激光焊接技术与工艺

激光焊接技术与工艺（共12篇）

1.激光焊接技术与工艺 篇一

水下激光焊接技术的应用

海洋工程结构因常年在海上工作，其工作环境极为恶劣，除受到结构的工作载荷外，还要承受风暴、波浪、潮流引起的附加载荷以及海水腐蚀、砂流的磨蚀、地震或寒冷地区冰流的侵袭。此外，石油天然气的易燃易爆性对结构也存在威胁。而且海洋结构的主要部分在水下，服役后焊接接头的检查和修补很困难，费用也高，一旦发生重大结构损伤或倾覆事故，将造成生命财产的严重损失。所以对海洋工程结构的设计制造、材料选择以及焊接施工等都有严格的质量要求。而随着海洋石油和天然气工业的发展,海洋管道工程日益向深海挺进,我国作为一个发展中的沿海大国,国民经济要持续发展,就必须把海洋的开发和保护作为一项长期的战略任务。大量的海底管道施工工程对水下焊接技术提出了新的要求。

水下焊接由于水的存在，使焊接过程变得更加复杂，并且会出现各种各样陆地焊接所未遇到的问题，目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，应用较成熟的是电弧焊。随着水下焊接技术的发展，除了常用的湿法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外，又出现了一些新的水下焊接方法。但是，从各国海洋开发的前景来看，水下焊接的研究远远不能适应形势发展的需要。因此，加强这方面的研究，无论是对现在或将来，都将是一项非常有意义的工作。

湿法水下焊接

湿法焊接中，水下焊接的基本问题表现最为突出。因此采用这类方法难以得到质量好的焊接接头，尤其在重要的应用场合，湿法焊接的质量难以令人满意。但由于湿法水下焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应性强等优点。所以，近年来各国对这种方法仍在继续进行研究，特别是涂药焊条和手工电弧焊，在今后一段时期还会得到进一步的应用。在焊条方面，比较先进的有英国Hydroweld公司发展的Hydroweld FS水下焊条，美国的专利水下焊条7018’S 焊条，以及德国Hanover大学基于渣气联合保护对熔滴过渡的影响和保护机理所开发的双层自保护药芯焊条。美国的Stephen Liu等人在焊条药皮中加入锰、钛、硼和稀土元素，改善了焊接过程中的焊接性能，细化了焊缝微观组织。水下焊条的发展促进了湿法水下焊接技术的应用。目前，在国、内外都有采用水下湿法焊条电弧焊技术进行水下焊接施工的范例。

药芯焊丝的出现和发展适应了焊接生产向高效率、低成本、高质量、自动化和智能化方向发展的趋势。英国TWI与乌克兰巴顿研究所成功开发了一套水下湿法药芯焊丝焊接的送丝结构、控制系统及其焊接工艺。华南理工大学机电工程系刘桑、钟继光等人开发了一种药芯焊丝微型排水罩水下焊接方法，从实用经济的角度出发,完全依靠焊接时自身所产生的气体以及水汽化产生的水蒸气排开水而形成一个稳定的局部无水区域,使得电弧能在其中稳定的燃烧。微型排水罩的尺寸和结构决定了焊接过程中无水区(局部排水区)的大小和稳定程度。除此之外，他们还通过复合滤光技术和水下CCD摄像系统，采集出了药芯焊丝水下焊接电弧区域图像，从而为水下湿法焊接电弧的机理分析及水下焊接过程控制奠定了基础。

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2.激光焊接技术与工艺 篇二

1 铝合金及其焊接的概述

铝和铝合金都具有非常优良的性能, 比如比强度高、耐腐蚀性强, 在许多的产业中都具有非常广泛的应用, 尤其在国防工业、机械等产业, 并且铝合金属于有色金属, 在应用的过程中需要进行焊接, 所以随着科学技术的飞速发展, 铝合金的焊接技术的研究也越来越深入, 因此, 激光焊接技术是科学技术的一大进步。

激光焊接技术的概述:激光焊接作为一种新型的焊接技术, 焊接热源直接是激光, 既可以避免能源的浪费, 又可以大大地提高焊接的效率, 同时, 激光焊接把机器人或者是数控机床作为运动系统, 减少人员的参与, 可以减少劳动力的浪费, 提高焊接的效率。激光热源除了具有可再生性和清洁无污染的优点之外, 还可以高度的聚焦和良好性能的传输, 因此可以将能量全部汇聚集中于一点, 避免热量的散失和浪费, 所以, 激光焊接能够提高焊接的效率和速度以及焊接的质量。因为激光焊接的光束是通过脉冲或者连续的激光束来实现的, 因此当激光束直接照射铝合金的表面时, 能够把金属表面的热量迅速扩散到铝合金的内部, 使铝合金快速的熔化形成一条焊缝, 同时在融化后的金属上形成一种反作用力, 最终将熔化的铝合金表面向下凹陷形成小孔。这个小孔具有强大的功效, 可以全部吸收激光光束照射时产生的能量, 并同时产生高温蒸汽, 蒸汽压力与壁层表面的张力形成一种动态的平衡。

1.1 激光焊接的功率

激光焊接具有一定的功率, 只有当焊接功率达到一定的高度时, 才能让焊接得以稳定、持续的进行, 否则焊接只能在铝合金的表面进行工作, 使得铝合金表面发生熔化, 从而焊接不能成功的进行。激光焊接的功率可以达到将铝合金表面以及内部全部焊接的高度, 甚至比此还要高, 所以激光焊接铝合金级可以提高效率和速度以及质量。

1.2 激光焊接的速度

因激光焊接功率高, 所以焊接时速度也相应得到提高, 焊接的速度不断提高能够使得熔深不断减小, 相反, 如果速度减慢, 就会使铝合金被过度的焊接甚至被焊接穿透, 因此, 选择激光焊接可以降低焊接失败的比例从而大大降低焊接成本。

1.3 激光焊接的优势

提高能量密度、提高焊接质量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本较低、可以在特殊条件下进行焊接、焊接时对铝合金其他部位影响小。

2 激光焊接在各个领域中的应用

2.1 在石油管道中的应用

在石油管道中, 应用铝合金管道可以增加管道的口径、增厚石油管道的管道壁, 让管道能够在一定时间内运输更多的石油。石油的运输具有非常高的危险性, 如石油发生泄漏, 会造成难以估计的财产损失、人员伤亡以及环境的污染和地下水的污染, 因此铝合金管道在焊接时一定要特别注意, 提高焊接的质量, 激光焊接在此时就可以发挥巨大作用, 通过激光焊接, 可以控制符合焊接的工艺, 可以在不用开坡口的前提下进行焊接的操作, 焊接时一次成型, 焊缝的质量高, 充分的避免了石油泄漏的风险, 提高了石油运输的安全性。

2.2 在汽车制造业中的应用

随着时代的高速发展和人们生活水平的日益高速化, 出门乘坐汽车已经习以为常了, 并且人们对于汽车的质量要求也越来越高, 因此汽车工业也在不断地寻找新型的材料和技术手段提高汽车的质量, 激光焊接技术在汽车工业中的到了越来越广泛地应用。美国最先将激光焊接铝合金技术引入到汽车制造业当中来, 经过一系列的实验, 激光焊接的铝合金制造出来的汽车, 将薄铝合金激光焊接之后制造成型, 不仅大大减轻了车身的重量, 而且减少了制造汽车的工序, 提高了制作效率, 得到了广大汽车制造业的欢迎与青睐。

2.3 在航空航天工业中的应用

众所周知, 航空航天工业需要高度精准高度精确的材料进行制造飞机等一系列航天器, 并且对于机器本身的重量要求也是非常的严苛, 用激光焊接的铝合金制造飞机等机器, 能够使得机身比平时可减轻20%左右, 制造成本也得到了大大降低。比如, 德国共管的部件生产厂运用激光焊接铝合金技术生产出的A350系列飞机的零件取得了巨大的成功。

3 激光焊接铝合金技术的难点

3.1 铝合金表面对激光具有反射性

因为铝合金是一种有色金属, 对各种光线都具有很强烈的反射性, 激光作为一种更加激烈的光束, 在铝合金的表面更加容易造成反射, 换句话说, 铝合金这种有色金属对于激光具有高反射率和较小的吸收率。除此之外, 金属都具有导热性, 因此铝合金也具有很强的导热性, 容易在用激光焊接的时候, 反射激光或者是将激光的热量迅速导移出去, 最终导致铝合金的焊接失败。因此, 在激光焊接铝合金的时候, 要严格注意并且迅速提高激光的功率密度, 防止被反射或者被传导, 争取在极端的时间用极高的密度对铝合金进行焊接, 这样就可以避免反射性等问题的出现。

3.2 在激光焊接铝合金时要做好充分的准备

因为铝合金有活泼、易被氧化等特性, 在其表面容易附着大量的灰尘水分等, 因此在焊接的过程中, 如果没有做好充足的准备, 表面附着的东西容易随着激光的快速焊接留在铝合金表面, 从而影响铝合金的质量和焊接的效果。因此, 在对铝合金进行焊接之前, 需要对铝合金表面进行清洁, 将表面的油污等清理掉。同时防止在焊接时发生氧化作用造成爆炸等安全威胁, 也需要对金属表面的氧化膜进行彻底的清洁, 彻底除去氧化膜。

4 铝合金的激光焊接存在的缺陷

尽管激光焊接有高效率、高速度并且能够大量降低成本, 激光焊接也存在着许多的缺点, 只有将这些缺陷全部弄清楚并且解决了, 才能够使得激光焊接铝合金技术得到更加广泛的应用。

4.1 气孔的缺陷

在上文中提出, 适度的气孔能够保持铝合金的内外平衡, 但是, 过量的气泡就会存在大量的缺陷, 避免出现大量气孔比较困难, 出现大量气孔时气孔不稳定, 在铝合金内部乱窜, 容易使得焊接部位出现裂缝, 所以清除气孔将是铝合金激光焊接技术需要突破的一大重要缺陷。

4.2 热裂纹缺陷

应用激光技术时, 需要提高温度和密度以达到快速焊接的目的, 这样容易在铝合金表面出现特裂纹, 从而使得焊接失败, 为了应对热裂纹, 科学家们已经想出应对的办法, 即在激光焊接时运用填充材料, 但是这种方法容易导致资源的浪费和劳动力的大量耗费。采取更加简便的办法应对热裂纹也是该技术即将解决的一项重大问题。

5 结束语

铝合金的激光焊接速度存在大量的优点, 在多种制造领域得到了广泛的应用, 也提高了机器本身的质量和制造速度, 但是激光焊接技术同样也存在许多的缺陷, 导致焊接的失败, 相信在科学家们的不断努力下, 该焊接技术会越来越成熟, 应用也越来越广泛。

摘要：铝合金作为一种轻金属材料, 在工业生产和制造中起到了非常重要的作用, 许多产业都需要使用铝合金, 但是铝合金的焊接却是工业生产中的一道难题。将高能量高密度激光技术应用于焊接铝合金, 对于铝合金来说是一项质的飞跃, 不仅解决了铝合金的焊接问题, 而且焊接出来的铝合金不易变形, 并且激光技术在焊接过程中, 速度非常快, 光束的质量非常好。但是, 激光焊接铝合金也存在一定的缺点, 导致铝合金在焊接时接口处容易出现裂缝, 所以, 文章结合铝合金激光焊接工艺对该技术进行分析, 从而将激光焊接优点发扬光大同时克服焊接时的缺点。

关键词：铝合金,激光焊接,硬度,复合焊接

参考文献

[1]张国顺.现代激光制造技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[2]张永康.激光加工技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[3]丘军林.工业激光技术[M].武汉:华中科技大学出版社, 2002.

[4]王家金.激光加工技术[M].中国计量出版社, 1992.

