《金属加工》与焊接技术进步

戴为志

中国工程建设焊接协会 北京 100082

有专家断言：钢结构焊接工程的母材升级，必然推动焊接工艺的革命，推动焊接的技术进步。从钢结构焊接技术发展的总体形势上看，这个判断是正确的。对此，笔者有极其深刻的体会。

创刊70周年、与时俱进的《金属加工》杂志，对于焊接技术发展与新技术、新装备的推广应用，起到了举足轻重的作用，在历史的长河中留下了点点星光。

我记忆中“碳弧气刨技术”的诞生

20世纪60年代末70年代初，在我国重点建设的攀枝花钢铁基地，迎来了我国焊接技术上的第一次革命。由于攀钢采用了当时我国最先进的纯氧顶吹转炉炼钢新技术，因此必需制作安装10个氧气储罐，一个氮气储罐；材质均为16Mn，其中氧气储罐直径为6.8m，厚度为32mm，氮气储罐直径为11m。这在当时属于全国规模最大，时间最早，难度最高的压力容器安装与焊接工程。

由于当时攀技花基地在全国范围内率先采用16Mn代替Q235，所以我们原有的技术和观念不能满足要求，这在攀枝花钢铁基地工程中引起了一片混乱。笔者作为这个项目的带头人，要解决的第一个难题，就是16Mn钢焊接开裂问题。通过不断摸索与试验，我们采用了碱性低氢型焊条（J507）代替了酸性J422焊条，采用直流焊机（AX-500）代替了交流焊机，并在焊接工艺上进行了改进，对厚度30mm以上的板结构采取了预热措施。最终，我们攻克了16Mn钢焊接开裂的技术难题。

然而，没过多久，另一个难题突然而至。由于氧气储罐壁厚达32mm，焊缝实现全熔透十分困难，经UT检测焊缝中的缺陷产生在X形坡口的中间，如果能够消除这些缺陷，焊缝就是标准的全熔透，进而就能达到设计要求。

据以往经验得知，焊完一边之后要刨除焊根才能实现无缺陷的全熔透焊缝；于是，我们采用了机械刨根的工艺，用风动机械刨除焊根。刨根之后虽然实现了全熔透，但效果不好，焊缝仍有部分缺陷产生，而且效率极低。

正当我们无计可施之时，笔者得到几张很旧的杂志纸张，上面的内容是介绍一种可以应用电弧熔化原理和压缩空气配合来实现刨根工艺的技术总结。然而这本杂志正是《机械工人》（现已更名为《金属加工》）。这个资料不仅仅介绍了碳弧气刨的原理，而且还介绍了碳弧气刨枪的图样，这组图是非常正规的机械制图，图形、公差配合及尺寸标注十分准确。见到如此及时宝贵的资料，我们立即制作碳弧气刨枪，攻克了气刨工艺。碳弧气刨试验的成功，保证了储罐安装与焊接工作的顺利完成。

高强钢焊接技术的推广应用

如果说16Mn代替Q235钢是焊接技术的第一次革命，那么，奥运会国家体育场 “鸟巢”采用Q460高强钢就是第二次革命。“鸟巢”钢结构焊接工程为人们提供和阐述了新钢种焊接性试验的创新点以及焊接新工艺。以Q460E-Z35新钢种焊接性试验研究（该项技术获得北京市科技进步二等奖）为核心，展示了新钢种焊接性的创新点以及焊接新工艺，为建筑钢结构焊接工程采用类似新钢种提供了详细的技术参考，缩短了建筑钢结构行业大规模推广应用高强钢的时间。

随后，现代建筑钢结构焊接工程大规模采用了Q390、Q420以上的高强钢，有的甚至达到了工程总体用钢的40%以上，钢结构工程正在向大型化和高参数方向发展；钢板的强度越来越高，厚度越来越大，种类越来越多，技术条件要求也越来越严格。但在2008-2014年间，掌握高强钢焊接技术的单位和个人很少，高强钢的推广工作难度很大，最典型的是在推行“多层多道错位焊接技术”时阻力很大，人们对“减少和取消碳弧气刨”的观点不理解，对强调高强钢焊接一次合格率100%也不理解；很多单位仍然按照落后的、错误的技术进行钢结构高强钢的焊接，这是潜在的隐患，十分危险。

然而就在2014年，《金属加工》杂志针对我国高强钢焊接的现状，适时组织召开了“中三角”焊接发展论坛，参会人员针对焊接高强钢的各种技术和观点进行交流，提高了大家对高强钢的认识。不仅如此，《金属加工》杂志还组织专家、湖北省职工焊接技术协会领导及部分参会人员深入到中建三局钢结构分公司、湖北精工钢结构有限公司的生产一线，同这些单位的领导和技术人员进行交流，并针对企业中高强钢焊接的各种问题进行答疑，由于该活动效果显著，因此受到了各方好评。

结束语

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、电弧研究技术、结构、力学及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。《金属加工》杂志在焊接领域显示出足够的专业敏感性，策划了很多关于自动化、智能化、高效率的焊接工艺的内容，效果显著。