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鋼軌焊接范文第1篇

（濟(jì)南鐵路局工務(wù)機(jī)械段，山東 濟(jì)南 250000）

【摘　要】主要介紹了幾種常見的鋼軌焊接缺陷，對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并提出了一些防治措施。

關(guān)鍵詞 焊接缺陷；產(chǎn)生原因；預(yù)防方法

0　前言

焊接缺陷對(duì)焊接質(zhì)量的影響非常大，只有明確焊接缺陷的產(chǎn)生原因我們才能更好的控制焊接質(zhì)量，從而獲得理想的焊接接頭。只有鋼軌焊接質(zhì)量得到保障，才能更好的保障旅客乘車的安全。

1　焊接缺陷主要形式

焊接缺陷可以分為外觀缺陷和內(nèi)部缺陷。外觀缺陷是指不用借助于儀器,從工件表面可以發(fā)現(xiàn)的缺陷,主要包括外觀質(zhì)量粗糙，魚鱗波高低、寬窄發(fā)生突變，焊縫與母材非圓滑過渡，推瘤過程中推傷母材。當(dāng)前焊接方法中存在外觀缺陷的主要是氣壓焊，常見的外觀缺陷是錯(cuò)邊，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)推傷母材的情況，但這種焊接方法目前已不再使用。而內(nèi)部缺陷主要以氣孔、夾渣、未焊合、過燒、灰斑、裂紋為主。不同的焊接方法產(chǎn)生的缺陷也不相同。當(dāng)前鋼軌焊接方式主要分為氣壓焊、鋁熱焊、閃光焊三種。當(dāng)前鋼軌焊接使用最多的方法是閃光焊，其主要缺陷是內(nèi)在缺陷，主要以光斑為主。但從外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量綜合比較，閃光焊是目前比較理想的一種焊接方法。

2　焊接缺陷產(chǎn)生原因

焊接缺陷產(chǎn)生的原因多種多樣，接下來從不同方面對(duì)其進(jìn)行分析。外觀缺陷產(chǎn)生原因可以分為人為、自然和冶金因素。目前鋼軌焊接，尤其是現(xiàn)場(chǎng)焊接，自然條件比較惡劣，人員操作水平有差異，所以在外觀上很難控制。冶金因素主要是鋼軌出廠時(shí)每一根鋼軌在幾何尺寸上都會(huì)有或多或少的偏差，這種因素是人力無法改變的。而焊接內(nèi)在缺陷則可分為氣孔，夾渣、未熔合、過燒、灰斑等。氣孔是焊接時(shí),熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的,也可能是焊接冶金過程中反應(yīng)生成的。氣孔可分為條蟲狀氣孔、針孔、柱孔,按分布可分為密集氣孔,鏈孔等。氣孔的生成有工藝因素,也有冶金因素。工藝因素主要是焊接操作是否規(guī)范，母材或填充金屬表面是否有銹、油污等。由于水分在高溫下分解為氣體,高溫金屬中氣體含量增加，熔池冷卻速度大,氣體來不及逸出，形成氣孔殘留在焊縫中。氣孔主要出現(xiàn)在鋁熱焊中。而冶金因素則是由于在鋼軌凝固界面上排出的氮、氫、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。此外鋼軌焊接完成后還會(huì)出現(xiàn)焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。焊后殘留在焊縫中的熔渣,有點(diǎn)狀和條狀之分.它是由于熔池中熔化金屬的凝固速度大于熔渣的流動(dòng)速度,當(dāng)熔化金屬凝固時(shí),熔渣未能及時(shí)浮出熔池而形成的。它主要存于焊縫之間和焊縫與母材之間.其主要是由于鋼軌端面有油污或者灰塵造成的。

未熔合也是一種常見的焊接缺陷。它是由于焊縫金屬與母材金屬或焊縫金屬之間未能完全熔化結(jié)合在一起的一種焊接缺陷。鋁熱焊出現(xiàn)這種情況主要是由于焊劑的選擇不當(dāng)或者焊縫預(yù)留量過大以及封箱不嚴(yán)等原因造成的。對(duì)于目前的鋼軌焊接方法來說，鋁熱焊主要是由于加熱溫度不夠，不能為鋁熱反應(yīng)提供足夠的熱量，未能達(dá)到理想的溫度值。而閃光焊和氣壓焊則屬于塑性焊接，其缺陷主要是由于鋼軌預(yù)留頂鍛量不足，頂鍛量未達(dá)到要求造成的。在當(dāng)前焊接過程中，氣壓焊與閃光焊出現(xiàn)未焊合的概率較小。

此外，焊縫中還會(huì)出現(xiàn)裂紋，它是指焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面而產(chǎn)生縫隙,它具有尖銳的缺口和大的長(zhǎng)寬比特征.按其方向可分為縱向裂紋、橫向裂紋,輻射狀裂紋.其主要是冶金因素和力學(xué)因素產(chǎn)生的.冶金因素是由于焊縫產(chǎn)生不同程度的物理與化學(xué)狀態(tài)的不均勻,力學(xué)因素則是由于火車運(yùn)行過程中對(duì)鋼軌的不斷沖擊，在焊接缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在不斷的沖擊下，裂紋不斷長(zhǎng)大，最終導(dǎo)致鋼軌斷裂。裂紋在鋼軌焊接中出現(xiàn)的概率較小，主要出現(xiàn)在長(zhǎng)期運(yùn)行的鐵路運(yùn)行線上。

此外如果在焊接過程中焊接操作規(guī)范使用不當(dāng),熱影響區(qū)長(zhǎng)時(shí)間在高溫下停留,晶粒會(huì)變得粗大,形成過熱組織。若溫度進(jìn)一步升高,停留時(shí)間加長(zhǎng),可能使晶界發(fā)生氧化或局部熔化,就會(huì)出現(xiàn)過燒組織。過熱可通過熱處理來消除,而過燒是不可逆轉(zhuǎn)的缺陷，出現(xiàn)過燒的部位，焊縫的強(qiáng)度非常低，很容易發(fā)生斷裂。

當(dāng)然在鋼軌焊接中出現(xiàn)最多的還是灰斑，它是在焊縫金屬的斷裂面上出現(xiàn)的灰色條狀或者塊狀的焊接缺陷。其組織脆硬，對(duì)焊接質(zhì)量影響很大?；野咧饕霈F(xiàn)在氣壓焊和閃光焊中，氣壓焊主要以灰色的斑點(diǎn)為主，閃光焊則主要是白亮的條斑或者點(diǎn)斑，這兩種焊接方法屬于塑性焊接，其缺陷主要是焊接參數(shù)選擇不當(dāng),操作工藝不正確,焊接技能差，焊接過程中電流電壓異常或者焊接過程中高溫金屬區(qū)被氧氣氧化所造成的。其主要的一些斷口缺陷形貌如下圖所示：

圖1和圖4所示的缺陷在閃光焊中比較常見，主要表現(xiàn)為成片白色條斑和斷口平齊，是由于參數(shù)配置不合理造成的，平齊斷口一般是由于熱輸入不足造成的。圖2所示的為比較大的灰斑，這種缺陷有的時(shí)候雖然很大，但一般不會(huì)成為裂源，圖3所示的缺陷雖然不大，對(duì)焊縫強(qiáng)度影響卻很大，尤其是當(dāng)其缺陷延伸到邊緣時(shí)，則很容易成為裂源。祛除灰斑缺陷一直是閃光焊參數(shù)調(diào)試過程中不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

