時間：2023-04-08 11:44:09
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根據L450M管線鋼的化學成分及力學性能，返修工藝打底焊采用伯樂公司生產的BOEHLERFOXCELE6010、φ3.2mm焊條，填充、蓋面焊采用低氫型焊條E5515—G，φ3.2mm，熔敷金屬的化學成分如表3所示。
2.返修焊接工藝
（1）缺陷的清除和坡口制
備根據射線底片上的缺陷種類、位置、深度及缺陷大小測量出缺陷所在的位置，并根據缺陷的性質和部位，使用角向磨光機對缺陷進行徹底的清除，并把坡口兩邊50mm區域內及坡口面的油銹等雜質清理干凈。對清理完的地方，還要通過表面探傷加以確認，合格后方可施焊。清除缺陷后，用角向磨光機將返修部位打磨，打磨后的兩端及表面過渡要平緩，寬度要均勻，便于施焊緩坡凹槽。如需全壁厚返修，應開V形坡口，坡口形式如附圖所示。
（2）返修工藝
為了滿足焊接施工的需要，保證返修后能得到良好的焊縫成形和接頭性能，必須采用合適的焊接參數。具體焊接參數如表4所示。
（3）返修工藝要點
主要包括以下幾個方面：第一，為避免出現冷裂紋，焊前必須將返修部位坡口兩側100mm區域預熱，預熱溫度為120~160℃，坡口兩邊預熱要均勻，施焊過程中層間溫度控制在120~250℃內。第二，焊前焊條應進行350~400℃烘干，纖維素焊條烘干溫度70~80℃，并在保溫筒內存放，隨用隨取。坡口附近的鐵銹、油污應仔細清理干凈，以降低焊縫的含氫量，避免產生冷裂紋。第三，返修時SMAW根焊、填充蓋面都采用向上焊。根焊時，采用小鋸齒形運條方式，短弧向上焊接。焊接過程中控制熔孔大小始終保持一致，以保證焊縫成形良好。第四，必須嚴格按照焊接工藝要求進行返修，要一次性完成返修焊縫，焊層焊接的時間間隔要＜10min。如焊道中出現的非裂紋性缺陷，可直接返修。裂紋長度小于焊縫長度8%，采用返修工藝進行返修；裂紋長度大于焊縫長度8%時，所有帶裂紋焊縫必須切除。焊縫在同一部位的返修不得超過一次，否則將全部焊縫切除。第五，為保證返修一次合格，返修工作要選擇技術水平較高的、責任心強的焊工進行返修。完成返修工作后，焊縫余高不應低于母材，打磨圓滑過渡，去除渣皮、飛濺物等，清理干凈焊縫表面。第六，返修時只有在環境溫度≥-20℃，環境風速≤8m/s，環境濕度≤90%RH的條件下才能進行，如出現其中任一情況不符合要求，應采取可靠的防護措施，否則禁止進行返修。
3.焊接試驗
（1）無損檢測
根據SY/T4109—2005標準，返修焊縫進行X射線探傷，未發現缺陷，達到標準中Ⅱ級要求。
（2）力學性能試驗
根據SY/T4103—2006《鋼制管道焊接及驗收》標準，并結合本工程設計文件的要求，對返修焊口試樣進行了拉伸、彎曲試驗、低溫沖擊、刻槽錘斷試驗。拉伸試驗：取4塊試樣進行拉伸試驗，試驗結果如表5所示。試樣抗拉強度數值較高，滿足標準要求。彎曲試驗：彎曲試樣8塊，進行側彎試驗。焊接接頭沒有出現裂紋，試驗結果合格。低溫沖擊試驗：低溫沖擊試驗結果如表7所示。結果表明，焊縫中心是焊接接頭低溫沖擊性能較低的部位，但是滿足設計文件要求。刻槽錘斷試驗：刻槽試樣長約230mm，寬25mm，用鋼鋸在試樣兩側焊縫端面中心（以根焊道為準）鋸槽，每個刻槽深度約為3mm?？滩坼N斷試樣斷裂面完全熔合和焊透，無其他缺陷。
4.結語
1．1焊接接頭的型式及特征柔板尺寸為（11000×1200×22）mm，最大變形撓度為800mm。由于柔板主體既要有較高的強度又要有足夠的韌性，故材料選用抗拉強度大于800MPa的T－1鋼；由于鑄鋼件力學性能的各向異性并不顯著，且此部位需要流線型造型，因此與柔板連接的底座選擇鑄鋼件，為滿足強度要求選用14mm厚的ZG310－570；采用T型接頭、單V型坡口、金屬焊接位置為平角焊的接頭形式。
