自动化焊接技术论文范文

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第1篇

【关键词】焊接技术方法 工艺车辆制造 维修

中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：

一.引言

焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法应用，焊接技术的先进水平做为衡量一个国家工业发达程度的重要指标已逐渐为大众公认，同样焊接技术的发达程度也是衡量工业企业技术水平高低的重要标志。由于受我国相关工业的制约， 在使用焊接机械手的过程中，必须采用与西方发达国家不同的、适合我国国情的灵活的使用方式，才能保证焊接机械手在我国相关产业不配套的情况下正常使用。

二. 机车车辆工业焊接的主要用料。

目前， 在机车车辆上所采用的主要是碳素结构钢、低合金结构钢（包括耐候钢） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用铸钢或锻钢制造， 其材质本身有较好的焊接性能，但因构件结构复杂， 在焊接过程中有些需要采用适当的辅助工艺手段。铝合金型材由于其质量轻， 能减轻运输设备的自重，在客车及一些特种车辆的制造中应用范围逐渐扩大。铝合金、不锈钢及各种复合材料随着先进焊接技术的运用，将在机车车辆工业生产中发挥更大的作用。

三.铁路工业涉及的焊接方法。

焊条电弧焊。

焊条电弧焊曾广泛应用于机车车辆工厂的制造与修理部门。随着二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊、埋弧焊、焊接机械手等新技术、新工艺的推广， 焊条电弧焊在铁路机车车辆工厂的使用逐年下降， 其焊缝长度比例在机车车辆制造业目前大约仅占5%左右。在机车车辆修理业用得还比较多，其焊缝总长度大约占30%-50%左右。此比例还将逐年下降， 集中检修的配件多采用了二氧化碳气体保护焊与埋弧焊等焊接方法。如对铁路货车上、下心盘检修，采用二氧化碳气体保护焊技术进行堆焊、车钩钩舌的检修采用埋弧焊技术堆焊。各工厂对检修机车车辆中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳气体保护焊技术。

二氧化碳气体保护焊接技术的应用。

二氧化碳气体保护焊与富氩混合气体保护焊焊接电流大，相应电流密度大，电弧热量利用率较高， 熔敷速度比焊条电弧焊快，焊接时熔深大，可以减小坡口， 减少填充金属；焊接速度是焊条电弧焊的1-2倍；节能，其耗电量仅是交流焊条电弧焊的1/2左右；工作辅助时间少，特别是在富氩混合气体保护焊中几乎不必清渣， 节省了时间， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，适合全位置焊接。二氧化碳气体保护焊技术广泛应用于机车车辆各种大型构件的连接焊缝及工件的堆焊等方面。特别是“七五”、“八五” 以来，二氧化碳气体保护焊技术已在机车车辆工业系统普遍采用。1996年5月27日，铁道部了TB/T1582-1995《机车车辆二氧化碳气体保护焊技术条件》， 使我国铁路二氧化碳气体保护焊技术逐步实现与国际接轨。现在，在机车车辆制造中， 一些重要焊缝如在车辆制造中的中、枕、横梁焊接都采用了二氧化碳气体保护焊工艺，南方汇通股份有限公司在.C64T提速货车的制造中，用二氧化碳气体保护焊焊接枕、横梁及车体底架各连接焊缝， 焊接质量与生产效率明显提高。南方汇通股份有限公司在ZD240型铸锭车制造中，全面使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达98%以上，北京二七车辆厂在NX等型平车上使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达90%以上。

埋弧焊技术的应用。

由于埋弧焊焊接电流大， 相应电流密度大（是同直径焊条电弧焊的3-5倍)倍），同时有焊剂和熔渣的隔热作用， 电弧热量利用率较高， 焊接时熔深大， 可减小坡口与填充金属量；焊接速度是焊条电弧焊的5-6倍，焊接时焊接参数自动调节保持稳定，又有焊剂的保护，焊接质量稳定可靠，无弧光照射、劳动条件较好。在机车车辆的制造与修理工作中， 埋弧焊技术广泛应用于各种大型构件主要焊缝的焊接及工件的堆焊。如南方汇通股份有限公司应用埋弧焊技术， 焊接新造C64T、C64K等铁路提速货车的中梁，堆焊铁路货车磨耗的轮缘等部件。

电阻焊技术的应用。

电阻焊技术主要在客车工厂使用， 原来主要用于薄板及小配件的连接，随着城际快速列车的发展， 在要求车体自重特别轻的城际快速列车上得到较好的应用。长春客车厂在为重庆市生产的城际快速列车上，使用从英国引进的350KV，10万A的电阻焊设备，进行铝合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城际快速列车上， 使用从英国、韩国引进的侧架、底架、车顶等12套专用大型龙门点焊机械手,进行不锈钢车体各部件的焊接。

焊接机械手、焊接工作站的应用。

铁路实施“客运提速，货运重载”，要求铁路机、客、货车具有更好的结构强度， 有更轻的质量， 毫无疑问地给铁路机车车辆焊接技术的新发展带来了机遇。从1992年株洲电力机车厂引进焊接机器人工作站后， 长春、四方、浦镇等客车厂，齐齐哈尔、武昌、二七等货车车辆厂也先后从德国、奥地利、日本、法国、美国等发达国家引进了焊接机器人工作站、焊接机械手等先进设备， 并在引进消化吸收的基础上，与国内有关部门合作， 自行开发了机器人焊接程序及适应我国铁路机车车辆焊接技术需要的机械手、工作站等设备， 逐步缩小了与发达国家的差距。

6. 新型结构材料在铁路机车车辆上应用。

随着铁路“ 提速重载” 与跨越式发展战略的实施， 原有的碳素结构钢已远远不能满足铁路机车车辆工业的使用要求。目前国内已开始生产微合金控轧钢， 其钢种具有良好的焊接性能； 正在研制的超细晶粒钢， 其强度和使用寿命将比现有结构钢提高一倍， 其钢种特点是超细晶粒、超洁净度、高均匀性， 性价比更加合理。同时， 各种不锈钢、铝合金、中低合金钢等耐蚀材料的应用也将成为主流。这些高性能钢种的应用， 必将进一步推动铁路机车车辆焊接技术的发展。

四.铁路机车车辆工业焊接技术发展前景。

铁路机车车辆工业焊接技术发展前景焊接生产过程的机械化和自动化是工业现代化的必由之路。世界工业发达国家焊接机械化和自动化的程度都已达到60%以上，西欧和美国已达到70%以上，而日本已经达到80%以上。我国各工业部门焊接生产的机械化和自动化程度还相对较低，平均30%左右，而且大部分仅是自动化程度较低的机械焊机。我国大型骨干企业机械化和自动化程度已达到60%-65%。如汽车制造业，已经普遍采用了弧焊机器人、点焊机器人和机器人自动焊接生产线； 我国船舶制造企业焊接机械化和自动化程度已达61%左右。伴随铁路“客运提速， 货运重载”， “九五”以来，铁路部门焊接技术的机械化和自动化程度虽然有了较大的提高， 但与我国汽车制造企业、船舶制造企业、军工企业等工业系统相比，还存在较大的差距。

五．结束语

随着提高质量和效率的焊接机械化和自动化水平的不断提高，焊接机械手、机器人工作站等的推广应用， 焊接工艺及焊接装备的现代化， 必将推进我国铁路机车车辆制造业的现代化进程，也必将提升我国铁路机车车辆工厂与国际铁路供应商竞争的实力。对于新的应用钢种和工艺方法， 必须要有相匹配的焊接材料，从发展趋势看， 药芯焊丝、烧结焊剂、低飞溅气体保护焊实芯焊丝、高强钢用焊材、低温钢用焊材、耐热钢用焊材、不锈钢用焊材等高技术含量产品是铁路机车车辆用焊接材料的主要方向。

参考文献：

[1] 王振民 换热器管板的全位置自动化焊接工艺 [期刊论文] 《华南理工大学学报》2010年5期

[2] 王克鸿重型车辆计算机辅助焊接工艺自动设计系统 [期刊论文]《焊接学报》 2005年10期

第2篇

关键词：大口径管道 自动焊技术 焊接缺陷

中图分类号：TU81文献标识码： A 文章编号：

西气东输，一条能源“巨龙”从阿姆河右岸昂首，沿着古丝绸之路，万里东进，翻越千山万水，进入华夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，总里程8704公里，总投资1422亿元，是中国第一条引进利用境外天然气的陆上能源通道，也是目前世界上最长的天然气管道工程，被喻为保障国家能源安全、提升民生质量的国之动脉。在我国具有长大的意义，包括：经济意义、政治意义、社会意义。西气东输工程采用的钢结构也是具有世界先进技术的钢种，直径大，直径可达1219mm，强度高、耐压力大，可以抵抗12MPa，距离长，堪称世界第一长度，可以达到9000km。钢结构的连接了少不了焊接技术。焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料将两块或两块以上的母材连接成一个整体的操作方法。该工程如此长的距离对焊接技术有着严格的要求，要采用自动焊、或半自动焊技术，等世界比较先进的焊接技术。自动焊是指焊丝和接时的运条是机子自动送的，半自动焊是指焊丝是机子自动送的,但是焊接时的运条是焊工自已控制的。自动焊焊接过程的机械化和自动化，它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。采用自动焊接技术焊接大口径的管道属于首次进行，在我国历史上也具有里程碑的意义。

1、自动化焊接设备

1.1刚性自动化焊接设备刚性自动化焊接设备

也称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中焊接参数的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。

1.2自适应控制自动化焊接设备

自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，对焊缝轨迹自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成

1.3智能化自动焊接设备

它利用各种高级的传感元件，如视觉传感器，触觉传感器，听觉传感器和激光扫描器等，并借助计算机软件系统，数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测，运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊接记录文件的功能。

2、根焊技术

根焊道的焊接是保证管道焊缝质量的重要工序，是保证管道的施工进步的关键技术，根焊道的焊接出现质量问题会涉及到整个管道施工的质量问题，会耽误工程的进度，影响工期。

2.1设备：

ZFH直缝自动焊接机主要配置：

直线轴承导向，同步带传动或齿轮条传动，直流电机驱动，电机功率65W，无级调速

焊枪调节机构：气动下枪机构、铝合金十字调架，焊枪三维，调节范围X=50mm，Y=50mm。一维旋转调节。

电器控制，PLC控制，电控箱置于机座内，操作盒置于挂锁端。

可配电源：TIG/MIG

2.2内焊机使用的焊前准备

（1）操作人员要了解内焊机的操作顺序和操作规范，要严格按照规定来进行，一旦出现失误，就会对操作人员的身体造成很大的危害，是比较的危险，但是如果按照规范来操作，熟练的掌握内焊机一般不会出现事故的。焊前的准备：

（2）调平内焊机的端面，包括3个定位端面。8个焊炬，其中焊炬中心要处在同一个水平面，不能出现偏移，一旦平偏离就会造成危险。

（3）气罩内要安装一定的铜网，防止熔体飞溅，造成事故，同时也能保证气体稳定的排除。

管道口要安装一定的防风设备，保证在焊接中不会出现气泡。

3.焊接技术

3.1坡口型式

常见的坡口型式有：对接坡口和角接坡口（工程上为区分角接接头中的对接与一般对接焊缝，现将其分为对接、坡口角接、角接三大类）。对接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。

内焊机采用没有间隙的根焊，焊接过程不能随意的更改设计的工艺参数，这对焊接的接口有着很严格的要求。自动焊接的坡口尺寸大小和形状对对焊接的质量起着很重要的作用，直接影响着施工的速度。

3.2参数设置

（1）送丝电动机调节旋钮到800mm\6s-900mm\s。

（2）近控箱的送丝电动机调节旋钮到180mm\25s-220mm\25s.

（3）焊接时，在管外坡口内侧要用铜板堵上坡口内侧的间隙，防止熔体长生的高温烧穿钢结构。

这样设计的参数可以防止在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

4、热焊技术

4.1设备

全自动焊接设备PAW2000A＋PAW3000可以针对热焊时热焊道凸起和未熔合的问题，重新设定焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数并进行匹配试验，对填充盖面出现的气孔，采取调整摆幅宽度、摆动频率、气体流量等措施全自动焊机结构趋于合理，焊接性能稳步提高。使用该焊机成功穿越1条宽90米、深8米的水沟和焊接1处7度纵向转角管道；焊接管口30道，一次检测合格率100%；焊接管口40道，一次检测合格率100%；焊接管口51道，一次检测合格98%。

4.2解决热焊道凸起和未熔的措施

（1）要熟悉焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数的作用及主次关系。

（2）采用零摆动，保证干长度小于12mm

（3）焊接坡口钝边设定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出现未熔。

（4）要用二氧化碳作为保护气。气体的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出现未熔的缺陷。

参考文献：

[1]吴彩勇,周晓辉,王继春等.大口径管道自动焊接技术研究[J].电焊机,2009,39(5):101-103,158.

[2]迟红艳,王继春,陈建平等.大口径管道自动焊焊接技术研究[J].焊接技术,2005,34(z1):11-13.

[3]杨俊伟,李岩.全位置自动焊接在管道建设中的应用[J].油气储运,2001,20(12):27-28.

