时间：2023-05-30 10:17:23
关键词 塑料焊接；加工办法；应用介绍；超声波焊接
中图分类号 TG4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0110-02
塑料作为现代化工艺的材料，应用到从日常生活用品到高科技或者军事的生产生活领域中。而塑料实现其自身价值的方法则是通过将材料制成各种工业制品来完成，因此对于塑料来说对其进行工艺加工成型对其价值的体现具有重大意义。由于在塑料加工的过程中，受到一定客观因素的影响，很多结构复杂的塑料不能一次成型。利用焊接加工的方法则可以有效的解决这个难题，将多个零部件有效的连接起来。完成整个塑料零件的制作。当下，焊接的办法也很多，本文主要针对常规的焊接办法进行详细介绍和分析。
1 超声波焊接
超声波焊接，顾名思义是利用超声波原理，对塑料进行焊接的一种焊接办法。它主要是通过焊接物垂直振动产生热能，并软化塑料的内部结构而产生粘性而完成焊接工作。这种焊接办法的优势就在于，焊接质地均匀牢靠、焊接效果美观、强度大不易变形。在进行超声波焊接时，由于塑料的材质不同，因此在焊接的过程中由于其化学性能和物理性能的不同，所焊接出来的效果并非处于完美状态。此种焊接办法主要适用于汽车行业中。
2 激光焊接
激光焊接办法是在传统焊接办法的基础上衍生而来的新的焊接办法，他主要是通过零件互相接触，激光束透过材料表面，吸收零件的热量并熔化，最终使两个零件紧密相互连接。这种焊接办法成为现代工业中常用普遍的焊接办法，它的优势在于，焊接缝在精度上极为精确、焊接效率高、产生杂质少、容易控制、延伸范围广等。这种焊接办法适用于医疗器械、汽车、包装行业等社会工业领域中。
3 热板焊接
热板焊接是指通过利用外在条件，加热两个塑料焊接体的焊接面，使其达到熔点，软化后，将两个塑料体融合在一起的焊接办法。这是在焊接办法中最为常规和简便的焊接办法。但是这个办法在操作时候受到一定限制，因为它主要适应于同类性能塑料的焊接。对于不同种热性能塑料的焊接，运用此种办法不易控制，造成了一定的加工难度。它的优势在于，制作工艺简单、操作简便、焊接成本低、对同类塑料的焊接易控制等。这种焊接办法主要适用于家电、汽车、塑料包装制品等方面。尤其在蓄电池和汽车内饰灯方面的应用极为广泛。
4 摩擦焊接
摩擦焊接的完成主要是通过两个焊接物体，通过摩擦产生热，达到熔点后，并在冷却后，二者形成有效结合的统一体。此种焊接办法在焊接的过程中应注意，两个塑料抵紧的压力不要过大，摩擦时间不宜过长。否则会产生熔融塑材外溢等现象。这种焊接办法的优势在于焊接效果好、质量高、接缝密集、操作设备简单、易操作、适用范围广、易控制等。它的适用范围主要集中在汽车半轴、气门、连身齿轮、安全气囊、前悬架等方面。目前这种生产工艺广泛的应用于国外的汽车生产行业中，国内少有涉及，依然以传统的焊接工艺为主。
5 振动焊接
振动焊接也是在摩擦生热的原理的基础上来完成焊接的，但是它区别与摩擦焊接的是：它的摩擦是在物体的表面通过直线运动来完成的，而区别与超声波焊接的是振动频率较低。它是两个塑件在线性直线运动产生振动，这种焊接办法主要广泛适用于体积较大，结构较为复杂的焊接生产工艺中。振动焊接几乎适用于所有热性塑料的焊接。这种焊接办法可以广泛的应用于汽车、塑胶、以及管路等生产行业中。
6 高频焊接
塑料的高频焊接主要是根据高频电场作用的原理进行的。它主要是通过在高频电场的作用下高聚物的极性分子产生强烈震荡，这使得分子间不断摩擦生热，并形成熔融状态。促使两个塑体间产生粘性而连接到一起。这种焊接办法的优势在于它的性能良好灵活、焊接时定位准确、操作使用简便、适用于较小零部件的加工等。目前它主要的适用范围是皮具、手表、帐篷、热水袋、帐篷、输液袋、帐篷、体育用品以及文具等。
7热风焊接
热风焊接是通过对焊接面与焊接条的抬升接触来完成焊接的，它的原理是在利用热气流提成并与母体相互融合。此种焊接办法在焊接的过程中焊接质量的高低不仅仅取决于焊枪的位置和运动，还取决于焊接的材质、焊条尺寸和截面形式等。这种焊接办法的优势就在于焊接设备简单、成本低、主要适用于大型复杂焊接物体上。但是它的缺点就在于不易控制，操作周期过长等。这种焊接办法主要适用于大批量生产加工行业。
8 感应焊接
感应焊接不同于其他的焊接办法，它与其他焊接办法具有本质上的区别。它是通过在被粘合的塑体表面间放入金属嵌件来完成的，并施加一定压力使它们粘合在一起。随后将其置放在高频磁场内，使其受到热传感效应而熔融并结合，最后通过冷却成型来完成焊接。在焊接的过程中物体的推向力与升温速度成正比。感应焊接的优势在于形势多样化，效率高、时间短、它的缺点在于焊接强度低于其他的焊接办法，并在此焊接过程中，对于焊接设备的投资过大。它适用的范围是热性塑料。
9 结论
通过对以上各种塑料加工办法的介绍和分析，可以看出每种方法都是利弊共存。并不是每种方法都适用于同一个塑体，这就要根据具体需要和具体材质来进行分析和采用。塑料焊接的应用正朝着社会化的方向发展，它是每个行业的需要。它发展的过程也是由传统单一的焊接办法，发展成具有多样性、便利性的焊接办法。它的发展趋势逐渐向自动化、机械化方向发展。对于各种塑料的焊接技术而言，焊接成本是它们的决定因素。批量的大小对每个零件生产成本的影响不同，这就意味着批量的大小可以直接影响零件的生产成本。焊接技术的不断完善和工艺水平的不断提高，已经形成一种新型的加工产业，不断的为人民和社会服务。
参考文献
[1]陆阳飞.张旭东.塑料涂料研究进展[J].上海涂料，2012，46(8)：12-13.
[2]李桂林.环氧树脂与环氧涂料[M].北京：化学工业出版社，2013，126-131.
一、结构形式
钢骨架塑料复合管是以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯（HDPE）为基体，并用高性能的粘接树脂层将钢丝网骨架与内外高密度聚乙烯紧密连接在一起。该粘接树脂是一种高性能粘接材料，属于HDPE改性材料，与HDPE在加热条件下能完全熔融为一体，同时，其极性键与钢有极强的粘接性能，由于粘接树脂的使用，成功地解决了钢、HDPE间无连接因子的问题，具有更优良的复合效果。
二、焊接原理
钢骨架塑料复合管的连接采用电热熔连接和法兰连接两种方式。电热熔连接是将复合管插到电热熔管件中，对预埋在管件内表面的电热丝通电使其发热 。先使管件内表面熔化而产生熔体，熔体膨胀并充满管材管件的间隙，直至管材外表面也产生熔体，两种熔体互相熔融在一起，冷却成型后，管材与管件紧密连接为一体。
三、焊接前准备
1.人员准备
1.1施焊人员已接受技术交底，掌握焊接工艺的要点；
1.2施焊人员已熟悉设备的操作规程。
2.材料准备
2.1管材的内外壁应光洁平顺，不允许有气孔，裂纹，分解变色线及明显的划痕，但允许有因自然收缩引起的细微凹坑和凸起；
2.2管件应完整，无缺陷，无边形；加热组件应完好无损；
2.3管件规格尺寸及偏差应符合表1要求（见下表）：
表1 管件规格尺寸及偏差
2.4检查管件与管材的压力等级是否匹配。
3.机具准备
3.1确认热熔设备的额定电压是否与电源相符；
3.2检查热熔设备的显示是否正常；
3.3检查热熔设备的动作是否灵敏。
四、焊接工艺
1.工艺流程
下料刮氧化层清洁焊接面测量管件承插深度标记电阻测试承插通电焊接冷却
2.焊接工艺
2.1根据实地安装需要的长度进行下料，切割时必须使用专用的割管器垂直切割管材，切口应平整，去毛刺、飞边。
2.2刮去管材表面的氧化层，清洁管材与管件的焊接部位，避免沙子、灰尘等损害接头的质量。
2.3根据管件承插深度，用标识笔标记好管材上的承插深度线。
2.4装配前，用万用表检测管件的铜线圈是否通路。将管材装入电熔管件适当深度，用榔锤敲击电熔管件四周，直至管件边缘与承插深度线重合为止，禁止敲击接线柱位置。