1．2基材的焊接性分析T－1鋼是一種低合金高強鋼，其抗拉強度大于800MPa，并含有一定量的合金元素及微合金化元素。其焊接性不同于碳鋼，主要體現在熱影響區組織與性能的變化對焊接熱輸入比較敏感和淬硬傾向大，易產生冷裂紋。ZG310－570是一種中碳鋼，淬硬傾向較大，在熱影響區容易產生低塑性的馬氏體組織，當焊件剛性較大或焊接材料、工藝參數選擇不當時，容易產生冷裂紋。根據國際焊接學會推薦的碳當量CE（IIW）計算公式和日本JIS標準（適用規定：低碳調質低合金高強鋼）T－1鋼的碳當量計算公式，計算得出ZG310－570鑄鋼的碳當量為0．81，T－1鋼的碳當量為0．53。這說明這兩種鋼材焊接時易于淬硬，若焊接工藝選用不當，熱影響區易形成硬而脆的馬氏體組織，使接頭的塑韌性下降，耐應力腐蝕性能惡化，產生冷裂紋的傾向增加。因此需預熱，且需采用較小的熱輸入。
1．3焊絲和焊接方法的選擇T－1和ZG310－570組織分類都屬于珠光體鋼，它們的熱物理性能沒有很大差別，僅是合金化程度不同。為獲得優質的焊接接頭，一般按照異種鋼合金化程度較高的鋼來選擇金屬焊接方法和制定焊接工藝。碳（或碳當量）是決定珠光體鋼在焊接時淬火傾向的主要因素，一般應按異種鋼中碳（或碳當量）最少的鋼來選擇金屬焊接材料。其焊前預熱或焊后熱處理的工藝參數按異種鋼合金化程度較高者選用。由于低碳調質鋼焊后一般不進行熱處理，故選擇焊接材料時要求焊縫金屬在焊態下具有接近母材的力學性能。但在特殊情況下，如結構剛度或拘束度很大、冷裂紋難以避免時，必須選擇熔敷金屬強度比母材稍低的金屬焊接材料作填充金屬。綜上所述，焊絲選用ER50－6，因T－1鋼為調質狀態，只要加熱溫度超過回火溫度，其性能就會發生變化。因此焊接時因熱作用使熱影響區的局部強度和韌性下降是不可避免的。強度級別越高，這個問題越突出，所以對焊后不再進行調質處理的柔板應選擇能量密度較大的焊接方法，如熔化極氣體保護焊。
1．4T－1鋼的抗裂試驗、預熱溫度和層間溫度的確定因T－1鋼的合金化程度較高，所以抗裂試驗、預熱溫度和層間溫度的確定由T－1鋼決定。又因T－1鋼易出現冷裂紋，因此采用“斜Y型坡口焊接裂紋試驗方法”測試T－1鋼最低預熱溫度和最高層間溫度。將T－1板加工至選用厚度，焊絲選用ER50－6，直徑為Φ1．2mm，保護氣體為CO2，電流為240A，電壓為32V，焊接速度為28cm／min。試驗選取預熱溫度為120℃，未出現裂紋。實際工作中采用預熱溫度＞130℃。為防止組織發生變化，預熱溫度不得大于220℃，層間溫度也應控制在＜220℃。施焊過程中未發現裂紋。
1．5T－1與ZG310－570異種鋼的焊接工藝焊前采用火焰預熱，預熱溫度最小為100℃，金屬焊接時層間溫度控制在最大200℃，采用純度大于99％的CO2混合氣體保護焊焊接，流量為15L／min～20L／min。焊絲為ER50－6，金屬焊接的打底電流為120A～150A，電壓為18V～20V，焊接速度為10cm／min～15cm／min；填充蓋面電流為240A～270A，電壓為25V～27V，焊接速度為30cm／min～50cm／min。采用多層多道焊。
2T－1與ZG310－570異種金屬焊接接頭的性能分析
T－1與ZG310－570異種金屬焊接接頭熔敷金屬的化學成分，與焊絲的化學成分相比，熔敷金屬的化學成分并未出現明顯的變化，且熔敷金屬中C、P和S的含量較低。表5為熔敷金屬的力學性能，從表中可以看出熔敷金屬的各項力學性能符合實際生產中的使用要求。
3結論
可以將汽車后橋采用沖壓方式的焊接工藝。相比較兩種汽車后橋材料SAPH441與Q235兩種板材，適合的將SAPH441板材作為汽車后橋材料。這種板材力學性能相當好，是由低碳合金鋼來打造的，相比較Q235后橋板材的強度，SAPH441的強度大概高出Q235約百分之二十五左右。除此之外，SAPH441在焊接性能上也高于Q235。但是在SAPH441焊接過程中，容易因為板材構成中包含了碳錳兩種元素而出現淬硬性，這就容易造成焊接過程中有缺陷，這樣就會降低SAPH441的焊接性。因此，在進行SAPH441的焊接時，一定要采取相應的措施對這種缺陷進行補救。除了汽車后橋材料的選擇，還有一個極為重要的后橋零部件，它負責傳遞力及力矩，是后橋連接的一個部件，這個部件就是變形軸管?？紤]到變形軸管的功能與起到的作用，一定要選擇汽車后橋所規定的力學性能材料。除此之外，汽車軸管承受了后橋大部分的受力，因此容易出現變形，在進行材料的選擇時，一定還要考慮到材料的可塑及可焊性?？紤]到成本的問題，在進行材料的選擇時，要采用材料使用要求合格的，相對的又能節省成本的。
