導(dǎo)語：如何才能寫好一篇焊接工藝論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1．1焊接接頭的型式及特征柔板尺寸為（11000×1200×22）mm，最大變形撓度為800mm。由于柔板主體既要有較高的強(qiáng)度又要有足夠的韌性，故材料選用抗拉強(qiáng)度大于800MPa的T－1鋼；由于鑄鋼件力學(xué)性能的各向異性并不顯著，且此部位需要流線型造型，因此與柔板連接的底座選擇鑄鋼件，為滿足強(qiáng)度要求選用14mm厚的ZG310－570；采用T型接頭、單V型坡口、金屬焊接位置為平角焊的接頭形式。

1．2基材的焊接性分析T－1鋼是一種低合金高強(qiáng)鋼，其抗拉強(qiáng)度大于800MPa，并含有一定量的合金元素及微合金化元素。其焊接性不同于碳鋼，主要體現(xiàn)在熱影響區(qū)組織與性能的變化對(duì)焊接熱輸入比較敏感和淬硬傾向大，易產(chǎn)生冷裂紋。ZG310－570是一種中碳鋼，淬硬傾向較大，在熱影響區(qū)容易產(chǎn)生低塑性的馬氏體組織，當(dāng)焊件剛性較大或焊接材料、工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，容易產(chǎn)生冷裂紋。根據(jù)國際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量CE（IIW）計(jì)算公式和日本JIS標(biāo)準(zhǔn)（適用規(guī)定：低碳調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)鋼）T－1鋼的碳當(dāng)量計(jì)算公式，計(jì)算得出ZG310－570鑄鋼的碳當(dāng)量為0．81，T－1鋼的碳當(dāng)量為0．53。這說明這兩種鋼材焊接時(shí)易于淬硬，若焊接工藝選用不當(dāng)，熱影響區(qū)易形成硬而脆的馬氏體組織，使接頭的塑韌性下降，耐應(yīng)力腐蝕性能惡化，產(chǎn)生冷裂紋的傾向增加。因此需預(yù)熱，且需采用較小的熱輸入。

1．3焊絲和焊接方法的選擇T－1和ZG310－570組織分類都屬于珠光體鋼，它們的熱物理性能沒有很大差別，僅是合金化程度不同。為獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，一般按照異種鋼合金化程度較高的鋼來選擇金屬焊接方法和制定焊接工藝。碳（或碳當(dāng)量）是決定珠光體鋼在焊接時(shí)淬火傾向的主要因素，一般應(yīng)按異種鋼中碳（或碳當(dāng)量）最少的鋼來選擇金屬焊接材料。其焊前預(yù)熱或焊后熱處理的工藝參數(shù)按異種鋼合金化程度較高者選用。由于低碳調(diào)質(zhì)鋼焊后一般不進(jìn)行熱處理，故選擇焊接材料時(shí)要求焊縫金屬在焊態(tài)下具有接近母材的力學(xué)性能。但在特殊情況下，如結(jié)構(gòu)剛度或拘束度很大、冷裂紋難以避免時(shí)，必須選擇熔敷金屬強(qiáng)度比母材稍低的金屬焊接材料作填充金屬。綜上所述，焊絲選用ER50－6，因T－1鋼為調(diào)質(zhì)狀態(tài)，只要加熱溫度超過回火溫度，其性能就會(huì)發(fā)生變化。因此焊接時(shí)因熱作用使熱影響區(qū)的局部強(qiáng)度和韌性下降是不可避免的。強(qiáng)度級(jí)別越高，這個(gè)問題越突出，所以對(duì)焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的柔板應(yīng)選擇能量密度較大的焊接方法，如熔化極氣體保護(hù)焊。

1．4T－1鋼的抗裂試驗(yàn)、預(yù)熱溫度和層間溫度的確定因T－1鋼的合金化程度較高，所以抗裂試驗(yàn)、預(yù)熱溫度和層間溫度的確定由T－1鋼決定。又因T－1鋼易出現(xiàn)冷裂紋，因此采用“斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法”測試T－1鋼最低預(yù)熱溫度和最高層間溫度。將T－1板加工至選用厚度，焊絲選用ER50－6，直徑為Φ1．2mm，保護(hù)氣體為CO2，電流為240A，電壓為32V，焊接速度為28cm／min。試驗(yàn)選取預(yù)熱溫度為120℃，未出現(xiàn)裂紋。實(shí)際工作中采用預(yù)熱溫度＞130℃。為防止組織發(fā)生變化，預(yù)熱溫度不得大于220℃，層間溫度也應(yīng)控制在＜220℃。施焊過程中未發(fā)現(xiàn)裂紋。

1．5T－1與ZG310－570異種鋼的焊接工藝焊前采用火焰預(yù)熱，預(yù)熱溫度最小為100℃，金屬焊接時(shí)層間溫度控制在最大200℃，采用純度大于99％的CO2混合氣體保護(hù)焊焊接，流量為15L／min～20L／min。焊絲為ER50－6，金屬焊接的打底電流為120A～150A，電壓為18V～20V，焊接速度為10cm／min～15cm／min；填充蓋面電流為240A～270A，電壓為25V～27V，焊接速度為30cm／min～50cm／min。采用多層多道焊。

2T－1與ZG310－570異種金屬焊接接頭的性能分析

T－1與ZG310－570異種金屬焊接接頭熔敷金屬的化學(xué)成分，與焊絲的化學(xué)成分相比，熔敷金屬的化學(xué)成分并未出現(xiàn)明顯的變化，且熔敷金屬中C、P和S的含量較低。表5為熔敷金屬的力學(xué)性能，從表中可以看出熔敷金屬的各項(xiàng)力學(xué)性能符合實(shí)際生產(chǎn)中的使用要求。

3結(jié)論

篇2

第一，門角焊縫的設(shè)計(jì)性能等級(jí)高，但是其結(jié)構(gòu)形式不僅使得門角焊縫處應(yīng)力集中，而且存在交叉焊縫，焊接過程中由于過大的應(yīng)力集中，容易出現(xiàn)焊接裂紋，嚴(yán)重降低焊縫質(zhì)量。第二，門角焊縫為HV坡口形式，55°的坡口，坡口清理工作困難，打底焊時(shí)如果清理不干凈，很容易產(chǎn)生未焊透和未熔合缺陷。上門角與車頂邊梁的焊縫為PD（仰角焊）焊接位置，焊工操作難度大，焊接質(zhì)量難以保證；下門角與底架邊梁內(nèi)側(cè)焊縫焊接時(shí)，焊縫在地板平面上，焊工蹲在地板上焊接，難以觀察焊接熔池，這些因素都增加了焊縫缺陷的產(chǎn)生。第三，門角設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫存在90°拐角，由于坡口深度較大，導(dǎo)致焊縫金屬在拐角處難以填滿，需要點(diǎn)焊添加焊縫金屬，使得焊縫表面成形不美觀，同時(shí)容易產(chǎn)生焊瘤、裂紋等缺陷。

2.門角焊接工藝制定

（1）門角焊接環(huán)境要求

鋁合金材料焊接過程中，要求環(huán)境溫度≥10℃，相對(duì)濕度≤60%，而且應(yīng)在防風(fēng)、防雨的室內(nèi)進(jìn)行焊接。門角是車體結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，它的焊接質(zhì)量關(guān)系到整車的焊接性能，應(yīng)盡量在滿足條件的環(huán)境中焊接。在門角焊接時(shí)，應(yīng)特別注意濕度的影響，每次焊接前測量環(huán)境的相對(duì)濕度，如果濕度值超出焊接要求，應(yīng)進(jìn)行焊前的工作試件試驗(yàn)，經(jīng)過檢測合格，確定濕度對(duì)焊縫質(zhì)量的影響在可以接受的范圍內(nèi)時(shí)，再進(jìn)行門角的焊接。

（2）門角焊縫坡口準(zhǔn)備及清理

門角焊縫為（10+8）mm的HV坡口形式，10mm厚的板上開55°坡口，焊接間隙2~3mm，即墊板伸出長度2~3mm。裝配時(shí)保證焊縫間隙，可以提高焊槍的可達(dá)性，減少焊接裂紋和根部焊縫未熔合等缺陷。焊縫裝配好后，應(yīng)使用丙酮清理焊縫坡口及其周邊20mm范圍內(nèi)區(qū)域，去除鋁合金表面的油污、灰塵等雜質(zhì)，避免焊接缺陷的產(chǎn)生。鋁合金表面有一層致密的氧化膜，它可以吸收水分，焊接時(shí)容易產(chǎn)生氫氣孔，需要去除。氧化膜去除時(shí)，為避免工具被油污污染，先使用丙酮擦拭鋁合金表面，然后用鋼絲刷打磨，嚴(yán)禁使用砂輪片打磨。因?yàn)槭褂蒙拜喥蚰ゲ粌H不能去除氧化膜，反而會(huì)將氧化膜帶進(jìn)母材金屬，增加了焊接時(shí)氣孔、夾渣等缺陷產(chǎn)生的幾率。如果使用硬砂輪片打磨，還會(huì)讓其他雜質(zhì)如硫元素進(jìn)入焊縫，從而導(dǎo)致焊接熱裂紋。另外，鋁合金表面氧化膜形成的速度很快，焊縫坡口清理完成后，應(yīng)立即進(jìn)行焊接，防止打磨過的焊縫再次氧化。

（3）門角焊縫組裝要求

門角在總成焊接時(shí)，已經(jīng)和側(cè)墻立柱焊在一起，與側(cè)墻模塊以整體的形式到總成臺(tái)位上進(jìn)行焊接。門角焊縫為HV形式的角接接頭，由于采用這種接頭形式，電弧不易穿透焊縫根部，常常將氧化膜留在焊縫中，造成未焊透、夾渣等焊接缺陷，所以門角焊縫對(duì)組裝的要求很高，必須按照焊接工藝卡片中的要求，保證合理的焊接間隙，使根部焊道焊透。調(diào)整并測量好側(cè)墻模塊的組裝尺寸和門角焊接間隙后，使用總成工裝上的夾緊定位裝置對(duì)部件進(jìn)行固定。側(cè)墻模塊與底架邊梁和車頂邊梁為插接形式，由于底架和車頂都會(huì)預(yù)置一定的撓度，來保證總成時(shí)的組裝要求，所以側(cè)墻模塊上還需使用下拉裝置，車頂上采用拉緊帶對(duì)側(cè)墻與底架和車頂邊梁組裝的間隙進(jìn)行調(diào)整，保證門角焊縫的間隙在2~3mm。門角的正確組裝，還關(guān)系到后面門封條與門角及邊梁的正確組裝精度，所以要嚴(yán)格要求，確保準(zhǔn)確的組裝。車體各部件組裝工作全部完成后，要對(duì)各焊接部位進(jìn)行定位焊固定，保證焊縫位置和焊縫間隙，門角定位焊形式如圖2所示。

