薄板随焊锤击防止热裂纹的工艺

随焊锤击防止薄板焊接热裂纹的工艺研究

哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室（150001）方洪渊董志波徐文立

摘要: 针对焊接时薄板构件产生焊接热裂纹倾向大的缺点，从力学角度出发，采用随焊锤击的焊接新工艺，并利用试验和测试技术，来达到防止薄板焊接热裂纹的目的，开辟一条解决焊接热裂纹的新途径。讨论了随焊锤击防止热裂纹的基本原理，对比了常规焊条件下和随焊锤击工艺条件下，试件的裂纹率情况，试验结果表明：随焊锤击能够有效地防止焊接热裂纹的产生。

关键词:随焊锤击焊接热裂纹脆性温度区间裂纹率

PROCESS OF AVOIDING WELDING HOT CRACKING OF THIN PLATE WITH TRAILING PEENING

Harbin Institute of Technology Fang Hongyuan, Dong Zhibo, Xu Wenli

Abstract

In order to reduce the tendency of hot crack in thin plate welding, a new process named Welding with Trailing Peening (WWTP) is used to prevent the weldments from welding hot crack by experiments and measurements from the view of mechanics. And the fundamental principle of WWTP is discussed. Comparing the crack rate on both condition of common welding and welding with WWTP, experimental results show that WWTP is an effective method to control welding hot crack.

Key words：

welding with trailing peening, welding hot crack, BTR, cracking rate

0 前言

热裂纹是在焊接时高温下产生的[1］。根据所焊金属材料的不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同。关于焊接热裂纹理论，国外在20世纪50年代就已经开始研究，目前公认较完善的是Прохоров理论[2］。该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下三个方面：脆性温度区间的大小，在脆性温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。

焊接热裂纹是冶金因素和力学因素共同作用的结果，在焊接热裂纹的控制方面，以往主要是从冶金角度出发，设法改善焊接金属的抗裂性。但是从冶金角度防止热裂纹有其局限性。一方面不易防止近缝区的液化裂纹，因为这种热裂纹主要与母材成分有关。另一方面由于引入与母材异质的焊丝可能会牺牲部分接头使用性能。因此，对于薄板来说，单从冶金角度来控制焊接热裂纹是非常困难的。而从力学角度防止焊接热裂纹的实质就是调整和改善焊接时的应力和应变情况，即采取适当措施使处于脆性温度区间的焊缝或热影响区金属承受一种外加压缩应变，以抵消焊接凝固过程中凝固收缩和热收缩及外部应力造成的致裂拉伸应变。力学角度防止焊接热裂纹的主要方法有：碾压法[3］随焊锤击方法是一种新的控制焊接热裂纹的力学方法，这种方法的基本原理与碾压法相似。但随焊锤击与碾压法相比又具有自己的独特优点：实验设备简单、质量

轻，并且可以广泛适用于具有直焊缝和封闭环焊缝的焊接工件，对于控制焊接热裂纹和焊缝横向及纵向变形都非常有效。因此，随焊锤击工艺在控制焊接热裂纹和焊接变形方面的研究具有光明的前景。

1 随焊锤击法防止焊接热裂纹的基本原理

1.1 热裂纹产生的基本机理

为了更好地说明随焊锤击防止焊接热裂纹的基本原理，首先讨论一下，常规焊条件下热裂纹产生的基本机理。从力学角度来讲，焊接热裂纹的产生是由于在脆性温度区间焊缝或热影响区金属所承受的拉伸应变率大于它们的临界应变率（CST），如图1所示。

式中，ε为焊缝或热影响区冷却时受到的内部应变或真实应变，T为温度。设εe为表观应变值，T为热应变，α为金属的热膨胀系数，则

时，即可防止焊接热裂纹的产生。

1.2 随焊锤击防止焊接热裂纹的基本原理

在焊接过程中，热裂纹常产生于脆性温度区间（BTR）内，满足dε/dT＞CST条件时，则会产生焊接热裂纹。当焊缝或热影响区金属处于脆性温度区间

时，在熔池后方一定距离内放置一气锤，跟随焊枪

后方同步锤击BTR两侧金属，如图2所示。由于锤

头距离熔池较近，锤头下方的金属处于较高温度。

因此，锤头锤击焊缝两侧金属时，在锤头锤击力

的作用下，会对处于BTR的焊缝或热影响区金属产

生横向压应变εc，以满足dε/dT-dεc/dT

抵消焊接时不均匀加热产生的致裂拉应变，从而起

到防止焊接热裂纹的目的。

2 实验结果与分析

本文在焊接热裂纹的工艺实验中，焊接方法选

用交流自动钨极氩弧焊，试件为焊接热裂纹倾向大

的2A12铝合金，采用不填丝的表面熔敷方式焊接，并利用梯度拘束度夹具，通过调节夹紧力Fr和夹持距离Lr灵活地改变拘束度，从而能够反映实际生产条件下的真实裂纹行为。

在实际焊接生产过程中，工件不一定产生焊接热裂纹，而本实验中，采用这种梯度拘束度夹具来产生比较苛刻的拘束度，主要目的是使实验试件在焊接过程中产生焊接热裂纹，以便验证随焊锤击控制焊接热裂纹的有效性。实验中以裂纹率Lcr%作为热裂纹倾向评定指标，其表达式如下：

Lcr%=Lcr/Ltotal

式中 Lcr-裂纹总长度

Ltotal-焊道长度

2.1 实验试件

在随焊锤击工艺实验中，为了更好地对焊接热裂纹进行研究，采用了如图3

所示的150 mm×100 mm×2 mm的试件。

2.2 常规焊条件下拘束度对裂纹率的影响

2.2.1 拘束力对焊接热裂纹的影响

图4给出了夹持距离Lr=20 mm、收弧端拘束力F收=120 N.m时，改变起弧端拘束力F起时焊接热裂纹试验结果。由图可知，当起弧端拘束力F起=0时，裂纹从起焊端引发，裂纹率最高，随焊随裂，裂纹贯穿整个焊道。适当加以拘束（F起=20 Nom），裂纹率显著降低。继续增加拘束力，裂纹率下降变缓，焊件只留有一定的弧坑裂纹。图4 起弧端拘束力对焊接热裂纹率的影响

图5给出了夹持距离Lr=20 mm、起弧端拘束力F起=20 Nom时，改变收弧端拘束力F收时焊接热裂纹试验结果。由图可以看出，随着收弧端拘束力的增加，裂纹率逐渐增加并最终趋于稳定。

2.2.2 夹持距离对焊接热裂纹率的影响

图6给出了当拘束力为F起=20 Nom、F收=120 Nom时夹持距离对焊接热裂纹率的影响。由图中可以看出，随着夹持距离的增加，裂纹率逐渐降低。当夹持距离大于60 mm时，试件在焊接过程中上拱严重，已不能保证正常焊接。当F起=20 Nom、F收=120 Nom、Lr=20 mm时，产生明显的收弧端裂纹。

