邱首干
江苏四方锅炉有限公司 江苏徐州 221000
摘要：在经济快速发展的背景下，工程机械的应用范围呈现出不断扩大的趋势，工程机械的应用，不仅提升了生产效率，减轻了工作人员的劳动强度，同时还保证了工业生产的质量。因此，机械设备的制造质量也越来越被人重视，而焊接的质量直接关乎着产品的质量。
关键词：特种设备；制造过程；焊接工艺
1.引言
随着现代社会发展和进步，安全和高效已渐渐成为时代的主题。因此，对特种设备的应用性能和产品质量提出更高要求。焊接在特种设备的生产制造过程中占据着不可或缺的重要地位，焊接的质量直接影响着产品的安全使用。为了保证产品的质量以适应越加激烈的市场竞争，焊接工艺选择的经济性、适用性将是至关重要的必备因素。
2. 焊接工艺的概述
焊接过程中的一整套技术规定统称为焊接工艺，主要包含以下各个方面：①焊接方法的选择：不同的焊接方法所能焊接的位置也不尽相同，在充分保证焊接质量和设计技术的要求的的前提下，遵循着高效、便捷、工作量小的原则。②坡口形式的选择：针对母材厚度较小的产品，根据焊接结构的特点，一般选用V型坡口单面焊双面成型的焊接工艺。而对于母材厚度大于20mm的产品，如果用手工焊，焊接工作量过大，此时如果满足要求，可以选择开Y型或X型坡口采用机动焊的焊接方法。当母材厚度大于40mm时，如果继续用Y性或X型的坡口就会无形之中增加填充量，增加成本和工作量，这时最佳的选择应该是U型或双V型坡口。③焊材的选择对焊缝的质量也是一个至关重要的影响因素，一般情况下焊材的选择应遵循与母材等强度的原则，如果有必要焊材的强度等级要高于母材的强度等级。④焊接顺序的选择：在产品生产过程中，我们要根据产品的结构特点选择合适的焊接顺序，避免出现不能焊，不好焊的尴尬局面。⑤焊接参数对焊接质量有着最直接的影响，每条焊缝的施焊必定有相对应的焊接工艺评定作为支撑，我们所选择的焊接工艺参数的线能量应小于焊接工艺评定的线能量。在此基础上选择合适的焊接参数。电流过大，熔深就会增大，可能出现烧穿的现象；而电流过小又可能焊不透。电弧电压对焊缝的外形以及焊接过程的稳定性有着一定的影响，当电压过大时，焊道变宽，可能出现气孔、飞溅、咬边等缺陷；而如果电压过小，焊道变窄，焊缝变高，甚至出现“台阶”的现象，因此我们要根据焊接电弧的特性，选择合适的电流、电压。除此之外，焊接速度、焊材规格、焊枪位置等等也存在着一定的影响。⑥焊前是否预热、施焊过程是否控制层温、焊后是否热处理等，也是焊接工艺的组成部分。
3. 焊缝缺陷的预防
焊接缺陷只要包括外部缺陷和内部缺陷两大类。外部缺陷又包括：咬边、焊瘤、烧穿、气孔、裂纹、未焊透、弧坑、凹坑等。内部缺陷包含：气孔、夹渣、夹钨、未熔合、未焊透、裂纹等。
为了减少焊接缺陷，提高焊缝的质量焊前、焊接过程、焊后都应该做到严格控制。焊前应清理坡口的油、污、锈，打磨坡口及周围10mm范围内致金属光泽，避免焊缝产生气孔。焊材应按照标准烘干、保温，如果超过规定时间应退回再次烘干、保温方可再次使用。对于特殊的板材应进行焊前预热，预热可以有效的消除氢以及焊接时所产生的焊接应力，防止产生裂纹。焊接过程中可以通过控制层间温度，实行多层多道焊的方式等控制缺陷的产生。焊后对于达到一定厚度的板材可以通过消氢、消应力热处理的方式防止焊接缺陷的产生。
再一次生产过程中，材质为Q345R,壁厚为60mm的汽包的纵缝在焊接完成后筒体通过MT检测后发现表面产生了裂纹，一开始比较少，等过3、4天过后裂纹明显的增多。通过对制造过程的监控数据分析，产生裂纹的原因大致有以下几个方面：①钢材原材料的屈服强度过高，接近标准规定屈服强度上限。②焊工在施焊过程中，没有按照标准规定，在焊接过程中对焊材做到保温。③焊接过程中中间中断后重新焊接时，没有按照工艺要求做到焊前预热。④在拉马处也出现了裂纹，因此应力裂纹也占有很大的比例。
对于不符合工艺要求的焊接过程，焊接的结果可能会出现不可控的问题，比如上面说讲述的案例一样，由于焊工在焊接过程中没有严格按照工艺技术要求执行，在焊接过程中为了省事，赶进度以为不会出现问题，随着自己的想法来操作，最后造成了不可挽回的经济损失。如果工艺人员在确定焊接工艺、方法的时候出现了错误，那么后果将会更加严重，甚至造成产品的报废。
