铝合金论文范文

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第1篇

1．1铝合金轮毂的特点

随着科技的不断进步，汽车越来越多地使用铝合金轮毂。铝合金轮毂相比钢制车轮有如下4大特点：（1）节能。铝合金密度低，轮毂质量轻，加工精度高，高速转动时的阻力小、变形小，可提高汽车的行驶性能，减少油耗。（2）安全。铝合金的导热系数是钢的3倍，散热效果非常好，可增强制动性能，提高使用寿命，保障汽车行驶安全。（3）舒适。一般与铝合金轮毂配用的是扁平轮胎，其缓冲和吸震性能均优于普通轮胎，使汽车坎坷道路上或快速行驶时，舒适性提高。（4）美观。铝合金轮毂外观设计精美，造型多样化，可做到对比突出、车毂合一，提高整车的视觉效果。

1．2轮毂的结构特点

轮毂由轮辋、轮辐、轮芯及轮毂盖、附件等组成，如图1所示。轮毂一方面通过轮辋与轮胎配合，另一方面通过轮辐与车桥相连，发挥其承载、行驶、转向、驱动和制动等作用［2］。其中，轮辋的设计应按照标准规定选用与整车要求相配的轮辋规格，尤其是宽度和直径尺寸应严格按标准检测，以确认轮辋能否满足与轮胎的配合要求。轮芯的设计则根据轮毂与车桥车轴上的安装盘等安装定位要求进行。可见轮毂造型中最关键的是轮辐，其造型可随意变化，无标准和规律可循。轮辐作为轮辋与轮芯的中间连接件，主要起到支承和传递载荷的作用，在保证具有足够的承载、抗弯、抗冲击强度性能前提下，其造型应具有美观、动感和时尚性。而附件、轮毂盖对轮毂造型美观起衬托、辅助的作用，可根据情况适当添加。

1．3轮毂造型设计目标

轮毂造型设计应以轮毂的材质、轮毂造型数量、轮毂的尺寸、轮毂外观工艺的设定和输入为指导［2］。结合轮毂的结构特点、配套车型、目标客户群的审美特点和汽车品牌的文化特征，确定轮毂造型设计的目标：（1）满足结构性能要求；（2）按车型选定车轮结构尺寸；（3）结合品牌文化的美观造型；（4）彰显用户心理特征；（5）可制造加工性。

2造型与结构一体化设计

2．1性能要求

根据轮毂装配于整车后的功能，针对铸铝合金轮毂各国均有相应的标准，考虑轮毂使用中的功能需求，SAE，JASO及ISO等标准和我国标准主要对轮毂的强度及疲劳性能提出了具体要求［3］，轮毂制造企业必须要对每一批制造出的产品进行如表1所示的性能试验。

2．2尺寸设计

汽车轮毂的主要参数有胎环直径、胎环宽度、螺栓孔节圆直径、偏距、中心孔等，一般常根据胎环直径和胎环宽度来划分不同尺寸型号。直径和宽度通常是在整车设计方案中确定的，综合考虑了汽车动力、自身质量及阻力等方面因素，选择使车辆性能最优的轮毂尺寸，轿车原车轮毂主要的直径尺寸为381mm（15inch），406．4mm（16inch）和431．8mm（17inch），也有越野型轿车的轮毂直径达到508mm（20inch），533．4mm（21inch）和558．8mm（22inch）。直径和宽度确定后，轮毂的轮辋部分便可根据标准进行造型设计。螺栓孔节圆直径、偏距及中心孔的尺寸亦由整车设计中轮毂的安装要求确定，从而决定了轮毂的轮芯部分的造型要求。因此，轮毂的造型以轮辐部分的设计为主。

2．3造型与结构一体化设计

随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，有限元法已成为求解科学技术和工程问题的有力工具［4］。将有限元分析方法应用于工业产品设计，用仿真引领设计，改变传统仿照设计的方法，可增强产品设计的创新性。在轮毂的造型设计中，由于轮辐是造型的关键，也是承受载荷的关键部位，因此，非常适合将有限元分析的方法引入轮毂的造型设计中来，进行造型与结构的一体化设计。传统的轮毂造型设计，首先进行二维造型草图设计，设计中融入品牌文化及车型特征，经过反复在整车模型侧面上的贴图评审确定下来；其次进行三维模型的构建，根据车轮尺寸设计要求构建轮辋的三维模型，根据车轮的安装配合尺寸设计轮芯的三维造型，主要是根据评审确定下来的二维造型草图进行轮辐部分的三维模型设计，此阶段更多考虑的是外观造型；再次根据三维数据制作油泥模型，反复调整模型，更新三维数据，甚至在实车上评审造型；最后是制作硬质轮毂样件，通常用ABS工程塑料，进一步检验轮毂设计的细节，完成造型设计。之后整车厂会将以上完成的造型设计提供给轮毂供应商制作小批真实样件，通常这时轮毂制造厂在试制生产前会对客户提供的模型进行有限元分析以保证样件的试验通过率，避免直接开模、试制、试验不通过造成的报废、修模、重新试制等过程的浪费，主要是针对结构性能的分析。可见，传统设计中造型设计与结构设计是分开进行的，有限元分析并未发挥其最大的作用，没能用于指导造型设计，因此可能会导致后期有限元分析验证结构设计合理性时对前期造型设计方案的，或者独立的造型设计导致结构的安全裕度过大，造成材料的浪费，不能实现最优的轻量化设计。因此，将有限元分析提前到造型设计的过程中，一旦二维造型方案确定，构造出三维模型就对其进行有限元分析，将避免一些不必要的尝试，并带来更加创新优化的设计结果。造型与结构一体化设计方法的流程如图2所示。

3案例

以福特2015年新款Focus车型431．8mm×177．8mm（17inch×7．0inch）的轮毂设计为例，展示由于有限元分析方法的引入而形成的造型与结构一体化设计方法的应用。轮毂造型效果如图3所示。采用福特产品设计通用的I－DEAS有限元分析软件在轮毂造型设计的各阶段对其进行有限元分析，分析中采用10节点四面体单元进行网格划分，材料属性取铝合金材料的机械性能参数，弹性模量6．9×1010Pa，泊松比0．33。对13°冲击试验，根据前述试验条件，在轮毂安装盘面及5个PCD孔锥面上施加6个自由度的全约束，使车轮相对于水平o-xy平面旋转翘起13°，在最高轮辋边缘向轮芯偏移19mm的位置以外的轮辋上施加载荷，冲击试验的载荷是使质量为547kg的冲击锤自230mm高度落下。弯曲疲劳试验则根据前述试验条件，在无轮辐支撑侧的轮辋边缘施加固定约束，在轮芯的安装面及PCD孔上通过建模添加加载臂结构，加载臂长度为660mm，根据试验要求的载荷3587N•m计算出加载臂末端应施加的力为5435N，根据不同的轮型结构通常根据旋转一周的情况选定几个方向进行加载计算，取分析所得最危险的结果进行评判。径向载荷疲劳试验按前述试验条件，分析中对轮芯的安装盘面和PCD孔锥面分别进行全约束，在60°夹角范围内的轮辋两侧胎圈座上分别施加呈半正弦函数分布的径向载荷q1和q2，根据试验要求径向载荷15007N和轮毂尺寸参数由以下公式计算得到，并在整个外轮辋上施加充气压力300kPa，同弯曲疲劳试验，根据轮型结构选取几个位置分别加载分析，取最危险的分析结果进行评判。该型轮毂最终造型设计在三性能试验条件下的有限元分析结果分别如图4a，4b，4c所示。其中，图4a为在以上冲击试验约束和载荷条件下的vonMises应力分析结果，其最大值为56．8MPa，发生在冲击部位正对的辐条根部；图4b为以上弯曲试验约束和载荷条件下的vonMises应力分析结果，其最大值为105MPa，发生在辐条背面根部位置；图4c为以上径向载荷试验约束和载荷条件下的vonMises应力分析结果，其最大值为40．7MPa，发生在无辐条支撑侧的轮辋外缘处。铝合金材料的屈服强度为178MPa，根据文献［3］中通过实验验证建立的分析模型和评价标准，以上3个性能试验有限元分析的vonMises应力最大值分别小于70MPa，110MPa（30万转）和70MPa（100万转）为合格。从有限元分析的结果可以看出该设计可全部通过标准要求的轮毂性能试验，在达到造型设计的同时满足了结构设计的要求。在结合车型特点等因素确定初步的设计方向和设计尺寸后，首先根据标准要求的轮辋形状、尺寸进行轮辋造型设计，其次进行轮辐的造型设计，设计中通过以上有限元分析结果，逐步实现了轮毂的最终造型设计。

4结论

第2篇

关键词：铝合金;预处理;化学镀镍;附着力

1引言

化学镀Ni-P具有厚度均匀、硬度高、抗蚀性优异等特点，因此镀层广泛被应用于需耐磨的工件。但是，铝合金表面即使在空气中停留时间极短也会迅速地形成一层氧化膜，以致影响镀层质量，降低镀层与基体的结合力。

本项研究得出了比较好的预处理方案，从而得到结合力良好，表面比较光亮的Ni-P镀层。

2实验方法

2.1实验工艺流程

试样制备配制除油溶液化学除油水洗侵蚀水洗超声波水洗去离子水洗一次锓锌水洗退锌水洗超声波水洗去离子水洗二次锓锌水洗去离子水洗碱性镀水洗酸性镀去离子水洗吹干冷却

2.2除油配方及工艺

除油：Na3PO4•12H2O(30g/L)NaCO3(30g/L)温度（65℃）时间（3min）

2.3浸锌配方及工艺

ZnSO4(40g/l)NaOH(90g/l)NaF(1g/l)Fecl3(1g/l)KNaC4O4H406(10g/L)

温度（42℃）一次浸锌时间（90S）二次浸锌时间（18S）

2.4镀液配方与工艺

碱性预镀液NiSO4•6H2O（30g/l）NaH2PO2•H2O（25g/l）NH4C6H5O7•H2O（100g/l）温度（65℃）PH值（8.2）施镀时间（8min）

