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

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關(guān)鍵詞：焊接工藝參數(shù)；焊接電流；電弧電壓；焊接速度

中圖分類號：TG457 文獻標識碼：A

焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量的總稱叫做焊接工藝參數(shù)，例如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度等。合理的焊接工藝參數(shù)是焊縫質(zhì)量的保證。

1 焊接電流對焊縫質(zhì)量的影響

焊接電流，是指焊接時流經(jīng)焊條、焊絲的回路電流。它是焊接的重要參數(shù)，對焊接質(zhì)量和成型有極大影響。

1.1 焊接電流過小，則不易起弧、易息弧、電弧不穩(wěn)定、熔深不足，焊道窄余高大，容易造成未焊透、夾渣、焊瘤和冷裂紋等問題。

1.2 焊接電流過大，則焊縫熔深大，焊道寬余高大，容易造成燒穿、咬邊、夾鎢、氣孔、熱裂紋等缺陷，且增加了金屬飛濺導(dǎo)致浪費，還會導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)金屬晶粒粗大（熱脆化），影響物理性能。

1.3 為保證焊接效率，一般情況下，在保證焊接質(zhì)量的前提下盡可能采用較大電流。

1.4 一般情況下，采用較細的焊條，應(yīng)選擇較小的焊接電流；采用直徑較粗的焊條，應(yīng)選擇較大的焊接電流，以供給熔化焊條所需之熱量。

1.5 特殊情況下，為了獲得合理的焊接電流，焊接前必須做焊接工藝評定。焊接電流的確定，應(yīng)結(jié)合焊接的類型、母材性質(zhì)、焊條焊絲牌號、電壓、焊速等因素綜合確定，最好經(jīng)過工藝試驗。焊接結(jié)構(gòu)的焊縫尺寸不符合要求時，將直接影響焊接接頭的質(zhì)量：尺寸過小的焊縫，使焊接接頭強度降低；尺寸過大的焊縫，不僅浪費焊接材料，還會增加焊件的變形；塌陷量過大的焊縫使接頭強度降低；余高過大的焊縫，造成應(yīng)力集中，減弱結(jié)構(gòu)的工作性能。

2 電弧電壓對焊縫質(zhì)量的影響

電弧電壓指電弧部的電壓，與電弧長大致成比例地增加，一般電壓表所示電壓值包括電弧電壓及焊絲伸出部，焊接電纜部的電壓下降值。

2.1 電弧長短決定了電弧電壓的高低，電弧長則電弧電壓高，電弧短，則電弧電壓低。電弧長短對焊縫的質(zhì)量有較大的影響，一般是電弧長度超過焊條的直徑時稱長弧，小于焊條的直徑時稱為短弧，用長弧焊接時，電弧燃燒不穩(wěn)定，所獲得焊縫質(zhì)量差，焊縫表面魚鱗紋不均勻。因此，施焊時一般都采用短弧焊接.

2.2 電弧電壓太大，熔池較深，容易產(chǎn)生裂紋。但是焊波較為平整，美觀。

電弧電壓太小，會造成焊縫未融合，和未焊透等缺陷。

2.3 為了獲得合理的電弧電壓，焊接前必須做焊接工藝評定。

3 焊接速度對焊縫質(zhì)量的影響

焊接速度，即單位時間內(nèi)完成的單道焊縫長度。

3.1 一般情況下，其他條件不變，焊接速度過快，熔化溫度不夠，容易造成未熔合、夾渣、焊縫成型不良等缺陷。

3.2 一般情況下，其他條件不變，焊接速度過慢，在母材單位面積停留時間就長，熱影響區(qū)寬度增加，會造成焊接接頭晶粒粗大，力學(xué)性能降低。尤其是焊接薄板時，過慢的焊接速度會造成燒穿現(xiàn)象。

3.3 當(dāng)然，從焊接生產(chǎn)率考慮，焊接速度越快越好。根據(jù)產(chǎn)品性能考慮，為了得到良好的焊接接頭，需要把焊接電流、電弧電壓和焊接速度三因素綜合考慮。

3.4 為了獲得合理的焊接電流，焊接前必須做焊接工藝評定。

4 其它工藝參數(shù)對焊縫質(zhì)量的影響

除了焊接電流、電弧電壓、焊接速度參數(shù)外，還有一些其他參數(shù)對焊縫成形也有一定的影響。

4.1 焊條（焊絲）直徑。當(dāng)其它條件不變時，減小焊條（焊絲）直徑使得電弧截面減小，而且還將減小電弧的擺動范圍，導(dǎo)致焊縫厚度和焊縫寬度減小；反之，亦然。

4.2 焊絲干伸長。焊絲干伸長，是指焊絲端頭至導(dǎo)電嘴端頭的距離。這段焊絲在焊接時會產(chǎn)生電阻熱，焊絲的熔化速度由電弧和電阻熱共同決定。焊絲熔化速度與焊絲干伸長成正比，即干伸長越長，焊絲熔化速度越快。為保證焊道成形良好，不同直徑的焊絲須選擇合適的伸出長度（干伸長）。

4.3 坡口尺寸。當(dāng)其它條件不變時，改變坡口尺寸，也會影響焊縫的成形。如果增加坡口深度或坡口寬度時，焊縫厚度將略有增加，焊縫寬度將略有減少，而余高將顯著增加。為了保證焊材能夠接近接頭根部，并能在多層焊時側(cè)邊熔合良好，如果減小坡口角度， 必須增大根部間隙。注意，前者減小，可用較少的填充金屬量；而后者增大，卻增加填充金屬量，須綜合考慮。研究發(fā)現(xiàn)：板厚δ20mm宜采用小坡口角度、大根部間隙的坡口形式才算比較經(jīng)濟的。

4.4 保護氣體成份。氣體保護焊時，保護氣體的成份以及與此密切相關(guān)的熔滴過渡形式對焊縫形狀有顯著的影響。二氧化碳氣體保護焊的氣體流量與焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長度及噴嘴直徑等有關(guān)。氣體流量應(yīng)隨焊接電流的增大、焊接速度和焊絲伸出長度的增加而加大。一般二氧化碳氣體流量的范圍為8～25L/min。一般經(jīng)驗是：氣體流量為焊絲直徑的十倍，即Φ1.2mm焊絲選擇12L/ min的氣體流量；當(dāng)采用大電流快速焊接，或室外焊接及仰焊時，應(yīng)適當(dāng)提高氣體流量。如果二氧化碳氣體流量太大，由于氣體在高溫下的氧化作用，會加劇合金元素的燒損，減弱硅、錳元素的脫氧還原作用，在焊縫表面出現(xiàn)較多的二氧化硅和氧化錳的渣層，使焊縫容易產(chǎn)生氣孔等缺陷；如果二氧化碳氣體流量太小，會對熔池和熔滴的保護效果不好，也容易使焊縫產(chǎn)生氣孔等缺陷。

4.5 母材的化學(xué)成份。 焊接前，必須考慮母材的可焊性。可焊性一般可以估算碳當(dāng)量，碳影響焊接熱影響區(qū)淬硬性的程度，是產(chǎn)生冷裂紋及脆化的因素。從焊絲上考慮就要選擇和母材化學(xué)成份相似的焊材，特別要注意焊材上每種化學(xué)成份的比例，焊接前一般都要進行焊接工藝評定。

結(jié)語

選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率是十分重要的。雖然焊接缺陷是不可避免的，但如果采用了合理的焊接工藝參數(shù)，可以減少焊接缺陷的發(fā)生，提高焊接質(zhì)量。不同的焊接方法和焊接條件需要采取不同的焊接工藝參數(shù)。所以在生產(chǎn)過程中，工藝技術(shù)人員必須根據(jù)實際工況調(diào)整出合理的焊接工藝參數(shù)。

篇2

船體焊接工藝設(shè)計復(fù)雜，影響船體焊接質(zhì)量工藝參數(shù)繁多。目前，大多數(shù)焊接工藝人員只能通過手工查閱相關(guān)標準，以及查閱企業(yè)歷史資料，結(jié)合自身經(jīng)驗完成焊接工藝設(shè)計，工藝設(shè)計效率難以提高。另外，由于每個工藝人員能力、經(jīng)驗、工作習(xí)慣、責(zé)任心存在差異，使得焊接工藝規(guī)程標準化程度低，從而影響施焊工作開展。為了實現(xiàn)快速化、智能化焊接工藝設(shè)計，有必要開發(fā)船體工藝焊接知識庫及工具包，在船體焊接工藝設(shè)計中引入知識管理技術(shù)，將焊接工藝員從繁重的查手冊、查標準等重復(fù)勞動中解放出來，并且將企業(yè)焊接工藝人員多年來積累的豐富經(jīng)驗進行有效的利用，提高焊接工藝設(shè)計的效率。

