焊接技术的原理大全11篇

焊接技术的原理篇（1）

引言

在通常情况下，工程机械或军事武器装备在野外使用中，经常出现发动机、传动装置等的零部件不可避免出现的损伤和管路断裂，比如箱体裂纹、裂缝、孔隙以及油水管路、箱体的跑、冒、滴、漏等现象，将严重影响工程机械的正常使用和训练。传统的野外应急维修方法如电焊、气焊、胶粘等，修理时需要专业人员和车、电、气、工具等专用设备，牵连的工程大比较大，粘结固化时间长，不能满足野外应急的使用需要。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供应的条件下，这些传统的应急维修方法也无法施展。同时在能源日益紧张的今天，传统的焊接技术由于在焊接时需使用大量的能源而限制了其应用。因此开发一种具有快速、高效、节能的新型焊接技术，弥补传统焊接技术的不足已显得非常必要。新型的无电焊接技术正是在这一前提下开发和研制出来的。

一、 新型的无电焊接技术的工作原理及其特点

（一）新型的无电焊接技术的工作原理

无电焊接技术是一种新型焊接技术，它将先进焊接材料制成专用手持式焊笔，焊笔一经点燃，不需任何其它能量补充，仅依靠焊接材料燃烧放出的热量就能进行焊接。即以化学反应放出的热为高温热源，以反应产物为焊料，在焊接件间形成牢固连接的过程。因焊接过程不使用外界能源，简称无电焊接，实质上是自蔓延技术与焊接技术相结合的一种新型技术，属于自蔓延焊接技术的范畴。

（二）新型的无电焊接技术的特点

1、焊接简单方便，工作效率高。无电焊接技术焊接时不需要任何电源和其它设备；无需高压，也无需保护性气氛，仅仅依靠混合粉末燃烧反应放出的热量就能进行焊接，工作效率高；小巧轻便，操作简单，单人即可完成。在紧急条件下，可快速简便的对工程机械零部件损坏处进行焊接。

2、焊接效果好，焊缝性能优良。无电焊接是一种熔焊焊接，焊缝拉伸强度介于200～300MPa，弯曲强度介于300～700MPa，冲击韧性介于1.6～5.5Kgm/cm2，硬度介于HRB120～180，抗腐蚀性要优于45钢等，能有效满足工程机械应急维修需要；

3、适用范围广。无电焊接技术可对工程机械上的多种零部件进行焊接修理，已经在多个工程机械零部件上（水箱、油箱、水管、油管、排尘管、电瓶连接线、拉杆等）进行了应用，焊接效果良好，能够满足使用要求。

4、有一定的局限性。无电焊接技术目前只能焊接5mm之内的零部件，且不能焊接铝合金。

二、 新型的无电焊接技术的发展

无电焊接技术属于自蔓延焊接技术的范畴，自1967年由前苏联科学家A.G.Merzhanov, Borovinskaya和Shkiro等人确立自蔓延技术以来，自蔓延技术与其它许多传统技术相结合形成了许多新型技术，自蔓延焊接技术属于其中一种。自蔓延焊接技术是在待焊接的两块材料之间添进合适的燃烧反应原料，以一定的压力夹紧待焊材料，待燃烧反应过程完成后，即可实现两块材料之间的焊接。这种焊接作为一种特殊焊接工艺,主要用于焊接1)同种或异种一般金属材料；2)同种或异种难熔金属材料；3)同种或异种陶瓷材料；4)同种或异种金属间化合物；5)金属或金属间化合物与陶瓷材料。对于1)的应用研究较多且得到了广泛的应用,对于2)～5)则基本处于实验室研究阶段。而无电焊接技术作为自蔓延焊接技术的一种，由于其焊接简单、效率高、焊缝性能好、适用范围广等优点，目前，国际上许多国家如俄罗斯、美国、日本、西班牙和印度等国都在进行研究和开发，其中俄罗斯由于在自蔓延领域的起步较早，其无电焊接技术的研究也相对较早，故它在无电焊接技术方面做出的贡献最大，成果也相对较为成熟，它们对无电焊接产品的生产已成规模化，其无电焊接材料主要有两类：Cu-Fe类和Cu-Fe-Ni类，其中每类中各有三个不同型号的焊接笔，分别对应着不同的可焊接物体与焊接厚度（见表1）。国内虽然已有单位对此进行了类似研究，但技术尚不成熟，没有推广应用。

三、新型的无电焊接技术的焊接工艺及注意事项

无电焊接技术是一种新型技术，其焊接工艺不同于传统的焊接工艺。焊接时，如果焊接工艺没有掌握好，将对焊接效果起到很大的影响作用。目前无电焊接技术只能焊接5mm之内的材料，焊接时，如果焊接速度过快，由于基材的熔化需要一定的热量以及热量的传递需要一定的时间，将导致焊不上或焊接效果不好，如果焊接速度过慢，由于焊接材料较薄，接受的热量太多而完全熔化变成液体流走，将导致焊接时基材熔化，焊缝中出现较大孔洞，焊接质量不好。

（一）新型的无电焊接技术的焊接工艺过程

1、焊接前准备

（1）准备防护手套、墨镜和打火机，不需任何其它设备和电源、气源；

（2）焊接前，清理拟焊接部位的脏物，油脂或油漆；

（3）对较厚焊接件，须在焊接部位进行坡口打磨处理，较薄焊接件则不需要此工序。

（4）根据被焊零部件的厚度和属性，选取相应的无电焊接笔。

2、焊接方法

（1）取出焊接笔，用打火机点燃引信，将燃烧的焊接笔头部对准待焊部位，经过2～4秒后在被焊部位进行焊接，根据被焊材料的厚度沿焊道缓慢移动，确保金属液充分滴落和覆盖在焊缝处，经过20～25秒即可获得100～150mm长的焊缝。

（2）对于平面上的焊缝，焊接笔与平面呈不大的倾角。焊接厚度大于1.5mm的金属板时，焊接笔基本接触焊接平面；厚度小于1.5mm时，视厚度大小，焊接笔高出15～30mm。

（3）对于有一定倾角的焊接、立焊，则需使用一定的模具才能进行，该模具一般由石墨制成。

（4）待焊接结束，金属冷却后，轻轻敲掉焊缝上的熔渣即可得到牢固的焊缝。

（二）新型的无电焊接技术的焊接工艺注意事项

1、焊接工作结束，而焊接笔尚未燃尽时，切不可用水熄灭，让其自行燃尽；

2、工作场地上应强制通风，在室外焊接时应在背风处进行；

3、焊接笔有机械损坏时，不得使用；

4、焊接笔保存在干燥，并远离明火的地方和儿童拿不到的地方；

5、焊接笔为一次性使用物。

四、新型的无电焊接技术的的应用

无电焊接技术是一种新型革新技术，操作简单，使用范围广泛，可以配备各种工程机械车辆和军事武器装备上，在野外应急条件下，可应用于工程机械金属零部件出现的断裂、缺损、裂纹、孔洞以及管路、箱体的跑、冒、滴、漏等的快速修理；还可使用于汽车、轮船和铁路运营中的修理和事故处理；也可使用于上下水管道、暖气管道的修理；地震、矿井、石油井架及消防工作的紧急救护；通讯、电网导线、输变电设备的焊接处理；农机、农具的田间修理等。

参考文献：

[1] Merzhanov A G. In: Munir. Z.A.,Holt,J.B.eds. Combustion and Plasma Synthesis of High Temperature Materials, 1988,1.

[2] Merzhanov A.G. In: Merzhan O V, A.G.eds. Combustion Processes in Chemical Technology and Metallurgy, 1975.1.

[3] 殷声. 燃烧合成[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1999

[4] Rabin B H , Korth G E , Williamson R L. Fabrication of titanium carbidealumina composites by combustion synthesis and subsequent dynamic consolidation. Journal of American Ceramic Society, 1990, 72(7): 2156～2157.

