焊接设备范文第1篇

一.焊接车间现状分析

该焊接车间主要生产桑塔纳2000型轿车的车身。车间进料为冲压车间的各种冲压零件，经过焊接生产流水线，先把这些各种零件焊接拼装各种车身部件，如汽车前围、后围、前底板等部件，再经过总拼把这些部件拼焊成整体车身，最后经过补焊、打磨形成最终的白车身，输出到油漆车间喷漆。该焊接车间按照冲压零件－部件－总拼的焊接加工过程，建立了六条生产流水线，分别为前围线、后围线、前底板线、底板线、总拼线和补焊线。这六条生产流水线按照生产工艺相互刚性连接。在这些生产流水线上的各个工位主要配备的是焊接机械手、焊接机械人、多点焊机、拉杆传输和空中输送车等自动化设备组成。由44台西门子公司的PLC分别控制这些生产流水线上的各种加工设备，使其相互协调地、连续地、自动地运行，使车间达到每56秒钟生产一部白车身的的生产节拍的能力。

但是该车间生产流水线投入运行时，存在两个主要的问题：

当设备上某处出现故障时，由于不能很快地排除，经常造成整条生产线停机，或者整个车间停产，严重影响车间产量和生产节拍。

会发生某些焊点的焊接质量不稳定，不能保证白车身质量。

经过调查研究和具体分析，发生上述问题的主要原因是：

生产线上设备比较多，设备比较复杂，生产线之间又是刚性连接，如果某一部位发生机械、液压或电气故障会造成某条生产线停机，维修人员要经过一定时间的分析查找过程，才能找到故障点，才能排除故障。在故障的分析查找和排除的时间内，由于生产线之间无缓冲，前面的生产线立即停机，后面生产线造成空工位，这个时间过长，还会造成后面生产线停机。而故障的分析查找和排除的时间中占主要的是分析查找时间。

该车间共有两千多把电焊枪在同时工作，容易造成供电压波动。如果一部分电焊枪正赶在电压低谷通电焊接，容易发生该焊点焊接不实，质量不好。

所以，为了快速分析查找故障和保证正常电压通电焊接，解=决上述两个问题，我们为车间建立这套设备故障自动诊断及焊机群控系统。

二.系统的硬件和软件结构

设备层

全车间六条生产线上共有PLC44台，由S5-115U、S5-135U和S5-55U构成。这些PLC可向系统提供分析设备运行状态和分析出发生的故障点的相关信息。但这些PLC是分散的，无故障诊断能力。所以，我们的系统在车间建立了两段现场工业总线Profibus网，分别把这些PLC连接起来。使系统能够通过现场PLC采集和汇总生产线上设备状态信息，自动分析诊断故障。设备并网的具体做法是，每台PLC上都插入Profibus网卡CP5431，并连接在其中一段现场工业总线上。(参见附图)

现场工程师站

现场工程师站设置在车间现场，是由六台工控机组成，分别对应着车间现场六条生产线。这六台工控机上都分别插有Profibus网卡CP5412，并通过该卡连接在Profibus的网上。通过现场工程师站可以监控对应的生产流水线。(参见附图)

信息交换中心

信息交换中心是由一台S5-155U构成，也称为系统的主PLC。一方面通过车间现场工业总线Profibus网，连接生产线上44台PLC，采集汇总分析生产线上设备的故障信息；另一方面通过工业以太网H1与系统的管理层连接，把分析诊断结果送到办公室计算机上，同时又通过车间现场工业总线Profibus网把其分析诊断结果送回现场工程师站。(参见附图)

管理层

系统的管理包括车间主任办公室和维修办公室的计算机，通过工业以太网H1信息交换中心连接，使管理层可以实时地从信息交换中心获得目前分析结果，并对此分类归档，形成各种报表。(参见附图)

焊机群控装置

设置一台高灵敏的电压监测仪，实时监测车间电焊机工作时供电电压的变化，并把结果送入信息交换中心，通过S5－155U的中断程序处理焊机群控信息，经过Prifibus-DP方式，把控制信号高速地传送到生产线上的PLC，使相应焊机的通电动作得以控制。

系统配置的软件

CorosLSB/Win是系统主要的软件，主要运行在管理层和现场工程师站的计算机上，是系统主要开发平台。COM5431和COM143系统软件是为了管理现场工业总线Profibus和工业以太网H1。

三.系统的主要目的

采集全车间六条生产线上的设备运行状态信息

由于Profibus网连接着现场PLC，系统可以实时地监测并分辨当前各生产设备所处的正常运行、停机、故障等各种状态，并在相应工控机的相应画面上，通过以不同的符号、图形和颜色变化等形式显示出来。

实时分析发生在各生产线上设备的故障状态及具体部位

由于Profibus网络采集各生产设备上的信息，汇总到主PLCS5－155U上集中进行分析综合，系统可以判断出故障类型和发生故障的所在生产线、工位、部位等位置信息，随后把判断结果送到相应工机显示出来，以提示维修人员。