2.5管线装配好后，固定接头位置，有直通和大小头的，要求管件两侧的管材同轴，三通和弯头要求各连接口的管材同面，以保证焊接管件时，接头上不受任何外力因素的影响。
2.6接通电源，并根据管件焊接参数将热熔焊机的参数调节校正。
2.7以上各环节，确认无误后，启动焊机进行焊接，并随时监测焊接参数显示是否正常。
2.8管件冷却后，切断电源，并拆除夹具。电熔连接冷却期间，不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。
五、焊接的重点难点
1.对接管段均应具有与焊机匹配的良好的加工与焊接性能。
2.在寒冷气候、大风环境下焊接时，应采取保护措施。
3.需焊接的表面，临焊接前必须刮除氧化皮、洁净；在本工程施工过程中，就曾出现因氧化皮清理不干净，使电熔管件与管材没有完全融合的现象。
4.电熔管件不用时不拆包装，严格按焊机说明书和管件条码规定的时间值进行焊接。
5.电熔管件在焊接前，应固定牢固。
6.电熔连接冷却固化时间要充分。
六、电熔焊接的优点
1.快速：钢丝网骨架复合塑料管的电熔焊接无需焊丝等焊接材料，节省了焊接时间。
2.焊接方便：钢丝网骨架复合塑料管的电熔焊接时，只需配备专用的焊机和简易工具，操作比较方便，特别是在管沟等作业面狭小的空间内。
3.密封性好：电熔焊接是将管材与管件互相熔融在一起，冷却成型后，紧密连接为一体，能够确保焊接接头密封、不泄露。
七、结束语
2007年，我分公司成功地完成了沙多玛（广州）化学有限公司[一期工程]管道安装工程的施工任务，并受到建设单位的好评。经过近几年的施工实践和建设单位的使用效果证明，钢丝网骨架塑料复合管的电熔焊接工艺已形成了较完整和成熟的工艺技术，值得推广使用。
参考文献
关键词：材料美感；焊接肌理；概括和抽象；现代意识；民族化
1 这里所谈到的金属焊接雕塑与我们习惯认识上的金属雕塑不尽相同，传统意义上的金属雕塑泛指以金属材料来实现完成的雕塑作品，而这里所说的金属焊接雕塑指的是通过焊接的技术手段（而非传统意义上的铸造和锻造手段）来实现的雕塑作品，这类作品重点体现的是金属材料本身的美感和焊接过程中自然形成的焊接肌理之美，当然这并不是说这样的作品缺乏形式和内容，而是通过将其特有的美感与其独到的形式巧妙结合来实现创作目的。
其实金属焊接雕塑已经成为当代最具现代意义的艺术表现形式，其艺术语言在于注重作品的直接创作过程，并赋予其更加丰富的人文精神与审美内涵，它有力地拓展了雕塑创作的表现力和艺术感染力，发挥金属材料自身的质感特性自由地构思和制作，已成为现代雕塑进行创作的一个十分重要的艺术表现方式。
金属焊接雕塑的创作注重于艺术与材质的直接对话过程，其中材料的质感和焊接过程中形成的焊接机理是构成作品形态的关键要素，对实现其艺术价值和意义起到重要的作用，这也同时造就了金属焊接艺术雕塑的表现形式，即使表现具象形态，也侧重于能够发挥焊接艺术特有肌理的具象形态表现，如用拉丝焊接肌理来表现动物的毛发。
任何艺术作品的创作，都体现了不同艺术家的文化渊源，有着不同的艺术表现形式，而不同的表现形式又是不同的创作思想得以充分展示的保证和前提。鉴于目前金属焊接艺术在国内尚属起步阶段，在探索西方现代艺术语言过程中，研究西方现代艺术的理论是十分重要的课题。他们对西方现代艺术的文化思想产生重要的影响，其中柏格森的直觉主义哲学思想，高扬生命冲动的创造力，推崇能够让人直接体验生命冲动的开放社会，以直觉为认识真实和真理的唯一途径，以及现代艺术对生命的瞬间体验和制作过程的珍借，对破坏重组物质时空以获取精神真实的兴趣。同时萨特表达现代人孤独、异化、悖理的情绪感觉，充分体现了现代艺术家对艺术主体独创性的强烈追求。
2现代雕塑的表现形式在西方现代艺术理论的直接影响下，它与以前传统写实主义的以体量和实体感作为表现形式的基本要素背道而驰，许多现代雕塑的表现方法完全超出了“雕”和“塑”的意义，尤其是现代金属焊接雕塑，作为三度空间抽象的构成艺术品，不属于关于实体感的艺术，不追求真实的形态再现，通过简化、概括甚至是抽象的手法进行创作，并结合各种工业化的手段，直接地打造作品，如以透空框架的形态去构画和界定空间，彻底地阐明了现代雕塑作为三度空间艺术的新理念，在于表现金属在空间中的自由组合，而非多种程序塑造的实体造型。他们艺术语言的特征类似单纯、厚重的原始文化，最后发展到将机械、动力和光的因素组合引入雕塑的运动形态，创造了最具现代意义的雕塑作品。它反映了20世纪工业、科技观念向艺术的介入，导引出一种崭新的艺术价值观。
当代西方雕塑家在新的艺术观念的引导下，追求各自的文化和艺术个性，并充分利用材料学、结构力学、金工技术和焊接技术的原理，发挥金属焊接雕塑的特有创造力。在他们的作品中，将雕塑的造型要素简化到最低限度。用立方体、几何形、圆柱体的型材和不锈钢材以及现成金属物品构成现代形态的、抽象的雕塑作品，使传统的艺术语言在他们的作品中失去了原有意义，运用工业化制造方法实现了现代雕塑新的艺术理念。
现代雕塑家史密斯是美国第一位创作金属焊接雕塑的艺术家，他的作品纯朴、粗犷和简练，利用金属材质的特性形成变化多端的雕塑造型，使金属材料、金工技术成为诠释个人艺术观念的语言符号。他创作的《皇家之鸟》、《森林》等作品，采用电焊枪在空间中描画，用多种钢条焊接展开三度空间的构成，同时利用点、线、面的相互交错的穿插，编织成一种活拨的、富有生机的抽象形态，他的许多作品放弃实体，将锻造成形后的钢条构出空间的韵律，显示出强力的运动感。
英国当代杰出雕塑家卡罗的金属焊接作品轻松活泼，简洁明快，是位最富独创性的现代金属焊接雕塑家。作品《正午》是他具有个性化艺术语言的代表作。该作品直接采用数块工字钢梁构成，作横置状态并涂上橘黄色的颜色，整件造型似如一张在室外阳光下的躺椅，简练而意味深长。在他的作品中力求把雕塑语言概括到最基本的抽象形态，直接利用工业钢材装配成巨大而强力的结构，并与周围的环境空间融为一体。费罗是法国现代派艺术家，他的金属焊接系列作品更具个性化。其作品摒弃了传统雕塑的创作模式，采用一种更加直接，更抽象化的表现手法，使作品取得纯粹形式的自由化。费罗的作品都取名《无题》。但在这个毫无意义的标题下，呈现出一个丰富多彩的艺术世界。在创作中通过挤、敲、扭、切和焊，给作品注人生机，将冷冰冰的不锈钢板转化成孕含生命形态的艺术作品。
从现代金属焊接雕塑的艺术语言来看，它与传统雕塑相比其主要特点是：在艺术观念上，一方面强调艺术与自我表现的主观性以及艺术家以我为主的能动性，力求作品造型简化到最基本的抽象形态，以现代工业化的理念构造单纯、简洁的几何造型，反映出一种工业化的非人格化的力量。另一方面重点表现不同金属材料的特有美感（如钛合金通过焊接在焊口的部分会形成耀眼的彩虹效果）和不同焊接技法所形成的肌理美感。在艺术形式上，利用电焊枪在空间中作画，以钢材制作空间构成。使传统艺术形式的体积，体量概念消失，转化为丰富、透空的空间和变化多端的深度三维结构。并以手动和机动改变了原有雕塑的“静止状态”，以色彩变化增强金属焊接雕塑的视觉感悟力。在艺术表现方式上，采用直接加工过程实现三度空间的构成关系或以废品集合的方式重新组合新的造型，使金属雕塑的艺术表现方法变得直接了当、纯粹和自由。在制作中利用各种金属材料经过直接的敲打、挤压、扭曲、打磨、切割和焊接，随意地、自由地构建和组合，彻底改变了传统制作多步骤的有序性，使作品更具自然性。
3在现代雕塑发展史上，当代雕塑家所创造的金属焊接作品成功地完成了20世纪具有雕塑艺术革命意义的艺术创造，而走向现代化、抽象化、形式化、自由化的艺术表现形式。虽然我们国内的金属焊接雕塑艺术尚未得到社会的认同，但我相信在当代有创新意识的艺术家、雕塑家甚至焊接技师的共同努力下，我们的金属焊接艺术应该能够找到一条立足于民族文化传统，能够满足我国公众审美诉求的蓬勃发展之路。
参考文献
[1]田卫平等.金属焊接艺术初探[j].焊接，2005，3.
