3焊接制造

3.1常见焊接方法工艺要求

3.1.1焊条电弧焊工艺要求（定位焊）^{[12] [16]}

目前常用此种焊接方法进行定位焊。以下是定位焊接的要求：

（1）    焊条

定位焊用的焊条应和正式焊接用的相同，焊前同样进行再烘干。不许使用费条或不知型号的焊条。

（2）    位置

双面50mm；定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上。

（3）    焊缝尺寸

定位焊的尺寸TB10212-1998《铁路钢桥制造规范》规定，定位焊接的长度为50～100mm，1/2。埋弧焊的定位焊尺寸和位置：板厚小于25mm时，定位焊缝长50～70mm，间距300～500mm；板厚大于25mm时，定位焊缝长70～100mm，间距200～300mm。

（4）    工艺

施焊条件应和正式焊缝的焊接相同，由于焊道短，冷却快，焊接电流应比正常焊接的电流大15％～20％。对于刚度大或有淬火倾向的焊件，应适当预热，以防止焊缝开裂；3.1.2埋弧焊工[12] [5] [16]

    （1）打底焊道

如果打底焊道的质量符合要求，则可保留作为整个接头的一部分。焊接质量要求高时，可在埋弧焊缝完成之后用碳（2）其它要求

1）采用埋弧焊焊接的焊缝，应在焊缝的端部连接引弧、熄弧板（引板）；80mm；

2）埋弧自动焊缝焊接过程中不应断弧，如有1：5斜坡，并搭接50mm3.1.3二氧化碳气体保护焊工[12] [16]

（1）CO₂气体纯度应不大于99.5﹪，气体流量：细丝（小于1.6mm）短路过渡焊接时一般5～15L/min，粗丝（大于1.6mm）焊接时在10～20L/min。如果焊接电流较大，焊接速度较快，焊丝伸出长度较长或在室外作业，气体流量应适当加大。

（2）如有要求可采用药芯焊丝焊接，具体工艺3.1.4[12] [16]

    （1）（2）（3）质量控制。投产前应对所选的焊接工艺进行评定，通常是与生产相同的条件下对焊成接头作破坏性试验。如弯曲等。

3.1.5焊缝磨修和返修[16]

   1．杆件焊接后，两端   2．垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平；

   3．1mm且超差   4．焊缝1mm   5．应采用碳   6．焊接裂纹的清除长度应由50mm；

   7．用埋弧焊返修焊缝时，必须将焊缝清除部位的两端刨成1：5的斜坡；

   8．翻修焊缝应按原焊缝质量要求检验；同一部位的返修焊不宜超过两次。

3.1.6其它要求^[16]

    1．焊工和无损检测人员必须通过考试并取得资格证书，且只能从事资格证书中认定范围内的工作。

    2．焊接工艺必须根据焊接工艺评定报告编制，    3．焊接工艺宜在室内进行，环境湿度应小于80%；焊接低合金钢的环境温度不低于5℃，焊接普通碳素钢不应低于0℃；主要杆件应在组装后24h 内焊接。

    4．焊接前必须彻底清除等    5．焊接材料应通过焊接工艺评定确定；焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用；焊剂中的CO₂气体的纯度应大于99.5%。

6．焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定；预热范围一般为焊缝每侧100mm以上，距焊缝30~50mm范围内测温。

7．采用埋弧焊、CO₂气体(混合气体)3-1-1的规定。

图3-1-1组装前的清除范围

3.2 焊接工艺评定^{[16] [17] [18]}

具体可参照GBT19866-2005《焊接工艺规程及评定的一般原则》、TB10212-1998《铁路钢桥制造规范》附录C和 DL/T868-2004《电力行业焊接评定规程》。

3.3 焊接残余应力与变形的控制^{[5] [12] [13]}

3.3.1控制焊接残余应力的工艺措施

（1）采用合理的焊接顺序和方向

1）    先焊接收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由的收缩。

2）    焊缝交叉时，先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝，使焊缝有较大的横向收缩余地。

3）    先焊在工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。

   （2）降低焊缝的拘束度  

    在   （3）锤击焊缝   

    可用头部带小圆弧的工具锤击焊缝，使焊缝得到延展，降低内应力，锤击应保持均匀适度，避免锤击过分，以防止产生裂缝。一般不锤击第一层和表面层。

   （4）局部加热造成反变形（（5）采用线能量小的工艺措施和焊接方法，或强制冷却措施。

（6）预拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）。

3.3.2焊后降低或消除残余应力的方法

    有用机械力或冲击能的办法和热处理方法。具体工艺措施略。

 3.3.3控制焊接变形的工艺措施

（1）反措施 

当构件刚度过大(如大型箱形梁等),采用上述强制反变形有困难时，可以先将梁的腹板在下料拼板时在薄板上焊接骨架时，对薄板采用加热（SH法）、机械预拉伸（SS法）、或者两者同时使用(SSH法）使其伸长，然后再薄板上装配焊接骨架，薄板预拉伸和加热后再冷却所产生的拉应力可以有效地降低焊接应力防止失稳波浪变形。

在薄板对接时也可采用在焊缝两侧一定距离处适当宽度上加热，使焊缝得到拉伸，从而减少压缩塑性变形，降低残余内应力，而消除波浪变形，此法即为低应力无变形法（LSND法）。

（2）刚性固定法  

 对防止弯曲变形的效果远不如反变形法。但对角变形和波浪变形较有效。例如法兰面的角变形。

焊接薄板时为防止波浪变形，在焊缝两侧紧压固定，加压位置应尽量接近焊缝并保持压力均匀。为此，可采用带一定挠度的压块或者采用琴键式的多点压块。

（3）选用合理的焊接方法和规范   

 选用能量比较集中的焊接方法，如CO₂保护焊、等离子弧焊代替气焊和手工电弧焊缝不对称的焊件，可通过选用适当的焊接工艺参数，在没有反变形或夹具的条件下，控制弯曲变形。

在焊缝两侧采用直接水冷或水冷铜块散热，可限制和缩小焊接热场，减少变形。但对有淬火倾向的钢材应慎用。

（4）选择合理的装配焊接次序  

    把结构适当地分成部件，分别装配焊接，然后再拼焊成整体。使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能自由地收缩而不影响整体结构。按照这个原则生产复杂的大型焊接结构既有利于控制焊接变形，又能扩大作业面，缩短生产周期。

3.3.4矫正焊接残余变形的方法

(1)  机械矫正法  

利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者互相抵消。

(2)  火焰矫正法   

本法是利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。

(3)  强电磁脉冲矫正法（电磁锤法）  

其基本原理与电磁成形相同，不过反其道而行之，可以利用它来矫正变形。