铝合金搅拌摩擦焊的焊接工艺评定
南车集团株洲电力机车有限公司 盛建辉（湖南株洲 412001）
株洲九方焊接技术研究所 胡煌辉 金杏英 易著宽（湖南株洲 412001）
摘 要：考虑到铝合金材料用于城轨车辆的适应性，采用FSW 与MIG 对比试验的方法来进
行进行工艺评定研究，为绿色、环保的搅拌摩擦焊在城轨车辆中的应用作准备。
关键词： 搅拌摩擦焊 工艺评定 试验
Pick to: considering the aluminum alloy material used in the adaptability of the urban rail vehicles, using FSW and contrast test methods to MIG for technology evaluation research, for the green and environmental protection of friction stir welding in city rail vehicles for the application.
Keywords: friction stir welding procedure qualification test
一 前言
搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所（The Welding Institute ）1991年发明的一项新世纪最具革命性的新型连接方法。该技术自发明以来就得到了国际专利保护，并以很快的速度在全球工业制造领域得到推广应用，在十多年时间里，该技术已应用到航空航天、船舶、轨道交通、汽车等行业在内的众多领域。
搅拌摩擦焊技术（简称FSW ）是一项焊接工件不熔化的固相连接技术。 该技术是依靠搅拌头的旋转与被焊接 材料之间的机械摩擦作用，获得接近但低于材料熔点的焊接温度。所以搅拌摩擦焊过程中不存在金属熔化，属于一种新型的固相连接方法。
搅拌头是该技术的核心部分，由搅 拌针和轴肩两部分组成。焊接过程中，搅拌头高速旋转，搅拌针深入到工件内部，轴肩紧压在工件表面（保持一定的压入量）。高速旋转的搅拌头与工件之间摩擦，产生大量的摩擦热。
由于摩擦热的作用以及搅拌头的粉碎、挤压作
用，搅拌头周围金属在焊接过程中将发生严重的热塑性变形，从而释放大量的塑性变形能。在摩擦热及塑性变形能的综合作用下，接头金属实现塑性流动并扩散连接，如图1。
搅拌摩擦焊技术作为一种全新的焊接技术，拥有诸多独特的优点，对于轻金属材料（如铝、铜、锌等）的连接在焊接方法、力学性能和生产效率上具有其他焊接方法不可比拟的优越性。搅拌摩擦焊焊缝接头具有优良的力学性能和小的焊接变形，焊接过程中不需要添加保护气和焊丝，没有熔化、烟尘、飞溅及弧光，是一种环保型的新型连接技术。比较适合我公司铝合金城轨车辆的焊接，
。为此，针对城轨车辆常用铝合金材料，进行工艺评定研究，为
图1 搅拌摩擦焊工作原理
搅拌摩擦焊在城轨车辆中的应用作好技术储备。
二项目简介和试验方案
采用FSW焊与MIG焊对比性试验的方法来进行“搅拌摩擦焊工艺评定”。
由于GZL3和SPL2地铁车辆铝合金现用MIG焊进行焊接，已有符合质量要求的性能标准，因此，FSW焊的接头工艺性能试验应采用以MIG焊接头工艺性能试验数据为标准，两者相比较进行工艺评定，才能反映出搅拌摩擦焊接头性能较之MIG焊接头性能的优劣。
其中：
1. 已做过MIG焊接头工艺性能评定的项目，只要做相同工件、相同材料、相同规格的FSW焊的接头工艺性能试验，然后与MIG焊接头性能进行比较，得出FSW焊工艺性能评定。
2. 未做过MIG焊接头工艺性能评定的项目，则要同时做相同工件、相同材料、相同规格的MIG焊接头性能试验和FSW焊的接头工艺性能试验，然后两者接头性能进行比较，得出FSW焊工艺性能评定。
根据生产应用和技术需求综合考虑，确定本次采用对接接头进行焊接工艺评定。评定材料选用城轨车辆常用的5083，6082及6005型材。试件尺寸均为365×150。其试件编号见表1。每组材料有6或10个试件，以保证能优化出搅拌摩擦焊焊接工艺参数。
每种材料均进行优化试验来确定焊接工艺参数。
用优化后的FSW参数进行试板焊接；然后做X－射线检验和着色检验、金相检验和力学性能试验。
表1 优化试验搅拌摩擦焊焊接试件编号
材质板厚/mm 编号
5083 3 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
6082 6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
6082 10 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 6082+5083 6 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 6005A 3 41 42 43 45 47 48
三、焊接工艺试验
1．将试件对接边边缘的毛刺及油污擦净，将试件在工作台上装夹好。两端必须夹紧，防止焊接时涨开。
2.先进行焊接工艺参数的优选，然后按照选定的工艺参数进行试件的焊接。优选后的试件编号见表2。
表2 搅拌摩擦焊优化取样后的焊接试件编号
材质板厚/mm 编号
5083 3 08 09 10
6082 6 11 12 20
6082 10 27 29
6082+5083 6 31 39 40 6005A 3 47 48
3.优化后的焊接工艺参数
搅拌摩擦焊焊接工艺参数有：
（1）搅拌头的选择
（2）工艺参数的选择
1）搅拌头的旋转速度；
2）搅拌头的焊接速度；
3）轴肩的压紧力。
这些技术参数取决于焊接母材的材质、板厚，决定了焊接过程中搅拌头周围产生的热量，
并且直接影响到焊缝的组织和性能。本试验优化后的焊接工艺参数见表3。
表3 优化后的焊接工艺参数:
材质编号板厚/mm 转速/min 进给速度
/mm/min
搅拌头直径/mm 压力角
5083 08纵向 2.90/2.90 1000 120
3 1o
09纵向 2.90/2.90 1000 140
10横向 2.90/2.90 1000 120
6082 11纵向 6.06/6.06 400 60
6 2o
12纵向 6.08/6.08 300 60
20横向 6.00/6.00 400 60
6082 27横向10.34/10.36 180 30
10 3o
29纵向10.4/10.34 180 30
6082+5083 31纵向 6.08/6.24 600 60
6 2o
39横纵 6.00/6.24 800 80
40横纵 6.00/6.24 600 60
型材6005A 47 3.02/3.02 1000 72
3 1o
4.焊接检验
对以上试件分别取样进行了外观检验、无损探伤、力学性能试验和金相检验，试样编号
见表4。外观检验、无损探伤检验结果见表5。宏观金相、拉伸、弯曲和冲击试验结果见表6。微观金相检验结果见。
表4 搅拌摩擦焊X检验、力学性能、金相、冲击检验编号表
材质/板厚/mm X
检
验
拉伸试验
弯曲试验金相检验/点
硬度
冲击试验
正弯背弯宏观
检验
微观
检验
1 2 3