焊角强度的降低直接影响PVC门窗的加工组装质量，本文主要从型材质量、焊接工艺参数及焊缝清理等3方面论述对PVC门窗焊角强度的影响。
PVC门窗在加工组装中最常见的问题是PVC门窗的焊角开裂，这主要是由于焊角强度不够造成的，影响焊角强度的原因可归为以下几个方面。
影响PVC门窗焊角强度的因素：
1.型材质量的影响
众所周知，作为门窗的原材料，其质量的好坏将直接影响门窗的质量（包括焊角强度）。其中影响型材质量（针对焊角强度）较大的因素有以下几点：
1.1型材配方
全国PVC异型材生产厂商中大多采用CPE做抗冲改性剂，二盐、三盐稳定剂或铅盐类复合稳定剂，填料一般采用轻质或重质碳酸钙。其中碳酸钙作为填料在配方中的使用比例非常关键，其添加量在超过一定比例时，型材的加工性能及物理性能会发生显著的改变，从而导致焊角强度的下降，引起焊角开裂。所以，一个好的配方是挤出优质型材的基础。
1.2挤出工艺
有了好的配方没有好的挤出工艺，也会影响型材的材质。大多数情况下，每一副型材模具对于同一种配方都应有自己独有的挤出工艺参数。当模具验收后，合理、稳定的挤出工艺参数将是生产优质型材的保证。
1.3型材切割
型材切割时，如果进刀速度太快或型材摆放位置角度不当，会造成切割面凹凸不平或角度不正确，这样，在焊接时，焊缝面与焊板接触就有空隙，导致整个断面受热不均匀，塑料熔融不理想。
热熔状态下的两型材对接时，不完全熔化的流体易挤出，已熔化的流体则留在焊缝中，影响焊接时分子的相互扩散，使分子链间的作用力降低；有时因型材切割面不平整，热熔状态下的两型材对接时，因加热而发生了局部降解的熔体留在焊缝中，从而影响焊角强度。因此，型材切割面应光滑、平整、不宜有缺口现象。
2.焊接工艺参数的影响
塑料焊接的基本原理是热熔融状态下的大分子在焊接压力的作用下相互扩散，产生范德华力，从而紧密地黏接在一起。
2.1塑料焊接的必要条件
根据塑料焊接基本原理，塑料焊接有3个必要条件：第一、焊接温度—造成塑料的熔融与流动；第二、焊接压力—促进塑料大分子相互间的扩散并挤出填缝中的残余空隙；第三、作用时间—在这段时间里塑料从加热、熔融到冷却硬化，建立起足够的焊角强度。
2.2焊接工艺参数的调整范围
同挤出工艺一样，不同配方的型材，不同截面的型材将有自己独有的一套焊接工艺参数，都应经过焊角强度测试来最终确认。实践证明PVC型材的焊接工艺参数。
2.3焊角异常情况解决方法
以上所示各参数为参考数值，仅作为首次焊接时的基准使用，可根据实际情况做相应调整。对于解决焊角质量的一些具体措施，根据工作经验提出一些解决方法，供参考。
焊角情况 解决方法焊接量较少，焊疤白色有光泽 调整正压力及焊接压力焊接量正常，焊疤白色无光泽 提高焊接温度20C～30C焊接量正常，焊疤微黄无光泽 降低焊接温度3C～5C焊接量正常，焊疤微黄有光泽 减少焊接时间5s焊接量正常，焊疤白色有光泽 延期长焊接时间5s
3.焊缝清理的影响
焊缝的清理有两种操作方式，即机械和手工清理。
机械清角采用清角机，主要用来清除焊件上下平面的焊渣，清理后的焊痕较为笔直平整。焊痕不宜太深，约0.5ram为宜。清角机也能将焊角顶部尖角处的焊渣清除，但其工艺较难调整，操作时容易交尖角铣穿，使尖角处出现缝隙和空腔，降低了焊角的强度。因此，尖角处焊渣的清理一般用手工操作来修整。
手工操作需用凿刀、手提打磨机等，应该注意的是，凿刀在清理内角焊渣时，如果操作不当，凿刀易留下裂纹状的缺口，会引起应力集中，削弱角部连接处的承载能力，使焊角的强度降低。
市场行情：物价越来越高，买的用品也就会贵，一旦坏了就会修理，你家会这样想到，另外一些家庭也同样会这样去做，焊补的多了，你每天都会有做不完的生意，还有好多用品同样也会坏，他们也同样会找你焊补，这样一来，你地又没有别人会焊补这些用品，你是做独家生意，你想想，到那时候，你不想赚钱都是不行的，因为只有你会焊补这些用品，目前在我地焊补一只小洞就5元以上，用本几分钱，有的买的价值高焊补后收费也会高达几十元以上，焊补后光滑如新，你想想，目前钱又难赚，都会焊补在用。一旦在你地形成市场，生意就会源源不断。只要坚持做下去，慢慢生意都会好起来的。目前国内独家生产，焊料独家供应，这样可帮助想赚钱的用户也做独家生意，无人竞争，这就要看你自己想做不想做啦。
经营技巧：这是一套详细赚钱方案只有买焊机才会告诉如何经营，也可上网看。
有何功能：不但可焊多种塑料制品，焊皮鞋，雨鞋，牛筋雨鞋，塑料鞋，焊玻璃，焊土烧陶瓷器件，有个别用户给大酒店焊补高档盘子月利润几千元，给脱瓷物品上瓷铀，还可以焊不少小五金制品，譬如：生铁锅、铝锅、铝盆、炒锅、生铁管道、机体、铝水箱、铝机壳、汽车铜水箱、油箱、油桶、铁皮、北方家家户户用的暖气片、铜火锅、不锈钢锅盆、铜管、超导暖气管等一些小五金制品，同时又可焊汽车上塑料保险杠、电瓶车塑料外壳，电瓶软、硬外壳，楼房外上下水管道，家电批发处洗衣机，冰箱等下面的塑料底座（从厂家拉回时坏的多），食品厂，品酒厂塑料周转箱，塑料水箱，饮水机厂储水桶，给小玻璃瓶封口，加工金银首饰（我厂卖有加工工具及配用原料395元一套，配合焊机才能用）等，以上氧气焊，电气焊不易焊接，焊什么用什么原料。这些焊接都是市场别人不好焊接的，我厂焊接就好焊接，利润又大，一元本根据焊接物品不同赚钱也是不一样的，可收入几元，几十元，100元，高达2000元。目前我厂用户一天收入150―500元的很多，还有收入更多的。今年从广东，浙江，等一带来买焊机的好多是打工的，听他们讲，打工多年啦，也没有赚到多少钱，年龄也大了，目前生意太难做，有的做了几项生意都赔钱了，想来想去，还是认为做焊补最稳定，赚钱，国家专利，竞争的少，被焊接的物品太多啦，只要技术好到哪里都能稳定赚到钱的。
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套餐二：汇款824元，发精装金属外壳进口烤漆型无电焊机一台+焊接系列厚薄铝、生铁、塑料焊料，别的可先不买。
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套餐五：汇款2685元就发2985元，（含有免费送的300元焊料），发简装型无电焊机一台+系列焊料+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买），一件重量有47-49斤左右。
套餐六：汇款2795元就发3095元（含有免费送的300元焊料），发精装金属外壳进口烤漆型无电焊机一台+系列焊料配件+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买）。
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套餐八：汇款2590元,发精制金属壳体进口烤漆外壳，有电无电两用型焊机一台+系列焊料配件。
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套餐十：汇款3235元就发3535元（含有免费送的300元焊料），发精制金属壳体进口烤漆外壳，有电无电两用型焊机一台+系列焊料配件+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买），一件重量59--60斤左右（看包装箱大小）。
套餐十一：焊机焊料一次买货达不到2000元，焊机就按单台价格计算发货。简装无电焊机单台邮寄350元，来人买270元，与2000元以上焊料一起买按310元发货。进口烤漆金属壳体精装型无电焊机单独邮寄一台480元，外形更漂亮。来买440元，与2000元以上焊料一起邮寄按460元一台。
有电无电两用焊机，汽车喷漆精制木壳机体单独邮寄500元一台（以后会主产金属壳体焊机），来买440元，与2000元以上焊料一起邮寄按470元，进口烤漆金属壳体有电无电两用焊机单独邮寄一台550元，外形更漂亮，来买490元，与2000元以上焊料一起邮寄按520元一台。
套餐十二：先汇款35元，快递邮寄部分焊接样品+焊接技术资料+部分焊接光盘+16开24页彩色资料，先看看后在买焊机、焊料。
目前汇款买套餐五，套餐六、套餐九、套餐十的最多，买的齐全价格配的低，焊料给的多，来人一看焊接好，一买都在3000---5000元以上，焊料都会多买些的。
焊机功能都是一样的，无电焊机流动最方便，有电无电两用型焊机固定最方便，两用焊机外观也漂亮些，操作比无电焊机方便，最适合老年人，残疾人，开门市部的使用最方便，我个人认为使用熟练后都是一样好用。
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梁新 邮政卡：60 3724027
2000 38540
关键词：超高碳钢；顶锻压焊；顶锻变形；热模拟
中图分类号：TG316 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0070-04
1 概述
超高碳钢的含碳量在1.0%～2.1%（质量分数，下同）之间，超过了传统高碳钢的含碳量。它的处理工艺与传统高碳钢不同，该钢在奥氏体化加热时需形变处理以获得较多的位错亚结构，完全奥氏体化淬火后经高温回火获得弥散球状渗碳体和铁素体基体。由于有大量的超细碳化物，在二次加热过程中碳化物将阻碍奥氏体晶粒长大，获得超细奥氏体晶粒。细小的奥氏体晶粒在不同的冷却条件下可获得所需的超细基体组织，如空冷可获得超细珠光体，淬火可获得超细马氏体。
由于采用传统方法制备出的超高碳钢具有极高的脆性，其工业化应用在过去一直被人们所忽视。然而近30年来的研究结果表明，当采用适当制备工艺使该材料获得超细铁素体（0.4～2.0μm）基体上分布着超细粒状渗碳体（0.2～1.0μm）组织，具有该组织的超高碳钢称为超细晶超高碳钢。该材料不仅在中、高温下具有高变形速率下的超塑性特性，还在室温下具有高达1000MPa以上的强度和高达35%左右的塑性，并且通过适当的热处理工艺还可使其硬度提高至HRC65～68以上。