进行有关故障信息的分析与统计

系统的上位管理机和工控机在工业组态软件CorosLSB/Win操作平台下，可对从主PLC送来的故障信息，进行分类归档处理，同时在设备维修手册数据库中进行检索，找出故障发生的位置，故障发生的原因及排除故障的主要方法。然后该软件把故障发生的时间、位置、原因及排除的情况记录到设备档案数据库中，并形成各种报表。

对全车间由PLC控制的焊接变压器的通电进行群控

利用ProfibusDP的快速I/O的特性，对全车间电焊机供电电压进行监测，按照电焊机群控原理，对由PLC控制的电焊机进行排队通电控制。

四.系统工作基本原理

自动故障诊断一般方法

焊接车间设备绝大部分是通过油缸和气缸来完成工件的装夹、上料、下料和输送等动作。初步统计该车间分布在各生产线上共4千个大大小小的油缸和气缸，而设备故障主要发生油缸和气缸的部件上，表现为这些缸不到位。下面分析一个油缸动作情况，得出自动故障诊断一般方法。设一个油缸向前运动Q＝1，油缸经过一定的运动时间到达前端，则前端接近开关得电I_1＝1，后端接近开关失电I_2＝0。我们系统中为这个油缸设置一个计时器T。当油缸动作Q信号发出，该计时器开始计时，在设定的该油缸运动时间T_set范围内，相应到位接近开关得电，即系统认为该油缸工作正常。如果在该油缸运动时间T_set范围内，相应到位接近开关未得电，则系统认为该油缸发生故障。系统自动分析的结果列表如下：

根据上述方法，系统对车间设备上每个油缸和气缸，在该设备PLC控制器都分配计时器T，并设置相应缸运动时间T_set，以完成自动故障诊断。

焊机群控的一般方法

该车间有四个供电变压器向焊机供电，由于焊机是使用的单相电。车间焊机基本是均匀地分别挂在车间里12条单相电线路上。高灵敏的电压监测仪分别监视着这12条单相电线路。当监测到其中一条线路电压低于设定的值时，就向主PLC申请中断。中断程序首先检查线路电压低到什么程度，再分别处理：

线路电压在排队工作范围内，中断程序将按照工艺准许的范围，把挂在该线路的焊机排队，通过现场工业总线，控制设备上PLC，让该线路上的焊机按先后顺序通电焊接，使每个焊接都有足够的电流工作。

线路电压在停机范围内，中断程序通过现场工业总线的广播形式通知设备PLC，将挂在该线路的所有焊机停止工作，直到线路电压恢复正常范围内。

五.系统主要功能及实现方法

系统的工作方式

由于系统的绝大部分硬件都是采用西门子公司SIMATIC工业型产品，就保证了系统全天24小时不间断的正常工作。特别是系统的信息交换中心采用是S5-155U，车间现场采用是Profibus网络，管理层采用是工业以太网H1，这些都具有在恶劣的环境下可以高度可靠工作的工业产品，可以常年的不停机地工作。这样就保证了系统可以在几年之内不间断地监测生产线设备，连续采集设备信息和生产信息，保证系统数据处理的及时性、准确性和完整性。

生产设备当前运行的状态信息

由于生产线的生产过程是由现场生产线上的PLC控制的，而且这些PLC都挂在Profibus上，这样信息交换中心，即主PLC可以通过该网采集现场PLC的所有I/O的信号。信息交换中心对这些信号经过汇总和分析，判断出全车间各生产线各部分的当前运行状态，并把这些运行状态存入信息交换中心内的相应数据块DB。同时这些运行状态信息是随着信息交换中心(主PLC)运行周期而实时刷新的。现场的工程师站和管理层的计算机分别通过Profibus和工业以太网H1，访问信息交换中心内的相应数据块，而得到生产设备当前运行状态信息，再经过CorosLSB/Win动态图形画面，生动、形象地显示出生产设备当前运行状态。

设备故障自动诊断、分析与统计

当生产线上设备发生故障时，信息交换中心通过Profibu网可以立即监测到。信息交换中心依据下面四个方面，判断出故障发生的具体内容和位置，并在在现场工程师站和管理层的计算机CorosLSB/Win的动态图形画面上详细显示：

a.现场维修人员提供的经验；

b.分析动作不到位信号；

c.由故障历史记录而形成的发生几率；

d.该设备PLC程序的逻辑分析。

信息交换中心按照发生故障性质确定出故障类型：机械故障、电器故障、液压故障、气动故障等。信息交换中心按照所发生故障对设备运行影响程度确定出故障等级：将要故障、次要故障和主要故障。信息交换中心按照发生故障特征和维修记录提示出排故方法。在现场工程师站和管理层的计算机CorosLSB/Win的动态图形画面上，故障类型和排故方法以文字形式显示，故障等级以不同颜色和闪烁程形式显示。