5083 （3）08 08-11 08-13 08-21 08-23 08-22 08-24 08-31 08-33 08-31
09 09-11 09-13 09-21 09-23 09-22 09-24 09-31 09-33 09-31
10 10-11 10-13 10-21 10-23 10-22 10-24 10-31 10-33 10-31
6082 （6）11 11-11 11-13 11-21 11-23 11-22 11-24 11-31 11-33 11-31
12 12-11 12-13 12-21 12-23 12-22 12-24 12-31 12-33 12-31 20 20-11 20-13 20-21 20-23 20-22 20-24 20-31 20-33 20-31
6082 （10）27 27-11 27-13 27-21 27-23 27-22 27-24 27-31 27-33 27-31 27-1 27-2 27-3 29 29-11 29-13 29-21 29-23 29-22 29-24 29-31 29-33 29-31 29-1 29-2 29-3
6082+ 5083 （6）31 31-11 31-13 31-21 31-23 31-22 31-24 31-31 31-33 31-31
39 39-11 39-13 39-21 39-23 39-22 39-24 39-31 39-33 39-31
40 40-11 40-13 40-21 40-23 40-22 40-24 40-31 40-33 40-31
6005A （6）47 47-31 47-33 47-31
48 48-31 48-33 48-31
表5 搅拌摩擦焊外观检验、无损探伤结果汇总表:
铝板型号试件
编号
外观检验无损探伤焊缝厚度
/mm
压痕深度
/mm
粗超度渗透
探伤
X
探伤
5083 (公称尺寸3mm,压力角1
o)
08
纵向
2.86/
2.815
0.045 12.5 合格合格
09
纵向
2.88/
2.83
0.05 12.5 合格合格
10
横向
2.96/
2.907
0.053 12.5 合格合格
6082 (公称尺寸6mm,压力角2
o)
11
纵向
6.00/
5.957
0.043 12.5 合格合格
12
纵向
6.00/
5.79
0.21 12.5 合格合格
20
横向
6.00/
5.877
0.123 12.5 合格合格
6082 (公称尺寸10mm,压力角
3o)
27
横向
10.4/
10.118
0.282 12.5 合格合格
29
纵向
10.4/
9.927
0.473 12.5 起弧处长
50mm过透
合格
6082+5083 (公称尺寸6mm,压力角2
o)
31
纵向
6.08/
6.077
0.003 12.5 收尾处40mm
长未焊透
合格
39
横纵
6.2/
6.097
0.103 12.5 合格合格
40
横纵
6.2/
6.033
0.167 12.5 中间50mm长
未焊透
合格
型材6005A
(公称尺寸
3mm,压力角1
o)
47 12.5
表6 搅拌摩擦焊拉伸、弯曲和冲击检验及宏观金相试验结果汇总表
试验结果拉伸
（MPA
）
弯曲冲击
（焦耳）
宏观金相硬度
正弯背弯母
材
热
影
响
区
焊
缝
材质板厚（mm ）及试件编号
5083
（3）
08-
11
291. 9 08-
21
180 08-
22
180
08-
31
无
缺
陷08-
13
289.3 08-
23
180 08-
24
180
09-
11
288.4 09-
21
180 09-
22
180
09-
31
无
缺
陷09-
13
272.8 09-
23
180 09-
24
180
10-
11
290.3 10-
21
180 10-
22
180
10-
31
无
缺
陷10-
13
294.7 10-
23
180 10-
24
180
6082
（6）
11-
11
199.1 11-
21
180 11-
22
180
11-
31
无
缺
陷11-
13
200.7 11-
23
180 11-
24
180
12-
11
196.5 12-
21
180 12-
22
180
12-
31
无
缺
陷12-192.1 12-180 12-180
13 23
24 20-11 204.3 20-21 180 20-22 180 20-31 无缺陷 20-13
200.8 20-23 180 20-24 180
6082（10） 27-11 180.6 27-21 180 27-22 40 27-1 38.5
27-31 无缺陷 27-33 71.27 53.60 49.99 27-13 175.7 27-23 180 27-24 24
27-2 36.0 27-3 35.0 29-11 177.0 29-21 180 29-22 180 29-1 42.0 29-31
无缺陷 29-31
69.11
52.19
49.91
29-13
175.8 29-23 180 29-24 35
29-2 43.0 29-3 45.0
6082+ 5083 （6） 31-11 208.0 31-21 66 31-22 152 31-31 无缺陷 31-13
208.8 31=23 102 31-24 152 39-11 178.6 39-21 50 39-22 180 39-31 无缺陷 39-13 163.7 39-23 42 39-24 38 40-11 208.4 40-21 150 40-22 180 40-31 无缺陷 40-13
试验失效 40-23 132 40-24 151 6005（3）
47-31
无缺陷
微观金相检验结果见微观金相图（例举）。
08－33（×100） 左为母材右为焊缝
09－33（×100）左为母材右为焊缝
27－33（×100）左为母材右为焊缝
四、结论
（1）可以看出，5083δ＝3mm铝合金搅拌摩擦焊焊缝的抗拉强度接近或高于母材抗拉强度，弯曲试验全部合格。微观金相检验结果发现焊缝内部没有任何缺陷。搅拌摩擦焊在5083铝合金焊接中优势非常明显。
（2）6082δ＝6mm、10mm铝合金的搅拌摩擦焊焊缝的抗拉强度低于母材的抗拉强度，高于MIG焊的抗拉强度。弯曲试验全部合格，且焊缝内部没有任何缺陷，证明搅拌摩擦焊优于MIG焊。
（3）6082+5083 δ＝6mm异种铝合金的搅拌摩擦焊焊缝的抗拉强度低于母材的抗拉强度，比MIG焊的抗拉强度高且稳定。弯曲试验全部合格，且焊缝内部没有任何缺陷，说明搅拌摩擦焊用于异种铝合金焊接是很有优势的。
（4）6005A型材的搅拌摩擦焊过程很顺利，焊缝表面成型良好，宏观金相检查内部组织无缺陷。
（5）从6082T6的搅拌摩擦焊试验过程可知，在对热处理强化铝合金实施搅拌摩擦焊时，其工艺参数非常关键，它对热输入的要求很严格。
（6）本次搅拌摩擦焊工艺评定中的部分结果与目前相关资料提供的结论尚有差距。我们很清楚，这是由我们对搅拌摩擦焊技术工艺的了解和研究的差距所造成的。这要求我们必须不断努力。
2011年，南车集团株洲电力机车有限公司已购进多台搅拌摩擦焊设备用于城规车辆的焊接。
