摘要：通過對焊接接頭效能影響因素的分析和實驗，調整相應的結構引數和焊接工藝引數，防止焊接接頭缺陷的產生，提高接頭機械效能，從而提高產品的使用壽命，減少損失，節約了材料。
關鍵詞：焊接接頭；失效分析；結構因素
熱交換器產品中的固定式不帶法蘭的管板與殼體的連線焊接接頭是產品上的主要焊接接頭，製造過程中焊接接頭內部組織的缺陷，如夾渣、氣孔、未熔合、未焊透、裂紋以及組織粗大等，將影響焊接接頭的機械效能，也影響產品使用的可靠性，給使用單位帶來不必要的經濟損失，是個不可忽視的問題。通過對焊接接頭效能影響因素的分析和實驗，調整相應的結構引數和焊接工藝引數，防止焊接接頭缺陷的產生，提高接頭機械效能，從而提高產品的使用壽命，減少損失，節約了材料。1問題的提出
在產品生產過程中，焊接結構引數、焊接工藝引數、焊接前的準備和操作方法等因素都會影響焊接接頭的質量，在焊接時就要通過控制相關技術引數來控制焊接接頭內部質量，盡可能提高焊接接頭的機械效能。在諸多技術因素中以結構引數和焊接工藝引數對焊接接頭質量影響最大，為此，坡口尺寸變化對焊接接頭質量的影響及焊接工藝引數對焊接接頭質量的影響是本課題的主要內容。
通過研究不同尺寸的坡口用相同焊接工藝引數下焊成的接頭在焊接接頭組織、機械效能、焊接應力分布的變化；比較對焊接接頭質量影響最小的結構尺寸，選出最優技術引數。2坡口尺寸的確定
產品的設計坡口尺寸如圖1所示，其中，管板車邊尺寸為0.25δ,與殼體組對後坡口間隙為0.4δ1，具體根據不同的板厚在國家標準中有明確的規定。
本課題根據中生產單位的實際情況，δ和δ1的取值如表1。根據表中的資料，按《鋼製壓力容器》標準的有關規定，可以分別計算出管板車邊尺寸和坡口間隙尺寸，也列於表1中。
在本次試驗中，為了減少工作量，試件的坡口組對成大小端，最大值取6mm，最小值取1mm。雖然該值與國家標準的要求有出入，但符合焊接工藝中保證焊接接頭質量的有關要求，對試驗結果的正確性影響不明顯。3模擬試驗與檢測
為保證結構引數對焊接接頭的組織、應力和機械效能等方面影響的試驗結果準確，在焊接過程中，要求焊接工藝引數保持不變。
本試驗的試件結構與產品實際使用的結構相近。對焊接接頭的檢測主要包括焊接接頭熱影
響區應力值、機械效能測試和熱影響區組織分析。3.1應力測試
應力測試時採用了應力釋放法。
通過焊接接頭區或焊接熱影響區某點處的應變數測試，計算出該點的應力值。用此法檢測比較簡單，所需測試裝置簡便。雖然資料不夠準確，但同一試件測試的資料有對比性，對本課題來說完全符合要求。
測試時，為使焊接熱影響區的應力相對準確且有對比性，試驗時選焊接接頭焊趾兩側5mm處平行於焊接接頭中心線的直線上作為測試焊接應力的位置，並以5mm的間距為一測試點，兩側兩端各測6點。3.2機械效能測試
應力測試後的試件用機械加工的方法加工成拉伸試樣，測試其機械效能。4資料分析
4.1測試點應力與焊接接頭距離的關係
以上資料表明，離焊接接頭不同的距離的各點間的應力是不同的。離熔合線越近，應力值越大；離熔合線越遠，應力值越小。表明高溫區更易產生較高的應力。4.2坡口間距對應力的影響
坡口間距對應的影響也較為明顯，從表中可以看出，坡口間距越大，應力值也有明顯的增大，最大間隙處應力值（為最小間隙處應力值的3.5倍左右）。從理論上分析，坡口越大，需填充的金屬越多，焊接時熱作用時間越長，溫度也越高，因而產生更大的應力。
4.3坡口間距對機械效能的影響
可以看出，坡口間距對機械效能的影響較小，但坡口間距對缺陷有較大的影響。兩個試樣都做了巨集觀金相檢查，坡口間距越小，未焊透缺陷傾向增加。所以，坡口間距間接地影響了焊接接頭的強度，降低疲勞強度。
5金相分析
在相應的最大坡口端和最小坡口端，分別取試樣進行金相分析，對比母材金相，組織變化差異很小。可見，因所用材料為普通碳素結構鋼（管板和筒體材料都選用了q235-b），這類材料的組織在加熱時，長大傾向並不明顯。可以認為，坡口間距對焊接接頭及熱影響區金屬組織的影響是不大的。
或者說，因焊接接頭及熱影響區金屬組織所引起的焊接接頭失效現象的因素要比焊接缺陷和應力變化所產生的影響小得多。6結論
通過以上分析，造成管板與殼體連線焊接接頭失效的重要因素中，坡口尺寸大小是其中之一。因為坡口尺寸大小對焊接接頭內部缺陷的產生及熱影響區的焊接殘餘應力大小有著重大的影響，坡口越大，焊接缺陷產生的可能性增加，焊接殘餘應力增加。在焊接實踐中，
可以通過選擇合適的坡口尺寸，配以合理的焊接工藝引數，盡可能降低焊接接頭及熱影響區的焊接殘餘應力，則可以減少此類失效現象的發生，從而減小生產中的經濟損失。參考文獻
[1]霍立興.焊接結構的斷裂行為及評定[m].北京：
機械工業出版社，2000，6.[2]全國壓力容器委員會標準化委員會.gb150-1998，鋼製壓力容器[s].
[3]全國壓力容器委員會標準化委員會.gb151-99，管殼式換熱器[s].[4]陳祝年.
焊接設計簡明手冊[m].北京：機械工業出版社，1997，3.
連線殼體夾具設計要點
專業課程綜合設計 目錄第一章夾具設計任務 1 1.1 零件結構分析及零件圖 1 1.1.1 零件的作用 2 1.1.2 零件的工藝分析 2 1.2 鑽孔工序的重點技術要求分析 2 1.2.1工序分析 2 1.2.2 基本要求 3 第二章孔夾具設計方案的確定 4 2.1 設計方案 4 2.2 定位面及...
化工塔板連線用點焊螺栓技術總結
主要技術路線 冶煉 調質 化驗 鋼坯 鍛打 軋制 高速線材 切斷 冷鐓 成型 搓牙 拋光 檢驗 2 技術水平 2012年1月已獲得實用新型專利授權，申請號 201120312618.3 2012年4月通過江蘇省科技查新諮詢中心查新 報告編號 201232b2502847 查新結論 本委託專案所述凸焊...
筏板基礎鋼筋直螺紋連線施工要求
陽光麗景三期 a區 地下人防工程 撫順華宇建築十一分公司 陽光麗景三期工程專案部 陽光麗景三期 a區 地下人防工程由1 2 4 5 樓的地下部分連成一起形成地下人防工程，人防工程平時為地下停車場，戰時為防空掩蔽所，結構形式為筏板基礎，柱下墩框架剪力牆結構，占地面積7300 建築面積約6900 層高4...