焊接技术的原理篇（2）

随着科学技术的不断进步，计算机信息化程度的提高和自动控制技术的不断发展，使得焊接自动化技术也发生了巨大的变化。目前，自动焊接作为一种高效、节能、环保的焊接方式，其应用越来越受到人们的重视。

一、自动焊接技术的工作原理

自动焊接技术是将焊接原理、自动控制原理、机械运动原理等进行了有机结合的一种加工技术，它实现了焊接过程的自动化。在自动焊接技术中，通过工件夹紧机构、脱料机构、焊枪夹紧机构、焊枪气动调节机构等装置完成了对工件和焊接设备的安装与定位，再通过导轨床体、转动机构、转动转台、气动尾顶滑台机构等装置实现了焊枪与工件的前后、左右、上下运动。

当前，自动焊接技术不仅采用了上述的各种原理和技术，同时大量运用了数字化技术和人工智能化技术，使得自动焊接技术向更高的一个技术平台延伸。埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、激光复合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、机器人焊接等都是自动焊接常用的设备与方法[1]。

二、机械加工行业对自动焊接的需求

在当今这个科学技术如此发达的时代，以往那种手动焊接技术已经很难满足时展的需要，随着自动焊接技术的不断发展，该技术对机械行业造成了非常深远的影响，自动焊接技术已经成为机械加工领域中不可缺失的一部分。我国于五年前就已经成为了世界上最大的钢材消耗国，用钢量已经超过了2亿吨，2014年我国的焊接材料生产总量为568万吨，其中仅埋弧焊丝的产量占比约10.5%，59.6万吨，年均增长率保持在10%左右。截止目前为止，从我国焊接领域的现状来看，自动焊接及时满足了机械加工领域中以下四个方面的需求。

（一）降低了人工成本

从企业的成本方面来讲，自动焊接技术因其工作效率高，大大降低了人工成本。在当今这个人工成本高涨的时代，自动焊接技术大大缓解了企业的用人成本，因此降低了企业的投入成本。

（二）降低了焊接危害

焊接技术被人们认为是一种对工作者身体有害的工种，手动弧焊中产生的弧光、烟尘、高温对人体的健康有着较大的影响，同时长时间的焊接操作对于工作者来讲是属于高强度的劳动。随着自动焊接技术的应用，不仅降低了工作者的劳动强度，还进一步缓解了人工焊接对工作者带来的压力与危害。

（三）满足了较高的焊接质量要求

对于高强度的焊接作业要求，如果仅仅是依靠人工手动来完成，焊接质量难以保证。随着科学技术的不断发展和人们对产品质量要求的不断提高，对于需要焊接加工的产品也逐渐向精细化、多元化的方向倾斜。因此，自动焊接因其种种优势取代了人工手动焊接。

（四）满足了企业竞争的要求

随着我国市场化经济的不断发展，企业之间的竞争力也在不断的升温，随着机械加工与制造行业全球化的到来，一个企业焊接设备与焊接工艺的好坏直接决定了该企业的核心竞争力[2]。自动焊接作为一种高效、节能、环保的先进加工设备和工艺，无疑在很大程度上提高了企业的竞争力。

三、自动焊接在机械加工中的应用

自动焊接设备是一种具有较高自动化程度的焊接设备，属于自适应控制类专机。它通过自身配备的传感器与电子检测线路，可自动跟踪焊缝的轨迹导向，甚至还可以自动完成对焊接参数地设置与调整。此外，它还能够利用诸如视觉传感触角传感器、光敏传感器等高等级传感器，通过与计算机系统、软件、数据库的配合，实现对参数调整的智能化，且人工操作十分简便。但是由于受到很多条件的限制，智能化焊接在实际生产中的应用较少 [3]。本文主要从自动化焊接专机与焊接机器人两方面来探讨自动焊接在机械加工中的应用。

（一）自动化焊接专机的应用

自动化焊接专机常用于一些大型设备的批量生产中，双丝焊接是自动化焊接专机采用的主要焊接方式，比如在推土机的焊接生产中，双丝焊接主要应用于主臂和车架的焊接。自动化焊接专机的使用大大提高了机械加工的生产效率，双丝焊接的效率一般是人工单丝焊接的2倍，而且采用双丝焊接，熔深较深，焊缝的力学性能更好。焊接自动化专机可用于直线、曲线等多种形式焊缝的焊接，焊接效率高，焊接过程中焊件的变形小，质量易于保障，适合大批量生产作业，同时还具有操作简单、成本低廉、安全可靠等优点，在机械加工中的应用较为广泛。自动化焊接专机具有很高的性价比。

（二）焊接机器人的应用

焊接机器人因其柔性化和数字化程度高、精度高、焊接质量稳定等特点，在机械制造企业的生产能力与竞争力方面起了非常重要的作用。焊接机器人在复杂的焊件中表现更为优异，它能够满足复杂焊接件的加工要求。

但是，由于焊接机器人成本高、操作难度大、结构复杂、价格高等特点，暂时还不能大规模地用于生产。另外，在采用焊接机器人进行焊接时的焊前准备工作，如组装、打底焊等，还得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接机器人无法很好的自动跟踪焊缝，接触寻位的效果也不尽人意，窄小空间无法施焊等缺点，焊接机器人在结构和功能方面还需要不断进行研究改进。

四、结语

随着机械制造行业的不断发展，对产品质量与性能的要求也越来越高，自动化焊接专机和焊接机器人等自动焊接设备具有高质量、高效率等优势，越来越受到机械制造企业的推崇与青睐。由此，我们可以看出自动焊接技术不仅传承了传统手工焊接的优势，还不断改进了其的劣势。自动焊接在机械加工中的广泛应用，不仅使焊接产品的质量得到了保障，降低了焊接的成本，还改善了焊接加工的环境，减少了对焊接加工者的伤害。因此，我们应结合实际情况，要不断地引进学习先进的自动焊接技术，使我国自动焊接的技术不断地向更高水平迈进。

参考文献

[1] 王金涛.基于PLC控制的环形焊缝自动焊接系统[D].山东大学，2013.

焊接技术的原理篇（3）

由于钢结构比较经济实用，应用于具体的工程的建设较为方便且跨度大，所以钢结构被逐渐广泛的应用于企业的厂房建筑之上。但钢结构的广泛应用在近年中带来的质量事故和安全隐患经常发生，这其中由于焊接不当而发生的情况占了很大的比例。钢材要想组成一个完整的钢结构，主要还是需要通过焊接的方式连接在一起。先进的焊接技术的应用不仅可以实现钢结构的完整，而且能够保证钢结构的安全稳定。

1 机械焊接工艺的基本原理及分类

焊接技术主要是指在高温或者高压的条件下，运用诸如焊条、焊丝、焊剂等的焊接材料将母材连成一个整体的方法。其基本原理是指运用加热、加压或者加热加压的方式使钢材的局部迅速加热，实现原子间的融合。

目前的机械焊接技术的种类很多，但比较常见的是电焊、气焊、激光焊、压力焊、气保焊等种类，本文将集中介绍两种焊接技术，一个是压力焊，一个是手工电弧焊。

压力焊又可以被称为是压焊，压焊不需要像焊丝、焊条、焊渣之类的焊接填充材料，是一种固相焊。在压力焊中比较常用的方法是电阻压力焊，但基本的方法主要有两种。一个是通过加热的方式，使母件接触部分呈现塑形或者局部熔化的状态，通过加压的方式使原子结合。另一种方式是不加热的方热，只靠压力是母件塑性变形，通过这样的方式使原子结合。

手工电弧焊也被称为电焊，人们在日常生活中经常遇到的发出刺眼光芒的焊接工艺通常就是电焊。在电焊的工艺中，通常会运用到一些不同的保护焊接熔池的方法，避免出现与大气接触的现象。电焊的基本操作方法比较简单易行，因此大多的小型的钢结构的焊接都会选择这种电焊的焊接方式。

2 焊接工艺的新发展

在传统的焊接技术的基础上，我国的焊接技术随着科技和经济的发展，逐步向更高层次的发展趋势迈进。主要包括了新式焊接设备的创新和发明；新式焊接技术的创新和发明；焊接技术的自动化和程序化。

焊接中的反变形技术就是传统焊接技术的一个创新，它打破了原有的焊接变形技术，通过利用残余角变形的方式，进行技术的革新。它会使焊接材料因为受到弹性而发生反响的变形，再利用热弹塑性有限元法来实现弹性的反变形。这样的技术可以使材料在焊接后的角变形趋于零，效果还是非常理想的。

低温焊接的方式更是对传统高温高压的焊接方式的革新。考虑到高温高压的焊接过程极易影响母件内部结构的稳定性，因此研发了低温焊接的方式。低温焊接更加重视对焊件的预热，并可以同周围环境温度的变化进行调节，同时对焊缝金属的微合进化程度进行调整。通过一系列技术的革新更好的保证工件实体的质量。