3　焊接缺陷的危害及預(yù)防方法

焊接缺陷對(duì)鋼軌焊接接頭的強(qiáng)度影響很大，不同的缺陷會(huì)帶來不同的影響，但對(duì)于火車運(yùn)行來說都是非常危險(xiǎn)的。所以我們要明確每一種焊接缺陷所帶來的危害，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施來保證安全。

氣孔減少了焊縫的有效截面積,使焊縫疏松,從而降低了接頭的強(qiáng)度,降低塑性，同時(shí)還會(huì)引起應(yīng)力集中,而點(diǎn)狀?yuàn)A渣的危害與氣孔相似,帶有尖角的夾渣也會(huì)產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中,其尖端還可能會(huì)發(fā)展為裂紋源,要防止其產(chǎn)生，我們需要徹底清理鋼軌焊接端面的油污、鐵銹、水分和雜物，并使用端面打磨機(jī)將鋼軌端面徹底打磨，使鋼軌焊接端面平整、清潔。

同時(shí)未熔合也是一個(gè)不可忽視的缺陷，它是一種面積型缺陷、它減少了焊縫的有效截面積,使接頭強(qiáng)度下降。為了防止出現(xiàn)這種缺陷，鋁熱焊焊接時(shí)則需要經(jīng)驗(yàn)豐富的人員操作，并配備紅外線測(cè)溫儀輔助測(cè)量。氣壓焊和閃光焊則要控制好鋼軌的預(yù)留量，降低鋼軌滑動(dòng)阻力，保證焊接過程能達(dá)到設(shè)定頂鍛值。

而裂紋缺陷對(duì)接頭強(qiáng)度的影響也非常大，如果鋼軌內(nèi)部存在裂紋，在火車長(zhǎng)期運(yùn)行中，不斷的沖擊鋼軌焊縫，裂紋會(huì)不斷擴(kuò)大，焊縫的疲勞程度逐漸增強(qiáng)，當(dāng)積累到一定程度就會(huì)引起鋼軌的斷裂，危及行車安全。裂紋缺陷一般都是在鋼軌使用中出現(xiàn)，鋼軌焊接過程中出現(xiàn)的概率很小，所以使用中的鋼軌需要按照大修周期定期進(jìn)行更換。

過燒和灰斑同樣也是引起鋼軌斷裂的很重要的因素，出現(xiàn)過燒的部位，接頭強(qiáng)度明顯低于正常值，必然成為斷裂源，所以在焊瘤的清除過程中務(wù)必要做到干凈徹底。對(duì)于灰斑這種常見的缺陷只能通過細(xì)化每一道工序，優(yōu)化焊接參數(shù)來改善。

4　總結(jié)

鋼軌焊接范文第2篇

關(guān)鍵詞：方法 質(zhì)量 無縫線路鋼軌

中圖分類號(hào)：F253.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、鐵路無縫線路鋼軌焊接的方法

無縫線路工程在鋼軌的搬運(yùn)、鋪設(shè)及焊接方面有高標(biāo)準(zhǔn)，高要求，這也是無縫線路鋪設(shè)過程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。過去，鋼軌長(zhǎng)度受到制造、運(yùn)輸、鋪設(shè)及養(yǎng)護(hù)等步驟的制約。改進(jìn)發(fā)展后，各國(guó)普遍都用分步焊接鋼軌的方式。此方法首先需要選擇距離適中的地點(diǎn)，建立焊接工廠。其次，把從制造廠運(yùn)來的標(biāo)準(zhǔn)鐵軌加工成適合短途運(yùn)輸及承受能力強(qiáng)的長(zhǎng)鋼軌。最后，在工地開展焊接工作，使之成為無縫線路。

目前，鋼軌焊接主要運(yùn)用的方法有接觸焊、氣壓焊、鋁熱焊、電弧焊。普遍而言，焊接工廠采用接觸焊的方法,利用≤30m的短鋼軌的拼接，焊接成200~500m的長(zhǎng)鋼軌。然后通過鋁熱焊、氣壓焊或電弧焊，將其焊成800~1500m的單元軌。另外，要求對(duì)跨區(qū)間無縫線路進(jìn)行3次鋁熱焊接?？梢姡煌暮附臃绞接衅涓髯缘奶攸c(diǎn)。下面，通過的焊接原理和使用原則等方面，對(duì)各種焊接方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析：

(1)接觸焊。其工作原理是利用通電電流對(duì)電阻效益所產(chǎn)生的大量熱源熔接器件。通過頂鍛后最終完成焊接步驟。其優(yōu)點(diǎn)在于焊接速度快，質(zhì)量高。由于其對(duì)設(shè)備要求繁瑣，耗費(fèi)功率較大，焊接一次所需成本較高，所以一般被工廠所采用。

(2)氣壓焊。其工作原理是通過氣體燃燒所帶來的熱量，將鐵軌端部處于融化或塑性狀態(tài)。接著利用頂鍛壓力焊連已受焊器件的端點(diǎn)。此方法不僅一次性投資小、耗電少，而且效率高、功效好，多被應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)焊接操作。在焊接接頭斷面時(shí)要有精湛的技術(shù)，并要求縱向移動(dòng)鋼軌作為輔助工作。所以無法進(jìn)行超長(zhǎng)鋼軌和跨區(qū)間無縫線路焊接。

(3)鋁熱焊。其工作原理是運(yùn)用鋁的化學(xué)性質(zhì)，將其與金屬氧化物混合后置入坩堝中劇烈燃燒，利用反應(yīng)放出的熱量將鋼軌融化為鋼水流入砂模中。設(shè)備簡(jiǎn)易，操作容易是它的優(yōu)點(diǎn)。性能不強(qiáng)，試驗(yàn)不準(zhǔn)是它的缺點(diǎn)。

(4)電弧焊。其工作原理是運(yùn)用電焊條或焊絲接觸鋼軌端面后發(fā)生電弧電熱熔化，靜止冷卻一定時(shí)間后，最終生成對(duì)焊焊頭。此方法普遍用于現(xiàn)場(chǎng)維修。它主要的優(yōu)勢(shì)在于焊接金屬的性能、硬度、耐磨強(qiáng)度趕超標(biāo)準(zhǔn)鋼軌材料。目前，國(guó)外已能較好的使用電弧焊方法。由于其焊接耗時(shí)久，穩(wěn)定性差、需要有高素質(zhì)專業(yè)人才進(jìn)行操作實(shí)施。所以，處于萌芽階段的我們，正在對(duì)此方法做更深一步的探究。