3.激光焊接技术与工艺 篇三

【关键词】激光-MAG电弧复合焊；焊接工艺；对比试验研究

0.引言

随着激光焊接工艺应用范围推广，激光-MAG电弧复合焊接工艺成为一种新兴的焊接工艺备受青睐，应用日益广泛，如造船业、管道运输和车辆制造等领域。

轨道车辆的承载部件主要包括走形部转向架构架和车体钢结构的牵枕缓，主要采用中厚低合金钢板（板厚为8～16mm）通过冷加工压型（或滚压成型）的零件，相互拼焊组装而成。通常焊接工艺为自动或半自动MAG焊接。

通过激光-MAG电弧复合焊和MAG焊接工艺对比试验验证及性能试验，为激光-MAG电弧复合焊接工艺在轨道车辆承载部件应用提供试验数据和研究基础。

1.激光—MAG电弧复合焊原理及特点

1.1激光-MAG电弧复合焊接原理

激光-MAG电弧复合焊接是将激光焊接和电弧焊接有机结合起来的一种高效优质焊接新工艺。它将激光和电弧这两种热源物质的物理性能、能量传输机制截然不同的复合在一起，共同作用于被焊接件的表面，通过两种热源物质的相互作用及复合热源与工件的作用完成焊接过程。

采用激光+电弧的复合方式可以充分发挥两种热源的优势，在同等条件下，激光-MAG电弧复合焊接比单一的激光焊或电弧焊具有更强的焊接工艺适应性和更好的焊缝成型质量。

1.2激光-MAG电弧复合焊接的特点

（1）焊缝熔深增大。熔化的熔池金属可以提高对激光光源的吸收率，而激光束在熔池中产生小孔，保证在高速焊接条件下获得理想的焊缝熔深，并保证焊接过程中的稳定和获得规则焊缝成型。

（2）焊缝质量改善，焊接缺陷减少。激光束可以使焊缝加热变短，不易产生晶粒过大而且热影响区减小，改善焊缝组织性能。同时，在电弧的作用下，复合热源能减缓熔池的凝固时间，有利于气体和杂质的溢出，有效减少焊缝中气孔、裂纹、咬边等缺陷。

（3）焊接过程稳定。由于激光作用在熔池中会形成匙孔，对电弧有吸引作用，从而提高了焊接的稳定性。匙孔也会使电弧的根部压缩，从而增大电弧能量的利用率。

（4）生产效率提高，生产成本降低。激光和电弧的相互作用增大焊接速度，电弧的作用使得较小功率的激光器就能达到很好的焊接效果，与纯激光焊接工艺相比可降低焊接设备成本。

激光-MAG电弧复合焊接工艺能够形成大深宽比、高质量焊接接头，提高生产效率、降低生产成本的诸多优势，作为一种优质、高效、清洁的焊接技术，具有良好的应用价值。

2.激光—MAG电弧复合焊接工艺可行性试验

2.1试验材料及其化学成分和物理性能

试验焊件选用常用低合金钢材Q345C（板厚12mm），试验填充焊丝选用ф1.2实心焊丝（牌号 CHW-55CNH）。

2.2 试件组装间隙及钝边调整试验验证

在坡口角度选定常用的60°时的激光-MAG电弧复合焊缝成型及外观如图1所示，其中钝边尺寸分别取为4mm和2mm，组焊间隙分别选取0和1mm。

图1 焊缝成型及外观

当钝边尺寸为2mm时，无论组装间隙为0还是1mm，焊缝根部完全熔透，焊缝表面成型良好，无缺陷。但是外层焊缝需要两道才能完全熔合。

当钝边尺寸为4mm时，无论组装间隙为0还是1mm，焊缝根部完全熔透，焊缝表面成型良好，无缺陷，外层焊缝一道完全熔合。比较组装间隙，由于当离焦量为+2～+4mm时，对应作用在焊件表面的激光斑束直径一般为1.0～1.5mm，因此底层焊道的组装间隙不应大于1mm。同时，底层焊道均呈凹形，有利于后续焊道的填充。

根据上述试验结果分析，当选用坡口角度60°、钝边尺寸4mm、组装间隙0为宜，最大不能大于1mm。

3.激光—MAG电弧复合焊与MAG焊工艺对比

板厚12mm的板材对接焊缝焊接工艺对比。

对比板厚12mm的板材对接焊缝，坡口角度60°、钝边尺寸4mm、组装间隙0试件，激光-MAG电弧复合焊比MAG焊接线能量减少50%以上，焊缝填充金属的质量减少60%左右。表明激光-MAG电弧复合焊具有焊接线能量低，焊接速度快和节约焊接熔敷金属等焊接特点。

（1）对接接头力学性能对比结果表明：焊接接头及热影响区的维氏硬度方面，激光-MAG电弧复合焊接工艺高于MAG焊接工艺试件；拉伸、弯曲性能两者相当，但冲击韧性方面，激光-MAG电弧复合焊接接头优于常规MAG焊接接头。

两种焊接工艺的焊接接头区域的焊缝和热影响区的维氏硬度都低于标准规定的退货状态下最高硬度值320 HV10，符合要求。

（2）对接接头对比—冲击扫描对比：两种焊接工艺的焊接对接接头—冲击扫描对比结果如图2所示。

图2 接头冲击扫描对比结果

经过低温冲击试验后，激光-MAG电弧复合焊接接头的焊缝和热影响区的冲击断口起裂区均呈现韧窝状微观断裂特征，属于典型的韧窝断裂性质。而MAG电弧焊接接头的焊缝区的冲击断口呈准解理+少量韧窝状的混合断裂特性；其热影响区的冲击断口起裂区韧窝状，为韧性断裂特征。

（3）对接接头对比—接头宏观、微观组织对比：两种焊接工艺的焊接对接接头—宏观、微观组织对比结果如图3所示。

图3 宏观、微观组织对比结果

宏观组织对比：MAG焊接接头中，焊缝根部完全熔合，焊道之间及焊道与母材之间完全熔合，没有气孔等缺陷。激光-MAG电弧复合焊接接头中，焊缝根部完全熔合，焊道之间及焊道与母材之间完全熔合，没有气孔等缺陷，焊缝具有较大的深宽比。表面焊缝的成型主要依靠电弧焊，而底层焊缝主要借助于激光束的匙孔效应，保证了完全熔透和完好的背面成型。

两种焊接接头宏观组织对比可以发现，激光-MAG电弧复合焊接接头中，焊缝与母材之间的焊趾部位圆滑过渡，可以明显降低焊缝应力集中程度，有利于接头疲劳强度改善。

微观组织对比：两者的焊接接头特征区划分相同，焊接热影响区分为熔合区、粗晶区（过热区）、相变重结晶区（正火区）和不完全重结晶区（不完全正火区），焊缝及热影响区各微观区的组织结构没有发生变化，只是由于激光-MAG电弧复合焊的线能量较小，接头区域冷却速度较快，使得接头区域的晶粒度在一定程度上细化，焊接热影响区粗晶区宽度减小，从而改善焊接接头的力学性能。

4.结论

（1）通过焊接工艺可行性试验表明：激光-MAG电弧复合焊焊接板厚12mm的低合金钢板对接焊缝时，采用坡口角度60°、钝边尺寸4mm、组装间隙0～1mm，焊接质量高，焊缝成型好。

（2）通过激光-MAG电弧复合焊接与MAG焊接工艺对比表明，激光-MAG电弧复合焊接线能量减少50%以上，焊缝填充金属的质量减少60%左右。体现激光-MAG电弧复合焊具有焊接线能量低，焊接速度快和节省焊接材料的工艺特点。

（3）通过激光-MAG电弧复合焊接与MAG焊接焊缝的宏观组织对比表明，激光-MAG电弧复合焊接接头中，焊缝与母材之间的焊趾部位圆滑过渡，可以明显降低焊缝应力集中程度，有利于接头疲劳强度改善。

（4）通过激光-MAG电弧复合焊接与MAG焊接焊缝的微观组织对比表明，激光-MAG电弧复合焊接接头的焊缝和热影响区各微区的显微组织没有发生变化，只是由于复合焊接的线能量较小，接头各区域冷却速度较快，使得接头区域的晶粒度在一定程度上细化，焊接热影响区粗晶区宽度减小，从而改善焊接接头的力学性能。

（5）轨道车辆主要承载结构焊接量大，焊接质量要求高。通过验证结构中典型的对接接头的激光-MAG电弧复合焊接工艺，能有效提高生产效率，改善工作环境，提高焊接质量。

【参考文献】

[1]左铁钏.制造用激光光束质量、传输能量与聚焦质量，科学出版社，2008.

4.激光焊接技术与工艺 篇四

硕：上学位论文

附表索引

表2．1激光器主要技术参数…………………………………………………………………．13表2．2龙门式混合光路和飞行光路比较…………………………………………………．15表2．3三维激光切割机床主要技术参数……………………………………………．15表2．4不同种类激光器性能比较………………………………………………………．18表2．5不同机器人性能比较…………………………………………………………．19表2．6ABBIRB4400／L30型号机器人的主要技术参数………………………．．20表3．1钢与锌的熔沸点比较……………………………………………………………………．32表3．2镀锌板常用几种焊接方法比较………………………………………………………32表4．1ROFINDC025激光器主要技术参数………………………………………………．46表4．2试验材料的力学性能和化学成分（质量分数，％）………………………47表4．3正交试验因素水平表……………………………………………………………………．．48表4．4正交试验方案………………………………………………………………………………．49表4．5入射角试验参数………………………………………………………………………．50lX

硕‘Ij学位论文

第1章绪论

1．1激光加工概况

激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四大发明之一。1960年6月，美国人T．H．Maiman研制出了世界上第一台实用的红宝石激光器。激光加工技术经过几十年的发展，已经成为工业生产中的～项常用技术。激光加工作为一种非接触、低噪声、无污染、节省材料的绿色加工技术还具有信息化的特点，便于实现智能控制和加工技术的高度柔性化，是典型的集光、机、电、材料、热物理等诸多学科于一体的先进加工技术。激光技术已在工农业生产、通信、军事、医疗卫生、能源等许多方面获得了重要应用…。

激光（LightAmpli6cationbyStimulatedEmissionofRadiation）是原子核电子受激辐射经光放大而形成的光辐射，具有很多不同于普通光的特性，如：单色性、相干性、方向性和高光强等。因此，激光束作为一种特种加工的能源，和传统加工相比具有一系列的优点：激光束易于传输，其时间特性和空间分布容易控制，易于实现自动化；激光束聚焦后的光斑具有极高的功率密度，可以加热熔化甚至汽化任何材料，可以进行局部区域的精细快速加工；加工过程中工件的热影响和热变形都很小等。这些优点极大地推动了激光在材料加工行业中的应用，激光被誉为“未来制造系统的共同加工手段’’n吨1。

5.储罐自动焊机改进及焊接工艺技术 篇五

一、概况

储罐自动焊机改进及焊接工艺技术研究项目，于2007年11月经大庆石油管理局组织验收鉴定，获局科技进步三等奖。该研究成果已经在2007年承建的大庆油田南三油库15万m3储罐施工中应用，积累了气电自动立焊机技术改进及储罐控制焊接变形、CO2半自动焊的施工经验。本次项目推广工作由大庆油田建设集团安装公司技术质量部和第十三工程处承担，于2008年选择在大连沙坨子原油罐区储罐制造工程和新港海滨南海二期工程（共4座10万m3储罐）实施推广应用。

二、推广内容及应用情况

1、储罐自动焊机改进

2007年在开展储罐自动焊机改进及焊接工艺技术研究过程中，对原有2台美国林肯气电自动立焊机实施技术改进（包括：控制系统、行走系统、焊枪滑动调节装置、水冷系统）获得成功。在总结经验的基础上，2008年应用该项技术成果针对2台南京奥特气电自动立焊机存在的技术缺陷实施技术改进。其实施技术改进的主要原因如下：

1）该焊机焊接系统是通过升降电机丝杆传动机构提升焊接小车，焊接小车和轨道立柱共同组成机械传动系统，焊接小车通过轨道爬升实施焊接。轨道为单面铝合金制作，强度不高，施工及存放期间易发生不可恢复的塑性变形，导致焊接小车上的焊枪定位不准，影响焊接质量；小车车体为铸铁结构，材料脆性较大，行走轮易损坏。

2）该焊机水冷系统回水压力为3Kg/cm2,但水管的承受压力达不到这个强度，经常发生爆裂现象。致使焊接热量过大，造成焊接中断的现象。

3）该焊机的送丝管与焊枪之间是丝扣连接，施焊过程中焊丝易与送丝管发生卡丝现象。由于以上原因，这两台焊机一直处于闲置状态，现该焊机所采用技术已经淘汰，为发挥作用必须对其进行改造。

4）技术改进方案

根据该焊机的结构形式及原理，针对其存在的问题，我们准备对以下几部分分系统进行改造：

a.行走系统：

原焊机提升机构为焊接小车方式，齿轮齿条啮合，磁铁吸附壁板，主要针对轨道及焊接小车进行改造。改为铝合金可变形配合软钢性轨道，韩国进口的行走小车及焊枪托架，以保证提升行走的稳定性，行走速度可调整。

焊枪托架用于保持焊枪位置，托架与托架互相加紧，由旋钮固定。需要变换焊枪角度时，松开旋钮可在0～15o范围内任意调整。

行走导轨为3.3m～3.6m的铝合金轨道，由6个电磁铁与母材吸附固定。b.水冷系统

主要调整原焊机水冷系统的冷却水压力，针对原水管耐压强度不足，且易受温度影响，不利于野外施工的问题，更换原焊机水管，增加水管承压能力，保证冷却水输送畅通。

c.送丝系统

原送丝管与焊枪之间是丝扣连接，丝扣与焊丝发生摩擦增加了送丝的阻力，现按照市场较为先进的送丝管对原送丝管进行更换，改造后送丝管与焊枪为一体化结构，保证了施焊过程中不因为卡丝而发生断弧的现象。