2船體焊接工藝知識庫

2．1船體焊接工藝知識要素分析

在船體生產(chǎn)制造中，焊接工藝必須根據(jù)相應(yīng)的標準或規(guī)范進行嚴格的焊接工藝評定（WPQ），形成焊接工藝評定報告（PQR），其后，生成焊接工藝指導(dǎo)書（WPS），并且依據(jù)WPS制定焊接工藝規(guī)程，以保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量和性能。船體焊接工藝設(shè)計中主要關(guān)注如下幾個方面的問題：焊接方法的選擇、焊接位置的選擇、坡口形式的設(shè)計、加工步驟的安排和工藝成本分析等。船體焊接工藝設(shè)計中許多問題的可統(tǒng)計性差，影響因素多，因素與因素之間的相互聯(lián)系難以明確表達。因此，解決這類問題要借助于經(jīng)驗知識，比較適合于選用工藝知識庫。

2．2船體焊接工藝知識庫組成

船體焊接工藝知識庫包含6大類庫：焊接工藝基礎(chǔ)參數(shù)庫、母材庫、焊材庫、焊接規(guī)范參數(shù)庫、檢驗項目庫、施焊要求庫。其中：焊接工藝基礎(chǔ)參數(shù)包括：焊接方法庫、接頭形式庫、坡口信息庫、設(shè)備信息庫，母材庫包括：種類及規(guī)格庫、力學(xué)性能庫。

2．3船體焊接工藝知識庫信息模型

系統(tǒng)客戶端依據(jù)系統(tǒng)功能，設(shè)計開發(fā)了不同的用戶接口，滿足不同工藝設(shè)計和管理人員的需求。系統(tǒng)服務(wù)端負責(zé)工藝數(shù)據(jù)的處理和工藝決策的推理。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要為焊接工藝設(shè)計系統(tǒng)提供信息的存儲、查詢和管理服務(wù)，積累基礎(chǔ)焊接知識、推理規(guī)則和專家經(jīng)驗，是企業(yè)的重要信息資源之一。

3船體焊接工藝過程智能化應(yīng)用工具包

基于知識庫的快速化、智能化，實現(xiàn)了船體焊接工藝過程智能化應(yīng)用工具包的系統(tǒng)設(shè)計。通過智能化應(yīng)用工具包，根據(jù)焊接工藝設(shè)計的特點，可以選擇產(chǎn)生式規(guī)則表示方法，作為船舶焊接工藝決策基礎(chǔ)。選擇產(chǎn)生式規(guī)則表示除了符合焊接工藝知識特點外，還具有易于擴展、易于進行一致性檢查等實現(xiàn)方面的優(yōu)勢。根據(jù)對焊接工藝決策需求分析，在引入知識管理技術(shù)對焊接工藝知識庫構(gòu)建的基礎(chǔ)上，焊接工藝設(shè)計系統(tǒng)可以建立焊接工藝決策過程。

3．1焊接工藝設(shè)計集成環(huán)境

作為用戶建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的應(yīng)用平臺，是系統(tǒng)應(yīng)用的重要前提，此模塊將用以建立工藝評定數(shù)據(jù)、文檔的存儲線索，同時，也作為PDM與焊接工藝規(guī)程設(shè)計系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成的接口模塊，可以從PDM系統(tǒng)中得到產(chǎn)品數(shù)據(jù)，建立焊接工藝設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

3．2焊接工藝指導(dǎo)工具

完成焊接工藝指導(dǎo)書（WPS）的編制、校對、審核、歸檔、瀏覽、打印等工作。焊接工藝指導(dǎo)為工藝人員提供一個方便實用的工藝設(shè)計環(huán)境和工具，將工藝人員從大量繁瑣的工藝標準的選擇、工藝資源的查找、工藝指導(dǎo)書的填寫和工序圖的繪制等工作中解放出來，減輕工藝人員的勞動強度，促進企業(yè)工藝設(shè)計的自動化、標準化和規(guī)范化。

3．3焊接工藝規(guī)劃工具

焊接工藝規(guī)程，又稱焊接細則，是指導(dǎo)焊工操作的詳細工藝說明書，是以工藝評定為基礎(chǔ)，以具體產(chǎn)品為服務(wù)對象的詳盡焊接工藝。每當(dāng)有新產(chǎn)品出現(xiàn)時，焊接工藝評定可能會有可替代的，但多數(shù)焊接工藝規(guī)程要重新編制，因此，企業(yè)內(nèi)部積存了高于工藝評定1倍甚至幾倍的焊接工藝規(guī)程，造成重復(fù)編制和遺漏等現(xiàn)象時有發(fā)生。

3．4焊接工藝評定工具

產(chǎn)品投產(chǎn)之前，必須對所采用的焊接工藝進行焊接工藝評定試驗，驗證合格后，方可用于產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)。由于影響焊接性能和質(zhì)量的工藝參數(shù)眾多，每種重要參數(shù)的改變，如預(yù)熱溫度、熱處理溫度、焊接能量超出規(guī)定的范圍，都要進行焊接工藝評定試驗。因此，各船廠積累了大量的焊接工藝評定規(guī)則。

4結(jié)論

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Abstract: With aluminum alloy is widely used in electrical equipment, people developed aluminum alloy bus welding expert system by computer, this paper studied this expert system.

關(guān)鍵詞：鋁合金；母線焊接；專家系統(tǒng)；設(shè)計

Key words: aluminum alloy；bus welding；expert system；design

中圖分類號：TG47 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）03-0317-02

0引言

由于鋁合金的質(zhì)量比較輕輕、強度較高，而且具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，所以在電氣設(shè)備中常常作為銅的替代材料，特別在是變電站及發(fā)電廠多采用鋁舍金材料制作大電流母線。利用計算機技術(shù)對鋁合金母線焊接工藝進行優(yōu)化選擇，并且開發(fā)了鋁母線焊接專家系統(tǒng)，以利于制定合理的工藝方案，并保證工藝參數(shù)的穩(wěn)定可靠性，從而提高發(fā)電廠運行的安全性。

1總體設(shè)計思路

在鋁合金大電流母線的焊接過程中，經(jīng)常出現(xiàn)未熔合、夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，焊縫晶粒粗大，并存在焊縫組織影響區(qū)軟化的問題。提高鋁合金母線的焊接質(zhì)量可從分析鋁母線焊接接頭缺陷形成及強度偏低的原因入手，研制開發(fā)改善焊縫結(jié)晶條件、提高鋁母線焊接接頭質(zhì)量的新設(shè)備、新工藝。但焊接工藝之間的關(guān)系對焊接質(zhì)量的影響沒有系統(tǒng)管理，其調(diào)整也有隨意性。筆者所進行的鋁母線焊接專家系統(tǒng)的編制，有利于焊接工藝的優(yōu)化選擇。

專家系統(tǒng)（Experts System，簡稱ES）就是具有相當(dāng)于專家的知識和經(jīng)驗水平，能夠解決專門問題能力的計算機系統(tǒng)。它將模仿人類思維規(guī)律的解題策略與大量的專門知識結(jié)合在一起，是一種具有信息處理能力、知識利用能力、知識推理能力和咨詢解釋能力的軟件系統(tǒng)。焊接領(lǐng)域內(nèi)專家系統(tǒng)的研究始于20世紀80年代中期。在國外，ES已進入焊接領(lǐng)域的各個方面，并開始向商品化轉(zhuǎn)移。國內(nèi)外開發(fā)的焊接專家系統(tǒng)主要涉及工藝設(shè)計或工藝選擇，包括單因素的焊接材料選擇或焊接方法選擇、焊接缺陷或設(shè)備故障診斷以及焊接成本估算、實時監(jiān)控、焊接接頭疲勞設(shè)計、符號繪制等，幾乎包括了焊接生產(chǎn)的所有主要方面。英、美等國已有一些商品化的焊接專家系統(tǒng)。利用計算機技術(shù)對焊接工藝進行優(yōu)化選擇，開發(fā)鋁母線焊接專家系統(tǒng)，充分利用經(jīng)過前人實踐檢驗過的經(jīng)驗，可以在一定程度上改善焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證工藝參數(shù)的穩(wěn)定可靠，從而提高發(fā)電廠運行的安全性。

2鋁合金母線焊接專家系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 技術(shù)人員根據(jù)工程的需要確定所焊鋁材的板厚及型號，然后根據(jù)焊材的匹配性選擇鋁焊絲、焊接方法、接頭類型，系統(tǒng)根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中的焊接工藝數(shù)據(jù)確定最佳的焊接工藝，并給出相應(yīng)的焊接接頭形式以及接頭的尺寸數(shù)據(jù)，同時可以根據(jù)以上數(shù)據(jù)制定焊接工藝卡，在確定得出的工藝卡合乎要求時，可以將工藝卡保存并打印出來。

