導語：如何才能寫好一篇焊接技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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摘 要：激光是20世紀以來，繼計算機、原子能、半導體之后，人類的又一重大發明。由于其用于焊接技術中具有被焊件變形極小、熱影響區小、焊接深度/寬度比高、不局限于導電材料、不受磁場的影響、焊接過程中不產生X射線并且不需要真空的工作條件等特點，目前在很多的制造領域得到廣泛應用。以美國、日本和歐盟為首的發達國家非常重視激光焊接技術的應用和發展，并將其列入國家的發展計劃。該文對激光焊接技術的工作原理、工藝參數、特性特點和在現代工業中的應用等方面進行了綜述，研究表明它既是高質量、低成本生產不可或缺的技術手段，又是新產品研發的技術保證。

關鍵詞：激光焊接 工作原理 工藝參數 特性特點 技術應用

中圖分類號：TG45 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（a）-0059-02

焊接技術是實現材料永久性連接的方法，被廣泛應用在機械制造、動力工程、建筑工程、車輛工程、石油化工和航空航天等領域，已成為制造業不可或缺的加工技術。目前常用的焊接方法有電弧焊接、電子束焊接、電阻焊接和釬焊等。但這些焊接方法在空間限制和對精細件的操作等方面都存在各自的缺點。激光束作為一種高能量密度的熱源，因其具有高精度、高能量密度和適應性強的特點，近些年在焊接領域得到了迅速的發展和運用，已逐漸成為傳統焊接技術的補充和發展，并正朝著高質量、低成本的方向發展，具有很大的發展前景和發展潛力。在未來，其在材料連接領域必將起到至關重要的作用。

1 激光焊接的原理

激光焊接本質上是非透明物質和激光相互作用的過程。整個過程是極其復雜的反應過程，宏觀上表現為熔化、吸收、汽化和反射，微觀上是一個量子過程。根據焊接的機理分為熱傳導焊接和激光深熔焊。熱傳導焊接是當激光輻射到焊接材料上時，一部分激光被焊接材料吸收并將光能轉化為熱能，表面熱量通過以熱傳遞的形式向材料深處傳遞使焊接工件熔化，最終將焊件熔接到一起。激光深熔焊是將功率密度較大的激光束輻射到焊接材料時，材料將吸收的光能轉化為熱能，并被加熱到汽化產生金屬蒸汽，在金屬蒸汽離開工件表面時產生的反作用力的作用下，熔化的金屬液體流向四周并形成凹坑，隨著熱量的不斷產生，凹坑逐漸加深，當停止激光的照射后，凹坑周邊溶液回流、冷卻后將工件焊接在一起。

2 激光焊接的工藝參數

現在激光焊接在各領域中得到了廣泛的運用，因為焊接質量出現問題造成的危害是十分嚴重的，故正確控制和設定影響焊接質量的工藝參數，使其在激光焊接過程中控制在良好的范圍內，對保證焊接質量有著重要的意義。現實生產中激光焊接的工藝參數如下。

（1）焊接速度：焊接速度低會使焊接材料過度熔化，從而導致工件焊穿，而焊接速度過快又會使焊接的熔深過淺。所以在現實生產中對特定材料的厚度和激光功率有一個合理的焊接速度范圍。

（2）離焦量：離焦量是激光焊接的重要參數，因為離焦量改變了能量密度和光斑直徑。當離焦量較小時，激光光斑直徑小、功率密度大，熔池有較快的擴展速度，而初始匙孔直徑減小；如果離焦量較大時，初始匙孔直徑增大，而熔池擴展速度減慢，焊點尺寸有可能減小。

（3）激光脈沖寬度：激光脈寬由熱影響區和熔深確定，它區別于材料熔化和材料去除，決定加工設備的體積和造價。實踐證明每種材料都有一個可使熔深達到最大的最佳脈沖寬度。

（4）激光脈沖波形：當焊接材料表面被高強度激光束輻射時，將會有60%～98%的能量反射而損失掉，且材料的反射率會隨時間而變化。當材料溫度在熔點時，反射率會下降，當材料在熔化狀態時，反射率穩定在一定數值上。

（5）功率密度：單位面積內激光功率稱為功率密度，它直接影響材料的升溫時間，激光功率越大，材料表面溫度升得就越快。高功率密度在切割、打孔等材料去除加工中得到廣泛的應用。低功率密度易形成良好的熔融焊接，在傳導型激光焊接中，其數值控制在104～105 W/cm2。

3 激光焊接的特點

（1）激光的能量釋放極其迅速，整個焊接過程在幾秒內完成。這提高了焊接生產效率，并有效減少了焊接材料的氧化量。激光焊接的能量密度高并且熱量比較集中，因此焊接熱影響區極小，非常適合熱敏感材料的焊接。

（2）用偏轉棱鏡或反射鏡可以將激光束在任何方向聚焦和反射，并可用光導纖維傳到難以接近的位置，所以可以應用到無法安置或難以接近的焊接地點。

（3）激光束聚焦后可獲得很小的光斑，并能精確定位，因此可以用于微小型工件的大批量自動化生產。

（4）激光束易實現光束的空間和時間分光，能進行多光束同時加工和多工位加工，因而為精密焊接提供了有力基礎。

（5）激光焊接在具有以上優點的同時，也存在要求焊件裝配精度高、要求光束位置不能顯著偏移、最大可焊厚度受到限制、能量轉換效率太低和設備投資較高的缺點。

4 激光焊接技術的應用

隨著對焊接技術的研究和工業激光器的研發，激光焊接技術在量產焊接行業得到廣泛的運用。國外發達國家激光焊接技術在航空工業、核能設備、汽車制造、塑料焊接、船舶制造和特種材料焊接等領域已達到與傳統相融合，成為一項成熟的焊接技術。例如德國的奔馳、奧迪、大眾，瑞典的沃爾沃等汽車制造商從20世紀80年代就在車身、車頂和側框等部位采用激光焊接技術。近期世界各大汽車制造商都把鎂合金在零部件利用的多少作為衡量其產品技術領先程度的標志，而鎂合金在焊接時容易形成熱脆性大、組織疏松的氧化膜，其焊接工藝更為復雜，所以近期激光焊接鎂合金成為研究的熱點。國內對激光焊接技術的研究主要在激光焊接特性分析、控制、檢測，深熔激光焊接模擬，水下激光焊接、激光堆焊、填絲激光焊、鋁合金激光焊和寬板激光拼焊等質量控制方面。隨著我國工業制造的發展，高效的加工技術將是未來工業發展的趨勢，而激光焊接技術與這一發展趨勢十分匹配。但是我國在激光焊接的應用缺少更多的數據支撐，有待進一步深入研究。

5 結語

激光焊接技術是集激光技術、焊接技術、材料技術、自動化技術、產品設計技術和機械制造技術為一體的綜合技術。作為一種新型的焊接技術由于具有很強的加工能力、很高的適應性以及更加先進的質量檢測手段，激光焊接技術在許多行業已經逐步取代了一些傳統的焊接技術。伴隨世界工藝和技術的不斷發展，激光作為非接觸柔性制造工具的特點必將體現得更加鮮明。激光焊接必然會成為綠色環保、便捷高效、節能降耗的先進制造技術，促進我國產品技術改造和工業領域的技術進步，滿足我國制造業的發展需要。

參考文獻

[1] 王剛.激光焊接技術的現狀及應用領域[J].科技展望，2016，26（18）：149.

[2] 王志.激光焊接技術的研究現狀及發展趨勢[J].新技術新工藝，2016（3）：42-44.

[3] 屈紅英.激光焊接技術在汽車制造中的應用價值分析[J].中國設備工程[J].中國設備工程，2016（9）.