（4）門角焊接順序

合理的焊接順序能夠減少焊接變形，有效防止焊接裂紋。門角焊接時(shí)，先焊門角與底架邊梁外側(cè)的焊縫，再焊內(nèi)側(cè)焊縫。由于焊前門角已經(jīng)與側(cè)墻立柱焊接在一起，總成時(shí)立柱與底架邊梁也需要焊接，而且接頭形式與門角和底架邊梁的一樣，所以可以將兩條焊縫作為一條進(jìn)行焊接，從而減少焊接缺陷和提高作業(yè)效率。門角與底架邊梁的焊縫分為四層完成焊接，先進(jìn)行打底焊，從中間向兩邊焊接，收弧點(diǎn)不要停在交叉焊縫上，接著完成填充層和蓋面層的焊接。需要注意的是，填充層和蓋面層焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制焊縫層間溫度，做好層間焊縫清理，接頭處應(yīng)進(jìn)行修理，圓滑過渡，減小焊縫應(yīng)力集中和焊接缺陷。外側(cè)焊縫完成后，進(jìn)行內(nèi)側(cè)焊縫的焊接。門角與車頂邊梁的焊接過程同與底架邊梁焊接，只是焊接位置為PD，焊接時(shí)注意控制焊槍角度和弧長，減少焊接缺陷。

（5）門角焊接預(yù)熱及層間溫度控制

鋁合金焊接時(shí)，當(dāng)板厚達(dá)到8mm以上時(shí)，需要進(jìn)行焊前預(yù)熱。預(yù)熱時(shí)間對(duì)鋁合金強(qiáng)度的影響很大，生產(chǎn)過程中，要嚴(yán)格控制預(yù)熱時(shí)間，一般采用快速集中的熱源進(jìn)行預(yù)熱，如丙烷火焰預(yù)熱。由于鋁合金的熱導(dǎo)率較大，所以預(yù)熱溫度應(yīng)控制在70~90℃之間，不要超過120℃，層間溫度控制在100℃以下。如果預(yù)熱溫度過高，除了焊工的作業(yè)環(huán)境惡劣以外，還有可能對(duì)鋁合金的合金性能造成影響，出現(xiàn)接頭軟化現(xiàn)象，形成不好的焊縫外觀。另外，層間溫度過高，也會(huì)使焊縫產(chǎn)生熱裂紋的幾率增加。

（6）選擇合適焊接參數(shù)

影響鋁合金焊接的主要參數(shù)是焊接熱輸入，因?yàn)殇X合金的導(dǎo)熱系數(shù)是鋼的3倍多，散熱很快，在相同的焊接速度下，需要比焊接鋼材更大的焊接熱輸入量。如果熱輸入量不足，會(huì)導(dǎo)致熔深不夠、未熔合及焊接裂紋等缺陷。焊接時(shí)采用左焊法，焊槍角度控制在80°～90°之間，焊槍角度過大時(shí)，保護(hù)氣體會(huì)不充分，造成氣孔和裂紋缺陷；過小時(shí)，電弧推力將鋁液吹到熔池前端，使得電弧不能直接作用于母材金屬，有可能造成未熔合缺陷。另外，在仰焊（PD）時(shí)，由于液態(tài)鋁的表面張力很小，焊接熔池容易出現(xiàn)“下沉”現(xiàn)象，造成焊縫成形不好。為了避免這一現(xiàn)象，仰焊時(shí)盡量采用短弧焊接，壓低電弧，獲得窄而小的焊縫，同時(shí)要提高焊接速度，防止燒穿現(xiàn)象，正常的焊縫如圖4所示。合理的焊接參數(shù)如附表所示。

3.結(jié)語

篇3

根據(jù)生產(chǎn)車間的焊接設(shè)備及焊接人員的實(shí)際狀況，對(duì)其進(jìn)行了補(bǔ)充和改進(jìn)，對(duì)焊接材料進(jìn)行了化驗(yàn)分析（各項(xiàng)要求都符合標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)指標(biāo)），并查閱了相關(guān)的焊接方面的經(jīng)驗(yàn)資料，重新確定了冷卻器筒體在不同焊接方法下各種焊材、母材（冷卻器筒體標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品采用Q235B鋼板）以及焊接電流之間的最佳匹配關(guān)系。

1.1當(dāng)采用手弧焊時(shí)，確定的焊條直徑與工件板厚、焊條直徑與焊接電流的關(guān)系為：

1.1.1焊條直徑與筒體板厚的關(guān)系

焊條直徑一般根據(jù)工件板厚選擇，開坡口的多層焊的第一層及非平焊位置焊接應(yīng)采用直徑較小的焊條。采用手弧焊時(shí)，焊條直徑與板厚的關(guān)系，如表1所示。

1.1.2焊條直徑與焊接電流的關(guān)系

在實(shí)際焊接過程中，焊接電流是手弧焊的主要工藝參數(shù)。焊接電流太大時(shí)，焊條尾部會(huì)發(fā)紅，部分涂層失效或崩落，機(jī)械保護(hù)效果變差，會(huì)造成氣孔、咬邊、燒穿等焊接缺陷，還會(huì)使接頭熱影響區(qū)晶粒粗大，焊接接頭的延性下降。焊接電流太小時(shí)，會(huì)造成未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷。采用手弧焊時(shí)，焊條直徑與焊接電流之間的關(guān)系，如表2所示。

1.2當(dāng)采用自動(dòng)氣體保護(hù)焊時(shí)，確定了焊絲直徑與工件板厚、焊絲直徑與焊接電流的關(guān)系。

1.3確定了坡口型式、尺寸以及板厚的關(guān)系

當(dāng)筒體焊接接頭型式為對(duì)接接頭時(shí)，板厚≤4mm，用I型坡口，采用單面焊，保證焊透；板厚＞4~20mm，為了保證焊縫有效厚度或焊透，可加工成Y形坡口；板厚＞20mm時(shí)，應(yīng)采用雙Y形坡口。當(dāng)筒體焊接接頭型式為角焊縫接頭時(shí)，板厚＞10mm，可加工成Y形坡口；坡口根部的直邊為鈍邊，其作用是避免燒穿，根部間隙b的作用是保證焊透。根部間隙b與工件板厚的關(guān)系。

2新焊接工藝應(yīng)用效果

根據(jù)上述確定的冷卻器筒體新焊接工藝參數(shù)，對(duì)于不同型號(hào)、不同規(guī)格的冷卻器，技術(shù)部門精心編制了的各種型號(hào)規(guī)格焊接作業(yè)指導(dǎo)書，并深入車間與工人共同探討研究試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中嚴(yán)格按照新焊接工藝參數(shù)以及焊接作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行焊接，通過一段時(shí)間的實(shí)踐應(yīng)用，取得了很好的效果。采用新焊接工藝前后，冷卻器筒體的焊縫圖片對(duì)比如下。從圖1和圖2的對(duì)比可以看出，采用新焊接工藝參數(shù)，按照新焊接作業(yè)指導(dǎo)書，焊接的冷卻器筒體，其焊縫均勻、美觀、飽滿、牢固，焊后密封性打壓試驗(yàn)?zāi)軌蛞淮悟?yàn)合格，并達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，在用戶現(xiàn)場能夠承受一定量的振動(dòng)而焊縫不再開裂。

3結(jié)束語

篇4

關(guān)鍵詞：壓力管道，安裝，質(zhì)量控制

 

壓力管道的作業(yè)一般都在室外，敷設(shè)方式有架空、沿地、埋地，甚至經(jīng)常是高空作業(yè)，環(huán)境條件較差，質(zhì)量控制要求較高。由于質(zhì)量控制環(huán)節(jié)是環(huán)環(huán)相扣，有機(jī)結(jié)合，一個(gè)環(huán)節(jié)稍有疏忽，導(dǎo)致的都是質(zhì)量問題。根據(jù)壓力管道的施工要求，必須在人員、焊接、材料、過程檢驗(yàn)等方面強(qiáng)化管理，有針對(duì)性地采取各種技術(shù)措施，才能保證壓力管道的安裝質(zhì)量得到有效的控制。下面就有關(guān)方面進(jìn)行分析闡述。

一、人員素質(zhì)

對(duì)壓力管道焊接而言，最主要的人員是焊接責(zé)任工程師，其次是質(zhì)檢員、探傷人員及焊工。

1、焊接責(zé)任工程師是管道焊接質(zhì)量的重要負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)一系列焊接技術(shù)文件的編制及審核簽發(fā)。畢業(yè)論文，安裝。如焊接性試驗(yàn)、焊接工藝評(píng)定及其報(bào)告、焊接方案以及焊接作業(yè)指導(dǎo)書等。因此，焊接責(zé)任工程師應(yīng)具有較為豐富的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、較強(qiáng)的責(zé)任心和敬業(yè)精神。經(jīng)常深入現(xiàn)場，及時(shí)掌握管道焊接的第一手資料；監(jiān)督焊工遵守焊接工藝紀(jì)律的自覺性；協(xié)助工程負(fù)責(zé)人共同把好管道焊接的質(zhì)量關(guān)；對(duì)質(zhì)檢員和探傷員的檢驗(yàn)工作予以支持和指導(dǎo)，對(duì)焊條的保管、烘烤及發(fā)放等進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。

2、質(zhì)檢員和探傷人員都是直接進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的人員，他們的每一項(xiàng)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)評(píng)定焊接質(zhì)量的優(yōu)劣都有舉足輕重的作用。因此質(zhì)檢員和探傷員首先必須經(jīng)上級(jí)主管部門培訓(xùn)考核取得相應(yīng)的資格證書，持證上崗，并應(yīng)熟悉相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范。還應(yīng)具有良好的職業(yè)道德，秉公執(zhí)法，嚴(yán)格把握檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)和尺度，不允許感情用事、弄虛作假。這樣才能保證其檢驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性與權(quán)威性，從而保證管道焊接質(zhì)量的真實(shí)性與可靠性。

3、焊工是焊接工藝的執(zhí)行者，也是管道焊接的操作者，因此，凡是從事壓力管道焊接的焊工、必須按照現(xiàn)行《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》、《現(xiàn)場設(shè)備工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行考試，考試合格后，方可從事相應(yīng)的焊接施工。

二、焊接

焊接是壓力管道安裝施工的關(guān)鍵過程和主要過程, 控制好焊接質(zhì)量是預(yù)防產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的重要措施。壓力管道的焊接應(yīng)從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理。

1、焊接工藝評(píng)定及施焊工藝：焊接技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，有關(guān)施工規(guī)范及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)焊接工藝評(píng)定并結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際條件制定切實(shí)可行的焊接工藝指導(dǎo)書。施工前對(duì)焊工和管工進(jìn)行技術(shù)交底，內(nèi)容包括焊接材料、工藝參數(shù)、焊前預(yù)熱、層間、后熱、熱處理的溫度和時(shí)間、對(duì)焊接材料的保管、使用以及無損檢測等各項(xiàng)要求。

2、坡口加工及清理：現(xiàn)場條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用等離子弧、氧乙炔等熱加工方法。坡口加工完成后，必須除去坡口表明的氧化皮、油污、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，清除范圍為坡口及其兩側(cè)母材不少于20毫米區(qū)域，并應(yīng)將凹凸不平處打磨平整。畢業(yè)論文，安裝。

3、定位/組對(duì)：管接頭組對(duì)應(yīng)在確認(rèn)坡口加工、清理質(zhì)量后進(jìn)行。管接頭的組對(duì)定位焊是保證焊接質(zhì)量、促使管接頭背面成形良好的關(guān)鍵，如果坡口形式、組對(duì)間隙、鈍邊大小不合適，易造成內(nèi)凹、焊瘤、未焊透等缺陷。組對(duì)間隙應(yīng)均勻，定位時(shí)應(yīng)保證接管的內(nèi)壁平齊、內(nèi)壁錯(cuò)邊量不超過管壁厚度的10%，且不應(yīng)大于15毫米。如壁厚不一致，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行修磨過渡。若焊接定位板時(shí)應(yīng)在焊管板角焊縫的同一方向。管件組對(duì)時(shí)應(yīng)墊置牢固，并應(yīng)采取措施防止焊接過程產(chǎn)生變形。定位焊時(shí)，應(yīng)采用與根部焊道相同的焊接材料和焊接工藝，并由合格焊工施焊。

