水下焊接范文第1篇

关键词：缝合摩擦焊；实验装置；机械系统；液压系统；电控

中图分类号：TG45 文献标识码：A

世界新增油气储量已由陆地、浅水转向广阔的深水水域。由于受到波、浪、流、冰等交变载荷的作用，海洋石油钢结构尤其是海洋平台的水下部分不可避免地会出现各种疲劳裂纹。对于海洋平台水下部分、海底管道等的修复，目前可供选择的水下连接方法主要有机械连接器、电弧焊接和固相焊接。机械连接器由于可靠性问题使其应用受到限制。电弧焊接当水深达300 m时电弧难以稳定，因需要高压焊接舱使得系统非常复杂、安装费时、费用极高。缝合摩擦焊（Friction Stitch Welding， FSW）技术由英国焊接研究所（The Welding Institute，TWI）于1992年发明，是以海洋平台和海底管道修复为主要目的一种固相焊接技术。该技术在干式环境、湿式环境下都能够获得较好的连接质量，因此在水下修复作业方面具有巨大的应用潜力。近10多年来，缝合摩擦焊技术在欧洲得到了高度重视，围绕该技术在水下连接中的应用，欧盟有组织地投入了大量的人力和物力进行了一系列的研究开发工作，目前已经具备了水下连接的商业化作业能力。与此形成鲜明对比的是，国内相关的基础工艺研究尚处于空白。为此，我们进行了水下缝合摩擦焊试验装置的研制，为深入研究水下缝合摩擦焊的工艺特性和连接机理提供设备基础。

1缝合摩擦焊原理

首先在被焊金属基体上预钻出一系列直径在9至17厘米的焊孔，接着将一个个高速旋转的金属棒以一定的进给速度插入这些焊孔中。随着金属棒的进给，当金属棒到达焊孔底部时，金属棒与焊孔底部有接触并开始摩擦生热过程，摩擦所产生的热会使金属棒产生塑性变形，塑变的金属材料在焊接压力的作用下会不断流动填充焊孔，同时摩擦接触面快速的从焊孔底部向上移动，塑变的金属材料与焊孔的内表面紧密结合在一起，完成一个焊孔的焊接。而由若干个不连续的焊孔搭接缝合形成缝合摩擦焊的焊缝。

2缝合摩擦焊机械系统

本实验装置主要用于管线钢的焊接，其机械结构示意图如图1所示，包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。轴向移动装置由伺服电机、丝杠、滑块和燕尾槽组成，伺服电机带动丝杠旋转，与摩擦主轴头连成一体的滑块通过螺旋副与丝杠相连，将丝杠的旋转运动转换成燕尾槽滑块的上下运动，从而完成摩擦头的轴向移动。燕尾槽滑道和一般滑道相比运行稳定，精度较高。轴向最大进给速度适中，保持焊接装置的稳定性。焊接过程中，通过摩擦主轴头的微量轴向进给提供焊接压力，进给量由焊接压力传感器根据采集到的焊接压力实时调节，保持焊接过程中焊接压力的稳定，最高焊接压力可达20 kN。摩擦主轴头的高速旋转运动由液压马达控制，使柱塞头插入焊孔高速旋转进行焊接，最高转速可达6000 r/min，承受最大扭矩为50 N.m。待焊工件由夹具固定在工作台上，工作台通过螺旋副与两丝杠相连，摇动丝杠手柄，完成工作台前后、左右移动，从而可方便地完成工件与摩擦主轴的对中。

3液压系统

本实验装置摩擦主轴头最高转速要求达到6000 r/min，最大扭矩50 N.m，为了满足此焊接要求，选用柱塞液压马达，利用液压系统来控制主轴的高速旋转。根据技术要求，选用A2FM12型柱塞液压马达。马达排量为12 mL/r，最高转速8000 r/min，最大流量96 L/min，当压差为350 bar时，扭矩为67 N.m，当压差为400bar时，扭矩为76 N.m。液压系统原理图如图2所示。用溢流阀4控制液压系统的最高压力，用液压伺服阀5控制液压马达的启/停和调节主轴转速。本液压系统要求流量大，压力高，因此液压泵选择A2F80R2P1型柱塞泵。柱塞泵容积效率高，漏油现象轻，可在高压下工作，大多用于大功率液压系统。液压伺服阀在焊接过程中起到换向和调节流量的作用，即开启停止液压马达，调节转速大小的功能。根据技术要求选择4WSE2ED型方向伺服阀， 最高工作压力210/315 bar，最大流量180L/min。

