時間：2022-06-02 06:21:46
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇焊接技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
從我國的焊接材料發展現狀上看，鋼鐵的產量逐年增加，成為鋼鐵大國。以鋼鐵的生產為主，焊接材料的增長率也得到了穩步提升。從焊接技術的發展上來看，以往我國的傳統焊接工程中主要采用的是手動焊接技術方法，在實際的應用中降低了裝備制造的效率。而近些年為了滿足高端裝備的制造需求，也對焊接技術進行了一定的改進。但是無論是焊接材料還是焊接技術雖然取得了一定的成績，但是從整體上看，焊接材料仍然存在著嚴重的問題，如焊接材料品種缺乏，裝備制造的配套型不完善等，焊接技術水平也依然低于世界先進水平。最終導致高端裝備制造質量的穩定性比較差，降低了其市場競優勢。
2高端裝備制造對焊接材料和焊接技術的需求與挑戰
在高端裝備制造過程中，需要對焊接技術和焊接材料等兩方面進行深入介紹。現如今，從焊接材料的種類上進行分析，主要有低合金鋼，不銹鋼，鋁合金以及鈦合金等材料，這些焊接材料主要用于釬焊以及特征焊為主。從材料的技術形態上看，主要有絲狀、條狀以及帶狀等等。從這些因素上可以看出，高端裝備制造工程對于焊接材料的相關技術指標要求比較嚴格，同時其復雜性也比較突出。需要對材料的技術性能指標進行明確和保證。通常情況下，材料的技術性能指標需要達到一定的穩定性和高效性，這樣才能保證焊接材料達到相關技術標準。高端裝備制造對焊接材料的技術性能也提出了一定的挑戰，首先，在研發方面，焊接材料技術發展中所面臨的最大挑戰就是焊接材料的成分、組織以及性能之間關系的處理。其次，在實際的材料生產制備中，所面臨的技術挑戰主要有三點：①高端裝備制造原材料和輔助材料的質量需要進行嚴格把關。②制高端裝備制造焊接技術和相應的焊接裝備性能也是不可忽視的重要因素。③由于焊接材料的系統性比較強，因此焊接材料制備技術的研究非常重要，不容忽視。每一個焊接技術環節都應該嚴格按照相應的標準來進行。其中包括焊條大壓力壓涂技術，劑匹配技術以及燒結焊劑的造粒技術等等。從比較典型的拉絲工藝上看，國內的研究所受到的影響因素較多。為了對拉絲工藝進行優化，需要選擇科學合理的配劑，以及拉絲的制定工藝等等。④在焊接材料和焊接技術的質量控制方面也面臨著一定的挑戰。具體來說可以從兩個方面來闡述：第一，現如今，信息化和智能化技術比較發達，但是從焊接技術的控制方面來看，在線質量檢測技術的落后現象比較嚴重，焊接技術檢測還只是停留在對幾何尺寸進行檢測，深入程度不夠。所以，在實際的工作中，對于焊絲的應力以及變形的情況等方面還無法進行詳細地檢測。第二，焊接材料的工藝性對于焊接技術的發展也提出了較高的要求，但是焊接技術中涉及到的焊接工藝參數和材料的質量無法達到相關的標準，不能從本質上對焊接功能和材料工藝進行解釋，可見，焊接工作的質量控制方面還不健全，亟待改善。
3高端裝備制造的新型焊接技術
3.1活性化焊接技術
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深淺、對材料成分敏感的缺點。與普通TIG焊方法相比，相同的焊接參數，活性劑能使熔深增加200％~300％，焊接時間減少50％，焊接效率提高2-6倍，焊接成本也相應減少，在高端裝備制造的焊接作業中能夠發揮很好的作用。
3.2高速焊接技術
高效焊接技術一直是高端裝備制備焊接技術的重點發展方向，目前已經取得了一些成就，例如熔化極等離子弧焊接技術，這種技術綜合了熔化極氣體保護焊和等離子弧焊的優點，非常適宜鋁鎂等輕金屬及合金的焊接。在焊接薄板時，可以實現高速焊，例如對2mm鋁板，焊接速度可達3000mm/min；對于厚板連接，其熔敷效率高，參數范圍廣，焊接過程穩定。由于等離子弧對接頭區的充分清理作用，焊縫中氣孔缺陷明顯較少，尤其適合在高端裝備這種對焊接質量要求較高的焊接作用中使用。
3.3智能化與自動化焊接技術
英文名稱：Welding Technology
主管單位：天津市機電工業控股集團公司
主辦單位：天津市焊接研究所;中國工程建設焊接協會
出版周期：月刊
出版地址：天津市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1002-025X
國內刊號：12-1070/TG
郵發代號：6-43
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1972
期刊收錄：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
前言 近幾年國內外石油工程的基本建設項目越來越多，對焊接技術的要求也越來越高，焊接工藝的多樣化已成為一種趨勢，從特種材料的小口徑高含硫天然氣氣田管網集輸、裝置凈化項目；高強鋼、大口徑的天然氣輸氣管道和碳素鋼、合金鋼的進戶城市天然氣管網；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高壓超高壓等項工程的建設情況來看，所選用的大多是組合焊接技術[1]，該項技術能充分發揮不同焊接技術的優勢，提高焊接質量和工程的使用壽命。
1 焊接設備 焊接設備制造廠家較多，其使用性能差別較大，近幾年來從事石油工程建設施工企業使用的焊接設備，選用一機多用的多種用途直流弧焊電源的單位較多，這些設備不但具有焊條電弧上向焊功能，而且還具有焊條電弧下向焊、藥芯半自動焊、CO2氣體保護焊功能，有的設備還具有氬弧焊功能。常用的焊接設備主要有：國外生產的有林肯、米勒焊機，國內生產的有川焊、熊谷、奧太、時代、運達等廠家的焊接設備。
2 金屬材料與焊接材料
2.1 金屬材料 石油工程建設所使用的金屬材料種類較多，如：黑色金屬材料類的低碳鋼、中碳鋼、普低合金鋼、不銹鋼和特種用途的鍋爐壓力容器用鋼、管道專用鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼、異種鋼等；有色金屬材料類的鎳合金、鋁合金、銅合金材料及復合材料等。 在石油工程建設中選用的金屬材料其強度、硬度、塑性、韌性等項技術指標均能滿足焊接工藝的要求，大部分金屬材料的焊接性能較好，在施工中根據設計要求，通過調整焊接工藝方案，選擇不同的焊接技術都能滿足施工技術要求。
2.2 焊接材料 金屬材料的類別、性能、強度等級不同，含碳量或碳當量不同，其可焊性差別較大，所選用的焊接材料也不一樣，用于金屬材料焊接的焊接材料主要有：
2.2.1 手工焊條電弧上向焊條 目前施工企業使用的焊條以國內生產的為主，該類焊條可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條十一大類，使用較多的焊條主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。
2.2.2 手工焊條電弧下向焊條 目前施工企業使用的焊條以國外生產的為主，該類焊條是用于油氣管道焊接的專用焊條，主要有纖維素型和低氫型兩種焊條，使用較多的焊條主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。
2.2.3 各類焊絲 目前施工企業使用的焊絲國內外生產的都有，可分為CO2氣體及氬弧焊填充焊絲、埋弧焊絲、自保護藥芯焊絲、硬質合金焊絲、銅及銅合金焊絲、鋁及鋁合金焊絲、鎳及鎳合金焊絲、鑄鐵氣焊絲、碳鋼、低合金鋼氣焊絲，部分焊絲焊接時需要使用相應的焊劑、纖料、焊粉，使用較多的焊絲主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。
2.2.4 氣體 使用較多的氣體主要有氬氣、二氧化碳氣體、混合氣體（氬氣+二氧化碳氣）、氧氣、乙炔氣等。
3 焊接技術組合方案 根據近幾年石油工程集輸管網、長輸管道、場站建設、壓力容器、城市天然氣管網建設的情況來看，為了確保工程實體的焊接質量，施工單位根據設計單位的要求，在單面焊雙面成型焊接技術的應用上，根焊+填充蓋面焊采用組合焊接技術可以有效的保證工程實體的焊接質量。即：焊條電弧下向焊+焊條電弧上向焊、焊條電弧下向焊+焊條電弧下向焊、焊條電弧下向焊+藥芯焊絲半自動焊、焊條電弧下向焊+全位置自動焊、焊條電弧下向焊+CO2氣體保護焊、STT+藥芯焊絲半自動焊、RMD+藥芯焊絲半自動焊、STT+全位置自動焊、TIG焊+焊條電弧上向焊、TIG焊+焊條電弧下向焊等。 特種金屬材料的焊接，如：高含硫的鎳基復合材料在基層、過度層、復層所選用的焊接材料是有區別的，采用的焊接工藝也不盡相同，和不銹鋼復合材料及異種金屬材料的焊接工藝也有不同之處[2-3]。
4 焊接工藝 組合焊接工藝對坡口的要求沒有大的變化，一般為單邊V型坡口。在金屬材料厚度較薄的情況下為了保證焊接質量，可以選擇30°±0.5°的單邊V型坡口，如果金屬材料的厚度在14mm以上可以考慮選擇22°±1°的單邊V型坡口。 不同的焊接工藝對焊接質量的要求都是一樣的，焊工如果掌握某一項焊接技術較容易，要同時掌握幾項焊接技術難度是比較大的，可以根據工程的需要由同一名焊工有選擇地分別掌握焊條電弧上、下向焊、藥芯焊絲自保護半自動焊、手工鎢極氬弧焊等項焊接技術。 不同的焊接技術其焊接工藝參數是有差異的，推薦幾種不同的組合焊接工藝參數，見表1、表2、表3（僅供參考）。 表1 壓力容器立焊縫組合焊接工藝參數
注：鋼材牌號為Q235A、板厚 8mm、要求單面焊雙面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管組合焊接工藝參數
注：DC-表示焊條或焊絲接負極，焊接方向為下向，要求單面焊雙面成型。
表3 Φ89×10mm管組合焊接工藝參數
注：根焊層為手工鎢極氬弧焊，要求單面焊雙面成型。
5 人才選拔與培養
5.1 人才的選拔 一流的石油工程建設施工企業，對優秀技能人才的培養特別是焊接技能人才的培養非常必要的，該類技能型人才的技術水平高低對企業的興衰起著十分重要的作用。在復合型焊接技能人才選拔和培養問題上，企業有關部門可優先考慮已掌握了某一項焊接技術的焊工，身體健康、視力正常、具有中技以上水平、年齡在35歲以下，熱愛本職工作、能吃苦耐勞、各方面素質較高的焊工。聘請名師組織集中脫產學習，強化技能培訓，經嚴格考核后方可持證上崗。
5.2 人才的培養 對于一個現代化的石油工程建設施工企業來說，如果沒有一大批優秀的復合型焊接技能人才，要想創造輝煌的業績是非常困難的。就現有國內石油石化施工企業的現狀來看，我們應著重思考以下幾個問題：