4、環(huán)境因素是制約焊接質(zhì)量的重要因素之一,施焊環(huán)境應(yīng)符合以下幾方面條件：首先，焊接的環(huán)境溫度應(yīng)能保證焊件焊接所需的足夠溫度和使焊工技能不受影響。當(dāng)施工的環(huán)境溫度低于施焊材料的最低允許溫度時(shí)就應(yīng)該根據(jù)焊接工藝評(píng)定提出預(yù)熱要求來操作。另外,在實(shí)際焊接時(shí)的風(fēng)速不應(yīng)超過所選用焊接方法的相應(yīng)規(guī)定值。當(dāng)風(fēng)速超過規(guī)定值時(shí)應(yīng)備有防風(fēng)設(shè)施才可安排施工。最后，如果焊件表面潮濕(例如下雨),焊工及焊件無保護(hù)措施或采取措施仍達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)停止施工作業(yè)。

三、材料管理

要提高壓力管道工程的質(zhì)量,首先必須從源頭抓起,在材料采購、驗(yàn)收環(huán)節(jié)把好關(guān)。

1、工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)，材料質(zhì)量是基礎(chǔ)。采購材料時(shí)，必須要求供方提品樣本及出廠合格證，按規(guī)范要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收、抽樣試驗(yàn)，對(duì)特殊材料必須送到檢測中心進(jìn)行試驗(yàn)，合格后方可使用。凡進(jìn)場的材料質(zhì)量不合格者，一概拒絕驗(yàn)收。壓力管道安裝過程使用的焊料、管道材料以及其他消耗材料都必須確保符合設(shè)計(jì)圖紙的要求,如材料變更或代用,必須取得原設(shè)計(jì)單位的同意并辦理相關(guān)手續(xù)。

2、經(jīng)檢驗(yàn)合格的材料，現(xiàn)場材料員負(fù)責(zé)進(jìn)行入庫并對(duì)其登記上賬。畢業(yè)論文，安裝。有時(shí)現(xiàn)場某些材料規(guī)格很大，無法在庫房存放，故應(yīng)該選合適的露天場地存放，并做好防護(hù)工作。畢業(yè)論文，安裝。畢業(yè)論文，安裝。需要進(jìn)庫房存放的材料必須入庫妥善保管，以防丟失和損壞。材料發(fā)放時(shí)，一定要核對(duì)材料的工程項(xiàng)目、規(guī)格、型號(hào)、材料和數(shù)量，以防有錯(cuò)?，F(xiàn)場使用的焊條必須烘干，操作人員用保溫桶領(lǐng)用，以防返潮。每一只桶內(nèi)只能領(lǐng)用同一牌號(hào)的焊條，以防錯(cuò)用，且一次最多不能超過5公斤，在桶內(nèi)存放時(shí)間不應(yīng)超過四小時(shí)，否則必須進(jìn)行重新烘干。焊絲一次領(lǐng)用數(shù)量不得超過最小包裝，使用前應(yīng)檢查表面的銹蝕、油污等雜質(zhì)是否清理干凈。氬弧焊所用氬氣純度應(yīng)不低于99.9%，且含水量不大于50ml/m3。

四、過程檢驗(yàn)

壓力管道安裝時(shí)常因過程控制不力,導(dǎo)致施工質(zhì)量不理想,因此對(duì)于壓力管道施工質(zhì)量的控制可以從以下幾方面來進(jìn)行。

(1)加強(qiáng)外觀檢驗(yàn),外觀檢驗(yàn)主要包括檢查管道的表面及焊縫是否有裂紋等缺陷,外觀檢驗(yàn)還包括壓力管道組成件和支承件以及在壓力管道施工過程中的檢驗(yàn)。這些檢驗(yàn)都為壓力管道質(zhì)量事故提出了預(yù)防的方法,使得事故及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決。畢業(yè)論文，安裝。

(2)加強(qiáng)無損檢測,加強(qiáng)無損檢測主要包括加強(qiáng)焊縫表面和焊縫內(nèi)部等方面的無損檢測,無損檢測主要是用于檢測壓力管道的表面及內(nèi)部質(zhì)量。另外,還需要加強(qiáng)硬度測定,對(duì)有熱處理要求的壓力管道焊縫,還應(yīng)該測量焊縫及熱影響區(qū)的硬度值是否符合設(shè)計(jì)要求中有關(guān)項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

五、結(jié)束語

以上是我們?cè)诙嗄陱氖聣毫艿腊惭b工程質(zhì)量體系管理工作中探索和總結(jié)出來的,希望能為從事壓力管道工程項(xiàng)目施工的管理人員提供一些參考,盡快提高壓力管道工程項(xiàng)目的管理水平,促進(jìn)壓力管道管理的體系化、規(guī)范化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

1、工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50235-97）；

2、張西庚.壓力管道安裝質(zhì)量保證指南.2002.9；

3、田金柱.壓力管道施工焊接質(zhì)量控制[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2008(3):46～47；

4、魏力群.壓力管道安裝質(zhì)量管理探討[J].科技信息,2007(19):112。

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關(guān)鍵詞：管線鋼 返修根焊

中圖分類號(hào)：TG441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

現(xiàn)代焊接技術(shù)的快速進(jìn)步（珠海高欄終端段塞流捕集器項(xiàng)目采用了埋弧自動(dòng)焊），在一定程度上為國內(nèi)外專業(yè)輸送管道的建設(shè)提供了保證，雖然焊接的技術(shù)不斷提高，但一次合格率還無法達(dá)到100%。焊縫出現(xiàn)的缺陷超標(biāo)情況，對(duì)管道的使用壽命產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，還導(dǎo)致管道中的輸送介質(zhì)出現(xiàn)泄露、爆炸或燃燒等事故，使人民和國家生命財(cái)產(chǎn)遭受極大的損失。所以，焊接返修必須引起高度重視。本文重點(diǎn)探討了返修要求、焊材與焊材性能、坡口設(shè)計(jì)、焊道的返修要點(diǎn)、潮濕環(huán)境下的焊接工藝、建議等，以供參考。

1、返修要求

按照非裂紋性缺陷在填充焊道及焊道中產(chǎn)生的狀況，實(shí)施的返修焊接規(guī)程必須符合相關(guān)規(guī)定且經(jīng)過評(píng)定合格并取得業(yè)主同意后才能夠采用?？芍苯臃敌蕻a(chǎn)生在蓋面焊焊道中的非裂紋缺陷，一旦返修工藝與原始的焊接工藝存在差異，或者進(jìn)行返修的位置是在原來返修過的地方，使用的返修焊接規(guī)程應(yīng)能夠保證韌性要求和焊縫力學(xué)性能，并通過力學(xué)性能試驗(yàn)確定、評(píng)定是合格的，這樣才能保證施工質(zhì)量滿足相關(guān)要求。

2、焊材與焊材性能

用于返修焊口的焊材有一定的要求，必須嚴(yán)格按照業(yè)主和監(jiān)理批準(zhǔn)的返修焊接工藝技術(shù)文件實(shí)施，不可以隨意變動(dòng)。通常選用的焊材必須相匹配于管口焊接時(shí)的焊材，且需具有較好的抗裂性能。

因段塞流捕集器制作采用較大壁厚（THK=28.6mm）和較大管徑（φ=1422mm）的管線，所以焊接量也比較大，從常用的管道焊接工藝進(jìn)行充分考慮，為了提高焊接效率，整個(gè)管口焊接施工采用如下的焊接工藝：①地面預(yù)制焊接采用以E5016（焊材廠商牌號(hào)LB-52U）焊條手工打底，然后用H08MnMoA（焊材廠商牌號(hào)CHW-S9）埋弧焊絲通過半自動(dòng)焊進(jìn)行填充、蓋面。②現(xiàn)場安裝焊接采用以E5016焊條手工打底，然后用E5515-G（焊材廠商牌號(hào)CHE557GX）焊條進(jìn)行手把填充、蓋面。

3、清除缺陷及制備坡口

根據(jù)缺陷的性質(zhì)和部位，徹底清除缺陷時(shí)可以通過砂輪機(jī)、氣刨等工具進(jìn)行，清理過程中一定要把坡口兩邊50mm區(qū)域內(nèi)以及坡口面的油銹等雜質(zhì)徹底處理干凈。對(duì)清理完的地方,還需要通過表面磁粉探傷進(jìn)行確認(rèn),達(dá)到要求并確認(rèn)合格才能夠進(jìn)行焊接。清除處理完缺陷后, 對(duì)返修部位用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨，打磨后的兩端及表面過渡要平緩,寬度要均勻,有利于施焊的緩坡凹槽。如現(xiàn)場照片所示：

4、焊道的返修要點(diǎn)

4.1焊接前將返修位置坡口兩邊100毫米區(qū)域用烤槍預(yù)熱,為80-100℃預(yù)熱溫度, 要均勻預(yù)熱坡口兩邊的溫度。進(jìn)行焊接的時(shí)候宜為不小于100℃的控制層間溫度。

4.2返修實(shí)施其它焊層PCAW向下，SMAW根焊向上的返修工藝, 采用直流正接電源極性。

4.3返修的焊接要求必須對(duì)焊接工藝嚴(yán)格執(zhí)行, 要一次性完成返修焊縫。返修工作要選擇技術(shù)水平較高的、經(jīng)驗(yàn)豐富的持證焊工實(shí)施,確保一次返修合格。同一位置焊縫返修次數(shù)要求不得超過三次, 要根據(jù)相關(guān)規(guī)定審批焊縫返修工藝技術(shù)文件。

4.4焊縫應(yīng)在焊完后立即去除渣皮，飛濺物，清理干凈焊縫表面，然后進(jìn)行焊縫外觀檢查。焊縫外觀應(yīng)成形良好，寬度每邊坡口邊緣2mm為宜，角焊縫高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，外形應(yīng)平滑過渡。

4.5焊層之間時(shí)間間隔限制在10分鐘以內(nèi)。

4.6焊接環(huán)境出現(xiàn)大于8m/s風(fēng)速，或者焊接電弧周圍1m范圍內(nèi)的相對(duì)濕度大于90%及焊件表面遭雨淋，出現(xiàn)潮濕等情況，焊接必須實(shí)施有效防護(hù)手段，不然禁止開展返修作業(yè)。

5、潮濕環(huán)境下的焊接工藝

5.1在預(yù)熱溫度達(dá)到80-100℃的前提下，控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上，在為90%RH-95%RH的環(huán)境濕度下，焊接工藝中的焊條電弧焊的焊接接頭效果不好，質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，在焊縫中產(chǎn)生的氣孔大于標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍，對(duì)其原因進(jìn)行分析主要是：在潮濕環(huán)境下，水蒸氣會(huì)導(dǎo)致其它合金元素與鐵氧化，還會(huì)導(dǎo)致焊縫增氫。當(dāng)含有碳較多的情況下，氧和碳發(fā)生反應(yīng)溶解在熔池中，產(chǎn)生的CO不溶于金屬，在熔池凝固的過程中來不及逸出的CO氣泡就會(huì)形成氣孔。生成了不溶于金屬的氫分子，在液態(tài)金屬中產(chǎn)生氣泡。當(dāng)氣泡外逸速度相比凝固速度慢的情況下，就會(huì)形成氣孔在焊縫中。