二、國(guó)內(nèi)外鋼軌焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

全球都力爭(zhēng)發(fā)展無縫線路鋼軌焊接技術(shù)，他們風(fēng)格迥異，特點(diǎn)全然不同。如：

日本高速鐵路鋼軌焊接有三個(gè)步驟，第一，運(yùn)用閃光接觸焊和氣壓焊,將25m/50m的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌廠間焊成200m長(zhǎng)鋼軌,第二三次，主要使用鋁熱焊、強(qiáng)迫成型電弧焊和氣壓焊,鋪設(shè)出800～1500m超長(zhǎng)無縫線路。近幾年，德國(guó)鐵路部焊接鋼軌接頭時(shí)，大部分采用 “短時(shí)預(yù)熱快速鋁熱焊法”。不僅加快了鋁熱焊預(yù)熱的速度，而且改良了焊頭的材質(zhì)特性，增加其穩(wěn)固性。當(dāng)今，德國(guó)已建立出SKV焊接方法。法國(guó)著力于研究高速鐵路鋼軌焊接技術(shù),在廠內(nèi)采取高效的接觸焊接法，在工作點(diǎn)利用移動(dòng)式接觸焊和QPCJ鋁熱焊接。QPCJ鋁熱焊具有嚴(yán)密的13個(gè)步驟，包括到焊接現(xiàn)場(chǎng)前的準(zhǔn)備、在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)的流程、對(duì)軌道的檢查、對(duì)鋼軌端頭焊接的要求、鋼軌端頭是否對(duì)正、提前預(yù)備好砂模、預(yù)熱標(biāo)準(zhǔn)鋼軌、充足的焊藥包、澆注成形、拆除砂模和推瘤、熱打磨及冷打磨，最后一步為收尾檢查。每一項(xiàng)都詳細(xì)規(guī)定并標(biāo)注解釋。

對(duì)于跨區(qū)間無縫線路技術(shù)的研究，國(guó)外歸納出兩種模式：一是在廠內(nèi)將錳鋼轍叉兩端焊接過渡軌一塊，消除了錳鋼轍叉與碳素鋼軌之間的焊接困難。二是采用新創(chuàng)立的鋼軌組合式轍叉，在廠內(nèi)將鋼軌焊聯(lián)成整體轍叉并給予熱處理。

我國(guó)于1957年開始涉入鋼鐵焊接，到目前為止，取得令人頗為滿意的成績(jī)。當(dāng)今我國(guó)正使用大劑量三片模定時(shí)預(yù)熱焊法等新材料、新技術(shù),新產(chǎn)品，為進(jìn)一步提高鋼軌性能而不懈努力。另外，移區(qū)間聯(lián)合接頭這一環(huán)節(jié)常常采用動(dòng)式小型氣壓焊機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)焊接多采用了法國(guó)拉伊臺(tái)克國(guó)際公司的QPCJ鋁熱焊接技術(shù)。焊接設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的研究應(yīng)成為今后鋼軌焊接技術(shù)研究的重點(diǎn),從而不斷提高焊接水平,為我國(guó)高速鐵路的鋼軌焊接儲(chǔ)備必要的技術(shù)實(shí)力。

三、如何改善鋼軌焊接質(zhì)量

(1) 完善鋼軌焊接制度

由于鋼軌焊接制度對(duì)質(zhì)量方面規(guī)定的缺乏，導(dǎo)致屢屢出現(xiàn)鋪后斷折的現(xiàn)象。為延長(zhǎng)鋼軌實(shí)用期，需增設(shè)對(duì)過程的監(jiān)管與調(diào)控。通過對(duì)各焊軌企業(yè)資質(zhì)、焊工素質(zhì)、設(shè)備器材、焊接方法的調(diào)查，籌劃出一套完整的鋼軌質(zhì)量要求規(guī)定。同時(shí)，還應(yīng)增設(shè)無縫線路焊接計(jì)劃，保證跨區(qū)間無縫線路的有效實(shí)施，建立一套標(biāo)準(zhǔn)的鋼鐵質(zhì)量體系，是保證無縫線路正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

(2)合理應(yīng)用整體道床

整體道床結(jié)構(gòu)是一種新型的軌下基礎(chǔ)，它不僅有整體性強(qiáng)、易維修、高質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)，還可以無縫線路鐵軌的潛力充分發(fā)揮出來。碎石道床軌道的橫向阻力取決于碎石對(duì)軌枕的約束力。倘若道床中的軌枕有橫向位移傾向時(shí)，整體受力部分都會(huì)產(chǎn)生阻力。整體道床結(jié)構(gòu)主要由鋼筋混凝土搭建構(gòu)成，其抗橫向阻力效果明顯優(yōu)于碎石道床，整體道床結(jié)構(gòu)單個(gè)普通扣件橫向阻力值約在45kN，可明顯提升無縫線路的穩(wěn)定性。

(3) 全面提高企業(yè)素質(zhì)

全面考察焊軌施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的施工隊(duì)頒發(fā)許可證并定期進(jìn)行監(jiān)督。提高員工個(gè)人素質(zhì)、設(shè)備條件、管理體系、質(zhì)量性能等方面，可學(xué)習(xí)國(guó)外分級(jí)制模式，有效開展業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)。其次，監(jiān)管施工現(xiàn)場(chǎng)。派監(jiān)理人員對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，即實(shí)行監(jiān)理制。使其能保質(zhì)保量高效的完成目標(biāo)任務(wù)。另外，監(jiān)理人要定期進(jìn)行考核，必須做到持證上崗。另外開展技術(shù)培訓(xùn)工作。 加強(qiáng)鐵路焊接鋼軌的規(guī)定的同時(shí)，需要焊工人員的合作與配合。所以，對(duì)焊工和管理人員應(yīng)開展全面的培訓(xùn)教育，通過考試，演講等形式，使人員提供技術(shù)水平和管理能力，能做到自主發(fā)現(xiàn)問題并有效改正小問題。從嚴(yán)格控制作業(yè)機(jī)制過程，從而徹底轉(zhuǎn)變被動(dòng)解決問題的困難局面。

四、總結(jié)

通過分析，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)無縫線路的施工過程都未符合《鋼軌焊接接頭技術(shù)條件》的要求。對(duì)于焊接鋼軌的方法，不僅要明確如何合理使用方法，更要在實(shí)踐中充分體現(xiàn)所選方法的優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)大量的鋼軌焊接設(shè)備和材料仍依賴進(jìn)口，我們應(yīng)把先進(jìn)的技術(shù)和思想融合在焊接鋼軌中來，完善焊接法律，制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到無縫線路鋼軌實(shí)用性強(qiáng)的目標(biāo)。對(duì)于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，對(duì)幾種可行措施進(jìn)行述評(píng)，強(qiáng)調(diào)了研究國(guó)產(chǎn)化焊接設(shè)備的重要性，同時(shí)提出了建設(shè)性意見，希望對(duì)鐵路無縫線路鋼軌焊接技術(shù)起到一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]高速鐵路無縫線路鋼軌焊接技術(shù)的研究 周奕 上海鐵道科技 2009年第三期

[2] 廣鐘巖、高慧安，鐵路無縫線路[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2011.