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關鍵詞：散裝鍋爐；焊接技術；管理

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.003

0 引言

隨著我國工業化的發展，制造和安裝工業產品都依靠焊接技術的應用，散裝鍋爐作為典型的一種設備安裝工程，更是離不開焊接技術的使用。散裝鍋爐的焊接技術主要包括鍋爐內部鋼架和管道的焊接。焊接技術可以說是鍋爐生產的核心關鍵命脈，不僅要求經濟合理、技術先進，更緊要的是要防止鋼架變形，安裝的質量要保證優良。只有質量可靠的焊接技術，才能保證鍋爐在長期的運行過程中可以安全穩定，從而保證國家財產和人民生命的安全性。

1 焊接前的準備工作

在鍋爐的焊接過程中，鍋爐的受熱面管規格復雜、材質緊湊，存在著各種困難，因此鍋爐生產前的焊接準備工作應該得到相應的重視，主要有以下幾個方面：

1.1 焊接的管理

首先，相關單位應在鍋爐生產開始前，明確相關的焊接操作圖紙及技術標準，并針對焊接技術要求制定規劃系統的施工方案，細化到焊接相關的每個部位。其次，建立健全焊接施工的質量體系，明確焊接施工相關人員在焊接過程的職責，例如焊工、焊接工藝員、裁量管理員等，最大程度的確保焊接質量體系的實施。另外，對于焊接工具和焊接部件，要做全面的檢查和保養，確保相關設備的質量和性能，加強焊接管理人員的管理培訓，加強人員的管理和技術水平。

1.2 人員的管理

焊接技術人員是焊接過程中的直接工作者，其技能的水平直接影響到焊接的質量，可以說十分重要。必須是通過焊接考試合格的人員，才可以從事具體的焊接技術工作，并且只能操作其通過考試考核的項目內容。合格的焊接技術人員在進入焊接現場之前，應該熟悉焊接的全部工藝流程，必須操作過相關的模擬訓練。

在焊接操作現場時，操作人員如果遇到與操作規范標準不同的工藝，應堅持拒絕焊接工作。在焊接完成之后，操作人員應嚴格遵守防火、安全等相關規定，在焊接處做自己相應的代號，具有優秀的職責意識。

1.3 材料的管理

鍋爐的焊接施工所需要的相關材料必須要有材質證明書或者是合格證，要有明確的生產廠家信息和地址，以方便查詢并具有信息追溯性，同時要經過建設和監理單位一同驗收通過才能使用。施工現場的鍋爐部件，如耐熱合金件及合金鋼管，必須要逐個逐件的進行光譜的檢查。焊接鋼管的氬弧焊絲要經過光譜抽查并確定符合工藝后，操作人員才可施工焊接。

2 散裝鍋爐的管道焊接

2.1 點固焊技術

點固焊又稱為定位焊縫，在整條焊縫焊接之前，要先將被焊接件的接縫和間隙固定下來，定位焊縫的長度、間距和厚度，都需要保證焊縫在正式的焊接操作過程中不會開裂（表1）。

在采用根部點固焊時，要對焊縫進行認真檢查，如果發現缺陷要及時處理。

2.2 氬弧焊技術

氬弧焊在根層的焊縫檢查之后，需要及時的進行次層焊縫的填充，避免產生裂紋。在焊接前的管口要采用組對卡具，焊縫要一次連續性焊接完成不能中途停下，不能在焊件的表面試驗電流或者引燃電弧。

采用氬弧焊技術時還應注意焊接起弧和收弧處的質量，收弧的時候應該把出現的弧坑填滿，在多層焊接時，第一層焊縫的根部要均勻焊透，不能燒穿，層間的接頭處要錯開。每層焊完之后要及時清除飛濺物、熔渣等雜物，同時進行外觀檢查，如果發現缺陷要及時清除重新焊接。

2.3 雙人對稱焊接技術

在成排管道和直徑大于219管道的對接焊口，一般都采取雙人對稱焊接方法，此方法可以減少接頭缺陷和焊接變形，保證焊接質量并增加美觀。雙人對稱焊接是指兩名焊工在相反方向同時進行焊接工作，這要求兩名焊工所用的電流強度、運條方法、所用的焊條、焊接速度等基本相似，這種方法可避免冷接頭，提高焊接質量。

3 散裝鍋爐的鋼架焊接

一般散裝鍋爐都為膜式水冷壁結構，工作壓力大，蒸汽溫度高，內部結構復雜，牽涉的鋼材種類較多，焊接的難度較大。鍋爐的鋼架屬于承重結構，焊接質量直接影響著鍋爐運行的使用壽命和運行的安全可靠，鋼架焊接的質量不可忽視，不僅要求技術先進合理，更重要的是避免鋼架變形，確保焊接質量，具體可有以下幾點：

（1）焊接準備工作。鋼結構的施工焊接之前必須要進行技術交底，在交底完成之后才可以進行焊接工作；焊接的場所要采取各種防雪、防雨、防風等措施；鋼結構的部件應經相關專業人員精細檢查合格之后才能進行焊接工作；每個零部件在組裝之前要進行詳細檢查，如果發現變形或有瑕疵要及時校正和調整才能組裝點固。（2）焊接技術工作。鋼對接的焊接工作應該以減少應力、防止變形為原則，焊縫比較長時要采用分段焊法；梁、柱等焊件的組對順序首先要焊接對接的焊縫，之后經過詳細檢查合格后再組對，焊接加固板，完成大型焊件的組裝后，也要經檢查合格后再焊接各接口點和卡頭；大型鋼的對接焊縫，要采用雙人或多人對稱位置焊接，單條的焊縫長度超過300毫米時要采用分段退焊法或者是間挑分段法。

4 結語

隨著科技和工業產業的發展，散裝鍋爐的焊接技術已成為一門成熟的新技術，該技術為我國的鍋爐安裝行業帶來了新的機遇。在產業發展的未來，國家經濟日益發展，科技不斷的進步，散裝鍋爐焊接技術會更加完善，更加科學，在技術人員的研究努力下，鍋爐焊接將經濟合理的運用到工程建設中，確保鍋爐的運行穩定和安全。

參考文件：

[1]丁希文，齊水艷.散裝鍋爐焊接技術措施[J].科技傳播，2010（17）：151-155.

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關鍵詞：焊接；金屬；技術 焊接檢測

1 焊接技術概論

1.1焊接過程的物理本質

焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結合和擴散連接成一體的工藝過程.促使原子和分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓，或同時加熱又加壓。

1.2焊接的分類

金屬的焊接，按其工藝過程的特點分有熔焊，壓焊和釬焊三大類。

1.2.1熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。為了提高焊接質量，人們研究出了各種保護方法。例如，氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧，就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池，冷卻后獲得優質焊縫。

1.2.2壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態下實現原子間結合，又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態時，在軸向壓力作用下連接成為一體。各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接過程，也改善了焊接安全衛生條件。

1.2.3釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現原子間的相互擴散，從而實現焊接的方法。

1.2.4焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用，而發生組織和性能變化，這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件，焊前對焊件接口處預熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質量。另外，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊后都需要消除焊接應力，矯正焊接變形。

1.2.5現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強度除受焊縫質量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接（正交接）和角接等。對接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時，除保證焊透外還應考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費用低等因素。厚度不同的兩塊鋼板對接時，為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中，常把較厚的板邊逐漸削薄，達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接，常優先采用對接接頭的焊接。

搭接接頭的焊前準備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘余應力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常采用。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。采用丁字接頭和角接頭通常是由于結構上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫，這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中；焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。角接頭承載能力低，一般不單獨使用，只有在焊透時，或在內外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結構的拐角處。焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節約能量。焊接的密封性好，適于制造各類容器。發展聯合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結合，可以制成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構，經濟效益很高。采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結構可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發揮各種材料的特長，達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。

1.2.6未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料，以進一步提高焊接質量和安全可靠性，如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術和控制技術，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現程序控制、數字控制；研制從準備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產線上，推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產水平，改善焊接衛生安全條件。

2 焊接檢測

焊接缺陷：焊接檢測目的是發現焊接缺陷。焊接缺陷是指焊接接頭中的不連續性、不均勻性以及其它各種不完整性，有時也叫焊接欠缺。我們介紹焊接缺陷幾種常見的形式、形成原因和應對方法：

焊接變形和焊接應力。焊接接頭局部位置加熱與冷卻是不均勻的，局部位置的各部分金屬處于從液態塑性狀態彈性狀態的不同狀態，并隨著熱源和溫度的變化而發生變化，因而在焊接過程中產生了焊接變形和焊接應力。焊件降溫到室溫時留存在焊件中的變形和應力一般稱為焊接殘余變形和焊接殘余應力。焊接變形會降低組裝件裝配質量、造成焊接錯邊、降低接頭性能和結構承載能力，易產生附加應力，增加制造成本。其應對措施為合理設計、減少焊縫數量及尺寸、預留收縮量、反向變形、剛性固定等。焊接應力會降低結構強度、穩定性、疲勞強度，增加構件脆性斷裂概率，減少焊接應力一般的方法有合理設計、減少焊縫尺寸和長度、避免焊縫過分集中、采用剛性較小的接頭形式、縮小焊接區與結構整體的溫差、采用合理的焊接順序和方向等等。

氣孔。在焊接區中分別來自焊接材料、空氣、焊絲和母材表面雜質和高溫蒸發形成的各種CO、CO2、H2、O2、N2氣體未完全逸出，在金屬凝固前殘存于焊縫中形成了氣孔。它會降低塑性和強度、減少焊縫有效截面積，引起泄漏，可以采取封閉焊接場所防止穿堂風、烘干焊條、清潔波口兩側、控制氬氣流量、選擇設備性能穩定且標定合格的焊接設備等措施來進行防治。

