焊接材料精選(九篇)

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第1篇：焊接材料范文

關(guān)鍵詞：白車身焊接設(shè)備 材料

Abstract: the welding equipment market in China's development space is enormous, from the welding equipment market structure, market competition, users buy behavior and current equipment manufacturing enterprise opportunities facing the several aspects is analyzed and discussed. Summary welding equipment market development present situation, the analysis of the Chinese welding equipment downstream industry application characteristics, this paper expounds the welding equipment market demand, and the future development trend of the industry. Grasp the welding equipment industry's own future development direction, national macro economy and the development of the manufacturing industry, and then based on investigation and analysis data to predict China welding equipment market demand rapid growth, increasing the size of the market.

Keywords: white body welding equipment materials

中圖分類號(hào)：F407.471文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

焊接設(shè)備應(yīng)選對(duì)不選貴隨著國(guó)內(nèi)焊接行業(yè)的發(fā)展，焊接裝備技術(shù)較以前有了較大進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)焊接設(shè)備在汽車制造行業(yè)得到了廣泛的運(yùn)用。眾所周知，多數(shù)焊接都是一個(gè)非線性、有多變量耦合作用和大量隨機(jī)不確定因素的過(guò)程，要提高焊接質(zhì)量必須要從人員技能、裝備技術(shù)、操作環(huán)境等各方面綜合考慮。國(guó)內(nèi)焊接裝備技術(shù)在近20年時(shí)間里得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在某些尖端領(lǐng)域已走在了世界前列，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在汽車行業(yè)中的運(yùn)用也已相當(dāng)普遍。

一、汽車車身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽車車身一般由外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件和骨架件組成， 覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm，骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm，也就是說(shuō)它們大都為薄板件。對(duì)焊接夾具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，有以下特點(diǎn)：

1.1、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，構(gòu)圖困難

汽車車身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體，為了造型美觀和殼體具有一定的剛性，組成本身的零件通常是經(jīng)過(guò)拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜。

1.2、剛性差、易變形

經(jīng)過(guò)成型的薄板沖壓件有一定的剛性，但和機(jī)械加工件相比，剛性要差得多，而且單個(gè)的大型沖壓件容易變形，只有焊接成車身殼體后，才具有較強(qiáng)的剛性。

1.3、以空間三維坐標(biāo)標(biāo)注尺寸

汽車車身產(chǎn)品圖以空間三維坐標(biāo)來(lái)標(biāo)注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車上的位置和便于標(biāo)注尺寸，汽車車身一般每隔200mm或400mm劃一坐標(biāo)網(wǎng)線。三個(gè)坐標(biāo)的基準(zhǔn)是：前后方向（Y向）———以汽車前輪中心為0，往前為負(fù)值，往后為正值；上下方向（Z向）———以縱梁上平面為0，往上為正值，往下為負(fù)值；左右方向（X向）———以汽車對(duì)稱中心為0，左右為正負(fù)。

二在高新技術(shù)的應(yīng)用上差距焊接行業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距

2.1焊接材料

焊接材料的生產(chǎn)和發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是：電極產(chǎn)量逐年下降，氣體保護(hù)焊絲生產(chǎn)逐年增加。中國(guó)焊接材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，2000年焊條產(chǎn)量約占77%，約占10%的氣體保護(hù)焊絲。我們使用手工電弧焊的比重仍然很大。

氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲，埋弧焊絲品種較少，碳鋼，低合金鋼焊絲質(zhì)量和數(shù)量基本能滿足應(yīng)用需求的國(guó)內(nèi)企業(yè)，但在合金鋼，高溫合金鋼，鎳基合金和其他合金線材廠很少。

焊接新材料發(fā)展緩慢，和鍋爐壓力容器使用新材料不匹配的焊接材料，只有通過(guò)從國(guó)外進(jìn)口。

2.2、焊接裝備

⑴焊接設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理 在電弧焊機(jī)中交流弧焊機(jī)所占比例仍較大，高耗能的旋轉(zhuǎn)式直流焊機(jī)仍占有一定的比例，CO2焊機(jī)所占比例還有待提高。

⑵焊接設(shè)備的自動(dòng)、半自動(dòng)化程度不高 以電弧焊機(jī)為例，自動(dòng)、半自動(dòng)焊機(jī)所占比例較小，1996～2000年統(tǒng)計(jì)結(jié)果，自動(dòng)、半自動(dòng)焊機(jī)僅占電弧焊機(jī)的10～25%。

⑶數(shù)控切割機(jī)的制造已形成一定的規(guī)模，但配套的等離子切割電源還要大量進(jìn)口，專用的數(shù)控切割設(shè)備品種不多。

⑷焊接機(jī)器人制造能力、制造水平和推廣應(yīng)用有待進(jìn)一步提高。國(guó)內(nèi)投產(chǎn)使用的焊接機(jī)器人絕大部分從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)一些科研院所和制造廠家具有一定的焊接機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造能力，但是沒有形成產(chǎn)品的商品化。與日本、美國(guó)、西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，焊接機(jī)器人的數(shù)量極少，據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年全國(guó)焊接機(jī)器人的數(shù)量不到1000臺(tái)，焊接機(jī)器人的正常運(yùn)行率不理想。

(5)焊接裝備水平相對(duì)落后 我國(guó)在特種焊機(jī)、成套設(shè)備及其他焊接裝備方面發(fā)展較慢，滿足不了焊接生產(chǎn)的需要。很多國(guó)產(chǎn)新型焊接設(shè)備自行研制開發(fā)的少，仿制、組裝的多。

(6)焊接設(shè)備、TIG、CO2焊槍和配件制造的自動(dòng)化程度不高，手工作業(yè)較多，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和一次合格率有待提高。

三 焊接材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

隨著車身向著輕量化方向發(fā)展，車身材料的輕量化及車身金屬材料的非金屬化是必然趨勢(shì)。未來(lái)車身材料仍以鋼板為主，但是一些復(fù)合材料將得到廣泛應(yīng)用。

1鋁合金

與汽車鋼板，鋁合金具有密度小，比強(qiáng)度高，耐腐蝕，熱穩(wěn)定性好，易成型和可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)成熟。汽車業(yè)也逐漸在使用鋁合金配件。但鋁合金的焊接仍然是對(duì)線膨脹系數(shù)，產(chǎn)生的熱應(yīng)力較大，容易出現(xiàn)氣孔產(chǎn)生的鋁合金焊接接頭強(qiáng)度減少故障。

第2篇：焊接材料范文

【關(guān)鍵詞】鋁合金；焊接特性；主要問題

一、鋁合金材料種類性能及其用途

（1）工業(yè)純鋁。工業(yè)純鋁指的是純度達(dá)到99.0%～99.9%鋁材料，及機(jī)械強(qiáng)度相比于鋁合金來(lái)說(shuō)要低很多，但是其導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性以及加工性能要高很多，因此，在一些導(dǎo)電材料及化工設(shè)備等場(chǎng)合下，工業(yè)純鋁有著廣泛的用途。（2）Al-Cu系合金。銅鋁合金時(shí)鋁合金中最為常見的一種鋁合金，其內(nèi)部材料除了銅之外，還含有少量的Mn、Mg等材料，這種鋁合金在工業(yè)上用途十分廣泛，歸功于其超高的強(qiáng)度，但是，這種材料的可焊接性較差，且抗腐蝕性也很難達(dá)到工業(yè)的要求，因此，一般鉚接結(jié)構(gòu)件多采用這種材料。（3）Al-Mn系合金。Al-Mn系合金是一種采用不同的冷作硬化方法獲得的材料，是一種非熱處理強(qiáng)化合金。其中Mn的含量大概只有1.5%，其強(qiáng)度比純鋁高，但其導(dǎo)電性及看腐蝕性等特性也不比純鋁差很多，因此，這種鋁合金在工業(yè)上也是極為常見的一種材料。（4）Al-Si系合金。這種鋁合金的熔點(diǎn)一般會(huì)隨著Si的含量增加而下降。此種鋁合金的結(jié)晶溫度范圍很寬其其熔點(diǎn)較低，因此其焊接性及鑄造性很好，一般的鑄造材料及焊條多采用這種鋁合金。這種不易產(chǎn)生熱裂紋而作為可熱處理強(qiáng)化合金的重要填加材料使用。（5）Al-Mg系合金。合金中Mg含量的不同，其拉伸強(qiáng)度也有很大的差別，一般情況下，這種材料多用作為焊接材料的結(jié)構(gòu)件。

二、鋁合金材料的焊接特性分析

（1）熱脹冷縮。鋁的膨脹系數(shù)比一般的金屬要高很多，是銅的兩倍之多，同時(shí)鋁材料的收縮性最高能達(dá)到百分之七十五，鋁合金的主要成分是鋁，因此，鋁合金的熱脹冷縮性能也比一般的金屬材料要強(qiáng)很多。在鋁合金的焊接過(guò)程中，其發(fā)生焊接變形是十分常見的，而結(jié)晶是鋁合金材料還常常發(fā)生裂紋現(xiàn)象。（2）熱容量及融化溫度。鋁合金的熱容量要比一般的金屬材料高很多，想要將其融化需要更多的熱量。鋁合金的融化溫度因其純鋁的含量不同而不同，純鋁的熔點(diǎn)大概在600是攝氏度左右，一般的鋁合金的熔點(diǎn)便在600度上下，但不管何種類型的鋁合金，其熔點(diǎn)都要比銅的要低很多，所以，易融化時(shí)鋁合金材料以的一大特性。所以，鋁合金材料具有低熔點(diǎn)及高熱容量的特性。在焊接工藝上對(duì)這兩個(gè)特性要充分掌握才能生產(chǎn)出達(dá)到要求的材質(zhì)。（3）與氧氣易反應(yīng)。鋁的化學(xué)性中有極易氧化的特點(diǎn)，鋁合金也具有這種特點(diǎn)，鋁合金與氧氣化合生成一種氧化膜，其粘附能力極強(qiáng)，其耐高溫，嚴(yán)重影響到鋁合金的焊接性能，所以，在鋁合金材料的焊接前期必須要對(duì)這層氧化膜進(jìn)行去除處理，如此，才能保證鋁合金的正常焊接。（4）焊接熱量使局部性能改變。焊接鋁合金需要更多的熱量，但是過(guò)多的熱量將會(huì)是某些部位的機(jī)械性能發(fā)生改變，且熱量越多，其影響程度越深，因此，在焊接件的焊縫部分的機(jī)械性能往往與其他部位有所不同，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要特別注重這一部位的設(shè)計(jì)。