2、技术成果推广应用情况

1）气电自动立焊机技术改进后应用情况

技术改进后的2台美国林肯和2台南京奥特气电自动立焊机，技术性能良好，达到国内同类产品领先水平。2台美国林肯气电自动立焊机，2007年和2008年先后在大庆油田南三油库15万m3储罐工程和大连沙坨子原油罐区储罐制造工程2座10万m3储罐施工中应用，2台南京奥特气电自动立焊机2008年在大连新港海滨南海二期工程2座10万m3储罐施工中应用，效果良好，全部壁板焊缝一次射线检测合格率达到97%以上，焊缝外观检查一次合格率99%。机械性能达到母材标准，满足使用要求。

2）浮船板CO2半自动焊焊接工艺推广应用

在施工过程中为了保证焊接质量，采用焊接防风工装（实用新型专利，见图1）。经三项工程现场实际应用，采用CO2半自动焊焊接工艺与采用手工电弧焊接焊工艺相比焊接速度平均提高1以上倍，煤油试漏和真空试漏一次合格率达98%。

图1 现场使用的CO2气保焊防风装置

3）罐底、罐壁、浮船控制焊接变形工艺技术推广应用

①采用预留焊缝收缩量、防变形夹具等变形控制措施及半自动CO2气体保护焊打底，碎丝埋弧焊填充盖面焊接工艺，使填充焊与盖面焊一次完成，减小焊缝收缩量，焊接变形显著减小。此外，在施工过程中，采用合理地焊接顺序。由中心向四周对称排列，便于在焊接过程中均布焊工、等速、同步施焊，较好的控制了底板的变形。

②采用F形支架（实用新型专利，见图2）控制底层壁板的垂直度及水平度，为整个罐体变形控制奠定了坚实的基础。然后将控制变形渗透到每层壁板的组对之中，做到瞻前顾后，组对调整有依据，以保证总体垂直和水平为主，对每层壁板进行层层测量，层层把关。此外，在对壁板的焊接收缩控制上，预留焊接收缩量，来保证罐壁周长和椭圆度，使底圈壁板及整体垂直度都得到了很好的保证，拆除后底圈壁板垂直度实测≤3mm，整体垂直度符合标准要求。

图2 F形支架

③浮船变形控制主要从三个方面进行控制：

一是为保证浮船施工的稳定性和减少浮船板组装时的变形，采用星型结构的浮船临时组装胎具（实用新型专利，见图3），使浮船组装达到平整；

图3 星型结构平台现场安装图

二是控制浮船焊接顺序，具体方法如下：

a.浮顶外边缘板、环形隔板及径向隔板的焊接，应先焊立焊缝，后焊角焊缝；

b.浮顶底板及浮顶顶板宜先与桁架点焊定位后，再进行自身搭接焊缝的焊接。

c.浮顶底板的焊接采用拘束法施焊，具体顺序为：上表面点焊罐顶底板→浮顶底板仰脸密封焊→浮顶底板上表面缝焊接。这种方法组对点焊后分两层施焊，可减少应力集中过大而产生焊接变形。

d.浮顶隔板和浮顶顶板的连接焊缝在浮顶底板都组焊完之后进行。施焊时，焊工对称均布同方向采用分段退步焊进行。

三是采用CO2半自动焊焊接工艺，5mm焊角高度可一次成型，同时焊接速度加快，避免手工电弧焊需二遍成型造成焊缝再次受热引起的变形。

经三项工程现场实际应用，储罐总体变形量符合设计和立式圆筒形钢制焊接 储罐施工及验收规范GB50128-2005要求。

3、效益分析

1）气电自动立焊机技术改进共节省设备购置费用300万元。

2007年改进2台美国林肯气电立焊机（包括：控制系统、行走系统、焊枪滑动调节装置、水冷系统），每台投入32万元，如果购置新气电立焊机需要99万元，每台节约设备购置费用67万元。改进2台焊机共节省设备购置费用134万元。

2008年改进2台南京奥特气电自动立焊机（行走系统、水冷系统、送丝系统），每台投入16万元，每台节约设备购置费用83万元。改进2台焊机共节省设备购置费用166万元。

2）浮船采用CO2半自动焊工艺，焊接速度提高1倍。

①施工15万立方米储罐浮船，采用手工电弧焊工艺常规施工需要焊工50人，20天（按存焊接工时计算），每座节省人工500个工日。

②施工10万立方米储罐浮船，采用手工电弧焊工艺需要焊工36人，20天（按存焊接工时计算），每座节省人工360个工日，4座共计节省人工1440个工日。

合计节约人工费=1940工日×44.5元（定额人工费）=86330元=8.633万元 3）社会效益

通过该项技术成果推广应用，实施气电自动立焊机技术改进增加了公司的大型储罐施工能力，与现有的横焊设备配合达到同时具备四个储罐施工台班组同时施工的能力，解决目前横、立焊机数量不配套、无备用的情况，扩大年施工能力40%以上。同时，使公司大型储罐施工质量得到稳步提高，赢得了很好的企业信誉，社会效益显著，对今后企业的技术进步与发展起到了推动作用。

三、结语

6.焊接工艺课程改革研究与实践论文 篇六

摘要:针对《熔焊过程控制与焊接工艺》课程传统教学中存在的问题，从学生的实际情况出发，结合企业对焊接人才的要求和高职的人才培养目标，在该课程教学中优化教学内容，改革教学方法、教学手段和考核方法，以适应不同层次生源的教学要求，以期取得良好的教学效果。

关键词:高职;焊接;改革;实践

焊接人才培养应当以市场需求为导向，如何使学生在工作岗位上具有较高的职业素养，成为深受企业欢迎的技能型人才，专业课程体系与教学方法的改革显得尤为重要。因为扎实的理论知识、较强实践动手能力和创新应变能力，是学生成长成才的关键，是推动学生职业发展的动力。另外，学院有普招，单招，拔尖学生等不同层次的生源，拔尖学生的培养目标是业务素质高、专业知识精、动手能力突出，而单招学生，理论知识少，自主学习意识差，无课堂积极性。针对生源的差异，必须分类按需进行教学。所以面对学院生源的特殊性和市场新的需求，决定了必须对焊接专业的核心课程《熔焊过程控制与焊接工艺》进行必要的改革探索，推进能力为重的有效课堂建设。

1传统教学中存在的问题

传统的教学模式较单一，始终以“课堂”、“教师”和“教材”为中心，教学过程中，教师传递信息，学生被动的吸收信息，这样的一种“独白式”教学模式，使课堂毫无生气，教师成为教学过程的绝对支配者，学生缺乏对教师和书本的怀疑与批判态度，其自主学习能力和学习效率差。教学内容枯燥，理论知识过偏过难，缺乏图片、视频等直观形象的内容。教学资源匮乏，校内实训基地焊接设备与材料不完善，绝大部分内容无法进行现场教学，对学生技能的培养束缚性很大[1]。对于高职院校的学生，大部分学生基础知识较差，没有良好的自主学习的习惯和学习方法，对企业焊接结构件制造的认识相对薄弱，在进行实践训练时往往无从下手。再加上课程理论性较强，内容枯燥知识点多且抽象，导致许多学生学习比较吃力，难以达到教学目标。

2教学改革研究与探索

2.1明确课程定位《熔焊过程控制与焊接工艺》是焊接技术与自动化专业必修的核心课程，是培养焊接高技能人才所必备的“焊接冶金过程分析及控制”和“金属材料焊接工艺的制定”两个重要岗位能力的关键课程，该课程对提高学生的职业能力、培养学生的职业素质起着决定性作用。其教学目的是使学生掌握熔焊基本理论，初步具有分析焊接缺陷、分析焊接接头组织的能力，具有分析金属焊接性，能根据产品的技术条件及材质提出合理的焊接工艺的能力，并掌握有关的实验方法和技能，能结合其他专业课知识，解决生产中的一般问题。因此，该课程不但重视知识的学习，而且更重视能力的培养。2.2优化教学内容1)结合工作去向重组教学内容教学内容是教学的根本，改革教学内容是培养技能型人才的核心[2]。焊接专业学生从事的工作种类较多，本课程将针对工艺设计，材料及工艺匹配，焊接材料及工艺优选，焊接规范的选择及控制，焊工培训，焊接过程的安全环保和节能措施的推行，焊接新结构新材料新工艺和新设备的研究开发和创新，焊接标准和规范的执行和鉴定等工作能力的培养，重组教学内容。如将焊接材料与焊接材料标准结合;将工艺制定与焊接工艺评定结合;追踪当今焊接专业发展的学科前沿热点，介绍新技术、新工艺、新标准，拓宽学生的知识面，还可将新材料的焊接与传统材料进行对比，加深学生对知识的理解。大多数专科生一般到不同类型产品的生产和经营部门，这要求学生不仅要较系统地掌握专业理论知识，还应具有发现问题、分析问题、运用所学过的知识和技能独立解决问题的能力。本课程将理论知识和工程实践相结合，将生产中遇到的技术、案例引进课堂，使学生掌握各种常用金属材料构件焊接工艺制定的思路、步骤和工艺要点。通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的提升。2)从学生实际出发，优化教学内容进行讲授单招学生，无学习方法，课堂积极性和理解能力差，而普招学生中绝大部分是文科专业的学生，这些学生基础知识较薄弱，对理论性较强的知识理解比较困难，学习压力较大，学习效果较差。针对学生实际情况，在讲授过程中，优化教学内容。比如在讲授金属材料焊接工艺相关章节时，根据“材料成分―物理和化学性能―焊接性―初步制定焊接工艺―焊接工艺评定―制定正确的焊接工艺”主线展开教学，增加了焊接工艺评定的相关内容，将教学内容和企业生产流程保持一致，让学生建立起完整的知识体系，保证教学内容的系统性和实践性。在讲授熔焊原理相关章节时，按照循序渐进原则进行引导，在知识点的准备中可将核心知识进行梳理，建立核心知识节点拓扑结构，这种拓扑结构系统性强、结构紧凑，学生易于系统掌握[3]。在教学过程中，以职业能力为依据，根据“必须、够用”的原则，对教学内容进行优化和调整，将过偏过难，与实践关联不大、理论性较强的内容进行删减。强化实践性内容，强调教学重点和难点，促进学生对主要知识点的掌握。针对单招学生，要衔接中职课程，对教学内容进行调整，删除中职课程中已经学习的内容。3)以焊接国家职业资格证书为导向，将教学内容与国家职业标准、职业技能鉴定有机衔接，全面提高了学生的综合职业能力与就业能力。2.3改进教学方法《熔焊过程控制与焊接工艺》课程分为熔焊原理和金属材料焊接工艺两部分，理论和实践性较强，在课堂教学中，积极探索适合应用型人才培养的教学方法，提高教学效果，将是很重要的手段。教学过程中，教学方法与教学内容结合。如焊接接头组织和性能分析模块采用启发探究式，研讨式教学方法;焊接缺陷的分析与控制模块采用现场实践，研讨式教学方法;焊接材料模块采用现场实践，研讨式教学方法;金属材料焊接性分析模块采用启发探究式，互动式教学方法;金属材料焊接工艺制定与实施模块采用案例式、研讨式、讲座式教学方法。通过教学内容和教学方法的融合，增强课程特色，启发学生的思维，激发学生的学习兴趣和积极性，提高了学生解决实际生产问题的能力。采用教学方法与学生学法相结合，由“重教轻学”转向重“学”，教师将“授人以鱼”向“授人以渔”进行转变。如通过批判性教学，培养学生独立思考能力和自主学习能力，让学生树立“唯真理而非唯书本”的学习观[4]。教师应该遵循学生的认知规律和成长规律，有针对性地设计教学过程，整合丰富的教学资源，与学生共同研讨教学方案，鼓励学生主动参与案例教学过程，重视应用性实践。教学过程中，找准本课程与焊接专业其他课程的结合点，进行课程之间的交叉融合，使学生能将学到的知识融会贯通，举一反三。备课时精心提炼出一些问题，通过问题式教学，引导学生进行深入思考，培养学生解决问题的能力。鼓励学生充分利用网络资源自我学习，增强工程意识、产品意识。2.4完善硬件条件，丰富教学手段现代科技的迅猛发展，丰富了先进的教学手段。改变教师以往“黑板+粉笔”这种单一的教学手段，将PPT、视频、动画等多媒体教学手段引进课堂，利用多媒体课件展现典型焊接接头缺陷(如奥氏体不锈钢热裂纹)、双丝过渡的动画、异种钢接头金相组织、新型焊接原材料图片等，增加课堂信息量，增强了教学的直观性与生动性。采用实物教学，直观展示各类典型缺陷接头，焊条、焊丝、焊剂等焊接材料等，使学生有相应的感性认识，易于理解。采用网络教学，针对课程的特点，在教学过程中将教学课件、试题库、实验指导书、与课程相关的参考资料、最新研究方向及发展趋势等内容等上传到网络综合教学平台上，丰富教学资源。学生可以随时学习专业知识，精确掌握现代科技发展动态，提高学生的.学习积极性。老师还可以在网络进行答疑，通过与学生互动，了解学生对知识的掌握程度[5]。2.5强化实践教学本课程的实践性较强，有效开展实践教学是保证教学质量的重要环节。结合学院的实践条件，开展实验和实训教学。开设焊条扩散氢测定实验，，采用LNPY-S金属扩散氢测试仪(如图1所示)测定各种焊条的扩散氢含量，促进学生对理论知识的理解;开设焊接接头金相组织分析实验和焊接裂纹、气孔的特征分析实验，进一步提高学生理论指导实践的能力。模拟实际焊接生产过程进行实训，选用典型金属材料，制定焊接工艺，利用03光谱仪(如图2所示)测定在不同焊接工艺条件下焊缝的成分，让学生分析讨论所制定焊接工艺的正确性，切实提高学生解决实际生产问题的能力，增强学生自信。校企联合教学，选送一批拔尖学生利用假期下厂实习锻炼，通过实践赋予他们较强的专业技能，使拔尖学生的培养高度上一个新台阶。图1LNPY-S金属扩散氢测试仪图2SPECTRO光僧仪2.6改进考核方法高职高专教育的目标是面向生产、建设、服务和管理第一线培养懂理论又具有高技能的实用型人才。但长期以来，以期末总结性考试和闭卷笔试为主的考试方法，严重背离了高职高专教育的人才培养目标，产生了种种弊端，制约了高技能实用型人才的培养。为此，本课程进行考核方法改革，采用准备工作考核、现场操作考核、课堂表现考核和期末笔试答卷考核四个阶段。对于单招学生，则要加大前三项考核力度，提高其学习自主性[6]。