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【關鍵詞】化工設備；焊接；質量控制

一、焊接材料和方法分析

（1）材料的焊接性分析。所謂材料的焊接性是指在一定的工藝條件下，焊接接頭能符合質量要求的可能性。具體來說是指材料在現有的焊接方法和焊接工藝條件下進行焊接時，能夠獲得高質量的焊接接頭，而且接頭不會出現裂紋、斷裂等導致材料的性能指標明顯下降。擁有良好焊接性的材料采用一般的焊接工藝就能夠達到焊接要求，而焊接性不良的材料往往采用特殊焊接工藝也難以達到焊接要求。影響材料焊接性的因素有很多，具體包括塑性、膨脹系數、導熱系數、熱容量、熔點和沸點等。（2）不同的材料選擇不同的焊接方法。首先是碳鋼焊接方法。碳鋼根據含碳量不同，可以把鋼材分為低碳鋼和中碳鋼。低碳鋼常用的焊接方法是手工電弧焊，焊接效果良好。其次是合金鋼的焊接。目前應用較多的合金鋼是含鋁鋼，這類鋼的一個特點就是淬火變脆，因此在進行含鋁鋼焊接時，要注意焊縫的合金化。在焊接過程中藥快熱快冷，縮短高溫停留時間，防止碳遷移。

二、焊接前的準備工作

（1）焊接工件準備。現代工業生產中應用到的設備都比較大，特別是一些塔器和球罐等，難以運輸，很多組隊工作都需要在施工現場完成。但是在進行設備組件焊接前必須清楚設備組隊的詳細內容。對于那些相對較為簡單的設備組隊，要給于充分的焊接技術指導，進行技術交底。對于那些復雜設備的組隊焊接工作，要編制相應的施工方案，經各方批準后方可實施焊接。而且在進行具體的焊接工作以前，要檢查焊接接頭的坡口形式、工件的尺寸等，發現運輸途中出現損傷的要先進行修復工作，再進行焊接工作。（2）焊接設備準備。焊接設備的準備主要是指焊接電源和焊接輔助設備的準備，這樣在進行焊接工作過程中就會提高焊接工作效率、提高焊接質量。常見的焊接輔助設備是氬弧焊機、手工電弧焊機等。電源有直流電和交流電之分，由于不同設備對焊接的要求不同，對電源的選擇也不同。國際上最先進的焊接電源是陡降性硅整流弧焊電源，在特殊條件下必須使用該電源。（3）焊接材料準備。常見的焊接材料有焊條、焊劑、焊絲、保護氣體等。在所有的焊接材料中，焊條是尤為重要的，在進行焊接前，要先對焊條進行烘干，根據焊接要求的不同選擇不同的焊接材料。在進行焊接前對焊接材料的準備工作不僅能夠提高工作效率，而且能夠在很大程度上提高焊接質量。（4）焊接工藝準備。焊接工藝的準備主要包括焊接工藝指導書和焊接工藝指令卡的編制。如果材料的焊接性試驗針對的是本單位首次施工的材料，應該確認該材料和已經試驗過材料的焊接性相同或相同，此時試驗可以免做，否則一定要做可焊性能試驗。然后，根據試驗得出的數據，對焊接電流、焊材、保護氣流量、線能量等進行評定，根據母材的特性，編制特定的預熱或焊后熱處理工藝。否則不能進行焊接施工。

三、焊接技術的質量控制

（1）焊接前的質量控制。焊接前的質量控制是指編制詳細的焊接施工作業指導書，其主要包括四個方面，首先是材料、方法、人員管理。使用什么樣的焊接材料、應用那種焊接工藝、焊接材料的管理、焊接人員的選擇和培訓、焊接質量如何控制、防護措施、安全措施等一定要做到位。其次是做好加工工作。坡口加工要領、引弧板的安裝等一定正確到位。第三，組裝，具體包括預熱、定位、清根、焊縫加工、后熱、焊縫返修等。第四，焊后檢查，具體指焊后外觀檢查、檢查方法和要領，需要達到什么樣的標準等。（2）焊接中的質量控制。所謂焊接中質量的控制是指要加強對焊接人員的管理，確保焊接人員按照焊接工藝指導書和焊接計劃書的要求進行焊接操作。比如，焊接順序要正確，焊接電源、焊接速度、運條方法、焊條和焊絲的選擇、后熱保溫等一定要和焊接計劃書相一致，并根據要求，對焊縫的外觀尺寸等進行確認。（3）焊接后的質量控制。所謂做好焊接后的質量控制是指要做好焊接施工的記錄工作，并確保施工記錄的真實和有效，并且具有可溯性，一方面給焊接施工人員以思想上的壓力，確保其認真對待焊接工作，保證整個焊接施工過程的嚴肅性，保證焊接質量。另一方面，為以后的焊接工作積累經驗，成功的經驗可以進行總結和推廣，發現問題并及時解決，防止再次出現同類問題，推動焊接技術和焊接工藝的發展。

參 考 文 獻

[1]盧金海，化工設備的焊接技術和質量[J].技術論壇.2010（2）：104

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關鍵詞 ：鏡面焊接技術液壓管道探討

中圖分類號：TG4文獻標識碼： A

0前言

隨著焊接技術的發展，鏡面焊接技術已經在鍋爐受熱面的焊接中得到了廣泛的應用，由于鍋爐部分組件的管排數量很大、管排的間距很小，需要在狹小的空間施焊，焊口布置的局部位置肉眼無法觀察到，用以往的焊接方法在該位置肉眼無法觀察發到，鏡面焊接技術可以解決這個施工難題，我們可以想到，在施工中不僅僅只有鍋爐受熱面管排存在空間狹小，焊接位置困難，無法直接看到焊縫的焊接部位用普通焊接方法難以施焊的情況，鏡面焊接技術在其他施工領域中存在很大的應用價值，在這里主要討論鏡面焊接技術在液壓管道焊接中應用的可行性。

1技術原理及組成

鏡面焊主要原理是在肉眼無法觀察到的焊口位置附近放置一面鏡子，焊工利用鏡子的反射成像原理，通過觀察鏡子內的熔池來進行焊接，而常規的焊接方法是焊工直接目視焊口和熔池進行焊接操作，這是鏡面焊接與普通焊接最大的區別。鏡面焊原理圖如下圖所示。

鏡面焊原理圖

鏡子是由一個不銹鋼的鏡面板通過球形關節與蛇形軟管連接，蛇形軟管再與一個強力鐵磁的磁性塊相連，球形關節和蛇形軟管可以任意彎折變換角度，鐵磁的強力磁鐵可以牢固的吸附在管子和任意的導磁類金屬體上，鏡面的材質要求較高，一般為不銹鋼材料，施焊時可調整鏡面至合適位置。鏡面距離焊縫的相對位置視管排的間距而定。

2焊接前準備及注意要點

（1）鏡面的放置技巧十分重要，鏡面盡量靠近實物且與實物平行，防止因位置過遠或與實物不平行，導致焊接的準確性下降。

（2）鏡片及實物距操作者不要太遠，避免因距離過遠加大操作難度而影響焊接質量。

（3）嚴格控制對口間隙，點固焊焊縫的位置應該在鏡子的正面。（4）施焊時焊槍的角度對焊接出優質焊縫十分關鍵，要求焊工按要求組對好焊縫的間隙且蓋面前模擬好焊槍運行的軌跡以調整焊接距離及角度，是鏡子處于最佳的觀測位置。

（5）檢查氬氣流量，鎢極伸出長度并預制焊絲用量的弧彎度。

3技術難點及技術要點

鏡面焊的最大難點在于填充層和該面層的焊接，因為填充層和該面層的焊接，因管排間距小，此時局部焊縫無法觀察到，只能借助鏡面來觀察，最重要的一步是焊接操作人員的手法，因為反射的映像是反方向的，焊接位置比較困難，焊工操作時無法直接觀察，要借助鏡子的反射進行焊接的方法，因鏡子中焊縫與實物的位置相反，操作時容易出現咬邊、坡口的邊緣未融合，內部層間未融合和氣孔或由于操作不熟練碰撞鎢極導致鎢極破損等。進行鏡面焊接施焊的焊工如果不經過專門培訓，沒有扎實的焊基本功是不可能完成的，也不可能焊接處優質的焊接接頭。因此，必須經過訓練才可以熟練操作。

鏡面焊操作的要點：焊接時焊絲緊貼焊縫，連續送絲，焊槍做小幅度擺動，焊槍選用可做360度旋轉的氬弧焊槍，鏡面鋼的制作很重要，焊接飛濺在鏡面上不會停留和留下痕跡。氬弧焊打底采用內加絲法焊接，填充層焊接以兩側破口線為基準，控制焊縫熔池的大小。為了便于控制焊縫高度和層間溫度，焊接電流適當降低，選用的焊機具備高頻引弧和電流衰減功能的裝置，以便于獲得高質量的焊縫。