2.3 随焊锤击条件下参数对裂纹率的影响

在本实验中，为了验证随焊锤击对控制焊接热裂纹的有效性，采用了出现焊接热裂纹倾向比较大的实验参数：夹持距离Lr=20 mm、起弧端拘束力F起=40 Nom、收弧端拘束力F收=120 Nom。这里起弧端拘束力为40 Nom，没有采用较小的拘束力，因为当起弧端拘束力较小的时候，裂纹一般在起弧端开裂，不利于进行随焊锤击的工艺实验，因此，采用了以上实验参数。

随焊锤击对焊接热裂纹的控制作用，其影响参数较多，如：锤击力、锤击

距离（锤头与焊枪的距离）、锤击位置、锤击频率、锤头形状等。本文中主要讨论两个参数：锤击力P和锤击距离R锤。

2.3.1 锤击力对焊接热裂纹的影响

图7给出了锤击力对焊接热裂纹的影响，锤击距离R锤=20 mm。从图中可以看出，锤击力在小于2 MPa和大于5 MPa时焊件的裂纹率均比较大，锤击力2~5 MPa之间时裂纹率较低，基本上属于弧坑裂纹。因此，锤击力在此范围内时，可有效地控制焊接热裂纹的产生。因为当锤击力较小时，锤击作用形成的应变量不足于抵消焊接过程中不均匀加热形成的致裂拉应变，控制热裂纹的效果不明显。当锤击力较大时，锤击会导致焊接熔池产生较大的振荡，反而会促进热裂纹的进一步产生。因此，在本实验条件下，锤击力为2~5 MPa范围内时，锤击工艺效果较好。

2.3.2 锤击距离对焊接热裂纹的影响

在实验中，锤击距离对焊接热裂纹的影响也比较明显，如图8所示，实验的锤击力为P=4 MPa。

结果表明：锤击距离R锤=17 mm时裂纹率较大，锤击距离R锤=20 mm时裂纹率较小，且随锤击距离的增大，裂纹率增大。因为当锤击距离较小时，锤击位置离焊接电弧太近，锤击对焊接熔池产生严重振荡，会促进热裂纹的产生。当锤击距离较大时，锤击的部位离产生热裂纹的敏感位置太远，对于减少热裂纹的效果也不明显。因此，在本实验条件下，锤击距离应控制在20~23 mm左右，锤击工艺控制热裂纹的效果较好。

3 结论

针对薄板构件产生焊接热裂纹倾向大的缺点，本文对随焊锤击工艺控制焊接热裂纹的有效性试验进行了研究，研究成果表明：

(1) 对于本实验所采用的150 mm×100 mm×2 mm的试件，在一定的拘

束力和拘束距离条件下，锤击力为2~5 MPa范围内，锤击距离控制在20~23 mm 左右时，随焊锤击工艺控制焊接热裂纹的效果较好，而对于不同的试件和焊接条件，应采用不同的焊接锤击参数。

(2) 随焊锤击工艺实验是在较苛刻的拘束度条件下进行的，但焊接热裂纹率却明显比常规焊条件下的小，而实际焊接生产中的拘束条件并没有这么苛刻。因此，随焊锤击工艺在实际生产中定能够有效地控制焊接热裂纹的产生。

参考文献

1 周振丰, 张文钺. 焊接冶金与金属焊接性. 北京：机械工业出版社, 1988:190~210

2 Prokhorov N N. Problems of the strength of metals in the process of solidification during welding. Welding Production, 1956 (6):5~11

3 刘伟平. 反应变法防止高强铝合金LY12CZ焊接热裂纹的研究. 哈尔滨工业大学博士论文, 1989.

4 Borland J C. Fundamentalsof olidification cracking in welds (Part2).Weldingand Metal Fabrication,1979(3):100~107

5 田锡唐，郭绍庆，徐文立. 随焊激冷对LY12CZ铝合金焊接热裂纹倾向影响的研究.宇航材料工艺,1998，28(5):48~52

船体焊接技术要求

船体焊接工艺 1、手工单面焊双面成形 手工单面焊双面成形是借助开有坡口的接缝处留一定的间隙，并在反面垫衬开有成形槽的铜板，在进行单面手工焊的同时强制反面成形的一种工艺方法。手工单面焊双面成形一般用于焊缝背面难以进行刨铲焊根和封底焊的接缝，如球缘扁钢对接等，也可用于大接缝中局部甲板、平台及内底板的对接。 采用手工单面焊双面成形工艺时，应采取如下工艺措施： （1）板厚≥4mm时应沿接缝开出不留根的V形坡口，间隙约4~6mm； （2）接缝背面平整，焊接前用活络托架或铁楔等将铜垫固定于接缝背面并在焊接过程中保持铜垫与工件的紧贴； （3）第一层打底焊缝是焊缝反面成形的基础。焊接时宜采用直径较小的焊条（3~4mm）进行短弧焊接，电弧在间隙中逐渐前移，并使接缝两边边缘熔合良 好。当一根焊条焊完后，应迅速更换焊条，在弧坑前方约10mm处引弧，逐渐 过渡到弧坑处，以防止焊接接头产生未焊透及焊缝背面成形产生凹陷及焊瘤等 缺陷。 2、立焊向下焊（即“下行焊”） 立焊向下焊是采用专用的立焊向下焊焊条，对垂直位置的焊缝由上向下进行手工电弧焊的一种工艺方法，特加适宜于薄板的垂直焊缝焊接，也可用于船体结构中不重要部位的垂直焊缝和立对接焊缝的打底焊。采用立焊向下焊工艺时，工作效率高，焊缝美观，焊接变形小。 当进行立焊向下焊时，焊接电流应稍大些，焊条应向下倾斜，使焊条与下垂直面形成35°～85°的夹角。运条一般不作横向摆动，直拖而下或作微小摆动，以壁免淌渣现象。当装配间隙较大或需要较大的焊脚尺寸时，也可采用多层焊。 3、船台装焊中单面焊双面成形工艺方法的应用 船体大合拢时的内底板、甲板等对接缝，当采用单面焊双面成形工艺时，可省去仰焊封底焊缝的刨槽和施焊，显著提高生产效率和改善劳动条件。船体大合拢时甲板、内底板对接采用单面焊双面成形方法的工艺措施如下：

各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了

各种焊接裂纹成因特点及防止措施，这条必须收藏了 焊接裂纹就其本质来分，可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。1.热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同（低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等），产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。目前，把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。（1）结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含S，P，C，Si骗高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。这种裂纹是在焊逢结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂。防治措施为：在冶金因素方面，适当调整焊逢金属成分，缩短脆性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊逢金属一次晶粒，即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素；在工艺方面，可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。（2）近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，它的尺寸很小，发生于HAZ近缝区或层间。它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属，在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成