5.2.1 目前各施工企業都有為數不少的焊接技能人才，他們當中大多數技能單一，雖然對某一項焊接技術掌握的很好，但遇到工藝復雜或調整焊接技術方案時，很難發揮技術優勢。造成人力資源的浪費和施工、管理成本的增加，如果人力資源的調配不當會影響工程的焊接質量、進度及工期。
5.2.2 對復合型焊接技能人才的培養應根據企業的實際情況，結合所擔負的工程施工項目和技術要求建立焊接技能人才庫，有選擇地進行培養、使用和科學合理的儲備掌握若干項焊接技能的復合型人才。
5.2.3 建立行之有效的運行機制，打破各自為政，小團體的管理模式，對焊接技能人才實行科學的動態管理，以適應石油工程建設施工市場的變化。
5.2.4 有條件的企業應對復合型焊接技能人才進行分期、分批封閉式強化培養，培養課時可視具體情況作出合理的安排。并按國家有關標準進行嚴格考核。
6 結束語 隨著科學技術的發展，有關部門對石油工程建設項目的質量要求會越來越高，施工企業采用組合焊接技術能充分發揮不同焊接技術的優勢，確保工程的焊接質量和進度。
對于一個優秀的復合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多種不同的焊接技術是施工企業非常需要的，所發揮的作用比單一型焊工大幾倍，在激烈的石油工程建設市場競爭中，如果能有計劃地培養、使用復合型焊接技能人才，充分發揮復合型焊接技能人才的優勢，定能為施工企業創造良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技術在我國管道建設中的應用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
論文摘要：焊接是一種先進的制造技術，目前世界工程技術界己公認將焊接結構用鋼量作為衡量一個國家工業發達的主要指標，工業發達國家焊接結構用鋼量己達到占鋼產量的60—70%。近些年來，隨著我國現代制造業和加工業的高速發展，焊接在工業、農業、國防等方面的應用日益廣泛，使焊接結構用鋼量大幅度上升，焊接技術工人的短缺就成為必然，為了適應國民經濟發展的需要，社會迫切需要大量的焊接技術工人，本文就就中等職業學校如何培養焊接技術工人進行了探討。
隨著教育技術的進步和我國人才培養模式的變化，依靠自學和師傅的傳、幫、帶培養焊接技術工人的模式已被淘汰，現階段大量焊接技術工人的培養主要由中等職業學校來完成。但是我們知道，由于各類職業學校教學水平的不同，培養出的焊接技術工人參差不齊。同時我們也應知道:培養一個合格的焊接技術工人(以下簡稱焊工)、高級焊工是一個長期的、系統的工程，現階段主要涉及到職業學校和社會本身。
職業學校的任務
中等職業教育傳統上是一種就業教育。它的基本培養目標是讓學生掌握一定的文化知識，具有熟練的某一類專業技能，必備的通用技能以及一定的其他專業技能，形成較強的應崗能力和一定的跨崗、跨職業能力，畢業生出去能適應一定的職業，謀得一份工作。
職業學校的首要任務是加強學生的人生觀和職業道德教育。學校不僅要教書，還要育人。要使畢業出去的學生不僅有健康的體魄，還要有健康的心理、遠大的追求，正確的社會分工概念，對本職工作充滿激情。人們都有一個老的觀念，從學生到家長，普遍存在著想當干部，搞管理，搞科研，不愿當工人的思想，包括不想當技術工人和高級技術工人，我們稱之為“白領情結”，覺得當“白領”風光、自在、收入高。與“白領情結”相應出現的是“藍領恐懼癥”。恐懼什么呢?一怕臟、苦、累。當工人就得沽油膩，當工人就得費體力，當工人就得實實在在干夠8小時。二怕當不了官。
在許多人的心目中，還是當官有出息。三怕沒面子，怕被人瞧不起。覺得當了工人，找個對象都成了問題。四怕收入來得慢，’與個高級技術工人，每月幾千塊，當然也不錯，但那得熬到哪年哪月呀!等到四五十歲，什么都晚了。由此可見，人們不僅恐懼當“藍領”，就足像技上、高級技工這樣的“技術藍領”也不被年輕人看好。結果是需要就業的年輕人包括他們的家人，不能正確審視自己或自己的孩子，“麻雀跟著燕飛”， 導致了學生在選擇受教育的途徑時，瞄準的是大學而不是職業教育，尤其是不愿接受中等職業教育。至于最后上了職業學校的學生，那是出于尤J奈何，小得已而為之。學校要教育、引導學生轉變這種觀念。我們知道，德國素以重視教育著稱，在教育發達的德國，每年高中畢業牛汽接考人學的比例通常不足二分之一，其余的則通過接受職業教育而成為社會需要的各類專門人才，他們照樣拿高工資，受到人們的重視和尊重，待遇和社會地位很高。德國教育的努力方向，并不是把所有的孩子都送進大學，因為社會分工變得越來越精細，眾多職業對勞動者的專業素質要求越來越高，像汽車機械師、銀行商務員、數據處理員，特別是大量的產業技術工人，不是一般的大學所能造就的，都需要專門的職業教育和培訓。職業教育為年輕人帶來的是嫻熟的技巧和強烈的職業道德意識，還使他們因職業責任而在心理上加快成熱。當然，在我們國家，人們“白領情結”的背后還有諸如包括技術工人在內的整個工人群體待遇偏低，社會地位不高以及企業的激勵機制不健全等問題，好在近年來特別是今年以來，勞動力市場上出現的技術工人供不應求，某些領域“藍領”收入超過了“白領”，對人們舊有的觀念是一種沖擊，同時也會對偏激的認識起到糾正的作用。
職業學校的一切工作都是為了培養目標的實現，說到底也都是為了學生。然而學生對我們職教理念是否理解，是否認可，是否接受，是否配合，這是我們育人模式成功與失敗的關鍵。有些學生對到企業實習實訓有模糊認識，缺乏吃苦耐勞精神，還有的學生厭惡勞動等等。因此職業學校應有針對性對學生進行人生觀、價值觀、道德觀教育，增強勞動觀念，樹立做普通勞動者的思想，把職業道德培養與職業能力培養緊密結合起來。同時開展緊密結合技術工人職業教育特色的校園文化建設，將職業思想教育列入學生教育的重點。
其次職業學校學校要加強焊接專業和教師隊伍的建設。由于社會經濟的飛速發展，一些中等職業學校焊接專業課程內容設置與社會要求不相適應，普遍存在著脫離社會、脫離勞動、脫離實際的狀況，對就業指導也沒有引起足夠的重視，造成焊接專業中職畢業生在就業心理上不同程度地存在著期望值過高、依賴性較強、自卑心理較重等現象，以及心理素質、知識結構、實踐能力不能完全適應社會需要的現狀，怕臟、怕累、怕吃苦，使得中職畢業生的就業出現了不同程度的問題。在這種情況下，培養合格的技術工人就無從談起。所以職業學校的焊接專業課程設置要面向市場，不斷改革創新，通過改革教材內容、課程設置、教育方法，增強自身的活力，積極主動地適應經濟社會發展的需要，努力提高焊接專業學生對社會需求的心理和技術適應能力，培養出具有良好職業道德和心理素質的具有焊接技術的人才。 轉貼于
學校要打造焊接專業建設，其核心就是建設一支充足、優秀的焊接專業課教師隊伍。教師，是教育資源。學校的焊接專業建設，依靠焊接專業教 師去完成。一支優秀的焊接教師隊伍，是培養合格焊工的重要力量。而職業學校的焊接專業教師有其特殊性。職業學校是以培養學生動手能力為核心 的工學結合育人模式，這就要求焊接專業教學不僅僅是理論知識的講述，更重要的是焊接技能的傳授訓練。這種關系體現在焊接師資隊伍上，表現為教師要具有雙向雙師的特點，職業學校要有一支雙向、雙師型一體化教師隊伍。雙向，即來源的雙向(企業、學校)和上作參與的雙向。雙師，即在擁有教師系列中級專業技術職務證書的同時，還擁有焊接中級專業技術職務或中級以上工人技術等級證書。就是理論上你能講課，實踐上你能操作。一體化是教帥既具備理論教學能力又具有指導學生實操、實訓能力。為什么要求專業課教師能說又能i.，這是因為培養出來的學生是否合格，檢驗的標準就是應知與應會。不能以其昏昏，使人昭昭。我校現在焊接技術專業課就實行了一體化的教學模式，每個教學日土午講授專業理論知識，下午就到焊接車間實訓，把書本上的理論知識在實操中落地生根。在這種情況下，焊接專業課教師調節不出合適的焊接電流，拿起焊鉗不能正確操作，不能焊出美觀、合格的焊縫是小叮想象的。
第三，職業學校要加強生產型實訓慕地的建設。教學本身是一種實踐，而職業學校的專業教學與普通學校的教學實踐相比，又有著更高一層的要求，那就是專業水平和動手能力。要使從職業學校畢業的焊接專業學生一進入工作崗位就能上于，那么學校就要加強學生的實訓工作，使學生在校就能熟練操作各種焊接設備進行生產。要實現這一目標，職業學校加強生產型實訓基地的建設就不容置疑，實訓基地是焊工教學的主課堂，校內生產型實訓應根據焊接結構件的要求，以項目或任務型生產帶動實訓，合理安排實訓地點、時間，使學生在模擬真實企業環境中從事生產性焊接實訓，降低教學成本，促進產教結合、工學結合的有效落實。同時，圍繞焊接項目或任務型焊接生產實訓，聘用和培養焊接專業教師、開發教材、調整課程體系，使之主動適應工學結合，培養出具有理論和實踐相結合的合格焊工。
社會的任務
學生在中職校接受焊接專業教育的時間是短暫的，學校培養出的焊工最終要走向社會，在社會中工作和受教育的時間是漫長的。要使學生最終成為合格的焊工和高級焊工甚至焊接技師，那么就有賴于社會或企業的繼續培養。
首先企業要教育焊工熱愛焊接工作。一個人對其工作的高度責任感來自于他對所從事的職業的熱愛。只有熱愛焊接工作，才會認識到自己所從事焊接工作的社會價值和對企業的貢獻，并把自己的身心和情感溶入到工作中去，才能從自己的焊接技術提高中體驗出一種樂趣，一種內心的喜悅，一種自豪感和成就感，從而發揮出聰明才智，不斷學習，不斷在實踐中提高自己的焊接操作技術水平。
關鍵詞：船舶薄板；高強度鋼；焊接技術
中圖分類號：TG4文獻標識碼： A
船舶焊接技術是船舶制造業的關鍵工藝技術之一。據有關數據統計，在船舶結構建造過程中，薄板焊接工時約占船舶結構建造建造總工時的百分之三十至百分之四十。由此可以看出，薄板焊接的質量以及焊接的效率與船舶建造的質量、建造所需要的周期，以及建造船舶所提供的成本息息相關。從理論上來說，船舶薄板焊接是一門技術應用，在實際生產中，船舶薄板的焊接問題的解決往往還需要一定的經驗知識的支撐。因此，船舶薄板的焊接技術被認為是能夠實現一定程度的智能化的一個較為理想的發展領域，對提高造船質量、縮短建造周期、降低造船成本具有重要意義。高強度焊接結構用剛簡稱高強鋼。作為一種焊接結構用鋼，高強鋼具有強度高、韌性好、焊接性能優良、品種規格多樣等特點。本文主要就船舶薄板以及其高強度鋼的焊接技術進行研究。
1、船舶薄板的焊接
1.1薄板焊接變形的原因
