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任何的一種科技制品，在完成之后都需要有事后的檢查和返廠維修，壓力容器也不列外。壓力容器在焊接完畢之后，應當首先檢查它的焊縫外觀和尺寸是否符合預定目標和目標參數、實驗壓力容器焊接完畢之后的抗熱能力和對熱的處理、檢查壓力容器是否在焊接的時候出現裂痕等損傷、檢查壓力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透氣的現象出現。關于壓力容器在焊接完畢之后的返廠檢查必須要嚴格做到以下幾點：

（1）焊接的返修次數不宜超過兩次；

（2）如果需要對焊接之后的壓力容器進行返廠檢修，必須要提交它要返修的原因并且對原因作出分析，同時提出要維修的建議；

（3）在壓力容器回廠返修之前，必須要將其清洗干凈，可以采用表面掃描的方式確定已經清洗干凈；

（4）等待補焊的部位一定要開闊、平整、以便于進行補焊工作的進行。

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1 材料代用的具體規定

在設備的設計和制造過程中，常常會出現材料采購困難或者出于經濟上的考慮，材料代用的現象經常出現在壓力容器的設計過程中。《固定式壓力容器安全技術監督規程（TSG R0004-2009）》以及《鋼制壓力容器（GB150-1998）》對材料代用做了相關規定。一般來講，主要要求如下：壓力容器的承壓部件在代用材料的選擇上，應和被代用材料有著相同或者相似的外形質量、化學成分、尺寸公差、性能指標、檢驗項目和檢驗率等。材料代用最基本的原則是：要絕對保證，在技術要求上，代用材料不得低于被代用材料，個別在檢測率或性能項目上要求不嚴格的代用材料，可以采取檢驗、測試的方式來選擇合適的代用材料。材料代用的手續要求為：（1）容器承壓部件的代用要嚴格進行，須經由代用單位技術部門的批準并上報代用材料的復檢報告或質量證明，由主管負責人核準批復；（2）必須在獲得原設計單位的允許并拿到證明文件后，才可以在壓力容器制造時進行材料代用；（3）壓力容器的設計圖、施工圖以及出廠時的質量證明書中要細致標注代用材料的規格部位、材質和規格。

2 以優代劣

壓力容器所用的全部金屬材料要具有優良的性能，包括材料的力學性能、耐腐蝕性、耐高溫性和制作工藝等。每一種材料的性能都是固定不變的，從性能比較的角度出發，常常會出現材料間的“優”和“劣”的問題。但每種壓力容器對對材料性能的要求在不同情況下也是不一樣的，所以，材料代用中的“優”與“劣”判斷從實際出發，具體問題具體分析。下面，筆者基于自身工作經驗，主要探討了幾種典型的“以優代劣”問題。

2.1 壓力容器制作中，在強度、力學特征等機械性能方面，其常用到的低合金鋼盡管明顯優于碳素鋼，但其冷加工性能與可焊性都比不過碳素鋼。一般來說，強度級別高的，其冷加工性能與可焊性就較差，二者負相關。所以在進行這方面的代用時，應相應調整焊接工藝，在熱處理時也可能會有相應變化，應給予充分重視。

2.2 材料代用時進行細致、周全的考慮，否則壓力容器實際使用中可能會出現各種安全隱患。比如處于濕硫化氫環境下及存在應力腐蝕開裂風險的設備中，容器對應力腐蝕開裂地敏感性隨容器使用的鋼材的強度級別的提高而增大，二者正相關。此時若將20R和Q235和20R系列的鋼材用16MnR等低合金鋼待用就極易產生問題，因此，此類“以優代劣”行徑在原則是行不通的，應當被禁止。鎮靜鋼在許多性能方面上，鎮靜鋼都比沸騰鋼要更占優勢，但在搪玻璃容器制造時，鎮靜鋼的搪瓷效果反而不如沸騰鋼好。

2.3 一般來說，不銹鋼的耐腐蝕性較出色，但在含有氯離子的環境下，其耐腐蝕性卻不如低合金鋼和碳素鋼。

2.4 和普通不銹鋼相比，超低碳不銹鋼雖然具有價格優勢和良好的耐腐蝕性，但前者的高溫熱強性卻更為出色。一般情況下，為了提高耐腐蝕性，需降低含量，而為了提高高溫性，則要提高炭的含量。故而，此種情況下的 “以優代劣”，要尤其精確設計設備溫度，如有必要，應當重新計算。

2.5 原則上，膨脹節、爆破片、撓性管板及這類零件不能進行以優代劣，特殊情況下必須代用時應以代用的材料為重新進行精密計算，根據結果，適當調整零件厚度，以防止這類零件及其相鄰部位出現故障或者失效。

2.6 對熱換器管板而言，鍛件的總體性能比板材要好，所以通常情況下采用鍛件，但當管板厚度小于6cm時也可以用板材代替鍛件，但此時要注意，即使鍛件和板材的厚度、材質及設計溫度都相同，但兩者的許應用力卻不相同，前者的許應用力稍低于后者。故如需鍛件代用板材，應重新核準管板厚度。

對鋼材來說，其化學成份上的微小差異都可能對其性能造成重大影響，所以要對待任何類型壓力容器鋼材的“以優代劣”問題都要予以充分重視，以免導致產品和原設計不符。

3 以厚代薄

“以厚代薄”常常使從平面應力狀殼體的受力態轉變為平面應變狀態，這對容器受力狀態來說，是有百害而無一利的，通常情況下，厚壁容器比薄壁容器更容易產生三向拉應力，進而產生平面應變脆性斷裂。

3.1 對原設計中封頭和筒體間等厚焊接的容器，若對容器殼體的個別部件進以厚代薄，很容易增加殼體的幾何不連續情況，從而使封頭和筒體間的連接部位受到的局部應力增加，此時，對于有應力腐蝕傾向的容器來說，會造成很大的損害。可能會導致疲勞裂紋，嚴重的可能造成疲勞斷裂。

3.2 在厚板替代薄板時，常常導致連接結構發生相應改變，例如，筒體與加厚的封頭連接時，通常需要對封頭進行削邊處理。對以管道為主要筒體構成的設備，若增加筒壁厚度，在封頭與筒體的連接部位也須對筒體側實施內削邊處理。在厚度增加較大時，往往也關系到焊接工藝的變化。

3.3 容器殼體整體層面上的“以厚代薄”，雖然并不會造成筒體連接處和封頭的局部應力增加，但不了避免地，仍會導致一下不良影響。1）厚度增加后，原來的殼體設計中的探傷方式和焊接工藝也要進行相應的改變，增加難度；2）殼體厚度的增加必然使容器的重量加大，當容器重量增加過大時，必然會對容器的基礎和支座產生不利影響；3）對殼體同時具有傳熱作用的容器，殼體厚度的增加肯定會影響其傳熱效果。

3.4 鋼板的許應用力和其厚度緊密相連，《鋼制壓力容器（GB150-1998）》指出，鋼材的許應用力隨著其板厚的增大而減小，二者負相關。例如20℃-150℃環境下，16MnR板厚由16mm變為18mm時，其許應用力則從170MPa降為167MPa，150℃時，20R的板厚由16mm變為18mm時，其許應用力則從135MPa降為125MPa。由此可知，以厚代薄很可能導致強度不夠，故而，對處于臨界狀態的以厚代薄，必須對驗算其強度。

3.5 因為原件厚度與其剛性是成正比的，厚度越大，剛性越強，所以原則上不允許對撓性薄管板、波紋管和膨脹節等元件實行以厚代薄，以防止減弱補償變形的效果。

3.6 由于換熱器的特殊性，對熱換器的主要元件進行以厚代薄很容易破壞原來的平衡力系，原則上不可以厚代薄，特殊情況下，必須代用時，需要重新設計計算。

綜上所述，以厚代薄的利弊問題是很復雜的，在進行代用時，要由相關設計單位對代用的可行性和影響進行綜合考慮后，方可決定其是否可行。對可采取以厚代薄類型的容器，應對其焊接工藝、支座和等進行相應的調整，以盡可能的消除不利影響。

4 其他注意事項

進行材料代用時，應根據實際用材情況對焊接工藝進行適當的調整，一般調整原則為：用高級材料替代低級材料時，實驗和驗收仍可采用低級材料的標準，不用提高標準；不同材料的耐高溫性、韌度等性能不同時，進行最低水壓實驗時，其相應的溫度也可能發生改變，此時，要嚴格按GB150的相關規定執行；當板厚增加超過GB150所規定的冷卷厚度時，一定要對筒體進行消除應力的熱處理；鋼板的厚度達到一定水平時，還需要進行超聲探傷，必要時，提高水試驗的壓力。

結語

以鋼為材料主體進行設計和制作的壓力容器，在材料的機械性能要求上，在考兩次材料強度的同時，也應考慮其韌性，在韌性滿足的條件下，則應盡可能提高其強度。從這個角度上來說，在壓力容器材料選擇上要正確界定“優”和“劣”，不要單純的從材料的厚度和強度來考慮，而要進行綜合辨析和考慮。所以，也可以說，壓力容器制造中的材料待用并不單單是技術問題，更包含容器的安全性、投資方的經濟效益、制造商的成本等經濟和管理問題在內的復雜問題。所以，不論是哪種材料代用，其本質上均是變更壓力容器的設計方案，應給予相當的重視。

參考文獻

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[2]金元文，濮軍.壓力容器制造中材料代用的常見問題分析[J].貴州化工，2007，(04):88-89.

[3]陳冬勤.淺析壓力容器制造的材料代用問題[J].科技風，2009，(04):42-43.