物被重新熔化，在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。特别是在冶金方面，尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的；在工艺方面，可以减小线能量，减小熔池熔合线的凹度。（3）多边化裂纹是在形成多边化的过程中，由于高温时的塑性很低造成的。这种裂纹并不常见，其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金（包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金，以及某些奥氏体不锈钢），他们焊后并未发现裂纹，而是在热处理过程中产生了裂纹。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位，其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。防治再热裂纹从选材方面，可以选用细晶粒钢。在工艺方面，选用较小的线能量，选用较高的预热温度并配合以后热措施，选用低匹配的焊接材料，避免应力集中。3.冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区，但有些金属，如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布，以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下，配合以拉应力，便形成了冷裂纹。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分

薄板焊接工艺方法

薄板焊接工艺方法公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

薄板焊接变形控制经验 薄板焊接变形的质量控制包括从钢板切割开始到装夹、点固焊、施焊工艺、焊后处理等，其中还要考虑所采用的焊接方法、有效地变形控制措施。 1、焊接方法对焊接变形的影响* 合适的焊接方法需要考虑生产效率和焊接质量，所以焊接方法、焊接工艺和焊接程序显著影响焊接变形的水平。因此所采用的焊接方法必须具有高的熔敷效率和尽量少的焊道。7 R" F: v" @, `8 H5 C7 N 尽可能减少不必要的焊缝； 合理安排焊缝位置：焊缝位置应便于施焊，尽可能对称分布焊缝； 合理地选择焊缝的尺寸和形式，焊缝设计为角焊缝、搭接焊缝（角焊缝焊接变形小于对接焊缝变形）； 3 1 `2、点固焊工艺对焊接变形的影响 2 e' }$ [8 l' x! w 1 L- l, {; [. ^% T 点固焊不仅能保证焊接间隙而且具有一定的抗变形能力。但是要考虑点固焊焊点的数量、尺寸以及焊点之间的距离。对于薄板的变形来说，点固焊工艺不合适就有可能在焊接之前就产生相当的残余焊接应力，对随后的焊接残余应力积累带来影响。点焊尺寸过小可能导致焊接过程中产生开裂使焊接间隙得不到保证，如果过大可能导致焊道背面未熔透而影响接头的美观连续性。点固焊的顺序、焊点距离的合理选择也相当重要。 J

# u: e# `$ x$ J& T% 3、装配应力及焊接程序对薄板焊接变形的影响 应尽量减少焊接装配过程中引起的应力，如果该应力超过产生变形的临界应力就可能产生变形。装配程序注意尽量避免强行组装，并核对坡口形式、坡口角度和组装位置， 对接接头焊接： 板厚≤2的无论单面焊还是双面焊都可以不开坡口， 对于板厚~双面焊可以不开坡口，但只能单面焊时，可以将坡口间隙放大到1~2mm或开坡口焊接； 板厚~双面焊时应在背面用小砂轮清根；只能单面焊时都应开坡口；

船舶电焊工

船舶电焊工 工种定义：利用电弧的高温热能或电流.通过液体溶渣所产生的电阻热能和焊接材料将船体或管子、舾装金属零、部件进行溶化焊接。 适用范围：在船舶建造与修理中.用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊等方法，对船体结构、管系、船用锅炉及压力容器和舾装零、部件进行焊接。 等级线：初、中、高 学徒期：二年.其中培训期一年.见习期一年。 初级船舶电焊工 知识要求 1.电焊基本原理和电工基础知识。 2.船舶建造常用钢材及焊接材料的分类、名称、规格牌号及使用保管方法 8.常用焊接设备的型号规格、结构、工作原理和使用规则。 4.船体结构名称。 5.船舶焊缝代号的表示方法及其含义。 6.焊缝质量要求和焊接缺陷种类、产生原因及其防止方法。 7.船体结构焊接程序一般原则。 8.二氧化碳气体保护焊基础知识。 技能要求 1.酸、碱性焊条操作技术。

9.二氧化碳气体保护焊操作。 8.埋弧自动焊操作。 4.重力焊及下行焊条操作。 5.达到中国船舶检验局《焊工考试规则》中Ⅱ类焊工操作技术水平，并考核合格。 6.按构件材料的类别、厚度、坡口型式.正确选择焊条（焊丝）直径、焊接电流、焊接速度等工艺参数，并做好焊前准备工作。 7看懂船舶焊缝代号、正确执行焊接工艺规程。 8.常见焊接缺陷的分析及处理。 9.正确使用并维护保养焊接设备。 工作实例 1.船体底部、舷侧、甲板、舱壁、上层建筑等分段焊接.艏艉肋板、水密肋板的焊接、船体结构的各种纵横构架角焊缝焊接。 2.管子、法兰的角焊接.船名、标志、水尺线的焊接 8.船舶舾装件和舭龙骨焊接、锚链筒、锚唇的焊接.各种密性箱柜的焊接。 4.平焊对接缝的双面焊接及带衬垫单面焊接。 5.二氧化碳气体保护焊非水密构件和角焊的焊接。 中级船舶电焊工 知识要求 1.常用焊接设备（交、直流电焊机、二氧化碳气体保护焊机、弧

不锈钢裂纹

?钢。奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯奥氏体，也有一些为奥氏体+少量铁素体。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性能，但由于其特殊的成分和组织，相对于普碳钢，其焊接又有很多不同之处，本文就奥氏体不锈钢的焊接进行分析。 一、奥氏体不锈钢的焊接特点 ?奥氏体不锈钢是石油化工生产中应用最为广泛的金属材料之一，其焊接性能良好，但在焊接过程中也容易产生不少问题，主要表现为以下几种： ? 1.1 晶间腐蚀 ?奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀，根据贫铬理论，其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到450～850℃温度范围停留一定时间的接头部位，在晶界处析出高铬碳化物（Cr23C6），引起晶粒表层含铬量降低，形成贫铬区，在腐蚀介质的作用下，晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无明显变化，受力时则会沿晶界断裂，几乎完全失去强度。 ?为防止和减少焊接接头处的晶间腐蚀，一般采取的防止措施有：（1）采用低碳或超低碳的焊材，如A002等，或采用含钛、铌等稳定化元素的焊条，如A137、A132等；（2）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素，使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织（铁素体一般控制4-12％）；（3）减少焊接熔池过热，选用较小的焊接电流和较快的焊接速度，加快冷却速度；（4）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。 ? 1.2 焊接热裂纹 ?热裂纹产生的主要原因是焊缝中的树枝晶方向性强，有利于S、P等元素的低熔点共晶产物的形成和聚集。另外，此类钢的导热系数小（约为低碳钢的1/3），线胀系数大（比低碳钢大50％），所以焊接应力也大，加剧了热裂纹的产生。其防止的办法是： ?（1）选用含碳量低的焊接材料，采用含适量Mo、Si等铁素体形成元素的焊接材料，使焊缝形成奥氏体加铁素体的双相组织，减少偏析； ?（2）尽量选用碱性药皮的优质焊条，以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。 ? 1.3 应力腐蚀开裂 ?应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。 ?应力腐蚀开裂防止措施：（1）采取合适的焊接工艺，保证焊缝成形良好，不产生任何应力集中或点蚀的缺陷，如咬边等；采取合理的焊接顺序，降低焊接残余应力水平；（2）合理选择焊材，焊缝与母材应有良好的匹配，不产生任何不良组织，如晶粒粗化及硬脆马氏体等；（3）消除应力处理：焊后热处理，如焊后完全退火或退火；在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。 ? 1.4 焊缝金属的低温脆化 ?对于奥氏体不锈钢焊接接头，在低温使用时，焊缝金属的塑韧性是关键问题。此时，焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。一般可以通过选用纯奥氏体焊材和调整焊接工艺获得单一的奥氏体焊缝的方法来防止焊缝金属的低温催化。 ? 1.5 焊接接头的σ相脆化 ?焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的σ相，导致整个接头脆化，塑性和韧性显著下降。σ相的析出温度范围650-850℃。在高温加热过程中，σ相主要由铁素体转变而成。加热时间越长，σ相析出越多。 ?防止措施： ?（1）限制焊缝金属中的铁素体含量（小于15％），采用超合金化焊接材料，即高镍焊材； ?（2）采用小规范，以减小焊缝金属在高温下的停留时间； ?（3）对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理，使σ相溶入奥氏体。 二、奥氏体不锈钢的焊条选用原则