3结论

1)通过课程改革，进一步明确了该课程在焊接专业教学中的地位，使该课程体系更加完整。结合岗位能力要求、学生实际情况和国家职业技能鉴定标准，优化调整教学内容，使教学内容更加贴合企业需求，更具前瞻性，更加精炼和丰富，有力地促进了焊接技术人才的培养。2)加强教学过程管理，采用启发式或讨论式等教学方法，加强教师与学生互动，激发学生潜力，充分调动学生的积极性和主动性，改变了以往被动学习的局面，保证教学质量的提高。3)完善教学硬件条件，通过采用多媒体教学、实物教学和网络教学，丰富基础理论知识，增加学生的感性认识，进一步加深学生对知识的理解;加强实践教学，提升学生的专业技能和就业能力;改进成绩考核方法，有效提高学生学习的积极性和灵活运用知识的能力，达到了课程改革的目的和要求。

参考文献:

[1]王永东，周月波，郑光海，等.《焊接冶金学》课程教学改革研究与实践[J].北方经贸，(9):157-158.

[2]王永东，赵霞，郑光海，等.应用型本科焊接冶金学课程教学方法改革[J].中国冶金教育，(6):12-14.

[3]李柏茹，王永东，等.多媒体技术在焊接冶金学课堂教学中的应用[J].中国冶金教育，(1):16-17.

[4]宗琳.《焊接冶金学》课程教学改革研究与实践[J].黑龙江科技信息，(31):218-218.

[5]童克波，傅继军，杨柳春.以PLC控制技术为核心，创新机电专业实训体系的研究与实践[J].兰州石化职业技术学院学报，2015，15(1):56-59.

7.激光焊接技术的研究现状及展望 篇七

关键词：激光焊接技术；研究现状；未来制造业

中图分类号：TG456 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0011-02

21世纪是现代科技高速发展的时代，而激光技术作为目前时代发展中人们所最为瞩目的可击之一，其不仅仅是应用于现代军事领域，同样随着激光技术的日益娴熟以及其本身的制造工艺和应用工艺的普遍化，未来能够在更多的行业得到广泛应用，其中就包括传统制造业。由于传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接，其往往精度存在一定的偏差性，很难实现高精度项目的作业，而激光焊接无疑能够有效解决这一难题，利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接，从而大大提升了焊接的准确性和有效性。未来随着工业现代化的迅猛发展，激光焊接技术有着广阔的应用空间。鉴于此，本文主要通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发，就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析，并由此结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点，对其未来的应用以及发展进行展望。

1 激光焊接技术的内涵及分类

激光焊接顾名思义就是传统焊接技术与现代激光科技的结合，其主要是利用利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，利用激光本身的高度聚焦，在短时间内形成强烈的脉冲，从而对材料进行加工和切割。相对于传统焊接而言，其本身精度更高，更加的灵敏，焊接小了也更高，因而适用于在材料的微小区域进行焊接。激光焊接技术借助于特定的戒指的往复振荡，将其转化为高辐射能量，并且对这一辐射能量进行聚焦，由此超过材料的燃点，最终实现不同材料之间的粘连。

从现代激光焊接的发展现状以及特点来看，其主要分为两类，一是激光深焊接，其主要是通过将大功率激光束直接投射到材料表面，利用热能与光能的转化，从而使得材料在持续照射下软化直至融化；另一类是是热传导焊接技术，与激光深焊接的主要差异在于材料表层的热量通过热传导方式继续向材料内部传送，最终实现使焊接材料合二为一。

上述两种激光焊接其主要是利用了不同能量之间的转换从而实现了对于不同材料的粘连，即实现了焊接。由于激光焊接本身精度更高，更加容易对能量进行聚焦，因而更加容易控制，且能够实现较远距离的焊接，因此其本身的应用更多的是在现代高新技术行业，例如电子器件以及仪表器件等对于焊接精度要求较高的行业，借助于其独特的优点，目前已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。而未来随着现代科学技术的发展以及不断进步，对于激光焊接的应用以及发展也变得更加的多元化，从而形成更多的分类，例如双光束复合焊、激光-MIG复合焊、激光-电弧复合焊等等，他们的出现无疑能够进一步拓宽激光焊接技术的应用领域，提升整体传统制造业的焊接效率和精准度。

2 当前激光焊接技术的研究现状

2.1 国外对其研究现状

由于国外激光技术以及制造业较为发达，因此他们早在上世纪八十年代就已经逐步开始研究以及分析如何将现代激光技术应用在传统制造业中。以欧盟、美国等西方国家和亚洲的日本为例，他们借助于自身发达的科学技术实力以及良好的制造业基础，在政府合理的引导以及财政支持下，激光焊接技术发展非常快速，特别是进入新世纪以后，已经在许多的制造业和其他行业中能够看到激光焊接结束的应用，包括电子工业、造船工业、汽车工业等等，都能够看到现代激光焊接技术的应用。并且，他们为了能够对整个技术进行合理的应用，已经初步形成了焊接技术的行业标准，从而使得其能够在一个合理可控的范围内得到应用。与此同时，为了进一步提升焊接效率，使得激光焊接技术能够更好地应用于现代大型生产，特别是大型制造业以及建筑业，西方发达国家近年来在积极研究如何提升激光焊接的效率，通过大功率激光器的研究，进一步推动和实现大功率激光焊接技术的实现，由此真正将其应用到大型制造业、建筑业甚至是军事领域，进行潜艇以及军舰的制造。

2.2 国内对其研究现状

相对于国外成熟的技术而言，我国指导改革开放之后在开始逐步接触和了解激光技术，而直到上世纪九十年代末才开始逐渐将激光技术与传统焊接应用相结合。目前，激光焊接技术研究在国内走在前列的当属哈尔滨焊接研究所。近年来，其除了进一步拓宽和研发新的激光焊接种类以及设备之外，也在积极模仿以及参照国外研究的最新动向，不断寻求大功率激光焊接技术的突破与发展。而最新的研究成果显示，他们成功克服了国内大型构件的焊接难题，这无疑标志着我国在激光焊接技术领域的重大突破，也为未来大型工程重大应用奠定了基础。

除此之外，目前国内的激光焊接技术研究还集中在激光热丝焊、异种金属焊等领域，他们都是现代激光焊接技术研究的最新课题。而国外在相关研究领域已经取得了突破，特别是德国已经初步掌握了异种金属焊的技巧和方式，而未来我国要想真正熟练的应用以及掌握激光焊接技术，将其应用到更多的领域以及行业内，无疑就必须要攻破上述课题，要进一步完善以及优化激光焊接技术。

总体而言，虽然国内的激光焊接技术与国外目前的研究以及发展进度存在一定的差距，但是随着研究的不断深入，这一差距正在被逐步缩短，未来其必然会被广泛应用于实际生产和生活中。

3 激光焊接技术的发展趋势

激光焊接作为现代科技与传统技术的结合体，其相对于传统焊接技术而言，尤其独特之处并且本身的应用领域以及应用层面更加广泛，可以极大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其本身的聚焦点更小，无疑使得缝合的材料之间的黏连度更好，不会造成材料的损伤和变形，所以焊接之后也无需进行后续处理。由此，其本身主要是应用于高新技术领域，而未来随着人们对于这一技术的了解以及掌握的不断深入，必然可以应用于更多的行业以及领域。

可以说激光焊接技术的出现，实现了传统焊接技术所无法应用领域，其能够简单的实现不同材质、金属与非金属等多种焊接需求，并且因为激光本身的穿透性和折射性，使得其能够依据光速本身的运行轨迹，实现360度范围内的随意焦，而这无疑是传统焊接技术发展下所无法想象的。除此之外，因为激光焊接能够在短时间内释放大量热量实现快速焊接，因而其对于环境要求更低，能够在一般室温条件下进行，而无需再在真空环境或是气体保护状态下。

经过几十年的发展，人们对于激光技术的了解以及认知程度最高，其也从最初的军事领域逐步扩展到现代民用领域，而激光焊接技术的出现进一步拓展了激光技术的应用范围。未来激光焊接技术不仅仅能够用于汽车、钢铁、仪器制造等领域，其必然还可以在军事、医学等等更多的领域得到应用，特别是在医学领域，借助于其本身的高热量、高融合、卫生等特点，更好的在神经医学、生殖医学等临床诊治中应用。而其本身的精度优势也会在更多的精密仪器制造业中得到应用，从而不断造福人类以及社会的发展。

参考文献

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发展趋势[J].激光与光电子学进展，2005，（9）.

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电信息，2005，（2）.

[5] 徐志超.2003年国外舰船制造技术发展概述[J].

船舶物资与市场，2004，（1）.

8.光通信器件激光焊接实训系统 篇八

实验内容：

1.光器件生产产线认知与生产制度学习；

2.LD的P、I、V曲线的测量；

3.LD品质质量筛选、探测器参数测量；

4.耦合光纤制备（光纤跳线制作）；

5.耦合光纤质量检测；

6.LD发射组件结构认知与结构组装；

7.光纤耦合LD发射组件激光焊接制备；

8.光纤耦合探测器组件耦合激光焊接； 9.组件老化实验（B型配置）；

10.组件高低温冲击与检测实验（B型配置）

实验简介：

本实训系统是应用激光焊接制备技术，制备光通讯设备中使用的光纤耦合激光光源与光纤耦合探测器部件。本实训系统是按照光通讯器件工厂的实际情况设计，包含：光纤制备与检测工艺段、光纤耦合工艺段、激光焊接工艺段、器件老化工艺段、器件检测工艺段。实训中生产的器件可供实际设备使用。

随本实训系统硬件设备，RealLight®公司还提供一套完整的实训讲义、器件生产工艺、产线管理制度供学校使用，是工科院校培养工程师工程实践能力的理想平台。适合大中专学校开始工程实践课程使用。实验效果图：

激光焊机工艺段

激光焊接生产监测

光纤研磨与制备

光纤耦合工装设备

器件老化工装

器件高低温测试设备

主要设备参数：

1.光纤耦合工装光通讯有源夹具、配件 一台，三维调整，调整精度0.5微米。行程13mm。内置组件电源接口。2.LD激光器检测工装（电源、功率计等）3.激光功率计:测量波长范围200nm～1100nm，测量功率范围200～2000mW，探头口径Φ10mm，测量精度0.1mw，采用220V/50Hz电源，SMA905 FC光纤接口，使用便捷，稳定性高。

4.光电探测器测量工装标准光纤耦合光源，光纤4μm，功率1.5mW，单模。探测器响应度检测工装，电压测量精度1mV，准确度0.2% 5.光纤制备工装：光纤研磨机，光纤插针制备工装

光纤研磨机：插入损耗（IL）：≤0.2dB（单模）≤0.15dB（多模）

回波损耗（RL）：≥50dB（PC）≥60dB（APC）曲率半径（R）：10－25mm(Φ2.5mm)，５－15mm(Φ1.25mm)突点偏移（offset）：≤50μm 凹陷／凸出（offset）：≤50nm重复损耗（repeatability）：≤0.1 dB 互换损耗（interchangeability）：≤0.2 dB 6.光纤检测工装光纤端面检测工装：仪器放大倍数：400×，适用所有的陶瓷插芯的检验,Φ2.5mm、Φ1.25mm、MPO、MT、MTRJ插芯型和成品型，内置照明，功能：检查光纤芯端面，含显示器 7.光纤手工研磨工装光纤研磨纸，收工研磨卡具