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1 焊接設備 焊接設備制造廠家較多，其使用性能差別較大，近幾年來從事石油工程建設施工企業使用的焊接設備，選用一機多用的多種用途直流弧焊電源的單位較多，這些設備不但具有焊條電弧上向焊功能，而且還具有焊條電弧下向焊、藥芯半自動焊、CO2氣體保護焊功能，有的設備還具有氬弧焊功能。常用的焊接設備主要有：國外生產的有林肯、米勒焊機，國內生產的有川焊、熊谷、奧太、時代、運達等廠家的焊接設備。

2 金屬材料與焊接材料

2.1 金屬材料 石油工程建設所使用的金屬材料種類較多，如：黑色金屬材料類的低碳鋼、中碳鋼、普低合金鋼、不銹鋼和特種用途的鍋爐壓力容器用鋼、管道專用鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼、異種鋼等；有色金屬材料類的鎳合金、鋁合金、銅合金材料及復合材料等。 在石油工程建設中選用的金屬材料其強度、硬度、塑性、韌性等項技術指標均能滿足焊接工藝的要求，大部分金屬材料的焊接性能較好，在施工中根據設計要求，通過調整焊接工藝方案，選擇不同的焊接技術都能滿足施工技術要求。

2.2 焊接材料 金屬材料的類別、性能、強度等級不同，含碳量或碳當量不同，其可焊性差別較大，所選用的焊接材料也不一樣，用于金屬材料焊接的焊接材料主要有：

2.2.1 手工焊條電弧上向焊條 目前施工企業使用的焊條以國內生產的為主，該類焊條可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條十一大類，使用較多的焊條主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。

2.2.2 手工焊條電弧下向焊條 目前施工企業使用的焊條以國外生產的為主，該類焊條是用于油氣管道焊接的專用焊條，主要有纖維素型和低氫型兩種焊條，使用較多的焊條主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。

2.2.3 各類焊絲 目前施工企業使用的焊絲國內外生產的都有，可分為CO2氣體及氬弧焊填充焊絲、埋弧焊絲、自保護藥芯焊絲、硬質合金焊絲、銅及銅合金焊絲、鋁及鋁合金焊絲、鎳及鎳合金焊絲、鑄鐵氣焊絲、碳鋼、低合金鋼氣焊絲，部分焊絲焊接時需要使用相應的焊劑、纖料、焊粉，使用較多的焊絲主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。

2.2.4 氣體 使用較多的氣體主要有氬氣、二氧化碳氣體、混合氣體（氬氣+二氧化碳氣）、氧氣、乙炔氣等。

3 焊接技術組合方案 根據近幾年石油工程集輸管網、長輸管道、場站建設、壓力容器、城市天然氣管網建設的情況來看，為了確保工程實體的焊接質量，施工單位根據設計單位的要求，在單面焊雙面成型焊接技術的應用上，根焊+填充蓋面焊采用組合焊接技術可以有效的保證工程實體的焊接質量。即：焊條電弧下向焊+焊條電弧上向焊、焊條電弧下向焊+焊條電弧下向焊、焊條電弧下向焊+藥芯焊絲半自動焊、焊條電弧下向焊+全位置自動焊、焊條電弧下向焊+CO2氣體保護焊、STT+藥芯焊絲半自動焊、RMD+藥芯焊絲半自動焊、STT+全位置自動焊、TIG焊+焊條電弧上向焊、TIG焊+焊條電弧下向焊等。 特種金屬材料的焊接，如：高含硫的鎳基復合材料在基層、過度層、復層所選用的焊接材料是有區別的，采用的焊接工藝也不盡相同，和不銹鋼復合材料及異種金屬材料的焊接工藝也有不同之處[2-3]。

4 焊接工藝 組合焊接工藝對坡口的要求沒有大的變化，一般為單邊V型坡口。在金屬材料厚度較薄的情況下為了保證焊接質量，可以選擇30°±0.5°的單邊V型坡口，如果金屬材料的厚度在14mm以上可以考慮選擇22°±1°的單邊V型坡口。 不同的焊接工藝對焊接質量的要求都是一樣的，焊工如果掌握某一項焊接技術較容易，要同時掌握幾項焊接技術難度是比較大的，可以根據工程的需要由同一名焊工有選擇地分別掌握焊條電弧上、下向焊、藥芯焊絲自保護半自動焊、手工鎢極氬弧焊等項焊接技術。 不同的焊接技術其焊接工藝參數是有差異的，推薦幾種不同的組合焊接工藝參數，見表1、表2、表3（僅供參考）。 表1 壓力容器立焊縫組合焊接工藝參數

注：鋼材牌號為Q235A、板厚 8mm、要求單面焊雙面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管組合焊接工藝參數

注：DC-表示焊條或焊絲接負極，焊接方向為下向，要求單面焊雙面成型。

表3 Φ89×10mm管組合焊接工藝參數

注：根焊層為手工鎢極氬弧焊，要求單面焊雙面成型。

5 人才選拔與培養

5.1 人才的選拔 一流的石油工程建設施工企業，對優秀技能人才的培養特別是焊接技能人才的培養非常必要的，該類技能型人才的技術水平高低對企業的興衰起著十分重要的作用。在復合型焊接技能人才選拔和培養問題上，企業有關部門可優先考慮已掌握了某一項焊接技術的焊工，身體健康、視力正常、具有中技以上水平、年齡在35歲以下，熱愛本職工作、能吃苦耐勞、各方面素質較高的焊工。聘請名師組織集中脫產學習，強化技能培訓，經嚴格考核后方可持證上崗。

5.2 人才的培養 對于一個現代化的石油工程建設施工企業來說，如果沒有一大批優秀的復合型焊接技能人才，要想創造輝煌的業績是非常困難的。就現有國內石油石化施工企業的現狀來看，我們應著重思考以下幾個問題：

5.2.1 目前各施工企業都有為數不少的焊接技能人才，他們當中大多數技能單一，雖然對某一項焊接技術掌握的很好，但遇到工藝復雜或調整焊接技術方案時，很難發揮技術優勢。造成人力資源的浪費和施工、管理成本的增加，如果人力資源的調配不當會影響工程的焊接質量、進度及工期。

5.2.2 對復合型焊接技能人才的培養應根據企業的實際情況，結合所擔負的工程施工項目和技術要求建立焊接技能人才庫，有選擇地進行培養、使用和科學合理的儲備掌握若干項焊接技能的復合型人才。

5.2.3 建立行之有效的運行機制，打破各自為政，小團體的管理模式，對焊接技能人才實行科學的動態管理，以適應石油工程建設施工市場的變化。

5.2.4 有條件的企業應對復合型焊接技能人才進行分期、分批封閉式強化培養，培養課時可視具體情況作出合理的安排。并按國家有關標準進行嚴格考核。

6 結束語 隨著科學技術的發展，有關部門對石油工程建設項目的質量要求會越來越高，施工企業采用組合焊接技術能充分發揮不同焊接技術的優勢，確保工程的焊接質量和進度。

對于一個優秀的復合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多種不同的焊接技術是施工企業非常需要的，所發揮的作用比單一型焊工大幾倍，在激烈的石油工程建設市場競爭中，如果能有計劃地培養、使用復合型焊接技能人才，充分發揮復合型焊接技能人才的優勢，定能為施工企業創造良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

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隨著焊接這一“加工”方式在各行各業的廣泛應用,焊接質量也得到人們的普遍關注。尤其是保證鍋爐壓力容器產品質量的關鍵一環。決定焊接質量優劣的主要因素,是取決于電焊工操作技能的高低、工藝水平應用如何以及是否有良好的職業道德。而提高電焊工這方面素質的唯一途徑,就是按國家的統一標準進行較全面的培訓。因此,電焊工技能培訓考核,就成為提高焊接質量的有效措施,越來越多的受到各方面重視。 

但是,如何保證電焊工培訓過程中質量的提高及考核合格率,使電焊工實際操作技能在生產中靈活應用,還需要在實踐中不斷地探索,逐步完善。下面結合我市鍋爐壓力容器電焊工培訓工作,對培訓電焊工提高質量的幾個重要環節做扼要的闡述。 

 

一、焊工培訓專門機構 

 

為了保證焊工培訓質量必須設立專門機構,統一管理,專門機構可設立理論教學組,技能培訓組。它的任務是:按教學大綱完成理論教學任務,并在每期理論教學中 總結 積累經驗,為今后培訓電焊工理論知識的不斷提高,應用于生產中做準備。 

技能教學組負責技能培訓的操作指導,技能指導是電焊工培訓的主導。專門機構應由有擅長培訓工作,而又有實踐經驗的焊接工程師做全面的組織領導工作,掌握培訓進度,鑒別培訓的質量,及時處理出現的各類問題。 

 

二、必備的技術文件 

 

培訓前,結合實際情況編制必要的技術文件來指導培訓工作。具體文件有:1.指導整個培訓工作的《焊工培訓計劃》;2.指導教學工作的《教學大綱》;3.指導各項具體培訓工作的《焊工培訓細則》;4.《操作技能指導書》。 

指導書是根據培訓經驗編制的較全面的指導焊工操作的技術文件。它的內容包括:金屬材料、焊接材料、試件裝配工藝、焊接規范參數、操作要點及質量標準。使學員在訓練中有標準、有工藝、有方法、有措施地循序漸進,穩步提。 

 

三、基礎知識的培訓 

 

1.根據技術文件的有關要求,選用合適的培訓教材。一般選用與鍋爐壓力容器有關的教材,讓學員多掌握一些焊接質量標準。重點是結合實際講焊接工藝,焊接缺陷與檢驗,以及影響焊接質量的因素。 

2.基礎知識的授課,要使學員能夠理解、接受、感興趣,不求過多、過深,使學員在生產實踐中,出現問題能用簡單理論來解釋、認識才是理論教學的最好方式。 

3.教師的素質與學員接受知識快慢、多少、深淺緊密相關。最佳的是挑選有一定實際經驗,有一定操作技能的工程技術人員和有講授能力的焊接技師授課。并采用啟發式教學,不照本宣科,羅列公式,寓理論于常見的工作實例中,深入淺出,使學員易于理解和接受,避免死記硬背,不解其意。 

四、操作技能培訓 

 

1.冰凍三尺,非一日之寒。首先培訓前要做“入學” 考試 ,沒有電焊工實際操作基礎的不能參加鍋爐壓力容器電焊培訓。可讓沒操作基礎的學員參加初級操作訓練,待有一定基礎方可“入學”。 

從學員入學之日,就要使每個學員認識到,如果忽視平時工作中的操作,而僅在培訓短期內努力,是難于取得穩固的操作基礎的。必須使學員樹立培訓期是掌握知識的重要時期。 

2.操作技能指導是焊工培訓的關鍵。操作技能指導必須由具有一定資質,文化素質較高,實際操作經驗較強,有一定的講解能力、表達能力的優秀焊工或焊工技師擔任指導教師。 

3.統一是保證學員技能操作水平穩步提高的基礎。技能指導教師在輔導學員前,必須在統一管理下,統一思想,統一認識,按《培訓計劃》逐步教學,按《操作技能指導書》用統一的方法和規范來指導學員操作,堅決杜絕教師按自己想當然的方法授課,并用統一的方法堅決糾正學員的不正確的、習慣性的、錯誤性的操作方法和操作姿勢。 

4.在項目訓練前,技能指導教師必須按照《指導書》的要求,從裝配準備直至試件焊完整個工藝過程,要逐一講解示范。使學員認識到良好的操作基本功,需在正確地工藝指導下才能得出合格試件。 

5.做好記錄,進行針對性教學。技能教學時,要有專人記錄每日培訓中,每個學員的操作及掌握程度,以及技能指導教師教學中發現的問題。 

6.將學員按不同程度分為好、中、差進行有區別的針對性教學。重點抓兩頭(成績好的和成績差的)帶中間(成績一般的)。對成績好的學員可以進行下一項的訓練和增加訓練項目,對成績差的學員進行重點的個別輔導,并可以延長重點項目的訓練時間,使該項目得到扎實的提高。 

7.操作培訓應不斷深入,全面提高:(1)先板件管件,循序漸進;(2)先碳鋼后合金,逐步深入;(3)先“酸性”后“堿性”全面 發展 ;(4)抓兩頭,帶中間,普遍提高;(5)先“統一”后教學,有章有法;(6)高標準,嚴要求,一絲不茍。 

 

五、愛崗敬業 

 

思想 教育 貫穿于整個培訓中,每個教師及工作人員要身體力行、教人教心,讓學員明確愛崗敬業和提高自身素質的意義。 

總之,通過培訓學員操作技能,使工藝水平和職業道德得到全面提高才是培訓的最佳效果。　 

 

參考 文獻 : 

[1]蔣智翔,《鍋爐及壓力容器受壓元件強度》,北京:機械 工業 出版社,1999. 

