发布时间：2023-03-17 18:04:05
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的焊接工艺论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
铅是种特性十分适合焊接工艺的材料。当我们将它除去后，到目前还无法找到一种能够完全取代它的金属或合金。当我们在工艺、质量、资源和成本等方面找到比较满意的代用品时，我们在工艺和成本上都不得不做出让步。而在工艺上较不理想的情况有以下几个方面。
1．较高的焊接温度。大多数的无铅焊料合金的熔点都较传统锡铅焊料合金高。业界有少部份溶点低的合金，但由于其中采用如铟之类的昂贵金属而成本高。熔点高自然需要更高的温度来处理，这就需要较高的焊接温度。
2．较差的润湿性。无铅合金也被发现具有较不良的润湿性能。这不利于焊点的形成，并对锡膏印刷工艺有较高的要求。由于润湿效果可以通过较高的温度来提高，这又加强了无铅对较高温度的需求。熔化的金属，一般在其熔点温度上的润湿性是很差的，所以实际焊接中我们都需要在熔点温度上加上20度或以上的温度以确保能有足够的润湿。
3．较长的焊接时间。由于温度提高了，为了避免器件或材料经受热冲击和确保足够的恒温以及预热，焊接的时间一般也需要增长。
以上这些不理想的地方带给用户什么呢？总的来说就是器件或材料的热损坏、焊点的外形和形成不良、以及因氧化造成的可焊性问题等工艺故障。这些问题，在锡铅技术中都属于相对较好处理的。所以到了无铅技术时，我们面对的焊接技术挑战更大。
二、工艺窗口
简单来说，无铅的工艺挑战或工艺难处，在于其工艺窗口相对锡铅技术来说是缩小了。例如器件的耐热性，在锡铅技术中一般为240℃，到了无铅技术，IPC和JEDEC标准中建议必须能够承受260℃的峰值温度。这提高只是20℃。但在合金熔点上，从锡铅（Sn37Pb）的183℃到SAC305的217℃却是提高了34℃！这就使工艺窗口明显缩小。使工艺的设置、调整和控制都更加困难。
如果不采用较高成本的低温无铅合金，你的最低温度（约235℃），几乎已经是锡铅技术中的最高焊接温度了。而如果你采用美国NEMI的建议，也就是使用SAC305和焊接温度在245到255℃时，你的热-冷点温度窗口只有10℃，而在锡铅技术中这温度窗口有30℃之多。
无铅器件的耐热标准，目前多认同确保在260℃最高温度上，这距离推荐的SAC305合金的最高焊接温度只有5℃。如果我们考虑测量设置的系统误差（注二）的需要保留6℃，以及业界许多回流的波动性时，我们根本无法使用高达255℃的温度。
三、工艺设置
回流焊接的工艺设置，就是通过炉子的各温区温度，以及传送链速度的设置来取得最适当的“回流温度曲线”的工作。最适当的意思，表示没有单一的曲线是可以供所有用户使用的，而必须配合用户的材料选择、板的设计、锡膏的选择来决定。不论是锡铅技术还是无铅技术，其实工艺设置的方法都是一样的。所不同的是其最终的参数值。基本上，无铅由于前面提到的工艺窗口缩小的问题，使得工艺设置的工作难度较高。这需要更高的工艺能力，以及对技术的了解和掌握上做得更完整更细化。
工艺设置的首要条件，是用户必须知道所要焊接产品的温度时间要求。对于大多数用户来说，这就是回流曲线规范。为了方便技术管理，一般只制定了一个规范，规范中清楚地指出了各参数的调整极限。在锡铅技术中，绝大多数用户的这个规范曲线都来自锡膏供应商的推荐。在工艺窗口较大的锡铅技术中，人们遇到的问题似乎不大（但绝非没有问题）。但进入无铅后，这种法未必可靠。原因是锡膏并非决定焊接温度曲线的唯一因素，以及供应商提供的曲线并不精确。在掌握工艺技术较好的企业中，选择锡膏前都必须对锡膏等进行测试评估。
器件焊端镀层是另外一项没有被仔细了解和控制的材料参数。镀层的材料（例如NiPd或Sn等等）、镀层的工艺（例如无极电镀，浸镀等等）、以及镀层的厚度，将决定用户的库存能力，可焊性以及质量问题或故障模式。而这些也会因为无铅技术到来而有所变化。以往不太需要注意的，现在也许会成为不得不给予关注的。PCB焊盘的镀层也一样，材料、工艺和厚度都必须了解和给予适当的控制。总之，要有良好的工艺设置，用户必须首先知道自己的材料和设计需求。从需求上制定应该有的温度曲线标准。
四、工艺管制和监控
以上所谈的内容，如果掌握得好，就能协助用户设置出一个较好的回流焊接工艺。而在整个产品产业化过程中，以上的内容要点可以协助用户进行试制和试生产的工艺阶段。当以上工作处理好后，接下来的就是面对批量生产了。批量生产的重点，在与推动快速生产的同时，确保每一个产品都是完好地被制造出来。所以我们就有所谓的质量管理工作和责任部门。
时至今日，大多数工厂的质量管理，还是较依赖传统的一些检验和返修的做法。例如采用MVI（目检）、AOI（自动检验）等手段，配合以一些量化统计做法如SPC等。但在今天的先进生产技术中，这些都属于较落后的手段方法。以下指出几个常遇到的缺点。
1．对故障的改正成本高；
2．属于事后更正的概念，无法取得零缺陷成绩；
3．目前的检查技术无法检出所有问题（一些故障的可检性还不好）；
4．目前检查技术在速度和精度上都还跟不上组装技术；
5．太多和滥用检查技术，反会对它形成不良的依赖性，而忽略了从工艺着手；
6．SPC不适合于小批量和高质量的生产模式。这情况下其能力非常低。
较好的做法是检查设备和工艺能力，控制过程，而不是检查加工的结果（也就是产出品的检查）。厂内的所有炉子的性能必须给予测量和量化。在保养管理中确保Cm和Cmk的受控。这是良好质量的前提条件之一。这方面的讨论不在本文的范围之内。而工艺能力以及加工过程的控制，在生产现场又如何进行呢？
我们不可能对每一个产品都焊上热耦。有一种技术可以做到，就是非接触式测量的红外测温技术。曾有炉子供应商在炉子内部设计这样的温度监控，但由于技术不成熟，效果不理想而最终没有大量推广。过后就没有见到有开发这类技术的。
这类系统通过以下的途径提供用户很好的质量控制方法：
1．100%不间断的检查；
2．实时测量和监督；
3．提供预警；
4．完整的纪录方便质量跟踪；
5．完整的报告可以提高客户的信心。
除了以上功能之外，其实这类系统还可以协助监控炉子的表现，提高炉子的维护保养管理，以及将来的采购工作。是个先进数据管理系统中重要的一个工具。
当我们进入无铅技术后，缩小的工艺质量窗口对于参数等的偏移敏感得多，也推动了我们对这类质量监控工具的需求。其作用就像质量管理学中的一句常用名言：“不要靠猜测，而要测量和理解它！”
1.1焊接材料
钛合金焊接一般使用成分与母材相同的焊丝，有时为了提高接头的韧性，在焊接接头强度方面降低要求，应当选择低于母材强度的焊丝。通常将在真空有条件下经过退火处理TA1～TA6和TC3等焊丝用做钛合金焊接，如果以上提到的焊丝无法供应时，可将母材剪切成窄条作为焊丝。
1.2焊前清理
钛合金的焊前清理工作非常重要，通常因为附着污物会引发气孔和夹杂杂质等问题影响焊丝焊接后焊缝的抗腐蚀性和强度，因而钛合金在焊接前必须进行清理。表面处理的常见方法为物理处理和化学处理法，物理处理主要包括表面污垢通过喷砂喷丸和抛光等方式的处理，化学处理主要是通过酸碱等化学物质将钛合金表面的污垢溶解，除去钛合金表面的氧化物，直至表面为钛合金基材为止。
1.3常见的钛合金焊接方法
对于钛合金的焊接方法一发展多年，众多的研究主要集中在钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊等方法等常见的钛合金焊接方法。
