制備技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
鎂合金在鑄造、機(jī)械加工和使用過程中產(chǎn)生的缺陷嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，目前鎂合金鑄件的補(bǔ)焊主要采用電弧焊工藝，普通電弧焊單道焊接熔深約為2mm，因此補(bǔ)焊時(shí)需要采用電弧氣刨等方法開坡口、進(jìn)行多道焊接，需要層間預(yù)熱，工藝復(fù)雜，效率很低，并且容易造成氧化夾雜等，降低補(bǔ)焊件使用性能，制約了鎂合金的應(yīng)用。焊接技術(shù)研究所在發(fā)現(xiàn)鎂合金活性焊接理論的基礎(chǔ)上，首次提出活性補(bǔ)焊工藝，即利用活性劑增大熔深200％～300％的特點(diǎn)，對鎂合金大型鑄件進(jìn)行活性補(bǔ)焊研究，將鑄件中各種缺陷部位重熔以達(dá)到消除缺陷的目的，并且補(bǔ)焊工藝簡便，該技術(shù)具有低成本、高效率等優(yōu)點(diǎn)。能夠滿足實(shí)際工程中大型鎂合金鑄件補(bǔ)焊的需求。
本方向研究成果得到國內(nèi)外同行專家的認(rèn)可，在《Metallurqical and Materials Transactions A》、《MaterialsTransactions》、《金屬學(xué)報(bào)》等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上20余篇。經(jīng)鑒定“鎂合金活性焊接技術(shù)”達(dá)到國際先進(jìn)水平，并獲得2007年中國材料研究學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)；“優(yōu)質(zhì)、高效鎂合金焊接材料制備及其應(yīng)用技術(shù)”，獲得2007年中國機(jī)械科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及國際合作交流
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所依托于大連理工大學(xué)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園、國家級(jí)船舶制造工程中心，構(gòu)建了完善的產(chǎn)、學(xué)、研發(fā)展體系，與國內(nèi)外科研院所、知名企業(yè)開展了廣泛的技術(shù)合作。其中具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鎂合金系列先進(jìn)焊接技術(shù)，已在北京、大連、營口等地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。目前已實(shí)現(xiàn)鎂
合金自行車車架批量生產(chǎn)，焊接鎂合金自行車已達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，并已批量出口歐盟；研制開發(fā)的摩托車鎂合金結(jié)構(gòu)件、混合動(dòng)力車鎂合金結(jié)構(gòu)件，已通過試車實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，并滿足用戶使用要求。焊接研究所與國際著名汽車公司開展了密切國際合作，正致力于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鎂合金汽車焊接零部件的研發(fā)，已取得了突破進(jìn)展。
“乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海”，大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所已經(jīng)具備承擔(dān)國家各類重大科研計(jì)劃項(xiàng)目、企事業(yè)重大課題的能力，研究所全體研究人員將繼往開來，以提高我國裝備制造業(yè)焊接技術(shù)水平為使命，不斷攀登新的科學(xué)高峰。
湖南大學(xué)：配電網(wǎng)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和系列裝置
湖南大學(xué)海捷制造技術(shù)有限公司及“配電網(wǎng)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和系列裝置”項(xiàng)目分別榮獲第三屆中國技術(shù)市場協(xié)會(huì)金橋獎(jiǎng)先進(jìn)集體獎(jiǎng)和優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)。另外，由湖南省成果與技術(shù)市場協(xié)會(huì)推薦的學(xué)校科技處張曉同志被評(píng)選為先進(jìn)個(gè)人。
進(jìn)入21世紀(jì)，中國的冶金工業(yè)發(fā)展迅速，從而對壓力容器焊接的技術(shù)要求越來越高，雖說與西方工業(yè)強(qiáng)國存在一定的差距，不過經(jīng)過我國冶金行業(yè)的科研人員上下求索的研究歷程，各種類型的壓力容器取得技術(shù)突破的飛進(jìn)，其中尤為重視鋼開發(fā)方面的焊接技術(shù)，也因?yàn)楹附硬讳P鋼壓力容器或不銹鋼耐蝕層致使市場需求越來越大。我國的壓力容器焊接技術(shù)日益精進(jìn)，形成自身系統(tǒng)化、系列化的壓力容器焊接新技術(shù)的技術(shù)體系。此文主要分析一下壓力容器焊接技術(shù)的發(fā)展歷程和壓力容器焊接新技術(shù)與應(yīng)用探討。
關(guān)鍵詞：
壓力容器；焊接技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用
壓力容器應(yīng)用范圍廣，種類多樣和數(shù)量繁多是其優(yōu)點(diǎn)，能夠適用各個(gè)領(lǐng)域，在化工、冶金和軍工等行業(yè)中是一種不可或缺的重要生產(chǎn)器具，可以用來裝載不同介質(zhì)的生產(chǎn)原材料。也能應(yīng)用于各行各業(yè)之中。其中尤為重視鋼開發(fā)方面的焊接技術(shù)，也因?yàn)楹附硬讳P鋼壓力容器或不銹鋼耐蝕層致使市場需求越來越大。我國的壓力容器焊接技術(shù)日益精進(jìn)，形成了自身系統(tǒng)化、系列化的壓力容器焊接新技術(shù)的技術(shù)體系。由于壓力容器的大量使用事關(guān)于操作人員的人身安全，尤其是石油行業(yè)對壓力容器的批量使用，石油被譽(yù)為“黑色金子”，我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展離不開石油，保障石油存放的安全措施是國家經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的重要戰(zhàn)略，液化石油氣擁有易燃易爆的特殊性，平時(shí)存放如與空氣混合會(huì)變成危險(xiǎn)的易燃爆炸物，遇火還會(huì)造成爆炸事故，因此提高壓力容器的焊接技術(shù)保障石油的問題是刻不容緩的。不斷研究壓力容器的焊接技術(shù)，推進(jìn)壓力容器的技術(shù)發(fā)展不僅是要確保各類壓力容器安全高效的運(yùn)作，而且更是保障操作人員的及周圍人員的人身安全，也是保障使用壓力容器的企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全。
1窄間隙埋弧焊技術(shù)
壓力容器的窄間隙焊接方法有多種多樣，可應(yīng)用于不同的壓力容器，而且能更好地適應(yīng)各行業(yè)的生產(chǎn)制造需求。壓力容器的壁厚如果厚于10cm，使用較為普遍的U型或者V型坡口是比較落后的了，因?yàn)檫@樣不僅僅是焊接不出達(dá)標(biāo)質(zhì)量的壓力容器，而且還會(huì)浪費(fèi)企業(yè)的原材料、能源以及勞動(dòng)力資源，甚至?xí)档推髽I(yè)壓力容器生產(chǎn)車間的生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)觀念看來，間隙的大小是對厚壁容器的焊接時(shí)至關(guān)要緊的，而事實(shí)是沒有比壓力容器焊接技術(shù)的穩(wěn)定質(zhì)量更重要的了，質(zhì)量是壁厚焊接的關(guān)鍵，如果焊縫出現(xiàn)了缺陷，就如同河壩出現(xiàn)了潰堤，壓力容器的質(zhì)量一旦下降就難再挽回。即使這樣，人們還是傾向于使用窄間隙埋弧焊技術(shù)，是因?yàn)檎g隙埋弧焊技術(shù)的焊接速度比常規(guī)的焊接技術(shù)快，產(chǎn)品生產(chǎn)的效率高；可以節(jié)省原材料和能源，降低成本；降低殘余應(yīng)力對壓力容器的影響；降低產(chǎn)品變形的幾率等等優(yōu)點(diǎn)。此外，在進(jìn)行焊接的時(shí)候，除了了解窄間隙埋弧焊接技術(shù)的基本功能外，還要關(guān)注設(shè)備具有的一些特殊功能，改進(jìn)窄間隙埋弧焊接技術(shù)時(shí)要注意焊接設(shè)備中有雙側(cè)橫向和高度識(shí)別的自動(dòng)跟蹤功能；焊接壓力容器的封口焊縫時(shí)是要把焊縫焊得寬而薄，方便后期焊接時(shí)處理熱效。
2接管的自動(dòng)焊接技術(shù)
自動(dòng)焊接技術(shù)有五花八門，而接管的自動(dòng)焊接術(shù)主要是接管與筒體的焊接，還有就是接管與封頭的焊接。常規(guī)的馬鞍形埋弧自動(dòng)焊設(shè)備已經(jīng)不能跟上壓力容器焊接的新技術(shù)的要求了，馬鞍形埋弧自動(dòng)焊也不適用于厚壁且存在窄間的壓力容器的焊接。近年來新應(yīng)用的接管馬鞍形埋弧自動(dòng)焊技術(shù)，自動(dòng)化程度高，操作便利，操作者能控制更到位。接管的內(nèi)徑通過夾緊四連桿來自動(dòng)定心，接管馬鞍形埋弧自動(dòng)化的斷點(diǎn)記憶能夠記錄接管和筒體的直徑參數(shù)確保焊接的自動(dòng)化，這是對馬鞍形空間曲線焊縫關(guān)鍵的一點(diǎn)。而對接管與封頭的自動(dòng)焊接技術(shù)來講，主要的是向心接管自動(dòng)焊接技術(shù)和封頭接管自動(dòng)焊接技術(shù)。進(jìn)行壓力容器自動(dòng)焊接的時(shí)候，焊接設(shè)備能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)模型順利把焊槍對接管外壁進(jìn)行自動(dòng)化的模具定心，焊槍將會(huì)定位在接管的中心線上，比舊式焊接技術(shù)節(jié)省人力資源和生產(chǎn)時(shí)間，提高焊槍旋轉(zhuǎn)中心的自動(dòng)定位的工作效率，然后自動(dòng)尋位在于坡口底部，程序記錄下壓力容器在進(jìn)行接管和封頭焊接時(shí)的接縫高度，就能夠自動(dòng)化追蹤而高效節(jié)能完成焊接任務(wù)。
3彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)
壓力容器的內(nèi)壁會(huì)在長時(shí)間使用過程中遭到某種程度的腐蝕，甚至有時(shí)壓力容器要承載高腐蝕性介質(zhì)，如果壓力容器的焊接技術(shù)不優(yōu)，就會(huì)產(chǎn)生高腐蝕現(xiàn)象，壓力容器的使用壽命就會(huì)減短，尤其在化工和核電行業(yè)使用的壓力容器尤為嚴(yán)重。為了避免這種情況，使用者會(huì)在壓力容器的內(nèi)壁表面堆焊上一層不銹鋼耐蝕層來抗腐蝕。用以往的堆焊技術(shù)來講，在直管內(nèi)壁堆焊不銹鋼耐蝕層相比于在彎管內(nèi)壁堆焊不銹鋼耐蝕層要簡單。彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)能夠滿足30度的壓力容器彎管內(nèi)壁焊接的技術(shù)，是不能夠再用此技術(shù)再適用于90度的壓力容器彎管內(nèi)壁堆焊，必須分三步，完成上一步后方可進(jìn)行下一步，不可亂其順序。這樣的生產(chǎn)效率不能滿足企業(yè)客戶日益需求旺盛的商品需求。在這樣需求大于供給和堆焊的科研技術(shù)迅猛發(fā)展的情況下，彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
3.130度彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)操作者會(huì)做好擁有斷點(diǎn)記憶功能數(shù)學(xué)模型，再以此控制30度彎管內(nèi)壁堆焊設(shè)備，利用5軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)使30度彎管內(nèi)壁堆焊自動(dòng)化，當(dāng)運(yùn)行錯(cuò)誤的時(shí)候，焊槍擺動(dòng)還能自動(dòng)復(fù)位，無需人工操作，能夠加強(qiáng)30度彎管內(nèi)壁堆焊的穩(wěn)定性和智能自動(dòng)化的特性。而自動(dòng)堆焊機(jī)進(jìn)行工件3軸協(xié)調(diào)運(yùn)作時(shí)，堆焊機(jī)器整體會(huì)與焊槍的運(yùn)動(dòng)幅度保持一樣的速度和位移；對擺角的位置會(huì)與焊縫位和焊槍所在的平面之內(nèi)；還要保證焊縫的圓心在平移換位的時(shí)候?qū)?zhǔn)焊槍的旋轉(zhuǎn)中心。這就是沿著圓周環(huán)自動(dòng)堆焊不銹鋼耐蝕層的30度彎管內(nèi)壁焊接技術(shù)。
