自动焊接技术论文汇总十篇

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篇（1）

中图分类号：TU81文献标识码： A 文章编号：

西气东输，一条能源“巨龙”从阿姆河右岸昂首，沿着古丝绸之路，万里东进，翻越千山万水，进入华夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，总里程8704公里，总投资1422亿元，是中国第一条引进利用境外天然气的陆上能源通道，也是目前世界上最长的天然气管道工程，被喻为保障国家能源安全、提升民生质量的国之动脉。在我国具有长大的意义，包括：经济意义、政治意义、社会意义。西气东输工程采用的钢结构也是具有世界先进技术的钢种，直径大，直径可达1219mm，强度高、耐压力大，可以抵抗12MPa，距离长，堪称世界第一长度，可以达到9000km。钢结构的连接了少不了焊接技术。焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料将两块或两块以上的母材连接成一个整体的操作方法。该工程如此长的距离对焊接技术有着严格的要求，要采用自动焊、或半自动焊技术，等世界比较先进的焊接技术。自动焊是指焊丝和接时的运条是机子自动送的，半自动焊是指焊丝是机子自动送的,但是焊接时的运条是焊工自已控制的。自动焊焊接过程的机械化和自动化，它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。采用自动焊接技术焊接大口径的管道属于首次进行，在我国历史上也具有里程碑的意义。

1、自动化焊接设备

1.1刚性自动化焊接设备刚性自动化焊接设备

也称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中焊接参数的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。

1.2自适应控制自动化焊接设备

自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，对焊缝轨迹自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成

1.3智能化自动焊接设备

它利用各种高级的传感元件，如视觉传感器，触觉传感器，听觉传感器和激光扫描器等，并借助计算机软件系统，数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测，运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊接记录文件的功能。

2、根焊技术

根焊道的焊接是保证管道焊缝质量的重要工序，是保证管道的施工进步的关键技术，根焊道的焊接出现质量问题会涉及到整个管道施工的质量问题，会耽误工程的进度，影响工期。

2.1设备：

ZFH直缝自动焊接机主要配置：

直线轴承导向，同步带传动或齿轮条传动，直流电机驱动，电机功率65W，无级调速

焊枪调节机构：气动下枪机构、铝合金十字调架，焊枪三维，调节范围X=50mm，Y=50mm。一维旋转调节。

电器控制，PLC控制，电控箱置于机座内，操作盒置于挂锁端。

可配电源：TIG/MIG

2.2内焊机使用的焊前准备

（1）操作人员要了解内焊机的操作顺序和操作规范，要严格按照规定来进行，一旦出现失误，就会对操作人员的身体造成很大的危害，是比较的危险，但是如果按照规范来操作，熟练的掌握内焊机一般不会出现事故的。焊前的准备：

（2）调平内焊机的端面，包括3个定位端面。8个焊炬，其中焊炬中心要处在同一个水平面，不能出现偏移，一旦平偏离就会造成危险。

（3）气罩内要安装一定的铜网，防止熔体飞溅，造成事故，同时也能保证气体稳定的排除。

管道口要安装一定的防风设备，保证在焊接中不会出现气泡。

3.焊接技术

3.1坡口型式

常见的坡口型式有：对接坡口和角接坡口（工程上为区分角接接头中的对接与一般对接焊缝，现将其分为对接、坡口角接、角接三大类）。对接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。

内焊机采用没有间隙的根焊，焊接过程不能随意的更改设计的工艺参数，这对焊接的接口有着很严格的要求。自动焊接的坡口尺寸大小和形状对对焊接的质量起着很重要的作用，直接影响着施工的速度。

3.2参数设置

（1）送丝电动机调节旋钮到800mm\6s-900mm\s。

（2）近控箱的送丝电动机调节旋钮到180mm\25s-220mm\25s.

（3）焊接时，在管外坡口内侧要用铜板堵上坡口内侧的间隙，防止熔体长生的高温烧穿钢结构。

这样设计的参数可以防止在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

4、热焊技术

4.1设备

全自动焊接设备PAW2000A＋PAW3000可以针对热焊时热焊道凸起和未熔合的问题，重新设定焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数并进行匹配试验，对填充盖面出现的气孔，采取调整摆幅宽度、摆动频率、气体流量等措施全自动焊机结构趋于合理，焊接性能稳步提高。使用该焊机成功穿越1条宽90米、深8米的水沟和焊接1处7度纵向转角管道；焊接管口30道，一次检测合格率100%；焊接管口40道，一次检测合格率100%；焊接管口51道，一次检测合格98%。

4.2解决热焊道凸起和未熔的措施

（1）要熟悉焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数的作用及主次关系。

（2）采用零摆动，保证干长度小于12mm

（3）焊接坡口钝边设定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出现未熔。

（4）要用二氧化碳作为保护气。气体的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出现未熔的缺陷。

参考文献：

[1]吴彩勇,周晓辉,王继春等.大口径管道自动焊接技术研究[J].电焊机,2009,39(5):101-103,158.

[2]迟红艳,王继春,陈建平等.大口径管道自动焊焊接技术研究[J].焊接技术,2005,34(z1):11-13.