三、鋁合金材料焊接的主要問題

在鋁合金材料的焊接過(guò)程中常出現(xiàn)的問題主要有以下幾種：（1）焊縫出現(xiàn)裂紋。出現(xiàn)裂紋是鋁合金材料焊接最常見的缺陷之一，鋁合金的結(jié)晶溫度越寬其出現(xiàn)焊接裂紋的概率越大，有研究表明，鋁合金的含鐵量在6%以下很難出現(xiàn)裂紋。所以，焊接裂紋的控制很大程度上要取決于材料的選取。造成焊接裂紋產(chǎn)生的原因主要是合金成分的不同，因?yàn)榧冧X的膨脹系數(shù)較大，這位鋁合金在焊接過(guò)程中出現(xiàn)裂紋提供了條件。（2）焊接結(jié)晶組織的出現(xiàn)。焊接結(jié)晶組織的出現(xiàn)是鋁合金焊接過(guò)程中又一常見問題，焊縫金屬是激冷的結(jié)晶組織，因此會(huì)伴隨著不平衡結(jié)晶而產(chǎn)生偏析。枝狀晶軸間距愈小，偏析率愈小。反之，枝狀晶軸間距愈大，偏析率亦愈大?？拷酆暇€區(qū)的結(jié)晶組織是細(xì)網(wǎng)狀組織，隨著向焊道中心的接近而逐漸變成網(wǎng)狀枝晶組織，并通過(guò)新晶核的形成進(jìn)一步向著形成等軸枝晶的方向變化。（3）氣孔的產(chǎn)生。氣孔出現(xiàn)是各種焊接材料焊接過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)的問題，鋁合金也不例外，氣孔的產(chǎn)生機(jī)理十分復(fù)雜，其直接根源是氫氣，因?yàn)殇X合金材料在高溫時(shí)溶解了大量的氫氣，等焊接過(guò)程完畢，溫度降低，氫氣的溶解度下降，氫氣上浮造成氣孔的產(chǎn)生。（4）未焊透或未熔合。未焊透的原因多半是由焊接電流過(guò)低引起的，未融合產(chǎn)生的原因主要是在焊接過(guò)程中，鋁合金母材還沒有真正融化或者其表面的氧化膜沒有清除干凈而引起的。除了以上四種外，鋁合金的焊接問題還有多種，如合金材料的丟失等，這些問題都嚴(yán)重影響到了焊接之后的鋁合金的物理及化學(xué)性能，對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量大打折扣。

參考文獻(xiàn)

[1]王希靖，片山大圣，松繩朗.不同鋁合金在激光焊接時(shí)的熔化和蒸發(fā)特性[J].焊接學(xué)報(bào).1995，3（16）：29～35

第3篇：焊接材料范文

[關(guān)鍵詞]金屬材料 焊接 缺陷 對(duì)策 質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TG 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）05-0019-01

引言：金屬材料焊接是指利用電弧焊、超聲波焊、電阻焊等焊接方式將兩個(gè)分離的金屬物質(zhì)中的原子或分子結(jié)合在一起，進(jìn)而進(jìn)行金屬重塑或金屬重組的過(guò)程。金屬焊接在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用及發(fā)展，但是，由于焊接裂紋、夾渣等焊接缺陷的產(chǎn)生，金屬材料的應(yīng)用效率始終得不到有效的改善，因此，分析金屬材料焊接中的主要缺陷、研究金屬焊接缺陷的防治對(duì)策對(duì)金屬焊接的質(zhì)量及金屬材料的應(yīng)用具有十分重要的意義。

一 金屬材料焊接中的主要缺陷

1 焊接裂紋

焊接裂紋是金屬焊接中最常見的現(xiàn)象，是由金屬?gòu)木w狀態(tài)向固體狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中產(chǎn)生的，焊接裂紋包括熱裂紋和冷裂紋。[1]熱裂紋是指金屬?gòu)囊后w狀態(tài)轉(zhuǎn)化為固體狀態(tài)的過(guò)程中產(chǎn)生的縫隙，其產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)楹附尤鄢刂写嬖贔eS等含硫類的低熔點(diǎn)物質(zhì)，這些物質(zhì)的凝固時(shí)間較晚，且強(qiáng)度、塑性等性能相對(duì)較差，在進(jìn)行焊接時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)受到外界作用力的影響而發(fā)生張拉現(xiàn)象，這便形成了焊接裂紋，即：熱裂紋。冷裂紋是指在焊接冷卻的過(guò)程中，出現(xiàn)在金屬材料及焊縫融合區(qū)域的融合線中的裂縫，其產(chǎn)生的主要影響因素有：低氣溫、擴(kuò)散氫、外界約束等。冷裂縫出現(xiàn)的時(shí)間一般在焊接完成后的幾分鐘到幾天之內(nèi)，其對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及安全性能有極大的影響。

2 夾渣

夾渣是指在金屬焊接過(guò)程中或金屬焊接完成后，摻雜或殘留在焊縫中的熔渣類物質(zhì)。夾渣對(duì)金屬焊縫的強(qiáng)度及密閉性有極大的影響，夾渣產(chǎn)生的主要原因有：①在焊縫的邊緣，采用有氧割或炭弧氣刨等切割方式進(jìn)行切割時(shí)所殘留下的熔渣；②在焊接過(guò)程中，由于坡口角度較小、焊接速度過(guò)快或焊接電流太小等原因所造成的焊接殘?jiān)?；③在選用酸性焊條進(jìn)行焊接時(shí)，由于運(yùn)條方式不當(dāng)或焊接電流不夠等原因所造成的“糊渣”；④由于焊條選擇錯(cuò)誤或焊條偏芯不準(zhǔn)等原因所導(dǎo)致的夾渣。

3 未焊透、未熔合

未焊透、未熔合是金屬材料焊接中極易出現(xiàn)的一個(gè)問題，它容易使焊接縫隙發(fā)生間斷或驟變現(xiàn)象，造成金屬焊接出現(xiàn)強(qiáng)度減弱、裂縫增多等問題。未焊透是指在結(jié)構(gòu)尾部，金屬?zèng)]有完全焊接熔入到焊頭根部的現(xiàn)象，其產(chǎn)生的主要原因有：焊接電流過(guò)??；焊條偏芯不準(zhǔn)；焊根處理不凈；坡口尺寸及間隙大小不符等。未熔合是指焊件與焊縫金屬或焊縫層之間存在局部未熔透的現(xiàn)象，產(chǎn)生未熔合的主要原因有：①焊接電流過(guò)小或焊接速度過(guò)快；[2]②焊接角度不準(zhǔn)確；③焊條表面不凈等。

4 其它缺陷

其它缺陷主要包括氣孔、咬邊、焊瘤等，氣孔是指由于坡口附近雜物清理不凈，焊芯出銹、掉落或焊接速度過(guò)快、電弧過(guò)長(zhǎng)等原因而導(dǎo)致的焊接內(nèi)部、焊接表面或焊頭等地方出現(xiàn)氫氣孔的現(xiàn)象；咬邊是指由于焊接不當(dāng)、焊機(jī)軌道不平等原因造成焊縫邊緣出現(xiàn)凹陷的一種現(xiàn)象；焊瘤是指由于氣溫太高、運(yùn)條不均等原因?qū)е乱后w材料落下凝結(jié)時(shí)在材料表面形成瘤狀物的現(xiàn)象。

二 金屬材料焊接中的防治對(duì)策

1 防止焊接裂紋的對(duì)策

對(duì)于熱裂紋，首先，焊接人員要嚴(yán)格按照焊接的工藝流程，選擇合理的焊接方式，盡可能的減小焊接過(guò)程中出現(xiàn)的焊接應(yīng)力；其次，焊接人員要適當(dāng)提高焊接的形狀系數(shù)，嚴(yán)格控制焊接的冷卻速度，重點(diǎn)把握焊接的施工工藝及焊接參數(shù)；最后，焊接人員要盡可能的采用小電流、多道焊的焊接方式，避免焊接中心出現(xiàn)縫隙及裂紋現(xiàn)象。對(duì)于冷裂紋，其防止對(duì)策有：①選擇含氫量較少的焊條，減少氫類物質(zhì)在焊縫中的擴(kuò)散；[3]②注意金屬材料及焊接物質(zhì)的保存條件及使用說(shuō)明，避免材料及焊接物質(zhì)出現(xiàn)受損受潮現(xiàn)象；③清掃坡口附近的油漬、水分，保持焊條的整潔干凈；④消除氫物質(zhì)的內(nèi)應(yīng)力、淬硬組織回火，改變焊接的應(yīng)力分布及接頭韌性；⑤選擇較優(yōu)的焊接數(shù)值，使用正確的焊接步驟，降低外界因素的干擾，提高材料的焊接質(zhì)量。