在未来，焊接技术会朝着继续研发新的焊接方法、材料、设备的目标前进，提高科学技术在焊接技术中的应用，使其达到机械化、自动化的水准，保证焊接质量的安全可靠。

3 钢结构施工中的机械焊接工艺

钢结构的基本特性是自重轻、适应性强以及应用便利。而对钢结构的焊接工程需要对每一个步骤都十分注意和小心，严格的按照焊接的工序进行施工，保证钢结构的安全和高质量。

在钢结构的焊接的具体加工过程中，需要严格按照施工图中所标注的材料和距离，并注意提前预留出焊接的缩短量以及加工的余量。在对钢材的规定中有明文的规定：在钢材下料前，必须要对规定的钢材进行分析，经过改正和调整后的偏差值不可以超过标准的许可偏差值。这样的规定保证了钢材下料时的质量。

吊挂壁的安置需要采取焊接的方式。吊挂壁的坡度值需要根据焊接的节点进行适当的调整，在确认各项的要求准确后再进行焊接的工艺。同时，在确认靠边的吊挂壁各项指标正常后，再对另一条的吊挂壁进行安置。两条挂壁安置完毕后，准确的标出吊挂壁的最高以及最低的标高线。在对无缝钢管的焊接过程中，需要先进行焊接，再进行校正。当吊挂壁的设备完成装置以后，需要对各个连接点以及连接点的周围进行质量的检查，保证各个连接点都能够达到标准的质量规定。同时，要保证吊挂壁的挂壁竖向面的不垂直度、挂壁坡度等都符合质量标准规定。

在对钢结构整体的焊接工艺完成后，还需要进行防锈喷漆等防护措施。并及时的清理掉可能在焊接过程中产生的一些熔渣或者飞溅物，保证钢结构表面的洁净程度。同时，不锈钢件通常需要进行喷白漆的防锈喷漆处理，在喷白漆时需要注意涂料的选择以及漆膜厚度的处理，同时需要注意不要漏涂掉肢型钢内侧的部分。在保证焊接工艺实施的规范化问题中，我们需要保证相关的焊接施工人员掌握了娴熟的焊接工艺技术，明确每一步的具体标准要求，并且不断加深工作人员对于焊接技术的学习和研究，更新焊接工艺的技术。

4 结束语

焊接工艺对于全部的钢结构的安全性和稳定性具有非常大的影响力，焊接的工艺以及质量问题都非常重要。随着钢结构在我国的应用范围的扩大，钢结构的质量问题会直接影响建筑物或其他东西的使用。因此，我们在努力进行机械焊接工艺的创新、革新的同时，还需要注意保证焊接过程的每一步都能够符合焊接工艺的标准要求，保证钢结构施工中机械焊接工艺的安全和先进性。

参考文献：

焊接技术的原理篇（4）

1.钎焊技术的原理及常用钎料

1.1钎焊技术的原理。钎焊技术虽然是我国传统的焊接技术，但是其焊接性能优良，一直作为科学先进的技术应用于社会的各个领域中，如原子能、航空航天、电子、电机和仪表等。钎焊技术的有效使用，要求其选择的钎料的熔化温度比母材的熔化温度低，且操作温度要比母材的固相线低，但是要比钎料液相线的操作温度高。硬钎焊的液相线温度高于450℃，软钎焊的液相线温度低于450℃[1]。钎焊技术的具体实施原理如下：在母材的表面或间隙上将液态钎料润湿和展开，在与母材的相互作用下冷却凝固后形成牢固的接头；焊接人员要彻底清洁待钎焊部件，如去除氧化皮、表面的油脂等，以提高接头的稳固性；钎料、钎焊方法和钎剂选择正确，使接头做到无缝可插；如有必要可以适当改变钎焊的条件，确保对大量的工件或焊缝进行连续或同时焊接；在钎焊时不要碰及母材的深层组织，在对异种金属间、金属与非金属及各非金属间的连接有较强的适用性。

1.2钎焊技术的常用钎料。钎焊技术在大型发电机的制造中，其母材主要为铜合金或纯铜，能焊接不锈钢、纯铜及其他有色合金，为实现力学性能的结构件较为少见，目的是实现电联接的结构件焊接。大型发电机制造中常见的钎料有作为自钎剂钎料的BCu80AgP，使用该钎料钎焊时不需要在添加其他钎剂以及需要添加额外钎剂的Bag50cuZnCd、Bag45CuZn[2]。三种常见钎料的主要特点如下：BCu80AgP原料中，Ag的含量约15%、Cu的含量较少，P含量约4.8%-5.3%，熔化温度在640℃-810℃，钎焊温度不计，抗拉强度在499.8MPa；Bag50cuZnCd原料中，Ag的含量约15.5%、Cu的含量约50%，Zn含量约16.5%，Cd含量约18%，熔化温度在627℃-635℃，钎焊温度在635℃-760℃，抗拉强度在419MPa；Bag45CuZn原料中，Ag的含量约45%、Cu的含量约30%，Zn含量较少，熔化温度在677℃-745℃，钎焊温度在745℃-845℃，抗拉强度在386MPa。钎剂的使用目的是去除钎料和母材的氧化物，避免母材和钎料的表面出现氧化，减少母材表面张力，促进钎料的流动。

2.焊接技术在大型发电机制造中的应用

2.1钎焊方法。大型发电机制造中的应用要根据钎料、钎剂、工件的尺寸和材质、生产成本、生产批量、钎焊方法的特点等选择合适的钎焊方法。按照不同的加热热源，可以将钎焊方法分为火焰钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、炉中钎焊[3]。

2.1.1火焰钎焊。该方法应用广泛，具有简单灵活的特点，主要适用于小件钎焊，但对温度控制和操作技术的要求较高。在大型发电机制造中，火焰钎焊的主要适用范围有常规的水轮发电机定子线棒端头封焊、下线焊接、水轮发电机组和汽轮发电机组环形引线的组焊，及常规汽轮发电机定子线棒点接头的封焊（见图1）。2.1.2感应钎焊。该方法的工作原理是在感应器接头内部产生一定感应电能作用下进行加热，实现焊接。工件自身能产生热量，加快加热速度，使工件表面氧化较少，有效避免再结晶产生和母材晶体成长。在大型发电机制造中，很多重要零部件的钎焊是通过感应加热来完成的，具体包括定子线棒下线时的组焊、1000MW汽轮发电机定子线棒水电接头的封焊、汽轮发电机转子线圈下线装配焊接、核电主泵电机转子端环的钎焊、抽水蓄能机组定子线棒端头的封焊及其下线的组焊等。2.1.3电阻钎焊。该方法的工作原理是在电流经钎焊处电阻产生的热量作用下，对钎料进行熔化和加热后实现焊接的，分为间接加热、直接加热两种。在大型发电机制造中的应用范围为常规水轮发电机定子线棒下线并头块的焊接及660或600MW汽轮发电机转子线圈铜排的组焊。2.1.4炉中钎焊。该方法作为一种自动化钎焊方法适用于效率高、生产量大的电机制造，其钎焊质量和设备和工艺密切相关[4]。在660或600MW汽轮发电机定子线棒水电接头导电片组焊、三峡水轮发电机定子线棒水接头中不锈钢的焊接等应用较多。

2.2钎焊技术在大型发电机制造中的工艺实施。2.2.1工艺参数。在大型发电机制造中，钎焊的主要工艺参数分为保温时间、钎焊温度。其中保温时间的具体数据不定，主要根据工件大小、母材和钎料相互作用下的剧烈程度而定，即工件越大保温时间越长，母材和钎料作用越剧烈，保温时间越短，钎焊温度一般较为固定，即比液相线温度高25℃-60℃不等。2.2.2钎焊接头。当前较为常用的接头形式是对接、搭接、镶接。接头设计主要考虑的因素有接头强度、组合件的尺寸、接头功能、接头的间隙、钎料的投放量、装配零件的原则。其中接头间隙的大小与母材和钎料的选择有较大关系，直接影响接头的强度以及焊接缝隙的大小，见表1。

3.结语

钎焊技术的发展必将推动我国多个领域的快速前进，同时也给钎焊技术提出了更高的要求。为了最大程度发挥钎焊技术在大型发电机制造中的价值，应不断完善钎焊方法，设计更为合理的感应器，不断优化其制造水平及成本控制，为未来更大型的发电机组的科学制造打下坚实基础。

参考文献

[1]张利，王海.改进电动机制造工艺，从而提高电动机制造质量[J].黑龙江科技信息，2014，21（28）：16-17.

