時(shí)間：2023-06-02 11:34:10
開(kāi)篇：寫(xiě)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篇焊接方法，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
Abstract： Cast iron parts are widely used in the machinery manufacturing industry， such as frame， cylinder， cylinder head， cylinder liner， piston， winch frame， valves， hand wheel， bollard， etc.， which are made of cast iron， and have good casting performance. But various defects often appear in the casting and use of castings. The most commonly used repair method is cast iron welding. Cast iron has very high carbon content， so its weldability is very poor， and the welded casting is prone to various defects， which cannot achieve the actual requirements of the castings. In view of the problems above， this paper mainly introduces the organization of cast iron， and analyzes the mechanism of defect after welding of cast iron. Through several cast iron welding practice， the cast iron welding method and welding points are summed up.
Key words： cast iron；welding method；practice
中圖分類(lèi)號(hào)：TG143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）14-0179-02
0.15～0.20倍，螺絲埋下的深度為螺絲直徑的2倍，露出的高度等于螺絲直徑。裝螺絲時(shí)必須擰得很緊（見(jiàn)圖2）。
焊接時(shí)，先以螺絲為中心進(jìn)行環(huán)形焊接，待所有的螺絲都焊好后，然后進(jìn)行第一層焊接，采用直徑2～3毫米焊條，焊接電流60～120安培。以后各層改用4毫米焊條，焊接電流120～150安培進(jìn)行間斷焊接。焊接時(shí)注意不要使鑄件的溫度超過(guò)20～60℃（即不燙手）。
焊層的厚度不宜太大，當(dāng)逐漸的厚度大于20毫米時(shí)，就需要在螺絲間焊入加強(qiáng)鋼條，鋼條直徑為6～16毫米，長(zhǎng)度約100～160毫米，鋼條間距離20～35毫米，沿中心線來(lái)焊接鋼條，使鋼條與鑄件成一整體（見(jiàn)圖3）。用鋼焊條的方法冷焊鑄件，僅能保證接頭強(qiáng)度，但不能保證金屬的致密性，所以不能應(yīng)用此法焊補(bǔ)重要鑄件。
②用優(yōu)質(zhì)鑄鐵焊條冷焊。用于鑄鐵冷焊的優(yōu)質(zhì)鑄鐵焊條，有高釩鎳鐵、鎳銅鐵、銅鐵等焊芯的焊條（如我國(guó)生產(chǎn)的鑄116、鑄117、鑄308、鑄408、鑄508、鑄607等牌號(hào)），焊條中的合金成分可以改善焊縫組織，減少白口化現(xiàn)象，使焊縫具有良好的塑性，防止裂縫出現(xiàn)[3]。
根據(jù)這些焊條要求選用交直流或者直流反接法，采用的焊接電流應(yīng)為（30～40）α（α為焊條直徑）。焊接時(shí)，要求把焊縫分成長(zhǎng)度不大于50毫米的小段段焊接，目的是使鑄件不過(guò)渡受熱。距焊接部位50～70毫米處的溫度不應(yīng)超過(guò)60～70℃[4]（即不燙手）。每層焊后，必須用手錘熱態(tài)敲擊焊縫，使金屬組織更密致。
4 鑄鐵焊接方法的應(yīng)用
本文針對(duì)灰口鑄鐵的汽缸蓋裂縫進(jìn)行鑲補(bǔ)焊接，采用鑄鐵冷焊法完成鑄件的焊接過(guò)程（見(jiàn)圖4）。
①焊前準(zhǔn)備。先將裂縫兩端鉆孔，并把缺陷處挖成長(zhǎng)方孔，用同等厚度的低碳鋼鑲?cè)耄涌p處開(kāi)60度破口，厚度10～12毫米。
②焊接要求能承受1公斤壓力不漏水。
③焊補(bǔ)方法是采用冷焊法，焊條組扎而成（見(jiàn)圖5）。
焊接順序如圖6所示，先焊1、2、3、4，后焊A、B、C、D，每層均按此順序焊接。每層焊后要錘擊，不應(yīng)使鑄件過(guò)渡受熱，因此應(yīng)間斷進(jìn)行焊補(bǔ)。
④焊補(bǔ)結(jié)果，經(jīng)1.5公斤水壓檢驗(yàn)不漏。
5 結(jié)論
本文通過(guò)數(shù)次實(shí)踐，總結(jié)了鑄鐵焊接方法及施焊要點(diǎn)，并以灰口鑄鐵氣缸蓋的裂縫進(jìn)行鑲補(bǔ)焊接，對(duì)焊前準(zhǔn)備、焊接質(zhì)量要求、焊補(bǔ)方法、焊接順序及焊補(bǔ)結(jié)果檢驗(yàn)進(jìn)行了嚴(yán)格的要求與控制，完成了鑄件焊接全過(guò)程，經(jīng)過(guò)1.5公斤水壓檢驗(yàn)，鑄件密封性良好，沒(méi)有出現(xiàn)泄漏，達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。
參考文獻(xiàn)：
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焊接方法：
1、焊前將焊條放在烘干箱里烘干，烘箱的溫度應(yīng)調(diào)為350攝氏度，一小時(shí)后降至150度左右；
2、采用直流反接進(jìn)行焊接；
3、焊前要對(duì)焊件要去除油污，鐵銹水分等雜質(zhì)。否則容易出現(xiàn)氣孔等焊接缺陷；
4、焊接時(shí)電流可根據(jù)焊接位置調(diào)節(jié)大小，焊接短弧時(shí)電流不可過(guò)大；
5、焊條引弧后不要人為斷弧，一根焊條直接焊接完畢，中間不要停頓，如不小心斷弧，此時(shí)把焊條的藥皮子剝?nèi)ィ冻鲋虚g的鐵芯為止，這樣即可再次引弧。
（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）
【關(guān)鍵詞】BGA焊接；失敗原因；正確方法
首先要知道BGA技術(shù)（Ball Grid Array Package）即球柵陣列封裝技術(shù)。該技術(shù)便成為CPU、主板南北橋等高密度、高性能、多引腳芯片封裝的最佳選擇。BGA封裝引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP，從而提高了組裝成品率。采用了可控塌陷芯片法焊接，改善它的電熱性能。組裝可用共面焊接，能大大提高封裝的可靠性，并且使封裝CPU信號(hào)傳輸延遲小，適應(yīng)頻率可以提高很大。封裝本體厚度比普通QFP減少1/2以上，重量減輕3/4以上。因此BGA封裝為現(xiàn)今手機(jī)、筆記本電腦的小型化微型化作出了很大的貢獻(xiàn)。但因?yàn)檫B接兩端的錫球在裝好后是不能直接用肉眼看見(jiàn)的，也不容易檢查是否焊接成功。這都為返修更帶來(lái)了很大的難度，普通維修者采用就是萬(wàn)元左右的BGA返修臺(tái)。
圖一、BGA封裝芯片
第二、根據(jù)多年的維修經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)常見(jiàn)的BGA返修出問(wèn)題的原因：
1、焊接溫度不正確，過(guò)低會(huì)虛焊，過(guò)高會(huì)連焊短路甚至燒壞芯片，要搞清楚是有鉛和無(wú)鉛焊接。不同的錫鉛比例焊錫的熔點(diǎn)溫度不同，一般為180～230 ℃。無(wú)鉛焊錫，錫的熔點(diǎn)是231.89 ℃。2、焊接溫度的曲線不正確，容易發(fā)生虛焊和錫球變脆等導(dǎo)致可靠性不高的結(jié)果。3、靜電損壞芯片，在焊接操作過(guò)程中要特別注意靜電。4、機(jī)器因?yàn)樾酒瑢?dǎo)致花屏，更換元件一定要買(mǎi)新的無(wú)缺陷版本芯片來(lái)做BGA了，否則會(huì)出同樣的問(wèn)題。5、看看主板上的微小電容電阻等元件受熱是否脫落，導(dǎo)致主板電路不完整。6、芯片的植球是決定成敗的關(guān)鍵，如果一片錫球中有一個(gè)大小或高度與其他的不一樣，就要想辦法改正。7、吸錫帶不怎么吸錫，就涂一點(diǎn)焊錫膏在吸錫帶上，用一點(diǎn)剪一點(diǎn)，盡量用新的吸錫帶來(lái)吸錫。避免電烙鐵頭直接接觸焊盤(pán)，以免燒壞焊盤(pán)使焊盤(pán)脫落。8、用酒精和海綿清洗掉殘余焊錫膏并充分風(fēng)干，使焊盤(pán)干凈。9、用好隔熱膠帶，不是直接貼在元件上，而是貼在PCB板上讓翹起的部分來(lái)導(dǎo)熱風(fēng)，能阻止熱風(fēng)直接接觸脆弱的元件，在極其脆弱的地方要直接貼兩層，如GPU上。10、有的機(jī)器顯卡芯片上銅片一定要加，特別要注意顯卡芯片不要被銅片所壓壞。可以在加銅片的時(shí)候，同螺絲刀試探是否已經(jīng)不能滑動(dòng)，剛好不能滑動(dòng)時(shí)就不要擰螺絲了。為了讓銅片發(fā)揮出最高效率，原來(lái)的導(dǎo)熱硅脂要砌底清干凈。銅片兩面都要涂新的含銀硅脂，保證銅片和顯卡芯片的良好接觸。另外，為了防止含銀硅脂導(dǎo)致顯卡短路，要在顯卡芯片周?chē)媒^緣膠紙等材料把顯卡上的小電容小電阻全部覆蓋掉。
第三、BGA 芯片拆卸、焊接流程正確方法：
基礎(chǔ)知識(shí)：1、均勻加熱芯片，溫度不超過(guò)400 ℃，芯片是不會(huì)損壞的。2、BGA芯片的不同部位的加熱時(shí)溫差不能超過(guò)10 ℃。3、BGA芯片加熱溫度上升不能高于6 ℃ / S。4、目前大部分的BGA芯片是塑料封裝的，簡(jiǎn)稱(chēng)PBGA，因塑料材質(zhì)容易吸潮，拆封后須立即使用，否則在加熱過(guò)程中易產(chǎn)生“爆米花”效應(yīng)，損壞芯片，與空氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)的芯片，可以用鐵板燒先低溫去潮處理后再使用。5、PCB板的溫度不能超過(guò)280 ℃，否則極易變形。
芯片摘取和焊接
設(shè)定的上部回流焊加熱程序（常用的南橋及顯卡芯片）：第一階段，勻速加熱溫度到160 ℃，使用時(shí)間30秒，平均5.33 ℃/S。第二階段，勻速加熱溫度到185 ℃，持續(xù)時(shí)間25秒。第三階段，勻速加熱溫度到225 ℃，持續(xù)時(shí)間40秒。第四階段，勻速加熱溫度到255 ℃，持續(xù)時(shí)間35秒。第五階段，勻速降溫至225℃，持續(xù)15秒，程序結(jié)束。設(shè)定的下部紅外加熱程序：第一階段，勻速加熱溫度到135 ℃，使用時(shí)間30秒。第二階段，勻速加熱溫度到150 ℃，至程序結(jié)束。回流焊典型溫度曲線變化圖如下圖二（可參考）：
具體操作：1、將電路板固定到焊臺(tái)上，利用下部的電路板支撐裝置，把電路板支撐平整，做到用手輕按電路板不彎曲。2、選擇正確的焊嘴（焊嘴以能覆蓋芯片為合適），放下回流焊頭，使焊嘴的最下邊距芯片表面距離 2-3mm，設(shè)定好程序，啟動(dòng)焊接程序。3、待程序結(jié)束后，用真空筆把芯片吸下來(lái)。待主板冷卻后取下。4、將電路板固定到焊臺(tái)上，利用下部的電路板支撐裝置，把電路板支撐平整，做到用手輕按電路板不彎曲。5、線路板上都有比BGA芯片略大點(diǎn)的白色方框，把芯片擺放到正中間，允許有芯片長(zhǎng)度千分之五的誤差，在高溫下錫的張力會(huì)把芯片復(fù)位。6、選擇正確的焊嘴（焊嘴已能覆蓋芯片為合適），放下回流焊頭，使焊嘴的最下邊距芯片表面距離 2-3mm，設(shè)定好程序，啟動(dòng)焊接程序。程序結(jié)束，主板冷卻后取下試機(jī)。
芯片焊拆注意事項(xiàng)
