焊接工艺论文

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焊接工艺论文范文第1篇

1.1焊接材料

钢结构焊接工艺技术中运用的主要工具有电焊条和引弧板。选择焊接条时，其型号一定要严格按照设计要求进行，之后按照相关说明书将焊接条进行烘焙后，放入保温桶内以供之后取用。另外，在钢结构建筑焊接过程中，严禁使用焊芯生锈的一些焊条，同时酸碱性焊条不得混合在一起使用。最后，在焊接钢结构建筑的重要部位时适合选用碱性焊条。在焊接钢结构建筑部件需要采用坡口连接时，需要使用引弧板，而引弧板材质的选择一定要和所焊接部件的材质相同。

1.2主要工具

钢结构建筑工程中使用焊接工艺技术时所需要的机具主要有焊钳、焊条保温桶、烘箱和电焊机等。

1.3焊接条件及要求

温度较低时进行焊接会造成热量迅速散失，为此，当钢材厚度达到一定程度时，可以适当采用多层焊接工艺技术。另外，为防止温度的迅速降低，在进行某条缝隙焊接时，一定要一次性完成，避免发生焊接中断的现象。若发生中断，应进行正确恰当地处理。最后，在风雪天气环境下，应尽可能避免焊接，若确实需要焊接，应搭建帐篷等，之后在室内进行钢结构建筑的焊接。同时，焊接过程中要保证风速在恰当的局限范围之内。焊接结束后，要运用适当材料使得焊接物体进行缓慢的降温。

2焊接变形的原因探讨

2.1焊接变形的主要类型

焊接变形主要是指钢结构在焊接中因高温引起的变形和焊接结束后在钢结构构件中出现的残余变形问题。在以上两种焊接变形中，最影响焊接质量莫过于焊接残余变形。焊接残余变形对钢结构建筑的影响具体可分为整体和局部变形，而依据变形的形状特点又可分为角变形、波浪变形和扭曲变形等，局部变形又包括角变形和波浪变形，整体变形又包括扭曲变形等。在钢结构焊接过程中，最易发生变形类型是整体变形。

2.2焊接变形的缘由

钢结构的刚度无疑是影响焊接变形的主要因素之一，钢结构的刚度主要是针对结构体对弯曲及拉伸等变形的抵抗力而言的，而钢结构的刚度强弱则主要取决于钢结构尺寸的大小及其截面形状。另外，焊接连接缝的所在位置和数量也在一定程度上影响着焊接变形的程度及状况。在钢结构刚度不能达到一定的标准时，应将钢结构体的对称位置作为焊接的连接缝，这时若焊接顺序合理的话，结构体就只能产生线性变形，而不可能产生弯曲变形。最后，焊接工艺也在某种程度上影响着焊接变形的程度。例如，在焊接电流较大、焊接速度较慢时，就会导致更加严重的焊接变形。为此，在钢结构焊接过程中，一定要定制科学合理的焊接工艺措施和方法。

3钢结构焊接工艺造成的变形防治工作

3.1焊接节点的构造控制

为进一步避免和改善焊接变形的状况，在进行钢结构焊接节点构造设计时，要注意以下几个方面：

a.首先，应对焊缝的数量及大小进行一定的控制。当钢结构在焊接过程中存在焊缝数量多、尺寸大的问题时，就会给焊接变形提供更多的可能。为此，在进行钢结构焊接节点构造设计时，应尽可能在一定程度上控制焊缝的数量和大小，进而改善焊接变形的状况；

b.其次，要尽可能选择适当的焊缝坡口大小及形状。对焊缝坡口的大小和形状进行合理科学的选择，不仅可以在一定程度上保证钢结构的承载能力，同时还可以在某种程度上减少截面积，进而对焊接变形数量起到一定的控制作用；

c.此外，在钢结构焊接过程中，应尽可能使焊接节点的位置处于物体截面的对称处。而对于中性轴焊接节点的选择，应尽可能使焊接节点靠近中性轴，同时避免处于或接近高应力区。