4电控系统

缝合摩擦焊电控系统原理。以PLC为主控制元件，采用触摸显示屏为人机界面，操作简单直观，反馈的信号可以清晰的反应到界面上。控制信息和焊接参数通过人机界面传递给PLC，经由PLC 处理分析后，再把信号下传至电控液压阀或者伺服驱动器等执行单元。比如，PLC传递出来的信号通过伺服驱动器控制伺服电机转动，以此来控制主轴的轴向进给运动。焊接过程中，数据采集系统通过流量传感器、压力传感器、转速传感器、光栅尺等信息传递元件将电控液压阀的流量大小、液压马达的进出口压力大小、摩擦主轴的转速大小以及轴向移动位移量大小等信号传递给PLC，PLC分析处理后，进行实时显示与调节，保证焊接过程的稳定。

人机界面选择NI公司基于图形化语言的Labview进行设计。其设计语言用G 编程（Graphic Programming）方式，即各子功能模块的表示形式为图标/连接口，各模块之间通过连接口彼此联结起来，互相传送参数，从而构成一个更大的模块并完成特定的任务。人机界面包括控制按钮部分、参数输入部分和参数显示部分。控制按钮部分包括焊接过程的启动停止、焊接主轴头的垂直上下运动、轴向进给速度的加速减速调整、主轴旋转运动的启停和旋转速度的调整。参数输入部分包括主轴进给速度和旋转速度的输入，只要在输入框内输入指定的速度，主轴便可快速调整。参数显示部分包括焊接压力，主轴进给速度和主轴旋转速度的实时显示，以供对焊接过程的观察及监控。人机界面简单清晰，操作方便。

5结论

（1）本实验装置的摩擦主轴头最大工作压力可达20kN，最高转速可达8000 r/min，最大扭矩可达76 N.m，可用于一般管线钢的缝合摩擦焊。

（2）利用液压系统控制摩擦主轴头的高速旋转运动，流量大，压力高，焊接过程稳定。

（3）通过摩擦主轴头的微量轴向进给提供焊接压力，进给量由焊接压力传感器根据采集到的焊接压力实时调节，保持焊接过程中焊接压力的稳定。

（4）人机界面简单清晰，操作方便，可对焊接过程进行实时观察与监控。

（5）配合密封水箱，可模拟管线钢的水下缝合摩擦焊。

参考文献

[1] 高峰，朱加雷. 海底油气管道维修工艺研究现状[J]. 北京石油化工学院学报， 2012，20（3）：57-59.

[2] 唐德渝. 海洋石油工程水下焊接技术的现状及发展[J]. 金属加工，2009， （4）：1-5.

[3] 周利，刘一搏，郭宁，袁新，冯吉才.水下焊接技术的研究发展现状[J].电焊机， 2012，42（11）：6-10 .

水下焊接范文第2篇

【关键词】内衬；不锈钢复合钢管；焊接技术；工艺要点；质量控制；排水埋管

1工程概况

白鹤滩水电站左岸主厂房厂外机组检修、渗漏排水总管埋管安装范围分五段。厂内集水井埋管，桩号范围:左厂上0+012.650～左厂上0+046.650，左厂0－044.200～左厂0－040.200，高程范围:601.400m～615.700m;5－1排水廊道埋管，桩号范围:左厂上0+042.650～左厂上0+046.650，左厂0+042.200～左厂0+410.150，高程范围:614.800m～615.700m;厂外集水井埋管，桩号范围:左厂0+405.150～左厂0+418.150，左厂下0+066.650～左厂下0+060.150，高程范围:617.850m;5－5排水廊道埋管，桩号范围:左厂0+414.150～左厂0+418.150，左厂下0+060.150～左厂下0+040.650，高程范围:614.800m～617.850m;自流排水洞排水渠入口段埋管，桩号范围:左厂0+410.150～左厂0+423.640，K－003.000～K+007.000，高程范围:614.800m～641.000m。部分埋管布置形式见图1、图2。设计考虑地质条件、水流冲刷、使用寿命等因素，排水埋管采用内衬不锈钢复合钢管，规格型号分别为φ720、φ630、φ530，其中内部不锈钢层厚度为2mm。埋管总工程量约2610m。