1.3.1钨极氩弧焊工艺
对于焊接10mm以上的钛合金母材通常选择钨极氩弧焊工艺，常采用直流正接。张装生等研究人员对对钨极氩弧焊工艺的研究结果表明，在母材焊接过程中要要使用氩气保护气氛来保护焊件的正面、背面，尽可能的使用拖罩保护进行气氛保护。
1.3.2熔化极氩弧焊工艺
MIG焊主要用于焊接钛合金厚板，常采用直流反接。焊接方式依据焊接母材薄厚而不同，通常薄板采用工艺为短路过渡的熔滴过渡焊接方法，而厚板采用工艺为喷射过渡的熔滴过渡方法。该工艺对保护气氛的要求很高，保护气氛气体纯度、焊前清理的要求，MIG焊比TIG焊更为严格。
1.3.3等离子弧焊工艺
一般的等离子弧焊，除了使用热压缩、机械压缩、磁压缩三种基本手段收缩电弧外，是保护气氛中该工艺一般使用氩气与一定比例的氢气来保护，该保护气氛可以提高焊接过程中焊接电弧的收缩性，基于以上原因，使用等离子弧焊焊接工艺焊接钛合金母材时，钛很容易与保护气中的氢形成氢化物，只能使用纯氩气或氩与氦的混合气作为保护气体。当钛板厚度为较薄时，通常采用小孔法焊接，而厚板母材使用熔入法加反面成形垫板焊接工艺。
1.3.4电子束钛合金焊工艺
该工艺通常电子是以热发射或场致发射的方式从发射体逸出功率密度很高的电子束撞击到焊材表面，电子的动能就转变为热能，使金属迅速熔化和蒸发。在高压金属蒸气的作用下熔化的金属被排开，电子束就能继续撞击深处的固态金属，很快在被焊工件上形成小孔，小孔的周围被液态金属包围。随着电子束与工件的相对移动，液态金属沿小孔周围流向熔池后部，逐渐冷却、凝固形成了焊缝。但电子束焊焊接钛合金会在接头中产生较大的残余应力，并随着焊接件厚度的增大而增加，只有焊后对焊件进行完全真空退火方可消除。
1.3.5激光束钛合金焊工艺
激光束焊接适合于某些特殊的焊接，已经成为钛合金焊接的重要手段。邹世坤等采用激光焊接TC4钛合金，获得接头性能与母材相当。郭鹏等人对采用激光束焊接TC4钛合金进行焊接研究，研究结果表明TC4钛合金通过焊接后焊缝平整光滑，外观色泽漂亮，对焊接试样通过无损检测结果表明钛合金焊缝质量达到国标Ⅱ级要求。
1.3.6摩擦焊工艺
钛合金自身良好性能很适合摩擦焊，工艺若调整到合适的范围，也可以在无特殊保护措施的条件下，获得良好的焊接接头。摩擦焊焊接钛合金获得的焊缝硬度略低于母材，进行拉伸试验时试样断裂于母材侧，断口呈现韧性断裂特征。研究人员对TC4钛合金进行搅拌摩擦焊接方式进行焊接，研究结果表明焊接接头的抗拉强度达到母材的92%，焊接接头的搅拌区域为焊接质量最差区域，该区域韧性和强度都较差。
2、钛及钛合金焊接常见缺陷与防止措施
2.1钛合金焊接常见缺陷
2.1.1脆化
高温下钛与氧、氮、氢很容易发生反应,而氧和氮在空气中广泛存在。因此，在焊接热循环作用下钛很难不受影响。因氧和氮固溶于钛中，导致钛金属晶格畸变，因钛合金晶格结构的改变使钛合金拥有高的强度，但塑韧性却弱于母材。随着氢含量在钛合金焊缝中增加,会以片状或针状化合物形态析出，致使焊接接头的冲击韧性降低。焊接过程中焊缝金属和高温近缝区必须受到有效的保护,正反面都很容易在焊接高温下与空气等杂质发生反应导致脆化。
2.1.2焊接裂纹
钛合金因含有硫、磷、碳等杂质很少，钛合金具有很窄的有效结晶温度区间，因而钛合金低熔点共晶很难在晶界出现，因此对热裂纹不敏感。但是焊接过程中保护不好，会有应力裂纹和冷裂纹出现。焊接时由于焊接过程中母材中的氢会向热影响区扩散，导致影响区氢含量增加，在不当的应力情况下就会出现裂纹。另外在气氛中氧氮含量高时，钛合金焊接接头产生一定程度的脆化，因而在出现的强焊接应力导致出现裂纹。
2.1.3焊接气孔
在钛合金的焊接过程中，由于焊接母材和焊丝含有污染物、水或其他气氛杂质，很容易造成在焊缝中形成气孔缺陷，在众多的研究结果同样表面母材或焊丝中的氢、水、氧都会使焊缝的气孔产生率增加。因此，必须严格做好母材及焊丝的焊前清理工作，在焊接前要对母材进行抛光打磨处理，务必保证基材和焊丝的干净，确保焊接的质量。
2.2缺陷的防止措施
公共管理研究通常有两种截然不同的立场：管理者的立场和公众的立场。站在管理者的立场上，公共管理研究主要关注作为公共利益代表者和维护者的公共部门，如何才能对公共事务进行有效的管理。站在公众的立场上，公共管理研究主要关注“公民怎样才能从政府那里得到他们所需要的东西”（注：HowardFrant:UsefultoWhom?PublicManagementResearch,SocialScience,andtheStandpointProblem,InternationalPublicManagementJournal,Volume2,Number2,1999,p.324．）。显然，这两种立场都没有脱离公共利益这个核心问题：前者以“公共部门如何实现和服务于公共利益”为焦点；后者以“公共利益是怎样被实现的”为焦点。进一步对比可以发现，前一种主张所说的公共利益多半是抽象的，而后一种主张则意指现实的公共利益，它与公众利益密切相关。
事实上，研究公共利益时有两个关键问题不容回避。第一，公共利益是抽象的（虚幻的）还是现实的（具体的）？第二，公共利益与共同利益完全一致吗？围绕这两个问题，本文将在区分公共利益和共同利益概念差别的基础上，界定公共利益的本质内涵；进而力图阐明公共利益乃是现代公共管理的本质问题。
一、对“共同利益”的概念辨析
“共同利益”和“公共利益”是两个容易混淆的概念。两者在词源上有很大的“相似性”。通常所说的“共同利益”有两个英文词与其相对应，即commoninterest和generalinterest。按《牛津高阶英汉双解词典》的解释，common在被解释为“共有的、共同做的、共同受到的”时，是指“两个人或更多人，或者是团体、社会的绝大多数人所享有的东西，所做的事情，或是属于他们的东西、对他们有影响的东西”。而general则被解释为“普遍的、全面的”，此时它指“影响所有人或绝大多数人（的事物）”。（注：《牛津高阶英汉双解词典》（第四版）、商务印书馆、牛津大学出版社，1997年版，第277页、第612页。）
可见，“共同利益”首先是指“多数人”的利益。“多数人”可能是指两个人、少数几个人、绝大多数人甚至是所有人。他们都可能从“共同利益”中获益或受其影响。这是共同利益的相对普遍性。
同时，“共同利益”是被“共享的、共有的、共同承担的、或者是共同受到影响的”。它与共同的立场、共同的行动相关。它不局限于某个单个的个体，不可能也不应该为其所独有。这是共同利益的不可分割性。
通常，共同利益可以指代共同体利益，或是利益关系的产物。我们将分别阐述这两种指代关系。
（一）共同利益与共同体利益
共同体是个宽泛的概念。一个组织、一个社区、一个地区、一个国家甚或是整个人类社会，都可以分别看作是共同体。作为现实的载体，这些不同层次的共同体都存在着自身的利益，因而可以分别被看作是利益共同体。在对这些利益共同体进行考察时，可以采取几种视角：一是以单个的利益共同体为单元，分析其共同利益的属性；二是以不同层次利益共同体的相对关系为单元，分析共同利益的相对性。
1.共同体的规模与共同体利益
共同体是由相关成员组成的。其成员数量的多少，影响着共同体利益的内容。既然共同体利益不局限于某个或某些特定成员，它就应该是绝大多数成员或者是所有成员共同的利益诉求。共同体规模越小，共同体利益的内容越简单、越狭窄；共同体规模越大，共同体利益的内容越复杂、越广泛。但无论如何，共同体利益都不是单一的，而是多样化的。这是由利益需求“总量”和利益差异程度所决定的。
