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电阻焊范文1
[关键词]点焊 汽车 质量
中图分类号：U472.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0152-03
一、电阻点焊原理
点焊是电阻焊中的一种，是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电流通过焊件时产生的电阻热熔化母材金属，冷却后形成焊点的焊接方法。点焊可以分为单点焊和多点焊，多点焊时使用两对以上的电极，在同一工序内形成多个熔核。它具有多种优点：熔核形成时，始终被塑性环包围，融化金属与空气隔绝，冶金过程简单；加热时间短，热量集中，变形与应力小，故焊点强度高，工件表面光滑，焊件变形小；不需要焊丝、焊条等金属填充材料，焊接成本低；操作简单，易于机械化，自动化；生产效率高，且无噪声及有害气体，目前在汽车制造行业中得到广泛应用。同时它又有不同程度的缺点：目前缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试件的破坏性试验来检查，以及各种监控技术来保证；点焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低；设备功率大，机械化、自动化程度高，使设备成本高维修较困难（图1）。
电阻点焊是通过电能转化为热能的过程：Q（热量）=12RT，其中I为通电电流，电阻R=2R件+R触+2R间（图3），T为通电时间，R件：焊件的内音B电阻；R触：焊件接触处的接触电阻；R间：电极和焊件间的电阻。焊点的形成过程是预压阶段：形成合适的接触电阻，避免焊件烧穿或将电极工作表面烧坏；焊接通电加热阶段：在压力的作用下通电加热，金属熔化并结晶形成熔核；维持阶段：在切断电流之后，电极继续对焊点保持压力，以防止缩孔和裂纹的产生，改善焊点的金属组织性能；休止阶段：一个焊接循环结束到另外一个焊接循环开始的时间（图2）。
二、电阻点焊过程控制：
在焊接过程中，目前控制焊点强度主要是控制焊接电流、电极压力、电极头、工件表面及工件之间搭接状态等。
1.电流对热量的影响比电阻和时间两者都大，电流是一个必须严格控制的参数，引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化，阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。
2.2R触（接触电阻）的大小与电极压力、材料性质、焊件表面状况以及温度有关。接触面上存在氧化膜、油膜、铁锈等脏物均会引起过大的接触电阻，从而导致飞溅。为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。由于材料是固定的，焊件内部电阻是材料本身物理属性，我们在焊接过程制定控制接触电阻及电极和焊件间的电阻，而控制这两个电阻是通过电极压力实现，电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能影响因R减小引起的产热减少，焊点强度总随着焊接压力增大而减小，所以增大焊接压力的同时增大焊接电流。电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。在进行焊接过程中，我们要严格控制焊接参数，常用焊接参数：
3.工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过，局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。
4.随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。使用一段时间后，电极端面直径增大，磨损的电极使流经电极端面的电流密度减小；电极帽局部磨损会导致焊点不平扭曲，需修磨电极头。电极间轴向间距增加，相比于理想电极电极压力降低，电极帽端面到冷却水还距离太小导致散热过快，热量不足，需更换电极头（图3）。
5.不等厚度和不同材料的焊接：当进行不等厚度或不同材料点焊时，熔核将不对称于其交界面，而是向厚板或导电、导热性差的一边偏移，偏移的结果将使薄件或导电、导热性好的工件焊透率减小，焊点强度降低。熔核偏移是由两工件产热和散热条件不相同引起的。厚度不等时，厚件一边电阻大、交界面离电极远，故产热多而散热少，致使熔核偏向厚件；材料不同时，导电、导热性差的材料产热易而散热难，故熔核也偏向这种材料。通过调整熔核偏移的方法增加薄板或导电、导热性好的工件的产热而减少其散热。
1）其具体的方法为采用强条件使工件间接触电阻产热的影响增大，电极散热的影响降低；
2）采用不同接触表面直径的电极在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加这一侧的电流密度、并减少电极散热的影响；
3）采用不同的电极材料薄板或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这一侧的热损失；
4）采用工艺垫片。在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一块由导热性较差的金属制成的垫片（厚度为0.2-0.3mm），以减少这一侧的散热。
6.工件的搭接情况需要零件本身冲压质量及工装夹具进行控制（图4）。
三、电阻点焊质量检验