晶粒细化是提高金属材料强度和韧性的有效方法之一，获得超细晶组织也一直是材料科技工作者梦寐以求的目标。研究发现，采取各种形变热处理工艺使超高碳钢的组织得到充分细化后，该钢除了具有高强度和一定的韧性之外，还具有良好的超塑性，从而大大拓宽了超高碳钢的应用前景。后来在1999年日本的K.Tsuzaki等人提出珠光体+淬火+回火的普通热处理工艺，这种不经过形变的普通热处理工艺被称为是制备超细晶超高碳钢最经济实用的
工艺。
2 国内外超高碳钢研究现状
20世纪70年代中期以来，斯坦福大学O.D.Sherby、美国Lawrence Livemore国家实验室和日本等国学者开展了一些研究，当采用适当制备工艺获得超细铁素体基体上分布着超细粒状渗碳体组织后，该材料不仅具有高的超塑性和良好的综合力学性能，而且利用其高温下良好的固态连接特性，还可与自身及其他金属材料（黄铜、铝青铜等）连接制备成新型高性能层状复合材料，具有较好的市场前景，而国内至今对其研究甚少。但史海生等人采用的具有快速凝固特点的喷射成形技术，制取的含3%Si的UHCS不仅具有优良的显微组织，同时还具有非常独特的超塑性。然而，限于喷射成形工艺自身的特点或设备上有待完善的原因，目前由喷射成形工艺获得的UHCS坯料中难免存在一些孔洞，还需要进行致密化处理才能愈合。
2.1 所有成分的超高碳钢在A1温度附近均具有超塑性
原因在于随着碳含量的增加，第二相碳化物的比例增大。这种细小弥散分布的第二相质点可以有效阻碍超塑变形过程中基体组织的长大，故超高碳钢的超塑性属于细晶结构超塑性。合金元素对超高碳钢的超塑性具有重要的影响，首先表现在对铁-碳相图的影响。如硅的加入，共晶点和共析点都左移，而共晶和共析温度升高，使转变温度成为一个温度区间，扩大并稳定了两相区的温度范围，这对于超塑性变形是有利的。现有的一些研究结果表明，晶界滑移是超高碳钢超塑性的主要变形机制，晶格扩散以及位错滑移蠕变对超塑性起协调变形作用。
2.2 力学性能研究
UHCS作为结构材料有大的发展前景和市场。UHCS可被加工成锭、薄板和棒，并代替部分共析钢应用于耐磨件、工模具、汽车和铁轨等领域。在相同的组织条件下，如球化组织、珠光体、回火马氏体等，超高碳钢比共析钢具有更高的强度，且塑性也略有提高。因为随着碳含量的增加，通过热加工等工艺，可使组织进一步细化，从而提高UHCS的强度。UHCS比低碳钢、高强钢和双相钢具有更优良的室温力学性能。
通过热处理UHCS可获得不同的显微组织，如马氏体、回火马氏体、贝氏体、珠光体等。一般来说，晶粒越细，室温综合力学性能越好，例如，具有细小贝氏体组织的1.0C-1.5CrUHCS的抗拉强度为1.81GPa，伸长率为18%。对于马氏体组织，马氏体针叶的大小直接影响UHCS的力学性能。1.8C-1.6AlUHCS的原始组织为细小的球化组织，1000℃淬火时，大部分碳化物溶解，奥氏体晶粒迅速长大，所获得的马氏体也较粗大，这种组织虽然具有高的强度和硬度，但室温压缩塑性很差。当800℃淬火时，碳化物不溶解，可获得光镜下不可分辨的马氏体组织和亚微米尺寸的碳化物，该组织具有优良的室温性能：压缩应变为26%，断裂强度为4.69GPa。
3 选题意义及研究内容
超高碳钢良好的超塑性和高强度备受材料工作者的青睐，但也给焊接制造业提出了严峻的挑战，同时给焊接工作者带来了许多新的研究课题和方向。主要有：焊接热影响区的晶粒粗化与细化，局部软化与脆化，焊缝金属的纯化与细化以及焊接方法的选择与焊接工艺的改进等等。
通过小能量输入、高强匹配、焊接区组织结构调整以及母材/焊缝金属匹配等多种努力，已经在碳素钢板带材和螺纹钢中实现了超高碳钢的焊接工艺初步突破，如控制焊缝的组织实现强韧化。对400MPa级细晶钢，只要通过调整焊缝组织使其获得针状铁素体即可获得理想的强韧性。而对于800MPa级以上的超高碳钢，要实现焊缝金属与母材的等匹配较为困难。但尚需进一步努力在含碳量很高的超高碳钢中取得成功。
超高碳钢表现出的优良性质，值得材料界同行进一步深入研究，以使超高碳钢得到更广泛的工业化应用。关于UHCS的压焊顶锻行为的模拟研究尚未见报道，而且UHCS的压焊顶锻大量应用于轨道焊接，以期望UHCS能在轨道上获得应用，因此，有必要进行UHCS的压焊顶锻行为的模拟研究，并为其他超细晶超高碳钢零部件的焊接提供参考。
研究的主要内容包括：（1）选择焊接工艺参数，采用Gleebble热模拟试验机，对超高碳钢进行加压顶锻试验。（2）对焊接接头进行机械性能测试，检测焊接接头性能。（3）对接头的组织进行观察。
4 试验材料及试验方法
4.1 试验材料
4.1.1 UHCS的制备工艺。
UHCS的制备工艺主要有：
（1）炼钢工艺：设备：真空感应炉；配料：总质量50kg；原材料：C、Cr、Al、Si、Mn、Ti、Nb、Fe纯金属，V-Fe，S、P是杂质。钢锭直径约16cm，高25cm。
（2）锻造工艺：预处理：材料表面打磨（粗车），除去氧化皮、涂料。均匀化处理：分段加热，首先在500℃～600℃预热1h；再提高炉温至800℃～900℃加热1h；然后再提高炉温至1100℃～1150℃加热1h。锻造：连续锻造成50×50mm方坯。温度低时可加热。
（3）轧制工艺：方坯在炉内分段加热至1000℃～1150℃，取出连续轧制10～12道次，至直径12mm，终轧温度750℃～800℃。
（4）球化退火工艺：第一，炉内温度812℃，装炉，约12min回升到812℃，总加热时间约40min；第二，1℃/min冷却到750℃；第三，出炉空冷。
4.1.2 UHCS的化学成分及组织。
实验材料为UHCS，试样尺寸为mm圆柱体。
UHCS化学成分如表1所示：
在碳素钢中加入合金元素后可以改善钢的使用性能，使合金钢得到许多碳钢所不具备的优良的或特殊的性质。在钢中经常加入的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr、Al、Co、B等。它们以以下四种形式
存在：
（1）溶入铁素体、奥氏体和马氏体中，以固溶体的溶质形式存在。
（2）形成强化相，如溶入渗碳体形成合金渗碳体，形成特殊碳化物或金属间化合物等。
（3）形成非金属夹杂物，如合金元素与O、N、S作用形成氧化物、氮化物和硫化物等。故加入Mn元素或其他合金元素，如Si、Al、Mo、Ni、Cr等来减小S、P的有害
作用。
（4）有些元素如Pb、Cu等既不溶于铁，也不形成化合物，而是在钢中以游离状态存在。在高碳钢中有时也以自由状态（石墨）存在。
碳是超高碳钢中的基本元素。研究表明，渗碳体之间的间距越小，屈服强度就越高。渗碳体是硬脆相，在超高碳钢中主要起第二相强化作用，但当碳含量大于1.0%时，钢中便有明显的网状渗碳体形成，网状渗碳体的存在，导致强度、塑性韧性均明显下降，而且当碳含量高于1.8%时网状渗碳体的消除就比较困难，从这个角度讲，超高碳钢的含碳量应取在1.8%以下，故本材料符合要求。
硅具有明显的石墨化作用，因此在添加硅的同时还应添加抑制石墨化的元素，如铬等。Cr元素具有在一定温度和变形条件下促进珠光体球化的作用，适当增加Cr元素含量，对抑制石墨化及稳定组织有利。但含铬钢强度高塑性低，而且含铬量大于2%时，材料加工、成形性变差。所以，含铬量不能超过2%。
铝也是铁素体形成元素，超高碳钢中添加铝的目的在于：提高A1温度和改善制备工艺。含Al的超高碳钢具有良好的抗氧化性能，在1200℃温度下长时间保温仍未有氧化膜生成。而且在抑制石墨化和抗氧化方面Al比Si更有效。因此，本试验材料铝的含量较高，满足要求。
4.2 试验方法
本试验采用Gleeble 1500热模拟实验机。该设备由计算机控制系统、温度控制系统和动力控制系统三大部分组成。其中计算机控制系统是Gleeble 1500D物理模拟试验机的核心部分，用以控制实验要求的加热条件和加载条件，如加热温度、加热速度、冷却方式以及加载压力等。温度控制系统采用电阻加热方式加热，温度控制精度可达±1℃。动力控制系统用来控制加载，可以完成多种工艺实验和力学实验，如锻造、轧制、拉伸和压缩等过程模拟。此外，设备配有数据采集系统，可以同时采集试样的温度、真实应变、应变速度等数据，实验完成后，数据用Origin软件输出，数据的后续处理功能强大。
可实现实验种类：
4.2.1 过程模拟。热轧工艺模拟、连铸工艺模拟、锻造工艺模拟、对焊工艺模拟、焊接热影响区模拟、热处理工艺模拟。
4.2.2 实验类型。常温拉伸/压缩实验、高温拉伸/压缩实验、热疲劳、热/机疲劳、高温热塑性曲线、真应力/真应变曲线、CCT曲线。
4.2.3 基础材料研究。扩散、熔化及控制固化、应力松弛、再结晶、加工硬化、冻结显微组织等。硬度测量在维氏硬度计上进行。接头的抗拉强度在精密万能试验机上进行，其型号为AG-I250KN。显微组织分析采用图像分析仪，型号为IAS-4。
4.3 焊接方法及焊接工艺参数的选择
4.3.1 焊接方法的选择。为获得与母材相匹配性能的焊接接头，需要进行焊接材料、焊接方法及焊接工艺的合理选择。众所周知，随着碳及合金元素的增加往往会给钢的焊接带来不利的影响，而不同钢种所出现的焊接性问题又不尽
相同。
本试验用的是超高碳钢，含碳量很高，普通电弧焊接过程容易产生一系列问题，使焊接过程难以进行，且焊后容易留下焊接缺陷。另外，本试验材料通过球化退火，其组织为超细珠光体+球状碳化物，晶粒极度细小，焊接时会出现严重的晶粒长大倾向，晶粒长大不仅会造成焊缝及焊接热影响区（HAZ）脆化，而且焊接的热作用还会导致HAZ的软化。由于焊接性问题的出现，往往会降低焊接结构安全运行的可靠性，造成焊接结构的早期破坏。为了解决这一问题，需要采用高能量密度热源低热量输入的焊接方法进行快速焊接，使焊接热影响区变窄，减小软化区宽度，有利于防止软化引起的接头力学性能的降低。但就目前的研究现状来看，国内外有关超高碳钢的压焊顶锻行为的研究报道很少，利用电阻热加热这些接触点，使金属端面熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻压力完成焊接。因此，采用电阻加热方式进行焊接模拟，具有极强的热应力应变模拟功能，而且不需要焊材，不开坡口，还避免了选取焊材难与母材性能匹配的问题，完全适合超高碳钢的焊接。
4.3.2 焊接工艺参数的选择。焊接工艺参数的选择如表2所示：
表2 焊接工艺参数
参数方案加热峰值温度/℃ 加热速度/℃/s 顶锻量/cm 顶锻速度/cm/s 试样号