[2]陳曉,《高性能壓力容器和壓和容器鋼管用鋼》,北京: 科學 出版社,1999. 

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0 引言

工程機械大型焊接件的焊接過程直接影響著焊接質量，也影響著焊接夾具裝夾系統的合理布局，還影響著大型焊接件的焊接變形預測及控制。因此對大型焊接件進行現場觀察，分析零件的結構特點、工藝，分析焊接車間的布局特點等，對工程機械大型焊接件的核心工藝進行初步規劃具有非常重要的意義。

1 工程機械的發展現狀

工程機械經歷了50年到60年的發展歷程，到20世紀90年代中末期機械焊接技術就已經達到了非常高的水平。經歷了十幾年的發展的機械焊接工業，在跨國公司品牌的不斷沖擊之下，創造出了一條寬闊自由的發展道路，并慢慢的在國內壯大起來，已經控制了國內85%以上的工程機械大型焊接市場份額。國內焊接市場的營業額在最近幾年吞并了我國整個工程機械行業總營業額的大半個江山，因此，機械焊接行業地位的重要性，以及大型焊接件的核心工藝推出的出色產品，在國際市場上開始萌芽，其發展勢頭并不亞于其他行業。

2 工程機械焊接構件特點及常規焊接工藝

2.1 工程機械焊接結構件的特點

工程機械結構件主要包含薄板件，板厚一般為2mm～4mm；中板件板厚約為6mm～20mm；厚板件板厚約為20mm及以上。大多數情況下主要利用板材進行拼接，采用箱形結構，附件（機座鑄鋼件）焊接在上面，其結構復雜，焊縫要求精度高。在工程機械大型焊接結構件中，角焊縫的情況比較多，通常只檢查焊縫的焊接形態和質量，但對于主要的受力結構件需要檢查表面裂紋和焊縫缺陷，采用磁粉探傷或者超聲波探傷。

2.2 常規焊接工藝

常規的焊接工藝主要包括以下兩個方面。1）焊件準備：即下料準備，采用剪板機和數控切割機進行切割。薄板件平常用等離子切割，中厚板采取火焰切割。校平的時候，薄板件通常采用壓力機校準；中厚板采用專用的板材矯平機校準，板材比較完整則可省去校準工序。折彎的時候采用專用折彎機，批量生產時通常采用數控折彎機，以獲得較高的工作效率；2）組對點焊：指點焊的過程中，確定各焊件位置的時候，利用人工畫劃的方法使各個焊件按其對應的位置關系組成一個整體，這種方式簡單可靠，缺點是劃線工作量繁瑣，生產效率不高，組對誤差偏高，產品生產差。工件數量較大時應采用機器人焊接，這種焊接方式操作簡單易行，組對精度高，產品優良，當前有許多廠家采用機器人焊接模式。

3工程機械大型焊接件的核心工藝發展趨勢

3.1 焊接變位機將普遍應用

隨著市場的擴大以及市場競爭日趨激烈，焊縫的質量被作為一個重要的評判標準。因此，為了在保證高標準的焊接質量的前提之下，又必須兼顧整體生產效率、操作安全程度和自動焊接等要求，一般情況，車間內焊接某部件時，要采用變位機來獲得更高的焊接質量，實現一次裝夾完成全部焊接。而像立焊、橫焊、仰焊等難以保證焊接質量的錯誤操作則應該摒棄。由此，變位機焊接在焊接行業內必定得到廣泛應用。

3.2 焊接機器人及自動焊接機的使用將逐步增加

采取機器人焊接的模式即代替焊工焊接，這樣不僅可以節省焊接工人的人數，降低工人勞動強度，而且還能保證焊縫質量的穩定可靠。機器人焊接，客觀的說焊接機器人即機械手，因其自身不能獨立工作，需配備一些設備，像變位機、專用夾具等，組成焊接機器人工作站。隨著我國經濟的不斷發展，焊接機器人代替操作人員是必然走向。

3.3 焊前工序設備水平將逐步提高

采取機器人自動焊接的企業一定都知道，不僅操作人員的技術水平對焊縫質量有影響，下料、成型對焊縫質量的影響也非常大。將焊前工序設備水平與實際操作要求相一致，是實現焊接過程的自動化進程的關鍵，進而降低機械加工強度；提高生產效率；同時，還可以使產品質量穩定可靠、提高同行業中產品的競爭力。廠家需要花費更多的資金，并且在產品改型的過程中還需要對其重新設計調整是影響拼點工裝的主要因素。目前，只有資金雄厚的廠家使用拼點工裝，但都獲得很大的收益。從已經使用機器人焊接的廠家我們可以看出，其使用的配套拼點工裝相對較多，焊接工序設備的質量大幅度提高。

4 結論

我國是一個正處于工業化進程中的制造業大國，意味著工業化達到一定水平后，工業裝備水平的高低將制約著工業經濟的增長的快慢。焊接技術的迅速發展，以及新的焊接設備、工藝方法不斷涌現，為我國工程機械大型焊接工藝發展做出應有的貢獻。與此同時，大型焊接件的工藝、設備布局及物流、焊接變形預測與控制，對提高企業核心競爭力、提高核心零部件的制造能力和技術水平具有十分重要的意義。

參考文獻

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[2]王玉玲.機械可靠性維修性優化設計方法及其在工程機械中的應用[D].濟南：山東大學，2007.

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三峽二期工程左岸廠房壩段A標段共有10個機組進水口，每個進水口分別設置有1條引水壓力鋼管，機組采用單機單管供水方式。引水鋼管設計直徑12.4m，最大設計內水壓力1.4MPa，是目前世界上管徑最大的引水壓力鋼管，結構形式為鋼襯鋼筋砼聯合受力，布置上順水流分為壩內段、壩后背管段及下水平段，樁號自20+024.172至20+118.00，中心軸線安裝高程EL113.584～EL57.000m，壩內段（上斜直段）材質為16MnR，板厚26mm，壩后背管由上彎段、斜直段、下彎段組成，上彎段、斜直段材質為16MnR，板厚28～34mm，下彎、下水平段材質為60kgf/mm2級高強度調質鋼，板厚34～60mm。1＃～6＃壩段壓力鋼管在下水平段設置彈性墊層管，其單條鋼管的軸線長120.122m，工程量1446t；7＃～10＃壩段壓力鋼管在下水平段設置套筒式伸縮節，其單條鋼管的軸線長112.852m，工程量1278t；1#～10#壩段工程量總計13788t。

2、引水管道與相關建筑物的關系：

2.1與大壩砼施工的關系：

因各壩段基巖高程不等，左廠1#~6#壩段部分背管予留槽采用開挖形式，左廠7#~10#壩段背管予留槽采用砼澆筑而成。壩內埋管段隨大壩砼上升同步形成，當相應的壩塊澆筑至鋼管安裝高程并有7天以上齡期，兩側非鋼管壩段上升至高程110m以上，方可進行該部分鋼管安裝。

2.2與付廠房的關系：

引水管道的下彎段和下水平段布置于付廠房下部，當鋼管壩段管邊予留槽形成，兩側非鋼管壩段達到高程82m以后，進行下部水平段鋼管的安裝，并從下彎段逐節向上安裝。

2.3與壩體縱縫灌漿的關系：

由于壩體縱向分縫，管道予留槽跨越1~2道縱縫，鋼管的安裝待相應的縱縫灌漿完成至鋼管安裝高程以上，再進行鋼管的安裝。

2.4與予留槽的關系：

在安裝之前，土建施工準備工作必須全部完成，在鋼管安裝結束后，進行管道的砼回填澆筑。

3、壓力鋼管的制作：

3.1鋼管制作材料

3.1.1母材

用于鋼管制造的所有鋼材應符合設計技術要求和施工圖的規定，鋼管母材16MnR和60kgf/mm2高強鋼出廠前在鋼廠內按《壓力容器用鋼板超聲波探傷》（ZBJ74003-88）100%探傷，每批鋼板應有出廠合格證，母材的化學成份及性能應滿足以下要求：

（1）16MnR鋼板化學成份（%）

≤0.02

0.20～0.60

1.20～1.60

≤0.035

≤0.035

（2）16MnR鋼板機械性能

（3）60kgf/mm2高強鋼化學成份（%）

（5）碳當量：

16MnR低于0.4%；60kgf/mm2高強鋼低于0.42%。

（6）焊縫及熱影響區硬度值：

16MnR低于300HV；60kgf/mm2高強鋼低于350HV。

所有用于制造鋼管的母材，到貨后按《ZBJ74003-88》規定的Ⅲ級質量檢驗標準對鋼板進行超聲抽檢，抽檢數量為10%。

16MnR鋼板為國產板。60kgf/mm2級高強度調質鋼由日本進口，其中，1～6＃機采用日本NKK公司生產的610U2鋼板；7～10＃機采用日本住友金屬生產的610F鋼板。

3.1.2焊接材料

16MnR鋼板：手工焊采用大西洋產CHE507電焊條；埋弧自動焊采用H10MnSi焊絲；實芯焊絲脈沖電源全自動富氬保護焊采用CHW-50C6SM焊絲。

60kgf/mm2級高強鋼：手工焊采用大西洋產CHE62CFLH電焊條；實芯焊絲脈沖電源全自動富氬保護焊采用ZO-60焊絲。

以上所采用的焊接材料均經過焊接工藝評定確定。

3.2鋼管的制作工藝

3.2.1鋼管排料、劃線

根據設計圖紙要求，先對鋼板進行排料，繪制排料圖，然后按排料圖進行鋼板劃線，劃線極限偏差應滿足表⑴的要求：

排料時縱縫的布置與鋼管橫斷面水平軸和垂直軸的夾角應大于10°，相應弧長應大于1100mm。

鋼板劃線后應分別標出鋼管分段、分節、分塊的編號、水流方向、水平和垂直中心線、灌漿孔位置、坡口角度以及切割線等符號。16MnR鋼可用鋼印、油漆和沖眼標記。高強鋼嚴禁用鋸或鑿子、鋼印作標記，不得在卷板外側表面打沖眼；在卷板內側表面用于校核劃線準確性和卷板后的外側表面允許有輕微的沖眼標記。

3.2.2鋼板切割、加工坡口

鋼板采用自動、半自動氧-乙炔火焰切割或數控切割機割去多余部分。縱縫和直管段環縫坡口用12m刨邊機加工；彎管段環縫坡口用數控切割機加工，坡口加工后的尺寸應附合圖樣及規范的要求。