2.2 為了不斷充實知識庫，有必要將新的、經(jīng)過試驗驗證的焊接工藝添加到數(shù)據(jù)庫中。故系統(tǒng)還必須有添加模塊，該模塊中不僅包括焊接工藝的添加，還包括坡口及接頭形式的添加。同時，還必須有刪除模塊，刪除那些過時的焊接工藝方案，整理數(shù)據(jù)庫中的知識，以便更好地管理。另外，技術(shù)人員在選擇鋁材和鋁焊絲時，應(yīng)盡可能符合國家制定的鋁母線的焊接工藝規(guī)程，特別是要考慮到系統(tǒng)的用戶還包括經(jīng)驗欠缺的工作人員，所以還需要有幫助文檔，其中包括鋁母線的焊接規(guī)程和焊接過程可能出現(xiàn)的缺陷和預(yù)防方法。專家系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)工具有多種，相應(yīng)的開發(fā)語言也有多種。筆者選用Visual Foxprm6．0作為開發(fā)平臺，并在Windows98及其以上版本操作系統(tǒng)中運行。

2.2.1 有關(guān)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。利用Visual Foxpm6．0自帶的功能建立數(shù)據(jù)庫datal．dbf，該數(shù)據(jù)庫中存放了系統(tǒng)中所耍用到的所有數(shù)據(jù)庫表，在這些表中存放了各種焊接工藝參數(shù)和坡口形式等信息。系統(tǒng)正是通過輸入、查詢、刪除其中的某些數(shù)據(jù)來實現(xiàn)其功能的。

2.2.2 有關(guān)界面的設(shè)計。用戶界面是人機交流的主要通道，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的界面設(shè)計主要涉及菜單制作、輸入輸出屏幕設(shè)計、打印報表設(shè)計和幫助設(shè)計等。Visual Foxpro提供了豐富的建立用戶界面的功能，并且很大一部分都是用可視化的編程方法建立。與用戶直接進行交流的有菜單和各種表單，菜單使用戶進入到各種操作界面，而表單則幫助用戶完成各種功能操作。其中菜單包含了該系統(tǒng)的主要功能：選擇、添加、刪除和幫助等。點擊菜單中的“選擇”項，程序執(zhí)行下一條命令：DOFORM選擇焊材．SCX，將出現(xiàn)選擇鋁材表單。該表單用于選擇鋁材，焊接前用戶必須清楚鋁材的牌號，了解其化學(xué)成分、物理性能和力學(xué)性能，以便正確選擇焊接材料和制定合理的焊接工藝。在該系統(tǒng)中，事先在其數(shù)據(jù)庫中的鋁材表中存放好各種鋁材的牌號和性能參數(shù)，用戶可以從第1個下拉式列表框中選擇鋁材牌號，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的鋁材牌號給出該鋁材的一些相關(guān)的性能參數(shù)，如其中Cu，Si，F(xiàn)e，Mn，Mg和Al等成分的含量，以及該材料的抗拉強度和伸長率。確定鋁材后，用戶需要在第1個編輯框中輸入所需焊接的板材厚度，如果用戶沒有做到這一步，將無法進入下一步。系統(tǒng)將用戶選擇的鋁材牌號和輸入的板厚存放到臨時數(shù)據(jù)表中。點擊“下一步”按鈕，表單關(guān)閉，系統(tǒng)將進入下一界面，即選擇焊絲，用戶可在第一個下拉式列表框中選擇鋁焊絲的牌號，同樣，系統(tǒng)將根據(jù)用戶所選的牌號給出其相應(yīng)的性能參數(shù)，如其中Mg，F(xiàn)e，Si，Mn和Al的．含量，以及該種焊絲的用途。用戶可點擊“幫助”按鈕來察看這些信息。根據(jù)這些標準選擇最佳的焊絲，以保證焊接質(zhì)量。對于所選擇的焊絲牌號，系統(tǒng)同樣將其存人臨時表中。接下來用戶可選擇希望使用的焊接方法，點擊“下一步”按鈕，將出現(xiàn)“工藝參數(shù)和坡口”。如果用戶覺得所選的工藝和接頭滿足要求，可按“預(yù)覽工藝卡”按鈕生成一個報表并預(yù)覽生成報表的文件，此文件為系統(tǒng)根據(jù)用戶通過上述過程所選擇的各種參數(shù)生成的。試品試焊后，根據(jù)焊接檢測情況，如果用戶覺得滿意，可以返回前一界面按“打印”按鈕將工藝卡打印出來。否則，可退回前幾步重新選擇各種參數(shù)，直到滿意為止。

3結(jié)束語

利用計算機技術(shù)開發(fā)的鋁母線焊接專家系統(tǒng)，可以對典戶已經(jīng)畫好并保存*．Bmp格式的文件圖中選擇欲添加的一個，然后再輸入相應(yīng)的接頭參數(shù)，按“確定”按鈕即可將該坡口數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)然，坡口可單獨添加，從首頁的菜單中的“添加”項中也可直接進入此界面。添加工藝圈添加坡口型的焊接方法如MIG和TIG焊接工藝進行優(yōu)化選擇，對鋁母線的各種焊接工藝數(shù)據(jù)進行有效的管理，包括對坡口形式等圖形信息的管理；模似人類專家進行完整的焊接工藝設(shè)計，設(shè)計結(jié)果須保證焊接質(zhì)量，并符合有關(guān)焊接工藝標準、規(guī)范或規(guī)程的要求：能夠自動生成焊接工藝卡，并打印出來供焊接操作人員使用；能夠給用戶提供相應(yīng)的幫助，以利于其制定工藝方案，并保證工藝參數(shù)的穩(wěn)定可靠。此外，專家系統(tǒng)的知識庫易于修改更新。

參考文獻：

[1]徐南軍，陳利平.鋁合金母線焊接專家系統(tǒng)設(shè)計[J].焊接技術(shù)，2005（5）.

[2] 張建強，張海泉，岳紅杰，等.鋁合金薄壁圓錐體結(jié)構(gòu)的焊接變形[J].焊接學(xué)報，2005（1）.

篇4

[關(guān)鍵詞]CO2氣體保護焊；焊接工藝；鋼管混凝土格構(gòu)柱；力學(xué)性能；

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）21-0023-02

鋼結(jié)構(gòu)是指以鋼材作為建筑承重主體，相比于傳統(tǒng)建筑方式具有綜合造價低，安全性和實用性高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件都在工廠制作生產(chǎn)，生產(chǎn)過程主要以焊接為主，因此生產(chǎn)過程中亟待解決的便是生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量的問題。

本文以沈陽鼓風(fēng)機壓縮機實驗廠房格構(gòu)柱焊接為研究對象，采用特定的焊接順序和反面貼陶瓷襯墊的單面焊接工藝，焊接過程中對焊縫焊接順序、焊接電流、電弧電壓、焊接速度等工藝參數(shù)進行嚴格控制，實現(xiàn)了焊縫成型美觀、內(nèi)在質(zhì)量好的目的，并使生產(chǎn)效率得到了顯著提高。

1.焊接材料

母材為Φ500×16的鋼管和δ=18的鋼板，材質(zhì)均為Q345B。為了減少熱輸入，采用焊絲牌號為E501T-1L的藥芯焊絲，直徑1.2mm。母材和焊絲化學(xué)成分見表1。

2.焊接工藝

2.1 焊接順序

四柱肢鋼管混凝土格構(gòu)筑在特定的胎架上面組裝完畢后，首先焊接鋼管對接焊縫，其次焊接牛腿以及肩梁與鋼管之間的T型熔透焊縫，最后焊接綴管與柱肢鋼管之間的角焊縫。

2.2 坡口形式及參數(shù)

坡口形式參考GB50661中對坡口形式的相關(guān)規(guī)定并通過焊接工藝性試驗確定，焊縫形式為鋼管和鋼板的貫穿焊縫，接頭坡口形式及尺寸如圖1所示，具體參數(shù)為：鈍邊p為2mm，坡口角度為45°，間隙b為6mm，背面貼90°陶瓷襯墊。焊接前，接頭位置50mm范圍內(nèi)打磨至出現(xiàn)金屬光澤，徹底清除接頭部位的銹、油污和雜物。

2.3 焊接工藝參數(shù)

焊接電流是確定熔深的主要因素，當(dāng)焊接電流過大時，容易出現(xiàn)燒穿、咬邊、焊瘤等焊接缺陷；電流過小時，容易出現(xiàn)未咬合、未焊透、以及夾雜等缺陷。電壓偏低時，焊絲插向母材，飛濺增加，焊道變窄，熔深和余高大。電壓偏高時，弧長變長，飛濺顆粒變大，易產(chǎn)生氣孔，焊道變寬，熔深和余高變小。為保證焊縫成型良好及滿足力學(xué)性能要求，二者關(guān)系須匹配。通過反復(fù)的工藝性試驗確定了各個焊接參數(shù)。具體參數(shù)如表2所示。

2.4 力學(xué)實驗檢測方法

焊接試樣經(jīng)UT探傷合格后，分別進行了拉伸試驗、彎曲試驗和20℃時的沖擊試驗。

（1）沖擊試驗。每個試件截取6個試樣（熱影響區(qū)、焊縫各三個），按GB2650規(guī)定的試驗方法進行。試驗溫度：20℃，缺口形式：夏比V形缺口。要求焊縫及熱影響區(qū)的各3個試樣的沖擊吸收功平均值分別達到母材標準規(guī)定。