1、電路板在高溫狀態(tài)下極易彎曲，在固定電路板后一定要使支撐裝置將電路板支撐平整。如果電路板彎曲，內(nèi)部的導(dǎo)線有可能斷開(kāi)，BGA芯片錫珠不能與電路板上焊盤(pán)焊接。這兩種情況電路板都會(huì)報(bào)廢。2、芯片摘取、焊接過(guò)程中，焊嘴附近元件上的焊錫都處在熔化狀態(tài)，焊臺(tái)不能振動(dòng)、搖晃，不能有風(fēng)，否則元件會(huì)移位、丟失。造成電路板報(bào)廢。3、在清理電路板和芯片的過(guò)程中，選用好的吸錫繩和助焊劑，使用合適的方法，注意不要把芯片和電路板上的焊盤(pán)拉脫落。4、設(shè)定合適的加熱程序，不合理的加熱程序會(huì)使芯片或電路板損壞。
總結(jié)：BGA 焊接用得上一句話，細(xì)節(jié)決定成敗，特別是細(xì)節(jié)的地方要一絲不茍。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道；安裝焊接；方法選擇
【分類(lèi)號(hào)】：TE988.2
長(zhǎng)輸管道和鐵路、公路、海運(yùn)、民用航空稱(chēng)為五大運(yùn)輸行業(yè)，其輸送的介質(zhì)除常見(jiàn)的石油、天然氣外，還有工業(yè)氣體，如乙烯、二氧化碳、氧氣、液氨等介質(zhì)。除煤漿管道仍在萌芽階段外，其他輸送介質(zhì)的管道在國(guó)內(nèi)都成功建設(shè)并有良好的運(yùn)行業(yè)績(jī)。長(zhǎng)輸管道焊接方法于長(zhǎng)輸管道的制造質(zhì)量非常重要，于其使用的可靠性、運(yùn)行的安全息相關(guān)，所以，必須合理地選擇焊接方法和應(yīng)用這些焊接技術(shù)，這樣才能確保長(zhǎng)距離管道焊接的質(zhì)量。
一、長(zhǎng)輸管線焊接方法選擇原則
長(zhǎng)輸管線安裝焊接方法的選擇一般要考慮到以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）鋼管的類(lèi)型、級(jí)別及其規(guī)格；（2）業(yè)主對(duì)焊接施工技術(shù)規(guī)范要求以及其它要求；（3）國(guó)內(nèi)外焊接設(shè)備和焊接材料價(jià)格情況以及各焊接方法的特點(diǎn)；（4）國(guó)內(nèi)外對(duì)管線安裝焊接方法的施工經(jīng)驗(yàn)；（5）施工現(xiàn)場(chǎng)的地貌特征、焊接方向、位置和焊接環(huán)境（包括焊接環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速）；（6）輸送壓力和介質(zhì)性質(zhì)；（7）相應(yīng)焊接設(shè)備及其配套裝置的再次投入所需成本；（8）相應(yīng)焊接設(shè)備及其配套裝置故障率及維修難易程度和維修費(fèi)用；（9）焊接操作技術(shù)掌握的難易程度；（10）施工隊(duì)伍素質(zhì)和設(shè)備擁有狀況；（11）現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接方法的適應(yīng)性及焊接質(zhì)量情況及要求；（12）安裝焊接施工效率及其經(jīng)濟(jì)性；（13）焊接新技術(shù)的推廣使用要求；（14）焊接用氣體的現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)情況；（15）對(duì)周?chē)h(huán)境和人員健康的影響及相應(yīng)法規(guī)和管理規(guī)范的要求等。這15方面需要焊接技術(shù)人員綜合考慮，來(lái)選定合適的焊接方法和焊接設(shè)備。
二、長(zhǎng)輸管材材質(zhì)對(duì)焊接方法的要求
目前長(zhǎng)輸管線的鋼主要是碳鋼和低合金鋼。碳鋼管線的焊接方法可以有很多，但是對(duì)于低合金鋼管線焊接方法選擇則比較少，主要是要注意焊接熱能量的輸入。不同低合金鋼管線可用焊接方法見(jiàn)下表1。對(duì)于X70及以下的管線鋼，可以選擇全自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊或接手工焊，而對(duì)于X70以上的管線鋼，偏向于選擇手工焊或一些特殊的自動(dòng)焊接方法，因?yàn)槟壳白员Ｗo(hù)焊絲的工藝性能和綜合力學(xué)性能還不是特別好。對(duì)于輸送高含鹵、硫離子的石油天然氣用INCONY合金或雙相不銹鋼時(shí)，焊接時(shí)的熱輸入量對(duì)焊接質(zhì)量影響尤為突出，例如對(duì)于SFA2205雙相不銹鋼，如果鐵素體含量在低于25%或者高于50%，管道的耐腐蝕性能就比較差。自動(dòng)焊因?yàn)榭梢跃_控制焊接線能量，成為了這類(lèi)鋼管成型的第一選擇。
表1不同管線低合金鋼焊接方法
管材型號(hào) 焊條電弧焊 半自動(dòng)自保護(hù)焊 埋弧焊 自動(dòng)焊
氣體自動(dòng)焊 藥芯焊絲自動(dòng)焊
X42-X70 可選 可選 可選 可選 可選
X80-X100 可選 少選 少選 可選 可選
三、長(zhǎng)輸管道焊接方法選擇
1.焊條電弧焊
對(duì)于管線直徑不太大（如609mm以下），并且管線長(zhǎng)度是特別長(zhǎng)（如1000km以下）的管線的安裝焊接和應(yīng)用其它焊接方法很難進(jìn)行的場(chǎng)合，應(yīng)首選考慮焊條電弧焊。這種情況之下，焊條電弧焊是最經(jīng)濟(jì)、最有效、最可行的焊接方法。相對(duì)于自動(dòng)焊，它需要更少的設(shè)備和勞動(dòng)力，且維修費(fèi)用低、施工隊(duì)伍技術(shù)比較成熟。此外，操作靈活，在各種位置一般都能用，尤其是其下向焊和上向焊的結(jié)合與具有良好根焊適應(yīng)性的高纖維素型焊條在很多場(chǎng)合下其它焊接方法仍不能替代。
焊條電弧焊很早就用于安裝焊接，各種焊條和操作方法在技術(shù)上都很成熟。API5LX70級(jí)以下各種級(jí)別的鋼的管道焊接積累了很多資料，質(zhì)量評(píng)定簡(jiǎn)單。要注意的是高強(qiáng)度級(jí)別鋼管的焊接，對(duì)焊條和工藝措施進(jìn)行合適的選擇和控制。經(jīng)培訓(xùn)考試合格的焊工如果焊接按照相應(yīng)的管線焊接施工規(guī)范施工，那么進(jìn)行100%射線探傷時(shí)，就可以使把焊縫返修率控制在3%以下。
由于成本和維護(hù)費(fèi)用比較低，并且質(zhì)量有所保證，焊條電弧焊是大多數(shù)項(xiàng)目承包商的首選。
2.手工鎢極氬弧焊（TIG）
手工鎢極氬弧焊多用于小口徑管或薄壁管的焊接工程。在一般情況下，不銹鋼管多采用氬弧焊，因?yàn)榇朔椒梢詼p弱外部環(huán)境對(duì)焊縫根部的腐蝕。而對(duì)于鉻、鉬鋼來(lái)說(shuō)，氬弧焊又有著不同的功效，其可以防止根焊開(kāi)裂又能保證焊透焊縫根部。但是TIG焊也有著其弊端，其成本比較高，也受環(huán)境的影響，不宜在野外施工。手工鎢極氬弧焊根據(jù)不同的環(huán)境狀況和不同的要求也有不同的處理方式，有的采用手工鎢極氬弧焊打底、其他工藝方法做主體，有的全采用手工鎢極氬弧焊。手工鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)不能想當(dāng)然的確定，要依據(jù)坡口尺寸、坡口型式以及管材厚度等多方面來(lái)確定。
3.埋弧自動(dòng)焊優(yōu)先原則
埋弧自動(dòng)焊的進(jìn)行在為管道專(zhuān)設(shè)的管子焊接站來(lái)完成。如果想減少主干線上的焊縫施工數(shù)量，可以在靠近現(xiàn)場(chǎng)的地方焊好兩根管子，此種方法一般可以將施工數(shù)量減少將近原來(lái)數(shù)量的一半之多，很大程度上縮短了管道鋪設(shè)的工作周期。在管道安裝焊接技術(shù)中，埋弧自動(dòng)焊的高質(zhì)量性和高效率性是不容置否的。如果經(jīng)濟(jì)條件不允許，直徑小于或等于406mm、壁厚不低于9.5mm，鋪設(shè)距離又很長(zhǎng)的管線，埋弧自動(dòng)焊一般推舉為最佳選擇。但是我們都知道，不是所有的選擇都具有絕對(duì)性，埋弧自動(dòng)焊亦是如此。在埋弧自動(dòng)焊選擇時(shí)有時(shí)還需考慮路況是否允許、運(yùn)輸雙聯(lián)管或三聯(lián)管的道路是否可行，是否具備運(yùn)輸長(zhǎng)于25m雙聯(lián)管的條件，如果忽略這些因素，埋弧自動(dòng)焊即使再高效性在此時(shí)也會(huì)不具有任何效力。因此，對(duì)于直徑小于或等于406mm的管道，大壁厚的長(zhǎng)輸管線在運(yùn)輸方面不具有任何問(wèn)題以及路況允許時(shí)，埋弧自動(dòng)焊是雙聯(lián)管或三聯(lián)管施工過(guò)程中最具備優(yōu)勢(shì)的選擇，其能夠保證施工的高效益和高質(zhì)量。
4.藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)下向焊
在戶(hù)外有風(fēng)的場(chǎng)合，藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)焊技術(shù)是焊接技術(shù)的最佳選擇。其的工作原理是依靠藥芯在高溫情況下分解釋放出的大量氣體來(lái)保護(hù)電弧和熔池，與此同時(shí)產(chǎn)生的少量熔渣對(duì)熔池和凝固焊縫金屬也有一定的保護(hù)，這充分體現(xiàn)其高效性和優(yōu)質(zhì)性。我們都知道在焊接過(guò)程中接頭眾多，而藥芯焊絲的連續(xù)工作的方式正好優(yōu)化了此點(diǎn)，同時(shí)保證了焊接的質(zhì)量、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。藥芯焊絲存在很多的優(yōu)點(diǎn)，其保證了工藝性能的優(yōu)良性、成形的美觀性和電弧的穩(wěn)定性。而這些都是其適用于全位置管道焊接的優(yōu)越條件。一定牌號(hào)的藥芯焊絲含有的合適過(guò)渡元素的甄選在一定程度上能夠提高力學(xué)沖擊韌性。在進(jìn)行野外工作時(shí)，多選擇該方法，但此方法也存在一定的弊端，在打底焊時(shí)，焊根比較容易出現(xiàn)未熔合的現(xiàn)象，要想減小此現(xiàn)象發(fā)生的可能性要謹(jǐn)慎依據(jù)工藝規(guī)范參數(shù)實(shí)施焊接技術(shù)。
5.熔化極氣體保護(hù)焊
熔化極活性氣體保護(hù)焊在壁厚較大的長(zhǎng)輸管線在埋弧焊使用條件受到限制、直徑超過(guò)609mm的情況下多被選擇實(shí)施，它能確保了施工的高質(zhì)量、高效益，能保證安裝焊接的質(zhì)量。在管線用于輸送具有酸性的介質(zhì)或者對(duì)韌性的要求比較高時(shí)，這種方法焊接高級(jí)別的鋼管可獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，因?yàn)槠浜瑲淞坎桓撸鋵?duì)焊絲的制造要求和成分也有著非常嚴(yán)格的要求。在野外作業(yè)時(shí)，要有一定的擋風(fēng)設(shè)施。全位置焊接具有標(biāo)志性的實(shí)例是管道環(huán)縫，其對(duì)控制系統(tǒng)和焊接裝備有著很?chē)?yán)格的要求。熔化極氣體保護(hù)焊也存在一定的弊端，例如其設(shè)備目前維修難度很大、造價(jià)很高等。
以上就是本人對(duì)焊接方法的系統(tǒng)介紹，希望能為廣大從事長(zhǎng)輸管道施工的決策人員和技術(shù)人員在焊接工藝和焊接材料選擇上起到一定的技術(shù)指導(dǎo)作用。假如在焊接工作實(shí)施前，能夠充分考慮，就能保證可以有效的解決焊接過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。同時(shí)運(yùn)輸管道的正確安裝和焊接，可以保證管道運(yùn)輸工作的順利實(shí)施。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，管道的安裝技術(shù)會(huì)越來(lái)越科技化、越來(lái)越完善。
參考文獻(xiàn)
[1] 辛希賢.管線鋼的焊接[J].焊接工藝，1997（2）：102-104.