由管理层的计算机进行设备故障统计，其内容主要包括：

a.每台设备每天的发生的故障信息记录；

b.设备按照故障发生类型进行周、月、季和年统计；

c.每台设备的故障率和开通率；

d.各条生产线的故障率和开通率；

e.全车间设备的故障率和开通率；

车间生产信息自动统计

在Profibus络的支持下，系统自动采集各生产线的产量信息，并存入信息交换中心的数据块中。通过管理层的计算机的CorosLSB/Win界面形成下例各种生产统计报表：

实时显示各条生产线的生产节拍及变化状况；

实时显示各条生产线的生产产量及变化状况，显示当日和近七日内每天的生产产量变化过程；

车间在一年内每天的白班和夜班的生产产量记录；

车间生产产量的周报表、月报表和年报表。

焊机群控

当电压监测装置监测出车间供电电压低于正常供电电压时，主PLC上的中断输入模板(6ES5451-4UA13)将接收到电压监测装置发出的信号，主PLC刻进入执行中断服务程序。中断服务程序根据焊机群控原理，通过Profibus网，向设备上的PLC发出工作指令，使各焊机按一定的顺序工作。

六.结论和意义

该系统对对用户的设备排故维修提供了比较切实可行的便利手段，彻底改变了过去那种单凭经验诊断故障的工作方法。在计算机的帮助下，只要生产设备有故障发生，系统都能比较准确、迅速地确定故障具置或方位，并提供排故方法。这样极大地缩短了故障查找和排故时间，保证了设备能够尽可能短的时间内恢复正常。

由于该系统能够实现生产产量自动统计，代替了过去需要很多时间的手工抄报统计工作，提高了车间生产管理的自动化程度。同时该系统也给车间提供了生产动态调度的手段，通过管理层计算机了解当前车间各生产线、各部分生产状态，可以发现可能出现的生产瓶颈，使得车间管理者及时地进行生产调整。

焊接设备范文第2篇

[关键词]机电设备；焊接质量；控制策略

中图分类号：TM273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0236-01

1.机电设备焊接的要求分析

分析机电设备焊接的要求，需要从如下三个方面进行探讨。

首先，严格执行机电设备的安装焊接标准。相关标准是机电设备安装和焊接的规范和依据，机电设备的安装和焊接应严格执行安全生产，并实施质量控制过程。然后有效规范设备安装，确保活动有序进行，充分发挥焊接规范和规范的标准。并重视实施和实施焊接标准，防止事故发生，提高机电设备的安装焊接水平奠定基础[1]。

其次，实施机电设备安装焊接规范。在实际工作中，我们更加重视技术标准的制定和实施，包括安装焊接操作的安全标准、技术管理法规和电气安全管理条例。严格执行这些标准，使用这些要求指导安装机电设备焊接工作。

第三，提高机电设备安装焊接人员的质量。无论是哪一种焊接规范，严格执行和实施员工，使其能够促进有效运作。在规范的实施中不应随意下调，严禁更改各种规格，防止偏离标准的实施，确保安装机电设备焊接工作起到提高焊接水平和技术管理效果的作用。

2.机电设备安装焊接的质量控制策略分析

2.1 机电设备的产品类型

机电设备产品焊接工作量需要予以重视，在机电设备的安装和焊接过程中，在工程中采用了刮板输送机和液压支架，以200m的综采生产线为例。刮板输送机和液压支架的重量约为3500t，结构件的比重超过总重量70%，液压元件占比重约20%，整个安装焊接工作任务体积，焊接耗材超过100t。焊接工艺选择由氩气保护焊为主，可显著提高熔焊效率，提高焊接质量。根据机电设备产品结构特点。刮板输送机的主要部件是中间槽，中间凹槽由两个插槽、中间板和底板焊接，由六焊缝组成。而这些焊缝是对称的，使其能够双双分布在同一平面内，这具有优势，使刀具状态和焊接自动化更容易实现。

2.2 机电设备安装焊接方法的选择

对于焊接方法的选择也是需要重视的一个工作，需要根据不同部位的实际情况使用不同的焊接方法。对于中槽结构的焊接质量控制。中槽具有结构简单、焊缝规则等特点，焊接机器人或焊接机用于焊接过程中的自动焊接。该焊接方法具有以下特点：大大提高了熔敷速度和焊接效率，但也能保持低热量输入，使焊缝显微组织细化，从而减小焊接变形和焊接应力。另外，两臂机器人可以同时焊接，大大节约了焊接时间，提高了焊接效率。对于窄间隙焊接方法的质量控制措施。该方法将v型槽转换为u型槽，可节省30%%的焊接材料，并将气体屏蔽电弧焊的焊接形式应用于外筒和底焊，采用中低线能量。实现多层多通道熔覆层的无清洗情况，大大降低了焊接功耗，提高了焊接效率。同时，由于焊接热输入的减少，焊缝晶粒细化，提高了焊缝的力学性能和疲劳性能，减少了气缸体泄漏的发生，提高了液压缸的使用寿命[2]。还需要正确选用焊接工艺。对于立柱缸，在加工工艺选择时，采用高压无缝钢管的堆焊工艺，使用表面的精密加工工艺替代刀具切削加工，从而降低了处理能力。另外，为了实现工件的转动和控制焊接速度，原有的卧式车床转动系统可用于实现这两种目的。采用车床和握炬实现纵向加料，形成半自动焊接系统，减少工作，提高焊接效率。