d.最后，节点形式的选择，应尽可能选择刚性较小一些的节点形式。同时，节点不应设置在多向交叉位置，只有这样才能避免因焊缝高温集中和应力集中而造成的焊接变形。

3.2钢结构建筑焊接工艺的改进

钢结构焊接工艺的改进对焊接变形的改善有着至关重要的作用，其具体操作主要集中于以下几个不同的方面：

a.首先是钢结构的组装和焊接过程中所选择的焊接顺序。对钢结构的组装及制作，相关人员应严格依照有关规定和要求在标准的层面上进行操作。只有这样，才能在一定程度上确保相应的自重压力承受情况，进而更好地满足于构件组装的要求和标准。在钢结构焊接过程中，对焊接小型构件的焊接，可一次性完成，之后再选择合适的焊接顺序进行组装。而对于一些相对较大的钢结构焊接与组装，应首先将小构件焊接完成，之后再进行相应的组装和焊接工作。为防止部件组装过程中产生变形的状况，零部件型号的选择一定要符合相关的规定和要求，此外，组装时应尽可能避免过度的外力强制性拼接。最后，在构件焊接和组装过程中，应尽可能保持焊接接头的热量均匀性和温度适当性，防止因热量不均造成的焊接变形。

b.其次，要做好相应的反变形工作。钢结构的焊接工艺过程中，由于冷却后的收缩原理，焊缝会发生一定的收缩反应，这也就在一定程度上减少了构件原有的尺寸大小。为此，在焊接过程中人们常常采用反变形的方式来进一步弥补因热胀冷缩而出现的变形问题。反变形方法就是在进行焊接工作前期首先人为使构件发生一定的变形，其变形方向与后来的焊接变形方向相反，变形程度与后来的变形程度相同。

焊接工艺论文范文第2篇

1.1焊接光斑大

由于焊接区域很小，在实际生产过程中，放置产品的位置存在一定误差，为了保证焊接光斑不偏离焊接区域，就需要焊接光斑尽量小。经过大量实际生产验证，焊接光斑直径在0.4mm以下可以很好地解决上述问题。这就需要对激光器的光路部分进行改造，在减小焊接光斑的同时保证光束质量不变。

1.2焊接良品率低

手机扬声器弹片焊接的具体需求为：

（1）焊接拉力大于10N；

（2）不能击穿下层材料；

（3）光斑不能大于0.4mm。通过以上三个指标评价产品的良品率，不良品率应低于2%。在原有配置（激光棒直径7mm，传导光纤芯径400μm）条件下，不良率高达5%以上。

2改造方案及结果

2.1光学部分改造

首先需要解决光斑偏大的问题，结合聚焦光斑大小基本原理由此可见，若要得到较小的聚焦光斑，需要减小传导光纤的芯径D、增加扩束镜焦距f2及减小聚焦镜焦距f1。但是这些配置都不能随意更改，原因一：如传导光纤的芯径太小，将加大光纤耦合的难度，增加激光烧毁光纤的风险；原因二：扩束镜焦距的焦距直接决定了聚焦光束的焦深，焦距越大，焦深越短，这样激光束对工件的高低公差要求更高，不便于后续的工艺调试；原因三：聚焦镜的焦距直接影响到焊接的幅面，焦距越小，幅面越小。综合以上分析，结合实际需求，将外光路系统设计为光纤芯径D=0.2mm，扩束镜焦距f2=180mm，聚焦镜焦距f1=170mm，根据式可求得聚焦光斑为0.2mm，但是实际焊接的光斑约为0.45mm。仍然无法达到实际生产的要求。对激光器内部光学进行改造，常规的Nd:YAG焊接使用的激光棒直径（工作物质）为φ7mm。为了得到更小的光斑，将激光棒的直径改造成φ4mm，相应的结构件（如激光棒与腔体的连接件、密封圈等）也做一些改造。为提高装配的便利性及后期的稳定性，激光器腔体的大小也相应减小，使得与激光棒的配合更加紧密。在其他条件一样的情况下，激光棒直径为φ7mm时，焊接半径为0.22mm，如图2a所示。激光棒直径为φ4mm时，焊接半径为0.177mm，如图2b所示，相对于φ7mm的激光棒，光斑减小了20%以上，可以达到焊接光斑直径小于0.35mm的要求。