2施工技术要点与施工流程

2.1施工技术要点

(1)在安装之前首先测量放点，确定安装管路的高程和中心;(2)受洞内空间尺寸影响，在安装位置卸车及吊装，用自制门架+5t手拉葫芦进行卸车吊装，卸车禁止直接将钢管从车上推下;(3)洞内运输采用小型货车或简易台车，人工配合方式运输;(4)所有钢管均由厂家成品发货，长度有4000mm和6000mm两种规格，在现场安装过程中若长度不合适，可进行切割，并按照设计要求重新切割坡口，钢管切割完成后，应及时将废渣清理干净，不得留于钢管内;(5)按照图纸要求，每隔6m架设固定管架，管架形式不一，管架安装根据现场配割焊接，管架应加固牢靠，不得有晃动，防止在土建浇筑过程中变形，影响钢管安装质量;(6)排水埋管安装坡度应符合图纸设计要求;(7)竖井段埋管安装施工作业，应在充分保证安全的情况下进行施工，由于现场施工空间限制，埋管采用从下往上提升或者从上往下溜放安装方式，埋管向上提升或者向下溜放过程中，下方不得站人。

2.2施工流程

结合施工现场实际情况，以及厂外机组检修渗漏排水管布置特点，其施工流程为原材料定尺采购、原材料进场检验、管架制作、土建交面、测量放点、材料运输、安装插筋、管架安装、排水管对装、排水管对接接头焊接、焊缝外观检查、局部焊缝超声波探伤(不少于150mm)、1.5倍工作压力试验(水压)、焊缝接头处防腐、验收合格交面给土建回填。

3关键工序施工

3.1内衬不锈钢复合钢管焊接

内衬不锈钢复合钢管焊接采用钨极氩弧焊+焊条电弧焊焊接方式，不锈钢层焊接材料选用焊丝H0Gr21Ni10;过渡层焊接材料选用焊条A302;碳钢填充层焊接材料选用焊条A302。焊接顺序:先焊复材(不锈钢管)，再焊过渡层，最后焊基材(碳钢管)。焊接工艺严格按照供货厂家所提供的焊接工艺评定报告执行，且严格遵守以下焊接规定:(1)焊接时，凡可以转动的钢管应转动后，在平焊、立焊等位置焊接，尽量减少仰焊操作。(2)焊接操作时应尽量减少收缩应力。采用分段焊接法，将沿钢管周长方向分成4段，间隔焊接。焊接完成后让焊口自然缓慢冷却。(3)焊接温度低于－20°C时，应将焊口处200mm～250mm的钢管预热到100℃～200℃。(4)相邻对接焊缝的间距不宜小于180mm～200mm，并且不应小于管外径。3.1.1焊前准备(1)焊接坡口、尺寸及加工钢管接头应根据管壁厚度选择适当的坡口型式和尺寸，采用60°～65°的V型坡口，对口间隙及钝边均为1.5mm。不锈钢复合管对接接头的坡口型式及尺寸见图3。焊接坡口应采用机械加工方法制成。若采用等离子弧切割、气割等方法加工坡口，则应除去坡口表面的氧化层及过热层。(2)焊前清理焊前清除焊丝表面及焊接坡口两侧应不小于20mm范围内的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物。多层多道焊时，应清除前道焊缝表面的熔渣和缺陷等。(3)焊前装配焊前装配质量将直接影响焊缝焊接质量，装配时焊缝坡口对装间隙控制在1mm～1.5mm为宜;相邻管口错边量不应大于2mm;定位焊接要牢固。3.1.2焊接工艺参数焊接工艺参数按照材料厂家提供的焊接工艺评定报告规定的参数执行，如表1所示。原则上应采用较小的焊接线能量，避免焊件过热。3.1.3定位焊定位焊在复层上进行，并采用与正式焊接相同的焊接材料及焊接工艺。其定位焊间距不大于500mm、焊缝长度100mm～150mm、焊缝厚度不小于正式焊缝的1/3。发现定位焊缝出现裂纹或其他不允许存在的缺陷时，应予铲除，并移位再焊。3.1.4复层焊接不锈钢复合钢管的复层(不锈钢管)焊接时，其焊道尽量不触及和熔化基层。因不锈钢管一般为薄壁管，应采用较小直径的焊条或焊丝及较小的焊接线能量。焊道间温度应不高于120°C。3.1.5过渡层焊接焊接过渡层时，也应采用较小直径的焊条及较小的焊接线能量。过渡层的厚度应不小于2mm。3.1.6基层焊接基层焊缝表面，应尽可能与复层(碳钢管)表面保持平整、光滑。对接缝的余高，应不大于1.5mm。3.1.7复层的表面质量保护应采取适当的措施，防止焊接飞溅损伤复层表面;不应在复层表面随意引弧、焊接吊环及临时支架等。3.1.8焊后清理焊后应清除焊件表面的焊渣、焊瘤、飞溅及其他污物。3.1.9焊接质量检验焊接质量检验包括外观检验和无损检测，外观检验要符合以下要求:外观检验采用目视或4倍～8倍放大镜检查。焊缝外观检查率为100%;焊缝外观几何尺寸应符合设计图样的规定;焊缝及热影响区表面不应有裂纹、未焊透、未熔合及超过允许范围的咬边、凹坑、夹渣等缺陷;焊缝的咬边深度不应大于管材厚度的10%，且不大于0.5mm;焊缝咬边的连续长度不应大于100mm，且焊缝两边的咬边总长度不应大于该焊缝总长度的10%。焊缝局部进行超声波检测，检测长度不得小于150mm，检查标准按照JB/T4730.3规定的方法进行。