3.290度彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)操作者使用90度彎管堆焊技術(shù)會(huì)順延母線不銹鋼耐蝕層的自動(dòng)堆焊。二維變位機(jī)上可放置90度彎管內(nèi)壁堆焊所使用的焊接工件。焊接工件會(huì)勻速運(yùn)動(dòng)，保持焊道不會(huì)位置錯(cuò)亂，保持堆焊焊道的平衡。而讓90度的彎曲焊槍能夠自動(dòng)化變位，順利在壓力容器內(nèi)壁堆焊，必須有賴于三維導(dǎo)軌的裝載來實(shí)現(xiàn)。
4結(jié)束語
壓力容器的焊接技術(shù)的突飛猛進(jìn)，有賴于政府的政策大力支持和各位長居焊接技術(shù)的科研人員勤奮不懈的奮斗，也有賴于我國蓬勃發(fā)展的社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)給生產(chǎn)壓力容器的企業(yè)提供源源不斷的經(jīng)濟(jì)刺激，也鼓勵(lì)其更好的改良推進(jìn)壓力容器的質(zhì)量和款式發(fā)展，從而形成壓力容器一系列行業(yè)的經(jīng)濟(jì)良好循環(huán)。但是我們與以德國為首的西方發(fā)達(dá)國家的焊接技術(shù)相比仍有不足之處，因?yàn)楦鞣N原因，我國焊接技術(shù)底子薄，耗能大，技術(shù)不夠先進(jìn)。這更加要昂頭奮起直追，縮小與發(fā)達(dá)國家焊接技術(shù)的距離，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。繼續(xù)研究更加高效節(jié)能的壓力容器焊接技術(shù)，在世界市場上拓展更寬的市場，以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的中國“質(zhì)造”揚(yáng)名世界。
參考文獻(xiàn)
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石油資源得到有效開發(fā)以后，需要恰當(dāng)?shù)膬?chǔ)存運(yùn)輸手段，才能使其更加完整高效的得到利用，在對石油油氣就近性存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)倪^程中，焊接技術(shù)的應(yīng)用有著非常重要的作用，主要表現(xiàn)在以下兩方面：
1.焊接技術(shù)在石油油氣儲(chǔ)罐中的應(yīng)用
在石油氣體、液體及液化氣被開采加工之后，需要將其裝入到油氣儲(chǔ)罐中，也方便運(yùn)輸及使用，而由于油氣在不同應(yīng)用中的客觀需求不同，油氣儲(chǔ)罐也存在很多不同類型，而焊接技術(shù)是油氣儲(chǔ)罐制造過程中最主要應(yīng)用的技術(shù)之一。在制造油氣儲(chǔ)罐的過程中，主要應(yīng)用氣電立焊、焊條電弧焊、藥芯自動(dòng)焊以及埋弧自動(dòng)焊等焊接技術(shù)，普遍來講，如果需要建造比較大型的頂部漂浮儲(chǔ)罐，當(dāng)前一般采用比較先進(jìn)的自動(dòng)焊技術(shù)進(jìn)行制造。
2.焊接技術(shù)在油氣運(yùn)輸管道中的應(yīng)用
與油氣儲(chǔ)罐相比，油氣運(yùn)輸管道具有更加方便、安全性強(qiáng)、成本投入小、利用率高等優(yōu)勢，更適合石油及天然氣的運(yùn)輸，正是因?yàn)橛蜌膺\(yùn)輸管道有以上諸多優(yōu)勢，當(dāng)前全世界的油氣運(yùn)輸管道正每年以幾何形態(tài)遞增。在建造油氣運(yùn)輸管道的過程中，主要應(yīng)用纖維素、低氫、藥芯焊絲等焊條下向焊方式，其中，低氫焊條下向焊技術(shù)能夠用于相對比較惡劣的制造環(huán)境，而藥芯焊絲屬于以眾暴寡半自動(dòng)焊接技術(shù)，近年來在我國大力推廣。
二、焊接技術(shù)在石油鉆采機(jī)械中的應(yīng)用
1.焊接技術(shù)在油田采泵中的應(yīng)用
現(xiàn)階段，我國在油田開采過程中使用的泵體主要分為兩類，其一為應(yīng)用于石油、油氣、液化氣等流體資源傳輸?shù)牡孛孑斢捅茫涠閼?yīng)用于石油資源抽取的抽油泵。而與之相對應(yīng)的油田采泵焊接方法也主要有兩種，其一是制作采泵過程中所應(yīng)用的焊接技術(shù)，其二是在采泵出現(xiàn)破損或漏洞時(shí)進(jìn)行泵體修補(bǔ)的焊接技術(shù)。主要的按揭方法有堆焊、焊條電弧焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊等。另外，隨著石油開采技術(shù)的不斷提高，為保證油田采泵為油田開發(fā)帶來更高的效益，一些新型的焊接技術(shù)與工藝，也被逐漸應(yīng)用到油田采泵中。
2.焊接技術(shù)在采油鉆桿中的應(yīng)用
油田的開發(fā)與開采離不開油氣井鉆探工作，而石油鉆桿便是鉆探工具中最為重要的組成部分，在石油鉆桿的應(yīng)用過程中，需要利用焊接工藝將鉆桿工具與被焊管體之間進(jìn)行連接，這關(guān)系到石油開采的效率和質(zhì)量。最早應(yīng)用于采油鉆桿的焊接技術(shù)是電弧焊與閃光對焊，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今在采油鉆桿中所采用的是先進(jìn)的連續(xù)驅(qū)動(dòng)或慣性的摩擦型焊接。焊縫質(zhì)量的高低取決于鉆桿工具與被焊管體之間的焊接生產(chǎn)效率。現(xiàn)階段，在我國采油鉆桿焊接工作中，使用最廣的是慣性摩擦焊接工藝。
3.焊接技術(shù)在采油鉆頭中的應(yīng)用
在石油開采過程中，會(huì)遇到很多特殊情況，針對特殊情況需要用特殊的方法進(jìn)行處理。在石油開采中，常常會(huì)遇到比較堅(jiān)硬的巖石阻礙最佳開采路徑，這時(shí)便需要運(yùn)用采油鉆頭，將巖石破除。而巖石破除情況的好壞還會(huì)對鉆井的質(zhì)量、石油開采的工作效率以及開發(fā)鉆井的成本產(chǎn)生很大影響。在采油鉆頭的種類方面，可以分為牙輪與PDC兩大類。而焊接技術(shù)主要應(yīng)用于鉆頭的修補(bǔ)與加工，根據(jù)不同的鉆頭材料，需要運(yùn)用不同的焊接工藝。
三、結(jié)論
關(guān)鍵詞：航空航天 先進(jìn)焊接技術(shù) 應(yīng)用 探討
中圖分類號(hào)：V261.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（b）-0077-02
τ諍附蛹際趵此擔(dān)主要是利用加熱以及加壓的方式來將同性或者是異性的工件產(chǎn)生原子間的結(jié)合，從而來完成零件的加工以及工件的連接。焊接技術(shù)可以用于技術(shù)焊接，同時(shí)在非金屬焊接中也將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。尤其是在航空航天大型工業(yè)制造中，在材料的加工以及連接方面將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。為了保證航空航天的焊接質(zhì)量，那么必須要采用先進(jìn)的焊接技術(shù)，以此來提升焊接的效率。
1 電子束焊
現(xiàn)今來看，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，航空航天事業(yè)得到了很大發(fā)展，在航空航天制造中，焊接技術(shù)是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，能夠有效提升制造的效率，促進(jìn)航空航天事業(yè)的發(fā)展[1]。對于電子束焊來說，主要工作原理就是在真空的環(huán)境下，利用匯聚的高速電子流來進(jìn)行工件接縫處的轟擊，這樣會(huì)將電子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，將其溶合成一種焊接方式，這也是高能束流加工技術(shù)中重要的組成部分。電子束焊的主要優(yōu)勢就是能量密度較高，同時(shí)焊接的深寬比比較大，焊接變形較小，其控制的精確度比較高，焊接的質(zhì)量穩(wěn)定較為容易實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)也比較明顯，電子焊接技術(shù)在航空航天等工業(yè)領(lǐng)域中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)也會(huì)對其的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。在航空制造業(yè)中，電子束焊技術(shù)的應(yīng)用會(huì)在很大程度上提升飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造水平，將發(fā)動(dòng)機(jī)中的一些減重設(shè)計(jì)以及異種材料進(jìn)行有效焊接，同時(shí)為一些整體加工無法實(shí)現(xiàn)的零件制造提供加工的途徑，以此來提升加工的質(zhì)量。同時(shí)電子束焊自身將會(huì)有效提升航空航天工業(yè)中焊接結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度以及低重量、高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問題，保證航空航天材料的焊接質(zhì)量。所以現(xiàn)今在航空航天領(lǐng)域中，電子束焊技術(shù)是最為重要的焊接技術(shù)之一。
2 激光焊接技術(shù)
對于激光焊接技術(shù)來說，也是一種較為重要的焊接技術(shù)，主要工作原理就是利用偏光鏡反射激光，從而來產(chǎn)生光束，將光束集中聚焦在裝置中，產(chǎn)生較大的能量光束，如果焦點(diǎn)逐漸靠近工件，那么工件將會(huì)在瞬間熔化以及蒸發(fā)，該方式將會(huì)用于焊接的工藝[2]。激光焊接的焊接設(shè)備裝置較為簡單，并且能量的密度也比較高，變形較小，其焊接的精確度比較高，同時(shí)焊縫的深寬比也比較大，這樣將會(huì)在室溫以及一些特殊條件下進(jìn)行焊接，對于一些難熔材料的焊接具有很明顯的優(yōu)勢。激光焊接主要是應(yīng)用在飛機(jī)大蒙皮的拼接上以及機(jī)身附件的裝配上。在美國激光焊接技術(shù)在航空航天的應(yīng)用較廣，其中已經(jīng)利用15 kW的CO2仿激光焊接弧光器對飛機(jī)中的各種材料以及零部件進(jìn)行全面的交工，以此來保證其工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)在很多領(lǐng)域激光焊接技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)制造成本也將有所降低。
3 攪拌摩擦焊接技術(shù)
對攪拌摩擦焊接技術(shù)來說，這是一種新技術(shù)，主要是利用一種非耗損的攪拌頭，并且利用高速旋轉(zhuǎn)的壓倒待焊接的截面，這樣在不斷地摩擦與加熱中被焊金屬面將會(huì)產(chǎn)生熱塑性，同時(shí)在壓力、推力以及擠壓力的作用下來對材料進(jìn)行有效擴(kuò)散連接，這樣將會(huì)形成較為致密的金屬間固相連接。同時(shí)不需要對其進(jìn)行氣體的保護(hù)，一些被焊接的材料損傷比較小，并且焊縫熱影響區(qū)也較小，焊縫的強(qiáng)度也比較高。該技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，因此被譽(yù)為是當(dāng)代最具有革命性的焊接技術(shù)。在美國等很多航空公司都進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，在飛機(jī)蒙皮與翼肋以及飛機(jī)地板等結(jié)構(gòu)件的裝配中都得到了廣泛的應(yīng)用，這樣將會(huì)在很大程度上提升連接的質(zhì)量。利用攪拌摩擦技術(shù)提升連接的質(zhì)量，同時(shí)也降低了成本，提高了生產(chǎn)效率，因此其存在較大的應(yīng)用開發(fā)潛能[3]。
4 線性摩擦焊
對于線性摩擦焊來說，主要是在焊接壓力作用下，利用被焊工件做相對線性往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng)，從而來產(chǎn)生熱量，最終實(shí)現(xiàn)焊接的固態(tài)連接。在焊接壓力的作用下，其中一個(gè)焊件將會(huì)對另外一個(gè)焊件沿直線方向利用一定的振幅以及頻率來進(jìn)行直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣將會(huì)利用摩擦生熱的方式來加熱待焊接部位的表面，在摩擦表面達(dá)到粘塑性的狀態(tài)時(shí)，則要迅速停止摩擦運(yùn)動(dòng)，之后對其進(jìn)行頂鍛力的施加，從而來充分完成焊接。該方式具有較大的優(yōu)勢，工作效率較高，并且質(zhì)量優(yōu)勢比較明顯，具有較高的節(jié)能價(jià)值[4]。經(jīng)過相關(guān)研究人員的不斷研究，最終將線性摩擦焊接主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)整體鈦合金葉盤制造中，并且其焊接的質(zhì)量也比較高，優(yōu)勢較為明顯。
5 擴(kuò)散焊接技術(shù)