2 防止夾渣的對(duì)策

首先，焊接人員在確定坡口規(guī)格時(shí)，要選擇合適的坡口尺寸，同時(shí)，焊接人員要及時(shí)、認(rèn)真地清理坡口邊緣及坡口附近的污物類物質(zhì)，保持坡口的干凈整潔；其次，在進(jìn)行金屬焊接時(shí)，焊接人員要合理控制焊接的電流大小及焊接速度，避免由于電流過(guò)小過(guò)速度過(guò)快而導(dǎo)致出現(xiàn)夾渣的現(xiàn)象；最后，焊接人員要合理控制運(yùn)條的擺動(dòng)速度及擺動(dòng)方式，[4]減少由于運(yùn)條擺動(dòng)不當(dāng)而導(dǎo)致的“糊渣”現(xiàn)象。

3 防止未熔透、未熔合的對(duì)策

①焊接人員要選取合理的坡口規(guī)格；②在進(jìn)行焊接時(shí)，焊接人員要把握好焊接的電流速度，確定適當(dāng)?shù)碾娏鞔笮?；③焊接人員要及時(shí)清理坡口污物，保持坡口的整潔；④在進(jìn)行封底焊接時(shí)，要清根徹底，同時(shí)，運(yùn)條擺動(dòng)要合理、適當(dāng)；[4]⑤在焊接熔合的過(guò)程中，焊接人員要密切關(guān)注兩側(cè)及附近的熔合情況，保證材料的熔合狀態(tài)。

4 焊接缺陷的修正對(duì)策

修正是金屬材料焊接的最關(guān)鍵的問題，在進(jìn)行焊接缺陷修正時(shí)，焊接人員應(yīng)當(dāng)注意：①焊接修正不能在背水、帶壓等情況下進(jìn)行；②當(dāng)焊接溫度較低時(shí)，焊接人員要采取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱及保溫措施，以確保材料的焊接質(zhì)量，減少焊縫的形成產(chǎn)生；③及時(shí)、反復(fù)的對(duì)焊縫進(jìn)行檢查、修正，直至焊縫滿足合格要求；④在進(jìn)行焊接時(shí)，做好過(guò)程監(jiān)督、過(guò)程檢查，減少焊接的返修、返工，確保焊接的質(zhì)量及效率。

5 提高焊接人員的專業(yè)技能

首先，要提高焊接人員的專業(yè)知識(shí)，即：在選取焊接人員進(jìn)行金屬焊接時(shí)，要從材料選取、焊接姿勢(shì)、專業(yè)知識(shí)及控制能力等方面進(jìn)行綜合考慮，確保焊接人員的專業(yè)知識(shí)，保證焊接工序的合理有效，從而減少人為因素所帶來(lái)的焊接缺陷。其次，要加強(qiáng)焊接人員的技能培訓(xùn)，即：對(duì)于不專業(yè)、不合格的焊接人員，及時(shí)采取培訓(xùn)措施，加強(qiáng)焊接人員的自檢自控能力，嚴(yán)格控制焊接人員的專業(yè)素質(zhì)及技能指標(biāo)。

三 結(jié)束語(yǔ)

金屬材料及其焊接技術(shù)是目前許多行業(yè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，金屬材料應(yīng)用中有大部分的缺陷都來(lái)自金屬的焊接缺陷，在進(jìn)行金屬材料焊接時(shí)，根據(jù)金屬材料焊接的相關(guān)缺陷，采取及時(shí)、有效的防治措施，進(jìn)行及時(shí)、合理的防補(bǔ)修正，不僅可以減少焊接缺陷的產(chǎn)生，強(qiáng)化金屬材料的焊接質(zhì)量，還能提高金屬材料的利用效率，促進(jìn)金屬焊接的進(jìn)一步完善與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 姜哮龍.金屬材料焊接中的缺陷分析及對(duì)策探討[J].科技傳播，2014，21：112+217.

[2] 胡偉偉.金屬材料焊接中的主要缺陷及防止措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，08：170.

[3] 高瑜容.金屬材料焊接中的主要缺陷及防止措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，10.

第4篇：焊接材料范文

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；焊接技術(shù)；焊接新材料

中圖分類號(hào)：U464.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1概述

焊接技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)制造的關(guān)鍵技術(shù)，也是確保發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完整性不可缺少的手段。目前，國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的先進(jìn)焊接技術(shù)有摩擦焊、激光焊、電子束焊及釬焊等，其使用的先進(jìn)材料包括金屬間化合物、復(fù)合材料、高溫鈦合金材料和氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）合金等。

2新材料焊接技術(shù)

2.1金屬間化合物的焊接

金屬間化合物與常規(guī)合金相比具有高熔點(diǎn)、低密度、優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、高的導(dǎo)熱率，同時(shí)具有好的抗氧化、抗腐蝕性能。它是處于高溫合金和陶瓷材料之間的一種新型材料，因而成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的理想材料。當(dāng)前國(guó)外四代機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)是鈦鋁和鎳鋁兩種金屬間化合物。鈦鋁金屬間化合物目前正在研制的有二種，一是α2合金（Ti3Al）、一是γ合金（TiAl）。美國(guó)GE公司已用α2合金鍛造了壓氣機(jī)葉片及F404用的主排氣密封片，用γ合金鑄造了CF-6第一級(jí)渦輪葉片及T-700壓氣機(jī)機(jī)匣，這些零件都分別進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。

金屬間化合物各種材料的應(yīng)用比較如圖2.1

圖2.1 現(xiàn)今及未來(lái)應(yīng)用的材料比較

2.2 復(fù)合材料的焊接

2.2.1陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料的焊接

Si3N4和SiC是兩種很有應(yīng)用前途的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。釬焊和擴(kuò)散焊是連接陶瓷及陶瓷與金屬最有效的方法，但目前的連接接頭的強(qiáng)度及耐熱溫度跟實(shí)用要求相比仍有很大差距。

國(guó)外在研究陶瓷與金屬連接用的新型高溫釬料中，較多地設(shè)計(jì)含有貴重金屬或以貴重金屬Au、Pd、Pt、Ag-Pd為基的釬料成分，到目前為止獲得較好結(jié)果的有Ni-Cr-Pd、Au-Ni-Cr-Fe-Mo-Ni-V-Mo釬料，但耐熱溫度一般不超過(guò)700 0C。

國(guó)外有設(shè)計(jì)Ni-20.35Cr-10.04Si （at.%）釬料進(jìn)行Si3N4/Si3N4的連接報(bào)道，即使用Cr作為活性元素以在界面上形成CrN等化合物反應(yīng)層。形成的接頭700℃～900℃高溫下四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度可穩(wěn)定達(dá)到200MPa～220MPa，但其室溫強(qiáng)度明顯偏低，僅為118 MPa。

對(duì)于SiC陶瓷的釬焊，取得較好結(jié)果的是Ni-50Ti （at.%）釬料，對(duì)應(yīng)的SiC/SiC陶瓷釬焊接頭在室溫、300℃和700℃剪切強(qiáng)度分別為158MPa、316MPa和260MPa，但其耐熱溫度仍較低。

2.2.2 熱塑性樹脂復(fù)合材料的焊接

復(fù)合材料既能減輕重量，又具有隱身特性。目前，復(fù)合材料在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的用量已占結(jié)構(gòu)重量的3%左右，采用耐高溫的先進(jìn)復(fù)合材料對(duì)提高軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比發(fā)揮重要作用。對(duì)熱塑性樹脂復(fù)合材料焊接可用超聲波焊、電阻焊、微波焊，也可采用感應(yīng)釬焊方法，釬料為帶有鎳鍍層的碳纖維與樹脂組成的預(yù)形片。碳纖維表面鍍鎳主要是提高其導(dǎo)電導(dǎo)熱性，增強(qiáng)其感應(yīng)加熱效果。

2.2.3金屬基復(fù)合材料的焊接

當(dāng)前最受航空界重視的是連續(xù)碳化硅增強(qiáng)鈦基或鈦鋁金屬間化合物基復(fù)合材料，其次是纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。基于高體積分?jǐn)?shù)碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（SiCp/Al），其輕質(zhì)價(jià)廉、低膨脹、高導(dǎo)熱的電子封裝新材料在機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)上的應(yīng)用前景極為廣闊，而Al/TiC復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用也有先例和研究。R.Garcia曾提出了一種采用間接電弧（IEA）的MIG焊工藝。采用該工藝焊接Al/TiC復(fù)合材料，得到的焊縫均勻，克服了直接電?。―EA）MIG焊縫上部展寬現(xiàn)象，增強(qiáng)體TiC的溶解也大為減輕。

2.3 高溫鈦合金材料的焊接

鈦合金是20世紀(jì)出現(xiàn)的最引人注目的新型金屬材料。Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo （Ti-6246）是一種可熱處理的高強(qiáng)度鈦合金，最初問世于20世紀(jì)60年代，-鍛造條件下的Ti-6246合金近年來(lái)倍受關(guān)注，應(yīng)用于450℃高溫航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)部分，代替常規(guī)使用的合金，如：Ti-6Al-4V或Ti-6242S。與這兩種合金相比，-鍛造的Ti-6246顯示出更高的強(qiáng)度等級(jí)與更好的韌性。這一組合性能使該合金尤其適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤和整體葉盤（BLISKs）。其常采用的是慣性摩擦焊和電子束焊技術(shù)。

2.4 氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）合金

通過(guò)機(jī)械合金化工藝制成的氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）合金是高溫合金發(fā)展的新領(lǐng)域，美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家都極為重視，有的合金已成熟進(jìn)入小批量生產(chǎn)，主要研發(fā)用于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）合金MA956的焊接是國(guó)外研究的重點(diǎn)。國(guó)外在選用MA956合金時(shí)，主要是鐵基材料，選用MA956鐵基材料的化學(xué)成分在表1中給出。