鋼軌焊接范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 鋼軌焊接 正火 打磨 起拱量 高低接頭 裂紋 探傷

1 引言

一個(gè)合格的焊頭需要經(jīng)過下列工序方能獲得：松扣件墊滾筒應(yīng)力放散（鎖定焊）焊前打磨對(duì)軌焊軌粗磨軌底探傷焊頭正火緊扣件精磨整體探傷修軌（打磨、正火），各個(gè)工序都會(huì)對(duì)最終焊頭質(zhì)量造成影響。在鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接的施工過程中，常常因?yàn)楹割^出現(xiàn)高接頭、低接頭、正火溫度不均勻、裂紋、接頭探傷顯示超標(biāo)等焊頭質(zhì)量缺陷，出現(xiàn)返工，耗費(fèi)了大量的人力財(cái)力物力，有時(shí)甚至影響到交驗(yàn)工期。

2 典型焊頭質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生原因及解決方法

2.1 高接頭

用一米型尺測(cè)量，軌頭上面起拱量大于0.3mm，稱之為高接頭。高接頭可以通過后續(xù)正火及打磨環(huán)節(jié)得到合格焊頭。但過高的起拱量，如正火精磨后的拱量大于1mm的焊頭，增加了后續(xù)環(huán)節(jié)的工作量。

2.1.1 高接頭產(chǎn)生原因

2.1.1.1 鋼軌焊接時(shí)，在對(duì)軌及夾持鋼軌時(shí)，向上提得過高，造成起拱量過大。

2.1.1.2 焊頭正火后，沒有及時(shí)測(cè)量起拱量，采取用液壓彎軌器適當(dāng)下壓接頭頂部及鎖緊相應(yīng)扣件。

2.1.1.3 焊頭精磨時(shí)，沒有根據(jù)當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度及鋼軌溫度確定打磨余量，過大的起拱量可以經(jīng)打磨減小。

2.1.2 高接頭解決方法

2.1.2.1 正火和打磨操作人員應(yīng)及時(shí)將后續(xù)焊頭質(zhì)量情況反饋給焊軌機(jī)操作人員，控制焊接環(huán)節(jié)的起拱量。

2.2.2.2 焊頭正火后，及時(shí)測(cè)量起拱量，采取用液壓彎軌器適當(dāng)下壓接頭頂部及鎖緊相應(yīng)扣件。保證軌頭上面起拱量4mm-5mm，行車面0.3mm以內(nèi)（此時(shí)溫度要保證在450℃以上）。

2.2.2.3 焊頭精磨時(shí)，增加打磨量。

2.2 低接頭

用一米型尺測(cè)量，軌頭上面起拱量低于0mm，稱之為低接頭。在施工中應(yīng)避免出現(xiàn)低接頭。

2.2.1 低接頭產(chǎn)生原因

2.2.1.1 鋼軌焊好精磨后，經(jīng)過一段時(shí)間的熱脹冷縮內(nèi)部應(yīng)力作用，及線上行車對(duì)焊縫的碾壓，焊頭會(huì)產(chǎn)生下降。為了避免在工程交驗(yàn)出現(xiàn)低接頭，在正火時(shí)應(yīng)控制起拱量，在精磨時(shí)預(yù)留打磨余量，保證交驗(yàn)合格。

2.2.2 低接頭解決方法

2.2.2.1 獲得焊接環(huán)節(jié)的理想起拱量，并做到正火和打磨操作人員與焊軌機(jī)操作人員及時(shí)溝通反饋。

2.2.2.2 在正火環(huán)節(jié)，熟練運(yùn)用液壓正軌器及撬棍進(jìn)行校正，使用1米專用型尺及塞尺，保證軌頭上面起拱量4mm-5mm，行車面0.3mm以內(nèi)（此時(shí)溫度要保證在450℃以上）。

2.2.2.3 在精磨環(huán)節(jié)，用鋼軌精磨機(jī)及磨頭砂輪，打磨鋼軌軌頭焊縫位置頂面上行車面，使軌頭焊縫與軌頭形狀一致。使用1m型尺及塞尺，保證起拱量留0.6mm-0.8mm，溫度高可留0.8mm-01mm，打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。精磨范圍在1m以內(nèi)。

2.2.2.4 如出現(xiàn)低接頭，允許再正火二次。利用鋼軌的特殊形狀，即軌頭截面積大軌底板截面積小，加熱后冷卻是軌底板先回縮形成起拱量來改善低接頭。

2.3 焊頭正火溫度不均勻

2.3.1 正火溫度不均勻的原因

2.3.1.1 加熱器火孔大小沒有調(diào)整好，造成焊頭軌頭與軌底的溫度不一致。嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)軌底過燒，造成焊頭報(bào)廢。

2.3.1.2 加熱器局部火孔因積碳產(chǎn)生堵塞，造成局部加熱溫度低。

2.3.1.3 加熱器出火孔距鋼軌各部分間隙沒有保證基本一致，致使鋼軌溫度不均勻。

2.3.1.4 氧氣與乙炔的混合比不正確，加熱熱量不充分。

2.3.1.5 正火操作人員不熟練，不能正確調(diào)整加熱器，調(diào)整混合比，擺火動(dòng)作不正確。

2.3.2 焊頭正火溫度不均勻的解決方法

2.3.2.1 培訓(xùn)正火操作人員，能夠正確調(diào)整加熱器，調(diào)整混合比。

2.3.2.2 加熱焊縫以內(nèi)60毫米鋼軌，正確使用測(cè)溫儀，U75V控制在900--920℃， U71Mn控制在870--900℃。

2.3.2.3 要求軌頭軌腰軌底板溫度基本一致，軌底板溫度允許高50℃以內(nèi)，避免過燒。

2.4 焊頭裂紋

2.4.1 焊頭裂紋產(chǎn)生的原因

2.4.1.1 鋼軌焊接完成后，由于鋼軌冷卻過程中的回縮，造成軌底焊縫裂紋。

2.4.1.2 由于松扣件墊滾筒環(huán)節(jié)扣件沒有完全松完，滾筒沒有按規(guī)定間隔放置，在焊機(jī)拉鋼軌對(duì)軌的過程中產(chǎn)生一個(gè)向后的拉力，造成焊接完成后軌底焊縫裂紋，也可能在正火后造成軌底焊縫裂紋。這個(gè)問題，在低溫環(huán)境特別是在鎖定焊時(shí)多有發(fā)生。

2.4.1.3 在低溫條件及鎖定焊正火時(shí)沒有注意焊縫前后各20扣以外應(yīng)鎖緊5對(duì)扣件以上，以致加熱時(shí)鋼軌回縮產(chǎn)生裂紋、拉細(xì)焊縫甚至拉斷焊縫。

2.4.2 避免焊頭裂紋的方法

2.4.2.1 鋼軌焊接最好采用保壓推瘤的方法，利用焊軌機(jī)保壓推瘤的功能，焊頭焊好后維持5分鐘的壓力，待焊頭溫度下降到350℃以下時(shí)松開鋼軌。

2.4.2.2 焊接前應(yīng)確認(rèn)扣件完全松完，滾筒按規(guī)定間隔放置。

2.4.2.3 焊頭正火前確認(rèn)焊縫前后各20扣以外應(yīng)鎖緊5對(duì)扣件以上。

2.5 接頭探傷顯示超標(biāo)

2.5.1 接頭探傷顯示超標(biāo)的原因

2.5.1.1 由于正火溫度不均勻，焊縫內(nèi)部金相組織不一，粗晶反射現(xiàn)象造成顯示超標(biāo)。

2.5.1.2 焊頭軌頭軌底打磨沒打磨平，在凹凸部造成顯示超標(biāo)。

2.5.1.3 焊頭軌底露頭的小灰斑、小夾渣造成探傷顯示超標(biāo)。

2.5.1.4 焊頭軌底打磨棱角沒做好園弧過度，在棱角處造成探傷顯示超標(biāo)。

2.5.2 解決焊頭接頭探傷顯示超標(biāo)的措施

2.5.2.1 保證焊頭正火溫度均勻，溫度達(dá)到規(guī)定要求。

2.5.2.2 焊頭打磨按規(guī)定打磨到位。

2.5.2.3焊頭軌底露頭的小灰斑、小夾渣有一部分可以通過加大打磨量消除。

3 鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接的正火及打磨工藝方案制定

通過以上的分析，影響鋼軌焊縫接頭質(zhì)量的因素，包括人、機(jī)、料、法、環(huán)的各個(gè)方面，制定詳細(xì)的、定量的鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接的正火及打磨工藝方案，對(duì)提高焊頭質(zhì)量的一次合格率，減少返工造成的損失，有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