电阻点焊主要缺陷模式有压痕过深/过浅、熔核过小、裂纹、缩孔、边缘焊点、漏焊、虚焊等。其中虚焊是目前汽车制造行业瓶颈问题，无法用肉眼判别出来。常用检验焊点质量的方法主要有非破坏性检查、破坏性检查、超声波检查。
1.非破坏性检查：非破坏性检查的选点原则：确定检查工位焊点数量及位置，从而确认该检查工位涉及的焊枪和对应的焊接程序。对于每把焊枪，如果相同板材匹配的同排列焊点，可选取两端和中间的焊点；对于相同焊枪，且相同焊接程序的焊点，可选取接合面焊接要求最高的焊点；此外，可以加入平时检查中缺陷频率较高的焊点，控制风险。但有部分焊点不适合采用非破坏性检查，如凿子无法达到的焊点车身外表面，平整度要求较高的焊点（包括铜板焊接）厚板焊接（GMT>1.4），包括高强度钢（GMT>1.1）的焊点。
2.破坏性检查：破坏性检测直接把焊点剖开观察焊点质量。
3.超声波检查：利用发射一个极短的高频超音波透过焊点计算能量的飞行距离及衰减情况来评估焊接质量。通过波形可以判定焊点是否合格（图5、6）。
超声波检测原理及探头工作原理：
四、常见焊点问题
某工厂发现某车型右前轮罩与前大梁塔接面不贴合及焊点发白，焊点非破坏性检查发现10个关键焊点脱焊6点，向前追溯排查发现2～4点脱焊，涉及可疑车辆814台，排查总共脱焊156台（图7）。
2013年5月2 1日某车间反馈某车型左前侧板焊合件支架焊点脱焊。涉及范围：5月3日5月21日生产的车辆共计203辆。经追溯排查，共发现故障车辆29台（图8）。
在生产过程焊各个点都要做好工作，比如焊接参数、焊接方式、焊接设备、检查方式没有实施到位，就可能导致故障车辆逃逸，造成大量人力物力损失。
电阻焊范文2
我公司承接的国外某型航机零件密封罩为电阻点焊组件，该零件的焊点有40处，要求达到焊接规范MIL-W-6858的C级要求。该零件在试制过程中出现飞溅，焊后检查发现熔核焊透率过小、表面压痕过深等焊接缺陷，经过分析采取多种措施保证焊接质量，最终零件顺利交付。
一、电阻点焊原理
点焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。
图1点焊机工作原理
电阻点焊参数调节注意事项：电极压力对两电极间总电阻R有显著影响，随着电极压力的增大，R显著减小，此时焊接电流虽略有增大，但不能影响因R减小而引起的产热的减少，因此焊点强度总是随着电极压力的增大而降低。在增大电极压力的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊点强度不变。采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性。电极压力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低。
点焊机结构：包括机架、焊接变压器、电极与电极臂、加压机构及冷却水路等。
点焊机工作过程：如图1，开通冷却水，将焊件表面清理干净，用夹具装配准确后，送入上、下电极之间，施加压力，使其接触良好：通电使两工件接触表面受热，局部熔化，形成熔核，断电后保持压力，使熔核在压力下冷却凝固形成焊点，去除压力，取出工件。
二、密封罩点焊工艺分析
分析图纸，该零件由内隔板、内环等组合焊接而成，材料均为高温合金，先进行单件的组合焊接，最终将单件进行组合形成组件密封罩，如图2所示。
焊前进行工艺试验，通常根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件，初步选定电极大小及形态，确定压力和焊接时间，然后调节焊接电流。焊前用丙酮擦洗试片，以不同的电流进行点焊，一部分试片的焊点用手锯将从中心切开，锉刀、金相砂纸打磨剖面，用盐酸双氧水对剖面进行腐蚀，20倍金相显微镜下检查熔核直径和焊透率和压痕深度，一部分试片送到理化科机械室做力学性能实验。通过多次试验，直到焊点质量完全符合技术要求为止，以此为根据制定试验报告和焊接规范。
图2密封罩点焊
三、焊接过程中出现的问题及解决方法
焊接过程中出现严重焊接缺陷，焊点核心偏移、飞溅、压痕过深、熔核焊透率过小。该接头结合处是一个斜面，如图3所示，焊接时电极上下均在竖直方向加压，对焊缝质量影响很大。
我们对比发现理想的点焊熔核是两边板材焊透率相等，焊缝成规则的椭圆形，但该零件熔核不规则，难以呈现出规则的熔核。分析认为：（1）零件接头搭接量过小，仅有6mm，点焊时容易造成飞溅；（2）焊接接头一边为7°的斜边，需要采用特殊形状的点焊电极；（3）板料的厚度比过大，大约为2.2，点焊时容易使薄板的焊透率低于规定的20%，同时，如果电极形状及焊接参数选择不合理，易使薄板的压痕深度超过规定的15%，焊点核心往厚板偏移。
为解决上述问题，提出以下解决方法：
（1）改进电极：因为电极的形状直接影响焊点的焊透率、压痕、直径等，从而影响零件的焊接质量。设计焊接上电极Ф5×R150mm、下电极Ф8×R75mm,倾角7度，让其倾角与零件下表面平行（如图3所示），选择下电极直径大于上电极直径，可以防止较薄板料压痕过深。；
（2）调整焊接参数：因为下电极接触的板料较薄，设计下电极球面半径小于上电极球面半径，可以增加薄板的电流密度，同时加大上电极冷却水流量，减小下电极冷却水流量，让厚板冷却加快，这样可以有效防止焊点核心向厚板偏移，薄板的焊透率大于规定的20%。为了防止飞溅，可以适当的加大焊接压力，调节焊接电流、焊接时间和焊接压力到一个最佳值，选用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接头的力学性能，可以在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。