2.2焊接工艺优化

在光学部分改造后，为解决拉力不够10N和良品率低的问题，通过大量工艺测试，对生产工艺进行改造。在保持其他条件不变的情况下，对激光峰值功率、脉冲宽度、离焦量三因素进行三水平正交试验，所取因素水平见表1，并分析其对焊接拉力及良品率的影响。当激光峰值功率较低，为800W时，产品的不良率主要是平均拉力小造成的，无击穿现象发生，表明峰值功率对焊接拉力大小起到主要因素。当峰值功率较大，为1000W时，主要的不良率是由于击穿现场产生的，这是因为下层材料本身很薄（0.08mm），功率稍大，即容易击穿（脉冲激光的激光功率稳定性一般在3%左右）。脉冲宽度主要影响焊接光斑的大小及拉力的大小，脉宽越宽表示单个脉冲与材料的作用时间越长，这样焊接光斑较大，拉力也较强，但是由于工件本身焊接的区域较小，要求焊接光斑小于0.35mm。所以在保证上层材料光斑大小一定的情况下，需要优化工艺参量，使得下层材料的熔缝宽度足够大（将上下两层材料拉拖开，测试下层材料的熔缝宽度大小）。其结果如图3所示，图3a是脉冲宽度为1.5ms时下层材料的熔缝宽度，半径为0.08mm；图3b是脉冲宽度为2.0ms时下层材料的熔缝宽度，半径为0.112mm。拉力测试表明图3b的熔缝宽度的拉力比图3a的大30%。这两种不同的熔缝宽度表明了上下两层材料之间的熔合面积不同，直接对焊接拉力的大小产生影响。

3结论

（1）改造激光器外部光路及内部光路，具体改造方案为光纤芯径D=0.2mm，扩束镜焦距f2=180mm，聚焦镜焦距f1=170mm，激光棒直径由φ7mm改造为φ4mm，达到了焊接光斑小于0.35mm的要求。

焊接工艺论文范文第3篇

关键词：爬行式；全位置焊；焊接工艺；自动焊；机器人

前言

随着科学技术的发展，大型重要构件的焊接越来越多，仅仅依靠手工焊接难于满足焊接质量和焊接效率的要求，焊接自动化将成为焊接技术发展的必然趋势。在此介绍新型爬行式弧焊机器人的焊接工艺问题，其目的是为了实现大型构件的全位置自动化焊接。

该系统对国内外现有的焊接设备和方法来说是全新的，所以在整个设计、完善和试验过程中不可避免的遇到了很多问题和困难，在此就焊接试验过程中所遇到的问题和采取的解决办法做一说明。

一、爬行式弧焊机器人系统

爬行式弧焊机器人系统的构成主要由永磁履带爬行机构、激光图像传感系统、信息处理及跟踪控制系统所组成。爬行机构是机器人的运动动力系统；图像传感与信息处理系统构成焊接识别系统，以识别焊缝，与跟踪控制系统一起组成焊缝跟踪系统，以实现运动中的焊缝跟踪和焊接。

在十字滑块的上滑块上固定有螺丝可调节钢臂，其平行于机器人车体，用以焊枪的对准调节。前端为摆动器，其上可夹持焊枪，用以完成焊接过程焊枪的摆动，参数可调。

为了保证焊接电流在试验过程中稳定可靠，以使焊接试验能够较准确地反映该套系统用于焊缝跟踪焊接的实际效果，焊接用电源和送丝机构选用芬兰KEMPPI公司生产的KEMPPIPR0500，它的焊接模式、焊接脉冲、电流、电压等多项焊接参数均可随时手动调整，在焊接过程中并能根据已有参数自动稳定焊接电流、电压。

二、焊接工艺与试验

采用该系统我们做了两种位置的焊接试验，分别为立焊和横焊（大型构件主要的焊接位置分为立焊和横焊，针对这两种焊接位置来进行试验研究。）在实际手工焊接的过程中!这两种位置的焊接所采用的焊接方法有很大差异，工艺方法也就有很大不同。