焊接技术的原理篇（5）

前言：随着工业制造的不断发展，我国压力容器行业了迎来了广阔的发展空间，然而就在压力容器行业快速发展的今天却逐渐暴露出了压力容器在焊接技术上的问题，焊接出现裂纹、咬边、气孔等现象严重影响了压力容器的质量，影响容器的气密性，甚至有可能会给人们带来人身和财产损失，因此压力容器焊接中常见技术问题亟待解决。

1 压力容器和焊接技术及作用

压力容器是具有一定承载压力的一种密闭设备，在很多的化工行业中都得到了广泛的应用，其主要功能是对各种气体、液体以及气液混合体进行盛装。压力容器有着很复杂的制造过程，其工序也相对较多，如，需要对使用的原材料进行验收、组对、切割、机械加工、无损检测、焊接及最后还要对其进行压力试验与防腐处理等等。而焊接技术是对压力容器进行制造的过程中一个必不可少的重要环节，在很多细节方面的问题都有所涉及。焊接技术是将对高热、高压或者将两者结合，把同种类或异种类材质进行永久性结合的一种工艺技术。对各类型的压力容器进行制造时，都需要运用焊接技术来对压力容器的封头与壳体等多个地方进行焊接。

在压力容器制造的过程中，焊接是一道非常重要的工序，在压力容器的整个制造中焊接技术占了非常大的比例。如，普通的压力容器制造厂中，其焊接的工作量在整个工作总量中占到了约41%，特别在厚板压力容器和球形容器的现场组焊接中，焊接的工作量也超过了整个工作量51%。焊接质量和焊接接头的可靠性都直接影响着压力容器的质量和其使用过程中的安全性。因此，在对压力容器进行制造时，相关的工作人员必须对其焊接的质量进行重视，以确保压力容器的质量。

2 焊接裂纹成因及对策

2.1焊接裂纹的产生

焊接裂纹是造成压力容器出现质量问题中最重要的原因之一，焊接裂纹对于压力容器有着非常强的破坏能力。焊接裂纹是指在焊接过程中产生的焊接应力以及其他导致压力容器材质脆弱的因素共同作用于压力容器，导致焊接部位的金属原子遭到破坏，原本应有的原子结合力失去作用，最终在压力容器焊接处形成缝隙，并且缝隙会越来越大。常见的焊接裂纹包括多边化裂纹，冷裂纹，热裂纹，冷话裂纹以及淬火裂纹等，其中压力容器中常见的裂纹有冷裂纹和热裂纹。

2.2焊接裂纹产生的对策

由于焊接裂纹的产生因素以及裂纹的种类各不相同，因此我们要对焊接过程进行全方位的注意和控制。例如，选用低氢型焊条进行焊接，产生冷裂纹的主要原因就是由于金属中含有过多的氢，因此我们要严格控制焊条中的氢，避免在焊接过程中氢进入焊接金属中。其次要在焊接完成后进行淬火处理，以此增强焊接部位金属的韧性，避免焊接裂纹的产生。最后，要根据材料的不同，厚度的不同以及环境的不同选择不同的焊接技术，提高焊接的质量，减少由于技术问题产生的事故。

3.焊接咬边成因及对策

3.1焊接咬边的成因

焊接咬边是压力容器焊接中又一个常见的技术问题，由于焊接使用的电流过大、电弧过长以及焊条角度和运动速度掌握不合理而导致压力容器焊接部位出现凹槽，这就是焊接咬边的产生原因。但是优秀的焊接工艺是不允许出现咬边现象的，即便是有些工艺中允许有咬边存在，仍然需要控制咬边的长度和深度。这不仅是对外观质量的影响，由于一般是用来装液体或气体，比如液化气天然气之类的，如果出现咬边会导致咬边的点压强非常大，非常容易出现爆炸或泄露。

3.2焊接咬边的对策

为了保证压力容器的质量品质，避免焊接咬边问题是需要我们迫切解决的。出现咬边现象通常是由于技术不过关，而并非技术本身存在的问题，因此我们要提高焊接人员的相关管理。首先，要提高焊接前设计能力，要在焊接前充分了解焊接的材料等，根据不同的数据采取不同的焊接材料，和焊接方法，调整好焊接的角度电流大小等相关内容。其次，在焊接过程中焊接人员要时刻观察焊接部位的变化，一旦发现有问题立刻停止，不能继续焊接，因为如果问题不解决，继续焊接只会造成更大的损失。最后，当出现焊接咬边的现象首先要对咬边进行检测和分析，并且根据数据所得设计补救措施，要保证焊接咬边被及时发现并且及时治理。

4.焊接气孔成因及对策

4.1焊接气孔的成因分析

焊接气孔是导致气压力容器气密性不足的主要原因，由于熔池时没有保证接口的平整，这增加了熔池中气体与其接触面积，另外由于坡口边缘有污渍和铁锈等也会增加气体的附着面积，最后，熔渣的密度过大，过于粘稠也会导致气体无法析出，最终留在了压力容器中。存在气孔的容器会降低焊接时焊接材料的接触面积，最后导致焊接气孔的成因。

4.2焊接气孔的对策

提高压力容器焊接的技术，解决焊接中常见问题的措施之一就是要搞定焊接气孔问题的解决。首先，我们要对接口和坡口边缘的杂志进行擦拭，保证表面没有灰尘，没有油腻，这样可以与焊接材料进行充分接触。其次，我们要注意控制熔渣的浓度，如果熔渣的浓度过于粘稠很难将压力容器材料中的气体析出。最后还要加强焊接材料的保存及时更换出现问题的焊条，避免使用错误造成人员伤害。

4.3未焊透、未熔合的控制对策

针对未焊透和未熔合的缺陷， 最佳的处理方式即进行一定的补焊。 未焊透缺陷通常的发生位置在手工焊和自动焊的交界处，允许有一定的缺陷误差，只要缺陷在可允许的范围之内，就可以不进行补焊。未熔合缺陷在焊缝和坡界处位置发生的几率更高，需要保证焊接电流和焊接速度得到严格、合理的控制，注重对坡口表面油污的清理，并在焊接过程中对焊接坡口两侧的熔合情况予以密切关注，及时进行纠正。

5.加快技术的发展

压力容器焊接中常见问题的根本原因就是因为焊接技术的发展仍然需要提高，当焊接技术提高时就可以减少由于技术问题而产生的焊接问题，影响伊利容器的质量。很多时候技术的更新可以快速解决原有技术的缺陷和不足。例如，第一次工业革命人们开始广泛使用蒸汽机，如果人们局限于蒸汽机的改良和完善很可能知道今天人类都不会感受到电力的便捷。因此，在未来解决焊接的常见技术问题一方面可以完善技术，但另一方面也可以使用新技术来代替焊接技术，这样就可以解决焊接所带来的质量问题。例如目前的3D打印机技术，如果得到实现那么完全可以替代焊接工艺。

6.结语

综上所述，压力容器是我国制造业大国的体现，是工业水平提升的基础，但是随着时代的发展，压力容器的增多逐渐暴露出很多问题，为了确保压力容器能够在更好的帮助人们储存气体或液体的同时也能够为人们增添一份安全保障，我们要积极发现存在的技术问题，并且对其进行改善和控制，有效减少焊接裂纹的产生，降低咬边以及气孔的形成，从技术角度对这些问题进行控制或解决，促进压力容器的发展。

参考文献：

[1]全辰生.锅炉、压力容器和管道焊接技术的新发展[J].黑龙江科技信息.2012（02）.

[2]陈继超.浅谈常见焊接缺陷的成因与控制措施[J].科技创新与应用.2014（18）.

焊接技术的原理篇（6）

按照机械生产的条件和产品具体的类型可将焊接方法分为三种方式，一种是通用焊接工艺，一种是应用焊接工艺，一种是产品焊接工艺。首先，通用焊接工艺守则通常就是指对焊接过程中需要使用的材料，元件的整体结构和焊接方法等重要因素予以充分的整理和汇总，对焊接工作中应该坚持的总则去作为工作的重要指导，这个总则也就成为了不同焊接工艺在应用的过程中应该遵循的原则。

其次，应用焊接工艺流程通常更具针对性，它是在对产品的类型和特点都进行了研宄之后，根据产品在焊接中使用的原材料和应该采取的焊接工艺规定出工人在对某一个或者是某一类特定的产品进行焊接的时候所要使用的焊接方法和焊接原则以及焊接过程中的一些重要参数等。这些都成为了施焊人员在工作中应该坚持的原则，其在焊接的过程中也占据着非常重要的位置。在工业生产基本的体系构建当中还需要制定一个科学合理的质保体系结构图，对每一个环节都要予以充分的控制，此外在制度建设的过程中还要充分的考虑到每个环节对质量管理的影响，在制度建设的过程中一定要本着对生产进行积极指导的原则去实行，在生产和制造的焊接工作过程中也必须要充分的发挥自身的优势，保证焊接工艺文件的内容和车间内所制定的各项制度都是科学合理的。

