高效焊接和质量适应控制.pdf

高效焊接和质量适应控制 刘丛志 （西南交通大学机械工程学院 车辆工程 2009—07 班） 1. 前言 近年来，全球制造业的形势日趋严峻，竞争也愈演愈烈，为 了提高产品的竞争力，各公司都在寻找降低成本、提高生产效率 的技术。焊接技术作为工业生产的一个重要环节，其效率的提高 对于总生产效率的提高具有重要意义。 2. 高效焊接对焊工的要求 随着焊接技术应用范围的扩大，对焊接质量也提出了更高的 要求，对焊接工人的要求也随之变得更高了 。 一个好的焊工，首先拥有较好的业务技能。在这一点上，无 论国家，还是焊工本人、用人单位都非常重视。锅炉压力容器受 压部件焊接制作时，相关标准对焊工技能、焊接范围等都作了明 确规定。 一个好的焊工，一般都有一个良好的职业习惯： 焊前准备工作做得好，从心态、设备调试、工件准备到焊材准备 等都非常到位；焊接过程中专心致志，不为外界因素所打扰；焊 后检查做得好，对工件进行细致的检查，自己认为满意了，方可 1 / 14 转下道工序。一个好的职业习惯一旦养成，将受益终生，在做其 它事情上也将有一些连本人也意识不到的益处。 一个好的焊工，质量意识非常强，也非常敬业爱 岗，真正能够做到干一行、爱一行、钻一行，能够把所加工产品 质量与个人的荣誉结合起来，认为‘焊品即人品’，干不好工作 是很丢人的事情。 所以，企业对焊工的培训教育，不仅仅局限于技 能培训，在良好习惯养成上也需要下一番功夫，并增强其荣誉感。 3. 高效焊接控制 焊接过程实际上是在焊件局部加热后又冷却凝固的热过程， 由于温度场的不均匀，导致焊件膨胀和收缩不均匀，从而使焊件 内部产生焊接应力而引起焊接变形。 3.1 焊接变形的影响因素 3.1.1 焊接工艺方法 不同的焊接方法将产生不同的温度场，形成的热变形也不相 同。一般来说，自动焊比焊条电弧焊加热集中，受热区域窄，工 件的焊接变形较小；CO 气体保护焊焊丝细，电流密度大，加热 2 集中，加热面积小，以及CO 气流的冷却作用，工件的焊接变形 2 较小。 3.1.2 焊接工艺参数 2 / 14 焊接变形随焊接电流和电弧电压的增大而增大，随焊接速度 的加快而减小，其中电弧电压的作用非常明显。因此，低电压、 高速、大电流密度的自动焊产生变形较小。在焊接时，适当减小 焊接工艺参数，选用较小的热输入可有效地防止焊接变形，但热 输入不能太小，否则会影响到焊接质量。 3.1.3焊缝数量和断面大小 焊缝数量越多，断面尺寸越大，焊接变形越大。 3.1.4施焊方法 连续焊、断续焊的温度场不同，产生的热变形也不同。通常 连续焊变形较大，断续焊变形较小。 3.1.5焊接夹具的设计合理性 采用焊接夹具，增加了构件的刚性，从而影响到焊接变形。 3.1.6构件焊接程序 焊接程序能引起构件在不同组合阶段刚性变化和质心位置 的改变，对控制构件焊接变形有很大影响。 另外，焊接变形还与材料的热物理参数、焊接人员的操作水 平 、焊接层数、焊接接头的焊前预热及预热温度、时间等有关。 3.2焊接变形的控制 焊接接头由于受内应力的影响，焊后难免产生变形，但只要 3 / 14 仔细分析可能出现的变形倾向，有针对的应用烦变形、刚性固定 等措施，可以大大减小变形量，使设备变形控制在设计规定的范 围内。具体采取的措施有以下几点： 3.2.1合理选择焊接材料。 3.2.2合理的焊缝尺寸和坡口形式 焊缝尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小，焊缝尺 寸越大，焊接工作量越大，焊接变形也就越大。但是，并不是焊 缝尺寸越小越好，焊缝尺寸太小，冷却速度快，容易产