3.2.3鋼板卷制

篇7

在關于復合鋼板壓力容器在焊接過程中出現高溫蠕變的情況的研究過程中，要結合復合鋼板壓力容器所使用的具體材料、焊接以及高溫蠕變的理論和研究方法，因為二者之間聯系緊密。在了解和認識關于復合鋼板壓力容器在進行焊縫中出現的高溫蠕變的現象等問題的研究現狀的過程中，必須要充分考慮以下的研究成果和進展。

1 國內外研究概述

當今世界，無論是在復合鋼板在結合的過程中所使用的技術，還是在復合鋼板在焊接的過程中所使用的技術的研究方面都是十分的成熟的，在生產制備方面也是有了很大的進步的，這些方面的理論研究和實踐經驗，不僅對于復合鋼板在相關技術方面的更新，以及在工業中的具體運用都具有重大的作用和影響。特別是對于美國、英國等西方發達資本主義國家而言，對于復合鋼板及其相關理論研究的時間已超過了一百年了，與此相比，我國的研究要晚了許多，大概始于60 年代，從技術方面而言，較一些發達國家還是比較落后的。關于復合鋼板的結合技術，在我國現行相關規范標準當中，為了能夠確保復合鋼板基層與基層之間實現可靠與有效的復，就必然要運用到冶金結合這項技術的。在現階段的技術條件支持下，為了實現兩者之間的有效復合，所采取的方法多為爆炸焊接法、或者是爆炸、熱軋結合方法，而對于冷軋復合鋼板而言，此類鋼板的獲取多是通過外國進口的方式所實現的。對于爆炸復合法而言，主要是將兩種金屬板進行高速的沖撞，通過沖撞面上發生的熔融狀態，進而在復合鋼板的基層和復層之間形成相對較高的連接強度，使金屬相互結合。這種方法是我國在制造復合鋼板的過程中，最為成熟的工藝。

在高溫腐蝕環境中，由于復合鋼板本身所具有的較強的可設計性、較強的耐腐蝕性以及較高的性價比等方面都已經成為其參與市場競爭的優勢，這些優勢也使復合鋼板可以在石油領域和化工領域廣泛的應用。但是，在冶金、制造加工等領域，由于復合鋼板壓力容器在結構方面還是存在著一定的不足和缺陷，尤其是在復合鋼板壓力容器焊縫的部分，在焊接的過程中，出現的位錯、留有空隙或者夾雜雜物等情形，如果在長時間的高溫環境下作業，就會比較容易出現裂紋。如果仍然堅持作業，就會造成復合鋼板壓力容器在焊接處的斷裂，進而給生產和安全造成重大損失。

2 復合鋼板的制備

在國內外，關于復合鋼板在結合的過程中所使用的技術以及在焊接過程中所使用的技術方面理論研究和相關設備的生產方面已是十分的成熟，而且這些方面的研究成果對于復合鋼板技術的及時更新和在工業中的實際運用起到了重大的推動作用。在一些發達國家，關于復合鋼板方面的研究已經超過了一百年，但是，我國則僅僅在20世紀60年代才開展了關于復合鋼板方面的研究，與發達國家相比，是晚了許多的，因此，在理論研究和技術研究方面都是相對落后的。例如：對于復合鋼板在結合過程中所使用的技術，在我國現行的標準，就是在復合鋼板基層和復層之間必須通過冶金使兩層相互結合，而且還要求有一定的鏈接強度。從這一標準來看，在我國，復合鋼板的制造運用的主要技術還是爆炸焊接或爆炸-熱軋，因此，廣泛使用的冷軋技術制造的復合鋼板基本上都是需要進口的。

3 復合鋼板壓力容器的焊接

在復合鋼板壓力容器的焊接的過程中，焊接的工藝實際上極大的影響了復合鋼板壓力容器焊縫高溫變化。一方面復合鋼板的焊縫焊接不同于單一金屬的焊縫焊接，它屬于在不同種類的金屬之間完成焊接，由于兩種金屬所具有的膨脹特性是不相同的，因此主要是在焊縫的附近引起焊接熱應力。另一方面，在對復合鋼板進行焊接的過程中，在復合鋼板的基層與復層間適當的增加過渡層，這樣就可以避免基層金屬對復層金屬的碳稀釋，具體而言，主要就是避免碳從基層轉移到復層，從而使得局部地方變得薄弱。以上兩個方面就是導致復合鋼板壓力容器在焊接后，在容器的焊縫比較容易出現問題和缺陷的主要原因。

4 焊接接頭高溫變化的研究方法現狀

在有關焊接接頭高溫變化問題的研究過程當中，比較常使用的研究方法可以歸納為以下三種類型：

第一類：針對焊接接頭接縫位置存在的差異性的微觀組織情況，所涉及到的研究對象主要是針對焊縫區域強度、以及斷裂現象而言的，主要是通過母材、焊材試樣、以及熱影響區的方式實現。通過此種方式，能夠對母材與焊材之間的性能差別進行詳細的比較。按照此種方式，還能夠在溫度變化的前提條件下，對焊接接頭的強度參數進行合理的調整與修正。這種方案是焊接接頭高溫變化研究中的最基本方法，目前在ASME Code Case N-47 中有關焊縫設計部分得到了較為充分與普遍的運用；

第二類：為了更加良好與有效的對焊接接頭所存在的變化行為加以證實且可靠的研究，不單單需要完成對單一性材料溫度變化情況及其規律的認識，同時還需要涉及到對有關焊縫試樣性能的研究工作。其中，通過對焊縫試樣性能進行的研究，能夠對焊縫所對應的變化斷裂機制以及具體的斷裂區域有一個更加清晰的判定，同時可配合完成有關焊縫試樣整體強度與焊材強度、以及母材強度的綜合比較工作。在此基礎之上，還可以通過對以上性能指標的分析，應用數值分析方法，進行有關焊縫焊接接頭強度指標、斷裂性能、以及使用壽命等指標的評價工作。

第三類：同第一類、第二類方法不同的是，在第三類有關焊接接頭高溫變化情況的分析過程當中，所采取的分析方法是建立在一個方向基礎之上的單軸拉伸試驗，試驗過程當中對于多軸應力的影響并未加以特別關注。同時，針對高溫構件的焊縫區域產生的具體的強度變化，采用以上的方法仍然無法得到真正的反映，所以對于強度變化的研究還需更加精確的方法，主要是認真地研究實際焊接的構件的具體變化情況，在對整體的強度差異進行比較的基礎上，獲得復合鋼板焊縫部分對于復合鋼板的結構產生的影響。關于這方面的研究，雖然一些專家和學者已經開始研究，也取得了一些成果，但是在實踐使用中，費用都比較高，難度也比較大。

5 結論

當前，社會急需一種新型的材料來解決這一問題，而復合鋼板的出現就有效地解決了這一問題。復合鋼板是一種復合產物，其是在普通金屬表面包覆一層具有特殊性能的材料，并通過一些工業處理復合而成，它具有單一金屬材料不具備的優異性能，如高比剛度、疲勞性強、尺寸穩定、耐腐蝕和磨損等，所以對復合鋼板的焊接工藝進行分析研究是很有必要的。

參考文獻

[1]李冬林.焊接應力和變形的數值模擬研究.碩士學位論文，武漢理工大學，2003，3.

篇8

前言

隨著中國經濟的快速發展，中國的鋼產量和用量均達到世界第一位，這極大地推動了焊接技術的發展，目前中國鋼結構的焊接工作量已達到世界焊接強國的水平[1]。隨著海洋裝備、航空探測器、大飛機、高速列車等產業的發展，對焊接技術和焊接質量的要求越來越高，因此提高焊接過程的生產效率，探尋和發展優質、高效、節能的焊接方法已成為滿足實際生產需要的重要任務[2-4]。隨著先進制造業的發展，傳統單絲焊接方法的生產效率已趨于極限，無法滿足現代化工業技術發展的步伐。同單絲焊接技術相比，雙絲焊具有焊接速度高、熔敷效率高、焊縫質量好等優點，能夠極大地提高焊接生產效率，因此受到越來越多的關注[5-7]。

1. 雙絲焊的分類

根據焊接特點和保護方式不同，雙絲焊主要包括雙絲埋弧焊和雙絲氣體保護焊兩種[8-10]。雙絲埋弧焊因其高效、節能、優質的特點，在國內外造船、橋梁、壓力容器和管道領域都得到了廣泛的應用。但是，雙絲埋弧焊只適于平焊長的直焊縫和圓形縱、環焊縫，而且焊縫熔深大，其應用有一定的局限性。雙絲氣體保護焊具有焊接高速快、熔敷率高的特點，不僅可以焊接薄板工件，也可以焊接厚板結構，在輸氣管道、壓力窗口、鋼管、橋梁、船舶等領域具有較好的應用前景。

根據焊接電路配置和焊絲的裝配不同，雙絲焊分為串列雙絲焊、并列雙絲焊、串聯雙絲焊、雙絲三弧焊和雙絲預熱填絲焊等[11， 12]。本文主要介紹串列雙絲焊、并列雙絲焊、串聯雙絲焊。

1.1 串列雙絲焊

串列雙絲焊中每根焊絲由一個電源控制，是目前最受關注的雙絲焊技術。氣體保護串聯雙絲焊一般稱為TANDEM雙絲焊。根據焊絲的相對位置不同，串列雙絲焊分為分離電弧法和共熔池法。在雙絲埋弧焊中，分離電弧法應用較廣。分離電弧法實際上是由兩套傳統的單絲埋弧焊系統組裝而成，設備簡單，通用性強。通常情況下，一根焊絲直流反接，另一根焊絲使用交流電源，從而即能夠獲得較大的熔深，也能夠保證焊縫成形美觀，目前該方法已在造船、壓力容器和管道焊接領域廣泛應用。

共熔池法同分離電弧焊最大的區別在于焊槍部分，它同樣包括兩臺焊機和兩臺送絲機，但只有一把焊槍。共熔池法多用于氣保焊，兩根焊絲分別使用單獨的導電嘴，共用一個氣體噴嘴。焊接時，兩根焊絲分別引弧，在雙電弧中熔化形成一個熔池。由于雙電弧距離較近，相互干擾，一般使用脈沖電源。

1.2 并列雙絲焊

并列雙絲焊的兩根焊絲共用一個電源和一個導電嘴，兩根焊絲平行排列，一般垂直于母材，焊絲的直徑和成分可以更換和調整，但兩根焊絲的送進速度相同。并列雙絲焊實質上是利用兩個較細的焊絲來代替一根較粗的焊絲，由于存在兩個電弧，母材的熱影響區變寬，但熱輸入變小，焊縫金屬的過熱傾向減小，而且焊接速度較單絲焊有明顯提高。氣體保護并列雙絲焊一般稱為TWIN-ARC雙絲焊，兩根焊絲共用一個導電嘴和氣體噴嘴。