最后，产品焊接工艺，焊接电流在传感器、数据库、数字化控制的调节下可使其精细化、智能化，通过神经网络控制能将焊接技术精密化、科学化。目前，我国科学研宄领域己经达到或接近国际的先进水平，但是，在实际的推广应用上，还没有实现同步，与国际的应用水平还存在较大差距。

2.焊工培训与评定

在工作中对焊工进行定期培训的主要目的就是为了可以更好的保证施焊人员具备更加全面的理论和技术知识，使得焊接人员在工作中可以更好的确保工作的质量和水平。焊工的技能水平在产品焊缝当中表现是最为突出的，这是因为焊缝自身的质量和焊工的技能水平有着直接的关系。

这也为我国焊接行业的发展提供了一定的指导。焊工培训考试通常分为两个部分，一部分是基础知识的测评，一部分就是操作技能的考核，在很多企业焊工培训考核当中对具体的内容都进行了详细的规定。首先是审定考核工作，也就是说针对那些有焊工上岗证的工人要每隔两年重新考取上岗证。其次是对免考延长有效期工作有了进一步的规定，对于焊接质量一直都非常好的焊工，在经过了严格的审查和报批之后，可以在不经过考试的情况下就延长焊接上岗证的有效期，通常其有效期为2年。再次就是焊工培训的考试工作。针对那些受此焊工申请考试者或者是原来的考试成绩不合格的工作人员要进行严格的培训和考核，考核成绩合格之后才能上岗。

最后一点就是要参加材料工作，不同的原材料在焊接的过程中对焊接的工艺要求也是不同的，所以在这样的情况下，一定要加强这方面的培训考察工作，这也成为了提高焊接质量和焊接水平的一个非常重要的内容，在经过一系列的调整之后，焊接的质量有了非常明显的提升。

3.焊接质量检验

焊前检查的内容为：焊工资格确认，是否是本产品生产合格焊工；施焊前焊接材料确认，使用材料是否合格；坡口清理、装配质量、预热温度等检验工作。焊接过程中检查的内容为：主要是监督焊工是否按焊接参数，焊接工艺和焊接程序进行生产，如电流大小，焊条直径，焊速，层间温度等等。焊后检查的内容为：按照国标等相关规定，对焊缝的内外表面外观质量检查（包括焊缝表面和热影响区）；焊缝表面不允许有裂纹；检查焊工钢印；焊缝局部咬边深度及长度；焊缝表面不允许有气孔；焊缝几何形状符合质量要求等。另外，对焊缝须按照国标等相关规定进行无损检测，出现缺陷须及时进行处理，下面列举一个关于压力容器的事例，对上述内容说明一下：对压力容器缺陷处理原则：由X光射线探伤或超声波探伤等检测，所发现的超标缺陷，原则上均应消除，修复。凡需进行补焊的表面裂纹（或缺陷)，磨削后的表面形状应符合焊接要求，以确保补焊质量。为了严格控制焊缝返修，确保返修质量，要制定一个返修方案和返修规程来实施。首先，对补焊的焊道长度，横向裂纹，不得小于50mm；纵向裂纹，不得小于100mm。其次，在返修过程中应注意：制定的返修工艺是经评定合格的；由经过考试合格的焊工担任返修；需超过二次返修时，应对缺陷原因进行认真分析，制定再次返修工艺，经技术负责人批准才能进行返修。

4.应用新工艺新技术

推广新的焊接工艺技术、拓宽焊接应用领域。我国焊接工艺还处于手工电弧焊比重较大阶段，可以广泛推广逆变式二氧化碳焊机技术。逆变式二氧化碳焊机技术具有提高能源利用率、节省焊接材料等优点，推动焊接技术向自动化、智能化方向发展。在推广逆变式二氧化碳焊机技术的同时，还要规范气体保护焊丝的品种规格，满足质量要求，实现其顺利发展。另外，随着焊接技术的发展，其应用也深入到各个领域当中，未来会有更多的领域将应用到焊接工艺。一方面，机械工业领域中的大型或中型结构将采用以焊代铆、以焊代锻的焊接工艺。焊接工艺也将为适应航天环境、海洋环境、低温及高温环境而研发设计特殊装备、技术及材料。另外，离子焊接及固态焊接工艺中的激光焊、电子束焊等特殊焊接工艺技术及设备将有广阔的发展空间。另一方面，小型或微型的主要应用与维修工作的精密焊接机的发展前景也很广阔，其价格低廉、实用性强，将随着汽车工业中对通用电阻焊设备及专业电阻焊设备的需求的增加而得到快速发展。

焊接技术的原理篇（7）

自动焊接技术是将焊接原理、自动控制原理、机械运动原理等进行了有机结合的一种加工技术，它实现了焊接过程的自动化。在自动焊接技术中，通过工件夹紧机构、脱料机构、焊枪夹紧机构、焊枪气动调节机构等装置完成了对工件和焊接设备的安装与定位，再通过导轨床体、转动机构、转动转台、气动尾顶滑台机构等装置实现了焊枪与工件的前后、左右、上下运动。

当前，自动焊接技术不仅采用了上述的各种原理和技术，同时大量运用了数字化技术和人工智能化技术，使得自动焊接技术向更高的一个技术平台延伸。埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、激光复合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、机器人焊接等都是自动焊接常用的设备与方法[1]。

二、机械加工行业对自动焊接的需求

在当今这个科学技术如此发达的时代，以往那种手动焊接技术已经很难满足时展的需要，随着自动焊接技术的不断发展，该技术对机械行业造成了非常深远的影响，自动焊接技术已经成为机械加工领域中不可缺失的一部分。我国于五年前就已经成为了世界上最大的钢材消耗国，用钢量已经超过了2亿吨，2014年我国的焊接材料生产总量为568万吨，其中仅埋弧焊丝的产量占比约10.5%，59.6万吨，年均增长率保持在10%左右。截止目前为止，从我国焊接领域的现状来看，自动焊接及时满足了机械加工领域中以下四个方面的需求。

（一）降低了人工成本

从企业的成本方面来讲，自动焊接技术因其工作效率高，大大降低了人工成本。在当今这个人工成本高涨的时代，自动焊接技术大大缓解了企业的用人成本，因此降低了企业的投入成本。

（二）降低了焊接危害

焊接技术被人们认为是一种对工作者身体有害的工种，手动弧焊中产生的弧光、烟尘、高温对人体的健康有着较大的影响，同时长时间的焊接操作对于工作者来讲是属于高强度的劳动。随着自动焊接技术的应用，不仅降低了工作者的劳动强度，还进一步缓解了人工焊接对工作者带来的压力与危害。

（三）满足了较高的焊接质量要求

对于高强度的焊接作业要求，如果仅仅是依靠人工手动来完成，焊接质量难以保证。随着科学技术的不断发展和人们对产品质量要求的不断提高，对于需要焊接加工的产品也逐渐向精细化、多元化的方向倾斜。因此，自动焊接因其种种优势取代了人工手动焊接。

（四）满足了企业竞争的要求

随着我国市场化经济的不断发展，企业之间的竞争力也在不断的升温，随着机械加工与制造行业全球化的到来，一个企业焊接设备与焊接工艺的好坏直接决定了该企业的核心竞争力[2]。自动焊接作为一种高效、节能、环保的先进加工设备和工艺，无疑在很大程度上提高了企业的竞争力。

三、自动焊接在机械加工中的应用

自动焊接设备是一种具有较高自动化程度的焊接设备，属于自适应控制类专机。它通过自身配备的传感器与电子检测线路，可自动跟踪焊缝的轨迹导向，甚至还可以自动完成对焊接参数地设置与调整。此外，它还能够利用诸如视觉传感触角传感器、光敏传感器等高等级传感器，通过与计算机系统、软件、数据库的配合，实现对参数调整的智能化，且人工操作十分简便。但是由于受到很多条件的限制，智能化焊接在实际生产中的应用较少 [3]。本文主要从自动化焊接专机与焊接机器人两方面来探讨自动焊接在机械加工中的应用。

（一）自动化焊接专机的应用

自动化焊接专机常用于一些大型设备的批量生产中，双丝焊接是自动化焊接专机采用的主要焊接方式，比如在推土机的焊接生产中，双丝焊接主要应用于主臂和车架的焊接。自动化焊接专机的使用大大提高了机械加工的生产效率，双丝焊接的效率一般是人工单丝焊接的2倍，而且采用双丝焊接，熔深较深，焊缝的力学性能更好。焊接自动化专机可用于直线、曲线等多种形式焊缝的焊接，焊接效率高，焊接过程中焊件的变形小，质量易于保障，适合大批量生产作业，同时还具有操作简单、成本低廉、安全可靠等优点，在机械加工中的应用较为广泛。自动化焊接专机具有很高的性价比。