4液壓管道的布置特點

液壓管道安裝是液壓設備安裝的一項主要工程。管道安裝質量的好壞是關系到液壓系統工作性能是否正常的關鍵之一，一般液壓管道的排布密集、粗細不均，管外壁與相鄰管之間的距離很小，管道的敷設排列和走向要求整齊一致，層次分明。盡量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度應≤2/1000；垂直管道的不垂直度應≤2/400。液壓管道焊對清潔度的要求較高，應采用氬弧焊焊接，焊接前應將坡口及其附近寬10～20mm處表面臟物、油跡、水份和銹斑等清除干凈。

以往的我施工常常是在一條管路施工完再進行其他管道的焊接，效率比較低，而要求給后續的沖洗、試壓留出足夠的時間，要提高焊接效率就要大量管道同時施焊，而管道的間距往往很小，難以用普通的焊接方法同步進行，這個技術難題可以通過鏡面焊接技術解決。

5液壓管道焊接與鍋爐受熱面焊接相同點

（1）管子排布密集、管子間間距小，相鄰管道同時施焊普通焊接方法難以實現。

（2）焊接質量要求高，都為氬弧焊焊接。

由此可見在鍋爐受熱面管排中采用的鏡面焊技術在液壓管道的施焊中同樣適用。

6結語

隨著焊接技術的快速發展，鏡面焊接技術在實際施工中將會得到普遍應用，并得到廣泛的推廣。為現場施工解決了組件困難位置焊口的焊接問題，同時提高了焊接效率、省時省力！

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【關鍵詞】焊接技術;鋁合金;社會發展;施工

信息、能源和材料是21世紀最為重要的三個因素，也是決定一個社會進步與否最為重要的因素。鋁合金材料就是一種相對較為先進的材料，由于其較好的導電性和較強的耐腐蝕性而得到了快速的推廣。隨著鋁合金應用范圍的逐步拓展，鋁合金焊接技術也得到了快速的發展，其發展方向具體而言可以分為三個主要的方面：第一，新的焊接技術在不斷出現，例如交流MIG焊、穿孔型等離子弧立焊等都是近幾年出現的先進焊接技術;第二，高密度焊機技術得到了快速的發展，這類焊接技術主要有電子束焊和YAG激光焊等;第三，隨著焊接技術的不斷發展摩擦攪拌焊作為一種全新的焊接技術出現并得到了廣泛的應用。

一、鋁合金焊接的特點

鋁合金是一種新型材料，鋁合金具有密度低、耐腐蝕性強、機械輕度高等優點，正是這些優點決定了鋁合金廣泛的用途。隨著鋁合金材料在生活與生產之中的廣泛應用，鋁合金焊接技術也得到了快速的發展與進步，與傳統材料焊接相比鋁合金焊接技術存在以下幾個特點：

第一，鋁合金焊接技術在進行焊接的過程之中容易出現接頭軟化情況，而且這種軟化情況相對于傳統金屬焊接軟化情況更為嚴重，這是由于焊接接頭的強度系數較低造成的，這一特點是阻礙鋁合金焊接技術發展的最大障礙;第二，鋁合金與鐵有著很大的不同，鐵的表面附著的氧化鐵，其熔點和鐵的熔點和接近，但是鋁合金的表面附著的是氧化鋁，這種物質的熔點高達2060度，這會給焊接帶來巨大的困難，必須采用較大功率的電焊機;第三，鋁合金材質的原因，在焊接的過程之中極易產生氣泡，給焊接過程造成阻礙。正是由于鋁合金具有這些特點，在進行焊接的過程之中會遇到很多問題，正是這些問題推進了鋁合金焊接技術的持續發展。

二、現代鋁合金焊接技術

1.鋁合金的激光焊

隨著激光技術的不斷發展與進步，現代鋁合金激光焊接技術也得到了快速的發展，與此同時，大功率的激光焊接設備也獲得了巨大的進步與發展，這已經成為現代鋁合金焊接技術發展的主要方向之一。激光焊接技術與傳統的焊接技術相比較存在很多方面的優勢，其中較為主要的優勢有以下幾個方面：

首先，激光焊接技術的能量較高，產生的熱能相對較少，這就決定了焊接過程之中產生的形變較小，有利于鋁合金材料的外形保持;其次，激光焊接技術的冷卻速度較快，這就讓焊接的接頭更加良好，穩定性能較高。激光焊接已經在鋁合金焊接方面獲得了廣泛的應用，積累了大量的經驗，為我國經濟社會的發展帶來了巨大的貢獻，也正是由于這個原因決定了激光焊接技術在未來必將會獲得更好的發展。

2.低頻調制型脈沖MIG焊

低頻調制型脈沖MIG焊也是一種較為先進的鋁合金焊接技術，其技術原理是利用較為低頻率的脈沖信號進行焊接，一般情況下我們使用的為0.5-50HZ的脈沖信號，使單位脈沖信號的實現持續不斷的變換，得到周期性變化的脈沖群，之后引起相應的電弧力和熱也發生周期性的變化，典型焊接電流、電弧電壓波形如圖1所示：

圖1 低頻調制典型焊接電流、電壓波形

3.鋁合金的激光-電弧復合焊

隨著鋁合金應用范圍的逐步擴大，單一的焊接技術已經不能滿足生產的需要，正是在這種情況之下鋁合金的激光-電弧復合焊應運而生，這種焊接技術的出現滿足了生產的需求，促進了經濟的持續發展。

鋁合金的激光-電弧復合焊主要應用的范圍為分為激光與TIG電弧、MIG電弧及等離子體復合，這些工藝在國內的發展還處于初級階段，主要是在國外的發展較好，一般都是應用在汽車和輪船等方面。針對這一焊接工藝的研究國內仍處于起步階段，只能是研究和發展的方向，并沒有投入實際的生產與應用過程之中。

4.鋁合金穿孔型等離子弧立焊

早期鋁合金穿孔型等離子焊是以平焊形式出現的，但后來實踐發現，立焊方式不僅可以使可焊厚度增加，更重要的是，焊縫成型穩定性有顯著提高。等離子焊時，熔池中液態金屬受重力，等離子射流的正向壓力和切向力，液體金屬表面張力等，當等離子弧相對焊件向上移動時，在這些力的綜合作用下，液態金屬沿小孔邊緣向下流動，并在穿孔下方重新愈合形成焊縫，使穿孔熔池得以動態保持，實現焊接。鋁合金穿孔型等離子弧立焊示意圖如圖2所示。

圖2 鋁合金穿孔型等離子弧立焊示意圖

5.鋁合金的摩擦攪拌焊（FSW）

英國焊接研究所（TWI）在1991年提出了摩擦攪拌焊這一工藝。該工藝在發達國家已經得到廣泛應用，尤其是在造船、航天航空和汽車業的鋁合金連接上，如挪威的Ma-rineAluminum公司、波音公司、日本日立公司等，而國內有關該工藝的研究尚處于起步階段。鋁合金FSW的優點：

首先，鋁合金的摩擦攪拌焊可以很好地促進焊接接頭質量的提高，這是鋁合金的摩擦攪拌焊工藝最為重要的優點。鋁合金的摩擦攪拌焊工藝屬于固相焊接的范疇，實際的和娜姐過程之中不會出現裂紋和氣孔等問題，采用該工藝進行焊接可以在低于鋁合金熔點的溫度之下完成焊接過程，這樣也就保證了焊接原件的物理形態，讓焊接效果更為完美。

其次，鋁合金的摩擦攪拌焊工藝的焊接成本較低，在實際的焊接過程之中對外界環境的要求相對較低，不需要保護氣體，對焊接裝配的精度要求相對也較低，在焊接之前也不需要進行繁瑣的準備工作，節約了大量的人力與物力。

最后，鋁合金的摩擦攪拌焊工藝具有操作簡便、焊接過程穩定的特點，在實際的焊接過程之中不會產生難聞的氣體，這一特點決定了鋁合金的摩擦攪拌焊工藝的環保意義。與此同時，鋁合金的摩擦攪拌焊焊接過程之中不會產生紫外、紅外等有害光線，是對人體的一種間接保護。

三、結束語

鋁合金材料的應用范圍在逐步的推廣，其焊接技術也在不斷的進步，并推動著現代社會的發展與進步。在未來社會的發展之中，新型的鋁合金焊接技術必然會不斷出現，激光焊、激光-電弧復合焊、雙束激光焊及摩擦攪拌焊是近年發展起來的焊接鋁合金的新工藝近幾年來逐步發展起來的焊接技術，已經為我國鋁合金焊接技術的發展帶來了很多益處，在不久的將來肯定會進一步的促進焊接技術的進步與發展。

參考文獻

[1]喬培新，于新泉，潘建軍，龍偉民. 現代焊接技術在汽車制造中的應用與發展[J].金屬加工（熱加工），2009，22：13-16+19.

