焊接工艺论文篇1

关键词：大学工程类专业国际焊接工程师培训实训环节

国际焊接工程师培训认证是一种国际焊接学会（InternationalInstituteofWelding，简称IIW）针对焊接工程类人员进行培训与资格认证体系，其目的是通过学习国际整理的标准和规范促进国际间交流合作。国际焊接工程师是标准中所规定的最高层次的焊接技术人员和质量监督人员，是与焊接相关企业获得国际产品质量认证的要素之一。他从事产品的结构设计、生产制造、质量保证、研究和开发等各个领域的焊接技术和相应的管理工作，在企业中起着极其重要的作用。

在大学工程类专业教育中引入国际焊接工程师资格培训，可以促进专业知识与国际工程标准接轨，有效提高高校实践教学质量，迅速为企业提供优秀的焊接专业人才。“国际焊接工程师”培训主要包括两部分：一部分为理论培训教程（378学时），由基础理论部分（84学时）和主课程（294学时）两部分构成，基础理论部分分为焊接工艺及设备（35学时）、材料及材料的焊接行为（37学时）、焊接结构与设计（12学时）三门课程；主课程部分分为焊接工艺及设备（58学时）、材料及材料的焊接行为（74学时）、焊接结构与设计（52学时）、焊接生产及应用（110学时）四门课程。另一部分为焊接实践部分（60学时），其中包括氧乙炔气焊与切割技能操作练习（10学时）、手工电弧焊技能操作练习（10学时）、钨极氩弧焊技能操作练习（10学时）、CO■气体保护焊技能操作练习（10学时）、其他焊接方法操作技能练习（20学时）。

在国际焊接工程师培训过程中的动手实践环节，是基于国际最新ISO标准条件下的实训练习，包含实际生产中应用最广泛的几种焊接工艺方法。通过该环节的培训，不仅可以加深学生对相关行业标准的理解，还可以进一步提高学生的动手实践能力。

以手工电弧焊焊接实习为例，目的是使学员通过手工电弧焊的操作过程，了解不同类型焊条的操作技能，熟悉不同规格下焊条的工艺规范参数及产生各种缺陷的原因和预防措施，掌握手工电弧焊工艺过程、适用范围及应遵守的安全规程。表1、表2分别为手工电弧焊实习的焊前准备和焊接工艺规范参数的选择。

表1手工电弧焊焊前准备

表2手工电弧焊焊接工艺规范参数

以钨极氩弧焊焊接实习为例，目的是使学员通过钨极氩弧焊的操作过程，了解该方法的操作技能，熟悉钨极氩弧焊的工艺规范参数及其产生各种缺陷的原因和预防措施，掌握手工钨极氩弧焊的工艺过程、适用范围及应遵守的安全规程。表3、表4分别为手工电弧焊实习的焊前准备和焊接工艺规范参数的选择。

表3钨极氩弧焊焊前准备

表4钨极氩弧焊焊接工艺规范参数

实践性强是国际焊接工程师培训的一个突出特点，培训内容需要与工程实际紧密结合，并将相关行业的主要标准穿插其中，因而在对大学生进行国际焊接工程师培训中，加入实训环节是十分有必要的，有利于提高大学生今后从事焊接相关行业工作的技术能力和水平。

参考文献：

[1]常凤华，张岩.国际焊接工程师培训与高校工程化人才的培养[J].电焊机，2009，39（3）：14-16.

[2]陈少平，王文先，孟庆森等.本科生国际焊接工程师资格培训认证初探[J].太原理工大学学报（社会科学版），2006，24（4）：79-81.

焊接工艺论文篇2

关键词汽车车桥；焊接工艺；PLC

中图分类号TG44文献标识码A文章编号1674-6708（2014）113-0076-02

目前，汽车车桥的焊接工艺已经跨步进入高度自动化的阶段，提升焊接质量、深化自动化焊接技术已经成为当今车桥焊接领域的最新发展趋势。PLC控制技术作为一种新型的通过编程来实现自动控制的技术，具有一系列的优点，已被广泛应用于汽车车桥的焊接工艺中，极大地提升了汽车车桥焊接工艺的稳定性、可靠性、经济性以及安全性，目前是汽车车桥焊接领域中应用最广泛的一种控制技术。PLC作为一种可编程控制器，是实现自动化焊接的核心元件。为此，本文将具体来探讨PLC控制下的汽车车桥焊接工艺，首先第一部分将来论述PLC控制系统，第二部分将具体论述PLC控制下的汽车车桥的焊接性与焊接结构，第三部分将具体论述PLC控制下的汽车车桥的焊接工艺优化策略，最后将具体论述PLC控制下的汽车车桥焊接接头性能的分析，以期提高焊接效率，提高焊接自动控制系统的可靠性和稳定性。