（二）焊接机器人的应用

焊接机器人因其柔性化和数字化程度高、精度高、焊接质量稳定等特点，在机械制造企业的生产能力与竞争力方面起了非常重要的作用。焊接机器人在复杂的焊件中表现更为优异，它能够满足复杂焊接件的加工要求。

焊接技术的原理篇（8）

中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0117-01

引言：随着我国科研水平的逐步提高，现代焊接技术形式也发生了极大的创新，锂电池极耳超声波焊接形式可以突破传统螺栓连接或焊接模式，同r又打破了传统焊接中多方面焊接因素的相互影响，成为超声波焊接技术的一种新的工艺应用方向。锂电池中极耳连接的超生波焊接的分析是本次研究的主要内容。

一、锂电池极耳超声波焊接的设计原理

锂电池极耳超声波焊接技术是应用电磁感应传输原理进行焊接信息的传输，锂电池极耳超声波焊接将整体焊接的能量储存和传输都是依靠设计中的金属导电完成的，如图1[1]为锂电池极耳超声波焊接设计图。从图中设计的整体进行分析，新型锂电池极耳超声波焊接设计内部形成了简单的电流传输线路图，是焊接技术在实际应用中的动力供应脱离了外部供应的电力资源控制，从而是超声波焊接技术的应用灵活性更强，例如：从图1中结构来看，电路中具有电能，小型发电机等电路传输系统，焊接作用主要通过传感系统接受系统的焊接信号，小型供电系统进行电流供应，保障超声焊接技术的应用。

其二，锂电池极耳超声波焊接设计结构的电流是将电压转变为超声电磁声波进行工作，从图1中设计结构进行分析，锂电池极耳超声波焊接设计中换能器是实电流与超声波之间电流交换的主要平台[2]，变幅器能够在机械控制领域进行机械振动能随着需求将超声波的振幅扩大，从而保障了焊接中焊头、焊座、焊件等压力整体结构在压力的作用下顺利开展工作，实现了锂电池极耳超声波焊接中的连接效果。

二、锂电池极耳超声波焊接的工艺分析研究

（一）焊接过程描述

对锂电池极耳进行超声波焊接本质是一种摩擦焊接的工艺。经过设计的超声波焊接的压头在变幅器的驱动下开始震动，从而带动被焊接材料之间进行摩擦，摩擦使其产生一定热量产生局部轻微融化，然后焊头立即对材料进行顶压焊接，实现材料之间的连接。该焊接工艺的优势在于能量输入较少，同时对极耳表面的清理要求较低。同时超声波焊接工艺的施工温度较低，在焊接过程中热影响区非常小，对锂电池内部结构影响也较小。

（二）焊接质量分析

从超声焊接技术的设计原理分析来看，新型超声波焊接技术能够保障焊接整体质量都处于相对完善的焊接结构中，超声波焊接能保障焊接中控制箱的资源供应结构完善。与传统的焊接相比，超声波焊接技术打破了焊接材质的限制，无论焊接的材质的熔点性有何不同，都能够保障锂电池中极耳焊接的可靠性；同时，超声波焊接中，焊接整体处于采用外部声控震动频率的焊接，实现了焊接技术和焊接结构的优化应用，在焊接中对锂电池的损伤性达到最小，保障了锂电池的焊接后应用寿命，是一种具有高强度稳定性和安全性的焊接形式，推进我国焊接技术水平和焊接质量的发展。

此外，还可以从技术应用对锂电池的应用寿命角度进行分析，采用超声波焊接技术进行极耳焊接，可以将后期焊接对锂电池的损伤降至最低，从而避免锂电池受到损伤，使锂电池的应用寿命性得到保障。由此可见，超声波焊接技术在动力电池极耳焊接的工艺过程中具有较高的应用优势。

（三）焊接效果分析

锂电池中极耳的连接质量，关乎锂电池的应用的安全和效率，采用超声波焊接的应用来看，新型超声波焊接技术能够保障焊接极耳之间的接触面积和连接可靠性，如果采用传统的焊接方式进行焊接，容易发生焊接高温融化，焊点飞溅、或者热传导破坏锂电池内部结构的问题。采用超声波焊接技术通过焊头振动摩擦生热过程，加压过程冷却过程，在焊点处无飞溅，同时产热量少，减少对锂电池内部结构的影响，保证焊接整体效果。

（四）焊接材质分析

从异种金属焊接的困难看，超声波的焊接振幅传播可以突破多种材质的限制，超声波焊接技术实现了焊接材质的突破，突破了极耳焊接两侧材质不一致带来的焊接困难，实现了铜铝不同金属间的直接焊接。同时，超声波焊接技术可以根据焊接极耳的介质强度进行自动化调节，能够带来焊接介质应用的多样化发展，保障了锂电池中极耳连接的焊接质量。

从后期质量来看，极耳焊接中主要采用铜、铝等金属元素作为焊接的介质，但随着后期应用时间的逐步延长，传统焊接介质在氧化的作用下出现开裂等问题，如果依旧采用传统的方式进行焊接的补修，会使极耳的焊接效果受到影响，同时较强的后期焊接温度也会造成锂电池内部的损伤，对锂电池的安全性带来隐患。采用超声波焊接技术作为焊接方式，应为在焊接过程中对材料氧化层进行了破坏和清理，降低了极耳后期应用发生焊点腐蚀、开裂的情况，保障极耳焊接的质量。

（五）超声波焊接工艺的不足之处

超声波焊接技术在锂电池极耳焊接上应用有着诸多优势，但同时也有一些不足之处，主要是超声波焊接的实现需要焊头是一套压紧装置，因此在应用过程中需要充分考虑作业空间的问题，也就要求进行极耳连接的结构设计设计时需要充分考虑结构能否实现超声波焊接，往往会造成设计结构不够紧凑，牺牲产品的一些空间。

结论：超声波焊接技术锂电池极耳焊接上的应用，虽然会造成一些产品内部空间的损失，但是其突破了诸多传统极耳连接的不足之处，实现了异种金属的直接焊接，并且保证了使用过程的中载流面积，使锂电池应用的安全性和可靠性得到了较大的提高，延长了焊点的寿命，也延长的锂电池的使用寿命，一定会成为超声波焊接技术应用新趋向。

参考文献

[1] 李林贺，刘志盛.锂电池极耳超声波焊接质量分析[J].焊接技术，2012，06：46-49.

焊接技术的原理篇（9）

中图分类号：TM726 文献标识码：A

为了输电线路的安全工作和维护工作的安全运行，电网公司对输电线路建设进行合理规划，以达到有效减少输电线路工程中的钢材消耗量和节约工程成本的目的，进而提高输电线路建设的工作效率和经济效益。但是输电线路建设工程，又受地质地貌的制约，为了有效地进行输电线路建设工作，输电线路在选材上应更倾向于Q420高强钢这种新材料。Q420高强钢在输电线路铁塔上的应用，可以有效降低资源消耗和节约建筑成本，对实施输电线路的使用期限也有积极影响。

一、Q420高强钢的应用

美国电网公司在输电线路铁塔施工中，运用ASTM S572 65ksi钢作为主要受力构件的原材料；日本电网公司进行输电线路铁塔施工过程中，采用AM520钢作为主要受力构件的原材料；而国内电网公司在进行输电线路铁塔施工过程时，采用Q420钢作为主要受力构件。对于这3种原材料进行综合对比：ASTM S572 65ksi钢的屈服强度是460MPa～520MPa，AM520钢的屈服强度是520MPa，Q420钢的屈服强度是420MPa。由此可见，和发达国家相比，国内电网公司使用钢材原材料的屈服强度偏低，电网建设工程中使用的材料技术还有差距。

对国内工业生产技术和要求而言，Q420钢是目前国内生产质量较好的钢材原料。在对Q420钢进行创新的基础上，研制的Q420高强钢相对来说，在屈服强度等各方面都有所增强。对Q420高强钢的使用，经过合理的工艺技术，可以达到目前电网公司输电线路铁塔施工工程的要求，同时适当的工艺措施也有利于保证工程质量和延长使用期限。