经过改进，多次试验，最终零件达到规范MIL-W-6858的C级要求，实现批产。
图3电阻点焊试片简图
三、总结
电阻焊范文3
【关键词】高速列车；铝合金；电阻点焊；宏观形貌；力学性能
0 序言
随着现代交通的高速发展，高速列车作为轨道交通的代表应运而生。而高速列车多采用动力分散式[1]，这对列车车体的轻量化提出了更高的要求。由于铝合金比强度高，导热性和耐蚀性好，且材料可以再生利用，因此铝合金在高速列车制造上具有其他材料不可替代的功能。从设计结构方面考虑，板梁结构可以保持车体质量最低，广泛用于铝合金车体端墙结构中。该结构主要采用手工MIG焊工艺和电阻点焊工艺，与MIG焊工艺相比，电阻点焊工艺可以更大程度的降低端墙外板的变形量，减少调修量。但电阻点焊目前尚未存在有效的无损检测方法，且国内有关铝合金电阻点焊工艺的研究都是针对汽车车身等相对较薄的材料[2]，对于高速列车中用A7N01S-T5及A5083-P材料的研究尚未存在，因此研究电阻点焊的焊接工艺参数对其接头的宏观形貌及性能的影响对高速列车的实际生产具有重要的指导意义。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
论文采用5mm厚的A7N01S-T5和4mm厚的A5083-P板材作为被焊材料。其中A7N01S-T5为Al-Zn-Mg合金，是热处理强化铝合金，其强化相为MgZn2，具有很好的自然时效性能；A5083-P为Al-Mg合金，属非热处理强化铝合金。两种材料的主要化学成分及力学性能。
1.2 电阻点焊试验
试验采用额定功率为350kVA，最大容量为960kVA的三项整流式自动点焊系统。试样规格为200mm×50mm，按照EN15085-3《铁路上的应用-铁路车辆及其部件的焊接-设计要求》附录F中的要求并按表3中的点焊参数进行电阻点焊。由于点焊时分流作用的影响，每组试样进行3次点焊，且取受分流作用影响较大的第三个点作为最终的焊接接头，以观察其宏观形貌。
取点焊接头宏观形貌较好的一组焊接参数，并按照EN14273-2001《电阻点焊、缝焊和浮凸焊接剪切试验的程序和样品尺寸》中的要求制作剪切试样，并进行剪切试验。
取剪切试验中的焊接参数，并按照ISO10447-2006《电阻焊电阻点焊与凸焊的剥离和凿削试验》中的要求制作剥离和凿削试样，并进行剥离和凿削试验。
2 试验结果与分析
2.1 电极压力对点焊接头宏观形貌的影响
因为电极压力增大会使金属的弹性和塑性变形增加，这对压平接触面的凹凸不平和破坏不良导体的膜有利，进而使其接触电阻减小，相反则接触电阻增大。根据焦耳定律可知，这会增加焊接区的电阻热，进而熔化区面积增加，最终导致熔核直径增加。
2.2 焊接电流对点焊接头宏观形貌的影响
所以要想获得较为理想直径的点焊接头，在一定范围提高焊接电流是最直接，也是最有效的途径之一。
2.3 通电时间对点焊接头宏观形貌的影响
分析组4、5、6、7的试验结果可知，在焊接电流和电极压力不变的前提下，延长通电时间，其熔核直径在12ms到14ms之间变化较大，在14ms～16ms之间变化较为平缓，变化趋势如图3所示。这是因为铝合金材料的熔点低，导热快，导致点焊时接头的高温软化区较大，对通电时间的变化非常敏感，程方杰等认为通电时间每增加1周波，软化区显著增加。且300℃以上的区域随通电时间的增加扩大更为明显。此时接触面已经形成了完全的金属接触，导致接触电阻降低，从而电阻产热将大幅度下降。所以当通电时间继续增加时，熔核直径方向的尺寸已基本长到极限，此时主要体现在厚度方向的缓慢增长[4]。有研究表明，熔核的直径是影响点焊接头强度的直接因素，两者成正比关系；而厚度方向的增加对接头强度影响很小，且从组5、6、7接头表面的下压量来看，组7接头的下压量明显过大，这在实际的生产中会影响产品的表面质量，是需要避免的。
2.4 点焊接头剪切试验
2.5 点焊接头剥离和凿削试验
分析点焊接头剥离试验结果可知，其熔核最小直径为8.5mm，平均直径为9.8mm，凿削试验的熔核最小直径为8.5mm，平均直径为9.6mm。试验结果符合EN15085-3附录F中的规定的最小值。
3 结论
1）在一定范围内，电极压力减小，被焊工件接触电阻增大，熔化区面积增加，最终导致熔核直径增加。
2）在一定范围内，焊接电流与接头的熔核直径符合线性关系，提高焊接电流是增加接头熔核直径最直接，最有效的途径之一。
3）延长通电时间在一定范围内可以增加熔核直径，但继续增加通电时间时，主要体现在熔核厚度方向的增长，且会导致接头表面下压量过大。
4）点焊接头剪切试验、剥离和凿削试验验证了上述结论的适用性，对实际的生产具有重要的指导意义。
【参考文献】
[1]何如.高速列车铝合金焊接接头疲劳性能研究[M].北京：北京交通大学，2008，6.
[2]倪建东，刘新霞，宋永伦.轿车车身6061铝合金的中频点焊工艺及接头性能研究[J].电焊机，2009，39（7）：41.
电阻焊范文4
关键词：大型焊接件、去应力退火、拼装式电阻炉
Abstract: as to not appropriate for box heat treatment furnace in the stress relieving some of the large welding parts, in order to reduce or even eliminate the welding stress, avoid cracks in the use process, can use simple split type resistance furnace to stress annealing.