1PLC控制系统概述

1.1PLC控制系统的控制原理

PLC作为一种可编程控制器，因其结构简单、整理性好、功能完备已被广泛应用于各种自动控制系统中，PLC控制技术在汽车车桥焊接工艺中的应用，极大的提高了焊接工艺质量与效率。下面将具体阐述PLC控制系统的控制原理。首先，我们需要清楚车桥在汽车中的重要地位以及它的焊接现状。汽车车桥是保障汽车安全行驶和车内全部人员人身安全的一个至关重要的因素，车桥焊接质量的好坏尤其是后桥桥壳焊接质量的好坏直接决定汽车形式的安全性能。车桥受力复杂，它不但需要承重和传力，还需承受巨大的动载荷，并且由于静载荷而造成的弯矩和扭矩现象也是非常严重，因此，对于车桥的刚度、强度和韧性的要求是非常重要的，影响这三大因素的主要是桥壳和半轴套管。车桥焊接设备主要有焊机、送丝机构、控制柜和焊枪运动行走机构四部分组成。焊机选用的是CO2气体保护自动焊机，型号是KNZ-500型，整个系统通过一套完整的可控制变编程，只要现场输入各控制按钮和焊接状态，系统将会按编定好的逻辑顺序进行运算，最终完成对执行元件的控制。因此，PLC控制系统是一套典型的开关量时序控制系统。

1.2PLC控制系统的自动焊接过程

一个完整的焊接循环是一个焊接自动化的过程，主要由气缸、电机、调速装置和PLC等元器件组成，焊接工作开始时只要启动自动焊接按钮，便可由编订好的自动焊接系统执行焊接命令。焊接过程具体是这样的，首先，第一步将工件放置在工作台上，并启动自动焊接按钮，升降气缸将带动工作台上升，上升后的工作台被定位夹紧，工件被夹紧固定。第二步，气缸驱动焊枪下降，气枪下降后两把焊枪同时工作，进行自动焊接，焊枪在摆动电机凸轮作用下沿焊缝宽度方向作周期性横向摆动，这样可以有效保证焊缝焊接的质量。第三步，自动施焊完成后，焊枪、熄弧将被退回，加紧的气缸下降，工作台被放下，完整的焊接循环完成。完整的焊接循环过程中配有有效的指示灯，该指示灯可以在自动施焊的过程中对正在执行的操作进行显示。两把焊枪可以保证进行环缝焊接时不影响焊接进程。PLC控制系统中具有丰富的软元件，例如内部计时器、计数器、辅助继电器等等，这些软元件的存在可以帮助程序屏蔽输入的错误信号，防治人工失误，提高自动焊接过程的可靠性。

1.3PLC控制系统的控制系统设计

PLC控制系统的控制系统设计的核心是一个可编定的程序，由该程序来充当整个控制系统的控制中心。PLC控制系统分为两个部分，自动控制部分和主动控制部分，自动控制部分的两枪控制你系统互不干扰，呈现左、右、以及双枪三种模式，两枪在执行自动焊接时互不干扰，一枪出现问题时，另一抢继续焊接。完整的焊接控制过程是这样的：首先是工件到位后托盘上升，工件被夹紧。然后经过焊枪进给到位这一选择指挥焊枪落下，开始进行自动引弧焊接，并经过起弧、工件旋转一周的命令指挥焊枪摆动，工件按照设定的旋转速度进行旋转。接下来，自动填弧坑收弧，停止焊接并松开夹紧工件，托盘下降卸下工件。在整个的控制系统中设置了急停开关、行程保护以及互锁保护，确保工作的稳定性和安全性。