最为主要的是，共同体规模制约着共同体利益的认可和确认。在共同体规模较小的情况下，利益聚合比较容易实现；或者说共同利益容易被认可和确认。随着共同体规模的不断增大，利益的差别性和多样性使得共同利益的“形成”越来越困难，因此也只能在形式上用绝大多数人的共同利益来代表共同体利益。这在实践中存在困境：“少数服从多数”的集中原则是否忽略甚至是侵犯了少数人的利益？
通常认为，不管采取怎样的表达机制，共同体利益在形式上的“一致性”并不能抹杀其实质上的“普遍性”或“差异性”。如果少数人的利益被忽略或侵犯了，他们就会游离于共同体之外，共同体也就失去存在的意义。为避免这种情况出现，共同体总要采取一些救助弱势群体的措施。其背后的逻辑是：这些少数人的“共同利益”虽然在形式上没有得到确认，但在实际上应该得到实现。就是说，共同体利益并不以大多数人主观的确认和认可为限度，它还包括一些客观的、在特定时期内没有得到确认和认可的利益。
比如，人们在和平时期可能并不会感受到共同体安全的重要性；一旦共同体安全受到威胁时，任何成员都不可能否认共同体安全乃是最大的共同体利益。再比如，在追求共同体利益的过程中，共同体赖以生存的自然环境可能被“无意”地破坏了，此前似乎没有人意识到“外生的”自然环境也是共同体利益；当共同体的发展受到自然环境的惩罚或威胁时，保护自然环境就会理所当然地成为共同体利益。可见，形式上的共同体利益并不能抹杀那些客观的、具有普遍影响力的潜在共同利益。
这表明，共同体利益并不否认差异性和客观性，它既包括形式上的“共同利益”，也包括客观的“普遍利益”。
2.共同体的性质与共同体利益
以上，我们只是从最一般的意义上探讨了共同体利益。事实上，除了规模之外，共同体的性质也是影响共同体利益的重要因素。比如，对于组织这类利益共同体来说，我们可以简单地将其区分为“公共的”或是“私人的”。这近似于我们通常所说的公共部门和私营部门。显然，两者都具有各自的共同利益，但因为性质和价值取向的差异，其共同体利益也有所不同。这正如斯托克斯所说，“‘公共’与‘私营’之间的根本区别并不是政府与私营部门之间的区别，而是追求公共利益与追求私人所得之间的区别”（注：DavidMathasen:TheNewPublicManagementandItsCritics,InternationalPublicManagementJournal,Volume2,Numberl,1999．）。
在这里，政府被看作是代表和维护公共利益的公共部门。这种传统的看法受到了公共选择理论的挑战。公共选择学派认为，政府也是有自身利益的，因而并不见得能够代表公共利益。事实上，这种冲突可以用共同体利益来解释。布坎南等人所说的“政府的自身利益”近似于政府这个公共组织的共同体利益，而斯托克斯所说的“公共利益”乃是社会这个共同体的利益。传统观点认为，这两种共同体的利益根本一致；而在公共选择理论看来，两者可能相分离。可见，共同体的共同利益并不等同于公共利益，这取决于共同体利益的指向。
3.共同体的层次与共同体利益
既然共同体及其组成部分都可以看作是利益实体，那么就应该考虑到不同层次共同体及其利益之间的相互关系。从纵向一体化的角度而言，人类社会这个最大的共同体是由若干层次的次级共同体按一定规则组成的。高一层级的共同体利益制约着低层级的共同体利益，两者之间也可能存在某种形式的冲突。比如，我们可以把人类社会看成是由国家组成的共同体，国家本身也可以看作是次级的共同体。基于国家利益，一些国家在工业发展的过程中对生态环境造成了极大的破坏，这是对人类社会整体利益的威胁；同样，一些核大国发展核力量形成核威慑也是对人类社会安全与和平的挑战。这是国家利益与人类社会整体利益的冲突。另一方面，可持续发展战略的提出以及其他形式的国家间合作，则是协调国家间利益关系、维护人类社会“共同体利益”的措施。
这种逻辑同样适用于对国家、政府部门和地方政府之间关系的分析。从严格的意义上说，政府部门、地方政府都不能被看作是纯粹的利益共同体，但它们在形式上具有利益共同体的某些特征。如果将国家看作是最大的利益共同体，那么政府部门和地方政府分别可以看作是次级的利益共同体。我们通常所说的“部门利益”和“地方利益”在这里都可以理解为低层级的共同体利益。它们是其成员的“共同利益”，在各自的范围内也都有相当的合理性。但它们与国家利益之间的冲突并不少见。这种冲突再次表明：不同层级共同体的利益并不是完全一致的。站在国家的立场上，国家利益显然是高于地方利益和部门利益的。
上述分析表明，共同体利益首先是共同利益，它是共同体成员利益的综合。随着共同体规模的扩大和层级的提升，共同利益聚合的过程涉及到复杂的利益关系。同时，在探讨共同体利益是否是共同利益时，必须选定合理的参照系、辨别其适用范围。因为低层级共同体的共同利益并不一定是高层级共同体的共同利益。
（二）作为利益关系产物的共同利益
在探讨共同体利益时，实际上是从静态意义来理解共同利益的。除此之外，共同利益也表达了利益主体横向的利益关系。通常认为，“由于利益自我性和社会性的作用，任何利益关系中都包含着三种利益内容，即利益关系两个原构利益主体的利益及其相互结成的共同利益”。确切地说，共同利益乃是“利益关系中的第三种利益”（注：王浦劬：《政治学基础》，北京大学出版社，1995年版，第60、61页。）。对此我们可以进一步地引伸：
1.共同利益的本质属性
如果我们承认利益的普遍性以及利益驱动假设的话，那么就同样应该承认利益关系的普遍性。也就是说，不同利益主体之间可能会发生潜在的或现实的利益关系。但在利益关系形成的过程中，由于“原构利益主体”的性质不同，所产生的“第三种利益”也可能具有不同的性质。两个公共机构基于公共目的而产生的利益关系及共同利益，显然与两个私营部门基于私人目的产生的利益及其共同利益有所不同。换言之，不同利益关系产生了不同的共同利益。这些共同利益可能具有私人的性质，也可能具有公共的性质。
2.共同利益的动态变化性
尽管利益关系具有相对的稳定性，但它也不是一成不变的。按照上述逻辑，如果利益关系发生变化，那么其所产生的“第三种利益”也会随之变化。从这一意义上说，共同利益也具有动态变化性，而且在变化过程中其主体内容也将有所调整。这使得共同利益本身也是一个难以完全把握的概念。如果仅仅是共同利益的内容发生变化，那么共同利益的公共性或私人性就不会变化；如果两者同时发生变化，那就意味着利益关系本身发生了变化。显然，两个私营机构为垄断市场而形成的利益关系及其共同利益，与基于合作性地提供公共物品或公共服务而形成的利益关系及其共同利益有着本质的区别。这意味着共同利益作为利益关系的产物，可能在其动态变化过程中改变其公共的或私人的属性。
由此可见，共同利益是公共的还是私人的难以分辨，这取决于作为共同利益基础的利益关系的本质属性及其动态变化性。或者说，不能仅仅从概念上将共同利益等同于公共利益，尽管公共利益也具有共同利益的某些属性。那么，到底应该如何界定公共利益呢？
二、公共利益的本质属性
从上文的分析中可以看出，“共同利益并不一定是公共利益”（注：陈庆云：“公共管理基本模式初探”，载于《中国行政管理》，2000年第8期，第37页。），尽管二者之间具有某种特殊的联系。要揭示两者之间的关系，还需要对“公共利益(publicinterest)”作出概念上的界定。
（一）公共利益的内涵