關(guān)鍵詞：技術(shù)學(xué)校 焊接 教學(xué)方法
當(dāng)前技工學(xué)校焊接教學(xué)，大多還在按照先理論，后實(shí)訓(xùn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，大部分時(shí)間花在了理論上，理論和實(shí)際各干各的，嚴(yán)重脫節(jié)，教學(xué)方法也比較單一，導(dǎo)致學(xué)生不愿意學(xué)，教學(xué)效果不理想，培訓(xùn)的學(xué)生操作能力差。本文認(rèn)為，應(yīng)針對(duì)技校學(xué)生理論學(xué)習(xí)積極性差，喜歡動(dòng)手的特點(diǎn)，努力探索各種適應(yīng)學(xué)生的教學(xué)方法和理念。下面根據(jù)本人多年技校焊接教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)在技校焊接教學(xué)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
一、加強(qiáng)焊接實(shí)訓(xùn)教研活動(dòng)，積極探索課程改革
焊接是一門(mén)集理論性和實(shí)用性為一體的課程、操作性尤為突出。如何培養(yǎng)理論扎實(shí)、操作水平出眾的技能人才，是焊接教學(xué)中不斷探索的課題。要加強(qiáng)焊接教學(xué)特征研究，成立課題組，統(tǒng)一思想，形成基礎(chǔ)課為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課服務(wù)，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課為專(zhuān)業(yè)課服務(wù)，專(zhuān)業(yè)課指導(dǎo)和服務(wù)于實(shí)訓(xùn)課的理念；制定目標(biāo)、行動(dòng)計(jì)劃及實(shí)施措施，通過(guò)調(diào)研和分析，以實(shí)訓(xùn)課為核心進(jìn)行課程改革。對(duì)語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、化學(xué)、物理等基礎(chǔ)課程進(jìn)行壓縮，或作為選修課，引導(dǎo)并尊重學(xué)生選擇自己喜歡的課程，對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行優(yōu)化整合，把確實(shí)對(duì)焊接有直接關(guān)系的知識(shí)編進(jìn)培訓(xùn)體系；再將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)理論課，以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為主線一并進(jìn)行融合；以課題式、模塊化方式，設(shè)計(jì)培訓(xùn)教材和教學(xué)模式，從而使培訓(xùn)教材更加實(shí)用，更具針對(duì)性，教學(xué)方法更科學(xué)、更具趣味性。
二、模塊化教學(xué)，把理論融進(jìn)焊接實(shí)際操作
要積極進(jìn)行焊接專(zhuān)業(yè)課程改革，探索模塊化教學(xué)理念和方法，設(shè)計(jì)焊接理論―焊接實(shí)訓(xùn)一體化教學(xué)模塊教材，將焊接理論融合進(jìn)焊接實(shí)訓(xùn)過(guò)程，把理論和實(shí)訓(xùn)緊密的結(jié)合起來(lái)；根據(jù)理論為技能操作服務(wù)的理念，設(shè)計(jì)以焊條電弧焊、埋弧焊、二氧化碳焊、手工鎢極氬弧焊等焊接方法模塊為主，將焊接工藝、焊接設(shè)備、焊接缺陷、焊接應(yīng)力和焊接變形、焊接安全、焊接材料等理論內(nèi)容融在這些模塊里，在焊接方法的大模塊下，再根據(jù)水平焊、立焊、橫焊、仰焊等焊接位置來(lái)設(shè)計(jì)小的教學(xué)模塊。“有所見(jiàn)才有所感”，同時(shí)把焊接結(jié)構(gòu)圖、設(shè)備模型、焊接掛圖、多媒體課件、焊接操作演示、焊接過(guò)程錄像等巧妙的融進(jìn)模塊，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)；這樣，才有培訓(xùn)主線，目標(biāo)性也比較強(qiáng)，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是動(dòng)手的積極性，從而增加學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解。
要積極采用多媒體教學(xué)，提高教學(xué)效率。對(duì)焊接操作來(lái)說(shuō)，如果使用常規(guī)的教學(xué)方法教學(xué)，即使運(yùn)用很形象的語(yǔ)言表達(dá)，學(xué)生對(duì)焊接過(guò)程難以理解很深。多媒體技術(shù)將聲、文、圖集于一體，借助動(dòng)漫功能，可以逼真的模擬焊接過(guò)程，同時(shí)添加解說(shuō)，這樣傳遞的信息豐富而形象生動(dòng)，使得學(xué)生能在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的信息量和感性認(rèn)識(shí)，便于學(xué)生聯(lián)想，激發(fā)創(chuàng)新思維。對(duì)焊接的理解和實(shí)訓(xùn)操作的提高有猛然醒悟的效果。
三、目標(biāo)性教學(xué)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)
技校學(xué)生一般都是原來(lái)學(xué)習(xí)成績(jī)較差，學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，考不上高中或者大學(xué)的，尤其不愛(ài)坐在教室里聽(tīng)老師講授理論課；他們認(rèn)為上技校，就是為了趕快學(xué)實(shí)用技術(shù)，趕緊工作；因而往往注重學(xué)習(xí)結(jié)果，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程不關(guān)心。因此，要讓學(xué)生明確每節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)心中有數(shù)，進(jìn)而對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生興趣，提高學(xué)習(xí)積極性。老師要設(shè)計(jì)好學(xué)習(xí)的目標(biāo)，并引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)的進(jìn)入攀登目標(biāo)的狀態(tài)，學(xué)生就會(huì)慢慢激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。可以用以下標(biāo)準(zhǔn)判定自己教學(xué)目標(biāo)是否明確：（1）能否流暢復(fù)述教學(xué)任務(wù)；（2）教學(xué)任務(wù)能否測(cè)量；（3）你設(shè)計(jì)的教學(xué)步驟、采用的教學(xué)方法、列舉的事例等是否為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)服務(wù)。
四、獎(jiǎng)評(píng)化教學(xué)，讓學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程
備課時(shí)要策劃課堂上如何進(jìn)行教學(xué)的評(píng)價(jià)，可以采用學(xué)生對(duì)老師講課的評(píng)價(jià)、學(xué)生之間的獎(jiǎng)評(píng)、老師對(duì)學(xué)生的獎(jiǎng)評(píng)等多種獎(jiǎng)評(píng)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與，共同對(duì)教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程等進(jìn)行評(píng)價(jià)；比如評(píng)價(jià)教材中的理論是否符合實(shí)訓(xùn)要求，能指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)操作；再如可以獎(jiǎng)評(píng)學(xué)生的焊縫較好，好在哪里，焊接缺陷有哪些，缺陷是如何產(chǎn)生的，下一步練習(xí)如何防止等等；就像QC活動(dòng)一樣，一步步在評(píng)價(jià)中找問(wèn)題，解決問(wèn)題。教師要恰到好處的提問(wèn)題和鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)題，并誘導(dǎo)他們積極思考解決問(wèn)題的辦法。還可以通過(guò)討論、辯論等形式，運(yùn)用多種評(píng)價(jià)形式，讓學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程，可以增強(qiáng)學(xué)生的主人翁意識(shí)。對(duì)學(xué)生的見(jiàn)解，無(wú)論是對(duì)還是錯(cuò)，只要認(rèn)真思考了，都應(yīng)表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。
五、設(shè)計(jì)趣味性教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
老師在備課時(shí)要策劃、設(shè)計(jì)趣味性教學(xué)的手段及表現(xiàn)形式，講課時(shí)可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容利用趣味性的教學(xué)語(yǔ)言，如口訣、順口溜等便于學(xué)生記憶的形式將重要知識(shí)點(diǎn)突出呈現(xiàn)給學(xué)生；課堂上的提問(wèn)、反問(wèn)、解答、練習(xí)題，甚至講課的動(dòng)作都可以通過(guò)趣味性來(lái)體現(xiàn)，也可以設(shè)計(jì)小游戲、謎語(yǔ)等，以啟發(fā)學(xué)生思考，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。但語(yǔ)言的趣味性在實(shí)際運(yùn)用中要注意，切記嘩眾取寵式的幽默都是不可取；要將趣味性融合在講課的大環(huán)境中，始終為學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)服務(wù)，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣服務(wù)。
六、結(jié)束語(yǔ)
總之，實(shí)施技校焊接創(chuàng)新教學(xué)，需要教師不斷更新教育理念和方法，結(jié)合焊接教學(xué)和技校學(xué)生的特點(diǎn)，努力探尋課程改革的途徑和方法；注重實(shí)訓(xùn)和理論教學(xué)的融合；以課程改革為主導(dǎo)，在教學(xué)中有效應(yīng)用模塊化教學(xué)模式；以學(xué)生為教學(xué)主體，以實(shí)訓(xùn)為主線，運(yùn)用各種教學(xué)方法和資源；設(shè)計(jì)形式多樣的課堂活動(dòng)，在班級(jí)的整體利益下，兼顧學(xué)生的個(gè)性差異，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn)，找到適合學(xué)生個(gè)性的學(xué)習(xí)方法，從而培養(yǎng)出高質(zhì)量的焊工。
【關(guān)鍵詞】焊接變形；影響因素；解決措施
0.前言
在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)水平高速發(fā)展中，鋼材已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、建筑、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域里，其焊接技術(shù)在這里面發(fā)揮了很重要的作用，并成為影響鋼材結(jié)構(gòu)性能的重要因素。在焊接過(guò)程中由于受到急劇的非平衡加熱或冷卻，如果操作不當(dāng)，或是因?yàn)槠渌蛩亻L(zhǎng)期引起焊縫的產(chǎn)生，通常在這些焊縫處受到溫度的影響，就會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形。焊接殘余變形成為影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完整性、制造工藝合理性與結(jié)構(gòu)使用可靠性的最至關(guān)重要的因素。當(dāng)鋼材變形量在一定的允許承受值內(nèi)時(shí)，沒(méi)有進(jìn)行處理，假設(shè)變形量一旦超出這個(gè)承受范圍，就需要對(duì)焊接變形處進(jìn)行矯正，矯正的工作量會(huì)比開(kāi)始允許承受值變形值內(nèi)的工作量大，如果某些焊接變形的材料在矯正后往往會(huì)因?yàn)闊o(wú)法使用而廢棄，或者能在正常使用，也會(huì)造成作業(yè)時(shí)間的增加。所以預(yù)防和控制焊接變形的發(fā)生，分析焊接變形產(chǎn)生的因素，解決存在的問(wèn)題，才能有效的避免焊接變形的發(fā)生機(jī)率。