1.3 串聯雙絲焊

串聯雙絲焊的母材不通電，兩焊絲通過導電嘴分別接電源的正負兩極，兩焊絲串聯，電弧在兩焊絲之間產生。焊接時即可用直流電源也可用交流電源，兩焊絲之間的夾角一般為30-45°。這種焊接工藝熔敷速度是傳統單絲焊的1.5-2倍，由于母材不接電源，母材的熱輸入少，熔深淺，熔敷層金屬的稀釋率一般小于10%。

雙絲間接電弧氣體保護焊是一種比較新的串聯雙絲焊技術，該方法采用直流電源，兩套送絲機構分別控制兩根焊絲的送進，電弧可在距工件不同的位置引弧和燃燒，兩極性斑點分別在兩焊絲上，利用弧柱熱量和熔滴攜帶的熱量熔化母材形成焊縫。

2. 雙絲焊的發展及現狀

雙絲焊的研究基本都是從埋弧焊開始，雙絲自動埋弧焊最早的應用出現在20世紀50年代，該技術的出現使焊接效率發生了根本性的提升[13]。雙絲自動埋弧焊包括單電源雙絲和串列雙弧兩種，單電源雙絲焊熔透能力較差，一般僅適用于窄間隙焊接，而串列雙弧中雙絲由兩個電源單獨控制，具有熔深大、熔敷速度高、焊縫金屬稀釋率接近單絲焊的特點，目前已在實際生產中得到廣泛應用。

氣體保護雙絲焊的研究最早出現在1955 年。同雙絲埋弧焊一樣，雙絲氣保焊也可以減小焊接變形，提高焊接質量和生產效率，同時節約焊接材料[14]。國外科研機構對于雙絲氣保焊的研究較早，目前已完全掌握相關設備的成熟生產工藝。例如，加拿大焊接研究所研制了脈沖雙焊絲GMAW 焊接設備，用于窄間隙的高強鋼焊接；日本的NKK 船廠采用了雙高速旋轉電弧的焊接工藝，用于角焊縫的焊接；奧地利弗尼斯公司成功開發了單槍雙絲MIG 焊技術，焊槍尺寸小巧，適應于焊件的任何位置焊接。為了適應薄板高速焊和厚板高熔敷率焊接，2001 年在德國埃森展上由奧地利Fronius 公司和德國CLOOS 公司分別展出了雙絲 MIG 焊設備，該類設備是將兩根焊絲按一定角度放在同一個焊槍噴嘴內，兩根焊線分別由各自獨立的電源供電，焊接過程穩定，焊接效率較高，達到 3～5m/min，該類設備已在車輛制造、造船、汽車等方面得到了廣泛的應用[15-17]。除上述公司外，德國的BENZEL公司，美國的Miller、Lincoln公司目前均可以生產成套的TANDEM或TWIN-ARC雙絲焊設備。

我國在雙絲焊方面的研究也比較早，在80年代便可以制造出雙絲氣體保護焊設備。但后來由于焊接人才缺乏和科研經費短缺，我國雙絲焊技術的研究一直遠遠落后于國外，目前我國的雙絲焊設備基本依賴進口，僅德國的CLOOS公司的TANDEM雙絲焊接系統在國內便有數百套。近年來，國家加大了先進焊接技術領域的資助，我國在雙絲焊領域的研究迅速發展，上海交通大學、西南交通大學、北京工業大學、哈爾濱工業大學、山東大學等科研院校均開展了該方面的研究工作，部分機構已經具備研制雙絲焊設備的能力[18-20]。但是，由于研究基礎薄弱，相關理論知識缺乏，我國雙絲焊設備的整體水平同國外同類產品還有較大的差距。

3. 雙絲焊的應用

3.1 雙絲焊在造船領域的應用

2010年，中國造船業的三大指標即造船完工量、新承接訂單量、手持訂單量均超越老牌造船強國韓國和日本，成為世界第一造船大國。雖然由于經濟危機和產業結構的問題，近兩年我國的造船業發展進程有所回落，但仍然保持在世界三大造船大國之列。焊接技術是船舶制造工業的關鍵技術，船舶的焊接技術水平直接影響著我國造船業的國際競爭力和發展前景。

采用雙絲埋弧焊工藝焊接船用高強鋼DH36，焊接質量完全滿足中國船級社《材料與焊接規范》的技術要求，焊接熔敷率較單絲埋弧焊有明顯提高，焊接道次減少，20-30mm厚度的鋼板能夠實現雙面單道焊，焊接效率大大提高[21]。對于60mm厚度的DH36 鋼采用交流方波雙絲埋弧焊方法，通過優化焊接工藝，焊接接頭的低溫斷裂韌性（0 °C）明顯改善。采用小電流、低速焊的工藝，焊縫的斷裂韌性裂紋尖端張開位移（CTOD）值比常規工藝提高約85%，熱影響區提高近4倍；采用大電流、高速焊的工藝，焊縫的斷裂韌性 CTOD 值比常規工藝提高近3倍，熱影響區提高近2倍[22]。

高強度船體用EH36是一種經過細晶處理的鎮靜鋼，其焊接熱影響區組織與性能對焊接熱輸入較敏感，熱影響區淬硬傾向大，氫致裂紋敏感性較大。相比較傳統單絲CO2氣保焊，采用雙絲CO2氣保焊焊接EH36，焊接接頭的屈服強度、延伸率和低溫韌性（-40 °C）均顯著改善。另外，在單根焊絲具有相同電流和電壓的前提下，獲得相同的焊縫寬度時，雙絲焊的焊接速度比單絲焊提高1倍，生產效率大大提高[23]。

3.2 雙絲焊在高速列車領域的應用

我國的高速列車技術經過近20年的發展，通過消化吸收和自主創新相結合的發展道路，逐漸突破高速列車的關鍵技術問題，實現了高速列車的自主制造。2010年CRH380AL新一代高速列車創造了486.1 km/h的世界高速鐵路最高運營速度，標志著我國高速列車技術已躋身世界高速列車技術先進行列。高速列車的高速化主要取決于車身的輕量化材料和車體結構，因此高速列車承載結構輕量化的研究至關重要。

鋁合金因其比強度高、耐蝕性好、成型工藝好等優點，在高速列車車體中得到廣泛應用。但是，鋁合金活性高，鋁與氧的親和力在，焊縫中容易形成氧化鋁夾渣。鋁合金導熱系數和膨脹系數也較大，焊接時需要高的熱輸入，容易產生焊接應力和變形甚至裂紋。目前鋁合金的有效焊接方法主要為鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊[24]。鎢極氬弧焊適合焊接的板厚范圍為1-20mm，熔化極氬弧焊采用高熔敷率焊接（大電流、粗焊絲，適用于厚板）時，熱輸入過大，焊縫成形較差，若采用高速焊接（高電流密度、細焊絲，適用于薄板）時，對送絲速度的要求較高。

雙絲焊接技術可以解決高速列車鋁合金焊接時存在的問題，不僅可以獲得優質的焊接接頭，還可以提高焊接效率。以CRH3型動車組車體用6005A-T6鋁合金為例，采用奧地利IGM Robot RTI 330-S雙絲焊接系統，通過優化工藝參數，焊接接頭組織比單絲焊更為致密和均勻，抗拉強度和延伸率均有所提高，焊接速度顯著提高，目前該技術工藝已實際應用于CRH3高速動車組的生產中[25]。采用雙絲MIG焊焊接6082-T6鋁合金時，由于雙絲焊熱輸入較小，焊接接頭晶粒較小，熱影響區較窄，硬度及抗拉強度相比單絲焊接接頭略有提高，但雙絲焊焊接速度大大提高[26]。另外，雙絲焊在2219、7A52等鋁合金的焊接也被學者廣泛研究，通過調整工藝參數，雙絲焊接技術均能夠獲得良好的焊接接頭，不僅力學性能優于單絲焊接接頭，耐蝕性也有所提高[27-30]。

3.3 雙絲焊在管道焊接領域的應用

管道工程主要用于輸送各種介質，作為一項重要的基礎設施，管道工程已廣泛地存在于石油、化工、電力、建筑和市政等行業。隨著我國經濟的持續快速發展，東部沿海地區的能源消耗越來越多，石油、天然氣等戰略能源物質的輸送變得尤為重要，逐漸得到國家的重視。近年來，隨著“西氣東輸”等大型管道工程的開展，鋼管材料的使用量大幅增加。同其他焊接結構不同，管道即要承受一定的壓力，還要完全保證傳輸物質不能泄露，因此鋼管的焊接質量要求較高，焊接接頭不僅具有良好的力學性能，還要具有較好的致密性和耐蝕性，以保證管道工程的安全運行。

目前管道工程主要采用X系列管線鋼，代表鋼種有X60、X65、X70和 X80。管線鋼的焊接主要為環焊縫或螺旋焊縫，而且管徑較大，管壁較厚，因此主要采用埋弧焊焊接。同單絲埋弧焊相比，雙絲埋弧焊減少了咬邊焊接缺陷，焊接速度提高30-40%，滿足了鋼管的高速焊接。雙絲埋弧焊工藝特別適用于厚管的焊接，22mm厚板可單面焊雙面成型，甚至可以焊接300mm厚的焊件。埋弧焊管工藝一般采用串列雙絲焊技術，采用直流+交流的形式，前絲采用直流電，后絲采用交流電，即可以獲得足夠的熔深，以能夠得到滿意的焊縫[31，32]。大管徑X65級鋼管對接環焊縫焊接時，采用U形坡口多層焊工藝，在較小的熱輸入下，可以保證焊接接頭具有優良的拉伸性能和斷裂韌性，焊縫效率大大提高，完全能夠應用于陸地和海底油氣管道[33]。

4. 雙絲焊的前景及展望

“十二五”期間，“發展高效焊接”、“提高焊接機械化、自動化水平”是焊接技術發展的方向和目標。雙絲焊以高速、高效、節能、優質等優點越來越被焊接界人士認同，在實際生產中的應用也越來越多。我國每年造船用鋼量可達上千萬噸，油氣管道用鋼在200萬噸以上，若全面采用雙絲焊工藝，其能源節約將非常可觀，而且生產效率大大提高，其發展前景非常廣闊。此外，中俄、中緬、中國-中亞油氣管道工程以及中國西氣東輸三線工程的建設為雙絲焊接技術的發展和應用提供了空間的機遇。隨著雙絲焊技術的不斷成熟和完善，雙絲焊工藝也同焊接機器人相整合，焊接效率和自動化程度進一步提高。同時，三絲甚至多絲焊工藝也在逐漸出現，新的電弧組合焊接工藝方法也被學者廣泛研究。相信在不久的將來，焊接產業將進入全新的發展時期，先進的焊接技術和工藝將不斷涌現，從而推動機械加工行業整體水平的提升。

