江山父老能容我，不使人間造孽錢，大家好，歡迎來到焊接基礎(chǔ)知識(shí)專題系列講座，今天給大家分享的內(nèi)容是焊接技術(shù)在工程領(lǐng)域的成就。閑話少說，上硬菜！
現(xiàn)在世界上從外層空間到深海水域，從一百萬噸的大油輪到集成電路引線，焊接都是最主要的工藝，下面介紹一些近年來焊接技術(shù)應(yīng)用于工程領(lǐng)域的典型成就。
1）三峽水利樞紐工程
舉世矚目的三峽工程建成于2009年，是西電東送工程的重要組成部分，三峽工程水電站總裝機(jī)容量18200MW（1MW相當(dāng)于同時(shí)使用1000臺(tái)空調(diào)的電功率），是目前世界上最大的水電站。水電站28臺(tái)七十萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，采用的是全焊結(jié)構(gòu)。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑10.7m，高5.4m，重達(dá)440t，七十萬千瓦水輪機(jī)為世界最大，最重的不銹鋼焊接轉(zhuǎn)輪，每個(gè)轉(zhuǎn)輪消耗12t焊絲。水電站電機(jī)定子座直徑22m，高6m，重832t，是我國焊接的最大鋼結(jié)構(gòu)機(jī)座；蝸殼進(jìn)水口直徑12.4m，總重750t，為世界最大、最重的焊接蝸殼。
水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪材料為410NiMo馬氏體不銹鑄鋼（其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%Cr、4%Ni、0.5%Mo），焊接用于轉(zhuǎn)子部件的組裝和鑄造缺陷的修補(bǔ)。主要焊接方法是焊條電弧焊及雙絲埋弧自動(dòng)焊，焊絲有實(shí)心及金屬粉芯兩種，每個(gè)轉(zhuǎn)子的組裝需焊接材料7-10t。對(duì)焊接接頭的性能要求是：0℃最低沖擊吸收功50J（熱處理態(tài)）；熱處理后接頭最低屈服強(qiáng)度550MPa，抗拉強(qiáng)度760MPa（1Mpa相當(dāng)于10公斤）。另外，金屬結(jié)構(gòu)的焊接工作量也很大，光各種閘門就有282扇，閘門長度在40-60m，焊接變形不得超過5-10mm。
2）西氣東輸工程
天然氣西氣東輸?shù)墓艿拦こ?，自新疆塔里木南，由西向東經(jīng)新疆、寧夏、山西、河南、安徽、江蘇，終點(diǎn)到上海市，全長4200公里。它是中國境內(nèi)第一條達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)的大口徑、高壓力、長距離輸氣管道。通過技術(shù)攻關(guān)和高新技術(shù)的應(yīng)用，西氣東輸工程從管材及制管、焊接、內(nèi)涂覆、壓縮機(jī)增壓系統(tǒng)優(yōu)化、自動(dòng)化控制到流量計(jì)量和焊接的無損檢測(cè)技術(shù)等方面取得了突破性進(jìn)展。其中管道在廠房里面的制造及野外安裝焊接都是重要的工藝。
西氣東輸工程管道直徑為1016mm，壁厚14.6-26.2mm，X70級(jí)管線鋼，其中螺旋埋弧焊管約占80%，其余為直縫埋弧焊管，管線鋼用量170萬t。在西氣東輸工程中，由于鋼的強(qiáng)度等級(jí)較高，管徑和板厚較大，管線建設(shè)中應(yīng)以自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊為主，焊條電弧焊為輔。技術(shù)關(guān)鍵是管道對(duì)口根焊道的焊接成型。自動(dòng)焊主要涉及熔化極氣體保護(hù)焊、自保護(hù)藥芯焊絲保護(hù)焊。焊條電弧焊主要為纖維素焊條下向焊和低氫焊條上向焊。在大直徑后壁管道施工中，自動(dòng)焊的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，也是當(dāng)今世界上大直徑管道焊接施工的主流，但需要內(nèi)對(duì)口機(jī)、管端坡口整形機(jī)等配套機(jī)具。
3）航空航天
2003年1月16日我國自行設(shè)計(jì)和研制的“神州4號(hào)”飛船發(fā)射，以及2011年11月3日凌晨1時(shí)36分“神州8號(hào)”飛船和“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施交會(huì)對(duì)接形成組合體，中國由此成為世界上第三個(gè)掌握空間交會(huì)對(duì)接的國家。其中，焊接技術(shù)在我國的航天事業(yè)發(fā)展中起到非常重要的作用。
“天宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙采用整體壁板結(jié)構(gòu)，不同于以往的蒙皮加筋結(jié)構(gòu)，保證壁板的加工、成型、特別是焊接精度，進(jìn)而保證艙體結(jié)構(gòu)精度及各設(shè)備安裝接口的位置精度，是產(chǎn)品研制過程中的難點(diǎn)之一。為了消除材料內(nèi)應(yīng)力及機(jī)械加工應(yīng)力，特別是殘余應(yīng)力，采取了振動(dòng)時(shí)效技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的在線去應(yīng)力，壁板零件在加工中的形變得到有效控制。
4）汽車制造