（2）側(cè)彎試驗。取3個試樣，根據(jù)GB2653規(guī)定的試驗方法測定焊接接頭的完好性和塑性，試樣寬度鄧禹試件厚度，試件厚度為18mm，彎心直徑應(yīng)符合母材標準對冷彎的要求（d=30mm），彎曲角度180°。

（3）拉伸試驗。每段焊縫取3個試樣，根據(jù)GB2651規(guī)定的試驗方法測定焊接接頭抗拉強度，要求每個試樣的抗拉強度不低于母材相應(yīng)規(guī)格規(guī)定的下限值。

3.實驗結(jié)果

3.1 焊接檢驗

焊縫外觀良好，未出現(xiàn)咬邊、氣孔、弧坑裂紋、電弧擦傷、咬邊等缺陷，焊縫外觀質(zhì)量符合GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中Ⅰ級焊縫的質(zhì)量規(guī)定。尺寸檢驗包括下?lián)蠌澢冃巍⑺蕉取⑼牡龋暡ㄌ絺缚p內(nèi)部質(zhì)量，各項指標均符合圖紙要求。

3.2 力學(xué)性能結(jié)果與分析

通過表3可以看出，采用本焊接工藝參數(shù)的陶瓷襯墊單面焊雙面成型的方法，低溫沖擊韌性、抗拉強度以及彎曲試驗都符合GB/T1591-2008中的各項規(guī)定。

按照上述焊接工藝進行焊接完畢后，經(jīng)檢驗鋼管混凝土格構(gòu)柱外形尺寸偏差在GB50205-2001[6]鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)。

4.生產(chǎn)應(yīng)用及效果

上述焊接工藝與焊接方法在沈陽鼓風(fēng)機壓縮機實驗廠房的生產(chǎn)中得到了成功的應(yīng)用，同時由于在生產(chǎn)中采用CO2氣體保護焊單面焊接雙面成型的焊接方法，省去了反面清根補焊的麻煩，不僅保證了焊接質(zhì)量而且對焊接變形和生產(chǎn)效率的提高起到了明顯的效果。

5.結(jié)論

（1）焊縫外觀無缺陷、內(nèi)部質(zhì)量探傷合格、尺寸檢驗符合規(guī)定。

（2）陶瓷襯墊雙面成型焊接方法，雙面焊縫20℃低溫沖擊韌性、焊縫金屬力學(xué)性能、硬度均能達到性能要求。

（3）陶瓷襯墊單面焊接雙面成型的方法操作簡單、質(zhì)量可靠，各項指標符合技術(shù)規(guī)定，適用于鼓風(fēng)機壓縮實驗廠房的生產(chǎn)，并在生產(chǎn)中取得良好的效果。

（4）通過以上焊接工藝的采用，提高了鋼管砼格構(gòu)柱的制作效率。

參考文獻

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篇5

關(guān)鍵詞：焊接工藝；主要內(nèi)容；設(shè)計階段

1 焊接工藝設(shè)計的主要內(nèi)容

在焊接產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程中，工藝設(shè)計貫穿始終。焊接企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝裝備、生產(chǎn)技術(shù)水平等都與焊接工藝設(shè)計緊密相關(guān)，但工藝設(shè)計人員實際操作經(jīng)驗以及生產(chǎn)管理體制對焊接產(chǎn)品也有一定的影響。由此可見，加強對焊接工藝的管理對焊接企業(yè)的生產(chǎn)效益有著重要的影響。焊接工藝設(shè)計方案多種多樣，某一項數(shù)據(jù)的變化均會導(dǎo)致焊接產(chǎn)品的不同，因此，焊接工藝的設(shè)計是十分靈活的。在傳統(tǒng)的焊接領(lǐng)域中，焊接工藝設(shè)計方案均由相關(guān)技術(shù)人員依據(jù)自身經(jīng)驗進行操作，這就對技術(shù)人員提出了很高的要求。然而由于工作量大以及技術(shù)人員的局限性，不可避免的就會出現(xiàn)一些不盡如人意的地方。在現(xiàn)代焊接領(lǐng)域中，在焊接工藝選擇、焊工n案管理和焊接工藝評定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等方面，均使用了計算機輔助焊接工藝系統(tǒng)幫助研究焊接工藝的設(shè)計。這使得焊接工藝技術(shù)飛速發(fā)展。

1.1 焊接工藝設(shè)計的工作內(nèi)容

在許多的以焊接工藝為主導(dǎo)的現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)之中，其焊接工藝設(shè)計系統(tǒng)已經(jīng)較為完善，該系統(tǒng)涉及到的焊接工作種類繁多形式多樣。其主要工作內(nèi)容有以下幾點。

第一，進行產(chǎn)品圖樣的工藝性審查。對產(chǎn)品進行圖樣的工藝性審查主要針對于具有獨立設(shè)計產(chǎn)品能力的企業(yè)，之所以要針對產(chǎn)品進行圖樣的工藝性審查，其主要目的就在于決定產(chǎn)品是否能夠被繼續(xù)加工下去，以及保證焊接質(zhì)量。而在對于施工圖樣進行工藝性審查的過程之中，必須要嚴格地遵循相應(yīng)的國家標準、制造法規(guī)以及安全監(jiān)督管理措施以及企業(yè)內(nèi)部規(guī)定的焊接要求等。一旦沒有按照章程進行工藝性審查，那么焊接產(chǎn)品的質(zhì)量就得不到保證。對于那些不具有自行設(shè)計能力的企業(yè)，就不必做產(chǎn)品圖樣的工藝性審查。

第二，產(chǎn)品焊接工藝方案的制定。對于一些新產(chǎn)品而言，其往往需要進行焊接，而在對其進行焊接之前，需要對于焊接工藝方案加以有效地制定。為了保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，首先應(yīng)該仔細分析施工圖樣的各項參數(shù)，結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)要求，自身生產(chǎn)車間的可用設(shè)備等各個細節(jié)，制定出詳細的制作方案。工藝設(shè)計方案應(yīng)該集技術(shù)部門、生產(chǎn)部門等各個部門一起討論，最后由總工程師審批，通過審批方可開始進行下一步的生產(chǎn)工作。

第三，進行焊接新材料、新工藝和新設(shè)備試驗。焊接技術(shù)的不斷進步離不開一系列試驗的實施。人們總是在不斷的實驗中得到啟發(fā)，從而推動一項新技術(shù)的產(chǎn)生。因此焊接工藝設(shè)計的工作內(nèi)容當(dāng)然也包括了一系列的實驗。通過實驗過程中的數(shù)據(jù)分析得出一系列的結(jié)論，從而推動焊接領(lǐng)域的發(fā)展。

當(dāng)然焊接工藝設(shè)計的工作內(nèi)容形式多樣，不可能僅僅局限在這三方面。還有許多其他方面的內(nèi)容，比如說產(chǎn)品焊縫識別卡的編制、焊接工藝規(guī)程的制定等，也都是在焊接工藝設(shè)計的范疇之內(nèi)。

1.2 焊接工藝規(guī)程的編制

在開展焊接作業(yè)的過程之中，焊接工藝規(guī)程對于焊接產(chǎn)品質(zhì)量有著非常重要的影響。隨著人們經(jīng)驗的不斷積累以及技術(shù)水平的不斷提高，當(dāng)前在開展焊接作業(yè)的過程中，所使用的焊接工藝規(guī)程主要有三種，分別是通用焊接工藝規(guī)程、標準焊接工藝規(guī)程以及專用焊接工藝規(guī)程，對于焊接工藝規(guī)程有效地加以制定，就可以很容易的依據(jù)相關(guān)規(guī)程正確選用焊接材料、焊接參數(shù)和操作技術(shù)，除此以外，焊接工藝規(guī)程也可以作為接頭質(zhì)量檢查規(guī)程的依據(jù)。

2 焊接工藝設(shè)計工作程序

由于焊接工藝設(shè)計工作范圍的廣泛性，必須遵守一定的工作程序才能保證焊接工藝設(shè)計工作的有序進行。通常，把焊接工藝設(shè)計階段分為基礎(chǔ)焊接工藝設(shè)計標準準備階段、焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計準備階段、焊接工藝試驗和技改措施實施階段以及產(chǎn)品焊縫質(zhì)量檢查階段。

2.1 基礎(chǔ)焊接工藝設(shè)計標準準備階段

在進行準備的過程中，首先需要對于產(chǎn)品的焊接技術(shù)條件加以明確，根據(jù)實際的情況來從目前的焊接工藝方法中選取最適合產(chǎn)品的焊接工藝方法，使所有的結(jié)構(gòu)材料焊接材料焊縫等達到國家規(guī)定的標準。在準備階段相關(guān)工作人員需要熟知國家法律、法規(guī)、技術(shù)標準以及本企業(yè)的制造規(guī)程。在對于相應(yīng)的工藝進行使用的過程中，對于工藝使用方法以及技術(shù)標準等內(nèi)容，企業(yè)應(yīng)該每隔三四年進行調(diào)整用以保證企業(yè)標準與時俱進。