篇7

摘要：近年來，我國國民經濟發展水平不斷提高，金屬壓力容器行業也得到了快速發展，新的經濟發展形勢對壓力容器的質量提出了更高的要求。焊接技術在壓力容器制造的過程中發揮著重要的作用，能夠有效的提高壓力容器的質量，滿足經濟發展的要求。為了改善我國壓力容器制造技術落后的情況，相關制造單位在不斷的引進先進技術，提高壓力容器制造的效率和質量。本文主要對壓力容器制造過程中焊接技術的應用進行了分析，研究提高壓力容器制造水平的新技術。

關鍵詞：壓力容器；焊接技術；應用

1壓力容器焊接技術概述

焊接技術就是在高溫高壓的外部環境作用下，通過焊接材料的運用將母料結合在一起的工作手法，在工業發展中有著非常廣泛的應用。焊接技術能夠有效的保證壓力容器的密閉性和承壓能力，實現大型化的壓力容器制造。在壓力容器的制造過程中，焊接工作占據著很重要的地位，焊接的工作量占據總工作量的41%左右，在大型壓力容器中焊接工作量高達51%。目前，我國的焊接技術多種多樣，對于不同的壓力容器，需選擇與之相應的焊接技術，以保證焊接質量能夠滿足生產作業的要求。

焊接技術在工業發展占據著重要地位，在壓力容器的制造過程中應嚴格注意對焊接質量的控制，若焊接質量過低，可能會導致壓力容器無法承載相應的壓力，發生液體的泄露或者氣體爆炸，將帶來十分惡劣的影響，嚴重的危害人民群眾的生命財產安全，焊接技術對壓力容器的質量有決定性的影響。

2壓力容器焊接技術的應用研究

2.1窄間隙埋弧焊技術

窄間隙埋弧焊技術主要應用于厚板焊接的領域，對于厚度超過100mm的母材焊接具有獨特的優勢，在壓力容器的制造得到了越來越廣泛的應用。窄間隙埋弧焊技術焊接材料的利用效率更高，能夠有效的減少材料的使用量，在較短的時間內實現有效焊接。這種技術在焊接的過程中承受的應力小，出現變形的機率相對較低，與普通的寬坡口埋弧焊技術相比，具有低成本、高效率、高質量的優勢。窄間隙埋弧焊技術在我國焊接領域已經發展的相對成熟，經過大量的實踐表明，該項技術能夠有效的提高壓力容器的焊接質量，保證其在生產使用過程中的安全性能。

2.2接管自動焊接技術

（1）接管與筒體自動焊接。 隨著科學技術水平的不斷提高，工業生產不斷的朝著機械化、數字化方向發展，自動焊接技術應用不能能夠提高焊接工作的效率，也能夠充分保障壓力容器的焊接質量。接管與筒體的自動焊接，主要是通過馬鞍形埋弧自動焊機實現。它能夠根據接管內徑與四連桿夾緊裝置，輸入相應的機械參數之后，機械設備按照一定的數學模型進行運作，實現自動化、機械化的焊接。馬鞍形埋弧自動焊機還能夠根據不同的焊接位置，進行多層連續焊接，實現內、外馬鞍的自動焊接。同時該設備還具有斷點記憶的功能，在焊接作業的過程中能夠實現機械設備的自動復位。

（2）接管與封頭自動焊接。在進行接管與封頭自動焊接之前，要對自動焊機設備進行自動定心，通過設備自身的數據輸入和運作，確定中心線的位置。自動定心相比于人工定心來說，不僅能夠提高定心工作的效率，還能夠有效的保證定心的準確程度。該項設備在焊接的過程，實現了對焊接工作的自動跟蹤，通過輸入相關的參數，對焊接部位進行有規劃的自動焊接，有效的提高了壓力容器的焊接質量。

（3）彎管內壁堆焊技術。由于工作環境的需要，某些壓力容器的內壁要進行防腐蝕層的焊接，對于壓力容器的直管部位，焊接相對比較容易，而彎管內壁由于具有特殊性，在內壁部位存在相應的角度，增加了焊接工作的難度。對于不同角度的彎管，根據其內壁的實際情況，需采用不同的焊接技術，目前我國對于彎管內壁的堆焊技術研究已經逐漸成熟。

1）30°彎管內壁堆焊。30°彎管的堆焊是通過借助焊機自身的五軸協調運作，根據預設的數學模型，焊機三軸運動進行自動焊接。在焊接的過程中，工件運作與焊機的搖擺幅度相協調，保持運行速度的穩定不變。每當焊接完成一圈之后，需要對擺角位置進行變動，在移動焊機之后重新進行自動定位。在內壁堆焊的過程中，需注意對焊機搖擺幅度的控制，一般情況下，搖擺幅度由小到大進行調整，焊機工作進入收尾部分是，再次將幅度調小，保證內壁焊接的結構和層次。在彎管內壁堆焊時，需應用數學模型對所需的參數進行計算。盡量選用具有自動追蹤和斷點記憶功能的焊機，其機械設備能夠自動復位，保證焊接過程的順利進行。

2）90°彎管內壁堆焊。90°彎管內壁堆焊的施工技術難度較大，在過去技術水平相對落后的情況下，是仿照30°彎管的施工操作流程進行焊接。因此，在進行90°彎管堆焊之前，需將彎管切割成三部分，依次進行防腐層焊接之后，再將彎管連接在一起，這樣的堆焊方式不僅操作復雜，過程繁瑣，焊接的效率也十分低下，在焊接過程中也容易存在安全隱患。如今，已經研制出專門用于90°彎管內壁堆焊的焊接設備，主要是運用彎管母線的縱向結構，通過二維變位機對焊接點進行旋轉焊接。這種焊接方式大大提高到了壓力容器內壁焊接的效率與焊接質量。

（4）激光復合焊接。激光復合焊接是近幾年發展起來的新型焊接技術，這種焊接技術逐漸取代了對鎢極填絲氬弧焊技術。鎢極填絲氬弧焊技術的焊接質量較為穩定，在焊接的過程中無焊接材料飛濺的現象，接頭性能良好，一度得到廣泛應用，但是這種焊接技術的工作效率低下，在特定的施工環境中焊接質量不能得到有效的控制，制約了壓力容器質量的提高。激光復合焊技術通過激光器的使用，具有焊接效率高、承受的熱應力較小，不易發生焊接形變等優點，能夠保證壓力容器焊接外部的美觀，提高焊接質量。同時，激光復合焊接技術操作簡便，焊接的返工率很低，保證了壓力容器的安全性能。

3結束語

綜上所述，壓力容器在現代工業建設的過程中發揮著重要的作用，提高壓力容器的質量能夠有效的促進工業生產的安全。近年來，隨著科學技術水平的不斷發展和新技術的引進，我國的焊接技術的水準不斷提高，焊接技術不斷向數字化、機械化、自動化的方向發展，為大型壓力容器的制造提供了技術支持。通過新型焊接技術的應用，有效的提高了壓力容器的質量，對我國工業制造的發展有著積極的促進作用。

參考文獻：

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關鍵詞：船舶 高效焊接 發展趨勢

1 引言

高效焊接方法是現代船舶建造的主要生產工藝之一，其焊接效率高低直接影響著船舶建造周期，也是體現一個造船企業焊接技術水平和生產能力的重要標志。近年來，隨著我國船舶制造業的蓬勃發展，船舶焊接逐步向設備大型化、技術自動化邁進[1]。本文結合生產實際情況，重點解決產品焊接關鍵技術和工藝，不斷加強高效焊接方法的技術研究，同時擴大生產應用范圍，為全面完成公司生產任務、提高產品質量發揮了巨大作用。

2 高效焊在船廠中應用探討

高效焊在船廠的發展軌跡，可以明顯發現有以下幾大特點[2]：

2.1高效焊機械化率逐年提升，發展速度比較緩慢

加快分段建造速度、減少單船船臺周期，是縮短造船周期、提高船舶生產總量的主要手段。不斷擴大高效焊技術生產應用，從而提高自動化、機械化焊接生產比率是實現快速造船的重要保障基礎。

通過三種高效焊方法比較，我們發現C02氣體保護焊占有率從2000年到2005年提高近15％，且呈穩定上升趨勢，埋弧焊應用率波動稍大，但占有率僅占總量10％左右，鐵粉焊條占有率有下降趨勢，但幅度不大。另外，從機械化率、高效化率及焊工人均焊材日耗量等技術指標可以看出，公司在船舶生產中焊接機械化率有所提高，但發展較慢，具體表現在焊工人均焊材耗量5年來僅提高了約3kg。