兰州工业学院 毕业设计（论文） 题目0Cr18Ni9（304）奥氏体不锈钢焊接性分析及焊接工艺评定 系别材料工程系
专业焊接技术及自动化 班级焊接技术及自动化11-2 姓名何旺 指导教师（职称）胡春霞讲师 日期 2014年3月
兰州工业学院 毕业设计（论文）任务书 材料工程系2014届焊接技术及自动化专业 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目金属材料焊接工艺评定课题内容性质科学研究 课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题实验 校内（外）指导教师职 称 工作单位及部门 联系方 式 胡春霞讲师材料工程院 一、题目说明（目的和意义）： 毕业设计是本专业教学过程的最后一个重要环节，也是培养学生分析问题和解决问题能力的主要方法，通过毕业设计，要求学生全面综合运用所学基本理论，基本技能和生产实践知识；学习系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解，并且通过毕业设计的实践扩大和补充知识，使认识提高到一个新的水平。通过毕业设计的实践，培养调查研究的习惯和工作能力，练习查阅资料和有关标准，查阅工具书或参考书，合理选择实验方法、实验设备，正确操作、分析，并能以实验分析过程和毕业论文表达设计的思想和结果。通过毕业设计，不但要提高解决具体问题的独立工作能力，而且应建立正确的设计和科研思想，加强思想性，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
二、设计（论文）要求（工作量、内容）： 1、总要求： 要求每个学生根据给定的毕业设计题目独立完成焊材制备，焊接材料、方法及设备的选择，焊接操作，金相试样的制备、腐蚀、观察与图片收集，焊缝形状、质量、力学性能的测试等实验工作量，根据文献及相关的理论知识对实验结果进行分析总结，并得出结论,根据结论可进行相应的补充实验，完成毕业设计论文一份，毕业设计完成后进行答辩。 2、给定的条件和要求： 实验设备类型、种类齐全；实验药品齐全；查阅文献，明确毕业设计的意义及目的；严格按照标准及操作规程进行实验。 3、确定总体方案： 分析国内外金属材料焊接的发展和趋势，了解毕业设计任务书给定的条件和用途，可到工厂进行调研、了解焊接结构制造的经验，进行毕业设计可行性分析和论证，最后确定总体方案，并编制技术路线图。 注：技术路线图在论文中要以图表形式出现。 4、具体要求： （1）明确所用金属材料的分类及应用。 （2）明确所用金属材料的化学成分、力学性能、显微组织等。 （3）分析所用金属材料的焊接性。 各种裂纹、脆化及软化产生的可能性， （4）明确所用金属材料的焊接工艺要点。 1）焊接方法及设备 ①确定与母材相对应的焊接方法种类及选择依据 根据母材的种类（碳钢、合金钢、不锈钢、有色金属等）选择相应的焊接方法（焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊、熔化极氩弧焊、TIG焊等）。
目前最先进的焊接工艺，搅拌摩擦 焊，你知道原理吗 搅拌摩擦焊是由英国焊接技术研究所于1991年发明的新型焊接技术，其原理如下图所示。 一根安装在主轴上的形状为蜗杆形式的搅拌针在一定压力下被插入焊缝位置，搅拌针的长度一般要比焊缝深度略浅，以此来保证主轴的轴肩能紧贴被焊接的工件表面。当工件与搅拌针和轴肩摩擦生热，焊缝附近的材
料会因受热产生严重的塑性变形，但是，并不是熔化，只是成为一种“半流体”的状态，随着主轴带动搅拌针沿着焊缝的走向进给，搅拌针不断把已经处于“半流体”状态的材料搅拌到身后，当主轴离开后，这些材料将冷却固化，从而形成一条稳定的焊缝。 大家都知道，以铝合金和镁合金为代表的轻质合金是航空航天器的主要结构材料之一。然而这些轻质合金的可焊性都非常差，传统的各种熔焊工艺都无法从根本上杜绝热裂纹、气孔和夹渣等这些焊接缺陷的产生，需要靠操作者具有非常高超的技术和工艺才能保证焊接质量。并且，熔焊的高温会产生大量热量和有毒的烟气，这对操作者的身体健康也造成了很大的威胁。而搅拌摩擦焊的出现从根本上解决了这一系列问题。 其次，相较于传统熔焊工艺在焊缝附近形成重新铸造形态，搅拌摩擦焊由于主轴会给被焊接的工件部位施加一个很大的压力，所以在焊缝附近得到的是锻造形态，这种锻造形态组织比铸造形态组织致密得多，因而焊接后零件的机械性能也比传统熔焊工艺做出来的好得多。 而搅拌摩擦焊最大的优势体现在其本质是把机械能转化成焊接所需要的热能，所以可以用特定的公式相当准确的计算出焊接热及其引发的工件热变形的量，从而为事前的补偿和事后的纠正提供了几乎不依赖操作者经验的定量的依据，这是任何一种传统焊接工艺都望尘莫及的。
目录 第一章绪论 (2) 1.1焊接技术概述 (3) 1.2现代焊接的特征 (3) 1.3异种材料焊接的发展 (4) 1.4异种材料焊接的方法 (4) 1.5异种材料焊接的工艺特点 (5) 第二章0Cr18Ni9Ti与20MnMo钢的焊接性 (6) 2.10C R18N I9T I的化学成分及力学性能介绍 (6) 2.20C R18N I9T I焊接性分析 (7) 2.30C R18N I9T I焊接缺陷的分析 (10) 2.420M N M O的化学成分和力学性能 (14) 2.5合金元素对20M N M O性能的影响 (15) 2.620M N M O的焊接性分析 (16) 2.720M N M O焊接缺陷的分析 (21) 第三章焊接方法的选择 (23) 3.1焊接方法及焊材选择 (23) 3.2焊前准备 (24) 3.3预热和焊后热处理 (25) 3.4焊接工艺参数的选择 (25) 第四章焊接检验 (26) 4.1焊接前的检验 (27) 4.2焊接过程中的检验 (27) 4.3焊后成品检验 (28) 4.4焊缝返修和合格焊缝 (28) 结论 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)
第一章绪论 在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。 1.1 焊接技术概述 焊接是一种将材料永久性的连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足１克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用到焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。 近年来，焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业，在这些产业中，焊接在其中占有重要地位，是决定其产品使用安全的关键。有些直接出焊接产品或在现场装焊接后投入使用，有些是作成主体结构然后在其上安装动力和机电设备后应用，有焊接结构的质量和安全保证在整体结构设计合理的情况下，主要决定与焊接联结部位的结构、材料匹配、工艺设计、先进的焊接制造工艺及设备和准确的无损检测技术，这些都决定了焊接联结部位的的内在和外观质量，形成了分布在各工业和基础设施建设部门各具特色的焊接结构行业，同时也形成了结构焊接需要的焊接设备行业和焊接材料行业。这些行业是互相关联促进的行业。焊接结构已有日新月异的发展:在装备制造业结构中用焊接结构局部或全部代替铸件或锻件结构和由局部铸件或锻件焊接成组合结构是大重型结构发展的方向，可大大节约大型铸锻车间及其设备的基本建设投资和生产过程的能源消费，同时还可缩短生产周期;在各种建筑行业广泛采用钢质焊接结构代替钢筋混凝土结构，可达到大跨度、轻自重、工厂造、设计优、工程在建周期短、环境污染少，基础费用省，折除后材料可循环使用，因而符合目