二、焊接性分析

（一）化学角度

钢的焊接性与原材料的化学成分存在一定的关系，其中和碳含量的关系最大。如果钢的含碳量很大，那么钢的焊接性就会容易产生淬硬组织和冷裂纹等现象；如果增加钢的合金元素，钢的焊接性也会比较容易产生淬硬组织和冷裂纹等现象。另外，合金元素可以转化为成碳含量，用碳含量来判断钢的焊接性非常恰当，见表1。这是某钢厂生产的两种不同级别的Q420钢，把表中数据进行对比，可以看出B级的Q420钢含碳量较高。但是因为生产厂家和钢材厚度的不同，含碳量也会不同，具体数据见表2。

由此可见：Q420高强钢的含碳量和公称厚度或直径有关。

（二）焊接工艺

1. 焊接工艺重点

对于焊接线能量，这是焊接工艺首要控制的重点，应将焊接线能量控制在13～25kJ之间。如果线能量过小，焊接接头的冷却速度就会过快，产生淬硬组织和冷裂纹的现象；如果焊接线能量过大，就会造成热力影响区晶粒过大，焊接残余应力变大，焊接变形严重。对此，应合理地减少焊接缝隙和焊脚规模，适当控制熔敷金属量，有效减少热力输入值。对于熔敷金属厚度，焊接接头工作时，应该运用多层多道的焊接工艺，运用这种施工工艺时，对每层的焊道要保持在5mm的控制范围以内，对每两层进行清氢处理工作。有效减少焊缝中氢的含量，减少焊接残余应力过大的问题。对于匹配的焊接材料选择问题，要注意结合焊接接头强度和主材料的强度，合理控制二者的结合。对接头的强度超过主材料的强度时，就会出现内应力过大的现象，进而减少接头的稳定性；如果接头的强度和主材料的强度相比，太低时，焊接结构会因接头强度过低，达不到施工要求，出现安全事故。

2. 焊接技术

对Q420高强钢的焊接技术，要针对不同构件合理选择焊接技术，对焊接技术在实际操作中的应用，可以适当采用横焊和立焊等不同的焊接技术。选择恰当的焊接技术，有利于焊接工作的正常运行和保证焊接效率。在焊接工作开始前，应对焊接构件，进行预热处理。进行预热处理时，不需要太高的温度，只要使构件温度达到150℃就可以。对构件进行预热处理，可以有效提高焊接效率。在构件预热处理后，焊接工艺也要依靠相关参数才可以展开焊接工作。Q420高强钢在输电线路铁塔中的焊接，对焊接接头的要求比较高，选择多层焊接的方法，可以有效预防焊接热量过大影响接头的焊接应力，也可以提高接头的韧性和抗弯曲度。

三、Q420高强钢应用在输电线路铁塔中焊接的意义。

（一）经济角度

Q420高强钢的施工工艺在钢材的施工工艺中，国内处于先进水平，因此Q420高强钢在电力公司输电线路铁塔焊接中应用得十分广泛。Q420高强钢相对其他种类的钢材，在强度和承载力等方面，优势更加明显。Q420高强钢应用在输电线路铁塔中的焊接，也有利于减少建设施工工程的钢材原材料用量，可以有效地节约建设成本，同时也可以确保施工工程的质量。

（二）技术角度

Q420高强钢在输电线路铁塔中焊接的应用，在国内属于先进技术，但是与发达国家在输电线路中钢材的应用，相差很明显。因此要提高国内焊接水平，借鉴外国经验，对Q420高强钢的焊接工艺进行创新，是必须要采取的措施。针对国内大型铁塔在选材方面存在的问题，也要合理规划解决，同时用先进的技术引导施工，可以有效保证工程质量，也有利于提高工程的施工效率。因此，要加大Q420高强钢的创新技术投入研究，提高输电工程的铁塔加工技术，实现我国的输电线路设计技术和国际先进技术相接轨。

（三）社会角度

Q420高强钢在输电线路铁塔中焊接的应用，从社会角度看，更有利于促进电力工业的加快发展，实现输电网路一体化进程，也可以加快钢材市场的发展进度。电力公司进行输电线路铁塔工作，目的是加快电网国内一体化，便于管理操作。输电线路铁塔对Q420高强钢的应用，作为国内性大型施工项目，需要的钢材数量相对较多，这对钢材市场来说，也是发展机遇。钢材市场提供的Q420高强钢，应在保证钢材质量的基础上，提供钢材数量，取得经济效益。Q420高强钢应用在电力公司输电线路铁塔中的焊接工艺，可以有效节约工程成本，体现铁塔加工的先进技术，从侧面也可以提高钢材市场的发展，为社会的发展起到一定影响。

结语

对于Q420高强钢输电线路铁塔中的焊接加工工程，要严格按照加工方案和钢结构质量进行施工工作。在铁塔加工过程中，要注意合理利用新技术进行加工，严格按照加工工艺规范和加工要求进行铁塔集中制作工作，对铁塔加工过程进行检验工作时，要注意按照加工方案有关数据进行检验工作。对于加工过程中出现的问题，也要运用先进的技术装备和技术人员，来解决问题，才有利于确保工程的质量和进度。

参考文献

焊接技术的原理篇（10）

中图分类号：TG456 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0053-01

1 激光焊接技术概述

激光焊接技术是激光加工技术的重要内容之一，激光焊接技术国外的研究和应用历史比较长，20世纪90年代欧美国家已经把激光焊接技术应用于工业、农业等行业的加工和生产过程中。随后，我国也对激光加工技术以及激光焊接技术进行了广泛、深入的研究和使用。激光焊接技术是近些年受到广泛关注和重视的焊接技术之一，由于其他焊接技术无法比拟的优势和特点，激光焊接技术的应用价值和发展前景被普遍看好。与其他种类的焊接技术相比，焊接时对于温度的要求比较小，各种温度下都能进行操作，激光焊接设备较简单、搭配灵活，激光焊接的应用范围比较广，能够对各种材料实施焊接，并且能对不同材质的物质进行焊接，焊接效果比较好，激光焊接技术焊接速度快、深度大、变形较小。另外，激光焊接技术对于焊接设备的精度要求比较高，并对操作人员的焊接技术水平要求更高，激光焊接设备的成本较其他焊接设备高出很多。激光焊接技术的诸多要求也阻碍了激光焊接技术的应用。无论是传统的焊接工艺还是新兴的焊接工种，激光焊接技术都能够灵活、自如的进行，且焊接效果比较好，焊接的效率更高。目前已有大量的激光焊接技术生产线投入各个领域的工农业生产过程中。

2 我国的激光焊接技术

目前，我国已经形成了激光焊接技术的研究、开发、生产一条龙的体系，激光焊接技术研发中心、激光焊接设备生产单位逐渐形成，这为激光焊接技术的发展和应用水平的提高提供了充足的资源和环境，对于激光焊接技术和设备的发展和更新注入了动力。国内对激光焊接研究主要集中在激光焊接原理及特性、激光焊接控制、激光焊接质量、激光焊接的领域开发、激光焊接与其他领域合作等方面。广泛、多领域、多渠道的激光焊接技术的研究和应用已经为激光焊接技术在我国的发展注入了更大的生命力，对于我国社会主义建设提供了强大的技术支持也是激光焊接技术得以较快发展的重要原因。现阶段，我国对于高强度钢激光焊接技术研究以及应用是激光焊接技术的薄弱环节，也可以说是我国激光焊接技术的空白，在理论和实践层面都缺乏一定的技术支持，技术不成熟直接导致应用领域发展的滞后，相关的高强度钢焊接生产还在延续传统的焊接方式，在焊接质量和使用方面都不能够达到标准，多数高强度钢焊接的设备和仪器主要依赖于进口，我国应该提高在高强度钢激光焊接技术领域的研究和支持力度。

3 我国激光焊接技术的发展

3.1 复合焊接方面

总体上看，激光焊接技术有其优势和好处，相比传统的焊接技术具有很强的实用性和先进性。但是，无论是那种焊接技术包括激光焊接技术在内，都有各自的缺点和不足之处。对于激光焊接技术来讲，其本身也有许多不足之处。在激光焊接过程中，焊接原材料在受热后熔化、汽化，形成小孔，孔中充满金属蒸汽，金属蒸汽在激光束的作用下形成等离子云。等离子云可以吸收和反射激光，在等离子云的作用下，金属材料只能吸收一部分激光束，降低了激光的使用效率，激光的能量利用率降低，常常原材料形成疏松和裂纹，焊接过程不稳定等问题。单纯的依靠激光焊接技术本身很难彻底解决上述问题。因此，为减少或消除激光焊接的缺点和不足，通过研究，在保持激光焊接技术优点的基础上，把激光热源和其他热源结合使用，在保证激光焊接的优点的基础上，减少或者消除其缺点和不足，把激光与其他热源进行复合焊接。复合热源焊接方式可以有效的解决激光焊接技术的缺点和不足，形成良性、合理利用。