對于焊接技術(shù)來說，也就是所謂的擴(kuò)散連接，可以將2個(gè)或者是2個(gè)以上的固相材料充分緊壓在一起，這樣將其在真空以及保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱處理，讓其保持在母材熔點(diǎn)以下溫度[5]。對其施加壓力，導(dǎo)致其連接界面圍觀塑性變形，從而來達(dá)到緊密接觸的狀況，之后利用保溫、原子相互擴(kuò)散等進(jìn)行牢固結(jié)合，從而來實(shí)現(xiàn)焊接以及兩個(gè)工件之間的連接。對于該方式的主要優(yōu)勢就是接頭質(zhì)量比較好，并且在焊接之后不需要進(jìn)行加工處理，焊接變形量也比較小，一次可以進(jìn)行多個(gè)接頭，其優(yōu)點(diǎn)較為明顯[6]。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，擴(kuò)散焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了直升機(jī)的鈦合金旋翼、飛機(jī)的大梁以及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣與整體的渦輪等方面，經(jīng)過不斷應(yīng)用，取得了較大成果。
6 結(jié)語
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在航空航天領(lǐng)域中，焊接技術(shù)得到了很大應(yīng)用，發(fā)揮了較大作用。焊接技術(shù)必須要充分保證各個(gè)零件的運(yùn)用，能夠針對一些特定的工件來進(jìn)行焊接技術(shù)的選擇。現(xiàn)今有很多先進(jìn)的焊接技術(shù)逐漸應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域中，這在很大程度上提升了焊接的質(zhì)量，并且提高飛機(jī)工件生產(chǎn)的效率，有效降低了成本，充分實(shí)現(xiàn)了高效生產(chǎn)。所以，在航空航天事業(yè)不斷發(fā)展的過程中，我國的焊接技術(shù)也會(huì)得到迅速發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接技術(shù)；應(yīng)用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.201
1 壓力容器焊接技術(shù)概述
焊接技術(shù)就是在高溫高壓的外部環(huán)境作用下，通過焊接材料的運(yùn)用將母料結(jié)合在一起的工作手法，在工業(yè)發(fā)展中有著非常廣泛的應(yīng)用。焊接技術(shù)能夠有效的保證壓力容器的密閉性和承壓能力，實(shí)現(xiàn)大型化的壓力容器制造。在壓力容器的制造過程中，焊接工作占據(jù)著很重要的地位，焊接的工作量占據(jù)總工作量的41%左右，在大型壓力容器中焊接工作量高達(dá)51%。目前，我國的焊接技術(shù)多種多樣，對于不同的壓力容器，需選擇與之相應(yīng)的焊接技術(shù)，以保證焊接質(zhì)量能夠滿足生產(chǎn)作業(yè)的要求。
焊接技術(shù)在工業(yè)發(fā)展占據(jù)著重要地位，在壓力容器的制造過程中應(yīng)嚴(yán)格注意對焊接質(zhì)量的控制，若焊接質(zhì)量過低，可能會(huì)導(dǎo)致壓力容器無法承載相應(yīng)的壓力，發(fā)生液體的泄露或者氣體爆炸，將帶來十分惡劣的影響，嚴(yán)重的危害人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，焊接技術(shù)對壓力容器的質(zhì)量有決定性的影響。
2 壓力容器焊接技術(shù)的應(yīng)用研究
2.1 窄間隙埋弧焊技術(shù)
窄間隙埋弧焊技術(shù)主要應(yīng)用于厚板焊接的領(lǐng)域，對于厚度超過100mm的母材焊接具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在壓力容器的制造得到了越來越廣泛的應(yīng)用。窄間隙埋弧焊技術(shù)焊接材料的利用效率更高，能夠有效的減少材料的使用量，在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效焊接。這種技術(shù)在焊接的過程中承受的應(yīng)力小，出現(xiàn)變形的機(jī)率相對較低，與普通的寬坡口埋弧焊技術(shù)相比，具有低成本、高效率、高質(zhì)量的優(yōu)勢。窄間隙埋弧焊技術(shù)在我國焊接領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展的相對成熟，經(jīng)過大量的實(shí)踐表明，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效的提高壓力容器的焊接質(zhì)量，保證其在生產(chǎn)使用過程中的安全性能。
2.2 接管自動(dòng)焊接技術(shù)
（1）接管與筒體自動(dòng)焊接。 隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)不斷的朝著機(jī)械化、數(shù)字化方向發(fā)展，自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用不能能夠提高焊接工作的效率，也能夠充分保障壓力容器的焊接質(zhì)量。接管與筒體的自動(dòng)焊接，主要是通過馬鞍形埋弧自動(dòng)焊機(jī)實(shí)現(xiàn)。它能夠根據(jù)接管內(nèi)徑與四連桿夾緊裝置，輸入相應(yīng)的機(jī)械參數(shù)之后，機(jī)械設(shè)備按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化的焊接。馬鞍形埋弧自動(dòng)焊機(jī)還能夠根據(jù)不同的焊接位置，進(jìn)行多層連續(xù)焊接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外馬鞍的自動(dòng)焊接。同時(shí)該設(shè)備還具有斷點(diǎn)記憶的功能，在焊接作業(yè)的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)復(fù)位。
（2）接管與封頭自動(dòng)焊接。在進(jìn)行接管與封頭自動(dòng)焊接之前，要對自動(dòng)焊機(jī)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)定心，通過設(shè)備自身的數(shù)據(jù)輸入和運(yùn)作，確定中心線的位置。自動(dòng)定心相比于人工定心來說，不僅能夠提高定心工作的效率，還能夠有效的保證定心的準(zhǔn)確程度。該項(xiàng)設(shè)備在焊接的過程，實(shí)現(xiàn)了對焊接工作的自動(dòng)跟蹤，通過輸入相關(guān)的參數(shù)，焊接部位進(jìn)行有規(guī)劃的自動(dòng)焊接，有效的提高了壓力容器的焊接質(zhì)量。
（3）彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)。由于工作環(huán)境的需要，某些壓力容器的內(nèi)壁要進(jìn)行防腐蝕層的焊接，對于壓力容器的直管部位，焊接相對比較容易，而彎管內(nèi)壁由于具有特殊性，在內(nèi)壁部位存在相應(yīng)的角度，增加了焊接工作的難度。對于不同角度的彎管，根據(jù)其內(nèi)壁的實(shí)際情況，需采用不同的焊接技術(shù)，目前我國對于彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)研究已經(jīng)逐漸成熟。
1）30°彎管內(nèi)壁堆焊。30°彎管的堆焊是通過借助焊機(jī)自身的五軸協(xié)調(diào)運(yùn)作，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，焊機(jī)三軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)焊接。在焊接的過程中，工件運(yùn)作與焊機(jī)的搖擺幅度相協(xié)調(diào)，保持運(yùn)行速度的穩(wěn)定不變。每當(dāng)焊接完成一圈之后，需要對擺角位置進(jìn)行變動(dòng)，在移動(dòng)焊機(jī)之后重新進(jìn)行自動(dòng)定位。在內(nèi)壁堆焊的過程中，需注意對焊機(jī)搖擺幅度的控制，一般情況下，搖擺幅度由小到大進(jìn)行調(diào)整，焊機(jī)工作進(jìn)入收尾部分是，再次將幅度調(diào)小，保證內(nèi)壁焊接的結(jié)構(gòu)和層次。在彎管內(nèi)壁堆焊時(shí)，需應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對所需的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。盡量選用具有自動(dòng)追蹤和斷點(diǎn)記憶功能的焊機(jī)，其機(jī)械設(shè)備能夠自動(dòng)復(fù)位，保證焊接過程的順利進(jìn)行。
2）90°彎管內(nèi)壁堆焊。90°彎管內(nèi)壁堆焊的施工技術(shù)難度較大，在過去技術(shù)水平相對落后的情況下，是仿照30°彎管的施工操作流程進(jìn)行焊接。因此，在進(jìn)行90°彎管堆焊之前，需將彎管切割成三部分，依次進(jìn)行防腐層焊接之后，再將彎管連接在一起，這樣的堆焊方式不僅操作復(fù)雜，過程繁瑣，焊接的效率也十分低下，在焊接過程中也容易存在安全隱患。如今，已經(jīng)研制出專門用于90°彎管內(nèi)壁堆焊的焊接設(shè)備，主要是運(yùn)用彎管母線的縱向結(jié)構(gòu)，通過二維變位機(jī)對焊接點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)焊接。這種焊接方式大大提高到了壓力容器內(nèi)壁焊接的效率與焊接質(zhì)量。
（4）激光復(fù)合焊接。激光復(fù)合焊接是近幾年發(fā)展起來的新型焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)逐漸取代了對鎢極填絲氬弧焊技術(shù)。鎢極填絲氬弧焊技術(shù)的焊接質(zhì)量較為穩(wěn)定，在焊接的過程中無焊接材料飛濺的現(xiàn)象，接頭性能良好，一度得到廣泛應(yīng)用，但是這種焊接技術(shù)的工作效率低下，在特定的施工環(huán)境中焊接質(zhì)量不能得到有效的控制，制約了壓力容器質(zhì)量的提高。激光復(fù)合焊技術(shù)通過激光器的使用，具有焊接效率高、承受的熱應(yīng)力較小，不易發(fā)生焊接形變等優(yōu)點(diǎn)，能夠保證壓力容器焊接外部的美觀，提高焊接質(zhì)量。同時(shí)，激光復(fù)合焊接技術(shù)操作簡便，焊接的返工率很低，保證了壓力容器的安全性能。
3 結(jié)束語
綜上所述，壓力容器在現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的過程中發(fā)揮著重要的作用，提高壓力容器的質(zhì)量能夠有效的促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的安全。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和新技術(shù)的引進(jìn)，我國的焊接技術(shù)的水準(zhǔn)不斷提高，焊接技術(shù)不斷向數(shù)字化、機(jī)械化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，為大型壓力容器的制造提供了技術(shù)支持。通過新型焊接技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了壓力容器的質(zhì)量，對我國工業(yè)制造的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。
[關(guān)鍵詞] 自蔓延焊接 無電焊接 應(yīng)用
引言
在通常情況下，工程機(jī)械或軍事武器裝備在野外使用中，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置等的零部件不可避免出現(xiàn)的損傷和管路斷裂，比如箱體裂紋、裂縫、孔隙以及油水管路、箱體的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響工程機(jī)械的正常使用和訓(xùn)練。傳統(tǒng)的野外應(yīng)急維修方法如電焊、氣焊、膠粘等，修理時(shí)需要專業(yè)人員和車、電、氣、工具等專用設(shè)備，牽連的工程大比較大，粘結(jié)固化時(shí)間長，不能滿足野外應(yīng)急的使用需要。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供應(yīng)的條件下，這些傳統(tǒng)的應(yīng)急維修方法也無法施展。同時(shí)在能源日益緊張的今天，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)由于在焊接時(shí)需使用大量的能源而限制了其應(yīng)用。因此開發(fā)一種具有快速、高效、節(jié)能的新型焊接技術(shù)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)焊接技術(shù)的不足已顯得非常必要。新型的無電焊接技術(shù)正是在這一前提下開發(fā)和研制出來的。
一、 新型的無電焊接技術(shù)的工作原理及其特點(diǎn)
（一）新型的無電焊接技術(shù)的工作原理
