气体保护焊工艺研究进展论文

在当今技术型社会发展中，电焊焊接技术在一些行业中的应用十分的广泛。我整理了电焊焊接技术论文，欢迎阅读!

摘要：在当今社会发展中，电焊焊接技术的应用非常的广泛，无论是在建筑工程项目中还是在工业生产当中，都极为常见，同时也它促使了各种不同类型和种类的电焊机具的优化和更新。基于这种社会背景下，做好电焊焊接技术研究深受社会各界人士重视，也是未来生产领域关注的核心内容。

关键词：焊接;金属;技术 焊接检测

1 焊接技术概论

1.1焊接过程的物理本质

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的 方法 是加热或加压，或同时加热又加压。

1.2焊接的分类

金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊，压焊和钎焊三大类。

1.2.1熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

1.2.2压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。

1.2.3钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

1.2.4焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

1.2.5现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状，决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时，为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口，以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时，除保证焊透外还应考虑施焊方便，填充金属量少，焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时，为避免截面急剧变化引起严重的应力集中，常把较厚的板边逐渐削薄，达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接，常优先采用对接接头的焊接。

搭接接头的焊前准备工作简单，装配方便，焊接变形和残余应力较小，因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说，搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝，这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低，一般不单独使用，只有在焊透时，或在内外均有角焊缝时才有所改善，多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻，对于交通运输工具来说可以减轻自重，节约能量。焊接的密封性好，适于制造各类容器。发展联合加工工艺，使焊接与锻造、铸造相结合，可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构，经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法。

1.2.6未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。

2 焊接检测

焊接缺陷：焊接检测目的是发现焊接缺陷。焊接缺陷是指焊接接头中的不连续性、不均匀性以及 其它 各种不完整性，有时也叫焊接欠缺。我们介绍焊接缺陷几种常见的形式、形成原因和应对方法：

焊接变形和焊接应力。焊接接头局部位置加热与冷却是不均匀的，局部位置的各部分金属处于从液态→塑性状态→弹性状态的不同状态，并随着热源和温度的变化而发生变化，因而在焊接过程中产生了焊接变形和焊接应力。焊件降温到室温时留存在焊件中的变形和应力一般称为焊接残余变形和焊接残余应力。焊接变形会降低组装件装配质量、造成焊接错边、降低接头性能和结构承载能力，易产生附加应力，增加制造成本。其应对 措施 为合理设计、减少焊缝数量及尺寸、预留收缩量、反向变形、刚性固定等。焊接应力会降低结构强度、稳定性、疲劳强度，增加构件脆性断裂概率，减少焊接应力一般的方法有合理设计、减少焊缝尺寸和长度、避免焊缝过分集中、采用刚性较小的接头形式、缩小焊接区与结构整体的温差、采用合理的焊接顺序和方向等等。

气孔。在焊接区中分别来自焊接材料、空气、焊丝和母材表面杂质和高温蒸发形成的各种CO、CO2、H2、O2、N2气体未完全逸出，在金属凝固前残存于焊缝中形成了气孔。它会降低塑性和强度、减少焊缝有效截面积，引起泄漏，可以采取封闭焊接场所防止穿堂风、烘干焊条、清洁波口两侧、控制氩气流量、选择设备性能稳定且标定合格的焊接设备等措施来进行防治。

结束语

作为一种工业技术，焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面，金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中，焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。

摘要：垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺，具有焊接效率高，焊接热源集中等特点，是一种更加先进的焊接工艺 由于垂直气电焊焊接线能量大，因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时，对钢材品质有更高的要求，具有巨大的发展空间钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点，采用垂直气电焊技术冲击性能更好，并且更加稳定，焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低，适合在垂直气电焊工艺中使用。

关键词：垂直气 电焊 技术

垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺，具有焊接效率高，焊接热源集中等特点，是一种更加先进的焊接工艺 由于垂直气电焊焊接线能量大，因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时，对钢材品质有更高的要求，具有巨大的发展空间钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点，采用垂直气电焊技术冲击性能更好，并且更加稳定，焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低，适合在垂直气电焊工艺中使用。