5.2在預(yù)熱溫度為80-100℃的情況下，控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上，在90%RH-95%RH的環(huán)境濕度下，焊接工藝參數(shù)和層間溫度要嚴(yán)格控制，焊接工藝中具有較好質(zhì)量的焊接接頭當(dāng)屬藥芯焊絲半自動(dòng)焊。

5.3焊接管線鋼的過程中，通常規(guī)定在90%RH以上的環(huán)境濕度下是不允許進(jìn)行焊接施工的。通過項(xiàng)目組全面考慮，不斷試驗(yàn)，在嚴(yán)格管理和科學(xué)試驗(yàn)的前提下，應(yīng)用藥芯焊絲半自動(dòng)焊可以減少對(duì)環(huán)境濕度的要求。

6、體會(huì)及建議：

6.1雖然對(duì)焊口一次合格率的要求比較高，但返修工作是不可缺少的一個(gè)關(guān)鍵步驟，具有極為重要的意義。

6.1.1對(duì)于焊工來講，焊口返修工作是一項(xiàng)細(xì)致而艱苦的工作。在施工過程中，有時(shí)環(huán)境特別不好，尤其是段塞流捕集器施工現(xiàn)場處于南方的水網(wǎng)區(qū)域，為了使一道焊口的返修順利完成，焊工有時(shí)需在泥水里躺著或坐著來工作。尤其是在盛夏酷暑難當(dāng)，焊工還需鉆進(jìn)通風(fēng)條件不好的狹窄悶熱的管口內(nèi)實(shí)施返修作業(yè)。

6.1.2焊縫的返修工作是一項(xiàng)尤其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)于每一項(xiàng)管道工程來講都相當(dāng)重要。焊縫返修質(zhì)量決定該工程的使用壽命，高超、精湛的焊口技術(shù)無疑會(huì)提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

6.2選擇進(jìn)行返修工作的焊工應(yīng)當(dāng)具有良好的身體素質(zhì)，較高的敬業(yè)精神，要不斷強(qiáng)化培訓(xùn)焊工，使其返修焊口的技術(shù)水平不斷提高。

6.2.1對(duì)焊工的培訓(xùn)與管理要加強(qiáng)。普遍提高焊工的技術(shù)水平，使焊口的一次合格率得以提高，降低不必要的經(jīng)濟(jì)損失，為單位創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2.2對(duì)焊工的管理要不斷加強(qiáng)，實(shí)施靜態(tài)與動(dòng)態(tài)管理相結(jié)合的措施，管理要科學(xué)，用人要合理，對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的老焊工要多加重視，積極選用，使其參與返修，發(fā)揮效能；對(duì)年輕焊工也要給予重任，大膽啟用，使其在焊口返修工作中有所參與，從而提高技術(shù)水平。

6.2.3積極為焊口返修工作創(chuàng)造有利的條件，施工時(shí)質(zhì)量責(zé)任人、輔助人員及設(shè)備到位必須及時(shí)，確保焊口返修工作順利開展。

7、結(jié)束語：

通過段塞流捕集器項(xiàng)目對(duì)以上返修技術(shù)的實(shí)施，返修后的焊縫射線探傷和管口外觀檢查合格，各項(xiàng)性能指標(biāo)都能滿足相關(guān)要求，一次性合格率達(dá)到100%，這充分證明該工藝具有較高的可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4730-2005；

[2]《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》NB/T47014-2011；

[3] 張玉芝、陶勇寅、李建軍、孟慶麗：X65管線鋼返修焊接工藝 [A]；石油工程焊接技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C]；2005年

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關(guān)鍵詞：焊接冶金學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）28-0203-02

焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的先進(jìn)制造技術(shù)，焊接工藝廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空、航天、化工等制造行業(yè)，它是一種精確、可靠、成本低的連接金屬材料工藝方法。焊接冶金學(xué)是焊接專業(yè)的主干課，主要學(xué)習(xí)金屬材料在熔焊條件下，有關(guān)化學(xué)和物理冶金方面的普遍規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，分析各種具體條件下金屬材料的焊接性，為制定合理的焊接工藝、探索提高焊接質(zhì)量的新途徑以提高理論依據(jù)。隨著社會(huì)競爭的加劇，學(xué)生的就業(yè)壓力逐漸增大，如何使學(xué)生在激烈的競爭中具有自身優(yōu)勢(shì)，在工作崗位上具有較高的工程素養(yǎng)，專業(yè)課程體系與教學(xué)方法的改革顯得尤為重要。因此，對(duì)一些基本原理的掌握應(yīng)更加牢固，同時(shí)，對(duì)焊接連接領(lǐng)域的新方法、新工藝及新材料更應(yīng)快速、透徹的學(xué)習(xí)與掌握。焊接冶金學(xué)課程在培養(yǎng)焊接工程技術(shù)人員的過程中起著重要的作用，在整個(gè)專業(yè)教學(xué)中起著承上啟下的作用，完成了本課程的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生才開始具備對(duì)焊接知識(shí)體系的全面認(rèn)識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)，因而本課程在專業(yè)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。因此，需要大力加強(qiáng)教學(xué)方法與教學(xué)手段改革，從而在教學(xué)改革中不斷地提高教學(xué)效果。

焊接冶金學(xué)是焊接技術(shù)與工程專業(yè)的最重要課程之一，是其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，普遍反映學(xué)習(xí)內(nèi)容較多且抽象，一些內(nèi)容難于理解，不容易抓住重點(diǎn)等，因此學(xué)習(xí)起來比較吃力。本人在早期深入課堂，認(rèn)真聽取了我校及其他重點(diǎn)院校有經(jīng)驗(yàn)老師的講課，虛心向他們請(qǐng)教。同時(shí)，利用書店、互聯(lián)網(wǎng)以及實(shí)際手頭資料研結(jié)了大量關(guān)于教學(xué)方法、教學(xué)心理及實(shí)際教學(xué)的內(nèi)容，經(jīng)過幾年從事該門課程的教學(xué)工作，針對(duì)上述現(xiàn)象與問題，在教學(xué)中進(jìn)行了較深入細(xì)致的思考與探討，進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果。

一、精挑細(xì)選教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程設(shè)置

焊接冶金學(xué)課程是焊接技術(shù)與工程專業(yè)的專業(yè)主干課程，根據(jù)我校所處的地區(qū)優(yōu)勢(shì)，本課程學(xué)生從事行業(yè)主要為船舶、汽車、航空等行業(yè)，為滿足學(xué)校應(yīng)用型工科專業(yè)工程師及卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求，在加強(qiáng)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，拓寬學(xué)生知識(shí)面，精選課程內(nèi)容。

1.突出重點(diǎn)內(nèi)容。在基礎(chǔ)理論部分，掌握焊接的概念、分類、作用及其在工業(yè)生產(chǎn)中的地位與發(fā)展趨勢(shì)，焊接過程中氣相、熔渣與金屬的作用，熔滴過渡的形式、特點(diǎn)及其對(duì)焊接的影響行為，焊縫形成過程及其與焊接質(zhì)量的關(guān)系，焊接材料的性能特點(diǎn)及成分及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響規(guī)律、控制與改進(jìn)的措施；常用焊接冶金原理部分講解焊條冶金反應(yīng)及分析選用，針對(duì)焊絲的應(yīng)用越來越廣，可能采用焊絲代替焊條，因此，此部分增加焊絲的冶金反應(yīng)及分析選用。其次講解熔池形成規(guī)律及其控制，講解手工電弧焊、TIG焊、MIG焊、埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊等焊接方法的特點(diǎn)及應(yīng)用。焊接缺陷部分主要講解各種焊接缺陷的種類、形成機(jī)理、危害及其防止措施。

2.焊接連接領(lǐng)域的新方法、新工藝及新材料等新知識(shí)的講解。在注重相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)講解的同時(shí)，不斷緊跟學(xué)科前沿，在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)引進(jìn)相關(guān)新方法、新工藝及新材料等方面的前沿知識(shí)，擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面。如我校成立了“高強(qiáng)激光智能加工裝備關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)學(xué)研開發(fā)中心”，該中心擁有國內(nèi)少有的5kw光纖激光設(shè)備及其他普通激光設(shè)備，且正在引進(jìn)10kw光纖激光設(shè)備。同時(shí)，還擁有Pro-beam公司生產(chǎn)的加速電壓為150KV，功率30KW，真空室16m3的先進(jìn)電子束焊接設(shè)備。兩臺(tái)設(shè)備屬于當(dāng)今世界高端設(shè)備。另外，還擁有CMT冷金屬過渡焊接設(shè)備及高速攝影儀等，通過對(duì)一些先進(jìn)焊接方法及工藝的講解，使學(xué)生對(duì)一些前沿焊接有所掌握。加強(qiáng)對(duì)基本的焊接理論知識(shí)的掌握。

二、改進(jìn)教學(xué)方法與手段，吸引學(xué)生注意力，培養(yǎng)學(xué)生興趣

1.制作多媒體課件。教學(xué)手段上采用板書和多媒體課件相結(jié)合的教學(xué)方式，特別是多媒體課件能夠?qū)⒁恍┏橄蟮?、難于理解的知識(shí)以動(dòng)畫的形式展示給學(xué)生，以化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，提高教學(xué)效果。隨著素質(zhì)教育的深入開展，多媒體技術(shù)在教學(xué)中越來越受到歡迎。如在講解到熔滴過渡對(duì)形式時(shí)，采用高速攝影方式拍攝整個(gè)熔滴過渡過程，以及各種工藝參數(shù)對(duì)熔滴過渡的影響。通過一些動(dòng)態(tài)的多媒體課件，讓學(xué)生很快掌握什么是短路過渡、大顆粒過渡、細(xì)顆粒過渡以及射流過渡等，改變工藝參數(shù)對(duì)熔滴過渡如何影響，通過高速攝影后制作的動(dòng)畫就能很直觀的表現(xiàn)出來。

2.研究式教學(xué)。在學(xué)習(xí)焊接冶金學(xué)的概念和原理的同時(shí)，以大量的應(yīng)用實(shí)例和工廠中的實(shí)際質(zhì)量事故為線索，啟發(fā)學(xué)生分析問題。積極鼓勵(lì)學(xué)生參與教學(xué)，增加學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師的直接對(duì)話，增加學(xué)生的“發(fā)問”與老師“提問”。讓學(xué)生自己通過閱讀、觀察、實(shí)驗(yàn)、思考、討論及聽講等途徑去獨(dú)立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的原理和結(jié)論的一種方法。它的指導(dǎo)思想是在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自覺地、主動(dòng)地探索，掌握認(rèn)識(shí)和解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的起因和事物內(nèi)部的聯(lián)系，從中找出規(guī)律，形成自己的概念。如在“焊接工藝對(duì)焊接接頭組織及力學(xué)性能的影響”的講授過程中，通過一個(gè)實(shí)例：LNG儲(chǔ)罐焊接技術(shù)研究，要求學(xué)生分析LNG儲(chǔ)罐的服役條件和焊接要求的基礎(chǔ)上，合理選擇焊接方法、材料，擬定焊接性試驗(yàn)方法及相關(guān)焊接工藝，老師點(diǎn)評(píng)。然后學(xué)生在老師點(diǎn)評(píng)的基礎(chǔ)上，作為一個(gè)大作業(yè)，由學(xué)生課后組成幾個(gè)科研小組，撰寫出焊接工藝的科研小論文。通過這種自主式的學(xué)習(xí)方法，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對(duì)焊接專業(yè)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的科研工作能力以及科學(xué)研究的基本技巧。