酸性镀液NiSO4•6H2O（30g/l）NaH2PO2•H2O（25g/l）NH4C6H5O7•H2O（10g/l）

乳酸C3H6O3（40ml/l）NaC2H302（10g/L）温度（85℃）PH值（4.8）施镀时间（120min）3实验结果与分析

3.1镀层表面形貌及硬度

镀层表面为致密的胞状、非晶态结构。小胞之间有明显的界线，界线基本为直线，说明小胞在长大的过程中相互受到挤压而发生了变形，镀层中存在应力。镀层的含磷量为13.1%，镀层硬度可达686HV。

温度是影响化学镀沉积速率的最重要因。化学镀的催化反应一般只能在加热条件下发生，温度升高，离子扩散速度加快，反应活性增强，当温度高于50℃时，基体表面才有少量气泡生成，化学镀镍磷合金才能进行，随温度升高基体表面可见明显镀层。反应温度低于80℃时，沉积速率较慢；温度高于80℃，基体表面有大量气泡生成，沉积速率变快；当温度高于95℃时，镀液发生分解，镀液迅速变黑，产生大量气泡，在烧杯底部出现黑色沉淀。

3.2pH值对镀速的影响

在酸性化学镀液中，pH是影响沉积速率的重要因素之一。在化学镀过程中，随着反应的进行，H+不断的生成，镀液的pH值不断降低，使沉积速率受到影响，因此在施镀过程中必须随时补充碱液来调整pH值在正常的工艺范围内。pH值升高使Ni2+的还原速度加快，沉积速率变快。

4结语

(1)通过实验研究得到比较适宜的铝合金基材化学镀镍的前处理工艺,并得出了一套完整的铝合金基材表面化学镀镍工艺条件及配方。

(2)温度和pH值是影响反应速度重要的因素，温度的最佳工艺范围为85～95℃，超过95℃，镀液自分解现象严重；pH值的最佳范围是4.5～5.5，pH值超过5.5沉积速度开始下降。

(3)通过性能检测表明此工艺获得的镀层,镀层硬度可达686hHV,含磷量为11.17%且表面光亮、均匀、结合力好。

参考文献

［1］齐晓全.化学镀Ni-P工艺在制药设备上的应用［J］.电镀与涂饰,2006,25(7):15-16.

［2］ParkerK.ElectrolessNickle.StateoftheArtplatingandSurfaceFinishing，1992，34(3)：29-33.

［3］ColaruotoloJF.TrendsInElectrolessNicklePlating.PlatingandSurfaceFinishing，1985，27(12)：22-25.

第3篇

在铝合金焊接过程中，由于材料的种类、性质和焊接结构的不同，焊接接头中可以出现各种裂纹，裂纹的形态和分布特征都很复杂，根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式：

（1）焊缝金属中的裂纹：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹（尤其在多层焊时）。

（2）热影响区的裂纹：焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。

在试验过程中发现，当填充材料表面清理不够充分时，焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中，由于焊接填充材料为铸造组织，其中夹杂为高熔点物质，焊接后在焊缝中仍将存在；又，铸造组织比较稀疏，孔洞较多，易于吸附含结晶水的成分和油质，它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时，这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现，这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而，对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹，还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹，尚难以判断。此外，一般认为，铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响，而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象，还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一，亦还有待进一步的研究。

2热裂纹产生的过程

目前关于焊接热裂纹理论，国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲，该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面：脆性温度区间的大小；在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。

通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素，而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合，这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系，如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些，都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看，焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度，在一定的拘束条件下，将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态，从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。

在焊接过程中，冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面，即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时，焊接接头金属中正在建立强度联系，在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变，焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时，裂纹就不容易产生，焊接接头的金属裂纹敏感性低，反之，当承受不住应力作用时，金属中强度联系容易中断，就会产生裂纹。在这种情况下，焊接接头金属的裂纹敏感性较高。焊接接头金属从结晶凝固的温度开始，以一定的速度冷却到室温，其裂纹敏感性决定于变形能力和外加应变的对比以及变形抗力与外加应力的对比。然而在冷却过程中，在不同的温度阶段，由于晶间强度与晶粒强度增长的情况不同、变形在晶粒间和晶粒内部的情况分布不同、由应变所诱导的扩散行为不同、应力集中的条件以及导致金属脆化的因素不同，焊接接头具体的薄弱环节以及它弱化的因素和程度也是不同的。

导致焊接接头金属产生裂纹的冶金因素和力学因素有着较为密切的联系，力学因素中的应力梯度和热循环特征所确定的温度梯度有关，而后者与金属的导热性密切相关，如金属的热塑性变化特征、热膨胀性以及组织转变等构成的冶金因素，在很大程度上对焊接接头金属所处的应力-应变状态起到重要作用，此外，随着温度的降低与冷却速度的变化，冶金因素和力学因素也都是在变化着的，在不同的温度区间对焊接接头金属的强度联系作用各不相同，如结晶温度区间大，固相线温度低，在晶粒间残存的低熔液态金属处，更容易引起应力集中，导致固相金属产生裂纹；同样，随着温度降低，如果收缩量较大，特别是在快速冷却条件下，当收缩应变速率高，应力-应变状态比较苛刻时也容易产生裂纹等等。

在铝合金焊接时焊缝金属凝固结晶的后期，低熔共晶体被排挤在晶体交遇的中心部位，形成一种所谓的“液态薄膜”，此时由于在冷却时收缩量较大而得不到自由收缩产生较大的拉伸应力，这时候液态薄膜就形成了较为薄弱的环节，在拉伸应力的作用下就可能在薄弱地带开裂而形成裂纹。

3热裂纹产生的机理

为了研究铝合金焊接时那个时候最容易产生热裂纹，把铝合金焊接时焊接熔池的结晶分为3个阶段。

第一个阶段是液固阶段，焊接熔池从高温冷却开始结晶时，只有很少数量的晶核存在。随着温度的降低和冷却时间的延长，晶核逐渐长大，并且出现新的晶核，但是在这个过程中液相始终占有较多的数量，相邻晶粒之间不发生接触，对还未凝固的液态铝合金的自由流动不形成阻碍。在这种情况下，即使有拉伸应力存在，但被拉开的缝隙能及时地被流动着的铝合金液态金属所填满，因此在液固阶段产生裂纹的可能性很小。

第二阶段是固液阶段，在焊接熔池结晶继续进行时，熔池中固相不断增多，同时先前结晶的晶核不断长大，当温度降低到某一数值时，已经凝固的铝合金金属晶体相互彼此发生接触，并且不断倾轧在一起，这时候液态铝合金的流动受到阻碍，也就是说熔池结晶进入了固液阶段。在这种情况下，由于液态铝合金金属较少，晶体本身的变形可以强烈发展，晶体间残存的液相则不容易流动，在拉伸应力作用下产生的微小缝隙都无法填充，只要稍有拉伸应力的存在就有产生裂纹的可能性。因此，这个阶段叫做“脆性温度区”。

第三阶段是完全凝固阶段，熔池金属完全凝固之后所形成的焊缝，受到拉应力时，就会表现出较好的强度和塑性，在这一阶段产生裂纹的可能性相对来说较小。因此，当温度高于或者低于a-b之间的脆性温度区时，焊缝金属都有较大的抵抗结晶裂纹的能力，具有较小的裂纹倾向。在一般情况下，杂质较少的金属（包括母材和焊接材料），由于脆性温度区间较窄，拉应力在这个区间作用的时间比较短，使得焊缝的总应变量比较小，因此焊接时产生的裂纹倾向较小。如果焊缝中杂质比较多，则脆性温度区间范围比较宽，拉伸应力在这个区间的作用时间比较长，产生裂纹的倾向较大。

4铝合金焊接裂纹的防止措施

根据铝合金焊接时产生热裂纹的机理，可以从冶金因素和工艺因素两个方面进行改进，降低铝合金焊接热裂纹产生的机率。

在冶金因素方面，为了防止焊接时产生晶间热裂纹，主要通过调整焊缝合金系统或向填加金属中添加变质剂。调整焊缝合金系统的着眼点，从抗裂角度考虑，在于控制适量的易熔共晶并缩小结晶温度区间。由于铝合金属于典型的共晶型合金，最大裂纹倾向正好同合金的“最大”凝固温度区间相对应，少量易熔共晶的存在总是增大凝固裂纹倾向，所以，一般都是使主要合金元素含量超过裂纹倾向最大时的合金组元，以便能产生“愈合”作用。而作为变质剂向填加金属中加入Ti、Zr、V和B等微量元素，企图通过细化晶粒来改善塑性、韧性，并达到防止焊接热裂纹的目的尝试，在很早以前就开始了，并且取得了效果。图3给出刚性搭接角焊缝的条件下Al-4.5%Mg焊丝中加入变质剂的抗裂试验结果。试验中加入的Zr为0.15%，Ti+B为0.1%。可见，同时加入Ti和B可以显著提高抗裂性能。Ti、Zr、V、B及Ta等元素的共同特点，是都能同铝形成一系列包晶反应生成难熔金属化合物（Al3Ti、Al3Zr、Al7V、AlB2、Al3Ta等）。这种细小的难熔质点，可成为液体金属凝固时的非自发凝固的晶核，从而可以产生细化晶粒作用。

在工艺因素上，主要是焊接规范、预热、接头形式和焊接顺序，这些方法都是从焊接应力上着手来解决焊接裂纹。焊接工艺参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固过程中的应变增长速度，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接过程，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性。采用小的焊接电流，减慢焊接速度，可减少熔池过热，也有利于改善抗裂性。而焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应变速度，而增大热裂的倾向。可见，增大焊接速度和焊接电流，都促使增大裂纹倾向。在铝结构装配、施焊时不使焊缝承受很大的钢性，在工艺上可采取分段焊、预热或适当降低焊接速度等措施。通过预热，可以使得试件相对膨胀量较小，产生焊接应力相应降低，减小了在脆性温度区间的应力；尽量采用开坡口和留小间隙的对接焊，并避免采用十字形接头及不适当的定位、焊接顺序；焊接结束或中断时，应及时填满弧坑，然后再移去热源，否则易引起弧坑裂纹。对于5000系合金多层焊的焊接接头，往往由于晶间局部熔化而产生显微裂纹，因此必须控制后一层焊道焊接热输入量。