1.焊接變形發(fā)生的影響因素
焊接時(shí)通常采用集中熱源局部高溫加熱，所以在焊件上就會(huì)造成不均勻的溫度場(chǎng)，焊接變形可以分為在焊接熱過(guò)程中發(fā)生的瞬態(tài)熱變形，以及在室溫條件下發(fā)生的殘余變形。焊接結(jié)構(gòu)件變形的因素非常多，包括：焊接參數(shù)（WPS文件參數(shù)）導(dǎo)致的變形、錯(cuò)邊變形、母材的材質(zhì)導(dǎo)致的變形、波浪變形、焊接方法不嫻熟或者方法不正確導(dǎo)致的變形、填充材料導(dǎo)致的變形和焊接順序不正確導(dǎo)致的變形等，接下來(lái)我們將分析影響焊接變形的發(fā)生因素。
1.1材料因素的影響
材料的影響是由自身的化學(xué)成分、 組織狀態(tài)以及力學(xué)性能等方面，都會(huì)對(duì)其焊接性有必然影響。如： 鋁和鈦的化學(xué)性質(zhì)很活潑，鋁制品卻很耐腐蝕，但是比較容易氧化和燒損， 因此在焊接時(shí)，它們就比鐵要困難得多。材料因素對(duì)焊接變形的影響通常會(huì)由兩方面決定，一是焊接材料，包括焊條、焊劑、焊絲、金屬粉末和氣體等。二是材料的熱物理性能參數(shù)與力學(xué)性能參數(shù)。物理性能參數(shù)的影響比較單一，受熱傳導(dǎo)系數(shù)上越小，溫度梯度越大，焊接變形就會(huì)越明顯。力學(xué)性能對(duì)焊接變形的影響相對(duì)非常復(fù)雜，會(huì)隨著熱膨脹系數(shù)的增加焊接變形就更加明顯。同時(shí)材料隨著彈性模量的不斷增加，焊接變形相反而減少，并且較高的屈服極限會(huì)造成更高的殘余應(yīng)力，焊接結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的變形能量也會(huì)因此而增，并造成脆性斷裂。此外，由于塑性應(yīng)變較小且塑性區(qū)范圍不大就會(huì)造成焊接變形得以減少。
1.2焊縫在結(jié)構(gòu)中的位置影響
焊縫在焊接結(jié)構(gòu)中的位置影響是顯而易見(jiàn)的，結(jié)構(gòu)在焊接變形過(guò)程中工件本身的拘束度是可以變化的，金屬結(jié)構(gòu)的剛性由結(jié)構(gòu)的截面形狀和尺寸的大小決定。自身為變拘束結(jié)構(gòu)，隨拘束度的增加，焊接殘余應(yīng)力增加，而焊接變形則相應(yīng)減少。同時(shí)還受到外加拘束的影響，而最終還是受位置對(duì)稱(chēng)性的影響。例如：在焊件中性軸的一側(cè)時(shí)，焊件在焊后將向焊縫一側(cè)彎曲，同時(shí)焊縫距離中性軸距離增加，焊件就會(huì)更加容易發(fā)生彎曲變形。在整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)中，假設(shè)中性軸兩側(cè)焊縫的數(shù)目都不一樣，且焊縫距中性軸的距離大小也都不一樣，也非常容易引起結(jié)構(gòu)的彎曲變形發(fā)生。
1.3焊接工藝對(duì)焊接變形的影響
焊接工藝對(duì)焊接變形的影響有收縮量因素，焊縫的縱向收縮量是隨著焊縫長(zhǎng)度的增大而增大；間斷焊縫比連續(xù)焊縫的收縮量小。同時(shí)焊接方法、構(gòu)件的定位或固定方法、焊接輸入電流電壓量、焊接胎架及夾具的應(yīng)用、焊接順序等對(duì)焊接變形都有影響。而影響最大的是焊接順序，通常情況下，改變焊接順序往往能夠改變殘余應(yīng)力的分布和應(yīng)力狀態(tài)，減少焊接變形等發(fā)生。多層焊和焊接工藝參數(shù)也對(duì)焊接變形影響非常大。
2.焊接變形的解決措施
2.1改進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
焊接尺寸對(duì)焊接變形有著明顯的影響，焊縫尺寸大會(huì)影響焊接量大，同時(shí)還對(duì)焊接變形也影響大，所以在保證結(jié)構(gòu)的承載能力的條件下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用較小的焊縫尺寸。同時(shí)還需要避免焊縫的不均勻布置與集中分布，設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，使焊縫對(duì)稱(chēng)于截面中性軸，或者是使焊縫接近中性軸，效果是對(duì)梁、柱等類(lèi)型結(jié)構(gòu)的撓曲變形減少有好的作用。同時(shí)為了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，需要減少不必要的焊縫，采用壓型結(jié)構(gòu)代替肋板結(jié)構(gòu)， 滿(mǎn)足較小焊縫的尺寸需求，可以有效防止薄板結(jié)構(gòu)變形，達(dá)到控制焊接變形發(fā)生。
2.2提高焊接工藝方法
在焊接構(gòu)件生產(chǎn)制造過(guò)程中，選擇合理的焊接方法和規(guī)范，焊前，需要預(yù)防變形、預(yù)拉伸法和剛性固定組裝法。反變形法事先估計(jì)好焊件焊接變形大小和方向，在待焊工件裝配時(shí)造成與焊接殘余變形大小相當(dāng)、方向相反的預(yù)變形量（反變形量），焊后焊接殘余變形抵消了預(yù)變形量，使構(gòu)件恢復(fù)到設(shè)計(jì)要求的幾何形狀和尺寸。剛性固定組裝法是采用夾具或剛性胎具將被焊構(gòu)件盡可能地固定， 提前對(duì)焊件加以固定，提高結(jié)構(gòu)剛性來(lái)限制焊接變形，可有效地控制待焊構(gòu)件的角變形與彎曲變形等。預(yù)拉伸法多用于薄板平面構(gòu)件，在薄板有預(yù)張力或有預(yù)先熱膨脹量的情況下焊接。焊后，去除預(yù)拉伸或加熱，薄板恢復(fù)初始狀態(tài)，可有效地降低焊接殘余應(yīng)力，控制焊接變形。
2.3做好焊后矯正工作
當(dāng)構(gòu)件焊接后，焊接結(jié)構(gòu)不可避免地要產(chǎn)生焊接變形，只能通過(guò)矯正焊接變形措施來(lái)減小或消除已發(fā)生的殘余變形。矯正焊接變形有機(jī)械校正法、火焰校正法。采用機(jī)械校正法校正前要分析焊縫應(yīng)力的方向，并找準(zhǔn)應(yīng)力點(diǎn)，以采取適當(dāng)?shù)姆椒ú僮鳌２捎没鹧嫘ＵㄕJ(rèn)真分析變形發(fā)生狀況，并制定矯正工作方法，才能確定加熱位置及矯正步驟。同時(shí)還需要對(duì)材料性質(zhì)的認(rèn)真了解，然后決定加熱溫度達(dá)到，目的是使易受溫度影響的材料能夠有效避免在性能上產(chǎn)生變化，對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生影響。在矯正薄板時(shí)，對(duì)受熱溫度的影響區(qū)窄，在錘擊時(shí)盡量要用木錘，才能很好的達(dá)到矯正的效果。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]冀振.焊接變形的預(yù)防與控制[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2012（17）.
關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接；質(zhì)量控制；有效方法
由于我國(guó)目前工業(yè)化進(jìn)程的腳步很快， 壓力容器焊接技術(shù)也逐步發(fā)展起來(lái)，對(duì)焊接質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。可以通過(guò)改變焊接技術(shù)的方法來(lái)滿(mǎn)足壓力容器的設(shè)計(jì)需要。對(duì)焊接質(zhì)量的控制不僅拓寬了焊接可應(yīng)用的范圍， 還使焊接接頭性能得到了很高提升， 確保壓力容器具有較高的使用性能， 給我國(guó)壓力容器焊接奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。
一、影響壓力容器焊接質(zhì)量的因素分析
首先，壓力容器焊接使用的材料，是影響焊接質(zhì)量的重要因素。這里說(shuō)的材料包括焊接生產(chǎn)過(guò)程中所使用的各種焊接材料，如焊條、焊絲、焊劑、氣體等。焊接材料的正確選擇與使用，是確保壓力容器焊接質(zhì)量的前提。
其次，由于焊接是制造壓力容器最為關(guān)鍵和重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此壓力容器的焊接工藝成了影響其焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，這主要包括焊接工藝的制定以及焊接工藝的執(zhí)行兩個(gè)方面。壓力容器焊接工藝的制定，必須依據(jù)合適的焊接工藝評(píng)定報(bào)告（PQR），結(jié)合工藝人員的經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)品特點(diǎn)、制造工藝條件和管理情況綜合考慮，最終形成焊接工藝規(guī)程或焊接工藝卡（WPS），將其作為焊接工序的指導(dǎo)依據(jù)，來(lái)保證焊接的質(zhì)量。壓力容器焊接工藝的嚴(yán)格執(zhí)行，也是確保焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，一旦制定出合理正確的焊接工藝規(guī)程（WPS），需加以貫徹執(zhí)行，不能隨意變更其工藝參數(shù)，如有充分的根據(jù)確實(shí)需要改變，也應(yīng)當(dāng)履行相應(yīng)的手續(xù)與程序，確保焊接工藝執(zhí)行的嚴(yán)肅性，這是對(duì)焊接工藝的制定與評(píng)定的有力補(bǔ)充，與焊接工藝的制定同等重要。
第三，由于壓力容器的焊接離不開(kāi)人的操作，需要焊工進(jìn)行直接性作業(yè)，因此操作人員的素質(zhì)是影響壓力容器焊接質(zhì)量的直接性因素，操作人員的技術(shù)水平、職業(yè)道德、質(zhì)量意識(shí)、操作時(shí)的態(tài)度、紀(jì)律性等均會(huì)直接影響到壓力容器的焊接質(zhì)量。
此外，各種焊接設(shè)備的性能以及焊接操作過(guò)程中的環(huán)境因素，也會(huì)影響到壓力容器的焊接質(zhì)量。
二、控制壓力容器焊接質(zhì)量的有效方法
1、強(qiáng)化對(duì)焊接材料的管理
壓力容器生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的焊接質(zhì)量高低是由焊接材料決定的，只有嚴(yán)格的控制材料的質(zhì)量，才能改善其焊接性能。因?yàn)閴毫θ萜鞯木唧w應(yīng)用范圍不同，對(duì)其功能、結(jié)構(gòu)等要求也會(huì)有所差異，要限制選用焊接材料的要求，做好焊接材料的優(yōu)化工作，從而為壓力容器的質(zhì)量提供保障。在進(jìn)行焊機(jī)操作的過(guò)程中，首先要明確壓力容器的具體性能要求，如果對(duì)承受壓力范圍做出了規(guī)定，就需要針對(duì)該部位，優(yōu)先選取性能優(yōu)越的焊接材料， 確保焊接材料在強(qiáng)度方面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將焊接材料的力學(xué)檢測(cè)結(jié)果同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，做好焊接材料強(qiáng)度管理工作。應(yīng)用于生產(chǎn)制造的焊接材料必須要出具由國(guó)家的質(zhì)量認(rèn)證書(shū)，確認(rèn)材料符合國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以免出現(xiàn)因材料不合格而引發(fā)的安全事故。
此外，管理焊接材料的過(guò)程中，還要站在整體的角度，從多個(gè)方面進(jìn)行考慮和分析， 將壓力容器焊接部位的性能要求納入選擇標(biāo)準(zhǔn)中，針對(duì)可塑性、韌性、剛性、抗裂性、耐化學(xué)腐蝕性等多方面的限制，選擇熱卷、不銹鋼或冷卷等材料，使焊接質(zhì)量得到保障。
2、 對(duì)焊接工藝及工藝評(píng)定控制工作進(jìn)行優(yōu)化
實(shí)現(xiàn)優(yōu)化焊接工藝的過(guò)程中，要結(jié)合壓力容器的實(shí)際狀況，選取正確、合理的焊接操作步驟，使用規(guī)定的焊接材料，把握焊接部位的形狀和角度，并做好焊接工藝的評(píng)定控制工作。焊接工作人員在工作時(shí)，都會(huì)按照設(shè)定的工藝規(guī)范進(jìn)行操作，而優(yōu)化焊接工藝的根本即為完善工藝標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建科學(xué)、合理的工藝評(píng)定管理辦法，將管理工作細(xì)化到具體參數(shù)的設(shè)定、具體操作步驟，使焊接工藝更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，為壓力容器焊接質(zhì)量的優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
