压力容器焊接工艺论文大全11篇

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篇（1）

如何进行正确的选材是压力容器设计和创造中的第一步，也是直观重要的一步。在压力容器的设计和制造过程中，一旦材料选取不合适，会对容器的安全使用留下重大隐患。所以，在压力容器选材上，要根据容器的具体使用条件，如设计的压力和温度、操作特征、介质特点等，来选取拥有合适力学、焊接和耐腐蚀性能等物理性能的材料。除此之外，选取材料时还要充分考虑其具体加工工艺和经济性等其他因素。 

1 材料代用的具体规定 

在设备的设计和制造过程中，常常会出现材料采购困难或者出于经济上的考虑，材料代用的现象经常出现在压力容器的设计过程中。《固定式压力容器安全技术监督规程（tsg r0004-2009）》以及《钢制压力容器（gb150-1998）》对材料代用做了相关规定。一般来讲，主要要求如下：压力容器的承压部件在代用材料的选择上，应和被代用材料有着相同或者相似的外形质量、化学成分、尺寸公差、性能指标、检验项目和检验率等。材料代用最基本的原则是：要绝对保证，在技术要求上，代用材料不得低于被代用材料，个别在检测率或性能项目上要求不严格的代用材料，可以采取检验、测试的方式来选择合适的代用材料。材料代用的手续要求为：（1）容器承压部件的代用要严格进行，须经由代用单位技术部门的批准并上报代用材料的复检报告或质量证明，由主管负责人核准批复；（2）必须在获得原设计单位的允许并拿到证明文件后，才可以在压力容器制造时进行材料代用；（3）压力容器的设计图、施工图以及出厂时的质量证明书中要细致标注代用材料的规格部位、材质和规格。 

2 以优代劣 

压力容器所用的全部金属材料要具有优良的性能，包括材料的力学性能、耐腐蚀性、耐高温性和制作工艺等。每一种材料的性能都是固定不变的，从性能比较的角度出发，常常会出现材料间的“优”和“劣”的问题。但每种压力容器对对材料性能的要求在不同情况下也是不一样的，所以，材料代用中的“优”与“劣”判断从实际出发，具体问题具体分析。下面，笔者基于自身工作经验，主要探讨了几种典型的“以优代劣”问题。 

2.1 压力容器制作中，在强度、力学特征等机械性能方面，其常用到的低合金钢尽管明显优于碳素钢，但其冷加工性能与可焊性都比不过碳素钢。一般来说，强度级别高的，其冷加工性能与可焊性就较差，二者负相关。所以在进行这方面的代用时，应相应调整焊接工艺，在热处理时也可能会有相应变化，应给予充分重视。 

2.2 材料代用时进行细致、周全的考虑，否则压力容器实际使用中可能会出现各种安全隐患。比如处于湿硫化氢环境下及存在应力腐蚀开裂风险的设备中，容器对应力腐蚀开裂地敏感性随容器使用的钢材的强度级别的提高而增大，二者正相关。此时若将20r和q235和20r系列的钢材用16mnr等低合金钢待用就极易产生问题，因此，此类“以优代劣”行径在原则是行不通的，应当被禁止。镇静钢在许多性能方面上，镇静钢都比沸腾钢要更占优势，但在搪玻璃容器制造时，镇静钢的搪瓷效果反而不如沸腾钢好。 

2.3 一般来说，不锈钢的耐腐蚀性较出色，但在含有氯离子的环境下，其耐腐蚀性却不如低合金钢和碳素钢。 

2.4 和普通不锈钢相比，超低碳不锈钢虽然具有价格优势和良好的耐腐蚀性，但前者的高温热强性却更为出色。一般情况下，为了提高耐腐蚀性，需降低含量，而为了提高高温性，则要提高炭的含量。故而，此种情况下的 “以优代劣”，要尤其精确设计设备温度，如有必要，应当重新计算。 

2.5 原则上，膨胀节、爆破片、挠性管板及这类零件不能进行以优代劣，特殊情况下必须代用时应以代用的材料为重新进行精密计算，根据结果，适当调整零件厚度，以防止这类零件及其相邻部位出现故障或者失效。 

2.6 对热换器管板而言，锻件的总体性能比板材要好，所以通常情况下采用锻件，但当管板厚度小于6cm时也可以用板材代替锻件，但此时要注意，即使锻件和板材的厚度、材质及设计温度都相同，但两者的许应用力却不相同，前者的许应用力稍低于后者。故如需锻件代用板材，应重新核准管板厚度。 

对钢材来说，其化学成份上的微小差异都可能对其性能造成重大影响，所以要对待任何类型压力容器钢材的“以优代劣”问题都要予以充分重视，以免导致产品和原设计不符。 

3 以厚代薄 

“以厚代薄”常常使从平面应力状壳体的受力态转变为平面应变状态，这对容器受力状态来说，是有百害而无一利的，通常情况下，厚壁容器比薄壁容器更容易产生三向拉应力，进而产生平面应变脆性断裂。 

3.1 对原设计中封头和筒体间等厚焊接的容器，若对容器壳体的个别部件进以厚代薄，很容易增加壳体的几何不连续情况，从而使封头和筒体间的连接部位受到的局部应力增加，此时，对于有应力腐蚀倾向的容器来说，会造成很大的损害。可能会导致疲劳裂纹，严重的可能造成疲劳断裂。 

3.2 在厚板替代薄板时，常常导致连接结构发生相应改变，例如，筒体与加厚的封头连接时，通常需要对封头进行削边处理。对以管道为主要筒体构成的设备，若增加筒壁厚度，在封头与筒体的连接部位也须对筒体侧实施内削边处理。在厚度增加较大时，往往也关系到焊接工艺的变化。 

3.3 容器壳体整体层面上的“以厚代薄”，虽然并不会造成筒体连接处和封头的局部应力增加，但不了避免地，仍会导致一下不良影响。1）厚度增加后，原来的壳体设计中的探伤方式和焊接工艺也要进行相应的改变，增加难度；2）壳体厚度的增加必然使容器的重量加大，当容器重量增加过大时，必然会对容器的基础和支座产生不利影响；3）对壳体同时具有传热作用的容器，壳体厚度的增加肯定会影响其传热效果。 

3.4 钢板的许应用力和其厚度紧密相连，《钢制压力容器（gb150-1998）》指出，钢材的许应用力随着其板厚的增大而减小，二者负相关。例如20℃-150℃环境下，16mnr板厚由16mm变为18mm时，其许应用力则从170mpa降为167mpa，150℃时，20r的板厚由16mm变为18mm时，其许应用力则从135mpa降为125mpa。由此可知，以厚代薄很可能导致强度不够，故而，对处于临界状态的以厚代薄，必须对验算其强度。 

3.5 因为原件厚度与其刚性是成正比的，厚度越大，刚性越强，所以原则上不允许对挠性薄管板、波纹管和膨胀节等元件实行以厚代薄，以防止减弱补偿变形的效果。 

3.6 由于换热器的特殊性，对热换器的主要元件进行以厚代薄很容易破坏原来的平衡力系，原则上不可以厚代薄，特殊情况下，必须代用时，需要重新设计计算。 

综上所述，以厚代薄的利弊问题是很复杂的，在进行代用时，要由相关设计单位对代用的可行性和影响进行综合考虑后，方可决定其是否可行。对可采取以厚代薄类型的容器，应对其焊接工艺、支座和等进行相应的调整，以尽可能的消除不利影响。 

4 其他注意事项 

进行材料代用时，应根据实际用材情况对焊接工艺进行适当的调整，一般调整原则为：用高级材料替代低级材料时，实验和验收仍可采用低级材料的标准，不用提高标准；不同材料的耐高温性、韧度等性能不同时，进行最低水压实验时，其相应的温度也可能发生改变，此时，要严格按gb150的相关规定执行；当板厚增加超过gb150所规定的冷卷厚度时，一定要对筒体进行消除应力的热处理；钢板的厚度达到一定水平时，还需要进行超声探伤，必要时，提高水试验的压力。 

结语 

以钢为材料主体进行设计和制作的压力容器，在材料的机械性能要求上，在考两次材料强度的同时，也应考虑其韧性，在韧性满足的条件下，则应尽可能提高其强度。从这个角度上来说，在压力容器材料选择上要正确界定“优”和“劣”，不要单纯的从材料的厚度和强度来考虑，而要进行综合辨析和考虑。所以，也可以说，压力容器制造中的材料待用并不单单是技术问题，更包含容器的安全性、投资方的经济效益、制造商的成本等经济和管理问题在内的复杂问题。所以，不论是哪种材料代用，其本质上均是变更压力容器的设计方案，应给予相当的重视。 

参考文献： 

[1]朱海鹰,姚润来,辛忠仁,辛忠智. 钢制压力容器材料选择的几个问题[j].中国化工装备, 2006,(03):66-68. 

[2]金元文,濮军.压力容器制造中材料代用的常见问题分析[j].贵州化工,2007,(04):88-89. 

[3]陈冬勤.浅析压力容器制造的材料代用问题[j].科技风,2009,(04):42-43. 