薄板焊接工艺

薄板焊接工艺 1、总则 1.1 本工艺是根据《船体工艺手册》进行编制，规定了钢质船体采用手工电弧焊及埋弧自动焊接工艺，建造和安装时对船体设计、材料、焊工、焊前准备,焊接工艺以及质量检验等的要求。 1.2 本工艺适用于厚度为3.0mmm～10mmm船用焊接结构船体的手工电弧焊。 2、对材料的要求 2.1 钢材及焊条应符合船检局的有关规定。 2.2 钢材及焊条必须具有船检部门认可质量证书，并经入厂检验合格后方可使用。 3、焊接方法及设备的选择 3.1 船体平直板材及上层建筑的拼板焊缝，一般采用埋弧自动焊，使用ZX5-1250-2埋弧自动焊机。 3.2 船体板材与构架的角接及对接采用交直流，使用BX1-315、BX1-500交流焊机及ZX7–400、ZX7-600直流焊机。 3.3 焊机的引弧性能要好，焊接过程参数稳定，调节方便。 4、对焊工的要求 4.1 从事船体制造和安装的焊工，必须经过专门培训并通过相应船检部门的考试，取得合格证后方可担任。 4.2 焊工施焊方法与焊接位置，应与焊工合格证的核准项目相符。 4.3 产品建造中，焊工必须严格按《焊接工艺》及各船具体《焊接规格表》进行施焊。 5、对施工场地要求 5.1 环境应清洁、明亮。 5.2 外场施工时，应有防风、防雨、防暴晒等设施。 6、安全保护 6.1 焊接时，焊接场所应有良好的通风条件，在窄小舱室内施焊时，必须有专人看护。 6.2 电焊机应安全接地，电缆线应绝缘良好 6.3 劳动防护用品必须穿戴整齐，有一个自我保护意识 7、焊前准备 7.1 钢材下料可用手工气割或半自动气割及等离子弧切割。 7.2 坡口加工可用刨边机、风铲及其他机械。 7.3 坡口的焊接型式参照表1。 7.4 船体结构的焊接接缝必须在装配和焊接前进行清理。 7.4.1接缝的清理范围为拼接端面和沿接缝两侧各宽30mm的表面。 7.4.2 在接缝的清理范围内，必须清除水、锈、氧化物、油污、泥灰和熔渣。 7.4.3 在非常潮湿气候下进行焊接或有露水时，应用氧—乙炔焰对焊缝烘干后再进行焊接。 7.4.4 重要构件的接缝应用钢丝刷，风动沙轮打磨等进行清理，至清理范围内呈现金属光泽。 7.4.5 在未能及时焊接须清理的焊缝，并因气候或其他原因影响而积水、受潮生锈时，在焊接前应重新清理。

第八章典型船体结构的焊接工艺

第八章典型船体结构的焊 接工艺 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第八章典型船体结构的焊接工艺第一节船体钢材的焊接性 焊接性的试验目的：为了评定焊接结构的可靠性，是否存在气孔、夹渣、裂纹等；焊缝及焊接接头强度、塑性、冲击韧性等力学性能和抗腐蚀性、时效、耐磨、耐热及耐酸性等耐久性。 一、船用碳素钢的焊接性 船体外板用钢材一般使用优质低合金钢，内结构可用普通低合金碳素钢。内河船舶普遍采用优质碳素钢因含碳量较低，焊接性能较好。无需采取特殊措施。 二、船用低合金钢的焊接 船用低合金钢的焊接性能也较好，不需采取特殊措施。但选用高强度低合金钢，焊接时可能出现焊接缺陷，可用工艺措施控制焊接缺陷的产生。 第二节船体结构焊接工艺基本原则一、焊接程序的一般原则 选择并严格执行焊接程序可减小结构变形和内应力。一般原则：

1、外板、甲板对接缝： ○1错开板缝：先横向焊，后纵向焊； ○2平列板缝：先纵向焊，后横向焊。 2、同时存在对接缝和角焊缝：先焊对接缝，后焊角焊缝。 3、整体或分段建造时：从结构中央向左右、前后对称焊接。 4、有对称中心线的构件：双数焊工对称焊。 5、手工电弧焊长缝：分段退焊或分中分段退焊。 6、同时存在单层焊缝和多层焊缝：先焊多层，后焊单层。多层焊各层方向相反，接头错开。 7、分段或总段外板纵缝及纵向构件与外板的角焊缝两端200-300mm：先不焊，以利于船台装配时对接。 8、内结构靠近总段大接缝一边的角焊缝：在大接缝焊接后再焊。

9、应力较大的大接缝：焊接过程不能中断，应连续完成。 10、分段中的焊接缺陷应在上船台前修补，不应在船台上进行。 二、焊接材料使用范围的规定 重要船体构件和部件应采用碱性低氢焊条（使用直流焊机）： ○1用低合金钢建造的所有船体焊缝； ○2用碳素钢建造的船体大合拢环形对接焊缝和桁材对接焊缝； ○3船壳冰带区的端接缝和边接缝； ○4船长大于90m的舷顶列板与强力甲板在船中0.5L区域内的角接焊缝； ○5桅杆、吊杆、吊艇架及其受力构件；○6拖钩架； ○7主机座及其相连接的构件； ○8艏柱、艉柱、艉轴架。 三、角接焊缝端部加强焊的规定 间断焊和单面连续焊的角焊缝：应在端部一定长度进行双面连续焊。 ○1组合桁材、强横梁、强肋骨的腹板与面板在肋板区域内应为双面连续焊。