3.2压力试验

钢管安装完成后应按照图纸要求进行压力试验，钢管工作压力为1.2MPa，试验压力为1.8MPa，试验介质为水。压力试验保持10min，无渗漏及裂纹等异常现象，压力降不大于0.05MPa，再降低压力至额定工作压力，外观检查无渗漏现象。试验期间，要仔细检查每个接头部位是否漏水。有漏水的接头应及时处理直到不漏水为止。导致漏水的缺陷焊缝应铲掉并重焊。试验前将管口进行封堵。试验用压力表经校验，并在周检期内，其精度不得低于1.5级，表的满刻度值应为被测最大压力的1.5至2倍，表盘直径不小于100mm，压力表设置在埋管两端头封堵板上面。

4结语

水下焊接范文第3篇

武广客运专线流溪河特大桥跨西华海连续刚构主桥长356m,跨径组合为94m+168m+94m,该桥主墩289#位于水中,承台基础属于低桩承台,承台埋入基岩内,其承台底面标高均为-10.539m,施工水位为+2.1m,施工水深达15m。 289#墩下设一个整体式承台,承台尺寸为长23.2m×宽16.8m×高5.0m,四角倒圆。

本桥位于近海地带,受涨落潮影响,河道水位相差较大,且因水位较深,水流速度较大,同时施工受台风影响,拟采用双壁钢围堰进行承台施工且水中承台钢围堰必须有足够的高度,满足涨潮与落潮的施工要求,同时也得满足稳定性要求。

2、钢围堰形式的选择

钢围堰平面形状的一般根据承台形状而定,常见的有圆形、矩形,也有哑铃型和异型钢围堰。

该墩承台为矩形承台,可采用圆形双壁钢围堰或矩形双壁钢围堰,以下详述其优缺点:

2.1矩形双壁钢围堰:

优点:用钢量小,占用河道面积小。

缺点:受力条件复杂,结构复杂,由于设置内支撑,对承台施工有一定的干扰。

2.2圆形双壁钢围堰:

优点:受力条件好,可承受比一般围堰更大的围堰内外水头差,无须设置内支撑,施工干扰小;适用性强,基本不受墩位处水深限制,不受覆盖层深度限制。

2.3缺点:占用河道面积较大,自身用钢量大,同时施工平台、封底、吸泥、水下清基等相应工作量也随之增大。

其各自经济、技术比较如下(壁厚:1.0m,高度:15.991m,操作空间:圆形0.7m,矩形0.1m,平台及围堰所用钢材型号相同)。

2.4钢围堰平面形状的确定

经论证和比较,采用1.0m厚矩形双壁钢围堰较为理想,同时也是满足广州市航道局关于施工期间通航宽度不小于110m的要求。围堰内设置斜支撑,支撑避开承台、墩身的施工位置,克服了内支撑对承台、墩身的施工影响,且优化设计后的矩形双壁钢围堰较圆形钢围堰更经济适用。

3、围堰施工难点

钢围堰平面尺寸较大,结构杆件多,焊缝较多,焊接过程中产生的变形量大,不利于围堰拼装。若不能很好的控制围堰加工过程中的变形。在围堰拼装过程中必然会导致大量的人力及财力的浪费。

4、施工过程控制

双壁矩形钢围堰焊接质量要求极高,对焊接变形量与焊缝质量及密水性要求极为严格。下面我们从以上几个角度研究控制焊接质量措施。

4.1影响围堰焊接变形的因素

(1)结构尺寸:

289#水中墩矩形双壁钢围堰长25.4米,宽19米,高15.991米,壁厚1米,属于大型钢结构。众所周知,钢结构尺寸越大焊接变形越严重。

(2)焊缝尺寸及形式:

焊缝尺寸的大小不仅关系到焊接工作量,而且对焊接变形也产生较大的影响。焊缝尺寸过大,焊接量就大。289#主墩钢围堰由于焊缝较多,且要求焊透易引起较大变形,有由于角焊缝的纵横向收缩易引起翅曲变形。同时不同的焊缝剖口形式对焊接变形也有很大的影响。

(3)焊接工艺及材料:

由于先焊焊缝对后焊焊缝有一定的约束作用,所以在焊接参数一定的情况下,先焊接焊缝变形总是大于后焊焊缝的变形,且结构越大,板材越薄,焊接变形量的差异也就越大。

3.2 控制焊接变形措施:

3.2.1将钢围堰分块制作,分割其结构尺寸

为控制因结构过大而引起焊接变形过大情况,我们将钢围堰分为3节,每节分为12块,共所36块制作。从而极大减小了其自身结构尺寸,有效控制了因结构过大引起的焊接变形量。上下节段间焊接加劲板,拼装时为面与面的焊接,有效保证拼装质量。

3.2.2选择合理的焊缝尺寸及焊缝位置

(1)焊缝尺寸过大必然导致焊接变形量增大,但并不是说焊缝尺寸越小越好,在焊接过程中,过小的焊缝尺寸,由于冷却速度过快,容易产生一系列的焊接缺陷,影响焊接质量和降低焊缝的力学性能。因此,在保证结构承载力和焊缝的焊接质量的前提下,应选取最小的焊缝尺寸。同时采用多层多焊道施工保证焊接质量。

钢围堰的面板都为薄壁板,焊接过程中极易变形,为有效控制此问题。我们选择大尺寸钢板作为围堰面板,尽可能的减少焊缝长度及焊缝条数,以尽可能的减少因焊缝过多引起的焊接变形量。

(2)在焊缝结构设计时,尽可能在对称于截面中性轴,或接近于中性轴的位置上安排焊缝。对于对称的焊接结构,焊缝布置应对称于中性轴,由两名焊工同时对称施焊,可使产生的焊接应力相互抵消,或部分抵消,大大地减少了焊接变形。

(3)选择合理的焊缝剖口形式

焊缝的坡口形式对焊接变形的影响较大。焊缝的坡口角度越大,熔敷金属的填充量就越大,沿着板厚方向的横向收缩就越不均匀,焊接变形就越大。通常情况下,不开坡口的焊缝因为熔敷金属填充量小,比开坡口的焊缝焊接变形要小。对于289#围堰面板厚钢板来说,为保证焊接牢固性,必须采用剖口焊,经比较与现场实践得出,V型坡口较小,焊缝的焊接变形就越小。

3.3.3 从焊接工艺上来减小焊接变形量

(1)选择合理的焊接方法

选择焊接方法的原则是:

在保证焊接质量和力学性能的前提下,选用较低的线能量,能有效地防止焊接变形。289#主墩钢围堰采用手工电弧焊,功率大,热利用率高,焊接速度快,焊缝收缩小,焊接变形就小。

(2)采用合理的装配焊接顺序和方向

焊接结构的装配焊接顺序将给钢结构的变形带来较大的影响。为了使焊缝能自由收缩,在围堰焊接过程中,同时存在对接焊缝和连续焊缝时,先焊连续焊缝。焊接时,应对称焊接,对于不对称焊缝的焊接先焊焊缝少的一侧。对于结构中长焊缝,采取分段焊。

(3)刚性模具固定法

289#主墩钢围堰主桁骨架施焊时,将焊件固定在具有足够刚性的胎膜上,使焊件在焊接时不能移动,在焊接结束完全冷却以后再将焊件放开,这时焊件的焊接变形要比在自由状态下焊接时发生的变形要小。

(4)反变形法

根据生产中已经发生的焊接变形的规律,预先把焊件人为地制成一个变形,使这个变形与焊接后发生的变形方向相反而且数值大小相等,以达到防止产生焊接残余变形。例如:289#主墩钢围堰竖向加劲角钢即N8与面板焊接时,采用在角钢与面板接触的正反面跳焊,不但总焊缝长度大于角钢长度,保证了焊接质量;而且利用反变形法很好的控制了焊接变形量。

(5)散热法

散热法又称强迫冷却法,是把焊接处的热量迅速散走,使焊缝附近金属受热区域大大减小,以达到减少焊接变形的目的。289#主墩钢围堰面板与桁架骨架拼装时采用鼓风机通风,迅速降低因焊接产生的热量,从而最低限度的减少了变形。

水下焊接范文第4篇

【关键词】 CO2气体保护焊 汽车焊接 使用价值

适应市场是汽车行业发展的外在条件和内在动力。近年来汽车行业竞争越来越激烈，这需要各厂家要有最合理的生产工艺和最低的生产成本。我公司在车身结构相似的基础上实行皮卡和SUV系列化的多种车型混合使用一条焊装生产线的生产模式。一般情况下企业均会通过采用CO2气体保护焊来满足生产需要。

1 工艺特点

（1）CO2气体保护焊的电弧穿透力强，生产率比焊条电弧高1～3倍。（2）CO2气体保护焊采用短路过渡技术可以用于全方位的焊接，对于薄壁构件焊接质量高，焊接变形小，焊接速度快。（3）CO2气体价格便宜，一瓶装25kg液化CO2，若焊接时的流量为20L/min，则可以连续使用10小时左右。焊接前对焊件处理可从简，其焊接成本只有埋弧焊和焊条电弧的40%～50%。（4）CO2气体保护焊易实现机械化和自动化。CO2气体保护焊在汽车焊接中还可以减少对设备、场地、工装夹具的多次投入减少成本，提高生产效率。（5）抗锈能力较强，焊缝含氢量低。

2 焊接工艺

2.1 车身的材料

材料为低碳钢系列。汽车车身为薄板件焊接。

2.2 焊接材料

2.2.1 焊丝化学成份要求

（1）须含有足够数量的脱氧元素，以减少焊缝金属中的含氧量和防止生气孔；（2）焊丝的含碳量要低，通常要求含C

2.2.2 CO2气体的要求

（1）焊接用的CO2的纯度应>99.5%，露点低于-40℃。（2）对市售CO2气体含水较高的应在现场将新灌气瓶倒立1～2h然后开启阀门，把沉积在下部的自由状态水排出。根据实际情况可放水2～3次，每隔30min左右放一次。放水结束后，将气瓶倒正。（3）经倒置放水后的气瓶，在使用前仍须先放气2～3min，放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分，这些空气和水分主要是灌瓶时混入瓶内的。（4）在气路中设置高压干燥器和低压干燥器，进一步减少CO2气体中的水分。（5）气压降到980kPa时，不再使用。气体气压降低到980kPa以下时，CO2气体含水量将增加到3倍左右。如再继续使用，焊缝中将产生气孔。