按照《牛津高阶英汉双解词典》的解释，public意味着“公众的、与公众有关的”，或者是“为公众的、公用的、公共的（尤指由中央或地方政府提供的）”。（注：《牛津高阶英汉双解词典》，商务印书馆、牛津大学出版社，1997年版，第1196页。）在这里，公众是一个集合名词，公众组成的群体可以看作是共同体。因此公共利益首先与共同体利益相关。不过这个由单个公众以一定方式组成的共同体，与由单个个体组成的私人性质的共同体存在实质性差别。前已述及，共同体的性质和价值取向决定了共同体利益的性质。基于这种认识，公众组成的共同体已经包含着公共性而不是私人性的内涵。
其次，公共利益意为“公众的或与公众有关的”，它与公众利益密切相关（这也决定了现代公共管理转向公众立场是合情合理的）。不过，公众利益并不能代替公共利益。因为公众利益既有纯私人性质的，也有公共性质的；公众除了消费公共物品之外；还大量地消费私人物品。反之，公共利益则应该代表公众利益，否则它就失去了依托而成为一个纯粹抽象的概念。
再次，公共利益与中央或地方政府的供给相关。这是由政府的公共特性所决定的。尽管在公共选择学派看来，政府也具有自利性，但谁都无法否认政府是公共利益的代表者和维护者。在这一方面，往往存在认识上的误区：即因为政府是代表者和维护者，而认为公共利益只能由政府来维护、增进和分配。这排除了政府以外社会主体的补充作用。事实上，西方国家大量出现的志愿性团体、社区自治，以及“治理(govenance)”概念的提出都表明：“政府并不是唯一的提供者”（注：世界银行：《变革世界中的政府—1997年世界发展报告》，中国财政经济出版社，1997年版，第4页。）；非政府组织和公民参与也同样可以维护和增进公共利益。
（二）公共利益的本质属性
作为共同体利益和公众利益，公共利益是一个与私人利益相对应的范畴。在这一意义上，公共利益往往被当成一种价值取向、当成一个抽象的或虚幻的概念。以公共利益为本位或是以私人利益为本位，并没有告诉人们公共利益包括哪些内容，它只阐明了利益的指向性。即使是在这种情况下，公共利益也具有一些基本的属性。
1.公共利益的客观性
公共利益不是个人利益的叠加，也不能简单地理解为个人基于利益关系而产生的共同利益。不管人们之间的利益关系如何，公共利益都是客观的，尤其是那些外生于共同体的公共利益。之所以如此，那是因为这些利益客观地影响着共同体整体的生存和发展，尽管它们可能并没有被共同体成员明确地意识到。
2.公共利益的社会共享性
既然公共利益是共同利益，既然它影响着共同体所有成员或绝大多数成员，那么它就应该具有社会共享性。这可以从两个层面来理解。第一，所谓社会性是指公共利益的相对普遍性或非特定性，即它不是特定的、部分人的利益。第二，所谓共享性既是指“共有性”，也是指“共同受益性”。并且这种受益不一定表现为直接的、明显的“正受益”；公共利益受到侵害事实上也是对公众利益的潜在威胁。
以上两种特性都是从抽象的意义上来讲的，但公共利益并不是完全虚幻的概念。公共物品和公共服务是公共利益主要的现实的物质表现形式。一般认为，“公共物品是指非竞争性和非排他性的货物。非竞争性是指一个使用者对该物品的消费并不减少它对其他使用者的供应。非排他性是使用者不能被排斥在对该物品的消费之外”。（注：世界银行：《变革世界中的政府—1997年世界发展报告》，中国财政经济出版社，1997年版，第26页。）如果将非排他性看作是源于产权而派生出的特性的话，那么，它在形式上保证了公共物品“共有”的性质。而非竞争性则从实际上保证了公共物品可以是“共同受益”的。这决定了公共物品是公共利益的物质表现形式；进而，公共物品的现实性决定了公共利益也是现实的而非抽象的。
需要特别指出的是，公共物品的这种特征往往被误解，即公共物品往往被理解为共同体所有成员的利益。不能否认这样的公共物品的确存在，但不能借此认为所有的公共物品都应该具有这种特征。共同体所有成员的利益事实上是通过多层次、多样化的公共物品来实现的。
从纵向上来说，我们可以根据共同体利益的层次性来界定公共物品的层次性：(1)全球性或国际性公共物品：世界和平、一种可持续的全球环境、一个统一的世界商品及服务市场和基本知识，都是国际公共物品的例子。（注：世界银行：《变革世界中的政府—1997年世界发展报告》，中国财政经济出版社，1997年版，第131页。）(2)全国性公共物品：提供宪法、法律等制度安排，国家安全和防务，发展初等教育，进行基础设施建设，跨地区的公共设施（比如道路），都是全国性公共物品。(3)地方性公共物品：地方基础设施（比如城市道路）、垃圾处理、街道照明、警察保安等都属于地方性公共物品。(4)社区性公共物品：社区绿化与环境、社区治安、社区基础设施等乃是社区性公共物品。
从横向上来说，同一层次的公共物品不是单一的，而是多样化的：(1)基础性的公共物品，主要是指基础设施一类的公共工程。(2)管制性的公共物品，指宪法、法律等制度安排以及国家安全或地方治安。(3)保障性公共物品，比如社会保障、疾病防治。(4)服务性公共物品，比如公共交通、医疗卫生保健等服务性公共项目。
由此可见，公共物品的层次性和多样化实际上代表着公共利益的层次性和多样化。在这一意义上，公共利益就不是一个抽象的概念，而是一个现实的概念了。这是现代公共管理探讨公共服务的供给模式，从而确保公共利益的有效增进和公平分配的基础。
三、公共利益：现代公共管理的本质问题
从上述对公共利益本质属性的阐释中可以看出，既然公共利益具有社会共享性，既然它具有相对普遍的影响力，那么确保公共利益的增进和分配就应当是公共管理的根本目的。正如本文开头提到的那样，对于这个问题有两种截然不同的立场。传统观点基本上秉持着管理者的立场，即以政府公共管理作为核心研究对象。这对于探讨政府这个最大的管理主体如何维护和增进公共利益是大有稗益的。不过，新公共管理运动的兴起却力图改变这种立场，顾客取向和结果取向并不仅仅是政府公共价值观念转型的目标，它也蕴含着公共文化转型的核心内容。同时，市场化供给机制的引入似乎并没有将所有的希望都寄托在政府身上——非政府组织、私营部门甚至是公民个人或公民团体的参与同样能够带来有效的产出和更高的绩效水平。因此，转向公众立场有相当的合理性和现实基础。
站在公众的立场上，公共利益是现实的。它表现为公众对公共物品的多层次、多样化、整体性的利益需求。这些需求与公众个人对私人物品的需求相区别。后者可以通过在市场中进行自由选择、自主决定而得到实现；而前者则需要集体行动、有组织的供给方式才能得到满足。毫无疑问，政府是最大的、有组织的供给主体，这由政府传统的公共责任所决定。但仅仅有公共责任并不能确保公共利益的实现，政府的能力和绩效状况是最终的决定性因素。
新公共管理运动的兴起是对传统政府理论和传统公共行政理论的批判。批判的焦点在于政府组织的低效率并不能有效满足公众的需求。即使对这一相对普遍的现实忽略不计，也应当承认政府能力的有限性。基于这两大前提，必然要求寻求政府以外的社会力量。从西方七十年代以来的公共行政改革实践来看，基本上都倾向于放手让非政府组织和私营部门参与公共物品的供给。改革的成功经验都贯穿着“政府不必是唯一提供者”的多元化主体信念。这一信念应当这样理解：
第一，政府的有限能力决定了它不可能提供所有的公共物品。建立公共部门与私营部门、非政府组织的合作关系是必然的理性选择，也是通过多种途径实现公共利益的组织基础。
第二，政府虽然不必是唯一的提供者，但政府的某些传统责任和职能是不能放弃的，而且某些公共物品只能由政府来提供。也就是说，主张多元化供给并不能全盘否认政府的作用。政府毕竟是最核心的公共管理主体。