評(píng)定焊接工藝時(shí)，應(yīng)明確不同焊接技術(shù)的應(yīng)用狀況，對(duì)工作人員的操作行為進(jìn)行管理，將操作流程和質(zhì)量管理落到實(shí)處，嚴(yán)格管理每一個(gè)焊接環(huán)節(jié)的質(zhì)量，只有滿(mǎn)足當(dāng)前的焊接處理標(biāo)準(zhǔn)要求，才能進(jìn)行下一階段的操作。
3、在環(huán)境方面做好焊接質(zhì)量控制
環(huán)境情況也會(huì)影響焊接質(zhì)量，雖然環(huán)境不易控制，但是也要盡量避免因環(huán)境而造成的焊接質(zhì)量問(wèn)題。焊接質(zhì)量對(duì)環(huán)境的依賴(lài)程度較高，因?yàn)楹附庸ぷ髦饕谑彝膺M(jìn)行，氣溫、水分、風(fēng)力等天氣情況都會(huì)影響焊接工作，這些情況都要充分考慮。如果工期要求緊，天氣情況還不利于焊接，就要做好預(yù)熱、遮雨、防塵等工作，以此來(lái)控制環(huán)境的影響。
4、 提高對(duì)焊接質(zhì)量檢測(cè)工作的重視
壓力容器制造焊接工序的一項(xiàng)關(guān)鍵步驟就是質(zhì)檢，該項(xiàng)工作包括多方面的內(nèi)容，需要對(duì)焊接的工藝、制造流程及材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，查看工藝評(píng)定工作是否符合規(guī)定，綜合這些因素，決定壓力容器能夠投入正常使用。如果發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)內(nèi)容不達(dá)標(biāo)，就可以判定為質(zhì)量檢測(cè)不合格，禁止投入使用，以免因壓力容器焊接性能差而引發(fā)安全事故。根據(jù)焊接工藝的操作實(shí)施時(shí)間的不同，也可以將焊接質(zhì)檢工作劃分為三個(gè)階段，即焊接前期、焊接中期和焊接后期。這三個(gè)階段的質(zhì)檢工作側(cè)重點(diǎn)有所不同，前期檢測(cè)重點(diǎn)為焊接部位縫隙及材料，中期檢測(cè)重點(diǎn)為焊接操作、焊接技術(shù)、焊接部位的規(guī)格和尺寸、工藝流程，查看檢測(cè)結(jié)構(gòu)是否同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致， 而性能檢測(cè)是后期質(zhì)檢的重點(diǎn)，涉及壓力性能、質(zhì)量損傷、整體外觀等內(nèi)容。焊接質(zhì)量檢測(cè)工作還要同壓力容器的應(yīng)用方向結(jié)合起來(lái)，在完成常規(guī)質(zhì)檢操作后，進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)，全面保障容器的質(zhì)量，并應(yīng)用有效的措施對(duì)其中的質(zhì)量進(jìn)行處理和彌補(bǔ)。
5、加強(qiáng)焊接設(shè)備的維護(hù)管理
焊接設(shè)備的質(zhì)量也是焊接質(zhì)量的保證，如果焊接設(shè)備存在著質(zhì)量問(wèn)題，由該設(shè)備焊接出來(lái)多數(shù)會(huì)存在質(zhì)量問(wèn)題。為此，必須加強(qiáng)對(duì)焊接設(shè)備的維護(hù)管理，以提高焊接設(shè)備的質(zhì)量。目前，焊接設(shè)備主要包括焊條烘干箱、焊機(jī)、加熱器、溫度測(cè)量?jī)x、鉗形電流表、保溫桶等，焊條烘干箱裝配有溫度表，焊機(jī)裝配有電壓表、電流表，管理人員要定期對(duì)焊條烘干箱、焊機(jī)等焊接設(shè)備進(jìn)行檢查，確保溫度表、電壓表、電流表能夠正常運(yùn)行，顯示無(wú)誤，確保焊接工程中的工藝參數(shù)完全正確。每次檢查完畢都要對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，確保焊接設(shè)備運(yùn)行良好，切忌焊接設(shè)備帶傷運(yùn)行。每次檢查維護(hù)完畢，都要及時(shí)進(jìn)行記錄存檔備查。
6、提高操作人員的綜合素質(zhì)
首先，確保操作人員的技術(shù)水準(zhǔn)符合壓力容器焊接操作的要求，壓力容器的焊接應(yīng)由持有特種設(shè)備安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)頒發(fā)的《特種設(shè)備作業(yè)人員證》的焊工擔(dān)任，并且只能在有效期內(nèi)從事合格項(xiàng)目范圍內(nèi)的焊接工作。建立焊工技術(shù)檔案，定期組織對(duì)持證上崗的焊工進(jìn)行崗位培訓(xùn)及考核，做好焊績(jī)記錄，防止任一焊接方法中斷特種設(shè)備焊接作業(yè)6個(gè)月以上。不斷提高焊工的理論水平和實(shí)際操作技能，使其真正在理論方面認(rèn)識(shí)到執(zhí)行工藝規(guī)程的重要性，從實(shí)踐上提高操作技能。其次，通過(guò)進(jìn)行教育及管理等手段，不斷加強(qiáng)對(duì)操作人員的職業(yè)道德、社會(huì)道德等建設(shè)工作，提高其效率、質(zhì)量意識(shí)，增強(qiáng)責(zé)任心。
總之，在壓力容器的質(zhì)量控制中，焊接質(zhì)量的控制起著非常重要的作用。目前，我國(guó)已經(jīng)將壓力容器系統(tǒng)列入特殊設(shè)備之列中， 并且， 與此同時(shí)還制定了一系列相對(duì)的安檢制度， 力圖以確保壓力容器在嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督制度下進(jìn)行為焊接環(huán)境創(chuàng)造良好有利的條件， 以便使壓力容器高效安全的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張舉綱. 壓力容器焊接質(zhì)量的優(yōu)化措施[J]. 硅谷. 2013（15）
關(guān)鍵字 特種用途鋼；手工電弧；焊鎢極氬弧焊；激光焊接
中圖分類(lèi)號(hào)TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）123-0194-02
彈簧是現(xiàn)代交通運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)備、儀器儀表不可或缺的重要零部件，它可以吸收沖擊載荷，減少零部件損毀成都，例如，可以用于載貨卡車(chē)、火車(chē)、轎車(chē)的減震器和板簧制造中，既可以保障車(chē)輛的行駛平穩(wěn)，，保證貨物不受到損壞，又可以吸收沖擊載荷和振動(dòng)，減少車(chē)輛零部件的損耗。
65Mn鋼是一種典型的特殊用途鋼，它是制造彈簧的主要重要材料，65Mn鋼屬于高碳，含碳量為0.2%～0.70%，具有高強(qiáng)度、高疲勞極限、高彈性極限等特點(diǎn)，但由于65Mn的高含碳量，其焊接性能較差，在焊接的時(shí)候，焊接接頭的焊縫區(qū)容易出現(xiàn)熱裂紋，熱影響區(qū)容易出現(xiàn)粗大馬氏體組織，導(dǎo)致焊接后組織粗大，抗拉強(qiáng)度差等特點(diǎn)[1]。所以焊接彈簧鋼在國(guó)內(nèi)外都屬于一個(gè)難題。
目前，65Mn彈簧鋼的主要焊接方法有：手工電弧焊、電渣焊、電阻焊、鎢極氬弧焊、激光焊接等。本文通過(guò)對(duì)各種傳統(tǒng)及先進(jìn)焊接工藝的探討，介紹一種焊接65Mn鋼特殊用途鋼的方法。
1 手工電弧焊
在傳統(tǒng)的手工電弧焊工藝中，我們將被焊金屬或材料稱(chēng)為焊件或母材，焊接電極為焊條和焊件。在進(jìn)行焊接的時(shí)候，用高壓電引燃電弧，電弧點(diǎn)燃后形成的高溫，同時(shí)伴隨著強(qiáng)大的吹力作用，可以使母材熔化，形成一個(gè)熔池，伴隨著焊接電弧的不斷向前移動(dòng)，已經(jīng)焊接好的熔池溫度下降，冷卻后熔池組織逐漸結(jié)晶形成焊縫，如圖1所示。
圖1 手工電弧焊示意圖
手工電弧焊采用的焊條有J426、A302、J427等型號(hào)，焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱(chēng)為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱(chēng)為電弧長(zhǎng)度。從焊件表面至熔池底部距離稱(chēng)為熔透深度。
在進(jìn)行手工電弧焊之前，一般對(duì)焊接材料進(jìn)行焊前預(yù)熱，溫度在300℃以上，預(yù)熱寬度一般在焊縫兩側(cè)各50 mm的地方。焊接結(jié)束以后，一般將對(duì)焊接接頭進(jìn)行回火熱處理，溫度在350℃～400℃之間，然后再緩慢冷卻熱處理，以便減少焊縫的殘余應(yīng)力，防止出現(xiàn)過(guò)多的焊接裂紋而使焊接質(zhì)量缺陷嚴(yán)重[2]。手工電弧焊焊接方式較為常見(jiàn)，但是該方式對(duì)焊接操作者技術(shù)水平要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率不高。
2 鎢極氬弧焊（TIG）
鎢極氬弧焊是先進(jìn)的焊接方式，其主要原理是利用氬氣等惰性氣體作為的保護(hù)氣體，防止焊縫金屬在高溫下發(fā)生氧化作用，在高壓作用下，鎢電極與焊接材料之間產(chǎn)生電弧， 電弧引燃后產(chǎn)生的高溫高熱熔化母材，同時(shí)在焊縫中填絲以增加焊縫的強(qiáng)度。焊接的同時(shí)，從焊槍噴嘴中噴出保護(hù)氣體，在電弧周?chē)纬蓺?/p>
圖2 鎢極氬弧焊示意圖
體團(tuán)使熔池及熱影響區(qū)與空氣隔絕開(kāi)，防止其氧化，從而獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。鎢極氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備簡(jiǎn)單、操作靈活方便、能進(jìn)行全位置焊接適合焊接多種材料。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低下，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大[3]。
在應(yīng)用方面，高偉教授（山東大學(xué)）對(duì)65Mn鋼采用了鎢極氬弧焊的方法成功進(jìn)行了焊接工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)采用為大小為10A的電流進(jìn)行鎢極氬弧焊接的時(shí)候可形成外形質(zhì)量較好的焊接接頭，但硬度較高，脆性大。為了降低脆性和行都，可以后期熱處理方式，具體方法為：對(duì)65Mn鋼進(jìn)行鎢極氬弧焊接后，將工件加熱到280℃，然后進(jìn)行保溫10min后，可獲得較為理想的接頭組織[4]。
3 激光焊接
激光焊接技術(shù)是目前焊接技術(shù)領(lǐng)域中比較先進(jìn)的焊接方式，它的焊接原理是：將激光束照射到需焊接的金屬材料上，由于激光束具有高的能量，能夠瞬間將金屬熔化，需要焊接的金屬邊緣熔化后進(jìn)行彼此融合，冷卻后連接到了一起[5]。
圖3 激光焊接原理圖
相對(duì)于傳統(tǒng)的焊接方法來(lái)講，激光焊接技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)。首先，激光焊接技術(shù)在進(jìn)行焊接時(shí)熱量輸入較小，激光束離開(kāi)焊接點(diǎn)后，焊縫溫度迅速降低，所以焊縫的凝固過(guò)程很快，焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的晶粒細(xì)小；其次，激光焊接采用電腦進(jìn)行控制，只要調(diào)整好了技術(shù)參數(shù) ，便可以進(jìn)行大批量焊接，所以焊接的效率高；最后，由于在進(jìn)行激光焊接的時(shí)候，激光束細(xì)小，加熱和熔化過(guò)程只局限在一個(gè)可控制的小范圍，因此焊接熱影響區(qū)校，焊件總的變形小。所以在進(jìn)行以彈簧鋼為代表的高碳鋼時(shí)候有著較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[6]。激光器發(fā)明后，西方發(fā)達(dá)國(guó)家嘗試用激光焊接的工藝對(duì)高碳鋼進(jìn)行焊接，取得了一定的效果。貴州大學(xué)劉其斌教授利用TJ5000W CO2 激光器對(duì)65Мn鋼薄片進(jìn)行了焊接，并利用顯微硬度儀、電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡和X射線應(yīng)力測(cè)定儀等段對(duì)激光焊接接頭的組織和物理性能進(jìn)行了測(cè)量，取得了較為理想的結(jié)果[7]。
可見(jiàn)，激光焊接技術(shù)確實(shí)是一種先進(jìn)的焊接高碳鋼的工藝，激光焊接技術(shù)的發(fā)明，為特殊用途鋼的的焊接開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的局面。
參考文獻(xiàn)
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[3]王新洪.手工電弧焊，2007-07-01.