以下為鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接的正火及打磨工藝方案。

3.1 鋼軌焊頭正火工藝方案（以60軌為例）

3.1.1 待軌溫冷卻至300℃以下，焊縫兩端松開15-20扣，打壓機(jī)墊入150-175mm木頭方墩。

3.1.2 打粗磨，打磨軌底板上面、側(cè)面及軌底面。

3.1.3 如鎖定焊，需加入探傷工序，判定是否傷頭。

3.1.4 固定加熱器，保證加熱器出火孔距鋼軌各部分間隙基本一致。

3.1.5 開啟氧氣乙炔控制箱。

3.1.6 用點(diǎn)火器點(diǎn)燃加熱器。

3.1.7 擺火，移動(dòng)距離60mm，加熱時(shí)間3.5分鐘至5分鐘。

3.1.8 測(cè)溫，當(dāng)溫度達(dá)到870℃--900℃即達(dá)到加熱溫度。測(cè)溫部位為軌頭正中及軌底板三角區(qū)上部。

3.1.9 加速擺幾次火，關(guān)閉氧氣乙炔控制箱，停火。

3.1.10 快速取下加熱器及擺火架。

3.1.11 快速用壓機(jī)取下墊塊。

3.1.12 快速用1米專用直尺及塞尺測(cè)量軌頭上面起拱量及行車面。

3.1.13 快速用液壓正軌器進(jìn)行校正，使用1米專用型尺及塞尺，保證軌頭上面起拱量4mm-5mm，行車面0.3mm以內(nèi)（此時(shí)溫度要保證在450℃以上），并鎖緊扣件。

3.1.14 自然冷卻，允許吹風(fēng)。特殊情況（如夏季溫度高），溫度降至300℃以下，可以淋水降溫。

3.1.15 接下進(jìn)行精磨及測(cè)量，保證軌頭上面起拱量0.6mm-1mm，行車面0.2mm以內(nèi)。完全冷卻后，軌頭上面起拱量會(huì)降至0.2-0.6mm，通過以后修軌可避免低接頭。

3.2 鋼軌焊頭打磨工藝方案（以60軌為例）

打磨共分粗打磨、精打磨及修軌。

3.2.1 粗打磨工藝方案

3.2.1.1 鋼軌焊接完成，待焊縫溫度降至300℃以下。

3.2.1.2 啟動(dòng)小型發(fā)電機(jī)，在合適位置放置電源插板。

3.2.1.3 機(jī)車及焊機(jī)后退25m以外。

3.21.4 用壓機(jī)起軌，墊好墊塊。

3.2.1.5 用棒砂輪機(jī)及粗砂輪，打磨鋼軌焊縫位置軌底板三角區(qū)，使焊縫與軌底板三角區(qū)形狀一致。打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。

3.2.1.6 用棒砂輪機(jī)及粗砂輪，打磨軌底，將軌底焊縫打平。

打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。如夜間，需通過頭燈照射軌底位置，用鏡子反射看清軌底進(jìn)行打磨。

3.2.1.7 銳邊倒角。

3.2.2 精打磨工藝方案

3.2.2.1 鋼軌正火完成，待焊縫溫度降至300℃以下。

3.2.2.2 啟動(dòng)小型發(fā)電機(jī)，在合適位置放置電源插板。

3.2.2.3 機(jī)車及焊機(jī)后退25m以外。

3.2.2.4 用壓機(jī)起軌，取下墊塊，水平落入軌枕。

3.2.2.5 用鋼軌精磨機(jī)及磨頭砂輪，打磨鋼軌軌頭焊縫位置頂面上行車面，使軌頭焊縫與軌頭形狀一致。使用1m型尺及塞尺，保證起拱量留0.6mm-0.8mm，溫度高可留0.8mm-01mm，打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。精磨范圍在1m以內(nèi)。

3.2.2.6 用鋼軌精磨機(jī)及磨頭砂輪，打磨軌頭內(nèi)行車面，使軌頭內(nèi)行車面焊縫與軌頭行車面形狀一致，使用1m型尺及塞尺，保證行車面直線度為0到0.2mm。打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。精磨范圍在1m以內(nèi)。

3.2.2.7用鋼軌精磨機(jī)及磨頭砂輪，打磨軌頭非行車面，使軌頭非行車面焊縫與軌頭非行車面形狀一致，打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。精磨范圍在1m以內(nèi)。

3.2.2.8 精磨時(shí)注意圓弧過度。

3.2.3 修軌工藝方案

3.2.3.1 高接頭處理

打磨鋼軌軌頭焊縫位置頂面上行車面，使軌頭焊縫與軌頭形狀一致，起拱量為0-0.2mm，要求控制到上限。打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。修軌范圍在1m以內(nèi)。

打磨軌頭內(nèi)行車面，使軌頭內(nèi)行車面焊縫與軌頭行車面形狀一致，保證行車面直線度為-0.2到0.2mm。打磨方向與鋼軌軸向長(zhǎng)度方向同向。修軌范圍在1m以內(nèi)。

3.2.3.2 低接頭處理

再次正火按正火工藝，如正火后起拱量大按高接頭處理。

4 總結(jié)

經(jīng)過京滬高鐵、海南東環(huán)線、漢宜高鐵、寧杭高鐵等工程的實(shí)踐摸索，通過進(jìn)行細(xì)致的實(shí)驗(yàn)分析，找出影響焊頭質(zhì)量的因素，制定詳細(xì)的、定量的鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接的正火及打磨工藝方案，施工進(jìn)度得到加快，一次合格率大大提高，返工率控制到了很小到范圍，焊頭質(zhì)量得到了保證，產(chǎn)生了很好的綜合效益。

參考文獻(xiàn)

[1] TB/T1632.1-2005《鋼軌焊接 第1部分：通用技術(shù)條件》中華人民共和國(guó)鐵道部2005

[2] TB/T1632.2-2005《鋼軌焊接 第2部分：閃光焊接》中華人民共和國(guó)鐵道部2005

鋼軌焊接范文第4篇

【關(guān) 鍵 詞】鋼機(jī)柜；焊接變形；加工；強(qiáng)度

【中圖分類號(hào)】 P755.1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0226-01

在我公司的眾多產(chǎn)品中，鋼機(jī)柜是其中應(yīng)用普遍、加工難度較大的一種類型，對(duì)加工者的技術(shù)水平要求相對(duì)較高。鋼結(jié)構(gòu)機(jī)柜大多采用焊裝結(jié)構(gòu)。一般機(jī)柜的尺寸精度、形位公差要求嚴(yán)格；機(jī)柜整體牢固可靠，設(shè)備安裝方便，配合電氣設(shè)計(jì)安裝需要符合總體設(shè)計(jì)要求；電磁屏蔽性好，“三防”及抗振性能優(yōu)良。為了保證設(shè)計(jì)要求，焊裝結(jié)構(gòu)機(jī)柜就要在焊接坡口設(shè)計(jì)、焊接方法的選擇、焊接工藝、矯正變形等方面入手，找到最佳的加工工藝方案。以下以我公司某種鋼結(jié)構(gòu)機(jī)柜為例做一淺析。