2.3 对于其他部件安装的焊接质量控制

在进行工作的过程中，必须严格的实施机电设备安装的焊接标准。安装焊接人员严格履行其职责，对焊接规范的要求，确保有效施标准。包括安装焊接管理标准，焊接操作标准，安全管理和焊接质量控制标准。应严格按照实施要求，充分发挥焊接规范和约束，促进焊接水平的提高。也需要提高机电设备安装焊接人员的质量。相关单位应重视引进高质量、扎实的焊接专业基础知识，加强焊接队伍建设，促进各种工作的顺利开展。重视焊接人员的培训，使他们严格遵守规范履行职责，加强职业道德教育，培养文化素质，员工协调沟通，进而提高自己的责任感，更好地完成机电设备的安装焊接工作。在施工的过程中需要改进安装机电设备的焊接措施。根据焊接工作需要，完善和完善设施，包括焊接施工设备、焊接安全防护设施、焊接人员安全防护设施等，防止焊接事故。为使各种设施合理，重视焊接施工检验和检验工作，有效保障设备安全，提高焊接生产水平。加强焊接工艺的协调。注重员工的协调与合作，做好建筑材料、设备、人员的协调工作，最大限度地减少损失，不仅保障焊接施工的安全，而且还要促进机电设备的焊接安装效率最大化。

2.4 采用先进的水电机组安装焊接技术

中国电机组的安装主要通过全方位的多焊接点的接头安装该机组，本机电焊接方法不先进合理，并具有相当多的焊接操作，这将使水电机组安装，需要耗费大量人力进行重焊操作。机电设备安装人员在安装大型水轮机组设备时，在实施全位置机电设备焊接时，员工通常会使用电烧嘴压力焊接技术，第一台电焊机接通电源，让焊用全预热，可以开始对接焊点，需要焊接材料对接，并加入焊剂的对接点然后通过点焊夹具固定，然后焊点可以为两段电源连接，使焊剂发热，并达到1800℃以上的发热温度，当焊剂冷却固定时，完成单元的每件焊接。但是，在实际机电设备安装和焊接过程中，整个焊接操作基本上是在开放的环境下，在这种情况下，许多外界不利因素会影响焊接施工的操作。因此，安装水电时，机组应采用对称分流转轮机和混合多单元流涡轮偏心技术进行水电活动。在焊接和安装水电机组时，适用于使用10m以上的机器直径，保持发电机组稳定。

3.结语

综上所述，本研究简单针对机电设备安装焊接质量的控制策略进行分析。笔者认为，落实机电安装焊接的质量控制措施是十分重要的，它能够有效提高产品的质量，也能够促进机电设备综合效率的提升，所以在实践过程中可以发挥出更加广泛和实际的价值。在实际工作当中，应该不断的发现问题解决问题要积累安装焊接的相关经验，进一步提高安装焊接的水平，以便于促进机电设备更好的发展。

参考文献

焊接设备范文第3篇

关键词：承压设备;焊接;工艺评定

前言

随着我国经济建设的迅猛发展，带动了现今的石油、天然气等行业的发展。随着这些新兴行业的发展，对承压设备的质量要求也就随之越来越高。之前，各类的承压设备都有着各自不同的焊接工艺，评定标准也有所不同，而这些标准之前通常会出现一些矛盾，相互制约，这就严重影响到了承压设备焊接技术的发展。所以，我国相关部门重新修订了标准要求，这使各类承压设备标准之间有了结合统一。 本文就新出台的标准进行了探索与研究，针对其中的部分重点问题进行了思考与分析。

1.焊接工艺评定的概念

对于承压设备来说，焊接工艺是在其制造过程中尤为重要的关键点，焊接工艺的好坏直接影响到承压设备制造的质量。在制造承压设备中，焊接工程包括了外观焊缝、接头焊接、缺陷焊接、变形焊接等等。焊接工艺技术的评定首要规程就是拟定环节，拟定环节要根据材料的各方面性能、产品设计标准与要求和制造厂焊接技术能力等因素，由专业的焊接技术工人来进行拟定。在拟定环节中，最为主要的影响因素就是对其中所应用的金属材料焊接能力进行准确的评定，这样才能拟定出完整、有效的规程来进行焊接工艺评定。