經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選用MA956鐵基材料進(jìn)行摩擦焊接，熱軋MA956板材含有帶彎曲晶界的極不規(guī)則晶粒。粒徑分布很廣，從幾微米到幾毫米長(zhǎng)不等。在整個(gè)截面分布很均勻的是少數(shù)相對(duì)粗大的Ti（C，N）j顆粒。另外，圓形微粒上一些很細(xì)小的細(xì)脈或微孔主要出現(xiàn)在接近外表面的區(qū)域。即使在輕微腐蝕的試樣上，也很難根據(jù)該精密標(biāo)度（

結(jié)語(yǔ)

隨著航空工業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)設(shè)備的制造對(duì)焊接技術(shù)提出了越來(lái)越多新的要求和挑戰(zhàn)。因?yàn)楹附蛹夹g(shù)具有可以明顯減輕結(jié)構(gòu)重量、降低制造成本、提高結(jié)構(gòu)性能等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)出的新型材料為先進(jìn)航空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造提供了技術(shù)支撐。所以研究各種新型焊接材料對(duì)于提高我國(guó)的航空水平有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

第5篇：焊接材料范文

早先電烙鐵焊的東西較多，比如碗、鍋、盆等，現(xiàn)在主要用來(lái)焊接電器元件、線路板等。 鐵條如果較軟（即含碳量低）就好焊，若較硬（碳含量高）就不好焊。簡(jiǎn)單說(shuō)就是越軟越好焊。

電烙鐵是電子制作和電器維修的必備工具，主要用途是焊接元件及導(dǎo)線，按機(jī)械結(jié)構(gòu)可分為內(nèi)熱式電烙鐵和外熱式電烙鐵，按功能可分為無(wú)吸錫電烙鐵和吸錫式電烙鐵，根據(jù)用途不同又分為大功率電烙鐵和小功率電烙鐵。

常用的焊接方法主要有帶錫焊接法和點(diǎn)錫焊接法兩種。帶錫焊接法的好處是可以騰出左手來(lái)抓持焊接物，或用鑷子(尖嘴鉗)夾住元器件焊腳根部幫助散熱，防止高溫?fù)p壞元器件。

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第6篇：焊接材料范文

關(guān)鍵詞：金屬材料；焊接；缺陷；預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：TG4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

金屬材料焊接成型工藝對(duì)于焊接技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，焊接的質(zhì)量直接影響到成型后金屬部件的使用性能，在焊接過(guò)程中，由于多種原因，往往在焊接接頭產(chǎn)生焊接缺陷，而焊接缺陷對(duì)焊接構(gòu)件的危害，主要有以下幾方面，引起應(yīng)力集中；縮短使用壽命；造成脆裂，嚴(yán)重的影響到金屬材料的使用功能和使用壽命，從而危及安全，這是人們所不希望的。所以要嚴(yán)格控制焊縫缺陷的產(chǎn)生，保證金屬材料的焊接質(zhì)量。了解焊接缺陷的特征和它產(chǎn)生的原因，對(duì)采取相應(yīng)的預(yù)防措施和處理方法，提高焊接質(zhì)量是十分有益的。

1.金屬材料焊接中的主要缺陷及產(chǎn)生原因

1.1氣孔

焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)所形成的空穴稱為氣孔。氣孔可能產(chǎn)生在焊縫表面或隱藏在焊縫內(nèi)部深處（圖一）。

圖（一）

產(chǎn)生原因：由于焊接溶池在高溫時(shí)含有過(guò)多的氣體，在冷卻時(shí)這些氣體由于溶解度急劇下降，但又來(lái)不及逸出而造成的。

氣孔對(duì)焊縫的性能有較大影響，它不僅使焊縫的有效工作截面減小，使焊縫機(jī)械性能下降，而且破壞了焊縫的致密性，容易造成泄漏。條蟲狀氣孔和針狀氣孔比圓形氣孔危害性更大，在這種氣孔的邊緣有可能發(fā)生應(yīng)力集中，致使焊縫的塑性降低。因此在重要的焊件中，對(duì)氣孔應(yīng)嚴(yán)格地控制。

1.2裂縫

焊接裂紋是最危險(xiǎn)的焊接缺陷，嚴(yán)重地影響著焊接結(jié)構(gòu)的使用性能和安全可靠性，許多焊接結(jié)構(gòu)的破壞事故，都是焊接裂紋引起的。焊接裂紋，按照產(chǎn)生的機(jī)理可分為：熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂裂紋幾大類。

圖（二）

1.2.1熱裂紋

熱裂紋是指金屬在高溫下（從凝固溫度范圍至A3以上）所產(chǎn)生的裂紋，又稱高溫裂紋。多發(fā)生在焊縫中，也有出現(xiàn)在熱影響區(qū)的。

產(chǎn)生的原因 ：焊接時(shí)，熔池的冷卻相當(dāng)快，因此，焊縫金屬如果在結(jié)晶時(shí)化學(xué)成分來(lái)不及均勻化，容易造成嚴(yán)重的晶內(nèi)偏析和晶間偏析。偏析的結(jié)果是低熔點(diǎn)的共晶物質(zhì)在結(jié)晶過(guò)程中以液態(tài)層間形式存在，最后凝固在晶界上。這種低熔點(diǎn)雜質(zhì)在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，抵抗不了焊接過(guò)程中的拉伸應(yīng)力，其液態(tài)層間被拉開而形成裂紋。

1.2.2 冷裂紋

冷裂紋指焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋。冷裂紋與熱裂紋的主要區(qū)別是：冷裂紋在較低的溫度下形成，一般在200～300。C以下形成；冷裂紋不是在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的，而是在焊后延續(xù)一定時(shí)間后才產(chǎn)生，如果鋼的焊接接頭冷卻到室溫后并在一定時(shí)間(幾小時(shí)、幾天，甚至十幾天以后)才出現(xiàn)的冷裂紋就稱為延遲裂紋。冷裂紋多在焊接熱影響區(qū)內(nèi)產(chǎn)生。

冷裂紋產(chǎn)生的原因：鋼材的淬火傾向、殘余應(yīng)力、焊縫金屬和熱影響區(qū)的擴(kuò)散氫含量。其中氫的作用是形成冷裂紋的重要因素。當(dāng)焊縫和熱影響區(qū)的含氫量較高時(shí)，焊縫中的氫在結(jié)晶過(guò)程中向熱影響區(qū)擴(kuò)散，當(dāng)這些氫不能逸如時(shí)，就聚集在離熔合線不遠(yuǎn)的熱影響區(qū)中；如果被焊材料的淬火傾向較大，焊后冷卻下來(lái)，在熱影響區(qū)可能形成馬氏體組織，該種組織脆而硬；再加上焊后的焊接殘余應(yīng)力，在上述三個(gè)因素的共同作用下，導(dǎo)致了冷裂紋的產(chǎn)生。

1.2.3層狀撕裂

層狀撕裂是冷裂紋的一種特殊形式。主要是由于鋼板內(nèi)存在著分層（沿軋制方向）的夾雜物 在焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直于軋制方向（板厚方向）的拉伸應(yīng)力作用下，在鋼板中熱影響區(qū)或稍遠(yuǎn)的地方，產(chǎn)生“臺(tái)階”式，與母材軋制表面平行的層狀開裂。產(chǎn)生在T字型、K字型厚板的角焊接接頭中。

1.2.4再熱裂紋

再熱裂紋是指一些含有釩、鉻、鉬、硼等合金元素的低合金高強(qiáng)度鋼、耐熱鋼的焊接接頭，再加熱過(guò)程中發(fā)生在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，沿原奧氏體晶界開裂的裂紋，也有稱其為消除應(yīng)力退火裂紋。 再熱裂紋起源于焊縫熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，具有晶界斷裂特征。裂紋大多數(shù)發(fā)生在應(yīng)力集中的部位。

1.3未焊透

焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象稱為未焊透。未焊透常出現(xiàn)在單面焊的根部和雙面焊的中部。未焊透不僅使焊接接頭的機(jī)械性能降低，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后會(huì)引起裂紋。

圖（三）

未焊透產(chǎn)生的原因：焊接電流太??；運(yùn)條速度太快；焊條角度不當(dāng)或電弧發(fā)生偏吹；坡口角度或?qū)陂g隙太小；焊件散熱太快；氧化物和熔渣等阻礙了金屬間充分的熔合等。凡是造成焊條金屬和基本金屬不能充分熔合的因素都會(huì)引起未焊透的產(chǎn)生。

1.4未熔合：

指焊道和母材之間或焊縫層之間存在局部未熔透的現(xiàn)象。

圖（四）

其產(chǎn)生原因是：焊接線能量太低；電弧發(fā)生偏吹；坡口側(cè)壁有銹垢和污物；焊層間清渣不徹底。

1.5夾渣

夾渣是指焊接熔渣殘留在焊縫金屬中的現(xiàn)象，即在焊縫金屬中含有非金屬夾雜物。對(duì)焊縫強(qiáng)度和致密性影響較大。夾渣會(huì)降低焊接接頭的塑性和韌性；夾渣的尖角處，造成應(yīng)力集中；特別是對(duì)于淬火傾向較大的焊縫金屬，容易在夾渣尖角處產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力而形成焊接裂紋。

圖（五）

夾渣產(chǎn)生的原因：

焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過(guò)程中藥皮脫落在熔池中等；電弧過(guò)長(zhǎng)、焊接角度部隊(duì)、焊層過(guò)厚、焊接線能量小、焊速快等，導(dǎo)致熔池中熔化的雜質(zhì)未浮出而熔池凝固。