篇（2）

中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：

一.引言

焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法应用，焊接技术的先进水平做为衡量一个国家工业发达程度的重要指标已逐渐为大众公认，同样焊接技术的发达程度也是衡量工业企业技术水平高低的重要标志。由于受我国相关工业的制约， 在使用焊接机械手的过程中，必须采用与西方发达国家不同的、适合我国国情的灵活的使用方式，才能保证焊接机械手在我国相关产业不配套的情况下正常使用。

二. 机车车辆工业焊接的主要用料。

目前， 在机车车辆上所采用的主要是碳素结构钢、低合金结构钢（包括耐候钢） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用铸钢或锻钢制造， 其材质本身有较好的焊接性能，但因构件结构复杂， 在焊接过程中有些需要采用适当的辅助工艺手段。铝合金型材由于其质量轻， 能减轻运输设备的自重，在客车及一些特种车辆的制造中应用范围逐渐扩大。铝合金、不锈钢及各种复合材料随着先进焊接技术的运用，将在机车车辆工业生产中发挥更大的作用。

三.铁路工业涉及的焊接方法。

焊条电弧焊。

焊条电弧焊曾广泛应用于机车车辆工厂的制造与修理部门。随着二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊、埋弧焊、焊接机械手等新技术、新工艺的推广， 焊条电弧焊在铁路机车车辆工厂的使用逐年下降， 其焊缝长度比例在机车车辆制造业目前大约仅占5%左右。在机车车辆修理业用得还比较多，其焊缝总长度大约占30%-50%左右。此比例还将逐年下降， 集中检修的配件多采用了二氧化碳气体保护焊与埋弧焊等焊接方法。如对铁路货车上、下心盘检修，采用二氧化碳气体保护焊技术进行堆焊、车钩钩舌的检修采用埋弧焊技术堆焊。各工厂对检修机车车辆中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳气体保护焊技术。

二氧化碳气体保护焊接技术的应用。

二氧化碳气体保护焊与富氩混合气体保护焊焊接电流大，相应电流密度大，电弧热量利用率较高， 熔敷速度比焊条电弧焊快，焊接时熔深大，可以减小坡口， 减少填充金属；焊接速度是焊条电弧焊的1-2倍；节能，其耗电量仅是交流焊条电弧焊的1/2左右；工作辅助时间少，特别是在富氩混合气体保护焊中几乎不必清渣， 节省了时间， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，适合全位置焊接。二氧化碳气体保护焊技术广泛应用于机车车辆各种大型构件的连接焊缝及工件的堆焊等方面。特别是“七五”、“八五” 以来，二氧化碳气体保护焊技术已在机车车辆工业系统普遍采用。1996年5月27日，铁道部了TB/T1582-1995《机车车辆二氧化碳气体保护焊技术条件》， 使我国铁路二氧化碳气体保护焊技术逐步实现与国际接轨。现在，在机车车辆制造中， 一些重要焊缝如在车辆制造中的中、枕、横梁焊接都采用了二氧化碳气体保护焊工艺，南方汇通股份有限公司在.C64T提速货车的制造中，用二氧化碳气体保护焊焊接枕、横梁及车体底架各连接焊缝， 焊接质量与生产效率明显提高。南方汇通股份有限公司在ZD240型铸锭车制造中，全面使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达98%以上，北京二七车辆厂在NX等型平车上使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达90%以上。

埋弧焊技术的应用。

由于埋弧焊焊接电流大， 相应电流密度大（是同直径焊条电弧焊的3-5倍)倍），同时有焊剂和熔渣的隔热作用， 电弧热量利用率较高， 焊接时熔深大， 可减小坡口与填充金属量；焊接速度是焊条电弧焊的5-6倍，焊接时焊接参数自动调节保持稳定，又有焊剂的保护，焊接质量稳定可靠，无弧光照射、劳动条件较好。在机车车辆的制造与修理工作中， 埋弧焊技术广泛应用于各种大型构件主要焊缝的焊接及工件的堆焊。如南方汇通股份有限公司应用埋弧焊技术， 焊接新造C64T、C64K等铁路提速货车的中梁，堆焊铁路货车磨耗的轮缘等部件。

电阻焊技术的应用。

电阻焊技术主要在客车工厂使用， 原来主要用于薄板及小配件的连接，随着城际快速列车的发展， 在要求车体自重特别轻的城际快速列车上得到较好的应用。长春客车厂在为重庆市生产的城际快速列车上，使用从英国引进的350KV，10万A的电阻焊设备，进行铝合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城际快速列车上， 使用从英国、韩国引进的侧架、底架、车顶等12套专用大型龙门点焊机械手,进行不锈钢车体各部件的焊接。

焊接机械手、焊接工作站的应用。

铁路实施“客运提速，货运重载”，要求铁路机、客、货车具有更好的结构强度， 有更轻的质量， 毫无疑问地给铁路机车车辆焊接技术的新发展带来了机遇。从1992年株洲电力机车厂引进焊接机器人工作站后， 长春、四方、浦镇等客车厂，齐齐哈尔、武昌、二七等货车车辆厂也先后从德国、奥地利、日本、法国、美国等发达国家引进了焊接机器人工作站、焊接机械手等先进设备， 并在引进消化吸收的基础上，与国内有关部门合作， 自行开发了机器人焊接程序及适应我国铁路机车车辆焊接技术需要的机械手、工作站等设备， 逐步缩小了与发达国家的差距。

6. 新型结构材料在铁路机车车辆上应用。

随着铁路“ 提速重载” 与跨越式发展战略的实施， 原有的碳素结构钢已远远不能满足铁路机车车辆工业的使用要求。目前国内已开始生产微合金控轧钢， 其钢种具有良好的焊接性能； 正在研制的超细晶粒钢， 其强度和使用寿命将比现有结构钢提高一倍， 其钢种特点是超细晶粒、超洁净度、高均匀性， 性价比更加合理。同时， 各种不锈钢、铝合金、中低合金钢等耐蚀材料的应用也将成为主流。这些高性能钢种的应用， 必将进一步推动铁路机车车辆焊接技术的发展。

四.铁路机车车辆工业焊接技术发展前景。

铁路机车车辆工业焊接技术发展前景焊接生产过程的机械化和自动化是工业现代化的必由之路。世界工业发达国家焊接机械化和自动化的程度都已达到60%以上，西欧和美国已达到70%以上，而日本已经达到80%以上。我国各工业部门焊接生产的机械化和自动化程度还相对较低，平均30%左右，而且大部分仅是自动化程度较低的机械焊机。我国大型骨干企业机械化和自动化程度已达到60%-65%。如汽车制造业，已经普遍采用了弧焊机器人、点焊机器人和机器人自动焊接生产线； 我国船舶制造企业焊接机械化和自动化程度已达61%左右。伴随铁路“客运提速， 货运重载”， “九五”以来，铁路部门焊接技术的机械化和自动化程度虽然有了较大的提高， 但与我国汽车制造企业、船舶制造企业、军工企业等工业系统相比，还存在较大的差距。