一般焊接包括加熱、冷卻兩個方面。在這兩個階段過程中，金屬的結構會會破壞導致變形，加熱過程中的熱塑性變形影響較為顯著。如在熔化焊接過程中，隨著溫度的降低，金屬原子之間的吸引力漸漸的增大，溫度降到金屬的凝固溫度以下后，液態金屬會開始結晶，金屬原子會有規律性的排列，形成晶格。溫度的持續降低，原子振動范圍的不斷縮小，導致晶格發生收縮，這種收縮最終表現為焊接縫隙間金屬的收縮，包括橫向收縮和縱向收縮兩種。在薄板焊接中，由于收縮作用，會使形狀發生大面積的形變，其中包括扭曲變形、波浪狀變形、角變形，或局部凹陷等。這些形變會影響薄板的結構。除此之外，還應該注意焊接剛的剛性定位以及結構定位，包括焊接程序，工藝參數等會對變形造成一定的影響。
1.2如何選擇合理的焊接方法
焊接方法的選擇主要為了減少形變。一般的焊接方法有二氧化碳氣體保護焊，不銹鋼薄板焊接，以及電阻焊接等多種焊接方法。為了防止薄板變形，反變形技術較為廣泛使用，反變形是指在焊接前，將工藝變形向相反方向變形。反變形方法的選擇與反變形量的控制需要工藝師認真斟酌，仔細推敲。選擇合理的焊接方法對焊接過程的實施以及焊接的質量都有著至關重要的作用。
2、高強度鋼焊接技術的研究
2.1高強度鋼焊接性能分析
高強度鋼船舶薄板結構用鋼是經過細化處理晶粒的鋼，又稱為鎮靜鋼，其含碳量較小，為了提高強度和硬度可加入Nb、Al等元素，這些元素要均為細化晶粒元素，焊接性很復雜。除此，對于一些強度級別較低而且其含碳量也較低的鋼，這類鋼的焊接性能較好，形變以及產生裂紋的傾向和淬硬傾向都比較小。鋼強度級別越高，在熱影響區域的裂紋傾向和淬硬傾向影響會越大。尤其是那些厚度較大的焊接鋼件受裂紋傾向和淬硬傾向的影響較大。
2.1.1裂紋問題
裂紋傾向包括冷裂紋傾向和熱裂紋傾向兩種。其中冷裂紋是指產生于厚度較大的高強度鋼的焊接縫，以及熱影響區域中。冷裂紋一般產生的時間是在當焊接接頭冷卻到300攝氏度以下直至室溫后，在熱影響區域下的焊道處、其根部等出，一般，有些要隔很多天才能被發現。產生冷裂紋主要有幾個方面的因素，首先，由于焊接過程中焊接縫隙以及熱影響區域所產生的焊氫量過多，使其密集處于熱影響區域熔合線附近，形成富氫帶，如若此刻晶格空穴缺陷，則容易形成冷裂紋。其次，由于焊接接頭內部溫度分布不均，也會導致冷裂紋現象產生。除此，焊接金屬以及淬硬組織對冷裂紋的敏感性較大，容易產生冷裂紋。
熱裂紋主要是指在焊接過程中溫度過高而產生的裂紋，一般是在金屬熔化或凝固的時候。影響熱裂紋的因素也包括幾個方面。從一方面來說，一般來說焊接金屬中的合金成分，還有金屬中的碳、硫含量都是產生熱裂紋的主要因素。另一方面，對于剛性要求較大的焊接接頭，其產生熱裂紋的可能性也比較大。另外，對于焊接橫截面方面，焊接縫的寬度與熔深比值越大，其中液態金屬的流動性越好，熱裂紋產生的傾向會越小。
2.2防止裂紋產生和減少淬硬的措施
2.2.1焊接方法
對于高強度鋼的焊接技術，一般采用二氧化碳氣體保護焊、焊條電弧焊、埋弧焊接等多種。一般而言，好的焊接方法會帶來好的薄板高強度鋼焊接質量。對于不同的材料，采取不同的焊接方法會達到較好的焊接效果。
2.2.2焊接材料
各類焊接材料包括焊條、焊絲均應該符合國家規定標準，符合國家船級CCS認證。焊條、焊絲在使用前可進行除污處理，并嚴格按照規定的時間、方法進行烘焙。
2.2.2焊接參數
一般而言，焊接時有事先規定好的參數。參數包括焊接電流、電弧電壓以及焊接速度三種。其三者的關系對裂紋傾向以及淬硬傾向都有一定的決定作用。一般而言，高強度的焊接采用的焊接參數比低強度的焊接采用的焊接參數規范要大。
2.2.3焊接坡口形式
一般而言，焊接縫的破口形式必然與焊接的橫截面積密不可分。焊接時，角度較小的坡口對金屬材料內液態金屬的流動性起到抑制作用，這樣容易有裂紋產生。除此，對于高強度鋼的坡口，一般采用機械加工的方式。
2.2.4焊接前預熱
焊接前預熱是焊接的必要準備。一般，預熱溫度不能低于150攝氏度。在焊接過程中，其前一道的焊接是后一道焊接的預熱，在多層多道焊接過程中，每個層間溫度都不該低于預熱溫度。在船舶薄板構建中，一般不采用預熱方式，但是，預熱對于高強度鋼來說，可以通過減緩冷卻的速度來改善焊接接頭的組織，從而能降低焊接熱影響區域的硬度值，提高焊接區域的韌性。
2.2.5焊接后熱處理
與焊接前預熱一樣，焊后熱處理也是焊接后的必要步驟。一般而言，焊后是否需要熱處理主要看鋼的結構以及其化學效應。薄板的焊接方法，薄板的厚度，使用條件等因素綜合考慮。一般船體構造過程中不采用焊接后熱處理。
結束語：
船舶技術一直是我國的強項，為了促進經濟發展，成就社會繁華穩定，我們應該加大船舶制造業的投入。在發展船舶制造業的同時，可尋求新的高強度鋼焊接技術，將船舶事業發展壯大。受國際經濟影響，船舶制造業面臨著機遇與挑戰，我們必須運用新的科技，將船舶制造業推向頂峰，將船舶薄板質量造就更好，將高強度鋼技術煉就輝煌。新型的材料包括合金材料，新型的技術都值得被合理的使用開發。而焊接技術則要求焊接人員更加專業、實施更加嚴格，這需要船舶行業去發掘、采用以及培養。期待船舶制造業更加輝煌的明天。
參考文獻：
[1]中國船級社材料與焊接規范[M]北京人民交通出版社.2009
[2]劉福才,陳超.模糊系統萬能逼近理論研究綜述.智能系統學報,2007,2(1):44-48.
[3]蘇安集.CO2氣體保護焊工藝參數優化研究.廣東工業大學碩士學位論文,2009.
【關鍵詞】城市建設，壓力容器，焊接自動化，現狀與發展
中圖分類號：TU984文獻標識碼： A
一、前言
焊接自動化技術是提高壓力容器產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全的前提，焊接自動化程度已成為衡量壓力容器的工程施工質量重要標志之一，并且關系到整個工程的順利進行。
二、壓力容器焊接的概述
壓力容器歸于承壓類的特種設備，如果在施工階段中，專業技術和質量操控不過關，則會構成極大的安全隱患。在壓力容器的焊接階段中，焊接接頭的質量對全部容器的質量都會有重要的影響。從某種含義上講，一個壓力容器的質量怎么，取決于很多方面，例如焊接材料的挑選，焊接技能、焊接設備的好壞以及焊接檢驗是不是合格等。壓力容器的焊接技能，則是一個關鍵的階段，需求有不斷的完善和突破。影響壓力容器焊接質量的緣由有很多，在進行焊接之前，應當檢查一下焊接技術、工藝是不是合格，因為焊接技術、工藝的內容即是對焊接質量是否合格的可行性保障。一般說來壓力容器的焊接技術、工藝所履行的鑒定標準為NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》。
三、壓力容器焊接自動化技術的應用現狀
1、接管與筒體的自動焊接技術及工藝
以往傳統的馬鞍形狀埋弧焊接設備運動軌道現已無法完全的達到現階段焊接設備的實踐需要，而且也不合適應用到厚度較大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在這種情況下，就可以運用近幾年開發的接管馬鞍形埋弧焊接設備，該設備本身有著高度的自動化，所運用的操控方法極為快捷、敏捷，有著極強的適應能力。自動化馬鞍形埋弧焊接設備其本身自動化的實現原理主要是使用接管所具有的內徑來表示，選用四連桿夾緊的方法，來到達自動定心的意圖；該設備的焊槍在運轉軌道主要是以焊接對象的筒體和接管直徑來作為主要的焊接參數，經過焊接參數，可以使得焊接的數學模型在這一時期徹底自動化的生成；使用人機交互的界面，可以直接對焊接的各項參數進行操控，達到多道接連進行焊接的意圖。而且其焊接的焊道可以在這一過程中自動排列；具有斷點回憶，自動復位功能，這一點對馬鞍形空間曲線焊縫的焊接非常重要；超薄大功率焊槍合適大厚度、窄空隙坡口，關于窄空隙坡口，選用一層兩道的方法進行自動埋弧焊。
2、現階段壓力容器焊接自動化技術
（一）、焊接方案
對不一樣原料和不一樣厚度的壓力容器進行焊接需求用到不一樣的焊接方案，常用的方案主要有氣體保護焊、埋弧焊、堆焊和窄間隙焊。氣體保護焊電弧在維護氣流的壓縮下熱量會集，焊接速度較快，熔池較小，熱影響區窄，焊件焊后變形小，操作方便，有利于焊接階段的機械化和自動化；埋弧焊有焊接質量穩定、焊接施工率高、無弧光及煙塵很少等長處，使其變成壓力容器、管段制作、箱型梁柱等重要鋼構造制作中的主要焊接方案；堆焊技能很大程度上的發揮了對焊層的作用，是一種優質、高效、低稀釋率的堆焊技能；窄間隙焊接技能已變成現代工業施工中厚板構造焊接的首選技能，其巨大的技能和經濟優勢表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。
（二）、焊接自動化智能操控技術
焊接智能化操控在世界范圍內不斷完善，變成了現代焊接自動化的主要象征之一。已出現的一些現代高精度的自動操控體系，如最優操控體系、自適應操控體系等，在工業施工中得到了相應程度的運用。其間焊縫盯梢是焊接自動化操控體系的一個重要組成部分，對完成壓力容器施工階段的焊接自動化含義深遠。
四、焊接自動化技術在壓力容器制造中的發展
1、硬件方面
（一）、自動焊接設備
在近10年中，國內所研制的多頭埋弧自動焊和多頭MAG自動專用焊機已在壓力容器的生產中得到了廣泛的應用，特別值得一提的是國產形式水冷壁專用自動化焊機，大大減少了工人的勞動強度，提高了焊接質量。現代焊接機器人尤其是弧焊機器人作為典型的程序控制柔性焊接系統，具有效率高、質量穩定等長處，在壓力容器焊接范疇得到高度重視。柔性焊接機器人由于其報價不斷降低將在中國推廣應用，變成焊接設備的微機自動化控制技能的一個發展方向。除此之外，一些工藝設備的改進，如液壓封頭筒體對裝設備、萬向焊接轉臺、小直徑筒體縱縫環縫自動焊裝置等，在很大程度上也提高了壓力容器焊接自動化程度。
（二）、自動化焊接技術方案
埋弧自動焊是當前壓力容器焊接的主要方法，運用于封頭拼板焊縫、筒節縱環焊縫等，使焊接階段的自動化和機械化變成實際。但當前國內埋弧自動焊的操控體系大多仍選用簡略的模擬電路，整體功能有待進一步完善。堆焊技術主要用于厚壁壓力容器的焊接，其帶極埋弧堆焊因為母材熔深淺且較均勻，對工件表面質量要求低，變成國內外壓力容器內壁堆焊的主要方案。近來研發出的高速帶極堆焊法，與帶極埋弧堆焊相比，堆焊層邊界晶粒細小，雜質含量低，是一種經濟性較好的堆焊方案。窄間隙焊接可以對厚壁壓力容器可進行全方位焊接，易于完成焊接階段的自動化。當前，該技術完成了焊前預置參數、自動穩定焊接電壓、電流和速度，而且具有高度和橫向自動盯梢體系，完成焊縫的自動化焊接。
2、軟件方面
（一）、焊接的智能化操控