2.2 焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計準備階段

在對于焊接生產(chǎn)工藝進行設(shè)計的過程中，主要需要開展兩個方面的工作，第一是對于產(chǎn)品施工圖樣的公益性加以審查，第二則是對于焊接工藝方案加以確定。其中，產(chǎn)品施工圖樣的工藝性審查仍舊僅限于具有獨立設(shè)計產(chǎn)品能力的企業(yè)。焊接工藝方案策劃人員不僅要熟知產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程以及加工方法，還要清楚本行業(yè)的發(fā)展水平。不能當(dāng)本行業(yè)已經(jīng)研究出更好的制作方法時仍舊采用過時的老方案來解決問題。

2.3 焊接工藝試驗和技改措施實施階段

焊接實驗的研究工作制約著整個焊接領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展。為了提高整個領(lǐng)域焊接水平。建立具有一定規(guī)模的實驗室用以相應(yīng)的焊接實驗研究工作是具有積極意義的。且由于新產(chǎn)品的需求日益增高，所以當(dāng)前要想更好地對于新產(chǎn)品進行研發(fā)，就必須要通過實驗來對于新的產(chǎn)品進行研究，從而使得焊接工藝能夠滿足當(dāng)前發(fā)展的需求，并且在完成了相關(guān)的實驗之后，還必須要將研究成果以報告的形式交由總工程師審批，在審批完成之后，再將其編訂為基礎(chǔ)焊接工藝標準。

2.4 產(chǎn)品焊縫質(zhì)量檢查階段

在完成了焊接之后，還需要對焊縫的質(zhì)量進行有效的檢查，焊縫質(zhì)量檢查也是焊接工藝的一個重要組成部分，而一般在進行焊縫質(zhì)量檢查的過程中，檢查的主要內(nèi)容包括外觀檢查、無損檢測以及產(chǎn)品試板的破壞性試驗。焊縫質(zhì)量檢查是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要手段，通過對焊縫進行無損檢測以及開展破壞性試驗，能夠更好地對焊縫的質(zhì)量進行判斷。

3 結(jié)束語

為了保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量，在焊接過程中的每一步都需要格外遵循一系列的焊接章程。焊接工藝設(shè)計技術(shù)越來越受到企業(yè)的重視。在技術(shù)更新如此迅速的時代，焊接企業(yè)在保質(zhì)保量完成相應(yīng)工作的同時還應(yīng)該大力進行創(chuàng)新探索，提高企業(yè)核心競爭力，為推動我國焊接技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

[1]張振宇.焊接工藝設(shè)計原理[J].化工管理，2015（33）：181，183.

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關(guān)鍵詞:海洋鋼結(jié)構(gòu);焊接工藝;免氣刨概述

隨著“海上大慶”的建成，海洋石油能源從淺海向深海過渡，海洋鋼結(jié)構(gòu)平臺建造趨于大型化，隨之帶來了越來越多的制管埋弧焊焊接工作量。制管作業(yè)作為海洋石油平臺建造中的首道工序，傳統(tǒng)的制管焊接工藝采用STT表面張力過渡氣體保護電弧焊進行封底后，埋弧焊填充、蓋面。該工藝伴隨有封底及清根作業(yè)，增加了焊材使用量及焊接時間，作業(yè)中噪聲大，已不能滿足目前的作業(yè)需要。為保證焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)效率，縮短制造周期，改善作業(yè)環(huán)境，本公司進行技術(shù)革新，針對某導(dǎo)管架項目開發(fā)了免氣刨埋弧焊焊接工藝。

1焊接工藝評定

1.1母材

母材使用GB712—2011船舶及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼EH36，厚度為38mm，其化學(xué)成分和力學(xué)性能分別。

1.2坡口形式和下料組對要求

為了獲得根部良好的熔透，必須一方面控制組對質(zhì)量，減小組對錯邊量，采用小鈍邊，另一方面需要在坡口正面第1道采用合理的參數(shù)防止燒穿，反面第1道需要加大參數(shù)，以保證熔透。經(jīng)過多次試驗，最終確定的坡口組對技術(shù)要求如圖1所示。(1)下料要求板材切割施工中，在保證坡口成形良好的情況下，嚴格控制坡口根部對中成形情況，根尖直線度好，切割對中應(yīng)盡量控制在理論尺寸±0.5mm范圍內(nèi)，單邊坡口角度偏差控制在±2.5°之間。(2)組對要求組對前，對2試件坡口根部(根尖)用角尺進行測量，確認切割坡口根部對中情況及坡口深度。對于根尖誤差約1mm的試件，可直接進行組對。對于根尖誤差＞1.5mm的試件，需進行調(diào)整，保證根尖內(nèi)錯量在2mm之內(nèi)。

1.3焊材選擇

焊材選擇依據(jù)等強匹配原則，選用國產(chǎn)JW－1焊絲和SJ101焊劑。

1.4焊接工藝參數(shù)

除了優(yōu)化組對外，采用對應(yīng)的焊接工藝參數(shù)，也是保證該工藝成功的另外一個關(guān)鍵控制點。經(jīng)過多次試驗，最終優(yōu)化后的無間隙焊接工藝參數(shù)見表5，焊接方法為SAW，焊絲直徑為4.0mm，填充金屬牌號為JW－1，電源極性DC(+)。

1.5試驗結(jié)果

無損檢測:焊縫正面和背面無外觀缺陷，外觀檢驗合格;通過磁粉檢測，結(jié)果100%合格;按照ASTMA578/A578M進行超聲波檢測，達到B級標準，焊縫根部未出現(xiàn)未熔合、未焊透等內(nèi)部缺陷。破壞性試驗:焊接接頭的拉伸、彎曲、沖擊試驗(試驗溫度－40℃)結(jié)果均滿足AWSD1.1標準及項目技術(shù)要求，試驗數(shù)據(jù)分別見表6～8。通過宏觀分析，焊縫及熱影響區(qū)剖面完全熔合，無裂紋等焊接缺陷。

2工藝控制措施分析

除嚴格控制坡口切割質(zhì)量和組對質(zhì)量以及焊接過程要嚴格控制正、反第1道焊縫的焊接外，焊接過程中還需要采取以下焊接質(zhì)量控制措施:(1)焊接人員需具有高度責(zé)任心和良好的埋弧焊設(shè)備操作能力;(2)焊前的設(shè)備檢查:焊工需檢查焊槍的牢固程度，避免焊槍頭晃動;焊工需調(diào)整好焊絲垂直度，避免焊絲送絲不暢或出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象;焊工需調(diào)整好指針和焊道直線方向，以保證焊縫直線度;(3)正、反面第1道焊接時，焊工應(yīng)全神貫注地控制好焊絲的直線度，保證焊絲中心與坡口根部尖端在同一直線上，避免產(chǎn)生偏差;(4)反面焊接前，需要進行打磨以確認根部熔合情況。重點是無間隙位置和根部錯邊的熔合情況。在預(yù)熱溫度滿足要求的情況下，對熔合線深度＞1.5mm的局部焊縫需進行打磨至熔合線深度＜1.5mm的情況下，按照工藝參數(shù)要求進行焊接，確保根部缺陷完全去除。

3工藝在項目中的應(yīng)用

在某導(dǎo)管架項目中，單節(jié)導(dǎo)管的最小管徑為2000mm，最大壁厚達50mm，縱縫長度3m。現(xiàn)場施工中，該焊接工藝有效地避免了傳統(tǒng)工藝的弊端，解決了氣刨施工中的噪聲和粉塵問題，減少了一半的吊裝次數(shù)，減少了安全隱患，極大地提高了施工效率，同時減少了滲碳層的打磨作業(yè)量，起到安全、節(jié)能、降本、增效的作用，在導(dǎo)管和鋼樁制管工作中得到了良好的應(yīng)用。實際焊縫外觀成形如圖6所示。

4結(jié)論

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[關(guān)鍵詞]GTAW；Inconel600；壓力容器

一、前言

2009年8月份，我校協(xié)助通達公司生產(chǎn)一臺Inconel600的三氯化鋁發(fā)生器的壓力容器，雖然國外已經(jīng)有相關(guān)的標準，但當(dāng)時國內(nèi)相關(guān)經(jīng)驗還比較欠缺，我校通過走訪、學(xué)習(xí)、借鑒相關(guān)企業(yè)的有色金屬容器的生產(chǎn)制造經(jīng)驗，經(jīng)過反復(fù)的焊接工藝試驗驗證后，將GTAW用于Inconel600焊縫接頭的焊接方法，焊后經(jīng)RT和UT檢驗，焊縫質(zhì)量達到要求。