不锈钢薄板容器的焊接方法

不锈钢薄板容器的焊接方法 摘要:对6～8mm薄板不锈钢容器的焊接进行了实践,提出了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接法,解决了焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等缺点,取得了良好的结果。 关键词:不锈钢薄板;焊条电弧焊;埋弧自动焊;组合焊接 工艺 前言 随着时代的发展,不锈钢板材在化工领域的应用越来越广泛,因不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以焊接。从实用和技术性能方面考虑,在不锈钢薄板的焊接方法上应用最广泛的是焊条电弧焊。但是实践证明,焊条电弧焊焊接有诸多缺点,如易夹渣、对清根要求高、焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等。因此在保证焊接质量的前提下,采用埋弧自动焊轻松地解决了该类缺点问题。但因埋弧自动焊热输入大,熔池高温停留时间长,有促进不锈钢元素偏析和组织过热倾向,容易导致焊接热裂纹,同时焊接变形大。在综合考虑焊条电弧焊及埋弧焊的特点后,对不锈钢薄板(6～8mm)的焊接采用了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接工艺。

1焊接依据 1.1母材的焊接性分析 不锈钢在任何温度下焊接时不发生相变,焊接接头在焊态下具有较好的塑性和韧性,因此不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以采用,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”是可行的。 1.2焊接工艺评定 黑龙江化工建总公司已具备不锈钢焊条电弧焊及埋弧自动焊两项合格的焊接工艺评定,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊法在技术上无障碍。 2 焊接工艺 2.1 坡口加工 为了控制焊缝金属的成分,应降低母材在焊缝中的比例;为减少熔合比,应采用小坡口。 2.2焊材的选用 通常根据不锈钢的材质、工作条件(工作温度、接触介质)和焊接方法来选用焊接材料,原则上选用焊缝金属的成分与母材相同或相近的焊接材料;因含碳量对不锈钢的耐腐蚀性能影响很大,在选材时尽可能选含碳量低的焊材。同时为了保证与焊接工艺评定所用焊材一致,故焊条选用A132,焊丝为HOCr20Nil0Ti,焊剂为HJl07。需要说明的是,在焊剂的选用上HJ260也适用,但在实际的使用中经反复试验,采用HJ260焊

焊接热裂纹敏感性试验方法

目录 1 试验的选择与目的 (1) 2 试验方法 (1) 3 现行标准 (1) 4 试件分析 (2) 5 试件制备 (2) 5.1 试件 (3) 5.2 试验装置 (3) 5.3试验流程 (4) 6 试验计算 (4)

工艺焊接性直接试验方法 1 试验的选择与目的 工艺焊接性直接试验方法有焊接冷裂纹试验、焊接热裂纹试验、再热裂纹实验、层状撕裂试验和析因理化试验。 按本次试验要求，选择焊接热裂纹敏感性试验。它是检验焊接热裂纹敏感性的试验。是评定金属焊接性的一类专门试验，对于不锈钢、耐热合金、铝合金等材料尤为重要。通过焊接热裂纹试验可达到两个目的：(1)测定某一组待焊金属(不同型号材料)的热裂纹敏感性，比较试验结果，选择符合工程设计要求的较理想的待焊金属。为此，规定了统一的试样尺寸和焊接试验条件。(2)用来确定待焊金属、焊接添加材料和焊接接头型式以及焊接工艺条件的适应性组合，以选定热裂纹倾向最小的合理的焊接工艺规范。 2 试验方法 常用的焊接热裂纹试验方法有T形接头焊接裂纹试验、压板对接(FISCO)焊接裂纹试验、横向可变拘束裂纹试验、可变刚性裂纹试验、十字搭接裂纹试验等等。本次试验的材质为Q345qD桥梁钢和Q420qE桥梁钢，采用压板对接(FISCO)焊接裂纹试验。该试验适用于低碳钢焊条、低合金钢焊条和不锈钢焊条焊缝的热裂纹敏感性实验。该法要求试件少，制备方便，试验结果重复性好，已作为我国焊条验收检查的主要试验方法之一。 3 现行标准 GB 4675.4-84《焊接性试验压板对接(FISCO)焊接裂纹试验方法》； GB 981-76《低碳钢和低合金高强度钢焊条》； GB 983-76《不锈钢焊条》。 4 试件分析 本次试验的材质为Q345qD桥梁钢和Q420qE桥梁钢。 Q345qD钢板以热轧、正火或热机械轧制状态交货，Q345qD钢板厚度不大于150mm，屈强比不大于0.85，专用于架造铁路或公路桥梁的钢板。

(完整版)建造船舶船体焊接工艺

建造船舶船体焊接工艺 一、总则： 1、要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工； 2、船体艏艉外板的对接缝（非自动焊拼板部分）应先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝； 3、在建造过程中，先焊对接焊缝，后焊角焊缝； 4、整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐格对称的进行焊接，由双数 焊工对称施焊； 5、凡超过1m以上的收缩变形量大的长焊缝，应采用分段退焊法或分中分段退焊进行焊接 缝； 6、在焊接过程中，先焊收缩变形量大的焊缝，再焊变形量小的焊缝； 7、边箱分段、内底分段、甲板分段、艏艉分段分层建造，在合拢口两边应留出200~300mm 的外板缝暂不接焊，以利合拢时装配对接，且肋骨、舱壁及平台板等结构靠近合拢口一 边的角焊缝也暂不焊接，等合拢缝焊完后再焊； 8、靠舷侧的内底边板与纵骨、底外板与纵骨至少要留一条纵骨暂不焊接，避免自由边波浪 变形太大，不利于边箱合拢； 9、二层底分段艏艉分段大合拢，边箱分段合拢的对接缝要用低氢型（碱性）焊条或用相同 级别的711、712的CO2焊丝对称焊接，一次性连续焊完； 10、构件、分段、分片等部件各自完工后要自检、互检、报检，把缺陷修补完毕，把合格品 送下一道工序组装，没有拿到合格单的部件不能放到下一道工序组装。 二、焊接材料使用范围的规定 （一）焊接下列船体结构和部件应采用低氢型焊条（碱性焊条）或相同级别的711、712系列的CO2焊丝。 1、船体环型对接焊缝，中桁材对接缝，合拢口处骨材对接焊缝； 2、主机座及其相连接的构件； 3、艏柱、艉柱、艉轴管、美人架等； 4、桅杆座及腹板、带缆桩、导缆孔、锚机座、链闸及其座板等； 5、艉拖沙与外板结构等； 6、上下舵杆与法兰，舵杆套管与船体结构之间的连接。 （二）普通钢结构的焊接用酸性E4303焊条焊接或JM-56系列CO2焊丝焊接； （三）埋弧自动拼板，板厚≥8mm,用Ф4.0mm焊丝焊接，板厚5~8mm，用Ф3.2mm焊