而根据本文试验所证明，对于铝合金的焊接，母材和填充材料的表面清理工作也相当重要。材料的夹杂在焊缝中将成为裂纹产生的源头，并成为引起焊缝性能下降的最主要原因。

参考文献

[1]阿荣.铝合金的搅拌摩擦焊接工艺研究[A].兰州理工大学硕士论文.2004

[2]付志红，黄明辉，周鹏展等.搅拌摩擦焊及其研究现状[J].焊接，2002，（11）：6～7

第4篇

关键词：数值模拟；金相组织；铝合金；电阻点焊1、引言

铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用

铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊

的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微

观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入，

温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。Y.Ueda等人曾提出温度，相变，热应力之间的耦合关系式，J.Ronda等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。Ronda等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的TMM模型，并形成了系

统理论。Yang等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循

环以及熔池形状时,采用瞬时、3维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材

料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变

场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参数等提供理论指导。

2点焊相变原理

熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件

下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。

（1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电

流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、等轴组织、“柱状+等轴”组织。

由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。

3点焊熔核有限元仿真

点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚

板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝

板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金，

板厚2.0mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6mm，端部曲面半径40mm。

3.1材料属性

材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折算为比热容，以模拟其产热效果。

6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si,另外还有少量的Fe、Zn、Cu、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为1.73，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。

3.2工艺参数

采用直流焊接电源，焊接电流为14KA，电极压力为1.5KN，焊接时间为15个周波(相应频率50Hz)。具体方案见表1：

3.3焊接温度场的模拟

焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元软件的校正工具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。

在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后，

热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。

焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为：

TT(X,Y,Z,t)

式中T为焊件上某点的瞬时温度，(x,y,z)是某点的坐标，t是时间。

因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为：

式中c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx,ky,kz分别为x,y,z方向

上的导热系数；Q是内热源。

温度场计算时,将模型的对称面定义为绝热边界条件,即

其他周围表面定义为换热边界条件,即

式中是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面

温度。

3.4点焊相变组织的模拟

3.4.1相变潜热焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即

式中(T)c(T)分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。

在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即

式中：Aj为第j相的相变潜热，Vj为第j

相的转变体积比,且åVj=1；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且；n是材料中相的个数。

3.4.2相变模拟原理

对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取决于热循环过程。可以用如下公式来计算：

等温反应动力学：

非等温反应动力学附加规律：

3.5模拟计算结果

3.5.1温度场的模拟结果

如图2为焊接时间250ms时l／4平面所成的温度分布，再通过sysweld有限元软件，分别在熔核区中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图3所示的温度曲线。由图2，3可以看出在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达720℃，且长时间温度维持在700℃左右；熔合线附近可达600℃，

也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达500℃左右；而母材最高温度只达到300℃左右。

3.5.2相变组织的模拟结果

通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母材、热影响区和熔核区组织。

4结果分析和讨论

由模拟分析结果可以看出，6082铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的

焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图5－图9的微观组织图。

由图5可见，6082铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影

响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图4所示）完全相同。铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。

6082铝合金为T4状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是Mg2Si。在焊接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体产生或多或少的破坏。它们的熔点为595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。

图6为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图7为熔核中心组织，其内组织主要为细小的等轴晶粒；图8为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图9为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相细小且呈圆粒状。

从图4可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于595℃，可达720℃左右，且比较长时间的维持在700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶，化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。运用图1描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段，晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出，由于其含有Cu，Mg，Al，Si，Mn等合金元素，析出相比较复杂，主要为Mg2Si。图6中的母材组织为退

火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小，

且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈长条形，没有完成再结晶，由图1铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基

5结论

1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的

模拟和预测。

2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。

3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。

4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在

计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。

参考文献：

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SimulationandResearchfortheMicrostructureofAluminumSpot

Welding

LuoBaofa,LuoZhen,BuXianzheng,WangRui,MaYingbin

SchoolofMaterialScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin,PRC(300072)

Abstract

第5篇

该锻件中央大面积区域的厚度均为7．7mm，周围筋板厚度为24mm，较薄的中央区域在锻造过程中的温降较大，而结构复杂的筋板则容易出现终锻充填不足等锻造的缺陷．为此，采用与终锻件外形轮廓相近的坯料进行锻造成形，以保证锻件的成形质量．

2三角板热锻模具设计

2．1中间件设计

根据铝合金锻件的工艺设计原则，采取下料→预锻→终锻→切边的工艺流程，其中预锻主要对三角板中央大面积薄壁区域成形，终锻主要对筋板和凸台成形．铝合金锻件在温度为300～350℃时的收缩率为0．8%，以此分别设计预锻和终锻件．此外，对预锻件的长度和宽度尺寸进行缩小，比例因子均为0．9%;对预锻件的高度尺寸进行增大，比例因子均为1．1%，以保证终锻中锻件充填完好．

2．2模具设计

利用预锻件和终锻件设计铝合金三角板的热锻模具．将预锻模腔和终锻模腔安排在同一个模块上，其目的是减少锻造过程中锻件传输时的热损失．其中预锻模腔和终锻模腔在模块上采用对角式分布，这是为了减少锻造过程中模具的受力不均衡．为了保证锻件不出现塌角等充填缺陷，将预锻件的飞边厚度设计为2mm，终锻件飞边厚度设计为1mm，同时三角板上的凸台在预锻中不锻出．

3有限元模拟

基于有限元软件Deform-3D对三角板的成形过程进行模拟．坯料的材料为6061铝，单元体为78000个，最小网格尺寸为0．5mm，网格比例因子为2．在模拟中开启重划网格选项并进行体积补偿，上下模具设为刚体，模具材料均为H13钢．其中，上模具为主模具并设置运动速度为50mm/s．当预锻飞边为2mm时，上模运动停止;当终锻飞边为1mm时，上模运动停止．

4模拟结果分析

对三角板的热锻成形过程实施数值模拟，分析预锻和终锻过程中的成形载荷、温度场、应力应变场和成形缺陷，以研究工艺模具设计的合理性．

4．1温度场分析

由于预锻中锻件的温降较大，锻件中央大面积区域的温度普遍低于256℃，最低温度为181℃;而终锻中锻件的温度变化不大．这是由于锻件长而薄，导致锻件与模具之间产生大量的热传递，从而使得锻件温度快速降低;而终锻过程中锻件变形量小，工件与模具接触时间短，故少，温降小．可以通过提高模具预热温度来解决工件温降过快的问题，但温度过低会使成形载荷剧增且锻件容易表面开裂，温度过高会导致锻件性能下降，合适的锻造温度为450～480℃．

4．2应力应变场对比

预锻中锻件的等效应力范围为112～140MPa，而终锻中锻件的等效应力主要范围为82～141MPa，说明在预锻和终锻中，锻件的变形能力基本一致．预锻件和终锻件的等效应变分布可见，锻件在预锻和终锻结束时的变形主要发生在飞边附近，而此时正是成形载荷急剧上升的阶段，表明飞边厚度对铝合金锻件的成形至关重要．本文选择的预锻飞边厚度为2mm，终锻飞边厚度为1mm，兼顾了成形载荷和锻件切边变形等因素．

4．3锻造缺陷分析

因为铝合金三角板锻件因其壁厚不易出现折叠，终锻折叠角＜211°，因此锻件不易产生折叠缺陷．锻件内壁和飞边区域的破坏因子较高，表明铝合金三角板锻件极易出现开裂，甚至导致锻件报废．同时，应该合理设计锻件的温度和坯料尺寸，避免大变形造成锻件表面的开裂．

4．4成形载荷分析

第6篇

一、商业模式抄袭

说到互联网创业抄袭，大多数都是商业模式的抄袭，这个在国内最为常见。国内的几大巨头无一例外不是模仿国外巨头尤其是美国互联网公司的商业模式，当年腾讯QQ模仿以色列的ICQ，百度模仿Google，淘宝模仿易贝易趣，美团模仿Groupon，在线视频服务商Youku被称为中国的Youtube，新浪微博被称为中国的Twitter……

对于商业模式的抄袭，这个很难有效制止。而且商业模式的抄袭是一种虚拟化的抄袭，对于整个市场来说，也是允许这种竞争存在的。任何一个行业都会涌现出竞争对手，不能说腾讯在做微信了，就不允许别人来做同样的事情，这并不合理。但是商业模式的抄袭，却也带来了诸多危害。

一方面，商业模式抄袭带来的就是创新的止步。过去数年来，中国的互联网一直笼罩在模仿美国互联网公司的阴影中，国内的创业者习惯于将美国的互联网商业模式搬到中国来，尽管国内有很多互联网公司依靠模仿美国公司商业模式获得了快速成长，但是这也导致了一个非常严重的现象：中国互联网一直追随在美国互联网后面，要实现超越，没有创新是不可能的。

另一方面，恶意商业模式的抄袭也给整个行业带来了恶性竞争。尽管任何一个行业都需要竞争来促进行业的发展，但是商业模式的大量抄袭却会带来十分严重的行业恶性竞争，这种恶性竞争从某种程度也影响到了行业的健康稳定发展。

二、产品抄袭

与商业模式相比，剩下的当属产品方面抄袭了，对于产品抄袭，一般都是停留在部分功能上面的抄袭。比如说支付宝为了与微信竞争，也玩起了支付宝朋友圈，这也在一定程度上模仿了微信的社交功能，对于产品部分功能上的抄袭，这个在互联网抄袭史上也算上比较常见。从某种程度上来说，部分产品功能的抄袭其实也是商业模式抄袭的延伸。