[4]高偉，劉鎮(zhèn)昌，葛培其，王霖.65Мn鋼絲的焊接[J].焊接，2002，10（5）：25-28.
[5]劉其斌.激光加工技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.
關(guān)鍵詞：焊接 殘余應(yīng)力 控制 措施 消除方法
前言
隨著焊接技術(shù)的迅速發(fā)展，在短短的幾十年中焊接已是工業(yè)技術(shù)中的重要方法之一。如建筑鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器、船舶、車(chē)輛等中幾乎全部用焊接代替了鉚接。部分過(guò)去一直用整鑄整鍛方法生產(chǎn)的大型毛坯也改成了焊接結(jié)構(gòu)，焊接技術(shù)不僅大大減化了生產(chǎn)工藝，而且還降低了很多成本。但是實(shí)際焊接中也存在不少問(wèn)題，如焊接的內(nèi)應(yīng)力、焊接結(jié)構(gòu)的變形、焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂、焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度等都直接影響著焊接的質(zhì)量。本文就對(duì)焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行具體分析。
一、焊接殘余應(yīng)力的分布
在厚度不大（δ
二、焊接殘余應(yīng)力施工中的控制
在焊接過(guò)程中采用一些簡(jiǎn)單的工藝措施往往可以調(diào)節(jié)內(nèi)應(yīng)力，降低殘余內(nèi)應(yīng)力的峰值，避免在大面積內(nèi)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，并使內(nèi)應(yīng)力分布更為合理。這些措施不但可以降低殘余應(yīng)力，而且也可以降低焊接過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力。因此有利于消除焊接裂紋。現(xiàn)在把這些措施分述于后：
1、采用合理的焊接順序和方向
盡量使焊縫能自由收縮，先焊收縮量比較大的焊縫。如帶蓋板的雙工字鋼構(gòu)件，應(yīng)先焊蓋板的對(duì)接焊縫，后焊蓋板和工字鋼之間的角焊縫，使對(duì)接焊縫能自由收縮，從而減少內(nèi)應(yīng)力。
先焊工作時(shí)受力較大的焊縫，如在工地焊接梁的接頭時(shí)，應(yīng)先留出一段翼緣角焊縫最后焊接，先焊受力最大的翼緣對(duì)接焊縫，然后焊接腹板對(duì)接焊縫，最后再焊接翼緣角焊縫。這樣的焊接次序可以使受力較大的翼緣焊縫預(yù)先承受壓應(yīng)力，而腹板則為拉應(yīng)力。翼緣角焊縫留在最后焊接，則可使腹板有一定的收縮余地，同時(shí)也可以在焊接翼緣板對(duì)接焊縫時(shí)采取反變形措施，防止產(chǎn)生角變形。試驗(yàn)證明，用這種焊接次序焊接的梁，疲勞強(qiáng)度比先焊腹板后焊翼緣板的高30%。
在拼板時(shí)，應(yīng)先焊錯(cuò)開(kāi)的短焊縫，然后再焊直通長(zhǎng)焊縫。如采用相反的次序，即先焊長(zhǎng)焊縫，再焊短焊縫，則由于短縫的橫向收縮受到限制將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。在焊接交叉（不論是丁字交叉或十字交叉）焊縫時(shí)，應(yīng)該特別注意交叉處的焊縫質(zhì)量。如果在接近縱向焊縫的橫向焊縫處有缺陷（如未焊透等），則缺陷正好位于縱焊縫的拉伸力場(chǎng)中，造成復(fù)雜的三軸應(yīng)力狀態(tài)。此外，缺陷尖端部位的金屬，在焊接過(guò)程中不但經(jīng)受了一次焊接熱循環(huán)，而且由于應(yīng)變集中的原因，同時(shí)又受到了一次比其它沒(méi)有缺陷地區(qū)大得多的擠壓和拉伸塑性變形的過(guò)程，消耗了材料的塑性，對(duì)強(qiáng)度大為不利。這里往往是脆性斷裂的根源。
2、在焊接封閉焊縫或其它剛性較大，自由度較小的焊縫時(shí)，可以采用反變形法來(lái)增加焊縫隙的自由度。
3、錘擊或輾壓焊縫
每焊一道焊縫用帶小圓弧面的風(fēng)槍或小手錘錘擊焊縫區(qū)，使焊縫得到延伸，從而降低內(nèi)應(yīng)力。錘擊應(yīng)保持均勻、適度，避免錘擊過(guò)份產(chǎn)生裂紋。采用輾壓法，也可有效地降低內(nèi)應(yīng)力。
4、在結(jié)構(gòu)適當(dāng)部位加熱使之伸長(zhǎng)
加熱區(qū)的伸長(zhǎng)帶動(dòng)焊接部位，使它產(chǎn)生一個(gè)與焊縫收縮方向相反的變形。在冷卻時(shí)，加熱區(qū)的收縮和焊縫的收縮方向相同，使焊縫能自由地收縮，從而降低內(nèi)應(yīng)力。利用這個(gè)原理可以焊接一些剛性比較大的焊縫，獲得降低內(nèi)應(yīng)力的效果。如大皮帶輪或齒輪的某一輪幅需要焊修，為了減少內(nèi)應(yīng)力，則在需焊修的輪幅兩側(cè)輪緣上進(jìn)行加熱，使輪幅向外產(chǎn)生變形。焊縫在輪緣上，則應(yīng)在焊縫兩側(cè)的輪幅上進(jìn)行加熱，使輪緣焊縫產(chǎn)生反變形，然后進(jìn)行焊接，都可以取得良好的降低焊接應(yīng)力的效果。
三、焊后消除焊接內(nèi)應(yīng)力的方法
由于焊接內(nèi)應(yīng)力的不利影響只有在一定的條件下才表現(xiàn)出來(lái)。例如，對(duì)常用的低碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼來(lái)說(shuō)，只有在工作溫度低于某一臨界值以及存在嚴(yán)重缺陷的情況下才有可能降低其靜載強(qiáng)度。要保證焊接結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生低應(yīng)力脆性斷裂，是可以從合理選材，改進(jìn)焊接工藝，加強(qiáng)質(zhì)量檢查，避免嚴(yán)重缺陷來(lái)解決的。消除內(nèi)應(yīng)力僅僅是其中的一種方法。
常用的焊后消除內(nèi)應(yīng)力的方法有：整體高溫回火、局部高溫回火、機(jī)械拉伸、溫差拉伸以及震動(dòng)法等。前兩種方法在降低內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)還可以改善焊接接頭的性能，提高其塑性。具體如下：
1、整體高溫回火
這個(gè)方法是將整個(gè)焊接構(gòu)件加熱到一定溫度，然后保溫一段時(shí)間，再冷卻。消除內(nèi)應(yīng)力的效果主要取決于加熱的溫度，材料的成分和組織，也和應(yīng)力狀態(tài)，保溫時(shí)間有關(guān)。對(duì)于同一種材料，回火溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，應(yīng)力也就消除得越徹底。
2、局部高溫回火處理
這種處理方法是把焊接周?chē)囊粋€(gè)局部區(qū)域進(jìn)行加熱。由于這種方法帶有局部加熱的性質(zhì)。因此消除應(yīng)力的效果不如整體處理，它只能降低應(yīng)力峰值，而不能完全消除。但局部處理可以改善焊接接頭的機(jī)械性能。處理的對(duì)象只限于比較簡(jiǎn)單的焊接接頭。局部處理可用電阻、紅外、火焰和感應(yīng)加熱等。消除應(yīng)力的效果與溫度分布有關(guān)，而溫度分布又與加熱區(qū)的范圍有關(guān)。為了取得較好的降低應(yīng)力的效果，應(yīng)該保證足夠的加熱寬度。
3、機(jī)械拉伸法
機(jī)械拉伸法是通過(guò)加載拉伸，拉應(yīng)力區(qū)在外載的作用下產(chǎn)生拉伸塑性變形。它的方向與焊接時(shí)產(chǎn)生的壓縮塑性變形相反。因?yàn)楹附託堄鄡?nèi)應(yīng)力正是由于局部壓縮塑性變形引起的，加載應(yīng)力越高，壓縮塑性變形就抵消的越多，內(nèi)應(yīng)力也就消除的越徹底。
關(guān)鍵詞：方法；范圍；質(zhì)量檢驗(yàn)
1. 船舶建造焊接工藝
現(xiàn)在造船中，主船體結(jié)構(gòu)、外設(shè)舾裝、管系等多數(shù)工作內(nèi)容均離不開(kāi)焊接工藝。目前，主流船舶建造企業(yè)常用焊接方法主要包括CO2氣體保護(hù)焊、FCB法埋弧自動(dòng)焊、埋弧自動(dòng)焊、垂直氣電焊等等。
1.1.FCB法埋弧自動(dòng)焊選用方法及注意要點(diǎn)
1.1.1適用范圍
（1）內(nèi)底板及外底板的平直拼板對(duì)接焊縫；
（2）舷側(cè)外板平直拼板對(duì)接焊縫；
（3）甲板平直拼板對(duì)接焊縫；
（4）內(nèi)旁板拼板對(duì)接焊縫；
（5）縱、橫艙壁拼板對(duì)接焊縫。
1.1.2焊接注意要點(diǎn)
（1）本焊接方法主要適用在平直分段流水線上焊接的拼板對(duì)接焊縫。
（2）焊接時(shí)，對(duì)接焊縫須垂直于流水線運(yùn)行方向。
（3）兩側(cè)板材存在板厚差時(shí)，板厚差須在焊接面的背面。
1.2埋弧自動(dòng)雙面焊
1.2.1適用范圍
（1）平直甲板、平臺(tái)板、平直隔艙、艉封板拼板對(duì)接焊縫。
（2）小組立縱桁材、肋板拼板對(duì)接焊縫。
（3）上層建筑拼板對(duì)接焊縫。
（4）槽形艙壁、墩座垂直板與斜板拼板對(duì)接焊縫。
（5）大型“T排”腹板（焊縫長(zhǎng)度≥1米）拼板對(duì)接焊縫。
1.2.2焊接注意要點(diǎn)
（1）焊接與水平傾角不大于10度的焊縫。
（2）不進(jìn)入平面分段流水線的拼板焊縫。
1.3垂直氣電焊
1.3.1適用范圍
（1）舷側(cè)外板平直部分大接縫立對(duì)接焊縫。
（2）槽形艙壁大接縫立對(duì)接焊縫。
（3）底邊水艙斜板大接縫斜對(duì)接縫。
（4）下墩垂直板、斜邊板大接縫立、斜對(duì)接焊縫。
（5）縱橫艙壁大接縫立對(duì)接焊縫。
1.3.2焊接注意要點(diǎn)
（1）焊接面必須為非構(gòu)架面
1.4 CO2氣體保護(hù)焊及埋弧自動(dòng)焊
1.4.1適用范圍
（1）分段階段：內(nèi)底板、外板、舷側(cè)外板、甲板、斜板拼板對(duì)接焊縫（平面分段流水線上FCB法無(wú)法焊接的短焊縫和局部有線型的拼板焊縫）。
（2）總段制造、塢內(nèi)搭載階段：內(nèi)底板、甲板、平臺(tái)板的縱橫大接頭對(duì)接焊縫。
1.4.2焊接注意要點(diǎn)
（1）焊縫與水平傾角不允許大于10度
2. 焊縫檢驗(yàn)
2.1焊接缺陷種類(lèi)及影響因素
2.1.1焊接缺陷的種類(lèi)
焊接缺陷的種類(lèi)較多，按其在焊縫中的位置不同，可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷。常見(jiàn)的焊接外部缺陷有：焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔、表面夾渣及焊接裂紋等。內(nèi)部缺陷有：氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透等。