第三，这一信念意味着政府不必直接提供某些公共物品，它可能通过有效的、激励性的制度安排来鼓励其他社会主体参与供给，也可能通过集体购买的方式满足公众的需求。这样，政府既不必在力所不及的情况下直接提供公共物品，也能够保证公共利益的实现。
可见，政府的核心作用是不可替代的。这种核心作用还表现在它为其他管理主体进行公共管理提供了制度化的途径。在这里，其他管理主体主要是指利他性、自愿性的非政府组织。私营部门虽然也参与其中，但其营利性的本质决定了它不可能上升为公共管理主体。由此可以认为，公共管理主体应该是以政府为核心的、多元化的开放主体体系。这也是与国外公共管理仅仅聚焦于公共部门相区别的一个标志。这种制度化的途径为公共利益的实现提供了组织基础。
关键词：Hastelloy C-276；镍基合金；焊接性；焊接工艺评定
1 概述
21世纪以来，随着我国航天、能源、化工、核电、环保等各个领域的飞速发展，对耐腐蚀材料需求量逐年增多[1]。自20世纪60年代Hastelloy C-276合金被美国汉斯公司研发出后，以其优异的抗腐蚀性能（可耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐、中低温盐酸等）及焊后无需进行固溶处理的加工特性，广泛应用于各种苛刻腐蚀工况[2]，如石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业等领域。国内对于该合金焊接特性研究起步较晚，为了充分掌握并优化Hastelloy C-276材料的焊接性能，故对该材料焊接性进行深入分析，结合实际焊接工艺试验，最终提出合理焊接工艺参数，为该材料的应用提供可靠保障。
2 组织结构
Hastelloy C-276为Ni-Cr-Mo系镍基合金，其化学成分和力学性能见表1。其中Ni、Cr、Mo元素使其在氧化性和还原性介质中均具有较好的耐腐蚀性能，W元素的添加进一步提高材料抗局部腐蚀的能力，较低的Si、C元素含量保证了焊接热影响区的耐腐蚀性能，面心立方晶格结构形成的奥氏体组织赋予该合金良好的塑韧性。
3 焊接性
Hastelloy C-276因使用过程中更注重耐腐蚀性，故不像碳钢或不锈钢材料那样要求熔敷金属强度等于或高于母材，而是以腐蚀性能为出发点，要使焊缝金属与母材具有相当或优异的防腐蚀能力。
3.1 液态焊缝金属流动性差
镍基合金焊缝金属不像普通钢材质焊缝金属那样容易润湿展开。即使增大焊接电流也不能改进焊缝金属的流动性，反而易引起有害作用。焊接电流过大不仅使熔池过热，增大热裂纹敏感性，晶粒粗大降低耐腐蚀性，还会引起焊缝金属中的脱氧剂蒸发，产生气孔。要获得良好的焊缝质量，需要采用摆动焊工艺，但这种摆动是小摆动，摆动距离不超过焊丝直径的三倍。
3.2 焊缝金属熔深浅
焊接过程中，镍基合金固有特性决定了其熔深较浅，单纯靠调整焊接参数不能解决这个问题。根据反复试验克服熔深浅的方法是修改传统的坡口形式，坡口角度在65°～70°，焊缝间隙大约在2mm～3.5mm，钝边大约在0.5mm～1mm。从而保证有效的焊缝熔深。
3.3 焊接热裂纹
镍基耐蚀合金具有较高的热裂纹敏感性。热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹。结晶裂纹易发生在焊缝弧坑处形成火口裂纹[3]。结晶裂纹多半沿焊缝中心纵向开裂。液化裂纹多出现于紧靠熔合线的热影响区中，还可能出现在多层焊的前焊缝中。高温失塑裂纹既可能产生于热影响区中，也可能存在于焊缝中。各种热裂纹有可能单一，也有可能伴生出现，使得焊缝质量可控性变差。
3.4 易于发生敏化现象
Hastelloy C-276合金在650～1090℃热稳定性较差，长时间时效处理后，会在晶界析出碳化物或伴生金属间化合物μ相（Co2Mo6），在焊缝中的铸造组织形成元素偏析，产生敏化现象，熔点较高的Mo、W元素凝固较早，焊缝熔敷金属中的合金元素浓度梯度分布不均匀，使其抗晶间腐蚀性能下降。因此该合金热加工温度范围1200℃～950℃，冷却方式为水淬或在760℃～540℃之间尽量快速冷却，以防止产生焊缝腐蚀。
4 焊接工艺评定
4.1 焊接方法
钨极氩弧焊已广泛用于镍基合金的焊接[4]，特别适用于薄板、小截面、接头不能进行背面焊的封底焊以及不允许有残留熔渣的结构件。
4.2 保护气体
推荐使用氩气或氦气，与氩气相比用氦气保护有如下特点：（1）氦气热导率大，向熔池热输入也比较大；（2）有助于清除或减少焊缝中的气孔；（3）焊接速度比用氩气时提高40%；（4）氦气成本约是氩气的25倍。
4.3 焊材
镍基合金焊丝成分大多与母材相当，但焊丝中一般多加入一些合金元素以补偿某些元素的烧损，同时可抵消焊缝熔敷金属凝固所产生的偏析。依据ASME第二卷材料C篇SFA-5.14《镍和镍合金光填充丝和焊丝标准》Hastelloy C-276选用ERNiCrMo-4牌号的φ2.4mm焊丝，其化学成份见表2。
4.4 坡口加工
焊接坡口应采用机械方法冷加工成型，以保证母材组织无变化，加工表面的形状、尺寸和光洁度应满足焊接要求，不应有分层、折叠、裂纹、撕裂等缺陷，坡口形式如图1所示。
4.5 焊接清理与焊接保护
焊前对坡口及其两侧50mm范围的母材表面进行修磨去除氧化皮，使用丙酮或乙醇对坡口及焊丝表面擦洗，清除油脂、水分等污染物。为保证焊缝得到充分的保护，用δ1mm铜板制作专用的保护拖罩，对焊缝正反面进行保护。
4.6 焊接工艺试验
试件规格：δ8mm×125mm×400mm板材，焊接位置采用平焊；焊接前焊缝不预热，采用高频起弧，过程中控制层间温度≤100℃，同时注意焊枪角度，控制熔池大小，保证氩气均匀保护熔池减少氧化。镍基材料熔池流动性不佳，所以焊接时需增加摆动，摆幅不易过大，两边应稍作停顿，确保焊缝熔合区质量，焊接工艺参数见表3。
4.7 焊缝检验
焊接完毕后，依据NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》及ASTM G28A法对试件进行无损检测、力学性能试验、腐蚀率检验。
4.7.1 无损检测
对焊接试件按照JB/T4730.2-2005进行100%RT检测，未发现未熔合、裂纹等缺陷；焊缝表面未见气孔、焊瘤、凹陷、咬边等缺陷。
4.7.2 力学性能试验
依据NB/T47014-2011规定取拉伸、弯曲试样，分别按照GB/T228、GB/T2653规定的试验方法进行试验，结果见表4。
4.7.3 腐蚀率
分别对焊缝及母材按照ASTM G28方法A进行腐蚀率测定，焊缝腐蚀率略高于母材，其结果见表5。
5 结束语
Hastelloy C-276合金以其优异的抗均匀腐蚀、局部侵蚀、晶间腐蚀能力和易于的加工性，在各行各业广泛应用。文章对该材料组织结构及焊接性进行深入分析，结合实际焊接工艺评定试验，最终提出合理焊接工艺参数以及焊接过程中的操作技巧和操作要点，通过力学性能试验和腐蚀率试验，结果表明，制定的焊接工艺方案对于Hastelloy C-276合金同种金属之间的焊接是可行的，焊缝各项性能得到保证，为镍基耐腐蚀合金的焊接提供参考。
参考文献
[1]刘士博.Hastelloy C-276与316L激光异质焊接机理与工艺研究[D].大连理工大学，2013.
[2]邢卓.Hastelloy C系列合金综述[J].化工设备与管道，2007，44（02）：51-58.
[3]周生华.镍基合金C-276的焊接工艺[C]//.华东地区第九届焊接技术交流会论文，2009：85-89.