2.2自動化程度不高，焊接新工藝推廣應用不多

自動化焊接技術在船舶建造中有著舉足輕重的地位，FCB單面焊、薄板壓力架單面焊、垂直氣電焊等自動焊接工藝是我公司目前生產效率較高的幾種焊接方法。

公司的TTS平面分段拼板焊接壓力架采用FCB法三絲埋弧單面焊方法，焊絲直徑4-6．4mm，主要用于平面組裝階段的船底外板、舷側外板、雙層底板、頂板、甲板和隔板等的拼板對接焊及相應結構的拼板對接焊，可焊接厚度5～35mm鋼板的拼板焊縫，拼板尺寸大小為（1．5×6）mm～（3×12）mm，其中5-25mm厚度鋼板可以采用單絲或多絲單道焊接完成，大大提高了拼板焊縫的焊接生產效率。

薄板壓力架焊接設備對改善薄板焊接變形，提高焊接質量有重要作用。該設備具有雙絲埋弧焊和單絲氣保護焊的兼容性，埋弧焊絲適用直徑2．4-5．0mm，氣保護焊絲適用直徑1．0mm-2．4mm，對3-20mm厚度鋼板的拼焊可采用單面焊工藝，一次拼焊長度達到12m。通過采用適當焊接工藝，可以控制船舶上層建筑結構拼板焊接變形。另外，該設備投入生產使用后緩解了中、厚板拼板焊接的生產壓力。

除拼板單面焊、垂直氣電焊等典型自動化焊接方法外，公司船舶制造焊接工藝方法中大量采用的是C02半自動氣體保護焊。而其他許多新工藝受設備、技術、生產設計、組織管理等因素影響，目前還未能在公司承接的船舶建造中應用。

2.3焊接設備技術更靳不快，焊條電弧焊機仍擁有一定數量

通過5年的設備更新和技術改造，焊條電弧焊機總量下降，且比例由原來的70％降低至50％左右，但仍擁有一定數量，這也是導致生產中手工焊條消耗總量居高不下的主要原因。這也是高效機械化率沒有大幅提高、焊工人均焊材耗量增加不快、焊接生產效率依舊保持較低水平的原因之一。

3 船廠高效焊發展趨勢

中國正朝著世界第一造船大國的目標邁進，船舶建造能力不斷擴大。要實現目標，除了擴大船塢規模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應用，提高焊接生產效率也勢在必行。因此，今后幾年的高效焊發展趨勢有以下幾大特點。

3.1焊接工藝、方法的多樣化

為了適應船舶制造不同區域生產流程節奏，確保各生產節點有序按時完工。部件工場、血面分段區域采用的雙絲埋弧自動焊拼板焊接裝置將進一步提高焊接效率，此外，船塢大合攏焊接將根據船板厚度需要適時開發雙絲垂直氣電焊等新工藝。

3.2CO2氣保護焊將完全替代焊條電弧焊方法

目前，手工焊條焊接仍是江南造船不可或缺的主要生產工藝。自動角焊、半自動角焊、垂直自動角焊等各類C02氣保護焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺區域和曲面分段制造車間也將不再采用焊條電弧焊方法，或許只在少量焊縫修補中可能會使用。

3.3焊接設備向大型化、系統化、集成化、自動化轉變

造船基地由于造船模式、生產管理、工藝流程變化，對焊接生產提出了全新要求，焊接必將以機械化、自動化生產為主，這決定了選用的焊接設備具有大型化、集成化特點，以平面分段生產線為例，另外，曲面分段、船塢、平臺等生產區域需配備C02氣保護自動焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類自動化焊接設備。

3.4焊接材料的工藝、性能要求高

由于焊接方法的多樣化和自動化程度提高，對焊材工藝要求進一步提高，自動化焊接勢必提高焊接熱輸入量，為保證焊接接頭綜合力學性能，特別是焊縫強度、韌性等指標，船舶焊接生產中需要大量高性能焊材應用。對某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同樣需要具有特殊的技術特點。

4 結語

從目前情況來看，船廠新廠承接的船型與老廠有很大區別，板厚、等級強度都有所提高，產品種類更為豐富。我們應該珍惜江南搬遷的良好契機，充分利用現代化造船用焊接設備，通過對造船焊接工藝不斷研究、改進，開發出適宜于新造船的焊接生產工藝，從而加快向現代化造船模式轉化、把船舶焊接技術水平提高到一個新的高度。

參考文獻：

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關鍵詞：鈦管焊接；產生缺陷的原因；保護措施；焊接工藝；焊接質量

中圖分類號：F253.3文獻標識碼： A 文章編號：

一、概述

該工程位于四川省樂山市五通橋區樂山福華通達農藥科技有限公司廠區內，鈦管主要分布在濕式氧化車間，該管道屬壓力管道GC類，輸送介質為草甘膦廢水，設計溫度250℃，設計壓力7.7Mpa，一旦由于管道存在施工質量缺陷，結構強度或致密性存在問題而發生泄漏，則會引起中毒、火災、爆炸以及其他人體傷害事故，嚴重危害生命及財產安全。

二、鈦TA10的性能分析

鈦TA10是銀白色金屬，鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔點1668±4℃，熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子，沸點3260±20℃，汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子，臨界溫度4350℃，臨界壓力1130大氣壓。鈦導電性能較差，略低于不銹鋼，鈦具有超導性，純鈦的超導臨界溫度為 0.38-0.4K。在25℃時，鈦的熱容為0.126卡/克原子·度，金屬鈦是順磁性物質，導磁率為1.00004。

鈦是非常活潑的金屬，高溫下與許多氣體有親和力，鈦加熱至300℃時開始吸收氫，400℃時開始明顯氧化，500℃時開始明顯氮化，600℃時氧化、氮化均很劇烈，1000℃時碳可與鈦反應，由于氫、氧、碳均是間隙元素，溶于鈦形成間隙固溶體，使晶格產生較大的扭曲和畸變，變形抗力增加。上述元素因溫度降低而溶解度下降，會析出氫化鈦、氧化鈦、氮化鈦及碳化鈦等脆性化合物，使鈦焊縫的強度和硬度增加，塑性、韌性嚴重下降，引起焊縫脆化。因此鈦的焊接必須在惰性氣體保護下進行，不但熔池處要保護，而且在焊后剛開始冷卻時焊縫和熱影響區都應保護，即300℃以上區域均應處于惰性氣體保護下。

鈦具有可塑性，高純鈦的延伸率可達50-60%，斷面收縮率可達70-80%，。鈦中雜質的存在，對其機械性能影響極大，特別是間隙雜質（氧、氮、碳）可大大提高鈦的強度，顯著降低其塑性。鈦作為結構材料所具有的良好機械性能，就是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的。

三、鈦及鈦合金焊接時容易產生的問題與原因及防護措施：

1、焊TA10焊接接頭脆化問題

焊接接頭脆化原因：這是因為鈦TA10是一種活性金屬，不僅液態熔滴和熔池具有強烈吸收氧、氮、氫的能力，而且在固態下也能吸收氧、氮、氫等間隙元素。其中氫在金屬溫度達到300℃以上時被快速吸收；氧在金屬達到600℃以上時被快速吸收；氮在金屬達到700℃以上時被快速吸收。因此當焊接接頭焊接時得不到有效保護時，不僅焊縫受到氧、氮、氫的污染，而且熱影響區也會受到其污染。

焊接接頭脆化防止措施有：

（1）嚴格控制母材中氧、氮、氫等的含量，其中，氧的質量分數應小于0.15％；氮的質量分數最高允許為0.05％；氫的質量分數應小于0.015％。

（2）選擇對焊接區保護良好的焊接方法；氬弧焊、真空電子束焊、等離子弧焊。

（3）對焊件，焊絲表面的水分，油脂等進行嚴格清理。

（4）焊槍加拖罩，通氬氣，對焊縫及其附近300℃以上的高溫區進行保護。

（5）對質量要求高的焊件，焊前將焊件和焊絲放入800～900℃的真空退火爐中進行消氫處理。

2、焊接接頭裂紋問題

焊接接頭裂紋產生的原因：當母材中氧、氮、雜質含量較高或焊接時保護不良，焊縫或熱影響區從空氣中吸收了比較多的氧、氮時，焊縫或熱影響區會產生脆化，在較大的焊接應力作用下就會產生低塑性脆化裂紋。 焊接熱影響區產生延遲裂紋主要與氫有關，氫含量的提高使該區析出TiH2的量增加，增大該區的脆性，同時TiH2析出時體積膨脹引起較大的組織應力，以致最后形成延遲裂紋。

防止措施：

（1）減少焊接接頭中氧、氮、氫的來源，例如：選用氧、氮、氫含量最低的母材和焊接材料，焊前嚴格清理焊件和焊絲；加強對焊接接頭的保護，防止氧、氮、氫的侵入等；

（2）在可能的條件下對焊件進行真空去氫處理；

（3）焊后及時進行消除應力處理。

3、焊縫氣孔問題

氣產生氣孔的因素很多，而且很復雜，一般認為氫氣是產生氣孔的主要原因。熔池中部的溫度最高，氫的溶解度相應最低；從熔池中部到邊緣，溫度逐漸降低，氫的溶解度逐漸增加。因此氫不斷由熔池中部向熔合線附近擴散聚集。如果熔池存在的時間過短以至于氣泡來不及浮出，就會在熔合線附近形成氣孔。