2后橋殼類別及焊接工藝設計
第一類：橋殼為三段式橋殼，即主體部分為橋殼法蘭盤、變形軸管、橋殼中段（橋殼中段上下半殼、加強圈、帽殼）。優點：產品焊縫較少，焊接應力小、密封性好，焊接工藝簡單。缺點：成本較高。焊接工藝為：（1）點定、焊接橋殼中段上下半殼與加強圈；（2）橋殼與加強圈焊接完畢后與帽殼焊接；（3）橋殼中段與變形軸管使用專機自動焊接環焊縫；（4）橋殼中段與變形管焊接后機加工變形管兩端；（5）使用壓裝專機將橋殼法蘭盤壓入變形管兩端并在壓裝專機上使用二氧化碳保護焊點定；（6）將壓裝點定后的橋殼法蘭盤使用專機自動焊接環焊縫。（7）根據橋殼設計情況使用專用支架工裝點定焊接各油管支架及鋼板彈簧支座。
第二類：橋殼為上下半殼扣合焊接結構。此種結構中有兩種結構：結構1型：上下半殼扣合無鑲塊結構。結構2型：上下半殼扣合有鑲塊結構。兩種結構的主要區別在沖壓上下半殼扣合焊接有無三角鑲塊。產品主體結構為：橋殼法蘭盤，上、下半殼，加強圈、帽殼。結構1型優點：主體為沖壓成型成本較低。缺點：焊縫較第一類結構長、焊接變形量大。結構2型優點：上下半殼、鑲塊均為沖壓焊接結構、板材利用率高，成本最少。缺點：三角鑲塊為焊接應力集中區，易出現焊縫開裂等問題。對焊接質量要求較高，一般要求熔深達到60%以上，應力集中點要求90%或更高。焊接工藝：（1）點定上下半殼、加強圈、橋殼法蘭盤；（2）（結構2）點定四塊三角鑲塊（結構1無此工藝步驟）；（3）使用專機焊接上下半殼直縫焊道；（4）手工或使用專機焊接三角鑲塊焊道（結構1無此工藝步驟）；（5）使用專機自動焊接加強圈環焊縫；（6）使用專機定位壓緊帽殼并自動焊接帽殼環焊縫；（7）使用專機自動焊接橋殼法蘭盤環焊縫；（8）根據橋殼設計情況使用專用支架工裝點定焊接各油管支架及鋼板彈簧支座。
3焊絲選型及工藝參數設定
焊絲選型：根據板材的性能查找《焊接手冊》中表2-1-1常見結構鋼力學性能及匹配焊接材料選用焊絲型號。如選用Q235板材的C、D級需要使用焊絲型號ER50-6。選型原則為：焊絲性能大于板材性能。工藝參數設定：皮卡車型的后橋殼板材厚度一般為5mm左右，焊絲一般選用直徑為1.2mm，焊接過程采用短路過渡，電流設定范圍為180-240A，電壓設定值為參考值（上下浮動為2V），計算公式為：200A以下，U=0.04I+16，200A以上，U=0.04I+20。
4后橋殼焊接密封性檢驗及焊接強度檢驗
由于后橋殼為驅動橋對橋殼的密封性要求較高，所以焊接完成后必須100%進行密封檢驗?，F一般均采用高壓充氣后浸水試漏檢驗，如出現焊接不良導致的密封不良，可采用補焊焊接。如需補焊的焊道較長大于50mm需要斷續焊接避免補焊量過大導致的橋殼整體出現彎曲變形，導致產品報廢。焊接強度檢驗：采用剖切試驗。第一步采用火焰切割將焊道剖開，第二步使用銑床將焊道銑出光亮面，第三步使用200目金相砂紙打磨光亮面，對焊道剖切面拋光，第四步使用4%的硝酸酒精浸泡。第五步對焊道熔深測量計算熔深并出具檢驗報告。
5結束語
1.1焊接變形原因