2PLC控制下汽车车桥焊接性与焊接结构分析

汽车的焊接材料多为低碳钢系列，主要是以20钢为主，该焊接材料适合于常规的焊接方法，主要是以CO2气体保护焊为主。汽车车桥的焊接材料的化学成分具体是这样的：碳的含量是0.17~0.23，锰的含量为0.35~0.65，硅的含量为0.17~0.37，铬的含量小于0.23，镍的含量小于0.3，铜的含量小于0.25，磷的含量小于0.035，硫的含量小于0.035，在这些组成元素中，碳的含量较少，其他的一些提高淬透性的合金元素较少，因此，这种焊接材料在冷却过程中的冷裂和热裂倾向都比较小，所以焊接性能比较好。在添加合金时选用了元素锰，同时又严格控制了硫，所以可以有效降低低熔点共晶物形成的几率，对抑制裂纹有很好的作用。总体说来，汽车车桥的焊接材料发生热裂、冷裂是比较小的。CO2气体保护焊是一种高效的焊接方法，CO2气体保护焊的电弧穿透力特别强，生产率特别高，采用了短路过渡技术，可以进行全方位的焊接，焊接变形小，焊接速度快，而且价格便宜，焊接成本只有埋弧焊和焊条焊的40%~50%。

汽车车桥的三个组成部分通过焊接连为一体，车桥在整个车身中的作用不仅是支撑车身，还需要传递载荷，因此受力情况比较复杂。三段式连接中的焊接接头处的应力集中比较明显，容易产生应力突变，破坏焊接结构的完整性。为此，在控制程序的设计中加入了应力应变有限元模拟分析，用来清楚反应车桥负载情况，提高车桥的安全性能。汽车车桥的焊接本身是一个急冷急热的过程，焊接过程中的关键焊接部位也会因此而剩余大量的残余应力，而且这些残余应力被凝固在结构内部无法得到释放。焊接材料的强度会受到加载和结构的影响，因此，应该采用先进有效的加工工艺来提高焊接结构的额强度。下面本文将具体来探讨如何改进优化汽车车桥的焊接工艺。

3PLC控制下汽车车桥焊接工艺的优化

通过上述分析我们可以发现，汽车车桥的焊接工艺对于汽车的安全行驶具有非常重要的作用，那么对于汽车车桥焊接工艺的优化设计研究具有了极其深远的现实意义，有助于提升汽车生产的质量和效益，促进汽车行业获得崭新的发展。从汽车车桥的焊接材料来看，所用材料主要是焊接性能良好的低碳钢，但是大量残余应力的存在极易引发焊接缺陷，为此，对于汽车车桥焊接工艺的优化主要是将PLC控制技术中引入CO2气体保护焊过程中，便将PLC控制技术的一系列优点，例如反应速度快、精度高、体积小等优点进一步放大，使得汽车车桥焊接工作得到极大的方便。在PLC控制中引入CO2气体保护焊后，通过PLC控制技术对焊接工艺过程中的起弧、稳弧、息弧环节进行行之有效而且准确的精准控制，保证了汽车车桥焊接过程的准确性，从而保证了焊接质量和效益。此外，还要加强对焊接工装架夹的改进，对其进行更为精确的引导，使之能够更加准确的进行工件的定位和夹紧，保障在微观层面焊接缝隙的准确性。最后，应强化对焊接工艺前期的调试试验，对焊接工艺参数进行更加准却的优化设计，最佳的工艺参数范围具体如下：焊接速度为每秒钟0.1~0.5米，电流为2×500安，电压为20~25伏，焊条型号为Ho8Mn2SiA，焊条直径为1.2毫米，气体流量为每秒钟15~20升，气源压力为0.4兆帕，电机转速为为每秒1350转。

