1、内蒙古工业大学专科毕业论文摘要在进入 21 世纪的前夜，美国的焊接同行们围绕着“美国焊接工业应对 21世纪挑战”的主题展开了大规模的研讨。他们广泛、深入地探讨了焊接在未来20 年可能遇到的机遇和挑战，并提出了以焊接工业展望为主框架的一系列分析报告。 我国焊接界的有识之士林尚扬、关桥两位院士为首的中国工程院咨询项目工作组开展了我国制造业焊接生产现状与发展战略研究工作。规划了焊接未来的发展战略和对策，提出了内涵丰富、极具战略意义的研究报告。单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的限制。本文详细的介绍了焊接电源、焊接电流、焊接速度、电弧电压、焊接层数、焊条类形、焊条直径等
2、工艺因素对单面焊双面成形技术焊接质量的影响和造成的相关缺陷。详细的分析了单面焊双面成形，解决单面焊双面成形技术的缺陷，使单面焊双面成形技术进一步完善，加以推广，并对单面焊双面成形作业具有一定的指导作用。关键词：焊接界；发展战略；单面焊；双面成形内蒙古工业大学专科毕业论文目录1.绪论 .11.1 电焊的概念 .11.2 电焊基本原理 .11.3 单位简介 .12.君正集团的焊接形式 .32.1 单面焊双面成形技术的概念 .32.2 单面焊双面成形常见的焊接缺陷 .32.2.1 尺寸上的缺陷 .32.2.2 结构上的缺陷 .32.2.3 性质上的缺陷 .32.3 单面焊双面成型质量差的原因及预防
3、.42.4 单面焊双面成型质量差的原因分析 .42.5 单面焊双面成形质量差引起的问题 .42.5.1 增加消耗，降低结构的质量和使用寿命 .42.5.2 焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁，引起安全事故 .42.6 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响 .42.6.1 焊接电流 .42.6.2 焊接速度 .52.6.3 电弧电压 .52.6.4 焊接层数选择不当 .52.6.5 焊条类形及焊条直径的影响 .52.6.6 操作因素 .62.7 防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施 .62.7.1 作好焊前准备 .62.7.2 焊接操作 .62.7.3 焊工技术水平 .73.电焊技术的应用
4、与发展 .94.结论 .9致 谢 .10参考文献 .11内蒙古工业大学专科毕业论文11.绪论1.1 电焊的概念电弧焊的俗称。利用焊条通过电弧高温融化金属部件需要连接的地方而实现的一种焊接操作。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括有：手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极 气体保护焊等。1.2 电焊基本原理电焊的基本工作原理是我们通过常用的 220V 电压或者 380V 的工业用电，通过电焊机里的减压器降低了电压，增强了电流，并使电能产生巨大的电弧热量融化钢铁。而焊条的融入使钢铁之间的融合性更高。1.3 单位简介内蒙古君正能源化工股份有限公司前身为乌海市海神热电有限责任公司，
5、是响应西部大开发、支援西部建设的号召，在内蒙古乌海市成立的一家依托当地和周边资源优势，进行资源综合开发利用，发展循环经济，以实现产业报国为理想的大型民营企业。 公司业务涉及煤炭、电力、化工、特色冶炼、商业贸易等领域。旗下子公司有：乌海市君正矿业有限责任公司、内蒙古君正化工有限责任公司、君正发电事业部、锡林浩特市君正能源化工有限责任公司、乌海市神华君正实业有限责任公司、乌海市君正商贸有限责任公司、乌海市君正供水有限责任公司。 君正发电事业部为君正能源自备电厂，投资 13.5 亿元，建设 2150MW 抽汽供热煤矸石发电机组，配循环流化床（CFB）锅炉。两台机组于 2006 年 7 月和 10月陆
6、续并网发电，年发电量约 20 亿千瓦时。该项目是一个资源综合利用项目，年消耗劣质煤 160 万吨，2007 年被国家发改委认定为“资源综合利用电厂”。 君正化工其前身是内蒙古黄河化工（集团）有限责任公司，君正能源 2004 年投资 1 亿元进行了收购，并先后投入 2 亿多元进行技术改造，采用多项先进工艺技术和装备，2007 年 5 月被内蒙古科技厅认定为“内蒙古自治区高新技术企业”。现年产 PVC 树脂 5.5 万吨、烧碱 5.5 万吨、硅铁合金 10 万吨、电石 26 万吨，成为具备电石、PVC 生产系统完整的氯碱化工企业。 君正商贸是君正能源为发挥公司优势，组建的负责统一购销的经营企业。