2.重新评定的焊接工艺准则

2.1 焊接条件的变化

接头焊接技术和性能的多样性取决于承压设备的广泛应用。在焊接过程中，某一部位的焊接条件如果发生变化，那么随之就会引起其他部位的接头焊接性能也发生变化，所以这种变化是不可预见，也不可避免的。由于焊接条件的变化所导致的焊接部位接触点发生的力学性质变化，我们专业从事焊接工艺的技术人员还是可以基本掌握其变化规律的。但是，焊接接头部位的力学性质是设计承压设备的基础，所以在新评定的标准工艺准则中，将焊接条件的变化作为重点，其是否影响接头的力学性质成为焊接工艺评定的判定标准。

2.2 根据力学性质制定准则

在新修订的评定标准中，很多规定都是根据接头焊接部位的力学性质来制定的，比如各类参数的划分、钢材的分类、厚度替代等。举个例子，根据这一标准，可以把不同型号的奥氏体不锈钢归纳到一个分组内，虽然他们的耐腐蚀性是不同的，但是他们的接头焊接部位的力学性质相同。

2.3 检验项目的添加

在焊接工艺中还有一项重要的评定过程，那就是检验项目。检验项目最主要的就是检验力学性质，其中包括：拉伸性、弯曲性和冲击性。如果在此基础上要添加检验项目，那么就要作出相应的检验方法，给出合格指标，还要列出符合评定标准的焊接工艺适用范围，因为先前的评定标准对于新添加的检验项目不一定全部适用。

例如在不锈钢的焊接工艺中，想要添加检验“晶间腐蚀”这一项目，那么就要重新编制焊接工艺的评定标准。原来的“某一钢号母材评定合格可焊接工艺可以用于同组别号的其他钢号母材”这一评定标准就不能适用其中。对于添加其他检验项目也是如此。关于焊接裂纹、回火脆化、金相组织和腐蚀试验等等这些问题都是焊接性能的体现，要在评定前分别仔细总结研究，不能一概而论。通常，对于焊接工艺中添加的某些检验项目，都要严格按照以上的检验标准，若只是对焊接的试件有效，就不能成为替代范围的评定标准。

3.焊接工艺评定试件的分类

从焊接工艺的角度来讲，不同大小、不同外观、不同结构的承压设备在本质上都是由不同的材料经过不同的接头焊接制造出来的。而不同的接头焊接形式就是由不同的焊缝连接的，承压设备中的接头性能的基础就是焊缝焊接工艺。所以，在焊接工艺评定中的试件分类的对象不是接头而是焊缝。在焊接工艺评定标准中将试件分为两种：对接焊缝试件和角焊缝试件。针对这两种试件形式，分别对其适用范围给出了新的规定。对接焊缝试件和角焊缝试件的评定合格标准不可适用于塞焊缝试件、槽焊缝试件和端接焊缝试件，而从力学性质准则的角度，对接焊缝试件的评定合格标准的焊接工艺可以适用于角焊缝试件。

4.焊接工艺评定项目的确定

在焊接工艺评定中项目确定时，首先要在设计图样上，分别找出各类接头焊接的焊缝连接形式并与其所对应的焊缝试件类型进行匹配，凡是对接焊缝连接的接头就取对接焊缝试件。然后，根据角焊缝试件的评定标准用来评定非受压的角焊缝焊接工艺，取角焊缝试件。需要注意的是，角焊缝试件的工艺评定合格标准只能适用于焊件各类接头的角焊缝。

5.结束语

本文对承压设备制造中焊接工艺的评定标准中存在的重点进行了简要的分析。总之，焊接工艺的评定标准修订是为了有效、合理地规范焊接工艺技术，这为制造承压设备提供了一套合理的标准。在评定过程中会遇到很多无法预知的影响因素，为保证焊接制造的顺利进行，焊接工艺技术人员应严格按照这套标准来分析执行。对于这些不可避免的干扰因素，要正确理解焊接工艺评定标准准则中的核心思想和指导内涵，清楚地了解各类适用范围和检验程序，合理地分析和掌控干扰因素，努力优化焊接工艺评定过程，这样才能保证评定结果的真实性、有效性，从而保证承压设备的生产质量。承压设备焊接工艺评定的发展还需我们各位同仁们的共同努力，共同探索，才能迎接更好的明天。

参考文献：

[1]许强，窦万波，刘国庆.液化石油气和天然气储运装备的现状与展望[J].煤气与热力，2001，21（6）：530-532.

[2]陈晓，秦晓钟.高性能压力容器和压力钢管用钢[M].北京：机械工业出版社，2007.