此外，在产品方面还存在一种少见但却非常严重的现象：那就是明目张胆的从产品设计、布局到功能无一不抄的。近日，风车理财声明称，其手机端产品“风车理财”APP遭受友商“投之家理财”APP的全面侵权，从页面设计、布局到产品功能均被对方“毫无保留”的抄袭，引发了行业对于抄袭的热议。从风车理财的声明来看，与大多数受到抄袭侵扰的创新企业不同，风车理财虽然也是创业公司，但是迅速的采取了一定的自我保护措施，对双方产品上线时间、截图等证据提起了公证，作为未来采取法律措施的佐证，这种积极应对的方式也给其它创新公司做了个示范。

据中国财经时报网报道称，投之家曾经也是被抄袭的受害者，当时投之家曾表示对抄袭持“零容忍”的态度，很多人都不清楚投之家为何今日会从被抄袭者变成抄袭者？自去年某租宝事件爆发以后，整个P2P行业就陷入了低谷期，行业淘汰也开始加速，或许是在巨大的行业竞争压力下投之家才不得已为之，但是这种全盘抄袭还是应该杜绝，毕竟还是具有相当大的危害性。

从行业的角度来看，这种全盘抄袭严重干扰了行业的竞争秩序，侵害了被抄袭者的声誉。与此同时，这种抄袭也给整个行业带来了一股不良的社会风气，阻碍了行业的创新发展。

从企业自身的角度来看，这种抄袭行为实际上也阻碍了企业自身的发展，一方面对于企业自身的形象造成了损害，另一方面对于企业内部的创新也是一种扼杀行为。一个没有创新的企业，也就不会具备核心的竞争力。

从社会道德的角度来看，这种全盘抄袭的行为也完全违背了社会道德。尤其是对于一家P2P理财平台来说，道德和公信力至关重要，如果缺乏了社会道德责任感，那么又如何获得理财用户的信任？某租宝事件就是前车之鉴。

三、原创知识抄袭

如果要论起抄袭最为频繁的领域，那还是要属于原创知识的抄袭。尤其国内的原创知识产权意识不够强，这个问题一直都非常严重。尽管随着微信公众号以及自媒体的快速兴起，原创版权的问题日益得到重视，但抄袭的现象依然非常严重。刘旷本人所撰写的文章，也经常会被一些莫名其妙的网站、公众号所转载，而这个转载并未经过本人同意。

然而对于被抄袭者来说，要想维护自己的原创版权，实际上是很难的，很多时候都防不胜防。而大量的原创知识抄袭，也给整个互联网造成了不可估量的危害。

其一，抄袭造成了信息的泛滥、同质化极其严重。打开很多网站，不论是视频、图片、音频、音乐还是文字，都会有很多相同的地方，对于用户来说，这就造成了困扰，重复的内容，信息的营养价值也就会大打折扣。

其二，大量的抄袭也造成了互联网资源的浪费。实际上，不管是占据较大空间的视频，还是占据较小空间的文字，都会占据一定的互联网资源，如果整个网络上充斥着各种各样相同的信息，那对于资源毫无疑问是一种巨大的浪费。

其三，抄袭成风，对于知识原创者无疑也是一种伤害。就拿微信公众号来说，很多大量辛苦的原创知识者因为缺乏保护原创的渠道，导致自己所原创的文章、视频等经常被其他公众号所抄袭并获利。

那么，究竟是何原因造成互联网抄袭不止？

对于互联网领域所出现的产品、原创知识等较为严重的版权抄袭现象，刘旷个人认为主要是由以下几大原因造成的。

1、互联网特性所决定

对于互联网的抄袭成风，很大部分原因离不开互联网的虚拟和开放特性。开放让更多的企业和用户都能够看到和了解到原创的作品、软件产品等，这就给了很多抄袭者机会，复制也变得更加轻松简单。

与此同时，互联网的虚拟特性也给版权的保护带来了诸多难题。首先就是监管上的难度，面对浩如烟海的互联网信息，如何监管识别各种抄袭？而且，互联网特性的也让版权归属的问题变得更加复杂，很难轻易辨别谁是抄袭者与原创者。

2、国内对于知识产权的重视程度不够高

尽管当前国内对于知识产权保护的重视程度越来越高，但是整体而言，国内对于知识产权保护的重视还是远远不够，至少相比美国等西方国家要相差甚远。也正是由于这种知识产权的重视程度不够高，所以很多抄袭者对于抄袭的危害性潜意识并不高，甚至有些人并不把抄袭当作一回事。

3、立法速度远远跟不上互联网发展步伐

互联网在短短数年内获得了快速的发展，而且日新月异，但是立法速度却远远慢于互联网的技术发展，这就给很多抄袭分子钻了“法律真空”。互联网技术发展很快，而且很多技术模式都比较复杂，怎样将技术的服务方式和相对于的法律法规对应起来，这对于司法部门和执法部门都是一个巨大的挑战。

正是由于这些原因造成了互联网抄袭的频频发生，面对屡禁不止的抄袭之风，难道我们就真的没有办法了吗？互联网+版权时代在中国就真的不会到来吗？

维护版权，该何去何从？

有一点，我们至少应该感到欣慰，国人对于版权的重视程度在不断提升，与此同时与版权相关的法律法规也正在不断完善。那么，面对抄袭，我们该如何维护自己的版权？

首先，当然还是要学会用有效的法律手段来保护自己的版权，很多人觉得面对侵权时并不想通过法律的手段，同时也不知道该如何运用法律来维护自己的权益。在当今的法治社会，不论是个人，还是企业，多少还是要学会运用些法律，这是保护自己、保护版权的最有效途经。

其次，利用互联网技术的力量，加强行业自律。目前在很多平台诸如微信公众号都推出了原创标识，遇到抄袭时可以直接投诉，这样创作者就能够利用互联网技术来应对网络盗版抄袭问题。不过目前在产品、网站、软件等上面，还没有相关的互联网技术应对抄袭问题，这个领域也有待加强。

第7篇

关键词：园林；植物；景观特色

一、树木的养护

1.树木的修剪

树木是依赖在叶片上进行光合作用而获取能量的．因此对树木过量的修剪，会削弱整个树势。修剪次数愈多．修剪愈重，对造成树木的伤害也愈重，从而也为大量真菌和细菌提供了侵染通道。因此，应尽可能减少对树木的修剪。常规修剪树冠，无论全部剪去分枝或分枝重截，都会发出较修剪前更为旺盛和密集的枝丛。出于减少遮荫的需要或由于树木根系受损或其他类似原因必须去掉大部分枝时应进行疏剪。这样较通常将树修剪得残缺不全的方法效果要好．并且省工。修剪方法以在嫩枝或分枝基部剪截为宜，因为这个部位营养供应充分，伤口易于愈合，而且不会留下轮痕。

2.修剪整形

修剪整形是通过人工手段对枝条的保留、疏剪或短截，培养出优美、理想的树形，具有更好的艺术性和观赏性，同时还可改善通风透光条件，使树木具有更强的生命力。

3.修剪按苗木的生长与休眠时期，修剪分为生长期修剪和休眠期修剪，前者也叫夏季修剪，后者则称冬季修剪。夏剪在4～l0月，冬剪则在l0月～翌年4月进行。一般落叶树种适宜冬剪，伤流严重的应早剪或伤流过后再剪；常绿树种既适宜冬剪也适宜夏剪。修剪的技法有截、疏、伤、变、除蘖等多种，一般休眠期以截、疏为主，而生长期修剪各种技法均可采用。

4.整形整形结合修剪进行，其形式有自然式整形、人工式整形、自然式与人工混合式整形等。

5.灌水休眠期灌水在秋冬和早春进行，秋末或冬初灌水可提高树木越冬能力，并可防止早春干旱；早春灌水有利于新梢和叶片的生长。并有利于开花坐果。生长期灌水有花前灌水、花后灌水和花芽分化期灌水。就不同季节而言，夏季是树木生长旺盛期，尤其是新植树木、小苗、灌木的树根较浅，抗旱能力较差，树叶蒸发量大，需水多。应勤灌溉。灌水量与树种、品种、砧木以及不同的土质、气候条件、植株大小、生长状况等有关，耐旱树种灌水量要少些，不耐旱树种灌水量要多些。灌水沟应开在树冠投影的垂直线下。不要开得太深以免伤根。沟壁培土要紧实以免伤根及被水冲坏，沟底要平坦。保证灌水均匀。水量足、灌得匀是最基本的要求，若发现漏水现象应及时用土填严。再进行补灌。水渗透后及时封沟中耕，通过中耕、封沟可切断土壤毛细管，防止水分蒸发。夏季可早晚进行灌溉。冬季可于中午前后进行。

二、施肥管理

施肥是通过人工补充养分来提高土壤肥力，可供给树木生长充分的营养，并改良土壤性质，提高土壤温度，改善土壤结构，提高透水、通气和保水性能，有利于树木根系生长。

同时还为土壤微生物的繁殖与活动创造有利条件，促进肥料分解，使土壤盐类成为可吸收状态，有利于树木生长。

1.根据不同的物候期施入不同种类的肥料

早春和秋末是根系的生长盛期，需要吸收更多的磷素，根系才能强大、伸入土壤深层。抽枝发叶期，细胞分裂迅速，叶量增加，树体扩大，此时需要从土壤中吸收大量氮肥，建造细胞和组织。

2.根据不同树种，在不同时期施入不同种类的肥料

早春开花的树木在休眠期施肥，对花芽萌发、花朵开放有重要作用。花后是枝叶生长盛期，应及时施入以氮为主的肥料，促进枝叶形成；在枝叶生长缓慢、花芽形成期，应施以磷为主的肥料。