Keywords: large welding, stress relieving, split type resistance furnace
中图分类号：TG441.4文献标识码：A 文章编号：
1 前言
在钢结构的实践中，我们经常碰到一些关键部件为大型焊接件，由于它们在工作状态下环境恶劣、反复承受较大的冲击载荷，所以要求在焊接之后，必须减少甚至消除焊接应力，避免在使用过程中出现裂纹，而焊后热处理方法是减少和消除焊接应力的最有效途径，钢结构制作中最常用的焊后热处理方法就是去应力退火。但是，普通的热处理炉如箱式电阻炉无法容纳大尺寸焊接构件，简易拼装式电阻炉成为首选。下面，我们以某工程的盾构中心部分作为实例，剖析拼装式电阻炉在大型焊接件退火中的应用。
某盾构中心部分的总体尺寸：8345mm*8390mm*1690mm，数量：1件，重量：71.1吨，材料：Q345B。要求焊接完毕后进行去应力退火，退火工艺为保温温度580°±20°，保温时间t=最大钢板厚度tmax(mm)*2min/mm，加热速度为250°C以上为50°C/小时，冷却速度为50°C/小时，冷却至250°C出炉空冷。
2 去应力退火作用和技术要求
2.1 去应力退火作用
消除焊缝中氢气，提高焊接接头的抗裂性和韧性。可稳定焊缝及热影响区的碳化物，提高接头的高温持久强度。稳定焊接构件的形状，消除焊件在使用过程中的畸变。
2.2 技术要求
热处理工艺曲线如下：
3 热处理质量的评定验收
本次热处理工程质量评定验收包括：
3.1 热处理工艺曲线
制订热处理工艺曲线，采用连续式记录仪自动记录（250℃以下不记录）， 并按相应的技术要求评定验收。
3.2 热处理后工件的变形
每一工件在热处理前须检查尺寸公差， 检查结果应符合图纸要求并做好记录。经去应力退火后再出炉检查，做好记录， 热处理后的变形量应以满足技术要求为原则。
4 热处理方法
由于本次热处理使用大型设备，因此在解决设备的技术问题上既要考虑到技术的可靠性、安全性，又要考虑到经济实用性，经充分考虑，拟在制作现场建造一座简易拼装式电阻炉，以满足现场退火热处理技术要求。
加热炉的设计应满足下列条件：
炉内的有效空间能容纳最大体积的工件。加热炉的设计功率能满足工件按去应力退火工艺规范升温所需的热量。保证炉内温度均匀，并能满足工艺技术要求。应保证工件吊装方便。应保证工件去应力退火可靠、安全、经济。
加热炉炉壳采用钢制组合结构。炉盖和炉壁保温绝热采用轻质耐火纤维，加热元件选用NJ型框架式加热器，分布于炉壁周围利用热辐射和热空气对流原理使工件达到均匀加热之目的，测温元件为K型铠装式热电偶，热电偶的补偿选用铜---康铜导线，控温设备选用DWK型360KW电脑温控仪。
5 加热炉热功计算
5.1 热工计算参数
热工计算参数见表1。
表1 加热炉热工计算参数
5.2计算
以下是升温到580℃时，升温平均速度按50℃/h 时的计算结果。
表2 计算结果
(1)从室温升至580℃所需10.6小时，每小时平均需热量
Q1=5858640Kcal/10.6小时=552702Kcal/h
(2)炉衬（保温绝热材料）的热损失
Q2=（T1- T0）*F/（S1/λ1+ S2/λ2+0.06）
式中：
T1—退火温度580℃
T0—环境温度30℃
S1—超细玻璃棉厚度0.100m
S2 —硅酸铝纤维厚度0.05m
λ1—超细玻璃导热系数0.028千卡/米.时.度
λ2—硅酸铝纤维毡导热系数0.046千卡/米.时.度
F—绝热保温材料表面积262.8m2
0.06—综合传热系数
经计算： Q2=30633.4Kcal/h
(3)炉衬(保温材料)蓄热量Q3
Q3=V1,2•γ1,2•C•(T1—T0）
式中：
V1—超细玻璃棉体积26.3M3
V2—硅酸铝纤维体积13.2M3
γ1—超细玻璃棉容量80公斤/M3
γ2—硅酸铝纤维容重128公斤/M3
C—超细玻璃棉和硅酸铝纤维的平均比热0.23Kcal/Kg•℃
T1—加热温度580℃
T0—环境温度30℃
Q超细玻璃棉=26.3×80×0.23(580-30℃）=266156Kcal/h
Q硅酸铝纤维=13.2×128×0.23(580-30℃)=213734Kcal/h
经计算：Q3=266156 Kcal/h +213734 Kcal/h =479890Kcal/h
(4)加热器和工撑支架升温至退火温度580℃所需热量
Q加=G•C(T1—T0）
式中： G—加热器和工撑支架重量3500公斤
C—钢的平均比热0.145Kcal/Kg•℃
T1—加热温度580℃
T0—环境温度30℃
经计算：Q加=3500×0.145×(580-30℃)=279125Kcal
每小时所需热量
Q4=279125÷10.6=26333Kcal/h
加热炉升温至加热温度每小时所需总热量
Q总=Q1+Q2+Q3+Q4=552702+30633.4+479890+26333=1089558.4Kcal/h
换算耗电功
P=Q总*4.1868/3600=1267KW
为确保加热炉运行加安全系数0.2~0.3，得到总功率1647KW。
6 去应力退火工艺设计