11000 250 6 2 1#
21100 250 8 3 2#
31200 250 10 4 3#
以方案3的参数预焊一对（不做热处理）作为4#试样，与1#、2#、3#试样（经过热处理）作比较。采用制备好的Φ8mm×60mm的棒料，用砂纸将棒料端面打磨光亮。在试验过程中计算机记录试样加热温度、时间、顶锻量和应力变化情况。将1#、2#、3#试样进行热处理，用热处理加热炉加热至770℃保温3h，炉冷至550℃，然后空冷。
4.3.3 试验方案，本试验方案如下：选择焊接工艺参数、采用焊接超高碳钢-超高碳钢、对焊缝进行热处理、焊接接头进行机械性能测试、焊接接头的组织观察。
5 超高碳钢的压焊顶锻行为的模拟
5.1 接头的机械性能
5.1.1 接头的抗拉强度。
第一步：热处理前、后焊接接头的抗拉强度的拉伸数据比较。
通过拉伸试验所得比较数据。结果表明：热处理过的3#试样的抗拉强度明显高于未热处理的4#试样。
第二步：热处理后焊接接头的拉伸数据比较。
2#试样的拉伸强度最高，最大载荷达到30kN（折算应力大约为184.349MPa），说明按第（2）方案的工艺参数焊接所得的焊接接头在热处理后性能最好。
5.1.2 接头的显微硬度。
通过力学性能测试，不难发现2#试样的力学性能最好，因此以第（2）方案，即加热峰值温度为1100℃，加热速度250℃/s，顶锻量为8cm，顶锻速度为3cm/s；再焊一组试样，记作5#材料。焊完以后进行热处理：热处理方法如上。然后沿试样与焊缝的交叉方向线切割，使焊缝外露。在初磨以后采用维氏硬度计测定硬度：从一侧穿过焊缝区至另一侧进行硬度测试。
5.1.3 焊接工艺参数分析。
本实验焊接过程是利用电阻热加热材料被焊端面使其迅速加热到熔化状态，然后通过施加压力快速将两者对焊到一起完成焊接。因此，采用电阻加热方式进行焊接模拟，具有极强的热应力应变模拟功能，在焊接时两个焊接材料熔合区所受的热/力条件相同。在焊接过程中焊接参数的选择会给焊接带来不同程度的影响。现通过分析压焊加热峰值温度、加热速度、顶锻量、顶锻速度等参数，研究顶锻参数匹配关系与焊瘤形貌特征。
通过力学性能测试，初判顶锻参数的匹配效果。
1#焊接接头：表面良好，力学性能较差，其原因是加热温度太低，原材料两个表面不能达到溶化状态，且顶锻量太少，以致不能完全焊上，顶锻参数匹配效果不好。
2#焊接接头：表面良好，力学性能良好，顶锻参数匹配效果良好。
3#焊接接头：表面有毛刺，力学性能一般，其原因是加热温度过高，以致原材料两端面溶化过多，且顶锻量和顶锻速度太大，以致瘤根部的金属流线弯曲分层严重，热裂纹、疏松等缺陷较多，顶锻参数匹配效果不好。
因此，试验范围内最佳的顶锻参数为2#焊接接头，即加热峰值温度为1100℃，加热速度250℃/s，顶锻量为8cm，顶锻速度为3cm/s。
5.2 焊缝组织观察
选取拉伸性能较好的方案所处理后得到的5#试样，在测完其硬度以后，先在砂纸上磨平表面，接着在抛光机上抛光，再利用4%的硝酸酒精溶液腐蚀磨面，最后在图像分析仪上观察焊缝及近缝区的组织。
超高碳钢在A1温度附近均具有超塑性。原因在于随着碳含量的增加，第二相碳化物的比例增大，通过适当工艺处理进一步细化晶粒，这种细小弥散分布的第二相质点可以有效阻碍超塑变形过程中基体组织的长大，故超高碳钢的超塑性属于细晶结构超塑性。
首先是焊缝比较完整、平齐、外观良好；其次发现垂直于焊缝方向有一条黑色区域。
初步分析，形成的原因如下：在实验过程中，温度峰值达定为1100℃，实际温度峰值波动最大值为1106℃。含碳量为1.58%的超高碳钢为固相，故试样端部不会被熔化，但此时又受到外力的挤压，外观上焊缝附近出现局部变形，内部组织则在拉应力的作用下发生不均匀的变化，因此产生了与原始组织不同的黑色区域。除了外力的作用，超高碳钢本身所具有的超塑性也是成因之一。
进一步分析，既然1106℃下超高碳钢不处于熔化状态，因此焊缝组织变化不大的黑色区域为超高碳钢的原始组织，而呈细带状的白色部分为被拉伸了的原始组织。
最终分析，焊接用的试样为圆柱钢锭，在焊接过程中，试样被快速加热到1106℃，由于材料本身具有散热性，散热效果由圆柱壁向轴心逐渐降低，致使由轴心向外壁产生一个逐渐降低的温度梯度，当外壁为1106℃时，内部温度会稍高一点，这也是3#试样在预定峰值温度为1200℃（实验峰值温度为1301℃）时熔化烧损的原因。正是这个因素，导致了试样轴心部位的组织的流动性比外部的好，在顶锻焊接时加入了一个顶锻力，在力的作用下，又因为超高碳钢具超塑性，因此原始组织被拉伸，呈现大量超细均匀分布的珠光体的带状分布，这也是导致显微硬度在焊缝区明显高于母材的直接原因。
6 结语
研究结果表明，最佳工艺参数组合是：加热峰值温度为1100℃，加热速度250℃/s，顶锻量为8cm，顶锻速度为
3cm/s。焊后其焊缝硬度可达到HV254.3左右，接头硬度不低于母材，焊接热影响区（HAZ）未出现软化。焊后拉伸强度达到184.349MPa。焊缝热影响区的组织为珠光体+铁素体，其中珠光体为呈超细均匀分布的，硬度高于母材，铁素体部分呈针状分布。
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【关键词】材料成型与控制工程 材料加工 产品设计 模具制造
一、材料成型与控制工程的两大方面
随着这门技术的不断发展壮大，逐渐也形成了一套完整的理论。材料成型及空工程模具制造主要有两个方面：模具与焊接。在模具方面上也分为很多种，主要有冲压模具、塑料模具、锻造以及铸造等。其中塑料模具具体包括材料的注塑、吹塑以及吸塑等，其中注塑在工业生产中被广泛使用。而冲压模具又包括拉伸、翻边、冲孔、等。第二个方面就是焊接，焊接是一种低成本的利用高科技连接材料的工艺手法，在材料之间的连接还没有发现另外一种工艺方法比焊接更为有效，并且还能对产品带来巨大的附加值。如今，在材料成型与控制工程中焊接技术占据了很重要的地位，随着科学技术的不发展，材料成型与控制工程模具技术在焊接方面日趋成熟，在当代的工业经济中发挥着越来越重要的作用。
二、材料成型与控制工程模具制造技术的分析
（一）控制工程的加工和金属材料的成型。
1.材料的一次性成型技术
这种技术主要分为三种，一种是材料的挤压，将金属材料置于模具内对金属胚料进行加压，使之材料在一定程度上发生改变，产生变形，进而获得与模孔相一致的尺寸工件。挤压的特点是加工完成后的产品塑性好，不容易发生变形。另一种是材料的拉拔，将金属材料置于模具内对金属胚料的端部施加拉力，使之材料在一定程度上发生形变，进而获得与模孔相一致的工件。拉拔的特点材料在变形时受到的阻力比挤压小，但是对金属胚料的塑性要求相对较高。还有一种就是材料的轧制，金属材料受到旋转轧辊的压缩而发生塑性变化，进而获得具有一定形状和尺寸的工件。
2.对金属材料的二次加工
对金属材料的二次加工方法有很多种。如铸造、冲压、旋压、 焊接等方法都可以对材料进行二次成型加工。铸造就是将金属材料置于模具之中，通过其它方法对模具施加压力，使之发生形变。特点是材料的变形阻力大，可以加工相对复杂的工件，适合工厂的批量生产。冲压是金属材料在模具上受到压力机施加的压力，进而发生的塑性变化获得所需要的工件。旋压就是将金属胚料压紧在旋转的模具上并随着芯模旋转而旋转，以此来借助旋轮的离心力对金属材料施加压力使之发生塑性变化，进而获得所需要的尺寸和形状的工件。旋压的特点很突出，材料受到的工艺压力较小，适合不同尺寸的工件加工，对模具的要求也相对简单，但是生产效率比较低。最后就是焊接技术，焊接就是通过对工件的加热或施加压力，使焊接的元件更合的结合在一起。焊接又分为融化焊、压焊和钎焊三种，熔化焊是在焊接过程中，将元件接头的地方加热到融化状态，对其不断施加压力而完成焊接的方法。压焊是在焊接的过程中，对元件只施加压力进而完成的焊接的方法。钎焊是指焊接元件所采用的钎材料熔点比较低，将焊接元件加热到钎材料的熔点，充分利用液态化的钎材料的特性，焊件使材料之间充分结合在一起实现焊接的一种方法。
3.非金属材料的成型与控制工程模具加工技术
非金属的材料成型与控制技术主要有三种：
一种是挤出成型，利用旋塞和螺杆的挤压与切割的作用对固体胚料进行熔融处理通过一定的压力通过模具，待冷却之后，进而获得所需要的元件。挤压成型的特点是可以连续化的生产，提高生产效率，质量比较好、使用范围较广，设备的要求简单，企业投资少，见效快。
一种是注射成型，其原理是通过注射机将胚料加热至融化，然后利用高压将材料射入到模具型腔之内，等到冷却之后，获得所需的元件。这种技术手段具有生产效率高、速度快，可实现自动化操作，可以加工形状较为复杂的零件，适合工厂内的大量生产。
最后一种是压塑成型法，其原理是将材料助于密闭的模具之中使用加压和固化等成型方法。这种方法可以一次性加工多个工件，所生产处的工件收缩性小、不易发生形变，性能完善，但是这种方法生产周期较长，效率低。
三、对材料加工成型技术的发展趋势
（一）精确的材料成型加工技术。
如今，精确材料加工技术已经被国内外广泛应用。尤其是在汽车制造业中这种技术更被广广泛的应用。
（二）自由成型与快速的加工技术。
随着世界经济逐渐一体化，市场的竞争也在不断的加剧，产品的研发速度也逐渐受到制造商的重视，企业为了适应时代的发展要求，自由成型快速的加工技术备受人们关注。
（三）在材料加工过程中的仿真与模拟。
由于时代的不断发展变化，实验和理论的探究材料性能已经越来越跟不上市场经济的发展需求，在材料加工制作过程中采用模拟与仿真比理论与实验做的更加全面深刻，可以做一些在实验和理论方面所做不到的研究。因此，材料的加工制作的仿真与模拟技术越来越被人们所推崇。
四、结束语
随着材料成型与控制工程模具制造技术的不断发展完善，会更加有效的促进机械制造业的快速发展。技术的不断研发和更新即顺应了当今时展的需求，又促进了整个社会经济的不断发展进步。在当今时代，一个企业想要发展壮大就需要加快科学技术的研发速度，把科学技术作为企业的第一生产力。因此，材料成型工艺需要应对这种社会的主流形式，不断发展、不断创新以此来应对市场发展的需要。
参考文献：
[1]徐昌贵，朱慧，刘斌，王晶.提高机械类本科毕业设计质量的研究[J].中国科教创新导刊，2010，（05）.