防止措施：

（1）對焊件表面，焊絲表面上的油污、氧化膜、水分等進行嚴格清理，酸洗后到焊接的時間不應超過2h,否則放到干燥環境中貯存。

（2）嚴格控制母材、焊絲、氬氣中氫、氧、氮氣體雜質 的含量，并對焊絲進行真空除氫處理。

（3）正確選擇焊接參數，增加熔池停留時間以便于氣泡逸出。

（4）用等離子弧焊代替鎢極氬弧焊，由于前者的熔池溫度高，氣體逸出快，并能對熔池前方的焊接坡口起到比較大的熱清理作用。

（5）焊槍與通氬氣的管道采用尼龍軟管，而不采用橡膠管，以保持低的氬氣露點。

四、保護措施及焊前準備：

1、焊槍結構的改進：

為提高焊槍的保護性能，使用由噴嘴噴出的保護氣流呈層流狀態，并有一定的挺度，將槍體改為徑向進氣結構，瓷嘴大小的選用不小于18mm。這種槍體有光滑較長的氣室和光滑較大的呈圓錐狀的氣孔。

2、保護拖罩及夾具：

由于鈦TA10在焊接過程中高溫區易氧化，為此必須在工件的正面、背面（有的在側面）用拖罩保護，拖罩的結構和尺寸由焊件的幾何形狀和尺寸來確定。本工程TA10管徑最大為φ114，最小的為φ33.7。因此充氬時利用棉布填充至管口兩側20~40cm處，將氬氣皮管嵌入棉布內充入氬氣，焊縫則利用紙膠帶密封。拖罩一般由0.8mm厚的純銅板制成，根據尺寸制作成下圖形狀的保護罩，罩內下部設有2～3層0.125x0.125mm（100目）的銅絲網，其結構如下圖，在用其進行保護時，氬氣由引入管通到分配管內，經上方噴出，得以均勻分布和緩沖。當氣流經過銅絲網，便又得到了再次分配，使氣流更加穩定地保護著焊縫，從而取得良好的保護效果。

保護罩的材料最好采用紫銅或鈦材制成，根據不同的位置，可制做許多不同位置的保護罩。常用的保護罩結構形式，銅絲網的安裝位置，就是在進氣管的下面放一層銅絲網，與罩的邊緣點固焊即可（如圖一、二所示：）。

圖一：常用保護罩的結構形式

圖二：保護罩實際效果圖

由于鈦及鈦合金不僅液態時能吸收氧、氮、氫等氣體雜質，而且當達到一定溫度的固態時也能吸收氧、氮、氫氣體雜質，因此，焊接時不僅需要保護熔池和焊縫不受空氣沾污，而且需要對加熱溫度超過350℃的熱影響區和焊縫背面進行保護，氬氣的保護效果可以根據表從焊縫及熱影響區表面的顏色來判斷。一般應保證焊接接頭焊后為銀白色。通常采用在焊槍上加氣體保護拖罩和背面加氣體保護墊板的方法來加強保護。鈦及鈦合金管道焊接常用的保護方法（如圖三所示）:

圖三：鈦焊接保護措施橫面及截面圖

備注：1：焊槍2：保護罩3：鈦管材4：擋板

四、焊前準備

鈦管在焊前要仔細清理。清理母材的方法如下：

1、采用機械加工坡口，對母材采用不銹鋼砂輪片進行打磨至金屬光澤，再用合金鋼內磨頭對坡口再次進行打磨；坡口角度不宜太大，單邊角度35°~40°適宜，坡口間隙2mm~3.5mm適宜（如圖四所示）。

圖四：焊接坡口圖

2、再在坡口兩側30㎜~60mm區域內用鋼絲刷刷凈，直至露出金屬光澤為止。

3、坡口面及其兩側40～50㎜區域內用丙酮清洗2～3遍，再用白色綢布將其擦拭干凈；

4、用電熱吹風機充分干燥坡口面，隨后焊接方可開始。

5、焊絲的清洗可用質量分數為8﹪～15﹪的NaOH 堿液來清洗，溫度為60～70℃，時間2～3min,取出用水沖，干燥，用細砂布（要求不含鐵質）打磨后，再用丙酮清洗一遍即可使用。

6、保護氣體采用一級純氬（99.999﹪）.露點為-45℃，當氬氣瓶中的壓力降至0.981Mpa時應停止使用，以防止影響純鈦焊接接頭的質量。

7、環境保護：注意觀察周圍環境是否有污染物質，如灰塵、煙霧、工作環境一定要干凈，清潔，必要時在焊接處做一個臨時移動的小房子。

8、下列任一情況禁止施焊：

a 相對濕度＞80﹪；

b 風 速：≥8m/s；

c 氣體保護焊時≥1.5m/s；

d 溫 度：焊件溫度低于5℃；

e 天 氣：無防雪，防雨措施的室外作業（在有雨、雪時），現場環境不能滿足以上要求時，應采取搭設防護棚，利用烘爐加熱提高環境溫度，降低空氣相對濕度等措施后方可進行焊接施工，在防護棚內放置溫、濕度表，方便觀察環境溫度和濕度。

五、焊接方法及參數的選擇

1、內保護及外保護

由于該車間最大管徑為φ114.3x8，因此我們不采用內部拖罩保護，而采用與不銹鋼焊接相同的氬氣保護方法。將管壁內部清洗干凈后，用棉布將管壁兩頭封死，并將氬氣皮管插入管壁內部的底部，再將管壁外部焊縫區域用紙膠帶包裹住，在紙膠帶上開一到兩個小孔，方便沖氬時管壁內部其他氣體的排放。根據管子長度選擇沖氬時間，一般沖氬時間為5~8分鐘。檢測沖氬是否完全，可將打火機放在紙膠帶開孔處，若打火機在開孔處熄滅，則沖氬完全；若打火機在開孔處繼續燃燒，則內部還有空氣。

鈦管的焊接，外保護至關重要，焊接后的外觀是否合格，內部是否存在氣孔等缺陷，與外保護密切相關，因此我們外保護采用專門根據管壁自制的拖罩進行保護。拖罩工與焊工之間要配合密切，在焊接過程中，拖罩工人要根據焊工焊接速度向焊工焊接方向慢慢推動，推動過程中要時刻注意熔池，同時也要注意拖罩推動的方向不能與焊縫發生橫向偏移。

2、管口組對

管口組對時，特別要注意管口內部清潔，坡口角度一般在45°~43°之間。管材組對時，我們一般在坡口處點固三點，每點5mm左右。點固時必須確保內部沖氬完全，再將紙膠帶在點固處扯掉200mm~300mm方便施焊。每個點固處必須確保內部沖氬完全，再配合拖罩保護進行點固。

六、厚壁TA19管得焊接工藝

厚壁TA10管焊接時我們經過實踐，確定采用小電流，多層多道焊（如圖五所示），焊接過程中焊絲加入熔池填充焊縫時要小擺動或不擺動，若擺動幅度過大，焊槍內的氬氣與保護罩內的氬氣未形成對流，則會影響焊縫的成型，容易造成氣孔等缺陷；但不能把焊絲端頭紅熱部分從噴嘴有效保護區內拿出，以免焊絲端頭氧化，焊接打底層時，點固處兩端需采用不銹鋼砂輪片進行打磨，打磨后再用合金鋼內磨頭進行打磨，最后用不銹鋼鋼勾將打磨時管壁上的鐵屑等雜物勾出管內，使其達到絕對清潔。

圖五：多層多道焊接順序

在每焊接完一層后，須進行冷卻，我們采用大功率吹風對焊縫進行冷卻，待焊縫表面溫度冷卻到60℃~80℃時，方可繼續進行下一層的施焊。為了充分利用氬氣和達到焊縫及熱影響區良好保護，應當采用紙粘帶貼搭接板焊縫，再施焊時應邊焊邊取紙帶。焊接時如鎢極碰到了焊縫金屬應立即停焊，去除焊縫中夾鎢點，并修磨鎢極尖端后再焊。一條焊縫中途停焊重新焊接時，應重疊10mm～20mm。多層焊縫在進行下一道焊縫前，對前道焊縫要徹底清除表面污染、夾雜等缺陷。弧坑應填滿，接弧處應熔合焊透。焊縫表面不得有咬邊、弧坑、氣孔、裂紋等缺陷，焊縫出現不合格嚴重氧化時應磨掉重焊，重焊時應徹底清理重焊區坡口及周邊并采取相同的焊接工藝。