三、防止建筑工程伤害树木

每当建筑工程完工之后，常常发现附近的树木死亡，这是由于树木生长的环境受到干扰破坏的结果。采取某些措施可以消除这些伤害，特别是对树木根区的伤害。

1.水泥和其他铺装地表处树木的养护

水泥、沥青和其他铺装地表，都可能对树木产生与埋土过深相同的影响。处理办法是取走不透气层，并在树冠范围内铺设厚层沙子，使土壤保持通气、透水。在街道和广场，采取的办法是用铺石或有孔洞和缝隙的石料铺装地面，下面垫一层沙子。

2.对树木根区采取的措施

人行道上往往要在行道树根区附近铺设通信、燃气、电缆和下水道，这些都属于对树木危害很大的工程。原则上应在树木分枝分布范围以外铺设管线，但由于施工过程中树木总会丧失一些根，而且树木根系范围的变化幅度也很大。

四、防治病虫害

在园林植物病虫害治理时，应全面考虑生态平衡、社会安全、防治效果和经济效益，放宽防治指标，将有害生物控制在可容许为害范围之内。必须以搞好植物检疫为前提，养护管理为基础，积极开展生物、物理防治，合理使用化学农药，协调各种防治方法。

1.把好植物检疫关

在调入苗木时，实行严格的植物检疫，发现有害生物则要进行除害处理，严重者予以销毁，防止新的病虫害传入，以免给园林树木带来更大的损失。

2.搞好城市园林植物的种植规划

在考虑城市绿化美化的基础上合理配置植物品种，要注重长远解决病虫害问题。针对本地区发生严重的害虫种类，减少其喜食植物的种植，多规划和栽植抗病虫的或耐性强的植物，减少有害生物的适生寄主。

3.加强养护管理以提高植物的抗逆能力

病虫的发生和危害在相当程度上与植物的生长势相关。对生长势弱的应及时施肥、浇水、松土锄草，提高植物自身的抗病虫能力，并结合秋冬季修剪，除去染病虫枝条。这样不但可以调节植物养分，还可以减少病虫来源，通风透光增强树势，营造不利于病虫害越冬、繁衍、为害的环境条件。

五、结语

总之，如何进一步做好园林绿化养护工作，是目前摆在园林工作者面前的一个重要课题，值得大家去研究和探讨。

参考文献：

[1]马建伟．园林植物生产技术[M]．北京：中国劳动社会保障出版社，2004

第8篇

[摘要]本文以西安和桂林为例，通过问卷调查，分析总结出了洲际背包客旅华空间流动模式。从国际视角研究发现游客选择目的国的3种情况。从国际、国内视角研究发现洲际背包客旅华路线规律。研究结论对旅游产品开发与营销有指导意义，彰显了旅游产品开发与营销中国际合作、国内合作的重要性。世界遗产级旅游产品对洲际背包客的强大吸引力不容忽视。

[关键词]洲际背包客；入境前后旅游空间流；国内旅游空间流；捆绑国

1引言

国际上对背包旅游的关注约有40年的历史。在其界定上，皮尔斯(Pearee)和墨菲(Murphy)根据其旅游行为特征对其定义。乌利雷(Uriely)认为背包旅游是一种旅游形式(form)。科恩(cohen)认为20世纪60年代的背包客逃避主要旅游区，追求融入接待国文化。在背包旅游的经济意义上，费尔斯与荷恩(Firth&Hing)探讨了背包客的行为对旅游可持续发展的影响。特纳与艾施(Turner&Ash)讨论了背包旅游对基础设施、旅游目的地建设的推动作用。斯科文思(scheyvens)探讨了背包旅游与欠发达国家经济与环境发展的关联。汉普顿(Hampton)分析了背包旅游者对发展目的地经济的意义。在旅游行为研究上，皮尔斯与宋(Pearce&Son)对比了澳大利亚背包客与国际学生的旅游行为，凯恩与金(Kain&King)探讨了背包客对澳旅游产品的选择。在旅游线路上，莱利(Riley)讨论了背包客旅游对旅游线路开发的推动作用。威斯伯恩(Washburn)探讨了背包客对线路的线性寻找问题(BLSP)，并提出以动态程序解决问题的方法。此外，学者们对背包客的人口特征、形象、旅游动机及社会互动等进行了多方位研究。国际上对背包旅游者路径选择的研究尚未见到。

国内对背包旅游的关注较晚，近几年才开始出现相关文献。盛蕾介绍了背包旅游的内涵、类型及特征。李春颖、黄远水将国外背包旅游研究的多维视角归纳为三大类，即背包旅游及背包旅游者特征、背包旅游对旅游接待地影响、旅游接待国对背包旅游的态度。苏红霞、马耀峰分析了旅华背包客出入境口岸的选择，提出了不同旅游偏好的背包客对相应类型旅游吸引物有先睹为快的倾向。白凯、马耀峰研究了环境感知因素对旅华背包客旅游决策的影响，提出旅游目的地感知因素对旅游者决策行为影响高于客源国环境感知因素。杨建美、朱璇重申背包旅游对贫困地区的经济贡献。朱璇通过回顾文献，讨论了背包旅游者的概念、动力学机制及其行为特征，追溯了背包旅游演化的轨迹；认为背包客是中国现实国情下具有先导作用的旅游者，主张优先开发背包旅游市场。

目前尚未出见针对洲际背包游客旅华路径选择规律的研究。旅游路径的选择是从地理学角度研究旅游流空间规律。本项目对洲际背包客来华前、中、后空间移动规律的研究将空间的范围扩大到了他国，彰显了邻国在旅游线路开发中不可忽视的意义；洲际背包客在华流动规律既突出了中国背包旅游热点城市，又可成为这种目的地城市分类的依据。

2研究方法

本文从消费者行为学、行为地理学和市场营销学角度来研究旅华洲际背包客。通过问卷调查收集一手资料，然后结合相关理论、数据，对问卷调查结果进行定量定性分析。问卷调查与游客空间流动模式相关的信息包括背包客的人口特征、之前背包旅游地区、本次入华前旅游国家、游华后去向、在华旅游线路、旅游方式、费用等。

问卷调查陆续在2006年7月至2007年3月间完成。调查地点选在西安和阳朔。西安是中国最具魅力的历史文化名城之一，是中国人文旅游资源的杰出代表。桂林的阳朔被誉为“背包客的天堂”，是中国洲际背包游客最为集中的地方，是中国自然旅游资源的杰出代表。调查地点选在西安和桂林的多个国际青年旅社(InternationalYouthHostel)。问卷中有一项确认旅游者的背包旅游身份。

3旅游空间流结果与分析

发放问卷300份，回收有效问卷262份。所调查的背包客来自22个国家，其中，男134人，女128人。平均年龄28岁。选择与朋友出游的占31％，伴侣30％，家人20％，其余19％。所调查的背包客中223人来自欧洲，23人来自美洲，16人来自澳洲(表1)。绝大多数(94％)游客来自欧美，路途比澳洲更为遥远，这些游客的旅游线路决策能够更为典型地反映大尺度国际旅游的空间流动特点。英国游客历来对文物古迹类旅游产品兴趣较大，这一点在所采访到的英国旅华背包客数量中得到了体现。

262名洲际背包客中有130名在游览中国之前(后)还游览了其他国家(图1)，其中，入华前(后)游览最多的国家前5名为泰国(46人)、越南(42人)、蒙古国(38人)、俄罗斯(32人)、澳大利亚(29人)。其他游览较多的国家还有老挝、新西兰、印度、柬埔寨、日本、尼泊尔等。洲际背包客人华前游历最多的国家是蒙古和俄罗斯，而人华后游历最多的国家为泰国、越南、澳大利亚等9国。这些国家中除了澳大利亚和新西兰外，其余都是中国的邻国。澳大利亚和新西兰位于澳洲，与中国一水之隔，同属亚太地区，是航空线路上距离中国最近的洲际国家。这些国家的共同特点是，毗邻中国或接近中国。这样的结果符合最大效益原则。最大效益原则是在中小尺度旅游研究基础上提出的，同样适用于洲际大尺度旅游。中国邻国中只有韩国未能成为旅华游客选择较多的旅游目的国。

将旅游目的国分为两大类，即“捆绑类(inclusivedestinations)”和“排斥类(exclusivedestinations)”。捆绑类指背包游客在游历中国的同时很可能一并选择出游的国家，俄罗斯、蒙古、泰国、越南、澳大利亚等就属于这个范畴。捆绑类国家又可以细分为两类，一种是游客选择中国在先，’选择其他国家在后；另一种是游客选择其他国家在先，选择中国在后。先选择的国家称作“首要捆绑目的国(primaryinclusivedestinations)”，将随后连带选择的国家称为“附属捆绑目的国(attachedinclusivedestinations)”。无论是首要捆绑还是附属捆绑，这些国家最终都成为游客选择的共同旅游目的国(comniondestinations)。一次旅游目的国相对较多是背包旅游的特点，因此国际线路合作开发在背包旅游中的地位更显突出。在接受调查的背包客中，132名锁定中国为唯一旅游目的国。中国疆域广博，气候差异大，地质地貌种类独特，民族众多，文化多彩，历史悠久，无论是人文还是自然旅游资源都异常丰富，在中国，就旅游资源来说，游客会忙得不亦乐乎。无论是两周还是四周的时段，都可以排得满满当当。尤其是背包客注重与当地人交往，喜欢探索新领域，旅游时段较长也不会感到无聊。图2表示洲际游客选择旅游目的国时存在3种情况。A是只选中国，B是选择中国和其他国家一起成为旅游目的国，C是选择中国之外的国家。

3.2在华城市间流动

问卷调查了洲际背包游客在华旅游路径，部分统计结果见图3。从旅游造访次数上来讲，背包客对北京、西安、上海、香港、成都、平遥、桂林等城市的造访率较高，从244次到53次不等(图3)。来西安和桂林的洲际背包客对北京、上海、香港等中国一级口岸城市的造访率最高，对广州的造访率明显较低。造访较多的城市还有成都、平遥、大同、昆明、拉萨、洛阳等。