关键词：塑料门窗，焊角开裂
塑料门窗在制作、运输及安装时，有时会遇到角强度不足或焊角开裂的现象，这不仅严重影响门窗的质量，也给生产厂家造成一定损失。因此有必要对这一问题进行探讨并加以克服。论文格式。
1.塑料门窗焊角开裂基本情况
2008年10月中旬朝阳地区气温与往年同期相比偏低2～3℃，且昼夜温差大，市内几家塑料门窗生产厂在门窗安装前、后均发现门窗焊角处有不同程度的开裂发生，裂纹状况见图1。
图1 塑料门窗焊角处产生的裂纹状况
从图1可见，裂纹位置分别在：（1）沿焊口处延伸后离开焊口；（2）在焊角内交汇处离开焊口裂开；（3）在焊角内交汇处离开焊接位置一定距离裂开。裂纹走向均由内向外，类似“S”型。
有关厂家分别从原材料、加工工艺、安装等方面分析原因，同时取一樘焊角开裂的塑料窗，切下四角进行角强度试验，结果见表1。
表1 同一樘窗四角的角强度对比试验结果
关键词：焊接应力；化工；机械设备；危害；办法
焊接的过程主要通过局部加热进行。焊接变形指的是由局部的膨胀和收缩引起的整体形状和尺寸的发生改变；内应力产生的原因是焊接过程中焊件各部分变形幅度不同和焊件之间相互制约。焊接变形与内应力对产品的质量和使用安全产生巨大的影响。
一、 焊接应力及种类
焊接应力包括在焊接结构中由内外因素而引起的拘束应力和在焊接接头中显微缺陷处聚集扩散氢形成的氢致局部应力。焊接应力的大小及分布受到焊件材料、焊接材质、焊接方式、装配焊接顺序、焊接参数、焊接构件的刚度以及外加的拘束程度等因素的影响。按照焊接应力在空间的方向可以分为单向应力、双向应力和三向应力。薄板对接时，可以认为是双向应力。三向应力通常出现在3个方向焊缝的交叉处、大厚度焊件的焊缝以及存在裂纹、夹渣等缺陷处。三向应力使材料的塑性降低、容易导致脆性断裂，它是一种最危险的应力状态。常见的焊接应力有纵向应力、横向应力和厚度方向应力。大量的研究表明，当构件经受不均匀加热时，会在局部区域产生塑性应变。当热源撤离、构件温度恢复到原始的均匀状态时，由于在构件内部发生了不可恢复的塑性变形，因而产生了相应的危害。
热应力和组织应力是根据产生焊接应力的原因划分的；纵向焊接应力和横向焊接应力是根据焊接应力作用的方向划分的，具体来说，根据焊接应力在空间方向的不同，又可分为单向应力、双向应力和三向应力。严格地说，焊件中的应力应为三向应力。但对薄板，其焊接应力主要为单向或双向应力。单向应力对焊件的强度影响不大，有时不必消除；但若板厚大于25～30m m，则焊缝存在双向或三向应力，焊缝金属的强度及冲击值将显著下降，因此应采取一定的措施以减小和消除焊接应力。
二、 焊接应力产生的原因及危害
焊接应力是焊接过程中焊件被加热或冷却时体积变化受阻而产生。在焊接过程中引起体积变化的主要原因是：由于温度降低体积收缩和低温时组织转变而引起的体积变化。
（一）焊接应力受组织转变的影响
组织转变发生在在焊缝金属和热影响区金属的加热和冷却过程中。组织应力是由于不同组织的不同密度，引起组织转变过程中，焊缝区金属的体积膨胀或收缩而产生的焊接应力。
焊接应力的危害主要表现在以下几个方面。
①对焊接区金属的抗疲劳强度和塑性产生不良影响 焊接区的应力状态往往复杂多变，且峰值往往很高，在高应力区常常发生过塑性拉伸，降低材料的塑性及工件的抗疲劳强度。这对承受动载荷的结构危害很大。
②诱发焊接裂纹的产生 因受阻而发生焊接区收缩的拉应变，当其超出该材料的承受范围时，则会在焊接区造成裂纹。
③对应力腐蚀速度产生促进作用 应力腐蚀速度受到拉应力的影响会加快。
④对焊件精度产生降低作用 在温度、时间等的作用下焊接应力会逐渐变低，这种降低容易造成焊接件的整体形状、尺寸发生一些变化。
（二）热收缩影响焊接应力
在冷却过程中，已凝固的焊缝金属由于在垂直焊缝方向上产生较大的温度差别，低温区金属限制高温区金属的收缩，在两部分金属中同时引起内应力结果就是，高温区金属内部存在拉应力，低温区金属内部存在压应力。这种由于冷收缩受阻而产生的焊接应力称为热应力。热应力是焊接应力中最主要的形式。
四、降低和消除焊接应力的对策
设计、工艺及焊后处理三方面是降低和消除焊接应力的三大主要对策。
（一）设计方面
关键对焊缝进行正确布置，降低应力叠加，从而大大降低应力峰值。
1.避免将焊缝设置在断面剧烈过渡的区域。例如折边封头过渡区圆角半径很小、非等厚连接处等断面剧烈过渡区，都不适合进行焊缝设置。断面剧烈过渡区存在应力集中现象，断面厚薄（粗细）悬殊会造成刚性差异和受热差异悬殊，增大焊接应力，故应避免。当不可避免时，可将厚件削薄实现等厚连接
2.在布置焊缝时尽可能分散，避免产生交叉。一般来说，筒体纵缝的间距要求大于1 0 0 m m。尽量避免使用交叉焊缝，以免三向应力的产生。但并非完全不能采取交叉焊缝，在大型容器的制备过程中时，为采用自动化程度较高的工艺装备，提高生产率，对那些塑性较好的材料（低碳钢、16M n钢等）也可采用十字交叉焊缝结构。如对大型球形容器我国规定了两种并行的焊缝拼接法。
3.对结构设计进行改进，降低焊件局部刚性，从而降低焊接应力。对于一些厚度大、刚性大的工件，为防裂可开圆槽。
（二）工艺方面
1.在焊前进行预热。通过预热降低焊接时温度差异，减缓冷却速度，从而降低热应力。小件焊件可进行整体预热；对于尺寸较大的焊件，只能采用局部预热，预热部位应在焊缝区以外。
2.对焊接顺序进行合理安排。焊接顺序安排的基本原则是：在刚性较小的情况下进行大多数焊缝的施焊，以便焊件的自由收缩，从而降低焊接的应力；对于收缩量最大的焊缝，应该现行焊接，如结构中既有对接焊缝，又有角焊缝，应先焊对接焊缝，后焊角接焊缝。
3.对焊缝进行锤击。在焊缝金属的冷却过程中，利用圆头小锤对焊缝进行轻轻的敲击，拓展焊缝，可有效减少焊接应力。
（二）焊后处理
1.机械拉伸的方法。加载完成焊接的结构，加强结构内部应力，使之接近屈服强度，最后进行卸载，以达到部分消除焊接应力的目的。如容器制造中的水压试验。
2.焊后热处理的方法。焊后热处理是最常用的消除焊接应力方的法，此方法是利用在高温下材料屈服极限的减少，在应力高的地方发生塑性流动，从而达到消除焊接应力的目的。一般采用消除应力退火。其规范视材料、板厚及预热情况而异。焊后热处理对消除焊接应力虽有较好的效果，但应注意对某些合金钢，尤其是板厚较大时，易产生再热裂纹。
参考文献：
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关键词：问题；塑钢窗；剖析；PVC；焊角
中图分类号：TH145.4+2 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数
众所周知，造成PVC塑钢窗焊角开裂的因素有很多，且相当繁杂。为此，本文作者将结合自身多年以来的实践操作经验以及自己与同行人员之间的沟通研讨结果，归纳概括出PVC塑钢窗焊角开裂的若干规律。
一、PVC塑钢窗焊角开裂的一般规律
（1）PVC塑钢窗的扇开裂数量少，框开裂的数量多；（2）在组装PVC塑钢窗的过程中，熟练工人操作导致焊角开裂的几率远比新手工人低得多；（3）长钢衬开裂的数量要少于短钢衬；（4）扇与框的上部开裂的数量要少于其底部开裂的数量；（5）在高温环境下组装PVC钢塑窗出现开裂现象的几率要比在低温环境组装的小；（6）PVC型材的直角处开裂现象多，而V角处开裂的现象少；（7）焊角处依靠焊缝外裂的情况少，焊缝裂的情况多；（8）在车间当中组装PVC塑钢窗出现开裂的概率比现场组装更低；（9）PVC型材大面裂的数量比小面裂的数量少；（10）厚壁PVC型材比薄壁PVC型材开裂的数量更少；（11）短压条比长压条开裂的数量少。
二、焊角开裂的关键缘由
（1）局部应力太集中
由于压条的长度值过大形成的挤压力及重力平衡度低给焊角形成分离力均会导致PVC型材局部应力太大，最终使得焊角出现开裂。
（2）实践经验
因为新手工人所积累的实践经验少，不大熟悉对PVC塑钢管进行组装的时候的搬运手段、用力大小及局部处理等操作，所以焊角开裂现象时常出现，这也是造成PVC塑钢窗焊角开裂的主因。
（3）受力太大
由于焊角处所受到的分离力与冲击力远远地大于本体强度的极限值，导致焊角开裂。
（4）PVC型材的壁厚度值大
PVC型材的厚度值愈大，其焊角的强度值就愈大，焊角开裂的几率愈变愈低。
（5）环境温度低
对于温度，PVC树脂较为敏感，尽管其通过抗冲之后会改变其性质，但是PVC树脂的基本特点还是会保留下来。但是，在低温环境之下当PVC塑钢窗遭遇分离力与冲击力，焊角开裂的可能性就会大大增加。通常而言，每年9月下旬至11月焊角开裂的数量比5月至9月开裂的数量相对较多；北方地区在组装过程中比南方地区开裂的次数更多。从这可以看出，在对PVC塑钢窗进行组装的过程当中，焊角开裂同环境温度存在着十分紧密的联系。