第3篇

关键词：管道，焊接，新技术

 

当前管道的工作参数得到了很大的改变，其使用领域正在逐渐扩展,这就使得焊接技术的要求变得更加严格。最为常用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料、焊接设备等方面的使用情况得到了很大的改进，而在高效、低耗、低污染等方面的要求也有所提升。随着技术竞争不断加大，焊接工作者面临的焊接技术难题也会越来越复杂，这就需要积极研究出新的焊接方法，运用先进的焊接技术投入到工业生产中，促进管道的焊接技术得到显著的改进。

1.当前管道焊接施工面临的相关问题

1.1现场施工环焊缝的焊接

低C微合金控轧及加速冷却后将会出现管线钢，且力学性能较强。但焊缝是属于电弧熔化的一种组织形式，其强韧性匹配程度水平较低，在使用过程中倘若与母材韧性匹配存在着很大的难度。在经过X80管线钢的相关检验后得出,当管线钢强度级别增强时，其环焊接头达到高强匹配的难度将逐渐增加。这就使得管线钢强度的大大增强，给研制高强度、高韧性焊接材料造成了较大的麻烦,而现场环焊缝的焊接对于高强度管线钢运用有着很大的阻碍。

1.2管道建设的焊接工艺

焊接施工作业点对于整个管道建设而言，其能够出现不同情况的变化，由于自然环境出现的清理复杂，使得长输管道的施工常出现很多不同的因素影响，如：人文环境、地质形貌、气候条件等。管道施工的焊接工艺要想达到各种焊接环境的需要，就必须保证管道施工的焊接工艺呈现多种形式。但是当前管道环焊缝最为普遍运用等不断变化的同时，焊接施工劳动强度也会随之增强，当前的自保护药芯焊丝半自动焊工艺却难以满足今后的管道建设需要。

1.3高效率的根焊方法的不断开发

管道焊接施工大多采用流水作业方式,根焊完成的速度决定了整条管道建设的效率。而焊部焊缝中的未熔合、未焊透、咬边、内凹等缺欠是影响管道安全的重要因素。因此,根焊的质量和速度是管道建设的关键环节。目前管道建设常采用的根焊方法有纤维素焊条电弧焊、数字电源熔化极气保护半自动焊和内焊机熔化极气保护自动焊等,几种方法在焊接工艺性、焊接质量和焊接速度等方面各有所长。管道技术人员仍在不断开发新的高质量、高效率的根焊方法。

2.管道中常用两种焊接工艺的对比分析

2.1纤维素型焊条下向电弧焊焊接工艺

纤维素型焊条在使用过程中其电弧吹力大，且工艺效果显著，能够在单面焊双面成型的根部焊接中发挥作用。自保护药芯焊丝由于半自动焊，其操作形式较为优越，且位置能够快速成型，熔敷性能好，使得焊工对于此项技术很好的把握。这类形式的焊接方法主要用在野外环境下的施工，在当前的管道焊接施工中也是极为普遍的方式。伴随着管道输送压力和钢管强度级别的有所改善，给环焊缝的强韧性制定了更加严格的标准，难以满足自保护药芯焊丝产品的生产需要。

2.2熔化极气体保护下向自动焊工艺

熔化极气保护焊过程中，在焊接区中的优越性体现在维护边界,生产快速，能够实施自动化生产，且采取必要的全位置焊接。这使得该技术在长输管道焊接中的自动化焊接方面得到了充分的运用。自动焊焊接的特点在于效率高、消耗低、稳定型好，对于恶劣的环境条件中使用效果显著。对于坡口形式的标准更加高，当其难以达到标准需要时，则将导致管口组织的精度较差，导致烧穿、未焊透、未熔合等问题。这就需要在焊接施工现场结合配管端坡口的相关形式做好处理，以保证最终的精度达到相关的要求。但在外界因素的影响下，自动焊接施工涉及到的范围较大，而焊接机组需经过一个调整时期，这对改正焊接作用的发挥有着很大的阻碍作用。

3.大直径厚壁管的高效焊接法

当管道的形式属于全焊结构时，其焊接工作的劳动强度将变得更强，且在质量方面的标准也会大大提升。但焊接工作者在施工过程中根据自己的实际经验进行研究，取得了客观的技术进步。而在输送管线工作参数积极改进的当前,对大直径厚壁管的要求更为严格。在生产过程中主要是运用把钢板压制成形的方式，这样才能保证管道的使用性能不会被影响。针对厚壁管焊接工作量较大这一问题，需要使用串列电弧高速埋弧焊来增加钢管的产量。对于5丝埋弧焊焊接16 mm厚壁管外纵缝而言，其最高焊接速度能够达到156m/h，而焊接38mm厚壁管外纵缝的速度则达100m/h。

4.大直径管对接全位置TIG焊机

对于我国的管道生产企业而言，很多中型企业的焊接机械化、自动化水平已经达到了一个较高的台阶。焊接机械化主要是说焊接机头的运动和焊丝的给送通过机械化的形式来实现，不需要人工进行操作，这就需要在焊接过程中焊头适当调整接缝中心位置，并对相关的焊接操作做好观察调整。焊接自动化主要是说焊接过程在开始到结束后这一过程都是通过焊机的执行机构自动实现。不需要操作工人为改动。整个调整过程都是在焊机的自适应控制系统下完成的。论文参考网。由于自适应控制系统主要是受到高灵敏传感器的作用，采用了先进的人工智能软件，这对于数据信息的处理能够发挥出明显的优势。

大直径管对接的全位置TIG焊在当前的管道焊接中属于一项技术含量较高的操作。当前企业要想培训出技能高度熟练的焊工则需投入较大的资金，并且在焊接质量上难以得到保证，产品的焊接质量必须靠焊工自己积累的经验才能有所提升。为避免焊工技能不足带来的问题,防止人为因素给产品焊接质量造成影响，这就需要采用先进的智能操作方式来实现生产。这种自动焊管机能够在直径165～1000mm,壁厚7.0～35.0mm的不锈钢管环缝中得到有效的处理。焊机的自动控制系统使用的是视觉和听觉传感器，并通过计算机来实现控制。

自适应控制和质量监控系统在使用过程中的理论依据为：自适应控制采取视觉传感器实时检测后，对不同的信息或图像进行数据化处理，这样能够按照一定的逻辑规则运行，对焊接情况进行实时观察。且焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器,听觉传感器、电流传感器的具体情况来测定焊接熔池尺寸、焊道形状，这样能够有效提高焊缝质量。论文参考网。论文参考网。

安装视觉传感器对于自适应控制系统的使用过程有着较大的作用，把所摄取的对接区图像输送给计算机后就能起到很好的显示作用。掌握计算机软件图像后，能够对坡口边缘的位置进行测量，便于以后的焊接操作。

摄像机和激光聚光灯是构成激光视频传感器的主要部件，主要安装位置是焊枪后面。其生成的图像可以对焊道表面与坡口侧壁之间的角度进行测量估算。而控制系统结合相关的信息能够实现焊接参数的确定。

5.结束语

科学技术的不断发展使得管道制造企业研制了很多先进的焊接技术，并且运用到了大量的现代化焊接设备，而焊接生产的工艺水平也在这种环境下得到了很好的改进。各个管道制造企业应该在生产中积极采用这些技术，并根据自身的经验不断研发新的焊接技术，提高产品的焊接质量。

【参考文献】

[1] 潘家华.全球能源变换级管线钢的发展趋势[ J].焊管, 2008,31(1):9-11.

[2] 王晓香.加快技术进步转变增长方式促进我国焊管业又好又快发展[J].焊管, 2008,31(1):5-8.

[3] 薛振奎,隋永莉.国内外油气管道焊接施工现状与展望[J].焊接技术, 2001, 140(30):16-18.

第4篇

关键词 工程机械；焊接；核心工艺

中图分类号TG40 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0067-01

0 引言

工程机械大型焊接件的焊接过程直接影响着焊接质量，也影响着焊接夹具装夹系统的合理布局，还影响着大型焊接件的焊接变形预测及控制。因此对大型焊接件进行现场观察，分析零件的结构特点、工艺，分析焊接车间的布局特点等，对工程机械大型焊接件的核心工艺进行初步规划具有非常重要的意义。

1 工程机械的发展现状

工程机械经历了50年到60年的发展历程，到20世纪90年代中末期机械焊接技术就已经达到了非常高的水平。经历了十几年的发展的机械焊接工业，在跨国公司品牌的不断冲击之下，创造出了一条宽阔自由的发展道路，并慢慢的在国内壮大起来，已经控制了国内85%以上的工程机械大型焊接市场份额。国内焊接市场的营业额在最近几年吞并了我国整个工程机械行业总营业额的大半个江山，因此，机械焊接行业地位的重要性，以及大型焊接件的核心工艺推出的出色产品，在国际市场上开始萌芽，其发展势头并不亚于其他行业。

2 工程机械焊接构件特点及常规焊接工艺

2.1 工程机械焊接结构件的特点

工程机械结构件主要包含薄板件，板厚一般为2mm～4mm；中板件板厚约为6mm～20mm；厚板件板厚约为20mm及以上。大多数情况下主要利用板材进行拼接，采用箱形结构，附件（机座铸钢件）焊接在上面，其结构复杂，焊缝要求精度高。在工程机械大型焊接结构件中，角焊缝的情况比较多，通常只检查焊缝的焊接形态和质量，但对于主要的受力结构件需要检查表面裂纹和焊缝缺陷，采用磁粉探伤或者超声波探伤。

2.2 常规焊接工艺

常规的焊接工艺主要包括以下两个方面。1）焊件准备：即下料准备，采用剪板机和数控切割机进行切割。薄板件平常用等离子切割，中厚板采取火焰切割。校平的时候，薄板件通常采用压力机校准；中厚板采用专用的板材矫平机校准，板材比较完整则可省去校准工序。折弯的时候采用专用折弯机，批量生产时通常采用数控折弯机，以获得较高的工作效率；2）组对点焊：指点焊的过程中，确定各焊件位置的时候，利用人工画划的方法使各个焊件按其对应的位置关系组成一个整体，这种方式简单可靠，缺点是划线工作量繁琐，生产效率不高，组对误差偏高，产品生产差。工件数量较大时应采用机器人焊接，这种焊接方式操作简单易行，组对精度高，产品优良，当前有许多厂家采用机器人焊接模式。

3工程机械大型焊接件的核心工艺发展趋势

3.1 焊接变位机将普遍应用

随着市场的扩大以及市场竞争日趋激烈，焊缝的质量被作为一个重要的评判标准。因此，为了在保证高标准的焊接质量的前提之下，又必须兼顾整体生产效率、操作安全程度和自动焊接等要求，一般情况，车间内焊接某部件时，要采用变位机来获得更高的焊接质量，实现一次装夹完成全部焊接。而像立焊、横焊、仰焊等难以保证焊接质量的错误操作则应该摒弃。由此，变位机焊接在焊接行业内必定得到广泛应用。

3.2 焊接机器人及自动焊接机的使用将逐步增加

采取机器人焊接的模式即代替焊工焊接，这样不仅可以节省焊接工人的人数，降低工人劳动强度，而且还能保证焊缝质量的稳定可靠。机器人焊接，客观的说焊接机器人即机械手，因其自身不能独立工作，需配备一些设备，像变位机、专用夹具等，组成焊接机器人工作站。随着我国经济的不断发展，焊接机器人代替操作人员是必然走向。

3.3 焊前工序设备水平将逐步提高

采取机器人自动焊接的企业一定都知道，不仅操作人员的技术水平对焊缝质量有影响，下料、成型对焊缝质量的影响也非常大。将焊前工序设备水平与实际操作要求相一致，是实现焊接过程的自动化进程的关键，进而降低机械加工强度；提高生产效率；同时，还可以使产品质量稳定可靠、提高同行业中产品的竞争力。厂家需要花费更多的资金，并且在产品改型的过程中还需要对其重新设计调整是影响拼点工装的主要因素。目前，只有资金雄厚的厂家使用拼点工装，但都获得很大的收益。从已经使用机器人焊接的厂家我们可以看出，其使用的配套拼点工装相对较多，焊接工序设备的质量大幅度提高。

4 结论

我国是一个正处于工业化进程中的制造业大国，意味着工业化达到一定水平后，工业装备水平的高低将制约着工业经济的增长的快慢。焊接技术的迅速发展，以及新的焊接设备、工艺方法不断涌现，为我国工程机械大型焊接工艺发展做出应有的贡献。与此同时，大型焊接件的工艺、设备布局及物流、焊接变形预测与控制，对提高企业核心竞争力、提高核心零部件的制造能力和技术水平具有十分重要的意义。

参考文献

[1]王寿福.焊接技术在铁路机车车辆工业中的应用[J].焊接技术，2004.

[2]王玉玲.机械可靠性维修性优化设计方法及其在工程机械中的应用[D].济南：山东大学，2007.

[3]龙听，汪建华.温差法在焊接残余应力和变形控制中的应用[J].压力容器，2007.

第5篇

[关键词] 知识图谱;共词分析法;焊接学;材料学

[中图分类号] G434 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2015）08-80-6

Analysis of the Hot Spot and Research Trend of the Material Engineering Discipline based on the Common Word Knowledge Map

Zhang Xuezhao1，2

（1.Library of Henan University of Science and Technology， Luoyang Henan 471023; 2. Libraryof Zhoukou science and technology Career Academy， Zhoukou Henan 466000）

Abstract：In this paper， the latest scientific metrology technology―knowledge map is applied to the material engineeringdiscipline in our country. Through taking the two disciplines （Materials Science and Welding） as the research objects， a total common word knowledge mapsof thetwo disciplines were constructed， tohighlight the research hotspot， research trends and development of thetwo disciplines.