篇（2）

前言 近几年国内外石油工程的基本建设项目越来越多，对焊接技术的要求也越来越高，焊接工艺的多样化已成为一种趋势，从特种材料的小口径高含硫天然气气田管网集输、装置净化项目；高强钢、大口径的天然气输气管道和碳素钢、合金钢的进户城市天然气管网；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高压超高压等项工程的建设情况来看，所选用的大多是组合焊接技术[1]，该项技术能充分发挥不同焊接技术的优势，提高焊接质量和工程的使用寿命。

1 焊接设备 焊接设备制造厂家较多，其使用性能差别较大，近几年来从事石油工程建设施工企业使用的焊接设备，选用一机多用的多种用途直流弧焊电源的单位较多，这些设备不但具有焊条电弧上向焊功能，而且还具有焊条电弧下向焊、药芯半自动焊、CO2气体保护焊功能，有的设备还具有氩弧焊功能。常用的焊接设备主要有：国外生产的有林肯、米勒焊机，国内生产的有川焊、熊谷、奥太、时代、运达等厂家的焊接设备。

2 金属材料与焊接材料

2.1 金属材料 石油工程建设所使用的金属材料种类较多，如：黑色金属材料类的低碳钢、中碳钢、普低合金钢、不锈钢和特种用途的锅炉压力容器用钢、管道专用钢、耐热钢、耐腐蚀钢、异种钢等；有色金属材料类的镍合金、铝合金、铜合金材料及复合材料等。 在石油工程建设中选用的金属材料其强度、硬度、塑性、韧性等项技术指标均能满足焊接工艺的要求，大部分金属材料的焊接性能较好，在施工中根据设计要求，通过调整焊接工艺方案，选择不同的焊接技术都能满足施工技术要求。

2.2 焊接材料 金属材料的类别、性能、强度等级不同，含碳量或碳当量不同，其可焊性差别较大，所选用的焊接材料也不一样，用于金属材料焊接的焊接材料主要有：

2.2.1 手工焊条电弧上向焊条 目前施工企业使用的焊条以国内生产的为主，该类焊条可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条十一大类，使用较多的焊条主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。

2.2.2 手工焊条电弧下向焊条 目前施工企业使用的焊条以国外生产的为主，该类焊条是用于油气管道焊接的专用焊条，主要有纤维素型和低氢型两种焊条，使用较多的焊条主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。

2.2.3 各类焊丝 目前施工企业使用的焊丝国内外生产的都有，可分为CO2气体及氩弧焊填充焊丝、埋弧焊丝、自保护药芯焊丝、硬质合金焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、镍及镍合金焊丝、铸铁气焊丝、碳钢、低合金钢气焊丝，部分焊丝焊接时需要使用相应的焊剂、纤料、焊粉，使用较多的焊丝主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。

2.2.4 气体 使用较多的气体主要有氩气、二氧化碳气体、混合气体（氩气+二氧化碳气）、氧气、乙炔气等。

3 焊接技术组合方案 根据近几年石油工程集输管网、长输管道、场站建设、压力容器、城市天然气管网建设的情况来看，为了确保工程实体的焊接质量，施工单位根据设计单位的要求，在单面焊双面成型焊接技术的应用上，根焊+填充盖面焊采用组合焊接技术可以有效的保证工程实体的焊接质量。即：焊条电弧下向焊+焊条电弧上向焊、焊条电弧下向焊+焊条电弧下向焊、焊条电弧下向焊+药芯焊丝半自动焊、焊条电弧下向焊+全位置自动焊、焊条电弧下向焊+CO2气体保护焊、STT+药芯焊丝半自动焊、RMD+药芯焊丝半自动焊、STT+全位置自动焊、TIG焊+焊条电弧上向焊、TIG焊+焊条电弧下向焊等。 特种金属材料的焊接，如：高含硫的镍基复合材料在基层、过度层、复层所选用的焊接材料是有区别的，采用的焊接工艺也不尽相同，和不锈钢复合材料及异种金属材料的焊接工艺也有不同之处[2-3]。

4 焊接工艺 组合焊接工艺对坡口的要求没有大的变化，一般为单边V型坡口。在金属材料厚度较薄的情况下为了保证焊接质量，可以选择30°±0.5°的单边V型坡口，如果金属材料的厚度在14mm以上可以考虑选择22°±1°的单边V型坡口。 不同的焊接工艺对焊接质量的要求都是一样的，焊工如果掌握某一项焊接技术较容易，要同时掌握几项焊接技术难度是比较大的，可以根据工程的需要由同一名焊工有选择地分别掌握焊条电弧上、下向焊、药芯焊丝自保护半自动焊、手工钨极氩弧焊等项焊接技术。 不同的焊接技术其焊接工艺参数是有差异的，推荐几种不同的组合焊接工艺参数，见表1、表2、表3（仅供参考）。 表1 压力容器立焊缝组合焊接工艺参数

注：钢材牌号为Q235A、板厚 8mm、要求单面焊双面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管组合焊接工艺参数

注：DC-表示焊条或焊丝接负极，焊接方向为下向，要求单面焊双面成型。

表3 Φ89×10mm管组合焊接工艺参数

注：根焊层为手工钨极氩弧焊，要求单面焊双面成型。

5 人才选拔与培养

5.1 人才的选拔 一流的石油工程建设施工企业，对优秀技能人才的培养特别是焊接技能人才的培养非常必要的，该类技能型人才的技术水平高低对企业的兴衰起着十分重要的作用。在复合型焊接技能人才选拔和培养问题上，企业有关部门可优先考虑已掌握了某一项焊接技术的焊工，身体健康、视力正常、具有中技以上水平、年龄在35岁以下，热爱本职工作、能吃苦耐劳、各方面素质较高的焊工。聘请名师组织集中脱产学习，强化技能培训，经严格考核后方可持证上岗。

5.2 人才的培养 对于一个现代化的石油工程建设施工企业来说，如果没有一大批优秀的复合型焊接技能人才，要想创造辉煌的业绩是非常困难的。就现有国内石油石化施工企业的现状来看，我们应着重思考以下几个问题：

5.2.1 目前各施工企业都有为数不少的焊接技能人才，他们当中大多数技能单一，虽然对某一项焊接技术掌握的很好，但遇到工艺复杂或调整焊接技术方案时，很难发挥技术优势。造成人力资源的浪费和施工、管理成本的增加，如果人力资源的调配不当会影响工程的焊接质量、进度及工期。

5.2.2 对复合型焊接技能人才的培养应根据企业的实际情况，结合所担负的工程施工项目和技术要求建立焊接技能人才库，有选择地进行培养、使用和科学合理的储备掌握若干项焊接技能的复合型人才。

5.2.3 建立行之有效的运行机制，打破各自为政，小团体的管理模式，对焊接技能人才实行科学的动态管理，以适应石油工程建设施工市场的变化。

5.2.4 有条件的企业应对复合型焊接技能人才进行分期、分批封闭式强化培养，培养课时可视具体情况作出合理的安排。并按国家有关标准进行严格考核。

6 结束语 随着科学技术的发展，有关部门对石油工程建设项目的质量要求会越来越高，施工企业采用组合焊接技术能充分发挥不同焊接技术的优势，确保工程的焊接质量和进度。

对于一个优秀的复合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多种不同的焊接技术是施工企业非常需要的，所发挥的作用比单一型焊工大几倍，在激烈的石油工程建设市场竞争中，如果能有计划地培养、使用复合型焊接技能人才，充分发挥复合型焊接技能人才的优势，定能为施工企业创造良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

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中图分类号：TU984文献标识码： A

一、前言

焊接自动化技术是提高压力容器产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全的前提，焊接自动化程度已成为衡量压力容器的工程施工质量重要标志之一，并且关系到整个工程的顺利进行。

二、压力容器焊接的概述

压力容器归于承压类的特种设备，如果在施工阶段中，专业技术和质量操控不过关，则会构成极大的安全隐患。在压力容器的焊接阶段中，焊接接头的质量对全部容器的质量都会有重要的影响。从某种含义上讲，一个压力容器的质量怎么，取决于很多方面，例如焊接材料的挑选，焊接技能、焊接设备的好坏以及焊接检验是不是合格等。压力容器的焊接技能，则是一个关键的阶段，需求有不断的完善和突破。影响压力容器焊接质量的缘由有很多，在进行焊接之前，应当检查一下焊接技术、工艺是不是合格，因为焊接技术、工艺的内容即是对焊接质量是否合格的可行性保障。一般说来压力容器的焊接技术、工艺所履行的鉴定标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》。

三、压力容器焊接自动化技术的应用现状

1、接管与筒体的自动焊接技术及工艺

以往传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨道现已无法完全的达到现阶段焊接设备的实践需要，而且也不合适应用到厚度较大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在这种情况下，就可以运用近几年开发的接管马鞍形埋弧焊接设备，该设备本身有着高度的自动化，所运用的操控方法极为快捷、敏捷，有着极强的适应能力。自动化马鞍形埋弧焊接设备其本身自动化的实现原理主要是使用接管所具有的内径来表示，选用四连杆夹紧的方法，来到达自动定心的意图；该设备的焊枪在运转轨道主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，经过焊接参数，可以使得焊接的数学模型在这一时期彻底自动化的生成；使用人机交互的界面，可以直接对焊接的各项参数进行操控，达到多道接连进行焊接的意图。而且其焊接的焊道可以在这一过程中自动排列；具有断点回忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；超薄大功率焊枪合适大厚度、窄空隙坡口，关于窄空隙坡口，选用一层两道的方法进行自动埋弧焊。

2、现阶段压力容器焊接自动化技术

（一）、焊接方案

对不一样原料和不一样厚度的压力容器进行焊接需求用到不一样的焊接方案，常用的方案主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊。气体保护焊电弧在维护气流的压缩下热量会集，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小，操作方便，有利于焊接阶段的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接施工率高、无弧光及烟尘很少等长处，使其变成压力容器、管段制作、箱型梁柱等重要钢构造制作中的主要焊接方案；堆焊技能很大程度上的发挥了对焊层的作用，是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技能；窄间隙焊接技能已变成现代工业施工中厚板构造焊接的首选技能，其巨大的技能和经济优势表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。

（二）、焊接自动化智能操控技术

焊接智能化操控在世界范围内不断完善，变成了现代焊接自动化的主要象征之一。已出现的一些现代高精度的自动操控体系，如最优操控体系、自适应操控体系等，在工业施工中得到了相应程度的运用。其间焊缝盯梢是焊接自动化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。

四、焊接自动化技术在压力容器制造中的发展

1、硬件方面

（一）、自动焊接设备

在近10年中，国内所研制的多头埋弧自动焊和多头MAG自动专用焊机已在压力容器的生产中得到了广泛的应用，特别值得一提的是国产形式水冷壁专用自动化焊机，大大减少了工人的劳动强度，提高了焊接质量。现代焊接机器人尤其是弧焊机器人作为典型的程序控制柔性焊接系统，具有效率高、质量稳定等长处，在压力容器焊接范畴得到高度重视。柔性焊接机器人由于其报价不断降低将在中国推广应用，变成焊接设备的微机自动化控制技能的一个发展方向。除此之外，一些工艺设备的改进，如液压封头筒体对装设备、万向焊接转台、小直径筒体纵缝环缝自动焊装置等，在很大程度上也提高了压力容器焊接自动化程度。