2 缺陷的防治及治理措施：2.1氣孔產(chǎn)生的防治及治理措施

為防止氣孔的產(chǎn)生，應(yīng)從母材、焊接材料和焊接工藝等方面采取防治措施。

2.1.1在母材方面，應(yīng)在焊前清除焊件坡口面及兩側(cè)的水分、銹、油污及防腐底漆；在焊接材料方面，焊條焊前烘干，對(duì)防止氣孔的產(chǎn)生十分關(guān)鍵（表1）。一般說(shuō)，酸性焊條抗氣孔性好，要求酸性焊條藥皮的含水量不得大于4％。對(duì)于低氫型堿性焊條，要求藥皮的水分含量不得超過(guò)0.1％。氣體保護(hù)焊時(shí)，保護(hù)氣體的純度必須符合要求。

2.1.2在焊接工藝方面，焊條電弧焊時(shí)，焊接電流不能過(guò)大否則，焊條發(fā)紅，藥皮提前分解，保護(hù)作用將會(huì)失去；焊接速度不能太快；對(duì)于堿性焊條，要采用短弧進(jìn)行焊接，防止有害氣體侵入；焊前預(yù)熱可以減慢熔池的冷卻速度，有利于氣體的浮出；選擇正確的焊接規(guī)范，在焊接時(shí)避免風(fēng)吹雨打等均能防止氣孔產(chǎn)生。

表1各類焊條的的烘干溫度與時(shí)間

2.2焊接裂紋的防治措施及治理措施

2.2.1熱裂紋防治及治理措施

由于熱裂紋的產(chǎn)生與應(yīng)力的因素有關(guān)，所以，防止方法也要從選材和焊接工藝兩個(gè)方面著手。

①選材方面： a、限制鋼材和焊材中，易產(chǎn)生偏析的元素和有害雜質(zhì)的含量；

b、調(diào)節(jié)焊縫金屬的化學(xué)成分，改善組織、細(xì)化晶粒，提高塑性，改變有害雜質(zhì)形態(tài)和分布，減少偏析；

c、提高焊條和焊劑的堿度，以減低焊縫中雜質(zhì)的含量，改善偏析程度。

②焊縫工藝方面：

選擇合理的坡口形式，焊縫成型系數(shù)ψ=b/h＞1，避免窄而深的“梨形”焊縫，防止柱狀晶在焊道中心會(huì)合，產(chǎn)生中心偏析形成脆斷面；采用多層多道焊，打亂偏析聚集；控制焊接規(guī)范。

針對(duì)每種產(chǎn)生裂紋的具體原因采取相應(yīng)對(duì)策；對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生裂紋的焊接接頭，制定處理措施，采取刨修等處理

2.2.2冷裂紋防治及治理措施

①正確地選材，選用堿性低氫型焊條和焊劑，減少焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含量；搞好母材和焊材的選擇匹配；

②焊接工藝方面，選擇合理的焊接規(guī)范；采取降低焊接殘余應(yīng)力的工藝措施；焊前預(yù)熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理，是可焊性較差的高強(qiáng)度鋼防止冷裂紋行之有效的方法；

2.2.3層狀撕裂裂紋防治及治理措施

提高鋼板質(zhì)量，減少鋼材中層狀?yuàn)A雜物，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝方面采取措施，減少板厚方向的焊接拉伸應(yīng)力，可防止層狀撕裂。厚板焊接前，進(jìn)行板材的超聲波和坡口滲透探傷，檢查分層夾雜物情況，如有層狀?yuàn)A雜物存在，可設(shè)法避開或事先修、磨處理。

2.2.4再熱裂紋防治及治理措施

①選材時(shí)應(yīng)注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素，尤其是V的含量。

②熱處理時(shí)避開再熱敏感區(qū)，可減少再熱裂紋產(chǎn)生的可能性。

③盡量減少殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，提高預(yù)熱溫度，焊后緩冷，降低殘余應(yīng)力。

2.3未焊透防治及治理措施

正確選擇坡口形式和裝配間隙，并清除掉坡口兩側(cè)和焊層間的污物及熔渣；選用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣龋贿\(yùn)條時(shí)，應(yīng)隨時(shí)注意調(diào)整焊條的角度，特別是遇到磁偏吹和焊條偏心時(shí)，更要注意調(diào)整焊條角度，以使焊縫金屬和母材金屬得到充分熔合。

2.4未熔合防治及治理措施

正確選用坡口和適當(dāng)加大焊接電流，提高焊接線能量；坡口清理干凈，正確操作，防止焊偏等；焊接速度適當(dāng)，不能過(guò)快；熟練操作技能，焊條（槍）角度正確；加強(qiáng)練習(xí)，提高操作技術(shù)，焊工責(zé)任心強(qiáng)；針對(duì)不同的母材、焊材，制定處理不同位置未熔合缺陷相應(yīng)的措施并執(zhí)行。

2.5 夾渣防治及治理措施

2.5.1認(rèn)真將坡口及焊層間的熔渣清理干凈。

2.5.2適當(dāng)?shù)卦黾雍附与娏?，避免熔化金屬冷卻過(guò)快，必要時(shí)把電弧縮短，并增加電弧停留時(shí)間，使熔化金屬和熔渣分離良好。

2.5.3根據(jù)熔化情況，隨時(shí)調(diào)整焊條角度和運(yùn)條方法。

2.5.4正確選擇母材和焊接材料；調(diào)整焊條藥皮或焊劑的化學(xué)成分，降低熔渣的熔點(diǎn)和粘度，能有效地防止夾渣。

3結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)各項(xiàng)工程的建設(shè)中，如何提高焊接質(zhì)量，避免常規(guī)缺陷的產(chǎn)生；如何制定預(yù)防措施，對(duì)焊接技術(shù)工作者是一項(xiàng)必須面對(duì)的課題。為了確保在焊接過(guò)程中焊接接頭的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)或工藝要求，應(yīng)在加強(qiáng)焊接前和焊接過(guò)程中對(duì)被焊金屬材料的可焊性、焊接工藝、焊接規(guī)范、焊接設(shè)備和焊工的操作焊接過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)督檢查工作，保證焊接程序和工藝參數(shù)要求。將以上措施做好，從源頭上防止焊縫缺陷的產(chǎn)生，可以有效的提高焊接的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙永寧 邱玉堂.火力發(fā)電廠金屬監(jiān)督.中國(guó)電力出版社

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)標(biāo).金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說(shuō)明《GB6417-86》

第7篇：焊接材料范文

基金項(xiàng)目：本文系吉林省教育科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：GB13268）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）15-0013-02

現(xiàn)代焊接技術(shù)是一門多學(xué)科交叉融合的應(yīng)用性先進(jìn)技術(shù)，是制造業(yè)重要的關(guān)鍵技術(shù)，[1]機(jī)械制造和金屬結(jié)構(gòu)制造行業(yè)急需大量的焊接工程高級(jí)專門人才。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)該類人才的培養(yǎng)基本由材料成型及控制工程（以下簡(jiǎn)稱“材料成型”）和焊接技術(shù)與工程（以下簡(jiǎn)稱“焊接”）兩個(gè)專業(yè)承擔(dān)，開設(shè)以上兩個(gè)專業(yè)的本科院校上百所。隨著高等工程教育改革的深入，高等本科院校根據(jù)自身的辦學(xué)定位和優(yōu)勢(shì)對(duì)這兩個(gè)專業(yè)不斷地進(jìn)行改革嘗試。為了更好地促進(jìn)專業(yè)改革，本文研究了國(guó)內(nèi)院校“焊接”和“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)的基本情況，通過(guò)梳理總結(jié)指出目前存在的問題，剖析了“焊接”與“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的差異性，以明晰兩個(gè)專業(yè)的未來(lái)發(fā)展走向，使培養(yǎng)的專業(yè)人才更加適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的客觀需要。

一、存在的問題[2-5]

根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)多數(shù)學(xué)校的“材料成型”專業(yè)由熱加工領(lǐng)域的1～3個(gè)原有專業(yè)整合形成。整合主要體現(xiàn)在專業(yè)基礎(chǔ)課方面，而在專業(yè)課方面出現(xiàn)了兩種培養(yǎng)模式：一是設(shè)置專業(yè)平臺(tái)課按專業(yè)方向模塊培養(yǎng)，主要專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net依托自身優(yōu)勢(shì)設(shè)置了鑄造、模具和焊接等其中的一到三個(gè)；二是實(shí)行通才教育。還有一些院校由原機(jī)械類專業(yè)合并，涵蓋熱加工領(lǐng)域知識(shí)后形成。而目前開設(shè)“焊接”專業(yè)的院校已達(dá)16所，它是繼國(guó)家保留哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接工藝及設(shè)備專業(yè)，并整合為焊接技術(shù)與工程專業(yè)之后，國(guó)內(nèi)其他高校逐漸從“材料成型”專業(yè)分離出來(lái)形成的。

通過(guò)對(duì)眾多高校人才培養(yǎng)方案的研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)于“材料成型”專業(yè)，雖然拓寬了基礎(chǔ)，但仍存在專業(yè)方向模塊培養(yǎng)過(guò)窄的弊端以及實(shí)施通才式教育的缺陷。對(duì)于“焊接”專業(yè)，因承襲了原有焊接工藝及設(shè)備專業(yè)的培養(yǎng)思路，知識(shí)能力結(jié)構(gòu)培養(yǎng)過(guò)窄、過(guò)深的弊病更加明顯。究其原因在于沒有從鑄、鍛、焊、模具和沖壓等技術(shù)進(jìn)步，以及行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)人才需求變化的高度去準(zhǔn)確理解這兩個(gè)專業(yè)各自的內(nèi)涵和外延，缺乏對(duì)“焊接”和“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行深度解析，導(dǎo)致人才培養(yǎng)目標(biāo)不夠明確，出現(xiàn)了兩個(gè)專業(yè)知識(shí)能力體系偏窄、不系統(tǒng)、不完善等現(xiàn)象。對(duì)于“材料成型”專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，戴上了知識(shí)大帽子，卻成為了能力單一的專才，或能力弱的庸才，或無(wú)能力的偏才；而對(duì)于“焊接”專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，則戴上了知識(shí)專一的帽子，成為了能力單一、適應(yīng)性差的窄才。