五．结束语

随着提高质量和效率的焊接机械化和自动化水平的不断提高，焊接机械手、机器人工作站等的推广应用， 焊接工艺及焊接装备的现代化， 必将推进我国铁路机车车辆制造业的现代化进程，也必将提升我国铁路机车车辆工厂与国际铁路供应商竞争的实力。对于新的应用钢种和工艺方法， 必须要有相匹配的焊接材料，从发展趋势看， 药芯焊丝、烧结焊剂、低飞溅气体保护焊实芯焊丝、高强钢用焊材、低温钢用焊材、耐热钢用焊材、不锈钢用焊材等高技术含量产品是铁路机车车辆用焊接材料的主要方向。

参考文献：

[1] 王振民 换热器管板的全位置自动化焊接工艺 [期刊论文] 《华南理工大学学报》2010年5期

篇（3）

中图分类号：TU984文献标识码： A

一、前言

焊接自动化技术是提高压力容器产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全的前提，焊接自动化程度已成为衡量压力容器的工程施工质量重要标志之一，并且关系到整个工程的顺利进行。

二、压力容器焊接的概述

压力容器归于承压类的特种设备，如果在施工阶段中，专业技术和质量操控不过关，则会构成极大的安全隐患。在压力容器的焊接阶段中，焊接接头的质量对全部容器的质量都会有重要的影响。从某种含义上讲，一个压力容器的质量怎么，取决于很多方面，例如焊接材料的挑选，焊接技能、焊接设备的好坏以及焊接检验是不是合格等。压力容器的焊接技能，则是一个关键的阶段，需求有不断的完善和突破。影响压力容器焊接质量的缘由有很多，在进行焊接之前，应当检查一下焊接技术、工艺是不是合格，因为焊接技术、工艺的内容即是对焊接质量是否合格的可行性保障。一般说来压力容器的焊接技术、工艺所履行的鉴定标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》。

三、压力容器焊接自动化技术的应用现状

1、接管与筒体的自动焊接技术及工艺

以往传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨道现已无法完全的达到现阶段焊接设备的实践需要，而且也不合适应用到厚度较大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在这种情况下，就可以运用近几年开发的接管马鞍形埋弧焊接设备，该设备本身有着高度的自动化，所运用的操控方法极为快捷、敏捷，有着极强的适应能力。自动化马鞍形埋弧焊接设备其本身自动化的实现原理主要是使用接管所具有的内径来表示，选用四连杆夹紧的方法，来到达自动定心的意图；该设备的焊枪在运转轨道主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，经过焊接参数，可以使得焊接的数学模型在这一时期彻底自动化的生成；使用人机交互的界面，可以直接对焊接的各项参数进行操控，达到多道接连进行焊接的意图。而且其焊接的焊道可以在这一过程中自动排列；具有断点回忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；超薄大功率焊枪合适大厚度、窄空隙坡口，关于窄空隙坡口，选用一层两道的方法进行自动埋弧焊。

2、现阶段压力容器焊接自动化技术

（一）、焊接方案

对不一样原料和不一样厚度的压力容器进行焊接需求用到不一样的焊接方案，常用的方案主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊。气体保护焊电弧在维护气流的压缩下热量会集，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小，操作方便，有利于焊接阶段的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接施工率高、无弧光及烟尘很少等长处，使其变成压力容器、管段制作、箱型梁柱等重要钢构造制作中的主要焊接方案；堆焊技能很大程度上的发挥了对焊层的作用，是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技能；窄间隙焊接技能已变成现代工业施工中厚板构造焊接的首选技能，其巨大的技能和经济优势表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。

（二）、焊接自动化智能操控技术

焊接智能化操控在世界范围内不断完善，变成了现代焊接自动化的主要象征之一。已出现的一些现代高精度的自动操控体系，如最优操控体系、自适应操控体系等，在工业施工中得到了相应程度的运用。其间焊缝盯梢是焊接自动化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。

四、焊接自动化技术在压力容器制造中的发展

1、硬件方面

（一）、自动焊接设备

在近10年中，国内所研制的多头埋弧自动焊和多头MAG自动专用焊机已在压力容器的生产中得到了广泛的应用，特别值得一提的是国产形式水冷壁专用自动化焊机，大大减少了工人的劳动强度，提高了焊接质量。现代焊接机器人尤其是弧焊机器人作为典型的程序控制柔性焊接系统，具有效率高、质量稳定等长处，在压力容器焊接范畴得到高度重视。柔性焊接机器人由于其报价不断降低将在中国推广应用，变成焊接设备的微机自动化控制技能的一个发展方向。除此之外，一些工艺设备的改进，如液压封头筒体对装设备、万向焊接转台、小直径筒体纵缝环缝自动焊装置等，在很大程度上也提高了压力容器焊接自动化程度。

（二）、自动化焊接技术方案

埋弧自动焊是当前压力容器焊接的主要方法，运用于封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等，使焊接阶段的自动化和机械化变成实际。但当前国内埋弧自动焊的操控体系大多仍选用简略的模拟电路，整体功能有待进一步完善。堆焊技术主要用于厚壁压力容器的焊接，其带极埋弧堆焊因为母材熔深浅且较均匀，对工件表面质量要求低，变成国内外压力容器内壁堆焊的主要方案。近来研发出的高速带极堆焊法，与带极埋弧堆焊相比，堆焊层边界晶粒细小，杂质含量低，是一种经济性较好的堆焊方案。窄间隙焊接可以对厚壁压力容器可进行全方位焊接，易于完成焊接阶段的自动化。当前，该技术完成了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流和速度，而且具有高度和横向自动盯梢体系，完成焊缝的自动化焊接。