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篇9

一、ASME　U　U2質量保證體系的建立與運行

一重公司在第一次籌備ASME U U2取證之初，已具備壓力容器制造技術條件和制造能力，為擴大壓力容器市場范圍，把目光投向國際市場。那時，一重公司雖已取得國家質檢總局頒發的《中華人民共和國特種設備制造許可證》。如果一重公司再并入一個壓力容器制造保證體系，會給質量保證工作乃至整個壓力容器質量保證體系帶來多大的影響，還不能充分明確。作為ASME U U2取證主要負責人之一的我，也感到ASME U U2取證工作壓力還是很大的。通過與取證工作小組共同努力學習CODE及向AIA的AIS咨詢，逐漸理解ASME U U2相關要求并與我公司的《中華人民共和國特種設備制造許可證》建立的質量管理體系要求相結合，在一重公司主管領導的大力支持下，在全體取證人員共同努力下取得了ASME U U2證書和U U2鋼印。。

取得了ASME U U2證書和UU2鋼印后，需明確指出的是，在沒有接到國外訂貨時的ASME U U2證書和U U2鋼印是一個沒有經過制造實踐的質量保證體系，還不能說明該體系完全適用一重公司生產制造活動。因此，在接收到國外訂單后，一重公司所有參與按ASME U U2證書和U U2鋼印制造的人員才有了對ASME U U2證書和U U2鋼印更加深刻的認識。

二、出口壓力容器產品制造過程中的質量保證存在的問題

一重公司在接收到第一份為印度制造壓力容器訂貨合同時，外方就明確要求該合同必須按ASMEU U2證書和U U2鋼印進行產品的制造活動。核電石化事業部的質量保證部就該項目管理工作中的質量保證根據合同條款的要求開展準備工作。一重公司的ASME U U2證書和U U2鋼印建立的質量保證體系開始真正的運行。

1、培訓工作的問題

根據CODE及ASME UU2證書和U U2鋼印的質量控制手冊描述，項目管理的培訓工作，并沒有具體要求，但考慮到一重公司是首次承制國外壓力容器的制造工作，且與給用戶制造國內壓力容器有諸多不一致的要求，對從事壓力容器制造工作的相關人員開展了ASME U U2證書和U U2鋼印質量控制手冊和程序文件的培訓工作。為保證受培訓人員的對手冊和程序文件的理解程度，重新修訂并下了手冊和程序文件結相關單位。

但在培訓中發現，按CODE及ASMEU U2證書和U U2鋼印的質量控制手冊描述要求，標準、技術文件、檢驗試驗文件等要求的是以英文為準，多數從事壓力容器制造活動的人員還不能完全適應這一要求。

2、授權檢驗機構監制問題

按國內標準要求制造并在國內使用的壓力容器產品，不僅符合國內相關法律、法規的要求，建立建全壓力容器質量管理體系，而且還要取得國家質檢總局頒發的《中華人民共和國特種設備制造許可證》，并且由國家指定的政府部門進行壓力容器的監制工作；同時，買方、業主或授權監理公司負責合同產品的監制、監檢工作，以保證壓力容器產品制造質量。而對于承制國外用戶的壓力容器產品，在滿足中華人民共和國《鍋爐壓力容器制造監督管理辦法》規定的要求的同時，按CODE及ASME U U2證書和U U2鋼印的質量控制手冊描述要求，接受用戶授權ASME的AIA如：HSB、BV等公司派出的AI負責產品制造期間的監制和監檢工作。

這樣，一重公司就面臨著與國際著名授權檢驗機構合作問題。一方面，在壓力容器制造活動中，需按ASME U U2證書和U U2鋼印的質量控制手冊描述要求開展制造活動，同時也要接受國家法規要求的屬地監管部門的管理，這就意味著有些相同的工作需按不同的要求進行。另一方面，在壓力容器制造過程中工序檢驗還嚴格執行COL，COL是一個近似于核電產品制造過程中的產品見證質量計劃，不僅如此，一重公司在多年的壓力容器制造經驗和管理方法上已有成形的管理模式。因此，在生產制造過程中出現很多與臨時改變生產過程而導致工藝流程發生變化，進而在執行COL時改變見證點見證和簽字等問題。。不但如此，由于見證時機的變化，給QA與AI的工作聯系造成麻煩。AIA的AI的工作時間與我們現在的工作方式不完全相同，加之還有市技術監督局參與其中，起初的工作協調十分困難。另外，按ISO9001的質量管理體系要求，容器產品的質量保證體系還必須與ISO9001的質量管理體系相符合。在容器制造的初始階段，十分艱難。

綜上所述，在出口壓力容器產品過程中，按ASME U U2建立的質量保證體系進行制造活動，有的問題顯現出來，還有的問題可能會預想不到，本篇主要探討解決上述提出的問題。。

三、ASME U U2質量保證體系的改進與提高

任何一個事物的存在都有其必然性，一重公司的ASME U U2證書和U U2鋼印的質量保證體系也是這樣。它有順應一重公司發展要求的必然性，同時也有改進和提高的環境而導致一重公司的ASME U U2證書和U U2鋼印的質量保證體系運行機制的有效性。

1、對于培訓問題，按CODE和ASME U U2證書和UU2鋼印的質量控制手冊的內容并沒有對培訓進行強制實施，但結合一重公司的實際，一種文化的執行如果沒有必要的宣貫是不行的。因此對于有針對性的項目開展培訓工作是有的放矢。對于語言環境，一重公司的設計、工藝和檢驗試驗部門特別是近幾年新招的畢業學生，英語水平有很大變化，但這并不能就此說明一重公司可以在英語的環境下從事制造活動。通過與設計、焊接工藝、加工工藝和項目管理等長足進展業之間的聯系溝通，在從事印度項目壓力容器產品制造過程中，首先利用ASME U U2證書和U U2鋼印的質量控制手冊和程序文件的現有資源，保證在生產制造的各個環節中的設計、工藝和檢驗試驗等文件必須是中英文對照，以便于在生產過程的各個環節的工作能夠按文件的要求開展工作。同時也能夠符合在AI監檢過程中按ASME U U2證書和UU2鋼印的質量控制手冊語言文字描述的要求。 在這方面，設計、工藝和其它技術部門的工程技術人員需付出大量的勞動，以保證產品的制造順利開展。其次，對于產品竣工產品文件的提交，QA、QC在編制、整理中，保證其出廠文件的完整性和不同語言描述的一致性。通過培訓工作的開展，不但保證出口產品的制造工作，同時也將工作遇到的問題顯露出來，保證體系的有效運行。

2、對于AI的監制，在生產制造過程中，AI是按COL執行產品制造的過程控制，是完全按ASME U U2證書和U U2鋼印的質量控制手冊所要求的質量保證體系運行的。對于一重公司常見的產品制造工序變化，若按已制定的工藝流程和COL執行，顯然無法與之相適應，這就要求我們在項目管理過程中，加強技術部門與生產車間的配合，加強QA在制造過程中的質量保證，按項目總體進度要求，結合實際的做好生產準備工作。技術部門工藝流程要和檢驗部門的COL與生產過程相一致。保證壓力容器產品的制造符合工藝過程。讓AI確信一重的生產制造過程與工藝要求一致。在這種情況下，工藝部門和檢驗部門需密切配合才能滿足生產需求。通過出口壓力容器產品制造過程的質量保證體系運行，證明一個再完善的理論必須拿到實踐中驗證，才能充分體系其應有的價值。ASME U U2證書和U U2鋼印的質量保證體系歷經幾次換證，終于與生產結合起來，為今后制造更多的出口壓力容器產品積累了寶貴經驗。出口壓力容器產品的制造，也驗證質量管理體系持續改進的要求，與ISO9001管理要求相吻合。

四、結語

雖然在出口印度壓力容器方面取得了ASME U U2證書和U U2鋼印的質量保證體系運行的實際經驗，還會有在出口壓力容器制造過程中沒有出現的問題，任何一個質量保證體系，都有其發展和完善的過程，從各國認可的ASME規范到我國壓力容器制造標準，也都是在發展的。質量保證工作也應是這樣，不能把目光放在眼前，本文雖只探討了出口印度的壓力容器制造問題的一部分，但質量保證是由部分問題甚至個別問題的出現也要將質量保證的整個體系加以補充，以求達到持續改進，保證企業的可持續發展。

篇10

畢業設計是高職院校眾多教學環節中最重要的實踐教學環節之一，不但對學生在校期間所學知識、技能有鞏固檢驗作用，而且是培養學生綜合技能、提升學生職業素質的有力渠道，同時也是拉近學生與就業環境之間的距離、實現學生身份轉變的有效途徑。

改革的背景與思路

畢業設計存在的問題 由于高校擴招、就業壓力、學風浮躁、高職教育發展不夠成熟等多方面的原因，高職畢業設計環節存在著或多或少的問題：（1）畢業設計選題與高職教育的人才培養目標存在差異，內容輕技能、重理論；（2）選題與工作崗位偏差大，有的甚至無關聯；（3）具有實際工程經驗及企業經歷的指導教師偏少；（4）沒有充分發揮畢業設計研究成果的可用價值。

畢業生就業難 學生就業是高校當前的熱點、難點工作，工科類專業畢業生找工作難是很普遍的現象，尤其高職院校的畢業生，高不成、低不就的狀況使他們更難以就業。另外，企業所需要的各類專業人才緊缺，招不到合適的員工，應聘大學生或專業水平過低，或所學專業與企業需求不一致，難以達成協議。因此，學生如何給自己一個正確的定位，找到合適的崗位，是目前急需解決的問題，也是高校發展必須解決的一道難題。

化工設備與機械行業的特點 化工機械制造行業是個特殊的機械制造業。化工機械制造廠所生產的產品均是一些非標產品，因此，對于任何一臺產品，必須有配套的設計圖紙、工藝、檢驗等技術文件。生產壓力容器的廠家必須持有相應的壓力容器制造許可證，設計單位必須有相對應類別的壓力容器設計許可證。任何一個環節均需有一定數量的工程技術人員。這些崗位所要求的人員必須是有一定理論基礎知識，又有一定工程實踐經驗的技術人員。約有三分之二的化工機械專業畢業生的去向為此類制造廠，因此，如何讓畢業生盡快地適應這些崗位，是需要高職院校認真思索和解決的問題。

以就業為導向的畢業設計教學改革

以就業為導向的畢業設計教學改革是畢業設計環節人才培養的一種探索，我校實施化工設備與機械專業畢業設計教學改革后，提升了整體畢業設計水平，提升了學生的職業素質，增強了學生就業能力。學生的畢業設計成果還可以幫助企業解決實際問題，這不但有助于學生能更快更好地就業，同時，畢業設計成果又可運用到以后的實際工作中，幫助學生就業后更好地開展工作。

畢業設計選題題庫系統設計 選題是畢業設計的重要環節。以往畢業設計選題陳舊，理論性題目偏多，綜合訓練題目偏少，選題缺乏多樣性，題目深度不夠，致使學生訓練不足。據此，我校化工機械專業畢業設計教學改革首先從選題著手，開發建立了符合企業實際需求的畢業設計選題題庫系統。系統中所有的課題均以學生所學課程知識和技能為出發點，使學生將所學理論知識和能力進行綜合應用并進一步提升訓練，以綜合實踐教學目的為基本要求，題目貼合工作崗位，具有實際應用意義。對學生而言，是有能力完成的；對企業而言，是有利用價值的。指導教師通過大量的實踐和專業崗位調研，設計、收集、整理出具有明確工程背景和實際應用價值的課題，組建了題庫系統。課題大致分為以下幾類：各類非標設備的設計（包括選材、結構設計及強度設計）、基于Excel的化工設備零部件強度系統設計、基于Excel的標準零部件查詢系統設計、化工設備及零部件制造工藝（包括焊接工藝）編制、鈑金件放樣系統設計、非標設備報價系統設計等，根據學生的實習崗位和興趣，實現畢業設計課題的雙向選擇。