1．试验材料

为符合在工业生产中的造船、制罐等实际用材情况，选用普通碳钢焊丝选用直径1.2mm镀膜焊丝。

2．焊接工艺

（1）焊接方法

采用氩气、CO2混合气体保护MIG脉冲焊；背面使用陶瓷衬垫；单面焊双面成形工艺&盖面根据焊接位置为立焊一道、横焊多道成形。

（2）焊接坡口

a.立焊。坡口选用“V”型坡口，具体坡口形式及尺寸如图2所示。焊前坡口及周围20mm范围内清除水、油、锈等，露出金属光泽，以保证激光图像传感系统对焊缝的顺利识别。

b.横焊。坡口选用不对称"v"型坡口，具体坡口形式及尺寸。焊前需处理坡口表面。

（3）工艺规范

在试验过程中，除对焊机参数的整定和正确调节外，焊枪位置、焊枪的摆动、焊接速度对焊接质量、焊缝成形都有很大的影响。因为这些量依靠手调、特别是焊枪位置、焊枪摆动，在实际操作中不便于测量，调节难度较大。

a.焊枪位置包括焊枪头与工件位置、焊丝与坡口位置（要考虑摆动幅度的影响。

b.焊枪摆动由调节摆动器来实现，主要参数有摆动速度%左中右3个位置的停留时间。

c.焊接速度um为焊前设定值，焊接过程中可调。

d.焊前对焊机电压补尝进行整定，整定值2.6V作为焊机内设参量。常用调节量有送丝速度us、焊接电压U和脉冲幅值。

（4）焊接各项参数

a.立焊

立焊打底时焊枪垂直于工件mm左右上方，加摆后焊丝靠两边坡口1～2mm，第二道盖面，焊枪垂直上调5～8mm，摆动幅度适当调大。

b.横焊

横焊打底时焊枪微向下扎，使焊丝在加有摆动时不至太靠下边坡口，焊枪顺焊接方向向下斜摆，大约与水平成75°～80°；盖面三道成形，均不加摆动，且每次要根据上道次焊接的效果和位置从新调整焊枪姿态第一道盖面枪头略向下扎，二道时较平，末道枪头略向上抑。

三、试验结果

a.在早期试验中，电流、电压值与焊速的匹配总不令人满意。采用的MIG脉冲焊，其宜于用较小的平均电流进行焊接，特点是熔池体积小，不易淌流，且在脉冲峰值电流作用下，熔滴的轴向性好，故比起普通氩弧焊更有利于焊缝成形，在全位置焊中有很好的效果。试验中早期打底焊焊速一般在8cm/min以上，相应电流值也较高，在95～105A之间，焊接过程不太稳定，背面成形有时也不理想。究其原因，在于脉冲幅值的影响，脉冲电流使熔滴呈喷射过渡，在较大脉冲电流下较小的电压易造成大飞溅、淌流，而大电压表面成形也不理想。我们在试验中不断摸索，后在稳定幅值的前提下适当减小电流、电压并且降低焊速，这样在横向和垂直位置的焊接过程中，充分发挥出了脉冲焊工艺在全位置焊上的优点，焊接过程稳定，飞溅小，两面成形都很理想。立焊焊前加衬垫样板、立焊背面成形、打底和盖面成形样例。

b.手工焊盖面横焊工艺采用的是加摆停留的方法，由于人工操作的灵活性，焊接过程中摆动频率、幅度和停留时间均可实时改变，故一般宽度的盖面焊可一次成形。由于该机器人缺乏人的灵活性，我们通过模仿人工的盖面过程横焊，采用高焊速加快速摆动或不加摆动多道成形的横焊盖面方法。这样就避免了横焊盖面淌流的发生，也取得了不错的效果。打底焊、盖面第一道、第二道、最后盖面成形。

c.除了电流电压和焊速，另一个人为影响较大的因素是摆动器的调节，根据不同位置的焊接要采用不同的摆动方式。

焊接工艺论文范文第4篇

论文关键词：钛管焊接,气体保护罩装置,焊接工艺,参数

材质为（ASME-B861 Ti2）钛管，规格Φ57*5～Φ325*5共计10个规格尺寸。Ti2为工业纯钛，强度为σb 450～600 MPa，其具有良好的塑性、韧性和抗腐蚀性，尤其具有很好的低温性能，所以钛基材料广泛用于化工、电力项目中。在管道预制安装项目前我们制作了各种焊接试验，采用不同气体保护参数进行试验，最终获得了最佳保护效果的焊接工艺，并对钛管材料的焊接进行了焊接工艺评定，编制了详尽的焊接工艺卡，从而保证了焊接质量。