氩弧焊焊接薄板时的技术参数和技术要求

氩弧焊焊接薄板时的技术参数和技术要求 （一）；看是否采用添丝 1）如果不添丝，最主要的是注意工件间隙，一定不能有间隙，为了减小热输入量，可采用带脉冲功能的焊接设备，如碳钢对接，脉冲频率=5HZ，脉冲电流=2 5A，基值电流=10A，焊接速度=min,背面加铜衬垫，可以焊的非常漂亮 2）如果添丝，必须是的细丝，如果工件非常薄，也可采用的，不过成本会很高，一般的就够了 不管是那种方法，焊接碳钢和SUS时，乌极一定要非常尖，手法要求也要稳 你的补充问题涉及不同厚度的母材焊接，焊接位置不同，方法也不一样，但有一点是不变的，就是要控制热量分布，薄板是平面散热，厚板是立体散热，散热更快，所以让电弧偏向厚板，否则厚板还没融化，薄板就已经被“吹”开了，如果厚度悬殊打，那么可以先给厚板加热，待快融化时将薄板移近再焊接（二）;这要看你的具体要求，焊缝平整度，变形大小，用不用打磨（抛个光就行），还行了，的你怎么弄呀，。一般情况下，的板子焊接好都有一定的变形，大小而已，要想减小它，按底下的步骤试试：1，尽量减小焊件之间的缝隙，（越紧密越好）2，如果要填焊丝的话，焊丝一定要细，的就可以了，3，电流一点要小，小到能溶化焊丝就行，大概30A左右，焊机不同，根据各焊机而定，4，焊接速度一定要快，越快越好，变形也就越小，焊缝也就越漂亮，如果有水冷却就更好了。5，焊机也有讲究，一般选用逆变式交直流焊机，电流比较稳定。这种焊机会稍许贵一点。都是手法问题，多练就行！控制好热输入就行了，也就是电流电压，太高容易烧穿了

(三)；电流不宜过大20~30A即可，电压12~15v，钨级伸出长度为钨棒直径的2~4倍，氩气流量12~18L\min，组队时尽量采取无缝对接，缝大的情况可以在背面加垫板，控制好焊接速度，同时与焊工水平也有很 焊接时不能偏重焊高出的部分，而是焊极对准接缝中间。焊接过程中要不停地点加焊丝。而且选择焊丝的规格很关键，焊丝直径过大，会在尚未熔化焊丝之时先把焊件熔穿。焊丝直径以0．8至1．2毫米为宜，1．5毫米以上的最好别用。

304不锈钢焊接热裂的原因及解决方法

一、304不锈钢是奥氏体不锈钢，相当于1Cr19Ni9. SUS304不锈钢是0Gr18Ni9的材质，产生热裂纹的可能性比较大，奥氏体不锈钢有一个特点：他在900多度以上时是奥氏体，900多度以下至600多度时是马氏体，温度继续下降，就又转变为奥氏体。焊接时接口开裂就是在马氏体阶段开裂的。 解决的方法：减小一下焊接时的热输入量，加大焊后水冷却的工艺，使其在马氏体阶段的时间缩短，避免焊件在敏感的温度区间停留，接口就不会裂了。 二、不锈钢的焊接 1、奥氏体不锈钢的焊接 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称，钢中所加合金元素在10%（质量分数）以上，属于高合金钢。它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体－马氏体型和沉淀硬化型五类。 焊接奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、0 0Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti 等）主要问题是热裂纹――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所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。和应力腐蚀开裂――金属材料（包括焊接接头）在一定温度下受腐蚀介质和拉应力的共同作用而产生的裂纹。此外，因导热性差，线膨胀系数大，焊接变形也大。

1)热裂纹与结构钢相比，它的热裂纹倾向较大，在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。最常见的是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹，时在热影响区和多层焊层间还会出现液化裂纹。含镍量越高，产生热烈倾向越大，而且越不容易控制。 ;防止措施：a.严格限制硫、磷等杂质的含量。b.调整焊缝金属组织，以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。c.调整焊缝金属合金成分，在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。d.采用小线能量及小截面焊道 2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化和高温脆化是值得注意的问题 防止措施：a.严格控制焊缝中铁素体含量（体积分数）2～7%，因为475℃脆化和δ相脆化易出现在铁素体中。b.多层焊时采用较小线能量，以减少熔池体积，提高冷却速度，缩短高温滞留时间。 3）晶间腐蚀有三种形式：焊缝的晶间腐蚀；热影响区的“敏化区腐蚀”--敏化区腐蚀――在焊接热循环作用下，奥氏体不锈钢焊接热影响区中，被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度（理论上为450-85 0℃）的部位，称为敏化区。在敏化区发生的晶间腐蚀现象；刀蚀――发生在焊接接头近缝区一个狭带（小于1mm）上的晶间腐蚀。这种腐蚀的破坏形式像刀的切口，故称为刀蚀。

铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析

虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al 2 O3的熔点为2050℃，MgO熔点为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的，不很致密的氧化膜）可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。下面，对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。 1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征 在铝合金焊接过程中，由于材料的种类、性质和焊接结构的不同，焊接接头中可以出现各种裂纹，裂纹的形态和分布特征都很复杂，根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式：（1）焊缝金属中的裂纹：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹（尤其在多层焊时）。 （2）热影响区的裂纹：焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。 在试验过程中发现，当填充材料表面清理不够充分时，焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中，由于焊接填充材料为铸造组织，其中夹杂为高熔点物质，焊接后在焊缝中仍将存在；又，铸造组织比较稀疏，孔洞较多，易于吸附含结晶水的成分和油质，它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时，这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现，这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而，对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹，还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹，尚难以判断。此外，一般认为，铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响，而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象，还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一，亦还有待进一步的研究。 2热裂纹产生的过程 目前关于焊接热裂纹理论，国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲，该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面：脆性温度区间的大小；在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。 通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素，而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合，这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系，如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些，都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看，焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度，在一定的拘束条件下，将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态，从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。 在焊接过程中，冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面，即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时，焊接接头金属中正在建立强度联系，在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变，焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时，裂纹就不容易产生，焊接接头的金属裂纹敏感性低，反之，当承受不住应力作用时，金属中强度联 铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析 谢辉 （广东省第二农机厂，广东广州512219） 摘要：近40年来，由于焊接技术的进步，高效率和高性能的焊接方法得到了推广，铝及铝合金在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大，但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均还存在着一定的差距。对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析，提出了几点防范措施。 关键词：铝合金；焊接接头；裂纹；机理 —116—