3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在不斷完善原來多媒體課件的基礎(chǔ)上，逐步融入網(wǎng)路教學(xué)的內(nèi)容，建立課程網(wǎng)站，不斷豐富課程網(wǎng)上的教學(xué)資源。教師在網(wǎng)上對(duì)一些重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行答疑，同時(shí)網(wǎng)上布置作業(yè)，學(xué)生解答，老師再在網(wǎng)上點(diǎn)評(píng)。另外，老師定期在網(wǎng)上開展一些專題討論活動(dòng)，讓學(xué)生參與到活動(dòng)中，發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。通過這樣，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，同時(shí)讓學(xué)生對(duì)未聽懂的部分加深理解和強(qiáng)化。

4.改變傳統(tǒng)的考核模式。采用“平時(shí)+期末”的考核模式，平時(shí)成績除完成課堂上思考題、出勤情況外，還包括研討課對(duì)應(yīng)的大論文、綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的學(xué)生分析能力、動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，網(wǎng)上互動(dòng)教學(xué)對(duì)應(yīng)的平時(shí)學(xué)習(xí)和作業(yè)情況等。因此，加大了對(duì)學(xué)生綜合能力考核的比例，將末端控制改變?yōu)閷?duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的控制。

5.實(shí)踐教學(xué)的充實(shí)及部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為開放性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。本課程除了課堂理論教學(xué)外，還設(shè)計(jì)了大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。一部分實(shí)驗(yàn)保留了原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如焊接接頭的金相分析。然而，在分析過程中，課程負(fù)責(zé)人及實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了大量接頭的金相照片，在課程教學(xué)中集中加以對(duì)比、鑒別，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)通過對(duì)比不同焊接組織的形貌特點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的組織有深入的認(rèn)識(shí)及掌握。同時(shí)，部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為開放性實(shí)驗(yàn)。如氬弧焊工藝參數(shù)及對(duì)焊縫成形的影響。實(shí)驗(yàn)室配置相關(guān)的焊接設(shè)備、材料及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)隨時(shí)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。還有一部分試驗(yàn)設(shè)計(jì)成創(chuàng)新性試驗(yàn)。讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)試驗(yàn)，提出自己的創(chuàng)新思想并付諸于實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)揚(yáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，訓(xùn)練學(xué)生的操作技能，使工藝和焊接操作技能相互促進(jìn)，提高學(xué)生的焊接工藝能力。最后把實(shí)驗(yàn)總結(jié)學(xué)成實(shí)驗(yàn)論文。如，在焊條配置實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合長三角焊條生產(chǎn)廠商產(chǎn)品研發(fā)需求，根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)目標(biāo)，擬定焊條配方，學(xué)生自主測試焊條的工藝性能及各類焊接缺陷，分析焊條成分與焊條工藝性能之間的關(guān)系，改進(jìn)焊條成分，最后配置出企業(yè)需求的焊條成分。

在《焊接冶金學(xué)》課程教學(xué)過程中，通過整合梳理教學(xué)內(nèi)容，利用先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，大大節(jié)約了教學(xué)時(shí)間，增加了教學(xué)信息量，擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。促進(jìn)了學(xué)生思考，激發(fā)了學(xué)生潛能，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高；同時(shí)也改進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、發(fā)現(xiàn)問題、運(yùn)用理論知識(shí)分析問題和解決問題的能力，提高了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，受到了學(xué)生的一致好評(píng)，也為以后的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后的工作奠定了良好基礎(chǔ)。

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篇7

關(guān)鍵詞:質(zhì)量通病,PDCA循環(huán),“米”字焊縫,技術(shù)攻關(guān)

一、工程簡介

四川廣元廣興續(xù)建工程是由貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),其200KA預(yù)焙陽極鋁電解槽屬國內(nèi)中型號(hào)的預(yù)焙電解槽,是在綜合貴陽院186KA槽及國內(nèi)新開發(fā)的大型預(yù)焙槽成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。鋼槽殼采用小船型結(jié)構(gòu)。200KA預(yù)焙陽極鋁電解槽由搖籃式鋼槽殼、行架立柱、陽極提升機(jī)構(gòu)、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(duì)象。

鋼結(jié)構(gòu)焊接材料選用依據(jù)施工圖,檢驗(yàn)執(zhí)行國標(biāo)GB5117-85,

鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭依據(jù)施工圖規(guī)定和國標(biāo)GB985-80、GB986-80

焊縫檢驗(yàn)執(zhí)行國標(biāo)GB3323-82、Q/ZB74-78。

二、選題理由

1、 鋁電解槽為全焊鋼結(jié)構(gòu)件,焊接應(yīng)力大,其制作大部分采用CO2氣體保護(hù)焊,由于我們對(duì)CO2氣體保護(hù)焊的使用方法不熟練,操作不當(dāng),工人的技術(shù)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(shí)現(xiàn)廣興續(xù)建工程電解槽制安創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程目標(biāo),必須確保焊接質(zhì)量。

2、 根據(jù)廣興續(xù)建工程實(shí)際情況,48臺(tái)槽只有4個(gè)月的制安時(shí)間,為保質(zhì)量工期,必須對(duì)關(guān)鍵工序、薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),加強(qiáng)管理,完善現(xiàn)場施工質(zhì)量保證體系。

三、目標(biāo)

1、修正工藝,攻克技術(shù)難關(guān),把焊接規(guī)范嚴(yán)格控制在工藝范圍內(nèi),確保焊接質(zhì)量,創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。

2、制安質(zhì)量達(dá)優(yōu)質(zhì),保證實(shí)現(xiàn)雙百率,即:合格率100%,優(yōu)質(zhì)率100%。

四、現(xiàn)狀分析

1、在施工準(zhǔn)備階段,對(duì)以往工程施工中的焊接質(zhì)量通病進(jìn)行分析,主要是焊接電流過大,造成焊接區(qū)過熱,結(jié)晶粗大,產(chǎn)生脆化,造成質(zhì)量隱患,且焊縫外觀成型差,咬邊、氣孔、加渣、裂紋、焊瘤等現(xiàn)象普遍存在,對(duì)以上問題,制定了施工工序質(zhì)量保證系統(tǒng)圖(和提高焊接質(zhì)量系統(tǒng)圖。深入工程施工,跟蹤檢查,組對(duì)合格率100%,焊縫外觀檢查合格率100%。

2、針對(duì)質(zhì)量通病,又進(jìn)行了因果圖分析,通過對(duì)因果圖的分析,討論認(rèn)為影響焊縫外觀質(zhì)量的主要因素是:

A:焊接電流過大

B:操作者技術(shù)水平低,責(zé)任心不強(qiáng)

C:工藝參數(shù)不當(dāng)

D:氣體保護(hù)效果不好

通過分析,針對(duì)主要影響因素,制定對(duì)策表(表1),如下:

序號(hào) 問 題 對(duì) 策

1 焊接電流大 根據(jù)工人技術(shù)水平,通過試驗(yàn),優(yōu)選最佳電流

2 操作者技技術(shù)水平低責(zé)任心不強(qiáng) 開展技能培訓(xùn)和技術(shù)交流,加強(qiáng)思想政治工作,提高工人質(zhì)量意識(shí)

3 工藝參數(shù)不當(dāng) 通過焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定,優(yōu)選最佳工藝參數(shù)

4 氣體保護(hù)效果不好 采取防風(fēng)措施,焊前清理干凈,氣流15-20升

表 1

3、對(duì)策實(shí)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(gè)范圍,由8人依次操作,對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查比較,200~240A電流效果最佳。

(2)根據(jù)工藝試驗(yàn)并參照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制《焊接作業(yè)指導(dǎo)書》。

4、實(shí)施效果

對(duì)電解槽端側(cè)板焊縫外觀進(jìn)行檢查(均為平角焊縫),共檢查150點(diǎn),一次合格率82%,對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),見表2,

序號(hào) 名 稱 數(shù) 量 百 分 比 % 累計(jì)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(huán),焊接質(zhì)量有了明顯的提高,一次檢查合格率達(dá)到了82%,在焊接中還存在焊瘤、咬邊等缺陷,未達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

五、第二次循環(huán)

通過對(duì)第一次循環(huán)中遺留下的問題進(jìn)行調(diào)查研究,分析原因,根據(jù)缺陷調(diào)查表畫出返工缺陷排列圖,用方法展開系統(tǒng)圖分析主要因素和次要因素,并制定對(duì)策,見(表3)

1、實(shí)施:

(1)召開焊接操作討論會(huì),分析對(duì)策,開展思想教育,加強(qiáng)工人思想覺悟,進(jìn)行認(rèn)真全面的技術(shù)交底,分析質(zhì)量隱患造成的質(zhì)量事故和嚴(yán)重后果,樹立大家的質(zhì)量金牌意識(shí)。

(2)加強(qiáng)技術(shù)操作交流,進(jìn)行操作培訓(xùn)。

項(xiàng) 目 產(chǎn) 生 原 因 要因 對(duì) 策

焊 瘤 焊槍傾角不對(duì) 電流大 焊速慢 切割熔渣未清理干凈 組對(duì)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(yùn)弧手法 。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。 2、嚴(yán)格控制切割余量和收縮余量,編制制作工藝指導(dǎo)書,提高組對(duì)質(zhì)量。 3、焊前仔細(xì)清理坡口及邊緣,設(shè)防風(fēng)棚。 4、加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督,提高工人質(zhì)量意識(shí),嚴(yán)格按工藝施工,禁止大電流焊接。

咬 邊 電壓大 焊絲擺動(dòng)不到位 組對(duì)間隙大 施焊位置不到

氣 孔 焊前清理不徹底 環(huán)境風(fēng)大 焊槍傾角不對(duì) 送氣管泄露

裂 紋 組對(duì)間隙大 強(qiáng)行組對(duì) 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(yè)指導(dǎo)書》,嚴(yán)格控制組對(duì)間隙。

(4)加強(qiáng)質(zhì)量跟蹤檢查,專人負(fù)責(zé)。

(5)重要焊縫由專人焊接,并打焊工鋼印。

(6)在焊接現(xiàn)場懸掛焊縫外觀檢查對(duì)照?qǐng)D。

(7)獎(jiǎng)優(yōu)罰劣,完善現(xiàn)場施工質(zhì)量保證體系。

2、效果:

(1)通過以上對(duì)策的具體實(shí)施和加強(qiáng)管理,對(duì)返工焊縫進(jìn)行全檢,均達(dá)到設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);另對(duì)樣槽制作組對(duì)進(jìn)行檢查。見表4。

表4 組對(duì) 檢 查 調(diào) 查 表

序 號(hào) 名 稱 檢 查 點(diǎn) 合格點(diǎn) 合格率%

1 坡 口 40 40 100

2 鈍 邊 40 40 100

3 間 隙 40 40 100

4 錯(cuò) 邊 40 40 100

N 合 計(jì) 160 160 100

通過表4看到組對(duì)一次合格率100%,達(dá)到優(yōu)質(zhì)。

(2)通過對(duì)制作的20臺(tái)電解槽零部件的焊接質(zhì)量進(jìn)行全面跟蹤檢查,共檢測數(shù)據(jù)1240個(gè),超差數(shù)據(jù)89,一次檢查合格率達(dá)92.82%。

(3)通過兩次PDCA循環(huán),達(dá)到預(yù)定目標(biāo),整體制作能力達(dá)到一個(gè)新水平,工人素質(zhì)有了明顯的提高,并試做成功電解槽組對(duì)一次成型工藝和一套槽殼組焊工藝,為廣 興續(xù)建工程創(chuàng)優(yōu)質(zhì)提供保證。