二、專業(yè)依托的學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)及行業(yè)需求分析

材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱，是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。[6]隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步，對(duì)材料的力、光、電、磁、聲及熱等特殊性能及其耦合效應(yīng)的要求，對(duì)材料的高強(qiáng)、高韌、耐熱、耐磨和耐腐蝕等性能的要求，以及對(duì)材料與環(huán)境協(xié)調(diào)性的要求都在日益提高。通過(guò)在微結(jié)構(gòu)不同層次上的材料設(shè)計(jì)以及在此基礎(chǔ)上的新材料開發(fā)，復(fù)合化、低維化、智能化和結(jié)構(gòu)功能一體化的新材料在生物、信息、能源和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)。

材料是以一定使用性能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)入社會(huì)應(yīng)用領(lǐng)域。材料通過(guò)加工制成結(jié)構(gòu)件、設(shè)備及裝備，在冶金、機(jī)械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，現(xiàn)代社會(huì)大量的需要掌握材料加工技術(shù)的人才。

材料加工的范圍包括金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料等。大量的新材料的涌現(xiàn)推動(dòng)了材料加工過(guò)程向智能化、自動(dòng)化、集成化和超精密化技術(shù)方向邁進(jìn)?，F(xiàn)代材料加工已超越傳統(tǒng)冷、熱加工的范疇，與材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電學(xué)、控制學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，以及新型高性能材料的研發(fā)有著相互依存和彼此促進(jìn)的密切聯(lián)系，并成為再制造工程的關(guān)鍵技術(shù)支撐之一。因此，只有掌握多學(xué)科交叉知識(shí)，并具有綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)工程人才，才能滿足現(xiàn)代材料加工行業(yè)對(duì)人才的需要。

材料加工工程學(xué)科主要研究材料的外部形狀和內(nèi)部組織與結(jié)構(gòu)形成規(guī)律和控制技術(shù)。[6]當(dāng)代材料加工技術(shù)和相關(guān)工專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net程問題包括：材料的表面工程、材料的循環(huán)利用、材料加工過(guò)程模擬及虛擬生產(chǎn)、加工過(guò)程及裝備的自動(dòng)智能集成化、材料加工過(guò)程的在線檢測(cè)與質(zhì)量控制、材料加工的模具和關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)與改進(jìn)以及再制造快速成形理論與技術(shù)等。

材料加工工程學(xué)科的發(fā)展方向是：液態(tài)凝固成型、固態(tài)塑性成型、粉末成型、材料的凈或近凈成型等精密成型與處理、維納加工、多場(chǎng)協(xié)同作用下的加工、表面工程、特種和異種材料連接、加工過(guò)程的模擬與智能化控制、材料循環(huán)再生利用技術(shù)，以及針對(duì)體積損傷零件及新品零件的三維快速成型技術(shù)等。[6]

教育部在20世紀(jì)末從鑄、鍛、焊、模具和沖壓等技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，以及行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)人才需求變化的高度，為適應(yīng)21世紀(jì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要，在材料類專業(yè)中設(shè)置了“焊接”專業(yè)，而在機(jī)械類專業(yè)中設(shè)置了“材料成型”專業(yè)。[7]

三、兩個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的差異性分析

了解兩個(gè)專業(yè)的學(xué)科門類、專業(yè)類以及專業(yè)依托的基本學(xué)科，準(zhǔn)確理解基本學(xué)科內(nèi)涵、專業(yè)名稱內(nèi)涵、相關(guān)學(xué)科以及學(xué)科間的聯(lián)系，對(duì)于研究專業(yè)人才的培養(yǎng)極為重要。

1.“焊接”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

“焊接”專業(yè)屬于材料類專業(yè)，材料類專業(yè)的共同特征是以材料科學(xué)與工程為基本學(xué)科。該學(xué)科研究各類材料的組成及結(jié)構(gòu)、制備合成及加工、物理及化學(xué)特性、使役性能及安全、環(huán)境影響及保護(hù)、再制造特性及方法等要素及其相互關(guān)系和制約規(guī)律，并研究材料與構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程及其技術(shù)，制成具有一定使用性能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的材料及構(gòu)件的學(xué)科。[6]“焊接”專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)體現(xiàn)材料學(xué)科與工程學(xué)科的基本內(nèi)涵，并側(cè)重研究焊接結(jié) 構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程及其技術(shù)。

焊接技術(shù)工程追求優(yōu)良的宏觀性能，但是工程結(jié)構(gòu)的宏觀性能與結(jié)構(gòu)材料的微觀組織之間存在必然的聯(lián)系，宏觀性能的優(yōu)劣取決于材料微觀組織的狀況。從材料連接的微觀角度考慮，焊接機(jī)理復(fù)雜，加熱熱源、材料成分、母材的組織與性能、焊接應(yīng)力與變形等因素對(duì)焊接質(zhì)量影響極大，須以實(shí)驗(yàn)科學(xué)為基礎(chǔ)，既重視具體細(xì)節(jié)問題，又考慮眾多影響因素，通過(guò)改變材料微觀組織來(lái)獲取優(yōu)異宏觀性能。“焊接”專業(yè)是以連接技術(shù)為手段、以材料結(jié)構(gòu)為加工對(duì)象、以過(guò)程控制為質(zhì)量保證措施、以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造為目的的工科專業(yè)。

因此，“焊接”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)為：培養(yǎng)具備材料科學(xué)、力科學(xué)、機(jī)械科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用能力，能夠在焊接工藝及設(shè)備、焊接生產(chǎn)、焊接質(zhì)量控制與檢測(cè)、焊接過(guò)程自動(dòng)化控制等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)組織與管理等工作，具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)科技人才。

2.“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

“材料成型”專業(yè)屬于機(jī)械類專業(yè)，機(jī)械類專業(yè)的共同特征是以機(jī)械工程為基本學(xué)科，該學(xué)科主要圍繞各種機(jī)械產(chǎn)品與裝備，開展設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、服務(wù)的理論和技術(shù)研究。[6]“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)體現(xiàn)機(jī)械工專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net程學(xué)科的基本內(nèi)涵，側(cè)重研究機(jī)械產(chǎn)品及裝備的材料成型及控制工程技術(shù)。

材料成型及控制工程技術(shù)是指“材料”成型，而非“構(gòu)件”成型。它通過(guò)控制外部形狀和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使材料變成滿足使用功能和服役壽命預(yù)期要求的各種零部件及成品。材料成型方法采用液態(tài)凝固成型、固態(tài)塑性成型、粉末成型、材料的凈或近凈成型等精密成型與處理、材料連接以及三維快速成型技術(shù)等。它不僅指成型工藝，而且還要對(duì)成型過(guò)程實(shí)施在線檢測(cè)與質(zhì)量控制。“材料成型”專業(yè)包含材料的成型設(shè)計(jì)、成型工藝和成型質(zhì)量控制。對(duì)于設(shè)備的電控設(shè)計(jì)研究則不包含在本專業(yè)。

因此，“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)為：培養(yǎng)具備機(jī)械科學(xué)、材料科學(xué)、力科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用能力，能夠在材料加工理論、成型工藝及裝備、材料成型過(guò)程自動(dòng)控制和先進(jìn)材料工程等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)組織與管理，具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)科技人才。

3.兩個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的辨析

“焊接”和“材料成型”專業(yè)分別屬于兩個(gè)不同專業(yè)類，應(yīng)以充分體現(xiàn)各自專業(yè)類的鮮明特征作為確立各自人才培養(yǎng)目標(biāo)的基石。通過(guò)分析“焊接”和“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，可以得出如下結(jié)論：第一，專業(yè)依托的基本學(xué)科不同。前者依托材料科學(xué)；后者依托機(jī)械科學(xué)。第二，對(duì)相關(guān)學(xué)科重要性的排序不同。前者相關(guān)學(xué)科的排序?yàn)榱茖W(xué)、機(jī)械科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)；后者相關(guān)學(xué)科的排序?yàn)椴牧峡茖W(xué)、力科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)。第三，二者研究的知識(shí)領(lǐng)域不同。前者研究焊接工藝及設(shè)備、焊接生產(chǎn)、焊接質(zhì)量控制與檢測(cè)、焊接過(guò)程自動(dòng)化控制等領(lǐng)域；后者研究材料加工理論、成型工藝及裝備、材料成型過(guò)程自動(dòng)控制和先進(jìn)材料工程等領(lǐng)域。第四，研究的對(duì)象不同。前者研究構(gòu)件；后者研究機(jī)械產(chǎn)品及裝備。

雖然兩個(gè)專業(yè)都屬于材料加工工程學(xué)科范疇，材料成型及控制工程技術(shù)涵蓋材料連接技術(shù)，但是根據(jù)對(duì)“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的分析可以看出，“材料成型”專業(yè)從機(jī)械工程學(xué)科的角度出發(fā)，側(cè)重培養(yǎng)掌握專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net材料成型及控制工程技術(shù)的人才，而“焊接”專業(yè)從材料科學(xué)與工程學(xué)科的角度出發(fā)，側(cè)重培養(yǎng)掌握焊接技術(shù)與工程的人才。需要指出的是，“材料成型”專業(yè)的知識(shí)體系應(yīng)包含焊接核心知識(shí)，能力體系應(yīng)包含焊接應(yīng)用能力。兩個(gè)專業(yè)對(duì)焊接知識(shí)能力要求的范圍廣度和內(nèi)容深度存在較大差異。由此可見，“焊接”和“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)存在重大差異。