（二）、自动化焊接技术方案

埋弧自动焊是当前压力容器焊接的主要方法，运用于封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等，使焊接阶段的自动化和机械化变成实际。但当前国内埋弧自动焊的操控体系大多仍选用简略的模拟电路，整体功能有待进一步完善。堆焊技术主要用于厚壁压力容器的焊接，其带极埋弧堆焊因为母材熔深浅且较均匀，对工件表面质量要求低，变成国内外压力容器内壁堆焊的主要方案。近来研发出的高速带极堆焊法，与带极埋弧堆焊相比，堆焊层边界晶粒细小，杂质含量低，是一种经济性较好的堆焊方案。窄间隙焊接可以对厚壁压力容器可进行全方位焊接，易于完成焊接阶段的自动化。当前，该技术完成了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流和速度，而且具有高度和横向自动盯梢体系，完成焊缝的自动化焊接。

2、软件方面

（一）、焊接的智能化操控

这些年焊接智能化操控技术在压力容器工作中得到了很大的完善。焊缝盯梢是焊接智能化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。当前运用的焊缝盯梢体系主要包含触摸式和非触摸式两种类型。触摸靠形式盯梢体系经过横向盯梢、纵向盯梢和微调体系坚持导电嘴和焊缝之间间隔不变，完成环缝焊接自动化，但有时会因坡口及焊缝的加工装配不均匀而影响传感器的丈量精度。非触摸式盯梢体系与其它学科联系严密，当前国内外学者对此进行了不一样程度的研讨。非触摸式超声波盯梢传感用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检查的焊缝盯梢，能达到压力容器制作的需求，在低成本焊接自动化具有较好的运用空间。基于CCD视觉焊缝盯梢体系能够用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方案和设备中，但鉴于焊接阶段的运用环境恶劣，传感器要得到弧光、高温、烟尘等的搅扰，使传感器的精度、抗搅扰功能和灵敏度得到不一样程度影响。尽管迄今为止已研讨出多种自动盯梢方案，但大多数还处于试验期间。由于计算机信息技能的完善和新式传感方法的研讨，焊缝盯梢技能将会在压力容器职业得到广泛运用，进一步完善压力容器焊接阶段的自动化和智能化程度。

（二）、人工智能技能及专家体系

人工智能技能在焊接阶段中具有代表性的是模糊操控体系、神经网络操控体系和焊接专家体系。I11-SooKim等将人工神经网络引进GMA焊接方案来猜测焊接区宽度，拓宽了GMA焊接的运用范畴。当前，美国、日本等国家相继在技能拟定、缺点剖析、资料挑选和设备挑选等方面完善了一系列研讨开发。美国AdaptiveTechnologies公司开发的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和质量检查等功能，体系能依据来自传感器的光、温度、电弧等信息，自动调整焊接途径、线能量、送丝速度和摇摆参数等，并可优化多道焊参数。日本NKK公司开发的“焊接参数操控专家体系”可给出最优焊接参数，以确保恒定的熔深及焊接高度。中国在这范畴也相继开发了不一样类型的运用软件，其间清华大学开发的“通用型弧焊技能专家体系QHWES”因其较强的适应性和再开发才能而独具特色。

五、结束语

从实践出发对当前焊接自动化技术中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，焊接自动化技术在压力容器制造中的应用是运用科学的方法，促进技术工作的完善。

参考文献

[1]韩淑梅，姜玉秀.浅析当前焊接技术的发展[J].知识经济，2011

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一、低合金高强度钢

低合金高强度钢是钢铁产品中最富有特色和最具有竞争力的钢种。具有良好的可焊性、耐蚀性、耐磨性、成形性，通常以板、带、型、管等钢材形式直接供用户使用的结构钢称为低合金高强钢。它是在普通碳素结构钢基础上，通过合金化提高强度，并改善使用性能而发展起来的工程结构用钢。它的主要特点是含碳量低，晶粒细小，屈服强度高，塑性好，并具有优良的低温韧性、耐蚀性、耐磨性、冷加工性和焊接性。因此低合金高强度钢广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶、压力容器、海上采油平台、石油管线等各种工程结构中，取得了显著的经济效益和社会效益。

二、低合金高强钢焊接工艺

低合金高强钢焊接所面临的问题一是防止裂纹。二是在保证高强度要求的同时，提高焊缝金属及焊接热影响区的冲击韧性。焊接热影响区（特别是粗晶区）有产生冷裂纹和韧性下降的倾向，对焊后不进行热处理的焊件，必须严格控制焊接区的扩散氢含量以及选择合适的焊接方法和焊接工艺参数。特别是随着焊接线能量的提高，传统低合金高强钢的焊接热影响区性能恶化，易产生焊接冷裂纹问题，给大型钢结构的制造带来困难。

低合金高强钢常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、混合气体保护焊等。在确定焊接方法时，必须考虑母材的强度等级、使用性能、施工难易及经济性。从生产实际出发，所选择的焊接方法必须保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低。能获得较好的经济效益。比较容易实现焊接过程的半自动或自动化。通常，对于对强度等级较低的焊接件各种方法都可采用，对于批量大、焊缝尺寸长的焊接件，采用埋弧自动焊优于其他焊接方法。

低合金高强钢焊接时，选择和制定合理的焊接工艺及规范是十分重要的。应严格限制焊接线能量，控制焊接热影响区冷却时间不能过长，避免在过低的冷却速度下粗晶区出现上贝氏体。同时焊接时不宜采用大直径的焊条或焊丝，应尽量采用多层多道焊工艺，使焊缝金属有较好的韧性，并减小焊接变形。

钢结构具有结构性能良好、建设工期短、绿色、环保等优点，所以在工业与民用建筑中广泛应用。焊接对钢结构来说是一把双刃剑，它成就了钢结构建设的高速度，但是钢结构在焊接时产生的变形问题，也会极大地影响钢结构的施工质量。钢结构在焊接过程中出现变形是不可避免的，但可以通过合理的施工措施来予以控制。

三、预防和减少焊接变形的方法

① 放样和下料措施

为了补偿施焊后焊缝的线性收缩，梁、桁架等受弯构件放样时要起拱，放样下料时要留出收缩余量。收缩量与很多因素有关，实际生产时要依靠工艺试验来确定。放拼装台时要放出收缩量，一般受弯构件长度不大于 24m时放 5mm，长度大于 24m时放 8mm。

② 装配和焊接顺序

钢结构制作拼装的平台应具备标准的水平面，平台的钢度应保证构件在自重压力下，不失稳、不下沉，以保证构件的平直。小型结构可一次装配，用定位焊固定后，以合适的焊接顺序一次完成。如截面对称的构件，装配焊接顺序是先整体装配后焊接，焊接时应采用对角焊接法的顺序以平衡变形，同时应采用翻转架或转动胎具，以便形成船形位置焊缝，否则可由两个或四个焊工分别采用平焊和仰焊，由中间向两端焊接。大型钢结构如大型桁架，尽可能先用小件组焊，再总体装配和焊接。桁架和屋架端部的基座、屋架的天窗架支承板应预先拼焊成部件，以矫正后再拼装到屋架和桁架上。屋架和桁架的焊接顺序是：先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下弦连接板内侧焊缝，再焊接连板与腹杆焊缝，最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板。桁架一面全部焊完后翻转，进行另一面焊接，其焊接顺序相同。手工焊时，应采用四个焊工同时从上、下弦中间向两端对称焊接。拼装时，为防止构件在拼装过程中产生过大的应力和变形，应使不同型号零件的规格或形状符合规定的尺寸和样板要求，同时在拼装时不宜采用较大的外力强制组对，以防构件焊后产生过大的拘束应力而发生变形。构件组装时，为使焊接接头均匀受热以消除应力和减少变形，应做到对接间隙、坡口角度、搭接长度和T形贴角连接的尺寸正确，其形式、尺寸应符合设计和焊接规范要求。

③焊接工艺措施

焊接施工时，应选择合适的焊接电流、速度、方向、顺序，以减少变形。焊接金属构件时，应先焊短，后焊长；先焊立，后焊平；先焊对接缝，再焊搭接缝，应从中间到两边，从里到外焊接。集中的焊缝应采用跳焊法，长焊缝采用分段退步焊和对称焊接法。

④反变形法

拼装时，根据工艺试验和施工经验，使构件向焊接变形相反方向作适量的预变形，以控制焊接变形。这种方法需要预先进行试验，根据焊缝的设计要求，调整好焊接规范，选用材质和规格相同的钢板预先做一个试件进行焊接，使焊缝形式、焊角高度符合设计要求，焊完冷却到环境温度后测量翼板的变形量，把所测量的数值作为压制反变形的参数，压力机在翼板中心线上压出变形量的数值，使翼板的两端预先呈上翘状态，抵消焊接变形量，焊后正好持平。采用这种方法需要一台相应吨位的液压压力机。

⑤刚性固定法

焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹具固定构件，增加刚性后，再进行焊接，这样焊接中的加热和冷却的收缩变形，被固定夹具等外力所限制，但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢，不适应中碳钢和可焊性更差的钢材，因为焊接应力常使焊件产生裂纹。

参考文献：

[1]汪建华.焊接变形和残余应力预测理论与计算-发展及应用前景[C].上海：第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集，2000：13-19.