六、第三次循環(huán)

1、通過兩次PDCA循環(huán),焊接質(zhì)量有了明顯提高,但為保證工程制安施工優(yōu)良,總結(jié)了前段時(shí)間的工作,對(duì)第二次循環(huán)中不合格點(diǎn)缺陷類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下表5。

序號(hào) 名 稱 數(shù) 量 百 分 比 % 累計(jì)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(duì)上表進(jìn)行分析討論,造成以上缺陷的主要原因是職工的質(zhì)量意識(shí)不高,一味追求速度,個(gè)別人采用大電流快速焊,而技術(shù)又不熟練,造成咬邊、焊瘤、焊縫尺寸小,裂紋主要是收弧時(shí)弧坑未填滿,冷卻時(shí)產(chǎn)生弧坑裂紋。

3、針對(duì)以上原因,制定對(duì)策如下:

(1)開展思想教育提高工人思想意識(shí);

(2)嚴(yán)格控制大電流焊接,一經(jīng)查出,采取嚴(yán)厲的經(jīng)濟(jì)處罰;

(3)自制角焊縫尺寸檢驗(yàn)樣板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先進(jìn)行自檢,然后通知質(zhì)檢員,驗(yàn)收合格后方可下班。

4、效果

(1)通過對(duì)策實(shí)施和加強(qiáng)質(zhì)量控制,質(zhì)量意識(shí)深入人心,經(jīng)公司質(zhì)檢和檢驗(yàn)評(píng)定,合格率達(dá)到了100%;

(2)工人的積極性調(diào)動(dòng)起來,工作效率明顯提高,由原來的6人焊(兩個(gè)端側(cè)板/工作日)減少到5人。

七、關(guān)鍵部位和技術(shù)攻關(guān)

1、搖籃架重要焊縫攻關(guān)

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和回訪調(diào)查,搖籃架“米”字焊縫處為重要受力焊縫,搖籃架開裂主要發(fā)生在這個(gè)部位.通過對(duì)搖籃架焊縫開裂進(jìn)行了因果圖分析。

2、對(duì)策實(shí)施

該工程電解槽鋼槽殼采用小船型結(jié)構(gòu),在搖籃架角部增加了兩塊三角丁字板,結(jié)構(gòu)剛性比老式直槽好,通過對(duì)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(zhì)量,避免質(zhì)量事故的發(fā)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(jié)合;

(4)施工前進(jìn)行全面細(xì)致的技術(shù)交底;

3、技術(shù)攻關(guān)

搖籃架的焊接,在以往施工中全部采用CO2氣體保護(hù)焊,熔深淺,且易產(chǎn)生“虛焊”,大電流焊接造成的“致命”缺陷比較多,為此我們擬對(duì)搖籃架“米”字焊縫處采用手弧焊,焊接層間用氣鏟和磨光機(jī)清理干凈,專人焊接。

(1)焊接工藝試驗(yàn)

用同一臺(tái)焊機(jī)采用不同的電流值讓試板在自由狀態(tài)下,由多人分別施焊,試驗(yàn)結(jié)果如表6,

序號(hào) 電流(A) 電壓(V) 外觀檢查 切片觀察 壓彎試驗(yàn) 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(diǎn)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(qū)微裂紋 600壓彎嚴(yán)重撕裂

2 A 180 20 變形小,焊縫成型優(yōu)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(diǎn)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(qū)微裂紋 600壓彎嚴(yán)重撕裂

表6

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并 參考電流經(jīng)驗(yàn)公式I=Kd(《焊接工藝人員手冊(cè)》P39,)及焊接電流對(duì)氣孔的影響和焊接電流對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響(《焊接數(shù)據(jù)資料手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社),并經(jīng)多人實(shí)際操作,優(yōu)選最佳工藝參數(shù),制定焊接工藝。

(2)焊接坡口設(shè)計(jì)

搖籃架“米”字焊縫結(jié)構(gòu)如圖—5所示,其中焊縫1、2、3、4、5為主受力焊縫,裂紋擴(kuò)展如上圖,件A和焊縫1接觸的地方預(yù)留減應(yīng)力孔,既可減小應(yīng)力集中,又可防止裂紋由焊縫4或5擴(kuò)展至焊縫1,絕對(duì)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(yè)論文,質(zhì)量通病。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。

由圖—6(帶坡口的角焊縫強(qiáng)度與坡口深度的關(guān)系圖)(熔接工學(xué),佐藤邦彥等著,理工學(xué)社,1979)可見,當(dāng)P(坡口深度)>K(焊腳)且P>14mm時(shí),角焊縫的強(qiáng)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(qiáng)度,使搖籃架當(dāng)三角筋板因開裂而失去加固作用時(shí)仍具有一定的剛性。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。

4、實(shí)施

按以上設(shè)計(jì)經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),優(yōu)選最佳工藝,制定搖籃架“米”字焊縫。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。

篇8

關(guān)鍵詞：試驗(yàn)，強(qiáng)度，匹配，破斷脆裂

 

一、立項(xiàng)原因及背景

近幾年，為了加大資源開采率，厚煤層、薄煤層開采已成為煤炭開采的必然發(fā)展趨勢(shì)。與之相適應(yīng)，大采高及薄煤層使用液壓支架及重型刮板輸送機(jī)的制造數(shù)量逐年增加。而為了滿足液壓支架支護(hù)能力大、自重輕，刮板機(jī)功率大、自重輕的發(fā)展方向，使用材料也逐步向低板厚高強(qiáng)度方向發(fā)展。故700MPa以上低合金高強(qiáng)板焊接已成為擺在煤機(jī)制造行業(yè)的一道重要課題。

2006年以來，先后完成的ZY6400/12.5/28型掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)件及SGZ830/630刮板輸送機(jī)中部槽中板，選用材料均為σb=800MPa的Q690板材和σb=700MPa的Q550板材，碳當(dāng)量CE＞0.6，焊接性能差，集團(tuán)公司屬于首次使用，在國內(nèi)也屬于初期使用尚未有十分成熟的焊接規(guī)范。

二、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

針對(duì)以上情況，接受任務(wù)后，我們組成了700MPa以上低合金高強(qiáng)板焊接研究小組分別赴鄭州、平陽等專業(yè)支架制造廠進(jìn)行了廣泛的市場調(diào)研，認(rèn)真總結(jié)吸取了兄弟廠家使用同類型材料的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)本廠實(shí)際情況，反復(fù)探討，認(rèn)真研究，并進(jìn)行了多次焊接試驗(yàn)、工藝評(píng)定、工藝會(huì)簽，制定了以下工藝方案，付諸實(shí)施，取得了滿意的效果。

1、焊接材料選用

焊接材料選用有三種方式，即高匹配、等強(qiáng)匹配、低匹配，其中常規(guī)使用的是等強(qiáng)匹配。我們對(duì)等強(qiáng)匹配和低匹配兩種方式分別進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，結(jié)果如下：800MPaQ690板、700MPaQ550板選用等強(qiáng)匹配的焊件，雖然抗拉強(qiáng)度滿足了使用要求，分別達(dá)到800MPa和710MPa，但是壓彎試驗(yàn)中，均產(chǎn)生脆斷現(xiàn)象，彎曲角度未達(dá)到要求的120°而且拉伸試驗(yàn)斷裂后，焊縫區(qū)沒有明顯塑變，縮頸現(xiàn)象，證明焊縫延展性、塑性差；而采用低匹配的焊件，抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了796MPa和702MPa符合焊縫強(qiáng)度±2%的要求，且壓彎試樣，彎曲角度達(dá)到100～110°時(shí)，800MPa焊件產(chǎn)生微裂，700MPa焊件未開裂。

綜合比較，為了保證焊縫塑性、韌性及接頭強(qiáng)度均滿足要求；我們?cè)诤附硬牧线x用上采取了低匹配原則，即焊接材料比母材材料低一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，800MPa的Q690鋼板選用700MPa的焊接材料，700MPa的Q550鋼板選用600MPa的焊接材料，同時(shí)為了兼顧焊縫強(qiáng)度和外觀質(zhì)量，且在同級(jí)別焊接材料中分別選用了焊接熔透性較好的E70M（E60M）焊絲，用于打底焊和填充焊，選用了成型性優(yōu)異、波紋平整的E702（E602）焊絲用于蓋面焊。

另外，為了在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高焊接生產(chǎn)效率，我們選用了直徑φ1.6㎜焊絲，拋棄了多年來長期沿用的直徑φ1.2㎜焊絲。

2、焊接氣體的選用

根據(jù)國內(nèi)外各種焊接書籍介紹，600MPa以上材料焊接，保護(hù)氣體推薦使用80%氬氣+20%CO2氣體或100%氬氣保護(hù)方式。

在研究過程中，為了既滿足焊縫質(zhì)量，又確保方案經(jīng)濟(jì)合理，我們對(duì)保護(hù)氣體與焊絲匹配的三種方案即藥芯焊絲加富氬氣保護(hù)，實(shí)芯焊絲加富氬氣保護(hù)，藥芯焊絲加CO2氣體保護(hù)進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果超聲波探傷焊縫內(nèi)部質(zhì)量均在Ⅱ級(jí)焊縫以內(nèi)，均滿足《金屬焊接結(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)要求》中“二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)和半自動(dòng)焊的產(chǎn)品焊接件焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)：自動(dòng)焊選取Ⅱ級(jí)，半自動(dòng)焊重要焊縫選?、蚣?jí)，非重要焊縫選取Ⅲ級(jí)”的規(guī)定，但方案Ⅰ富氬氣保護(hù)加藥芯焊絲，每件產(chǎn)品需費(fèi)用21080元；方案Ⅱ富氬氣保護(hù)加實(shí)芯焊絲，每件產(chǎn)品費(fèi)用18913元，方案ⅢCO2氣體加藥芯焊絲，每件產(chǎn)品需費(fèi)用15916元。

綜合比較，選用了焊縫質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性能最佳匹配方案，藥芯焊絲加CO2氣體保護(hù)。

3、焊前預(yù)熱方法選擇

由于Q690、Q550鋼板屬于可焊性差的低合金超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其淬硬傾向嚴(yán)重，產(chǎn)生焊接裂縫及延遲裂紋的可能性較大，這在北京煤機(jī)廠、鄭州煤機(jī)廠使用過程中已得到了充分體現(xiàn)。而且ZY6400支架生產(chǎn)日期又正值大同地區(qū)風(fēng)大，氣溫變化大的三、四月份，保持始焊溫度及層間溫度對(duì)于焊接成敗有著十分重要的作用。

本著既保證產(chǎn)品質(zhì)量，又降低成本，改善焊工工作條件的原則，我們對(duì)Q690與Q690、Q690與Q550，Q690與Q460、Q550與Q550、Q550與Q460、Q460與Q460六種組焊方式試樣，分別采用了不預(yù)熱、氧—乙炔火焰局部預(yù)熱，加熱爐整體預(yù)熱三種工藝方案進(jìn)行了施焊，并采取了超聲波探傷和理化試驗(yàn)措施分別進(jìn)行檢測，結(jié)果如下：

Q690母材相關(guān)的九件試樣，不預(yù)熱的三件在熔合線附近出現(xiàn)程度不同的微觀裂紋，其中最長的達(dá)到15～20㎜長2～3㎜深；氧—乙炔局部預(yù)熱的三件試樣，有一件有可疑性裂紋，加熱爐整體預(yù)熱的三件試樣，未發(fā)現(xiàn)有焊接裂紋，焊縫質(zhì)量Ⅱ級(jí)。