優化畢業設計過程 我校化工機械專業教師大都來自企業，有著數十年的企業工作經歷，在企業中從事過壓力容器設計工作，持有全國壓力容器設計審核資質。在學校完成常規教學工作的同時，業余時間還可承擔一些項目、設備的設計科研工作。因此，在輔導學生畢業設計過程中具有絕對的優勢。對于已落實工作單位的學生，指導教師要求他們必須選擇與工作崗位相關的課題，這樣對學生而言，學習與就業融合在一起，完成畢業設計不再是負擔，而是就業前的上崗培訓和試工考核。畢業設計過程相當于某一階段的工作總結，或是對以后工作內容的預習，指導教師可以通過電子郵件等方式與學生進行交流，幫助他們完成畢業設計，同時也可幫助他們更好地開展工作。對于尚未落實工作的學生，要求他們選擇自己感興趣的課題，指導教師向他們提供大量的參考資料，包括教師自己的科研成果、收集整理的一些案例，同時督促學生在較短的時間內完成畢業設計。通過畢業設計，學生的一些實踐能力如AutoCAD繪圖、零件強度計算、正確運用法規規范及技術標準、軟件編程等能力會得到鍛煉提高，從而為順利就業打下基礎。指導教師針對不同類型的課題，制定了不同的畢業設計指導過程記錄，力爭在較短的時間內使學生的能力得到全面的提高。壓力容器設計類課題的指導記錄表如表1所示。通過整個過程的指導，學生對于設計一臺壓力容器的整個過程有所了解，也經歷了選材、強度計算、使用SW6軟件、繪圖、壓力容器分類等過程，基本可以“零距離”就業，從事簡單壓力容器的設計工作。

推廣畢業設計成果 指導教師應對學生在畢業設計過程中的閱讀文獻、專業譯文、畢業設計報告（論文）、中期檢查內容、教師指導紀錄、畢業設計答辯等環節進行規范管理，這樣可保證畢業設計質量。化工機械專業每屆均有大量的優秀畢業設計，指導教師可將這些優秀畢業設計進行整理、修改、充實、歸類，并向企業推廣，幫助企業解決實際問題，畢業設計的作者會因此而受企業歡迎，這樣的畢業設計可在企業與學生之間起到橋梁的作用，使學生順利地就業。如我校2010屆機電074班4位學生合作完成了管法蘭查詢系統設計。該設計以HG/T20592～20635-2009《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》為基本數據庫，充分利用了Excel中函數功能強大的特點，將管法蘭標準中繁冗的表格、數據、圖形轉換成簡單清晰的查詢界面，實現了鋼制管法蘭的實時查詢。整個系統包括法蘭的公稱壓力等級對照查詢，各種型式的法蘭、墊片尺寸查詢，密封面尺寸及緊固件查詢等。有了這樣的查詢系統，壓力容器、管道等專業技術人員能快捷、準確地查找到法蘭系統各個零件的結構尺寸，可大大提高技術人員的工作效率。在畢業設計中，這4位學生的AutoCAD繪圖能力、查詢標準能力、Excel編程能力均得到了提高，以該畢業設計為橋梁，他們都找到了理想的工作，而且在工作崗位上干得也非常出色。

畢業設計教學改革成果

畢業設計環節的教學改革是我們對高職教育教學改革的初步嘗試，取得了一些成績，幾年來我校化工機械專業畢業生的就業率均達100%，有時還出現了供不應求的局面。有的企業在學生尚在二年級第一學期學習的時候就提前跟他們簽訂就業意向，甚至有的企業要求個別學生從二年級第二學期開始，每周六、周日去企業上班，幫助企業繪制設備圖或編制制造工藝。因此，學生的實踐能力得到了提高，同時為一年后的就業打下了基礎。在我校機械工程學院的6個專業中，化工機械專業學生的畢業設計得優率最高。

畢業設計環節教學改革的困難與展望

我校畢業設計教學改革實施兩年以來，在改革研究與實踐中遇到了許多困難，也有過一些疑惑。改革確實能夠有效地鍛煉和培養學生的專業素質，并得到了學生和用人單位的好評。但學校增加了辦學難度，對教師而言，無論是教學難度、教學工作時間還是對教師本人的要求都提高了。如果將這樣的改革推廣到其他專業，則遇到的問題會更多，如頂崗實習單位落實困難，“雙師型”教師不足，缺乏有效的激勵機制，教學成本增加等等。雖然改革困難重重，但實踐證明改革收到了良好的效果，提高了畢業設計質量，并明顯地促進了畢業生就業，畢業設計既為學生就業創造了條件，又成為學生就業的橋梁。我們深深地感到，這樣的改革是社會的需要，是職業教育的需要，因此有必要克服一切困難，將這樣的改革堅持不懈地進行到底。

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篇11

低合金高強度鋼是在碳素鋼的基礎上加入總質量百分數不超過5%的合金元素，屈服強度超過275MPa，并具有不同用途結構所要求的良好的強度、塑性、韌性、焊接性、成型性、耐蝕性、耐熱性、耐低溫性、耐磨性或其它特殊性能，通常以板、帶、型、管等鋼材形式供應，用戶不需經過重新熱加工、熱處理而直接使用的結構鋼種可稱之為低合金高強度鋼。國外這類鋼多年來已逐漸形成一個統一名稱――高強度低合金鋼.

由于低合金高強度鋼不但具有較高的強度和良好的綜合性能，而且還有較好的經濟性，因此，低合金高強度鋼在多個行業的應用發展非常迅速，包括建筑、橋梁、鐵道、船舶、輸送管線、鍋爐、壓力容器、汽車、機械、核能等領域，并且其應用范圍將越來越廣。鋼材的焊接性在一定程度上限制了Q460高強鋼在電力工程中的推廣應用，某些工程也只是試驗性地采用焊接連接方式，都盡可能地少用或不用焊接，因此，高強鋼的焊接性問題引起了電力行業內眾多工程技術人員的關注。大家共同關注的問題主要有兩方面：1、目前的冶金技術生產的Q460鋼材力學性能離散性如何？是否能達到100%的合格？2、目前的Q460鋼的強化形式是怎樣？是否會降低其焊接性（包括使用焊接性和工藝焊接性）？為了在生產中采用科學正確的焊接工藝，保證焊接接頭各項性能指標，最終保證應用Q460鋼的工程質量安全，非常有必要開展Q460高強鋼的焊接性研究，為Q460鋼焊接工藝評定施焊參數的制定提供充足、科學的依據，這是本論文主要的研究背景和初衷。對Q460鋼進行系統充分的研究，如果驗證此鋼材的焊接性良好并適合應用于電力工程，可以推動更多新建或改造的電力工程使用Q460鋼，將產生更大的經濟效益和社會效益。

因此，本論文不僅能促進我公司掌握更多的Q460高強鋼焊接性數據，積累更多高強鋼焊接經驗，完善焊接工藝規程，并且為公司拓展市場起著積極作用。而且，本論文對我國電力行業的發展有著積極影響，具有較大的學術價值和實際應用意義，正因為工程中有著這樣的需求，Q460鋼的焊接性研究也將是國內有關單位研究的熱門課題之一，信未來會有更多的研究成果產生。

我國國家標準GB/T 13304.2C2008《鋼分類》第2部分規定了按主要質量等級和主要性能或按使用特性進行分類的分類方法。GB/T 1591C2008《低合金高強度結構鋼》規定的鋼材如按照主要特性分類可統一歸類為可焊接低合金高強度結構鋼，如按照主要質量等級可分為優質低合金鋼和特殊質量低合金鋼兩類。GB/T 1591C2008《低合金高強度結構鋼》中各牌號及各質量等級鋼按GB/T 13304.2C2008《鋼分類》第2部分進行分類，Q460各質量等級均屬于特殊質量低合金鋼。YB/T 4163C2007《鐵塔用熱軋角鋼》規定了5類適用于鐵塔用的熱軋角鋼強度級別，其中低合金高強度鋼包括Q345T、Q420T和Q460T，為Q460牌號的角鋼在輸變電鋼結構上推廣應用奠定了基礎，并從標準指引上縮短了我國與國外先進國家的差距。

日本電力事業發展較早并且較先進，為滿足高電壓等級、大容量、大型化輸電線路的建設要求，日本較早應用高強度級別的鋼材，日本鐵塔協會1995年頒布的《輸電用鋼管鐵塔制作基準》對鋼材的種類、材質、力學性能. 日本鐵塔規范中規定的最高強度的鋼材是應用于鋼板構件的SM570鋼，其屈服強度級別達到460MPa，是可焊性良好的焊接結構用鋼；另外，對于鋼管、角鋼和法蘭用鋼其最高的屈服強度級別達到440MPa（STKT590、SH590S、SH590P、SFT590）。另外，俄羅斯對鐵塔用鋼的最高強度級別達到578MPa。日本、歐美等國使用高強鋼的工程經驗為我國工程標準的發展和高強鋼在工程上探索使用、推廣應用提供了參考。

篇12

Key words： TIG；weld joint；weld shielding fluxes；low-carbon steel

中圖分類號：P755.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）24-0019-02

0 引言

隨著A-TIG焊接技術的快速發展和應用[1-4]，焊接過程中的背面保護問題日益突出。目前采用的保護方法主要有：背面充氬保護、自保護藥芯焊絲保護、陶瓷襯墊保護、混合氣體保護等[5-8]，以上方法都存在一定的局限性。近年來，一種新型的保護方法引起了人們的關注，采用焊縫背面保護劑來防止焊縫背面氧化[9，10]，國外已經有類似的保護劑出售，但國內還少見研究報道[11，12]。本文利用自行研制的低碳鋼焊縫面保護劑進行了焊接性試驗。

1 保護劑的制備

保護劑的成分為TiO230%～40%、MgO

2 焊接試驗及結果

低碳鋼試樣尺寸為200mm×80mm×3mm，焊前對試件兩側用砂紙仔細清理后，采用自制的粘結劑與保護劑按質量比1：5的比例混合，攪拌均勻后加入丙酮調制成糊狀刷涂于焊縫背面，厚度約為3-4mm，待丙酮揮發后即可焊接。使用蘇州華焊生產的DIGITAL305自動TIG焊機進行焊接，焊接規范如表1。