Keywords：knowledge map; commonword analysis; welding; Materials Science

1 研究内容

将材料学和焊接学两门学科作为研究对象，以CSCD国内权威数据库的作为数据源，采用计量学中的共词分析方法，对1989～2013年材料学、焊接学等学科文献的关键词进行统计，并利用聚类分析、因子分析、多维尺度分析以及社会网络分析等方法和相关软件，构建这两门学科的关键词词频分布表、类团关系图等，通过对所构建的两个学科的共词知识图谱进行详细比较对比，分析两门学科的当前研究热点、研究趋势及前景。

2 研究方法及过程

2.1 数据来源

本文采用的数据来源于《中文社会科学引文索引》检索系统。本文选取CSSCI1989～2013年收录的期刊----钢铁研究学报和复合材料学报、电焊机和焊接技术做样本，套录该期刊文献的所有题录信息。具体方法：打开CSSCI检索界面，收录年限选定为1989～2013，在[来源文献]检索界面的[期刊名称]中分别输入“钢铁研究学报、复合材料学报和电焊机、焊接技术”期刊刊名，[匹配]限定为“精确”，同时[每屏显示]设定为50条，套录这些期刊在这一时期内文献的题录信息，然后将得到的数据分别整理后，分别得出在这一时期内材料学和焊接学题录数据库。然后通过利用C#自编的计算机程序，按照频次由高到低排列，得到一个材料学和焊接学的关键词排名，频次总数分别是16 057个和21 622个。

2.2 数据处理说明

从两个学科关键词排序中分别截取一定频次的关键词，其中材料学关键词截取词频大于22次、焊接学关键词截取词频大于50次，由此，得出了两个学科的99个和102个高频关键词。再将这些类似性质的关键词进行归整，从而分别确定了两个学科的80个和63个高频关键词表，将这两个关键词表（见表1-1、表1-2）作为共词分析我国材料工程学科的基础。

2.3 构造关键词共词矩阵

2.3.1 构造原始共词矩阵

由于以上两个学科选定的关键词是材料工程学科论文中出现频率最高的词，它们代表了当前我国材料工程学科的研究热点。为了能进一步更好地反映这些关键词之间的关系，本论文对这些高频关键词作如下处理：在已建立的题录数据库中，利用自编的计算机程序分别对两个学科确定的80个和63个高频关键词两两进行共词检索，经过统计分析，得到了一个80×80的共词矩阵（部分数据见表1-3）和一个63×63的共词矩阵（部分数据见表1-4）。

以上两个表格中的共词矩阵是一个相关、对称矩阵，对角线上的数据为该词出现的频次，主对角线单元格的数据为两个关键词共同出现的频次。

2.3.2 构造相关矩阵

本文在对两个学科的原始矩阵进行包容处理时采取Salton指数法，处理数据部分结果见表1-5和表1-6，Salton指数法的计算公式为[3]：S=Nij/（Ni×Nj）1/2（3-1）。其中，Ni，Nj分别表示关键词i和j的频次，Nij表示关键词i和j共现的频次。

以上两个表格相关矩阵中的数字为相似数据，数字的大小表明了相应两个关键词之间的距离远近，数值越大则表明关键词之间的距离越近，相似度越好;反之，数值越小则表明关键词之间的距离越远，相似度越差。

2.3.3 构造相异矩阵

由于相关矩阵中的‘0’值过多，统计时容易造成误差过大，为了方便进一步处理，两个学科相异矩阵的部分数据详见表1-7和表1-8。

以上两个表格相异矩阵中的数据，正好与相关矩阵相反，数值越大则表明关键词之间的距越远，相似度越差;反之，数值越小则表明关键词之间的距离越近，相似度越好。

2.4 聚类方法与聚类图

具体方法：在SPSS17.0软件界面中输入要分析的相异矩阵，然后选择[分析]――[分类]――[系统聚类]进行聚类分析。聚类方法选择组间距离法;度量标准--区间选择共词聚类分析中最常用的欧氏距离（Euclideandistance）。

3.5 构建类团关系图

类团关系图主要用连线的粗细来明确类团间的关系强弱，类团间的关系强弱以连线的粗细来表示，两个类团之间的连接线就越粗，说明他们之间的关系的关系越强，反之则亦然[4]。具体方法是首先计算出各个类团的内部联系强度与其外部联系强度，然后利用先进的社会网络分析软件pajek绘制出两个学科的类团关系图。通过对两学科类团的形成、演化、新增及消失的过程研究，动态地揭示我国材料工程学科的研究的现状、热点及发展。

3 研究结果与分析

3.1总体状况描述

材料学科（以钢铁研究学报和复合材料学报为代表）从1983年到2013年共有9 302篇论文，每种期刊年均155.03篇，平均每篇论文的关键词数为1.73个。经过规整、缩减后，这一阶段频次不小于22次的高频词共80个，其中，复合材料、力学性能、显微组织、有限元分析、层合板、数值模拟等出现200次以上，说明网络环境下以复合材料为核心的材料性能分析是这一阶段的研究热点，具体分析内容主要体现在材料的力学性能分析、有限元分析、数值模拟分析等方面。

焊接学科（以电焊机和焊接技术为代表）从1984年到2013年共有11 778篇论文，每种期刊年均196.3篇，平均每篇论文的关键词为1.84个。这一学科（焊接学科）论文总数与材料学科相比基本持平，但是篇均关键词数却略有上升。经过规整、缩减后，这一阶段频次不小于50次的高频词共63个，与材料学科相比，焊接工艺以2 368次居于首位，焊机、焊缝、焊接电源、焊接控制、焊接质量、焊接电流、电焊、埋弧焊、焊条等是出现200次上的高频词，可见，在该学科目前的主要研究热点是焊接设备、焊接工艺、焊接工业参数等方面。这些方面的研究直接决定或影响到焊接质量和焊接效果，这也与生产实际紧密结合，充分体现了这一学科的实践性。

3.2 研究主题的异同

从材料学科形成的聚类图可以看出，我国材料学科的主要热点研究领域、研究主题、研究热点可以总结为以下几个方面：

3.1.1 材料工艺、参数研究

这方面的研究是我国材料学科研究领域研究成果最丰硕的部分之一。该类团群主要包括“材料热处理类团”“材料工艺性能研究类团”两个类团。在该阶段，从关键词聚类分析结果来看，随着有计算机技术、数据/值模拟仿真技术及材料热处理技术的发展。材料学科研究动态主要表现在以下两个方面：第一，材料分析、材料加工更加精准化。第二，材料热处理参数、方法始终是材料学科发展的重点。

3.1.2 工程材料研究

工程材料研究始终是材料学科研究的主要方向。工程材料类团群主要包括金属材料类团、非金属材料类团、复合材料类团。金属材料类团一直是材料学科发展的主流，各种有色金属它们是现代各种机器零部件的生力军，它们为材料学科的发展奠定了基础。复合材料类团的研究是材料学科发展的延续和补充。在现当代化生产中，随着对材料性能需求的日益提高，单纯的金属材料性能已经不能满足各类机器零部件的使用要求，为此复合材料的研究被材料学家们纳入了研究领域，并且自从复合材料进入研究领域开始，到现在，乃至未来，复合材料的研究都将经久不衰，这一点从关键词词频分布都可以看出：复合材料出现的频次排列第一、层合板、金属基复合材料、高温合金、陶瓷基复合材料、复合材料结构等关键词的都属于这一类团，并且频次分布也很靠前。

3.1.3 材料性能缺陷研究

材料性能缺陷研究也是我国材料学科乃至全世界材料学科研究的主题。这一研究类团群主要包括材料加工方法类团和材料缺陷类团。材料缺陷类团包含的关键词主要有：疲劳、裂纹、磨损、断裂、夹杂物等，这些关键词频次的分布在本研究统计中占有相当的比重，由此可以看出怎样预防材料的各种缺陷，提高材料的加工及使用性能，至关重要。紧接着引出了材料学家们所关注的材料的加工类团（转炉、电弧炉、热轧、冷轧、轧制等）。虽然这一类团群的关注度不如工程材料研究，也不如材料工艺参数的研究。但是无论从各种工程材料来说，还是从各种材料的工艺参数研究来说其目的都是怎样去避免材料的各种缺陷，从而提高和改善材料的加工性能、使用性能，达到人们生产加工的目的。

从焊接学科的聚类图可以看出，我国焊接学科的主要热点研究领域、研究主题、研究热点可以总结为以下几个研究方向：

3.1.3.1 焊接工艺参数研究。同材料学科一样，焊接学科的焊接接工艺参数研究是本学科的研究主题和重点。在这一类团群中焊接工艺这一关键词在频次表中出现的次数达到了2 368次，可见在焊接学科中，工艺参数研究所站的比重和地位。焊接工艺规范、焊接工艺参数、焊接手法等方面是这一类团研究的主题，而这一研究主题随着焊接设备和焊接方法的不同焊接工艺亦有不同。

3.1.3.2 焊接类型方法研究。这一类团是一个大面类团，焊接类型和方法直接决定或影响焊接工艺、决定了焊接设备、焊接工具的选择。这一类团的关键词主要有：手工电弧焊、堆焊、焊接方法、激光焊接、搅拌摩擦焊、点焊、埋弧焊、钎焊、氩弧焊、气体保护焊等。随着焊接技术的发展及焊接质量要求的提高，该类团正朝着自动焊接、机器人焊接等自动化方向发展。

3.1.3.3 焊接工程、工具、材料研究。焊接工程、工具、材料这一类团群涉及焊接材料、焊接环境、焊接设备工具，从而间接地决定焊接方法的选择、焊接工艺流程。这一研究类团，从各种焊接对象材料（管道、铝合金、不锈钢、奥氏体不锈钢等）说起，涉及了焊接结构、焊接工程、工程建设及焊接应用。分析了焊条、药芯焊丝的使用环境、使用方法等。这一主题类团的研究，是该学科研究的基础，研究主题关键词虽然词频分布没有排在前列，但关键词词频分布的范围广。未来该主题的研究将朝着细化焊接工具方向，具体可能以焊接工具研究所形式出现。

3.1.3.4 焊接质量控制研究。这一类团的研究主题是焊接学科研究的目的所在。不管焊接工艺如何合理、焊接方法如何选择、焊机及焊接工具的选择的多么具有针对性，其最终目的是获得优质的焊接质量。在这一研究主题中，分析了各种焊接缺陷（裂纹、缺陷、变形等）各作者、学者提出了如何规避焊接缺陷的各种方法、技巧。目前这一研究主题随着焊接材料的多样化，生产要求的提高而日益严峻，机器人技术、自动焊技术的发展对焊接质量的提高起着决定性的作用，但其普及应用任重而道远。

4 类团关系分析

确定了材料学科、焊接学科类团后，就可以研究各学科类团间的相互关系，找出哪些类团是核心类团，它与其他类团之间联系密切;哪些类团是非核心类团，它与其他类团之间联系疏松;哪些类团与其他任何类团都没有任何关系，属于相对独立类团。为此，笔者根据各类团之间的内、外相互关系，利用pajek软件绘制出了既能反映自身类团的内部联系强度又能反映这个类团与其他类团的外部联系强度的类团关系图（如图1-1、图1-2所示）。在图中，类团的内部联系强弱用节点的大小来表示，节点越大，表明该类团的内部联系强度越小，反之，则相反;节点连线的颜色深浅和连线的粗细程度和表示两节点间的外部联系强度，两节点间连线颜色越深、连线越粗，则表示两类团之间的外部联系强度越大，反之，则相反。

图1-2 焊接学类团关系图

5 结语

本部分研究采用共词分析方法，利用聚类分析、先进的社会网络分析方法和软件Pajek，分别绘制出材料学科和焊接学科两学科的聚类图、类团关系图，对两个学科：材料学科和焊接学科研究主题进行了较为详细的对比分析。通过分析对比得出两个学科的发展变化特点：

5.1 材料学科和焊接学科都属于工学学科，其发展研究主题存在共性

从两个学科的研究主题来看，我国材料学科研究领域、研究热点体现在复合材料、材料工艺参数研究、材料性能缺陷研究上，而焊接学科体现在焊接工程、工具材料、焊接工艺参数研究、焊接质量（缺陷）控制上。两个学科之间研究主题框架基本一致，其目的都是为了满足生产实践，都是为了规避缺陷（材料缺陷、焊接缺陷），提升加工质量。

5.2 热点研究领域显现新特征

两大学科的热点研究领域各有新特征：材料学科的陶瓷基复合材料、铝基复合材料、有限元分析、数值模拟等;焊接学科的自动焊技术、机器人技术等。

5.3 两个学科研究范围和内容具有一定的连续性、阶段性、变化性

两个学科不论是材料学科还是焊接学科都是从工程材料研究到工艺参数研究，最后再到性能缺陷研究，整个研究过程呈现出连续性、稳定性、阶段性、变化性的特点。每个阶段在各自基础上由细化整体上呈现发展性。

参考文献：

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第6篇

关键词：双丝焊；造船；高速列车；管道工程.