焊接的熱過程是導致殘余應力和塑性應變的根源。在焊接過程中,焊接熱過程對焊接質量和焊接效率的影響,主要來自以下幾個方面的深層次原因:(1)在焊接件上,熔池的形狀和尺寸直接影響焊接質量,而熔池大小與尺寸作用到焊接件上的熱量分布和大小息息相關;(2)焊接的熱過程包含加熱和冷卻兩個過程,這兩個過程中的加熱和冷卻參數會直接影響熔池的相變過程,對金屬的凝固產生重要的影響,對熱影響區的金屬組織產生一定的破壞;(3)焊接中的熱過程直接決定熱量的輸入過程和熱量的傳遞效率,這直接導致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的熱過程如果不均勻,會對金屬構件各部分產生不同的熱響應,導致出現不同的應力,產生應力形變。從以上理論探討,我們可知在金屬構件焊接過程中出現變形,主要是由于焊接熱源是處于局部加熱,使得鋁合金構件上的熱量分布存在差異,在構件與母材之間的焊縫區域附近熱量吸收的較多,引起周圍鋁合金材料和母材都出現一定程度的受熱膨脹,而遠離焊縫區域的鋁合金材料和母材材料由于吸收到的熱量相對較少,發生的體積膨脹相對較小甚至不發生體積膨脹,使得焊縫區域的體積膨脹過程受到一定的抑制,導致焊接過程中,焊接構件和母材之間出現瞬間的熱變形,但是當鋁合金構件在焊接過程中產生的內應力超過了自身材料的彈性極限后,會出現一定的塑性應變,當焊接過程結束之后,焊接件又逐步冷卻而產生殘余變形。
1.2焊接變形分類
從機械領域考慮整個焊接過程,可以將焊接過程中出現的變形分為瞬間變形和殘余變形。其中,焊接過程瞬間熱變形分為三種,依次是面內位移、面外位移和相變組織形變。焊后殘余變形分為面內變形和面外變形兩大類,面內變形又分為焊縫縱向收縮、焊縫橫向收縮、回轉變形;面外變形又分為角變形、彎曲變形、扭曲變形。
1.3鋁合金的焊接性能分析
熟悉化學原理的人都清楚,各種鋁合金的化學成分并不一致,導致不同鋁合金的物理性能和化學性能存在一定的差異,但是,由相關研究試驗并結合以上的焊接熱理論和焊接應力應變理論分析可知,鋁合金的焊接性能主要與鋁合金中的含鋁量和含鎂量有關。隨著含鎂量的增高,鋁合金強度增高,焊接性能改善;但是,當含鎂量超過7%的極限值之后,鋁合金容易出現應力集中,降低焊接性能。但是,鋁合金與其他金屬相比,由于在空氣中或者是進行焊接時,比較容易與氧反應被氧化,生產的氧化鋁薄膜由于熔點高,在焊接時會阻礙焊接過程;焊接過程中,在接頭內容以出現一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要進行表面處理后盡快進行焊接。此外,由于鋁合金的其他物理化學性能如熱導率、比熱等比鋼大,在焊接時容易造成較多的焊接熱量的流失,因此,在焊接時需要采用高度集中的熱源進行焊接,才能有效提升焊接質量,降低應力形變的出現。
1.4鋁合金構件焊接變形控制措施
從上述對鋁合金構件焊接性能和焊接熱過程的分析,對于鋁合金構件在焊接過程中出現的瞬間變形和焊接結束后出現的殘余變形,需要采取一定的控制措施,減少變形甚至是消除變形,促進鋁合金構件在裝備整體結構中發揮應用的作用。在鋁合金構件設計階段結合整體裝備,做好其結構設計并采取優質的焊接技術,能夠顯著減小焊接變形量。為此,我們可以從兩個階段進行鋁合金焊接變形量的控制。一個階段是設計階段,另一個是制造階段。在設計階段,主要遵循如下幾個原則即可實現在設計過程做好對鋁合金焊接變形的有效控制:首先是要對焊接的工藝進行有效的設計與選擇,一般在這個過程中,遵循的原則就是盡量選擇那些實踐反饋效果好應用成熟的焊接工藝;其次,對于焊接過程中,鋁合金構件和主體裝備結構之間焊接縫隙的尺寸、形狀、布局以及位置都應進行有效的設計,盡量通過好的焊縫設計鋁合金構件在主體結構上的位置,控制好焊縫的布局和位置,然后減少焊縫的數量,選擇最優的焊縫尺寸,實現對焊接結束之后可能出現的殘余形變;最后,在設計過程中,需要做好一系列的仿真實驗和小比例模型的模擬實驗,在實驗檢驗的基礎之上,確定最終的設計方案,以便正確指導鋁合金的焊接,減小甚至防止鋁合金構件的焊接變形。在制造階段對鋁合金構件焊接變形的控制,主要是指焊接準備過程、焊接過程和焊接結束之后的過程中進行控制。首先,在焊接準備過程中,需要對焊接工藝設計到的參數進行詳細的熟記,并對相關的理論知識做到熟記于心。另外,在焊接準備過程中,需要預先對焊接構件進行一定的拉伸然后再采取剛性固定措施進行組裝拼接,做好這些準備工作是控制變形的前提;其次,在焊接過程中,除了要嚴格按照設計的焊接工藝進行焊接之外,還應按照優秀的焊接工藝實現對瞬時變形的控制,例如,采取那些能量密度高的熱源,對焊接過程中的焊接受熱面積進行技術控制;最后,在焊接結束之后,應加強對鋁合金構件焊接水平的檢測,一旦發現存在著殘余變形,及時采取加熱矯正或者是利用機械外力作用進行矯正,達到對變形量的減小。