無電焊接技術(shù)是一種新型焊接技術(shù)，它將先進(jìn)焊接材料制成專用手持式焊筆，焊筆一經(jīng)點(diǎn)燃，不需任何其它能量補(bǔ)充，僅依靠焊接材料燃燒放出的熱量就能進(jìn)行焊接。即以化學(xué)反應(yīng)放出的熱為高溫?zé)嵩矗苑磻?yīng)產(chǎn)物為焊料，在焊接件間形成牢固連接的過程。因焊接過程不使用外界能源，簡稱無電焊接，實(shí)質(zhì)上是自蔓延技術(shù)與焊接技術(shù)相結(jié)合的一種新型技術(shù)，屬于自蔓延焊接技術(shù)的范疇。
（二）新型的無電焊接技術(shù)的特點(diǎn)
1、焊接簡單方便，工作效率高。無電焊接技術(shù)焊接時(shí)不需要任何電源和其它設(shè)備；無需高壓，也無需保護(hù)性氣氛，僅僅依靠混合粉末燃燒反應(yīng)放出的熱量就能進(jìn)行焊接，工作效率高；小巧輕便，操作簡單，單人即可完成。在緊急條件下，可快速簡便的對工程機(jī)械零部件損壞處進(jìn)行焊接。
2、焊接效果好，焊縫性能優(yōu)良。無電焊接是一種熔焊焊接，焊縫拉伸強(qiáng)度介于200～300MPa，彎曲強(qiáng)度介于300～700MPa，沖擊韌性介于1.6～5.5Kgm/cm2，硬度介于HRB120～180，抗腐蝕性要優(yōu)于45鋼等，能有效滿足工程機(jī)械應(yīng)急維修需要；
3、適用范圍廣。無電焊接技術(shù)可對工程機(jī)械上的多種零部件進(jìn)行焊接修理，已經(jīng)在多個(gè)工程機(jī)械零部件上（水箱、油箱、水管、油管、排塵管、電瓶連接線、拉桿等）進(jìn)行了應(yīng)用，焊接效果良好，能夠滿足使用要求。
4、有一定的局限性。無電焊接技術(shù)目前只能焊接5mm之內(nèi)的零部件，且不能焊接鋁合金。
二、 新型的無電焊接技術(shù)的發(fā)展
無電焊接技術(shù)屬于自蔓延焊接技術(shù)的范疇，自1967年由前蘇聯(lián)科學(xué)家A.G.Merzhanov, Borovinskaya和Shkiro等人確立自蔓延技術(shù)以來，自蔓延技術(shù)與其它許多傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合形成了許多新型技術(shù)，自蔓延焊接技術(shù)屬于其中一種。自蔓延焊接技術(shù)是在待焊接的兩塊材料之間添進(jìn)合適的燃燒反應(yīng)原料，以一定的壓力夾緊待焊材料，待燃燒反應(yīng)過程完成后，即可實(shí)現(xiàn)兩塊材料之間的焊接。這種焊接作為一種特殊焊接工藝,主要用于焊接1)同種或異種一般金屬材料；2)同種或異種難熔金屬材料；3)同種或異種陶瓷材料；4)同種或異種金屬間化合物；5)金屬或金屬間化合物與陶瓷材料。對于1)的應(yīng)用研究較多且得到了廣泛的應(yīng)用,對于2)～5)則基本處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。而無電焊接技術(shù)作為自蔓延焊接技術(shù)的一種，由于其焊接簡單、效率高、焊縫性能好、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，目前，國際上許多國家如俄羅斯、美國、日本、西班牙和印度等國都在進(jìn)行研究和開發(fā)，其中俄羅斯由于在自蔓延領(lǐng)域的起步較早，其無電焊接技術(shù)的研究也相對較早，故它在無電焊接技術(shù)方面做出的貢獻(xiàn)最大，成果也相對較為成熟，它們對無電焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)已成規(guī)模化，其無電焊接材料主要有兩類：Cu-Fe類和Cu-Fe-Ni類，其中每類中各有三個(gè)不同型號(hào)的焊接筆，分別對應(yīng)著不同的可焊接物體與焊接厚度（見表1）。國內(nèi)雖然已有單位對此進(jìn)行了類似研究，但技術(shù)尚不成熟，沒有推廣應(yīng)用。
三、新型的無電焊接技術(shù)的焊接工藝及注意事項(xiàng)
無電焊接技術(shù)是一種新型技術(shù)，其焊接工藝不同于傳統(tǒng)的焊接工藝。焊接時(shí)，如果焊接工藝沒有掌握好，將對焊接效果起到很大的影響作用。目前無電焊接技術(shù)只能焊接5mm之內(nèi)的材料，焊接時(shí)，如果焊接速度過快，由于基材的熔化需要一定的熱量以及熱量的傳遞需要一定的時(shí)間，將導(dǎo)致焊不上或焊接效果不好，如果焊接速度過慢，由于焊接材料較薄，接受的熱量太多而完全熔化變成液體流走，將導(dǎo)致焊接時(shí)基材熔化，焊縫中出現(xiàn)較大孔洞，焊接質(zhì)量不好。
（一）新型的無電焊接技術(shù)的焊接工藝過程
1、焊接前準(zhǔn)備
（1）準(zhǔn)備防護(hù)手套、墨鏡和打火機(jī)，不需任何其它設(shè)備和電源、氣源；
（2）焊接前，清理擬焊接部位的臟物，油脂或油漆；
（3）對較厚焊接件，須在焊接部位進(jìn)行坡口打磨處理，較薄焊接件則不需要此工序。
（4）根據(jù)被焊零部件的厚度和屬性，選取相應(yīng)的無電焊接筆。
2、焊接方法
（1）取出焊接筆，用打火機(jī)點(diǎn)燃引信，將燃燒的焊接筆頭部對準(zhǔn)待焊部位，經(jīng)過2～4秒后在被焊部位進(jìn)行焊接，根據(jù)被焊材料的厚度沿焊道緩慢移動(dòng)，確保金屬液充分滴落和覆蓋在焊縫處，經(jīng)過20～25秒即可獲得100～150mm長的焊縫。
（2）對于平面上的焊縫，焊接筆與平面呈不大的傾角。焊接厚度大于1.5mm的金屬板時(shí)，焊接筆基本接觸焊接平面；厚度小于1.5mm時(shí)，視厚度大小，焊接筆高出15～30mm。
（3）對于有一定傾角的焊接、立焊，則需使用一定的模具才能進(jìn)行，該模具一般由石墨制成。
（4）待焊接結(jié)束，金屬冷卻后，輕輕敲掉焊縫上的熔渣即可得到牢固的焊縫。
（二）新型的無電焊接技術(shù)的焊接工藝注意事項(xiàng)
1、焊接工作結(jié)束，而焊接筆尚未燃盡時(shí)，切不可用水熄滅，讓其自行燃盡；
2、工作場地上應(yīng)強(qiáng)制通風(fēng)，在室外焊接時(shí)應(yīng)在背風(fēng)處進(jìn)行；
3、焊接筆有機(jī)械損壞時(shí)，不得使用；
4、焊接筆保存在干燥，并遠(yuǎn)離明火的地方和兒童拿不到的地方；
5、焊接筆為一次性使用物。
四、新型的無電焊接技術(shù)的的應(yīng)用
無電焊接技術(shù)是一種新型革新技術(shù)，操作簡單，使用范圍廣泛，可以配備各種工程機(jī)械車輛和軍事武器裝備上，在野外應(yīng)急條件下，可應(yīng)用于工程機(jī)械金屬零部件出現(xiàn)的斷裂、缺損、裂紋、孔洞以及管路、箱體的跑、冒、滴、漏等的快速修理；還可使用于汽車、輪船和鐵路運(yùn)營中的修理和事故處理；也可使用于上下水管道、暖氣管道的修理；地震、礦井、石油井架及消防工作的緊急救護(hù)；通訊、電網(wǎng)導(dǎo)線、輸變電設(shè)備的焊接處理；農(nóng)機(jī)、農(nóng)具的田間修理等。
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隨著制造業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代高科技制造業(yè)的需要了。所以為了能夠跟上時(shí)代的潮流和步伐，焊接技術(shù)也開始向自動(dòng)化、機(jī)械化的方向發(fā)展了。隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，電子及其機(jī)器人等技術(shù)都為焊接自動(dòng)化的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文從自動(dòng)化焊接技術(shù)和自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展等方面展開說明。
1.自動(dòng)化焊接技術(shù)概述
1.1自動(dòng)化焊接的定義
自動(dòng)化焊接是指在焊接的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。即機(jī)器或者是裝置在不需要人直接參與的條件下按照程序發(fā)出的各個(gè)指令來完成焊接的加工過程。其自動(dòng)化的目的就是實(shí)現(xiàn)焊接過程的“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”。
可以從兩個(gè)方面來理解自動(dòng)化焊機(jī)技術(shù)。第一：在焊接過程中自動(dòng)化。第二：在焊接生產(chǎn)中自動(dòng)化。后者指的是在焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其中包括了由備料、裝配、切割、焊接、檢驗(yàn)等工序構(gòu)成的焊接成產(chǎn)過程都要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了焊接生產(chǎn)整個(gè)過程的自動(dòng)化，可以使焊接質(zhì)量趨于穩(wěn)定化，提高焊接的生產(chǎn)效率。
1.2自動(dòng)化焊接的意義
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接具有重大的意義。自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以使人從原來那繁重的體力勞動(dòng)及其惡劣危險(xiǎn)的工作環(huán)境中擺脫出來，通過焊機(jī)自動(dòng)化的普及，使原來的一些焊接工人可以接受更新型的技術(shù)，不僅可以提高工作效率，還可以增強(qiáng)工人接受新興事物的能力。自動(dòng)化已經(jīng)應(yīng)用到了各行各業(yè)，自動(dòng)化工業(yè)、自動(dòng)化農(nóng)業(yè)比比皆是，某些程度上自動(dòng)化程度就體現(xiàn)了一個(gè)國家的國力。
2.自動(dòng)化焊接的關(guān)鍵技術(shù)
自動(dòng)化焊接技術(shù)利用傳感器檢測焊接運(yùn)動(dòng)，控制器檢測控制信息，通過對信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。焊接自動(dòng)化應(yīng)用很多技術(shù)，其中最核心的技術(shù)為：機(jī)械技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)械技術(shù)指的是有關(guān)機(jī)械機(jī)構(gòu)和利用這些機(jī)構(gòu)并傳遞運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過程中，需要很多焊接機(jī)械裝置，主要包括焊接工裝夾具、焊接變位機(jī)、焊接工件輸送裝置、焊接操作機(jī)和焊接機(jī)器人等。
傳感技術(shù)是指應(yīng)用傳感器，它是整個(gè)自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的感受器官。傳感器的功能大小客觀的決定了焊接自動(dòng)化的程度高低。但是由于焊接的環(huán)境一般比較惡劣，增加了傳感器應(yīng)用的難度。所以焊接自動(dòng)化的傳感器技術(shù)的核心工作就是在如此惡劣的工作環(huán)境中，成功實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、迅速的檢測焊接運(yùn)動(dòng)。
自動(dòng)控制技術(shù)指的是基本控制理論。在該控制理論的指導(dǎo)下，在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過程中，根據(jù)焊接工藝和質(zhì)量的要求，對系統(tǒng)和控制裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)；經(jīng)過各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)和調(diào)試，最后形成可以應(yīng)用在焊接自動(dòng)化中的系統(tǒng)。
伺服傳動(dòng)技術(shù)指的對焊接機(jī)械運(yùn)作過程中的動(dòng)力源的控制技術(shù)。動(dòng)力源指的就是某些執(zhí)行裝置。這種控制技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗梢詻Q定自動(dòng)化系統(tǒng)的性能、質(zhì)量和功能。
從整個(gè)焊接自動(dòng)化系統(tǒng)整體出發(fā)應(yīng)用的各種技術(shù)就是系統(tǒng)技術(shù)。從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為基礎(chǔ)，將這個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)分解為多個(gè)相互聯(lián)系的功能模塊。將各個(gè)功能模塊再次進(jìn)行分解，直至分解成最基本的功能單元。從基本功能單元出發(fā)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體功能設(shè)計(jì)。
3.自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢
我國的自動(dòng)化焊接技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)針對客戶的不同需求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)出不同的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)。我國的自動(dòng)化焊接技術(shù)呈現(xiàn)出了如下的趨勢。