古城副井行政办公楼 钢结构挑檐手工电弧焊焊接工艺评定报告 编制部门： 编制： 审定： 批准部门： 批准：
手工电弧焊焊接工艺评定报告 1.评定材质： 16M n钢材评定厚度δ=36mm 2.评定目的： 为了验证施焊中的焊接工艺性的正确性。 3. 评定接头形式： 背部带衬板的组合焊缝。 衬板和腹翼板应根据拼点规定，点焊牢固，每一边都有拼点焊缝。 施焊分9层焊接，采用直线运条，当焊宽超过3-4φ焊时采用分道焊。其中φ焊为焊条直径。 4.参数选择： 打底层：φ3.2mm E5015 I=120±10(A) U=22±2(v) V=10±1c m/min 其余层：φ4mm E5015 I=190±10(A) U=22±2(v) V=13±1m/h 随着焊缝宽度增加,对焊速可作相应的调整. 焊接材质都选用J506或J507焊接. 5. 极性及电流种类； 选用交流弧焊机(J506) 6. 检测： Ⅰ主控项目
焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬伤、未焊满、根部收缩等缺陷。 2、不允许有表面裂纹、夹渣、未焊透、焊缝宽度,应盖边每边2-4㎜，平缓过渡，飞溅应清除干净。 3、力学试验： 取试件进行力学试验，应符合建筑工程试验、检验标准。
焊接工艺评定报告 编号：001 评定项目：手工电弧焊 焊接方法：手工电弧焊 焊接工艺评定人：赵海职称：职务：负责评定单位：山西宏图建设工程有限公司 填写评定日期：2012年11月18日 批准人：职称：职务：批准评定报告单位： 批准评定日期：2012年5月18日 接头： 接头形式：组合焊缝 衬垫（有、无）：背部采用如图衬垫 衬垫材料：A3 其它：摭点时拉开 母材：
究竟那些焊缝需要做焊接工艺评定 四川川锅锅炉有限责任公司 i 摘要 为了便于大家更好的理解那些焊缝需要进行焊接工艺评定，本人特地查阅了相关的标准，这些标准包括相关的中国国家标准（能源部、电力行业、石油行业、核电等）、ASME标准、AWS标准、EN/ISO 标准以及JIS标准。 关键字 焊接工艺评定； 1 现行的国内外焊接工艺评定标准（仅部分） 1.1 国内标准 1.1.1 NB/T47014（JB/T4708）-2011《承压设备焊接工艺评定》 1.1.2 DL/T 868-2004 《焊接工艺评定规程》 1.1.3 DL/T 1117-2009 《核电厂常规岛焊接工艺评定规程》 1.1.4 SY/T 4103-2006 《钢质管道焊接及验收》 1.1.5 SY/T 4117-2010 《高含硫化氢气田集输管道焊接技术规范》 1.1.6 DL/T 5017-2007 《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》 1.1.7 JB/T 4734-2002 《铝制焊接容器》 1.1.8 JB/T 4745 2002 《钛制焊接容器》 1.1.9 JB/T 4756-2006 《镍及镍合金制压力容器》 1.1.10 EJ/T 1027-1996 《压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范》（从EJ/T 1027.11到17） 1.2 国外标准 Ⅸ《焊接和钎接评定-焊接和钎接工艺，焊工、钎接工、焊机和钎机操作工的评定标准》1.2.1 ASME 1.2.2 AWS D1.1-D1.1M 《钢结构焊接规范》 1.2.3 AWS D1.6-D1.6M 《不锈钢焊接规范》 1.2.4 ASME Ⅲ-2004 《核设施部件构造规则第1册 NC分卷2级部件》 1.2.5 ISO 15614 -2004 《金属材料焊接程序的规范和鉴定（英文版，德文版）》 1.2.6 JIS B 8285-2010 《压力容器焊接规程的鉴定试验》 1.2.7 RCC-M 2000版+2002补遗第7册第Ⅳ卷S篇焊接 2 标准中关于需要进行评定焊缝的描述 2.1 国内标准规范要求 2.1.1 GB150.4-2011 《压力容器第四部分：制造、检验和验收》 容器在施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应该按照《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014
几种新型搅拌摩擦焊技术 搅拌摩擦焊技术自1991年问世以来就倍受业界瞩目，特别是1996年搅拌摩擦焊被成功应用于宇航结构件的焊接以后，在制造业掀起了技术研究、发展和推广应用的热潮[1-3]。 双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术 搅拌摩擦焊作为一种先进的固相连接技术，已经在造船、航空航天、轨道交通等领域获得了广泛的应用。但是在一些特殊的加工过程中需要搅拌摩擦焊设备提供较大的焊接力，同时要求在焊接过程中对待焊零件进行严格装夹（包括背部的刚性支撑），这给某些特殊结构形式下实施FSW造成了困难，如大直径火箭贮箱环缝结构的焊接等。而双轴肩自适应搅拌摩擦焊（Self-ReactingPin Tool，SRPT）技术成功地解决了上述问题。 1 原理 双轴肩自适应搅拌摩擦焊是通过上下轴肩夹持作用加紧工件，下轴肩代替了常规搅拌摩擦焊的垫板装置。搅拌针与驱动装置及下轴肩相连，这样既可调节加载载荷又可调整下轴肩的位置。且上轴肩与单独的驱动轴相连，这种上下轴肩单独控制的方式使得自适应系统得以实现，并且使上下轴肩的顶锻力反向相等，整个工件在垂直板件方向所受合力为零。由于SRPT采用了两个轴肩的模式，提高了焊缝背部的热输入，可以预防和降低焊缝背部缺陷。 与常规 FSW 相比，SRPT有两个独立控制的轴肩；常规FSW焊件背面需要配套的刚性支撑垫板，而SRPT焊件背面则不需要；常规FSW被焊工件需要严格的装夹，焊件需要被垂直及侧向压紧，而 SRPT大大简化了装夹机构；常规FSW焊缝背部常常是整个焊件的薄弱环节，SRPT由于下轴肩的产热减小了从焊缝表面到背部的温度梯度，降低了焊缝的热损耗，提高了热效率，因此可以很好地消除焊缝背部未焊透等缺陷。 2 试验验证与工程应用 Edwards 等[4]成功地应用双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术对薄板铝合金进行了焊接，试验表明：在薄板焊接领域此技术可以实现1.8mm及更薄的铝合金型材的焊接；焊接速度可以达到1m/min以上；对2mm厚A l6061铝合金的试验表明，焊缝强度系数可达88%，而且强度系数还可以进一步提高。 TWI的研究表明[5]：双轴肩技术可以在较低的轴向顶锻力下焊接25mm厚的铝板；此项技术可以提供完全焊透的焊缝，不会出现未焊透和其他根部缺陷。 复合热源搅拌摩擦焊技术