篇（5）

1、概述：

三峡二期工程左岸厂房坝段A标段共有10个机组进水口，每个进水口分别设置有1条引水压力钢管，机组采用单机单管供水方式。引水钢管设计直径12.4m，最大设计内水压力1.4MPa，是目前世界上管径最大的引水压力钢管，结构形式为钢衬钢筋砼联合受力，布置上顺水流分为坝内段、坝后背管段及下水平段，桩号自20+024.172至20+118.00，中心轴线安装高程EL113.584～EL57.000m，坝内段（上斜直段）材质为16MnR，板厚26mm，坝后背管由上弯段、斜直段、下弯段组成，上弯段、斜直段材质为16MnR，板厚28～34mm，下弯、下水平段材质为60kgf/mm2级高强度调质钢，板厚34～60mm。1＃～6＃坝段压力钢管在下水平段设置弹性垫层管，其单条钢管的轴线长120.122m，工程量1446t；7＃～10＃坝段压力钢管在下水平段设置套筒式伸缩节，其单条钢管的轴线长112.852m，工程量1278t；1#～10#坝段工程量总计13788t。

2、引水管道与相关建筑物的关系：

2.1与大坝砼施工的关系：

因各坝段基岩高程不等，左厂1#~6#坝段部分背管予留槽采用开挖形式，左厂7#~10#坝段背管予留槽采用砼浇筑而成。坝内埋管段随大坝砼上升同步形成，当相应的坝块浇筑至钢管安装高程并有7天以上龄期，两侧非钢管坝段上升至高程110m以上，方可进行该部分钢管安装。

2.2与付厂房的关系：

引水管道的下弯段和下水平段布置于付厂房下部，当钢管坝段管边予留槽形成，两侧非钢管坝段达到高程82m以后，进行下部水平段钢管的安装，并从下弯段逐节向上安装。

2.3与坝体纵缝灌浆的关系：

由于坝体纵向分缝，管道予留槽跨越1~2道纵缝，钢管的安装待相应的纵缝灌浆完成至钢管安装高程以上，再进行钢管的安装。

2.4与予留槽的关系：

在安装之前，土建施工准备工作必须全部完成，在钢管安装结束后，进行管道的砼回填浇筑。

3、压力钢管的制作：

3.1钢管制作材料

3.1.1母材

用于钢管制造的所有钢材应符合设计技术要求和施工图的规定，钢管母材16MnR和60kgf/mm2高强钢出厂前在钢厂内按《压力容器用钢板超声波探伤》（ZBJ74003-88）100%探伤，每批钢板应有出厂合格证，母材的化学成份及性能应满足以下要求：

（1）16MnR钢板化学成份（%）

≤0.02

0.20～0.60

1.20～1.60

≤0.035

≤0.035

（2）16MnR钢板机械性能

（3）60kgf/mm2高强钢化学成份（%）

（5）碳当量：

16MnR低于0.4%；60kgf/mm2高强钢低于0.42%。

（6）焊缝及热影响区硬度值：

16MnR低于300HV；60kgf/mm2高强钢低于350HV。

所有用于制造钢管的母材，到货后按《ZBJ74003-88》规定的Ⅲ级质量检验标准对钢板进行超声抽检，抽检数量为10%。

16MnR钢板为国产板。60kgf/mm2级高强度调质钢由日本进口，其中，1～6＃机采用日本NKK公司生产的610U2钢板；7～10＃机采用日本住友金属生产的610F钢板。

3.1.2焊接材料

16MnR钢板：手工焊采用大西洋产CHE507电焊条；埋弧自动焊采用H10MnSi焊丝；实芯焊丝脉冲电源全自动富氩保护焊采用CHW-50C6SM焊丝。

60kgf/mm2级高强钢：手工焊采用大西洋产CHE62CFLH电焊条；实芯焊丝脉冲电源全自动富氩保护焊采用ZO-60焊丝。

以上所采用的焊接材料均经过焊接工艺评定确定。

3.2钢管的制作工艺

3.2.1钢管排料、划线

根据设计图纸要求，先对钢板进行排料，绘制排料图，然后按排料图进行钢板划线，划线极限偏差应满足表⑴的要求：

排料时纵缝的布置与钢管横断面水平轴和垂直轴的夹角应大于10°，相应弧长应大于1100mm。

钢板划线后应分别标出钢管分段、分节、分块的编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔位置、坡口角度以及切割线等符号。16MnR钢可用钢印、油漆和冲眼标记。高强钢严禁用锯或凿子、钢印作标记，不得在卷板外侧表面打冲眼；在卷板内侧表面用于校核划线准确性和卷板后的外侧表面允许有轻微的冲眼标记。

3.2.2钢板切割、加工坡口

钢板采用自动、半自动氧-乙炔火焰切割或数控切割机割去多余部分。纵缝和直管段环缝坡口用12m刨边机加工；弯管段环缝坡口用数控切割机加工，坡口加工后的尺寸应附合图样及规范的要求。

3.2.3钢板卷制

篇（6）

作者简介：李美艳（1982-），女，山东龙口人，中国石油大学（华东）机电工程学院，讲师；韩彬（1973-），男，山东东营人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授。（山东 青岛 266580）

基金项目：本文系山东省教学改革重点项目（项目编号：2012018）、中国石油大学（华东）青年教师教学改革项目（项目编号：QN201318）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0151-01

一、焊接专业的发展

焊接是通过加热、加压或两者并用使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属也可用于非金属。石油石化行业中，管道连接、压力容器以及钻采装备的制造等都离不开焊接技术。并且，随着石油钻采向海洋以及深海领域的发展，对焊接质量要求更为苛刻，迫切需要开发更加先进的焊接技术和设备。

高校传统的焊接专业培养模式源于苏联，以培养工程技术专门人才为主，我国最早于1952年在哈尔滨工业大学建立焊接专业，随后天津大学、清华大学等也纷纷建立了焊接专业。为适应通才教育的需要，1998年全国近百所高校把焊接专业与铸造、锻压合并为材料成型及控制（以下简称“材控”）专业。自专业合并改革后，部分焊接课程内容的压缩和实践教学学时的缩短，对国内焊接技术人才的培养产生了极大的冲击。[1]以石油院校为例，材控专业的毕业生踏入工作岗位后，很难短时间内适应实际生产中的技术要求。因此，将专业基础教育与工程培训相结合，来提高学生的工程实训能力是现阶段高校培养焊接技术人员的主流方向。

我国石油院校材控专业主要是突出焊接工程领域相关知识和实践技能的培养，使本专业学生毕业后能在石油、石化以及航空、航天、船舶、汽车、机械等相关行业从事焊接工艺设计及评定、焊接质量检测、生产技术管理及科研等方面的工作。以中国石油大学（华东）为例，2013版材控专业本科培养方案中，更加强调焊接基础理论、焊接工艺、焊接材料、焊接结构以及焊接生产等专业知识，对学生的工程实践能力提出了更高要求。

二、石油院校焊接专业工程实践教学的必要性

焊接专业特别强调综合工程实践能力，尤其是作为一名焊接技术人员，不仅应具有一定的工程应用意识和扎实的基础理论，还应该掌握焊接冶金原理、焊接工艺、焊接设备、焊接应力与变形控制以及质量检测等方面的专业知识。并且应具有一定的焊接工程实践应用能力，能够在该领域从事设计制造、技术开发、生产及经营管理等工作，解决生产一线的实际问题。目前，各高校在本科教学中主要是以课堂讲授为主，由于每位教师讲授风格不一，这种单一的教学方式无法体现教师的主观创造性和学生的学习积极性。尤其是当前高校以“90后”学生为主体，课堂“猛灌式”教学显然无法满足学生对专业知识的求知探索欲望，以及实际生产对学生综合实践能力的要求，因此迫切需要加强工程实践教学进度。

对于国内多数高校的焊接方向（专业）或材控专业，虽然综合实训、认识实习、生产实习、课程设计和毕业设计（论文）等环节已经被设置在本科培养方案中，但在实施过程中仍存在诸多问题。首先，部分学校或教师对实践教学的主观认识不足，且重视程度不够。其次，开展校外实习实践难度较大，目前很多企业单位不愿意接收高校学生开展参观实习，高校联系实习单位和实习基地途径受限。最后，校外实习成本较高也是阻碍实践教学发展的一个很重要的因素。此外，工程技术背景是高校焊接方向（专业）实践教学环节顺利开展的保障，而目前部分高校尚缺乏这一条件，致使学生实践环节不足、实际应用能力差，与社会需求有较大的偏差，缺乏竞争力。[2]因此，高校在培养焊接专业人才的过程中，不但要注重基础理论知识、专业知识和基本技能的培养，还应加强工程实践教学环节，提升学生专业技能。

国际焊接工程师（International Welding Engineer，简称IWE）是ISO14731国际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，是焊接相关企业获得国际产品质量认证的要素之一，对焊接企业的产品认证、参与国际经济竞争起到重要作用，对焊接技术人员资格在世界范围内相互认可的趋势起到积极的推动作用。哈尔滨工业大学、南京工程学院、南昌航空航天大学等全国20多所高校先后在本科生教学中引入国际焊接工程师培训认证，[3]推动了工程实践能力的培养。实践证明，基于IWE培训认证的工程实践教学在拓宽学生就业渠道、提高就业竞争力方面，具有良好的效果。

三、工程实践教学与国际焊接工程师培训相结合的优势

石油石化行业装置和设备多属于高温、高压、强腐蚀介质范畴，尤其是压力容器，要求具有较高的焊接质量要求，这就对我国石油院校材控专业学生的焊接专业技能提出了更高的要求。

国际焊接工程师培训采用德国的培训模式，培训内容包括理论和实践两部分。理论部分主要包括焊接行业的现行国际标准（ISO）、德国标准（DIN）、欧洲标准（EN）、部分国家标准（GB）以及有关焊接材料、工艺、结构和生产四部分内容；实践部分主要关于气焊、气割、手工电弧焊、气体保护焊的实际操作。[4-6]将工程实践教学与在校本科生国际焊接工程师培训相结合具有以下优势：

第一，从具体的操作层面上去探讨材控专业教学模式的变革，构建“学历学位教育+职业资格认证”的人才培养模式，积极探索理论教育与就业前培训相结合、专业教育与工程教育相结合的教学改革模式，这是石油院校焊接人才培养中最基本、最直接和最核心的问题。

第二，通过实践教学与IWE培训教学体系相结合，培养专业知识扎实、工程实践能力强且能够适应企业需求的优秀大学生。同时，有助于促进材控专业学生的科技创新能力、创业能力的进一步提高。

第三，积极探索符合石油院校材控专业的IWE培训体系，结合本专业课程设置，调整和改进IWE课程培训内容及进度安排，使课堂与实践中的各个要素得到有机重组。

第四，以此为契机，促进“双师型”教师队伍建设，提高材控专业教师的工程训练和实践水平，建设一支专业知识扎实、工程实践经验丰富、工程能力强的高素质师资队伍。

第五，在原有焊接实验室建设的基础上，加强与工程训练中心的有机结合，切实有效的促进焊接专业实践教学的开展。

第六，通过IWE认证体系引入到石油院校材控专业在校学生的本科培养过程中，有助于拓展大学生的国际化视野，培育高素质应用型人才。

综上所述，材控专业学生在校期间参加国际焊接工程师培训，既能取得毕业证、学位证，毕业时又可取得IWE证书。不仅提高了自身专业能力和素质，而且拓宽了就业渠道，在二次就业中拥有了更多的机会。[3，7]但同时，国际焊接工程师培训作为与国际接轨的前沿职业培训，时刻面临着经济时代的挑战。作为高校教育教学改革的主体力量，学校和教师都应积极发挥主观能动性，以国际焊接工程师培训为契机，做好材控专业学生实践能力培养工作。

参考文献：

[1]初雅杰，王章忠，李晓泉，等.焊接技术与工程专业实践教学同国际焊接工程师培训的结合[J].中国冶金教育，2011，（6）：44-47.