這些年焊接智能化操控技術在壓力容器工作中得到了很大的完善。焊縫盯梢是焊接智能化操控體系的一個重要組成部分，對完成壓力容器施工階段的焊接自動化含義深遠。當前運用的焊縫盯梢體系主要包含觸摸式和非觸摸式兩種類型。觸摸靠形式盯梢體系經過橫向盯梢、縱向盯梢和微調體系堅持導電嘴和焊縫之間間隔不變，完成環縫焊接自動化，但有時會因坡口及焊縫的加工裝配不均勻而影響傳感器的丈量精度。非觸摸式盯梢體系與其它學科聯系嚴密，當前國內外學者對此進行了不一樣程度的研討。非觸摸式超聲波盯梢傳感用到埋弧焊機上進行對焊縫坡口檢查的焊縫盯梢，能達到壓力容器制作的需求，在低成本焊接自動化具有較好的運用空間。基于CCD視覺焊縫盯梢體系能夠用于埋弧焊、等離子弧焊等多種焊接方案和設備中，但鑒于焊接階段的運用環境惡劣，傳感器要得到弧光、高溫、煙塵等的攪擾，使傳感器的精度、抗攪擾功能和靈敏度得到不一樣程度影響。盡管迄今為止已研討出多種自動盯梢方案，但大多數還處于試驗期間。由于計算機信息技能的完善和新式傳感方法的研討，焊縫盯梢技能將會在壓力容器職業得到廣泛運用，進一步完善壓力容器焊接階段的自動化和智能化程度。
（二）、人工智能技能及專家體系
人工智能技能在焊接階段中具有代表性的是模糊操控體系、神經網絡操控體系和焊接專家體系。I11-SooKim等將人工神經網絡引進GMA焊接方案來猜測焊接區寬度，拓寬了GMA焊接的運用范疇。當前，美國、日本等國家相繼在技能擬定、缺點剖析、資料挑選和設備挑選等方面完善了一系列研討開發。美國AdaptiveTechnologies公司開發的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和質量檢查等功能，體系能依據來自傳感器的光、溫度、電弧等信息，自動調整焊接途徑、線能量、送絲速度和搖擺參數等，并可優化多道焊參數。日本NKK公司開發的“焊接參數操控專家體系”可給出最優焊接參數，以確保恒定的熔深及焊接高度。中國在這范疇也相繼開發了不一樣類型的運用軟件，其間清華大學開發的“通用型弧焊技能專家體系QHWES”因其較強的適應性和再開發才能而獨具特色。
五、結束語
從實踐出發對當前焊接自動化技術中所遇到的問題以及措施等相關知識，進行了粗略的分析和研究。綜上分析，焊接自動化技術在壓力容器制造中的應用是運用科學的方法，促進技術工作的完善。
參考文獻
[1]韓淑梅，姜玉秀.淺析當前焊接技術的發展[J].知識經濟，2011
[2]董正祥，劉峰，田為民，孫先強，王衛國，油田在用壓力容器主要缺陷分析及預防《中國特種設備安全》2010
【關鍵詞】高層鋼框架結構；施工工藝；焊接變形
1引言
高層結構的行業標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》雖然已經頒布，但在我國，真正意義上的純鋼結構高層建筑采用的仍較少，普遍采用的是鋼框架-混凝土核心筒結構，雖然其具有造價低、用鋼省等優點，但其應用范圍和技術上還有待進一步研究和完善。而且我國的建筑鋼材存在很大不足，在品種、規格和質量水平上和發達國家還有較大差距。在高層鋼框架結構施工領域，技術水平高、管理能力強的建筑企業很少，鋼框架結構施工成套技術尚處于完善階段。為此，有必要加強對高層框架結構的施工工藝及其焊接變形方面的探討，這也是本論文的研究出發點。
2高層鋼框架結構施工工藝及其變形分析
2.1 鋼框架結構施工特點分析
鋼框架結構施工技術，主要包括鋼柱、鋼梁、樓梯的吊裝、測量校正、連接、壓型鋼板的鋪設等工序，但在鋼結構施工的同時往往要穿插土建、機電等部分的施工。鋼框架結構的施工必須要與土建等其它單位進行密切配合，做到統籌兼顧，才能高效、高質地完成施工任務。其主要特點有：
2.1.1 測量、定位、放線精度要求高。測量、定位、放線是貫穿制作和安裝階段的控制重點。在高層鋼框架結構安裝中，由于體型大，誤差積累將非常顯著，柱子或其它構件微小的偏移會造成上部很大的變位，極大地改變結構的受力，影響設計效果，甚至產生工程事故。
2.1.2 鋼框架結構安裝中，由于鋼材熱脹冷縮現象突出，天氣、溫度等條件影響大，溫度變化會對安裝精度產生較大影響。特別是在鋼構件連接中，焊接和螺栓連接受天氣、溫度影響更大。在焊接技術規程中規定，自然條件不能滿足焊接環境要求時，要采取人工措施給焊接創造條件，比如焊條的預熱、鋼板的預熱加溫等。
2.1.3 鋼結構安裝對起重、運輸等機械的性能要求高。由于鋼構件重量大、體型大，高層鋼框架結構安裝中高空作業多，對吊裝過程中的技術要求高，吊裝中不同工況條件下的施工荷載必須同其自身設計承載力相吻合，鋼構件在運輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中，要按事先模擬設計的條件進行。
2.1.4 由于鋼材的特點，決定了鋼框架結構要求防腐、防火嚴格。
2.1.5 高層鋼框架結構安裝工程量大，構件多，現場往往必須設置臨時堆放場地及相應的中轉堆場才能滿足安裝需要。
2.2 鋼框架焊接變形分析
2.2.1 鋼結構變形類型
鋼結構變形類型，可分為總體變形和局部變形兩類。總體變形是指整個結構的外形和尺寸發生變化，局部變形是指結構構件在局部區域出現變形。二者可能單獨出現，但更多地是組合出現。它們都會影響結構的諸多方面，如外觀、剛度和穩定性等，降低承載力，危及結構安全。
2.2.2 鋼結構變形原因
鋼材的初始變形；加工制作中的變形；運輸及安裝過程中產生的變形；使用過程中產生的變形等。
2.2.3 變形控制方法
傳統的經驗方法是制定合理的吊裝、焊接方案等，如采用先內而外的吊裝順序、對稱焊接等，在測量控制上預留變形等，這種籠統地控制方法在一定條件下可以取得較好的效果，但遇到復雜、多變的條件，效果有限。
焊接變形是高層鋼結構框架變形的主要構成因素，但相關的論文分析也多以靜態、局部的分析為主，如針對于某個焊接面或焊接構件的分析，針對建筑鋼框架結構焊接變形的整體分析方法尚未出現。
3 高層鋼框架結構焊接施工工藝及其變形矯正探討
3.1 焊接變形原因分析
鋼結構具有結構性能良好、建設工期短、綠色、環保等優點，所以在工業與民用建筑中廣泛應用。焊接對鋼結構來說是一把雙刃劍，它成就了鋼結構建設的高速度，但是鋼結構在焊接時產生的變形問題，也會極大地影響鋼結構的施工質量。鋼結構在焊接過程中出現變形是不可避免的，但可以通過合理的施工措施來予以控制。
焊接變形產生的主要原因是由于焊接過程中對焊件進行了局部的不均勻加熱，以及隨后的不均勻冷卻作用和結構本身或外加的剛性拘束作用，通過力、溫度和組織等因素的變化，從而在焊接接頭區產生不均勻的收縮變形，焊縫的縱向和橫向縮短是引起各種復雜變形的根本原因。
3.1.1 結構剛度
剛度就是結構抵抗拉伸和彎曲變形的能力，它主要取決于結構的截面形狀及其尺寸大小。如桁架的縱向變形，主要取決于橫截面面積和弦桿截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形狀截面的彎曲變形，主要取決于截面的抗彎剛度。
3.1.2 焊縫位置和數量
在鋼結構剛性不大時，焊縫在結構中對稱布置，施焊程序合理，則只產生線性縮短；當焊縫布置不對稱時，則還會產生彎曲變形；焊縫截面重心與接頭截面重心在同一位置上時，只要施焊程序合理，則只產生線性縮短；當焊縫截面重心偏離接頭截面重心時，則還會產生角變形。
3.1.3 焊接工藝
焊接電流大，焊條直徑粗，焊接速度慢，都會造成焊接變形大；自動焊接的變形較小，但焊接厚鋼板時，自動焊比手工焊的焊接變形稍大；多層焊時，第一層焊縫收縮量最大，第二、三層焊縫的收縮量則分別為第一層的20%和5%～10%，層數越多焊接變形也越大；斷續焊縫比連續焊縫的收縮量小；對接焊縫的橫向收縮比縱向收縮大2倍～4倍；焊接次序不當或未先焊好分部構件，然后總拼裝焊接，都易產生較大的焊接變形。所以在施工時要制定合理的焊接工藝措施。
3.2 焊接變形矯正措施探討
3.2.1 焊接工藝措施
焊接施工時，應選擇合適的焊接電流、速度、方向、順序，以減少變形。焊接金屬構件時，應先焊短，后焊長；先焊立，后焊平；先焊對接縫，再焊搭接縫，應從中間到兩邊，從里到外焊接。集中的焊縫應采用跳焊法，長焊縫采用分段退步焊和對稱焊接法。
3.3.2 機械矯正法
機械矯正法是利用機械力的作用，以矯正焊接變形，常采用撐直機、壓力機、千斤頂及各種小型機具頂壓矯正構件變形。矯正時，將構件變形部位放在兩支撐之間，對準構件凸出部位緩慢施力，即可矯正變形。
3.3.3 火焰矯正法
采用火焰矯正的原理與焊接變形的原理相同，只是反其道而用之，通過給金屬輸入熱量，使金屬達到塑性狀態，從而產生變形，構件被局部加熱后，依靠加熱區的膨脹與收縮差，使構件按照預定的方向發生變形，從而達到矯正的目的。
3.3.4 剛性固定法
焊接時在平臺上或在重疊的構件上設置夾具固定構件，增加剛性后，再進行焊接，這樣焊接中的加熱和冷卻的收縮變形，被固定夾具等外力所限制，但這種方法只適應塑性較好的低碳結構鋼和低合金結構鋼，不適應中碳鋼和可焊性更差的鋼材，因為焊接應力常使焊件產生裂紋。
4 結語
高層鋼框架結構施工工藝與焊接變形分析的影響因素多而且具有較強的模糊性和不確定性，本論文重點對高層鋼框架結構的焊接施工工藝進行了分析研究，詳細探討了焊接變形的原因及其矯正措施，對于進一步提高鋼材鋼框架結構的施工工藝水平具有較好的理論指導時間。
參考文獻：
[1]日本.渡邊幫夫等著.鋼結構設計與施工[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.
Abstract： The tunnel flashing uses traditional hot melt welding， its construction efficiency is low and the welding quality and appearance are poor. Combined with the application of the welding technology of a new type of ultrasonic flashing in Banlun tunnel of the Napo Expressway from Guning， Yunnan to Napo， Guangxi， this paper analyzes the results from principle， process， organization， quality and other aspects. The indicators and performance advantages are obvious， which provides the reference for the application of ultrasonic flashing welding in the engineering.