焊接工艺评定报告记录模板
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焊接工艺评定 焊接工艺评定编号： HP0101 预焊接工艺规程编号： WPS-HP0101 中石化工建设有限公司
焊接工艺评定存档目录 工艺评定编号： 序号项目名称编号页数预焊接工艺规程（pWPS） 1 材料质量证明书 2 3 焊接材料质量证明书 无损探伤报告 4 5 机械性能试验报告 化学分析试验报告 6 7 热处理报告 焊接工艺评定报告 8 9 以下空白 10 11 12 13 14 15 备 注 档案管理：存档日期：
中石化工建设有限公司预焊接工艺规程（pWPS） 表号/装订号 共页第页 单位名称天津海盛石化建筑安装工程有限公司 预焊接工艺规程编号WPS-HP0101日期2014.8 所依据焊接工艺评定报告编号HP0101焊接方法GTAW+SMAW 机动化程度（手工、机动、自动）手工 焊接接头： 坡口形式：V型坡口 衬垫（材料及规格）Q235B 其他坡口采用机械加工或火焰切割简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序） 母材： 类别号Fe-1 组别号Fe-1-1 与类别号Fe-1 组别号Fe-1-1 相焊或标准号GB3274-2007 材料代号Q235B 与标准号GB3274-2007 材料代号Q235B 相焊对接焊缝焊件母材厚度范围：4~12mm 角接焊缝焊件母材厚度范围：不限 管子直径、壁厚范围：对接焊缝--- 角焊缝--- 其他：同时适用返修焊和补焊 填充金属： 焊材类别：焊丝（GMAW）焊丝（SAW） 焊材标准：GB/T8110-2008 JIS Z3351 填充金属尺寸：φ1.2mm φ4.8mm 焊材型号：ER50-6 YS-S6 焊材牌号（金属材料代号）：THT-50-6 US-36 填充金属类别：Fe-1-1 FeMS1-1 其他：/ 对接焊缝焊件焊缝金属厚度范围：GMA W≤6mm,SAW≤12角焊缝焊件焊缝金属厚度范围：不限 耐蚀堆焊金属化学成分（%） C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb 其他：/
铝合金搅拌摩擦焊的焊接工艺评定 南车集团株洲电力机车有限公司 盛建辉（湖南株洲 412001） 株洲九方焊接技术研究所 胡煌辉 金杏英 易著宽（湖南株洲 412001） 摘 要：考虑到铝合金材料用于城轨车辆的适应性，采用FSW 与MIG 对比试验的方法来进 行进行工艺评定研究，为绿色、环保的搅拌摩擦焊在城轨车辆中的应用作准备。 关键词： 搅拌摩擦焊 工艺评定 试验 Pick to: considering the aluminum alloy material used in the adaptability of the urban rail vehicles, using FSW and contrast test methods to MIG for technology evaluation research, for the green and environmental protection of friction stir welding in city rail vehicles for the application. Keywords: friction stir welding procedure qualification test 一 前言 搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所（The Welding Institute ）1991年发明的一项新世纪最具革命性的新型连接方法。该技术自发明以来就得到了国际专利保护，并以很快的速度在全球工业制造领域得到推广应用，在十多年时间里，该技术已应用到航空航天、船舶、轨道交通、汽车等行业在内的众多领域。 搅拌摩擦焊技术（简称FSW ）是一项焊接工件不熔化的固相连接技术。 该技术是依靠搅拌头的旋转与被焊接 材料之间的机械摩擦作用，获得接近但低于材料熔点的焊接温度。所以搅拌摩擦焊过程中不存在金属熔化，属于一种新型的固相连接方法。 搅拌头是该技术的核心部分，由搅 拌针和轴肩两部分组成。焊接过程中，搅拌头高速旋转，搅拌针深入到工件内部，轴肩紧压在工件表面（保持一定的压入量）。高速旋转的搅拌头与工件之间摩擦，产生大量的摩擦热。 由于摩擦热的作用以及搅拌头的粉碎、挤压作 用，搅拌头周围金属在焊接过程中将发生严重的热塑性变形，从而释放大量的塑性变形能。在摩擦热及塑性变形能的综合作用下，接头金属实现塑性流动并扩散连接，如图1。 搅拌摩擦焊技术作为一种全新的焊接技术，拥有诸多独特的优点，对于轻金属材料（如铝、铜、锌等）的连接在焊接方法、力学性能和生产效率上具有其他焊接方法不可比拟的优越性。搅拌摩擦焊焊缝接头具有优良的力学性能和小的焊接变形，焊接过程中不需要添加保护气和焊丝，没有熔化、烟尘、飞溅及弧光，是一种环保型的新型连接技术。比较适合我公司铝合金城轨车辆的焊接， 。为此，针对城轨车辆常用铝合金材料，进行工艺评定研究，为 图1 搅拌摩擦焊工作原理
48 航空制造技术·2008 年第21 期 搅拌摩擦焊技术自1991年问世 以来就倍受业界瞩目，特别是1996年搅拌摩擦焊被成功应用于宇航结构件的焊接以后，在制造业掀起了技术研究、发展和推广应用的热潮[1-3]。双轴肩自适应搅拌 摩擦焊技术 搅拌摩擦焊作为一种先进的固几种新型搅拌摩擦焊技术 New Types of Friction Stir Welding Technology 大连交通大学 韩文妥 许鸿吉 北京航空制造工程研究所 李 光 董春林 栾国红 经过多年的发展和实践，新型的搅拌摩擦焊技术层出不穷，涉及领域广泛，其中最具代表性和创新性的新型搅拌摩擦焊技术有：双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术、复合热源搅拌摩擦焊接技术、动态控制低应力无变形搅拌摩擦焊技术和双头搅拌摩擦焊技术。 韩文妥 大连交通大学与北京航空制造工 程研究所联合培养硕士研究生。从事 搅拌摩擦焊方面的研究。参与项目：“十一五”重点项目“新型精密焊接技术与装备研究”；航空基金重点项目“搅 拌摩擦焊应力与变形规律研究”、“飞机 整体结构件搅拌摩擦焊综合强度性能 基础研究” 等。相连接技术，已经在造船、航空航天、轨道交通等领域获得了广泛的应用。但是在一些特殊的加工过程中需要搅拌摩擦焊设备提供较大的焊接力，同时要求在焊接过程中对待焊 零件进行严格装夹（包括背部的刚性 支撑），这给某些特殊结构形式下实施F S W 造成了困难，如大直径火箭贮箱环缝结构的焊接等。而双轴肩自适应搅拌摩擦焊（Self-Reacting Pin Tool，SRPT）技术成功地解决了上述问题。 1 原理 双轴肩自适应搅拌摩擦焊是通过上下轴肩夹持作用加紧工件， 下轴肩代替了常规搅拌摩擦焊的垫板装置。