[2]赵洪运.国际焊接工程师培训的思考与探讨[J].成人教育，2011，（9）：49-50.

[3]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.

[4]钱强.国际资质焊接人员培训规程及实施[J].焊接，2004，（9）：33-36.

篇（7）

1.适用领域

在压力管道工程施工尤其是复杂的石油化工装置、航空航天试验台（设备）、核电、各类泵房及压力容器、罐区等工艺管道安装工程中，预制与焊接是其中的关键工序，预制深度、焊接质量和焊接效率三大要素，直接关系到工程总体质量、施工进度和安全，对企业的施工技术水平、质量控制能力、经济效益和市场竞争力具有极大的影响。

从我公司近年所涉足的管道施工领域来看，石化装置、大型专用设备、储运罐区、航空航天等军工试验设备及工艺配管的安装工程不断增多，其主要特点是：管件在管道总量中所占比例大；尺寸、规格种类繁多；介质易燃易爆；工况高温高压；焊接质量要求苛刻；焊接的难度越来越大，对焊缝成型、内部质量乃至表面处理的要求也越来越高，依靠手工电弧焊难以满足上述要求，而提高预制深度并采用熔化极气体保护自动焊施工工艺，则是解决问题的有效途径。

2.适用范围

管道预制应用熔化极药芯焊丝CO2气体保护自动焊施工，不仅适用于焊接质量、外观要求较高的压力管道系统，也可应用于一般管式结构的焊接。

2.1 适用管径：DN50～DN600

2.2 适用壁厚：3～60mm

2.3 适用长度：500～12000mm

2.4 适用材质：碳钢、不锈钢、合金钢、低温钢、有色金属等

2.5 适用焊缝：各种管段焊缝，如管-管焊缝、管-管件焊缝、管-法兰焊缝、法兰-法兰焊缝、法兰-管件、管件-管件焊缝等

3.施工优点

3.1 以药芯焊丝、CO2气体保护焊自动焊工艺为核心，采用计算机辅助管理为手段，加大管道预制深度、保证焊接质量和效率为目标，全面优化了传统管道预制阶段的工艺流程，提升了管道预制阶段的技术管理、质量管理、探伤管理、进度管理和成品管理的可控性和效率，进而确保了整个管道安装工程的质量和工期控制效果并间接达到了经济、节能、安全的目的。

3.2熔化极药芯焊丝、CO2气体保护自动焊系统，其自动化程度高、操作简单、工艺一致性好，其设备构成和配置可根据工程特点、相关技术质量要求和投入成本方面进行灵活配置和功能扩展，既可用于工厂固定化预制，也可用于流动性野外现场预制施工。

3.3自动焊系统包括送丝系统、焊接臂机构（包括焊枪夹持、X、Y、Z三方向行走定位、

微调）、数控摆动器（内置多套摆动参数）、数显操作机转台（含三爪自动定心卡管器）、可调式管托架及操作控制盘、手控盒等，配以悬臂式起重机，适应各种规格、长度的管段、法兰、管件的快速夹持、调整和焊接过程中的实时调控，由于采用机械自动装置，消除了许多人为因素对焊接工艺的过程的干扰，实现了稳定、高速的焊接。

3.4 自动焊接系统采用管道转动、焊枪固定的方式，保证了焊接过程始终保持在最佳位

置，便于实时观察、调整、控制，工艺再现性好，探伤合格率达98%以上。

3.5 自动焊系统采用药芯焊丝CO2气体保护焊工艺，其焊接电流密度较高，焊丝熔敷效率高，焊后熔渣少，电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂能力强。

3.6药芯焊丝CO2气体保护自动焊操作简单，培训时间短，降低了对工人焊接技艺的要

求。

3.7根据国内生产供应的管配件质量现状，采用人工氩弧焊打底，由于其对管及管件坡口加工质量和组对要求不高，避免由于管材、管件的材料规格偏差、几何偏差、坡口加工偏差等引致的对口间隙不均、错边、局部厚度不匀等而造成的焊接缺陷，且只需打底一遍，焊缝背面质量及

成形更易控制。

3.8由于经过了各种材质、规格的大量焊接试验，各种焊接参数均已反复验证、优化

并保存，操作时只需根据相应规格进行选取，从焊接内部质量到外观成形，保证了稳定性和一致性。

3.9 所采用CO2焊机为IGBT数字控制，与传统弧焊机相比，可节约用电平均达30%左右，与交流弧焊机相比，可节约用电60%以上，同时由于提高工效数倍，在工作量相同、焊机容量一致、焊接参数相当条件下，节约电能，符合国家目前倡导的节能工程要求。

3.10 由于CO2气体保护焊易受风的影响而产生气孔，当风速≥2米/秒时，焊接操作时必须采取防风遮挡措施。

3.11药芯焊丝在多雨,潮湿季节易受潮,因而其存储方面的要求高于传统焊材。

4.工艺原理

4.1 药芯焊丝、CO2气体保护自动焊工艺原理

4.1.1药芯焊丝、CO2气体保护焊属于气渣联合保护形式，为焊接过程提供了更强的保护效果，焊缝成形好，综合机械性能高。

4.1.2 药芯焊丝的熔渣有明显的冶金改善效果, 可以去除杂质, 净化焊缝, 因此保证

焊缝金属的力学性能, 尤其是韧性和塑性提高。

4.1.3 为保证焊接质量并消除管件制造品质问题带来的影响，采用人工氩弧焊打底，药芯焊丝CO2气体保护自动焊多层盖面；管段旋转，焊枪固定的焊接方式。

4.1.4 药芯焊丝、CO2气体保护自动焊是通过自动焊设备系统，如焊接变位机、回转台滚轮架等夹持、固定设备带动可预制的管段旋转，焊枪通过焊接臂机构由手动控制盒控制其X、Y、Z轴移动，并通过微调机构精确定位于施焊部位（通常为焊口上方）进行焊接。

4.1.5 自动焊枪内含送丝管，通过固定的送丝机送丝，并由水箱、送、回水管路对焊枪进行冷却以提高载荷率，保证连续焊接。

4.1.6通过自动焊设备系统进行各种焊接参数的实现与控制。

4.2自动焊设备系统

药芯焊丝、CO2气体保护自动焊工艺是通过自动焊设备系统实现的。本系统构成主要包括氩弧焊接电源、数字控制逆变气保焊电源、气瓶、冷却水箱、送丝机、自动焊臂三维动作系统、焊枪夹持与摆动系统、变位机（回转台）与可调式管托架、电气控制与操作控制系统、电动坡口机、便携式氩弧焊转台、悬臂吊等，设备构成可根据施工需要调配。通过自动焊设备系统，使待焊管段稳定夹持，并可按预定的焊接参数的进行转速、摆动的精确控制，并保证焊接过程的稳定性和实时可控性。

操作原理：焊件装夹于夹持转台，其内置变频器，由手控盒控制，可无级调速；夹持机构为自动定心三爪卡盘，可快速装夹焊件；对于长管段，使用可调式管托架，可根据管径调整高度，保持水平并保证焊接过程中的稳定性；焊枪通过手动控制系统在X、Y、Z轴向移动，并通过微调固定在接近焊缝正上方的最佳位置，调出预先设定的摆动参数并按焊接工艺指导书调整合适的电流、电压、转速、送丝速度、CO2保护气流量，启动自动焊系统进行焊接；层间清理，直到盖面完成。操作示意图见图4-1。

5.工艺流程

5.1 管道预制过程采用流水作业方式，其过程是将图纸转化、任务单下达、下料切割、

坡口加工、组对、氩弧焊打底以及自动焊盖面分为一个个相对独立的工段，每个工段由专人进行施工，最终形成成品管段。

5.2 工序流程见图5-1：

5.2.1 碳钢及合金钢管道：图纸转化单线立体图生成任务单下达管段组成件除锈刷漆下料切割坡口加工组对焊接打底焊接盖面检测成品分区堆放

5.2.2 不锈钢管道：图纸转化单线立体图生成任务单下达下料切割坡口加工组对焊接打底焊接盖面检测成品分区堆放

5.3 上述过程中，单线立体图采用SOLIDWORKS（添加数据库）等专业三维软件绘制，图面上会自动标识有：管段号、焊缝号、管子下料尺寸、材料清单等，为管道现场安装、管理需要所用管道预制文件资料通过软件同步形成。

6.操作要点

6.1图纸转化，即由原设计图绘制单线立体图，要求单线图立体感要强、直观、走向

清楚、尺寸准确、用料（件）明晰，标注相应材料名称、材质、规格、尺寸、焊缝编号、探伤比例等工艺要求，便于施工人员识图。施工时，技术人员每天把当天所施焊的焊工的代号及时、准确地移植到管段单线图上，做到管线号、焊缝编号、焊工号、底片号统一。此步骤为提高管道的预制深度，进而提高总体工程施工效率的关键。