本次去应力退火工艺设计由供电系统、加热系统、 测温系统等部分组成。
6.1 供电系统
由于去应力退火的不可逆性，为满足设备去应力退火的用电，须确保1700kw以上的正常、安全的供电。
6.2 加热系统
6.2.1 加热炉加热器的布置
本工程去应力退火根据热功计算，所需加热功率1700KW，采用NJ型框架式加热器具170片，每片加热功率为10KW，外形尺寸1000×400×90mm，设计总功率为1700KW。呈梯形分布置于炉壁周围，共170片，分上下二层分布为42片、84片，底部布置44片。利用热辐射和热对流的加热工艺，使工件达到均匀加热退火之目的。
6.2.2 加热器的连接
加热器的内导线采用Ф6.5～10的圆钢，套上氧化铝高温瓷管引出炉外与外导线连接， 再接到电脑温控仪。所用零线焊为一体，作为公共零线引出， 各自形成独立电网，所有加热器均采用星形接法，同步通电加热。
6.2.3 保温层的铺设
保温材料应符合QJ/GN30-89标准，加热时外层温度应不高于60℃，选用保温性能好、导热系数低， 容重轻的岩棉和LT型硅酸铝纤维针刺毡和超细玻璃绵，为了减少热损失，热处理炉的炉壁保温层厚150mm以上。 炉内保温层之间应注意接缝错开搭接严密，并用铁丝轧紧、轧好，防止热量散失， 以防止局部温差过大而形成热应力。
6.3 测温和控温系统
本次去应力退火工程采用铠装热电偶测温，热电偶的补偿采用铜－康铜补偿导线并通过DWK型电脑温控仪控温， 每台电脑温控仪输出功率为360KW，温度控制范围0━1000℃，测量精度±1℃，将设定的工艺参数输入电脑进行温度自动控制。
加热炉内共布置24个控温点，其上下二个部分各沿周长布置12个控温点，各点温度控制均由电脑扫描监视，每1秒钟扫描一次，每12秒钟修正一次功率系数。控温过程均由屏幕显示，并由连续式记录仪自动记录工艺曲线。
7 炉内整体去应力退火的防变形措施
工件在炉内加热时会热胀冷缩，为减少工件的摩擦阻力，防止工件产生拘束应力和残余变形，应在工件下的支座底座下放置滚杠若干个，以减小工件自重对地面的摩擦阻力。
必须严格执行加热工艺规范， 确保工件在去应力退火时各部位温差达到工艺技术要求，防止温差过大造成温差应力。
8 热处理结果
自动记录仪记录显示，热处理炉各部分从250℃加热到580℃所需时间为5小时10分至5小时45分，保温温度为580℃±20℃，从580℃到250℃的冷却时间均在5.5小时以上。
9 结论
对于不适宜在箱式热处理炉中进行去应力退火的一些大型焊接件，使用特制的简易拼装式电阻炉和合适的热处理工艺，可以满足去应力退火对加热速度、炉温均匀性和冷却速度的要求，达到较理想的热处理效果。
参考文献
[1]金属热处理，主编：刘俞铭，北京市北方工业出版社出版，出版日期：2005,第24-34，853页。
电阻焊范文5
关键词：减温器更换； 焊接；施工方案
中图分类号：V221+.8 文献标识码：A
1 概述
国投曲靖发电有限公司装机容量为4×300MW火力发电机组，锅炉系东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-Ⅱ16型亚临界、高强螺栓连接全钢架悬吊结构、一次中间再热、自然循环、固态排渣炉、单炉膛、π型布置、平衡通风、四角切向燃烧、摆动燃烧器调温的燃煤锅炉。过热器系统装有三级喷水减温器，喷水减温器为多孔喷管式，Ⅰ级喷水减温器装在低过至前大屏的连接管道上，Ⅰ级减温器为Ф609.6×55mm（材质12Cr1MoVG）；Ⅱ级喷水减温器在前大屏至后屏的连接管上，左右各一，Ⅱ级减温器为Ф426×50mm （材质12Cr1MoVG）重2.5吨；Ⅲ级喷水减温器装在后屏至高过的连接管上，左右各一，Ⅲ级喷水减温器为Ф406.4×50mm（材质12Cr1MoVG）。
检修单位在年度检修时，发现过热器系统Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级减温器减温水管与减温器之间的插座焊口产生裂纹，严重影响机组安全运行，业主决定割除旧设备，更换为新设备。此方案在#2炉、#3炉、#4炉的检修工程中得到了有效应用，安全、优质、高效地完成了过热器系统减温器更换工作，受到业主的认可和好评。经过三年的工程应用证明，该方法成熟可靠，值得推广。
2 焊接工艺原理
减温器是材质为12Cr1MoVG的大直径厚壁管，焊接时，应进行焊前预热，手工钨极氩弧焊的预热温度为150℃～200℃，焊条电弧焊的预热温度为200℃～300℃，可防止产生冷裂纹。焊后进行热处理，可改善焊接接头的金相组织和力学性能。
3 焊接施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程，见图3-1 。
图3-1 施工工艺流程图
3.2 旧设备拆除
（1）切割作业
切割前，应将设备固定好。采用氧乙炔火焰切割的方法，将减温器筒身、喷管管接头沿原安装焊缝中心线割开，见图5.2.2-1，分段吊出锅炉大包外。切割时，应保证减温器筒身两端管道以及与喷管管接头相焊的管道的长度。
（2）用卷扬机将割除设备吊至锅炉炉右0m运走。
3.3坡口制备
