現場焊接問題分析及對策

第1章焊接缺陷問題
問題1T形雙面雙絲角焊縫中的氣孔問題及對策
問題2焊縫中氣孔產生的原因及對策
問題3海洋工程常見焊接缺陷的成因及對策
問題4冷裂紋為什麼總是從熱影響區開裂？
問題5焊縫或熱影響區中出現液脆的問題及對策

第2章焊接工藝與變形控制問題
問題6對接長焊縫焊接變形的預防和控制
問題7控制薄板焊接變形的焊接工藝和措施
問題8如何確定十字交叉與T字交叉焊縫的焊接順序？
問題9船體建造中典型節點部位的焊接順序
問題10T形焊縫處如何進行過焊孔的焊接？
問題11角焊縫的焊腳是否越大越好？
問題12打底焊為什麼要用小的熱輸入?
問題13焊接預熱的要求及對策
問題14焊接工藝評定和焊工操作技能

第3章工藝改進和焊接修復問題
問題15超高強度鋼焊接時磁化誘發根部缺陷的改進工藝
問題16高壓泥漿管焊接難點分析及對策
問題17掛舵臂超厚鑄鋼件裂紋修復問題及對策
問題18樁靴肘板與齒條區域焊接裂紋成因分析及對策
問題19EH 47止裂鋼關鍵焊接技術工藝控制
問題20EQ 56鋼與齒條板焊趾裂紋的焊接修復工藝

第4章不銹鋼和非鐵金屬焊接問題
問題21增大熱輸入給奧氏體不銹鋼焊接帶來的問題及對策
問題22奧氏體不銹鋼的焊縫能否用潑水冷卻？
問題23鋁合金焊接過程中的氣孔和裂紋問題及對策
問題24鈦合金焊接時的幾個問題及焊接指導書示例

第5章埋弧焊中的問題及對策
問題25碳鋼和低合金鋼埋弧焊焊縫裂紋成因及對策
問題26埋弧焊時引弧板和引出板如何進行合理安裝？
問題27拼板埋弧焊過程中的工藝控制及注意要點

第6章設備與母材等相關問題
問題28GMAW和FCAW焊接過程中存在的機械問題與對策
問題29如何用角焊縫尺測量焊縫尺寸？
問題30焊接施工中噴砂能否代替打磨？
問題31焊後是否需要進行焊縫修飾？
問題32低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼和低合金高強度鋼的焊接
問題33二氧化碳焊的焊接設備電氣問題如何進行判斷和修復?

第7章現場焊接非常規操作問題
問題34非技術因素引起的現場焊接問題
問題35解決現場焊接問題不能顧此失彼
問題36為了迎接更大的挑戰而提供經驗
參考文獻

焊接是單獨或綜合採用加熱或加壓方法使被連接材料之間產生原子之間的結合，形成牢固不可分的，並具有一定使用性能的接頭的過程。焊接後的接頭一般可以達到與母材相匹配的強度、塑性、韌性、耐蝕性、高溫性能、抗輻照性能以及承受動載荷時的抗疲勞性能等。焊接作為重要的連接技術在現代製造業中起著非常重要的作用，可以說，先進製造，無焊不興！焊接的應用範圍很廣，涉及工業、農業以及國防等部門，包括工程機械、石油化工、車輛和軌道交通、航空航太、儀器儀錶、海工裝備、造船、冶金、軍工以及資訊技術等領域。

通過焊接後的板材、管材、型材、棒材、絲材以及其他形狀或結構的金屬材料，才能稱之為焊接結構或零部件。在焊接生產中，焊接工程技術人員必須按照相關的法規、標準和製造技術條件，同時綜合考慮焊接品質、使用性、安全性、可靠性和經濟性之間的關係，以獲得滿足使用要求和標準要求的焊接產品。

我們知道，有時候焊接品質、可靠性與經濟性之間是存在依存關係的。比如：為了趕工期，提高生產率，現場的焊接技術人員如果不按標準和技術規範要求的方法施工，就可能會在預熱不到位、層間溫度過高的時候進行下一道焊縫的焊接；怕麻煩，不遵守隨用隨取的原則，一次多領焊條，造成焊條在空氣中暴露時間過長，易導致藥皮受潮，在焊接時出現氣孔和冷裂等問題。諸如此類現場焊接問題，有些在施工期間就能發現，可以要求現場立即返工；有些則在服役期間才能發現，需要停工才能解決，致使返工成本很高，給製造企業和業主都造成巨大的經濟損失；對於一些重要的結構、設備或機械，有時候會造成惡劣的社會影響。