1 钛管的焊接工艺

1.1 焊接性分析

钛及其合金具有很强的化学活泼性，当温度超过400 ℃时即开始与氧、氮、氢及碳发生反应，高于600 ℃时反应剧烈。而氧、氮、氢及碳含量的增加会导致钛及其合金焊缝金属的脆化，所以TA2钛管焊接时的气体保护是关键问题，同时控制焊缝及热影响区的温度，避免因过热产生粗大晶粒、过热组织，导致金属的机械性能降低。

1.2 焊接易出现的焊接缺陷

（1）气孔问题。焊接钛及其合金时，经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔；由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低，焊接时熔合线附近的温度高，会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高，则熔融金属中的氢不容易析出，于是便聚集形成氢气孔。

（2）裂纹问题。焊接钛基材料时由于材质的硫、磷杂质含量很少，所以很少会出现热裂纹；但是焊接钛材时很有可能出现冷裂纹且具有延迟现象。主要是由于钛的导热性较差，热量散失慢，容易出现焊缝晶粒粗大；当气体杂质含量较高时，焊接接头的塑性降低，特别是当焊缝中溶解较多的氢时会形成氢脆。

1.3 气体保护

钛材焊接时由于对气体的纯度要求较高，所以我们选用 99.999%高纯度氩气；氩气所要保护的范围为熔池、热影响区域以及两侧熔合线以外各10 mm区域的母材。为此需要制定特殊的气体保护装置；管道内部使用氩气室装置进行保护。

1.4 焊前准备

1.4.1 坡口加工

钛管切割后，采用氧化铝砂轮机打磨出坡口，如图1所示，加工坡口不允许使母材产生过热变色。

1.4.2 坡口及焊丝清理

（1）坡口及其两侧各50 mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：光机打磨→砂纸轮抛光→丙酮清洗。企业经营管理论文清洗后不能直接进行焊接作业，待坡口端面晾干后方可以作业。如果放置时间超过2小时，须重新清理一遍或者采用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。

（2）操作人员在焊接过程中必须戴洁净的手套。

1.5 焊接材料的选用

依据母材的分组故选择匹配性较好的ERTi-2，规格为Φ2.0/2.4化学成分如表1所示。

1.6 主要的焊接参数

（1）氩气的流量大小直接影响在焊接过程焊缝的保护效果，根据验证的结果得出能够满足要求的气体流量参数。

（2） 焊接电流大小直接影响在焊接过程中的热输入量，所以根据验证的结果得出能够满足要求的焊接参数，如表2所示。

2 焊缝质量评定

焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏，焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系；具体根据表面颜色判定焊缝质量好坏如表3所示。

如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接，查找原因及时改进焊接措施；如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修，将暗灰色部分全部铲除，重新焊接。

3 结语

综上所述，在钛管焊接过程中，需要从焊接可能产生的问题即气孔问题、焊接裂纹问题以及气体保护问题等，对焊接的流程进行严格把控，做好焊接前的准备工作，保证坡口加工过程中的温度正常，确定坡口与焊丝的清理工作的有效完成，焊接材料选用的过程中，也需要严格按照具体要求参数执行。另外，从焊接结果来看，外观观察上所有的焊缝表面色为银白色时，其焊接工艺最佳。结合焊接流程而言，为了保证TA2钛管在焊接时的气体有效保护、控制焊缝和热影响区温度，尽可能避免因为温度过热产生较大的晶粒、过热组织等，需要在施工中注重各个环节流程，从焊接选材、材料清理、焊接过程中的温度选择、焊接各方面参数的设定角度入手，不断进行工作总结，以便钛管焊接工艺水平的有效提高。

参考文献

[1] 王静，赵睿.钛管TIG焊接工艺探讨[J].石油化工设备技术，2010（1）：48-51，72.