二、焊接材制的選用

Inconel600的焊接材制的選擇。首先，要保證其熔敷金屬的化學(xué)成分與母材相當(dāng)，S、P等雜質(zhì)元素的含量要控制的很低，使焊縫金屬具有相應(yīng)的性能指標。其次，母材厚度為l6mm，為了保證焊縫每層的質(zhì)量，飛濺少層間易清理等因素，我公司綜合上述因素，采用單面U型坡口，焊接方法為GTAW,焊絲為2.5 Inconel82焊絲其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表1、表2。

三、焊接工藝評定

在進行焊接工藝評定之前，我查閱了許多相關(guān)的資料，選擇不不同的規(guī)范參數(shù)匹配，并在試板上進行一系列的焊接工藝試驗。通過觀察飛濺大小，電弧穩(wěn)定性，焊接表面的成形，母材的熔合情況，確定焊接電流為l60~210(A)電弧電壓為16~18(V)。電流太小，不僅生產(chǎn)效率低，還容易產(chǎn)生未熔合，氣孔等缺陷，電流過大，會引起鎢極熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進入熔池而造成污染，而且還容易引起燒穿或焊縫下陷，咬邊等缺陷，選擇合理的焊接規(guī)范參數(shù)，參照JB4708-2000和GB50236的標準，試板規(guī)格500×150×16對接，保護氣體為Ar,氣體純度99.99％焊槍中Ar氣流量為14~18L／Min，尾部Ar氣流量為l0~12l/Min，焊縫背面Ar氣流量為12~14L／Min，對焊接工藝評定試板進行l(wèi)00％RT無損檢測，符合JB／T4730.2-2005的規(guī)定，Ⅱ級合格然后進行理化解剖和力學(xué)性能試驗，其結(jié)果見表3。

四、產(chǎn)品焊接

1.焊接坡口的準備。對接焊縫的坡口型式，采用機加工，焊前對坡口區(qū)域進行仔細清理，用丙酮或乙醇清洗并去除坡口附近50mm區(qū)域的氧化色等雜質(zhì)

2.焊接要點。在焊接之前，經(jīng)焊工需進行相關(guān)資格的考試，焊工用焊接評定給出的規(guī)范參數(shù)范圍，在非產(chǎn)品試件上進行試焊，調(diào)節(jié)焊接電流，電壓。

3.在焊接過程中，層間溫度嚴格控制在小于或等于90℃、隨時用測溫筆進行測量，施焊過程中背部和尾部需用氬氣進行保護(如圖2)，(尤其第一層、第二層)并且每焊完一層需用PT檢測，必須仔細檢查，如有缺陷，按照有關(guān)程序進行處理，合格后再繼續(xù)施焊。熄弧時定要填滿弧坑，以防止弧坑裂紋。

五、焊后檢驗

焊縫表面無裂紋，氣孔，咬邊等缺陷。焊縫按照JB／T4730.2-2005進行l(wèi)00％RT檢測，II級合格。

六、小結(jié)

Inconel600是鎳基材料中焊接性比較好的一種材料，只要嚴格控制焊接工藝參數(shù)和層間溫度以及層間的清洗，選用匹配好焊接材制，焊縫完全達到產(chǎn)品制造技術(shù)的要求。將GTAW用于鎳基材料的焊接技術(shù)的成功，在焊接工藝、焊工培訓(xùn)、現(xiàn)場操作和焊接質(zhì)量管理方面積累了經(jīng)驗，為學(xué)校以后在有色金屬壓力容器教學(xué)方面奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻：

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化出版社.

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[4]GB50236 現(xiàn)場設(shè)備、 工業(yè)管道焊接工

程施工及驗收規(guī)范[S].

篇8

關(guān)鍵詞：焊接接頭；失效分析；結(jié)構(gòu)因素

熱交換器產(chǎn)品中的固定式不帶法蘭的管板與殼體的連接焊接接頭是產(chǎn)品上的主要焊接接頭，制造過程中焊接接頭內(nèi)部組織的缺陷，如夾渣、氣孔、未熔合、未焊透、裂紋以及組織粗大等，將影響焊接接頭的機械性能，也影響產(chǎn)品使用的可靠性，給使用單位帶來不必要的經(jīng)濟損失，是個不可忽視的問題。通過對焊接接頭性能影響因素的分析和實驗，調(diào)整相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和焊接工藝參數(shù)，防止焊接接頭缺陷的產(chǎn)生，提高接頭機械性能，從而提高產(chǎn)品的使用壽命，減少損失，節(jié)約了材料。

1問題的提出

在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，焊接結(jié)構(gòu)參數(shù)、焊接工藝參數(shù)、焊接前的準備和操作方法等因素都會影響焊接接頭的質(zhì)量，在焊接時就要通過控制相關(guān)技術(shù)參數(shù)來控制焊接接頭內(nèi)部質(zhì)量，盡可能提高焊接接頭的機械性能。在諸多技術(shù)因素中以結(jié)構(gòu)參數(shù)和焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量影響最大，為此，坡口尺寸變化對焊接接頭質(zhì)量的影響及焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量的影響是本課題的主要內(nèi)容。

通過研究不同尺寸的坡口用相同焊接工藝參數(shù)下焊成的接頭在焊接接頭組織、機械性能、焊接應(yīng)力分布的變化；比較對焊接接頭質(zhì)量影響最小的結(jié)構(gòu)尺寸，選出最優(yōu)技術(shù)參數(shù)。

2坡口尺寸的確定

產(chǎn)品的設(shè)計坡口尺寸如圖1所示，其中，管板車邊尺寸為0.25δ,與殼體組對后坡口間隙為0.4δ1，具體根據(jù)不同的板厚在國家標準中有明確的規(guī)定。

本課題根據(jù)中生產(chǎn)單位的實際情況，δ和δ1的取值如表1。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，按《鋼制壓力容器》標準的有關(guān)規(guī)定，可以分別計算出管板車邊尺寸和坡口間隙尺寸，也列于表1中。

在本次試驗中，為了減少工作量，試件的坡口組對成大小端，最大值取6mm，最小值取1mm。雖然該值與國家標準的要求有出入，但符合焊接工藝中保證焊接接頭質(zhì)量的有關(guān)要求，對試驗結(jié)果的正確性影響不明顯。

3模擬試驗與檢測

為保證結(jié)構(gòu)參數(shù)對焊接接頭的組織、應(yīng)力和機械性能等方面影響的試驗結(jié)果準確，在焊接過程中，要求焊接工藝參數(shù)保持不變。

本試驗的試件結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品實際使用的結(jié)構(gòu)相近。對焊接接頭的檢測主要包括焊接接頭熱影響區(qū)應(yīng)力值、機械性能測試和熱影響區(qū)組織分析。

3.1應(yīng)力測試

應(yīng)力測試時采用了應(yīng)力釋放法。

通過焊接接頭區(qū)或焊接熱影響區(qū)某點處的應(yīng)變量測試，計算出該點的應(yīng)力值。用此法檢測比較簡單，所需測試設(shè)備簡便。雖然數(shù)據(jù)不夠準確，但同一試件測試的數(shù)據(jù)有對比性，對本課題來說完全符合要求。

測試時，為使焊接熱影響區(qū)的應(yīng)力相對準確且有對比性，試驗時選焊接接頭焊趾兩側(cè)5mm處平行于焊接接頭中心線的直線上作為測試焊接應(yīng)力的位置，并以5mm的間距為一測試點，兩側(cè)兩端各測6點。

3.2機械性能測試

應(yīng)力測試后的試件用機械加工的方法加工成拉伸試樣，測試其機械性能。

4數(shù)據(jù)分析

4.1測試點應(yīng)力與焊接接頭距離的關(guān)系

以上數(shù)據(jù)表明，離焊接接頭不同的距離的各點間的應(yīng)力是不同的。離熔合線越近，應(yīng)力值越大；離熔合線越遠，應(yīng)力值越小。表明高溫區(qū)更易產(chǎn)生較高的應(yīng)力。

4.2坡口間距對應(yīng)力的影響

坡口間距對應(yīng)的影響也較為明顯，從表中可以看出，坡口間距越大，應(yīng)力值也有明顯的增大，最大間隙處應(yīng)力值（為最小間隙處應(yīng)力值的3.5倍左右）。從理論上分析，坡口越大，需填充的金屬越多，焊接時熱作用時間越長，溫度也越高，因而產(chǎn)生更大的應(yīng)力。

4.3坡口間距對機械性能的影響

可以看出，坡口間距對機械性能的影響較小，但坡口間距對缺陷有較大的影響。兩個試樣都做了宏觀金相檢查，坡口間距越小，未焊透缺陷傾向增加。所以，坡口間距間接地影響了焊接接頭的強度，降低疲勞強度。

5金相分析

在相應(yīng)的最大坡口端和最小坡口端，分別取試樣進行金相分析，對比母材金相，組織變化差異很小。可見，因所用材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（管板和筒體材料都選用了Q235-B），這類材料的組織在加熱時，長大傾向并不明顯。可以認為，坡口間距對焊接接頭及熱影響區(qū)金屬組織的影響是不大的。或者說，因焊接接頭及熱影響區(qū)金屬組織所引起的焊接接頭失效現(xiàn)象的因素要比焊接缺陷和應(yīng)力變化所產(chǎn)生的影響小得多。

6結(jié)論

通過以上分析，造成管板與殼體連接焊接接頭失效的重要因素中，坡口尺寸大小是其中之一。因為坡口尺寸大小對焊接接頭內(nèi)部缺陷的產(chǎn)生及熱影響區(qū)的焊接殘余應(yīng)力大小有著重大的影響，坡口越大，焊接缺陷產(chǎn)生的可能性增加，焊接殘余應(yīng)力增加。在焊接實踐中，可以通過選擇合適的坡口尺寸，配以合理的焊接工藝參數(shù)，盡可能降低焊接接頭及熱影響區(qū)的焊接殘余應(yīng)力，則可以減少此類失效現(xiàn)象的發(fā)生，從而減小生產(chǎn)中的經(jīng)濟損失。

參考文獻

[1]霍立興.焊接結(jié)構(gòu)的斷裂行為及評定[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000，6.