8.三维焊接机：激光工作物质：

Nd:YAG晶体；激光波长： 1.06μm ；氙灯单灯泵浦；激光单脉冲能量：≥50J ；能量不稳定度：≤±2％；激光脉冲宽度：0.1-20ms分级可调；脉冲频率1-100HZ 分级可调 ；连续工作时间：≥ 24h 9.激光电源:本电源主要技术指标为：输入电源：

380v±5％

电源额定功率： 6Kw；脉冲工作电流：

100－300A；电源不稳定度：

≤±2.5％；电源连续工作时间:≥20h 10.分光系统:光束之间能量偏差 ≤2%；光纤芯径：0.4mm；光纤长度：5m；光纤类型：SI或GI；聚焦系统:采用多组复合聚焦筒聚焦激光。11.聚焦焦距：f=120mm；单光路输出能量：≥8J 12.光纤展示箱：内含光纤垫、下垫、挡纤板，铝合金箱外尺寸：360mm×245mm×108mm，内尺寸：348mm×230mm×58mm/348mm×230mm×30mm，FC/PC-FC/PC 1m光纤，ST-ST 1m光纤，LC-LC 1m光纤，SC-SC 1m光纤，MTRJ-MTRJ 1m光纤，FC/APC-FC/APC1m光纤，FC耦合器，ST耦合器，SC耦合器，MTRJ耦合器，ST-SC耦合器，ST-FC耦合器，FC衰减器。

13.激光器物料一批；LD激光器若干；探测器物料一批；探测器若干，光纤零件一批。B型配置：

14.高低温冲击试验箱：350×350×400mm；温度范围：-20℃～+100℃，温度波动：≤±1℃（空载）；温度均匀度：≤±2℃（空载）；升温速度：3～5℃/min（空载）；噪音（dB）：≤65；供电电源：220V±10%；

9.焊接技术与工程 篇九

3000~5000元/月,外资企业可达8000~10000元/月,如果运气好的话,每个月20000~30000元也是有可能的.5专业介绍

●业务培养目标:本专业培养具有大学专科层次,适应焊接生产、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专业人才.业务培养要求:培养能掌握焊接工程、电子技术、机械设计等方面的基础知识和专业知识,具备机械设计、电子电力学科以及计算机等相关的基础理论知识与应用能力,能在航空航天、能源交通、电力电器等领域从事焊接工程相关的科学研究、设计制造、技术开发与管理的应用型高级工程技术人才.●毕业生应获得的知识与能力

毕业生应具备机械设计、电子电力学科以及计算机等相关的基础理论知识与应用能力,能够从事焊接工程领域的科学研究、技术开发、设计制造、试验研究、企业管理和经营、基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、适应市场经济发展的富有创新精神和实践能力的高素质复合型人才.掌握材料成型工艺的研究、开发.计算机控制和计算机辅助设计的能力.具有研究、开发材料成型工艺、新设备及从事工装模具设计的能力.●主干学科:机械工程、材料科学与工程、电子技术

●主要课程:机械制图与AUTOCAD、熔焊原理、金属材料焊接电源、弧焊方法设备、焊接结构生产、焊接检验、焊接工程管理

●修业年限:4年

●授予学位:理学或工学学士

补充回答：

10.激光焊接技术与工艺 篇十

关键词 激光加工技术；钣金工艺；应用

中图分类号 TG3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0111-01

1 激光与激光切割机

激光是相干光其中一种，具有最佳的单色性能、超高的亮度以及巨大的能量密度，同时具备良好的方向性。激光具有独特的特点，因而被广泛地应用于主要有激光打标、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光快速成型、激光成像等等，同时在这些领域上都有广大的应用空间以及发展潜力。激光加工技术在钣金加工工艺中具有很重要的位置，大大提高了钣金工艺的劳动生产率，推动了钣金工艺的发展。在钣金加工中，使用激光切割机可以大大地缩减加工的周期，提高加工精度，加快产品的开发速度，同时也降低了成本，这些优点被众多制造企业关注，且逐渐在钣金加工中采用激光切割机。在钣金加工中，激光切割机可以缩短加工周期、提高加工精度、省略更换冲压模具这一项环节进而可以对更多高度复杂的零件进行高精度加工，在钣金加工中被广泛的应用。

2 激光切割的原理

其具体原理是：激光切割机把激光聚焦在需要加工的材料表面上的任意一点，激光的光能则在这一点上转换为热能，在非常短的时间之内，激光照射点的温度会急速升高，到达材料的熔点，之后升至其沸点，材料开始融化，然后气化，之后这一激光照射点就会变成一个小孔；这时候激光切割机已设定好移动的路径，激光束则在激光切割机的控制之下顺着设定路径开始移动，在这一过程中，被切割材料的表面会出现液化、气化的变化，并且激光束经过的路径会遗留下一道细长的缝隙。

3 激光切割在薄板加工中的应用

3.1 以软件优势来增强薄板材料的利用率

AMADA的激光切割机的编程软件是AM-LASER，其CAD工作平台采用的是CADKEY7.0，并且以Lnest以及旋转支撑等功能进行辅助。Lnest可以在定尺材料上对厚度相同的不同零件进行优化排列，利用此功能，激光切割薄板可以省去开料这一道工序，减少工时，同时也有效地降低材料装夹的次数。瑞士百超的激光切割机采用的是“飞行光路”这一较为先进的原理，需要加工的板材则不用夹紧，没有存在加工死区，同时加工的速度大大的提高；编制切割方案的时候，必须按照生产计划将料厚相同但类型不同的多排列在定尺材料之上，以此增强材料的利用率。

3.2 有效减少模具的数量，提高产品开发的速度

近几年来，在纺织机械产品当中，少切削、无切削及钣金件占据的比重逐渐增大。然而，目前的市场竞争十分激烈，如何满足用户相对较小但是批量又很多的的品种尽快交换的要求，这是每一个企业所面临的很大难题。如果工艺设备过于落后，那么每一项钣金类零件在落料生产工序中则会花费大量的工作时间。绝大多数落料都要用到模具，而模具的设计以及生产都需要一定的时间；另外，新产品的出现都是要经过单件小批量地生产，而且零件还会依据试制情况的变化做出相应的改变与调整，如此，利用模具则大大增加了成本。而采用激光切割落料，无需利用到模具，节省大量的模具投入，加大缩短了生产的准备时间，加快了产品开发的速度。如今的市场瞬间万变，产品开发的速度越快就越能提前占领市场。激光切割冲压零件还可以确保模具设计的准确性。落料是拉伸成型的前道工序，其落料尺寸通常要进行修正。然而利用激光切割出的冲压零件在成形模上试加工，可以比较准确地制定出落料模的尺寸大小，为今后进行大批量生产做

基础。

3.3 激光切割技术比传统加工技术更具成本优势

激光束都是以点的形式存在，因此在二维平面加工中具有很大的柔性化。激光切割机加工过程中，只有切割头进行移动，但工件则是静止，无需设置微连接，有助于激光在切割加工过程中比较简便。它的计算机CAM系统不需要进行单个零件的加工工艺的制作，仅仅需要把排样的结果以及切割的路线进行优化即可，然后启动激光发生就可以加工。但是，在复合机当中，则需要进行模具设置、激光切割路线的预设以及微连接部位的设定，之后才可以进行下一步的加工。由此对比，激光切割机与复合机比较，激光切割机的工艺工序准备工作时间大大的减少。在实际运用当中，复合机在加工的时候，由于夹钳拖动工件以及模具存在一些落料量，因此在原材料上则会出现加工死区，然而激光切割机进行切割时于工件静止，因而没有出现死区，从而提高了原材料的利用率，有效降低了单件工件所消耗的原材料成本。近几年来，激光切割的加工精度逐渐提高，很多工件不需要利用精加工工序也可以直接达到设计的相关要求，极大地简化一些加工工序，降低了单件的加工成本。同时，由于激光切割机切割速度的快速提高，极大地减少了工件的加工时间，同时操作人员的个人生产效率也得到很大的提高。

3.4 激光切割所加工产品的精度进一步提高

由于激光切割加工速度不断提升，促使工件的加工热所影响的范围逐渐减小，整个工件在切割加工中所出现的热变形量也随之减小。同时，由于二氧化碳激光发生器的稳定性能逐渐提高，也促使激光切割面的光洁度随之增强。另外，工件静止的加工方式大大减少了振动。由于激光切割加工的精度水平的不断提高，使得激光切割加工的农机板金件也逐渐发生改变，由原来的低精度件逐渐转向高精度件发展。从生产实际情况来看，原先复合机APELIOⅡ357通常是加工材料厚度低于2 mm的比较薄的零件，主要加工的是纺机的外包容件。而现在激光切割机既可以加工上述的零件，又可以加工材料厚度于3 mm-4 mm或者是大于6 mm的中厚零件。这类零件大多数是结构件、传动件以及主要的工作件，

对于加工精度的要求比较高，其中，有一部分的零件已经接近精加工件的精度要求。采用激光切割的加工零件，不仅具备变形量小、加工面光洁度高的特点，同时还有工毛刺小甚至没有、零件的尺寸大小一致性好等特点，在农业机械的装配尺寸精度控制中具有重大的作用。

3.5 增强产品的技术含量，提高企业的竞争力

激光切割可以加工一些通常方法都比较难加工的零件，例如染整机这一系列中绝大多数不锈钢箱体，它上面有很多不一样的孔，由于箱体比较大，以普通加工方法很难进行加工，然而激光切割完全可以满足这一类的要求，而且加工同一零件所用的时间很短，准确性极高。产品的技术含量也不断地提高，因此市场竞争力也随着增强。

4 结束语

激光切割在生产制造中具有广阔的应用前景，是钣金加工工艺中另一种新的且实用的加工方法。从国外引进的激光切割机与AMADA比较具有独特的优势，主要有以下几点新的提高：①加工速度非常快速，成倍的提高，其综合效率明显提高，甚至高于数控冲床；②节省大量的材料。工件无需夹紧，也没有加工死区；③切割头更换十分简便快捷。不用任何工具，几秒之内即可进行更换，所有的管道以及电路都内置于切割头的后部；④软件操作界面非常好；⑤可以交换工作台系统。应用第二个工作台，切割过程中可以进行人工上料，可以人工卸料，生产效率提高50%；⑥能够高速地加工出尖角以及小圆角；通过光纤高速将数据传递，可以有效地实现切割速度于激光功率进行同步控制。

参考文献

[1]李钰,马继山.钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析[J].火箭推进,2009:66.

[2]王延,刘红,王东华.激光加工在钣金车间的应用分析[J].科技传播,2012,01:91.

[3]王大力.激光切割机在钣金加工中的应用[J].科技资讯,2012,01:112.

11.船舶焊接工艺1 篇十一

周连爵

高级工程师

注册安全工程师

电话：***

简要介绍本课程

·造船行业发展现状 ·社会需求

·工艺技术现代化

·知识面广· 学习要领

1、我国造船行业发展情况

1962年我国第一艘万吨级货轮《跃进号》建成，在上海至青岛航线试营运约6个月。可惜第一次远航日本，就触礁沉没。当时主要船舶机械，从主机到阀门都是从原苏联进口的。可见那时我国的造船行业在世界上是没有地位的。

以后中国陆续建造了万吨级以上的货轮，且越造越多，越造越大。1968年，我国沪东船厂已能制造××万匹马力的船用柴油机（当时可用于航空母舰）。

现在，我国已能建造数十万吨级的普通货船、油船、集装箱船、科学考察船等几乎所有用途的船型。我国建造的潜水艇已能下潜到死亡深度以下（超过1000m）。我国已成为名副其实的造船大国。泰州市造船行业的发展情况

泰州市已有几百年的造船历史，且有一定的名气。解放军渡江作战前，国民党曾用飞机多次轰炸“老渔行”，以此阻止解放军渡江。但当时只能造小木船。

解放后泰州市的造船厂也只能造10-20t的小木船。70年代开始造100t的水泥船，80年代才普遍制造100-200t的钢质船。现在泰州市的造船厂已有几十家。内河船厂现在已不再制造200t以下的船舶。沿江船厂已能建造10万吨级以上的远洋船，最大的造船坞已达到30万吨级。其中《中航船舶重工》已拥有10万吨级的造船坞，成为一家现代化的造船企业。

2、社会需求

造船行业的发展，形成了对造船技术工人和科技人才的大量需求。仅泰州市就有几万人从事造船，较大的船厂一般有二三千人，其中管理和科技人员约占10%。高级管理人员和科技人员年薪一般都在10万元以上。

3、工艺技术现代化

现代造船工艺已向机械化、自动化方向发展。板材预处理有专用设备；下料基本上全部使用数控机床，很少使用气割；焊接已有很大一部分使用自动焊接设备；较大船舶一般采用分段建造工艺；„„。