關鍵詞： 隧道；防水板；超聲波；焊接
Key words： tunnel；flashing；ultrasonic；welding
中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）02-0131-02
1 項目概況
云南富寧至廣西那坡高速公路主線全長22.233km，起點位于云南羅富高速公路，連接廣西靖那高速公路，板侖隧道樁號為K3+885，位于廣西與云南交界的富寧板侖鄉境內，隧道左線里程為ZK2+886～ZK4+851，長度1965m，右線里程為YK2+885～YK4+885，長度2000m，左線進出口明洞長度分別為26m、22m，右線進出口明洞長度分別為4m、12m；隧道左線最大埋深358m，右線最大埋深355m。本隧道為全線最長隧道，為分離式隧道，是富寧至那坡高速公路控制性工程，隧道進口處間距20.7m，出口處間距19.5m，洞口段為小間距施工。本文結合板侖隧道采用新型超聲波防水板焊接技術的實例應用，對焊接技術和質量控制要點進行分析探討。
2 工藝概況及原理
以往多數隧道防水板鋪設后一直采取手工方式固定到隧道內壁上，固定方式以射釘錨固墊片為主，墊片與防水板以熱熔形式處理，往往容易燒焦、燒穿，與初支表面的密貼效果不穩定，質量控制難，整體平順性不好。板侖隧道結構防水由噴射混凝土、柔性卷材防水層和二次襯砌結構自防水等組成，其中柔性防水卷材為土工布和1.5mm厚PVC防水板組成，施工過程中采用新型超聲波對防水板焊接，超聲波焊接機由發生器產生20kHz～35kHz的高壓、高頻信號，通過換能系統轉換成高頻機械振動，借助焊接槍頭加于兩個靠近的塑料工件上，通過工件表面及內在分子間的摩擦提高接觸面局部溫度，當溫度升高至工件熔點時，工件接口迅速熔化將接口間的空隙填實，隨接觸時間延長，接觸面熔化深度加大，當接觸震動停止后，工件冷卻定形，至此超聲波焊接完美收官。
3 工藝特點
①超聲波焊接開機即可焊接，正常情況下焊接槍頭不會燙傷操作人員，安全性好。②超聲波焊接不需加溶劑、粘接劑或其他輔助品，使用成本低。超聲波焊接一次性投入較大，但設備使用壽命長，分攤成本僅為電熱壓力焊焊槍成本的7.5%，經濟效益明顯。③超聲波焊接節約了電熱壓力焊的預熱等待時間，一個接觸點僅需3s，生產率高，也不會因出現焊點破洞修補而浪費時間。④焊點外觀質量和熔接程度好，焊點不破損，防水板鋪設質量好。
4 適用范圍
本方法適用于隧道施工的防水板與墊片間的焊接施工。
5 主要引用標準
《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）；
《高速公路施工標準化技術指南》 第五冊 隧道工程；
《公路隧道施工技術規范》（JTG F60-2009）。
6 施工方法
隧道內壁一定范圍內鋪設好土工布，土工布與隧道洞壁間的錨固點全部安放有熱熔墊片；作業臺架就位，在機械手卷筒支架上安裝好防水板卷筒；調試好超聲波焊接機；在隧道一側的拱腳處開始釋放防水板，使防水板縱向（新鋪與已鋪）搭接寬度和橫向起點位置正確，人工將防水板按壓至基層土工布墊片上并保持密貼，用超聲波焊槍對正墊片，啟動開關持續2～3s；每個墊片上點焊3-4個焊點；待水平方向熱熔墊片全部點焊完成后，再次啟動機械手向上移動，使防水板與下一排熱熔墊片熔接固定。如此，即可完成整個拱圈防水板的鋪設。
7 工藝流程及操作要點
7.1 施工工藝流程
施工準備基面檢查土工布鋪設防水板鋪設及超聲波焊接固定效果檢查
7.2 操作要點
7.2.1 施工準備
工前調配好人員、機具等各方面資源，做好工前準備工作。首先材料要準備到位，其中，熱熔墊片（圖1）選擇紅色新型改進型墊片，確定固定點的位置再開始施焊。另外，在受力條件允許的情況下需要盡量縮小墊片面積，以節省EVA原材料，降低材料成本。
7.2.2 基面檢查
鋪設防水層前先掃描隧道斷面，按質量要求處理好初期支護噴射混凝土表面，將錨桿頭或鋼筋露頭切除后用細石混凝土抹平覆蓋，凹坑深寬比不宜超出1/10，超出這一控制標準會影響混凝土噴射基面的平整度，所以檢查時必須用細石混凝土將其填平，再用平整度尺和塞尺檢驗填坑后表面的平整度，確認符合噴射要求后再鋪土工布，安裝環向透水盲管，然后施作防水板。
7.2.3 土工布鋪設
利用作業臺架將土工布沿隧道內壁展開，用尾部套有熱熔墊片（如圖1）的射釘將土工布平順地固定到隧道洞壁上，構成防水板鋪設基層。鋪設時，要保證土工布兩幅搭接寬度至少為50mm，并且布面平順，沒有褶皺或隆起（如圖2）。墊片作為防水板固定點，應按設計要求布置成梅花形，拱部墊片間距控制在0.5～0.8m之間，邊墻的墊片間距為0.8～1.0m。盡量在平整的基面上設置防水板和熱熔墊片的固定點，以方便焊接。
7.2.4 防水板鋪設、超聲波焊接
7.2.4.1 超聲波焊接機調試
①接通電源：電源為220V、50Hz單項電源。通電后查看指示燈是否亮起，若不亮，需要對保險管進行檢查。
②儀器調試：通電后點按面板上的紅色“測試”按鈕，查看表盤電流表，電流正常值應該在“0.5～1”安倍之間，若不在這一區間內，需要對頻率螺桿進行進行左右微調，調試過程中點按紅色“測試”按鈕，直至電流恢復正常，如果依然無法恢復正常，就應該查看模具是否完好，因為模具存在裂縫或破損，也會對電流造成不良干擾。
7.2.4.2 防水板鋪設及固定點焊接
①防水板對位。防水板鋪設從一側邊墻下部向拱部、再從拱部向另一側邊墻鋪設。打開防水板包裝，將板材拉出一兩米進行對位。要確保第二幅板材與上一幅防水板搭接處寬度至少為15cm，平順，且松緊度留有一定余量（設計周長和鋪設長度按4：5比例進行預留）。
②超聲波焊接機壓焊。墻部壓焊：一手持超聲波焊接機，一手頂壓防水板，超聲波焊接機與防水板面垂直壓緊開始點焊。防水板被熔化后，在端頭壓入防水板大概0.5mm處停止點焊，單點焊接持續時間約為3s（如圖3、圖4）。施焊時應確保防水板和墊片緊壓密貼，否則會影響點焊效果。
拱部壓焊：對拱部施焊時，先用臨時鋼筋支撐將防水板撐至噴射混凝土面，再以壓焊的方式進行焊接。
焊點數量：邊墻部位每個墊片焊3個點；拱部每個墊片焊4個點，且宜均勻布置于墊片上，以確保焊接牢固。
焊接順序控制：在確保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，從一側邊墻向拱部、再從拱部向另一側邊墻鋪設、逐排與固定點焊接。單幅超聲波焊點完成后，采用爬焊機連接兩幅防水板。
7.2.4.3 防水板搭接焊接
防水板鋪設到位后及時進行搭接焊接。搭接焊接采用自動爬行熱熔器具，要求焊縫均勻，無燒蝕、不破損。
8 勞動力組織和主要機械設備
勞動力組織和機械見表1，表2。
9 質量控制
9.1 易出現的質量問題
焊點不牢固、焊點焊接過量、焊點結合面不均勻。
9.2 控制措施
①焊接時，防水板與墊片之間必須密貼，增加焊接時間，增加焊接壓力。
②減少焊接時間、減輕焊接壓力。
③檢查防水板與墊片之間是否密貼。焊接時，槍頭模具應與防水板墊片面垂直。
10 工程效果評價
防水板超聲波焊接技術的應用，使以往防水板焊焦、焊穿的質量通病得到了根本改善。現場土工布、防水板鋪設美觀、平順，可操作性和觀感質量及經濟性都得到大幅度提高，防水板和土工布的連接質量達到質的飛躍，板侖隧道通過采用新型超聲波防水板焊接技術，隧道防水板焊接效果顯著，質量及外觀控制得到較好效果。
參考文獻：
[1]中國機械工程學會焊接分會.焊接手冊[M].北京：機械工業出版社，1993：502-515.
關鍵詞:質量通病,PDCA循環,“米”字焊縫,技術攻關
一、工程簡介
四川廣元廣興續建工程是由貴陽鋁鎂設計研究院設計,其200KA預焙陽極鋁電解槽屬國內中型號的預焙電解槽,是在綜合貴陽院186KA槽及國內新開發的大型預焙槽成功經驗的基礎上設計的。鋼槽殼采用小船型結構。200KA預焙陽極鋁電解槽由搖籃式鋼槽殼、行架立柱、陽極提升機構、密封罩、小盒夾具等部件組成,其中搖籃式鋼槽殼是本課題研究的主要對象。
鋼結構焊接材料選用依據施工圖,檢驗執行國標GB5117-85,
鋼結構焊接接頭依據施工圖規定和國標GB985-80、GB986-80
焊縫檢驗執行國標GB3323-82、Q/ZB74-78。
二、選題理由
1、 鋁電解槽為全焊鋼結構件,焊接應力大,其制作大部分采用CO2氣體保護焊,由于我們對CO2氣體保護焊的使用方法不熟練,操作不當,工人的技術水平低,焊縫外觀成型差,氣孔、咬邊、裂紋、焊瘤等缺陷普遍存在,為實現廣興續建工程電解槽制安創優質工程目標,必須確保焊接質量。
2、 根據廣興續建工程實際情況,48臺槽只有4個月的制安時間,為保質量工期,必須對關鍵工序、薄弱環節進行重點攻關,加強管理,完善現場施工質量保證體系。
三、目標
1、修正工藝,攻克技術難關,把焊接規范嚴格控制在工藝范圍內,確保焊接質量,創優質工程。
2、制安質量達優質,保證實現雙百率,即:合格率100%,優質率100%。
四、現狀分析
1、在施工準備階段,對以往工程施工中的焊接質量通病進行分析,主要是焊接電流過大,造成焊接區過熱,結晶粗大,產生脆化,造成質量隱患,且焊縫外觀成型差,咬邊、氣孔、加渣、裂紋、焊瘤等現象普遍存在,對以上問題,制定了施工工序質量保證系統圖(和提高焊接質量系統圖。深入工程施工,跟蹤檢查,組對合格率100%,焊縫外觀檢查合格率100%。
2、針對質量通病,又進行了因果圖分析,通過對因果圖的分析,討論認為影響焊縫外觀質量的主要因素是:
A:焊接電流過大
B:操作者技術水平低,責任心不強
C:工藝參數不當
D:氣體保護效果不好
通過分析,針對主要影響因素,制定對策表(表1),如下:
序號 問 題 對 策
1 焊接電流大 根據工人技術水平,通過試驗,優選最佳電流
2 操作者技技術水平低責任心不強 開展技能培訓和技術交流,加強思想政治工作,提高工人質量意識
3 工藝參數不當 通過焊接試驗和工藝評定,優選最佳工藝參數
4 氣體保護效果不好 采取防風措施,焊前清理干凈,氣流15-20升
表 1
3、對策實施
(1)將CO2氣保焊平角焊的焊接電流分別取150~180A,200~240A,260~280A,300~350A,350~400A五個范圍,由8人依次操作,對焊縫外觀進行檢查比較,200~240A電流效果最佳。
(2)根據工藝試驗并參照有關規范標準編制《焊接作業指導書》。
4、實施效果
對電解槽端側板焊縫外觀進行檢查(均為平角焊縫),共檢查150點,一次合格率82%,對焊縫缺陷進行調查統計,見表2,