2鋁合金構件焊接工藝優化
對于鋁合金構件在焊接過程中出現的焊接變形,可采取多種手段進行。如在結構設計階段,可通過相關的應力形變實驗,分析應力出現的大小,結合設計的允許值,調節焊縫的尺寸,盡量降低焊縫的數量,對焊接后出現的殘余變形進行控制;在焊接過程中,采取一定的反變形或者是剛性固定組裝的方法在焊前進行預防;焊接結束之后,為了減小已經出現的殘余變形,可以采取加熱矯正或者是利用機械外力進行矯正的方法。當然,最為有效的方法還是在相關變形研究理論的基礎之上,結合焊接試驗,對焊接工藝進行一定的優化,結合實際的鋁合金構件進行參數的設定,科學控制鋁合金構件的焊接應力變形,最終生產出符合設計要求的產品。對于鋁合金構件的焊接,在焊接過程中,焊絲直徑、成分和表面質量關系到焊縫金屬及熱影響區的力學性能,尤其是焊接變形。因此,選取合理的焊絲直徑,選擇表面質量上等和化學成分達標的焊絲就是優化焊接工藝的主要步驟之一。在通常的情況下,為了保證焊接的質量,主要選擇焊絲直徑大的焊絲。不過,由于焊絲直徑選擇太大,對于薄板鋁合金構件的焊接并不利。因此,在現有實踐的基礎之上,對于焊絲直徑的選擇一般是隨著鋁合金構件厚度的增加而逐步增加。此外,在進行平焊時,焊絲直徑應相對選大一點;立焊或橫仰焊時,則選擇較小直徑的焊絲。焊接電源作為焊接過程中的主要能量來源,為了使焊接質量達標,在選擇電源種類與極性時,需要選取那些既能夠滿足焊接工藝需求,又能夠符合用戶物質、經濟和技術等條件的電源。
一般,由于直流電源的電弧具有較好的穩定性、焊接質量優和飛濺少等特點,在鋁合金構件的焊接時是作為首選的。選擇直流反接電源進行焊接,能夠借助焊件金屬為負極的電弧產生的陰極霧化效果,對鋁合金構件表面致密的氧化鋁薄膜產生快速熔化,而且在焊接過程中,能夠避免產生大量的焊渣和污染性氣體,不僅方便了焊工對反應熔池的觀察,及時調整焊接的速度和角度,而且還能對焊工的職業健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的鋁合金薄板構件時,一般主要采用直流反接電源進行焊接。對焊接工藝進行優化,目的就是為了使鋁合金構件焊接的質量和焊接形變在允許的范圍之內。由以上對鋁合金焊接熱過程和變形理論的分析和探討之后,我們發現選擇適宜的焊接電流,是優化焊接的重要考慮方向。在焊接過程中,焊接電流是指流經焊接回路的電流,這個電流的大小對焊接生產效率和焊接質量有著直接的影響。一般為了提高焊接生產效率,在質量保證前提下,選擇盡可能大的焊接電流,以達到提高焊接效率的目的。不過,由于電流過大,引起熱量輸入過大和較大的電弧力存在而導致的焊縫熔深和余高增大,而且還會使熱影響區的晶粒變得粗大,出現應力集中區,使接頭的強度和承載能力下降。同時,由于電流鍋小,電弧燃燒不充分不穩定,容易形成氣孔和夾渣等焊接缺陷,使得焊接接頭的沖擊韌性降低,不利于焊接質量的提升,因此,在焊接電流選擇上,還是需要通過實踐選取適宜的電流。由于電弧長短對焊接質量也有顯著影響,而電弧電壓決定電弧長短,因此,在焊接時,依據焊接試驗,需要控制好電弧電壓,產生適宜長度的電弧長度進行焊接。例如,對于6mm厚度的鋁合金板材進行焊接時,焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過實驗論證,焊接接頭強度可以達到良好的效果。由焊接熱過程分析得到,在鋁合金構件焊接過程中,為了實現對焊接變形量的控制與減小,一般應采用能量密度高的焊接熱源,同時,對焊接速度進行優化,保證焊接速度既不會過快也不會過慢。例如,從相關實踐表明,對于6mm厚度的鋁合金板材進行焊接時,焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過此實驗論證,焊接接頭強度可以達到良好的效果。