2.1.2影響焊接質(zhì)量的因素
在船舶建造過(guò)程中，影響焊接質(zhì)量的因素很多，如鋼材和焊條質(zhì)量，坡口加工和裝配精度、坡口表面清理狀況及焊接設(shè)備、工藝參數(shù)、焊接技術(shù)、天氣狀況等等。任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)都會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷，影響焊縫質(zhì)量。
2.2船舶焊接檢驗(yàn)的重要性
良好的船舶建造質(zhì)量是保證船舶安全航行與作業(yè)的重要條件。船體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求焊縫保證一定的強(qiáng)度，才能夠保證船舶的安全運(yùn)行。焊接質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)康氖菫榱思霸绨l(fā)現(xiàn)焊接缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。把焊接缺陷限制在一定的范圍內(nèi)，以確保船舶航行安全和水上人命財(cái)產(chǎn)安全。
2.3焊縫檢驗(yàn)內(nèi)容及常用方法
焊后檢驗(yàn)其主要內(nèi)容有：外觀檢驗(yàn)、無(wú)損檢驗(yàn)、力學(xué)性檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、焊縫晶間腐蝕檢驗(yàn)、致密性檢驗(yàn)、焊縫強(qiáng)度檢驗(yàn)。
船舶的焊后焊接質(zhì)量檢驗(yàn)主要是采用的非破壞性檢驗(yàn) （即無(wú)損探傷）。
2.3.1外觀檢驗(yàn)
焊接接頭的外觀檢驗(yàn)是一種手續(xù)簡(jiǎn)便而又應(yīng)用廣泛的檢驗(yàn)方法，是成品檢驗(yàn)的一個(gè)重要內(nèi)容。外觀檢查主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。這種檢查一般是通過(guò)肉眼觀察，借助標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)的。故有肉眼觀察法或目視法之稱(chēng)。
2.3.2著色探傷
著色探傷是用來(lái)發(fā)現(xiàn)表面缺陷的一種無(wú)損檢驗(yàn)的方法。
著色探傷的基本原理是：在被檢工件表面涂覆某些滲透力強(qiáng)的滲透液，在毛細(xì)作用下，滲透液被滲入到工件表面開(kāi)口的缺陷中，然后去除工件表面上多余的滲透液（保留滲透液到表面缺陷中的滲透液），再在工件表面上涂上一層顯象劑，缺陷中的滲透液在毛細(xì)作用下重新被吸到工件的表面，從而形成缺陷的痕跡。根據(jù)在白光下觀察到的缺陷顯示的痕跡，做出缺陷的評(píng)定。
2.3.3焊縫內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)
我們主要介紹船舶焊接質(zhì)量檢驗(yàn)中常用的超聲波探傷、射線探傷。
2.3.3.1超聲波探傷
超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。
超聲波探傷又稱(chēng)超聲波檢驗(yàn)。它的優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度高、設(shè)備輕巧、使用靈活方便、探測(cè)速度快、效率高、成本低、對(duì)人體無(wú)害，所以它的應(yīng)用比X射線探傷還要廣泛。
2.3.3.2射線探傷
射線探傷又稱(chēng)射線檢驗(yàn)：是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。它可以檢查金屬和非金屬及其制品的內(nèi)部缺陷。如焊縫中的的氣孔、夾渣、未焊透等體積性缺陷。
按使用的射線源種類(lèi)不同，可分為X射線探傷、γ射線探傷和高能射線探傷等。目前造船工業(yè)中廣泛使用的是X射線照相法探傷。
2.3.4船舶密性實(shí)驗(yàn)
檢查船體外板及有密性要求的艙室的焊縫是否存在泄漏、滲漏情況的實(shí)驗(yàn)稱(chēng)為船體密性實(shí)驗(yàn)。
根據(jù)船體結(jié)構(gòu)不同的被試部分，分別采用壓水、充氣、沖水試驗(yàn)等方法。
3. 提高船舶焊接工藝的幾點(diǎn)要素
3.1內(nèi)部管理
制定推進(jìn)計(jì)劃，確定責(zé)任部門(mén)并賦予相關(guān)權(quán)限，給予必須的資金支持，既定計(jì)劃執(zhí)行到位。
3.2外部協(xié)作
受公司自身客觀因素影響，對(duì)自身無(wú)法解決的問(wèn)題，可以借助研究單位等力量，提高研究效果和效率。
3.3人才培養(yǎng)
加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)，提高其技能水平，是提高船舶焊接工藝的重要因素。
4. 結(jié)論
隨著更先進(jìn)焊接工藝的發(fā)展，船舶高效焊接技術(shù)的采用，可極大程度上提高生產(chǎn)效率，保證建造質(zhì)量，提高企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。雖然前期設(shè)備投入成本較大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，船舶建造的焊接高效化、流水化勢(shì)在必行。■
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：壓力容器;管板;焊接;變形;焊接工藝
中圖分類(lèi)號(hào)：TH49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
在制造熱交換器的過(guò)程中，引起管板焊接變形的原因往往是：組裝與施焊的順序不當(dāng)、坡口形式、管板剛性不足（管板較薄）、焊接熔敷量過(guò)大、焊接工藝參數(shù)選擇的不合理。本文現(xiàn)就如何控制壓力容器管板焊接變形及其工藝闡述如下。
1、管板焊接變形的形式及原因
1.1管板焊接變形的不利影響及的形式
管板密封不嚴(yán)，管子拉脫是焊接變形造成的不利影響；管板焊接變形常見(jiàn)的有以下幾種形式：
（1）管板與殼體焊接后的角變形；
（2）管板面拱形變形；
（3）管板波浪變形。
其中，管板與殼體焊接后的角變形引起了管板面的拱形變形和管板面波浪變形。
1.2管板焊接變形的原因
筒體與管板焊接的橫向收縮變形在厚度方向上的不均勻分布是導(dǎo)致管板焊接變形的主要原因；管板與筒體的焊縫一般為單面單邊V型坡口，在焊接時(shí)，焊縫的背面和正面的熔敷金屬的填充量不一致，從而導(dǎo)致構(gòu)件平面的偏轉(zhuǎn)，所以這是一個(gè)絕對(duì)的客觀存在的變形。
管板與筒體焊接熔敷金屬的填充量的正面和背面的縫上是不同的，導(dǎo)致在偏轉(zhuǎn)平面元件，所以這是一個(gè)絕對(duì)的客觀存在的失真焊接角變形主要由兩種變形組成，即筒體與管板角度變化和管板本身的角變形，前者相當(dāng)于兩個(gè)工件對(duì)接焊接引起的角變形，后者相當(dāng)于在管板上堆焊時(shí)引起的角變形；而焊接變形的大小主要取決于管板的剛性、坡口角度、焊縫截面形狀、焊接線能量、熔敷金屬填充量焊接操作等。
根據(jù)多年工程實(shí)踐總結(jié)出引起焊接變形的原主要有有以下幾方面：
①焊接方向不按規(guī)范實(shí)施；
②焊接參數(shù)不合理，引起局部過(guò)熱；
③組裝與施焊的順序未按照規(guī)范進(jìn)行；
④輔助措施不適當(dāng)。
根據(jù)管板變形的原因及其影響因素，在雙面焊在管板焊接不能實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上，焊接時(shí)電流過(guò)大會(huì)引起燒穿傷及換熱管，因此，管板與殼體管板焊接，應(yīng)考慮減少熱量，增加管板剛性，以減少變形。
2、控制壓力容器管板焊接變形的措施
2.1冷作方面
減小管板與殼體角變形的有效措施是提高管板剛性，變形量隨著管板剛性增大而減小；
（1）設(shè)計(jì)方面：從防止焊接變形的角度考慮，可適當(dāng)提高管板的厚度，此舉措可進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛性，對(duì)焊接變形的控制也將增強(qiáng)。
（2）拉桿剛性固定法
將帶螺紋的拉桿從管板面的換熱管孔中穿過(guò)，兩端用螺母把緊，這樣將有效提高管板的剛性，進(jìn)而控制變形量；拉桿數(shù)量依筒體尺寸來(lái)確定，確定拉桿的直徑，應(yīng)不小于換熱管直徑的三分之二，例如，當(dāng)換熱管直徑為ф25㎜時(shí)，那么拉桿直徑既為ф16㎜。拉桿從管板的外周向內(nèi)，在管板面上均布，拉桿數(shù)量如下：
（3）提高管板法蘭剛性減小變形
為達(dá)到提高剛性小的結(jié)構(gòu)剛度的目的，可以采用夾具、管箱、支撐桿等等來(lái)減小焊接變形；對(duì)于帶管箱熱交換器，可用螺栓螺母將管箱法蘭與管板擰緊，再進(jìn)行焊接（注意把管箱時(shí)必須按照設(shè)備管口方位進(jìn)行定位，否則將會(huì)導(dǎo)致變形不一致）；用U型夾或螺栓應(yīng)該在管板和法蘭的側(cè)面將管板與防變形法蘭（固定板）連接的方法來(lái)提高管板的剛性，以達(dá)到控制管板焊接角變形的目的。
（4）管板留加工余量進(jìn)行焊后進(jìn)行二次加工
對(duì)于小直徑薄管板來(lái)說(shuō)，增加管板厚度，是較為有效的方法，因其可留有焊后加工余量以便進(jìn)行二次機(jī)加工密封面。
2.2焊接接頭結(jié)構(gòu)和工藝防變形措施
(1)合理選擇坡口角度
施焊截面形狀和坡口角度對(duì)焊接接頭的角變形影響非常大，焊接接頭上部及下部橫向收縮量差別隨著坡口角度的增大而逐漸曾大，引起的筒體與管板的角變形就越大，填充金屬量越大，坡口角度越大，引起的管板變形也就越大，因此，如圖1，在保證焊透和的前提下，a角、h值應(yīng)盡量小，既減小焊接填充金屬量，減小變形。焊接坡口的角度控制在焊接工藝卡上反映。
（2）合理選擇焊縫尺寸
在保證接頭承載能力的前提下，設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量采用較小的焊縫尺寸，盡量減小焊角高度。在焊接工藝上反映；
（3）焊接層數(shù)
實(shí)踐證明，在同的樣焊接條件下，連續(xù)焊接時(shí)，角變形隨著焊接層數(shù)道次的增多而增大。因此，為了控制管板焊的焊接角變形，因?yàn)楹附幼冃沃饕l(fā)生在焊接的前幾道次，隨焊接層道次的增加，焊接接頭的剛性增大，焊接變形將減小；
