淺析化工機械設備焊接工藝規程的發展現狀

劉大旺

摘 要：在進行化工機械設備焊接作業時，為保證焊接質量，實現焊接目的，需要在進行工業機械設備焊接作業之前，編制化工設備焊接工藝規程。焊接工藝規程，直接影響著化工機械設備焊接質量。當前，化工機械設備焊接工藝規程主要內容包括焊接方法、焊接材料、焊接接頭及坡口形式、焊接工藝規范參數與焊接技術要求等。在分析金屬材料焊接性的基礎上，對化工機械設備焊接工藝規程的發展現狀進行研究。

關鍵字：化工機械 設備 焊接工藝 規程

中圖分類號：TQ05 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0201-02

一、化工機械金屬材料的焊接性研究

在化工機械設備中，絕大部分設備金屬材料是可以進行焊接作業的，但其設備材料的焊接工藝操作難度差異較大，其金屬材料焊接性能存在著較大區別。為此，在進行化工機械設備焊接作業之前，應對其焊接性能進行研究。

（一）焊接性概述。焊接性，指的是金屬材料在一定工藝技術的操作下，通過焊接作業獲得質量優良的焊接接頭的難易程度。在進行化工機械設備焊接時，如采取一般的焊接工藝條件即可獲得優質焊接接頭，則表明該材料焊接性較好，反之，如采取一般焊接工藝無法保證焊接接頭質量，應用復雜的焊接工藝條件方可獲得質量優良的焊接接頭，則表明該材料焊接性較差。其中，焊接工藝條件，主要指的是進行焊接作業過程中所采取的焊接方法、焊接材料、焊接規范、工藝措施等內容，焊接前預熱、焊接后進行熱處理、接頭形式、環境溫度、坡口形式及坡口尺寸等均屬于焊接工藝措施的內容。判斷金屬材料焊接接頭質量的標準在于焊接接頭承載力、抗腐蝕性、耐磨性等性能。

（二）化工機械設備焊接性評價。化工機械金屬材料焊接性評定主要是通過估算方法來實現，影響鋼材焊接性的主要因素在于材料其本身化學成分，在各種元素中，碳含量屬于影響焊接性能的最大因素，含碳量越高，其焊接性則越差。為此，在當前鋼材焊接中，將各種元素對焊接性影響折合為碳量成分影響。

（三）化工機械設備焊接性試驗。為保證焊接質量，一般在進行正式焊接作業之前，會進行焊接性試驗。焊接性試驗，是進行鑒定焊接新材料、鑒定焊接材料及焊接工藝質量的重要措施。焊接性試驗主要包括抗裂性試驗及焊接接頭使用性能試驗兩個內容。通過抗裂性試驗，檢驗焊接化工機械設備焊接接頭位置焊接是否存在質量問題，是否具備抗裂性，在提高焊接質量，實現焊接目標等方面發揮著重要作用；焊接接頭使用性能試驗，主要是對焊接接頭承載力、耐磨性能及抗腐蝕性進行試驗，保證其接頭使用性能。

二、化工機械設備焊接工藝規程

（一）焊接工藝規程的依據。在焊接工程師進行焊接工藝規程編制時，應充分保證焊接工藝規程的正確性。在多數國家中，其焊接規范及標準是通過公認的科學技術成果為依據并進行編制的。在焊接工藝規程編制中，不允許使用尚在研究階段、沒有獲得權威結構認可的材料、方法及技術。由此可以看出，進行焊接工藝規程編制是有據可依的。在進行化工機械設備焊接工藝規程編制時，應在相關知識的基礎上進行編制，針對焊接設備特殊性，收集相關焊接相關技術資料，從而安排焊接工藝規范編制工作，其收集材料越充分，其焊接工藝規程編制正確性越高。

（二）焊接工藝規程。焊接工藝規程主要包括焊接結構工藝性分析、焊接方法及焊接材料的選擇、焊接接頭、坡口形式的選擇、焊接規范、焊接技術要求等內容。通過明確焊接工藝規程中各項內容及標準，保障焊接質量及水平。

1、焊接結構的工藝性。在進行化工機械設備焊接作業時，需要考慮焊接結構工藝性問題。機械設備焊接結構設計直接影響著焊接作業的操作難度，影響著設備焊接接頭質量及焊接效率等。在進行熔焊作業時，以焊縫傾角及轉角為標準，可以劃分為平焊、立焊、橫焊、仰焊等形式。在進行某些化工機械設備中，需要在機械設備加工后其焊接結構方可進行焊接，為避免焊接對設備加工精度造成影響，一般要求其焊縫結構設計應與加工表面保持一定距離。化工機械設備焊縫布置應綜合考慮焊接操作空間問題，保證其預留操作空間可以滿足焊接作業時其運條角度調整的要求。如化工機械設備其焊縫為點焊或縫焊焊縫，則需要保證其焊縫位置滿足滾輪電極及柱狀電極的焊接特點等。