7、神华君正是君正能源与神华乌海煤焦化公司就合作开发骆驼山煤田成立的企业，计划投资 7 亿元，建设 180 万吨/年矿井及洗选煤厂。 乌海市君正矿业有限责任公司是集矿山和白灰生产、销售为一体的矿山性企业。该矿山率先采用目前国内先进的新型结构活性石灰窑，具有投资少，投入产内蒙古工业大学专科毕业论文2出率较高、技术成熟可靠、消耗低、操作简单、易于掌握等优点，属于节能环保型的项目。目前一期建设规模年产石灰石 100 万吨，石灰 24 万吨已建成投产。 乌海市君正供水有限责任公司负责公司水资源的争取及供水设施的建设，为子公司及乌达园区内相关企业供应工业用水。 锡林浩特市君正能源化工有限责任公司负责矿产品的
8、开发及销售，随着公司的发展将增加煤田的地址勘查，并进行煤转化、煤化工项目建设。 内蒙古君正能源化工股份有限公司首次公开发行股票,股票代码：601216，股票种类：人民币普通股（A 股），每股面值：1.00 元，发行股数：不超过 12,0000万股，不超过发行后总股本的 18.75%，发行价格：通过向询价对象询价确定发行价格，目前还未确定首发价格。 内蒙古工业大学专科毕业论文32.君正集团的焊接形式君正集团生产过程中用应用到很多的的电焊技术，尤其是在硅铁生产中，压力环的制作更是需要大量的电焊，其中主要应用到了单面焊双面形成。所以在此主要研究一下对单面焊双面形成。2.1 单面焊双面成形技术的概念单
9、面焊双面成形技术是采用普通焊条，在不需要任何辅助措施条件下，只是破口根部在进行组装定位焊时，应按焊接的不同操作手法留出不同的间隙，在破口的正面进行焊接，就会在破口的正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好，符合质量要求的焊缝 1。2.2 单面焊双面成形常见的焊接缺陷2.2.1 尺寸上的缺陷包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。焊缝外表高低不平和波纹粗劣，焊缝宽度不均匀、太宽或太窄，焊缝余高过低或过高，角焊缝焊脚尺寸不等都属于焊缝尺寸及形状不符合要求。这些缺陷不仅使焊缝成形不美，而且容易造成应力集中,影响焊缝与母材的结合强度。2.2.2 结构上的缺陷包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、
10、咬边、裂纹、表面缺陷等。这些缺陷是焊接过程中最容易出现的缺陷。这些缺陷减弱了焊缝的有效面积，降低了焊接接头的力学性能，而且易造成应力集中，引起裂纹，导致结构破坏，使焊接结构无法承受正常工作载荷。2.2.3 性质上的缺陷包括力学性能和化学性质等不满足焊件的使用要求的缺陷。力学性能指的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。这些缺陷使焊缝结构无法达到设计要求的力学性能和化学性能 2。2.3 单面焊双面成形质量差的原因及防止措施单面焊双面成形技术是采用普通焊条，在不需要任何辅助措施条件下，只是坡口根部在进行组装定位焊时，应按焊接的
11、不同操作手法留出不同的间隙，在坡口的正面进行焊接，就会在破口的正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好，符合质量要求的焊缝。这种方法主要适用于板材对接接头、管状对接接头和骑座式管板接头。是锅炉、压力容器焊工应熟练掌握的操作技能 1。内蒙古工业大学专科毕业论文42.4 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析焊接电源是焊接工艺执行过程中最重要的因素。若焊接电源自身性能不好，必然不会产生良好的焊件。当焊机的引弧性能差，电弧燃烧不稳定，就不能保证工艺参数稳定，焊接过程就无法正常进行，焊接质量就得不到保证。用交流电源焊接时，电弧稳定性差。采用直流电源焊接时，电弧稳定、柔顺、飞溅少，但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型
12、焊条稳弧性差，通常必须采用直流弧焊电源。用小电流焊接薄板时，也常用直流弧焊电源，因为引弧比较容易，电弧比较稳定。低氢型焊条用直流电源焊接时，一般用反接，因为反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时，焊接电流小，电弧不稳定，因此焊接薄板时，不论是用碱性焊条还是用酸性焊条，都选用直流反接 3。2.5 单面焊双面成形质量差引起的问题2.5.1 增加消耗，降低结构的质量和使用寿命焊接生产中，优质的焊接质量可以满足设计要求，保证结构的正常使用寿命 1。而一旦出现严重的焊接缺陷，就会增加板材、焊材、电力及人力的消耗等。 否则，这些缺陷在使用过程中会引起严重的应力集中，降低结构的使用寿命。2.5.2 焊接缺陷会给结