4、知识面广

造船涉及的知识可以说包括机械、电子、化工、轻工、建筑装潢等多种行业和金属学、热处理、材料力学等学科。

5、本课程学习要领

概念清楚

原理明白

重点专研

学以致用

第一章 船舶焊接技术概论

·焊接在造船中的地位

造船历史：独木舟（原始社会）—木船（水泥船）

—铆接船—焊接船（1920年）

地位：建造质量关系到全体在船人员的生命安全

和船东的财产安全

焊接成本约占船体总成本的40%

发展方向：机械化、自动化、节能、高效

·分类

气焊（焊料与母体相同）

熔焊

电弧焊：手工电弧焊、埋弧焊、气保焊、等离子焊

电渣焊：丝极电渣焊、熔嘴电渣焊

压焊 电阻焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊、摩擦焊、爆炸焊、锻焊

火焰钎焊（焊料与母体不同）钎焊

烙铁钎焊

·发展方向

机械化、自动化的发展方向

（先进国家90%以上，本地小船厂0，大船厂10-30%）

单面焊双面成型

气体保护

自动焊

12.焊接方法及工艺要点 篇十二

6.1 焊条电弧焊 6.1.1 填充材料

知识点：焊条选择原则

重点内容：①碳钢与低合金钢：等强原则，即选用熔敷金属强度级别与母材相同或相近的焊条，同时综合考虑焊缝的塑性，韧性。异种钢焊接按强度等级较低的钢种选择焊条。焊接性能差，工作条件苛刻时，应选碱性焊条。

②不锈钢：等成分原则，即选用熔敷金属化学成分与母材相同或相近的焊条，同时含碳量不应高于母材。焊接抗裂性较差的马氏体不锈钢或单纯奥氏体不锈钢时，应选用碱性不锈钢焊条。焊接异种钢通常采用高于合金成分较高一侧的高含量焊条。

③耐热钢：按等成分和相近力学性能原则，同时考虑接头的等强原则。异种钢焊接按合金元素含量级别较低的选择焊条。若有热处理的按级别高的选择。6.1.2 焊条电弧焊操作技术

知识点1：板对接单面焊双面成形。

重点内容：①平焊：焊条常选φ3.2,焊接电流100-110A，焊条与焊接方向夹角30°-50°，与两侧工件夹角为90°，引弧从间隙小一端定位焊处引弧，更换焊条或停焊时，焊条下压使熔孔稍大些，收弧过渡两滴金属，供背面焊缝饱满。收弧处理不当，易产生弧坑，其危害：①减少焊缝局部面积而削弱强度；②引起应力集中；③弧坑处含氢量较高，易产生裂纹。防止弧坑：应进行收弧处理，保证焊缝的连续外形，维持正常的熔池温度，逐渐填满弧坑后熄弧。填充层、盖面层焊接，在离焊缝端头10mm左右引弧，压低电弧施焊，作锯齿形横向运条，在坡口两侧稍作停留，保持坡口两侧温度均衡，且能填满金属防止咬边。②横焊：焊条与焊接方向夹角75°~80°，焊条与下面母材夹角也为75°~80°，焊条应选小直径和较小的电流，以短路过渡形式进行焊接。由于焊条的倾斜以及上下坡口角度影响，造成上下坡口的受热不均匀。上坡口受热较好，下坡口受热较差。同时金属因受重力作用下坠，极易造成下坡口熔合不良，甚至冷接。因此应先击穿小坡口面，使下坡口面击穿熔孔在前，上坡口面击穿熔孔在后。当熔渣超前时，要采用拔渣运条法。

③立焊：焊条向下倾斜60°-80°与两边成90°，采用小直径焊条，电流比平焊小10-15%，短弧操作，常采用挑弧焊接来控制熔池温度。合理的运条方式也是保证立焊质量的手段，常用锯齿形，月牙形法。更换焊条要快，采用热接法。

④仰焊：焊接时一定要注意保持正确的操作姿势，焊接点不要处于人的正上方，应为上方偏前，且焊缝偏向操作人员的右侧，焊条夹角与立焊相同，采用小直径焊条，小电流焊接，短弧焊接，当熔池温度过高时，可以将电弧稍稍抬起，使熔池温度降低，起头和接头在预热过程中很容易出现熔渣和金属液在一起和熔渣越前现象，这时应将焊条与上板的夹角减小，以增大电弧吹力，千万不能灭弧。

知识点2：管板焊接操作技术

重点内容：①非熔透式管板焊接（原称插入式）

通常焊二层。第一层用φ2.5mm的焊条进行定位焊，然后在定位焊缝的对面起焊，电流为50-100A，焊条与平板夹角40°~50°，盖面层用直径φ3.2mm的焊条，焊条与平板夹角50°~60°，焊条采用月牙形摆动，以保证焊脚尺寸，要注意的是不应用大直径的焊条焊一层。角接头往往承受内压，一层焊完往往内部存在缺陷，工作时会发生渗气，渗水，渗油。

②全熔透式管板（原称骑座式）水平固定焊接。打底焊可以采用连弧焊，也可以采用灭弧焊。但必须用左右两个半圈进行焊接。一般用钟点法标记，右半圈焊接时，在时钟4时处到6时处之间引弧。在6时至7时处的焊缝尽量薄一些以利于左半圈连接平整。在6时~5时处近似仰焊，焊条尽量往上顶，防焊瘤，在5时~2时处近似立焊，焊条向工件内面送相对浅一些，2~12时处近似平焊，焊条端部偏向底板一侧，并作短弧运条。左半圈焊接时，先将左半圈的焊缝始末处的焊道清理干净，在8点处引弧快速到6点处预热，压低电弧施焊，右半圈除了方向不同，其它与左半圈相同，更换焊条要快。填充焊与打底基本相同，只是运条摆动稍大一点，盖面焊只是焊条摆动到管与板侧时要稍作停留，且在板侧停留时间长一些，以防咬边，注意在12点处收弧，一般做几次挑弧运作，将熔池填满收弧。

知识点3：管对接操作技术

重点内容：管对接垂直固定焊接

打底焊时，焊条与下母材成70°~80°，与焊接方向的切线成60°~75°。打底焊的接头尽量采用热接法，焊接封闭接头前，先将始焊端处理成缓坡形，然后再焊，当焊到缓坡的前沿时，电弧压低向坡口根部送进，然后焊过缓坡与正式焊缝重叠10mm灭弧。盖面焊一般上下两道，先焊下面一道，后焊上面一道。焊前要清理好打底焊时的熔渣，焊下面焊道时，电弧对准打底焊道的下沿，稍加横向摆动，使熔池下沿超出坡口下棱边，并使熔化金属覆盖在打底焊道的一半以上。焊上面焊道时，要对准打底焊道的上沿，保证覆盖下面焊道的一半左右，使熔池上沿略超出上坡口。6.2 埋弧焊 6.2.1 埋弧焊工艺

知识点1：埋弧焊焊接材料

重点内容：①焊丝焊剂的选配原则

应根据母材力学性能和化学成分，坡口形式、板厚、工艺条件、结构尺寸等选定。焊接低碳钢和低合金钢一般选用H08A、H08MnA，配高锰高硅型焊剂，也可以选H08MnA、H10Mn的焊丝，配低锰无锰焊剂，低合金高强钢焊丝，配中锰中硅焊剂，也可以选烧结剂。焊接不锈钢应选择与母材成分相近的焊丝，配焊剂时，耐热钢、低温钢、耐蚀钢选用碱性的中低硅型焊剂，其它选用碱性较高的熔炼焊剂，以降低合金元素的烧损及渗透较多的合金元素。低碳钢或低合金钢与不锈钢焊接都采用高铬镍焊丝。

②焊丝焊剂的准备

焊丝的主要作用是填充金属，也向焊缝过渡合金元素参与冶金反应。焊丝应按标准检查、验收和复验方可使用。焊剂使用前要烘干，酸性焊剂150℃-200℃×2h，碱性焊剂烘干200℃-350℃×2h，烧结剂300℃-400℃×2h，焊剂的颗粒度越大，电流也可大一些。①当焊剂颗粒度一定时，如果增大电流，会使电弧不稳，焊缝表面及边缘凹凸不平。②焊剂堆积过厚，电弧受焊剂层的压迫使焊缝变粗糙出现压痕，影响气体送出。③堆积不足时，焊缝区覆盖不严，漏光飞溅，焊缝成形不良。④焊剂粒度不一致，甚至出现块状，产生成形不规则。这就是为什么焊缝表面高低不平，宽窄不一，产生气孔的原因。

知识点2：焊缝形状系数

重要内容：焊缝宽度与焊缝熔深度之比，称为焊缝成形系数。成形系数值小表明焊缝深而窄，内部易产生气孔、夹渣。同时熔池结晶时的柱状晶从焊缝两侧向中心生长，低熔点杂质不易浮出而集聚在结晶交界面上形成脆弱结合面，在焊焊应力作用下产生结晶裂纹。因此焊缝形状系数推荐1.3-2之间。

知识点3：焊接参数对焊缝形状尺寸的影响

重要内容：①焊接电流增大时，电弧对熔池金属排出作用增强，熔池深度增加，由于电弧的电磁收缩效应增强，使电弧游动减弱，故对焊缝宽度影响不大。随着电流增加，熔深增加，焊缝熔化量增大，而焊缝宽度不变时就会影响熔池中气体和夹杂物的浮出产生缺陷。②电弧电压是根据焊接电流确定，波动范围有限，影响相对较小。但电弧电压过高，对焊缝易形成“蘑菇”形，内部易产生缺陷，电弧电压降低，焊缝宽度减小，变得高而窄。焊接速度增大，焊缝熔宽明显减小，熔深略有增加，若速度增加到40m/h以上时，线能量显著减小，会引起未焊透，未熔合，咬边及成形不良等缺陷。若过低易形成易裂的蘑菇形焊缝。③焊丝伸曲长度、焊丝伸曲长度增加、焊丝熔化速度增加，结果使熔深减小，焊缝余高增大。6.2.2埋弧焊技术 知识点1：焊前准备

重要内容：一般板厚小于14可不开坡口，14-22可开V形坡口，板厚22可开双面V形坡口。坡口表面不得有氧化皮、锈蚀油脂、水分等。装配防止错边、间隙不当。定位焊应焊在第一层焊缝背面，长度30mm以上。焊丝要对中，偏离中心线易造成未焊透，若是接头板厚不对等时，可适当向厚板侧偏移，为保证焊缝与母材侧壁的良好熔合，焊丝距母材侧壁距离约等于焊丝直径，纵缝两端要加引弧板和熄弧板。

知识点2：对接直缝两面焊

重要内容：板厚大于16mm时开Y形坡口，钝边6~8mm，正面焊接熔透板厚的40%~50%，反面熔透板厚60%-70%，如板厚20mm选焊丝直径φ5mm，正面焊接电流850~900，电弧电压36~38，焊速42cm/min，反面焊接电流900~1000，电弧电压38~40，焊速40cm/min，在无法使用衬垫进行埋弧焊时，可采用手工焊封底，应保证封底厚度大于6mm。

知识点3：对接环缝焊接

重要内容：圆筒体环焊缝常采用非对称坡口形式，一般内坡口小外坡口大，将主要工作量放在外环缝上，内环缝主要起封底作用。内环缝焊丝偏离中心线呈上坡口，外环缝焊车处于筒体顶部，焊丝偏离圆筒中心线呈下坡口焊。要注意焊丝偏移量与筒体直径焊接速度、焊接电流大小的关系，如φ1500~2000筒体偏移量在35，过小焊缝余高过大，偏移量过大则焊缝可能不饱满，甚至填不满。6.3手工钨极氩弧焊

知识点1 手工钨极氩弧焊焊接参数

重要内容：手工钨极氩弧焊焊接参数有：焊接电流、电弧电压、钨极直径、氩气流量、喷嘴直径、焊丝直径、焊接速度等。①焊接电流

根据工件厚度、材质、接头形式、焊接位置等因素选择。焊接电流过大，容易引起烧穿或焊缝下陷、咬边等缺陷，还引起钨极烧损并产生夹钨，电流过小，电弧燃烧不稳定。电流种类与极性，低碳钢和低合金钢、不锈钢均直流正极。

②电弧电压

电弧电压决定于电弧长度，也与钨极尖端的角度有关，端部越尖，电压越高，电流也越大，影响气体保护效果，导致焊缝氧化、焊透不均等缺陷，因此在保证良好的视线下短弧操作。在焊接薄板和小电流时，可用小直径钨极，并将其磨成尖锐角约20°，这样电弧易引燃而且稳定，大电流时要求钨极末端磨成钝锥角（大于90°），这样电弧斑点稳定，弧柱的扩散减小加热集中，焊缝成形均匀。