2、焊接方法。當前，化工機械設備焊接方法種類較多，以焊接過程特點作為標準進行劃分，可以將焊接方法分為熔焊、壓焊及釬焊。其中熔焊指的是在沒有施加壓力的情況下，將需要焊接位置的母材金屬進行熔化，并形成焊縫的一種焊接方法。熔焊其特點在于應用局部熱源，將填充金屬在焊件結合處熔化并熔合，在熔合冷卻后形成牢固的焊接接頭，電弧焊及電渣焊均屬于熔焊方法；壓焊指的是在進行焊件焊接操作的過程中，需要對焊件施加壓力方可完成焊接的一種方法，應用壓焊進行機械設備焊接，在焊接之前無論進行加熱或不加熱，均需要施工一定壓力方可保證焊件焊接質量，摩擦焊及接觸焊均屬于壓焊類型；釬焊與熔焊存在著本質區別，其選擇較之焊接母材熔點低的金屬材料作為釬料，將釬料加熱到高于釬料熔點，將焊件加熱到低于母材熔化溫度，應用熔化為液態釬料進行接頭間隙填充，并通過擴散連接完成焊接的一種方法，鐵釬焊、火焰釬焊均屬于釬焊方法。在進行化工機械設備焊接方法選擇時，需要在分析焊件材質、接頭厚度、焊縫位置及坡口形式的基礎上進行選擇與確定。

3、焊接材料選擇。焊接材料指的是在進行焊接作業過程中所應用的為提高焊接質量附加的保護物質及各種填充物質，常見的焊接材料為焊條、焊絲、釬料、保護氣體、焊劑及釬劑等。在焊接材料選擇時，需要按照焊接材料可以滿足焊件母材及焊縫處理強度的要求進行選擇，并綜合考慮工藝因素及焊接方法的冶金特點對焊接接頭可能產生的影響。一般在產品樣品性能說明或焊接材料標準中對焊接材料熔敷金屬性能進行了說明。在焊接中所采取的焊縫材料及焊接工藝直接影響著焊接接頭性能，在選擇焊接材料時，應充分考慮焊接接縫金屬性能。在我國焊接操作規范中規定，焊接過程中其焊縫金屬性能應等于或高于相應母材標準規定值下限，或其焊縫金屬性能應滿足技術條件要求。

（三）焊接接頭與焊接坡口形式。焊接接頭指的是應用焊接方法后形成的不可拆接頭，以焊件結構厚度、焊件結構形狀及應用條件為標準，可以將焊接接頭形式分為對接接頭、搭接接頭、角接頭、T形接頭等多種形式。其中對接接頭指的是將同一平面內被焊工件相對焊接所形成的一種接頭形式，這種接頭受力狀況較好，其應力分布集中程度較低，屬于化工機械設備焊接作業的理想接頭形式。T形接頭則是將存在一定角度或保持垂直的被焊工件通過應用角焊縫連接形成的接頭形式，其承載力較好，在化工機械設備焊接應用中十分廣泛。

為提高焊接質量，按照焊接工藝要求，將被焊工件待焊部位進行加工，形成具有幾何形狀的溝槽，這種溝槽即坡口。進行坡口加工，其目的在于保證焊接焊縫焊透，并可以進行熔合比調整，以實現焊接質量。在焊接作業中，為可以將焊縫根部焊透，當板厚超過6mm時，應進行坡口加工，坡口多分為V形、X形、U形、K形等形式。在進行焊件開坡口時，應注意留出鈍邊，避免焊接過程中出現燒穿問題，開坡口應預留出一定間隙，保證焊接可以實現根部焊透。

（四）焊接規范。焊接規范主要為影響焊接質量及焊接效率的所有工藝參數。焊接規范參數主要包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊條與焊絲直徑等。焊接規范參數的選擇，直接影響著焊縫熔深、熔寬、熔高，是決定焊接質量的關鍵性因素。在選擇焊接電流時，如化工機械設備為厚板，為提高生產效率加大熔深，可以適當增加焊接電流，但如焊接電流值過大，則容易出現咬邊問題，對焊接質量造成影響；如焊接電流值過小，則容易造成夾渣或未焊透等缺陷問題。為此，應保證焊接電流適中，保證其焊接質量。電弧電壓的大小容易對焊件焊縫形狀及尺寸造成影響。如電弧電壓過高，則其焊縫較寬較淺，易產生焊透或咬邊等缺陷。如電弧電壓不足，則其焊縫較窄較高，同樣影響焊縫質量。焊接速度過快容易產生咬邊、氣孔、為焊透等缺陷，焊接速度不足則會引起溢流、焊瘤等缺陷。焊條直徑的選擇，應綜合考慮焊接板厚、接頭形式等，充分保證焊接質量。

（五）焊接技術要求。在進行一般焊接作業時，其焊接技術要求主要為：選擇合適的焊接方法、焊接材料、焊條、焊縫布置、焊接工藝、檢驗標準、試驗標準等。在進行化工機械設備焊接作業時，應綜合考慮化工機械設備的工藝要求，分析其設備結構強度、剛度及尺寸要求，合理編制其工藝規程，保證化工機械設備焊工藝規程可以滿足焊接使用性能要求，實現焊接目標及綜合效益。

三、結語

在化工機械設備加工中，為保證設備加工質量，需要進行設備焊接作業。為保證焊接質量，保證焊接接頭使用性能，需要編制焊接工藝規程。焊接工藝規程編制質量直接影響著焊接質量。焊接工藝規程主要內容包括焊接方法、焊接材料、焊接接頭及坡口形式、焊接工藝規范參數與焊接技術要求等。本文在分析化工機械金屬材料的焊接性的基礎上，對當前化工機械設備焊接工藝規程進行分析。實踐證明，保證焊接工藝規程質量，在實現焊接接頭質量及焊接效益等方面發揮著重要現實意義。

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