从背包客在城市间的流动趋势来看，分别以北京、上海、桂林、香港、西安5个城市为中心观察背包客在这些城市与其他城市间的流动次数。以北京为中心，京西流(102次)、京大流(75次)、京沪流(45次)及京平流(35次)较多；以西安为中心，西京流(102次)、西平流(65次)、西沪流(65次)、西成流(61次)最为突出；以上海为中心，流动频率较高的有沪西流(65次)、沪京流(45次)、沪桂流(45次)，依次还有沪杭、沪苏、沪香；以桂林为中心，流动频率较高的线路是桂沪(45次)、桂香(42次)、桂西(40次)及桂成和桂昆；以香港为中心，流动频率较多的线路是香桂(32次)、香广(23次)、香沪及香京。

以北京、西安、上海、桂林和香港为基准(其中，北京、上海和香港是中国一级口岸，西安和桂林是所选案例地区)，观察以这5个城市为中心(出发点)时洲际背包客的流向特点，发现所流向城市可以归纳为4类(表2)：一是口岸城市；二是辐射类城市；三是特色城市，即拥有很高级别旅游景点的城市；四是中转城市。

洲际背包客在各个中心城市与重要口岸之间的流动都较多，说明大型口岸城市的重要地位。首先，它们是游客出入中国的起始点和必经通道；其次，这些城市同时又是闻名国际的旅游城市，旅游产品丰富、成熟，具有极大的吸引力。大型口岸城市(如北京、上海、香港)较为独立，对周边地区依赖较少，经常会带动周边地区旅游发展。

辐射类城市指中心城市之间的小型城市(如大同、平遥)以及中心城市周边较大的旅游资源较丰富城市(比如成都、杭州、苏州、洛阳)。北京与西安之间的大同、平遥人文旅游产品级别高，一个以世界遗产平遥古城闻名，一个以世界遗产云冈石窟闻名。成都、洛阳、苏州、杭州属于另外一种类型的辐射类旅游地区。这些城市坐落于中心旅游城市(西安、上海)的周围，火车行程不超过半天，甚至短到一两个小时。除了距离近以外，这类城市还具备自己突出的旅游产品，比如苏州园林，杭州西湖，洛阳龙门石窟，成都附近的峨眉山，大熊猫保护中心等都是世界遗产级吸引物。辐射类城市对中心城市的依赖性较大，尤其是针对国际旅游。

以北京、上海、香港为中心城市时，相对应的西安、昆明、桂林等流向城市在地理位置上距离中心城市较远，不在辐射地区范围内，也不属于口岸城市。却表现出较高的互动，这类城市在此归为特色类旅游城市，因为这些城市具有顶级、享誉海内外的旅游产品，顶尖级旅游产品对游客产生的吸引力超越了时空、资金的限制，成为人选目的地。

拥有顶尖级旅游产品的特色旅游城市独立性较强，深受洲际背包客青睐。

洲际背包客选择较多的辐射类和特色类城市有一个共同点，即拥有世界遗产级旅游产品。区别在于辐射类目的地依附于中心城市，而特色类目的地独立存在，在不依附于中心城市的情况下凭借其突出的旅游产品直接成为继口岸城市之后背包客的首选目的地。

广州缺乏高级别的人文或者自然景观。问卷调查显示，对背包游客来说，广州的主要功能是中转站。背包客一般都寻求低消费，宁可多花时间与体力，到达(离开)香港时在广州中转能够节约不少费用。

背包游客首先离开客源国或者是捆绑国(一般为邻国)从旅游资源丰富的口岸城市进入中国，然后可能选择辐射类目的地，包括口岸城市周边旅游区域和口岸城市与中心城市途中经过或接近的高级别旅游区，之后便进入旅游资源丰富且具有顶尖级吸引物的特色类城市旅游，特色城市的旅游范围也可能向周边景观独特的高级别旅游区辐射，最后背包客再次选择口岸城市出境，回到客源国或者进入其他国家继续旅游。这是洲际背包客在中国观光旅游的一般规律。

4结论

国际视角研究发现，游客选择目的地时存在3种情况，即选择中国为唯一目的国、选择其他国家为旅游目的国、选择中国和其他国家一起成为共同的旅游目的国。此结论对旅游开发与营销具有指导意义。当游客选择中国时，要进一步了解他们的需求，以提供更好的产品与服务。当游客不选择中国时，要扩大宣传，增进理解，减少沟通障碍，目标是中国早日进人游客选择范围，并入选其旅游目的地；捆绑式选择中国的情况下努力使中国成为并保持首要捆绑式目的国，争取赢得游客在中国停留更多时间，提供更好的旅游体验，赢得更多回头客，赢得更佳口碑等。无论处于何种境况，中国旅游业都必须努力进取，有重点、有步骤地攻克所面临的挑战。

第9篇

关键词：铝合金门窗；安装；问题；措施

中图分类号：TS914.1+3 文献标识码：A

一、铝合金门窗安装工艺

清理检查洞门尺寸上固定件将塑料门窗装人洞口临时固定校正固定。

二、铝合金门窗安装的准备工作

1.洞口准备：安装人员会同土建人员依照图纸检查洞口的尺寸、位置和标高，是否能满足安装间隙的需要，若发现洞口不符合要求，应进行剔凿和修补（此工作由土建施工单位负责整改）。

2.材料准备：铝合金门窗的规格、型号应符合设计要求，五金配件应配套、齐全，并应有相应的出厂合格证明。

3.机具准备：安装铝合金门窗，需准备切割机、电焊机、电钻、冲击钻、胶枪、玻璃吸盘、螺丝刀、木楔、线锤、水平尺。

4.作业条件：（1）主体结构工程质量经有关部门验收，达到合格要求，工种之间已办好交接手续。（2）校核门窗预留洞口的位置、尺寸、标高符合图纸要求，有问题的已经处理完毕。（3）安装人员参加了技术交底，熟悉图纸要求、操作规程及质量标准。（4）铝合金门窗的材料已运到安装地点，经拆包核对型号、开启方向、数量、质量无误。若检查有劈棱窜角、翘曲不平、严重碰损、偏差超标、划伤严重及外观色差大者，应找有关人员协商解决。须经整修、鉴定合格后，方可安装。并将合格品，按照设计要求搬运到相应的安装位置。

三、铝合金门窗的安装

1.一般情况下铝合金门窗框与扇分开进行安装。在框安装阶段，外立面竖向应拉通线，保证竖向各窗水平位置应保持一致。同时应在框四周加设木楔，使得框与洞口四周都有一定的缝隙，缝隙不易过大也不易过小，保持在7mm左右。

2.窗扇玻璃相对较小，可以与扇在加工厂内安装完毕后再一起运至施工现场进行安装。固定玻璃尺寸较大安装时要特别注意成品保护，另外应注意的是在固定玻璃安装之前，外侧的密封胶应先完成，否则在固定玻璃安装完成之后，操作人员无法站在窗内侧进行打胶作业。

3.打胶质量的好坏将直接关系到门窗防水抗渗性能。后塞口门窗加工阶段应在框扇转角处使用组角胶，安装阶段应最少使用一道发泡胶、两道密封胶。窗框固定完成后首先在型材框料与洞口侧壁形成的腔内打满发泡胶，待干燥后用刀子沿框内外两侧将外溢出的发泡胶切除，然后仔细检查，对遗漏位置进行补胶，合格后在内外两侧均匀打上密封胶。

四、铝合金门窗安装中常见的问题及解决措施

1.五金配件固定不牢固、松动脱落，滑轮、滑撑铰链等损坏，启闭不灵活。五金配件选择不当，质量低劣；紧固时未设金属衬板，没有足够的安装强度。

措施：（1）选用五金配件的型号、规格和性能应符合国家现行标准和有关规定，并与选用的塑料门窗相匹配。（2）滑撑铰链不得采用铝合金材料，应采用不锈钢材料。（3）用紧固螺丝安装五金件，必须内设金属衬板，衬板厚度至少应大于紧固件牙距的两倍。不得紧固在塑料型材上，也不得采用非金属内衬。（4）五金配件应最后安装，门窗锁、拉手等应在窗门扇入框后再组装，保证位置正确，开关灵活。

2.玻璃同门窗扇之间的缝隙不足，窗扇变形。有些施工队马虎操作，在安装玻璃时，没有按规定设置垫块或玻璃下料尺寸偏大，无法安放垫块，使玻璃直接与玻璃槽接触，周边空隙不均，玻璃重量不能得到很好地支撑，严重时造成窗扇变形。

措施：（1）按规定安装玻璃垫块，使玻璃重量得到支撑，避免窗扇变形。安装在竖框中的玻璃应在下方设两块承重垫块，搁置点离玻璃垂直边缘的距离为玻璃宽度的l／4且不小于150mm。其他方向应设定位块，以固定玻璃确保四周缝隙均。（2）玻璃垫块应选用那氏硬度80度的硬橡胶，其宽度应大于所支撑的玻璃厚度，长度不小于25mm，厚度一般为2～6mm。（3）玻璃就位前应检查垫块位置，防止因碰撞、振动造成垫块脱落，位置不准，堵塞排水孔道。（4）严格控制玻璃裁割尺寸，玻璃尺寸与框扇内尺寸之差应等于两个垫块的厚度。

3.玻璃松动，橡胶密封条脱落，玻璃安装不居中，玻璃同窗框的缝隙不均，橡胶密封条未紧贴玻璃与窗框，安装不平整，用手敲玻璃，有松动声。安装玻璃时没有及时清除槽口内的杂物，使玻璃与槽口不对中；玻璃同玻璃槽口的缝隙不均，橡胶条与玻璃、玻璃槽接触不良，凸出玻璃槽口，用手能轻易地将密封条拉脱；在转角处橡胶条未断开，未注胶粘结。