2、软件方面

（一）、焊接的智能化操控

这些年焊接智能化操控技术在压力容器工作中得到了很大的完善。焊缝盯梢是焊接智能化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。当前运用的焊缝盯梢体系主要包含触摸式和非触摸式两种类型。触摸靠形式盯梢体系经过横向盯梢、纵向盯梢和微调体系坚持导电嘴和焊缝之间间隔不变，完成环缝焊接自动化，但有时会因坡口及焊缝的加工装配不均匀而影响传感器的丈量精度。非触摸式盯梢体系与其它学科联系严密，当前国内外学者对此进行了不一样程度的研讨。非触摸式超声波盯梢传感用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检查的焊缝盯梢，能达到压力容器制作的需求，在低成本焊接自动化具有较好的运用空间。基于CCD视觉焊缝盯梢体系能够用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方案和设备中，但鉴于焊接阶段的运用环境恶劣，传感器要得到弧光、高温、烟尘等的搅扰，使传感器的精度、抗搅扰功能和灵敏度得到不一样程度影响。尽管迄今为止已研讨出多种自动盯梢方案，但大多数还处于试验期间。由于计算机信息技能的完善和新式传感方法的研讨，焊缝盯梢技能将会在压力容器职业得到广泛运用，进一步完善压力容器焊接阶段的自动化和智能化程度。

（二）、人工智能技能及专家体系

人工智能技能在焊接阶段中具有代表性的是模糊操控体系、神经网络操控体系和焊接专家体系。I11-SooKim等将人工神经网络引进GMA焊接方案来猜测焊接区宽度，拓宽了GMA焊接的运用范畴。当前，美国、日本等国家相继在技能拟定、缺点剖析、资料挑选和设备挑选等方面完善了一系列研讨开发。美国AdaptiveTechnologies公司开发的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和质量检查等功能，体系能依据来自传感器的光、温度、电弧等信息，自动调整焊接途径、线能量、送丝速度和摇摆参数等，并可优化多道焊参数。日本NKK公司开发的“焊接参数操控专家体系”可给出最优焊接参数，以确保恒定的熔深及焊接高度。中国在这范畴也相继开发了不一样类型的运用软件，其间清华大学开发的“通用型弧焊技能专家体系QHWES”因其较强的适应性和再开发才能而独具特色。

五、结束语

从实践出发对当前焊接自动化技术中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，焊接自动化技术在压力容器制造中的应用是运用科学的方法，促进技术工作的完善。

参考文献

[1]韩淑梅，姜玉秀.浅析当前焊接技术的发展[J].知识经济，2011

篇（4）

中图分类号：TG44文献标识码： A

1.前言

我单位压力容器筒体焊接一般采用埋弧自动焊的焊接方法。以往我单位压力埋弧自动焊焊接工艺都是采用先焊接焊缝内侧，后焊接焊缝外侧。为防止焊接时击穿焊缝，焊接内侧打底焊缝时外侧还需垫焊剂，内侧焊接完毕后，背面还必须进行碳弧气刨清根，并进行彻底打磨后，才能进行外侧的焊接。埋弧自动焊背面清根的焊接工艺，存在生产效率低，浪费焊接材料，工人劳动强度大等缺点。现我车间埋弧自动焊背面不清根工艺已经成熟应用于压力容器筒体焊接，此焊接工艺方法的应用，实现了埋弧自动焊的真正自动焊。本文将主要介绍运用于实际压力容器生产的埋弧自动焊背面不清根工艺。

2.埋弧自动焊背面不清根技术

埋弧自动焊背面不清根技术，可以不用外侧垫焊剂，节省了焊接材料，降低了焊接成本，关键是省略了碳弧气刨清根和砂轮打磨焊道的工序，大大缩短了焊接周期，提高了焊接效率。我单位经过焊接工艺评定试验，除能够保证能够焊透，经过无损检测（RT或UT）合格外，关键是力学性能试验及冲击试验结果符合标准规定，与使用碳弧气刨清根焊接没有明显的变化。埋弧自动焊背面不清根技术在压力容器焊接实际应用中的难点有三个，一是保证焊缝能够焊透，二是保证打底焊缝在埋弧自动焊过程中不将焊缝击穿，能够保证焊接的连续进行，三是在不清根的条件下，保证焊缝余高不超标。

3.焊接工艺难点

在此项技术实际压力容器焊接的应用过程中，总结出出现最多的缺陷为根部未焊透，并且只要出现就会使连续未焊透，出现的部位大多在内侧打底焊缝的根部。解决未焊透的常用办法就是增大焊接电流，减小坡口钝边，这样又容易造成自动焊接时击穿焊缝。如何确保实际焊接过程中即不击穿焊缝，又能保证焊透，成为埋弧自动焊不清根焊接工艺的重要的难点。

4.焊接过程控制

4.1坡口加工

埋弧自动焊不清根焊接选择合适的坡口至关重要。坡口越大，越容易焊接，但同时也增加填充金属的量和焊接工作量；坡口越小，越容易造成脱渣困难和焊缝中出现夹渣等缺陷。经过反复试验，得出板厚为8-12mm，可以采用不开坡口的背面不清根焊；对于14-24mm之间的可以采取常规的V型坡口；对于24mm以上的厚板可以采用双V或双U型坡口形式。但是为了确保焊接时不击穿焊缝，坡口还要留4-6mm厚的钝边，并且组对时不留间隙。 常用坡口形式见表4-1。

表4-1

坡口加工时的注意事项：

a)加工坡口钝边时，钝边大小一定要均匀，控制在工艺要求的范围内，否则影响打底焊接，使焊接参数不宜掌控；

b)坡口钝边要保证垂直，否则影响坡口组对间隙，使焊接过程容易出现击穿；

c)开X型坡口时，尽量使内侧坡口厚度大于外侧坡口，减少外侧坡口焊接的工作量。

4.2坡口组对

对于埋弧自动焊不清根工艺而言，影响其焊接质量的主要为坡口组对的间隙和错变量，若坡口组对不符合工艺要求，相当于直接改变了坡口的形式。

坡口组对间隙直接影响打底焊缝是否击穿，在实际焊接中发现，只要组对后透光就不能直接进行埋弧焊打底层的焊接。大于1mm的对接间隙就很容易击穿，因此组对间隙要严格把关。