序號 名 稱 數 量 百 分 比 % 累計百分比 %
1 焊瘤 11 40.7 40.7
2 咬邊 8 29.6 70.3
3 氣孔 5 18.5 88.8
4 裂紋 1 3.7 92.5
5 焊肉不夠 2 7.4 100
N
27 100
表2
通過PDCA循環,焊接質量有了明顯的提高,一次檢查合格率達到了82%,在焊接中還存在焊瘤、咬邊等缺陷,未達到預定目標。
五、第二次循環
通過對第一次循環中遺留下的問題進行調查研究,分析原因,根據缺陷調查表畫出返工缺陷排列圖,用方法展開系統圖分析主要因素和次要因素,并制定對策,見(表3)
1、實施:
(1)召開焊接操作討論會,分析對策,開展思想教育,加強工人思想覺悟,進行認真全面的技術交底,分析質量隱患造成的質量事故和嚴重后果,樹立大家的質量金牌意識。
(2)加強技術操作交流,進行操作培訓。
項 目 產 生 原 因 要因 對 策
焊 瘤 焊槍傾角不對 電流大 焊速慢 切割熔渣未清理干凈 組對間隙大 1、專人講課糾正不正確焊接角度,各種位置焊接角度和運弧手法 。畢業論文,質量通病。 2、嚴格控制切割余量和收縮余量,編制制作工藝指導書,提高組對質量。 3、焊前仔細清理坡口及邊緣,設防風棚。 4、加強質量監督,提高工人質量意識,嚴格按工藝施工,禁止大電流焊接。
咬 邊 電壓大 焊絲擺動不到位 組對間隙大 施焊位置不到
氣 孔 焊前清理不徹底 環境風大 焊槍傾角不對 送氣管泄露
裂 紋 組對間隙大 強行組對 弧坑未填滿
注: 主要因素次要因素
表3
(3)編制《電解槽制作作業指導書》,嚴格控制組對間隙。
(4)加強質量跟蹤檢查,專人負責。
(5)重要焊縫由專人焊接,并打焊工鋼印。
(6)在焊接現場懸掛焊縫外觀檢查對照圖。
(7)獎優罰劣,完善現場施工質量保證體系。
2、效果:
(1)通過以上對策的具體實施和加強管理,對返工焊縫進行全檢,均達到設計要求和施工規范標準;另對樣槽制作組對進行檢查。見表4。
表4 組對 檢 查 調 查 表
序 號 名 稱 檢 查 點 合格點 合格率%
1 坡 口 40 40 100
2 鈍 邊 40 40 100
3 間 隙 40 40 100
4 錯 邊 40 40 100
N 合 計 160 160 100
通過表4看到組對一次合格率100%,達到優質。
(2)通過對制作的20臺電解槽零部件的焊接質量進行全面跟蹤檢查,共檢測數據1240個,超差數據89,一次檢查合格率達92.82%。
(3)通過兩次PDCA循環,達到預定目標,整體制作能力達到一個新水平,工人素質有了明顯的提高,并試做成功電解槽組對一次成型工藝和一套槽殼組焊工藝,為廣 興續建工程創優質提供保證。
六、第三次循環
1、通過兩次PDCA循環,焊接質量有了明顯提高,但為保證工程制安施工優良,總結了前段時間的工作,對第二次循環中不合格點缺陷類型進行統計,如下表5。
序號 名 稱 數 量 百 分 比 % 累計百分比 %
1 咬邊 41 46.07 46.07
2 焊瘤 28 31.46 77.53
3 焊縫尺寸不夠 17 19.10 96.63
4 表面裂紋 3 3.37 100
N
89 100
表5
2、通過對上表進行分析討論,造成以上缺陷的主要原因是職工的質量意識不高,一味追求速度,個別人采用大電流快速焊,而技術又不熟練,造成咬邊、焊瘤、焊縫尺寸小,裂紋主要是收弧時弧坑未填滿,冷卻時產生弧坑裂紋。
3、針對以上原因,制定對策如下:
(1)開展思想教育提高工人思想意識;
(2)嚴格控制大電流焊接,一經查出,采取嚴厲的經濟處罰;
(3)自制角焊縫尺寸檢驗樣板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先進行自檢,然后通知質檢員,驗收合格后方可下班。
4、效果
(1)通過對策實施和加強質量控制,質量意識深入人心,經公司質檢和檢驗評定,合格率達到了100%;
(2)工人的積極性調動起來,工作效率明顯提高,由原來的6人焊(兩個端側板/工作日)減少到5人。
七、關鍵部位和技術攻關
1、搖籃架重要焊縫攻關
根據以往施工經驗和回訪調查,搖籃架“米”字焊縫處為重要受力焊縫,搖籃架開裂主要發生在這個部位.通過對搖籃架焊縫開裂進行了因果圖分析。
2、對策實施
該工程電解槽鋼槽殼采用小船型結構,在搖籃架角部增加了兩塊三角丁字板,結構剛性比老式直槽好,通過對因果圖分析,工藝和管理是引起開裂的主要因素,為保證搖籃架的焊接質量,避免質量事故的發生,采取了以下措施:
(1)重新編制搖籃架焊接工藝;
(2)搖籃架重要焊縫處由專人焊接,并打焊工鋼印;
(3)加大檢查力度,自檢與專檢相結合;
(4)施工前進行全面細致的技術交底;
3、技術攻關
搖籃架的焊接,在以往施工中全部采用CO2氣體保護焊,熔深淺,且易產生“虛焊”,大電流焊接造成的“致命”缺陷比較多,為此我們擬對搖籃架“米”字焊縫處采用手弧焊,焊接層間用氣鏟和磨光機清理干凈,專人焊接。
(1)焊接工藝試驗
用同一臺焊機采用不同的電流值讓試板在自由狀態下,由多人分別施焊,試驗結果如表6,
序號 電流(A) 電壓(V) 外觀檢查 切片觀察 壓彎試驗 備注
1 A 180 20 變形小,焊縫成型美觀 完全熔合,無夾渣、氣孔、裂紋 600壓彎無撕裂 每塊試板取3樣本切片觀察,3點橫向壓彎
B 250 27 變形較大,焊縫成型一般 完全熔合,有氣孔、裂紋傾向 600壓彎輕微撕裂
C 300 32 變形大,焊縫表面不光滑,咬邊 熔合,局部氣孔,熔合區微裂紋 600壓彎嚴重撕裂
2 A 180 20 變形小,焊縫成型優良 完全熔合,無夾渣、氣孔、裂紋 600壓彎無撕裂 每塊試板取3樣本切片觀察,3點橫向壓彎
B 250 27 變形較大,焊縫成型一般,焊瘤 完全熔合,有氣孔、裂紋傾向 600壓彎輕微撕裂
C 300 32 變形大,焊縫表面不光滑,咬邊表面縱向裂紋 熔合,局部氣孔,熔合區微裂紋 600壓彎嚴重撕裂
表6
根據實驗結果,并 參考電流經驗公式I=Kd(《焊接工藝人員手冊》P39,)及焊接電流對氣孔的影響和焊接電流對焊縫金屬化學成分的影響(《焊接數據資料手冊》機械工業出版社),并經多人實際操作,優選最佳工藝參數,制定焊接工藝。
(2)焊接坡口設計
搖籃架“米”字焊縫結構如圖—5所示,其中焊縫1、2、3、4、5為主受力焊縫,裂紋擴展如上圖,件A和焊縫1接觸的地方預留減應力孔,既可減小應力集中,又可防止裂紋由焊縫4或5擴展至焊縫1,絕對不允許焊上該孔。工字鋼插口用氧—乙炔切割,特別注意不能傷及工字鋼腹板。畢業論文,質量通病。畢業論文,質量通病。
由圖—6(帶坡口的角焊縫強度與坡口深度的關系圖)(熔接工學,佐藤邦彥等著,理工學社,1979)可見,當P(坡口深度)>K(焊腳)且P>14mm時,角焊縫的強度明顯提高,因此焊縫1采用/！/單邊450“V”坡口,背面氣刨清根并開出坡口,既能保證焊透,又可提高焊縫強度,使搖籃架當三角筋板因開裂而失去加固作用時仍具有一定的剛性。畢業論文,質量通病。畢業論文,質量通病。
4、實施
按以上設計經反復試驗,優選最佳工藝,制定搖籃架“米”字焊縫。畢業論文,質量通病。
關鍵詞：波峰焊; 印制線路板; 助焊劑; 焊料; 工藝參數
Study on Process of Wave Soldering
XIANFei
（Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China）
Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.
Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters
波峰焊是將熔化的焊料，經電動泵或電磁泵噴流成設計要求的焊料波峰，使預先裝有電子元器件的線路板通過焊料波峰，實現元器件焊端或引腳與線路板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊用于線路板裝聯已有20多年的歷史，現在已成為一種非常成熟的電子裝聯工藝技術，目前主要用于通孔插裝組件和采用混合組裝方式的表面組件的焊接。
1波峰焊工藝技術介紹
波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時，由于焊料的“遮蔽效應”容易出現較嚴重的質量問題，如漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個問題，大大減少漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷，因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設備。
雙波峰焊的結構組成見圖1。
波峰錫過程：治具安裝噴涂助焊劑系統預熱一次波峰二次波峰冷卻。下面分別介紹各步內容及作用。
1.1 治具安裝
治具安裝是指給待焊接的線路板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱形變的程度，防止冒錫現象的發生，從而確保浸錫效果的穩定。
1.2 助焊劑系統
助焊劑系統是保證焊接質量的第一個環節，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去線路板和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻，盡量不產生堆積，否則將導致焊接短路或開路。
助焊劑系統有多種，包括噴霧式、噴流式和發泡式。目前一般使用噴霧式助焊系統，采用免清洗助焊劑，這是因為免清洗助焊劑中固體含量極少，不揮發物含量只有1/5~1/20。所以必須采用噴霧式助焊系統涂覆助焊劑，同時在焊接系統中加防氧化系統，保證在線路板上得到一層均勻細密很薄的助焊劑涂層，這樣才不會因第一個波的擦洗作用和助焊劑的揮發，造成助焊劑量不足，而導致焊料橋接和拉尖。
噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使其顆粒變小，再噴涂到線路板上。二是采用微細噴嘴在一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小，易于控制，噴霧高度/寬度可自動調節，是今后發展的主流。