措施：（1）安装玻璃前要认真清除槽口内的杂物，如砂浆、砖屑、木块等，玻璃安放时应认真对中，保证两侧间隙均匀，并及时较正固定，防止碰撞移位，偏离槽口中心。（2）橡胶密封条不能拉得过紧，下料长度比装配长度长20~30mm。安装时应镶嵌到位，表面平直，与玻璃、玻璃槽口紧密接触，使玻璃周边受力均匀。在转角处橡胶条应作斜面断开，并在断开处注胶粘结牢固。（3）用密封胶填缝固定玻璃时，应先用橡胶条或橡胶块将玻璃挤住，留出注胶空隙，注胶深度应不小于5mm，在胶固化前，应保持玻璃不受振动。

4.框扇搭接宽度小，周边缝隙不均。施工人员安装过程中没有仔细检查门窗垂直度、水平度，安装过程中在把手上悬挂工具包等重物。

措施：（1）窗框及窗洞均要划出中线，窗框装入洞口时要中线对齐，框角作临时固定，仔细调整窗框的垂直度、水平度及直角度，误差应在允许偏差范围内。（2）门窗扇入框前应检查对角线及平整度偏差，人框后要用钢板尺、塞尺检查框扇的搭接宽度、周边缝隙，直至符合要求。（3）做好成品保护及平时的使用保养，防止外力冲击，不得悬挂重物，致使门窗变形。

5.推拉窗下滑槽槽口积水，造成渗水。为了建筑物的外立面整齐划一，时下推拉窗的使用愈来愈普遍，但是在推拉窗的滑槽内常会有积水，而且积水在风压作用下会渗入室内，造成窗盘内积水，给用户带来不尽烦恼。出现这个情况的原因是没有开设排水孔道，或排水孔道被杂物堵塞，使滑槽内的积水不能顺畅排出。

措施：（1）外墙面的推拉窗必须设置排水孔道，排水孔间距宜为600mm，每模门窗不宜少于2个。孔的大小应保证槽内积水迅速排出。（2）塑料窗的排水孔道大小宜为4mm×35mm，距离拐角20～140mm。孔位应错开，排水孔道要避开设有增强型钢的型腔。（3）安装玻璃或注密封胶时，注意不得堵塞排水孔。（4）推拉窗安装后应清除槽内砂浆颗粒及垃圾，并作灌水检查，槽内积水能顺畅排出的为合格，否则应予以整改，直至做到合格。

6.铝合金门窗渗漏水。日常使用中有时会发现铝合金门窗框周边同墙体连接处出现渗漏水，尤其窗下角为多见；其次是组合窗的拼接处出现渗水。表现在：（1）门窗框同墙体连接处产生裂缝，而安装时又未用密封胶填嵌密封，雨水自裂缝处渗入室内。（2）组合门窗拼接时，没有采用套接、搭接方式，也未采用密封胶密封。

措施：（1）因铝合金型材同墙体材料的热膨胀系数不同，在温度影响下，框体同墙体连接处易产生毛细裂缝。为了防止裂缝处渗水，铝合金门窗框同墙体应做弹性连接，框外侧应嵌木条，留设5mm×8mm的槽口，防止水泥砂浆同框体直接接触。施工时应先清除连接处槽内的浮灰、砂浆颗粒等杂物，再在框体内外同墙体连接处四周，打注密封胶进行封闭，注胶要连续，不要遗漏，粘结要牢固。（2）组合门窗杆件拼接时，应采用套插或搭接连接，搭接长度不小于10mm，然后用密封胶密封。严禁采用平面同平面组合的做法。同时，对外露的连接螺钉，也要用密封胶掩埋密封，防止渗水。

7.铝合金门窗料门窗色差明显。材料非同一工厂产品，或同一批产品，或不同材质等级的产品。

措施：（1）选购型材应使用同一厂家产品，并一次备足料。（2）下料前注意配料颜色，避免色差大的材料用在同一门窗上。

参考文献：

[1] 杨志红. 铝合金门窗的安装方法与质量控制[J]. 门窗. 2008(02)

第10篇

关键词：铝合金钻杆，钢接头，地质勘探，深孔钻探

 

1.铝合金钻杆的特点

(1)与传统钻杆材料钢相比,铝合金具有宝贵的物理力学性能。铝合金的密度和弹性模量几乎是钢的1/3,而比强度(断裂强度极限与密度之比)却是钢的1.5～2倍。

(2)铝合金钻杆质量轻,在钻机能力一定的条件下,用铝钻杆能钻达钢钻杆无法达到的深度。俄罗斯曾用400t能力的钻机钻成世界最深的СГ- 3井（12262m) ,用300t钻机钻成7000m深井。

(3)铝合金在腐蚀环境中的稳定性非常好。它表面覆盖一层稳定的氧化膜阻止与环境的进一步反应,可用于任何浓度的硫化氢和二氧化碳环境,而且其抗腐蚀能力与温度无关。

(4)铝合金钻杆与井壁的磨阻小,可减轻起下钻的阻卡。铝钻杆的浮力系数比钢小得多,可节省20%～25%的起下钻时间,并节省燃料。所以,铝合金钻杆用于3000m以深的钻井最有效。

(5)在相同井眼曲率下,铝合金钻杆的弯曲应力远小于钢钻杆,从而适用于钻斜井、曲率半径小的定向井和水平段长的水平井。

(6)铝合金钻杆具有和镍钴合金相似的无磁特性,方便随钻测量仪器的使用。

(7)铝合金钻柱对裸眼和套管的作用力减小,能有效地保护套管,适应裸眼段更长的井。铝合金钻杆内泥浆的流动阻力小,可提高钻头的水功率。论文参考。

(8)铝合金钻杆的钢接头可按API标准加工丝扣,正常条件下,一般不会因丝扣磨损而更换钻杆。论文参考。

(9)钻探(井)属于高风险性行业,孔内事故在所难免,尤其是卡钻或钻杆折断事故时有发生。使用钢钻杆时处理孔内钻杆事故常需要漫长的时间,甚至造成钻孔报废。而处理铝合金钻杆事故时,用一般牙轮钻头就可把井下铝合金钻具“消灭掉”,钻速可达30m/h左右。

2.钻杆材料分析

目前世界上已有的钢钻杆、铝合金钻杆和钛合金钻杆基本参数对比,其中钢钻杆的密度、弹性模量最高,但自重过大对深孔钻机的提升能力要求高;铝合金钻杆的密度、弹性模量最低,线膨胀系数最高,可适用于陆地深孔钻进和海底钻进;钛合金钻杆的密度、弹性模量和线膨胀系数都居中,应该是理想的深孔钻探用管材,但其接近天文数字的价格使用户无法承受。

GB/T 20659 - 2006/ISO 15546: 2002中列举了4组铝合金钻杆。其中第二组钻杆最常用,价格也最低,其主要成分为Al-Zn-Mg,最小屈服强度480MPa,最小抗拉强度530MPa (20℃时) ,最小伸长率7%。虽然最高使用温度仅120℃,但对于地质勘探深孔作业而言足够了。高可靠性铝钻杆的抗腐蚀性其腐蚀速度表示每平方米表面积的铝钻杆在不同介质中每小时因腐蚀造成的失重(g)。可见,铝钻杆在碱环境、酸环境下很少腐蚀,而在全饱和的H2S环境下完全不腐蚀。这对于复杂地质条件下使用泥浆化学处理剂和钻进具有腐蚀性的矿产或地下水非常有利。

3.钻杆工艺分析

铝合金钻杆柱的关键结构要素是铝钻杆与钢接头的连接问题。俄罗斯传统铝钻杆采用无止推面的三角形丝扣连接,而高可靠性铝钻杆的连接方式有3个特点: (1)采用梯形丝扣与接头连接;(2)铝钻杆设置了内支撑端面和锥形配合面;(3)通过高温装配工艺实现丝扣、配合面及支撑端面的过盈配合。

在深井(尤其是斜井和水平井)钻进条件下,钻杆柱最容易发生疲劳破坏。而新型铝钻杆的锥形配合面及支撑端面可减轻丝扣的负担,明显提高接头的抗疲劳指标, 比普通三角形螺纹提高抗疲劳强度60%-80%。这类铝钻杆自1993年起已成功用于海洋深水钻井作业。

4.钻杆在深孔中的应用

铝合金钻杆已经在国内外的科学钻探和石油钻井(包括斜井和水平井)中应用,展现了用小吨位钻机钻进深孔的良好前景。(1)铝合金钻杆在俄罗斯СГ-3 超深井的应用。采用高可靠性铝合金钻杆是俄罗斯СГ-3井创造世界超深井纪录的关键技术之一。现场400t能力的钻机额定最大井深为8000m,但用铝合金钻杆取代钢钻杆后钻成了世界最深的井( 12262m) 。统计该井195个回次中￠147mmX11mm规格的铝合金钻杆磨损情况表明,最大磨损量发生在7000～8000m井段,其中钢接头最大磨损618mm,由于钢接头的保护铝合金钻杆本体的最大磨损量仅为0.92mm。(2)铝合金钻杆在塔里木某勘探井的应用。该井井深7600 m,水平位移达1000 m,基本钻进参数:钻压200 kN,转速65 r/min,泵量21 L / s,钻井液密度210 g/ cm3 ,钻速118 m /h。钻进与提升时使用不同钻杆的效果,是使用铝钻杆+钢钻杆除了钻杆伸长量有所增加外,整个钻杆柱的重量、大钩载荷、总阻力、扭矩、水力损失等参数都明显下降。论文参考。

5.结论

深部钻探不能仅着眼于大型深孔设备,还可以在钻杆柱的材质上想办法,在不更换大吨位钻机的前提下使钻孔钻得更深。因此,近年来轻质铝合金钻杆成了国内外同行关注的热点。20世纪60年代初,苏联开始在钻井中使用铝合金钻杆,经过不断改进,目前俄罗斯已批量生产达世界领先水平的高可靠性铝合金钻杆并大量出口。欧盟在俄罗斯铝合金钻杆标准的基础上,于2002年制定了石油天然气工业用铝合金钻杆的国际标准,其地位与美国制定的钢钻杆API国际标准等同。由我国中石油管材所提出,高蓉等人承担制定的等同标准于2006年12月15日作为中华人民共和国国家标准《石油天然气工业铝合金钻杆》正式,自2007年5月1日起实施。因此,让国内钻探技术人员全面了解铝合金钻杆的特点及其在深孔中的应用前景是十分必要的。随着地质工作向深部发展,随着我国自2007年5月1日起正式实施铝合金钻杆国家标准,铝合金钻杆成了国内同行关注的热点。与传统钢钻杆相比,铝合金钻杆在自重、比强度、弹性和耐腐蚀性等方面具有突出的优点。在钻机能力一定的条件下,用铝合金钻杆能钻达钢钻杆无法达到的深度。高可靠性铝合金钻杆采用与钢接头连接的新方法和高温装配工艺,使其在深井、斜井和大位移水平井钻进中可明显提高抗疲劳强度,在深孔、斜孔和水平孔中具有良好的应用前景。铝合金钻杆耐腐蚀,对天然气和煤层气开发(尤其在钢钻杆易发生“氢脆”的井区)具有重要的意义。

参考文献:

[1] 鄢泰宁. 访问俄罗斯有关铝合金钻杆科研生产单位资料[ Z]. 2007.