组对的错变量将直接影响焊丝是否与焊缝在同一直线（如图4-1），从而关系到焊接时能否焊透，所以不清根工艺的焊接要求错变量在1mm之内。

图4-1

注意事项：若组对间隙≥1mm或组对后透光，不能直接进行埋弧自动焊的打底，补救办法是进行重新组对或者使用焊条电弧焊进行打底填充。对于错变量的控制，实际操作证明，经过严格的卷圆、组对过程的控制，30mm以下的钢板的错变量是能够控制在1mm以下的。而30mm以上的钢板其刚性过大，强行组对将造成应力增大，而且板材越厚，错变量就更难控制，导致焊接返修的工作量也越大，因此焊接过程中也可以使用碳弧气刨对组装好的坡口进行修正。

4.3定位焊

定位焊缝一般选择在后焊的一侧，我单位无论是纵缝还是环缝，定位焊都在外侧，而且定位焊接比较方便，较易保证定位焊缝的焊接质量。在埋弧自动焊不清根焊的焊接工艺中，只要定位焊是合格的焊缝，在焊接时就可以不清除。

4.4焊接

埋弧自动焊不清根焊接时，焊丝必须对准焊缝中央，所以焊接时必须使用红外线焊缝跟踪仪。我单位常用的焊丝直径为4.0mm，以常用的H10MnSi配SJ101焊剂为例，其焊接工艺参数如表4-2。同样，厚板在增加需要多层多道焊的，与使用清根焊没有区别。

表4-2焊接工艺参数

5.埋弧自动焊不清根焊技术的实际应用

篇（5）

我是一个特别热爱本职工作的电焊工。在我进厂的这几年来我始终坚守着一个信念：那就是对工作脚踏实地、真抓实干;对自己的工作认真负责，确保质量零差错;对自己严格要求，对徒弟真实传授，富有爱心;对社会要真诚奉献不计名利。正是拥有这个信念，我从未放弃对工作的热爱，尽职尽责，勇于创新。

在我刚从一名学生转变为一名电焊工时，我就虚心学习努力提高技术水平。在同年入厂的青工中以优异的成绩脱颖而出，考取了各种焊接资质并达到一线员工焊接水平，并且提前转正参加工作。

在我刚从事焊接专业，对焊接工作还是半知半解时，我认识了李万君师傅，是他教会我如何正确使用焊接方式、方法，如何调节心态和焊接位置的质量要求。我十分荣幸地参加了焊接车间的焊工高级班，在高级班学习过程中从理论到实际，一方面要学习理论知识，在理论知识的基础上进行实际操作。另一方面又不能因为学习而耽误生产任务，高级班的部分时间都是要从休息时间来学习技能。培训时间都是利用中午或休息日进行，正是我们高级班这种不怕苦不怕累的精神，培养了我们这一批车间的技术骨干。在工作中李xx既是我的师傅又是我的导师，在我工作中遇到难题，无法解决时我就会请教李师傅，坚决做到四勤“勤问，勤看，勤学，勤动脑”。使我不断地提高自身的能力和水平。

熟练操作规程我从工艺要求入手，在工作时间之外我利用中午休息时间学习工艺文件，拿着工艺文件对照我所焊接的焊接位置，坚决做到熟知熟记。并在车间组织的工艺文件考试得到满分，在“一口清”活动中得到优异成绩。

我深刻的知道作为一名电焊工不但要会学习、会工作，而且还要深刻理解公司领导讲话的中心意义，在董事长提出“一点也不能差，差一点也不行”的质量要求后，我就研究在我从事的焊接过程中有那些不足，并立项攻关。尤其是在2010年的250公里﹨小时第三单生产过程中我细心专研工艺文件，解决了在一单和二单生产过程中存在的焊接缺陷。我利用焊接方法解决了在一单和二单一步焊接各别打压漏气的问题，并将我的经验传授给我身边的同志，保证质量合格率达到100﹪。并且利用焊接手法解决在一单和二单一步焊接内筋板咬边的问题，保证质量合格率达到100﹪，同时在生产过程中交检合格率达到100﹪。并且受到现场监督师、质量检查员和公司领导的一致好评。

目前，公司开展“提质提能 再攀高峰”的关键时刻，面对年产7000个转向架的严峻考验，我身为长客的一份子，投身于长客的发展，我将尽职尽责努力为长客的长远发展贡献出自己的一份力量。

优秀焊工工匠的主要事迹【2】

春天如期而至，高彦望着正在吐绿的枝头，33年的工作经历又一次清晰的呈现出来。从一个对电焊一无所知的少年，一步步成长为焊工技师和集团公司的技术能手，他的每一步足迹都留下了辛勤耕耘的汗水。回首往事，高彦心绪平静。

锲而不舍，苦练焊工本领

1970年6月份，16岁的高彦参加工作，分配到大庆炼油厂一营，从此，与电焊结下了一段深深的情缘。1973年，他所在的单位承接了动力站3台锅炉的安装任务，其中的水冷壁管焊接都是成排、间距极小的固定口，必须达到单面焊、双面成型质量标准，而且焊口还要进行拍片检测和100%的通球检验。当时工人的文化素质普遍不高，技术要求远不及现在严格，大部分焊口也不拍片检验，人们仅以焊口是否渗漏、成型是否美观来衡量焊工水平的高低，因此，这样的焊接要求，无疑是向每一名焊工提出了挑战。为了能够尽快提高焊接水平通过考试，圆满地完成焊接任务，高彦和几名青工利用一台闲置的坡口机，上午加工管件坡口，下午将管件抬到工地，在生产任务紧张，又缺少电焊机情况下，他们就见缝插针，在师傅们休息时间进行练兵。练到一定程度后，他就用气焊割开焊道，不断对钝边的厚薄、间隙的大小进行调整，终于摸索出了最佳焊接参数，顺利地通过了考试，使他有机会第一次接触到了射线口。实际操作中，他的焊口全部通过通球检验，射线抽查检测，一次合格率达到了100%。这次施工，使高彦真正认识到了焊接在工业化生产中的重大作用和它的独特性，也令他对电焊产生了浓厚的兴趣。