四、人才培養(yǎng)目標(biāo)的專業(yè)特色分析

高等本科院校在確立這兩個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)在符合高等工程教育基本要求的前提下，充分體現(xiàn)專業(yè)類的明顯特征，根據(jù)自身在全國(guó)高校同專業(yè)中所處的位置確定專業(yè)辦學(xué)定位，即確定人才培養(yǎng)目標(biāo)為科學(xué)研究精英型、科學(xué)研究和工程技術(shù)復(fù)合型，還是工程技術(shù)應(yīng)用型。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)辦學(xué)歷史形成的專業(yè)辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，例如依托的行業(yè)等，并結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，使人才培養(yǎng)目標(biāo)體現(xiàn)出明顯的辦學(xué)特色。

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第8篇：焊接材料范文

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)大好，隨著各采油廠注水站改造的發(fā)展，特別是各大油田的注水管網(wǎng)的建設(shè)和長(zhǎng)輸管道建設(shè)的到來(lái)…這些無(wú)一不向我們提出了需要優(yōu)質(zhì)的高效的焊接工藝方法，也隨之提出了需要優(yōu)良的焊接設(shè)備和優(yōu)質(zhì)的焊接材料。

一、注水管道對(duì)材質(zhì)、焊縫的基本要求

一是一條具有與母材相匹配的化學(xué)成分，常規(guī)機(jī)械性能，有足夠韌性儲(chǔ)備，合理金相組織的焊縫。

二是一條低氫焊縫。

三是一條抗腐蝕的焊縫。

四是一條焊接缺欠極少的焊縫。

為了滿足這樣一條環(huán)焊縫的性能，并非僅僅是實(shí)施焊接單位一家所能實(shí)現(xiàn)的，它必須集焊接材料制造廠家、焊接設(shè)備制造廠家、實(shí)施焊接作業(yè)的單位等共同努力才能完成一條安全、適用、經(jīng)濟(jì)的放心焊縫。

二、焊接材料、焊接工藝方法的選擇

一般地選擇焊接材料總是首選考慮“強(qiáng)度”問題，一是高強(qiáng)匹配，一是等強(qiáng)匹配，再就是低強(qiáng)匹配。筆者認(rèn)為強(qiáng)度選取以等強(qiáng)匹配為好。但對(duì)某些有再熱裂紋或外拘束度較大的情況下，焊接材料的選取以名義抗拉強(qiáng)度稍低于母材抗拉強(qiáng)度為宜。在大口徑、厚壁高強(qiáng)度的野外管道組焊時(shí)，其組裝應(yīng)力等不可避免較大，則在考慮使焊縫有更高的韌性儲(chǔ)備，選擇低強(qiáng)匹配是有好處的，而實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)告訴我們施焊得到的環(huán)焊縫其抗拉強(qiáng)度一般不會(huì)低于母材的名義抗拉強(qiáng)度。

在化學(xué)成分選取上對(duì)于一般碳鋼，低合金鋼的焊接并不要求焊縫金屬的化學(xué)成分完全與母材一致，只力求做到趨于近似則行。在輸送介質(zhì)含堿性高，特別是含硫化氫、二氧化碳或水分較高時(shí)，則應(yīng)要求焊縫的硫、磷含量越低為好，同時(shí)也應(yīng)對(duì)錳含量給出必要的上限限制。

在焊接材料選取時(shí)對(duì)于焊縫最終獲得的韌性儲(chǔ)備是比較難于處理的，所以從安全性與經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮韌性要求是基本出發(fā)點(diǎn)，從安全性的角度希望有更高的韌性儲(chǔ)備，而從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)又不希望過(guò)高的韌性要求。所以工藝人員更多的是依靠自身的經(jīng)驗(yàn)和見解來(lái)確定韌性的大小，這就更增加了確定韌性指標(biāo)的難度。一般說(shuō)來(lái)，隨著強(qiáng)度升高，則韌性降低，但注水管線，對(duì)韌性的技術(shù)要求總的趨式是隨著用鋼強(qiáng)度級(jí)別的提高、壁厚、口徑增加對(duì)韌性要求也越高，要想管線環(huán)焊縫達(dá)到與母材韌性值相同這是難于實(shí)現(xiàn)的。這還需要通過(guò)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、積累、并結(jié)合科學(xué)研究來(lái)實(shí)現(xiàn)。

實(shí)踐中得知焊接的方法對(duì)提高或保證焊縫的韌性儲(chǔ)備也有依賴關(guān)系，可能在使用什么樣焊接方法來(lái)確保焊縫韌性儲(chǔ)也是一個(gè)值得思考的問題。如全自保藥芯焊絲半自動(dòng)焊，往往在車間內(nèi)較精心施焊可得焊縫其沖擊韌性值均能達(dá)到相關(guān)的要求值。而在野外焊接后，其沖擊韌性值會(huì)產(chǎn)生個(gè)別試件沖擊值很低而且數(shù)據(jù)離散度極大狀況。這個(gè)現(xiàn)象筆者認(rèn)為這就與焊接方法本身固有的特性有關(guān)，當(dāng)管壁厚度較厚，坡口必定較深，而藥芯在內(nèi)，金屬皮在外，藥芯中某些物質(zhì)其熔點(diǎn)高于金屬，這樣熱量的供給是從外致內(nèi)，如果在某一位置或時(shí)刻只要焊工操作不太合適應(yīng)會(huì)造成藥芯中某些物質(zhì)未能充分熔溶參與應(yīng)該的冶煉反應(yīng)，致使焊縫中產(chǎn)生一些球狀氧化物。同時(shí)這和焊接方法，使用電流值都比較大，要求前進(jìn)速度快，是否在某一時(shí)刻被迫降低了速度造成大的線能量，一方面使晶粒粗大，另一方面形成較多的上具氏體組織。這樣取得的試件的沖擊值必然會(huì)大大降低。

當(dāng)然為了提高焊縫韌性儲(chǔ)備，也可采取后天彌補(bǔ)的辦法，那就是焊后熱處理。然而由于管子口徑大，壁厚及施工條件、工程進(jìn)度、工程成本等因素。要在大口徑、大厚壁、管道環(huán)焊縫實(shí)施口口焊后熱處理是否現(xiàn)實(shí)，如何確定和保證管道環(huán)焊縫的韌性儲(chǔ)備值尚是施工焊接中應(yīng)極為重視并進(jìn)一步研究探討的問題。

對(duì)注水管道而言希望得到低氫焊縫。其一是要充分考慮導(dǎo)致焊縫延遲裂紋的問題，二是由于施工后對(duì)焊口保護(hù)的問題。當(dāng)然導(dǎo)致延遲裂紋的產(chǎn)生是三大因素。鋼種的淬硬傾向；焊接接頭的含氫量及分布；焊接接頭的拘束應(yīng)力。在我們的實(shí)踐中產(chǎn)生管道焊縫破裂絕大多數(shù)是氫所致。也告訴我們焊接接頭的含氫量越高，裂紋的傾向越大。焊接中氫來(lái)源是多方面的，從焊接材料來(lái)看實(shí)芯焊絲氣保焊焊縫中的氫含量是極低的。其次是采用低氫型焊條，而采用纖維素型焊條所得到的焊縫含氫量是很高的。所以筆者認(rèn)為在注水管道不宜采用全纖維素焊條焊接，在焊接工藝操作中防止和消除氫也應(yīng)該是極為重要的。當(dāng)然焊后仍可采取相應(yīng)的消氫處理，但在注水管道工程中會(huì)帶來(lái)諸多不便，只要這一問題處理得好，氫致延遲裂紋這一潛再危險(xiǎn)就會(huì)大大降低。

三、焊接工藝問題

首先焊接工藝評(píng)定的試驗(yàn)條件應(yīng)盡量與實(shí)際條件一致，一般情況工藝評(píng)定的環(huán)境條件組對(duì)情況與實(shí)際是有很大的差異的，所以試驗(yàn)中的工藝參數(shù)是否符合實(shí)際條件均應(yīng)給予考慮，只有盡可能模擬實(shí)際條件工藝評(píng)定才有較好的針對(duì)性；其次是試驗(yàn)的結(jié)果要穩(wěn)定可靠，具有較好的重復(fù)性，獲得能指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)論，因此應(yīng)嚴(yán)格試驗(yàn)條件，防止隨意性。

焊接工藝評(píng)定是指導(dǎo)性的技術(shù)文件，施焊單位尚應(yīng)依據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書（或稱焊接執(zhí)行工藝規(guī)程）這一程序是極為重要的過(guò)程。只有施工單位的焊接技術(shù)人員才最清楚，施焊時(shí)的各種環(huán)境條件本單位的焊接設(shè)備狀態(tài)，本單位焊接工人的技術(shù)水平，所編制的焊接作業(yè)指導(dǎo)書才不會(huì)是焊接工藝評(píng)定的翻版。焊接作業(yè)指導(dǎo)書應(yīng)是依據(jù)焊接工藝評(píng)定提供的要求條件及工藝參數(shù)結(jié)合實(shí)際的環(huán)境，組對(duì)的條件并根據(jù)長(zhǎng)期焊接施工的經(jīng)驗(yàn)在合理的范圍內(nèi)對(duì)工藝參數(shù)適當(dāng)調(diào)整，確定焊接時(shí)的各種必備條件及要求都應(yīng)該是在焊接作業(yè)書中給予回答和解決。