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
前言 近几年国内外石油工程的基本建设项目越来越多，对焊接技术的要求也越来越高，焊接工艺的多样化已成为一种趋势，从特种材料的小口径高含硫天然气气田管网集输、装置净化项目；高强钢、大口径的天然气输气管道和碳素钢、合金钢的进户城市天然气管网；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高压超高压等项工程的建设情况来看，所选用的大多是组合焊接技术[1]，该项技术能充分发挥不同焊接技术的优势，提高焊接质量和工程的使用寿命。
1 焊接设备 焊接设备制造厂家较多，其使用性能差别较大，近几年来从事石油工程建设施工企业使用的焊接设备，选用一机多用的多种用途直流弧焊电源的单位较多，这些设备不但具有焊条电弧上向焊功能，而且还具有焊条电弧下向焊、药芯半自动焊、CO2气体保护焊功能，有的设备还具有氩弧焊功能。常用的焊接设备主要有：国外生产的有林肯、米勒焊机，国内生产的有川焊、熊谷、奥太、时代、运达等厂家的焊接设备。
2 金属材料与焊接材料
2.1 金属材料 石油工程建设所使用的金属材料种类较多，如：黑色金属材料类的低碳钢、中碳钢、普低合金钢、不锈钢和特种用途的锅炉压力容器用钢、管道专用钢、耐热钢、耐腐蚀钢、异种钢等；有色金属材料类的镍合金、铝合金、铜合金材料及复合材料等。 在石油工程建设中选用的金属材料其强度、硬度、塑性、韧性等项技术指标均能满足焊接工艺的要求，大部分金属材料的焊接性能较好，在施工中根据设计要求，通过调整焊接工艺方案，选择不同的焊接技术都能满足施工技术要求。
2.2 焊接材料 金属材料的类别、性能、强度等级不同，含碳量或碳当量不同，其可焊性差别较大，所选用的焊接材料也不一样，用于金属材料焊接的焊接材料主要有：
2.2.1 手工焊条电弧上向焊条 目前施工企业使用的焊条以国内生产的为主，该类焊条可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条十一大类，使用较多的焊条主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。
2.2.2 手工焊条电弧下向焊条 目前施工企业使用的焊条以国外生产的为主，该类焊条是用于油气管道焊接的专用焊条，主要有纤维素型和低氢型两种焊条，使用较多的焊条主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。
2.2.3 各类焊丝 目前施工企业使用的焊丝国内外生产的都有，可分为CO2气体及氩弧焊填充焊丝、埋弧焊丝、自保护药芯焊丝、硬质合金焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、镍及镍合金焊丝、铸铁气焊丝、碳钢、低合金钢气焊丝，部分焊丝焊接时需要使用相应的焊剂、纤料、焊粉，使用较多的焊丝主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。
2.2.4 气体 使用较多的气体主要有氩气、二氧化碳气体、混合气体（氩气+二氧化碳气）、氧气、乙炔气等。
3 焊接技术组合方案 根据近几年石油工程集输管网、长输管道、场站建设、压力容器、城市天然气管网建设的情况来看，为了确保工程实体的焊接质量，施工单位根据设计单位的要求，在单面焊双面成型焊接技术的应用上，根焊+填充盖面焊采用组合焊接技术可以有效的保证工程实体的焊接质量。即：焊条电弧下向焊+焊条电弧上向焊、焊条电弧下向焊+焊条电弧下向焊、焊条电弧下向焊+药芯焊丝半自动焊、焊条电弧下向焊+全位置自动焊、焊条电弧下向焊+CO2气体保护焊、STT+药芯焊丝半自动焊、RMD+药芯焊丝半自动焊、STT+全位置自动焊、TIG焊+焊条电弧上向焊、TIG焊+焊条电弧下向焊等。 特种金属材料的焊接，如：高含硫的镍基复合材料在基层、过度层、复层所选用的焊接材料是有区别的，采用的焊接工艺也不尽相同，和不锈钢复合材料及异种金属材料的焊接工艺也有不同之处[2-3]。
4 焊接工艺 组合焊接工艺对坡口的要求没有大的变化，一般为单边V型坡口。在金属材料厚度较薄的情况下为了保证焊接质量，可以选择30°±0.5°的单边V型坡口，如果金属材料的厚度在14mm以上可以考虑选择22°±1°的单边V型坡口。 不同的焊接工艺对焊接质量的要求都是一样的，焊工如果掌握某一项焊接技术较容易，要同时掌握几项焊接技术难度是比较大的，可以根据工程的需要由同一名焊工有选择地分别掌握焊条电弧上、下向焊、药芯焊丝自保护半自动焊、手工钨极氩弧焊等项焊接技术。 不同的焊接技术其焊接工艺参数是有差异的，推荐几种不同的组合焊接工艺参数，见表1、表2、表3（仅供参考）。 表1 压力容器立焊缝组合焊接工艺参数
注：钢材牌号为Q235A、板厚 8mm、要求单面焊双面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管组合焊接工艺参数
注：DC-表示焊条或焊丝接负极，焊接方向为下向，要求单面焊双面成型。
表3 Φ89×10mm管组合焊接工艺参数
注：根焊层为手工钨极氩弧焊，要求单面焊双面成型。
5 人才选拔与培养
5.1 人才的选拔 一流的石油工程建设施工企业，对优秀技能人才的培养特别是焊接技能人才的培养非常必要的，该类技能型人才的技术水平高低对企业的兴衰起着十分重要的作用。在复合型焊接技能人才选拔和培养问题上，企业有关部门可优先考虑已掌握了某一项焊接技术的焊工，身体健康、视力正常、具有中技以上水平、年龄在35岁以下，热爱本职工作、能吃苦耐劳、各方面素质较高的焊工。聘请名师组织集中脱产学习，强化技能培训，经严格考核后方可持证上岗。
5.2 人才的培养 对于一个现代化的石油工程建设施工企业来说，如果没有一大批优秀的复合型焊接技能人才，要想创造辉煌的业绩是非常困难的。就现有国内石油石化施工企业的现状来看，我们应着重思考以下几个问题：
5.2.1 目前各施工企业都有为数不少的焊接技能人才，他们当中大多数技能单一，虽然对某一项焊接技术掌握的很好，但遇到工艺复杂或调整焊接技术方案时，很难发挥技术优势。造成人力资源的浪费和施工、管理成本的增加，如果人力资源的调配不当会影响工程的焊接质量、进度及工期。
5.2.2 对复合型焊接技能人才的培养应根据企业的实际情况，结合所担负的工程施工项目和技术要求建立焊接技能人才库，有选择地进行培养、使用和科学合理的储备掌握若干项焊接技能的复合型人才。
5.2.3 建立行之有效的运行机制，打破各自为政，小团体的管理模式，对焊接技能人才实行科学的动态管理，以适应石油工程建设施工市场的变化。
5.2.4 有条件的企业应对复合型焊接技能人才进行分期、分批封闭式强化培养，培养课时可视具体情况作出合理的安排。并按国家有关标准进行严格考核。
6 结束语 随着科学技术的发展，有关部门对石油工程建设项目的质量要求会越来越高，施工企业采用组合焊接技术能充分发挥不同焊接技术的优势，确保工程的焊接质量和进度。
对于一个优秀的复合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多种不同的焊接技术是施工企业非常需要的，所发挥的作用比单一型焊工大几倍，在激烈的石油工程建设市场竞争中，如果能有计划地培养、使用复合型焊接技能人才，充分发挥复合型焊接技能人才的优势，定能为施工企业创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技术在我国管道建设中的应用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
关键词：二氧化碳；焊接技术；盾构机
中图分类号：TV547.6文献标识码： A 文章编号：
1、盾构机概况
深圳地铁五号线5301标城轨分公司拥有5台盾构机，本次讲述其中一台S-346盾构机的调出前所进行的盾构机吊耳焊接工艺。S-346盾构机盾体外径为6280mm，盾体长度为12075mm(由刀盘至螺旋机尾部),总装机重量约为500t(含后续拖车)。S-346盾构机掘进施工贯通后到达前海湾站作盾构吊出井,出洞段竖井平面尺寸为8.5m×9m,深度为35m。
2、主要起吊部件尺寸和重量(见表1)
表1 主要起吊部件尺寸和重量数据一览表
3、重要吊耳的焊接部位示意图如下：
吊耳准备 盾体重要部件起吊用的吊耳共14个。吊耳采用16Mn热轧厚钢板气割制成。焊接位置及尺寸见图1。针对于此次吊耳焊接质量要求高，技术难度大的特点，我们特别制订了专项焊接工艺。由于吊耳厚80mm,属于中厚板，作为一种高效节能的焊接方法，同焊条电弧焊、氩弧焊接方法相比较，二氧化碳保护焊母材熔深大，焊丝熔化速度快，电弧可见性好，生产率高(焊接速度一般大于30m／h)，成本较低，操作简单。因此我们选用二氧化碳气体保护焊进行焊接，通过控制工艺参数及焊接工序，清除焊接变形、气孔等缺陷，提高焊缝一次成功率100%。
4、 二氧化碳气体保护焊焊接吊耳工艺
4.1 母材选用:16Mn钢。化学成分：C:0.12-0.20(%) Mn:1.2-1.6(%) Si:0.2-0.6(%) P:≤0.05(%) S:≤0.05(%).由此看来,焊接性能良好，一般情况下不会产生冷裂纹.