【分类号】：TF762.3

前言

随着中国经济的快速发展，中国的钢产量和用量均达到世界第一位，这极大地推动了焊接技术的发展，目前中国钢结构的焊接工作量已达到世界焊接强国的水平[1]。随着海洋装备、航空探测器、大飞机、高速列车等产业的发展，对焊接技术和焊接质量的要求越来越高，因此提高焊接过程的生产效率，探寻和发展优质、高效、节能的焊接方法已成为满足实际生产需要的重要任务[2-4]。随着先进制造业的发展，传统单丝焊接方法的生产效率已趋于极限，无法满足现代化工业技术发展的步伐。同单丝焊接技术相比，双丝焊具有焊接速度高、熔敷效率高、焊缝质量好等优点，能够极大地提高焊接生产效率，因此受到越来越多的关注[5-7]。

1. 双丝焊的分类

根据焊接特点和保护方式不同，双丝焊主要包括双丝埋弧焊和双丝气体保护焊两种[8-10]。双丝埋弧焊因其高效、节能、优质的特点，在国内外造船、桥梁、压力容器和管道领域都得到了广泛的应用。但是，双丝埋弧焊只适于平焊长的直焊缝和圆形纵、环焊缝，而且焊缝熔深大，其应用有一定的局限性。双丝气体保护焊具有焊接高速快、熔敷率高的特点，不仅可以焊接薄板工件，也可以焊接厚板结构，在输气管道、压力窗口、钢管、桥梁、船舶等领域具有较好的应用前景。

根据焊接电路配置和焊丝的装配不同，双丝焊分为串列双丝焊、并列双丝焊、串联双丝焊、双丝三弧焊和双丝预热填丝焊等[11， 12]。本文主要介绍串列双丝焊、并列双丝焊、串联双丝焊。

1.1 串列双丝焊

串列双丝焊中每根焊丝由一个电源控制，是目前最受关注的双丝焊技术。气体保护串联双丝焊一般称为TANDEM双丝焊。根据焊丝的相对位置不同，串列双丝焊分为分离电弧法和共熔池法。在双丝埋弧焊中，分离电弧法应用较广。分离电弧法实际上是由两套传统的单丝埋弧焊系统组装而成，设备简单，通用性强。通常情况下，一根焊丝直流反接，另一根焊丝使用交流电源，从而即能够获得较大的熔深，也能够保证焊缝成形美观，目前该方法已在造船、压力容器和管道焊接领域广泛应用。

共熔池法同分离电弧焊最大的区别在于焊枪部分，它同样包括两台焊机和两台送丝机，但只有一把焊枪。共熔池法多用于气保焊，两根焊丝分别使用单独的导电嘴，共用一个气体喷嘴。焊接时，两根焊丝分别引弧，在双电弧中熔化形成一个熔池。由于双电弧距离较近，相互干扰，一般使用脉冲电源。

1.2 并列双丝焊

并列双丝焊的两根焊丝共用一个电源和一个导电嘴，两根焊丝平行排列，一般垂直于母材，焊丝的直径和成分可以更换和调整，但两根焊丝的送进速度相同。并列双丝焊实质上是利用两个较细的焊丝来代替一根较粗的焊丝，由于存在两个电弧，母材的热影响区变宽，但热输入变小，焊缝金属的过热倾向减小，而且焊接速度较单丝焊有明显提高。气体保护并列双丝焊一般称为TWIN-ARC双丝焊，两根焊丝共用一个导电嘴和气体喷嘴。

1.3 串联双丝焊

串联双丝焊的母材不通电，两焊丝通过导电嘴分别接电源的正负两极，两焊丝串联，电弧在两焊丝之间产生。焊接时即可用直流电源也可用交流电源，两焊丝之间的夹角一般为30-45°。这种焊接工艺熔敷速度是传统单丝焊的1.5-2倍，由于母材不接电源，母材的热输入少，熔深浅，熔敷层金属的稀释率一般小于10%。

双丝间接电弧气体保护焊是一种比较新的串联双丝焊技术，该方法采用直流电源，两套送丝机构分别控制两根焊丝的送进，电弧可在距工件不同的位置引弧和燃烧，两极性斑点分别在两焊丝上，利用弧柱热量和熔滴携带的热量熔化母材形成焊缝。

2. 双丝焊的发展及现状

双丝焊的研究基本都是从埋弧焊开始，双丝自动埋弧焊最早的应用出现在20世纪50年代，该技术的出现使焊接效率发生了根本性的提升[13]。双丝自动埋弧焊包括单电源双丝和串列双弧两种，单电源双丝焊熔透能力较差，一般仅适用于窄间隙焊接，而串列双弧中双丝由两个电源单独控制，具有熔深大、熔敷速度高、焊缝金属稀释率接近单丝焊的特点，目前已在实际生产中得到广泛应用。

气体保护双丝焊的研究最早出现在1955 年。同双丝埋弧焊一样，双丝气保焊也可以减小焊接变形，提高焊接质量和生产效率，同时节约焊接材料[14]。国外科研机构对于双丝气保焊的研究较早，目前已完全掌握相关设备的成熟生产工艺。例如，加拿大焊接研究所研制了脉冲双焊丝GMAW 焊接设备，用于窄间隙的高强钢焊接；日本的NKK 船厂采用了双高速旋转电弧的焊接工艺，用于角焊缝的焊接；奥地利弗尼斯公司成功开发了单枪双丝MIG 焊技术，焊枪尺寸小巧，适应于焊件的任何位置焊接。为了适应薄板高速焊和厚板高熔敷率焊接，2001 年在德国埃森展上由奥地利Fronius 公司和德国CLOOS 公司分别展出了双丝 MIG 焊设备，该类设备是将两根焊丝按一定角度放在同一个焊枪喷嘴内，两根焊线分别由各自独立的电源供电，焊接过程稳定，焊接效率较高，达到 3～5m/min，该类设备已在车辆制造、造船、汽车等方面得到了广泛的应用[15-17]。除上述公司外，德国的BENZEL公司，美国的Miller、Lincoln公司目前均可以生产成套的TANDEM或TWIN-ARC双丝焊设备。

我国在双丝焊方面的研究也比较早，在80年代便可以制造出双丝气体保护焊设备。但后来由于焊接人才缺乏和科研经费短缺，我国双丝焊技术的研究一直远远落后于国外，目前我国的双丝焊设备基本依赖进口，仅德国的CLOOS公司的TANDEM双丝焊接系统在国内便有数百套。近年来，国家加大了先进焊接技术领域的资助，我国在双丝焊领域的研究迅速发展，上海交通大学、西南交通大学、北京工业大学、哈尔滨工业大学、山东大学等科研院校均开展了该方面的研究工作，部分机构已经具备研制双丝焊设备的能力[18-20]。但是，由于研究基础薄弱，相关理论知识缺乏，我国双丝焊设备的整体水平同国外同类产品还有较大的差距。

3. 双丝焊的应用

3.1 双丝焊在造船领域的应用

2010年，中国造船业的三大指标即造船完工量、新承接订单量、手持订单量均超越老牌造船强国韩国和日本，成为世界第一造船大国。虽然由于经济危机和产业结构的问题，近两年我国的造船业发展进程有所回落，但仍然保持在世界三大造船大国之列。焊接技术是船舶制造工业的关键技术，船舶的焊接技术水平直接影响着我国造船业的国际竞争力和发展前景。

采用双丝埋弧焊工艺焊接船用高强钢DH36，焊接质量完全满足中国船级社《材料与焊接规范》的技术要求，焊接熔敷率较单丝埋弧焊有明显提高，焊接道次减少，20-30mm厚度的钢板能够实现双面单道焊，焊接效率大大提高[21]。对于60mm厚度的DH36 钢采用交流方波双丝埋弧焊方法，通过优化焊接工艺，焊接接头的低温断裂韧性（0 °C）明显改善。采用小电流、低速焊的工艺，焊缝的断裂韧性裂纹尖端张开位移（CTOD）值比常规工艺提高约85%，热影响区提高近4倍；采用大电流、高速焊的工艺，焊缝的断裂韧性 CTOD 值比常规工艺提高近3倍，热影响区提高近2倍[22]。

高强度船体用EH36是一种经过细晶处理的镇静钢，其焊接热影响区组织与性能对焊接热输入较敏感，热影响区淬硬倾向大，氢致裂纹敏感性较大。相比较传统单丝CO2气保焊，采用双丝CO2气保焊焊接EH36，焊接接头的屈服强度、延伸率和低温韧性（-40 °C）均显著改善。另外，在单根焊丝具有相同电流和电压的前提下，获得相同的焊缝宽度时，双丝焊的焊接速度比单丝焊提高1倍，生产效率大大提高[23]。

3.2 双丝焊在高速列车领域的应用

我国的高速列车技术经过近20年的发展，通过消化吸收和自主创新相结合的发展道路，逐渐突破高速列车的关键技术问题，实现了高速列车的自主制造。2010年CRH380AL新一代高速列车创造了486.1 km/h的世界高速铁路最高运营速度，标志着我国高速列车技术已跻身世界高速列车技术先进行列。高速列车的高速化主要取决于车身的轻量化材料和车体结构，因此高速列车承载结构轻量化的研究至关重要。

铝合金因其比强度高、耐蚀性好、成型工艺好等优点，在高速列车车体中得到广泛应用。但是，铝合金活性高，铝与氧的亲和力在，焊缝中容易形成氧化铝夹渣。铝合金导热系数和膨胀系数也较大，焊接时需要高的热输入，容易产生焊接应力和变形甚至裂纹。目前铝合金的有效焊接方法主要为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊[24]。钨极氩弧焊适合焊接的板厚范围为1-20mm，熔化极氩弧焊采用高熔敷率焊接（大电流、粗焊丝，适用于厚板）时，热输入过大，焊缝成形较差，若采用高速焊接（高电流密度、细焊丝，适用于薄板）时，对送丝速度的要求较高。

双丝焊接技术可以解决高速列车铝合金焊接时存在的问题，不仅可以获得优质的焊接接头，还可以提高焊接效率。以CRH3型动车组车体用6005A-T6铝合金为例，采用奥地利IGM Robot RTI 330-S双丝焊接系统，通过优化工艺参数，焊接接头组织比单丝焊更为致密和均匀，抗拉强度和延伸率均有所提高，焊接速度显著提高，目前该技术工艺已实际应用于CRH3高速动车组的生产中[25]。采用双丝MIG焊焊接6082-T6铝合金时，由于双丝焊热输入较小，焊接接头晶粒较小，热影响区较窄，硬度及抗拉强度相比单丝焊接接头略有提高，但双丝焊焊接速度大大提高[26]。另外，双丝焊在2219、7A52等铝合金的焊接也被学者广泛研究，通过调整工艺参数，双丝焊接技术均能够获得良好的焊接接头，不仅力学性能优于单丝焊接接头，耐蚀性也有所提高[27-30]。

3.3 双丝焊在管道焊接领域的应用

管道工程主要用于输送各种介质，作为一项重要的基础设施，管道工程已广泛地存在于石油、化工、电力、建筑和市政等行业。随着我国经济的持续快速发展，东部沿海地区的能源消耗越来越多，石油、天然气等战略能源物质的输送变得尤为重要，逐渐得到国家的重视。近年来，随着“西气东输”等大型管道工程的开展，钢管材料的使用量大幅增加。同其他焊接结构不同，管道即要承受一定的压力，还要完全保证传输物质不能泄露，因此钢管的焊接质量要求较高，焊接接头不仅具有良好的力学性能，还要具有较好的致密性和耐蚀性，以保证管道工程的安全运行。

目前管道工程主要采用X系列管线钢，代表钢种有X60、X65、X70和 X80。管线钢的焊接主要为环焊缝或螺旋焊缝，而且管径较大，管壁较厚，因此主要采用埋弧焊焊接。同单丝埋弧焊相比，双丝埋弧焊减少了咬边焊接缺陷，焊接速度提高30-40%，满足了钢管的高速焊接。双丝埋弧焊工艺特别适用于厚管的焊接，22mm厚板可单面焊双面成型，甚至可以焊接300mm厚的焊件。埋弧焊管工艺一般采用串列双丝焊技术，采用直流+交流的形式，前丝采用直流电，后丝采用交流电，即可以获得足够的熔深，以能够得到满意的焊缝[31，32]。大管径X65级钢管对接环焊缝焊接时，采用U形坡口多层焊工艺，在较小的热输入下，可以保证焊接接头具有优良的拉伸性能和断裂韧性，焊缝效率大大提高，完全能够应用于陆地和海底油气管道[33]。

4. 双丝焊的前景及展望

“十二五”期间，“发展高效焊接”、“提高焊接机械化、自动化水平”是焊接技术发展的方向和目标。双丝焊以高速、高效、节能、优质等优点越来越被焊接界人士认同，在实际生产中的应用也越来越多。我国每年造船用钢量可达上千万吨，油气管道用钢在200万吨以上，若全面采用双丝焊工艺，其能源节约将非常可观，而且生产效率大大提高，其发展前景非常广阔。此外，中俄、中缅、中国-中亚油气管道工程以及中国西气东输三线工程的建设为双丝焊接技术的发展和应用提供了空间的机遇。随着双丝焊技术的不断成熟和完善，双丝焊工艺也同焊接机器人相整合，焊接效率和自动化程度进一步提高。同时，三丝甚至多丝焊工艺也在逐渐出现，新的电弧组合焊接工艺方法也被学者广泛研究。相信在不久的将来，焊接产业将进入全新的发展时期，先进的焊接技术和工艺将不断涌现，从而推动机械加工行业整体水平的提升。

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[31] 董军，周林. 螺旋埋弧焊管内焊双丝焊工艺参数的优化 [J]. 焊管，2005，28（4）：60-61.

第7篇

论文关键词：焊接生产检验，一体化教学，改革，实践

 

《焊接生产检验》是陕西国防工业职业技术学院焊接技术及自动化专业的一门专业技能课程，也是主干课程，主要内容包括：焊接结构生产所涉及到的常规检验的内容、焊接试验和检验的方法与步骤、焊接工艺评定和焊接质量管理方面的内容，目的是使学生掌握焊接检验与焊接质量管理的理论知识、操作水平和综合运用能力等方面达到焊工技师国家职业标准的相应要求。在以往的教学中，由于教学模式和场地的限制，学校一直采用分段教学法，即上一个阶段的理论课后，再上一个阶段的实习课。这种传统教学方法在实际教学中暴露了许多弊端，由于理论课和实习课相隔一段时间，学生实习时，前面所讲的理论知识已经忘记，需要教师重新讲解，这样累时费力，效果还不好。

针对这一情况，笔者尝试对《焊接生产检验》实施一体化教学，按照教学大纲要求，将理论和实操教学结合起来，重点培养学生的动手能力。这样学生既可以用理论知识指导实训，同时又可以通过实训来验证理论，既激发了学生的学习兴趣，又提高了教学效率和教学质量。

1一体化教学的可行性

在“一体化”教学过程中实践，学习目标是围绕技能训练的需求，它打破了原有学科的界限，理论教学的摘要求。因此，该课程完全具备一体化教学的条件。

2教学内容的一体化

以往的教材往往偏重于焊接质量管理，这些纯理论性的知识内容比较陈旧，繁琐，学生往往缺乏兴趣，课堂互动性很小，经过我们的努力，终于找到了中国机械工业教育协会编写的一本教材，该教材突出理论与实践相结合，理论与操作技能一体化，非常便于我们进行一体化教学的改革。因此，我们首先以该教材为蓝本，对课程内容进行了项目化改革，完成了课程一体化教学的第一步。