（4）合理選擇焊接規(guī)范
通過(guò)選用合理的線能量，也可以達(dá)到控制焊接變形的目的，但是這是在不用任何反變形或夾具的情況下。在管板焊接的過(guò)程中，應(yīng)采用低的層間溫度，小參數(shù)施焊，再進(jìn)行后層道次的焊接時(shí)層間溫度應(yīng)降到100℃以下，這是為了避免局部過(guò)熱引起熱變形。一般在焊接薄壁管板時(shí)，在氬弧焊打底后，應(yīng)采用Φ3.2的焊條進(jìn)行填充和蓋面以控制焊接熱輸入；
（5）焊接順序
對(duì)于有色金屬板對(duì)接的焊接，采用對(duì)稱(chēng)施焊時(shí)，應(yīng)采用直線運(yùn)槍的方法，不得橫向擺動(dòng)焊接管板與筒體。管板與筒體焊接，采用打底后水平壓道焊，但必須是在保證管板溶合的條件下，即電弧直指殼體，在殼體上一層一道進(jìn)行水平壓道完成管板角焊縫的焊接，禁止直接在管板與殼體進(jìn)行45°斜角焊，每層焊縫應(yīng)分段對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。每層焊縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)180度。兩端各焊一層，交替操作，直至焊完。
圖3 管板焊接順序圖
(6) 余下管頭的焊接。從管板與筒體環(huán)縫起先焊完一端, 一層層向外施焊, 兩端管板交替進(jìn)行, 對(duì)稱(chēng)施焊。
（7）必須確保焊縫組隊(duì)間隙均勻，在施焊管板組合接頭打底焊時(shí)，氬弧焊需分段進(jìn)行打底（不低于兩層），焊接速度和焊接填充量應(yīng)盡量均勻，保證打底質(zhì)量；
( 8 ) 輔助措施。常用的輔助措施有三種: 一是加強(qiáng)冷卻效應(yīng), 從而避免因受熱不均而引起的變形。二是用一長(zhǎng)螺栓從管板中間穿過(guò), 兩頭用螺母鎖死(管束與管板無(wú)焊接時(shí)用此法) 。三是緊固一只剛性較大的零件(如與其相配的法蘭) , 以抵抗變形。
2.3強(qiáng)制冷卻法
對(duì)于非淬硬金屬為了限制和縮小焊接熱場(chǎng)的分布，可采用強(qiáng)制冷卻方式，從而避免因受熱不均而引起變形。
2.4．人員方面
1）．對(duì)換熱器的管板焊接是工藝人員工藝檢查和指導(dǎo)的工作重點(diǎn)，特別是現(xiàn)場(chǎng)的焊接指導(dǎo)工作；
2).加強(qiáng)管板焊焊接變形和防變形措施的宣傳，使之成為焊工班組的日常工作之一。加強(qiáng)每一位冷作和焊接操作員工管板焊接變形的學(xué)習(xí)和防犯意識(shí)。
3）．部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)將管板焊接工作作為重點(diǎn)任務(wù)來(lái)安排，并安排有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的人員，提高重視程度。工作安排應(yīng)明確，告知相關(guān)人員管板焊接變形造成的危害。
4)．具體負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)備的冷作和焊接的操作人員要時(shí)刻以工作為重，必須嚴(yán)格按照工藝和規(guī)范操作；與工藝技術(shù)人員之間應(yīng)加強(qiáng)溝通交流，及時(shí)總結(jié)，提高防止管板焊接變形的理論、技能和經(jīng)驗(yàn)水平；
3、結(jié)語(yǔ)
大量的實(shí)踐證明,對(duì)于上述措施，只有在各部門(mén)嚴(yán)格按照要求執(zhí)行，才會(huì)有所見(jiàn)效。凡沒(méi)有按照要求造成重大問(wèn)題的，將追究其責(zé)任；對(duì)于提出改進(jìn)措施經(jīng)使用的人員將申報(bào)總經(jīng)理進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：ANSYS 焊接 溫度場(chǎng) 應(yīng)力場(chǎng)
中圖分類(lèi)號(hào)：TG44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）02-0064-02
隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，焊接生產(chǎn)信息化已成為大勢(shì)所趨。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行模擬，可以深入研究焊接過(guò)程的本質(zhì)規(guī)律，使焊接技術(shù)更加科學(xué)化。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬復(fù)雜的焊接過(guò)程，可以有效防止焊接缺陷的發(fā)生，對(duì)提高焊接質(zhì)量有重大意義。ANSYS是全球最通用的大型有限元分析軟件之一，在CAE仿真分析中發(fā)揮著重要作用。其界面友好、功能強(qiáng)大，可以有效模擬焊接的非線性過(guò)程。因此，ANSYS軟件在焊接過(guò)程模擬分析中得到了廣泛的應(yīng)用。
1 ANSYS分析方法
焊接溫度場(chǎng)問(wèn)題，可以看作是在一定初始條件和邊界條件下，工件內(nèi)部的熱傳導(dǎo)問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)實(shí)體，當(dāng)不同部位的溫度存在差異時(shí)，熱量就會(huì)發(fā)生流動(dòng)從而形成熱導(dǎo)。熱傳導(dǎo)過(guò)程符合傅里葉熱導(dǎo)方程：
（1）
式中、、分別為x、y、z三個(gè)方向上的熱導(dǎo)系數(shù)，是單位體積熱生成率。
求解過(guò)程必須考慮邊界和初始條件，溫度場(chǎng)邊界條件分三種類(lèi)型：
（1）第一類(lèi)邊界條件：物體在某些邊界上的溫度函數(shù)為已知，即：
（2）
式中是邊界溫度，它可以隨位置和時(shí)間變化。
（2）第二類(lèi)邊界條件：物體某些邊界上的熱流密度為已知。
（3）
式中為邊界外法線方向，為邊界上的熱流密度，物體向外流為正。
（3）第三類(lèi)邊界條件：物體在某些邊界上的對(duì)流條件為已知。
（4）
式中是對(duì)流系數(shù)，是流體參照溫度。
2 關(guān)鍵問(wèn)題的處理
2.1 高斯移動(dòng)熱源
焊接熱源具有局部集中、瞬時(shí)、快速移動(dòng)的特點(diǎn)，很容易形成不均勻的溫度場(chǎng)。這種不均勻的溫度場(chǎng)，是形成焊接殘余應(yīng)力和變形最根本的原因。因此，建立焊接熱源模型對(duì)焊接溫度場(chǎng)的模擬尤為重要。大量實(shí)踐證明，對(duì)于焊條電弧焊、埋弧焊等，采用表面高斯熱源比較理想。其熱流密度函數(shù)為：
（5）
式中e-e=2.71828；-電弧有效加熱半徑；-點(diǎn)到電弧加熱中心距離；-輸入熱量。
，為效率，為焊接電壓，為焊接電流。
熱流密度為面載荷，公式（5）可作為其分布函數(shù)。一般把該載荷施加到單元的各個(gè)面上，并給定該單元各節(jié)點(diǎn)的熱流密度值。命令如下：
SFE，ELEM_NUM，SURFACE_NUM，HFLUX，NODE1_VAL，NODE2_VAL...
2.2 單元生死
在焊接開(kāi)始時(shí)焊縫材料并不存在，而是隨著焊接過(guò)程不斷產(chǎn)生的。要真實(shí)的模擬焊接過(guò)程，就必須用到ANSYS中的“單元生死”技術(shù)。
ANSYS程序并不是將“殺死”的單元從模型中刪除掉，而是給其單元?jiǎng)偠染仃嚦艘砸粋€(gè)很小的因子（ESTIF）。“死單元”的單元載荷將為零，從而不對(duì)載荷向量生效。同樣，“死單元”的質(zhì)量、阻尼、比熱和其他類(lèi)似效果也為零。單元“出生”，并不是將其加到模型中，而是重新將它們激活。焊縫單元在計(jì)算開(kāi)始時(shí)先“殺死”，隨著焊接過(guò)程的進(jìn)行，再把這部分單元逐步重新激活，命令如下：
ESEL，S；EKILL，ALL；ALLS；SOLVE；ESEL，S；EALIVE，ALL；ALLS...SOLVE
3 實(shí)例分析
如圖1為V形開(kāi)口的兩塊鋼板，鋼板材料為20鋼。現(xiàn)把兩者焊接起來(lái)，焊縫為三層單道焊縫。
3.1 建模
焊接過(guò)程為對(duì)稱(chēng)分布，故取焊縫的一半進(jìn)行分析。
（1）定義單元類(lèi)型。本例分析整個(gè)焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)情況，因此采用能夠進(jìn)行瞬態(tài)非線性分析的單元類(lèi)型。在這里選用ANSYS單元類(lèi)型庫(kù)中的平面熱實(shí)體單元PLANE77和空間熱實(shí)體單元SOLID90。為了保證計(jì)算精度和計(jì)算量，在焊縫區(qū)域用SOLID90單元，中間部分用PLANE77單元過(guò)渡。
（2）網(wǎng)格劃分。為了提高模型計(jì)算效率，把工件分為三個(gè)區(qū)， 即焊縫區(qū)、遠(yuǎn)離焊縫區(qū)和中間體。在焊縫和遠(yuǎn)離焊縫的區(qū)域分別用大小不同的六面體網(wǎng)格劃分，中間部分用四面體自由網(wǎng)格過(guò)渡。網(wǎng)格劃分如圖2：
（3）熱源的加載。在此選用高斯熱源，并用分步加載的方法進(jìn)行加載（熱源是隨著電弧的移動(dòng)逐漸加載上去的），利用“單元生死”技術(shù)來(lái)模擬焊道的焊接情形。通過(guò)定義生熱率來(lái)模擬電弧的移動(dòng)過(guò)程，并隨著時(shí)間和空間加載。
3.2 求解結(jié)果
經(jīng)過(guò)ANSYS求解和通用后處理，可以得到焊接過(guò)程從開(kāi)始到冷卻結(jié)束時(shí)，不同時(shí)間的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布云圖（圖3、圖4）。從分析結(jié)果知：焊接時(shí)應(yīng)力較小，冷卻結(jié)束時(shí)殘余應(yīng)力較大，達(dá)到364MPa.
4 結(jié)語(yǔ)
本文探討了利用ANSYS軟件模擬焊接過(guò)程的方法，并用實(shí)例證明焊接過(guò)程的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布與焊接實(shí)際符合的很好，這表明利用ANSYS對(duì)焊接過(guò)程的模擬是比較成功的。通過(guò)分析得到：在焊接過(guò)程中，焊接時(shí)應(yīng)力較小，冷卻結(jié)束時(shí)殘余應(yīng)力較大。
參考文獻(xiàn)
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