有了正確完整的焊接工藝評(píng)定、焊接作業(yè)指導(dǎo)書后應(yīng)就成為一種工藝紀(jì)律，如何執(zhí)行工藝紀(jì)律就是能否定獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的關(guān)健，不允許有隨意性。不能認(rèn)為焊縫經(jīng)無(wú)損檢測(cè)無(wú)超標(biāo)缺欠，速度又快就是滿意結(jié)果。如隨意使用焊接工藝參數(shù)也可能焊出無(wú)超標(biāo)缺欠的焊縫，這是片面而低層次的認(rèn)識(shí)，而實(shí)質(zhì)上工藝中的要求條件、規(guī)定的工藝參數(shù)不僅是保證獲得一個(gè)無(wú)焊接缺欠的焊縫，更是要保證得到一個(gè)滿足各種力學(xué)性能，化學(xué)性能及使用性能等的優(yōu)質(zhì)焊縫，然而這些性能無(wú)損檢測(cè)是無(wú)法檢測(cè)出來(lái)的。特別是隨著半自動(dòng)焊、自動(dòng)焊在管道施工中更大范圍的推開使用，如何嚴(yán)格工藝紀(jì)律執(zhí)行工藝參數(shù)顯得更為重要。

四、焊接方法及設(shè)備

無(wú)論采用什么樣的焊接方法其前提是在保證焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)上做到效率高又經(jīng)濟(jì)來(lái)選擇。從經(jīng)驗(yàn)的角度來(lái)看，當(dāng)管徑在114mm以下，管壁厚度在12mm以下其管材強(qiáng)度不太高時(shí)，溝下組焊采用手工焊為首選。當(dāng)管徑大于114mm以上，管壁厚度大于20mm，其管材強(qiáng)度較高時(shí)，應(yīng)以鎢極氬弧焊打底507填充蓋面為首選。從目前焊接設(shè)備情況來(lái)看滿足手工焊工藝的焊機(jī)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品如：奧泰焊機(jī)、時(shí)代焊機(jī)、熊谷焊機(jī)及山區(qū)移動(dòng)要求的重慶運(yùn)達(dá)公司的氣油發(fā)動(dòng)機(jī)輕型手弧焊等均是可選的設(shè)備。

第9篇：焊接材料范文

關(guān)鍵詞：焊接后熱處理；焊接殘余應(yīng)力；應(yīng)力腐蝕

目前，在我國(guó)石油化工行業(yè)，安裝大型設(shè)備都采取現(xiàn)場(chǎng)安裝?，F(xiàn)場(chǎng)安裝的工程常用到焊接工藝。焊接工藝對(duì)材料的局部加熱，會(huì)產(chǎn)生瞬間高度集中的溫度，使得材料產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象。由于應(yīng)力過(guò)大，出現(xiàn)了屈服極限。焊后的材料有著很強(qiáng)的焊接殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，會(huì)影響到壓力容器的使用。

應(yīng)力腐蝕只會(huì)在特定的環(huán)境中出現(xiàn)，必須存在應(yīng)力才會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)力腐蝕斷裂屬于滯后的破壞，有著低應(yīng)力、脆性的特點(diǎn)。在我國(guó)石油化工行業(yè)，應(yīng)力腐蝕開裂的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，因?yàn)榻饘俨牧蟽?nèi)的腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力共存。目前，在石油化工行業(yè)，普遍在焊接冷卻后用退火的方法來(lái)消除殘余應(yīng)力。但是，焊接冷卻更容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，反而浪費(fèi)資源增加了焊接殘余應(yīng)力。焊接后熱處理的技術(shù)，能夠盡快的消除殘余應(yīng)力。焊接后熱處理的方法，先將金屬材料預(yù)熱到熱處理的溫度，在焊接時(shí)保持這樣的溫度，直到焊接完成以后才開始緩慢的將材料冷卻下來(lái)。這樣的方式，可以將焊接殘余的應(yīng)力降低下來(lái)，從而提高金屬材料的抗應(yīng)力腐蝕性。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)方案

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)材料選擇石油化工行業(yè)最常見的20g鋼板，厚度大概為14mm。為了實(shí)驗(yàn)方便，須將這塊鋼板切成三份。每份的形狀都是中間有V型坡口，寬度為10mm，沒有開到底，而在底部預(yù)留3mm的厚度。三份即為三塊試件。從中選擇第一塊試件，手工電弧焊接，為正常焊接狀態(tài)，即110A電流、36V電壓、140mm/min焊速。第二個(gè)試件預(yù)熱達(dá)到300℃的溫度，并在穩(wěn)定加熱的情況下使用和第一個(gè)試件一樣的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接。第二個(gè)試件在焊接完以后，要放進(jìn)保溫棉內(nèi)進(jìn)行緩慢的冷卻，焊接后熱處理為300℃溫度。第三塊試件預(yù)熱達(dá)到500℃溫度，焊接后放進(jìn)保溫棉內(nèi)逐漸的冷卻，焊接后熱處理為500℃溫度。之后利用小盲孔的方法來(lái)測(cè)算每一個(gè)試件內(nèi)的殘余應(yīng)力。從試件焊縫影響區(qū)內(nèi)，選取部分的金屬，將其做成測(cè)腐蝕的試樣，分別放入稀鹽酸和碳酸鈉溶液內(nèi)，用便攜式的瞬時(shí)腐蝕測(cè)量?jī)x測(cè)算腐蝕試樣處于溶液內(nèi)的腐蝕速率。

1.2測(cè)算應(yīng)力

將試件1、2、3分別利用小盲孔法來(lái)測(cè)算其試件內(nèi)的應(yīng)力，試件的貼片間距大概為10mm，具體貼片位置見下圖。

通過(guò)表一，我們得出，在正常焊接狀態(tài)的試件，它的焊接周圍殘余的拉應(yīng)力平均值是 =144.4MPa， =76.2MPa。300℃后加熱處理的試件，它的焊接周圍殘余的拉應(yīng)力平均值為 =46.6MPa， =25.2MPa。300℃后加熱處理的試件與正常焊接狀態(tài)的試件相比，縱向焊接殘余的拉應(yīng)力降低了68%，橫向降低了62.1%。500℃后加熱處理的試件，焊接周圍殘余的拉應(yīng)力平均值為 =33.6MPa， =17.6MPa，和正常焊接狀態(tài)的試件相比，縱向焊接殘余的拉應(yīng)力降低了76.1%，橫向降低了76.4%。

1.3測(cè)算腐蝕速率

在三塊試件的焊縫處分別取下25mm×15mm左右大小的試樣，分別將其放在碳酸鈉和稀鹽酸溶液內(nèi)。在處于室內(nèi)基本溫度的條件下，使用便攜式的腐蝕測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)算各試件在酸、堿溶液內(nèi)的平均腐蝕速率。基本數(shù)值如下表。

從該表所計(jì)算出的數(shù)值中，我們可以發(fā)現(xiàn)，熱處理溫度500℃的試件，比正常焊接和300℃溫度熱處理的試件在酸、堿性溶液的平均腐蝕速率要低。300℃熱處理試件在酸性溶液中，其應(yīng)力腐蝕降低了30%，而在堿性溶液內(nèi)降低31.7%。500℃熱處理試件在酸性溶液中應(yīng)力腐蝕降低了49%，堿性溶液內(nèi)降低了50%。

2、機(jī)理分析

2.1焊接后熱處理會(huì)降低焊接殘余應(yīng)力

在對(duì)金屬材料焊接前，需要通過(guò)預(yù)熱將試件本身的溫差縮小。在焊接時(shí)，持續(xù)的加熱試件，會(huì)造成整個(gè)試件出現(xiàn)變化平緩的溫度值。因而在焊接過(guò)程中，焊縫和母材就會(huì)減少不均勻的變量。焊接完成后，用保溫棉加以冷卻，焊接中殘余的熱量會(huì)穩(wěn)定整個(gè)試件。焊縫和母材的溫度差并不大，整體在冷卻變形時(shí)，就會(huì)均勻變形，從而減少了焊接的殘余應(yīng)力。因此，焊接后熱處理的溫度越高，那么焊接過(guò)程中母材和焊縫之間的溫度差就會(huì)減小，從而減少了焊接的殘余應(yīng)力。

2.2 焊接后熱處理能夠降低應(yīng)力腐蝕速率

金屬材料內(nèi)部的腐蝕介質(zhì)和殘余拉應(yīng)力共同影響下，就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂的現(xiàn)象。而陽(yáng)極金屬會(huì)在其中不斷的溶解，以至于形成和擴(kuò)展了應(yīng)力腐蝕的裂紋。應(yīng)力腐蝕的過(guò)程中，可以將殘余拉應(yīng)力視為作用應(yīng)力，因?yàn)闅堄嗬瓚?yīng)力會(huì)讓金屬處于腐蝕介質(zhì)內(nèi)發(fā)生鈍化膜錯(cuò)位，一旦出陽(yáng)性金屬，就會(huì)加快應(yīng)力腐蝕的開裂速度。試件倘若經(jīng)受過(guò)焊接的熱處理，就可以相應(yīng)的減少拉應(yīng)力的數(shù)值，避免了破壞金屬表面的鈍化膜，降低應(yīng)力腐蝕速率。這樣的話，就使得應(yīng)力腐蝕開裂大大減少。從而就能提高焊件抗應(yīng)力的腐蝕能力。

結(jié)束語(yǔ)：

本文通過(guò)對(duì)三塊20g試件進(jìn)行不一樣溫度的焊接后熱處理，然后利用小盲孔法來(lái)測(cè)算每個(gè)試件內(nèi)的應(yīng)力，并對(duì)試件在酸、堿溶液內(nèi)的平均腐蝕速率進(jìn)行分析。最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，試件焊接后熱處理的溫度越高，那么消除金屬內(nèi)的殘余應(yīng)力效果就會(huì)更好。而焊接后熱處理的溫度越高，那么金屬材料的抗應(yīng)力腐蝕能力也會(huì)更好。從而為石油化工行業(yè)解決金屬材料內(nèi)的殘余應(yīng)力、提高金屬材料的抗應(yīng)力腐蝕性能提供了實(shí)踐依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金權(quán)，王茂廷，李均峰.焊接后熱處理對(duì)金屬材料抗應(yīng)力腐蝕性能的影響[J].熱加工工藝.2009，（7）.