3總結
1.1焊接材料
鋼結構焊接工藝技術中運用的主要工具有電焊條和引弧板。選擇焊接條時，其型號一定要嚴格按照設計要求進行，之后按照相關說明書將焊接條進行烘焙后，放入保溫桶內以供之后取用。另外，在鋼結構建筑焊接過程中，嚴禁使用焊芯生銹的一些焊條，同時酸堿性焊條不得混合在一起使用。最后，在焊接鋼結構建筑的重要部位時適合選用堿性焊條。在焊接鋼結構建筑部件需要采用坡口連接時，需要使用引弧板，而引弧板材質的選擇一定要和所焊接部件的材質相同。
1.2主要工具
鋼結構建筑工程中使用焊接工藝技術時所需要的機具主要有焊鉗、焊條保溫桶、烘箱和電焊機等。
1.3焊接條件及要求
溫度較低時進行焊接會造成熱量迅速散失，為此，當鋼材厚度達到一定程度時，可以適當采用多層焊接工藝技術。另外，為防止溫度的迅速降低，在進行某條縫隙焊接時，一定要一次性完成，避免發生焊接中斷的現象。若發生中斷，應進行正確恰當地處理。最后，在風雪天氣環境下，應盡可能避免焊接，若確實需要焊接，應搭建帳篷等，之后在室內進行鋼結構建筑的焊接。同時，焊接過程中要保證風速在恰當的局限范圍之內。焊接結束后，要運用適當材料使得焊接物體進行緩慢的降溫。
2焊接變形的原因探討
2.1焊接變形的主要類型
焊接變形主要是指鋼結構在焊接中因高溫引起的變形和焊接結束后在鋼結構構件中出現的殘余變形問題。在以上兩種焊接變形中，最影響焊接質量莫過于焊接殘余變形。焊接殘余變形對鋼結構建筑的影響具體可分為整體和局部變形，而依據變形的形狀特點又可分為角變形、波浪變形和扭曲變形等，局部變形又包括角變形和波浪變形，整體變形又包括扭曲變形等。在鋼結構焊接過程中，最易發生變形類型是整體變形。
2.2焊接變形的緣由
鋼結構的剛度無疑是影響焊接變形的主要因素之一，鋼結構的剛度主要是針對結構體對彎曲及拉伸等變形的抵抗力而言的，而鋼結構的剛度強弱則主要取決于鋼結構尺寸的大小及其截面形狀。另外，焊接連接縫的所在位置和數量也在一定程度上影響著焊接變形的程度及狀況。在鋼結構剛度不能達到一定的標準時，應將鋼結構體的對稱位置作為焊接的連接縫，這時若焊接順序合理的話，結構體就只能產生線性變形，而不可能產生彎曲變形。最后，焊接工藝也在某種程度上影響著焊接變形的程度。例如，在焊接電流較大、焊接速度較慢時，就會導致更加嚴重的焊接變形。為此，在鋼結構焊接過程中，一定要定制科學合理的焊接工藝措施和方法。
3鋼結構焊接工藝造成的變形防治工作
3.1焊接節點的構造控制
為進一步避免和改善焊接變形的狀況，在進行鋼結構焊接節點構造設計時，要注意以下幾個方面：
a.首先，應對焊縫的數量及大小進行一定的控制。當鋼結構在焊接過程中存在焊縫數量多、尺寸大的問題時，就會給焊接變形提供更多的可能。為此，在進行鋼結構焊接節點構造設計時，應盡可能在一定程度上控制焊縫的數量和大小，進而改善焊接變形的狀況；
b.其次，要盡可能選擇適當的焊縫坡口大小及形狀。對焊縫坡口的大小和形狀進行合理科學的選擇，不僅可以在一定程度上保證鋼結構的承載能力，同時還可以在某種程度上減少截面積，進而對焊接變形數量起到一定的控制作用；
c.此外，在鋼結構焊接過程中，應盡可能使焊接節點的位置處于物體截面的對稱處。而對于中性軸焊接節點的選擇，應盡可能使焊接節點靠近中性軸，同時避免處于或接近高應力區。
d.最后，節點形式的選擇，應盡可能選擇剛性較小一些的節點形式。同時，節點不應設置在多向交叉位置，只有這樣才能避免因焊縫高溫集中和應力集中而造成的焊接變形。
3.2鋼結構建筑焊接工藝的改進
鋼結構焊接工藝的改進對焊接變形的改善有著至關重要的作用，其具體操作主要集中于以下幾個不同的方面：