3.1自動(dòng)化技術(shù)的精密高效化
隨著自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化焊接技術(shù)在質(zhì)量、效率、準(zhǔn)確度上的要求都有所提高。這就要求自動(dòng)化焊接系統(tǒng)能夠高效的處理系統(tǒng)中的信息，系統(tǒng)中各個(gè)模塊響應(yīng)迅速，電氣和機(jī)械裝置的控制非常精密，系統(tǒng)中各個(gè)部件都能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。
3.2自動(dòng)化技術(shù)的智能化
焊接的自動(dòng)化裝備使用了很多諸如視覺、激光、傳感、圖像處理、檢測、計(jì)算機(jī)等的智能控制技術(shù)。所以焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的核心內(nèi)容，也是我們在焊接自動(dòng)化研究過程中的重點(diǎn)。智能化的焊接過程，不但可以通過指令的控制完成整個(gè)焊接過程，而且可以根據(jù)不同焊接場景表現(xiàn)出來的特點(diǎn)來調(diào)整焊接參數(shù)。
3.3自動(dòng)化技術(shù)的柔性化
隨著生產(chǎn)水平的不斷提升，對于焊接自動(dòng)化的要求也在不斷提高，現(xiàn)在有設(shè)備已經(jīng)不能再滿足于只生產(chǎn)某一種特定的工件，而是漸漸提出了使用同一臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)同種類型甚至不同種類型工件的不同規(guī)格工件的自動(dòng)化加工。這就對焊接自動(dòng)化技術(shù)提出了更高規(guī)格的要求，不但要求精確度，而且要求系統(tǒng)具有柔性化可重復(fù)利用性。只有實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性化設(shè)計(jì)，才能更好的提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。焊接自動(dòng)化裝備廣泛采用現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多品種產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)。
3.4自動(dòng)化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化
隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，智能化接口、遠(yuǎn)程通信技術(shù)的不斷完善，這些都為焊接自動(dòng)化裝備實(shí)現(xiàn)一體化管理提供了可能。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化控制，利用了相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)，在自動(dòng)化系統(tǒng)的工作過程中將焊接過程、質(zhì)量信息、生產(chǎn)管理等所有的信息通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，這樣可以增加操作的方便度和安全程度，不管是編程、監(jiān)控還是檢修、診斷都可以遠(yuǎn)距離的實(shí)現(xiàn)。
3.5自動(dòng)化技術(shù)的人性化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一些檢測系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了人機(jī)交互、控制參數(shù)等數(shù)字顯示技術(shù)。焊接自動(dòng)化系統(tǒng)也不例外，焊接自動(dòng)化裝備也采用了數(shù)字化、圖形化的操作界面，在人機(jī)交互方面更加的方便和簡單。不再需要擁有什么專業(yè)的技術(shù)，只要是經(jīng)過簡單培訓(xùn)的工人都可以對系統(tǒng)進(jìn)行操作和管理，減少了投入的成本，增加了操作的可能性。
關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：O434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、壓力容器焊接的特點(diǎn)
壓力容器是指最高工作壓力在0.1MPa以上的，容積大于25L，工作的介質(zhì)是液化氣體或者氣體，其在工作的過程中溫度相對較高，所以一旦出現(xiàn)問題，就會(huì)造成泄漏或者容器破壞的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)斐梢欢ǔ潭鹊娜松砼c財(cái)產(chǎn)損失，后果相對較為嚴(yán)重。焊接的質(zhì)量對壓力容器的使用有著直接的影響，當(dāng)然，焊接的質(zhì)量好壞不僅受到焊接工藝的影響，也受到質(zhì)量管理工作的影響，這就要求對先進(jìn)工藝與質(zhì)量管理工作進(jìn)行重視，以此來提高壓力容器的安全與質(zhì)量。如果在焊接的過程中出現(xiàn)：焊工施焊的不合格、沒有按照規(guī)范對焊接工藝進(jìn)行執(zhí)行等現(xiàn)象，應(yīng)該及時(shí)對其進(jìn)行管理，雖然這些問題不屬于技術(shù)上的問題，卻會(huì)對壓力容器的制作質(zhì)量產(chǎn)生一定程度的影響，需要浪費(fèi)大量的人力與物力資源對其進(jìn)行維護(hù)。近幾年，隨著我國科技的發(fā)展逐漸加快，焊接技術(shù)中不斷融入新的科技，以下對焊接中較為明顯的特點(diǎn)進(jìn)行分析與研究：首先就是焊接技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段較為常見的連接技術(shù)，使用的范圍相對較為廣泛；其次，焊接技術(shù)在不斷的完善過程中，不斷的對自身的技術(shù)含量進(jìn)行提高；焊接技術(shù)已經(jīng)成為我國制造業(yè)的主要技術(shù)，并是現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的部分。不僅是在我國，在國際上也是如此，焊接技術(shù)受到廣泛的重視，并在一定程度上促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展與工業(yè)的進(jìn)步。
二、我國壓力容器的焊接技術(shù)的現(xiàn)狀
從六十年代起，我國壓力容器的焊接技術(shù)逐步發(fā)展，主要有以下三方面的表現(xiàn)：
焊接技術(shù)最開始是以手工電弧焊為主制造各類壓力容器，到今天,焊接技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，開始大面積推廣和應(yīng)用自動(dòng)和半自動(dòng)的埋弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊等高效率、高質(zhì)量的壓力容器焊接技術(shù)。
為適應(yīng)我國壓力容器向大型化方向發(fā)展的需要，低合金高強(qiáng)度的鋼材得以在壓力容器的結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。這意味著我國的壓力容器的焊接技術(shù)又發(fā)展到了一個(gè)更高的水平。這標(biāo)志著我國壓力容器焊接技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新的水平。隨著壓力容器的焊接技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)研究所都開始研究發(fā)展各種高效率、高質(zhì)量的焊接新技術(shù)。
三、各種先進(jìn)的壓力容器的焊接技術(shù)
1、窄間隙埋弧的焊接技術(shù)
針對厚壁的壓力容器的焊接，當(dāng)壁厚超過100mm時(shí)，繼續(xù)用普通的U型或V型坡13的焊接方法的話，不僅僅是浪費(fèi)了材料、能源、人力物力和時(shí)間，更重要的是是很難焊接成功的。于是，就有不少企業(yè)開始應(yīng)用各種功能形式的窄間隙焊接技術(shù)。
窄間隙埋弧的焊接設(shè)備中除了一些基本的功能之外，還用該注意一些重要的功能：比如，一定要有靠譜的雙側(cè)橫向和高效率的自動(dòng)跟蹤功能，每條焊道在不過多熔入母材金屬的基礎(chǔ)上都要和均勻的坡口側(cè)壁有較好的熔合；焊道應(yīng)該盡可能的薄而且要寬，因?yàn)榭梢猿浞值睦煤竺婺堑篮傅澜?jīng)過焊接時(shí)候的熱量對前一個(gè)焊道的熱影響區(qū)進(jìn)行比較有效的熱處理，從而改善了過熱粗晶區(qū)的性能；另一方面還要具有比較高的熔敷效率，以此來提高焊接的生產(chǎn)率，而又不會(huì)對母材造成比較大的熱輸入從而影響母材熱影響區(qū)性能等。
由我國自行研發(fā)的雙絲窄間隙埋弧焊的發(fā)明專利技術(shù)就是充分考慮并且具備上面的功能而發(fā)明的，其兩根焊絲的布置是成空間交叉的形式，這種形式可以解決厚壁容器的焊接效率和質(zhì)量之間的矛盾。前絲：向側(cè)、向后方傾斜，焊絲端頭要靠近側(cè)壁，以保證其電弧對側(cè)壁進(jìn)行均勻的熔合，但是又不會(huì)造成強(qiáng)烈的側(cè)壁沖刷。眾所周知，在埋弧焊的過程中電流的波動(dòng)是無法避免的，假如焊絲垂直的指向側(cè)壁的話，焊接的參數(shù)的波動(dòng)會(huì)很容易造成過于大而熔入側(cè)壁中，從而對焊縫金屬成分的均勻性造成影響。后絲：垂直向下并且離側(cè)壁比較遠(yuǎn)，其電弧有利于形成比較寬而且薄的焊道，不僅能提高熔敷率，又不會(huì)使母材太大從而熱輸入，并且可以利用后續(xù)的焊道焊接時(shí)的熱量來改善熱影響區(qū)中的過熱粗晶區(qū)的組織。
就目前來說，無論是從技術(shù)的成熟度還是實(shí)際的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，窄間隙埋弧焊的方法都比窄間隙氣體保護(hù)焊的方法可靠。窄間隙氣體保護(hù)焊方法的坡口比較窄，最主要的問題是不能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)跟蹤和不能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定可靠的跟蹤，所以對坡的寬度的誤差要求比較嚴(yán)格，并且操作的人要有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，不然比較容易出現(xiàn)焊接的缺陷。企業(yè)在選擇窄間隙焊接方法的時(shí)候，一定要根據(jù)本身的條件以及產(chǎn)品對象的特點(diǎn)來做出選擇，其首要的指標(biāo)是要考慮其可靠性以及穩(wěn)定性。
2、壓力容器用耐熱鋼焊接要點(diǎn)
預(yù)熱與層間溫度在Cr-Mo鋼的焊接特點(diǎn)中提到的冷裂紋、熱裂紋及消除應(yīng)力裂紋，都與預(yù)熱及層間溫度相關(guān)。一般來說，在條件許可下應(yīng)適當(dāng)提高預(yù)熱及層間溫度來避免冷裂紋和再熱裂紋的產(chǎn)生。
焊后熱處理對于低合金耐熱鋼，焊后熱處理的目的不僅是消除焊接殘余應(yīng)力，而且更重要的是改善組織提高接頭的綜合力學(xué)性能，包括提高接頭的高溫蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，降低焊縫及熱影響區(qū)硬度，還有就是使氫進(jìn)一步逸出以避免產(chǎn)生冷裂紋。
后熱和中間熱處理Cr-Mo鋼冷裂傾向大，導(dǎo)致生產(chǎn)裂紋的影響因素中，氫的影響居首位，因此，焊后（或中間停焊）必須立即消氫。一般說來，Cr-Mo鋼容器的壁厚、剛性大、制造周期長，焊后不能很快進(jìn)行熱處理，為防裂并穩(wěn)定焊件尺寸，在主焊縫（或主焊縫和殼體接管焊縫）完成后進(jìn)行比最終熱處理溫度低的中間熱處理。這類鋼的后熱溫度一般為300-350℃，也有少數(shù)制造單位取350-400℃的。中間熱處理規(guī)范隨鋼種、結(jié)構(gòu)、制造單位的經(jīng)驗(yàn)而異，一般中間熱處理溫度為（620-640℃）±15℃。
焊接規(guī)范的選擇焊接線能量、預(yù)熱溫度和層間溫度直接影響到焊接接頭的冷卻條件，一般來說，焊接線能量越大，冷卻速度越慢，加之伴有較高的預(yù)熱和層間溫度，就會(huì)使接頭各區(qū)的晶粒粗大，強(qiáng)度和韌性都會(huì)降低。對于低合金耐熱鋼而言，對焊接線能量在一定范圍內(nèi)變化并不敏感，也就是說，允許的焊接線能量范圍較寬，只有當(dāng)線能量過大時(shí)，才會(huì)對強(qiáng)度和韌性有明顯的影響，所以為了防止冷裂紋的產(chǎn)生，焊接時(shí)線能量不要過小。
3、彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)