4PLC控制下汽车车桥焊接接头性能分析

在第三部分中，给出了焊接优化设计的最新数值，为了测定这些给定工艺参数的有效性与可行性，需要对这些工艺参数进行必要的工艺测定，具体包括两部分，第一是对焊接接头进行相应的力学性能分析，测定焊接接头的抗拉强度与硬度是否能够达到规定的技术要求；第二是对焊接接头的显微组织进行分析，探究显微组织与焊接材料硬度之间的关系，以求能够提升焊接接头的性能。首先，具体谈一下硬度分析。由于汽车车桥结构本身具有一定的特殊性，在加工、检测的过程中很难对汽车车桥进行拉伸试验，因此，应该需要转换思路测定焊接材料的硬度。在焊接材料的硬度与拉伸性之间，存在着一定的比例关系，只要测定出焊接材料的硬度，便可相应推出焊接材料的拉伸性。资料显示，传统热轧钢的抗拉伸强度与硬度之间存在着3.5倍的比例关系，即将焊接材料硬度的具体数值的处置后，将硬度数值乘以3.5便是焊接材料的强度。在对焊接材料进行硬度试验时，主要是通过对硬度分布图进行细致的分析，找出硬度最大值的分布部位。由强度分布图楼可以发现，焊接接头的HAZ区域是强度最大值的所在区域，母材与焊缝处的硬度均低于HAZ，同时焊缝处硬度高于母材硬度，因此，通过硬度分布图可以发现焊缝处的硬度分布比较均匀，将硬度数按照3.5倍的倍数关系可以得到抗拉强度的数值。既然焊缝处的硬度数值达标，那么焊缝处的抗拉伸性能也应该符合技术要求。

其次，再来研究一下焊接材料的显微组织，对显微组织进行详细的分析可以清晰的揭示焊接接头的力学性能变化，因为，焊接接头的力学性能与显微组织材料具有密切的决定关系，母材、焊缝的组织形态很大程度上会影响焊接接头力学性能的变化。通过焊接材料的金相图片可以发现，无论是母材、焊缝还是HAZ区域，他们的组织形态均呈现P+F，在母材的显微组织中，P呈现一定的方向性排列，在其晶界散落一定量的F，这是典型的轧制组织，而在焊缝的显微组织中，排列规则的轧制组织已经被破坏，而形成了大量的树枝晶，HAZ区域的位置由于位于母材和焊缝之间，所以它的组织结构也介于母材和焊缝之间，HAZ区域的硬度因此也介于焊缝和母材之间。通过上述这些分析，可以断定PLC控制下的CO2气体保护焊工艺可行性与可靠性都比较高，而且焊接出来的车桥质量也是非常好的。通过对汽车车桥焊接材料的焊接性与焊接结构的分析，以及对汽车车桥焊接接头的力学性能和显微组织的详细论述，可以确定最新的焊接工艺参数是决定有效可行的，焊接接头的性能将会得到很到提升。

5结论

汽车车桥是汽车底盘行驶系中非常重要的组成部分，汽车车桥质量的好坏直接影响到汽车行驶的安全行驶以及车内人员的安全。PLC控制系统作为一种可控制的编程系统，因其愈加“智能化”的工作性能，越来越得到汽车制造业的青睐，如今，PLC控制下的汽车车桥焊接工艺在汽车制造领域占据了举足轻重的地位。自动化控制系统在汽车车桥焊接工艺中的应用，极大的了提高了汽车车桥焊接工艺的准确性、可靠性、经济性与安全性，强化了汽车车桥焊接的安全性能。通过上述探究可以发现，PLC控制系统的抗干扰性与运行可行性极其高，可以满足不同汽车产品对自动焊技术的需求，人工强度大大降低，因此，PLC控制技术下的汽车车桥焊接工艺可以推进汽车制造业的发展迈上一个崭新的台阶。

参考文献

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[3]张建刚.基于多层网络的Q系列PLC三位伺服控制系统研究[D].成都：西华大学电气信息学院，2010.

焊接工艺论文篇3

铝的化学性质活泼，表面易形成氧化膜，在焊接时容易形成未熔合及夹渣缺陷，使接头的性能降低；氧化膜对水分有很高的吸附能力，易产生气孔缺陷；另外，还出现裂纹、接头软化和耐蚀性降低等问题。

1.1气孔

铝合金焊接时主要产生的气孔是氢气孔，而氢的来源有三：空气中的水分侵入熔池；保护氩气中含水分大；坡口及焊丝清理不干净。因此，解决气孔的主要措施是：

a）适当预热，降低熔池的冷却速度，有利于气体逸出；

b）制定合理的焊接工艺，采用短弧焊接；

c）提高氩气的纯度；

d）清除焊丝和母材坡口及其两侧的氧化膜、水、油等污物。

1.2裂纹

铝合金焊接中产生的裂纹主要是热裂纹，其中大部分是产生在焊缝中的结晶裂纹，有时在热影响区也出现液化裂纹。除了接头中拘束力的影响之外，结晶裂纹的产生主要是受铝合金化学成分和高温物理性能的影响。当焊接线能量过大时，在铝合金多层焊的焊缝中，或与熔合线毗连的热影响区，常会产生显微液化裂纹。防止裂纹的主要途径是：