1975年，高彦参加了化肥厂尿素装置的建设。这套装置的设备为荷兰进口，所有焊工必须通过英国焊接专家的考试，才能上岗操作。由于是第一次与外国专家合作，工程指挥部非常重视，组织了大规模的练兵活动。经过了一段时间的练习，虽然所有焊口的内外成型都十分美观，但是经超声波检测，焊逢局部经常出现气孔。领导们看到这种情况经常摇头，眼神中逐渐留露出无奈和不信任。这种眼神深深地刺痛了高彦，他想：不管你是中国人，还是外国人，只要你是用手工焊的，你能焊好，我就不信我焊不好。

这时，承担化肥厂合成氨装置建设的四化建焊工已经来到现场，正在接受外国专家的考试。得知这一消息后，高彦马上带上一块护目镜，赶到了考试现场。经过过细心的观察，发现人家的焊法与自己的有着较大的不同，回来后就模仿练习，收到了非常好的效果。从那以后，高彦经常往返卧龙两地，学习高手的焊接方法。刻苦扎实的练兵，使他掌握了许多焊接要领，技术上有了长足的进步。作为首批迎考焊工，他顺利地通过了外国焊接专家的考试。初尝成功，高彦深深地体会到：要想成为一名优秀的电焊工，就要打破常规，要不断地学习、消化和吸收先进的经验，敢于在失败中总结教训，要有锲而不舍的精神，才能不断的提高技术水平。现场施工中，由于他在工作上严细认真，经外国专家抽检的238道焊口，探伤一次合格率达到100%，并被破例允许，成为工地上未经试件考试，就可参加不锈钢管线焊接的第一人。在这里，高彦认识了英国的焊接专家赖德。这位技艺高超，对工作高度负责的英国人，对他影响非常大。当时，许多人都知道赖德有一个随身携带小笔记本，上面记录了每个焊工的名字。他在高彦名字的后面，郑重地画上了五个“五角星”。他解释说，五星相当于五星上将，在美国只有最好的焊工才能获此殊荣。

荣誉只代表一个人过去的成绩，焊接专家的评价没有成为高彦炫耀的资本，而是转化成了不断努力、继续登攀动力。从那以后，他每焊一道焊口都要比别人多付出2—3倍的汗水，所有经过抽检的焊口，合格率全部达到了100%。同时，高彦还在工余时间，自学了《焊工工艺学》、《钢制压力容器焊接工艺》、《日本焊工培训教材》等理论书籍，先后四次考取了大庆市压力容器、压力管道焊工指导教师证书。

满腔热情，带出过硬群体

1990年末，高彦调入了铆焊车间，主要的工作任务是负责焊工培训，提高车间整体的焊接水平，并配合厂里争取国家三类压力容器制造许可证。当时的铆焊车间，27名焊工中仅有17人持有压力容器焊接操作证，操作项目75项，一些特殊材质和先进的焊接技方法操作证上也是空白，尤其是氩弧焊封底和不锈钢焊接也只有几个人可以操作，但也不够熟练;多数焊工对自己的焊口质量没有把握，返修率较高。面对现状，高彦想：作为一名焊工指导教师，是企业培养了我，我所掌握的技术，不仅属于我个人，更属于企业，我要回报企业的就是释放全部的能量，带出一批更加出色的焊工，让更多的人成为技术上的尖子、行业上的状元。

他在生产相对空闲的时间举办了焊工技术学习班，毫不保留地把自己掌握的技术和经验传授给了每个人。两个多月的练兵过后，所有焊工的试件经过射线检测，95%达到了2级口以上;全年拍片1万余张，合格率由1990年以前不足90%，提高到了96.5%;半年当中，有三批焊工取得了96项操作项目，车间可操作项目增加到了171项;持证焊工增加到了24人。

1992年，原机修厂成功地获得三类压力容器制造许可证，高彦受到了领导的嘉奖。1991年—2002年的12年中，铆焊车间合计拍片133740张，合格率达到97%，节省拍片费用近百万元。数百名焊工经过锻炼，逐步成长为企业发展中的骨干力量。有12人、14次获得总厂技术运动会电焊的前三名;他的徒弟中，1人获得大庆技术比赛电焊第一名、省第四届技术运动会电焊第五名，并荣获省机械行业技术能手称号，晋升为焊工技师;1人被集团公司送到西安交大焊接系学习深造。

成功来自于辛勤汗水的浇灌。铆焊车间的焊接水平实现了一个崭新的跨越，在高彦的组织下，他们不仅成功地完成了乙烯裂解炉16台第一急冷锅炉制造、化肥厂121C换热器修复等多项重要的焊接任务，创造了经济效益，更为企业赢得了信誉，树立了良好的整体形象。

1994年，原机修厂获得了吉林热电厂两台热网加热器的修复信息。经过激烈的竞争，铆焊车间承接到一台的修复任务，另一台被业主委给了抚顺的一家企业。这次修复的难度主要是异种钢焊接，所有管口都需用全自动钨极氩弧焊完成。但他们只有一台自动焊接和两台手工焊机，难以如期完成任务。高彦认真研究全自动焊机的工作原理，把自动焊机上的参数全部设置到手工焊机上，利用手工氩弧焊机模仿自动焊一脉一送丝工作过程，反复试验，效果极佳，焊接质量不仅全部合格，而且焊道成型和与自动焊接同样美观。这样3台焊机同时施焊，大大提高了焊接速度。看到这样的质量，业主立即将已经委出的另一台换热器运了回来，交给他们来修复。当全部焊接告捷后，吉林热电厂为他们摆宴庆功，该厂的总工程师直率地说，以前都是施工单位请我们喝酒，今天是我们请施工单位，这在我们厂还是第一次，大庆人的质量我们无可挑剔。