搅拌针与驱动装置及下轴肩相 连， 这样既可调节加载载荷又可调整下轴肩的位置。且上轴肩与单独的驱动轴相连，这种上下轴肩单独控制的方式使得自适应系统得以实现，并且使上下轴肩的顶锻力反向相等， 整个工件在垂直板件方向所受合力为 零。由于S R P T 采用了两个轴肩的模式，提高了焊缝背部的热输入，可以预防和降低焊缝背部缺陷。 与常规F S W 相比，S R P T 有两个独立控制的轴肩；常规F S W 焊件背面需要配套的刚性支撑垫板，而S R P T 焊件背面则不需要；常规F S W 被焊工件需要严格的装夹，焊件需要被垂直及侧向压紧，而S R P T 大大简化了装夹机构；常规F S W 焊缝背部常常是整个焊件的薄弱环节，S R P T 由于下轴肩的产热减小了从焊缝表面到背部的温度梯度，降低了焊缝的热损耗，提高了热效率，因此可以很好地消除焊缝背部未焊透等缺陷。 2 试验验证与工程应用 Edwards 等[4]成功地应用双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术对薄板铝合金进行了焊接，试验表明：在薄板焊接领域此技术可以实现1.8m m 及
PQR编号：QZ-HC1612-25焊接工艺评定报告 编制: 审核: 批准:
叮叮小文库 焊接工艺评定报告 衢州市河川翻板闸门有限公司 QZ-HC1612-25 焊接工艺指导卡编号HC-161225 SMAW 机械化程度（手工、半自动、全自动）手工 接头简图：（坡口形式、尺寸、衬板、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度） 根据推荐先前提供的资料，按照图 1结构画图，钝边0.5?1mm, 坡口 角度30?40 °，间隙2? 3mm 母 材: 材料标准：GB3274-88 钢号：Q 235B 类、组别号: I -1与类、组别号I -1 相焊 厚度: 8 mm 直径: / 苴/、他: / 焊后热处理: 热处理温度（C）: / 保温时间（h）: / 保护气 气体种类 / 混合比 / 流量（L/ min）/ 尾部保护气/ / / 背面保护气/ / / 填充金属：碳钢焊条 焊材标准：GB/ T5117-2012 焊材牌号：CHT711 焊材规格：①1.2 焊缝金属厚度：8 其他：/ 电流种类：交流极性：正极性钨极尺寸：/ 焊接电流（A）: 160焊接电压（V）: 36其他：/ 表HC-GYPD NO : 01 焊接位置: 对接焊缝位置: 角焊缝位置： 平焊方向：（向上、向下） ___ / ______ 方向：（向上、向下） 技术措施： 焊接速度（cm/mi n ）: ____________ / 摆动或不摆动：/ 摆动参数：___________ / 多道焊或单道焊（每面）：/ 单位名称焊接工艺评定报告编号焊接方法
结 论：本评定按 QZ-HC1612-25规定焊接试件、检验试样、测定性能、确认试验记 录正确 焊工姓名 焊工代号 施焊日期 编制 日 期 审核 日 期 批准 日 期 评定结果 合格 表 HC-GYPD 衢州市河川翻板闸们有限公司 QZ-HC1612-25 焊接工艺指导卡编号 HC-161225 SMAW 机械化程度（手工、半自动、全自动） 手工 接头简图： （坡口形式、尺寸、衬板、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度） 根据推荐先前提供的资料，按照 图1结构画图，钝边 0.5?1mm, 坡口角度30?40°,间隙2? 3mm NO : 03 单 位 名称 焊接工艺评定报告编号 焊 接 方法 母 材: 材料标准： GB3274-88 钢 号： Q 235B 类、 组别号: T -1与类、组别号T -1 相焊 厚 度: 8 mm 直 径: / 苴 丿 他: / 热处理温度 : / 保温时间（h ）： / 保护气体： 气体种类 混合比 流量（L / min ） 保护气 / / / 尾部保护气 / / / 背面保护气 / / / 65°± 焊后热处理:
万方数据
搅拌摩擦焊接过程中，接头温度峰值始终处于材料熔化点以下（约为材料熔点的０．８），不会出现材料熔化，从而避免了常规熔焊工艺中因熔化一凝固现象的存在所造成的各种焊接缺陷。所以，搅拌摩擦焊是一种固相焊接技术。接头材料在高温软化状态下，由于搅拌 图１ 搅拌摩擦焊基本原理及工艺过程 头的挤压而形成牢固的锻造细晶组织（与此不同的是，熔焊接头通常为晶粒粗大的铸造组织）。与其他焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有以下特点： （１）搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，接头性能优 异。 （２）焊前不需要开坡口，可以节省焊前准备工时。（３）焊接过程中不需要保护气，也不需要填充材料。 （４）焊接过程容易实现自动化，可以实现全位置焊 接，接头质量一致性好。 （５）焊接热输入小，从而导致焊接变形小、接头残 余应力水平低，是一种低应力，小变形焊接技术。 （６）焊接过程中无飞溅、无弧光，无辐射，是一种绿色焊接技术。 （７）焊接效率高、能耗低，是一种高效焊接技术。搅拌摩擦焊技术的这一系列特点使其对于以铝合金为代表的轻金属结构焊接具有非常重要的意义，在航空、航天、船舶、列车、汽车以及电力、电子等领域具有非常广阔的应用前景。 ：．搅拌摩擦焊技术应用现状 搅拌摩擦焊作为一种轻合金材料连接的优选焊接 Ｅ口！唑堡笙！塑壁董皇塑型 参磊加工热加工 ｗｗｗ，ｍａｃｈｉｎｉｓｔ．ｃｏｍ，ｃｎ 技术，已经从技术研究迈向高层次的工程化和工业化应用阶段，如在美国的宇航制造工业、北欧的船舶制造工业和日本的高速列车制造等领域，搅拌摩擦焊技术都得到了广泛应用。搅拌摩擦焊技术１９９５年（通过申请专 利）进入中国，但是这项技术在中国真正获得发展却是在２００２年以后——中心成立以来的这几年时间，它是以 中国自主研制的第一台专机搅拌摩擦焊设备的交付使用为标志的。２００２年以来，搅拌摩擦焊技术已被迅速推广到国内的航空、航天、船舶、电力、电子以及汽车等领域，并在几十种产品型号中得到应用。 １．搅拌摩擦焊技术在航天型号产品研制中的应用 由于轻量化的需要，航天领域大量采用了铝合金 结构——最适合采用搅拌摩擦焊技术，从而使搅拌摩擦 焊技术最早在火箭、航天飞机等宇航产品中得到推广。国内则是首先在一些火箭、导弹等新型号武器装备研制中采用了搅拌摩擦焊技术，并配备了中国搅拌摩擦焊中 心自主研制的搅拌摩擦焊专机设备。 出于减重、减少成本和提高性能等方面的考虑， 我国导弹武器舱段的设计拟由原来的防锈铝（女１１５Ａ０６铝合金）改为高强铝合金（女ＩＩＬＹｌ２），但是这些材料采用熔焊的方法很难实现焊接，整体成形的成本又很 高，因此迫切需要像搅拌摩擦焊这样的新型固相焊接技术。 ２００４～２００５年，中国搅拌摩擦焊中心与某航天制 造基地合作开展了这方面的研究，分别对与导弹武器整体舱段制造的纵缝连接，环缝连接等进行了应用开发，试制了多个型号的产品（图２所示为工艺验证模拟结构 件）并成功试飞。目前，搅拌摩擦焊技术已准备用于相 关军工产品的工业化生产。 万方数据