a）选配合适的焊丝和尽可能优选母材成分；

b）正确选择焊接方法和工艺参数，宜采用功率大、加热集中的热源；

c）应避免不合理的工艺和装配所引起的应力增大，尽量将焊接应力降低到最小；

d）避免接头在高温下受力，人为地造成裂纹。

1.3焊接接头软化

铝合金管焊接后会产生明显的软化现象，其主要原因是由于焊缝和热影响区的组织与性能变化引起的。防止焊接接头软化的主要方法是：

a）采用加热迅速、热量集中的焊接方法，以减小接头的强度损失；

b）选择合适的焊丝。

1.4焊接接头的耐蚀性

铝合金接头耐蚀性降低的原因，主要与接头的组织不均匀、焊接缺陷、焊缝铸造组织和焊接应力等有关。采取的措施有：

a）选用高纯度的焊丝；

b）调整焊接工艺可以减小热影响区，并防止过热，同时应尽可能减少工艺性焊接缺陷；

c）碾压或锤击焊缝有利于提高焊接接头的耐蚀性；

d）减少焊接应力。

2焊接工艺

2.1焊接方法

通过以上分析和结合现场实际情况，确定焊接方法采用交流钨极氩弧焊。其优点是：具有阴极破碎作用；设备结构和线路简单，不易出现故障；TIG保护性好，电弧稳定、热量集中、焊缝成形美观、强度和塑性高、管材变形小；现场地面施焊，管材可以转动，以平焊位为主，操作容易；可形成较大的熔池，有益于气体逸出，故焊缝中气孔极少。

2.2焊前准备

2.2.1焊接设备与焊材的选用：采用交直钨极氩弧焊机WSE-315，焊材选用HS5356，直径5mm。

2.2.2清理铝合金管母和衬管都有包装，保护比较好，为了避免碰损和油污，在组装焊接时才拆除包装。现场使用坡口机开坡口，用丙酮擦拭坡口及其附近处，然后用铜丝刷清理管母坡口及其内外壁30mm范围、衬管和加强孔附近，之后再用丙酮擦拭，如图1所示。焊丝用化学方法进行清理。管母、衬管、焊丝的清理应根据焊接进度完成，不要一次清理过多，以免造成再次氧化和污染。

2.2.3组装对口制作焊接支架如图2所示，要求管母的轴心线重合，安装可转动胶轮可使管母免受损伤，且焊接位置一直处于水平位置便于焊工施焊，减小了操作难度，保证了焊接质量。衬管的加工要求见图3。制作对口卡具如图4所示，便于定位焊和焊接过程中转动管子时，使高温的焊缝不受外力而产生缺陷。

2.3焊接工艺参数

铝合金管母焊接电流与加热温度的选择尤为重要，如果焊接电流过大，熔池形成速度较快，容易造成烧穿、塌陷等缺陷；如果焊接电流过小，母材较难熔化，熔深浅，易产生气孔、未焊透和熔合不良等缺陷。可通过适当提高预热温度来补偿焊接区热源不足，使焊接顺利进行。具体焊接工艺参数见附表。焊接Φ110mm×4mm铝合金管母线时，焊接电流可适当减小，为160~170A，焊加强孔选择电流200~210A。

3结束语

焊接工艺论文篇4

关键词：中等职业学校；焊工工艺学；教学方法；教学创新

课堂是指课堂教学，它是教师给学生传授知识和技能的全过程。要想使学生在课堂上能够高效率地学习，教师就必须综合运用各种教学方法，并进行一系列的教学改革。常用的教学方法有讲授法、讨论法、练习法、阅读法、演示法。如果只单纯地运用这些方法，学生就会觉得乏味，失去学习兴趣。因此教师在教学的活动中要善于激发学生的学习兴趣，可以将这些方法有效地结合起来，再增加一些有效的学习方法，以提高学生的学习兴趣，增强学习效果。