永不满足，创新焊接技术

作为一名焊工技师，创新和推广新的焊接方法，提高产品质量和工作效率，降低劳动强度，减轻手工焊有毒烟尘对焊工的伤害，成了高彦长期为之奋斗目标。

1996年，车间承接了17台不锈钢料仓的制造任务，这批料仓直径为2—4.5米，壁厚6-8毫米，手工施焊焊需要三遍，焊工要在有限的作业空间内进行长时间清根打磨。高彦经过认真细心的试验，摸索出了一套最佳焊接参数，不但可以用熔化极焊接，而且对现有的埋弧焊设备稍加改造，完全采用全自动熔化极气体保护焊接，在背面加一衬垫，只需焊接一遍，就能做到单面焊接双面成型的效果，而且成型美观。焊口经过检测，各种机械性能全部合格，100

%达到了二级口以上。同时更主要是焊工可以不进入容器内焊接，大大减轻了劳动强度和对人体的伤害，提高焊接效率8倍多。这种方法的成功应用，不但填补了机修厂的焊接史一项空白，而且在国内也是首次应用。之后他又将其撰写成论文，发表在《焊接》杂志上。

篇（6）

Abstract: introduce the Westinghouse AP1000 nuclear power plants in China with the advanced technology of the modular design and construction idea, nuclear power station is modular build will design phase of each "module" determined by nuclear power site outside workshop prefabrication and assembly at the scene with a complete set of corresponding function into the entity, and module of the precast and assembly quality is to build nuclear power quality control of key stage, will be related to nuclear power plant operation after completion of nuclear security. In this paper, according to the Westinghouse AP1000 nuclear power plant construction practice of modular build quality control of key and difficulty of the analysis and puts forward some measures.

Keywords: modular build; The Westinghouse AP1000 module; Quality control

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

引言

我国引进的AP1000核电站技术已在三门和海阳两个项目中开工建设，AP1000采用了三维设计技术工具，模块化的设计和建造理念，这在我国核电设计和建造中首次大规模应用模块化。模块化建造是将设计意图转化为具体的功能实体的重要活动。虽然采用模块化减少了在现场的施工量，可以缩短核电建设工期，但在大规模采用模块化时，也改变了施工的难度，对质量控制流程和关键环节质量控制提出了新要求。如何保证模块预制、现场组装和吊装质量是参建各方均高度重视的重点。本文就AP1000模块化建造中的质量控制结合在建项目进行分析和探讨。

1．模块化建造理念

“模块”，在这指将某些材料或部件预制组合在一起，构成一个具有分隔空间或特定功能的核电组合件。

模块化建造，就是通过工厂化预制好便于运输的作为一个整体单元的模块或子模块，然后在现场通过对模块的吊装或子模块的组装和吊装就位就可以为安装和土建作业同时提供作业空间的工程建造方式。

2．AP1000模块

2.1 AP1000模块的分类

根据在建AP1000核电站模块的划分为两类：结构模块和设备模块。每台机组按现场吊装最终模块计结构模块108块，设备模块70块。这些最终的大型或超大型模块又由几个或十几个、甚至几十个子模块组装而成。另外钢安全壳通常作为一个特殊结构模块进行建造。

结构模块一般由各种钢板和型钢焊接接连及内部混凝土构成，尺寸和体积大小不一，吊装就位即形成核电厂厂房建筑结构的一部分。主要是用来对空间结构进行分割，形成相对独立的空间，改变传统的先土建作业后设备安装作业的顺序，便于在组装好的模块空间上同时进行设备安装和混凝土浇灌等作业，以缩短工期。

设备模块由设备、管道、泵、阀门、仪表、支架以及固定用的型钢等组成。通常根据各区域内设备及其连接件的布置情况作为一个单元易于预装配合理划分模块大小，这类模块是固定在永久支撑钢结构上以构成一个模块整体进行安装，就位后即作为工艺系统的一部分。

2.2 AP1000模块的特点

（1）大量采用模块贯穿建造始终，使现场外模块预制与核电站现场组装、吊装作业成为两条并行的施工主线。

（2）采用模块的作业范围淡化了传统划分上的土建和安装的界限，使同一模块里同时具有传统划分上的土建和安装物项，使土建和安装变为完全的交叉施工工序，接口增多。

（3）结构模块的结构复杂、尺寸大、重量重，如CA20模块重达730吨，外形尺寸约20.5m长，14.2m宽，20.7m高，由18个房间构成。

（4）模块和设备的安装需使用大型吊装设备，现场吊装作业受风力等自然环境因素影响较大。

（5）几乎所有模块的吊装施工都采用开顶法。

（6）模块采用钢板、型钢组成和做支撑，焊接工作量增大。

3．AP1000模块化建造的质量控制

3.1模块化建造质量控制重点的变化

大量采用模块化预制和组装建造，其质量控制的关键点和难点与传统的建造方式发生了变化，其中模块预制精度和现场组装精度是质量控制的关键，不仅影响到结构模块最终的吊装接口质量，也影响到结构模块与设备模块安装的接口质量，而模块最终的安装质量会直接影响到今后的核安全。熟悉和掌握质量监控的范围和重点，有利于做好过程控制，使质量处于可控受控状态。在模块化建造中，整个施工过程涉及测量、组对、焊接、吊装、运输等多个环节，质量控制重点的变化主要有：