3教学过程的一体化

编制授课计划是实施一体化教学的第一步，开展一体化教学必须对原教学授课计划、原课程大纲、原教材、原教学模式和习惯进行改革，以教会学生实际操作技能为宗旨，提倡创新务实的教风、勤学苦练的学风。大纲编写力求合理安排理论和实习课时的比例，突出技能训练。最后授课计划中确定的总课时为160，理论和实习课时基本按照1：2进行论文开题报告范文。教学过程中根据“理论教学时间化，实习教学课堂化”的原则，以实践为主，理论与实践相结合；以练为主，讲练结合。让学生先观察后听课、先动手再分析、先了解操作的方法步骤再讲基本理论和原理，教学过程由浅入深、由表及里、循序渐进。一般将学生学习状态较好的一、二节课作为理论教学时间，三、四、五、六节课进行实操训练。教学过程一体化课型的交叉、学习场所的变换，能够激发学生的学习兴趣，使学生保持一种积极的状态。这样，既调动了学生学习的积极性，提高了学习效率，又使理论和实习紧密结合，循序渐进，学生能够真正做到学以致用。

《焊接生产检验》一体化教学具体的授课计划安排如下：

项目一焊接缺欠识别―――――理论教学4课时，实习教学6课时；

项目二外观检验―――――理论教学6课时（包括焊接检验概述），实习教学14课时；

项目三无损检测―――――理论教学20课时，实习教学36课时；

项目四破环检验―――――理论教学8课时，实习教学20课时；

项目五焊接工艺评定―――――理论教学4课时，实习教学8课时；

项目六焊接性试验―――――理论教学4课时，实习教学8课时；

项目七焊接质量管理―――――理论教学4课时，实习教学2课时；

考试―――――8课时；

机动―――――8课时；

4一体化教学考核

本课程的任务、特点决定了评价的主体、方法的多元化，要注重过程评价。所谓评价方法的多元化，是指通过上课表现、练习过程、实验报告完成情况、检测等多个方面进行评价。考核方法上采用理论和实训教学相结合的方法实践，同时还要参考学生的学习态度。理论教学考核采用课堂提问、平时作业、阶段性笔试等方式，考核学生掌握基本理论知识以及应用所学知识，分析问题和解决问题的能力。实践性教学环节考核，通过实验、实训报告、现场操作，考核学生实际动手能力和解决生产中常规检验的能力，最后再根据学习态度综合评定出总成绩。通过多样化及过程化的评价方法，是学生在学习过程中的每一阶段都能有明确的学习目标与学习成果，即在“学中做”又在“做中学”。

5一体化教学改革结果分析

教学改革是否成功，只有通过具体实施，并进行比较研究总结，才能真正得出结论，一体化教学改革后，我们和学生一起进行了教学改革座谈，座谈会结果显示，一体化教学激发了学生学习的积极性，以学生为主体的教学思路得到了进一步的体现，很受学生欢迎；一体化教学具有教学效果好、教学质量高、特别适合像《焊接生产检验》这种以实践性为主的学科，本次教学改革取得了较为满意的结果，我们将继续努力，把改革进行下去，教育工作者所要做的就是在教学实践中开拓创新，为学生营造一个良好的教学环境，激发他们提高自己的综合能力，使我们的职业教学在社会中发挥更大的作用。

参考文献：

[1]徐卫东焊接检验与质量管理[N].机械工业出版社，2008年版.

[2]高海云车工工艺与生产实习的一体化教学[J].科学之友，2009（29）：101～102.

[3]肖锡海汽车电气设备[J].职业教育研究，2009（9）：148～149.

[4]陈秀丽计算机基础课程的“一体化教学”模式应用探究[J].安徽电气工程职业技术学报，2009（3）：112～114.

[5]庞勇数控加工工艺及编程一体化教学改革探索[J].科技教育创新，2009（16）：240～241.

[6]孙玉明机械制造基础理实一体化教学[J].机械职业教育，2009（8）：50～56.

第8篇

关键词：钢结构工程；焊接技术；管理措施

中图分类号：TU391文献标识码： A

复杂性、不可逆性和人为性是建筑工程的显著特点。复杂性表现在系统复杂、目标多样性以及干扰因素多。不可逆性表现在施工是面向未来的,一旦建成就很难通过施工控制技术调整。在施工过程中都需要人的参与,并且人在其中占主导地位。 钢结构建筑的特点决定了施工单位对施工质量的要求很高,一旦施工控制不能够达到技术要求,将造成巨大的损失,不仅仅是财务上的损失,甚至影响到广大用户的人身安全。为此,在钢结构建筑的施工过程中每一个项目必须都达到设计要求从而保障广大人民的利益。

一、影响焊缝质量的主要因素

焊接是建筑安装工程中的一个关键环节，焊接质量的控制管理工作贯穿于整个焊接过程。通过焊接基本理论知识我们了解到焊缝的截面积、焊接热输入、接头形式、焊接层数以及安装精度等都是影响焊缝质量的主要因素。

（一）焊工的技术水平

由于高层建筑施工工程中离不开人,因此一位负责任的焊工往往是一名技术高超的焊工,焊缝质量也会得到保障。一位优秀的施工人员能够高效的处理掉因工艺不当造成的焊缝咬边等情况。焊接专业技术负责人应由有一定专业技术水平和较丰富实践经验的工程师（或技师）及以上职称的焊接技术人员担任，全面负责工程焊接管理工作。焊接技术人员应该掌握工程情况，认真执行本工程涉及的相关规范，结合实际情况编制焊接施工组织设计和拟定技术措施；制定焊工培训方案；组织焊接工艺评定，编制焊接工艺指导书；在施工前组织技术交底，并在实施过程中加强技术指导和监督；参与重要部件的焊接质量验收工作；记录、检查和整理工程技术资料，办理本专业竣工技术文件的移交，组织本专业项目技术总结。

（二）焊缝的布置与焊接顺序

如果焊缝不能够均匀的分布在构件截面,此构件将会在焊接过程中变形,影响超高层钢结构强度,甚至会影响到施工安全等。不同的焊接顺序也会对其产生影响,或者对下一步的工作造成施工困难等,比如在同一作业平面上应该从中心向四周对称扩展焊接;在立体空间中,应先焊上层梁柱节点,再对下层以及中层梁柱节点焊接,柱与柱接头最后焊。焊接工作贯穿在整个安装焊接工程中，确保了过程控制的严肃性，也就确保了工程质量。焊接过程控制应包括：焊接前的准备工作，焊接施工中的管理，焊后检验和热处理。

（三）焊接方法

不同的焊接方法对于相同的焊件、焊缝来说造成的结果也不相同。通常为了焊缝表面成形好则会采用埋弧焊,但是焊接造成的变形较大;如果想焊接变形小可以采用二氧化碳气体保护焊,但是其焊接的外观质量不如埋弧焊焊接的。在合金钢、中厚板的焊接中，以及要求消除应力的焊道，往往要求焊后热处理，以保证焊缝及热影响区获得适当的力学性能、金相组织、降低焊接残余应力，满足使用要求。热处理操作过程，应符合作业指导书的要求，绘制升温、保温、降温曲线图，事后通过硬度试验等检验手段来检查是否达到热处理要求。

（四）焊接防护措施

由于超高层建筑本身的特性,高空作业是不不可少的,因此在高空焊接作业过程中,外界的因素削弱了二氧化碳气体的保护作用,从而影响了焊缝质量。一套完善的焊接防护体系能够有效的减少在焊接过程中不良因素造成的影响。

在超高层钢结构焊接过程中,焊缝的缺陷并不是单独出现的,往往会伴随着其他缺陷同时出现,并且相互造成影响。为了保障焊接质量,我们需要全面透彻的分析对焊缝质量造成影响的因素,掌握其规律,从而进一步提高焊接质量。焊接质量的提高不仅仅有助于高层建筑的施工安全、住宿安全,还有益于更高层建筑的建设,进一步充分利用现有的土地,减少人口增长带来的居住问题。

（五）焊接设备

在工程开工前，设备管理人员应根据工程实际情况、选定的焊接工艺，配备相应的焊接设备、器材，如电焊机、焊条（剂）烘干保温设备、无损理化检测设备、外观质量检验器材、热处理设备等等。设备上的计量仪器仪表，应经过校验合格，以检查设备运行是否正常。

（六）对焊接质量有影响的环境因素

1、空气温度对钢结构焊接质量的影响。空气温度对焊接过程的细节部分具有重大影响,其间的各部分化学反应程度、金相组织转变、合金元素及应力的分布等,从而影响焊接的质量与性能。

2、环境湿度对钢结构焊接质量的影响。维持环境湿度的因素主要是水分,水分的化学成分是氢元素和氧元素,其中氢元素直接参与其中的化学反应。氢元素的含量及分布会对焊接接头脆性情况和延迟裂纹有着直接的影响,严重时可能会造成安全危害。因此氢元素对焊接质量的影响很大,也就是环境湿度对焊接质量有着重要的影响。

3、风力对钢结构焊接质量的影响风力对钢结构焊接质量的影响范围较广,它既可以直接影响焊接的电弧形态,也可以在空气温度的协作下对焊接质量造成间接影响,如通过加快冷却速度来影响焊接热循环等环节。

二、控制焊缝质量的管理措施

（一）人员资质管理

焊接人员必须经过技术培训,并持有相应资格证书,以及具有一定的焊接经验,才可上岗。对焊工的管理要求有:第一,焊工的资格证书包含其基本情况,例如:姓名、性别、有效期等。第二,焊工合格证有效期满三年准予免试的延长不得超过三年,并且不可连续免试。若焊工在六个月以上未曾工作,需重新考取上岗证,并且需要通过现场考试。在工程中进行具体焊接工作的焊工，必须经过焊接基本知识和实践操作技能的培训，并经过相关规程的考核，取得合格证书，持证上岗。焊工应有良好的工艺作风，遵守相关规范和企业制定的焊接工艺细则，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊，认真进行质量自检。焊工在施焊前，应认真熟悉作业指导书，凡遇与作业指导书不符时，焊工应拒绝施焊，当出现重大质量问题时，及时报告有关人员，不得自行处理。

（二）制定焊缝质量的经济措施

适当的奖惩措施不但能够有效减少焊缝质量缺陷出现的次数,还能够提高焊工的劳动积极性,从而提高焊接质量。坚实落实执行奖惩措施,并且不断发现焊工工作过程中出现的技术失误,并且致力于发现新方法新举措,保证工程快速、安全、高效的施工。如果工艺试件一次评定不合格，就需要改变某些工艺参数，重新制作试件，再次评定，直到找到合适的工艺参数，工艺评定试件合格为止。在整个工程的技术方案确定以后，就可以组织相关的焊接设备，合理的、具有相关合格项目的焊接人员，确保工程顺利进展。

（三）落实施工现场的管理

切实落实施工现场的管理，有助于我们及时发现问题、解决问题，尽量阻止缺陷的发生，减少返修。应查明本工程所涉及到的所有母材钢号以及设计文件规定选用的焊接材料，确定相应的焊接工艺，以及是否需要根据本企业情况变更某些焊接方法、焊接材料，以提高生产效率、节约生产成本，提高施工工艺水平、促进技术进步。此外，焊缝的无损检验工作，应由无损检验专职人员来做，检验人员应根据质量检查员所确定的受检部位进行检验（规范要求按一定比例检验的焊缝，质量检查员应该随机抽检），做到检验及时，结论准确，及时反馈，认真填发、整理和保管全部检验记录。

（四）对环境因素影响的防护措施

1、低温焊接试验当焊接环境温度不满足焊接作业区环境的要求(0摄氏度以上)时,必须要在低温焊接试验之后在确定参数及做预热处理。并且做低温焊接试验前要按钢材材质、板厚、焊接方法、焊接材料、接头形式、焊接位置进行对需要低温焊接试验的钢材分类,进而做出统计列表。之后施工人员根据实际情况拟定预热温度,再按规定加工、焊接、测试试件,最后得出低温焊接试验的结论,根据合格的参数进而编写实际焊接的文件。

2、设置防护棚之所以设置防护棚,就是为了当外界环境不满足焊接作业区环境要求时来防雨、阻风及保持温度的。搭建防护棚的材料有架管、彩钢板、三防布、隔热阻燃材料的底板等。还要在作业区准备一些应急的防护材料来为应急事件做准备。根据焊接工艺的要求,防护棚一定要具有安全性和实用性,还要注意构架与棚板之间的紧密性。

确保焊接工程质量，关键途径就是加强焊接管理。其重中之重应该是焊接人员的管理，因为焊接过程中的每一步工作都要由“人”来进行，虽然自动化程度在提高，可是还是得人来制定焊接工艺、操作管理焊接设备。当然，除了对人员加强管理，其他环节也不能放松。

结语

焊接工作是一个系统工程，就像一条流水线，任何一个环节出现问题，都会对质量产生重大影响，只有加强各个环节的管理，才能做出真正的合格工程、放心工程。

参考文献：

第9篇

关键词：工艺技术；工艺流程；工艺材料；SMC/SMD贴装；ESD防护

前言

SMT（英文名Surface Mounted Technology），即表面贴装技术，是一种直接将元器件焊接到印制板表面固定位置上的贴装技术（不需要进行砖孔插孔作业）贴片工艺和贴片设备对生产现场要求的电压必须要稳定，且要防止电磁干扰，操作人员要有防静电意识，生产现场具有良好的照明和通风设施，在生产过程中的温度、湿度、空气清洁度等都有相应的要求，一线的担当人员也必须经过专门培训部门考核后，进行上岗作业。

1 SMT工艺技术

SMT简介电子电路表面组装技术称为表面贴装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或波峰焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

1.1 主要特点

（1）元器件重量轻、贴片元器件部品体积小、贴装精密度高，贴片元器件的体积和重量也只有传统插装件的大小1/10左右，SMT生产之后，电子产品体积缩小至原有器件部品的40%～60%，重量减轻至原有器件部品的60%～80%。（2）元器件焊接不良率低，且可靠性高、抗震能力强。（3）高频特性好，减少了电磁和射频干扰。（4）对于现在生产的电子产品易于实现自动化，生产效率提高。