一、采用“一体化”的教学方法

增加“练”的内容，在教学中，采取“边讲边练，讲练结合”的方法。在讲完一个内容或者一个工艺后，学生结合所学在焊接车间进行操作，也可以采用焊接车间上课的形式，这样使教与学融为一体，充分体现“学中练，练中学”。如讲焊条电弧焊工艺参数一节，讲完工艺的重要性、工艺的选择应用后，教师根据现场要求进行演示操作，规范操作，学生跟进，这样完全减少学生对工艺只注重理论的误区。学会理论不代表掌握，学生在掌握了工艺后教师还要再进行拓展，没有完全掌握的学生会找到问题及时补就。可将讨论法、分析法、演示法有机地融为一体。在操作的同时还可以对工艺参数相关的章节，如焊接材料、焊接方法、焊接缺陷产生的原因进行综合分析，实现理论为实践的服务。对工艺参数选择进行讨论分析，然后进一步进行规范演示，这样学生就变被动接受为主动探索，成为了学习的主体，也就乐于主动去探索分析。

一体化教学的成效可以帮助学生掌握理论与实践的关联度，解决学生死记硬背的纯理论上课模式，进而要求师资力量向一体化方向发展，实现教与学的共同提高。

二、采用现场教学

运用现场教具帮助学生理解教学内容，化抽象的理论为直观的实物。如讲到焊接材料，现场提供焊条类型、规格、焊丝、焊剂、焊接设备，可以让学生现场学习，让学生参与到车间管理，这样既降低了学生学习难度，又提高了学生感性认知；既提高了学生的理论转化能力，也让学生明确了自身对专业的定位，解决了纯理论教学的乏味。

为了更好地把理论融入实践，采用理论课时与实践教学课时应保持七三比例，对重要课题如焊接设备、焊接缺陷内容进行现场教学；比较直观，对原理性的，工艺性的教学内容采用理论分析法，学生掌握后，再到现场根据合适的工艺与不合适的工艺进行分别施焊，比较焊接的质量，实现理论对实践的正确指导，为学生今后学会解决生产工艺问题提供良好的理论依据。

三、运用多媒体课件进行教学

多媒体课件能激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性，增大信息量，是很好的教学辅助工具，但多媒体课件的运用要适度、适量。焊接工艺课程是要培养学生焊接基础知识的最重要的课程之一，采用多媒体课件可以增强学生的学习兴趣。课件中加载学生的实习演示，教师的规范演示，比较焊接质量，安全规范要求，让学生印象深刻，使他们真正掌握了焊接工艺理论与技能的关系。

多媒体课件要有特色，体现个性化，以结合学生的状况为最佳。模块化的课件以课题方式开发为好；结合学校开发的自编教材展开制作，把文字教学进行动态教学，根据不同的单元，按照规范制作视频教材，把理论通过视频展示，学生更易于掌握，可以反复教学；对关键要领可以分解操作过程，解决文字解释的困难，如焊条的运条在打底焊中的技巧，盖面焊的注意问题等都可以实现分解教学。

多媒体课件可以发送到学生的邮箱，作为学生课后观摩的参考依据，同时多媒体还能解决新课题、新的焊接方法硬件不具备的知识内容，比如：气电立焊、摩擦焊等内容，实现了教学的补充。

四、引入项目教学法

其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来。如对焊件制作过程控制，可进行分组操作，由教师布置任务，学校课桌椅的维修、宿舍钢制床架的维修等可以安排学生制作，完成后给予一定的费用，既激活了学生的学习兴趣又降低了学校的维修成本。从小项目开始，小组讨论确定制作方案，按焊接工艺要求规范操作，进行CAD绘图、材料的放样、冷作工艺的展开，各小组间也可以讨论交流，各自选择团队，分工协作，教师负责指导和解疑，各小组独立完成项目任务，然后进行成果展示、自评、互评和教师评议，最后教师对项目完成情况进行总结。这样可以加深学生对课程的理解，强化了学生实战的技能。

项目教学法是行为引导型教学的一个补充，学生带任务完成教学，可以培养学生的管理水平、成本理念、动手能力，提升学生的成就感，增强学生的产品质量观念，为企业培养合格人才打下基础。

五、参观教学法

焊工工艺学与生产实际有着紧密联系，我们组织学生到工厂参加实习或观看有关录像，了解零件生产的加工步骤，材料的选择，焊接缺陷的修复等，使学生对焊接工艺增强感性认识。在教学中，教师应尽量采用生产中的实际要求，让学生进行材料的准备、设备的使用和工艺的制定，使理论和实际紧密结合，以达到学以致用的目的。