6.2 按管路系统单线图下料切割，用电动坡口机加工所需坡口，按传统方法组对，

（1）切割

不锈钢高压管道的切割采用机械方法切割，不允许用等离子切割、气割等方法。

（2）坡口加工

采用自动坡口加工机按焊接工艺评定及焊接工艺指导书的坡口形式、尺寸进行机械加工。

（3）采用药芯焊丝CO2气体保护自动焊工艺时，由于其熔深较大，通常可采用比传统焊接方法更小的坡口角度。

（4）组对

1）组对焊壁厚相同的管子、管件时，其内壁要做到平齐，内壁错边量应符合规范规定：壁厚的10%，且不大于0.5mm。

2）焊接接头组对前，应清理其内外表面，在坡口两侧20mm范围内不得有裂纹、夹层、油漆、毛刺、氧化皮及其它对焊接过程有害的物质，

3）施工过程中，不得用强力方法组对焊接接头。

6.3 用便携式氩弧焊转台进行人工氩弧焊打底，通过氩弧焊转台将管子夹紧，并按照一定的速度转动，方便焊工施焊，节省体力，提高打底效率。

6.4对奥氏体不锈钢，氩弧焊打底时，管内充氩气保护。

6.5 打底进行外观检查，合格后在变位机上进行焊件夹持（必要时使用悬臂吊辅助装

卡），调整、固定。

6.6 根据管段材质、规格，选择合适的焊接工艺参数。

6.7 层间清理、检查。

6.8 盖面结束。

6.9 从变位机上卸下并放置于工位架上。

6.10进行传统的下道工序。

6.11无损检测人员根据管段单线图上的焊口编号、按图找到要检测的焊口位置，及

时进行跟踪检查，避免漏探。

6.12 有关人员可随时利用管段图对照实物进行检查，发现问题立即在管段图上进行

标识并责成有关责任人员进行整改，并即时反映到设计图纸上。

6.13 对于自动焊的操作，焊工在开始操作时可能出现以下缺陷：在收弧处存在气孔、

未熔合或条状夹渣等，因此焊接时应注意以下几点：

（1）直流焊接时采用反极性。

（2）注意CO2气体纯度。

（3）CO2气体流量计的加热器必须通电，杜绝气体因气化而吸湿。

（4）及时对磨损的导电嘴时行更换，因为导电嘴磨损将导致起弧后稳定燃烧的时间加

长。

（5）及时清理套筒内的飞溅，定期清理送丝管。

6.14 焊接环境

（1） 焊接环境温度低于-5℃对于不锈钢管道的焊接必须采取提高焊接环境温度的措

施；

（2）雨雪天气，相对湿度大于90%或手工焊风速大于8m/s、氩弧焊风速大于2m/s，必须采取防护措施，否则严禁施焊。

（3）焊缝外观检验

1）焊缝外观应成型良好，无裂纹、未熔合、气孔、夹渣、咬边存在。

2）焊缝表面不低于管道表面，焊缝余高符合规范要求。

（4）焊缝无损检测

1）工程施工执行《石油化工剧毒、易爆、可燃介质管道工程施工及验收规范》 （SH3501-2002）标准，对焊缝进行100%射线探伤，Ⅱ级合格（JB4730）

2）对不合格焊缝的返修返修前应进行质量分析当同一部位的返修次数不得超过两次。

3）需要返修的焊缝应准确找出缺陷位置，返修焊缝焊接时按原焊接工艺进行，并对补焊处用原规定的方法进行检验。

7.推广运用

我公司已将该技术先后运用于沈阳重型机器有限责任公司广深港过江隧道盾构机低压管路安装工程、北京动力机械研究所燃料动力站设备及管道安装工程、中国航天空气动力技术研究院空气压缩机站及气源系统集成。

篇（8）

 

一、ASME　U　U2质量保证体系的建立与运行

一重公司在第一次筹备ASME U U2取证之初，已具备压力容器制造技术条件和制造能力，为扩大压力容器市场范围，把目光投向国际市场。那时，一重公司虽已取得国家质检总局颁发的《中华人民共和国特种设备制造许可证》。如果一重公司再并入一个压力容器制造保证体系，会给质量保证工作乃至整个压力容器质量保证体系带来多大的影响，还不能充分明确。作为ASME U U2取证主要负责人之一的我，也感到ASME U U2取证工作压力还是很大的。通过与取证工作小组共同努力学习CODE及向AIA的AIS咨询，逐渐理解ASME U U2相关要求并与我公司的《中华人民共和国特种设备制造许可证》建立的质量管理体系要求相结合，在一重公司主管领导的大力支持下，在全体取证人员共同努力下取得了ASME U U2证书和U U2钢印。。

取得了ASME U U2证书和UU2钢印后，需明确指出的是，在没有接到国外订货时的ASME U U2证书和U U2钢印是一个没有经过制造实践的质量保证体系，还不能说明该体系完全适用一重公司生产制造活动。因此，在接收到国外订单后，一重公司所有参与按ASME U U2证书和U U2钢印制造的人员才有了对ASME U U2证书和U U2钢印更加深刻的认识。

二、出口压力容器产品制造过程中的质量保证存在的问题

一重公司在接收到第一份为印度制造压力容器订货合同时，外方就明确要求该合同必须按ASMEU U2证书和U U2钢印进行产品的制造活动。核电石化事业部的质量保证部就该项目管理工作中的质量保证根据合同条款的要求开展准备工作。一重公司的ASME U U2证书和U U2钢印建立的质量保证体系开始真正的运行。

1、培训工作的问题

根据CODE及ASME UU2证书和U U2钢印的质量控制手册描述，项目管理的培训工作，并没有具体要求，但考虑到一重公司是首次承制国外压力容器的制造工作，且与给用户制造国内压力容器有诸多不一致的要求，对从事压力容器制造工作的相关人员开展了ASME U U2证书和U U2钢印质量控制手册和程序文件的培训工作。为保证受培训人员的对手册和程序文件的理解程度，重新修订并下了手册和程序文件结相关单位。

但在培训中发现，按CODE及ASMEU U2证书和U U2钢印的质量控制手册描述要求，标准、技术文件、检验试验文件等要求的是以英文为准，多数从事压力容器制造活动的人员还不能完全适应这一要求。

2、授权检验机构监制问题

按国内标准要求制造并在国内使用的压力容器产品，不仅符合国内相关法律、法规的要求，建立建全压力容器质量管理体系，而且还要取得国家质检总局颁发的《中华人民共和国特种设备制造许可证》，并且由国家指定的政府部门进行压力容器的监制工作；同时，买方、业主或授权监理公司负责合同产品的监制、监检工作，以保证压力容器产品制造质量。而对于承制国外用户的压力容器产品，在满足中华人民共和国《锅炉压力容器制造监督管理办法》规定的要求的同时，按CODE及ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册描述要求，接受用户授权ASME的AIA如：HSB、BV等公司派出的AI负责产品制造期间的监制和监检工作。

这样，一重公司就面临着与国际著名授权检验机构合作问题。一方面，在压力容器制造活动中，需按ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册描述要求开展制造活动，同时也要接受国家法规要求的属地监管部门的管理，这就意味着有些相同的工作需按不同的要求进行。另一方面，在压力容器制造过程中工序检验还严格执行COL，COL是一个近似于核电产品制造过程中的产品见证质量计划，不仅如此，一重公司在多年的压力容器制造经验和管理方法上已有成形的管理模式。因此，在生产制造过程中出现很多与临时改变生产过程而导致工艺流程发生变化，进而在执行COL时改变见证点见证和签字等问题。。不但如此，由于见证时机的变化，给QA与AI的工作联系造成麻烦。AIA的AI的工作时间与我们现在的工作方式不完全相同，加之还有市技术监督局参与其中，起初的工作协调十分困难。另外，按ISO9001的质量管理体系要求，容器产品的质量保证体系还必须与ISO9001的质量管理体系相符合。在容器制造的初始阶段，十分艰难。

综上所述，在出口压力容器产品过程中，按ASME U U2建立的质量保证体系进行制造活动，有的问题显现出来，还有的问题可能会预想不到，本篇主要探讨解决上述提出的问题。。

三、ASME U U2质量保证体系的改进与提高

任何一个事物的存在都有其必然性，一重公司的ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系也是这样。它有顺应一重公司发展要求的必然性，同时也有改进和提高的环境而导致一重公司的ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系运行机制的有效性。

1、对于培训问题，按CODE和ASME U U2证书和UU2钢印的质量控制手册的内容并没有对培训进行强制实施，但结合一重公司的实际，一种文化的执行如果没有必要的宣贯是不行的。因此对于有针对性的项目开展培训工作是有的放矢。对于语言环境，一重公司的设计、工艺和检验试验部门特别是近几年新招的毕业学生，英语水平有很大变化，但这并不能就此说明一重公司可以在英语的环境下从事制造活动。通过与设计、焊接工艺、加工工艺和项目管理等长足进展业之间的联系沟通，在从事印度项目压力容器产品制造过程中，首先利用ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册和程序文件的现有资源，保证在生产制造的各个环节中的设计、工艺和检验试验等文件必须是中英文对照，以便于在生产过程的各个环节的工作能够按文件的要求开展工作。同时也能够符合在AI监检过程中按ASME U U2证书和UU2钢印的质量控制手册语言文字描述的要求。 在这方面，设计、工艺和其它技术部门的工程技术人员需付出大量的劳动，以保证产品的制造顺利开展。其次，对于产品竣工产品文件的提交，QA、QC在编制、整理中，保证其出厂文件的完整性和不同语言描述的一致性。通过培训工作的开展，不但保证出口产品的制造工作，同时也将工作遇到的问题显露出来，保证体系的有效运行。

2、对于AI的监制，在生产制造过程中，AI是按COL执行产品制造的过程控制，是完全按ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册所要求的质量保证体系运行的。对于一重公司常见的产品制造工序变化，若按已制定的工艺流程和COL执行，显然无法与之相适应，这就要求我们在项目管理过程中，加强技术部门与生产车间的配合，加强QA在制造过程中的质量保证，按项目总体进度要求，结合实际的做好生产准备工作。技术部门工艺流程要和检验部门的COL与生产过程相一致。保证压力容器产品的制造符合工艺过程。让AI确信一重的生产制造过程与工艺要求一致。在这种情况下，工艺部门和检验部门需密切配合才能满足生产需求。通过出口压力容器产品制造过程的质量保证体系运行，证明一个再完善的理论必须拿到实践中验证，才能充分体系其应有的价值。ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系历经几次换证，终于与生产结合起来，为今后制造更多的出口压力容器产品积累了宝贵经验。出口压力容器产品的制造，也验证质量管理体系持续改进的要求，与ISO9001管理要求相吻合。