在實(shí)際使用過程中，在經(jīng)歷長期的使用之后，不少壓力容器的接管內(nèi)壁都會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。所以，在制造各種壓力容器的過程中，需要在其接管內(nèi)壁堆焊不同的不銹鋼耐磨層。但是，在實(shí)際操作過中，會(huì)極大的提高彎管內(nèi)部堆焊設(shè)備的設(shè)計(jì)難度。在實(shí)際進(jìn)行焊接的時(shí)候，如果對30°彎管內(nèi)壁的堆焊無法滿足90°彎管實(shí)際焊接要求的時(shí)候，則需要將90°的彎管分為三部分，對三部分進(jìn)行分步焊接之后，才能組合在一起，完成對90°彎管的焊接工作。但是，這樣的焊接過程顯然費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率較低。于是，隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，彎管內(nèi)壁自動(dòng)堆焊技術(shù)開始被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中。
1、30°彎管內(nèi)壁堆焊。
30°彎管內(nèi)壁堆焊的具體方式是沿圓周環(huán)自動(dòng)堆焊，具體操作為：自動(dòng)堆焊機(jī)利用5軸進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，按照葉定的數(shù)學(xué)模型對焊道進(jìn)行自動(dòng)排列。工件保持3軸運(yùn)動(dòng)，第一，保持勻變速旋轉(zhuǎn)，并保證與焊槍的擺幅寬窄變化情況一致相，焊接速度保持恒定；第二，每焊一圈，便對擺角進(jìn)行變位，保證下一圈焊縫位于與焊槍垂直的平面之內(nèi)；第三，工件焊一圈，進(jìn)行平移變位，保證下一圈焊縫的圓心位于旋轉(zhuǎn)中心。焊接機(jī)頭進(jìn)行2軸運(yùn)動(dòng)，完成一圈堆焊，焊槍即需要后退一個(gè)位移，然后進(jìn)行下一圈堆焊；焊接的時(shí)候，焊槍要保持變擺幅運(yùn)動(dòng)，保證堆焊層厚度的均勻性和一致性。具體參照的數(shù)學(xué)模型要以彎管的曲率半徑和內(nèi)徑為參考。同時(shí)，為了保證自動(dòng)堆焊的穩(wěn)定性，設(shè)備還需要具有弧壓自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，以及斷點(diǎn)記憶和自動(dòng)復(fù)位等功能。
2、90°彎管內(nèi)壁堆焊。
90°彎管內(nèi)壁堆焊是沿著彎管母線的縱向自動(dòng)堆焊，具體方法為：將工件安裝在二維變位機(jī)上，通過工件的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行焊接；工件翻轉(zhuǎn)，每一條焊道都保持平焊位置；90°彎曲焊槍安裝于三維導(dǎo)軌上，保證焊槍的自動(dòng)變位。
結(jié)束語
只有保證較高的焊接質(zhì)量，才能保證各種壓力容器的安全運(yùn)行，防止各種事故的出現(xiàn)，最大程度保障操作人員的安全。因此，不斷分析研究各種新型的焊接技術(shù)，提高焊接技術(shù)的水平，是各壓力容器制造廠家十分關(guān)注的課題。
參考文獻(xiàn)
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摘要：工程機(jī)械焊接工藝作為一項(xiàng)新興的高科技技術(shù),在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中影響日益顯著，其發(fā)展程度已經(jīng)成為判斷國家工業(yè)化水平的重要指標(biāo)。為適應(yīng)市場需求,工程機(jī)械焊接技術(shù)也經(jīng)歷了多次變革,焊接質(zhì)量和效率都有很大幅度的提高。本文從工程機(jī)械焊接工藝的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、原理及其相關(guān)技術(shù)的分析入手,探討焊接工藝的現(xiàn)狀,預(yù)測其未來的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；焊接工藝；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
1工程機(jī)械焊接工藝的基本特征
工業(yè)建設(shè)中，作業(yè)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙的指導(dǎo)下，將機(jī)械設(shè)備的零件按照一定規(guī)范進(jìn)行組裝應(yīng)用，使其成為相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。在該過程中，工業(yè)生產(chǎn)人員通過局部加熱方式的應(yīng)用，使得分離的材料或零件連接成為一體的作業(yè)過程被稱為機(jī)械焊接。從焊接過程來看，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、連接形式多樣、尺寸外形龐大、零部件笨重是復(fù)雜機(jī)械焊接的基本特征。
2工程機(jī)械焊接工藝的基本焊接結(jié)構(gòu)件及其工藝技術(shù)
工程機(jī)械焊接工藝基本焊接結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)工程機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件主要包括框架式結(jié)構(gòu)件。目前工程機(jī)械焊接件的主要特點(diǎn)有以下幾種：一是為了符合現(xiàn)在大型工程設(shè)備的性能需求，一般焊接件尺寸大、焊接焊縫多，這對焊接縫的形成質(zhì)量提出了很高的要求；二是為了減輕工程機(jī)械設(shè)備的自重量、提高工程機(jī)械設(shè)備性能而運(yùn)用的高強(qiáng)度材料，使得對于焊接工藝和設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性有著更高的要求；三是由于工程機(jī)械在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，焊接結(jié)構(gòu)的樣式也要向個(gè)多元化的方向發(fā)展。工程機(jī)械焊接工藝相關(guān)技術(shù)近年來隨著各種高新技術(shù)的出現(xiàn)，結(jié)合傳統(tǒng)的焊接工藝，形成了較為成熟的現(xiàn)代化焊接工藝技術(shù)。首先，有激光焊接技術(shù)，通過激光的輻射作用，對加工的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行表面加熱，使得處于最表面的熱量通過熱傳導(dǎo)的作用逐步向結(jié)構(gòu)件內(nèi)部傳導(dǎo)，從而讓結(jié)構(gòu)件徹底融化，形成能夠?qū)嵭泻附拥奶囟ㄈ鄢亍＿@種焊接技術(shù)以其焊接深度大、焊接速度快的優(yōu)勢受到各種高精尖制造領(lǐng)域的青睞。其次，還有攪拌摩擦焊接工藝，這種工藝方法是利用結(jié)構(gòu)件在高速的攪拌過程中所產(chǎn)生的超強(qiáng)力摩擦熱和物件形變釋放的高溫使得結(jié)構(gòu)件自身融化，進(jìn)一步完成異種材料之間的相互融合焊接。
3機(jī)械焊接工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀及其未來新走向
當(dāng)前環(huán)境下，工業(yè)化機(jī)械化建設(shè)的不斷推進(jìn)，使機(jī)械焊接工藝更新更加迅速。就目前而言，機(jī)械焊接工藝的組織形式、焊接方法和工藝具有以下特征：（1）焊接組織發(fā)展現(xiàn)狀。固定式焊接和移動(dòng)式焊接是工程機(jī)械焊接的兩種基本組織形式。實(shí)際應(yīng)用過程中，針對不同的焊接產(chǎn)品，其焊接形式各有差異。就固定式焊接工藝而言，包含了集中固定式焊接和分散固定式焊接兩種基本方式。集中固定式焊接工藝應(yīng)用過程中，焊接車床的應(yīng)具有唯一性。一般情況下，其應(yīng)用于小批量機(jī)械生產(chǎn)。而當(dāng)焊接的機(jī)械設(shè)備擁有一定的批量規(guī)格，機(jī)械生產(chǎn)人員就需對其進(jìn)行分散固定式焊接生產(chǎn)。具體而言，其將焊接的過程進(jìn)行節(jié)點(diǎn)劃分，并在部件焊接、組件焊接和整機(jī)焊機(jī)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備的高效率生產(chǎn)和應(yīng)用。與固定式焊接相比，移動(dòng)式焊接在地點(diǎn)和人員上具有差異性。通常而言，其焊接設(shè)備會(huì)不斷地進(jìn)行焊接地點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，由此使得其焊接人員具有不固定性。從機(jī)械焊接過程來看，這種焊接方式應(yīng)用與較大批量的焊接生產(chǎn)當(dāng)中。其中，汽車生產(chǎn)的流水線焊接就是這種焊接方式的典型代表。（2）焊接方法應(yīng)用現(xiàn)狀。新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，多樣性是機(jī)械焊接方法應(yīng)用的主要特征；具體而言，交換的方法，所述匹配方法、修理方法、調(diào)整方法都是常見的類型的焊接。在焊接實(shí)踐中，焊接內(nèi)容和要求是不同的，并且焊接方法的選擇是不同的。因此，工業(yè)生產(chǎn)人員應(yīng)準(zhǔn)確地控制加工精度、零件的差和機(jī)械設(shè)備的焊接精度，從而保證了焊接方法的科學(xué)合理的選擇。焊接方法具體選擇過程如下：機(jī)械焊接實(shí)踐中，若設(shè)備的焊接要求較為嚴(yán)格，且具有較高的焊接效率要求，此時(shí)，施工人員應(yīng)采用互換法對其進(jìn)行焊接施工。在此基礎(chǔ)上，若要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)精度的準(zhǔn)確把控，焊接過程就應(yīng)選用調(diào)整法進(jìn)行具體的焊接施工。而修配法在應(yīng)用過程中對零件的規(guī)范要求較為嚴(yán)格，其不能進(jìn)行零件內(nèi)容的隨意互換。需要注意的是，預(yù)留修配余量是修配焊接法應(yīng)用質(zhì)量提升的關(guān)鍵所在。實(shí)踐過程中，工業(yè)生產(chǎn)人員只有在具體焊接要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行焊接方法應(yīng)用特征的具體把控，并做到焊接方法的高質(zhì)量選擇，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備焊接質(zhì)量的有效提升，進(jìn)而促進(jìn)工程生產(chǎn)效率和質(zhì)量的不斷發(fā)展。（3）焊接工藝操作現(xiàn)狀。焊接方法在具體過程中的應(yīng)用，所述銷連接的過程中，螺紋連接過程中，創(chuàng)新出更加符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的新型焊接工藝。工程機(jī)械焊接工藝的未來發(fā)展新趨勢。工程機(jī)械焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢目前，工程機(jī)械行業(yè)焊接過程中的節(jié)能CO2氣體保護(hù)焊接工藝不是很高。工程機(jī)械廠必須加快進(jìn)程進(jìn)行技術(shù)改造并促進(jìn)CO2焊接工藝。在全球工業(yè)化背景下，加大推廣低成本高效率少人工化自動(dòng)焊接。隨著焊接技術(shù)的快速發(fā)展，新的工藝已經(jīng)出現(xiàn)，例如沒有氣體焊接氬氣的脈沖氣體保護(hù)焊機(jī)，焊縫很漂亮；雙線氣體保護(hù)焊是奧地利FroniusMGA焊接系統(tǒng)開發(fā)的最新高速焊接系統(tǒng)。最大的優(yōu)點(diǎn)是焊接速度。快，焊縫外觀漂亮，成本低于埋弧焊，有廣泛的應(yīng)用前景。在未來，電阻焊技術(shù)需要中等和高功率為主要研究內(nèi)容和發(fā)展方向。大量事實(shí)證明，低成本、高效率、節(jié)能環(huán)保、自動(dòng)化無須人工控制的工程機(jī)械焊接工藝更符合未來全球化工業(yè)發(fā)展的新趨勢。電磁兼容技術(shù)將促進(jìn)和在焊接設(shè)備施加，并且將大大發(fā)展自動(dòng)焊接技術(shù)。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，焊接設(shè)備取得了前所未有的進(jìn)展。中國的工程機(jī)械焊接工藝將會(huì)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、節(jié)能化、高效化和環(huán)保化的發(fā)展。CO2焊機(jī)具備高效率低成本的優(yōu)點(diǎn)，與手工電弧焊相比，其生產(chǎn)效率高幾倍，節(jié)電效果是顯著的，生產(chǎn)成本低，焊道精美形成，并且它具有高效率和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)一些調(diào)查，我國生產(chǎn)的焊機(jī)主要是手工電弧焊機(jī)，約占焊機(jī)總數(shù)的80%，而只有一小部分是CO2焊機(jī)。焊接機(jī)具有單一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和很少的產(chǎn)品類型。焊機(jī)需要改進(jìn)自我控制和數(shù)字化的程度。未來，建議開發(fā)逆變焊接電源和自動(dòng)、半自動(dòng)焊接機(jī)和CO2焊接機(jī)。特種焊接設(shè)備、焊接機(jī)器人、輔助工具等將是未來發(fā)展的重點(diǎn)。焊接機(jī)器人或焊接專用機(jī)器代替焊接機(jī)操作，這改善了工人的工作條件，節(jié)省了勞動(dòng)力，人類重復(fù)工作的替代是未來提高制造業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的必然趨勢。這也是企業(yè)轉(zhuǎn)變用工成本的方式。然而，焊接機(jī)器人僅僅是一個(gè)機(jī)器人。它不能獨(dú)立工作。它還需要定位器和專用夾具的組合，以形成提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率，焊接機(jī)器人工作站，使文明生產(chǎn)。自動(dòng)焊接機(jī)是用于某些類型的建筑機(jī)械的成本有效的自動(dòng)化設(shè)備。焊接機(jī)較焊接機(jī)器人而言，焊接機(jī)更便于操作，更方便維護(hù)，焊接效率更高，成本更低。這些優(yōu)勢將成為焊接工藝未來發(fā)展的新走向，更適于我國工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展。