2.3 焊接设备

焊机为河南任丘生产的适合焊接厚度为0.8～4mm半自动焊机。

2.4 焊接接头和焊缝位置

不同的接头型式以及不同的焊缝位置时焊炬和工件相对位置如图1所示。

2.5 规范选择

2.5.1 为了获得稳定的焊接过程，车身采用短路过渡焊接

（1）电弧电压及焊接电流。（2）焊接回路电感。（3）焊接速度。（4）气体流量。（5）焊丝伸出长度。

2.5.2 焊缝长度和焊缝间距的选择

车身用CO2气体保护焊补焊时采用断续焊，每段选择焊缝长度不大于10mm，焊缝间距为50mm。

3 焊接前检查和准备

（1）焊接前对焊机及附属设备进行严格检查，保证电路、气路及机械装置的正常运行。（2）焊机的控制装置应能按如下程序控制：启动提前送气（1～2s）接通焊接电源（送丝、引弧）开始焊接停止送丝（切断焊接电源）滞后停气（1～2s）。（3）焊丝、坡口及坡口周围10～20mm范围内必须保持清洁，不得有影响焊接质量的异物。（4）检查CO2气瓶中气体压力大小（压力不低于980Kpa）。（5）注意事项。经过生产实践和对焊接工艺的多次调整。

4 结语

在汽车焊接中CO2气体保护焊和电阻焊联合应用，可以提高焊接速度和焊接质量，降低了生产成本。因此CO2气体保护焊在汽车焊接中有很大的适用价值。

参考文献：

水下焊接范文第5篇

[关键词]: 接地扁铜 焊接方法技术要求 施工工艺

[Abstract]: This project is mainly use flat copper as the main material of the grounding system, this paper describes the use of ground flat copper reason, welding methods and engineering-related technical requirements and construction techniques.[Key words: ground flat copper; welding method; technical requirements; construction technology

中图分类号： U224 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的大中型水电站中紧接龙羊峡水电站的第二个梯级电站。电站距上游龙羊峡水电站32.8km（河道距离），距下游李家峡水电站73km，距青海省西宁市公路里程为134km，距下游贵德县城25km，对外交通便利。

拉西瓦水电站工程属大（1）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。工程的主要任务是发电。水库具有日调节能力。该工程由混凝土双曲重力拱坝（坝高248m）、坝后水垫塘及二道坝、坝身泄洪表孔深孔底孔及右岸地下厂房主变开关室组成。大坝建成后将形成10.79亿m3的水库，电站装机容量4200MW（6× 700MW）。

拉西瓦水电站主坝接地系统主要由接地扁铜（主要由30× 5和40×5两种扁铜组成）、接地极、降阻剂，接地扁钢等组成。

2、拉西瓦水电站主坝接地主材采用接地扁铜的原因

拉西瓦水电站处于高寒地区，由于地质土壤属高电阻率土壤，导电性能较差；其次考虑水电站的使用寿命周期长，以及接地系统导流量等方面的综合指标经实验论证后，拉西瓦水电站主坝接地系统采用导电率较好的接地扁铜作为拉西瓦水电站的主要接地材料，主要采用的扁铜尺寸（规格）为30× 5及40× 5两种，扁铜的用量相比较而言占工程总数的95%以上。

3、各种焊接方法的特点比较及拉西瓦接地焊接采用的方法

材料的焊接方式主要有熔焊、压力焊及钎焊等。其中除压力焊外，其他焊接方法均可用于接地系统中不同材料之间的焊接。各种焊接方法的主要特点如下：

3.1熔焊

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件两工件连接成为一体。熔焊方式除电焊、气焊外，放热焊接也是熔焊方式的一种，自开发以来，已广泛应用于机电、化工等多个行业。一般而言，在经济方面，放热焊接比普通焊接方法贵一些。但是在施工完后，如果钎焊质量不能满足要求时，要对接续点进行返工将是非常麻烦的，而放热焊接则相对成功率比较高且寿命长。放热焊接方法具有以下特点：