薄板焊接工艺及焊缝质量控制 1慕香奎

薄板焊接工艺及焊缝质量控制 1慕香奎 发表时间：2019-07-31T14:38:15.870Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者： 1慕香奎 2裴先锋 3丁自力 4白玉 [导读] 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，在日常对薄板进行焊接工作的过程中往往会因为各种因素从而导致薄板变形，其中最易发生变形的薄板当属1-2mm的薄板，这一类的薄板在实际焊接过程中往往因为一点微小的因素就会发生严重的变形。 123中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳 471023 4中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司第三采油厂河北沧州 061723 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，在日常对薄板进行焊接工作的过程中往往会因为各种因素从而导致薄板变形，其中最易发生变形的薄板当属1-2mm的薄板，这一类的薄板在实际焊接过程中往往因为一点微小的因素就会发生严重的变形。目前在针对薄板变形焊接的问题研究中，主要将研究重点放在工艺方面。本文基于此对能防止焊接变形的薄板工艺做出了详细的分析以及提出了如何应对的措施，希望本文能够为焊接实践的薄板焊接工艺的发展起到一定的引导作用。 关键词：薄钢板；焊接工艺；质量控制 引言 5mm左右厚度的钢板是典型薄板，规模型焊接施工中通常采用电弧焊设备。电弧焊接设备采用微机控制系统，可对焊接电流、焊接速度、弧长等多项焊接工艺参数进行分析，对焊接程序和参数变化显示和数据存储，建立焊接顺序控制系统、PID调节系统、最佳及自适应等各种控制系统。薄板在焊接中容易产生较大的焊接变形或出现表面缺陷，主要原因是选用的焊接工艺参数不当。在不同的外界环境中，选用不同的焊接材料或焊接设备时，需要对应采取不同的焊接工艺参数。因此在实际工作中，需要针对各种具体情况，在施焊前通过实验制定出相应的焊接工艺参数。本文通过对5mmQ235B钢板的材料成分分析，计算出该材料的碳当量，判断其材料的焊接性，再由试验选择出钢板的最佳埋弧焊焊接工艺参数范围，保证焊后焊缝的各种力学性能满足要求，并且焊接变形相对较小可控。 1焊接性分析 作为奥氏体不锈钢的一种，S30408具有良好的焊接性，可以适用于各种方法的焊接，如焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧自动焊、熔化极气体保护焊等。但与碳钢相比，S30408具有下列特点：①高的电阻率，约为碳钢的5倍。②大的线膨胀系数，比碳钢大40%，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。③低的热导率，约为碳钢的1/3。因此，S30408在焊接过程中会引起较大的焊接收缩变形，特别是薄板焊接时，变形尤为明显。 2对焊接变形的有关影响因素 对于薄板的焊接工艺来说产生变形的种类比较多因此相关因素也会比较多，而且更为复杂。据研究表明在制作工艺的具体流程中焊接变形主要是与以下几方面有直接的关系即：材料的热物理性能、焊接的方法、焊接热输入输出、位置、接头形式以及焊接顺序等方面。各种因素有着不同的变形状况。以下根据具体流程具体说明：首先是在炉体的制造过程中，如果是热输入越大则对焊接造成的影响的可能性越大，变形程度也就越大。尤其是对于使用焊接热输入大的地方就有着更大的变形程度。其次在对焊缝形状的研究表明，如果尺寸分布不均匀，其造成的变形就会越复杂，焊缝出现的数量也就会越多，从而造成的变形程度以及变形数量也会越多。再次对于焊接的具体过程中如果是定位焊点有着更为密集更大的焊点，或者是桩架更加牢固的地方所造成的变形影响就越小。如果是焊接顺序不得当，就会造成更加大的变形。焊接速度的快慢也会直接影响到变形的程度。最后对于薄板的焊接层来说，如果焊接层数为单层焊接，那么对变形的影响就不会很大。由此可见最终焊接薄板的变形程度需要有以上等各种原因各种因素综合作用引起变形。 3薄板焊接试验 3.1试焊准备 焊前需要对焊丝、焊剂进行检验，试焊薄板连接布置设计，焊接变形的预防，焊接设备检查，焊工资质及操作技能检查等准备工作。焊前检验母材的型号、出厂质量检验合格证等；复核焊丝化学成分和直径，并检查焊丝牌号是否与规定的使用焊丝相同；检查埋弧焊剂的湿度，使用前必须进行烘干。本次焊接试件选用Q235Bφ5mm钢板，采用I型对接口，焊前无需预热。清除对接口及两侧10-20mm范围内的油污、铁锈、氧化物等脏物。埋弧焊选用MZ-1-1000/1250型自动埋弧焊机，焊丝选用φ2.4mm的H10Mn2型焊丝，埋弧焊剂用SJ-101。制作多个焊接试验试样。 3.2焊接质量控制 如果焊件装配间隙太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等，以及焊件接口表面氧化膜、油污等未清除干净，就容易产生未熔合、未焊透现象。施焊中在保证熔孔直径的前提下，注意埋弧焊机的行进速度，不能过快或过慢，过快会造成焊缝未焊透，过慢会造成焊缝烧穿。控制焊缝表面出现咬边。一是要焊接时严格控制熔池形状，通常把焊接熔池控制在扁椭圆形为宜；二是要预防接头超高。施焊前，先用砂轮机在起焊处打磨出斜坡形过渡带，在焊缝前方10mm处引弧，电弧引燃稍微拉长后再移到接头处，待形成熔池后再开始向前焊接。气孔是焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。其产生的主要原因有坡口边缘不清洁、存在水分、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行烘干，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，埋弧自动焊电压过高也能在焊接过程中产生气孔。选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹，避免产生气孔。在焊接过程中要注意焊剂的流出速度，保证将焊缝熔池完全覆盖。 3.3对焊缝的控制 这时候就需要根据实际情况来选取最为合适的尺寸以及形状的焊条，并且还需要在能够满足焊接的前提下，保证有足够的承载力下，尽可能的使用较小的焊缝尺寸。主要的原理就是为了能够在最大程度上减少焊缝的填充量，如此一来既能够保障质量，不会产生变形，用料更省还能起到一定的美观作用。另外还可以使用先进的折边机，来对薄板进行折边操作，在保证折弯角度的情况下，尽可能的使用机械弯折，机械弯折的最大好处就是能够减少焊缝的数量。最后还需要对焊缝的位置进行合理科学的安排，最好是能够将焊缝保持在中心轴两侧的位置，这样在焊接过程中出现的变形能够起到一定的互相抵消作用。 4操作注意事项 ①对工件的焊缝坡口、两侧边缘母材及焊丝都必须清理干净后，方可进行焊接。②正面焊枪先采用高频引弧方式引弧，待电弧稳定、熔池圆润后开始移动焊枪焊接，当反面焊缝见到钢板发红时，偏后5mm处引弧焊接，保护反面焊缝并成形。③正反面焊枪焊接速度基本一