3.2 激光焊接技术的应用方面

现阶段，激光焊接技术在应用方面已经覆盖了工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域，激光焊接技术的应用范围已经比较广泛。有关于焊接的相关领域都能够看到激光焊接技术的应用价值和贡献。随着激光焊接技术的更新和不断完善、创新，激光焊接技术的应用领域以及应用空间的广度和深度也会随之加深，激光焊接技术的不断完善和提升直接导致激光焊接技术应用领域的不断扩大。在今后的发展过程中，激光焊接技术的应用不只停留于简单的设备和机器，逐渐会向各领域的高、精、尖机械设备方面发展。这也会加大的提高激光焊接技术的技术含量和科技成分，提高激光焊接技术的应用深度和广度。

4 结语

激光焊接技术随着科学技术的不断发展也会呈现出快速、全面发展的态势，激光焊接技术由于本身的技术优势和价值其发展前景非常可观。我国通过多年的激光焊接技术的研究与开发，逐步建立了生产、研究、开发相结合的激光焊接发展体制，并在个别的技术环节和应用方面取得了一定的研究成果。相关的激光焊接技术科研成果逐步的应用于工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域。

参考文献

[1] 梅汉华，肖荣诗，左铁钏.采用填充焊丝激光焊接工艺的研究[J].北京工业大学学报，1996，22（3）：38-42.

[2] 刘亚林，李长义，吴海树.异种金属激光焊接熔焊区的组织合金化[J].现代口腔医学杂志，2002，16（4）：310-312.

焊接技术的原理篇（11）

引言

在科学技术不断发展的背景下，近来在社会各领域中开始广泛运用镁合金材料及其焊接技术。相较于铝合金材料，镁合金在质量、密度等性能参数方面具有较大的优势，其承载冲击能力较强，并且有机物与碱对其腐蚀作用较小，并且这种金属结构材料具有较强的铸造性，因此在工业生产与其他领域中，这种材料具有较高的应用价值与研究意义。

一、镁合金的焊接特点分析

镁合金具有非常活泼的化学性质，尤其是在高温环境之下，镁合金与氧结合发生化学反应的可能性非常高，其氧化反应之后形成的物质的熔点非常高，在镁合金焊接技术的应用中往往会产生一些负面影响。镁合金在焊接中往往存在诸多影响因素，例如热应力、氧化、蒸发、薄件烧穿与塌陷以及晶粒问题等，一旦控制不当，就会导致镁合金焊接难以达到预期效果。因此，在镁合金焊接中，必须对以下几方面内容予以高度关注。

1、热应力

研究表明，与钢材料相比，镁合金具有两倍的热膨胀系数，这一特点使得镁合金在焊接过程中的热应力问题十分突出，在热应力作用之下，工件的整体性能会受到严重的影响，例如形状、尺寸等等。与此同时，在温度上镁合金表层与内心存在一定的差异，热应力会增加表层收缩力，进而对内心部分产生拉力，进而导致工件发生形变，情况严重时还会造成工件出现裂缝。

2、氧化与蒸发

镁是镁合金材料的主要成分，其具有十分活泼的化学性质，尤其是在高温条件之下，镁与氧会发生化学反映并生成氧化镁，这种物质难以融化，并以细小颗粒夹渣的形式存在于镁合金中，进而对镁合金整体质量产生影响。

3、薄件烧穿与塌陷

在铝镁合金焊接过程中，由于生成的杂质氧化镁与镁合金的熔点存在较大的差异，并且镁合金的熔点要比氧化镁薄膜低很多，如此就会导致镁合金在焊接中受到氧化镁的限制，进出现烧穿、坍塌等现象，对焊接效果造成影响，增加二者融合的难度。

4、晶粒问题

镁合金这种金属的熔点相对较低，其具有良好的导热性能，然而在具体焊接中，焊接热源的选择往往会优先考虑较高的使用功率，如此一来就会使一些较大的晶粒存在于焊接的缝口处，同时也会增加焊接部位的温度，一旦有晶粒出现，那么就会影响到镁合金的整体力学性能，导致其作用与效果难以得到有效发挥。

5、热裂与气孔问题

相关研究显示，在镁合金焊接中，镁元素与铝、铜等很容易发生反应并形成共晶体，通常情况下这些共晶体具有较低的熔点，其表面出现裂缝的可能性非常高。并且在温度不断升高的情况下，镁合金焊接的氢气越来越少，进而使部分氢气孔得以形成，最终对工件整体质量产生不利的影响。

二、镁合金焊接技术

1、钨极惰性气体保护焊

钨极惰性气体保护焊又被称为TIG焊，这种方法的原理是基于惰性气体的保护，通过钨电极与工件间产生的电弧热作用，实现母材的融化与焊丝填充，在镁合金焊接中，钨极惰性气体保护焊的应用的特点在于不容易融于金属，而且与金属不会发生反应。此外，TIG焊的另外一个优势在于焊接中能够对工件表面的氧化膜予以清除，对于一些具有活泼化学性质的有色金属、不锈钢以及合金等焊接而言，这种焊接技术具有较强的适用性，在对电流进行合理调整的情况下，一些超薄的镁合金焊接甚至不会出现融化现象。

2、熔化极惰性气体保护焊

熔化极惰性气体保护焊又被称为MIG焊，其原理是通过氩气或富氩气体的保护，采用连续送进可融化的焊丝与在焊丝工件中燃烧的电弧作为热源，以此进行焊接作业。对于镁合金焊接而言，通过MIG焊的熔滴过渡，焊接的整体效果在稳定性与均匀性方面都比较突出，因此镁合金表面与内心的差异得到了有效控制，焊缝成形的美观性与均匀性较强，具有相对理想的焊接效果。在MIG焊的应用中，电弧气氛的氧化性很弱，基于此，MIG焊在碳钢、高合金钢的焊接中，能够对一些活泼金属及其合金进行焊接，例如铝和铝合金、镁和镁合金等等。此外，基于MIG焊的应用，整个焊接具有更高的工艺性，焊接效率也得到了大幅度提升。

3、拌摩擦焊

搅拌摩擦焊又被称为FSW，这种焊接技术的原理是基于工件端面的运动与摩擦作用产生的热能，使工件的热塑性状态得以实现，然后在短时间内进行顶锻与焊接。与常规摩擦焊相比，搅拌摩擦焊具有相同的机理，并且这种焊接技术同样是对摩擦热与塑形变形热加以运用，并以此作为焊接热源进行焊接作业。在镁合金焊接中，FSW属于一种固相焊接方法，例如有的金属具有较低熔点，对于此类材料的焊接FSW的适用性就相对较强，并且在实际应用中对工件表面的清洁度要求并不高，对环境产生的负面影响也较小，可见在镁合金焊接技术中，这种技术的环保性相对突出。

4、电子束焊

电子束焊又被称为EBW，这种焊接技术是基于加速与聚焦的电子束的应用，对置于真空或非真空中的焊件进行轰击，从中产生热能并实现焊接。就理论层面而言，电子束焊涉及到的内容相对广泛，例如机械、真空、高电压与电磁场理论、电子光学等等。对于镁合金焊接而言，电子束焊技术的应用对不同金属与合金材料的适应性较强，特别是在镁合金发生氧化反应时，其生成的氧化镁不易融化，通过电子束焊技术，其焊接效果能够趋于稳定与理想，并且电子束能够对焊缝进行精准定位，不会存在精度与重复性误差，因此在镁合金焊接中具有较高的应用价值。

5、激光焊和激光-TIG复合焊

激光焊简称为LBW，其原理是将激光束作为热源进行焊接。在焊接中会对激光器加以运用并将高功率密度的激光束发射聚缩在工件表面对其产生轰击作用，从而使热能得以产生，使工件融化并实现焊接目的。通过对激光焊的改进，激光-TIG复合焊逐渐得到应用，这种焊接技术是将前文所述的钨极惰性气体保护焊与激光焊结合到一起，以此提高焊接质量。

三、结束语

综上所述，镁合金焊接中依然存在一些缺陷，例如镁合金对氧气的化学亲和力一直以来都难以得到有效控制，例如在镁合金碎屑或粉尘在高温条件之下发生爆炸的可能性非常高，进而对工件质量与安全构成一定威胁。由此可见，针对镁合金及其焊接技术的研究与应用具有重要意义。

参考文献

[1] 孙德新，孙大千，李金宝等.镁合金焊接技术的研究进展及应用[J].材料导报，2006，20（8）：122-126.