1.2 SMT和THT的比较

SMT和THT的比较：二者的根本区别是“贴”和“插”，为什么要用SMT逐步替代传统生产方式其原因是，随着电子行业发展，而THT-“插”工艺技术采用的是通孔插件法，无法满足电子产品小型化/超薄型，因此被SMT-“贴”工艺技术所取替。从而将表面组装工艺技术充分与化工，材料技术、涂覆技术、精密机械加工技术、自动控制技术、焊接技术、测试和检验技术、组装设备原理与应用技术等诸多技术相结合。

SMT工艺流程如下：

丝印（红胶/锡膏）检查（可选AOI光学检查仪或者目视检查）贴装（优先贴小部品后贴大部品）检测（可选AOI光学/目视检测）焊接（采用热风回流焊进行焊接）检测（可分AOI光学检测外观及功能性测试检查）维修（使用烙铁及热风枪等）分离板（手工或者cutting Jig进行分割）

工艺流程简化为：丝印―贴片―焊接―检查（功能性/外观性检查发现不良，需要维修）

2 SMT贴装工艺材料

SMT贴装工艺时，需要包含焊料、焊膏、胶黏剂等焊接和贴片器件，以及助焊剂、清洗剂、热转换介质等工艺材料。

2.1 SMT贴装材料的用途

焊料、焊膏、胶黏剂等材料在波峰焊、回流焊、手工焊三种主要焊接工艺中的作用如下。

（1）焊料和焊膏：回流焊接时采用焊膏，它是焊接材料，同时又能利用其粘性作用提前固定SMC/SMD器件。（2）焊剂：主要作用是助焊。（3）胶黏剂：对SMD器件起到加固作用，防止贴装作业时SMD的偏移和脱落现象。（4）清洗剂：清洗焊接工艺后残留（如钢网焊膏残留，PCB异物等）物。

2.2 焊料

Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2具有最佳综合性能，而在低熔点焊料中，Sn43/Pb43/Bi14具有较好的综合性能。电子产品贴装时Sn-Pb是最普遍的焊料合金物，强度和可润湿性是最合适。

2.3 焊剂

焊剂分为酸性焊剂和树脂焊剂，焊剂的作用是去除金属表面和焊料本身的氧化物或其它表面污染，润湿被焊接的金属表面。

2.4 清洗剂

清洗剂应满足化学和热稳定性好，在贮存和使用期间不发生分解，不与其它物质发生化学反应，对接触材料弱腐蚀或无腐蚀，具有不燃性和低毒性，操作安全，清洗操作过程中损耗小，必须能在设定温度及时间内进行有效清洗。

3 SMC/SMD贴装工艺技术

SMC：表面组装元件（Surface Mounted components）主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。

SMD：它是Surface Mounted Devices的缩写，意为：表面贴装器件，它是SMT元器件中的一种。

（1）贴装机的一般组成：SMT贴装机是计算机控制，并集光、电、气及机械为一体的高精度自动化设备。

（2）主要的影响SMT设备贴装率要素：贴片在选择设备时主要考虑其贴装精度与贴装速度，而在SMT实际使用过程中，为了有效提高产品质量、使成本降低、确保生产效率提高，那么如何提高和确保SMT设备贴装率是摆在使用者面前的首要任务。

（3）贴装机的影响因素：贴片机XY轴传动系统的结构，XY坐标轴向平移传动误差，XY位移检测装置，真空吸嘴Z轴运动对器件贴装偏差的影响等。

（4）贴装机视觉系统：要准确地贴装细间距器件，最主要是摄像机的像元数和光学放大倍数。

（5）贴装机软件系统：高精度贴装机软件系统为二级计算机控制系统，一般采用DOS界面，也有采用Windows界面或UNIX操作系统，由中央控制软件、自动编程软件、贴装头控制系统和视觉处理软件组成。

4 静电防护

4.1 电子产品制造中的静电

在电中不流动的电叫静电，静电是由正电荷和负电荷聚集在一起的电。静电是一种电能，它存在于物体表面，是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。静电对电子产品所造成的危害主要表现为损伤，击穿是损伤的一种。通常静电对部品损害的特点是：（1）隐蔽性。（2）潜在性。（3）随机性。（4）复杂性。

静电防护的特殊性：第一，静电的产生和积累要一定的条件和过程，因此在没有进行保护的产品也未必都会受到静电损害，它是具有一定的随机性；第二，静电释出的能量在多数情况下能量都比较小，因此受到静电损伤的产品也并不会立即不良，部分产品表现为产品漏电，且性能不稳定，甚至在产品出库时测试中也表现不明显，以后发现问题易归咎为材料不良或设计不良而不自醒，因此常使人们认识不到ESD的危害。

4.2 静电放电的防护

基于贴片生产过程的ESD防护系统主要有：（1）生产车间环境静电防护；（2）人体手环、手套等静电防护；（3）静电防护大地接地；（4）静电检测与仪表检查；（5）生产车间门帘接地；（6）每日点检及维护。

4.3 防静电采用的工具和措施

（1）设备接地；（2）采用防静电地面；（3）采用不锈钢工作台（或者在作业台铺设防静电皮）；（4）使用离子风机；（5）使用自动加湿机；（6）使用铝质传递盘、传递架；（7）工作人员戴防静电手环、穿防静电服和鞋；（8）芯片及成品采用防静电袋包装；（9）成品搁架采用铁质和铝质材料；（10）静电手环每日检测一次、设备接地每月检测一次。

5 结束语

本论文包括了基础知识、发展历程、SMT的工艺流程，重点介绍了SMC/SMD贴装工艺技术及静电防护，影响SMT技术的一些主要因素，涉及到电子元器件使用、SMT设备的了解和熟悉，操作流程的用电常识等重要电子加工领域，符合当代电子电路贴装行业的发展趋势，对现在加工生产技术的指导具有一定意义。文章在内容上面比较充实，实用性较强，对在今后的工作中有一定的参考价值。

参考文献

[1]龙绪明.实用电子SMT设计技术[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]张文典.实用表面组装技术[M].电子工业出版社，2006.

第10篇

关键词：汽车底盘;机器人柔性焊接生产线;设计

机器人柔性焊接系统引入我国时间较短，同国外相比应用面过于狭窄，还有很大的发展空间，累积更多的经验。机器人柔性系统的应用，标志着中国汽车工业领域焊接技术的发展方向。

1.机器人焊接系统的常见应用方式

1.1滑轨和机器人焊接工作车间

机器人焊接系统主要是由滑轨和焊接工作车间构成，使用两套夹将其固定在滑动小车上。其工作原理：启动气缸驱动，使两个夹具轮番进入焊接区进行作业，操作员只需要另一边进行下料即可。机器人焊接系统在很大程度上减轻了操作员的工作量，减少了企业人力消耗提高了工作效率。利用两台机器人焊接系统，在不同工作车间分工协作完成焊接与下料同步进行，这种方式有效节省了变位器旋转时间。双夹具滑轨机器人焊接系统，能够成分利用其优势同时进行作业具有较高的可靠性，但是，其对焊接的工件尺寸有严格的要求，一般控制在直径6m以内。该操作生产实例可参考：大众下摇臂焊接生产线。

1.2焊接机器人工作车间和固定式单、双夹具

该结构操作原理较为简便，主要根据变位机变动夹具位置，从而完成机器人对汽车不同位置的焊接。由于其操作结构简单的特性，出现系统故障的频率相对来说较低，但另一方面，机器人在等待装卸的过程中闲置时段较多利用率比较低，因此很少被新的焊接线所用。

1.3焊接机器人工作车间和带变位机回转工作台

焊接机器人工作车间和带变位机回转工作台系统，是现阶段在生产线中运用最为普遍的形式，具有结构紧密的特点。其主要运行结构是：转台组+两副夹具带变位器。两幅夹具的配合使用可以完成不同的焊接作业满足不同工艺要求。并且，在焊接作业过程中，两副夹具可以同时完成不同的焊接工作，因此机器人的利用率较高，同时能够适应空间限制完成不同空间的焊接，在使用焊接机器人工作车间和带变位机回转工作台系统的时候，要合理安排其运动形式避免出现故障，提高生产效率。

1.4焊接机器人工作车间和协调运动式外轴

该系统可在常规变位器不能达到3600焊接的情况下，协调式外轴配合机器人共同操作，就可以完成360°上环焊缝的焊接工作，因此，在焊接生产线使用较为广泛。

1.5机器人中置式工作车间

该系统的转台有2个，变位器共计4套，这种组成形式能够确保在焊接多种产品零件时更加快捷、方便、高效。尤为突出的是其在处理生产任务分布不平衡的情况下，可以实行较为合理的配置，从而实现机器人利用率的提高。但从另外一方面考虑，机器人中置式系统电器方面发生故障的频率比较高，并且占用空间资源较大不利于生产，因而没有得到广泛运用。

1.6机器人焊接自动生产线

这种机器人运作系统主要是由悬挂输送链和数台机器人焊接系统组合而成，多台机器人相互协调完成对产品的加工和焊接。根据其焊缝平整质量较高，在焊接变形方面问题较小，因此是未来轿车底盘焊接的主流发展方向。 2.对机器人的焊接生产线进行规划和设计方案 2.1机器人的焊接生产规划 总体来看，机器人的焊接生产线应该遵循几个重要步骤，一般有如下几点：第一，需要履行生产要求，完善生产规范;第二，确保生产线的柔性较高，更加方便生产;第三，在焊接后，要确保其质量过关，例如事先研究焊接缝的特征以及分布，利用双机器人将前车架上的总成焊接对称并实施对接，以防出现焊接过程中的失误或变形等问题，前车架中的零件需要总成焊接，那么其焊缝属于分布较为平均的，因此，优先焊接影响较小的部位，能够有效规避上述问题。同时，焊缝的长度、数量等数据需要与工作时长、年产量相对应，例如每年工作251天、年产量为10000套的生产规定，就需要8套焊接机器人参与工作，机器人都配备焊接变位机以及可清洗设备，机器人运作过程中，还有变位机的调动、协调。从时间上来看，焊枪的清理以及装卸时间同属于辅助时间中，均为每1件5秒，而机器人的空行程以及焊接缝时间同属于机器人焊接时间，前者时间为3秒/条，后者为每秒0.8cm。

2.2机器人系统柔性特点在市场中的要求

在激烈的市场竞争中，汽车制造企业在发展中面临着诸多严峻的考验，仅靠单一的机器人柔性特点，是无法满足企业在市场竞争中的发展需要。因此，在生产技术上，必须灵活应变柔性生产，高度柔化机器人焊接系统，以期在市场竞争中经久不衰。对于柔性化的机器人焊接系统的定义是：高效率的完成电信号、配管、配线快速改换、控制程序、调换气等，同时要满足快速转换和预置，最大程度发挥机器人的功效，满足市场对产品的需求。

3.结束语

综上所述，对于汽车而言最重要的结构安全件是汽车底盘，汽车底盘具有工件易变形、其焊接量大等一系列特点，因此，汽车的焊接质量直接关系到驾驶者的生命安全。在未来，汽车底盘焊机的发展前景是机器人焊接柔性生产线。机器人焊接系统，几乎不需要人工操作就能完成整套汽车底盘焊接工作，其主要优势是机器人焊接可在一个车间内完成一系列焊接工作，并且只需通过改变其示教程序和相关的工装夹具就能对不同型号的产品进行焊接。对机器人周边控制系统进行柔性设计，使一套机器人能够完成不同要求的焊接，将机器人的优势发挥到最大限度，从而满足企业不同生产需求，增强市场竞争力。

参考文献：

[1]王大鹏，杨小刚.汽车机器人柔性焊接工作站仿形工装技术[J].制造业自动化，2012，34（23）：125-126.

[2]ZHANG Rui-hai，WANG Shu-ying.基于机器人三维模拟仿真的焊接生产线柔性主拼技术研究[J].计算机应用研究，2014，31（2）：435-439.

[3]董文宁.华恒精密自动焊管道焊接及机器人柔性焊接系统技术应用[C].//2010中国焊接产业论坛论文集.2010：105-109.