考虑到现代企业的生产管理，生产任务通常采用标准化的管理，焊接生产采用工艺卡的模式比较普遍，因此组织学生参观可以增长他们的见识，弥补书本不具备的知识；可以参观具有先进设备和工艺的生产车间，看一些大型的先进设备，如等离子弧焊等，看不同材料的焊接工艺，如镍材的焊接等。加强学生对《焊接工艺学》的理解。

六、自动更新法

由于教材的编制有一定的滞后性，教师对照书本全部讲课不切实际，因此可以删除没有实用价值的教学内容，比如，删除乙炔的制造工艺，直流发电机的教学内容，增加新标准的教学，包括材料标准、工艺评定标准等教学，为学生的适应性打下基础；考虑到现在的许多企业的技术升级，设备的更新，产业结构的调整，加强标准教学的融入非常必要，如ASME、DIN、JIS等国外标准的介绍，有助于提高学生就业在不同企业的适应性，关键是拓宽了学生的知识面，实现高级技能性人才的知识储备。

教师积极寻求新工艺的使用，如气电立焊法、钛材的焊接工艺要求，复合材料的焊接技术使用，进行理论的更新教学，为今后的自编实用型教材的编制打下良好的基础。

总之，中等职业院校的课程教学要突出自身特色，结合学生实际和学校实际以及课程教学特点及要求，优化教学内容，转变教学观念，改革教学方法，创新教学方法，把理论和实践教学有机结合起来，才能提高学生的综合能力，才能培养全面发展的高技能人才。

参考文献：

焊接工艺论文篇5

伴随经济社会的快速发展，我国出现巨大能源缺口。核能属于相对清洁、安全与低廉的新型能源，其重要地位日益突现。核反应堆有着极强的辐射性，核压力容器生产材料要选择优质材料，严格把控核压力容器生产质量与使用时段内的质量。能源需求的不断加大，推动进一步提高核电站数量和反应堆单堆的容量，生产大型化与复杂化的核压力容器，更我依靠焊接工艺来完成。本文探讨焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响，以期为生产厚壁核压力容器焊接时消除残余应力与控制变形提供建议。

关键词：

焊接工艺；厚壁核压力容器；残余应力；影响

现代工业发展与科技进步，海洋工程、航空航天、核动力工程等领域越来越广泛运用焊接工艺。焊接工艺是集传热、电弧物理、冶金和力学等于一身的复杂过程，成为将金属材料连接成构件的极为重要手段。在生产核压力容器时，它更是起到无可替代的作用。为了提升能源安全级别，降低核辐射带给自然界与人类社会的危害，务必要确保核压力容器的质量。因此，探讨焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响时，了解焊接当中构件所带的残余应力与大小分布特点，以确保焊接接头安全性，从而保证核压力容器的质量。

1现有情况

20世纪70年代日本大阪大学的上田幸雄教授等人根据有限元法，分析焊接残余应力的应变过程。自此之后，有限元模拟技术开始快速发展，有限元模型的建立简化了复杂的动态焊接应力分析过程。虽然我国在这方面的研究起步较晚，但是发展速度较快，且已获得一定成果。20世纪80年代初，以陈楚为首的研究人员对热弹塑性理论进行系统化的分析，推导出有限元计算公式，并编制出相对应的计算机程序。20世纪90年代，我国学者对这一领域进行更加深入的探索。目前，在确保焊接结构的稳定性的前提下，采用不同方法去除焊接残余应力的求值计算方法得到快速发展。只不过要完全达到实践需要，还有待进一步研究。

2现有问题

目前焊接残余应力的探索有了很大的进步，但是难以应对实际工程的要求。利用数值分析法控制复杂的焊接结构的残余应力的措施还有很多不足之处。第一，缺少足够的材料热物理性能重要数据，如:密度、导热系数与比热容等。第二，缺乏热源分布参数数据，有待进一步探讨多层焊缝、开坡口焊缝等的热源分布方式。第三，如何选取焊接热源的热效率资料较为分散，存在比较大的误差。第四，处置焊接熔池的方式存在问题，未把焊接熔池内部液态金属的对流传热特性纳入考虑范畴之内。第五，我国分析复杂核压力容器焊接残余应力的水平尚处在初级水平。待深入研究与探索焊接数值模拟技术的意义与作用，对焊接现象的本质有了更加精准的认识之后，方可把焊接残余应力精确计算出来，以提供可借鉴的理论。