（1）采用角向磨光机打磨的方法进行坡口制备，应将原安装焊缝打磨清除干净，以保证焊接质量。制造厂提供的减温器坡口形式为U形，因此，与减温器对接的原设备的坡口应打磨成U形。坡口尺寸、对口尺寸见图5.2.3.2-1 。
图3.3-1 坡口尺寸、对口尺寸
（2） 管道管口端面应与管道中心线垂直，其偏斜度≤2mm。见图5.2.3.2-2 。
（3）坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷。
3.4焊件对口
（1）对口前，应将坡口表面及附近母材（内、外壁）每侧10～15mm范围内的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。
（2）焊件对口时应做到内壁齐平，若有错口，其错口值不超过壁厚的10%，且不大于1mm。
（3）焊件对口间隙3～4.5mm。
（4）焊接组装时应将待焊工件垫置牢固，以防止在焊接过程中产生变形和附加应力。
（5）禁止采用强力对口。
（6） 焊件定位，采用“定位块”点固在坡口内，沿管道圆周方向均匀布置3～4块（水平位置的焊件，定位块的位置应避开平焊及仰焊位置）。
3.5 焊接作业
（1）焊前准备
焊工必须经培训考试合格，持有相应项目的有效合格证。
焊机选用ZX7-400S型逆变焊机，性能良好，调节灵活，仪表按计量的要求进行定期校验。
焊接材料：一级、二级、三级减温器材质均为12Cr1MoVG，焊接时，氩弧焊丝选用TIG-R31（Ф2.5），焊条选用R317（Ф3.2、Ф4.0），要求有制造厂提供的质量证明书，其质量符合国家标准的规定。R317焊条使用前应按照说明书的要求进行烘焙，且重复烘焙次数不得超过2次，使用时，装入保温温度为80℃～110℃的专用保温筒内，通电保温，随用随取。钨极选用铈钨极WCe-20（Φ2.5）。氩气纯度≥99.95%。
对口前，要求对减温器的材质进行光谱分析复查，应与设计材质相符。
（2）焊接工艺
焊接前，采用电加热法预热，钨极氩弧焊（GTAW）打底时的预热温度为150℃～200℃，焊条电弧焊（SMAW）的预热温度为200℃～300℃。
焊接时，应由两名焊工对称施焊。GTAW打底的焊层厚度不小于3mm，打底层焊缝检查合格后，应及时进行次层焊缝的焊接。层间填充及盖面焊接采用多层多道焊，单层焊道的厚度不大于所用焊条直径加2mm，单焊道宽度不大于所用焊条直径的5倍。每焊完一层后，应将药皮和飞溅物清理干净。焊接过程中，应注意接头和收弧的质量，收弧时应填满熔池。多层多道焊的接头应错开30～50mm。焊接层间温度控制在200℃～300℃。
减温器更换的对接焊口为水平固定位置，其焊接工艺参数见表5.2.3.4 。
注：GTAW打底焊接时，氩气流量为8～10 L/min。
3.6 焊口外观质量检查
对焊口外观质量进行100%的检查，其质量符合DL/T869-2012的I类焊接接头的要求。
3.7 焊后热处理
（1）焊后热处理设备选用DWK-A-360型电脑温控仪，性能良好。加热方式为柔性陶瓷电阻加热。热处理用测控温仪表、热电偶等计量器具必须经过校验，并在有效期内使用。维修后计量器具，必须重新校验。
（2）热电偶的安装位置与数量，应保证测温和控温准确可靠、有代表性。水平固定的减温器，测温点应上下对称布置，采取与分区加热相应的测温、控温方式安装热电偶。热电偶应固定牢固，保证测温和控温准确可靠。
（3）焊后热处理工艺参数
Ⅰ级减温器为12Cr1MoVG、Ф609.6×55：加热温度为720℃～750℃；根据（δ为减温器壁厚）计算，升、降温速度为114℃/h， 300℃以下可不控制升、降温速度；恒温时间180分钟；加热宽度从焊缝中心起每侧不小于330mm；保温宽度从焊缝中心算起，每侧比加热宽度增加不少于150mm；保温厚度40mm～60mm。
Ⅱ级减温器为12Cr1MoVG、Ф426×50，Ⅲ级喷水减温器为12Cr1MoVG、Ф406.4×50：加热温度为720℃～750℃；根据（δ为减温器壁厚）计算，升、降温速度为125℃/h， 300℃以下可不控制升、降温速度；恒温时间180分钟；加热宽度从焊缝中心起每侧不小于250mm；保温宽度从焊缝中心算起，每侧比加热宽度增加不少于150mm；保温厚度40mm～60mm。
焊后热处理恒温过程中，在加热范围内任意两测点间的温差不得高于50℃。
3.8 焊缝金属光谱分析
应对焊缝金属进行100%的光谱分析复查。
3.9 焊口无损检验
热处理工作完成后，应对焊口进行100%的超声波探伤，超声波探伤按《管道焊接接头超声波检验技术规程》（DL/T820-2002）B级进行，焊缝质量达I级。
3.10 硬度检验
热处理工作完成后，应对焊接接头进行100%的硬度检验，其硬度值符合DL/T869-2012的规定。
结语
采用此方法后，国投曲靖发电有限公司#2、#3、#4炉过热系统减温器更换焊接工作安全顺利完成，为机组检修工期控制节省了时间。经过三年实践证明，本方案设计简单、安全性高，实施方便，为整个作业过程提供了有力的技术支持，值得在今后同类型锅炉更换减温器焊接工作借鉴。
参考文献
[1]杨炳彦 .火电建设焊接技术[M].中国电力出版社 1999.