第11篇

    【论文摘要摘要:先容了光机电一体化技术特征,探究了国内外技术目前状况和发展趋向,指出了未来发展远景和一些重要技术热门。

    近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用产业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械产业技术发展的一个主要趋向。

    1.光机电一体化技术特征

    光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。和传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。

    1.1 体积小,重量轻,适应性强,操纵更方便

    光机电一体化技术使得操纵职员摆脱了以往必须按规定操纵程序或节后频繁紧张地进行单调重复操纵的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操纵程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操纵全自动化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅进步

    光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平进步,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

    1.3 部分硬件实现软件化,智能化程度进步

    传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向"软件化"和"智能化"。

    1.4 产品可靠性得到进步,使用寿命增长

    传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命进步,故障率降低,从而进步了产品的可靠性和稳定性。

    1.5 融合了多种学科新技术,衍生出很多功能更强、性能更好的新产品

    光机电一体化产品的探究开发涉及到很多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术和机械技术各自的上风结合起来,衍生出很多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

    1.6 产品系统性增强,各部分系统间协调性要求进步

    光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,进步系统协调性。

    2.探究目前状况和发展趋向

    2.1探究目前状况

    自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的进步,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻产业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 【

    2.2 发展趋向

    光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

    从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热门主要包括摘要:

    (1)激光技术

    1)高单色性,利用激光高单色性作精密丈量时,可极大地进步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很远间隔传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远间隔激光通讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及远控。

    3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点四周可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。

    4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。

    (2)传感检测技术

    1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。

    2)激光测距,其探测间隔远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受自然影响大。

    3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。

    其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

    (3)激光快速成型技术

    激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地进步了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

    (4)光能驱动技术

    利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在外形记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于低级阶段,假如能发现具有优异光功能特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。

    3.结语

    技术上的改革和和之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引进电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

    参考文献

    [1 刘志,朱文坚. 光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)

    [2 梁进秋. 微光机电系统国内外探究进展. 光机电信息,2000(8)

    [3 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息,2003(12)

    [4 左铁钏、施定源、陈铠. 激光加工技术的上风及在产业生产中的应用. 激光杂志,1999(4)

第12篇

痴心报国不言悔

1982年9月，作为吉林省蛟河市偏远山区农村中学的高中毕业生，张福成以优异的高考成绩被燕山大学的前身――东北重型机械学院金属材料专业录取。大学期间，私下里他曾听到一些同学对专业前景的“描绘”：毕业后只能到辅助部门工作，不仅没有发展前途，而且将终日在粉尘和高温的恶劣环境中工作。张福成却认为，“行行出状元”，只要是国家的发展建设需要，就不应计较个人的得失。尤其是他从专业课上得知：全世界每年因磨损就消耗掉200万吨以上的奥氏体锰钢。他越发坚定了努力学好专业知识，在金属材料专业领域有所作为的坚定信念。从此，张福成便与耐磨材料结下了不解之缘。本科毕业论文的题目，他选的是耐磨材料方面的；硕士、博士研究生的研究方向，他仍选择了耐磨材料。1986年本科毕业时，当时实行的是统招统分的政策，张福成在全专业四年总成绩排名第一，但他毅然放弃了到北京和上海工作的机会。读硕士和博士研究生时，他没有选择当时一些人趋之若鹜的热门专业，也经受住了“下海经商”大潮的巨大诱惑，始终默默地在被有些人看不上眼的耐磨材料领域里上下求索，潜心钻研，一点一滴地打下了坚实的专业基础。

1986年，正在燕大读研究生的张福成参与了硕士生导师郑炀曾教授承担的国家“七五”重点攻关项目“湿式中硬矿特大磨球机衬板材料的研究”的科研工作，也开始了他在耐磨材料领域不断拼搏进取的科研生涯。研究耐磨材料需要经常做磨损试验，试验中作为磨料的石英石会产生大量的粉尘，长期在这种环境中工作容易得矽肺病。从1988年至1998年，张福成教授整整与石英石粉尘打了10年的交道，经常是每天1 O多个小时的磨损试验一做就是半年。从事耐磨材料的研究，还要经常到工作环境恶劣的水泥厂、炼钢厂和矿山做现场试验，有时还要冒意想不到的风险。1994年的一天，张福成教授正在山东的一个钢厂的炼钢炉前作现场实验，投入炼钢炉的废钢铁中混入了一发旧炮弹。若不是突然停电，张福成和同伴将面临不堪设想的后果!从小在农村艰苦的劳动生活中磨炼出的坚强意志和吃苦耐劳的品格，使张福成在科研工作中遇到的各种困难面前总是从容不迫，知难而进。

22年来。正是凭着坚韧不拔的意志和科学的创新精神，张福成在耐磨材料领域的科研能力和水平不断提高，并取得了丰硕的科研成果，从而奠定了他在我国耐磨材料领域中举足轻重的地位。作为课题负责人或主要完成人。他先后完成了国家“七五”、“八五”攻关项目，国家“973”项目和省部级以上的科研项目二十多项。在耐磨材料的理论研究方面，他提出了“耐磨奥氏体锰钢中合金元素原子呈短程有序偏聚分布”的理论，圆满地解释了学术界近百年来在奥氏体锰钢研究领域中一直有争议的一些理论问题，如加工硬化机制、耐磨机理及其中的应变诱发马氏体相变机制等。根据这个理论，张福成教授又设计了新型耐磨材料――新型耐磨奥氏体锰钢，其耐磨性比原普通高锰钢提高1倍以上。这种新型耐磨材料已被全国的五十多家企业采用，用于制作球磨机衬板、铁路辙叉、齿板、破碎篦、铲齿和履带板等各行业急需的耐磨零部件，累计为国家创造利税6亿元，取得了显著的经济和社会效益。这项成果先后获得2002年国家科技进步二等奖，2000年中国高校科技进步一等奖。

随着铁路运输事业的发展，高速、重载、跨区间无缝线路已成为发展的必然趋势。这对铁路辙叉的使用寿命和结构形式提出了新的更高的要求，然而，其中有许多技术问题十分棘手，它们已经成为铁路运输事业发展的瓶颈和障碍。

高锰钢辙叉和高碳钢钢轨的焊接是我国铁路实现全面提速的关键技术之一，国际上只有法国和奥地利拥有该项技术的发明专利。从1997年起，始终在耐磨材料领域不懈地探索的张福成教授又毅然承担了国家科委重点攻关项目――“高速铁路用高锰钢辙叉与碳钢钢轨焊接”这一长期困扰着材料焊接领域发展和全国铁路大提速的难题。此前，我国的几十家科研单位曾进行了20多年的研究，但始终没有取得突破性的成果。高碳钢焊接要求缓冷，以防止热影响区出现马氏体和产生大的热应力。然而，高锰钢焊接却要求快冷，以抑止奥氏体晶界的碳化物析出。否则会产生热裂纹和韧性急剧下降的后果；同时，两种材料的热物理性能差异很大，直接焊接将导致接头处产生很大的内应力，不仅降低接头的强度和韧性，而且严重降低其疲劳寿命。因此，高锰钢辙叉与高碳钢钢轨焊接技术一直是制约我国铁路提速的难题之一。

在攻关的过程中，张福成教授查阅了国内外关于焊接技术的最新理论，做了上百次的等离子焊、铸焊、氩弧焊等试验，经过5年的反复研究后终于提出了利用材料性质梯度过渡的思路。并设计了一种物理性质和组织结构介于高锰钢和高碳钢之间的材料作为焊接材料，并优化出焊接速度快、自动化程度高、焊接质量稳定的闪光焊接方法作为高锰钢辙叉与碳钢钢轨的焊接技术；同时对高锰钢进行特殊的变质处理，降低晶界碳化物析出和液化裂纹形成的倾向，从而发明了高锰钢辙叉焊接技术。高锰钢辙叉焊接技术使高锰钢辙叉使用寿命进一步提高60％以上，平均过载量从1.8亿吨提高到3.0亿吨以上，最高达到5亿吨以上，减少了火车对铁路路轨的冲击。提高了铁路路轨和火车的使用寿命。高锰钢辙叉焊接技术的发明使我国成为世界上第三个自主拥有该项技术的国家，在我国铁路全面提速中发挥了重要作用。与法国和奥地利两个国家的技术相比，张福成教授发明的技术具有综合成本低、工艺简单和性能优异等特点。2001年，在秦岭隧道建设项目验收会上，铁道部科技司的一位领导对参会的近百名铁道部所属院校和科研单位的科研人员讲话时说“铁路辙叉焊接项目，铁道部曾经给一所大学和铁道部研究部门800多万元进行开发研究。最终没有搞成，而只给了燕山大学12万元，项目就搞成了，所以，今后我们要加强路内路外科研单位的项目合作。”铁道部组织的成果鉴定委员会认为：这项成果“是我国高锰钢与钢轨焊接技术的重大突破”，“填补了国内空白，总体技术水平达到国际先进水平”，“它为实现我国高速、重载、跨区间无缝线路的技术跨越创造了条件”。这项技术在近几年的国际招标中连续几十次中标，已成为我国高锰钢辙叉焊接采用的唯一技术，并在中铁山桥集团有限公司投产，产品出口加拿大、澳大利亚、新西兰、伊朗、印尼、委内瑞拉等十几个国家和香港地区，仅高锰钢辙叉一项年产值就达8000余万元，出口创汇450万美元。

近几年来，继发明高锰钢辙叉焊接技术之后，张福成教授在铁路辙又用材研究领域又连续取得了一系列新的研究成

果：纯净高锰钢辙叉制造新技术、高锰钢辙叉爆炸硬化技术、锻造高锰钢辙叉制造技术、含氮高锰钢辙叉用钢、高锰钢辙叉与碳钢钢轨焊接材料及其制造技术、高锰钢辙叉专用堆焊材料及其制造技术和铁路辙叉用贝氏体钢及其制造技术等。目前，这些新成果中的大部分已被应用在我国和外国的提速或高速铁路线路中。

20多年来，张福成教授先后主持了二十几项国家“七五”、“八五”攻关项目、国家“973”项目、国家自然基金项目、国家重点攻关项目、国家中小企业创新基金项目、铁道部重点攻关项目和河北省自然基金项目，并在国内外学术刊物上100余篇，获得国家发明专利16项。

呕心沥血培育创新型人才

在科研领域不断勇攀高峰，取得累累硕果的同时，从1989年研究生毕业起就承担教学任务的张福成教授也无愧于人民教师的光荣称号。张福成教授认为，大学是培养创新型人才的摇篮，作为一名高校教师，在不断地提高自身素质的同时，还应自觉主动地改革教学内容和教学方法。为社会培养出更多的高素质创新型人才。在长期的教学工作中，无论是对待本科生还是对待研究生，他都坚持高标准、严要求。他以严谨的治学态度和敢为人先的胆识，大胆地进行教学内容和方法的改革。在讲授每一门专业课前，他都认真地查阅大量文献资料。并结合自己的科研工作，把国内外最新的科研动态和成果写进讲义；讲课时，他总是结合教学内容，毫无保留地把自己多年从事科研工作的成功经验传授给学生。为培养学生的科技创新能力，根据当代科技发展呈现多学科交叉的趋势，结合学生的实际情况，张福成教授鼓励、引导学生不断拓展自己的知识面，使自己的视野更开阔，为走上工作岗位后的科技创新活动打下坚实的基础。

根据自己多年从事创新性科研工作的切身体会，张福成教授十分重视培养学生的动手能力。在金相实验技术课的教学中，他发现，长期以来，金相实验技术课的教学一直沿用传统的课堂讲授为主、实验教学为辅的方法，而忽略了金相实验技术课是让学生掌握金属试样的制备及组织分析方法，了解相关实验设备的原理及应用技术的主要目的。以致使学生在金相实验技术课结业时，从试样的制备到金相组织的分析能力都达不到应有的要求。张福成教授看在眼里，急在心上，他决心改变这种现状。经过认真的思考和充分的准备，从1996年秋季起，张福成教授在实验室的老师们的支持和配合下，开始了改变传统的教学方式的改革实践。他把金相实验技术课的课堂直接搬到实验室，由具有丰富实验经验的实验教师现场指导、讲解实验。然后他再对较深的理论进行课堂讲解。他在实验室讲课时，坚持以培养学生动手能力为主，讲解为辅的原则，对学生在实验过程中出现的问题再进行讲解，使学生既锻炼了动手能力，又提高了观察问题、发现问题、分析问题的能力。金相实验技术课教学改革的实践证明，学生的动手能力和金相组织分析能力明显地得到了提高。

20年来，张福成教授讲授的专业课始终受到本科生和研究生的欢迎。许多本科生由此对专业产生了兴趣，许多人毕业后考上了研究生。张福成教授指导培养的研究生知识面广、基础扎实、科技创新能力强，不少人目前已成为国内材料科学研究领域的骨干。

第13篇

目前高职院校学生在顶岗实习过程中主要存在以下几个问题：

1.缺乏明确目标：学生在顶岗实习过程中应该达到的目标是建立良好的职业道德，养成遵守企业规章制度的良好习惯，提高焊接专业技术能力，建立合作意识，竞争意识，质量意识等。但在实际实习过程中随意性很大，学生往往不明确自己的发展方向，学校也不一定能安排一个详细的实习计划，企业也不一定能合理的安排实习工作岗位。

2.企业热情不足：企业往往受限于经济效益压力不愿过多引入顶岗实习的学生，焊接专业又是操作性很强的一个专业，学生刚开始专业技术不能马上达标，企业也因此会担心影响产品质量。而且由于一些商业机密或者核心技术机密等原因，企业也不愿意引入学生顶岗实习。

3.监控管理不到位：有的学生经常性的变换实习单位，或者在一些与焊接专业不相干的行业实习，或者甚至在很长一段时间内都放弃实习。学校和企业还有学生往往不能及时沟通从而影响了焊接专业学生的实习效果。

4.学生对薪金待遇不能有正确认识：很多学生过于重视一时的薪金待遇，而忽略了长期职业规划的重要性，导致一些学生经常性的更换实习单位，或者去一些与焊接专业不相干的行业实习。这类现象在学生毕业后也经常存在。

顶岗实习是一门重要的综合实践课程，它由学校、企业、学生三方共同参与，具有管理主体多元化、实习地点分散化、实习内容多样化等特点。为此，必须通过明确实习任务、规范实习管理体系、制定及完善相关的管理制度、不断改进顶岗实习管理办法、拓展和稳固实习基地、加强实习指导教师队伍建设等办法来做好实习工作。

高职院校在学生顶岗实习过程中出现问题的应对方案：

1.顶岗实习前应做好充分的准备工作。

学生参加顶岗实习前应制订详细的实习计划并与实习单位的管理者做好沟通工作。对实习学生进行宣传动员，将实习的目的、要求、安排和计划告诉学生们，并对学分的考评方式也一并公布。 实习前加强对学生的劳动纪律、生产安全、自救自护和心理健康方面的教育，提高学生的自我保护能力。

2.建立健全管理机制，为安全实习提供重要保障。

建立和健全管理工作机构。成立顶岗实习工作领导小组，由分管教学校长为组长，教务科、学生科、实训中心、招生就业办等为成员来组织、管理顶岗实习工作。制定实践教学规范、顶岗实习工作细则、实习基地建设与管理办法、顶岗实习指导老师职责、学生顶岗实习管理细则等制度。为保证学生安全和权益，学校与实习单位签订实习协议书。同时为了促使学生遵守劳动纪律和学校规章制度，安全有效的完成实习任务，学生在离校前与学校签订实习管理协议书。学校必须与学生家长进行沟通，取得家长的理解与支持。加强企业顶岗实习学生的安全管理，做好学生实习中的劳动保护和安全工作。投入一定的经费和人力来保障实习安全顺利进行。对顶岗实习学生相对集中的单位，可配一名指导老师带队，学校发放实习课时津贴或补助，教师差旅费由学校支付。