（1）对大型结构模块的预制、组装、安装和吊装等工序接口的质量控制。

（2）模块预制产生的偏差累积引起的现场组装二次加工修改质量控制。

（3）模块组装焊接质量控制，因组装连接均采用焊接，焊接工作量大，并且立焊、仰焊类型多，高空焊作业多，操作难度增加。

（4）模块组装过程中，因子模块体积大、形状不规则对称、重心不易确定而在频繁吊运、翻转中引起模块变形的控制。

（5）模块组装完进行混凝土灌浆后产生的再次变形控制。

（6）设备模块与结构模块连接精准度的质量控制。

3.2在建项目模块化建造反馈的主要质量问题

模块最终组装和安装质量受多方面因素的影响，从在建项目反馈情况看，在模块预制和组装中易出现的问题主要有：

（1）结构子模块制作中产生的尺寸确定参考点（DP点）尺寸偏差、钢板平面度超差、组对边波浪变形或弧形、模块整体尺寸偏差较大或扭曲变形等。

（2）模块组装过程中的间隙误差导致模块整体超差。

（3）结构子模块或组件翻转、吊装过程产生的变形或结构损坏，导致一些重要的主设备模块安装支撑不能在理论的坐标就位。

（4）模块组装焊接使模块产生应力、收缩等变形。

（5）焊缝成型较差，缺陷超标。

经过总结分析，产生以上问题的主要原因有模块设计文件不够完善、施工技术准备不充分、信息沟通不够、人员能力不足、工装设计缺陷等等，因此，通过对在建AP1000项目总结得知，模块预制、组装过程的质量控制重点主要是：模块尺寸及平面度控制、模块和组件的吊装和安装变形控制、焊接质量控制、结构模块与设备模块的接口点（坐标）控制等。

3.3模块化建造的质量控制措施

工厂化预制的模块质量是现场组装质量的前提，模块预制产生的偏差往往只能在现场组装过程进行调整，所以说模块预制的质量风险会延伸到现场组装和最终模块吊装就位中，因此，模块化建造的质量控制应从模块车间预制到现场组装和安装的全过程控制。模块的预制和组装中均应做好以下质量管理措施，同时根据预制和组装的不同重点实施有针对性的质量检查和试验控制措施。

（1）完善质量管理体系，建立分级质量控制体系，严格执行质量检验试验控制计划（ITP）制度，做到有章可循。

（2）做好事前分析，充分熟悉和掌握模块建造的工序流程，按结构质量、焊接质量、油漆防腐质量三方面编制较详实的检查试验计划，确定关键环节的质量控制要求，设置控制点进行验证控制。

（3）加强对设计图纸的会审，将有接口的相邻模块的图纸结合一起会审，了解设计意图，减少建造中才发现不符合而出现质量问题。

（4）培训提高焊接人员和吊装人员的技能，熟悉程序，保证操作质量。

（5）严把材料验收关，控制焊接等材料的质量，优化焊接工艺。

（6）对结构模块的吊运、翻转变形应重点控制，可以通过计算机模拟计算出合理的吊点，减少因大型结构模块外型尺寸大，重量大，不匀称分布而产生的吊装变形。

（7）严格按核电建造的要求对工序质量进行检查和试验，并建立记录或报告。

（8）充分发挥经验反馈的作用，推广模块化建造中质量管理的有效方法。

3.3.1模块预制的质量控制措施

从在建AP1000得知子模块矫正工作和模块到现场后的质量缺陷处理占用了很大一部分工作量，保证模块预制质量的除做好上述质量管理措施，还应有针对性重视以下几方面。

（1）充分发挥信息化管理的作用，保证设计、采购、预制之间的信息对称和一致性，以及分散在各个工厂车间预制的子模块之间的信息及时性和一致性，这是确保模块预制质量的管理基础条件。

（2）加强技术复核，重点在DP点（尺寸确定参考点）、轴线、设备贯穿件和管道位置等等。因DP点间距控制要求直接影响到结构模块组装质量。

（3）模块车间预制的焊接有较好的作业环境，应尽可能采用成熟可行的自动焊接技术以减少焊接变形量，保证焊接质量。

（4）模块出厂前严格按标准化管理程序和设计图纸对模块进行检验，确保预制精度满足现场组装要求。

3.3.2模块组装的质量控制措施

模块的现场组装和安装质量相比车间预制受到的影响因素更多，各个项目所处的地理位置不同影响因素也不完全相同，因此对模块的组装质量控制措施可以从以下几方面着手。

（1）加强模块或子模块、组件进入组装现场的联合验收，尽量避免潜在质量缺陷，使质量缺陷在组装前得到处理。

（2）充分做好组装技术准备，如焊接工艺评定，焊工考试，作业规程的编审和培训等。

（3）组装和安装前加强对设备和工机具的检查，保证设备的完好性并计量合格。

（4）对每一模块或子模块的外形配合尺寸精确测量，分析组对间隙，减少和消除误差的积累。

（5）在组件上设置合理的支撑补强、翻身吊耳和吊装吊耳，减小吊装变形。

（6）改进现场焊接工艺，合理应用反变形控制、刚性加固控制以及焊接相关参数控制等。

（7）通过模拟分析改进工装，提高工装合理性，如采用刚性加固工装的变形等。

3.4 “开顶法”施工的质量控制

“开顶法”施工的质量控制重点是对成品保护，特别是反应堆厂房内设备的保护。在授权开工日后35个月内（ATP+35）反应堆厂房内土建施工活动频繁，施工任务量大，反应堆厂房顶部不能采取遮盖措施，因此无论土建、安装活动在编制施工方案时就应制订深度交叉施工情况下对物项的特殊保护措施。各级质量控制和监督人员应在每次作业前、后都检查和定期巡查。

4.结语

第三代核电AP1000技术的先进性主要是非能动设计，模块化设计和建造是其另一先进性的体现，虽然有两个项目已经开工建设，但对模块化建造的质量控制还需要开展更多的分析和研究，以在保证质量的前提下真正发挥出模块化建造的先进特点和优势，缩短建造工期，实现更佳的效益。

参考文献：

[1]魏俊明，刘琼，孙坤.第三代压水堆核电机组AP1000的模块化施工分析[J].电力建设，2008，29（4）：63-66.

[2]年发扬.AP1000核电站模块化建造浅析[A].2009年中国电机工程学会年会论文集.