四、结语

虽然在出口印度压力容器方面取得了ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系运行的实际经验，还会有在出口压力容器制造过程中没有出现的问题，任何一个质量保证体系，都有其发展和完善的过程，从各国认可的ASME规范到我国压力容器制造标准，也都是在发展的。质量保证工作也应是这样，不能把目光放在眼前，本文虽只探讨了出口印度的压力容器制造问题的一部分，但质量保证是由部分问题甚至个别问题的出现也要将质量保证的整个体系加以补充，以求达到持续改进，保证企业的可持续发展。

篇（9）

～年的春天如期而至，高彦望着正在吐绿的枝头，33年的工作经历又一次清晰的呈现出来。从一个对电焊一无所知的少年，一步步成长为焊工技师和集团公司的技术能手，他的每一步足迹都留下了辛勤耕耘的汗水。回首往事，高彦心绪平静。

锲而不舍，苦练焊工本领

1970年6月份，16岁的高彦参加工作，分配到大庆炼油厂一营，从此，与电焊结下了一段深深的情缘。1973年，他所在的单位承接了动力站3台锅炉的安装任务，其中的水冷壁管焊接都是成排、间距极小的固定口，必须达到单面焊、双面成型质量标准，而且焊口还要进行拍片检测和100%的通球检验。当时工人的文化素质普遍不高，技术要求远不及现在严格，大部分焊口也不拍片检验，人们仅以焊口是否渗漏、成型是否美观来衡量焊工水平的高低，因此，这样的焊接要求，无疑是向每一名焊工提出了挑战。为了能够尽快提高焊接水平通过考试，～地完成焊接任务，高彦和几名青工利用一台闲置的坡口机，上午加工管件坡口，下午将管件抬到工地，在生产任务紧张，又缺少电焊机情况下，他们就见缝插针，在师傅们休息时间进行练兵。练到一定程度后，他就用气焊割开焊道，不断对钝边的厚雹间隙的大小进行调整，终于摸索出了最佳焊接参数，顺利地通过了考试，使他有机会第一次接触到了射线口。实际操作中，他的焊口全部通过通球检验，射线抽查检测，一次合格率达到了100%。这次施工，使高彦真正认识到了焊接在工业化生产中的重大作用和它的独特性，也令他对电焊产生了浓厚的兴趣。

1975年，高彦参加了化肥厂尿素装置的建设。这套装置的设备为荷兰进口，所有焊工必须通过英国焊接专家的考试，才能上岗操作。由于是第一次与外国专家合作，工程指挥部非常重视，组织了大规模的练兵活动。经过了一段时间的练习，虽然所有焊口的内外成型都十分美观，但是经超声波检测，焊逢局部经常出现气孔。领导们看到这种情况经常摇头，眼神中逐渐留露出无奈和不信任。这种眼神深深地刺痛了高彦，他想：不管你是中国人，还是外国人，只要你是用手工焊的，你能焊好，我就不信我焊不好。

这时，承担化肥厂合成氨装置建设的四化建焊工已经来到现场，正在接受外国专家的考试。得知这一消息后，高彦马上带上一块护目镜，赶到了考试现常经过过细心的观察，发现人家的焊法与自己的有着较大的不同，回来后就模仿练习，收到了非常好的效果。从那以后，高彦经常往返卧龙两地，学习高手的焊接方法。刻苦扎实的练兵，使他掌握了许多焊接要领，技术上有了长足的进步。作为首批迎考焊工，他顺利地通过了外国焊接专家的考试。初尝成功，高彦深深地体会到：要想成为一名优秀的电焊工，就要打破常规，要不断地学习、消化和吸收先进的经验，敢于在失败中总结教训，要有锲而不舍的精神，才能不断的提高技术水平。现场施工中，由于他在工作上严细认真，经外国专家抽检的238道焊口，探伤一次合格率达到100%，并被破例允许，成为工地上未经试件考试，就可参加不锈钢管线焊接的第一人。在这里，高彦认识了英国的焊接专家赖德。这位技艺高超，对工作高度负责的英国人，对他影响非常大。当时，许多人都知道赖德有一个随身携带小笔记本，上面记录了每个焊工的名字。他在高彦名字的后面，郑重地画上了五个“五角星”。他解释说，五星相当于五星上将，在美国只有最好的焊工才能获此殊荣。

荣誉只代表一个人过去的成绩，焊接专家的评价没有成为高彦炫耀的资本，而是转化成了不断努力、继续登攀动力。从那以后，他每焊一道焊口都要比别人多付出2—3倍的汗水，所有经过抽检的焊口，合格率全部达到了100%。同时，高彦还在工余时间，自学了《焊工工艺学》、《钢制压力容器焊接工艺》、《日本焊工培训教材》等理论书籍，先后四次考取了大庆市压力容器、压力管道焊工指导教师证书。

满腔热情，带出过硬群体

1990年末，高彦调入了铆焊车间，主要的工作任务是负责焊工培训，提高车间整体的焊接水平，并配合厂里争取国家三类压力容器制造许可证。当时的铆焊车间，27名焊工中仅有17人持有压力容器焊接操作证，操作项目75项，一些特殊材质和先进的焊接技方法操作证上也是空白，尤其是氩弧焊封底和不锈钢焊接也只有几个人可以操作，但也不够熟练；多数焊工对自己的焊口质量没有把握，返修率较高。面对现状，高彦想：作为一名焊工指导教师，是企业培养了我，我所掌握的技术，不仅属于我个人，更属于企业，我要回报企业的就是释放全部的能量，带出一批更加出色的焊工，让更多的人成为技术上的尖子、行业上的状元。

他在生产相对空闲的时间举办了焊工技术～，毫不保留地把自己掌握的技术和经验传授给了每个人。两个多月的练兵过后，所有焊工的试件经过射线检测，95%达到了2级口以上；全年拍片1万余张，合格率由1990年以前不足90%，提高到了96.5%；半年当中，有三批焊工取得了96项操作项目，车间可操作项目增加到了171项；持证焊工增加到了24人。1992年，原机修厂成功地获得三类压力容器制造许可证，高彦受到了领导的嘉奖。1991年—XX年的12年中，铆焊车间合计拍片133740张，合格率达到97%，节省拍片费用近百万元。数百名焊工经过锻炼，逐步成长为企业发展中的骨干力量。有12人、14次获得总厂技术运动会电焊的前三名；他的徒弟中，1人获得大庆技术比赛电焊第一名、省第四届技术运动会电焊第五名，并荣获省机械行业技术能手称号，晋升为焊工技师；1人被集团公司送到西安交大焊接系学习深造。

成功来自于辛勤汗水的浇灌。铆焊车间的焊接水平实现了一个崭新的跨越，在高彦的组织下，他们不仅成功地完成了乙烯裂解炉16台第一急冷锅炉制造、化肥厂121c换热器修复等多项重要的焊接任务，创造了经济效益，更为企业赢得了信誉，树立了良好的整体形象

。

1994年，原机修厂获得了吉林热电厂两台热网加热器的修复信息。经过激烈的竞争，铆焊车间承接到一台的修复任务，另一台被业主委给了抚顺的一家企业。这次修复的难度主要是异种钢焊接，所有管口都需用全自动钨极氩弧焊完成。但他们只有一台自动焊接和两台手工焊机，难以如期完成任务。高彦认真研究全自动焊机的工作原理，把自动焊机上的参数全部设置到手工焊机上，利用手工氩弧焊机模仿自动焊一脉一送丝工作过程，反复试验，效果极佳，焊接质量不仅全部合格，而且焊道成型和与自动焊接同样美观。这样3台焊机同时施焊，大大提高了焊接速度。看到这样的质量，业主立即将已经委出的另一台换热器运了回来，交给他们来修复。当全部焊接告捷后，吉林热电厂为他们摆宴庆功，该厂的总工程师直率地说，以前都是施工单位请我们喝酒，今天是我们请施工单位，这在我们厂还是第一次，大庆人的质量我们无可挑剔。

永不满足，创新焊接技术

作为一名焊工技师，创新和推广新的焊接方法，提高产品质量和工作效率，降低劳动强度，减轻手工焊有毒烟尘对焊工的伤害，成了高彦长期为之奋斗目标。

1996年，车间承接了17台不锈钢料仓的制造任务，这批料仓直径为2—4.5米，壁厚6－8毫米，手工施焊焊需要三遍，焊工要在有限的作业空间内进行长时间清根打磨。高彦经过认真细心的试验，摸索出了一套最佳焊接参数，不但可以用熔化极焊接，而且对现有的埋弧焊设备稍加改造，完全采用全自动熔化极气体保护焊接，在背面加一衬垫，只需焊接一遍，就能做到单面焊接双面成型的效果，而且成型美观。焊口经过检测，各种机械性能全部合格，100％达到了二级口以上。同时更主要是焊工可以不进入容器内焊接，大大减轻了劳动强度和对人体的伤害，提高焊接效率8倍多。这种方法的成功应用，不但填补了机修厂的焊接史一项空白，而且在国内也是首次应用。之后他又将其撰写成论文，发表在《焊接》杂志上。

篇（10）

关键词： 焊接技能；国家标准；考评员

Key words： welding skills；national standards；assessor

中图分类号：C975 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）16-0206-02

0 引言

焊工是操作焊接和气割设备，进行金属工件的焊接或切割成型的人员，为促进安全生产，保证产品质量，规范特种作业管理，国家规定持证上岗制度，该制度有效降低事故率，提高作业人员的理论水平和实践操作技能[1]。

持证上岗对考评工作提出迫切要求，严格考核是焊接考评员的职责和义务，在今后考评工作中必须做好以下几个方面工作。

1 深化对焊接技术的认识

焊接技术是提高结构质量、保证结构安全和延长结构使用寿命先进的关键技术，目前已经渗透到各个工程领域。要真正发挥焊接优势，保证焊接质量焊工素质是关键，必须加强指导和考评，促进焊接技能提升。

2 学习和执行焊工国家职业标准，掌握焊工考试与管理规则等有关规定

焊工国家职业标准共设初级、中级、高级、技师、高级技师五个等级。焊工申报人员必须具有初中及以上文化程度，具有一定的学习理解和表达能力及身体素质，需懂得安全用电和焊接劳动保护知识，明确焊接环境保护及安全操作规程，特殊条件与材料的安全操作规程等；具备简单装配图、焊接装配图的识读和焊缝符号与焊接方法代号表示的能力；掌握金属晶体结构、合金的组织结构及铁碳合金的基本知识，Fe-C相图的构造及应用，钢的热处理基本知识；知道常用金属材料及物化和力学性能，碳素结构钢、合金钢、铸铁、有色金属的分类、牌号、成份、性能和用途；清楚电磁的基本知识，变压器的结构和工作原理，能够完成钳工和板金工简单工作。