3.充分调动三种人的积极性对实习学生实施管理。

带队教师最好是专业课教师，在学生实习过程中，专业课教师既是班主任又是生产实习的指导者，他应当承担起主要责任，对学生的考勤、纪律、岗位适应情况、实习态度进行管理和打分。在学生顶岗实习过程中，企业班组长扮演着重要角色，他既是企业的生产员工，又是学校聘任的实习指导教师，他带给学生的不仅仅是实践知识，还有工作经验、企业文化、企业管理制度、行规及团队精神，他应给实习生的职业操守、工作任务完成情况、工作创新程度、团队意识等方面进行管理和打分。学生干部。实习学生中的学生干部既是实习者又是实习学生生活、实习秩序的管理者，他可以对学生的自我管理状况进行打分。

4.加强学生思想政治教育，夯实职业思想和职业道德。

做好学生的思想教育，特别是加强吃苦耐劳、爱岗敬业精神和遵守劳动纪律的企业文化与校园文化对接教育。对于不能吃苦的学生。除平时要加强对学生吃苦耐劳的教育外，还要充分做好学生在顶岗实习前的军训及相关教育，以及通过学生成才典型的宣传来教育学生懂得一分耕耘一分收获。加强就业指导课程开设，从思想上和心理上做好实习与就业的充分准备。对于学生感到对工作岗位不适应的问题。加强职业道德教育和诚信教育，提升实习学生职业素养。对于那些对社会、对岗位期望值太高的学生，除要加强他们正确面对社会，正确对待薪酬以外，还要加强就业观、价值观的教育。对于那些只向往高收入甚至走入传销歧途等的同学必须及时劝其悬崖勒马。加强学生安全教育和法纪教育，以生产安全、人身安全和遵纪守法作为重点内容，反复强调和提醒。制定突发性事件处理预案，及时掌握学生身体和心理动态，排查各种隐患，确保实习W生在实习中的劳动保护和安全稳定工作。加强学生团结协作精神的教育。对于为人处事能力差，缺乏团队合作精神的这种学生。

第14篇

工作12年来，韩慧仙身上的标签有很多：机械工程学院教学副院长、副教授，湖南省青年骨干教师，机械制造与自动化专业带头人等。但在韩慧仙看来，自己的角色无非就是两个：“我是一名教师，同时也是一名科技工作者，合起来说就是研究工程机械相关技术的教师。”

技术创新路上的探索者

韩慧仙与工程机械结缘于1996年。在此之前，一直生活在农村的她对工程机械一无所知。那一年，她考入长安大学，为了减轻家庭负担而选择了学费较便宜的机械工程专业。

大一第一个学期的主要任务是学习制图。制图的要求非常高，机械的外形、内部结构、每一个细小的零件都要呈现出来，这就需要足够的细心和耐心。韩慧仙用了两个星期才画出一个减速器，却一点也不觉得枯燥，反倒十分有成就感。从那时起，韩慧仙就对机械制造产生了浓厚的兴趣。在经过四年本科和两年研究生学习后，机械制造已经成为她生命中不可分割的一部分。

爱它就要让它变得更好。毕业后进入机电学院担任机械制造与自动化专业教师的韩慧仙发现，在实际施工过程中，现有的工程机械产品仍存在许多问题，比如油耗高、操作复杂、驾驶劳动强度大等。为此，她做了大量研究和试验，以提高工程机械的性能，包括节能性、操控性和操作的舒适性等。

在韩慧仙看来，解决现有问题的过程就是一个不断创新的过程。如何实现节能？韩慧仙最初的想法是从工程机械的发动机、变速箱、液压系统、减速机和驱动桥这条能量传递链条中，找出各个环节中的能量浪费，达到省油的目的。经过大量试验，她找到了能量浪费的源头。经过总结，韩慧仙的节能观从“减少浪费”转变为“多干活、干活快”。以挖掘机挖土装车为例，挖掘机每分钟装6斗土比装5斗土节能。这是因为虽然挖掘机的发动机的小时油耗是相同的，但挖掘机在单位时间内干的活多了，自然更省油。

工程机械作业效率的提高也有极限，接下来又该如何节能？一个偶然的机会，韩慧仙了解到国外一些科研机构通过技术手段，可以把已用掉的能量再收回一些。于是，她收集了大量国外的技术资料，研究其中的原理和技术要点，再结合我国挖掘机、装载机等工程机械的实际情况，终于研究出了适合我国工程机械作业特点的能量回收技术。

随着韩慧仙对工程机械的不断改进，科研成果也不断涌出。在国内核心期刊和国际会议上，她发表或被录用论文约30篇，其中被EI收录7篇，主持或作为主要参与人完成了10项科研项目，被授权了1项发明专利和12项实用新型专利。

教育创新路上的践行者

对韩慧仙来说，教书育人是她的天职。在成为一名好老师的路上，韩慧仙不断努力着。

在工作第一年的教师讲课比赛中，韩慧仙便获得院级三等奖，然而，韩慧仙并不满足。“我的上课方式还需要改进。” 韩慧仙坦承，“那时，学生的学习兴趣不大，90多个人的大班，平均每节课只有20多人来听课。看到这种情况我心里很难受，就一直摸索着如何进行创新，办好高职教育。”

韩慧仙做的第一件事就是改革教材。在高职院校的机械类专业中，液压传动课程是主要的专业课，但高职院校所使用的教材是对本科教材内容进行删减和压缩而成，“并不符合高职院校学生的实际需要。”为此，从2009年开始，韩慧仙将自己想要的内容在电脑上一字一句地敲打出来，经过一年多的时间，终于公开出版了《液压系统装配与调试》。新教材中，一个个完整的项目取代了以往的章节形式；增加了液压新技术、液压故障诊断知识，减少了对原理等的描述；增加了图例，减少了公式推导。

与此同时，韩慧仙还尝试了翻转课堂的教学模式，调整课堂内外的时间，让学生在课后自主学习，课堂则变成大家互动的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，增强学生展示自我、相互合作的能力。慢慢地，她发现来上课的人越来越多。2014年，韩慧仙的液压系统装配与调试课程被立项为湖南省名师空间课程。

与本科教育有所不同，高职教育更注重培养技术型人才。既然目标不一样，教学方式也应该有所创新。2010年，在韩慧仙的推动下，学校建立了液压系统装配与调试一体化教室。一体化教室有两个房间，第一个房间摆放了黑板和课桌，第二个房间则放置了各种设备和元件。前半节课让学生学习理论知识，后半节课则让学生自己观察、操作设备，在实践中运用知识、发现问题。边学边做的教学方式激发了学生的学习热情，提高了他们的动手能力，教学效果显著。2012年，学校再次投入100多万元，增加了设备，扩大了一体化教室规模。

第15篇

关键词：低压；智能；配电柜；创新；发展

Abstract: In this paper, the author introduces the low voltage intelligent distribution cabinet manufacturing technology improvement, expounds the low-voltage power distribution cabinet technological innovation, and points out its future development trend.

Key words: low pressure; intelligent; distribution cabinet; innovation; development

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

随着全球经济一体化进程的不断加快，市场竞争随之越来越激烈，这种竞争也逐渐由区域性竞争扩大为国际性竞争，基于这一现状，给低压配电柜的使用和维护提出了更高的要求。企业的发展离不开技术的创新和发展，为了能够生产制造出更好的低压变电柜，企业应不断引进先进的技术，并在此基础上进行创新，自主研发出新型产品，并以此为企业创造有利的竞争条件，进而在激烈的市场竞争中占据一席之地。

1 低压智能配电柜制造技术的提升

在以往传统低压配电柜的制造过程中，会涉及诸多较为专业的工艺，如焊接技术、冷冲压技术、模具加工以及塑料成型等，可以说配电柜制造技术水平的提升与这些专业技术的提高有着密不可分的关系。很多生产商家为了提高配电柜的制造技术，都不断加大了研发力度，各种新型产品也随之不断涌现。如ABB公司在低压配电柜的制造上，本着创新的精神，研发并推出了一系列新型的终端配电箱。该配电箱以手折式为主，底箱采用的是特殊工艺直接在镀锌钢板上冲孔成型，并未采用传统的焊接成型技术，用户能够通过手动将底箱快速折叠成型。此外，该箱体在未经折叠前为平板形状，便于存放和运输。

1.1 标准化和模块化设计

目前供电企业要求全面推进电网需求管理，对线损管理、提高供电质量、保证供电的可靠性和安全性提出了新的要求。低压配电柜的模块化设计是指安装方式多样化、安装尺寸模数化、组装结构积木化、系统功能模块化等，此类设计具有较高的标准化及流程化程度，设计过程方便快捷，结构形式多元化等特点，可满足不同使用环境及防护等级的需要，极大地提高了运行的安全性和可靠性。

电网配电变压器由于其安装位置分布、安装地点等问题，使其无法为配变管理和决策分析提供有效数据。而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。

在GPRS无线电网配电变压器实时监测管理系统中，GPRS覆盖范围广，GPRS电力远程抄表系统一般位于电力公司的配电中心，或者位于居民小区的电表数据采集点，利用中国移动现有的GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。

1.2 低压配智能电柜的可靠性

低压配电柜一个最重要的技术创新应属高可靠性。为了使低压配电柜能够具有较高的可靠性，这就要求供电企业在使用过程中进行严格地可靠性控制和可靠性检验维护。国外大部分电气公司对于低压配智能电柜的可靠性重视程度都相当高，并颁布了一系列可靠性检测标准，如IEC605等。

2 低压配电柜的技术创新

低压配电智能终端柜可单独使用，也可组成终端柜配套使用。安装低压配电智能终端后，终端能够全面地、准确地、实时地采集配变各种运行数据，如三相电压电流、N线电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波等，同时该终端可同时完成实时监测仪、无功补偿装置、谐波监测仪、电压监测仪、电能计量表等的功能。随着工业以太网以及现场总线技术的快速发展，为低压开关柜的智能化提供了良好发展平台，使其从各个电器元件到成套设备均实现了通讯化、网络化和智能化。

2.1 配电系统的智能化控制

由于开关柜中的各种电器元件均采用了智能化元件，并将微电子、计算机控制、工业以太网和电力电子等技术与传统配电柜技术相结合，从而极大程度地提高了设备的可靠性。智能型低压开关柜利用通讯网络构成了智能低压配电系统，该系统具有“四遥”功能，即遥测、遥控、遥调和遥讯。此外，现场总线技术的发展，提高了低压配电柜的总体配电质量，大幅度降低了能耗，并且实现了配电保护自动化以及局域网现场连接，进一步提高了配电系统的可靠性。工业以太网、通信技术以及现场总线的应用，给用户提供了一个智能快捷、安全可靠的人机界面，从而实现了对自动化配电系统的智能化控制。智能化低压配电系统主要由以下几个部分组成。

低压配电智能终端既可单独使用，也可组成终端柜配套使用。低压配电智能终端柜主要由低压配电智能终端、无功补偿电力电容器、复合开关和保护器件等组成，并且可以根据用户的自身需要，选配电能表计和负荷开关等

2.2 新型环保材料在配电柜的应用

现阶段，我国大力提倡的方针政策是节能减排、低碳环保。各大低压配电柜的生产厂家也顺应这一趋势大量采用低碳环保的新型材料。如在电力及自动化技术领域中都首屈一指的ABB公司生产的MNS低压配电柜除采用了覆铝锌柜架外，还采用了高导电率的铜母排，并配以热缩套管，极大地提高了安全性能。另外，由于氟利昂和卤素在燃烧过程中，前者会破坏臭氧层，后者则会产生有毒烟气，影响人体健康，而该配电柜中采用的塑胶材料不含卤素和氟利昂，并且还具有自熄和阻燃功效，因此，不仅保障了安全，而且还实现了环保。

3 低压配电柜的未来发展趋势

随着数字化和网络信息化技术的不断发展，第四代智能化低压配电柜的研发必将成为我国未来一段时期内低压配电柜的主要发展趋势。利用现场总线技术与具有网络化、智能化和通讯化的各类新型低压配电设备相结合的方式肯定会研制出新型的产品。由于我国大规模工程项目以及智能化高层建筑的不断增多，对低压配电柜的容量提出了更高的要求，虽然目前单个变压器的最大容量已经达到2000kVA以上，但是为了不断适应未来发展的需要，还应不断研发容量更大的低压配电柜来满足供电需求。低压配电柜未来技术的创新与发展将越来越倾向于模块化和系统化，侧重于元件的研究和开发，力求使元件面向体积小型化、性能强大化方向发展，同时也将会被越来越广泛地使用在新材料上。低压配电柜会以自动化操作系统为发展趋势，在机械制造与安装方面，表现为日趋模块化与标准化，通过接口终端实现与计算机控制的自动化配电系统组件相通信，使整个配电柜系统处于智能化控制状况。随着低压配电柜技术的不断创新与发展，其必将广泛应用于各大企业、工程项目和重要技术领域之中，并且在机电自动化领域发挥着不可忽视的作用，不仅可以确保电网安全运行，提高电网运行质量，还可以自动化控制用电量，从而有助于电力企业提高经济效益，促进电力企业持续健康发展。

4 结束语

近年来，随着我国经济的快速发展和科技水平的不断进步，为低压配电柜的发展创造了有利条件。与此同时，现场总线技术和工业以太网技术的发展也为低压配电柜向智能化方向发展提供了有利的平台。在我国，低压配电柜经历了50年左右的发展历程，目前已经形成一个较为完善的体系。现阶段，低压配电柜也从最初的容量小、性能指标低、功能单一、体积大、种类少，发展为具有高性能、小体积、智能化等特点的产品。低压配电柜的主要功能是分配电能和控制电能使用，随着人们生活水平的不断提高，对供电质量也提出了更高的要求。而低压配电柜各方面性能的优劣直接影响整个电网的供电质量。因此，必须从技术上进行创新来不断提高低压配电柜各方面的性能，以此来确保供电质量。

参考文献：

[1] 李铿.低压配电柜的发展及其对低压电器主要元件的要求[J].科技资讯.2007(35).