13、构的安全生产带来威胁，引起安全事故单面焊双面成形焊接主要用于锅炉及压力容器等重要构件的焊接生产中，一旦有严重缺陷，质量不合格，焊件的焊补非常困难，而且在生产过程中受各种交变载荷及压力的作用，使焊缝的缺陷产生应力集中，加之焊缝的有效使用面积减小，减弱了焊接接头的强度。轻则使产品的使用寿命受到影响，重则导致焊缝断裂，产品破坏，酿成严重的事故。2.6 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响2.6.1 焊接电流焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接的最终质量。焊接电流过大，可以提高生产率，并使熔透深度增加，但易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量，也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化，并增大气孔
14、倾向。 尤其在立焊操作时熔池难以控制，易出现焊瘤，弧长增加，就会产生咬边。焊接电流过小，使电弧不稳，熔透深度减小，易出现未焊透、熔合不良、夹渣、脱节等缺陷。焊接电流应根据板件厚度、接头形式、焊接位置、焊接层数、焊条类形、焊条直径和焊接经验等因素综合考虑。对于一定直径的焊条有一个合适的焊接电流范围，可参考表 1 选择 3。内蒙古工业大学专科毕业论文5表 1 焊接电流和焊条直径的关系焊条直径/mm1.6 2.0 2.5 3.2 4 5 6焊接电流/A2540406550801001301602102002702603002.6.2 焊接速度焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保
15、证焊接质量尤为重要。焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高等符合设计要求。焊速过快，使熔池温度不够，易造成未焊透、未熔合、焊缝成形不良等缺陷。焊速过慢，使高温时间长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，机械性能降低，焊件的变形量增大，同时焊速过慢还会使每层的厚度增大，导致熔渣倒流，形成夹渣等缺陷。a）铸件 b）锻件图 1 钢的显微组织2.6.3 电弧电压焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊缝质量稳定的重要因素。焊条电弧焊电弧电压主要由电弧长度决定的。电弧长度越大，电弧电压越高，电弧长度越短，电弧电压越小。电弧过长对熔化金属保护差，空气中的氧、氮等有害气体容
16、易侵入，使焊缝易产生气孔，焊接金属的机械性能降低。但弧长也不易过短，若弧长过短，就会引起粘条现象，且由于电弧对溶池的表面压力过大，不利于溶池的搅拌，使溶池中气体及溶渣上浮受阻，从而引起气孔、夹渣等缺陷的产生。2.6.4 焊接层数选择不当单面焊双面成形焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响。焊接层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定。可作如下近似估算：n=/d 公式（1）式中：n 为焊接层数； 为焊件的厚度（mm）；d 为焊条的直径（mm）对于低碳钢和强度等级较低的低合金钢的多层焊时，每层厚度过大，对焊缝金属的塑性（主要表现在冷弯上）有不利的影响，且焊接过程中熔渣易倒流，产生
17、夹渣和未熔合等缺陷。 但每层厚度也不易过小，以免造成焊缝两侧熔合不良。2.6.5 焊条类形及焊条直径的影响内蒙古工业大学专科毕业论文6焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。因此，焊条类形选择恰当与否是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小除了对生产率有一定的影响外，对焊接质量也有一定的影响。焊条直径一般根据焊件的厚度选择：同时还要考虑接头形式、施焊位置和焊接层数，对于重要的结构还要考虑焊接热输入的要求。在一般情况下，焊条直径与焊件厚度之间的关系的参考数据，见表 2。表 2 焊条直径与工件厚度之间的关系焊件厚度/mm 2 3 45 612 13焊条直径/mm 2 3.2 3.24 4
18、5 416在板厚相同的条件下，平焊位置的焊接所选用的焊条直径比其他位置大一些，立焊，横焊和仰焊应选用较细的焊条，一般不超过 4.0mm。第一层焊道应选用小直径焊条焊接，以后各层可以根据焊件的厚度选用较大的焊条。T 形接头、搭接接头都选用较大直径的焊条。2.6.6 操作因素在焊接生产过程中，焊工的单面焊双面成形操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，这是造成焊缝质量差的重要原因之一。焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格，焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用，会促使焊缝产生大量的气孔，从而使焊接缝质量达不到要求。2