1 工藝方法分析

有焊接就可能產(chǎn)生變形，本機(jī)柜框架是焊接裝配結(jié)構(gòu)。為了防止焊接中產(chǎn)生的位移變形，在加工工藝上通過預(yù)先制作專用定位工裝來保證重要尺寸精度。這樣在焊接過程中就能夠確保設(shè)計(jì)尺寸精度要求。如果這些重要部位尺寸精度，由于焊接產(chǎn)生變形而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，那么和機(jī)柜配套設(shè)計(jì)的零件及插箱將不能順利安裝。在焊接方式上為了盡量減小焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力變形，機(jī)柜采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接，通過實(shí)際加工驗(yàn)證效果很好。二氧化碳焊焊接鋼機(jī)柜優(yōu)點(diǎn)如下：

1） 電弧的穿透力強(qiáng)，厚板焊接時(shí)坡口的鈍邊可設(shè)計(jì)得稍大一些；

2） 焊接電流密度大，焊絲熔化率高，焊后一般不需清渣；

3） 二氧化碳?xì)怏w價(jià)格便宜，二氧化碳保護(hù)焊比普通電弧焊的生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)率比普通的電弧焊高1～3倍；

4） 電弧熱量集中，受熱面積小，焊接速度快，對(duì)薄壁構(gòu)件焊接質(zhì)量高，焊接變形小，同等條件下可代替氣焊。

5）設(shè)備操作簡(jiǎn)單，焊縫成型好，焊接質(zhì)量高，變形量相對(duì)較小。

焊接次序則考慮到由于所焊接部位的間隙不同，應(yīng)先焊接間隙小的部位，再焊接間隙大的部位，這樣有利于減少焊接造成的構(gòu)件變形。多層焊的每道焊完后，必須將焊渣、飛濺及焊疤清除干凈，并經(jīng)確認(rèn)無裂紋缺陷后，再焊下一道。對(duì)鋼機(jī)柜構(gòu)件采取焊接施工時(shí)，引弧應(yīng)在墊板、幫條形成焊縫的部位進(jìn)行，禁止燒傷主筋。在焊接鋼機(jī)柜過程中應(yīng)即時(shí)清除焊渣、飛濺，確保焊縫表面光滑且焊縫余高平緩過渡、弧坑應(yīng)填滿。焊接關(guān)鍵是要選用合適的電流、應(yīng)當(dāng)防止電流過大、電弧拉得過長(zhǎng)、控制好焊槍的角度和運(yùn)弧的方法。

2 工藝方案及優(yōu)化處理

2.1基本要求和加工難點(diǎn)

（1） 機(jī)柜外形尺寸約1700X1100X600，上下一般分為三到五層，大多由30～60余個(gè)零部件組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

（2） 尺寸精度、形位要求、強(qiáng)度要求、美觀要求均較高；

（3） 機(jī)柜各種類型孔多達(dá)數(shù)百個(gè)，形狀各異；

（4） 加工的難點(diǎn)主要為：變形大、矯正困難、空間關(guān)聯(lián)尺寸的精度要求難以保證。

2.2加工方法分析

通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐，我對(duì)鋼機(jī)柜加工方法總結(jié)了以下幾點(diǎn)：

（1）首先仔細(xì)消化圖紙，與設(shè)計(jì)師詳細(xì)溝通，對(duì)機(jī)柜結(jié)構(gòu)做到心中有數(shù)。

（2）其次規(guī)劃好裝配順序，一般為零件—組件—部件—總成，這樣就化解了加工難度，將復(fù)雜的機(jī)柜整件分解為相對(duì)容易能保證精度的小部件、組件。

（3）將難度最大的地方、最易出現(xiàn)問題的部分提前采取預(yù)防、避免的措施，比如采用自制工裝、夾具、定位樣板、心軸、鉆孔樣板等，利用這些工具保證精度要求。

（4）裝配過程中焊接變形問題是解決的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

2.3裝配過程中焊接變形問題優(yōu)化處理

（1）只要條件允許，把機(jī)柜分成若干個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的部件，單獨(dú)進(jìn)行焊接，將變形在部件中消除，然后再總裝成整件。

（2）選擇合理的裝配焊接順序

在焊縫較多的組裝條件下，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和焊縫的布置，采取先焊收縮量較大的焊縫，后焊收縮量較小的焊縫；先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫，后焊拘束度較小而能自由收縮焊縫的原則。比如：主梁的焊接裝配，對(duì)于焊縫非對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)，裝配焊接時(shí)應(yīng)先焊焊縫少的一側(cè)。

（3）采用反變形法來減小焊接變形：這是生產(chǎn)中經(jīng)常使用的行之有效

（5）采用熱平衡法：焊接時(shí)，在與焊縫對(duì)稱的位置，用氣體火焰與焊接同步加熱，使加熱區(qū)和焊縫產(chǎn)生同樣的膨脹變形，焊后其一致收縮，則可以防止彎曲變形。

2.4焊接變形矯正方法

在機(jī)柜的生產(chǎn)過程中，雖然采取各種措施，但焊接變形總是不能避免。因此，焊接后通常需要采取辦法對(duì)焊接變形進(jìn)行矯正。其方法都是設(shè)法獲得新的變形去抵消或減少原有的變形，從而使零件獲得矯正。具體方法有：

（1）手工矯正法：對(duì)于單一的彎曲、或波浪變形，通常采用錘子等工具錘擊焊件的變形處進(jìn)行矯正；扭曲變形通常采用兩人或多人抬高機(jī)柜反方向鐓擊來消除。

（2）機(jī)械矯正法：利用三點(diǎn)彎曲使焊件產(chǎn)生一個(gè)與焊接變形方向相反的變形，來矯正焊接變形。比如千斤頂、拉緊器、壓力機(jī)等將焊件頂直或壓平。一般適用于塑性比較好的材料及開敞式的、內(nèi)部空間的柜體。對(duì)于薄板結(jié)構(gòu)的變形可以采用滾壓焊縫或逐點(diǎn)擠壓焊縫的方法（多見于底板、頂板、壁板的斷續(xù)焊和點(diǎn)焊）。

（3）火焰加熱矯正法：焊接時(shí)，利用氣體火焰加熱構(gòu)件的伸長(zhǎng)部分，使其在較高溫度下發(fā)生壓縮塑性變形，冷卻后收縮而變短，使構(gòu)件的變形得到矯正。需要注意的是，加熱溫度不宜過高，否則會(huì)使金屬表面質(zhì)量受到損壞。一般情況下，加熱溫度為650℃～800℃。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，通過采取有效的焊接工藝方法和控制焊接變形的措施，焊后采用適當(dāng)?shù)淖冃纬C正方法，就能確保鋼機(jī)柜焊接質(zhì)量和加工精度，為順利實(shí)現(xiàn)后續(xù)加工及滿足裝配質(zhì)量提供了必要的條件；同時(shí)可以簡(jiǎn)化校正工序，降低操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。在鋼機(jī)柜焊接加工方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，提高了我公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，為進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]《焊接技術(shù)與高招》機(jī)械工業(yè)出版社，朱穎主編，2011年版