a.首先是鋼結構的組裝和焊接過程中所選擇的焊接順序。對鋼結構的組裝及制作，相關人員應嚴格依照有關規定和要求在標準的層面上進行操作。只有這樣，才能在一定程度上確保相應的自重壓力承受情況，進而更好地滿足于構件組裝的要求和標準。在鋼結構焊接過程中，對焊接小型構件的焊接，可一次性完成，之后再選擇合適的焊接順序進行組裝。而對于一些相對較大的鋼結構焊接與組裝，應首先將小構件焊接完成，之后再進行相應的組裝和焊接工作。為防止部件組裝過程中產生變形的狀況，零部件型號的選擇一定要符合相關的規定和要求，此外，組裝時應盡可能避免過度的外力強制性拼接。最后，在構件焊接和組裝過程中，應盡可能保持焊接接頭的熱量均勻性和溫度適當性，防止因熱量不均造成的焊接變形。
b.其次，要做好相應的反變形工作。鋼結構的焊接工藝過程中，由于冷卻后的收縮原理，焊縫會發生一定的收縮反應，這也就在一定程度上減少了構件原有的尺寸大小。為此，在焊接過程中人們常常采用反變形的方式來進一步彌補因熱脹冷縮而出現的變形問題。反變形方法就是在進行焊接工作前期首先人為使構件發生一定的變形，其變形方向與后來的焊接變形方向相反，變形程度與后來的變形程度相同。
船體焊接工藝設計復雜，影響船體焊接質量工藝參數繁多。目前，大多數焊接工藝人員只能通過手工查閱相關標準，以及查閱企業歷史資料，結合自身經驗完成焊接工藝設計，工藝設計效率難以提高。另外，由于每個工藝人員能力、經驗、工作習慣、責任心存在差異，使得焊接工藝規程標準化程度低，從而影響施焊工作開展。為了實現快速化、智能化焊接工藝設計，有必要開發船體工藝焊接知識庫及工具包，在船體焊接工藝設計中引入知識管理技術，將焊接工藝員從繁重的查手冊、查標準等重復勞動中解放出來，并且將企業焊接工藝人員多年來積累的豐富經驗進行有效的利用，提高焊接工藝設計的效率。
2船體焊接工藝知識庫
2．1船體焊接工藝知識要素分析
在船體生產制造中，焊接工藝必須根據相應的標準或規范進行嚴格的焊接工藝評定（WPQ），形成焊接工藝評定報告（PQR），其后，生成焊接工藝指導書（WPS），并且依據WPS制定焊接工藝規程，以保證產品的焊接質量和性能。船體焊接工藝設計中主要關注如下幾個方面的問題：焊接方法的選擇、焊接位置的選擇、坡口形式的設計、加工步驟的安排和工藝成本分析等。船體焊接工藝設計中許多問題的可統計性差，影響因素多，因素與因素之間的相互聯系難以明確表達。因此，解決這類問題要借助于經驗知識，比較適合于選用工藝知識庫。
2．2船體焊接工藝知識庫組成
船體焊接工藝知識庫包含6大類庫：焊接工藝基礎參數庫、母材庫、焊材庫、焊接規范參數庫、檢驗項目庫、施焊要求庫。其中：焊接工藝基礎參數包括：焊接方法庫、接頭形式庫、坡口信息庫、設備信息庫，母材庫包括：種類及規格庫、力學性能庫。
2．3船體焊接工藝知識庫信息模型
系統客戶端依據系統功能，設計開發了不同的用戶接口，滿足不同工藝設計和管理人員的需求。系統服務端負責工藝數據的處理和工藝決策的推理。數據庫服務器主要為焊接工藝設計系統提供信息的存儲、查詢和管理服務，積累基礎焊接知識、推理規則和專家經驗，是企業的重要信息資源之一。
3船體焊接工藝過程智能化應用工具包
基于知識庫的快速化、智能化，實現了船體焊接工藝過程智能化應用工具包的系統設計。通過智能化應用工具包，根據焊接工藝設計的特點，可以選擇產生式規則表示方法，作為船舶焊接工藝決策基礎。選擇產生式規則表示除了符合焊接工藝知識特點外，還具有易于擴展、易于進行一致性檢查等實現方面的優勢。根據對焊接工藝決策需求分析，在引入知識管理技術對焊接工藝知識庫構建的基礎上，焊接工藝設計系統可以建立焊接工藝決策過程。
3．1焊接工藝設計集成環境
作為用戶建立產品結構的應用平臺，是系統應用的重要前提，此模塊將用以建立工藝評定數據、文檔的存儲線索，同時，也作為PDM與焊接工藝規程設計系統進行數據集成的接口模塊，可以從PDM系統中得到產品數據，建立焊接工藝設計產品結構。
3．2焊接工藝指導工具