4結(jié)語
我國當(dāng)前處在工業(yè)發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，工業(yè)化水平達(dá)到一定高度后，在國際上的工業(yè)地位主要依靠焊接技術(shù)及焊接設(shè)備的水平。很大程度上高效、節(jié)能、環(huán)保、安全和可靠性是工程機(jī)械的未來發(fā)展的重要趨勢。一方面，我國的焊接技術(shù)必須不斷開發(fā)新的焊接方法和焊接設(shè)備，同時(shí)不斷提高焊接自動(dòng)化，提高焊機(jī)工廠普及化，盡量減少人工焊接操作，提高各項(xiàng)安全焊接指標(biāo)，砥礪前行，認(rèn)真鉆研出更加符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的焊接工藝技術(shù)，采用新技術(shù)和新設(shè)備。努力推動(dòng)焊接技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：激光焊接、汽車、應(yīng)用
Abstract: With the growing of China's auto consumption, upgrading and maintenance of the car is also imperative, along with the upgrade of the auto industry, the rapid development of laser welding technology in the automotive industry, which, although there are many short board and in thethis is undoubtedly a big step forward, and laser welding technology will gradually become the mainstream technology of the car upgrades in the future can be predicted.
Keywords: laser welding, automotive, application.
中圖分類號(hào)： P755.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、緒論
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，激光技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。激光焊接技術(shù)因其具備高精度、深穿透、高能量密度、適應(yīng)性強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，受到了航空航天、機(jī)械電工、汽車制造等領(lǐng)域的高度重視。在汽車制造業(yè)中，無論是車身組裝，還是汽車零部件的生產(chǎn)尤其是在汽車零部件的生產(chǎn)中，激光焊 獲得了一致好評(píng)，也得到了廣泛的應(yīng)用。焊接工序在汽車生產(chǎn)加工過程中時(shí)一項(xiàng)不可或缺的工序。汽車組裝中最主要的車架、車橋、車身、車廂、變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)等眾多零部件的生產(chǎn)加工，也都離不開焊接工藝。在眾多焊接技術(shù)中，各個(gè)汽車生產(chǎn)廠已更加重視激光焊接的發(fā)展和應(yīng)用，在生產(chǎn)的輕量化、高強(qiáng)度的今天，高強(qiáng)度鋼板、合金鋼、不銹鋼及鋁合金也早已被應(yīng)用到轎車車身的生產(chǎn)當(dāng)中，在焊接不銹鋼、鋁合金等材料時(shí)，激光焊接技術(shù)有著無與倫比的出色效果。在當(dāng)前，激光焊接技術(shù)已經(jīng)成為最先進(jìn)的汽車制造工藝之一。激光焊接技術(shù)不僅在汽車齒輪（包括聯(lián)體齒輪）、變速器、濾油器、空調(diào)帶輪和液壓挺桿等零部件中得到廣泛應(yīng)用，就連車頂、車門、行李箱和發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等車體部位的激光焊接應(yīng)用也受到廣泛的認(rèn)可。
二、激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的現(xiàn)狀
1、激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的優(yōu)點(diǎn)
激光焊接技術(shù)在汽車零部件加工方面幾乎可以達(dá)到完美的要求，在效率經(jīng)濟(jì)、安全、強(qiáng)度、抗腐蝕等方面有著良好的性能。汽車的零部件價(jià)值占汽車總價(jià)值很大的比重，采用激光焊接工藝可以使汽車零部件的性能得到顯著改善，也提高汽車的品質(zhì)。也已成為工業(yè)制造領(lǐng)域主流的標(biāo)記方式，具備以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）熱影響區(qū)域的變化范圍會(huì)較小，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)而產(chǎn)生的變形也相對較低；
（2）不受空間大小的影響，可焊接小型或間隔較近的零部件；
（3）無需使用電極，因此沒有電極污染，而且該焊接工藝不屬于接觸式焊接夠有效地降低器具的變形和耗損；
（4）不會(huì)受磁場的干擾；
（5）焊接品質(zhì)較好，生產(chǎn)效率高，很好實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
（6）可以焊接的材料種類眾多，并且各種不同材質(zhì)的材料或不同物性的兩種金屬都可以接合；
（7）提高了生產(chǎn)效率和提升了產(chǎn)品質(zhì)量。例如：有了激光焊接技術(shù)，原本必須要使用鑄造工藝的汽車零部件就可以改為沖壓工藝，因此就相應(yīng)的減輕了零部件的重量，不僅節(jié)約了原料，而且也符合當(dāng)前汽車行業(yè)輕量化的大趨勢。在以前，汽車變速器或傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪組是整塊材料經(jīng)過很多種金屬切削加工方式、多道工序才可以完成，耗費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力。現(xiàn)在眾多歐美等發(fā)達(dá)國家的零部件商將齒輪組分解為很多個(gè)小的部分，分別加以生產(chǎn)加工，再經(jīng)過激光焊接技術(shù)，不僅能保證零件的強(qiáng)度，而且加快了生產(chǎn)速度，簡化了工藝，還可以節(jié)省大量的鋼材。
2、激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的不足
（1）激光焊接要求焊件的位置非常地精確，務(wù)必要在激光束的聚焦范圍內(nèi)。
（2）在焊件需使用夾具的時(shí)侯，必須要確保焊件的最終位置與激光束將沖擊的焊點(diǎn)精密對準(zhǔn)。
（3）能量轉(zhuǎn)換效率不是很高，通常可能會(huì)低于10%。
（4）激光焊接的設(shè)備十分昂貴等。
三、激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的運(yùn)用
近年來，西方那些工業(yè)發(fā)達(dá)國家在生產(chǎn)家用轎車時(shí)，將近60%的汽車零部件就采用的是激光焊接技術(shù)加以生產(chǎn)。它被廣泛的應(yīng)用到變速齒輪、半軸、傳動(dòng)軸、散熱器、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、增壓器輪軸、底盤等許多汽車部件的生產(chǎn)制造中，并且已經(jīng)成為汽車零部件制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。
在焊接齒輪方面，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造理念已被激光焊接工藝從根本上改變了，激光焊接工藝為齒輪箱體類部件的生產(chǎn)加工提供了更具有經(jīng)濟(jì)性和更為緊湊的結(jié)構(gòu)。例如：在奔馳公司的家用車系列變速箱齒輪中，就廣泛地采用了激光焊接技術(shù)。與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比，激光焊接技術(shù)不但減少了工序，節(jié)約了昂貴的原材料，而且大幅度提高了生產(chǎn)效率，并且還使得齒輪箱 結(jié)構(gòu)更為緊密。在另一方面，齒輪與傳動(dòng)軸經(jīng)過激光深熔焊已經(jīng)熔化為一體，相比原來的齒輪和傳動(dòng)軸，無論是從使用精度還是從傳遞扭矩要求上，都會(huì)有很大的提升。
1、美國的阿符科公司研制的功率為15 kW的HPL工業(yè)用CO2激光焊接機(jī)，用它來焊接汽車轉(zhuǎn)動(dòng)組件的兩個(gè)齒輪，焊接時(shí)間縮短至1 s，因此每小時(shí)就可以焊接1 000 多件。
2、在世界范圍內(nèi)汽車工業(yè)領(lǐng)先的德國，因?yàn)椴粩嗟募夹g(shù)創(chuàng)新和擁有先進(jìn)的汽車零件加工技術(shù)和裝備而收到很大的益處。在這中間，起到了重要的作用就是激光加工設(shè)備。一家擁有10多年經(jīng)驗(yàn)的德國思泰科工業(yè)技術(shù)公司（S I T E C），它是專們從事激光加工設(shè)備的研發(fā)和制造的企業(yè)，也是歐洲眾多知名廠商的合作伙伴，應(yīng)用在德國大眾汽車公司、西門子VDO公司等眾多廠商的L W S系列激光加工中心就是由其生產(chǎn)的。以V A R I O M O D U L為基礎(chǔ)，S I T E C公司結(jié)合最先進(jìn)的激光加工設(shè)備，組成模塊化和靈活性很強(qiáng)的柔性生產(chǎn)線，從而實(shí)現(xiàn)了汽車零部件的高效率自動(dòng)裝配和測試。
3、然而就目前情況來看，除了上海通用的P o l o、上海大眾車型等幾家中外合資企業(yè)的國產(chǎn)化車型在制造過程中都采用了激光焊接技術(shù)，國內(nèi)的諸多自主企業(yè)對于汽車白車身的激光焊接技術(shù)目前尚處在探索的階段。國內(nèi)也有一些自主汽車品牌企業(yè)在其新車型上對激光焊接技術(shù)進(jìn)行研發(fā)應(yīng)用，其中有華晨、奇瑞和吉利汽車也都在進(jìn)行相關(guān)的嘗試，并且作為先進(jìn)的制造技術(shù)被業(yè)內(nèi)人士廣泛的接受，然而就目前的情況來看，激光焊技術(shù)主要是依靠引進(jìn)國外成套裝備或零件生產(chǎn)線。隨著車身件制造及裝配精度的提高，以及用于車身表面覆蓋件連接的激光釬焊技術(shù)的出現(xiàn)，車頂蓋激光焊接逐漸被激光釬焊所取代，車頂激光釬焊也成為可直接在車身表面實(shí)施連接的新技術(shù)（ 奔馳公司在C級(jí)車后立柱上采用了激光填絲焊接，也屬于少數(shù)車身表面焊接技術(shù)之一）。目前，德國大眾汽車公司的車頂焊接幾乎全部是激光釬焊，車型包括MAGOTAN、新Audi A6、Golf5等。激光釬焊于1998年最早用在大眾公司生產(chǎn)的Bora車身覆蓋件——行李箱蓋的表面連接。至今行李箱蓋激光釬焊已成為車身激光焊接的一個(gè)典型應(yīng)用。
四、結(jié)語
伴隨我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，汽車消費(fèi)必然會(huì)堅(jiān)挺很久，激光焊接技術(shù)在汽車升級(jí)過程中的無可替代的作用已然昭顯，因此，重視激光技術(shù)焊接的不足，努力改進(jìn)，并把激光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)充足發(fā)揮，這是未來激光技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，也是汽車升級(jí)的客觀需要.