焊接设备范文第4篇

关键词：特种设备，焊接缺陷，预防措施，裂纹，气孔。

中图分类号：P755文献标识码： A

在《特种设备安全监察条例》中，特种设备是指涉及生命安全、危害性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施。他们的安全使用，对于保障人民的生命财产安全、促进经济发展有着举足轻重的作用。因此国内外对特种设备的焊接技术格外的重视，特种设备的生产和使用都有相应的法律、法规、标准规定，2010年正式实行的TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》、2010年最新颁布并实施的TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》及相应的标准和规定等等都在不断的完善。

焊接是指两种或两种以上的材料通过原子或分子的结合和扩散造成永久性联接的工艺过程。在特种设备事故中，由于焊接缺陷问题引起的事故也不少，由于特种设备与人们的生产生活息息相关，因此特种设备的制造、安装、改造、维修工艺水平和质量保证需要完整和提高，而作他们为关键工艺技术，如何提高焊接质量，避免常规缺陷的产生；如何制定预防措施，对焊接技术工作者也是一项必须面对的课题。

由于受人员、设备、材料、标准文件、环境等多方面的因素影响，焊接过程中在焊接接头中产生的未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连接不良的缺陷。我们针对一些常见的焊接缺陷探讨一下它们的危害性，并且提一些预防措施：

1、焊接裂纹

焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现，是焊缝非常常见也是危害性最大的缺陷。焊接裂纹的出现极大的降低了焊接接头的强度，而且其裂纹尖端也将成为应力集中点，将来成为断裂的起源。

根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：

a)结晶裂纹 又称热裂纹：在焊接过程中，焊缝金属的结晶凝固处于液态和固态并存的温度区之间，由于在收缩应力作用下，焊缝金属沿一次结晶晶界出现开裂的裂纹，称为结晶裂纹。

预防：

i.控制焊材和母材中有害元素的含量，尽量选用碱性药皮的优质焊条，以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。

ii.调整相关的焊接工艺，保证在焊透的前提下，尽可能的减少焊接热输入量，尽量避免不必要的外力作用和应力的产生。

b)延迟裂纹 又称冷裂纹：在焊接接头中，出现淬硬组织，使塑韧性变差，应力增大，以及焊缝金属中含氢量等诸多条件综合作用而成的焊接裂纹，称为延迟裂纹。

预防：

i.控制焊材，使用碱性焊条，使用焊条前必须按规定烘干、保温；

ii.对接部位必须先清除油污、水迹和锈蚀，焊接前进行焊前预热。

c)再热裂纹：焊后进行低温消除应力的退火，或焊后在一定的温度下使用而产生的晶间裂纹，称为再热裂纹。

预防：

i.基本金属母材控制杂质元素含量；

ii.尽可能减轻过热粗晶热影响的晶粒粗大程度；通常通过焊接热输入量加以调节；

iii.减少晶内的消除应力低温退火过程中，弥散强化；

iv.焊前预热，焊后缓冷，减少残余盈利和应力集中。

2、气孔

在熔化焊接过程中，气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙。它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。

预防：

i.现场建立合理的施工清洁区，加强现场通风条件，控制空气潮湿度。

ii.加强焊工基本技能的培训。

iii.适当调整和注意焊接工艺及操作方法，更正现场焊接电流过大、电弧过长、运棒速度过快等现象。

iv.要求进行坡口清理，严格控制坡口两侧的清洁度。

v.焊材焊前必须要按规定烘干、保温，正确使用焊条筒。

3、未熔合

固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。主要原因是焊接能量过小或焊接电弧偏离焊缝中心。

预防：

i.加强焊工基本技能的培训，严格按工艺要求，采用合理的焊接参数。

ii.焊接时不宜过快，弧长不当，注意焊条角度和层间的修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。

4、未焊透

金属母材接头处中间或根部的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。主要原因是接头对接间隙过小、焊接电流过小、焊接速度过快等。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。

预防：

i.加强坡口质量和装配质量检查，控制合理的坡口角度、钝边、错边量

ii.加强焊工基本技能的培训，焊接时选择合适的焊接电流和焊接速度

iii.根据现场实际坡口、错边和钝边的大小，结合焊接工艺，选择和使用合适规格的焊材

5、夹渣与夹杂物

夹渣和夹杂物一般是指熔化焊接时的冶金反应产物，由于熔池冷却过程中非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。

预防：

i.加强焊工基本技能的培训，控制熔池中铁水与熔渣分离，防止冷却过快。

ii.按焊接工艺数据单要求，控制焊接电流，焊接前严格清理母材坡口及附近的油污、锈蚀、氧化皮等。

iii.焊接接地线应该在工件中合理接地，控制电弧偏吹。

6、其他的焊缝外部缺陷

咬边：主要是由于焊接电流过大、电弧拉长或运条不稳所引起的。

焊瘤：焊主要是由于焊接电流过大或焊接过慢引起的。

内凹或下陷：焊缝根部向上收缩低于母材下表面时称为内凹，焊缝盖面低于母材上表面时称为下陷。

溢流：焊缝的金属熔池过大，或者熔池位置不正确，使得熔化的金属外溢，外溢的金属又与母材熔合。

焊偏：主要由于焊接操作不当和运条不稳引起的。加强高（也称为焊冠、盖面）过高：主要由于焊材选择不当，焊接速度过慢和不必要的覆盖焊接引起的。

以上的外部缺陷多容易使焊件承载后产生应力集中点，或者减小了焊缝的有效截面积而使得焊缝强度降低，因此在焊接工艺上一般都有明确的规定，并且常常采用目视检查即可发现这些外部缺陷。