三、PVC塑钢窗组装厂给焊角开裂造成的影响
如今，我国囊括街道两侧的小门市加工点在内的PVC塑钢窗组装厂的数量不计其数，然而自整体上看，大部分组装厂均选取国产塑钢窗组装设备。事实上，这些组装厂在设备与规模的先进性、技术管理水准以及工人的素质水平等上存在着很大的差异，下面笔者将从六大方面对其进行具体剖析。
（1）下料锯
在选择下料锯时，必须采用双角锯，以加工图纸为参照标准对PVC型材进行切割，确保下料长度误差处于±1.0 mm的区间内。若切割下料不达标，势必会减弱焊角的强度，使得焊角开裂。
（2）装配压条
在PVC塑钢窗生产过程中，压条的安装十分重要。从表面上来观察，压条切割技术的操作简洁容易、技术含量低，事实上并非如此。PVC塑钢窗的压条装配质量一般会视成一大检查要点，其要求压条的对接角务必要维持在56度，且缝隙要不超过1.5mm，鉴定难度小，直观性强。但是，部分PVC塑钢窗组装厂故意加大压条的长度使缝隙减小，一旦尺寸超标，则会给焊角施加应力，导致开裂现象发生。
（3）焊接机
由于四角焊接机可以同步工作四个机头，并能一次性地搞好一个矩形框的焊接过程，确保窗的扇与框的高、宽值相同，有利于辅材与主材的压条批量下料。因此，在挑选焊接工具时，若条件允许的话，PVC塑钢窗组装厂应尽可能地选购四角焊接机。在1999年初，大连金源塑料建材有限公司就购买了一台数控触摸式四角焊接机。通过一番测量，结果发现，其生产的PVC塑钢窗的尺寸和图纸差不多相同，尺寸误差基本上等于零，且其直角度十分理想，不仅能够保证产品质量，还能大幅提升生产效率。
（4）钢衬
一般来说，钢衬有1.2mm厚，但在笔者看来，使用1.5mm厚的钢衬最为适宜，且用方管钢衬，相对于PVC型材构件，其长度值要小6至10mm。如果PVC塑钢窗组装厂在施工过程中不按施工要求施工，采取长度值小的钢衬的话，很容易使焊角开裂。
（5）挑选PVC型材
在挑选PVC型材时，组装厂应挑选那些信誉度高、行业认可、规模宏大、生产稳定的PVC型材生产企业购买符合GB/T 8814-2004的要求。
（6）其他
焊接参数设定、清角手段、焊布质量、构件放置时间等因素也会对焊角的强度产生一定影响。
四、PVC塑钢窗安装时的影响
当前，因为消费者对PVC塑钢窗要求不高，加之技术门槛相对较低，资金投入的力度不大，所以出现了大量作坊式的PVC塑钢窗组装厂，这无疑会导致PVC塑钢窗在规范及安装工艺上水平不一，更有甚者，在组装时会损毁窗框，有的甚至无法使用。大连金源塑料建材有限公司运用附框安装手段的时间已有几年，其所有的PVC塑钢窗的组装、装配都是在车间内完成的，等到土建施工工作做好才开始对PVC塑钢窗进行安装，以免受到土建施工的影响，同时又能确保PVC塑钢窗洁净无污染、无损坏。除此之外，在安装PVC塑钢窗过程中，应确保其安装环境的温度高于5摄氏度。
五、PVC型材自身质量的影响
（1）塑化度
由于生产PVC型材的挤出机及挤出配方、挤出工艺存在很大的差异，因此其塑化度也会有所差别。一般来说，采取CPE的PVC型材的塑化温度较低，没有太为显著的抗冲改性成效，但是。一旦塑化度太高，则会减弱冲击性能，进而使得焊角开裂。
（2）冲击改性剂
事实上，我国各大PVC型材生产企业之间的差异主要反映在其冲击改性体系与体系上。为了提升PVC型材的冲击性能，我国企业选择CPE的数量远远多于ACR类冲击改性剂，但是，在焊角开裂的发生几率上后者明显要低于前者。
（3）牵引工艺
PVC型材的牵引工艺若不合理，不仅会使PVC型材的加热尺寸变化率过大，也许还会催生出内应力。一般而言，在加热之后，因高聚物的记忆效应的缘故PVC型材的尺寸会变小。但是在焊接时因焊接出现的热量会对外传导，这无疑会使得PVC型材的局部收缩，引发焊角开裂。据勘测，焊口处两端的温差比较大，温度相对较高开裂的几率更高，会产生无法弥合的裂纹。
六、改善办法
在PVC塑钢窗行业当中往往会出现焊角开裂问题，为降低此类问题出现的几率、提升其合格率，应重点开展下列七项工作。（1）以温度最为突出的施工环境给焊角开裂带来的影响最大。一般来说，若温度低于10摄氏度，则不宜组装，应当尽量做好保温工作。（2）行业协会应最大限度地发挥出引导效用，加强行业交流，充分开发生产及科技研究人员的智力与经验，从而推动行业的发展。（3）进一步提升PVC型材的内在质量，尽量选取ACR类冲击改性剂以提升其冲击性能。（4）PVC塑钢窗组装人员在上岗之前务必要通过培训，提升其技术素质水准，验收实践规范生产，在组装时尽量做到一气呵成。同时，要重视运输工作，减少运输途中出现焊角开裂问题的概率。（5）对PVC塑钢窗相关的国家标准要严格执行。（6）要加大力度探索PVC塑钢窗组装设备焊板处的开裂的改善办法，减少温度梯度，使得加热区域愈加均匀化，从而确保PVC型材两端的温度均衡，防止焊角开裂情况的出现。
关键词：车身材料;连接技术;发展态势
一、车身材料概述
1.车身材料发展现状
汽车构成零件大约是两万多件，并且这些零件均由各式各样的材料所制成。根据有关统计分析，大约86%都是金属材料，其间属钢铁材料比重最大，约为80%，这也就表明目前汽车制造过程中，车身材料多采用钢铁材料。从以下两个方面进行分析：一是传统汽车车身零件生产时大都是冲压方式，钢板冲压车身零件时其利用率高，生产率良好，有利于组织流水生产，可以冲制出形状复杂的零件，零件之间互换性较好;二是钢板强度较高且吸收能力极强，这则提升了汽车安全系数。目前汽车车身所运用的钢板生产方式大都采用冷轧钢板及热轧钢板。冷轧钢板表面质量较高且常用在车身外覆盖件上，热轧钢则是多用在底盘及车架等方面，此方面零件要求具备高强度，但是表面要求偏低。根据钢板特征，则车身用钢板多是普通碳钢板及特殊钢板，通常特殊钢板是包括高强度钢板及涂层钢板与拼焊钢板。车身材料还包括铝、镁及塑料等，不过应用比重较小或是处在实践时期。
2.车身材料发展态势
汽车材料应用开发过程中，材料轻质高强度化是主要发展态势。车身轻量化要求使得轻质材料从实践中转为实用。
（1）钢板材料高强度且高塑性加工性能。未来钢板材料必定为汽车车身材料的主要材料。钢板材料开发及应用则是强度更高且更易塑形，以便降低车身重量。功能性材料则主要是趋向于多性能开发，比如形状记忆合金;能源材料则就属储氢合金;环境材料则主要是修复钢板等方面开发应用，这些材料的应用必定是车身应用的主要方向。
（2）铝、镁合金材料的应用。现如今的汽车零件铝化程度持续加大，可以说未来安全舒适且美观耐用及轻量化，加上易装配及维修和易回收、节能无污染等综合性能极高的全铝化材料会被广泛应用。目前，铝、镁合金材料大都应用于发动机活塞及气缸盖和歧管等类零件上，白车身上应用仍是样车实践阶段，并未大批量生产及投产。铝、镁合金形成中极易出现破裂现象，并且其表面极易擦伤，冲压难度较大。这使铝、镁合金的使用比例有增加趋势。更重要的是欧美铝、镁合金价格偏低，所以未来汽车车身应用材料中大都会是欧美国家的铝、镁合金。
（3）车身塑料化、复合材料化。未来车用材料将逐渐转化为塑料及复合材料。塑料大都是以石油为原料，可以使得车身轻量化且节源。现如今的塑料大多是应用于轿车内部。若是可以处理成本及强度和外观品质方面的问题，则塑料运用会逐渐转向车外部件。新型塑料的持续涌现，比如发泡板、聚氨酯材料等为解决上述问题提供了条件。新型车身材料应用于车身则随着此类材料成型问题处理而比重增大，车身材料轻质性、易成型性、低成本、高稳定性是未来车身材料发展的主要趋势。
3.车身材料连接技术现状及存在的问题
随着新型材料的使用，促进了新的连接技术的快速发展，下面简单介绍车身连接技术的现状及存在的问题。
复合连接技术在国内的开发和应用还处在起步阶段。兰州理工大学的樊丁与日本大阪大学的中田一博等人联合设计了YAG激光―脉冲MIG电弧复合焊接机头，开发了其焊接铝合金的新工艺，探讨了各规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。我国的北京吉普汽车公司和东风汽车集团正在着手对复合焊接工艺的进一步研究。东风汽车公司工艺研究所的郑成刚介绍了胶粘剂、密封胶在汽车生产、装配中的应用概况，阐述了有关胶粘剂品种近年来的发展情况和市场需求动向。