對於現場焊接問題，如果對焊接缺陷產生的機理不熟悉，在解決問題時就很難對症下藥，致使採取的解決措施不當，這樣不僅增加了解決問題的難度，還可能因此耽誤了最佳的解決時機，延誤工期或者造成其他損失。比如，焊接變形問題主要取決於焊接過程中的熱變形和焊接構件的剛性約束，如果構件在焊接過程中產生了塑性變形，就會產生永久的焊接殘餘變形。因此需要考慮結構設計,焊前、裝配、焊接中以及焊後採取的工藝措施，在每一個階段都需要嚴格按照焊接工藝指導書的要求進行施工。對於一些大型焊接結構，等到發現焊接變形失控的時候再去補救，可能就為時已晚，造成的損失可能會無法彌補。

一些超高強度、超高壓，或者在強腐蝕性等嚴苛服役條件下工作的焊接結構，會對工程技術人員的設計和製造水準及能力提出巨大的挑戰，需要仔細分析技術要求，提煉出焊接技術難點和關鍵技術，然後給出焊接方案，進行焊接工藝評定，最終安排焊接生產，只有如此才能完成焊接生產任務。

焊接技術人員被稱為鋼鐵裁縫，這個比喻很形象，其實焊接技術人員在解決現場焊接問題時更像是福爾摩斯。他們根據現場的蛛絲馬跡，結合焊接理論基礎知識和焊接實踐經驗，分析問題產生的原因和影響因素，確定解決問題的方向，從而制定解決方案和解決措施，最終落實到焊接施工現場能執行的焊接工藝。現場焊接問題的起因錯綜複雜，有些是技術問題，有些是管理問題，有些則是責任心的問題。所以說，要想遇到問題馬上就有思路，光有理論基礎知識還不行，必須要有豐富的實踐經驗。通常情況下，解決的問題越多，積累的經驗就越豐富，焊接的理論基礎知識運用起來就更能得心應手，解決起問題來就更能遊刃有餘。由此可知，焊接是一門實踐性、實操性很強的技術。

隨著經濟和社會的飛速發展，先進製造業對大型裝備和設備的焊接製造需求越來越多，比如海工裝備、大型壓力容器、大型船舶製造、核電建設、跨海大橋建設等。很多大型工程和專案的建設在均屬首次，經過摸索和實踐，取得了舉世矚目的成就，例如3000t加氫反應器、全鋼鐵結構的“鳥巢”以及港珠澳跨海大橋等。

即便如此，仍然有很多焊接難題需要解決。本書根據作者多年焊接生產實踐經驗，把現場焊接問題收集和整理後分為7類，主要包括焊接缺陷、焊接工藝與變形控制、工藝改進和焊接修復、不銹鋼和非鐵金屬焊接、埋弧焊、焊接設備與母材相關問題以及現場焊接非常規操作等。每類問題中有多個實例，一一給出了問題的分析和對策，有些則直接給出了焊接生產指導書，希望能夠為讀者提供借鑒和參考。

由於的一些工程和設備使用的是國外鋼材和標準，標準中並沒有與之相對應的鋼材牌號，因此本書在相關案例中用國外鋼材牌號和標準進行介紹。

本書可以作為焊接工程技術人員解決焊接工程問題的參考書，也可以作為普通高校、高職院校焊接專業或焊接培訓機構教材的補充。在教學過程中可以根據每個現場焊接問題，先介紹相關的基礎理論知識，然後根據技術要求，分析其技術難點，再提出對策和焊接工藝措施，以便更好地理論聯繫實際，達到學以致用的目的。

本書由上海交通大學材料科學與工程學院薛小懷和中遠海運重工有限公司生產與運營部楊文華共同撰寫。由於作者水準有限，書中難免有錯誤或不足之處，懇請讀者指正。在撰寫過程中參考的主要標準和文獻資料見本書的參考文獻，在此對參考文獻的作者以及圖、表、資料的提供者表示衷心的感謝。

作者