③氩气流量和喷嘴直径

应考虑焊接电流、弧长、钨极伸出长度，焊接速度以及接头形式等因素。氩气流量过低，气体挺速差，排除周围空气的能力弱，保护效果不好，相反流量过大，容易变成紊流使空气卷入，降低保护效果。一般情况下电流101～150，喷嘴孔径4~9.5mm，氩气流量4-7L/min。

④钨极伸出长度

喷嘴与工作距离越大，气体保护效果越差，但太近会影响焊工视线，并容易使钨极与熔池接触产生夹钨，一般在8~12mm之间，同理钨极伸出长度一般为5~10mm。

知识点2 手工钨极氩弧焊焊接工艺 重要内容：

①氩气保护

要求氩气中的氧、氮、氢和水份少，氧和氮使焊缝金属氧化和氮化，使其变脆并烧损合金元素。不锈钢和耐热钢焊接直流正极性时，氩的纯度为99.7%。

②工艺因素

喷嘴至工件的距离越近，保护效果越可靠，并可提高抗外界气流扰动和侧向风的能力，焊接速度过快或无规则，干扰了保护气流，侧向风较大时，必须采取防风措施。

③焊前清理

a.严格清除焊丝和坡口及坡口表面20mm范围内油脂、水分、氧化膜；b.用钢丝轮或磨削、抛光将坡口及两侧的氧化膜、铁锈等清除；c.用汽油或丙酮等有机溶剂清洗去油脂。

④焊丝的选择 打底焊多选用Φ2~Φ2.5焊丝，焊丝长度以500~1000mm为准，焊丝使用前需清理表面的油脂、锈蚀及氧化物，不锈钢最好用化学清洗。

⑤定位焊 焊接时应与正式焊接的焊丝和工艺相同，定位焊缝长度10~15mm,高度2~3mm,定位焊应保证焊透、无缺陷，两端应加工成斜坡形，以利接头。

知识点2 操作要领

主要内容：焊接时为了避免钨极烧损，甚至造成钨污染，通常采用非接触引弧，即高频震荡或高频脉冲引弧，为保证焊接质量，应加引弧板，以防止钨极从冷态突然升到高温，引起端部爆裂，飞溅落入熔池造成夹钨。焊接接头时，填放动作要轻、稳，不要扰乱氩气保护，焊丝可随焊枪同步稍作慢横向摆动，以增加焊缝宽度，切忌与钨极碰撞，否则造成使钨极污染，加速其烧损，并会引起夹钨。焊丝熔滴一般应在熔池底部（约1/3处）给送，而不能在钨极下方或电弧柱中滴入，否则容易碰撞钨极，还会影响焊缝成形。为了便于观察，钨极伸出喷嘴端2~3mm,钨极距熔池表面距离保持2~4mm,收弧时，当焊机配有电流自动衰减功能时，可采用电流衰减收弧法，按动电流衰减按钮焊接，电流逐渐减小，直至金属不熔化，该方法收弧无弧坑，无缩孔。若没有此装置，收弧时，焊接速度适当减慢，增加焊丝填充量，填充熔池随后将电弧移至坡口边缘上，快速熄灭，但要延迟送气3~5秒，保护高温熔池不被氧化。焊接接头形式及焊接符号

7.1 焊接接头形式和坡口 知识点1 焊接接头形式

主要内容：焊接接头形式有四种即对接接头、角接接头、T形接头、搭接接头。（1）对接接头

两焊件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，称为对接接头。连接对接接头的焊缝形式可以是对接焊缝，也可以是角焊缝或对接和角接的组合焊缝，但以对接焊缝居多。对接接头的坡口形式主要有Ⅰ形坡口、V形、U形X形（双面V形）坡口等。常见对接接头形式如下图。

对接接头从力学角度分析是比较理想的接头形式，它的受力状况较好，应力集中较小；能承受较大的静载荷或动载荷，接头效率高。是焊接结构和锅炉压力容器受压元件应用最多的接头形式。为保证焊接质量，减少焊接变形和焊接材料的消耗，需要把焊件的对接边缘加工成各种形式的坡口。一般钢板厚度在6mm以下，可开Ⅰ形坡口（即不开坡口，但重要结构厚度3mm时，就应开坡口）；厚度6~26mm时，采用Ⅴ形或Y形（带钝边Ⅴ形）坡口；厚度12~60mm时，采用X形（双面Ⅴ形）坡口或双面Y形坡口，它可比单面V形或Y形坡口减少填充金属量近一半左右，焊后变形也较小。U形或双面U形坡口的填充金属量更少，焊后变形更小，但加工困难。

T形接头

一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头，为T形接头。连接T形接头的焊缝形式有角焊缝、对接焊缝和组合焊缝。坡口形式为单边V形、I形、K形、U形及带钝边J形坡口等。T形接头形式如下图。

T形接头由于焊缝向母材过渡较急剧，接头在外力作用下内部应力分布极不均匀，特别是角焊缝，其根部和过渡处都有很大的应力集中。因此这种接头承受荷载尤其是动荷载的能力较低。对于重要的T形接头必须开坡口并焊透，或采用深熔焊接，方可大大降低应力集中。

（3）角接接头

两焊件端部构成大于30°、小于135°夹角的接头，为角接接头。其焊缝形式有对接焊缝、角焊缝，坡口形式有I形、Y形、单边Y形及K形坡口（双面单边V形坡口）。角接接头如下所示。

（4）搭接接头

搭接接头是指两焊件部分重叠在一起所构成的接头，如下图所示。其焊缝形式有角焊缝、塞焊缝，坡口形式有I形坡口、塞焊坡口。这种接头的强度较低，尤其是疲劳强度，只用于不重要的结构。不开坡口的搭接接头一般用于厚12mm以下钢板，其重叠部分长度由设计决定（通常L>2（δ1+δ2）。当重叠钢板面积较大时，为保证强度可分别选用圆形内塞焊或长孔内角焊的形式。塞焊点间距和长度L可由设计确定。

知识点2 焊接坡口

主要内容：1坡口的选择

为了满足焊接工艺的需要，并保证接头的质量，焊件需用机械、火焰或电弧等方法加工出坡口，及开坡口。坡口的形式主要取决于焊接方法、焊接位置、工件的厚度、熔透要求及经济合理性等因素。选择坡口应注意如下问题：

焊接材料的消耗量；可焊到性；坡口加工条件；焊接变形等。

同厚度的工件，采用双面V形或Y形坡口比V形或Y形坡口可节省较多的焊接材料，电能和工时。选择适当的坡口形式，配合合理的工艺，还可有效地减小焊接变形。

焊条电弧焊为了保证焊透，通常板厚大于6mm开坡口，开V形坡口常带钝边，钝边的作用就是为了防止烧穿。

2坡口的加工

坡口的加工方法可根据工件尺寸、形状及加工条件选择，一般有以下几种方法：

剪边 I形坡口可在剪板机上剪切加工，然后用刨边机进行细加工。刨边 用刨床或刨边机加工坡口，有时也可采用铣削加工。车削 用车床或车管机加工坡口，适于加工管子的坡口。

热切割 用气体火焰或等离子弧手工切割或自动切割机加工坡口。可切割出V形或Y形、双面Y形坡口，如球罐的球壳板坡口加工。

碳弧气刨 主要用于清理焊根时的开坡口，效率较高，但劳动条件较差。铲削或磨削 用手工或风动工具铲削或使用砂轮机（或角向磨光机）磨削加工坡口，此法效率较低。多用于缺陷返修时的开坡口。

坡口的加工质量，如平整度、直线度及尺寸均匀性等对于焊缝质量有很大的影响。焊接接头性能

8.1 焊接时的冶金反应

知识点1 焊接过程的冶金反应

重点内容 ：焊条的熔点约1200℃，在加热到100℃水开蒸发，200~400℃结晶水汽蒸发，温度再上升，药皮中的有机物分解燃烧，生成CO、CO2、H2等气体，药皮中的高价氧化物和盐也发生分解析出CO2、O2气体。这些气体与熔化金属发生作用，焊条的熔滴平均温度1800~2400℃之间，这一阶段，气体的分解和熔解，金属的蒸发，金属及其合金的氧化和还原，焊缝金属过渡等反应，随着金属的凝固和气体析出，熔渣浮出完成焊接过程。

知识点2 N、H、O对金属的作用

重点内容 ：N与Fe、Ti、Mn、Si、Cr既溶解又形成稳定的氮化物，N在Fe中的溶解度随温度的升高而增大，在2200℃达到最大值，当液态铁凝固时，过饱和的氮以气泡形式向外逸出，当熔池金属结晶速度超过气泡速度就会形成气孔，与此同时N以过饱和的形式存在于固溶体中，还有部分以针状物析出分布于晶界和晶内，使焊缝的强度和硬度升高，塑性和韧性下降，N还是促使焊缝金属时效脆化的元素。焊缝中N处于不稳定状态，随着时间延长，过饱和的氮将逐渐析出，形成稳定针状物，使焊缝塑性、韧性进一步下降，硬度升高。H在300~700℃时容易被液态金属吸收，一部分在熔池凝固过程中逸出，有相当多的H来不及逸出而残留在焊缝中。氢导致金属变脆，导致钢塑性显著下降，还有一部分N形成气孔在焊缝中。氧在焊缝中同样使塑性、韧性明显下降。焊接区O的来源，主要是大气和焊条药皮，焊剂及焊丝表面上的铁锈和水分等。

知识点3 焊缝的硫与磷

重点内容 硫通常以FeS形式存在在液态铁中可无限互溶，而在室温仅为0.015%左右，因此熔池结晶时产生偏析，以低熔点共晶物的形式呈片状或链状分布于晶界，引起热脆性，甚至产生结晶裂纹，还会降低冲击韧性和耐腐蚀性。合金钢，尤其是高Ni合金钢焊接，硫与镍形成熔点更低的共晶体产生结晶裂纹倾向更大。磷在钢中以Fe2P和Fe3P形式存在，磷化铁常分布在晶界，减弱了晶粒间的结合力，它本身硬而脆，增加钢的冷脆性，使脆性转变温度升高，焊接奥氏体钢和低合金焊缝含磷高时，引起结晶裂纹。8.2 焊缝的性能

焊件经焊接后所形成的结合部分称焊缝。知识点1 焊接熔池结晶特征

重点内容 焊接时，熔池从高温到常温经过二次组织转变，即从液态转变为固态，另一次是高温焊缝冷却到室温时，发生组织转变，宏观观察焊缝金属断面发现，焊缝的晶体形态主要是柱状晶和少量等轴晶，如用显微镜进行微观分析，焊接熔池结晶组织有几种：脆状晶，脆状树枝晶，树枝晶，等轴晶。粗大的柱状晶不仅降低焊缝的强度，而且降低塑性、韧性。树枝晶比脆状晶产生的裂纹倾向大，而粗大的树枝晶比细小的树枝晶裂纹倾向还大。焊缝中的化学成分是不均匀的，这主要是因为熔池结晶时，冷却速度很快，已凝固的化学成分来不及扩散，造成合金元素分布不均匀。熔合区是焊接接头中的一个薄弱地带，该区存在严重的化学成分不均匀，同时存在物理不均匀性，异种金属焊接时更为突出。

知识点2 焊缝金属的固态相变

重要内容 ①低碳钢焊缝组织 主要是铁素体与少量珠光体，相同化学成分的焊缝金属冷却速度越大，珠光体含量越多，组织细化，硬度越高。

②低合金钢焊缝组织 主要是铁素体、珠光体外，还有贝氏体、马氏体，其中片状马氏体硬度很高，而且很脆。8.3 热影响区的性能

知识点1 热影响区的组织分布

热影响区是焊接过程中，材料因受热而发生金相组织和力学性能变化区域。重要内容①热影响区加热温度高约1350℃，加热速度快，高温停留时间短，焊条电弧焊约4-20S,埋弧焊30~100S,自然条件冷却，局部加热等特点，因此不同点经历不同的热循环，得到不同组织。

②低碳钢及不易淬火的低合金钢的热影响区组织 ⑴熔合区介于焊缝中间，组织有较大不均匀性，⑵过热区在1100℃以上到固相线以下，金属处于过热状态，奥氏体晶粒发生严重长大，冷却后点到粗大组织，该区的韧性很低，刚性较大的结构常产生脆化或裂纹。⑶正火区，该区域发生重结晶，铁素体和珠光体全体转为奥氏体，然后冷却到常温，变到细小的铁素体和珠光体，其塑性、韧性都比较高，⑷不完全重结晶区，只有一部分发生相变重结晶，故性能有所下降。

知识点2 热影响区的性能

重要内容 热影响区硬化了，主要是在熔合区，主要表现有粗晶脆化、析出脆化、组织脆化、热应变时效脆化、氢脆化和石墨脆化。这种脆化导致脆性转变温度提高、韧性下降。热影响区的强度塑性也是不均匀的，粗晶区硬度、强度高于母材，塑性低于母材，因此热影响区的熔合区和过热区的金属晶粒严重长大，导致该区塑性韧性严重下降，成为焊接接头的薄弱环节。8.4影响焊接接头性能的因素及其控制 知识点1 焊接材料的影响