焊縫同一部位返修次數不宜超過2次；返修前需將缺陷清除干凈，必要時可采用表面滲透檢測確認；待焊部位應開出寬度均勻，表面平整，便于施焊的凹槽，且兩端有一定坡度；返修焊縫性能和質量要求應與原焊縫相同。外觀成型良好，顏色呈銀白色的合格焊口（如圖六所示）。

圖六：合格焊口視圖

七、焊縫檢驗：

1、外觀檢查:

通過外觀檢查可發現的缺陷有：表面氣孔、夾渣、焊穿、咬邊、裂紋及其類似的 表面缺陷和焊接接頭的表面顏色。檢查可用10倍以內的放大鏡。檢查以前，應在焊縫兩側的20mm寬的范圍內去渣清洗，然后沿焊縫兩面進行檢查。

表一：鈦焊縫表面顏色的判定標準

2、著色探傷:

著色探傷是檢查焊縫表面缺陷的有效手段。可用來顯示微小的、肉眼難以觀察的表面缺陷，如微裂紋、氣孔、針孔、熔合不良等。必要時用薄片尼龍砂輪在焊縫表面輕輕打磨，再進行著色探傷可大大提高檢驗的靈敏度。鈦焊接接頭的著色探傷按JB4730進行。可用于工序檢查（每道焊縫施焊后的工序間檢查）、最終產品檢查以及維修檢查。

3、射線探傷：

根據設計要求，該工程對TA10進行100%射線檢測。焊縫的射線檢測應符合現行行業標準《承壓設備無損檢測第2 部分射線檢測》JB/T 4730.2的規定。

篇10

關鍵詞：鋼結構；焊接；技術；質量

1、我國鋼結構焊接技術發展現狀

隨著現代人們對建筑外形美感的要求，鋼結構工程因其空間可塑性越來越受到人們的青睞，最具代表性的當屬國家體育場――鳥巢，國家游泳中心――水立方，超高、大跨度鋼結構工程一次又一次出現在人們的視野中，造型新穎，獨具美感。但是，結構復雜，節點繁多，對焊接技術的超高要求也隨之而來，比如，“鳥巢”中空間彎扭構件多分支節點，“水立方”中非對稱、不規則球狀節點，2014青島世界園藝博覽會空間管桁架立體拼接節點，這些都對鋼結構的焊接技術提出了新要求，難度大大提高。但也可以從這些成功建成的建筑中看到，我們鋼結構焊接技術人員克服了一個又一個技術難題，發展迅速。

2、建筑鋼結構焊接技術探討

2.1、主要焊接技術

連接件接頭受拉（壓）時的靜載強度計算：（全焊透對接接頭的各種受力示意，如圖1，F為接頭所受的拉（壓）力，Q為剪切力，M為平面內彎矩）。

圖1

焊縫受拉（壓）時的強度驗算：

焊縫彎矩、剪力時的強度驗算：

式中L――焊縫長度（mm）；M――焊縫截面的截面模量（mm3）；I――焊縫截面對其中和軸的慣性矩（mm4）；S――焊縫截面剪力處以上對中和軸的面積矩（mm3）；δ1――連接件中較薄板的厚度（mm）；σ――連接件受拉（σt）或受壓（σα）時焊縫所承受的應力（N/mm2）――連接件受剪力焊縫中所承受的應力（N/mm2）〔σ′t、σ′α、σ′V〕――分別為焊縫抗拉、抗壓、抗剪時的許用應力設計值（N/mm2）

因為焊接發生的高溫，會致使鋼材內部的晶體排列發生變化，反應在鋼結構使得焊縫處的鋼材塑性減弱，脆性加強，增大了鋼構件發生脆斷的可能。受焊接時的高溫影響，在焊縫附近焊接主體中會存在一部分“熱影響區”這個區的大小會隨著焊接參數的不同而變化，在焊接所產生的高溫影響下其內部的金相組織和性能會發生較大的變化，此區域內金屬晶粒會變粗，這會導致這部分區域金屬的塑性與韌性降低，硬度變大，為了有效避免這種不利情況的出現，規范規定同一焊縫處，焊接的次數不應超過兩次。

2.2、電加熱技術

電加熱憑借其加熱均勻、溫度易控等優點已被廣泛地應用于施工焊接中。根據焊接熱處理構件的形狀、尺寸、厚度定制帶工裝強力碳鋼的優質陶瓷電加熱器，如陶瓷磁鐵式，固定在焊縫坡口對應兩側，有的焊件截面比較復雜可以用鐵絲綁扎，然后用接長導線連接到電腦溫控儀通電加熱。采用電加熱預熱升溫速度應緩慢，一般情況控制在50℃/h以內，即保證溫度的均勻性。預熱寬度從對口中心開始，在焊縫及其兩側100mm處進行加熱。加熱范圍每側不小于焊件厚度的1.5倍且≥100mm。根據不同材質、不同厚度設定加熱溫度，采用紅外線測溫儀檢測加熱溫度。預熱和后熱的溫度都由電腦溫控儀設定并自動控溫。整條焊道焊完后，應立即后熱，后熱溫度為250～300℃，恒溫1～2h，然后保溫緩冷。后熱溫度不小于規定值，在零下溫度下焊接時，適當提高后熱溫度100～200℃左右，保溫時間按工件板厚及相關要求執行，達到保溫時間后緩冷至常溫。設置專門的防風防雨措施，確保焊接加熱溫度。

3、強化鋼結構焊接質量的管理

3.1、焊接變形控制

如果要減少或杜絕在焊接過程中出現焊接變形情況，那就要在焊接過程中及時進行矯正，當形變情況剛剛出現時就進行矯正，不但工作量較小，取得效果也是最佳。而當變形情況嚴重時，矯正工作就較為復雜，在矯正過程中也會產生參與變形，因此對于這種情況就需要進行多次矯正，但是這種矯正也是存在一定風險的，最終鋼結構很可能會由于多次矯正失敗而直接導致報廢。由此看出，及早發現并糾正焊接過程中出現的變形情況，對于整個工程質量來說是非常重要的，如果早期不及時進行介入，不但會之間影響鋼結構整體質量，同時也會影響全部施工進度。

3.2、殘余應力控制

鋼結構焊接如果在施工過程中出現殘余應力會對鋼結構材料的剛性屬性產生嚴重影響，從而導致鋼結構材料承受能力出現嚴重下降，而這又有可能會造成更為嚴重的質量問題。因此如果要保證鋼結構焊接質量，就需要加大相關實踐和探究工作，在焊接過程中，加強相關技術事項管理和控制工作，使焊接過程在人員、材料、設備等方面可以及時做好規劃工作，從而提升工作效率。

4、鋼結構焊接技術的發展趨勢

4.1、技術與工藝的創新

建筑鋼結構的優勢在于其空間較大、跨度較高且較為環保節能。因此建筑鋼結構在近幾十年間得到了迅速的發展與廣泛的應用，其焊接技術與焊接工藝也在不斷改革與創新。建筑鋼結構焊接技術是用來連接建筑中鋼結構的重要技術，它的焊接工藝與切割工藝對于整個焊接工作來說十分重要。在未來，智能切割與智能焊接設備的研究生產會為建筑鋼結構焊接技術的發展帶來新的能量。

4.2、向自動化焊接發展

現如今，國外發達國家的建筑鋼結構焊接技術已經紛紛開始走向自動化，自動化焊接技術的應用范圍越來廣，其技術水平也越來越發達。利用自動化焊接技術來進行鋼結構的焊接工作，可以有效提高建筑鋼結構的整體質量與其建設效率，并能大大縮短建設工期，可謂省時、省力、省錢。而在我國，自動化焊接技術也正在越來越多地受到業內工作者的關注和使用。應用自動化焊接技術，可以在一定程度上彌補我國專業焊接技術人才不足的缺點，因為自動化焊接技術對焊接人員的素質要求比較低，因此在未來一段時間內，自動化焊接技術將會是我國建筑鋼結構焊接行業內的重點發展方向。

總言之，目前焊接技術的發展迅速，焊接工藝已經廣泛應用于鋼結構的連接當中。焊接方式比較靈活，能滿足連接部位的剛度、強度以及延性，焊接質量易于保證，所以焊接是當前鋼結構的主要連接方式。而新型焊接技術的開發與運用也將加快鋼結構在越來越多建筑工程中的運用。在以后的實際工作中，鋼結構焊接技術和質量管理應進一步得到我們的重視和發展。

參考文獻

[1]鋼結構焊接規范（GB 50611-2011） 中國建筑工業出版社

[2]魏孝賢.鋼結構焊接技術與質量管理[J].中國建筑金屬結構，2013，08：26.

[3]范潔群.鋼結構主承建項目質量控制研究[D].重慶大學，2005.