结论：

特种设备的焊接对于特种设备的质量和安全性都有着至关重要的地位，通过采用以上预防和控制措施，焊接过程可以实现从施工管理、技术管理、质量管理得到全方位控制，确保焊接质量优良，使进度、质量、成本相统一，确保优质焊接的实现。同时要加强对焊工的技能培训，自检能力的培训，加强工艺设计的有效性和可靠性。增加对缺陷的认识，增强对表面外观缺陷的重视，从而完成产品的质量飞跃，保证产品生产使用的安全。

参考文献：

《特种设备焊接操作人员考核细则》 新华出版社出版2010.12

《固定式压力容器安全技术监察规程》 新华出版社出版2010.12

《焊接》 南京化工学院 1994.10

焊接设备范文第5篇

关键词：铝合金焊接；白车身；焊接特性；关键工艺设备

全铝合金车身是新能源汽车较为理想的车身形式，车身结构参考传统轿车和SUV，骨架采用铝合金型材及板材通过焊接、铆接制成，外覆盖件采用复合材料。车身设计时通过合理布置，在满足性能前提下，比同类型钢板车身减重25%以上，是新能源汽车实现轻量化、长续航里程的关键技术之一。本文通过对铝合金焊接特性和工艺需求的分析，结合奇瑞新能源车型项目实践，探讨铝合金焊接工艺设备选择和应用的基本思路。

1全铝合金车身焊接生产线关键工艺设备需求

1.1全铝车身焊接生产线工艺概述

铝车身焊接生产线布局与常规车型类似，工艺设备与传统焊接线的差异，主要来源于工艺方法的不同。典型如某型铝车身工艺中弧焊占72%、点焊占7%、铆接占21%。铝点焊对设备要求严苛、质量控制尚不成熟；铆接只适用于平板和简单结构零件连接；在铝车身制造工艺中居主导地位的是MIG弧焊，此外还有焊缝打磨、门装配等工艺。根据工艺成熟度现状，本项目以铝合金MIG焊为主、铆接为辅，生产线规划设计和设备选型主要考虑铝MIG焊的影响。

1.2铝合金焊接关键工艺设备选择

（1）铝MIG焊的焊接特性与钢差异较大，该特性决定了工艺需求和设备选型。主要焊接特性：焊接热输入量高，铝合金熔化温度560℃-620℃，导热系数大，导热速度是钢的3倍；熔融铝合金在凝固结晶时体积减少6%，焊接热裂纹倾向大；铝合金线膨胀系数是钢的6倍，焊后变形和高残余应力；氢气孔倾向：湿度越大气孔越严重；铝临界氢分压低；铝合金凝固时氢溶解度突降20倍；冷却速度是钢的4~7倍；铝粉尘燃爆限值为37-50mg/m3，与空气混合成易燃爆气体。（2）焊接特性转化为工艺需求，即：高线能量输入并能减少焊缝裂纹；零件具有合理的外部拘束；焊接环境要低湿、净化；安全性能上要求能够抑制铝粉尘浓度聚集。（3）根据工艺需求，在奇瑞新能源一期项目设备选型上，体现在先进的铝合金焊机/机器人、铝焊夹具、除尘除湿控温系统和打磨除尘系统。

2全铝合金焊接生产线关键工艺装备应用

2.1铝合金MIG焊机/机器人

本项目焊机/机器人选用较为先进的品牌（如福尼斯、林肯、伊萨、法拉克、松下等），焊机及机器人均为MIG数字控制脉冲型焊机，主要性能特点：（1）为减少焊缝热裂纹倾向，获得高质量焊缝，将脉冲与短弧焊结合，使进入薄板的线能量较低；采用不同的脉冲组合，降低对焊缝间隙变化和焊缝拐角的敏感性，更好地控制熔深、熔宽，降低对厚薄板搭接不均匀热传导的灵敏度；优化波形控制，使熔滴过渡均匀、飞溅小。（2）焊机采用智能短路过渡，系统内置超过200组参数。只需选择焊丝类型/直径、保护气和电弧类型，按下焊枪开关，设备能快速判断并自动调整焊接参数，数秒内可获得最佳参数。（3）焊机采用双脉冲控制、参数一元化调节，通过控制面板可实现参数的选择、调整。系统可自动记录焊接时间和参数，用USB连接可将数据传输至其他用户，将单台焊机成熟的参数复制到其他焊机，以实现质量管理和文件管理，见图1。焊机主要性能参数：焊接材料为铝材；焊接电流16-400A、60%暂载率A/V400/34、双脉冲/一元化调节；保护气体纯氩（99.99%）；送丝速度0.8-25m/min；焊丝直径1.0-1.6mm；强制液冷。经过调试和验证，目前设备参数己趋稳定，投入批量生产。铝合金焊接对操作者的技能要求较高，后期可增加机器人或CMT焊机，减少焊接变形。

