浅析化工机械设备焊接工艺规程的发展现状

刘大旺

摘 要：在进行化工机械设备焊接作业时，为保证焊接质量，实现焊接目的，需要在进行工业机械设备焊接作业之前，编制化工设备焊接工艺规程。焊接工艺规程，直接影响着化工机械设备焊接质量。当前，化工机械设备焊接工艺规程主要内容包括焊接方法、焊接材料、焊接接头及坡口形式、焊接工艺规范参数与焊接技术要求等。在分析金属材料焊接性的基础上，对化工机械设备焊接工艺规程的发展现状进行研究。

关键字：化工机械 设备 焊接工艺 规程

中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0201-02

一、化工机械金属材料的焊接性研究

在化工机械设备中，绝大部分设备金属材料是可以进行焊接作业的，但其设备材料的焊接工艺操作难度差异较大，其金属材料焊接性能存在着较大区别。为此，在进行化工机械设备焊接作业之前，应对其焊接性能进行研究。

（一）焊接性概述。焊接性，指的是金属材料在一定工艺技术的操作下，通过焊接作业获得质量优良的焊接接头的难易程度。在进行化工机械设备焊接时，如采取一般的焊接工艺条件即可获得优质焊接接头，则表明该材料焊接性较好，反之，如采取一般焊接工艺无法保证焊接接头质量，应用复杂的焊接工艺条件方可获得质量优良的焊接接头，则表明该材料焊接性较差。其中，焊接工艺条件，主要指的是进行焊接作业过程中所采取的焊接方法、焊接材料、焊接规范、工艺措施等内容，焊接前预热、焊接后进行热处理、接头形式、环境温度、坡口形式及坡口尺寸等均属于焊接工艺措施的内容。判断金属材料焊接接头质量的标准在于焊接接头承载力、抗腐蚀性、耐磨性等性能。

（二）化工机械设备焊接性评价。化工机械金属材料焊接性评定主要是通过估算方法来实现，影响钢材焊接性的主要因素在于材料其本身化学成分，在各种元素中，碳含量属于影响焊接性能的最大因素，含碳量越高，其焊接性则越差。为此，在当前钢材焊接中，将各种元素对焊接性影响折合为碳量成分影响。

（三）化工机械设备焊接性试验。为保证焊接质量，一般在进行正式焊接作业之前，会进行焊接性试验。焊接性试验，是进行鉴定焊接新材料、鉴定焊接材料及焊接工艺质量的重要措施。焊接性试验主要包括抗裂性试验及焊接接头使用性能试验两个内容。通过抗裂性试验，检验焊接化工机械设备焊接接头位置焊接是否存在质量问题，是否具备抗裂性，在提高焊接质量，实现焊接目标等方面发挥着重要作用；焊接接头使用性能试验，主要是对焊接接头承载力、耐磨性能及抗腐蚀性进行试验，保证其接头使用性能。

二、化工机械设备焊接工艺规程

（一）焊接工艺规程的依据。在焊接工程师进行焊接工艺规程编制时，应充分保证焊接工艺规程的正确性。在多数国家中，其焊接规范及标准是通过公认的科学技术成果为依据并进行编制的。在焊接工艺规程编制中，不允许使用尚在研究阶段、没有获得权威结构认可的材料、方法及技术。由此可以看出，进行焊接工艺规程编制是有据可依的。在进行化工机械设备焊接工艺规程编制时，应在相关知识的基础上进行编制，针对焊接设备特殊性，收集相关焊接相关技术资料，从而安排焊接工艺规范编制工作，其收集材料越充分，其焊接工艺规程编制正确性越高。

（二）焊接工艺规程。焊接工艺规程主要包括焊接结构工艺性分析、焊接方法及焊接材料的选择、焊接接头、坡口形式的选择、焊接规范、焊接技术要求等内容。通过明确焊接工艺规程中各项内容及标准，保障焊接质量及水平。

1、焊接结构的工艺性。在进行化工机械设备焊接作业时，需要考虑焊接结构工艺性问题。机械设备焊接结构设计直接影响着焊接作业的操作难度，影响着设备焊接接头质量及焊接效率等。在进行熔焊作业时，以焊缝倾角及转角为标准，可以划分为平焊、立焊、横焊、仰焊等形式。在进行某些化工机械设备中，需要在机械设备加工后其焊接结构方可进行焊接，为避免焊接对设备加工精度造成影响，一般要求其焊缝结构设计应与加工表面保持一定距离。化工机械设备焊缝布置应综合考虑焊接操作空间问题，保证其预留操作空间可以满足焊接作业时其运条角度调整的要求。如化工机械设备其焊缝为点焊或缝焊焊缝，则需要保证其焊缝位置满足滚轮电极及柱状电极的焊接特点等。