Q550母材相關(guān)的六件試樣，不預(yù)熱的二件有一件有可見陰影線疑似裂紋，而氧—炔局部預(yù)熱和加熱爐整體預(yù)熱的四件試樣，均未發(fā)現(xiàn)有任何焊接裂紋跡象，焊接質(zhì)量一件Ⅰ級(jí)三件Ⅱ級(jí)。

Q460與Q460焊接試樣，三件均未發(fā)現(xiàn)有焊接裂紋跡象，焊接質(zhì)量Ⅱ級(jí)。

根據(jù)試驗(yàn)檢測結(jié)果，我們確定了Q690鋼板焊接，必須入加熱爐整體進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度150～200℃，且焊接過程中應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行點(diǎn)溫計(jì)監(jiān)測層間溫度，低于100℃時(shí)，應(yīng)重新入爐加熱至150～200℃；Q550鋼板開始焊接前，用氧—乙炔火焰對(duì)始焊部位焊縫兩側(cè)80～100㎜范圍內(nèi)預(yù)熱1.5m～2m,溫度150～200℃，以提高始焊溫度，施焊過程中，通過焊接自身電阻熱，保證層間溫度介于80～100℃之間。

4、焊接過程控制

為了保證預(yù)熱效果，保證焊件層間溫度滿足焊接要求，工藝要求焊接過程廢棄過去長期使用的單人包件制，改為作業(yè)小組包件制，即3～4個(gè)人組成一個(gè)作業(yè)小組，對(duì)同一工件預(yù)熱后，不間斷連續(xù)焊接，中間采取換方法，直至該道焊接工序組件全部焊接完畢，進(jìn)入焊后熱處理為止。

焊接采用兩人對(duì)稱焊接方法，以控制焊接變形。規(guī)定焊接電流介于350～400A，焊接電壓34～36V焊絲伸出長度23～25㎜，焊絲送絲速度11～12m/分，氣體流量19～20L/分，且要求加強(qiáng)焊接工藝監(jiān)控，嚴(yán)格限定焊接電流，防止電流太小產(chǎn)生未熔合，未焊透現(xiàn)象，電流太大導(dǎo)致焊縫熱影響區(qū)增大，焊縫嚴(yán)重脆化，造成焊縫開裂。

5、焊后熱處理方法選用

為了消除焊接殘余應(yīng)力，防止延遲裂紋的產(chǎn)生，我們對(duì)工件進(jìn)行了焊后熱處理方法的選用研究分別對(duì)Q690與Q550焊件進(jìn)行了預(yù)熱，不預(yù)熱試驗(yàn)，結(jié)果如下：Q690未采取熱處理措施試件，在磁粉探傷檢查中，發(fā)現(xiàn)有磁粉殘留現(xiàn)象，疑似有裂紋；采取熱處理措施試件，未發(fā)現(xiàn)有磁粉殘留現(xiàn)象，焊縫表面光亮。Q550試件，采取或未采取熱處理措施試件，均未發(fā)現(xiàn)磁粉殘留現(xiàn)象，焊縫表面光亮。

根據(jù)試驗(yàn)檢測結(jié)果，我們制定了以下措施：(1)Q690鋼板為主要母材制成的工件，嚴(yán)格強(qiáng)調(diào)每一道工序焊接完畢，都必須馬上入爐進(jìn)行焊后熱處理，加熱溫度450～500℃，保溫2.5小時(shí)后將工件運(yùn)至避風(fēng)部位空冷至常溫，再進(jìn)入下一道工序組點(diǎn)。(2)Q550鋼板為主要母材制成的工件，主要零件焊接工序，重要焊縫必須立即入爐進(jìn)行焊后熱處理，加熱溫度450～500℃保溫時(shí)間2.5小時(shí)后將工件運(yùn)至避風(fēng)部位空冷至常溫，非重要焊縫及次要零件焊后可不入爐熱處理，但必須避風(fēng)放置冷卻至常溫。

二、創(chuàng)新點(diǎn)

1、焊前預(yù)熱，對(duì)700MPa級(jí)母材采取了局部氧—乙炔預(yù)熱工藝，對(duì)600MPa級(jí)母材不預(yù)熱，降低了產(chǎn)品成本，改善了員工工作條件。

2、保護(hù)氣體，采用了藥芯焊絲加CO2氣體，氣—渣聯(lián)合保護(hù)方法代替了富氬氣保護(hù)方式，降低了生產(chǎn)成本。

3、焊接材料選用，采用了低匹配原則，改變了等強(qiáng)匹配的傳統(tǒng)觀念。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

4、焊后熱處理，采用了消氫處理與焊后熱處理相結(jié)合空冷的方式，改變了低合金高強(qiáng)鋼必須焊后熱處理，隨爐冷卻方式。

三、應(yīng)用情況及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

1、應(yīng)用情況

2006年4月，對(duì)成套工藝進(jìn)行了焊接工藝評(píng)定，結(jié)果如下：

拉伸試驗(yàn)如下圖

①抗拉強(qiáng)度 Q690與Q690、Q690與Q550采用入爐預(yù)熱700MPa焊絲，380A電流，12L/分氣體流量，干伸長度23㎜，焊后熱處理，在拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，試樣尺寸30×30×400㎜，破斷力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，未斷未裂(因接近設(shè)備允許拉力極限未拉斷)

Q550與Q550、Q550與Q460采用氧—乙炔局部預(yù)熱，600MPa焊絲，380A電流，12m/分送絲速度，20L/分氣體流量，干伸長度23㎜，焊后入爐熱處理，在100KN試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試樣尺寸30×30×400㎜破斷力642KN、638KN未斷未裂；

②彎曲試驗(yàn)(見下圖)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1、試驗(yàn)方法 圓頭彎曲(三點(diǎn)彎曲)試驗(yàn)

2、圓頭直徑 D=90㎜(標(biāo)準(zhǔn)要求3δ)

3、支點(diǎn)寬度 150㎜(標(biāo)準(zhǔn)要求≤3δ＋D)

Q690相關(guān)試樣 1/3試件焊縫處發(fā)生開裂現(xiàn)象，2/3試件未斷未裂

Q550相關(guān)試樣 焊縫處大多數(shù)未斷未裂

超過標(biāo)準(zhǔn)提出的≤120°要求合格

③2006年3～7月我們分別對(duì)按照該工藝焊接Q690和Q550、Q690和Q690，在不同的氣候條件下，我們做了4～5次探傷試驗(yàn)，除發(fā)現(xiàn)局部焊接缺陷外，未發(fā)現(xiàn)任何焊接裂紋。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。同時(shí)在拉伸試驗(yàn)中抗拉強(qiáng)度均達(dá)到700MPa左右，其中最好的試樣達(dá)到了800MPa未斷未裂（由于保護(hù)設(shè)備沒有繼續(xù)加大拉力）；

④2006年5月，送北京煤科總院支架試驗(yàn)中心，對(duì)ZY6400/12.5/28掩護(hù)式支架樣機(jī)進(jìn)行支架型式試驗(yàn)，全部指標(biāo)符合MT312－200《液壓支架通用技術(shù)條件》要求，一次成功，進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)階段，未發(fā)現(xiàn)由于工藝問題而出現(xiàn)的焊縫開裂現(xiàn)象。

實(shí)踐證明，在同一產(chǎn)品焊接過程中，已達(dá)到同行業(yè)先進(jìn)水平。在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊接中，圍繞焊接材料選用、保護(hù)氣體選用、焊接工藝參數(shù)選擇、焊前預(yù)熱方法選擇、焊后熱處理方法選用等工藝規(guī)范有較好的推廣交流價(jià)值。

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篇9

關(guān)鍵詞：焊接質(zhì)量 聚乙烯燃?xì)夤艿?焊接技術(shù)

Abstract: this article from the Angle of guarantee the quality of welding of PE gas pipeline welding technology in this paper, the development status quo and put forward to ensure welding quality industry development should pay attention to several problems.

Keywords: welding quality polyethylene gas pipe welding technology

中圖分類號(hào)： TQ325.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

近年來，聚乙管道被越來越多的應(yīng)用到燃?xì)廨斉湫袠I(yè)中，聚乙烯管道的焊接質(zhì)量問題表現(xiàn)的越來越突出和至關(guān)重要。這促使行業(yè)相關(guān)制造商、管理機(jī)構(gòu)和國家監(jiān)督部門對(duì)聚乙烯燃?xì)夤艿赖暮附蛹夹g(shù)問題從不同角度給予了重視和規(guī)范，下面我們從以下幾方面來探究聚乙烯燃?xì)夤艿篮附蛹夹g(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。

1 聚乙烯燃?xì)夤艿涝?/p>

隨著高分子材料科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，上世紀(jì)在管道領(lǐng)域發(fā)生了一場革命性的進(jìn)步，特別是在燃?xì)廨斉湫袠I(yè)中，聚乙烯燃?xì)夤懿?、管件、閥門、鋼塑轉(zhuǎn)換等（通稱聚乙烯管道元件）的應(yīng)用得到了很大發(fā)展，且具有超過傳統(tǒng)的金屬管道的勢(shì)頭。

燃?xì)庥霉艿涝?duì)材料的要求比較嚴(yán)格，經(jīng)過多次性能改良目前PE管生產(chǎn)主要用專用的混配料，分為PE80和PE100兩個(gè)級(jí)別，目前燃?xì)夤径嘤玫臑镻E100級(jí)別的聚乙烯管道元件。

我國從上世紀(jì)80年代初期開始PE燃?xì)夤艿难芯抗ぷ?，?982年我國首先在上海使用PE燃?xì)夤茉囼?yàn)輸送人工煤氣開始，到今天的大面積使用，其間經(jīng)歷了曲折的歷程。上世紀(jì)九十年代，為適應(yīng)國內(nèi)推廣使用PE管的要求，國家于1995年了《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿摹?GB 15558.1-1995)、《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕芗?GB 15558.2-1995)和《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ63-1995)。隨著行業(yè)應(yīng)用技術(shù)的變化和提高， 又于2003年《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)第一部分：管材》(GB 15558.1-2003代替GB 1555.1-1995)；2005年了《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)第二部分：管件》(GB 15558.2—2005)，并廢止(GB15558.2－1995)；2005年修訂了《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》（CJJ33-2005）；2006年頒布了《燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則》(TSGD2002—2006)；2008年修訂了《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ63—2008)，以及其后的鋼塑轉(zhuǎn)換和閥門標(biāo)準(zhǔn)制定。以上一系列實(shí)踐、研究、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程和規(guī)范的制訂、更新，為聚乙烯燃?xì)夤艿涝陌l(fā)展、生產(chǎn)制造和應(yīng)用確定了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)。

2 聚乙烯燃?xì)夤艿篮附訖C(jī)理

聚乙烯材料的焊接，由于分子量不一，在一定的區(qū)間范圍內(nèi)，所以聚乙烯材料的焊接可以視認(rèn)為混合物的焊接，基本有以下兩種焊接方法。

（一）熱熔對(duì)接法：使用專門加熱工具對(duì)元件兩端部加熱至粘流狀態(tài)后，在壓力下將其焊合。

（二）電熔連接法：將非金屬材料制電熔管件通電加熱至表面熔化，使之與相接觸的另一元件焊合。

它們的焊接機(jī)理均應(yīng)為：用外加熱能的方法，使分子間相互運(yùn)動(dòng)、滲透，使分子量相對(duì)在同一區(qū)間的兩種聚乙烯材料的端表面粘流、熔化，并在一定條件下使其焊合。