完成焊接工藝指導書（WPS）的編制、校對、審核、歸檔、瀏覽、打印等工作。焊接工藝指導為工藝人員提供一個方便實用的工藝設計環境和工具，將工藝人員從大量繁瑣的工藝標準的選擇、工藝資源的查找、工藝指導書的填寫和工序圖的繪制等工作中解放出來，減輕工藝人員的勞動強度，促進企業工藝設計的自動化、標準化和規范化。
3．3焊接工藝規劃工具
焊接工藝規程，又稱焊接細則，是指導焊工操作的詳細工藝說明書，是以工藝評定為基礎，以具體產品為服務對象的詳盡焊接工藝。每當有新產品出現時，焊接工藝評定可能會有可替代的，但多數焊接工藝規程要重新編制，因此，企業內部積存了高于工藝評定1倍甚至幾倍的焊接工藝規程，造成重復編制和遺漏等現象時有發生。
3．4焊接工藝評定工具
產品投產之前，必須對所采用的焊接工藝進行焊接工藝評定試驗，驗證合格后，方可用于產品的焊接生產。由于影響焊接性能和質量的工藝參數眾多，每種重要參數的改變，如預熱溫度、熱處理溫度、焊接能量超出規定的范圍，都要進行焊接工藝評定試驗。因此，各船廠積累了大量的焊接工藝評定規則。
4結論
壓力容器的制作工藝需要做到很精細，不能夠出現任何的差錯。而其中的焊接工序也是同樣需要很精細，造成焊接工序出差錯的原因就是材料選取的不正確。如果在焊接時選取的鋼制材料性能較差的時候，就會在焊接的接頭上出現一些裂痕，這些裂痕對于壓力容器是致命的傷害；如果在選取材料時選取了鋼號或者是化學成分不對的材料，這時在使用過程中就會出現各種腐蝕的現象；而且如果我們選用的鋼制材料的轉化溫度高于壓力容器的溫度時，就會使壓力容器在制作的過程中突然斷裂。所以，綜合以上幾點所論述，我們在選取壓力容器的制作材料時，必須要考慮到壓力容器的工作條件、工作壓力、各個介質之間的腐蝕性、鋼制材料的溫度，還要重點注意鋼制材料的力學性能、物理性能、化學性能等等一系列的科學因素。當然，在進行壓力容器的焊接工序的時候，還需要技術方面的硬性要求。在焊接工序的準備階段，在選取壓力容器容器外圈的時候，要選用低碳鋼、不銹鋼、低合金鋼，在焊接卷板之前應該提前清理干凈依附在板面上，可能對壓力容器造成損傷的硬物和雜物，同時還要檢查好焊接時的焊接接口位置等等一些工序，使之符合焊接所需的一切標準。在壓力容器焊接成型的階段，不能直接將鋼板彎曲，應該先有一個預彎的過程，在鋼板卷成一個圓形的時候，必須要在機器上擺放端正，可以采用在機器和鋼板上做記號的方式來確定鋼板是否已經擺正，卷軸鋼板的時候嚴禁一次就將鋼板卷制完成，要采取循序漸進的方式，一次次不間斷的進行卷制，而每次卷制的程度不得高于上一次的百分之三十，在焊接時要選取一個已經焊接合格的樣板來進行比對，確認是否符合一切準則，在焊接時，必須嚴格按照確定好的接口進行焊制，并且在焊制的過程當中要及時的清理在焊接時產生的雜質和脫落的鋼材，以免對壓力容器造成傷害。在壓力容器焊接成型之后我們就需要對她進行矯正和檢查，矯正就是需要驗證壓力容器的制作是否符合科學界所規定的一些數據，而檢查就需要看，在壓力容器焊接完畢之后，內外表面是否光滑、沒有劃痕、沒有壓傷、起皺、裂痕、等等的缺陷，與此同時還要按照技術條件進行檢查各項參數，確定制作完成的壓力容器符合硬性文件上的各項技術要求。
2壓力容器的焊后檢查和焊后返修
任何的一種科技制品，在完成之后都需要有事后的檢查和返廠維修，壓力容器也不列外。壓力容器在焊接完畢之后，應當首先檢查它的焊縫外觀和尺寸是否符合預定目標和目標參數、實驗壓力容器焊接完畢之后的抗熱能力和對熱的處理、檢查壓力容器是否在焊接的時候出現裂痕等損傷、檢查壓力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透氣的現象出現。關于壓力容器在焊接完畢之后的返廠檢查必須要嚴格做到以下幾點：
（1）焊接的返修次數不宜超過兩次；
（2）如果需要對焊接之后的壓力容器進行返廠檢修，必須要提交它要返修的原因并且對原因作出分析，同時提出要維修的建議；
（3）在壓力容器回廠返修之前，必須要將其清洗干凈，可以采用表面掃描的方式確定已經清洗干凈；
（4）等待補焊的部位一定要開闊、平整、以便于進行補焊工作的進行。
3結束語