[2]全國壓力容器委員會標準化委員會.GB150-1998，鋼制壓力容器[S].

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關(guān)鍵詞：多層環(huán)縫焊接；CO2 焊；MAG焊；實芯焊絲；富氬（ A r+ CO2 ）混合氣體 ；氣保焊

【分類號】：TD353.5

1 前言

焊接作為汽車制造領(lǐng)域最重要的制造手段之一，在汽車制造過程中的應(yīng)用也越來越廣泛，而如何選擇適合企業(yè)的高質(zhì)量、高效率、高性能和低成本的焊接工藝成為企業(yè)競爭力的關(guān)鍵[7]。目前公司的桿筒焊接總成（如下圖1）中均采用實心焊絲MAG焊，焊接桿筒總成工藝流程為：焊接―粗車外圓（單邊1mm左右）―精車外圓。實芯焊絲MAG焊以其熔深大、焊接效率高、成本低下的特點在油缸行業(yè)的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用， 但它存在著焊接電弧不穩(wěn)定、飛濺大、焊縫成形較差等工藝性能差的缺點， 影響著油缸產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。由于設(shè)備的局限性，傳統(tǒng)的單層焊已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要，為提高公司產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，尋求更先進的焊接工藝，本人在結(jié)合理論分析及桿筒焊接氣孔改善的焊接工藝試驗的基礎(chǔ)上，綜合效率和成本等因素分析所得出的數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場改善課題，為公司油缸產(chǎn)品的焊接尋求最佳工藝提供依據(jù)。

2 理論分析

2.1 保護氣體的選擇

保護氣體的選擇直接影響著桿筒環(huán)焊縫的質(zhì)量，良好的保護氣源能有效的改善焊接成形的質(zhì)量。因為所有保護氣最主要的作用是隔絕空氣中氧氣、氮氣和水蒸氣，保護焊接熔池和電極。保護氣通過焊槍進入，從焊嘴噴出，包圍在電極的四周， 置換掉電極四周的空氣，在熔池和電弧四周形成一個臨時的保護氣罩[5]。

在實施氣保焊時，選擇焊接保護氣的時候，要重點考慮成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等因素，目前油缸行業(yè)焊接工藝經(jīng)常采用70%～80%的Ar和20%～30%的CO2混合氣體作為保護氣。公司焊接工藝普遍采用80%Ar+20%CO2混合氣體作為焊接工藝的保護介質(zhì)，其中Ar作為惰性氣體，在焊接過程中不發(fā)生反應(yīng)，因電弧熱量不易發(fā)散，提高了電弧的熱效率，加速了焊絲熔化，增加了噴嘴的受熱程度[3]。隨著保護氣中Ar含量的增加，焊絲中元素損失大量減小，大部分元素得以熔入到熔池中去，機械性能提高。而焊接熔敷金屬中Mn和Si含量越高，焊縫強度就越高，焊縫延伸率就越低，同時焊縫V型缺口沖擊韌性也會隨之降低[2]。

2.2 多層環(huán)縫焊接的優(yōu)點介紹

實施多層環(huán)縫焊接時，因能在較大范圍內(nèi)調(diào)整熱輸入和焊接速度，因此對焊接熱循環(huán)的調(diào)整較大，有利于提高生產(chǎn)效率與降低成本。對于易淬火鋼結(jié)構(gòu)的焊接，可降低過熱區(qū)高溫停留時間，防止晶粒粗大，減少魏氏體組織。實施多層環(huán)縫焊時，焊道對前一焊道和熱影響區(qū)進行再加熱，相當(dāng)于在AC3以上再加熱，發(fā)生正火那樣的組織轉(zhuǎn)變，形成細小等軸晶，細化晶粒，塑性和韌性得到改善。同時通過調(diào)節(jié)多層焊熱輸入和冷卻時間，改變焊接順序，可以達到控制結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力集中[1]。

采用多層環(huán)縫焊時，可獲取窄熱循環(huán)曲線，使得奧氏體轉(zhuǎn)變溫度AC3以上停留時間短，避免奧氏體晶粒粗化。同時當(dāng)焊縫冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時，再立刻焊接第二層，這樣第一層焊縫及熱影響區(qū)金屬受到第二層焊縫焊接時熱的作用，溫度有所上升，減慢了冷卻速度，可有效避免淬硬組織出現(xiàn)，提高焊接總成的力學(xué)性能[6]。

2.3 桿筒焊接總成氣孔缺陷分析

針對桿筒焊接總成內(nèi)部焊縫產(chǎn)生未焊透、未熔合、分散氣孔、密集氣孔等質(zhì)量事故，我們結(jié)合理論分析對現(xiàn)場運用改善手法分析得出以下幾個影響因素。

1） 第一層焊接速度過慢，層間厚度超過厚，車加工時把第二層的焊縫全部車掉并車進到第一層（打底層焊接缺陷概率比第二層多）。

2） 操作者重視數(shù)量對質(zhì)量輕視，不按頻次清除焊槍噴嘴內(nèi)飛濺物，造成氣路堵塞而供氣不足

3） 設(shè)定的焊接角度在95°，熔敷金屬下淌覆蓋焊道形成虛焊或未熔合。

4） 焊接第一層接頭搭接尺寸365°，并且不設(shè)定擺弧動作，導(dǎo)致母材與焊接金屬熔合不良，有害氣體逸出不及時而形成氣孔。

5） 焊接件表面存在油污，焊接時易造成氣孔。

6） 送氣管老化，減壓閥供氣故障造成不足，保護氣體流量僅為8L/min 。

7） 焊接參數(shù)（電流、電壓.轉(zhuǎn)速）設(shè)定不合理，造成一層焊縫堆高過大，填充蓋面后焊縫余高過大。后續(xù)車加工時直接將兩層之間的焊接缺陷暴露出來，甚至可能因進刀量過大導(dǎo)致刀崩的現(xiàn)象。

3 試驗與改進措施

3.1 焊前準備及注意事項

1） 坡口清理：要求去除坡口表面一切污物，同時要求去處坡口內(nèi)外兩側(cè)各20范圍內(nèi)一切雜質(zhì)；

2） 每次焊接完成后在下一次焊接前，需將焊槍噴嘴上的金屬及雜志清除，需將焊絲頭上已氧化段去除[4]。

3） 在實施封頭與桿筒的環(huán)焊縫焊接時，為避免桿筒外圓上鍍膜、銹跡及油污對焊接質(zhì)量的影響，根據(jù)相關(guān)的資料適當(dāng)調(diào)節(jié)焊槍角度設(shè)定在74°，確保焊接熔深和焊接熔合比 ，從而有效地防止了焊接未熔合、氣孔的產(chǎn)生。

4） 焊接點的水平設(shè)定。焊接時應(yīng)將待焊部位旋轉(zhuǎn)調(diào)整至水平位置進行焊接，以保證焊縫的內(nèi)部及外觀質(zhì)量。

3.2 焊接參數(shù)以及改進措施

為驗證以上相關(guān)的理論正確性，我們制定了以下幾個方面的對策，力求從工藝的源頭上消除焊接未焊透、未熔合、分散氣孔、密集氣孔等質(zhì)量缺陷，同時改善焊縫的余高過大問題，方便后續(xù)加工。實驗過程的相關(guān)工藝參數(shù)如表1所示