[2]DL/T869-2012，火力发电厂焊接技术规程[S].
电阻焊范文6
关键词: 电焊钢管；机组；技术要点
1 前言
本文对中小直径焊管机组的改造进行了分析, 为生产高性能焊管提供了技术支持。根据焊管的细分市场, 采用合理的工艺方式, 配套完善, 生产更能满足用户需求的产品, 更好地服务客户。
2 焊管产品的层次
根据钢管的可焊性、几何尺寸精度、内毛刺清除、焊缝和管体的热处理、水压试验压力、无损探伤和试验项目以及使用的重要程度把焊管产品划分为5个层次: X70、X80钢级的管线管、N80钢级的石油油套管,合金锅炉管等属于第一层次; X52~ X65钢级的管线管, J55、H40钢级的石油油套管,STB410~520锅炉管, 590M Pa级的液压缸体管等属于第二层次;高精度托辊管,汽车传动轴管,中低压锅炉管,490M Pa 级脚手架用管,冷拔轧缸体用管坯,液压支架管坯,变压器用管等属于第三层次;中低压流体输送管,矿山流体输送管,深井泵管,方矩形管属于第四层次;低压流体输送管,一般结构管属于第五层次。各种钢管的特点：
(1)薄管壁钢管: 薄壁管是焊管的传统领地, 其成型焊接技术成熟, 现在是向更薄的方向发展, 满足部件使用要求, 减轻重量, 减少加工量; 材料的高钢级化也提供了这种可能性。对于薄壁管的成型来说, 边缘弯曲变形充分和克服鼓包现象要求机组的成型方式更合理, 调整的精确性更高。
(2)厚管壁钢管: 厚壁管用于套管、管线管和结构件, 作为冷拔管坯, 通过冷拔轧、镗缸等深加工, 主要用于液压支架、液压缸体和汽缸体。与无缝管对比,焊管壁厚均匀, 几何尺寸精确, 可以代替无缝管使用的部分领域, 向相对厚壁发展是焊管的开拓领域。
(3)高精度钢管: 机械结构用管一般要求几何尺寸精度高, 如圆度公差小、直线度好、清除内毛刺残留高度有的小于0.20mm 等。
(4)高钢级钢管: 提高材料的性能,减轻零部件的重量,对于交通运输工具具有非常重要的意义,也是它们升级换代的条件之一。管线钢管向高钢级发展,提高输送能力;油井管的高钢级化提高钻井深度, 降低钢管消耗量。
(5)清内刺钢管: 清除内毛刺是焊管几何无缝化的重要内容, 清除内毛刺技术是焊管行业大力推广的技术之一, 有些企业已经取得良好效果。有的焊管机组清除内毛刺焊管和无缝管一样光洁, 已代替无缝钢管用于制作汽车排气管; 过去, 小型电机外壳、冷凝器外壳、冰箱的压缩机壳体等采用无缝管冷拔,现在由于内毛刺清除的好, 已经用焊管代替。
(6)耐腐蚀钢管: 冶金行业有关部门组织宝钢、武钢、攀钢和焊管、冷弯型钢生产厂就铁路客货运车厢提高耐蚀性、减轻自重联合攻关, 采用高强度可焊接耐侯钢逐步代替原来车厢。耐腐蚀性对于钢材的使用效益巨大。石油管采用沟腐蚀试验检验焊管的耐腐蚀性。通过采取焊缝的正火处理, 降低硫等有害元素的含量, 降低非金属夹杂物的含量等措施, 焊接石油管耐腐蚀性良好。如果说单个要求还能够满足, 而这些方面的组合就提出了更高要求, 事实上它们很难是孤立的, 这些问题的解决, 促进了焊管技术的进步。
3 改造焊管机组的技术措施
3. 1 焊接温度的自动控制系统
焊管生产过程中, 由于同一卷钢带头尾或不同卷间存在厚度公差, 钢带的厚度或焊管机组的速度有轻微变化而引起焊接输入热量波动, 而且高钢级(如N80等)焊接温度偏差范围窄, 很难以人工方式加以矫正, 只有通过焊接温度自动控制系统, 科学地控制焊接热量来矫正这种变化; 其工作原理是用两色高温计进行测温, 把得到的焊接温度信号同预先设定的温度加以比较, 并校核信号的有效性后, 自动地把焊接功率调高或调低来保持所需要的温度, 该装置能够最大限度地减少启动和停车时的废品。
3. 2 内毛刺清除装置的设置及清除效果的检测
锅炉管、热交换器管和汽车传动轴管、冷拔管坯等要求残留的内毛刺高度和形状较为严格。目前内毛刺清除装置主要是机械式和液压式; 其区别在于机械式用弹簧调节清除内毛刺刀架上下托辊(滑块)间距, 使其和管壁紧密接触并维持一定压力。液压式是通过液压缸的位移来达此目的, 比机械式优越之处是钢管壁厚变化, 和管壁接触压力恒定; 管坯接头处可以卸压, 上下托辊(滑块)和刀具不接触管壁, 减少刀具碰坏机会, 管坯接头可以在不停机的情况下顺利通过, 减少开口管的数量; 而且内毛刺清除稳定; 调整更容易。对内毛刺清除效果的检测有工业电视, 超声波检测, 测定内毛刺清除装置的受力情况判定等方法。