2.2适应铝弧焊特性的夹具

铝合金线膨胀系数是钢的6倍，焊接后变形远大于传统车身。铝合金MIG焊夹具采用迥异于传统夹具的定位方式，以消除焊接变形、控制尺寸。主要技术措施有：（1）零件定位：三级及以下的总成以平面定位，一、二级总成以孔定位。（2）铝型材定位遵守3-2-1规则，避免过定位；夹具定位点选在型材应力变形的方向上，控制钣件的变形；（3）铝板与型材焊接时相邻两个夹紧面距离小于300mm，薄板件在焊缝区要设置夹紧；（4）压紧面设限位防止型材变形，带机械自锁抑制焊接应力；压紧力不宜过小，一个压臂避免带多个压头。通过充分调研，在图纸会签等阶段反复论证，历经半年设计、安装调试、验证，量产车身尺寸符合率达85%，精度达到国内铝焊接车身较高水准。

2.3焊接除尘除湿控温系统

（1）铝MIG焊生产线采用的除尘除湿控温系统，由风冷热泵机组、空气处理、送回风、控制系统四部分组成。以下部生产线为例，封闭式工作间尺寸为35m*8m*7m，控制温度5-28℃、湿度＜60%。（2）设备性能：整体式厂房治理。系统采用侧面底部送风、顶部捕集分层送风原理，利用空气密度差在室内形成由下而上的通风气流。新鲜空气从距地面1-1.4m高送出，在地面形成一层薄薄的冷空气层。新鲜空气和焊接烟尘受热源上升气流的卷吸作用、后续新风的推动作用及排风口的抽吸作用而缓慢上升，因此室内热浊的空气被后续的新鲜空气抬升到顶部并从上风口排出。在稳定状态时，室内空气形成上部紊流混合区和下部单向流动清洁区。除湿控温与除尘净化一体化。系统结合空调制冷系统，采用冷冻除湿法降低空气的相对湿度。用制冷机作冷源，以直接蒸发式冷却器作冷却设备，把空气冷却到露点温度下，析出大于饱和含湿量的水汽，降低空气的绝对含湿量，再利用加热器加热，从而降低空气的相对湿度。据统计，当相对湿度控制在60%以下时，焊缝中氢气孔数量降低至湿度80%时的5.7%，从而保证焊接质量。工作间两边安装窗户采光，侧面门采用手动推拉门，密闭间的两头设车身进出门，用软帘封闭。奇瑞新能源项目所在地位于长江中下游流域，每年五月至九月为高温高湿气候，该系统的应用既有效地保证了铝合金焊接质量，也创造了一个清洁高效的生产环境。

2.4打磨除尘系统

（1）铝车身焊接完后，需打磨局部焊缝以满足外观和装配需求。打磨产生的铝粉尘在厂房内粉尘浓度过高有爆炸的危险，因此除尘系统采用封闭式，尺寸为16m*8m*5m，工作风量50000m3/h。（2）设备性能：工作原理。封闭式打磨间内的气流组织采用上送风下吸风的形式，经捕捉的粉尘通过管道进入过滤净化室处理并排放。该种方式能最大程度的捕捉铝合金焊缝打磨产生的粉尘。除尘主机采用PLC程序控制，配置防火阀和阻燃防静电滤芯，在除尘器上设置爆破片，系统风机、电机、电磁阀均为防爆型号，在管道上设置检修口清理积尘。除尘净化器所用高效滤筒采用的是进口PTFE聚酯覆膜滤料，具有阻燃特性；为防止设备运行中起火，主机内部设置有温度传感器，当设备内温度达到临近起火温度时，主机将自动关机并报警。除尘间内所有电器、开关均采用防爆型号，打磨动能为0.4-0.6MPa压缩空气，杜绝明火源。打磨工作间设计采用型材做骨架、岩棉做密封，既考虑到现场的美观性，方便采光及现场管理，又能保证对粉尘捕捉的最大有效性，避免粉尘的逃逸。封闭式铝粉尘防爆除尘系统投入使用后，经测定除尘间内粉尘浓度达到《大气污染物综合排放标准》，对0.1μm以上超细铝粉尘的净化效率可达99.99%，有效控制了铝粉尘浓度，确保了安全、清洁生产。

3结语

通过铝合金车身项目开发和生产运行，奇瑞新能源制造工艺团队初步掌握了全铝合金焊接生产线设计的基本特点和要求，对工艺设计和设备选型有了较为深入的了解，形成了铝车身焊接线制造模型。随着后续项目不断开发投产，对于铝合金焊接线工艺设备的应用必将更加完善和成熟。

参考文献：

[1]奚国华，王炎金.铝合金车体焊接工艺学[M].（第一版）.北京：机械工业出版社，2009.10.

[2]宋晓琳，周水庭.汽车车身制造工艺学[M].（第二版）.北京：北京理工大学出版社，2006.9.