4.2 设备选用：奥太NBC一500机型。
4.3焊材选用：
4.4焊接接头形式：T型接头
4.5焊接工艺参数：焊接电压：31V～34。焊接电流：240A～250A。气体流量：1 8～20L／min
4.6 工艺流程：
焊工应取得相应的合格证书,才能从事作业。
,焊接设备要求参数稳定,调节灵活.焊丝选用JQ.YJ501-1直径1.2mm药芯焊丝。
露天作业在下列任一情况不得施焊,a雨雪天.b风速大于5级.c相对湿度大于90%。
焊前准备:板材对接坡口加工采用半自动气割与机械加工均可,但气割后需打磨平整,对全焊透焊逢坡口应磨出金属光泽,坡口两侧50mm范围应无毛刺.水份.进行组对前,应对焊逢中心线两侧两倍于钢板厚度外加30mm区域内进行超声波无损探伤,发现缺陷应重新取段。焊接前进行预热,预热温度100-150℃.要求预热的焊件为多层多道焊时,应保证层间温度不低于预热最低温度.
焊接过程：a全熔透焊逢, 焊背面焊缝前,应采用碳弧气刨清根,用打磨机修磨刨槽,除去熔渣及渗碳层,碳弧气刨应在预热前进行b.多层多道焊,必需把层间熔渣和飞溅清理干净再焊下一层,层间接头应错开30mm以上. C坡口打底焊不能烧太厚, 应小于5mm,平焊3mm,立焊/横焊/仰焊在4mm, d当焊宽大于15.5mm时应采用多道错层焊工艺,长焊缝宜用分段退焊法并注意预留反变形.
焊后热处理：（1）焊后消氢处理。是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时 ，进行的低温热处理。一般规范为加热到200~350℃，保温2-6小时。
（2）消应力热处理。常用的方法有两种：一是整体高温回火，另一种方法是局部高温回火。由于受场地限制，我们采取此种方法消除应力。即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。
7、焊缝检验：（1）、超声波探伤。（2）磁粉检验。
将上述工艺方法应用于盾构机吊耳的焊接工程中，经超声波探伤、磁粉检验，焊缝合格率100％ ，外形美观，变形小．无返修记录。
焊接后经过探伤检测的吊耳外观图
5、总结
关键词：钢 焊接工艺 焊接变形 方法
一、低合金高强度钢
低合金高强度钢是钢铁产品中最富有特色和最具有竞争力的钢种。具有良好的可焊性、耐蚀性、耐磨性、成形性，通常以板、带、型、管等钢材形式直接供用户使用的结构钢称为低合金高强钢。它是在普通碳素结构钢基础上，通过合金化提高强度，并改善使用性能而发展起来的工程结构用钢。它的主要特点是含碳量低，晶粒细小，屈服强度高，塑性好，并具有优良的低温韧性、耐蚀性、耐磨性、冷加工性和焊接性。因此低合金高强度钢广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶、压力容器、海上采油平台、石油管线等各种工程结构中，取得了显著的经济效益和社会效益。
二、低合金高强钢焊接工艺
低合金高强钢焊接所面临的问题一是防止裂纹。二是在保证高强度要求的同时，提高焊缝金属及焊接热影响区的冲击韧性。焊接热影响区（特别是粗晶区）有产生冷裂纹和韧性下降的倾向，对焊后不进行热处理的焊件，必须严格控制焊接区的扩散氢含量以及选择合适的焊接方法和焊接工艺参数。特别是随着焊接线能量的提高，传统低合金高强钢的焊接热影响区性能恶化，易产生焊接冷裂纹问题，给大型钢结构的制造带来困难。
低合金高强钢常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、混合气体保护焊等。在确定焊接方法时，必须考虑母材的强度等级、使用性能、施工难易及经济性。从生产实际出发，所选择的焊接方法必须保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低。能获得较好的经济效益。比较容易实现焊接过程的半自动或自动化。通常，对于对强度等级较低的焊接件各种方法都可采用，对于批量大、焊缝尺寸长的焊接件，采用埋弧自动焊优于其他焊接方法。
低合金高强钢焊接时，选择和制定合理的焊接工艺及规范是十分重要的。应严格限制焊接线能量，控制焊接热影响区冷却时间不能过长，避免在过低的冷却速度下粗晶区出现上贝氏体。同时焊接时不宜采用大直径的焊条或焊丝，应尽量采用多层多道焊工艺，使焊缝金属有较好的韧性，并减小焊接变形。
钢结构具有结构性能良好、建设工期短、绿色、环保等优点，所以在工业与民用建筑中广泛应用。焊接对钢结构来说是一把双刃剑，它成就了钢结构建设的高速度，但是钢结构在焊接时产生的变形问题，也会极大地影响钢结构的施工质量。钢结构在焊接过程中出现变形是不可避免的，但可以通过合理的施工措施来予以控制。
三、预防和减少焊接变形的方法
① 放样和下料措施
为了补偿施焊后焊缝的线性收缩，梁、桁架等受弯构件放样时要起拱，放样下料时要留出收缩余量。收缩量与很多因素有关，实际生产时要依靠工艺试验来确定。放拼装台时要放出收缩量，一般受弯构件长度不大于 24m时放 5mm，长度大于 24m时放 8mm。
② 装配和焊接顺序
钢结构制作拼装的平台应具备标准的水平面，平台的钢度应保证构件在自重压力下，不失稳、不下沉，以保证构件的平直。小型结构可一次装配，用定位焊固定后，以合适的焊接顺序一次完成。如截面对称的构件，装配焊接顺序是先整体装配后焊接，焊接时应采用对角焊接法的顺序以平衡变形，同时应采用翻转架或转动胎具，以便形成船形位置焊缝，否则可由两个或四个焊工分别采用平焊和仰焊，由中间向两端焊接。大型钢结构如大型桁架，尽可能先用小件组焊，再总体装配和焊接。桁架和屋架端部的基座、屋架的天窗架支承板应预先拼焊成部件，以矫正后再拼装到屋架和桁架上。屋架和桁架的焊接顺序是：先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下弦连接板内侧焊缝，再焊接连板与腹杆焊缝，最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板。桁架一面全部焊完后翻转，进行另一面焊接，其焊接顺序相同。手工焊时，应采用四个焊工同时从上、下弦中间向两端对称焊接。拼装时，为防止构件在拼装过程中产生过大的应力和变形，应使不同型号零件的规格或形状符合规定的尺寸和样板要求，同时在拼装时不宜采用较大的外力强制组对，以防构件焊后产生过大的拘束应力而发生变形。构件组装时，为使焊接接头均匀受热以消除应力和减少变形，应做到对接间隙、坡口角度、搭接长度和T形贴角连接的尺寸正确，其形式、尺寸应符合设计和焊接规范要求。
③焊接工艺措施
焊接施工时，应选择合适的焊接电流、速度、方向、顺序，以减少变形。焊接金属构件时，应先焊短，后焊长；先焊立，后焊平；先焊对接缝，再焊搭接缝，应从中间到两边，从里到外焊接。集中的焊缝应采用跳焊法，长焊缝采用分段退步焊和对称焊接法。
④反变形法
拼装时，根据工艺试验和施工经验，使构件向焊接变形相反方向作适量的预变形，以控制焊接变形。这种方法需要预先进行试验，根据焊缝的设计要求，调整好焊接规范，选用材质和规格相同的钢板预先做一个试件进行焊接，使焊缝形式、焊角高度符合设计要求，焊完冷却到环境温度后测量翼板的变形量，把所测量的数值作为压制反变形的参数，压力机在翼板中心线上压出变形量的数值，使翼板的两端预先呈上翘状态，抵消焊接变形量，焊后正好持平。采用这种方法需要一台相应吨位的液压压力机。
⑤刚性固定法
焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹具固定构件，增加刚性后，再进行焊接，这样焊接中的加热和冷却的收缩变形，被固定夹具等外力所限制，但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢，不适应中碳钢和可焊性更差的钢材，因为焊接应力常使焊件产生裂纹。
参考文献：
[1]汪建华.焊接变形和残余应力预测理论与计算-发展及应用前景[C].上海：第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集，2000：13-19.