2、焊接方法。当前，化工机械设备焊接方法种类较多，以焊接过程特点作为标准进行划分，可以将焊接方法分为熔焊、压焊及钎焊。其中熔焊指的是在没有施加压力的情况下，将需要焊接位置的母材金属进行熔化，并形成焊缝的一种焊接方法。熔焊其特点在于应用局部热源，将填充金属在焊件结合处熔化并熔合，在熔合冷却后形成牢固的焊接接头，电弧焊及电渣焊均属于熔焊方法；压焊指的是在进行焊件焊接操作的过程中，需要对焊件施加压力方可完成焊接的一种方法，应用压焊进行机械设备焊接，在焊接之前无论进行加热或不加热，均需要施工一定压力方可保证焊件焊接质量，摩擦焊及接触焊均属于压焊类型；钎焊与熔焊存在着本质区别，其选择较之焊接母材熔点低的金属材料作为钎料，将钎料加热到高于钎料熔点，将焊件加热到低于母材熔化温度，应用熔化为液态钎料进行接头间隙填充，并通过扩散连接完成焊接的一种方法，铁钎焊、火焰钎焊均属于钎焊方法。在进行化工机械设备焊接方法选择时，需要在分析焊件材质、接头厚度、焊缝位置及坡口形式的基础上进行选择与确定。

3、焊接材料选择。焊接材料指的是在进行焊接作业过程中所应用的为提高焊接质量附加的保护物质及各种填充物质，常见的焊接材料为焊条、焊丝、钎料、保护气体、焊剂及钎剂等。在焊接材料选择时，需要按照焊接材料可以满足焊件母材及焊缝处理强度的要求进行选择，并综合考虑工艺因素及焊接方法的冶金特点对焊接接头可能产生的影响。一般在产品样品性能说明或焊接材料标准中对焊接材料熔敷金属性能进行了说明。在焊接中所采取的焊縫材料及焊接工艺直接影响着焊接接头性能，在选择焊接材料时，应充分考虑焊接接缝金属性能。在我国焊接操作规范中规定，焊接过程中其焊缝金属性能应等于或高于相应母材标准规定值下限，或其焊缝金属性能应满足技术条件要求。

（三）焊接接头与焊接坡口形式。焊接接头指的是应用焊接方法后形成的不可拆接头，以焊件结构厚度、焊件结构形状及应用条件为标准，可以将焊接接头形式分为对接接头、搭接接头、角接头、T形接头等多种形式。其中对接接头指的是将同一平面内被焊工件相对焊接所形成的一种接头形式，这种接头受力状况较好，其应力分布集中程度较低，属于化工机械设备焊接作业的理想接头形式。T形接头则是将存在一定角度或保持垂直的被焊工件通过应用角焊缝连接形成的接头形式，其承载力较好，在化工机械设备焊接应用中十分广泛。

为提高焊接质量，按照焊接工艺要求，将被焊工件待焊部位进行加工，形成具有几何形状的沟槽，这种沟槽即坡口。进行坡口加工，其目的在于保证焊接焊缝焊透，并可以进行熔合比调整，以实现焊接质量。在焊接作业中，为可以将焊缝根部焊透，当板厚超过6mm时，应进行坡口加工，坡口多分为V形、X形、U形、K形等形式。在进行焊件开坡口时，应注意留出钝边，避免焊接过程中出现烧穿问题，开坡口应预留出一定间隙，保证焊接可以实现根部焊透。

（四）焊接规范。焊接规范主要为影响焊接质量及焊接效率的所有工艺参数。焊接规范参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条与焊丝直径等。焊接规范参数的选择，直接影响着焊缝熔深、熔宽、熔高，是决定焊接质量的关键性因素。在选择焊接电流时，如化工机械设备为厚板，为提高生产效率加大熔深，可以适当增加焊接电流，但如焊接电流值过大，则容易出现咬边问题，对焊接质量造成影响；如焊接电流值过小，则容易造成夹渣或未焊透等缺陷问题。为此，应保证焊接电流适中，保证其焊接质量。电弧电压的大小容易对焊件焊缝形状及尺寸造成影响。如电弧电压过高，则其焊缝较宽较浅，易产生焊透或咬边等缺陷。如电弧电压不足，则其焊缝较窄较高，同样影响焊缝质量。焊接速度过快容易产生咬边、气孔、为焊透等缺陷，焊接速度不足则会引起溢流、焊瘤等缺陷。焊条直径的选择，应综合考虑焊接板厚、接头形式等，充分保证焊接质量。

（五）焊接技术要求。在进行一般焊接作业时，其焊接技术要求主要为：选择合适的焊接方法、焊接材料、焊条、焊缝布置、焊接工艺、检验标准、试验标准等。在进行化工机械设备焊接作业时，应综合考虑化工机械设备的工艺要求，分析其设备结构强度、刚度及尺寸要求，合理编制其工艺规程，保证化工机械设备焊工艺规程可以满足焊接使用性能要求，实现焊接目标及综合效益。

三、结语

在化工机械设备加工中，为保证设备加工质量，需要进行设备焊接作业。為保证焊接质量，保证焊接接头使用性能，需要编制焊接工艺规程。焊接工艺规程编制质量直接影响着焊接质量。焊接工艺规程主要内容包括焊接方法、焊接材料、焊接接头及坡口形式、焊接工艺规范参数与焊接技术要求等。本文在分析化工机械金属材料的焊接性的基础上，对当前化工机械设备焊接工艺规程进行分析。实践证明，保证焊接工艺规程质量，在实现焊接接头质量及焊接效益等方面发挥着重要现实意义。

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