1.3預熱系統
1.3.1預熱系統的作用
1）助焊劑中的溶劑成份在通過預熱器時，將會受熱揮發。從而避免溶劑成份在經過液面時高溫氣化造成炸裂的現象發生，最終防止產生錫粒的品質隱患。
2）待浸錫產品搭載的部品在通過預熱器時的緩慢升溫，可避免過波峰時因驟熱產生的物理作用造成部品損傷的情形發生。
3）預熱后的部品或端子在經過波峰時不會因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點的焊接溫度，從而確保焊接在規定的時間內達到溫度要求。
1.3.2預熱方法
波峰焊機中常見的預熱方法有三種：空氣對流加熱、紅外加熱器加熱以及熱空氣和輻射相結合的方法加熱。
1.3.3預熱溫度
一般預熱溫度為130~150℃,預熱時間為1~3min。預熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接，減小焊料波峰對基板的熱沖擊，有效地解決焊接過程中線路板翹曲、分層、變形問題。
1.4焊接系統
焊接系統一般采用雙波峰。在波峰焊接時，線路板先接觸第一個波峰，然后接觸第二個波峰。第一個波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰，流速快，對組件有較高的垂直壓力，使焊料對尺寸小、貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過湍流的熔融焊料在所有方向擦洗組件表面，從而提高了焊料的潤濕性，并克服了由于元器件的復雜形狀和取向帶來的問題；同時也克服了焊料的“遮蔽效應”湍流波向上的噴射力足以使焊劑氣體排出。因此，即使線路板上不設置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。經過第一個波峰的產品,因浸錫時間短以及部品自身的散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路、錫多、焊點光潔度不正常以及焊接強度不足等不良內容。因此,緊接著必須進行浸錫不良的修正,這個動作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩定的二級噴流進行。這是一個“平滑”的波峰，流動速度慢，有利于形成充實的焊縫，同時也可有效地去除焊端上過量的焊料，并使所有焊接面上焊料潤濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接，獲得充實無缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。雙波峰基本原理如圖3。
1.5冷卻
浸錫后適當的冷卻有助于增強焊點接合強度,同時,冷卻后的產品更利于爐后操作人員的作業。因此,浸錫后產品需進行冷卻處理。
2使用屏蔽模具波峰焊接工藝技術
由于傳統波峰焊接技術無法應對焊接面細間距、高密度貼片元件的焊接，因此一種新方法應運而生：使用屏蔽模具（如圖4）遮蔽貼片元件來實現對線路板焊接面插裝引線的波峰焊接。
2.1使用屏蔽模具波峰焊接技術的優點
1）實現雙面混裝PCB波峰焊生產，能大幅提高雙面混裝PCB生產效率，避免手工焊接存在的質量一致性差的問題。
2）減少粘貼阻焊膠的準備時間，提高生產效率，降低生產成本。
3）產量相當于傳統波峰焊。
2.2屏蔽模具材料
1）制作模具必須防靜電，常見材料為：鋁合金，合成石（國產/進口），纖維板。使用合成石時為避免波峰焊傳感器不感應，建議不要使用黑色合成石。
2）制作模具基材厚度。根據機盤反面元件的厚度，選取5～8mm厚度的基材制作模具。
2.3模具工藝尺寸要求
1）模具的外形尺寸：模具的長與寬分別等于PCB的長與寬加上60mm的載具邊的寬度且模具寬度必須350mm，具體工藝尺寸如圖5。當PCB寬度小于140mm時，可以考慮在一模具同時放置兩塊PCB焊接。
2）工藝邊離邊緣8mm，另外兩邊貼近邊緣地方加裝10mm寬、10mm高的電木條，以增加模具的強度，減少模具變形。
3）每個加強檔條上必須使用螺絲固定，螺絲與螺絲的間隔必需在150mm以下。
4）在模具制作完成后，需在四周且間距100mm以內安裝壓扣 （固定PCB于模具上），且須注意以下幾點：（1）旋轉一周不碰觸到零件；（2）不影響DIP插件；（3）能將PCB穩固于模具。
5）模具的四個角要開一個R5的倒角。
6）模具上的PCBA在過錫爐時，有些零件受錫波的沖擊會產生浮高，因此對一些容易浮高的零件采用壓件的方法來解決。目前主要采用的方式：（1）金屬鐵塊壓件；（2）模具上安裝壓扣壓件；（3）制作防浮高壓件治具。
3提高波峰焊接質量的方法和措施
分別從焊接前的質量控制、生產工藝材料及工藝參數這三個方面探討了提高波峰焊質量的有 效方法。
3.1 焊接前對線路板質量及元件的控制
3.1.1焊盤設計
1）在設計插件元件焊盤時，焊盤大小尺寸設計應合適。焊盤太大，焊料鋪展面積較大，形成的焊點不飽滿，而較小的焊盤銅箔表面張力太小，形成的焊點為不浸潤焊點。孔徑與元件引線的配合間隙太大，容易虛焊，當孔徑比引線寬0.05~0.2mm,焊盤直徑為孔徑的2~2.5倍時，是焊接比較理想的條件。
2）在設計貼片元件焊盤時，應考慮以下幾點：
（1）為了盡量去除“陰影效應”，SMD的焊端或引腳應正對著錫流的方向，以利于與錫流的接觸，減少虛焊和漏焊。波峰焊時推薦采用的元件布置方向圖如圖6所示。
（2）波峰焊接不適合于細間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件焊接，也就是說在要波峰焊接的這一面盡量不要布置這類元件。
（3）較小的元件不應排在較大元件后，以免較大元件妨礙錫流與較小元件的焊盤接觸,造成漏焊。
（4）當采用波峰焊接SOIC等多腳元件時，應于錫流方向最后兩個（每邊各1）焊腳處設置竊錫焊盤，防止連焊。
（5）類型相似的元件應該以相同的方向排列在板上，使得元件的安裝、檢查和焊接更容易。例如使所有徑向電容的負極朝向板件的右面，使所有雙列直插封裝（DIP）的缺口標記面向同一方向等等，這樣可以加快插裝的速度并更易于發現錯誤。如圖7所示，由于A板采用了這種方法，所以能很容易地找到反向電容器，而B板查找則需要用較多時間。實際上一個公司可以對其制造的所有線路板元件方向進行標準化處理，某些板子的布局可能不一定允許這樣做，但這應該是一個努力的方向。
3.1.2PCB平整度控制
波峰焊接對線路板的平整度要求很高，一般要求翹曲度要小于0.5mm，如果大于0.5mm要做平整處理。尤其是某些線路板厚度只有1.5mm左右，其翹曲度要求就更高，否則無法保證焊接質量。
3.1.3妥善保存線路板及元件，盡量縮短儲存周期
在焊接中，無塵埃、油脂、氧化物的銅箔及元件引線有利于形成合格的焊點，因此線路板及元件應保存在干燥、清潔的環境中，并且盡量縮短儲存周期。對于放置時間較長的線路板，其表面一般要做清潔處理，這樣可提高可焊性，減少虛焊和橋接，對表面有一定程度氧化的元件引腳，應先除去其表面氧化層。
3.2生產工藝材料的質量控制
在波峰焊接中，使用的生產工藝材料有：助焊劑和焊料，分別討論如下：
3.2.1助焊劑質量控制
助焊劑在焊接質量的控制上舉足輕重，其作用是：
1）除去焊接表面的氧化物；
2）防止焊接時焊料和焊接表面再氧化；
3）降低焊料的表面張力；
4）有助于熱量傳遞到焊接區。目前，波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。
選擇助焊劑時有以下要求：
1）熔點比焊料低；
2）浸潤擴散速度比熔化焊料快；
3）粘度和比重比焊料小；
4）在常溫下貯存穩定。
3.2.2焊料的質量控制
錫鉛焊料在高溫下（250℃）不斷氧化，使錫鍋中錫-鉛焊料含錫量不斷下降，偏離共晶點，導致流動性差，出現連焊、虛焊、焊點強度不夠等質量問題。可采用以下幾個方法來解決這個問題：
1） 添加氧化還原劑，使已氧化的SnO還原為Sn，減小錫渣的產生；
2） 不斷除去浮渣；
3） 每次焊接前添加一定量的錫；
4） 采用含抗氧化磷的焊料；
5） 采用氮氣保護，讓氮氣把焊料與空氣隔絕開來，取代普通氣體，這樣就避免了浮渣的產生。這種方法要求對設備改型，并提供氮氣。
目前最好的方法是在氮氣保護的氛圍下使用含磷的焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工藝控制最佳。
3.3焊接過程中的工藝參數控制
焊接工藝參數對焊接表面質量的影響比較復雜，并涉及到較多的技術范圍。
3.3.1預熱溫度的控制
預熱的作用：
1）使助焊劑中的溶劑充分發揮，以免線路板通過焊錫時，影響線路板的潤濕和焊點的形成；
2）使線路板在焊接前達到一定溫度，以免受到熱沖擊產生翹曲變形。一般預熱溫度控制在180~210℃，預熱時間1~3分鐘。
3.3.2焊接軌道傾角
軌道傾角對焊接效果的影響較為明顯，特別是在焊接高密度SMT器件時更是如此。當傾角太小時，較易出現橋接，特別是焊接中，SMT器件的“遮蔽區”更易出現橋接；而傾角過大，雖然有利于橋接的消除，但焊點吃錫量太小，容易產生虛焊。軌道傾角應控制在5°~8°之間。
3.3.3波峰高度
波峰的高度會因焊接工作時間的推移而有一些變化，應在焊接過程中進行適當的修正，以保證在理想波峰高度進行焊接，以壓錫深度為PCB厚度的1/2~1/3為準。
3.3.4焊接溫度
焊接溫度是影響焊接質量的一個重要的工藝參數。焊接溫度過低時，焊料的擴展率、潤濕性能變差，使焊盤或元器件焊端由于不能充分的潤濕，從而產生虛焊、拉尖、橋接等缺陷；焊接溫度過高時，則加速了焊盤、元器件引腳及焊料的氧化，易產生虛焊。焊接溫度應控制在250+5℃。
4常見焊接缺陷及排除方法
影響焊接質量的因素是很多的，表1列出的是一些常見缺陷及排除方法，以供參考。
波峰焊接是一項很精細的工作，影響焊接質量的因素也很多，還需要我們更深一步地研究，以期提高波峰焊的焊接質量。
參考文獻
[1]吳懿平，鮮飛.電子組裝技術[M].武漢：華中科技大學出版社，2006.
[2]張文典.實用表面組裝技術（第二版）[M].北京：電子工業出版社，2006.
[3]周德儉.表面組裝工藝技術[M].北京：電子工業出版社，2002.
[4]王德貴.迎接21世紀的表面組裝技術[J].電子工藝技術，1999（4）：169-171.