鋼軌焊接范文第5篇

（沈陽(yáng)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110035）

【摘　要】焊接是壓力容器制造行業(yè)最為重要的工藝過程，選定何種焊接方法，如何確定焊接參數(shù)，如何控制焊接接頭力學(xué)性能，這些對(duì)焊接質(zhì)量的控制都需要適宜的焊接規(guī)程來指導(dǎo)。本文分別對(duì)鋼制壓力容器、鋁制壓力容器和鈦制壓力容器的焊制過程進(jìn)行了對(duì)比分析，從不同角度解讀了這三種壓力容器焊接規(guī)程編制時(shí)需要注意的特征及意義。

關(guān)鍵詞 壓力容器；焊接規(guī)程；特征

作者簡(jiǎn)介：李曉玲（1966—），女，漢族，碩士，高級(jí)工程師。

承壓設(shè)備的焊接質(zhì)量是焊接相關(guān)方面綜合作用的結(jié)果，而焊接又是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科。由于承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材料各不相同，焊接技術(shù)要求也有很大差異，各制造、安裝單位和焊接人員的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)也各不相同，所以不可能制訂出一份通用的承壓設(shè)備焊接工藝規(guī)程[1]。

焊接工藝規(guī)程是根據(jù)合格的焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制的、用于產(chǎn)品施焊的焊接工藝文件，是工藝指導(dǎo)性文件，直接決定產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)焊接標(biāo)準(zhǔn)工作組接受相關(guān)行業(yè)代表的建議，確定承壓設(shè)備按照不同的產(chǎn)品種類各自制定相應(yīng)的焊接規(guī)程，但對(duì)焊接材料、焊接工藝評(píng)定、焊接試驗(yàn)等方面，目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)過于復(fù)雜，所以統(tǒng)一承壓設(shè)備焊接材料、焊接工藝評(píng)定和產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)家的重要技術(shù)管理決策，它對(duì)實(shí)現(xiàn)承壓設(shè)備生產(chǎn)與國(guó)際接軌，加強(qiáng)承壓設(shè)備的安全監(jiān)察，提高承壓設(shè)備的安全可靠性，確保承壓設(shè)備的制造（安裝）焊接質(zhì)量將起到重要作用。

本文從焊接方法、焊接材料、坡口制備、焊接與焊后熱處理等多個(gè)方面對(duì)比分析了鋼制壓力容器、鋁制壓力容器和鈦制壓力容器焊接規(guī)程的特征及意義，旨在幫助專業(yè)技術(shù)人員更好的熟悉三種容器的特征，制訂更為合理的焊接規(guī)程。

1　焊接方法

鋼制壓力容器最為普遍，其適用的焊接方法包括氣焊、焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、氣電立焊和螺柱焊。

由于鋁材在低溫下無脆性轉(zhuǎn)變的特性，被大量用于制造空氣分離設(shè)備（深冷設(shè)備）中的容器及管道。適用的焊接方法包括氣焊、鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊。為保證焊接質(zhì)量，鋁合金通常選用氬弧焊焊接。因?yàn)闅寤『傅臒崃考校Ｗo(hù)效果好，焊縫質(zhì)量好，成型美觀[2]。

隨著壓力容器對(duì)耐蝕性、可靠性、安全性和使用壽命的要求不斷提高，耐蝕性能極佳的鈦制壓力容器也用得越來越多。我國(guó)鈦材產(chǎn)量的四分之三都用于制造壓力容器。盡管一次投資較高，但鈦容器的應(yīng)用可以獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。壓力容器用鈦并不追求過高的強(qiáng)度，主要要求良好的塑性、韌性、成形性與焊接性，以使容器在制造中順利成形與焊接，在使用中具有盡量高的塑性儲(chǔ)備，因而在鈦和鈦合金中容器用鈦一般只采用工業(yè)純鈦和耐蝕低合金鈦。適用的焊接方法包括鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊。

2　焊接材料

鋼制壓力容器所用材料較為復(fù)雜，所以焊接材料的選用也分為多種情況，例如耐熱型低合金鋼相同鋼號(hào)相焊時(shí)，焊縫金屬中的Cr、Mo含量要與母材規(guī)定相當(dāng)或符合設(shè)計(jì)文件規(guī)定的技術(shù)條件；高合金鋼相同鋼號(hào)相焊，有些情況下要考慮焊接材料的耐腐蝕性能；不同鋼號(hào)鋼材相焊時(shí)，選用的焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度值要介于強(qiáng)度較低一側(cè)母材抗拉強(qiáng)度下限值與強(qiáng)度較高一側(cè)母材抗拉強(qiáng)度上限值之間；用生成奧氏體焊縫金屬的焊接材料焊接非奧氏體母材時(shí)，應(yīng)慎重考慮母材與焊縫金屬膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力作用；奧氏體高合金鋼與碳素鋼、低合金鋼相焊時(shí)，應(yīng)考慮焊縫金屬的抗裂性能和力學(xué)性能[3]。在選用焊接材料時(shí)，這些都是必須要考慮的。

除特殊情況外，鋼制壓力容器用各類鋼材的焊接材料選用應(yīng)遵循一條通用原則：選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值，或符合設(shè)計(jì)文件規(guī)定的技術(shù)條件。

對(duì)于鋁制壓力容器，焊接材料的選用較為簡(jiǎn)單。首先需要滿足的是選用的焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值（如有需要，其耐蝕性能不應(yīng)低于母材相應(yīng)要求），或滿足設(shè)計(jì)文件規(guī)定的技術(shù)條件。另外，為了保證焊縫金屬的耐蝕性，當(dāng)母材為純鋁時(shí)，應(yīng)采用純度不低于母材的焊絲；當(dāng)母材為鋁鎂合金或鋁錳合金時(shí)，應(yīng)采用含鎂量或含錳量不低于母材的焊絲。

值得注意的是，當(dāng)使用鎢極氣體保護(hù)焊制造鋁制壓力容器時(shí)，推薦選用鈰鎢極作為電極，也可選用純鎢極、釷鎢極等作為電極。純鎢極應(yīng)用最早，適用于交流焊接，但綜合性能欠佳，逐漸被釷鎢極與鈰鎢極所替代；釷鎢極的綜合性能較好，但有放射性；鈰鎢極在低電流下有優(yōu)良的起弧性能，維弧電流較小，放射性劑量極低，在直流小電流焊接時(shí)，是釷鎢極的首選替代品。

鈦制壓力容器焊接材料的選用原則同鋁制壓力容器的選用原則相近。選用的焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值（如有需要，其耐蝕性能不應(yīng)低于母材相應(yīng)要求），或滿足設(shè)計(jì)文件規(guī)定的技術(shù)條件。其特殊之處在于如下三點(diǎn)：1）不同牌號(hào)的鈦材相焊時(shí)，按耐蝕性能較好和強(qiáng)度級(jí)別較低的母材選擇焊絲和填充絲；2）焊絲中的氮、氧、碳、氫、鐵等雜質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上限值應(yīng)低于母材中雜質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上限值；3）當(dāng)使用鎢極氣體保護(hù)焊時(shí)，推薦選用鈰鎢極作為電極。