1.垂直气电焊工艺

1.1垂直气电焊技术简介

垂直气电焊设备主要由机头和靠永久磁铁吸附于钢板上并带齿条的铝合金导轨、水冷循环装置、半自动CO2焊接电源和送丝机构组成。焊枪和铜滑块装在小车上，沿着由磁性固定在钢板上的齿条导轨垂直向上运行，其正面用通水冷却的铜滑块，背面用固定的通水冷却铜衬垫或陶瓷衬垫，正反面强迫一次成形，可焊接板厚9-22mm。

垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺，具有焊接效率高，焊接热源集中等特点，可实现自动化焊接。与传统焊接工艺如埋弧自动焊手工电弧焊等相比，其焊接热源更加集中，焊接线能量比传统焊接工艺更大，是一种更加先进的焊接工艺。

由于垂直气电焊焊接线能量是传统焊接工艺的3～4倍，目前普通正火钢或轧制钢，采用垂直气电焊工艺会使得焊接接头脆化，降低接头的弹塑性，因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时，对钢材品质有更高的要求。

垂直气电焊焊接设备主要由以下几部分组成：带齿条的靠永磁铁吸附在钢板上的铝合金导轨;机头;送丝机构;CO2半自动焊接电源;水冷循环装置;机头垂直气电焊工艺操作

1.2 影响垂直气电焊焊接性能的因素

1.2.1 焊前准备和焊接操作

焊前应首先检查全套设备的运行状况，若焊接时中途熄弧，必须对接头进行彻底修补。为保证随机头一起上升的铜滑块顺利畅通，板边差应控制在2mm以内，坡口两侧40mm范围内高出钢板表面的横向焊缝、增强高和马脚均须铲平，还应清除铁锈、水分、油污等，以免影响焊接质量。反面的衬垫应对中并贴紧钢板。为控制钢板在大线能量焊接状态下的焊接变形及装配间隙的收缩，装配马应保证一定的高度和宽度，装配马间距应在300-400mm范围内。

1.2.2 坡口角度和间隙

坡口角度的控制应随板厚而定，为了使坡口宽度与正面铜滑块的槽宽相适应，板厚增加，坡口角度应相对减小，20-25mm板厚的坡口角一般为35°-40°。间隙根据反面衬垫槽宽一般控制在(6±2)mm。间隙或坡口过小，不仅反面焊缝成形差，而且焊缝成形系数不良，影响接头性能。间隙或坡口过大，均会造成焊缝填充量的增多，焊接速度减慢，线能量增大，从而影响接头冲击韧性。

1.2.3 焊接电流和焊接电压

垂直气电焊采用焊材直径为φ16mm的药芯焊丝，且正反面焊缝一次成形，因此焊接规范比较大。根据不同板厚，焊接电流一般应控制在340-380A，过小会造成熔合不良，过大会导致电弧不稳。焊接电压过小，焊接过程中飞溅增多，且熔宽太窄，造成正面焊缝未熔合，若电压太大，易造成咬边。不同的药芯焊丝，因熔敷率不同，电流电压的匹配性也存在差异，应适当调整。

2.垂直气电焊技术在油田的应用

2.1垂直气电焊技术在油田应用性能

随着钻采技术的不断发展，钻采设备的不断更新，对连续油管 高压喷射管滤砂管等钻采工具的焊接工艺有了新的要求，石油行业应用垂直自动气电焊技术，能够提高钻采设备的焊接质量和焊接效率，具有巨大的发展空间。

垂直气电焊的性能影响因素主要有：

2.1.1电焊丝的伸出长度

垂直气电焊的机头上升的速度是依靠焊丝伸出长度来控制的，因此焊丝的伸出长度在固定焊枪位置的条件下就决定着熔池在焊接过程中的高低焊丝伸出过长会导致焊接性能下降，接头抗冲击韧性下降，甚至焊穿钢材;焊丝伸出过短会导致滑块气口堵塞甚至造成导电嘴短路适合的焊丝伸出长度应该在30～55mm的范围内。