焊接热裂纹产生机理影响因素及防治措施

焊接热裂纹产生机理影响因素及防治措施 一、结晶裂纹 1、产生机理 1）、产生部位：结晶裂纹大部分都沿焊缝树枝状结晶的交界处发生和发展的，常见沿焊缝中心长度方向开裂即纵向裂纹，有时焊缝内部颁在两树枝状晶体之间。 对于低碳钢、奥氏体不锈钢、铝合金、结晶裂纹主要发生在焊缝上。 某些高强钢，含杂质较多的钢种，除发生在焊缝之处，还出现在近缝区上。 2）、分析熔池各阶段产生结晶裂纹的倾向 焊缝金属结晶过程中，晶界是个薄弱地带，由金属结晶理论可知，先结晶的金属比较纯，后结晶的金属杂质多，并集富在晶界，并且熔点较低，这些低熔点共晶物被排挤在晶界，形成一种所谓《液态薄膜》，在焊接拉应力作用下，就可能在这薄弱地带开裂，产生结晶裂纹。 产生结晶裂纹原因：①液态薄膜②拉伸应力 液态薄膜—根本原因。拉伸应力—必要条件以碳钢焊接为例，分析研究一下，在熔池结晶过程中什么阶段产生结晶裂纹的倾向最大。 如图3-77 ①液固阶段：熔池开始结晶时，液相多，固相少，液态金

属在晶粒间处于自由流动状态，有拉应力存在时，拉开后有液体随之补充，不易产生裂纹。（1区） ②固液阶段：固相多，晶粒之间相互接触，液相少，（低熔点共晶）在拉应力作用时产生微少缝隙，液态填充少，产生裂纹，这一区也称为“脆性温度区”即图3-77上a、b 之间的温度范围？ ③固相阶段：完全结晶完毕，成为整体固态金属，拉应力作用时，因无液态薄膜受力均匀，不易产生裂纹。 T b—称为脆性温度区，在比区间易产生结晶裂纹，杂质较少的金属, T b小产生裂纹的可能性也小，杂质多的金属T b 大，产生裂纹的倾向也大。 3）产生结晶裂纹的条件？图3-78 如图3-78纵座标表示温度，横坐标表示由拉伸应力所产生的变形（e）和金属的塑性（P），脆性温度区的范围用T b表示上限是固液温度开始下限固相线附近，或低于固相线一段温度。 在脆性温度区内焊缝的塑性用P表示，是温度的函数，=，当在某一瞬时温度时有一个最小的塑性值（P min）PΦ ) (T （出现液态薄膜时） 受拉伸应力所产生的变形用e表示，也是温度的函数？ ①如果拉伸应力所产生的变形随温度T按曲线（1）变化，

船体装配工艺规范

船体装配工艺规范 前言 1 范围 本规范规定了钢质船体建造的施工前准备、人员、工艺要求和工艺流程。 本规范适用于散货船、油轮、集装箱船、储油船的船体钢结构的建造，其它船舶可参考执行。 2 规范性引用文件 Q/SWS60-001.2-2003船舶建造质量标准建造精度 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本规范。 3.1零件 单个的钢板或型材。如：肋板、纵骨等。 3.2部件 两个或两个以上零件装焊成的组合件。如：带扶强材的肋板、带扶强材的平面舱壁。 3.3分段 整个船体结构为了制造方便而分解成的若干个平面或立体的块。而这些块又能组成一个完整的船体，这些块就叫分段。 3.4总段 将几个相邻分段组成一个较大的块，该较大块称总段。如：上层建筑总段。 3.5小组立 将两个或两个以上零件组成的部件的生产过程。如：拼T型材、肋板上装扶强材和开孔加强筋等。 3.6中组立 将部件和部件加零件组成一个较大组合件的生产过程。如：拼装成油柜等。 3.7大组立 将零件和部件组成分段的生产过程。 3.8总组 将几个相邻分段组成一个总段的生产过程。

3.9搭载 在船坞内将分段和总段组成完整一艘船体的生产过程。 4 施工前准备 4.1图纸资料： 施工前有关图纸，零件明细表，焊接工艺和完工测量表等。 4.2材料： 施工前查对零件的材质牌号，钢板厚度，型材尺寸等应与图纸相符合。4.3工具： 钢卷尺、线锤、水平橡皮管、油泵、花兰螺丝、铁楔、各种“马”、激光经纬仪、锤、氧乙炔割炬、电焊龙头、电焊面罩、角尺、角度尺。 5 人员 装配工上岗前应进行专业知识和安全知识的培训。并且考试合格。能明了图纸内容和意图，能明了下料切割后零部件上所表达的文字、符号的内容含义。熟悉有关的工艺和技术文件并能按要求施工。 6 工艺要求 6.1小组立 6.1.1 小组立工艺流程： 6.1.2 小组立作业标准： 对合线 构件对划线（理论线或对合线偏移）＜1.5mm～2.0mm 平整度＜4mm～6mm 小零件对大零件垂直度＜2 mm 标准极限

304不锈钢焊接热裂的原因及解决方法

一、304不锈钢就是奥氏体不锈钢,相当于1Cr19Ni9、 SUS304不锈钢就是0Gr18Ni9的材质,产生热裂纹的可能性比较大,奥氏体不锈钢有一个特点:她在900多度以上时就是奥氏体,900多度以下至600多度时就是马氏体,温度继续下降,就又转变为奥氏体。焊接时接口开裂就就是在马氏体阶段开裂的。 解决的方法:减小一下焊接时的热输入量,加大焊后水冷却的工艺,使其在马氏体阶段的时间缩短,避免焊件在敏感的温度区间停留,接口就不会裂了。 二、不锈钢的焊接 1、奥氏体不锈钢的焊接 不锈钢就是不锈钢与耐酸钢的总称,钢中所加合金元素在10%(质量分数)以上,属于高合金钢。它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体－马氏体型与沉淀硬化型五类。 焊接奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、0 0Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti 等)主要问题就是热裂纹――焊接过程中,焊缝与热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。与应力腐蚀开裂――金属材料(包括焊接接头)在一定温度下受腐蚀介质与拉应力的共同作用而产生的裂纹。此外,因导热性差,线膨胀系数大,焊接变形也大。

1)热裂纹与结构钢相比,它的热裂纹倾向较大,在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。最常见的就是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹,时在热影响区与多层焊层间还会出现液化裂纹。含镍量越高,产生热烈倾向越大,而且越不容易控制。 ;防止措施:a、严格限制硫、磷等杂质的含量。b、调整焊缝金属组织,以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。c、调整焊缝金属合金成分,在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。d、采用小线能量及小截面焊道 2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化与高温脆化就是值得注意的问题 防止措施:a、严格控制焊缝中铁素体含量(体积分数)2～7%,因为4 75℃脆化与δ相脆化易出现在铁素体中。b、多层焊时采用较小线能量,以减少熔池体积,提高冷却速度,缩短高温滞留时间。 3)晶间腐蚀有三种形式:焊缝的晶间腐蚀;热影响区的“敏化区腐蚀”--敏化区腐蚀――在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊接热影响区中,被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度(理论上为450-850℃)的部位,称为敏化区。在敏化区发生的晶间腐蚀现象; 刀蚀――发生在焊接接头近缝区一个狭带(小于1mm)上的晶间腐蚀。这种腐蚀的破坏形式像刀的切口,故称为刀蚀。