搅拌摩擦焊的原理及其应用 摘要：摩擦焊是利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性变形所产生的热量使接触面及附近区域的材料达到热塑性状态，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接，文章分析了搅拌摩擦焊的工作原理，并论述了其相关的应用。 关键词：搅拌摩擦焊焊接变形焊接工艺 引言 搅拌摩擦焊是英国焊接研究所发明的新型固态塑化焊接技术，是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短并且发展最快的一项连接技术。搅拌摩擦在材料的熔点以下进行，属于固相焊接，因此可以避免熔化焊所产生的气孔、裂纹、变形和氧化等问题。更重要的是焊接加热温度低，使焊接接头软化程度得到减轻，性能得到改善。 搅拌摩擦焊在国外铝合金车体制造方面得到了一定的应用，日本、法国、德国、瑞典等国车辆制造商己经采用搅拌摩擦焊技术制造列车车体，焊接接头性能得到改善，效果良好。国内搅拌摩擦焊在铁道车辆制造方面的应用尚属空白。文章分析了搅拌摩擦焊的工作原理，并论述了其相关的应用。 1 搅拌摩擦焊的工作原理及特点 搅拌摩擦焊接时，搅拌头一边高速旋转，一边沿着焊接方向前进，焊接过程中，搅拌头轴肩与被焊工件表面摩擦产生热量使工件达到塑性状态，塑性状态的金属在搅拌头旋转压力的挤压作用下，沿搅拌针从前进侧被搅拌到后退侧，随着搅拌头的移动，高度塑性变形的金属流向搅拌头的后部，冷却后形成焊缝。在实际工作中，搅拌摩擦焊的焊核由于受到搅拌头的高速旋转挤压作用，该区原始的组织晶粒被搅拌破碎，同时在轴肩与母材摩擦产生的热作用下，发生动态再结晶，由母材轧制状组织变为细小的等轴晶。热机械影响区在搅拌头的高速旋转作用下发生明显塑性变形，受到的摩擦热低于焊核，不足以使组织发生再结晶，因此只发生部分长大。热影响区在热循环作用下，组织晶粒发生二次长大，该区组织明显粗化，甚至比母材还粗大。焊接时搅拌头缓慢插入母材中，摩擦头的轴肩与板材的表面紧密接触并压入一定深度。焊接时摩擦头高速旋转并沿待焊板材的接缝向前运动。摩擦头的轴肩、搅拌针与试件摩擦生热，产生的摩擦热使搅拌针周围金属处于热塑性状态。在摩擦搅拌过程中轴肩一方面提供了大部分的摩擦热，另一方面轴肩的下压作用防止了塑性状态金属的溢出，搅拌针前方塑性状态下的金属在摩擦头的驱动下向后方流动。在搅拌头的摩擦搅拌作用下，搅拌针周围的材料形成塑性层，从而形成了搅拌摩擦焊焊缝，使待焊件焊为一个整体。同时，因为搅拌摩擦焊焊接温度在铝合金熔点以下，使其与普通熔化焊有不同的本质，相应地带来了一系列优点：
搅拌摩擦焊 一、搅拌摩擦焊的定义及原理 搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术。与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术，被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。 搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。 不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头(伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。 二．搅拌摩擦焊焊接过程 搅拌摩擦焊是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。在进行搅拌摩擦焊接时，首先将焊件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入焊件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与焊件表面紧密
接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与焊件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。随着搅拌焊头向前移动，前沿高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后。在搅拌头轴肩与焊件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密的固相连接接头。搅拌摩擦焊接过程如图所示: 三．搅拌摩擦焊工艺 （一）、搅拌摩擦焊接头形式 搅拌摩擦焊可以实现棒材一棒材、板材一板材的可靠连接，接头形式可以设计为对接、搭接、角接及T形接头，可进行环形、圆形、非线性和立体焊缝的焊接。由于重力对这种固相焊接方法没有影响，搅拌摩擦焊可以用于全位置焊接，如横焊、立焊、仰焊、环形轨道自动焊等。
毕业论文（设计） 论文设计题目0Cr18Ni9钢板的焊接工艺评定 前言 机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。 我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，不锈钢的出现和大量的使用，推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。 合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的
研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。 在世界上45 ％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电
焊接工艺评定报告记录
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钢结构焊接工艺评定报告 报告编号:HD-WPQ-2014-09-01 编制： 审核： 批准： 单位： 日期：年月日
表B.0.1 焊接工艺评定报告目录 序号报告名称报告编号页数 1 焊接工艺评定报告HD-WPQ-2014-09-01 1 2 焊接工艺指导书HD-WPS-2014-09-01 1 3 焊接工艺评定记录表HD-PDJL-01 1 4 附表1：弯曲报告 1 5 附表2：母材材质证明书（复印件） 1 6 附表3:焊材材质证明书（复印件） 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