[2]崔兰，霍立兴，等.热处理对摩擦焊接头组织与性能的影响[J].机械强度， 1998，20（2）：145-152.
【关键词】高层钢框架结构；施工工艺；焊接变形
1引言
高层结构的行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》虽然已经颁布，但在我国，真正意义上的纯钢结构高层建筑采用的仍较少，普遍采用的是钢框架-混凝土核心筒结构，虽然其具有造价低、用钢省等优点，但其应用范围和技术上还有待进一步研究和完善。而且我国的建筑钢材存在很大不足，在品种、规格和质量水平上和发达国家还有较大差距。在高层钢框架结构施工领域，技术水平高、管理能力强的建筑企业很少，钢框架结构施工成套技术尚处于完善阶段。为此，有必要加强对高层框架结构的施工工艺及其焊接变形方面的探讨，这也是本论文的研究出发点。
2高层钢框架结构施工工艺及其变形分析
2.1 钢框架结构施工特点分析
钢框架结构施工技术，主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序，但在钢结构施工的同时往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合，做到统筹兼顾，才能高效、高质地完成施工任务。其主要特点有：
2.1.1 测量、定位、放线精度要求高。测量、定位、放线是贯穿制作和安装阶段的控制重点。在高层钢框架结构安装中，由于体型大，误差积累将非常显著，柱子或其它构件微小的偏移会造成上部很大的变位，极大地改变结构的受力，影响设计效果，甚至产生工程事故。
2.1.2 钢框架结构安装中，由于钢材热胀冷缩现象突出，天气、温度等条件影响大，温度变化会对安装精度产生较大影响。特别是在钢构件连接中，焊接和螺栓连接受天气、温度影响更大。在焊接技术规程中规定，自然条件不能满足焊接环境要求时，要采取人工措施给焊接创造条件，比如焊条的预热、钢板的预热加温等。
2.1.3 钢结构安装对起重、运输等机械的性能要求高。由于钢构件重量大、体型大，高层钢框架结构安装中高空作业多，对吊装过程中的技术要求高，吊装中不同工况条件下的施工荷载必须同其自身设计承载力相吻合，钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中，要按事先模拟设计的条件进行。
2.1.4 由于钢材的特点，决定了钢框架结构要求防腐、防火严格。
2.1.5 高层钢框架结构安装工程量大，构件多，现场往往必须设置临时堆放场地及相应的中转堆场才能满足安装需要。
2.2 钢框架焊接变形分析
2.2.1 钢结构变形类型
钢结构变形类型，可分为总体变形和局部变形两类。总体变形是指整个结构的外形和尺寸发生变化，局部变形是指结构构件在局部区域出现变形。二者可能单独出现，但更多地是组合出现。它们都会影响结构的诸多方面，如外观、刚度和稳定性等，降低承载力，危及结构安全。
2.2.2 钢结构变形原因
钢材的初始变形；加工制作中的变形；运输及安装过程中产生的变形；使用过程中产生的变形等。
2.2.3 变形控制方法
传统的经验方法是制定合理的吊装、焊接方案等，如采用先内而外的吊装顺序、对称焊接等，在测量控制上预留变形等，这种笼统地控制方法在一定条件下可以取得较好的效果，但遇到复杂、多变的条件，效果有限。
焊接变形是高层钢结构框架变形的主要构成因素，但相关的论文分析也多以静态、局部的分析为主，如针对于某个焊接面或焊接构件的分析，针对建筑钢框架结构焊接变形的整体分析方法尚未出现。
3 高层钢框架结构焊接施工工艺及其变形矫正探讨
3.1 焊接变形原因分析
钢结构具有结构性能良好、建设工期短、绿色、环保等优点，所以在工业与民用建筑中广泛应用。焊接对钢结构来说是一把双刃剑，它成就了钢结构建设的高速度，但是钢结构在焊接时产生的变形问题，也会极大地影响钢结构的施工质量。钢结构在焊接过程中出现变形是不可避免的，但可以通过合理的施工措施来予以控制。
焊接变形产生的主要原因是由于焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀加热，以及随后的不均匀冷却作用和结构本身或外加的刚性拘束作用，通过力、温度和组织等因素的变化，从而在焊接接头区产生不均匀的收缩变形，焊缝的纵向和横向缩短是引起各种复杂变形的根本原因。
3.1.1 结构刚度
刚度就是结构抵抗拉伸和弯曲变形的能力，它主要取决于结构的截面形状及其尺寸大小。如桁架的纵向变形，主要取决于横截面面积和弦杆截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形状截面的弯曲变形，主要取决于截面的抗弯刚度。
3.1.2 焊缝位置和数量
在钢结构刚性不大时，焊缝在结构中对称布置，施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝布置不对称时，则还会产生弯曲变形；焊缝截面重心与接头截面重心在同一位置上时，只要施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝截面重心偏离接头截面重心时，则还会产生角变形。
3.1.3 焊接工艺
焊接电流大，焊条直径粗，焊接速度慢，都会造成焊接变形大；自动焊接的变形较小，但焊接厚钢板时，自动焊比手工焊的焊接变形稍大；多层焊时，第一层焊缝收缩量最大，第二、三层焊缝的收缩量则分别为第一层的20%和5%～10%，层数越多焊接变形也越大；断续焊缝比连续焊缝的收缩量小；对接焊缝的横向收缩比纵向收缩大2倍～4倍；焊接次序不当或未先焊好分部构件，然后总拼装焊接，都易产生较大的焊接变形。所以在施工时要制定合理的焊接工艺措施。
3.2 焊接变形矫正措施探讨
3.2.1 焊接工艺措施
焊接施工时，应选择合适的焊接电流、速度、方向、顺序，以减少变形。焊接金属构件时，应先焊短，后焊长；先焊立，后焊平；先焊对接缝，再焊搭接缝，应从中间到两边，从里到外焊接。集中的焊缝应采用跳焊法，长焊缝采用分段退步焊和对称焊接法。
3.3.2 机械矫正法
机械矫正法是利用机械力的作用，以矫正焊接变形，常采用撑直机、压力机、千斤顶及各种小型机具顶压矫正构件变形。矫正时，将构件变形部位放在两支撑之间，对准构件凸出部位缓慢施力，即可矫正变形。
3.3.3 火焰矫正法
采用火焰矫正的原理与焊接变形的原理相同，只是反其道而用之，通过给金属输入热量，使金属达到塑性状态，从而产生变形，构件被局部加热后，依靠加热区的膨胀与收缩差，使构件按照预定的方向发生变形，从而达到矫正的目的。
3.3.4 刚性固定法
焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹具固定构件，增加刚性后，再进行焊接，这样焊接中的加热和冷却的收缩变形，被固定夹具等外力所限制，但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢，不适应中碳钢和可焊性更差的钢材，因为焊接应力常使焊件产生裂纹。
4 结语
高层钢框架结构施工工艺与焊接变形分析的影响因素多而且具有较强的模糊性和不确定性，本论文重点对高层钢框架结构的焊接施工工艺进行了分析研究，详细探讨了焊接变形的原因及其矫正措施，对于进一步提高钢材钢框架结构的施工工艺水平具有较好的理论指导时间。
参考文献：
[1]日本.渡边帮夫等著.钢结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