接头的放热稳定性方面：用于接地铜导体的焊剂为铜基合金（如CADWELD焊料F20含有3%左右的锡）。IEEE标准（1991年版）《交流变电站接地安全性守则》称“放热焊接如正常的话，它就是一条直线”。焊接接头的寿命，其本质就是在特定环境下的耐腐蚀问题，应必须予以关注。国际上这方面的介绍很难见到，只能根据实际情况推断如下：根据制造厂提供的相关数据，焊料的成份接近锡青铜（锡青铜的含量为3.5%~8%），其腐蚀性应与锡青铜相仿，即其寿命应当不低。为减少接地网的接头数量，同时降低放热焊接的施工成本，宜优先采用铜绞线。

3.2钎焊

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而事项焊接的方法。影响材料、钎焊性的首要因素就是材料本身的性质。例如Cu和Fe的钎焊性好；AL的表面氧化物非常致密稳定而难于去除，因而铝的钎焊性差。

3.3焊接方法的初步比较

考虑到本工程主要还是铜材焊接，下面对铜钎法和放热焊接法进行初步比较，详见表3-1。

表3-1

4.焊接方法

4.1方法介绍

本工程接地网的主要接地材料为铜材，为了充分利用自然接地体以降低整个接地网的接地电阻，即在接地系统的材料连接方式，除铜材与铜材之间的焊接外，还存在铜材与钢铁材料之间的连接问题，即存在异种金属组合问题。

根据不同的焊接特点分别有：

钢材与钢材之间的焊接，采用电焊、气焊均可；铜材与钢才之间的焊接，可采用熔焊方式，如担心对结构件产生强度、刚度影响，采用钎焊亦可。

铜材与铜材之间的焊接均采用火泥熔接放热式焊接方法，拉西瓦水电站主坝接地系统多采用此焊接方法。

4.2放热焊接基本要求

焊接接头是否合格，一般要求从导电性、防腐蚀性、通流量、机械强度方面的考验。IEEE 837-1989用于变电站接地永久连接合格检验标准提出了合格接头的实验方法及规定，放热焊接粉供应商一般应提供测试报告。在具体施工中，一般只能根据目侧判断，因此要求：

⑴、在施工现场应进行操作培训，直至熟练程度；对不同型式接头，分别做几只样品，锯开来看效果，以便发现操作过程中不当之处。

⑵、对焊好的接头，用人力拉几次，目测外观，不合格的应重做。

⑶、有条件时，测量接头电阻，与同样长度的完整导体的电阻值比较，不超过1.1倍为合格。

5.火泥熔焊的特点和原理

5.1.工艺原理

放热焊接是通过氧化铜的化学反应，产生液态高温铜液和氧化铅的残渣并利用放热反应所产生的高温来实现性能电气熔接工艺。放热焊接适用于铜、钢、铁及铁合金等同种或异种材料的电气连接，它无需任何外加的能源和动力。

放热焊接的反应方程式：3CU2O+AL=6CU+AL2O3+ 热量（温度可达2537度或4600度以上）.

5.2放热焊接所需的主要模具及附件

A、放热焊接模具（有十字、T型、一字专用模具）

B、放热焊接专用焊粉

C、工具箱

5.3放热焊接的要点：

要点：驱除水气清洁被溶接物清洁模具。

除以上三项外还应对药粉进行妥善保存，另外还需要对药粉及模具有对应性否则会影响熔接质量。

放热焊接使用前的准备工作：在熔接之前清洁连接表面。除去表面的水、油、污渣等。对有附着物的表面使用砂轮，粗铁刀等工具清洁然后

使用前先加热模具清洁模具，调整模具使用前的

最佳状态（闭镀等）。

5.4施工优缺点及经济比较

通过主坝接地系统的施工实践，表明拉西瓦水电站接地焊接的优缺点总结如下：

优点：

操作简单，使用方便；

实际可操作性能强，操作人员普及使用率高；

缺点：

限制性较大，只能在符合其相对湿度，温度及施工场地干燥度满足要求的情况下，焊接质量才能达到质量要求；

⑵模具的使用损坏率高，且价格较高；

前期施工时由于母材长度的限制，加大了接头焊接量和模具的使用率，因而药粉的用量也随之较大。随着施工的继续实践，进货的单长从9米整到30米，减少了接头的药粉量，为主坝的成本控制起到了积极的作用。而模具的使用也较频繁，模具的费用也较高，损坏率也随使用的次数随之增大（模具设计使用次数为80次），而实际施工当中只能用50次左右。

6.结语