1） 改變焊接電流與電弧電壓，重點修改一層焊接參數(shù)（電流、電壓、轉(zhuǎn)速），確保打底層的高度比例值在50%-65%范圍內(nèi)。

2） 第一層搭接設(shè)定360°，為第二層的過渡層提供平整的焊道，并設(shè)擺弧動作。

3） 加強對操作人員的培訓(xùn)，要求認真觀察焊接熔合的情況，出現(xiàn)問題及時解決。

4） 按ISO9002“對特種工藝的要求”認真執(zhí)行過程參數(shù)首檢、巡檢，以實現(xiàn)對過程參數(shù)的連續(xù)監(jiān)控。

5） 更換新的氣管，更換有故障的減壓閥保證保護氣流量在10-15L/min。同時抽檢相關(guān)廠家的保護氣體純度是否達標，確保保護氣體的保護作用有效。

6） 下發(fā)相關(guān)措施單，禁止待焊接件機加工時擦油保護，同時要求在焊接前，用毛巾擦凈待焊零件表面油污

4 效 果

在實施改進措施后，經(jīng)跟蹤驗證焊接1000件桿筒，出現(xiàn)了14件分散單個氣孔，未焊透、密集氣孔、未熔合都為零件，不合格率1.4%，在生產(chǎn)可控范圍值內(nèi)。經(jīng)焊縫橫斷面宏觀全面檢查，表明在各焊腳位置均無未熔合現(xiàn)象，完全滿足了GB 50661-2011鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范的有關(guān)技術(shù)要求。車削加工反饋出來的結(jié)果也比較良好，刀崩現(xiàn)象得到緩解。

5 結(jié)束語

實踐證明，在桿筒焊接工藝采用多層焊接環(huán)縫工藝，選擇合理的焊接參數(shù)與焊接工藝措施，不但能夠控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接形變和應(yīng)力集中，而且能保證焊縫的組織和性能，有效提高產(chǎn)品品質(zhì)與外觀。對油缸行業(yè)焊縫質(zhì)量要求（如韌性、外觀等）較高的重要構(gòu)件（桿筒、缸筒），推薦采用富氬（ A r+ CO2 ）混合氣體+實芯焊絲進行多層環(huán)縫焊接工藝。

參考文獻

[1] 焊接冶金學(xué) 張文鉞 主編 機械工業(yè)出版社

[2] 金屬焊接材料手冊 吳樹熊 尹士科 李春范 主編 化學(xué)工業(yè)出版社

[3] 焊接手冊（第三卷）?焊接結(jié)構(gòu)編. 北京：機械工業(yè)出版社.

[4] 焊接工藝500問. 徐粗雄主編 機械工業(yè)出版社.

[5] 混合保護氣體成分對焊縫成形的影響 許先果主編 重慶大學(xué)

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關(guān)鍵詞：焊接接頭；失效分析；結(jié)構(gòu)因素

熱交換器產(chǎn)品中的固定式不帶法蘭的管板與殼體的連接焊接接頭是產(chǎn)品上的主要焊接接頭，制造過程中焊接接頭內(nèi)部組織的缺陷，如夾渣、氣孔、未熔合、未焊透、裂紋以及組織粗大等，將影響焊接接頭的機械性能，也影響產(chǎn)品使用的可靠性，給使用單位帶來不必要的經(jīng)濟損失，是個不可忽視的問題。通過對焊接接頭性能影響因素的分析和實驗，調(diào)整相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和焊接工藝參數(shù)，防止焊接接頭缺陷的產(chǎn)生，提高接頭機械性能，從而提高產(chǎn)品的使用壽命，減少損失，節(jié)約了材料。

一、問題的提出

在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，焊接結(jié)構(gòu)參數(shù)、焊接工藝參數(shù)、焊接前的準備和操作方法等因素都會影響焊接接頭的質(zhì)量，在焊接時就要通過控制相關(guān)技術(shù)參數(shù)來控制焊接接頭內(nèi)部質(zhì)量，盡可能提高焊接接頭的機械性能。在諸多技術(shù)因素中以結(jié)構(gòu)參數(shù)和焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量影響最大，為此，坡口尺寸變化對焊接接頭質(zhì)量的影響及焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量的影響是本課題的主要內(nèi)容。

通過研究不同尺寸的坡口用相同焊接工藝參數(shù)下焊成的接頭在焊接接頭組織、機械性能、焊接應(yīng)力分布的變化；比較對焊接接頭質(zhì)量影響最小的結(jié)構(gòu)尺寸，選出最優(yōu)技術(shù)參數(shù)。

二、坡口尺寸的確定

產(chǎn)品的設(shè)計坡口尺寸如圖1所示，其中，管板車邊尺寸為0.25δ,與殼體組對后坡口間隙為0.4δ1，具體根據(jù)不同的板厚在國家標準中有明確的規(guī)定。

本課題根據(jù)中生產(chǎn)單位的實際情況，δ和δ1的取值如表1。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，按《鋼制壓力容器》標準的有關(guān)規(guī)定，可以分別計算出管板車邊尺寸和坡口間隙尺寸，也列于表1中。

在本次試驗中，為了減少工作量，試件的坡口組對成大小端，最大值取6mm，最小值取1mm。雖然該值與國家標準的要求有出入，但符合焊接工藝中保證焊接接頭質(zhì)量的有關(guān)要求，對試驗結(jié)果的正確性影響不明顯。

三、模擬試驗與檢測

為保證結(jié)構(gòu)參數(shù)對焊接接頭的組織、應(yīng)力和機械性能等方面影響的試驗結(jié)果準確，在焊接過程中，要求焊接工藝參數(shù)保持不變。

本試驗的試件結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品實際使用的結(jié)構(gòu)相近。對焊接接頭的檢測主要包括焊接接頭熱影響區(qū)應(yīng)力值、機械性能測試和熱影響區(qū)組織分析。

3.1應(yīng)力測試

應(yīng)力測試時采用了應(yīng)力釋放法。

通過焊接接頭區(qū)或焊接熱影響區(qū)某點處的應(yīng)變量測試，計算出該點的應(yīng)力值。用此法檢測比較簡單，所需測試設(shè)備簡便。雖然數(shù)據(jù)不夠準確，但同一試件測試的數(shù)據(jù)有對比性，對本課題來說完全符合要求。

測試時，為使焊接熱影響區(qū)的應(yīng)力相對準確且有對比性，試驗時選焊接接頭焊趾兩側(cè)5mm處平行于焊接接頭中心線的直線上作為測試焊接應(yīng)力的位置，并以5mm的間距為一測試點，兩側(cè)兩端各測6點。

3.2機械性能測試

應(yīng)力測試后的試件用機械加工的方法加工成拉伸試樣，測試其機械性能。

四、數(shù)據(jù)分析

4.1測試點應(yīng)力與焊接接頭距離的關(guān)系

以上數(shù)據(jù)表明，離焊接接頭不同的距離的各點間的應(yīng)力是不同的。離熔合線越近，應(yīng)力值越大；離熔合線越遠，應(yīng)力值越小。表明高溫區(qū)更易產(chǎn)生較高的應(yīng)力。

4.2坡口間距對應(yīng)力的影響

坡口間距對應(yīng)的影響也較為明顯，從表中可以看出，坡口間距越大，應(yīng)力值也有明顯的增大，最大間隙處應(yīng)力值（為最小間隙處應(yīng)力值的3.5倍左右）。從理論上分析，坡口越大，需填充的金屬越多，焊接時熱作用時間越長，溫度也越高，因而產(chǎn)生更大的應(yīng)力。

4.3坡口間距對機械性能的影響

可以看出，坡口間距對機械性能的影響較小，但坡口間距對缺陷有較大的影響。兩個試樣都做了宏觀金相檢查，坡口間距越小，未焊透缺陷傾向增加。所以，坡口間距間接地影響了焊接接頭的強度，降低疲勞強度。

五、金相分析

在相應(yīng)的最大坡口端和最小坡口端，分別取試樣進行金相分析，對比母材金相，組織變化差異很小。可見，因所用材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（管板和筒體材料都選用了Q235-B），這類材料的組織在加熱時，長大傾向并不明顯。可以認為，坡口間距對焊接接頭及熱影響區(qū)金屬組織的影響是不大的。或者說，因焊接接頭及熱影響區(qū)金屬組織所引起的焊接接頭失效現(xiàn)象的因素要比焊接缺陷和應(yīng)力變化所產(chǎn)生的影響小得多。

六、結(jié)論

通過以上分析，造成管板與殼體連接焊接接頭失效的重要因素中，坡口尺寸大小是其中之一。因為坡口尺寸大小對焊接接頭內(nèi)部缺陷的產(chǎn)生及熱影響區(qū)的焊接殘余應(yīng)力大小有著重大的影響，坡口越大，焊接缺陷產(chǎn)生的可能性增加，焊接殘余應(yīng)力增加。在焊接實踐中，可以通過選擇合適的坡口尺寸，配以合理的焊接工藝參數(shù)，盡可能降低焊接接頭及熱影響區(qū)的焊接殘余應(yīng)力，則可以減少此類失效現(xiàn)象的發(fā)生，從而減小生產(chǎn)中的經(jīng)濟損失。

參考文獻：

[1]霍立興.焊接結(jié)構(gòu)的斷裂行為及評定[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000，6.

[2]全國壓力容器委員會標準化委員會.GB150-1998，鋼制壓力容器[S].