3焊接温度场的分析理论

模拟焊接应力与应变的前提就是温度场，计算应力与应变的参考数据就是由流动准则、屈服准则、热弹塑性与强化准则所构成的基本理论。运用ANSYS软件模拟焊接过程时，上述理论和依据用来判定材料有无屈服、如何进行流动与强化，同时成为计算材料出现弹性与塑性变形时应力与应变关系的理论标准。屈服准则主要用来确定材料开始出现塑性变形的应力状况，计算单值的等效应力，并将结果与屈服强度进行对比，以得出材料的屈服时间。流动准则主要是从几何的角度出发，说明塑性应变增量向量与成与屈服面的法向，两者方向始终是一致的。强化准则主要用来阐释初始屈服准则是如何跟着塑性应变的增加而变化发展的。热弹塑性基本原理主要用来计算焊接全过程动态应力与应变的变化过程及最终的残余应力与变形的态势。

4焊接工序的影响力

4.1焊接流程参数作用于残余应力焊接残余应力出现的关键因素就是有不均匀的温度场存在。出现裂纹重大原因就是焊接残余应力。运用不同的焊接工艺参数，如：1350℃、1420℃、1490℃，焊接之后的出现的等效残余应力的变化走势是相同的。处在焊缝中心，其应力是最大的，距离焊缝中心越远，距离增加的同时，而应力会慢慢降低。其中，使用1350℃和1490℃焊接工艺参数，焊接之后应力的变化态势呈现大致相同的曲线，两者应力数值分别为360.28MPa和369.34MPa。而使用1420℃的焊接工艺参数，焊接之后应力的变化态势曲线，与前两个曲线相比，其态势略为走高，其应力值也是三者中最大的，为370.22MPa。据此可知，使用不同的焊接工艺参数，影响着焊后残余应力的大小。

4.2坡口形式作用于焊接残余应力焊接厚壁核压力容器时，有很多因素会影响焊接残余应力，坡口形式就是其中之一的影响因素。因此，在操作过程中，极为重要且必不可少挑选合宜的坡口形式与尺寸。就40mm宽I型坡口、35mm宽I型坡口及35mm宽双U型坡口等三种不同坡口形式而言，利用有限元算出结果来证明其作用于焊接残余应力的大小。在焊接结束后,出现于焊缝中心的等效应力值都不一样，40mm宽的I型坡口焊接后残余应力最大,其应力值460.12MPa，35mm宽的I型坡口焊接后残余应力位居第二,为420.68MPa，35mm宽的双U型坡口焊接后残余应力最小，为370.36MPa。三个坡口形式的相同之处在于，处在焊缝中心的应力最大，离焊缝中心越远，应力慢慢降低。所以，在有着相同宽度的焊缝的情况下，焊接应力相对较小的是双U型坡口；在有着相同的坡口形式的情况下，焊接后残余应力相对较低的是35mm宽。

4.3焊接后热处理工序作用于焊接残余应力去除焊接残余应力才能确保焊接结构的安全与牢靠，热处理成为去除焊接残余应力常用手段。在35mm宽的I型坡口完成6道焊接后，对其执行热处置，回火温度640℃，分别放在炉中保温1-7h，再行冷却，以去除残余应力。试验结果表明，没有执行热处理之前，焊缝处的等效应力值为最高，执行热处理之后，焊缝中心的等效应力相对降低。热处理之前焊缝中心的应力峰值为421.86MPa，执行热处理之后，等效应力相对较大的出现在1小时与7小时后,分别为351.32MPa和341.71MPa。等效应力相对较低的出现在2小时、3小时与4小时后，分别为270.14MPa、269.56MPa和267.97MPa。据此可知，执行热处理可以有效减少焊接残余应力，引起重新分布焊接残余应力，并且处在640℃的高温下，执行2小时热处理，可以让残余应力得到更好清除。

5结束语

社会经济发展，能源的需求变得越来越大，能源供给面临巨大挑战。核能有着广阔的开发前景，应当大力开发与使用。同时，不可忽略能源的安全与可靠性问题。日趋复杂化的核压力容器，给能源安全与可靠性带来新的考验。而焊接工艺成为决定其质量的重要手段，务必要进一步加以改进。本文探讨了焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响，希望以此为核压力容器质量的改进方法的执行提供参考意见。

参考文献

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