19、.7 防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施2.7.1 作好焊前准备焊前应对焊机进行试焊，确认焊机的引弧性能和稳定性能好，工艺参数的调节方便、灵活、方可使用。工件应开 Y 形的坡口，钝边的尺寸一般选在0.51.0mm 之间，坡口边缘 20mm 以内处用磨光机打磨，并将表面的铁锈、油污等清除干净，露出金属光泽。锅炉压力容器及重要结构的焊接一律采用碱性焊条，打底层焊接应选择直径 3.2mm 的焊条，中间层和盖面层可选用 4mm 的焊条，并对焊条进行 40烘干，保温 24h。使用时需要将焊条放在保温筒内，随用随取。焊条在炉外停留时间不得超过 4h，且反复烘干次数不能多于三次，药皮开裂和偏心度超标的
20、焊条不得使用 4。2.7.2 焊接操作焊条电弧焊的工艺参数通常包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。焊接工艺参数选择的正确与否直接影响焊缝内蒙古工业大学专科毕业论文7形状、尺寸、焊接质量和生产率。因此选择合适的焊接工艺参数是焊接生产中不可忽视的一个重要问题。焊接电流应根据板件厚度、焊接位置、焊接层数、焊条类形、焊条直径和焊接经验进行选择，保证所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷。焊接过程中应尽量选择使用短弧焊接，立焊、仰焊时比平焊更短些，以利于熔滴过渡，防止熔化金属下滴，碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电弧的稳定，以避免咬边、未焊
21、透、气孔等缺陷的产生。 焊速应合适，不宜过慢，以每层厚度不大于 4-5mm 为宜，以避免高温停留增长，影响焊缝的机械性能，但焊速也不宜过快，以免造成未溶合、未焊透等缺陷 5。焊接速度直接影响生产率，所以应该在保证焊缝质量的基础上采用较大的焊条直径和焊接电流，同时根据具体情况适当加快焊接速度，以提高焊接生产率。对重要构件要采取焊前先预热、焊后缓冷等措施，以避免冷裂纹的产生。焊接参数对热影响区的大小和性能有很大的影响。采用小的焊接参数，如降低焊接电流，增大焊接速度等，都可以减小热影响区的尺寸。采用小的焊接参数也可防止过热组织生成和晶粒细化。2.7.3 焊工技术水平焊接生产中，焊工对单面焊双面成形操
22、作技术掌握的水平和技术经验，往往决定了焊缝的质量。因此，加强焊工单面焊双面成形操作技能的训练及各种单面焊双面成形的焊接参数的掌握是保证焊缝质量的关键。内蒙古工业大学专科毕业论文83.电焊技术的应用与发展电焊技术广泛应用于宇航、航空、核工业等等 6。在我过国民经济发展中，尤其是制造业发展中，焊接技术是是一种不可去缺少的加工手段，进入 21 世纪以后，焊机作为制造业中的一个重要组成部分得到了迅速的发展，也给我国的焊接产业带来了前所未有的发展机遇。在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着
23、这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。剖析现代的焊接，我们不难发现其愈发显现出的几大特征： 焊接已成为最流行的连接技术 在当今工业社会，没有哪一种连接技术象焊接那样被如此广泛、如此普遍地应用在各个领域。而其中最主要的原因就是其极具竞争力的性价比。 焊接显现了极高的技术含量和附加值 在人类社会步入 21 世纪的今天，焊接已经进入了一个崭新的发展阶段。当今世界的许多最新科研成果、前沿技术和高新技术，诸如：计算机、微电子、数字控制、信息处理、工业机器人、激光
24、技术等，已经被广泛地应用于焊接领域，这使得焊接的技术含量得到了空前的提高，并在制造过程中创造了极高的附加值。 焊接已成为关键的制造技术 焊接作为组装工艺之一，通常被安排在制造流程的后期或最终阶段，因而对产品质量具有决定性作用。正因为如此，在许多行业中，焊接被视为一种关键的制造技术。 焊接已成为现代工业不可分离的组成部分 在工业化最发达的美国，焊接被视为“美国制造业的命脉，而且是美国未来竞争力的关键所在”。其主要根源就是基于这样一个事实：许多工业产品的制造已经无法离开焊接技术的使用。 在人类发展史上留下辉煌篇章的三峡水利工程、西气东输工程以及“神舟”号载人飞船，哪个没有采用焊接结构？以西气东输工程项目为例，全长约 4300 公里的输气管道，焊接接头的数量竟达 35 万个以上，整个管道上焊缝的长度至少 1 万 5 千公里。离开焊