重要内容 焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）向熔池中加入细化晶粒的合金元素，如Mo，V、Ti、Nb等进行变质处理。低碳钢和低合金钢向焊缝加Mn、Si,一方面充分脱氧，还可固溶强化提高焊缝强度，耐热钢、不锈钢选择焊接材料的化学成分与母材基本一致。

知识点2 线能量和焊接参数的影响

重要内容 焊接线能量直接影响焊热循环，线能量的确定，主要却决于过热区的脆化和冷裂两个因素。焊接含碳量低的热轧钢及含碳量偏下限的16Mn钢，由它的淬硬倾向较小，采用小线能量的冷裂倾向不太大。对焊接强度级别在392~441Mpa的15MnV钢时，为避免沉淀相溶入及晶粒长大二引起脆化，线能量的选择应偏小些。对含碳量和合金元素高的490Mpa级正火钢18MnMoNb钢时, 淬硬倾向增大，线能量减小时的过热区的冲击韧性反而降低，易导致延迟裂纹，故线能量应偏大些。在焊接速度一定时，焊接电流较小时，易变到脆状晶。电流增大时，变到脆状树枝晶，电流继续增大，会得到粗大的脆状树枝晶组织，直接影响焊缝性能。

知识点3 焊后热处理的影响

重要内容 焊后热处理是改善焊接接头的有效工艺措施，尤其有益于提高热影响区的塑性和韧性。焊后热处理的主要作用是消除焊接残余应力，提高抗腐蚀能力，淬火区的回火软化，消除焊缝中的氢，防止产生延迟裂纹，提高冲击韧性、强度和蠕变强度，提高结构尺寸的稳定性。特种设备常用金属材料的焊接

知识点1 低碳钢焊接

重要内容 锅炉压力容器受压元件常用的低碳钢有Q235A、Q235B、20#、20R。这些材料焊接性良好。焊条电弧焊时，当板厚增大，刚性增大，焊缝裂纹倾向也增大，因此宜采用碱性焊条，埋弧焊可用H08A配合高锰高硅低氟焊剂HJ430。

知识点2 低合金高强钢焊接

重要内容 ①锅炉压力容器低合金高强钢有16Mn、16MnR、Q345R、16MnHP、15MnVR此类钢的强度级别在294~392Mpa区间多为热轧钢，只有当板厚>25mm时为正火钢，正火后的强度略有下降，但塑性韧性有所提高，且降低了脆性转变温度。对于强度级别较高15MnVR、18MnMoNbR的高强钢，由于加入了合金元素，增加了材料淬硬倾向，有些元素还形成了低熔点化合物，使焊缝出现各种不利的组织。在扩散氢及热应变循环的共同作用下，还会产生裂纹或引起粗晶脆化。

②低合金高强钢焊接的主要问题有热裂纹、冷裂纹、再热裂纹，其中冷裂纹是重中之重，从材料本身考虑，淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素。随着钢的强度级别提高，合金元素的增加，其淬硬倾向逐渐增大。在冷却速度较大时，热影响区会出现贝氏体和大量马氏体，尤其是粗大的孪晶马氏体，其缺口敏感性增加，严重脆化，在焊接应力下产生冷裂纹。此外还会由于扩散氢的富集在淬硬脆化区引起显微裂纹。裂纹尖端形成三向应力区，并再行诱导氢扩散富集，使裂纹扩展为宏观裂纹即延迟裂纹。因此低合金高强钢焊接，应根据母材碳及合金元素含量、板厚、接头形式、结构特点，合理选择线能量，采用碱性低氢型焊条和碱度较高的焊剂，且焊材严格烘干。根据环境温度，拘束条件确定预热温度，厚度超过一定范围要采取焊后热处理，以降低热影响区硬度，提高塑性、韧性、消除应力和扩散氢的影响。

③15MnVNR钢的焊接 此钢淬硬倾向并不严重，焊接接头的硬度不超过350HV，热影响区不会发生回火软化，过热区稍有脆化，随着线能量的增大，其冲击韧性逐渐下降，因此采用较小的线能量。当板厚大于25mm时，应预热150℃以上。焊条电弧焊选用J607，也可选用J557Mo，埋弧焊选用H08MnMoA焊丝，配合HJ350。

知识点3 珠光体耐热钢的焊接

重要内容 珠光体耐热钢常用钢号有12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等，此类钢有较好的高温抗氧化性和热强性。12CrMo钢含碳量较低，焊接性较好，厚度大于10mm时应预热150℃以上，焊条电弧焊时应选R207。埋弧焊选H08CrMoA焊丝，配合HJ350。

知识点4 不锈钢的焊接

重要内容 常用的不锈钢有0Cr19Ni9、0Cr13、Cr17等。奥氏体不锈钢焊接主要问题是：焊接接头的晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、焊缝热裂纹、液化裂纹、接头的脆化等。焊接前后，钢材表面应进行酸性和钝化处理，焊前尽量用等离子切割，封头成形如用热压，应进行耐腐蚀性变化检验。奥氏体钢的热导率小，线膨胀系数大，焊接变形也较大，焊接时应选择能量集中的焊接方法并采用较小的线能量，进行快速焊接。马氏体不锈钢焊接的主要问题是冷裂纹和脆化的问题，拘束度越大，越容易引起冷裂纹。焊接时应采取预热措施，预热温度150~400℃，焊后还应进行热处理，以获取符合要求的综合力学性能。焊接变形及其控制

知识点1 焊接变形的种类 重要内容 有焊接变形就产生焊接应力，即焊接构件由焊接产生的内应力。焊接变形有纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、错边变形、扭曲变形。

知识点2 影响焊接变形的因素

重要内容 焊接位置不对称时易引起弯曲变形，焊接接头重心与焊缝截面重心不重合易引起角变形。结构刚性，结构截面积越大则拉伸变形越小。装配，焊接顺序，一般对称布置焊缝，最好由偶数的焊工对称同时焊接，这样可以使变形相互抵消。焊接线能量越大，产生的热塑性变形也越大，变形也增加。焊缝尺寸越大，变形越大，单面坡口比双面坡口变形大。1m以上的焊缝，直通焊变形量大，从中心向两端焊和逐段退焊可减小变形，从中心向两端退焊变形最小。

知识点3 防止变形的措施

重要内容 在设计上选择合理焊缝尺寸和坡口形式，合理安排焊缝位置。在工艺上，采取预留余量法，反变形法，选择合理的装配焊接顺序，合理选择焊接方法和焊接参数，锤击法等。焊接缺陷

知识点1 焊接缺陷的分类

重要内容 裂纹分为微观裂纹、纵向裂纹、横向裂纹、放射裂纹、弧坑裂纹。孔穴包括气孔、球形气孔、均布气孔、局部密集气孔、链状气孔、条形气孔、长形气孔、表面气孔、缩孔、弧坑缩孔。固体夹杂，包括夹渣、焊剂和溶剂夹渣、氧化物夹杂、皱褶、金属夹杂等。未焊透（焊接时，根部未完全熔透的现象，对接焊缝指焊缝深度未达到设计要求的现象）和未熔合（未熔合产生原因：①线能量太小；②电弧偏吹；③气焊火焰坡口加热不均匀；④打底焊时电弧燃烧时间短）。形状缺陷包括咬边、缩沟、焊缝超高、凸度过大、下塌、局部下塌，焊缝形状不良、焊瘤、错边、角度偏差、下垂烧穿、未焊透、焊脚不对称、焊缝宽度不齐、根部收缩、焊缝接头不良。电弧擦伤、飞溅、钨飞溅、表面撕裂、磨痕、凿痕、打磨过量、定位缺陷等。

11.2 焊接缺陷形成及防止 知识点1 热裂纹

重要内容 热裂纹是焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。这种裂纹的特征是沿奥氏体晶界开裂，裂纹多贯穿于焊缝表面，裂纹宽度0.05~0.5mm，比冷裂纹大几十倍，热裂纹多产生于焊缝，也出现于热影响区。焊接低碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢都有可能产生热裂纹。

知识点2 冷裂纹

重要内容 冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度（Ms温度以下）时产生的焊接裂纹。冷裂纹的起源多发生在具有缺口效应的焊接热影响区，或者有物理化学不均匀的氢聚集地带。裂纹有时沿晶界扩展，也有时穿晶扩展。冷裂纹可以焊后立即出现，也有经过几小时，几天才出现。冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低中合金高强钢的焊接热影响区。冷裂纹产生主要决定于钢种的淬硬倾向、氢的作用和焊接接头的应力状态。因此，高强钢焊接时，产生冷裂纹的机理在于钢种淬硬之后受氢的侵袭和诱发，使之脆化，在拘束应力的作用下产生了裂纹。防止冷裂纹的措施有：选用良好力学性能、抗裂性能，并含S、N、P等杂质少的材料，选用优质的低氢焊条，清理工作破口，焊丝表面铁锈，油脂和水分，适当加入Ti、Nb、V等合金元素，提高焊缝的塑性和韧性，采取进行焊前预热和焊后热处理工艺，避免强力组装，防止错边、角变形引起的附加应力。

知识点2 夹渣和气孔 重要内容 夹渣是焊接熔渣残留在焊缝中的缺陷。立焊和仰焊容易产生夹渣。夹渣产生的原因是：坡口角度或焊接电流过小，熔渣粘度大，操作不当使熔渣和熔化金属不能很好分离，焊条药皮整块脱落又未熔化，或者清渣不彻底等。焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出而残留下来在焊缝金属内部和表面所形成的空穴称为气孔。气孔主要是H2和CO气孔，防止气孔的措施有焊条和焊剂按规定要求烘干，焊条焊皮无油无锈，选择含碳量低，脱氧能力强的焊条。认真清理坡口及两侧，去除氧化物、油脂、水分等，短弧操作，风速、雨雪环境应有防护措施等。

气孔产生的原因：①焊条和焊剂受潮；②焊芯或焊丝生锈，表面油水；③电流偏小，熔池存在时间短，不利于气孔逸出；④保护气体含水分。11.3 焊接缺陷的返修 知识点 焊接缺陷的返修

重要内容 锅炉压力容器及其重要结构的焊缝表面存在的裂纹、气孔、深度大于0.5mm的咬边，内部缺陷超过标准规定的缺陷，力学性能，耐腐蚀性能等达不到要求的均应返修，按照新《容规》规定，焊缝的返修应由合格的焊工担任，返修工艺措施应经过焊接责任工程师审批同意，同一部位的返修次数不宜超过2次。返修操作的要领：①返修时在高拘束条件下进行的，容易产生金属晶粒粗大、硬化，降低接头性能，甚至引起裂纹，故力求一次合格；②因有经验的持证焊工操作；③清除缺陷时，每侧不应超过板厚的2/3；如此时还有缺陷，则应将该侧补焊后再从背面找缺陷，再补焊；④采用碳弧气刨应防止夹碳、粘渣、铜斑等缺陷，否则应磨掉，并消除渗碳层、氧化皮等；⑤返修部位表面，应修磨与原焊缝表面一致，圆滑过渡，以减少应力集中；⑥修补后应按原规定进行检测。焊接检验与质量管理 12.1 焊接检验 知识点1 外观检验

重要内容 外观检验时由肉眼或5~10倍放大镜检查焊缝表面质量，主要检查焊缝几何尺寸、咬边、弧坑、表面裂纹、错边量、角变形等缺陷。

在压力容器主要受压元件焊缝表面不得存在裂纹、气孔、夹渣及弧坑等缺陷，并不得保留熔渣和飞溅物。

知识点2 无损检测

重要内容 常用无损检测的方法有射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）等。

知识点3 焊接接头的化学成分和性能鉴定

重要内容 ①化学成分分析 主要用于检查焊缝或堆焊层的化学成分，以分析和间接判断其性能；

②金相检验 主要用来检验焊缝及热影响区的组织，晶粒度以及各类夹杂物、缺陷等，并可间接评定焊接工艺的正确性，及其接头的性能。常用金相宏观检验；

③力学性能试验 力学性能试验主要包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、疲劳试验等；

④耐压试验 分为气压试验与水压试验。水压试验是为检验焊缝的密封及结构整体强度，并检验结构在设计压力下安全运行的能力。水压试验检查无渗漏，无可见变形，试验过程中无异常响声为合格。12.2 质量管理

知识点 焊接质量控制

重要内容 ①焊工管理 焊接锅炉压力容器、压力管道的焊工，应按《特种设备焊接操作人员考试细则》考试合格，并取得合格证。持证焊工只能承担考试合格范围内的焊接工作。焊工合格证有效期四年。焊工的日常管理包括培训、考试、建立焊工档案、进行业绩考核、登记质量事故等；

②焊接材料 焊材管理主要包括：焊材订货采购控制、焊材入库验收与复验、焊材一级库存保管，二级库的烘干、发放和回收等；

③焊接工艺评定与焊接作业指导书