3 聚乙烯燃?xì)夤艿肋B接質(zhì)量的影響因素

聚乙烯燃?xì)夤艿肋B接不論是熱熔和電熔其質(zhì)量影響因素都可歸結(jié)為以下幾方面：

⑴ 焊接操作過程的正確性：由經(jīng)過培訓(xùn)且合格取得國家認(rèn)可考試機(jī)構(gòu)頒發(fā)的特種設(shè)備非金屬焊接操作人員來保證；

⑵ 使用處于正常工作狀態(tài)的焊接設(shè)備和專用工具：通過設(shè)備正常維護(hù)和檢定保證；

⑶ 合格的管道元件：由制造廠家按照國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)且制造廠家必須取得相應(yīng)的許可證；

⑷ 正確的焊接工藝參數(shù)和焊接方法：按照相應(yīng)規(guī)范執(zhí)行并進(jìn)行必要的焊接工藝評(píng)定；

⑸ 正確的焊接環(huán)境：在焊接施工過程中主要要考慮天氣、正常焊接工藝參數(shù)適用范圍、供電電源對(duì)焊接設(shè)備輸出參數(shù)的影響等環(huán)境因素，可以通過相應(yīng)的預(yù)案來應(yīng)對(duì)。

4 焊接設(shè)備及機(jī)具的發(fā)展水平

目前在國際國內(nèi)使用的電熱熔焊機(jī)在電子電氣控制技術(shù)發(fā)展的支撐下發(fā)展比較成熟。產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展比較快，國際上有ISO12176-1（熱熔）和ISO12176-2（熱熔）兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)有GB20674-1（熱熔）和GB20674-2（電熔）兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。除此而外，在多種雜志上出現(xiàn)高校、企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)研究進(jìn)程形成的大量的論文，這對(duì)電熱熔焊機(jī)技術(shù)的發(fā)展和日臻完善都起到了很大作用。綜合工程中的焊接設(shè)備可以用以下幾句話來概括目前國內(nèi)的電熱熔焊機(jī)發(fā)展水平：國內(nèi)市場上的電熱熔焊機(jī)性能、技術(shù)、質(zhì)量水平高中低檔各有秋色，因成本引起的銷售價(jià)位不同滿足了不同層次的客戶需求。從技術(shù)角度來講，高品質(zhì)的電熔焊機(jī)、熱熔焊機(jī)均達(dá)到焊接聚乙烯燃?xì)夤艿浪璧谋貍潆妷?、時(shí)間（或溫度、壓力、時(shí)間）程序控制功能，且精度達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)要求；在此基礎(chǔ)上，為了滿足工程質(zhì)量跟蹤要求，該類焊機(jī)具備管理信息錄入和存貯、輸出功能，這些信息包括工程編號(hào)、焊工編號(hào)（最根本有效的項(xiàng)目）等；如此該類焊機(jī)就可在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，在工程管理配合到位的情況下，可提供有效的焊接質(zhì)量跟蹤數(shù)據(jù)。所以，目前國內(nèi)市場上的工地用焊接設(shè)備質(zhì)量和性能發(fā)展水平與國際同等產(chǎn)品質(zhì)量水平相當(dāng)，可以滿足工程需要。

5 焊接過程作業(yè)的規(guī)范性

聚乙烯燃?xì)夤艿篮附咏宇^一個(gè)最大的特點(diǎn)就是沒有非常有效的事后非破環(huán)性檢測方法，其質(zhì)量保證主要訴諸于規(guī)范地、標(biāo)準(zhǔn)地、正確地焊接過程作業(yè)。此方面設(shè)計(jì)三個(gè)問題：

⑴ 作業(yè)過程的標(biāo)準(zhǔn)化：這一點(diǎn)在《燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則》(TSGD2002—2006)有明確的規(guī)定，相關(guān)規(guī)程里也有不沖突的表述，應(yīng)該培訓(xùn)焊工嚴(yán)格執(zhí)行；

⑵ 作業(yè)人員的培訓(xùn)：國家于2010年頒布了特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》（TSG Z6002－2010），對(duì)作業(yè)人員資格取得應(yīng)具備的素質(zhì)和考核管理方法做了詳細(xì)規(guī)定，目前全國20多個(gè)考試機(jī)構(gòu)在開展此項(xiàng)工作，這對(duì)聚乙烯燃?xì)夤艿赖暮附淤|(zhì)量保證是一個(gè)非常有效的手段。值得一提的是，在作業(yè)人員培訓(xùn)過程中，要特別重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)和讓他們具備焊接過程完成后的非破環(huán)性檢查能力和責(zé)任心。

⑶ 焊接工藝參數(shù)的選擇：PE材質(zhì)的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率有差異，其可焊接的最佳溫度就有可能不同，相應(yīng)其它焊接參數(shù)也可能要做調(diào)整。這一點(diǎn)就需要作業(yè)人員和管道使用方要有此意識(shí)，通過焊接工藝評(píng)定來確定焊接參數(shù)的適用性。

6 焊接過程程序的發(fā)展

電熔焊接的熔接過程因管件大小不同和特殊工況要求可以增加預(yù)熱階段。

熱熔焊接目前國內(nèi)多采用的德國焊接技術(shù)學(xué)會(huì)的DVS2207-1標(biāo)準(zhǔn)、英國的焊接標(biāo)準(zhǔn)和TSGD2002-2006里附錄的焊接參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在使用時(shí)要注意跟進(jìn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展成果。除此而外，國際上在這方面還有如下發(fā)展趨勢(shì)：

將熱熔焊接程序按如下分類，熔接程序常見的有等壓焊接冷卻和降壓冷卻兩種，按國外標(biāo)準(zhǔn)可分為三種：一級(jí)低壓熔接、二級(jí)低壓熔接、一級(jí)高壓熔接。焊接參數(shù)一般采用的歐洲標(biāo)準(zhǔn)DVS 2207-1995，此外還有美國標(biāo)準(zhǔn)和英國標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)范TSG D2002-2006里提出的參數(shù)就最接近于歐洲標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，為確保聚乙烯燃?xì)夤艿赖暮附淤|(zhì)量，在今后的技術(shù)工作中還需作如下工作：

⑴ 焊接設(shè)備的質(zhì)量監(jiān)管工作：形成相應(yīng)的管理程序、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)焊接設(shè)備定期進(jìn)行質(zhì)量確認(rèn)和校驗(yàn)工作；

⑵ 焊接工藝評(píng)定工作：該項(xiàng)工作包括焊接工藝評(píng)定機(jī)構(gòu)的確認(rèn)和焊接工藝評(píng)定結(jié)果的應(yīng)用；

⑶ 熔接程序的優(yōu)化和新技術(shù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[6]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB15558.2-2005 燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁≒E）管道系統(tǒng) 第2部分：管件

[7] 中華人民共和國建設(shè)部. CJJ33-2005.城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.2005

篇10

關(guān)鍵詞：管道；焊接；DSP ；機(jī)器人

中圖分類號(hào)：TG409

1 前言

近年來，隨著市政管道和石油天然氣管道的建設(shè)越來越多，對(duì)焊接工藝和焊接效率的要求都有所增加，這就對(duì)焊接設(shè)備提出了更高的要求，不僅要焊接質(zhì)量高，而且還要速度快。為此論文研制一種焊接機(jī)器人，取代人工或半自動(dòng)焊接，從而可以實(shí)現(xiàn)焊縫的快速、高效、低缺陷的高質(zhì)量焊接。論文對(duì)該焊接機(jī)器人進(jìn)行討論。

2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)分析

該機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由焊槍姿態(tài)調(diào)整、焊槍位置調(diào)整、焊接小車行走驅(qū)動(dòng)等幾部分組成，由于焊接小車是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的，可以裝一把焊槍，也可以裝兩把焊槍，故以其中一側(cè)為例，如圖1所示。焊槍姿態(tài)調(diào)整部分主要完成干伸長調(diào)整，保證滿足焊接工藝上對(duì)焊縫的要求，姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)由電機(jī)1帶動(dòng)滑板2來實(shí)現(xiàn)；焊槍位置調(diào)整部分是在焊接過程中完成焊槍的擺寬、擺頻、兩側(cè)位置的停留時(shí)間等的功能動(dòng)作，擺動(dòng)部分由電機(jī)4帶動(dòng)滑板3來實(shí)現(xiàn)；行走驅(qū)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)焊槍沿管周運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，在焊接時(shí)，焊接速度即為焊車的行走速度，因此要求焊車行走機(jī)構(gòu)行動(dòng)十分平穩(wěn)，行走機(jī)構(gòu)由電機(jī)5驅(qū)動(dòng)。

圖1 焊接小車機(jī)械結(jié)構(gòu)

2.2 數(shù)學(xué)模型分析

焊接過程中，焊接小車裝夾在專用軌道上，小車帶著焊槍在軌道上行走，從而實(shí)現(xiàn)管道的全位置焊接。將焊接小車應(yīng)用多體系統(tǒng)理論分析，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖2 焊接小車的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

故若已知圓弧焊接軌道建立坐標(biāo)系點(diǎn)處在大地慣性坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，則根據(jù)齊次坐標(biāo)變換即可得到焊槍夾具處的最終坐標(biāo)，進(jìn)而也可得出焊絲與焊接管道接觸處的坐標(biāo)，這樣就建立了焊接小車工作的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，通過相關(guān)控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)焊接小車的工作。

3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

管道焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。為了減輕主控制器的負(fù)擔(dān)，系統(tǒng)采用雙控制器結(jié)構(gòu)，主控制器采用DSP數(shù)字信號(hào)處理器，通過相應(yīng)的伺服系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)器人的各種控制算法。輔助控制器采用ARM芯片，主要負(fù)責(zé)接口電路的控制：通過CAN總線接口與手持遙控盒相連，接受各種焊接控制命令。

在整個(gè)系統(tǒng)中，DSP與ARM之間是通過RS-232接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而可以保證兩個(gè)處理器之間數(shù)據(jù)傳遞的實(shí)時(shí)性和可靠性。

圖3系統(tǒng)的硬件框圖

4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，可以在上位機(jī)上開發(fā)相應(yīng)的軟件，軟件的開發(fā)過程中運(yùn)用模塊化方式，為用戶的操作提供了方便。該軟件包含通訊連接模塊、參數(shù)修改模塊、伺服控制模塊指令、在線控制模塊四個(gè)重要功能模塊。在這四個(gè)模塊中，通訊連接模塊和參數(shù)修改模塊組成了上位機(jī)軟件，用于實(shí)現(xiàn)通訊設(shè)置、焊接參數(shù)的編輯、修改和保存等功能；在線控制模塊和伺服控制模塊是DSP軟件，用于實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制算法及在線監(jiān)控等功能。

5 結(jié)論

論文論述了設(shè)計(jì)管道焊接機(jī)器人一種方法，其機(jī)械結(jié)構(gòu)包括焊槍姿態(tài)調(diào)整、焊槍位置調(diào)整、焊接小車行走驅(qū)動(dòng)等幾部分組成，并進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模?？刂葡到y(tǒng)使用DSP做主控制器負(fù)責(zé)連接各伺服電機(jī)，使用ARM做輔助控制器負(fù)責(zé)接口的連接，從而充分發(fā)揮了兩者各自的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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