4.焊接工艺优化的探索
氩弧焊具有焊接质量高的特点，可以实现单面焊，双面成型焊接技术，但同时也存在焊接速度慢的缺点。因此在实际的生产制造的过程中，制造方为了提高生产的效率、节约成本，不可能每条焊缝都采用氩弧焊打底，而选择焊接效率比较高的埋弧机动焊接。对于板厚大于20mm的板材，为了保证焊接的质量，在焊接的过程中势必存在着背面清根的过程。背面清根存在着：①污染环境；②浪费资源；③工人劳动环境差；④投入成本增加等缺点。由此，我们提出了埋弧焊不清根工艺，不清根工艺的具体操作步骤:①根据设计的尺寸，切割合适的板料；②加工坡口，坡口形式为钝边5～6mm的Y型坡口；③组装点焊，间隙大概在1mm左右；④内测施焊（坡口面）；⑤背面焊接。不清很工艺相比较传统的埋弧焊工艺简化的工序步骤①打底焊接；②背部清根处理；③清根过后坡面打磨等。除此之外，从实验中表明，坡口对接时预留的坡口间隙对不清很工艺的实验效果有着很大的影响，坡口间隙在1mm时的焊接效果最佳，当坡口变大时，焊缝的焊接质量有所下降。这将对下料时的直线度、平整度提出了更高的要求。
因此不清很工艺的引进，虽然有着缩短生产周期、简化生产步骤、降低生产劳动强度、减少生产成本等不可忽略的重要意义。但我们也不可忽略它在生产制造过程中存在的难点，不清很工艺的选择需要慎重。
5.焊接质量的控制
5.1控制体系
质量管理体系是保证焊接质量的重要控制因素，为了保证焊缝的质量，应当建立健全完整的质量管理体系。焊接人员应经过培训，资格考核合格后，获取国家颁布的技术证书，方可施焊对应合格项目的焊接，不得出现无证上岗情况。焊接材料的采购、验收、存储、烘干、发放、使用、回收，应该符合所对应的标准规定。一切的施焊过程都应该有焊接工艺评定的支持，按照焊接工艺规程施焊。施焊过程中，应遵循焊接工艺的要求，不可随意更改焊接工艺的参数，产品应该有施焊记录。若发现缺陷，应及时返修，同一部位的返修次数一般不应超过2次，特殊情况下，必须通过技术责任人同意。对于有产品试样要求的产品，产品试样要符合安全技术规范、标准的要求。
5.2焊接工艺纪律
焊工在焊接过程中遵循的焊接工艺的程度，决定着产品的焊接质量。因此，焊工在焊接过程中应严格遵循焊接作业时的纪律。具体表现为:①查看焊接工艺的实施条件，了解焊接工艺的具体内容；②查看自己的考证项目是不是符合焊接的条件；③查看焊材的牌号、规格，焊接参数是不是正确；④焊接完成后，焊工应打上自己的钢印号；⑤目测检查焊缝的质量是不是符合要求；⑥做好施焊记录；⑦确保焊材的领用过程符合标准规定。
5.3焊接工艺纪律的监督
焊接监督人员应经常检查焊工对于焊接工艺纪律的执行情况，随时指出焊工在焊接过程中的错误行为。设立完整的奖惩机制，对于违反工艺纪律的行为应当给予相应的处罚。针对管理人员必须严格要求，应当定期组织会议，提高管理人员在工作期间的责任感，落实管理制度，确保管理体系正常运行。
结语
现阶段，机械设备加工过程中采用的焊接工艺还存在着不完善的地方，只有在保证现有工艺的基础上，不断的探索，不断的尝试改进更加合理的焊接工艺，消除现有焊接作业中存在的不合理的地方，才能推进焊接技术的发展，提高焊接的质量，促进企业的发展，才能使我国工业化水准得到进一步提高，从而使整个工业行业更近一步。
参考文献
［1］张政梁.工业机械设备电气工程自动化技术的应用研究［J］.内燃机与配件，2019（23）：216-217.
［2］郭余龙，刘宇锋，浦杰，顾旭春.自动化焊接设备在工程机械制造中的应用探讨［J］.内燃机与配件，2019（23）：118-119.
［3］潘培松.自动化焊接设备在工程机械制造中的应用研究［J］.科学技术创新，2019（31）：147-148.
［4］王德军，梁海龙.无损检测技术在焊接结构生产中的应用浅析［J］.中国金属通报，2019（10）：259，261.
［5］董登友.机械制造工艺与机械设备加工工艺分析［J］.南方农机，2019，50（20）：155.