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1、焊 工 技 师 论 文技师论文报告 课 题 ：多种焊接方法的综合应用撰 写 人 ：张 仿 银指导教师 ：孔念荣（高级工程师）工作单位 ：常州宝菱重工机械有限公司起讫日期 ：2014年7月目 录1、 摘要1 2、 背景13、 前，后环焊缝焊接难点1 4、 焊接方法优缺点介绍25、 焊接工艺分析3 6、 焊接工艺及式样的力学性能试验4 7、 总结4 8、 参考文献5 多种焊接方法的综合应用一、摘要：本文通过对医疗设备中的前、后环的焊接实例，阐述同时使用钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊来共同完成一个焊缝的应用，保证了焊缝质量和焊接效率。由于医疗设备中的前、后环属于关键零部件，对焊缝的质量要求苛刻
2、，通过分析并考虑各种焊接方式的优缺点，如果采用常规的单一焊接方式，存在质量难以保证，焊接效率不高等问题，为了克服这样的问题，创造性的采用了多种焊接方法组合，综合各种焊接方式的优点用来保证焊缝的质量和生产节点要求。通过实际的现场操作，证明了此类方法的可行性，质量上也保证了超声波探伤和表面磁粉探伤要求。通过本文的介绍，为类似的焊缝提供了一种可供参考的工艺方案。 关键词: 多种焊接方法 单面焊双面成型 全熔透焊缝；二、背景作者所在公司主营方向是冶金设备，随着冶金行业的产能过剩，出于公司发展考虑，从2010年开始大力拓展“非钢”（非冶金设备制造）事业，医疗器械设备作为“非钢”事业拓展的关键项目，受到了
3、公司领导的高度关注和大力支持，其中的前、后环的焊接制造技术是制造难点之一，围绕客户苛刻的焊接质量要求，公司组织了几次技术讨论，才定下了前、后环焊接工艺方案。三、前、后环焊缝焊接难点如图1所示，是前、后环的剖视图，环直径5.3m,是由内、外圈和上、下辐板拼焊构成。焊缝要求为全熔透B级焊缝要求，焊缝深度50mm，要求焊缝内部超声波探伤、表面磁粉探伤及焊缝尺寸符合B级要求。由于整个环的焊接，形成了密闭腔体，有两条焊缝只能从单面焊接，无法采用反面清根的方式来保证另一面的焊缝质量，另外，也不允许反面使用衬板来保证焊接质量，以上限制要求从一侧焊接来保证直径5.3米的环焊缝的焊接质量，而且是B级焊缝要求，难
4、度非常大。图1 环焊缝结构示意图四、焊接方法优缺点介绍1、钨极氩弧焊优点：1）氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头； 2）氩弧焊为明弧施焊，操作、观察方便； 3）电极损耗小，弧长容易保持，焊接时无熔剂、涂药层，清理容易； 4）不受焊件位置限制，可进行全位置焊接； 5）单面焊双面成型。缺点：1）氩弧焊因为热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点； 2）生产效率低。2、熔化极气体保护焊优点：1）气体保护焊是一种明弧焊。焊接过程中
5、电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见，便于发现问题与及时调整，故焊接过程与焊缝质量易于控制； 2）气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝，所以焊接过程没有熔渣，焊后不需要清渣，省掉了清渣的辅助工时，降低了焊接成本； 3）适用范围广，生产效率高，易进行全位置焊及实现机械化和自动化。缺点：1）由于熔池搅动剧烈，容易形成气孔，未焊透等缺陷； 2）弧光和辐射较大，焊工工作条件较差。3、埋弧焊优点：1）生产效率非常高，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次熔深可达20mm）另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅
6、 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。 2）焊缝质量高熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。 3）劳动条件好除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。缺点：1）焊接灵活性不高，对焊缝准备要求比较高，适合焊接较单一的焊缝形式，例如直焊缝，环焊缝等。五、焊接工艺分析1）前、后环材料为常规的低碳合金钢Q345B，这个材料主要用于普通受力结构件的制造，焊接性很好，从焊接工艺角度来说，已经有很成熟的焊接工艺和焊接材料，常规焊接方法是采用熔化极气体保护焊焊接，能满足绝大多
7、数的质量要求。但是由于前、后环焊接条件的限制，焊缝要求全熔透，且不能反面清根，不能反面贴衬板，再用常规的焊接方法是无法满足反面焊接质量的要求。通过对氩弧焊、气体保护焊、埋弧焊等常用焊接方式的优、缺点比较，只有氩弧焊具有单面焊双面成型稳定性好这么一个特点，因此考虑用氩弧焊作为打底焊来保证反面的成型，但是由于氩弧焊焊接效率较低，且焊缝是一个很长的环焊缝，非常适合埋弧焊，既提高效率，又能极大的减少人员作业强度，又考虑到氩弧焊打底，所能提供的焊缝深度大概6mm左右，打底后直接埋弧焊，肯定会造成焊漏，所以增加了一个过渡层，采用气保焊焊接，充分利用气保焊的参数灵活调节，且效率较高的特点，在氩弧焊打底的前提
8、下，再进行过渡层的焊接，之后埋弧焊在气保焊的焊缝基础上在施焊；2）单面焊双面成型，对焊接间隙要求严格，常规的火焰切割坡口，达不到整圈的间隙一致均匀，为了达到间隙一致，不惜花费大量成本，考虑用机加工坡口来代替火焰切割坡口；3）考虑到环整体尺寸大，受热后引起的热应力是非常巨大的，对整体的加热点分布和加热方式都要特别关注，整体做到受热平均，尤其在进行氩弧焊打底的时候，由于焊缝深度小，焊缝强度低，很容易因为不均匀的热应力作用，造成焊缝裂纹，所以为了避免整体热应力波动对氩弧焊焊缝造成破坏，打底后，保证层间温度的前提下，立刻进行氩弧焊焊接；4）需要制作专用旋转工装，便于埋弧焊自动焊接。六、焊接工艺及试样的
9、力学性能试验1）焊接顺序：氩弧焊打底（2道焊缝） 气体保护焊过渡层焊接（2道焊缝） 埋弧焊（填充及盖面）2） 工艺参数：焊接方法焊材焊材规格焊接电流（A）焊接电压（V）氩弧焊CHG-562.01802201525气体保护焊CHW-50C6SM1.22503002832埋弧焊CHW-S34.05005802930预热温度：100150；层间温度：100250。 取试板板厚50mm，长度800mm， 单边u型坡口做T型接头和平对接接头焊接试验；焊后磁粉及超声波探伤合格后做一系列性能试验：抗拉强度、弯曲、冲击、金相组织等试验，通过后进行产品焊接。 3） 工艺保证：a. 严格保证打底焊间隙34mm，采
10、用机加工U型坡口；b. 订制专用旋转工装，保证埋弧焊焊接的自动化；c. 订制专用加热管，使用火焰预热和保证层间温度；d. 气保焊结束后，再进行埋弧焊作业。 e.焊完后进行超声波探伤,合格后，去应力回火，再进行机加工。七、总结 面对前、后环的焊接难题，提出了采用多种焊接方法完成同一条焊缝的创造性的方案，为了使这个方案可行，在具体工艺分析中，针对各种焊接方法及零件本身的特点，考虑了影响焊接质量的各个方面，并采取了相应的措施来保证焊接质量，比如采用机加工坡口保证打底焊间隙，采用专用焊接工装保证埋弧焊焊接质量等，通过各种措施的保证，即满足了焊接质量要求，又取得了很好的生产效率，也给类似的焊接问题提供了一个可供参考的工艺方案。最后，我非常感谢孔念荣老师的精心指导!八、参考文献（1） 潘际銮 现代弧焊控制 机械工业出版社 2000（2） 王长忠 焊工工艺与技能训练 劳动出版社 2004（3） 张丹 焊工技术手册 机械工业出版社 2006 7