申报初级焊工需在本职业连续见习工作2年以上，或经焊工初级正规培训达规定标准学时数并取得毕（结）业证书。取得焊工职业资格证书后，连续从事焊工工作一定年限，经焊工相应级别正规培训达规定的标准学时数，并取得毕（结）业证书，或取得职业资格证书后，连续从事焊工工作达到规定年限可申报更高级别考评，取得经劳动保障行政部门审核认定的中、高等以上职业学校焊工毕业证书及满足规定工作年限可申报相应级别焊工。

3 坚持焊工考核标准 不断提高技能操作考评能力和水平

初级焊接技术以手工电弧焊操作为主，考核焊前劳动保护、材料、工件、设备准备工作以及焊后检查和返修工作；中级增加焊接质量控制、常见材料焊接以及焊接缺陷分析和焊接检验；高级通过特殊材料焊接，将中级焊接质量控制考核升级为焊接接头试验、增加考核典型容器和结构的焊接。技师主要侧重焊接工艺规程制定、新型材料的焊接、特种焊接方法、焊接机构静载强度计算和结构可靠性分析、焊接结构生产、焊接生产和质量管理、焊接生产管理、技术文件编写；高级技师侧重焊接自动控制、施工组织设计、科学试验及研究。按照国家职业标准要求，在对技师、高级技师进行职业技能鉴定时，还需要进行综合评审，考生总结考评员工作和研究成果撰写论文或技术总结并答辩。评审标准：选题科学、先进，具有推广和应用价值；整体结构合理，层次清楚，有逻辑性；文字表述准确、通顺得20分。选题不具有科学先进性，没有推广和应用价值酌情扣5-8分，整体结构逻辑性差，层次不清酌情扣3-6分，文字表述不规范，语句不通顺酌情扣2-6分[3]。内容具有科学性、先进性和推广应用价值，内容充实，论点正确，论据充分有效得40分。创新或不具有科学性和领先水平酌情扣10-15分，不具备推广应用价值低酌情扣5-10分。内容不充实，论据不充分酌情扣5-15分。答辩时思路清晰，表达准确，语言流畅得40分，思路不清晰酌情扣5-15分，表达不准确酌情扣5-15分，语言不流畅酌情扣5-10分。

本文以20#钢管V形坡口对接水平固定手工电焊弧为例结合考评标准按照焊接工艺要求确定如下高级工评定标准。劳保着装及工具准备齐全，参数设置、设备调试正确符合要求得5分，焊接操作，试件固定的空间位置要求水平得10。着装不合格，参数设置及工具每缺一项或不符合标准各扣1分；试件固定的空间位置不合乎要求无分。

焊缝表面无焊瘤、气孔、烧穿、夹渣缺陷、未焊透得15分，有上述任何一项缺陷不得分；焊缝咬边要求深度不大于0.5mm，两侧咬边总长度不超过焊缝有效长度的10%，合格得10分，咬边深度不超过0.5mm，累计长度每5mm扣1分，超过5mm不得分，咬边深度大于0.5mm不得分；背面凹坑深度在20%以内且最大2mm，背面凹坑总长度不超过焊缝有效长度的10%，深度不大于1.2mm得5分，长度每超过10mm扣1分，超过50mm不得分，深度超过1.2mm时不得分；焊缝余高0-4mm得8分，每超标一处扣2分，最多扣8分；宽度差不超过2mm得7分，超标一处扣2分，扣完7分为止；错边不超过10%得5分，大于0.6mm无分。焊缝内部X射线探伤后达到Ⅰ级片得30分，Ⅱ级片得15分，Ⅲ级片不得分。操作全部符合要求，设备工具复位，试件摆放整齐、场地清理干净得5分，一处不符合要求扣1分；操作时间超过40分钟后每超一分钟扣2分。如果焊缝出现裂纹、未熔合，或焊接操作时任意更改焊件位置，或焊缝原始表面破坏，以及操作时间超过60分钟实操成绩按零分计算。

4 遵守考评员职业道德情操

进行职业技能考核前，考评员应该熟知考核等级、项目、内容、要求及评定标准；做好考核场地、设备、工、卡、量具的检查及其考核所用材料的检验；在考评过程中，独立完成考评员负责的任务，不与评分人员相互暗示或沟通；非特殊情况不参与监场，不与考生见面；严格按照评分标准及要求逐项测评打分，认真填写测评记录并签名；鉴定对象有违纪行为，视情节轻重分别给予劝告、警告、终止考核、宣布成绩无效等处理，并将处理结果填写在考场记录上；操作技能考核的检测、评分工作完成后，写出考评报告，并向有关部门提出鉴定意见；协助考务人员做好考务工作；不断努力学习职业技能鉴定知识和技术，提高鉴定水平。研究职业技能鉴定工作中出现的新情况，及时发现问题，向鉴定中心提出改进工作的建议。

5 考评员需执行的工作计划

①严格按照要求进行考评准备。积极参加考评前集中培训，熟悉鉴定考评申报条件、计划，掌握鉴定考评的等级标准和鉴定的项目、内容、方法及评分要求等，做好资格审查等。②提高实际操作水平。技能操作考评最重要的环节，要求考生做到必须首先要求考评员做的更好，必须坚持不断学习和提高考评员技能水平，才能胜任考评工作。③公平公正现场考评。根据考评现场条件，根据考评制度和规程灵活处理现场发生实际问题，确保做到考评过程中严格执行考评标准和技术规范，确保考评质量。④学习、遵守职业道德及职业技能鉴定法律法规。在考评工作中认真履行考评人员的基本职责，严格遵守考评人员守则，做到爱岗、敬业，一心一意地为焊接行业发展服务，为考评对象服务，公平、公正的对待每一次考评工作和每一个参加考评人员，严格遵守职业技能鉴定法律法规，廉洁自律，杜绝，做好职业技能鉴定考评工作。

参考文献：

篇（11）

关键词： TIG；焊缝；保护剂；低碳钢

Key words： TIG；weld joint；weld shielding fluxes；low-carbon steel

中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）24-0019-02

0 引言

随着A-TIG焊接技术的快速发展和应用[1-4]，焊接过程中的背面保护问题日益突出。目前采用的保护方法主要有：背面充氩保护、自保护药芯焊丝保护、陶瓷衬垫保护、混合气体保护等[5-8]，以上方法都存在一定的局限性。近年来，一种新型的保护方法引起了人们的关注，采用焊缝背面保护剂来防止焊缝背面氧化[9，10]，国外已经有类似的保护剂出售，但国内还少见研究报道[11，12]。本文利用自行研制的低碳钢焊缝面保护剂进行了焊接性试验。

1 保护剂的制备

保护剂的成分为TiO230%～40%、MgO

2 焊接试验及结果

低碳钢试样尺寸为200mm×80mm×3mm，焊前对试件两侧用砂纸仔细清理后，采用自制的粘结剂与保护剂按质量比1：5的比例混合，搅拌均匀后加入丙酮调制成糊状刷涂于焊缝背面，厚度约为3-4mm，待丙酮挥发后即可焊接。使用苏州华焊生产的DIGITAL305自动TIG焊机进行焊接，焊接规范如表1。

2.1 外观形貌 焊接结果如图1所示。由图可见，焊缝在有保护剂下，背面无氧化、呈现银白色的金属光泽，余高适中，成型良好。

2.2 微观组织 采用保护剂保护得到的焊缝的金相组织照片如图2所示，采用保护剂保护得到的缝组织与无保护剂的焊缝组织相同，均为铁素体+珠光体组织，保护剂未改变焊缝的组织。

2.3 化学成分分析 由表2见焊缝的化学成分与母材的基本相同，使用保护剂没有改变焊缝的化学成份。

2.4 力学性能 使用保护剂后，所测定的焊接接头的硬度如表3所示。焊缝、熔合区和热影响区的硬度高于母材的硬度，对采用保护剂得到的焊缝进行拉伸试验、弯曲试验和焊缝腐蚀试验，试验结果如表4。从表4中可以看到，焊缝的抗拉强度为453σь/Mpa，面弯、背弯和焊缝腐蚀试验均合格，显然，使用保护剂对焊接接头的力学性能没有影响。

3 结论

①利用所研制的保护剂，可以得到无氧化、成型良好的焊缝。

②使用保护剂后，焊缝组织为铁素体+珠光体组织，保护剂未改变焊缝的组织。

③使用保护剂后，焊缝的化学成分与母材的基本相同，保护剂未改变焊缝的化学成份。

④使用保护剂后，焊接接头的力学性能满足相关使用要求。

参考文献：

[1]Zhang R H， Fan D. Numerical simulation of effects of activating flux on flow patterns and weld penetration in ATIG welding[J]. Science and Technology of welding and Joining，2007，12（1）：15-23.

[2]张瑞华，樊丁，余淑荣.低碳钢A-TIG焊的活性剂研制[J].焊接学报，2003，24（2）：16-18.

[3]张瑞华，尹燕，水谷正海等.A-TIG焊接熔池行为的观察[J].机械工程学报，2009，45（3）：115-118.

[4]张瑞华，樊丁.低碳钢A-TIG焊活性剂的焊接性[J].焊接学报，2003，24（1）：85-87.

[5]王敬红.T_P91钢焊接时的背面气体保护技术[J].焊接，

2001（6）：37.

[6]杨丽娟，唐吉威.锅炉压力容器制造常用背面保护方法探讨[J].电站系统工程，2008（1）：1.

[7]秦惠中，郝世英，石凯等.埋弧焊陶质衬垫单面焊双面成型技术研究[J].石油工程建设，2001（8）：17-18.

[8]李国栋.不锈钢单面焊接头性能及背面保护机理的研究

[D].北京工业大学硕士论文，7-35.

[9]吴军，魏群，卞伟.T91_TP304钢用免充氩焊接保护剂性能测试[J].山东电力技术，2006（1）：30-32.