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關(guān)鍵詞：管道 安裝 STT焊
1.工程概況
天津港30萬噸級(jí)原油碼頭工程是天津港重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。中交一航局一公司承建1G—E段、I-J段的輸油管道，需要安裝管線（φ1016×12mm）18850米，立式和水平補(bǔ)償器共98個(gè)。施工區(qū)域見圖1。
2.施工現(xiàn)狀及難點(diǎn)
①作業(yè)環(huán)境： 1G—E段工藝管線安裝施工區(qū)域全部在海上，管架旁僅有一條4.5米寬棧橋作為施工通道，兩側(cè)全為海，安裝的管道管徑較大，每米重300公斤，必須動(dòng)用吊車；棧橋是水工項(xiàng)目部的通道，棧橋兩側(cè)水工需要做護(hù)輪坎，砼面層，交叉施工，相互干擾。同時(shí)，海上作業(yè)受天氣的影響較大，大風(fēng)、濕度大的情況下需要停止作業(yè)，防止焊縫質(zhì)量受到影響。
②管道焊接質(zhì)量及人員技能要求：管道焊縫按比例進(jìn)行無損檢測，超聲波質(zhì)量等級(jí)要求Ⅰ級(jí)，X射線檢測不低于Ⅱ級(jí)，且Ⅱ級(jí)片數(shù)量占整個(gè)X光片不得高于20%。輸油管道屬于特種設(shè)備，質(zhì)量監(jiān)督部門對材料、焊接工藝、人員等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)檢。
3.項(xiàng)目施工目標(biāo)
安全、優(yōu)質(zhì)、高效、如期完成；吸收當(dāng)今先進(jìn)的管道焊接技術(shù)，加大對高性能設(shè)備的投入，做好先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的結(jié)合；增強(qiáng)企業(yè)實(shí)力，拓寬公司經(jīng)營。
4.安裝工藝流程優(yōu)化4.1傳統(tǒng)方法
由于棧橋只有4.5米寬且有90°-135°拐點(diǎn)4個(gè)，管架之間的間距平均在17米，單根管道一般在12.2米，同一管架上敷設(shè)2根管道，12噸汽車吊單重16噸，支腿全部展開時(shí)，寬度4.8米，管架距墩臺(tái)底部2.55米，棧橋兩墩臺(tái)之間設(shè)計(jì)載重不超過20噸。另外，焊接所用的發(fā)電機(jī)、氬氣、乙炔等材料、工具也得占一定的位置。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，要保證管道架在兩個(gè)基礎(chǔ)上，只能先預(yù)制，不能采用單根上架。如果在棧橋上焊接一段管道再吊到管架上，將會(huì)出現(xiàn)以下問題：管道用小車運(yùn)上棧橋，因?yàn)闂蛘掖嬖诠拯c(diǎn)，無法運(yùn)輸。由于中間得空出吊車的停車位，兩根管道無法同時(shí)敷設(shè)，只能單根敷設(shè)，在棧橋上預(yù)制36米長管道再吊到管架上，同一根不能一次連接完。12噸吊車工作半徑有限，最大補(bǔ)償器外型尺寸為22米×11米，整體補(bǔ)償器無法起吊，所有水平補(bǔ)償器需要搭建鋼平臺(tái)，焊接完成后需要拆除，移到下一補(bǔ)償器平臺(tái)。棧橋上施工，占用棧橋太多地方，也會(huì)影響水工部門的正常施工。
4.2優(yōu)化后的安裝工藝
我們在南疆碼頭建立預(yù)制場，根據(jù)需要預(yù)制出長短不同的預(yù)制直管段，水平補(bǔ)償器采用整體預(yù)制，再由船運(yùn)至施工現(xiàn)場，直接擺放到管架上，立式補(bǔ)償器采用分段預(yù)制，將橫臂預(yù)制完穿進(jìn)跨線橋，整體安裝，兩豎臂預(yù)制完運(yùn)上棧橋，然后連接。海上管線連接采用搭建焊接平臺(tái)，進(jìn)行管道焊接，盡量不占用棧橋，保證棧橋上交通暢通。工藝流程見圖2。
5.焊接工藝優(yōu)化
5.1傳統(tǒng)管線焊接工藝
傳統(tǒng)管道焊接工藝一般有兩種：
①氬電聯(lián)焊。采用氬弧打底，手工電弧焊填充、蓋面。常用于管廊工藝管線施工。②纖維素焊條下向焊。主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：焊接速度快，生產(chǎn)效率高。因該種焊條鐵水濃度低，不淌渣，比由下向上施焊提高效率50%。焊接質(zhì)量好，纖維素焊條焊接的焊縫根部成形飽滿，電弧吹力大，穿透均勻，焊道背面成形美觀，抗風(fēng)能力強(qiáng)，適于野外作業(yè)。
5.2傳統(tǒng)焊接工藝的在本項(xiàng)目擬用評(píng)價(jià)
氬電聯(lián)焊生產(chǎn)效率低，施工人員多，施工范圍大；現(xiàn)場作業(yè)狹窄，不能滿足我公司水工項(xiàng)目與管線安裝交叉作業(yè)的工期要求。下向焊技術(shù)焊材昂貴，纖維素焊材為普通焊材的7倍，自保護(hù)焊絲是普通焊材的10倍以上，且掌握該焊接技術(shù)的人員少，費(fèi)用高。若采用此焊接技術(shù)，將大大增加施工成本。
5.3公司的技術(shù)資源優(yōu)勢
公司因長時(shí)間利用埋弧焊接技術(shù)從事鋼樁生產(chǎn)，技術(shù)成熟，人員經(jīng)驗(yàn)比較豐富。埋弧焊接的特點(diǎn)：熔深大，生產(chǎn)率高。由于可以使用大電流，增大了單位時(shí)間內(nèi)焊絲熔化量，顯著地提高了生產(chǎn)效率。若同手工電弧焊比較，板厚為12mm時(shí)，埋弧焊速度可達(dá)50～80cm/min，手工電弧焊則不超過10～13cm/min，埋弧焊速度是手工電弧焊速度的3～4倍，特別是雙絲（或多絲）以及帶狀電極的采用，更加提高了埋弧焊的生產(chǎn)效率。焊接質(zhì)量穩(wěn)定，表面美觀。焊縫的質(zhì)量不受焊工的情緒及其疲勞程度的影響，焊縫的質(zhì)量主要取決于自動(dòng)焊機(jī)調(diào)整的優(yōu)劣以及原材料（即焊件、焊絲和焊劑）的質(zhì)量。
5.4管道自動(dòng)氣保和表面張力過渡根焊技術(shù)相結(jié)合
①管道全位置自動(dòng)焊接就是指在管道相對固定的情況下，焊接小車帶動(dòng)焊槍沿軌道圍繞管壁運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)填充、蓋面的自動(dòng)焊接。一般而言，全位置自動(dòng)焊接裝置由焊接小車、行走軌道、自動(dòng)控制系統(tǒng)等部分組成。全位置自動(dòng)焊接裝置的優(yōu)點(diǎn)就是為了提高焊接質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
②表面張力過渡根焊設(shè)備如林肯公司開發(fā)的STT（The Surface Tension Transfer）CO2氣保焊電源技術(shù)和設(shè)備，以其柔和的電弧，極小的飛濺和極佳的打底焊質(zhì)量成為管道焊接，特別是打底焊首選的方法之一。在壓力管道的焊接中，STT焊是一種廉價(jià)、高效的焊接方法。傳統(tǒng)的CO2氣保護(hù)焊不能從根本上解決焊接飛濺大、焊縫成形不理想的問題。而采用波形控制技術(shù)的STT型CO2半自動(dòng)焊機(jī)，保證了焊接過程穩(wěn)定，焊縫成形美觀，干伸長變化影響小，顯著降低了飛濺，最終結(jié)果可減低飛濺達(dá) 90%，煙霧達(dá)50%以上，以及減低造成變形、燒穿和發(fā)熱，減輕了焊工勞動(dòng)強(qiáng)度。由于STT技術(shù)的熔滴過渡是依靠液態(tài)金屬的表面張力來實(shí)現(xiàn)的，有其自身特別的采用動(dòng)態(tài)控制的一種焊接方法。因此在焊道上產(chǎn)生的熔池很小且很集中以其優(yōu)異的性能拓寬了CO2半自動(dòng)焊在長輸管道施工中的應(yīng)用領(lǐng)域。
③本工程采用焊接技術(shù)—預(yù)制管線采用STT根焊，埋弧填充、蓋面公司仔細(xì)收集、研究這兩種焊接技術(shù)在國家大型工程中的應(yīng)用及效果。通過多方了解發(fā)現(xiàn)，管道自動(dòng)焊在國外已經(jīng)應(yīng)用，在國內(nèi)還在推廣，但技術(shù)并不十分完善，并且對防風(fēng)、管道組對間隙要求較為嚴(yán)格，不太適合海上施工，而表面張力過渡焊接技術(shù)在一些重大建設(shè)工程中應(yīng)用且反映較好。公司投入近60萬元購買了四臺(tái)林肯公司生產(chǎn)的STT-Ⅱ焊機(jī)和兩臺(tái)DC-400焊機(jī)，專門用于此項(xiàng)目。
該工程我們有獨(dú)立的預(yù)制場地，從焊接質(zhì)量、效率、成本、人員技能方面考慮，結(jié)合公司較為成熟的鋼管樁埋弧焊自動(dòng)焊接工藝，我們將現(xiàn)有焊接工藝改進(jìn)，后方預(yù)制管道采用STT根焊，埋弧焊填充、蓋面的焊接工藝。該焊接工藝將兩個(gè)者的優(yōu)點(diǎn)集合到一起，同時(shí)，降低了焊材成本。另外，STT-Ⅱ根焊設(shè)備最好配備內(nèi)對口器，這樣，可充分發(fā)揮STT焊接的技術(shù)優(yōu)勢。通過安裝工藝和焊接方法的優(yōu)化，該項(xiàng)目保證了良好的施工質(zhì)量和安裝進(jìn)度，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為公司今后安裝類似管道項(xiàng)目積累了經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