20 表B.0.2 焊接工艺评定报告 共1页第1 页 工程（产品）名称评定报告编号HD-WPQ-2014-09-01委托单位工艺指导书编号HD-WPS-2014-09-01 项目负责人依据标准《钢结构焊接规范》（GB50661-2011） 试样焊接单位施焊日期2014,9,22 焊工资格代号01 级别一级 母材钢号Q235B 板厚或管径 x壁厚 T=14 轧制或热处理 状态 热轧生产厂家 马鞍山钢 铁化学成分和力学性能 C (%)Mn (%) Si (%) S (%) P (%) Cr (%) M o V Cu Ni B R eH(R el )(N/m㎡) Rm (N/m㎡) A (%) Z (% ) A KV (J) 标准≤0.2≤0.7≤0.3≤0.045≤0.045 ≤0.0 3-- -- -- -- -- ≥245 370-5 30 ≥20-- ≥34 合格证14 44 23 0.009 0.016 -- -- -- -- -- -- 270 415 27 -- 119 复验-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- C eq,11W (%)C+ Mn 6+ Cr+Mo+V 5+ Cu+Ni 15=-- P cm (%) C+ Si 30+ Mn+Cu+Cr 20+ Ni 60+ Mo 15+ V 10+5B=-- 焊接材料生产厂牌号类型直径 (mm) 烘干制度（℃×h）备注 焊条金桥焊材E4303 -- 4.0 -- -- 焊丝亨昌焊材SJ-50 -- 1.2 -- -- 焊剂或气体-- CO2-- -- -- 焊接方法GMAW焊接位置平焊接头形式T型熔透焊接工艺参数见焊接工艺评定指导书清根工艺背面清根 焊接设备型号NBC-500 电源及极 性 直流反接 预热温度（℃）-- 道间温度（℃）60~100 后热温度（℃）及时间（min）-- 焊后热处理-- 评定结论：本评定按《建筑钢结构焊接技术规程》GB50661-2011规定，根据工程情况编制工艺评定指导书、焊接试件、制取并检验试样、测定性能，确认试验记录正确，评定结果为：合格。焊接条件及工艺参数范围按本评定指导书执行。
焊接工艺评定报告
目录 钢筋电渣压力焊工艺评定作业指导书 (1) 一、编制目的 (1) 二、编制依据 (1) 三、实施范围 (1) 四、施工工艺评定的基本条件 (1) 1、材料准备 (1) 2、施工机具 (1) 3、施工准备 (2) 五、施工工艺 (2) 1、工艺流程 (2) 2、操作细则 (2) 2.1、检查设备、电源 (2) 2.2、钢筋端头制备 (2) 2.3、选择焊接参数 (2) 2.4、安装焊接夹具和钢筋 (3) 2.5、安放铁丝圈（可省去）、焊剂盒、装填焊剂 (3) 2.6、试焊、作试件、确定焊接参数 (3) 2.7、施焊操作要点 (3) 六、质量标准 (4) 1、主控项目 (4) 2、一般项目 (4) 七、成品保护 (5) 八、安全与环境管理 (5) 钢筋电渣压力焊工艺评定记录报告 (7)
钢筋电渣压力焊工艺评定作业指导书 一、编制目的 明确钢筋电渣压力焊的施工工艺，确保施工工艺评定满足设计和施工规范规定的要求，验证设计和施工规范的可操作性与可执行性，同时用以指导现场施工。 二、编制依据 1、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015； 2、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012； 3、《钢筋焊接接头试验方法标准》JGJ/T27-2014； 4、《工程质量管理手册》； 5、施工图纸说明。 三、实施范围 钢筋电渣压力焊适用于柱、墙竖向（倾斜角度低于10°）HRB400级直径12cm 以上钢筋的连接接头。 四、施工工艺评定的基本条件 1、材料准备 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有产品合格证、出厂检验报告和进场复试报告。 焊剂：在钢筋电渣压力焊中，必须采用合适的焊剂，常用的焊剂型号为HJ431，其性能应符合GB5293碳素钢埋弧焊用焊剂的规定。常用的为熔炼型高锰高硅低氟焊剂或HJ330中的锰高硅低氟焊剂。 焊剂应存放在干燥的库房内，当受潮时，在使用前应经250～350烘焙2h，以防产生气孔。 使用中回收的焊剂，应除去熔渣和杂物，并应与新焊剂混合均匀后使用。 焊剂应有出厂合格证。各种焊接材料应分类存放和妥善管理，并应采取防止锈蚀、受潮变质的措施。 2、施工机具 1）手工电渣压力焊设备包括：焊接电源、控制箱、焊接夹具、焊剂填装盒等。 2）焊接电源：钢筋电渣压力焊宜采用次级空载电压较高（75V以上）的交流或直流焊接电源（一般32mm直径及以下的钢筋焊接时，可采用容量为600A的焊接电
搅拌摩擦焊的现状与发展
搅拌摩擦焊的现状与发展 中国工程院院士（研究员）关桥 高级工程师栾国红 摘要: 搅拌摩擦焊技术发明至今14年以来，无论在国外还是在国内，已经成功跨出试验研究阶段，发展成为在铝合金结构制造中可以替代熔焊技术的工业化实用的固相连接技术；这项新型的焊接技术在航空航天飞行器、高速舰船快艇、高速轨道列车、汽车等轻型化结构以及各种铝合金型材拼焊结构制造中，已经展示出显著的技术和经济效益，诸如：根除了熔焊所固有的焊接缺陷（气孔、凝固裂纹等）、提高了接头和结构的连接质量、降低了焊接变形等;并且在其他轻金属如镁、铜、锌等材料结构的制造中也正在实施工程化应用。 与搅拌摩擦焊相适应的焊接新装备和搅拌工具的发展也非常快，为实施搅拌摩擦焊工艺方案（如消除搅拌匙孔）及提高各类材料接头的质量，各种类别的新型搅拌摩擦焊接设备、自动化装置及机器人搅拌摩擦焊机等相继问世。 搅拌摩擦焊目前的发展目标之一是攻克在高熔点金属材料连接中的难题，诸如：普通碳钢、不锈钢、钛合金、甚至高温合金等结构材料的固相连接，进一步优化搅拌工具的型体设计与材料选取，以及焊接过程参数的监控及焊接质量实时检测和控制,制订标准。 关键词：搅拌摩擦焊铝合金焊接轻金属焊接 0 前言 1991年,英国焊接研究所（The Welding Institute-TWI）发明了搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding-FSW），这项杰出的焊接技术发明正在为世界制造技
术的进步做出贡献。 在国外,搅拌摩擦焊已经在诸多制造领域达到规模化、工业化的应用水平。如在船舶制造领域，在1996年搅拌摩擦焊就在挪威MARINE公司成功地应用在铝合金快速舰船的甲板、侧板等结构件的流水线制造。在轨道车辆制造领域，日本HITACHI公司首先于1997年将搅拌摩擦焊技术应用于列车车体的快速低成本制造，成功实现了大壁板铝合金型材的工业化制造。在世界宇航制造领域，搅拌摩擦焊已经成功代替熔焊实现了大型空间运载工具如运载火箭和航天飞机等的大型高强铝合金燃料贮箱的制造，波音公司的DELTA II型和IV型火箭已经全部实现了搅拌摩擦焊制造，并于1999年首次成功发射升空。2000年世界汽车工业，如美国TOWER汽车公司等就利用搅拌摩擦焊实现了汽车悬挂支架、轻合金车轮、防撞缓冲器、发动机安装支架以及铝合金车身的焊接。2002年8月，美国月蚀航空公司利用FSW技术研制出了全搅拌摩擦焊轻型商用飞机，并且首次试飞成功。―――――――――――――――――――――――――――― 1 中国工程院院士,研究员 2 中国搅拌摩擦焊中心（北京赛福斯特技术有限公司） 高级工程师 截至2004年9月，全世界约有130家各个行业的公司和大学、研究机构获得了英国焊接研究所授权的搅拌摩擦焊非独占性专利许可。已经有多个国家如：英国、美国、法国、德国、瑞典、日本和中国等, 把搅拌摩擦焊技术扩大应用的同