3　坡口制備

鋼制壓力容器制備坡口時(shí)，應(yīng)遵循如下規(guī)則：對(duì)于碳素鋼和標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值不大于540MPa的強(qiáng)度型低合金鋼，采用冷加工或熱加工方法制備坡口均可；對(duì)于耐熱型低合金鋼、高合金鋼和標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于540MPa的強(qiáng)度型低合金鋼，宜采用冷加工方法。如采用熱加工方法，應(yīng)采用冷加工方法去除影響焊接質(zhì)量的表面層；應(yīng)將坡口表面及附近（以離坡口邊緣的距離計(jì)，焊條電弧焊每側(cè)約10mm，埋弧焊、等離子弧焊、氣體保護(hù)焊每側(cè)約20mm）的水、銹、油污、積渣和其他有害雜質(zhì)清理干凈；對(duì)于不銹鋼應(yīng)在坡口兩側(cè)作必要的防護(hù)。

鋁制壓力容器制備坡口時(shí)，應(yīng)遵循如下規(guī)則：制造應(yīng)有專用場(chǎng)地，不能與黑色金屬產(chǎn)品混雜生產(chǎn)，并要保證工作場(chǎng)所的清潔、干燥；可采用冷加工方法或等離子弧方法制備坡口，但焊前要去除坡口的氧化物，直至露出金屬光澤并打磨平整；應(yīng)對(duì)坡口表面及兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的水分、塵土、金屬屑、油污、漆、氧化膜、含氫物質(zhì)及所有附著物使用機(jī)械法或化學(xué)法進(jìn)行徹底的表面清理（不能使用砂輪或砂布，可使用不銹鋼鋼刷）；因鋁在空氣中及焊接時(shí)極易氧化，生成的氧化鋁易導(dǎo)致焊縫中出現(xiàn)夾渣、未熔合、未焊透等缺陷，所以清理好坡口后應(yīng)立即施焊。

鈦材極易氧化，因此鈦制壓力容器制備坡口時(shí)，同樣要注意氧化的危害，遵循如下規(guī)則：應(yīng)盡量采用冷加工方法制備坡口，如使用熱加工方法，一定要去除坡口及兩側(cè)表面的氧化層和浮渣，直至呈現(xiàn)出銀白色金屬光澤；應(yīng)去除坡口表面及兩側(cè)25mm內(nèi)的油污、氧化物、氮化物、水分和有機(jī)雜質(zhì)等有害物質(zhì)；除了使用機(jī)械法和（下轉(zhuǎn)第169頁(yè)）（上接第74頁(yè)）化學(xué)法，鈦制壓力容器還可使用脫脂的方法進(jìn)行表面清理，但不能使用氧化物溶劑和甲醇溶劑；機(jī)械法清理時(shí)可使用不銹鋼鋼刷或碳化硅砂輪。

4　焊接與焊后熱處理

鋼制壓力容器焊接時(shí)，對(duì)于多種類別的鋼材都需要進(jìn)行預(yù)熱，而且兩種不同類別的鋼材相焊時(shí)，預(yù)熱溫度要按要求高的鋼材選用。此外，需要注意的是鋼材的預(yù)熱溫度也不是越高越好，如碳鋼和低合金鋼的最高預(yù)熱溫度和道間溫度就不宜大于300℃，而奧氏體不銹鋼的最高道間溫度不宜大于150℃。

焊制鋼材后，對(duì)于冷裂紋敏感性較大的低合金鋼和拘束度較大的焊件應(yīng)采取后熱措施，并應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。后熱溫度通常為200~300℃，保溫時(shí)間通常不少于30min。焊接后立即進(jìn)行熱處理時(shí)可不進(jìn)行后熱。

鋼制壓力容器的焊后熱處理尤為重要，《壓力容器焊接規(guī)程》中對(duì)整個(gè)熱處理的過程和要求有詳盡的規(guī)定，包括焊后熱處理厚度的確定、焊后熱處理方式、溫度的確定、工藝的制定等各方面內(nèi)容。另外，下述幾點(diǎn)內(nèi)容筆者認(rèn)為也同樣是焊后熱處理的重點(diǎn)，需要特別注意：

1）對(duì)于低合金鋼和碳素鋼來說，低于490℃的熱過程不作為焊后熱處理對(duì)待；對(duì)于高合金鋼，低于315℃的熱過程也不作為焊后熱處理對(duì)待。

2）非受壓元件與受壓元件相焊時(shí)，應(yīng)按受壓元件的焊后熱處理規(guī)范執(zhí)行。

3）對(duì)于有再熱裂紋傾向的鋼號(hào)，在焊后熱處理時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生再熱裂紋。

4）奧氏體高合金鋼制壓力容器及其零部件一般不推薦進(jìn)行焊后熱處理。

5）焊后熱處理應(yīng)在壓力試驗(yàn)之前進(jìn)行。

6）對(duì)于有應(yīng)力腐蝕的，盛裝介質(zhì)毒性為極度、高度危害的，或低溫的壓力容器，在焊接返修后必須重新進(jìn)行焊后熱處理。

鋁制壓力容器焊接過程中，在鎢極氬弧焊時(shí)焊件厚度大于10mm、熔化極氬弧焊時(shí)焊件厚度大于15mm、鎢極或熔化極氦弧焊時(shí)焊件厚度大于25mm的情況下，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。未強(qiáng)化的鋁及鋁合金預(yù)熱溫度一般為100~150℃之間；強(qiáng)化的鋁合金或鎂含量在4~5%的鋁鎂合金，預(yù)熱溫度不應(yīng)超過100℃。施焊時(shí)，要控制道間溫度不超過150℃，且每焊完一道時(shí)，要用機(jī)械方法去除氧化膜。一般不要求進(jìn)行后熱和焊后熱處理。

鈦制壓力容器一般不進(jìn)行預(yù)熱。多層焊時(shí)，層間溫度要控制在120℃以下。注意鈦制壓力容器控制的是層間溫度，而鋁制壓力容器控制的是道間溫度。施焊時(shí)，對(duì)溫度在400℃以上的焊縫和熱影響區(qū)的正面、背面，均應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，防止氧化。鈦制承壓設(shè)備一般情況下也同樣不需要進(jìn)行焊后熱處理。如果設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，應(yīng)同時(shí)注明熱處理方法、熱處理溫度和保溫時(shí)間。焊后熱處理應(yīng)在真空或充氬環(huán)境下進(jìn)行。

5　結(jié)束語

NB/T 47015-2011《壓力容器焊接規(guī)程》是一個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)。焊制壓力容器的建造單位從設(shè)計(jì)技術(shù)要求、制造安裝條件和壓力容器服役要求出發(fā)各有不同焊接作業(yè)細(xì)則，都能得到合格產(chǎn)品，因此制造工藝及焊接工藝過程沒有必要也不可能統(tǒng)一。但根據(jù)國(guó)內(nèi)五十余年來建造壓力容器的實(shí)踐結(jié)果，可以總結(jié)出若干有用的規(guī)律，用標(biāo)準(zhǔn)形成固定下來作為今后使用的依據(jù)，完全是有必要的。本版本標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)當(dāng)前壓力容器行業(yè)中存在的普遍問題提出了更為貼合實(shí)際的理論基礎(chǔ)，例如焊接材料的選用原則，焊縫的空間位置范圍等內(nèi)容。本文解讀的只是其中的一部分，希望能為從事壓力容器制造業(yè)的技術(shù)人員提供幫助。

參考文獻(xiàn)

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