[2] 王中年，强栓榜，贾月华，等.钛管的焊接[J].焊接技术，2011（3）：49-50.

焊接工艺论文范文第5篇

关键词：驱动桥壳;焊缝断裂;焊接工艺

1.焊接工艺分析

厂家为提高焊接生产效率，将三部分先要装配完再将三部分焊接上，装配图如图1。

图1驱动桥壳装配图

1.1 原有的焊接顺序

因为连接板不是完全轴对称零件，其上面的孔需要连接其它零件，一般的焊接件的焊接过程是，先焊接再打孔，这样做得目的是以免焊接需要精确定位或焊接后变形影响孔的位置，但驱动桥壳比较长，三部分装配完长度达到2248mm，先焊接再打孔会带来更加复杂的加工过程，降低生产效率，所以在连接板与桥壳焊接之前，连接板的孔是先打出的。原有的实际焊接过程是先把连接板固定在桥壳正确的位置上，固定的方法是在连接板中心圆周的四个象限点人工通过焊接方式定位焊接，待连接板固定后，再转到自动焊接装置自动焊接连接板与桥壳的焊缝2，完成焊缝2再自动焊接连接板与桥壳的焊缝1，最后自动焊接桥壳与支撑轴的焊缝3。

1.2 原有的焊接顺序的缺点

原有的焊接顺序理论上是可行的，但实际操作过程中，在先固定连接板和桥壳或在焊接焊缝2时，有时会有熔渣掉落到桥壳与支撑轴的焊缝内形成焊缝3的夹渣，夹渣会使焊缝强度大大降低，而主要承受的力的焊缝是桥壳与支撑轴的焊缝3，由于先焊接连接板和桥壳造成了焊接缺陷，驱动桥在使用过程中会批量断裂。

1.3 利用超声检测断裂焊缝的缺陷

将未完全断裂的驱动桥壳切割成方便实验的两小块，其每块长宽尺寸大概为150mmX50mm，厚度为40mm，每个小块包括部分焊缝，部分支撑轴，部分连接板，将其表面用不同型号砂纸打磨，直至表面光滑，没有明显切痕，利用CTS-22型超声波探伤仪，可检测出在靠近焊缝底部存在夹渣缺陷，夹渣的是由于熔渣不能及时从熔池中上浮，从而留在焊缝3内部的非金属夹杂物，这种夹渣的来源一部分是由于在焊接焊缝3操作不当，比如在焊接焊缝3的时候焊接电流突然变小，这种原因极少出现，或者坡口尺寸设计的过小，但并非所有的焊缝3都会断裂，这种夹渣的另一个来源就是在定位连接板和焊接焊缝2时落在焊缝3中的熔渣。

2.焊接工艺的改进

通过分析：

2.1为了提高焊接效率，依然考虑采用先将连接板，桥壳和支撑轴装配好，因为如果先焊接重要的焊缝3可以改变连接板与桥壳的固定方法，从而在3部分装配完成之后不需要用人工焊接的方式固定，避免焊渣掉落在焊缝3中造成焊缝3形成不必要的缺陷，将连接板的中心线对称方向开槽，将与之焊接的桥壳之处在加工时加工凸起与连接板的开槽形成配合，虽然桥壳和连接板加工过程多了工序，但减少了焊接次数，间接提高了焊接效率，采用此方法连接板上孔的定位也更加准确。

2.2为了确保主要焊缝3的焊接质量，连接轴的材料为40Cr，检测40Cr的碳当量为0.79%，从碳当量来看出此40Cr焊接性较差，40Cr焊接前需要预热，根据Seferain法结合厚度22mm，40Cr的预热温度为259℃，采用先焊接焊缝1和2会造成预热过度，扩大热影响区的范围，使40Cr的变形量变大，焊缝质量变差，也是造成焊缝3断裂的原因之一，所以为了提高成品率减少损失，确保焊缝3的质量是必要的，预热后先焊接焊缝3及完成焊后热处理，再进行焊缝2的焊接，最后完成焊缝1的焊接。

参考文献：

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册第3卷焊接结构.机械工业出版社，2009年7月.