2.1 外觀形貌 焊接結果如圖1所示。由圖可見，焊縫在有保護劑下，背面無氧化、呈現銀白色的金屬光澤，余高適中，成型良好。

2.2 微觀組織 采用保護劑保護得到的焊縫的金相組織照片如圖2所示，采用保護劑保護得到的縫組織與無保護劑的焊縫組織相同，均為鐵素體+珠光體組織，保護劑未改變焊縫的組織。

2.3 化學成分分析 由表2見焊縫的化學成分與母材的基本相同，使用保護劑沒有改變焊縫的化學成份。

2.4 力學性能 使用保護劑后，所測定的焊接接頭的硬度如表3所示。焊縫、熔合區和熱影響區的硬度高于母材的硬度，對采用保護劑得到的焊縫進行拉伸試驗、彎曲試驗和焊縫腐蝕試驗，試驗結果如表4。從表4中可以看到，焊縫的抗拉強度為453σь/Mpa，面彎、背彎和焊縫腐蝕試驗均合格，顯然，使用保護劑對焊接接頭的力學性能沒有影響。

3 結論

①利用所研制的保護劑，可以得到無氧化、成型良好的焊縫。

②使用保護劑后，焊縫組織為鐵素體+珠光體組織，保護劑未改變焊縫的組織。

③使用保護劑后，焊縫的化學成分與母材的基本相同，保護劑未改變焊縫的化學成份。

④使用保護劑后，焊接接頭的力學性能滿足相關使用要求。

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篇13

據統計，我國每年工科大學畢業生的數量居世界之首，但畢業生的質量卻令人堪優。在工程教育認證新形勢下，如何強化工程意識，培養解決復雜工程實踐能力是高等工程教育中刻不容緩的事情之一[1-3]。生產實習的目的是將理論教學與企業生產密切結合，提高專業興趣，擴寬專業認識，為同學即將選擇考研專業和就業提供指導，培養同學專業工程實踐和復雜工程實問題的解決能力。因此，生產實習承前啟后至關重要。

目前盡管建立了眾多的校外實習基地，但企業考慮到實習安全、生產效率、生產車間場地空間等問題，導致生產現場停留參觀時間短。同時，車間噪音大，實習小組人數多，在“只許看，不許動”動的束縛下，實習變成了參觀、走馬觀花[4，5]。因此，同學對生產設備、生產工藝過程的了解和認識浮淺，甚至是囫圇吞棗。在工程認證新形勢下，探索教學模式改革將具有重要的意義。

一、生產實習教學改革

1.生產實習基地的選擇。在市場經濟和目前企業經濟運行困難形式下，企業在生產活動中均把經濟效益作為首要考慮因素，學生實習一般不會給企業帶來直接的經濟效益，反而可能會對工廠正常的生產秩序和安全造成或多或少的影響。因此，企業對接納學生實習一般持消極態度，能安排學生實習時間和次數有限。同時，由于實習經費限制，對生產實習基地只能就近選擇。因此，在實習經費和實習基地均有限的情況下，合理資源安排尤為重要。

（1）建立校外精習基地。所謂精習，選擇典型的產品，熟悉零件的整個生產加工過程，既包括材質選擇、進廠檢測、生產設備型號、生產工藝制定、相關的性能檢測與質量控制、產品的市場定位與銷售情況、企業管理與企業文化。讓同學以工程技術人員的角度去熟悉、分析產品零件圖、加工工藝圖、焊接工藝圖等生產工藝過程。采用先課堂講解（興趣引導）―同學現場實習（感性認識）―課堂交流討論（啟發深入）―再次現場實習（理解領悟）―課堂討論交流（融會貫通）的方式進行。

精習基地選擇一是交通方便，便于學生多次實習往返，節省實習經費;二是精習基地要有獨立功能產品或運動部件，既涵蓋金屬原料質量控制、加工成型（鑄造、鍛壓、焊接、塑性成型、熱處理中的一種或一種以上成型工藝）、質量檢測、裝配等工序。三是廠家積極配合，能提品生產圖紙、生產和檢測工藝文件、生產設備資料，并可接納多次實習。

精習基地給同學一個全面系統的材料成型工程概念，讓同學由淺入深，由表及里，歸納總結其工藝選擇的理論依據、質量控制的方法，根據工況和經濟性，選擇零件熱處理、耐磨、耐蝕處理方法，探索思考該產品生產質量提升空間，進而培養解決復雜工程實踐問題的能力。

（2）建立校內精習基地。大學一般建有科技成果轉化孵化器，既高校技產業園。雖然高校企業產業園的企業規模小，對生產實習來說，具有得天獨厚的優勢。輔助教學是高校產業園的職責之一，便于聯系落實實習任務，時間安排靈活。二是交通便利，便于往返多次實習。另外，高校科研成果成功轉化案例的學習，有助于激發同學學習的興趣和激情，培養同學創業的意識。

（3）建立校外泛習基地。所謂泛習基地是指學生在企業實習1～2次，主要是讓同學了解熟悉不同零部件的生產成型工藝過程，掌握金屬零件不同的成型工藝，擴寬對產品生產加工視野。由于企業接納實習時間的限制，同學對泛習基地的生產工藝過程難以深入的理解和貫通，因此指導老師的預先講解、同學對企業相關產品、工藝的預先資料的收集、查閱和實習后現場答疑講解是決定泛習基地實習效果的關鍵環節。

一般精習基地選擇1～2個企業，每個小組安排3～4次進廠實習機會，每次實習0.5～1天。泛習基地安排4～6個企業，每個企業安排1～2次進廠實習機會，每次0.5～1天。精習基地、泛習基地實習時間和次數的安排，可根據企業生產工序、生產規模、設備開工使用情況靈活調整。

2.指導教師工程素養的培養。目前高校師資評聘過分依重科高層次科研項目和論文，忽視了高校教師的工程應用能力的培養和引導。同時，很多高校教學重課堂理論教學的考核與評價，輕工程實習的投入與考核。另外，實習現場環境工況復雜，指導生產實習不僅需要投入時間和精力多，還要求老師具有較好的身體素質。因此，要到達預期的生產實習效果，具有工程開發或企業工作背景的指導老師尤為重要。選擇有經驗的老教師帶年輕教師，培養實習指導教師教學梯隊，是完成實習的有效保障[6]。

指導教師到精習、泛習基地企業同技術人員交流座談，預先調研、制定實習計劃，收集編制實習報告。同時，做好預先動員，講解和指導工作。這些工作已遠遠的超出了“教學工作量”所能體現出的工作量，需要指導老師相互合作，共同完成。指導教師工程背景培訓需要學院、學校領導的重視和教學規章指導的引導。

3.教學模式改革。

（1）實習前沿。同學第一次到企業實習，帶著對未來工作環境的憧憬，也充滿了對企業的好奇與迷茫。愿望是美好的，但現實是殘酷的。所選擇的精習、泛習基地在企業規模、技術先進性、企業管理、車間環境等諸多方面可能差強人意，實習動員要預先化解同學心中的就業觀與實習現實企業的落差，樹立正確的擇業觀念，引導同學走進企業，培養興趣，擴寬對專業的認識。同時，鼓勵同學不僅帶著眼睛去實習，更要帶著腦子去思考，去發現問題，并運用所以理論，探討解決實踐工程問題的可行性。

（2）編寫實習報告。指導教師根據安排企業實習時間、企業設備開工情況，修改、編寫實習報告，避免同學實習報告流水賬、抄襲雷同、言之無物。實習報告采用啟發、討論，研究與探討的方式，引導同學對產品選材、成型工藝、質量控制、產品性能逐漸深入分析研究，將所學理論與產品加工制造工藝、技術相結合，培養同學解決復雜工程問題的能力。因此，實習報告的編寫是針對精習基地、泛習基地有的放矢，引導同學在實習過程中抓住重點環節，透過實習產品，回歸到理論的運用，將課堂理論與生產實踐融匯貫通。

（3）實習考核。實習成績的考核與評定是實習學風引導的指揮棒。同時，考評制度也影響下一級同學學風和實習態度。制定合理的實習考核辦法是實習效果保障之一。一般從實習紀律（10%）、實習筆記（20%）、實習報告（40%）、實習答辯（30%）四個環節進行評價。實習筆記采用時抽查，即可可以監督同學，也可以及時了解同學實習掌握情況，合理的安排實習時間。實習答辯采用分組座談式答辯，同學主動講述和提問回答相結合，為同學進行理論的深化和梳理。

二、生產實習改革應用及效果

金屬材料科學與工程專業生產實習教學計劃3周15天，我們安排青島扎克船用鍋爐有限公司、青島金海納有限公司作為精習基地，萊鋼錨鏈、青島海立、城陽豐東熱處理、濰坊豐東熱處理、高密高鍛5家公司作為泛習基地，其產品包括：船用鍋爐、采煤機截齒、海上平臺錨鏈、冰箱變頻壓縮機、活性屏離子氮化爐、壓力機等。

實習參觀公司按其產品成型工藝分，焊接成型：鍋爐壓力容器埋弧焊、CO2保護焊、氬弧焊、錨鏈閃光對焊、截齒釬焊。塑性成型：爐體的卷壓成型、汽車殼體零件的板料沖壓成型、錨鏈橫檔的熱鍛成型。鑄造成型：壓力機及其零件的砂型鑄造、消失模鑄造成型。機械加工成型：變頻冰箱壓縮機機械加工。板料和棒料下料：剪板機下料（≤8mm）、火焰和等離子氣割，棒材和管材的帶鋸切割下料。此外還涉及熱處理工藝：截齒的感應淬火、滲碳淬火、離子氮化、氣體氮化及其噴丸、噴砂除銹預處理工藝。按檢測方式可以分為探傷檢測：壓力容器X射線探傷、著色探傷和錨鏈超聲探傷。力學性能檢測：鍋爐焊縫的拉伸試驗、沖擊實驗。產品性能檢測：鍋爐的水壓檢測、變頻壓縮機噪聲檢測。鍋爐材料和錨鏈材料的元素檢測分析。從實習內容看涉及了本科課程中的金屬材料學、材料的力學性能、成型原理與工藝、熱處理工藝與裝備、無損檢測等課程。

學生在實習過程中，經過與指導老師、企業技術人員互動，在實習報告的引導下，通過課堂探討交流，能夠積極主動地完成各項實習任務，實習效果良好。另一方面，生產實習企業與學生獲得了互相認可，既企業在進行安全教育的同時，也給同學做了下一年度的招聘需求，同學可以帶著企業的技術問題在企業完成本科畢業設計，促進了學生的就業工作。

三、結論

在新的工程認證形勢下，通過學校、教師、學生、企業多層次全方位的精習基地、泛習基地建設、實習指導報告的引導、實習指導教師隊伍的形成，探索培養養具有解決復雜工程問題的工程技術人才新的生產實習改革正在付諸實施并初顯效果。

參考文獻：

[1]中國工程教育專業認證協會秘書處，工程教育認證（2015版），2015，（3）.

[2]涂善東.“全面工程教育”論壇[J].高等工程教育研究，2007，25（2）.

[3]張明德.全面工程教育和片面工程教育的區別[J].化工高等教，2008，25（1）：8-10.