2.1.2焊接电压和电流

由于垂直气电焊正反面焊缝一次成型，其焊丝为直径1.6mm药芯焊丝，因而其采用较大的焊接规范 焊接电流根据钢材厚度不同在340～380A之间适当选择，电压与电流之间应合理匹配。

2.1.3焊丝摆动和焊丝停留时间

对于厚度不同的钢材应有不同的摆动和停留时间，摆动幅度和停留时间视电弧位置而定 合理的摆动和停留能够有利于焊接性能的提高钢材特性焊接接头的焊接性能主要由钢材的性能而定。

2.2不同钢材的垂直气电焊焊接效果

采用垂直气电焊技术，对国产正火钢、国产TMCP钢进行垂直气电焊实验，钢较正火钢相比，其冲击性能更好，并且更加稳定，焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低具有低温高韧性的特点，适合在垂直气电焊工艺中使用。

3.结论

垂直气电焊是一种可实现自动化的大热输入的高效焊接工艺，是比传统埋弧自动焊手工电弧焊焊接热源更集中，焊接线能量更大，更加高效的先进工艺本文通过研究石油行业垂直自动气电焊的应用，分析其影响因素，同时分析不同钢材的垂直气电焊焊接情况，进一步指出TMCP钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点，适合在垂直气电焊工艺中使用。