在所有的连接方法中，焊接技术具备更好的自身优势，从而被广泛应用于汽车车身制造中。国内车身材料均是采用汽车专用薄钢板、涂层钢板为主的焊接方式均是熔化极气体保护电弧焊方式，或是电阻点韩及点焊铰接、铝合金焊接性能偏低，加上各类不同种类材料混合运用，涌现出各种自铆机械式连接。汽车粘接技术对汽车焊接质量极为重要，车身尺寸制作务必精确无误，熔焊机器人焊接技术应用也是非常广泛，加上有效的焊接方式则得到更好的效果，开发激光MIG复合焊以降低激光器功率，从而减小结构装配存在误差的问题出现率，保障激光焊深熔是高效且快速，并且实现低热输入。
汽车生产批量化和高效率有着极高的产品一致性要求，机器人生产方式因其自身优势被汽车焊接广泛应用。国内现如今汽车和汽车零件厂商焊接机器人运用所占的比重为全国焊接机器人总量的80%。汽车制造机器人焊接在西方发达国家应用较为普遍，其均是全部自动化，并且产品具备极高的一致性，成本不高。美国或是德国汽车行业机器人焊接及自动化率早已超出钢结构及造船和建筑行业。
参考文献：
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关键词 焊接；热处理；残余应力；影响；消除
中图分类号：TG404 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0084-02
在全球经济一体化趋势的影响下，各行各业的生产和能源消费对于全球能源可持续发展都会产生不同程度的影响，为了适应节能减排的目标，必须要从能源消耗较大的工业着手。焊接工艺作为现代工艺中一项常用的技术，其在材料、技术等方面都有着较高的消耗，一直以来都是高耗能行业，基于此，必须要注重对焊接工艺的科学处理，才能实现能源的节约。
1 影响焊接残余应力的主要因素
1.1 焊接原材料的影响
随着原材料的熔化温度变化，焊接的残余应力也会相应发生变化。其温度越高、残余应力就越大。同时，对残余应力大小的影响因素还包括：线膨胀系数、屈服强度、弹性模量等。原材料的种类不同，由此产生的变化也有所区别。当膨胀系数处于高温条件下，其温度就会持续上升，此时为线性增加状态；屈服强度、弹性模量等都会随着原材料类型的不同而表现出不同的反应。
1.2 焊接参数的影响
在相对正常的焊接条件下，若想确保焊接电流不产生任何变化，则需要提高焊接效率，此时将延长焊接的温度场，同时增加了焊接的梯度，此时焊接残余应力就会加大。若想确保焊接的速度不发生改变，则提高焊接电流强度，此时焊接的温度场就会变宽、加长，增加温度梯度，焊接的残余应力也相应加大。
1.3 焊接热源的影响
在结构焊接过程中，一般只采取局部加热方法，但是热源中心的温度一般较高，由于焊缝与焊件不同点之间的距离存在差异，因此在加热的瞬间，各点温度会产生变化，温度场也可能有所改变。由于加热并不是均匀进行，焊件的温度梯度有所增加，对焊接残余应力大小造成影响。如果在自然条件下完成焊件的冷却，此时温度由800℃降低到500℃，无论是焊接的残余应力还是应变力大小，都会受到影响，需加强重视。
1.4 焊接比容的影响
当钢材结构经过加热或者冷却之后，就会产生相变作用，由此变化也会引发比容、性能等改变。一般情况下，如果温度已经上升到700℃以上，那么钢材就会由奥氏体转变为铁素体，但是对残余应力的影响可以忽略不计。在冷却过程中，由于温度大幅度降低，冷却的速度也有所改变，此时合金数量、碳元素数量等增加，钢结构在低温状况下发生相变，此时体积快速膨胀，就会产生残余应力。
2 焊接残余应力对构件的危害
在构件焊接过程中，由于受到应力重分布或者二次变形等影响，在介质、温度等作用下，残余应力将对结构性能造成多方面影响，分析如下。
2.1 降低焊接结构的静力强度
当结构受到一定承载力之后，会表现出充足的塑性变形能力。随着荷载力的大幅度增加，此时屈服强度的区域应力也有所增加，而不符合屈服强度的区域应力也会发生变化。在这种情况下，焊接残余应力不会对静力强度造成影响。但是在相反的状态下，当结构受到承载作用之后没能表现塑性变形能力，则焊接残余应力就会对结构静力强度造成影响。
2.2 削弱焊接结构的疲劳强度
当处于循环性的荷载作用下，如果存在一定的焊接残余应力，那么应力循环过程可能出现偏移，此时平均值发生变化，而幅值则保持不变。此时，平均值与极限幅值之间具有反比例关系。因此，拉伸焊接的参与应力集中在应力产生的部位，削弱疲劳强度。
2.3 造成焊接结构的刚度不足
在焊接结构中，如果存在焊接残余应力及荷载作用，就会造成应力的叠加现象，此时材料可能达到屈服的极限点。但是在材料塑性性能中，无法将这一特性表现出来，局部应力就会大幅度增加，结构不能继续承载力的作用，此时材料结构中有效承载面积大幅减少，结构的刚度也会降低。在实际工程运行过程中，由于校正焊缝及火焰等，都会产生一定的焊接残余应力，如果火焰校正较为频繁，那么经过加载之后就会产生变形，并且卸载之后也会存在回弹性不足的问题。
2.4 引发应力腐蚀开裂问题
在拉应力与腐蚀介质的共同作用下，如果发生介质材料裂缝，就被称作应力腐蚀开裂。由于拉应力的大面积存在，此时金属表面的腐蚀钝化膜破坏力也会加大，而残余拉应力和拉应力之间形成叠加作用，加速腐蚀与断裂。
3 焊接后热处理技术的应用机理
由于焊接热源对构件产生不均匀的加热或者冷却，同时也会引发不均匀的塑性流动，那么构件焊接之后就会产生弹塑性应变，进而引发焊接残余应力。在焊接过程中，局部热量的不均匀输入可能造成焊缝区熔化现象，在焊接区的温度与相邻区域的温度偏高，此时形成正温差，而熔池附近的高温区材料热膨胀作用受到影响，高温区材料会形成不均匀的压缩塑性变形现象。
在构件冷却的过程中，部分材料已经发生塑性变形作用，而受到周围环境、因素等制约，不能进行自由收缩，在一定程度上受到拉伸作用，产生拉应力。同时，熔池发生凝固作用，已经形成焊缝的金属受到冷却收缩作用，也会形成一定的拉
应力。
采取焊接后热处理技术，主要针对产生残余应力的原因，在进行焊接之前采取预热方法，减少金属试板与焊接焊缝之间的温度差，那么在焊接工程中，产生极小的原材料与焊缝不均匀变形问题；在进行冷却过程中，主要应用保温棉，此时原材料与焊缝之间的温度较为接近，材料整体冷却，形成均匀变形，产生较少的焊接残余应力。
4 焊接后热处理技术的应用数值模拟
4.1 温度场数值的模拟
通过采取焊后热处理技术，可确保整个焊接结构根据一定的加热速度进行升温，保持一定的时间之后，将变形金属实现再结晶，进而产生全新等轴晶粒，此时可基本消除晶体缺陷，合理控制金属的强度，提高韧性，而残余应力也因此能够释放并消除。为了更好地获取热处理过程的温度场模拟值，可将热处理过程分为不同的温度阶段，结合各个阶段的升温与降温实验，采取有限元软件对不同阶段的热源进行计算，并在模型中实行模拟运用，最终获得精确的温度场值。通过数值模拟曲线的观察，确定不同阶段的温度控制能否符合焊后热处理的标准与规范，进入保温阶段之后，接头部位的温度均符合标准。
4.2 应力场数值的模拟
将焊件焊接之后的残余应力场分布状况，以初始状态导入模型中，对温度的变化过程进行记录，了解历史事件并读取各个节点的温度数据、应力数据等，将相应的数据值加载到模型中，运用热塑性理论，充分考虑温度场、组织转变场等影响作用，对焊后热处理过程的残余应力分布进行计算。为了客观了解热处理后残余应力的分布状况、数值大小等，与焊后残余应力进行对比，一般焊后残余应力的峰值在热影响区域的附近，经过采取消应力的热处理技术，残余应力的峰值有所降低，此时位置不会发生变化。当完成热处理过程之后，距离焊缝较远的原材料区域残余应力值逐渐上升，直到100 Mpa左右。这主要由于受到热处理的作用，残余应力逐渐释放并重新组织、分配。对于焊接接头位置的焊后等效残余应力来说，其峰值处于内表面约10 mm-12 mm左右，属于打底焊道位置，该位置的坡口尺寸较小，受到一定的约束力作用，在快速冷却的状态下收缩量就会增加；当外表面的等效残余应力值达到最低点时，内表面的残余应力峰值就会增加，而采取焊后热处理技术，则可有效控制残余应力峰值，其降低幅度高达30%-50%，确保焊接残余应力处于平稳状态。
5 结论与思考
本文通过分析焊接残余应力的影响因素、产生危害等，对焊接后热处理技术的应用进行探讨，最终获得如下结论：1）在进行热处理过程中，如何确定保温温度并控制温差范围，对最终的热处理效果产生直接影响，需加强重视；2）根据热弹塑性理论与有限元分析程序，充分考虑温度场与组织转变场等影响作用，通过采取三场耦合的有限元计算模式，实现焊后热处理技术的分布计算；3）运用有限元计算方法，可更加精确地掌握焊后热处理技术在残余应力分布中的影响规律，可较好地保障应力消除效果。
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