隨著汽車銷售在中國市場(chǎng)的日益紅火，汽車制造對(duì)中國工業(yè)生產(chǎn)的拉動(dòng)作用日益凸顯。焊接技術(shù)廣泛用于車身制造，目前我國廣泛采用的車身材料是汽車專用薄鋼板，包括涂層鋼板，焊接生產(chǎn)以熔化極氣體保護(hù)電弧焊、電阻點(diǎn)焊及電焊膠接、激光焊為主。為了減少油耗，節(jié)能減排，又發(fā)展了高強(qiáng)度鋼板、鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等多種新型車身材料。車身結(jié)構(gòu)的不同部位，采用不同厚度或不同級(jí)別的鋼板，焊后整體沖壓成型，還采用了鋁鋼混合結(jié)構(gòu)體等設(shè)計(jì)方法。目前的汽車車身結(jié)構(gòu)正朝著減輕重量，增加剛度和抗沖擊能力，提高疲勞壽命，降低成本的方向發(fā)展。
5）軌道交通車輛
軌道交通車輛主要有車體、轉(zhuǎn)向架、車載設(shè)備和車內(nèi)裝飾設(shè)施組成。車體結(jié)構(gòu)材料主要有：碳鋼材料、不銹鋼材料和鋁合金材料。碳鋼材料通常用于低端車輛的制造，不銹鋼材料通常用于城市地鐵和輕軌以及中等速度的鐵路車輛制造。
鋁合金材料制造的車體具有重量輕、耐腐蝕、外觀平整度好、材料可再生利用及環(huán)保等特點(diǎn)，已廣泛用于地鐵和輕軌以及鐵路車輛的制造。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐洲軌道車輛市場(chǎng)，鋁合金車體占70%，在日本軌道交通市場(chǎng)，鋁合金車體占50%（其余為不銹鋼車體）。而在高速鐵路市場(chǎng)，鋁合金車體占全球95%以上的份額。
目前鋁合金車體的焊接主要使用自動(dòng)和半自動(dòng)MIG焊以及少量TIG焊方法，近期開始使用攪拌摩擦焊方法用于鋁合金車體大部件和總成的焊接，另外還有采用激光焊以及激光加MIG復(fù)合熱源用于鋁合金車體的焊接。
6）船舶制造
焊接技術(shù)在船舶制造中占有舉足重輕的地位，是最主要的工藝技術(shù)。目前在下料工序中普遍采用數(shù)控火焰切割及數(shù)控水下等離子切割；在大拼板工序中采用多絲埋弧焊，單面焊雙面成型，焊接的板厚為5-35mm；對(duì)船體的分段構(gòu)件裝焊采用自動(dòng)及半自動(dòng)氣體保護(hù)焊。船廠已普遍采用藥芯焊絲COR2R氣體保護(hù)焊。造船廠是我國藥芯焊絲的主要用戶，目前我國船廠COR2R氣體保護(hù)焊的應(yīng)用比例高達(dá)65%。
7）鋼橋建設(shè)
隨著我國鐵路與公路建設(shè)的需要，鋼橋建設(shè)得到了飛速的發(fā)展，設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。鋼橋形式很多，大跨度公路主要是索橋和斜拉橋；鐵路橋多為梁橋和拱橋。中國目前跨徑200m以上的特大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋已有50座以上。
鋼橋的制造先在工廠分段進(jìn)行，再運(yùn)到工地現(xiàn)場(chǎng)組裝。在公路斜拉橋和懸索橋鋼箱梁的制造中，高效的二氧化碳自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)潤揚(yáng)長江大橋建設(shè)統(tǒng)計(jì)，二氧化碳焊已用到焊接工作量的75%，埋弧焊約占15%，其余為焊條手工焊；對(duì)于桁梁式鐵路或公路鐵路兩用橋，主要采用埋弧焊，如蕪湖長江大橋，埋弧焊占60%，二氧化碳約占15%。世界上最長的杭州灣跨海大橋，全長36km，為全封閉六車道公路橋，于2008年建成，把嘉興到寧波原長200km的路程縮短到80km，成為上海、杭州、蘇州、寧波四大城市的交通樞紐。
8）壓力容器及核容器制造
隨著工程焊接技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代壓力容器及核容器也已發(fā)展成典型的全焊結(jié)構(gòu)，壓力容器及核容器的焊接成為其制造中最重要和最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接影響壓力容器及核容器的制造質(zhì)量。
電站汽包是典型的壓力容器，鍋爐汽包筒體的厚度取決于強(qiáng)度計(jì)算，而在其他條件相同或接近時(shí)，汽包筒體的厚度一定程度反應(yīng)焊接制造的難度，高壓汽包的板厚在40-100mm之間，我國制造的600MW電站鍋爐汽包壁厚203mm，汽包長30m，重250t。用于核電建設(shè)的核容器制造對(duì)焊接技術(shù)的要求更加苛刻，我國制造的千噸級(jí)熱壁加氫反應(yīng)器壁厚280mm。由此可知，壓力焊接技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，焊接難度大。
9）建筑鋼結(jié)構(gòu)
建筑鋼結(jié)構(gòu)包括：工業(yè)廠房、商用辦公樓、民用住宅及其它大型公共設(shè)施等。近年完成的重要建筑鋼結(jié)構(gòu)有浦東的中華第一高樓上海金茂大廈、深圳地王大廈、北京世紀(jì)壇等。其中上海金茂大廈高達(dá)421m，居世界第三。自20世紀(jì)80年代以來，我國高層鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展迅速，在一些大城市已形成了樓宇經(jīng)濟(jì)。
大型建筑鋼結(jié)構(gòu)廣泛使用的H形及箱形截面構(gòu)件，由厚鋼板焊接而成。常用材料為低碳鋼Q235、低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345、Q390等牌號(hào)。一般采用高效埋弧焊及氣體保護(hù)焊。焊接構(gòu)件的尺寸大、焊接工作量大是高層鋼結(jié)構(gòu)制造安裝的突出問題，一般焊接梁柱的截面厚度都在30mm以上。在制造安裝過程中，對(duì)裝配、焊接應(yīng)力和變形的要求也十分苛刻。
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