一、焊前檢查
焊接前的準備工作主要從人員的配置，機械裝置，焊接材料，焊接方法，焊接環境，焊接過程的檢驗這六個方面進行控制。
（1）焊工資格審查
人員的配置主要從焊工資格檢查這方面進行控制。主要檢查焊工資格證書是否在有效期內，所具有的焊接資格證書工種是否與實際從事的工種相適應。
（2）焊接設備檢查
焊接設備檢查主要包括以下幾個方面：焊接設備的型號，電源極性是否與焊接工藝相吻合，焊接過程中所用到的焊炬，電纜，氣管，以及其他焊接輔助設備，安全防護設備等是否準備齊全。
（3）原材料檢查
焊接材料的質量對焊接質量有著重要的影響。焊接材料的檢查主要包括對焊接母材，焊條，焊劑，保護氣體，電極等進行質量控制。檢查這些原材料是否與合格證和國家標準相符合，檢查期包裝是否有損壞，質量是否過期等。
（4）焊接方法檢查
常用的焊接方法有電弧焊，（其中電弧焊包括焊條電弧焊，埋弧焊，鎢極氣體保護焊等），電阻焊，釬焊等。焊接方法是直接影響焊接質量的重要因素，根據焊接工藝要求選擇合適的焊接方法是保證焊接質量的重要手段。
（5）焊接環境檢查
焊接環境對焊接質量的影響也不容小視，焊接場所可能會遭遇環境溫度，濕度，風雨等不利因素。檢查是否采取必要的防護措施。出現下列情況必須停止焊接作業：采用電弧焊焊接工件時，風速≥8m/s；氣體保護焊焊接時風速不大于2m/s；相對濕度不超過90%；采用低氫焊條電弧焊時風速不大于5m/s；下雨或下雪。
（6）焊接過程檢查
為了保證焊接能夠正確按照焊接工藝指導書的焊接參數進行焊接，經常需要增加焊接過程的質量檢查程序。焊接過程質量檢查通常由專職或兼職質量檢驗員進行，從焊接準備工作開始，對人員配備，焊接設備，焊接材料，焊接環境，焊接方法，等各方面進行檢查、監控。
二、焊接過程中檢查
（1）焊接缺陷
尤其是采用多層焊焊接時，檢查每層焊縫間是否存在裂紋，氣孔，夾渣等缺陷，是否及時處理缺陷。
（2）焊接工藝
焊接過程是否嚴格按照焊接工藝指導書的要求進行操作，包括對焊接方法、焊接材料、焊接規范、焊接變形及溫度控制等方面進行檢查。
（3）焊接設備
在焊接過程中，焊接設備必須運行正常，例如焊接過程中的冷卻裝置，送絲機構等。
三、焊后質量檢查
（1）外觀檢查
包含以下幾個方面：1、對焊縫表面咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等檢查，這些缺陷采用肉眼或低倍放大鏡就可以觀察。2、尺寸缺陷檢查，例如焊縫余高、焊瘤、凹陷、錯口等，需采用焊接檢驗尺進行測量。3、焊件變形量檢查。
（2）致密性試驗檢查
常用的致密性試驗檢驗方法有液體盛裝試漏、氣密性實驗、氨氣試驗、煤油試漏、氦氣試驗、真空箱試驗。1、液體盛裝試漏試驗主要用于檢查非承壓容器、管道、設備。2、氣密性試驗原理是：在密閉容器內，利用遠低于容器工作壓力的壓縮空氣，在焊縫外側涂上肥皂水，當通入壓縮空氣時，由于容器內外存在壓力差，肥皂水處會有氣泡出現。
（3）強度試驗檢查
強度試驗檢查分為液壓強度試驗和氣壓強度試驗兩種，其中液壓強度試驗常以水為介質進行，對試驗壓力也有一定的要求，通常試驗壓力為設計壓力的1.25～1.5倍。
四、無損檢測
常用的射線無損檢測方法有：
1、射線探傷檢驗方法。射線探傷法的主要原理是利用射線源發出的射線穿透焊縫，在膠片上感光，焊縫的缺陷的影像便顯示出來。
2、超聲波探傷檢驗方法。超聲波探傷與射線探傷相比較，具有一定優勢，例如，靈敏度高、成本低、周期短、效率高等，最主要對人體無傷害。但是超聲波探傷檢驗方法也存在一定缺陷，例如顯示缺線不夠直觀，對探傷人員的技術和經驗要求比較高。
3、滲透探傷檢驗方法。滲透探傷法的主要檢驗原理是借助顏料或熒光粉滲透液涂敷在被檢焊縫表面，使其滲透到開口缺陷中，清理掉多余滲透液，干燥后施加顯色劑，從而觀察缺陷痕跡。
【關鍵詞】Super 304H;HR3C; 超超臨界機組;焊接
1.引言
國內目前在建的超超臨界機組中HR3C和Super 304H兩種鋼材逐漸被大量使用，對應這兩種鋼材的焊接材料國內外都已研發并應用，關于單純的這兩種鋼材的焊接工藝研究和實踐也已經在很多單位開展，但對于這兩種鋼材對接的焊接工藝應用目前尚不是很多。我公司承建的某工程超超臨界機組為全懸吊結構Π型鍋爐。3#鍋爐末級再熱器共有Super 304H與HR3C對接焊口656只（見表1）。為了滿足工程需要，我們分別采用Thermanit 617和YT-HR3C兩種焊絲進行了Super 304H、HR3C異種鋼對接工藝評定，并在過程中對這兩種工藝進行了比對、研究，確定了最終工藝方案。結合對施工數據的分析和過程管理的總結提出了相應的控制要點。
表1 某工程2×660MW鍋爐末級再熱器HR3C與Super 304H對接情況
項目名稱 材質 規格 數量
末級再熱器出口過渡段焊接 Super 304H/HR3C Φ57×4.5/57×4 656
2.母材與焊材的特點
Super 304H和HR3C均屬于細晶粒奧氏體耐熱不銹鋼。關于他們的特性和焊接性能很多文獻當中已經有非常詳細的論述，這里不再詳細展開，兩種鋼材化學成分見表2;本次工程中使用的Thermanit 617和YT-HR3C兩種焊絲的化學成分見表3。
表2 化學成分（%）
成分 C Mn Si Cr Cu N Ni Al B Nb S P
Super 304H min 0.07 ― ― 17.0 2.5 0.05 7.50 0.003 0.001 0.30 ― ―
max 0.13 1.0 0.30 19.0 3.5 0.12 10.5 0.030 0.010 0.60 0.01 0.04
HR3C min 0.04 ― ― 24.0 ― 0.15 17.0 ― ― 0.20 ― ―
max 0.10 2.0 0.75 26.0 ― 0.35 23.0 ― ― 0.40 0.03 0.03
表3 焊絲化學成分
C Mn Si Cr Cu N Ni Al Mo Nb+Ta Fe Ti Co
YT-HR3C 0.05 1.42 0.29 27.12 2.99 0.28 19.89 0.03 0.91 0.44 ― ―
Thermanit 617 0.06
從鋼材和焊材的化學成分表里面可以看出， YT-HR3C的化學成分和HR3C母材的化學成分大部分元素基本相似，但也有一些不同，如HR3C母材中不含Cu而焊材YT-HR3C中含有2.99%的Cu，而且兩種焊材中均加入了Mo（YT-HR3C含有0.91%、Thermanit 617含有8.70%）。同時，與母材和YT-HR3C相比，ERNiCrCoMo-1屬于鎳基合金焊材，除了含有10.8%的Co以外，Ni的含量達到了54.9%。
根據相關文獻的介紹，有關化學成分的加入考慮了以下因素[3]：
Ni：Ni屬于奧氏體穩定元素，能降低奧氏體化溫度，對焊縫的回火溫度有較大影響，并提高鋼的韌性;
Co：適量的加入Co可有效替代Ni的作用而使焊縫金屬獲得穩定的室溫沖擊韌性，并可提高基蠕變強度;
Mo：Mo的加入，有利于形成碳化物，使焊縫具有高溫穩定性，并提高焊縫的高溫強度;
Cu：Cu屬于微量元素，在YT-HR3C中加了2.99%，其主要作用在于在奧氏體鋼中形成強化項，提高抗腐蝕性能，但Cu容易與S發生化學反映，生成CuS或者Cu2S，這兩種化合物穩定存在，妨礙鈍化膜的延續性和完整性，應控制Cu的含量。
3.焊接工藝評定情況
3.1 工藝評定結果
我們根據DL/T 868和相關國家標準的要求分別采用Thermanit 617和YT-HR3C兩種焊絲進行了Super 304H、HR3C異種鋼對接手工鎢極氬弧焊方法的焊接工藝評定，兩種工藝評定的試驗結果均符合相關規程的要求。根據工藝評定結果所得出的焊接工藝參數見表4。
表4 焊接工藝評定所確定的參數
焊材 評定報告編號 焊接方法 規格 焊接位置 坡口形式 對口間隙 焊接電流（A） 焊接電壓（V） 焊接速度（Min）
YT-HR3C 2013-R-03 WS Φ42×7 5G V 2-3 80-95 10-12 50-70
Thermanit 617 2012-R-05 WS Φ42×8 5G V 2-3 80-105 10-12 45-70
3.2 工藝評定的焊接過程對比
從工藝評定過程來看，兩種焊材在焊接過程中焊道收弧處都會形成一層薄膜，須采用機械方法對接頭位置進行打磨，以確保焊道之間更好的熔合。YT-HR3C焊絲熔池比較清晰，易于觀察;Thermanit 617焊絲在每次熔池結晶后焊縫表面的金屬氧化物雜質比較多，打磨量也比較大，另外ERNiCrCoMo-1焊絲容易出現未熔合，尤其是打底封口位置，焊絲熔化后的流動性也較差，不易帶動，操作難度稍大。
根據上述比對最終確定現場采用YT-HR3C工藝進行工程實體施工。
4.工程施工中的控制要點及解決措施
4.1 工程施工情況
工程實體中656只焊口均為5G位置，一側為管屏，一側為異形散管。施工中采用單人施焊。按照施工合同要求所有焊口進行100%RT+100%PT進行無損檢測。共計產生不合格焊口12只，具體統計數據見表5。
4.2 主要缺陷產生的原因分析
通過統計可以看出此類接頭在焊接過程中產生的最主要缺陷為未熔合，其次為內凹，另外還有少許其他缺陷。缺陷產生的主要位置為8-1區（正平焊打底收口位置）。結合現場實際施工的情況來看，我們認為這些缺陷產生的主要原因有以下幾個方面。
表5 不合格焊口數據統計
按缺陷類別劃分 未熔合 內凹 氣孔 生絲 缺陷總數
7 3 1 1 12
按缺陷位置劃分 8-1區 2-3區 4-5區 6-7區 缺陷總數
10 0 1 1 12
4.2.1 內充氬保護措施不當的影響。這是導致未熔合和內凹缺陷產生的一個主要原因。根據施工缺陷產生后的分析和焊工個人回憶的比對，在采用水溶紙制作內充氬保護氣室時如果處理不當會導致兩個不良后果：一方面氣室空間內氣體溫度升高導致焊接層間溫度不宜控制，這是導致打底收口接頭未熔合的主要原因;另一方面氣室過于緊密導致打底收口時氣室內部氣壓偏高使熔池受到向外頂的壓力，這將有可能導致內凹的缺陷產生。此種缺陷的典型特征為焊縫內表面出現的圓形“肚臍狀”凹坑。
4.2.2 空氣濕度對焊縫接頭質量影響較大。通過現場施工實踐總結我們得出使用YT-HR3C焊絲對Super 304H/HR3C異種鋼接頭進行焊接時，空氣濕度對焊縫接頭質量有明顯的干擾，當空氣濕度達到一定水平時甚至可能出現鐵水與母材無法熔合的現象。
4.2.3 層間溫度控制不嚴格。奧氏體不銹鋼焊接過程對于焊縫層間溫度的控制要求非常嚴格，在現場施工過程中經常容易出現的狀況是作業人員急于將施工任務盡快完成而忽略了工藝要求，在同一個焊接接頭上連續不間斷的作業，從而導致層間溫度過高，焊縫金屬表面氧化嚴重，再加上層間清理不夠徹底，就極容易導致缺陷產生。現場對口間隙控制在2～3mm之間，在封口處間隙會因產生的軸向收縮而變小，導致熔池與兩側母材不能很好地熔合。另外，兩側母材壁厚也有偏差，間隙過小容易產生未熔合缺陷，間隙過大在仰焊位置容易產生內凹缺陷。
4.2.4 層間清理不徹底。在此種焊接接頭中無論是焊材還是母材合金含量都非常高，易氧化，如果在收弧時氬氣保護稍有不到位就會在表面形成一層氧化膜，而這種氧化膜又是比較難于去除的，所以如果層間清理不到位很容易導致焊道接頭處的未熔合缺陷產生。
4.2.5 焊工施工經驗不足，打底層焊道封口時電流過小。打底封口時，熔池與兩側焊縫的熔合需要較大的熱能量，電流過小會導致接頭區域熱輸入較低，導致未熔合，當兩側焊縫接頭過厚時，現場尤為明顯。
4.3 施工過程的控制重點和缺陷預防措施
通過對施工過程的總結和典型缺陷產生的原因分析，我們提出以下施工控制重點和缺陷預防措施。
4.3.1 注意充氬氣室的制作和內充氬保護氬氣流量的控制。施工中采用焊接水溶紙進行氣室制作，打底封口前保持散管內的氬氣流動1-2min，確保焊縫附近的氣體得到置換，封口時將散管端管打開1/4缺口，保證氬氣的正常流通。
4.3.2 加強施工過程控制，注意工藝細節。對口前對壁厚一側管件進行打磨，減小兩側母材偏差，對口間隙控制在3mm。適當加大打底封口電流，根據個人情況，比其他位置焊接電流增加10-15A。打底封口前將兩側焊縫機械打磨成斜坡狀，使得熔池與焊縫有效熔合，為保證質量，所有接頭前都對焊縫進行打磨。控制好施焊的層間溫度，以100℃以內為宜。
4.3.3 注意對焊工的培訓和選拔，重視技術統計數據分析，無損檢測要及時以便于跟蹤焊工個人質量波動，及時調整。
5.結論
（1）從工藝評定和實驗結果來看，采用YT-HR3C和Thermanit 617焊絲進行HR3C和Super 304H對接焊接均是可行的，對接接頭在力學性能等方面均能滿足相關技術要求。
（2）YT-HR3C焊絲在用于HR3C和Super 304H對接上的可操作性要優于Thermanit 617焊絲。
（3）要保證HR3C和Super 304H不銹鋼焊接焊縫工藝質量，需要從施工各個環節嚴格把握，現場施工中最容易出現的缺陷是未熔合和內凹，尤其在打底焊道收口部位，其中內充氬保護的效果與缺陷產生的關系明顯。
參考文獻
[1]楊富，章應霖，任永寧，等.新型耐熱鋼焊接[M].北京：中國電力出版社，2007.