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电焊机空载电压触电分析电焊作业中操作者每时每刻都要同电打交道，故危险因素较多，触电伤亡事故屡见不鲜。本文以普遍使用的手工电弧焊为例，谈谈电焊机在空载状态下，二次侧输出电压正常时，其焊接回路致人触电的主要原因，并提出相应的预防措施。1空载电压致人触电的原因我国目前生产的手弧电焊机的空载电压一般为55一99V，工作电压为25一40V。显而易见，空载电压值已远远超过了安全电压范围，对于人的安全而言存在比较大的威胁。一方面由于该电压不像相电压(220V)和线电压(380v)那样高，易使人忽视;另一方面，电焊工及有关操作人员与焊接回路中的焊钳、焊条、焊件、工作台、焊接电线等器材的接触比较频繁。当操作人员的个人防护用品保持齐全良好状态时，如果触及到焊条的焊芯、焊钳的焊口、破损的焊接线等焊接回路带电体时，通过人体的事故电流大约在10mA左右，会使手臂产生酸、麻和疼痛感，但触电者一般都能够摆脱这种局面，不至于造成严重的后果。当操作人员的个人防护用品存在缺陷、环境湿度较大、身体出汗、皮肤上带有导电性粉尘、身处导电性地面(由砖、湿木板、钢筋混凝土、金属等材料制成的地面或金属贮罐、管道、锅炉等金属结构内)或碰触到其他接地的导电物体，如操作人员碰触到处于空载状态下的焊接回路的带电体时，通过人体的事故电流可达4OmA以上，此时触电者的触电部位(如手部)将发生痉挛，甚至昏迷而不能摆脱，触电时间稍长就会有生命危险，若事故电流一旦超过50mA，在较短的时间内就可能造成死亡。2预防空载电压触电的措施(l)加强个人防护。焊工个人防护用品包括完好的工作服、绝缘鞋、绝缘手套(长度不得短于0.3m)等，作业时必须按使用规定穿戴整齐。(2)焊接作业前，应先检查工作场所的焊件、工具等放置合理有序，检查各电气设备的摆放和连接应正确可靠，焊接工作点附近不得有易燃易爆物品。(3)在潮湿地方焊接时，操作台附近地面上应铺设绝缘物(如橡胶绝缘垫)，或站在垫起的干燥木板上。(4)电焊机至焊钳、电焊机至焊件的二次回路连接电缆(统称焊接电缆)必须选用电焊专用电缆，如YHH型或YHHR型等，其截面要求根据电焊机额定输出电流选用，其长度一般以20一30m为宜。(5)焊钳必须具有良好的绝缘性能和隔热能力，各绝缘部位不得有残缺现象。(6)焊钳与焊接电缆之间的连接要求坚固可靠、接触良好，电缆的橡胶包皮应深入到焊钳手柄内部，以防电缆芯线外露。(7)无论是焊把线(电焊机至焊钳的电缆)还是回线(电焊机至焊件的电缆)，最好使用整根的，如果确需中途接头时，每根的接头不宜超过两个，接头处必须连接牢固，保证极低的接触电阻，并做好绝缘处理。(8)无论在高处、斜坡处或沟道等复杂环境还是在常规环境焊接，均不得把焊接电缆缠在腰里或腿上、系在金属物体上，也不要把过长的电缆盘成卷。(9)在金属结构及金属容器(如气柜、锅炉气鼓、管道等)内及其他狭小工作场所焊接时，由于触电的危险性增加，故必须采取专门的防护措施，如在容器外面设有可看见和可听见焊工工作的监护人，以便随时注意焊工的安全动态，或两人的职能轮换工作。(10)在焊接工作场所，要注意对焊接电缆的保护，防止击砸、碾压、烘烤和磨损等，如远离高温的电弧和炽热的焊缝金属体;电缆穿越马路或通道时，应采取保护措施;使用中发现电缆外皮损伤时必须修复，并保证绝缘电阻不小于IMQ。(11)当工作场所气温较高付，操作人员出汗较多，或者在工作服潮湿、空气湿度较大等不利情况下，操作人员均不要靠在操作台、焊件等与二次回路相连接的金属物体上，更不能在接触二次回路的同时，又接触接地的金属物体，在任何情况下都不得把自己的身体作为焊接回路的一部分。(12)为避免电焊二次回路电压致人电击事故的发生，应当安装电焊机空载自动断电保护装置，使更换焊条、整理焊件等正常操作和许多意外的行为均在安全的电压下进行，减小触电的危险性，同时还可节省电力消耗。(上接第38页)外，在施工层外还要支一道3m宽层围栏或搭设安全网。灵，松动断裂，无安全装备或保安全网或立网，立网应高出建筑(6)凡是Zm以上悬空作业险装备。、物lm以上。安全网的质量应符合人员或具有危险性的高处作业人(9)施工设备措施和组装无国家标准GB5725一1985的要求。员必须系好安全带，且安全带的安全和保护措施，材质不符合安(3)施工中搭设的脚手架质量应符合国家标准GB6095一全技术要求。必须坚固、可靠，并符合国家标1985的要求。(10)施工中的各项防护设准;每层要绑护身栏;施工层脚(7)在没有望板的层面上安施、防护用品，其设计搭设强度不手板必须铺严，架子上不准留单装石棉瓦时，应在屋架下弦设安全符合安全技术要求。安全技术措施挑板、探头板。网或其他安全措施，禁止在石棉无可操作性，无法指导施工。(4)凡楼梯口、电梯口、瓦、刨花板、三合板顶棚上行走。3预防措施预留洞口，必须设围栏或盖板、(8)不准在六级以上强风、大(l)高处作业人员必须定架网;正在施工的建筑物所有入雨、雪、雾天从事露天高处作业。期进行身体检查，凡患心脏病、口，必须搭设板棚或网席棚，棚(9)施工用梯子要坚固，高血压病、贫血病、癫痛病、神宽应大于出人口，棚长应根据建踏步高30一40cm，与地面角度为经病或其他不适于高处作业的人筑高度确定，低层时为3一sm，60一70度，地角要有防滑措施。员，严禁从事高处作业。高层时为6一10m。梯子不得缺档，不得垫高使用。(2)高处作业的周边必须设(5)在施工过程中尚未安装(10)高处作业人员的衣着置安全网。凡高4m以上的施工工栏杆的阳台周边、无外架防护的要灵便，不准穿高跟鞋、拖鞋，，首层应设3一6m的安全网;屋面周边、框架工程楼层周边、不准攀爬脚手架或乘坐运料井字施工层与首层之间每隔四层设跑道(或邪道)两侧边、卸料台架吊兰上下。道3m宽的固定安全网;除此之的外侧边等，必须设置lm高的双