3. 3 焊缝的在线超声波探伤和涡流探伤等检测技术
利用超声波垂直地或成角度地射入被检验的钢管内, 通过缺陷的反射或在有缺陷部位的衰弱判断的方法, 能检查出肉眼不可能发现的内部缺陷。有些生产用途重要的焊管机组, 也使用超声波探伤可以对坯料的夹层进行检查以及对焊缝检查。涡流探伤主要检查焊管内外表面的缺陷, 如弧坑、焊瘤等。
3. 4 焊缝的在线中频感应热处理
对于中高档焊管如锅炉管、油井管、高钢级的精密冷拔管管坯对焊缝或整个管体热处理。笔者认为焊缝局部热处理就能够达到平衡组织, 消除应力的目的。而且, 可以利用焊后余热, 缩短加热时间, 能耗较整体加热少。因此, 设置在线中频感应加热焊缝正火或淬火回火设备可以满足需要。从国外使用情况看, 在线中频感应加热焊缝可以达到60mm。对于表面质量要求高的, 材质易于氧化的合金钢管, 宜采用气体保护的光亮热处理。
3. 5 高钢级的焊接技术
对于合金锅炉管、X 70、N80 等焊缝质量要求高、易于氧化的材料, 应采用惰性气体保护焊接, 优化焊接参数, 选择合适的开口角, 保持平行对接, 选用第二种焊接现象的焊接温度。
3. 6 高刚度的薄、厚壁成型机架
排辊成型的粗成型部分采用许多小圆柱辊使带钢边部连续成型, 辊距小, 带钢边缘延伸小, 基本克服鼓包现象, 成型稳定, 适合于薄壁管。曼乃斯曼( 33~ 114. 3)mm X( 2. 0~ 7. 0)mm 直缘成型法, 大大缩短变形区长度, 让带钢自然成型, 使边缘拉伸尽量减少, 可生产T /D 为1% 的薄壁管。通过翘片辊可生产T /D≤10%厚壁管, 宁远钢厂引进曼内斯曼公司米尔厂的RN l20L 型就是代表。
EF成型法是开口孔工序中采用独特的边部弯曲和多辊组合成型方式, 用带有独特组合曲线的公共轧辊以生产较广范围的产品。该成型法的首架机架采用公用组合辊成型, 使带钢边部得到渐变的充分弯曲; 中部变形为立辊群集中变形, 减少划伤, 降低成型负荷, 通过封闭孔型规圆; 其成型稳定, 能够生产T /D≤10%的厚壁管。
其他还有CBR 成型法, CTA 成型法等。所有这些成型法, 都强调带钢边缘弯曲变形质量, 为焊接创造良好条件; 高刚度, 减小弹跳, 保证精度。
3. 7 焊管的深加工, 产品的高精度化
作为冷拔(冷轧)管坯, 焊管代替无缝管, 优势在于壁厚均匀, 管径精度高, 表面质量好, 可以选择合适的壁厚和外径, 尽可能减少加工道次, 提高效率, 降低金属材料消耗, 从而降低成本低。同时也为冷拔冷轧高精度, 高表面质量的缸体用管和汽车用管等提供了原料保证, 通过冷加工, 提高了机械性能, 获得高的附加价值。德国全部采用冷拔方法加工汽车用钢管, DOM 管是焊管产品深加工的一条出路。另一个是圆管通过辊式成型, 冷挤压成型和辊模拉拔成型等方式成型为异形断面钢管; 国外的液压成型技术使圆管成型为形状更复杂的异形管。
3. 8 计算机控制系统的应用
开发应用计算机辅助孔型设计和轧辊设计软件, 缩短产品开发周期, 灵活适应市场; 提高设计精度, 运用微机模拟能力, 更好把握钢管变形规律, 提高成功率。利用微机进行工艺参数的优化和处置及备品备件的管理, 从而进行工序的自动控制, 更换规格时, 采用计算机轧辊定位系统, 减少调整工作量,发挥计算控制制造过程的功能。利用计算机检测预报设备故障, 提高设备作业率。利用计算机集中控制和生产指挥, 动态把握生产进程, 减少在制品流程时间, 减少库存, 合理组织生产, 更快捷地满足用户需要。
4 技术改造建议
总而言之，焊管和无缝管各有千秋, 因为焊接及其控制技术的提高,通过无损检验和水压试验,有缺陷的焊管得以剔除,焊管的焊缝质量得到保证。清除内毛刺是焊管几何无缝化的重要内容, 现在技术也已经成熟。利用焊管产品的优势, 明确市场定位, 满足用户需求, 对于中小直径焊管机组技术改造提出以下建议:
(1)以低压流体和矿用流体输送作为产品方向, 在普通焊管机组的基础上, 增加涡流探伤装置和水压试验机。
(2)以冷拔用管坯和普通机械结构管作为产品方向, 在普通焊管机组的基础上, 增加内毛刺清除装置, 增加涡流探伤和超声波探伤。