[2] BS EN ISO 15546: 2002, Petroleum and natural gas industries—Aluminumalloy drill pipe[S].

[3] GB/T 20659-2006/ISO15546: 2002,石油天然气工业铝合金钻杆[S].

[4] 刘希圣,等.钻井工艺原理[M].北京:石油工业出版社,1998.

[5] 鄢泰宁,等.岩土钻掘工程学[M]. 武汉:中国地质大学出版社,2001.

[6] 李冬. 急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律[J].煤炭工程, 2010, (01).

[7] 史文臣. 急倾斜煤层中综采技术的应用[J].陕西煤炭, 2010, (01) .

[8] 毛世福. 急倾斜煤层内因火灾综合防治技术的应用[J]. 四川建材, 2010, (01).

第11篇

关键词：铝合金 变形抗力 热变形

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0006-02

Abstract：Existing aluminum deformation resistance model is only really valid for specific grades of alloy，it is no longer applicable when the alloy composition changed.In order to overcome this problem，based on hot forming Hansel-Spittel model of the 21 kinds of grades of aluminum alloy，its model coefficients A，m1，m2，m3，m4 was linear fitted based on the alloy chemical composition，and the model coefficients function was established with the chemical compositions，so that the new hot deformation resistance model based on chemical composition and elevated temperature deformation parameters was found.The resulting model has been tested with good accuracy.

Key Words：Aluminum Alloy；Deformation Resistance；Hot Deformation

铝合金的塑性成形可以显著改善其机械性能和产品质量，因此，其塑性成形零件的使用越来越广泛。在铝合金塑性成形的实际生产和工艺设计中必须知道铝合金的变形抗力，目前的变形抗力模型或者数据库很少有化学成分对变形抗力的影响，HanselSpittel模型[0]也只是真对具体牌号合金，而实际生产中即使相同的牌号各炉之间必然有成分的波动，因而导致变形抗力的波动。为了克服这个困难，本论文将探索考虑化学成分的热变形抗力模型，以期更好地为生产和工艺设计服务。

1 变形抗力模型

金属的变形抗力的研究是伴随着金属塑性成形生产的开展而兴起的，对它的研究至今已经有八九十年的历史了。在这漫长的历史中，各国研究学者和现场工程师们做了大量的理论探讨和实验研究。直到目前，合金元素对变形抗力的作用规律研究尚少[1]。比如美坂佳助模型仅-虑了温度、含碳量、应变及应变速率对变形抗力的影响；志田茂模型在此基础上以相变临界温度为临界点给出了变形抗力的分段拟合函数，使得变形抗力模型的精度大大提高；新日铁模型除了考虑温度、含碳量、应变及应变速率的影响外，增加了含锰量对变形抗力的影响。直到目前为止较为完善的只有Hernandez-Medina模型[2]，其模型为分段模型，加工硬化和动态回复模型 中B、c、m都是拟合系数并且与化学成分、变形参数有关，动态再结晶模型 中都是拟合系数并且与化学成分有关，是峰值应变。总之，按照效果来看分段模型最好，但是过于复杂；不分段模型形式单一，但是效果有一定的局限性。综合考虑适用范围较为广泛，而且形式单一的当属Hansel Spittel模型。

HanselSpittel模型为：

（1）

式中，σ是应力、ε是应变、是应变速率；A、m1…m4取决于钢种的系数[3]。

经过系统的研究，HanselSpittel模型给出了AlCu4Mg1.5Ni2、AlCu2.3Mg1.5Ni、AlCu4.4Mg1.5Ti、AlCu4.5Si0.7Fe0.5、AlCu4.5Si0.9Ti、等21种典型铝合金的模型参数A、m1、m2、m3、m4。而对其他化学成分的铝合金，Hansel Spittel模型参数并不清楚。

本论文将对21种热成形典型铝合金以HanselSpittel模型为基础，对其模型系数A，m1，m2，m3，m4进行基于化学成分的线性拟合，进而获得基于化学成分的热变形抗力模型，得到更为普遍的铝合金HanselSpittel模型参数。

2 基于化学成分的铝合金热变形Hansel Spittel模型的建立

设基于化学成分的铝合金HanselSpittel模型的模型参数A、m1、m2、m3、m4由下列线性函数拟合：

y=a0+a1Si+a2Fe+a3Cu+a4Mn+a5 Mg+a6Cr+a7Ni+a8Zn+a9Ti+a10Zr （2）

式中y为模型参数，即A、m1…m4；a0、a1…a10为待定系数。

采用Origin Pro V7.5软件对式（2）进行自定义线性函数拟合，可以获得上述模型参数的相关待定参数（参见表1所示），将待定系数带入（2）式，即可得到模型参数A、m1、m2、m3、m4。最后把式（2）代人式（1）即获得基于化学成分的铝合金HanselSpittel模型。

3 基于化学成分的铝合金HanselSpittel模型的验证

以3104铝合金为例[4]，其化学成分（wt%）为Si=0.23，Fe=0.43，Cu=0.21，Mn=1.03，Mg=1.25，Ni=0.04，Zn=0.1，Ti=0.05，模型公式计算的结果与实验值对比见图1，比较误差基本不超过10 MPa。

4 结论

对21种热成形典型铝合金以Hansel Spittel模型为基础，对其模型系数A，m1，m2，m3，m4进行基于化学成分的线性拟合，进而获得基于化学成分和高温变形参数的铝合金热变形抗力模型，经检验所得模型具有较好的精度，说明该方法是可行的。

参考文献

[1] 周纪华，管克智.金属塑性变形阻力[M].北京：机械工业出版社，1989：60-63.

第12篇

关键词：铝合金；加热温度；润湿铺展

中图分类号：TS912+.3文献标识码：A

1前言

钎焊过程中只有在液态钎料充分流入并致密地填满全部焊缝间隙，又与母材有良好相互作用的前提下才能获得优质的接头。熔化的钎料是否能顺利填入焊件间的间隙，主要取决于液态钎料能否很好的润湿母材表面，即取决于钎料的润湿性。润湿性与保温时间、加热温度、反应材料等工艺参数因素有关。

钎料对母材的润湿性是钎料的重要工艺性能指标。目前尚无法从理论上完全确定润湿性的好坏，只能借助试验方法来评定。评定钎料润湿性的好坏可以采用钎料的铺展性试验来评定。

本文采用含Si量12.6%的Al-Si晶态合金作为反应材料置于6063铝合金上，在其他工艺参数条件一定的前提下，选取不同的加热温度进行铺展试验，着重分析加热温度对润湿铺展的影响，并通过对相关公式的引用解释，为6063铝合金接触反应钎焊的参数设置提供一定的依据。

2钎料润湿铺展试验及结果分析

图1为采用不同加热温度得到的加热温度与铺展面积和润湿角的关系，其中图1基体为6063铝合金，保温时间保持10min不变，反应材料都为Al-12.6%Si晶态合金。由图可以看出，刚开始升高温度时，铺展面积增加比较缓慢，随着加热温度的升高，铺展面积增加速度明显加快，当加热温度升高到605℃后，铺展面积增加速度逐渐减少。

温度升高铺展面积增加是因为高温度反应铺展时形成液相所需的Si量降低引起的，即温度越高，Al可以被更少的Si所液化。因而，相同Si量下所能反应的铝合金表面更大。

从扩散角度看，当温度升高时，原子的振动能变大，金属内部的空位浓度提高，导致原子的扩散能力增强，反应速度加快，扩散量增加[1]。而文献[2]则指出当温度接近铝的熔点时，铝表面可能已处于熔融状态甚至发生流动，原子迅速沿表面扩散，甚至在整个试样表面发生铺展。

但是当温度升高到一定程度时，铺展面积增加速度逐渐减少，可以推测：当温度升高到一定时铺展面积甚至会渐渐地减少，董占贵[3]在Al/Cu接触反应钎焊中也得出类似的结论，他同时指出温度过高时，Cu在加热过程向基体中的扩散“损失”量增加，参与反应的总量减少，从而导致液相铺展面积减小。

图1中，在铝合金基体上润湿角随着温度的升高逐渐变小直至6.5º，这可以由润湿角和各界面张力的关系以及液相表面张力与温度的关系[4]来解释：

(1)

(2)

式中，θ－润湿角；σsg－固-气相界面张力；σsl－固-液相界面张力；σlg－液-气相界面张力；M－液体的摩尔质量；ρ－液体的密度；k－经验常数；Tc－表面张力为零时的临界温度；τ－通常取6K。

温度升高时，液相体积膨胀，分子间距增大，削弱了基体分子对表面层分子的作用力，同时气相蒸气压变大，密度增加，气相分子对液体表面分子的作用减弱，由式(1)、(2)可知，σsl和σlg变小，从而使θ变小。

综合分析，润湿铺展比较适宜的工艺参数为：加热温度为590～600℃，保温时间为5～15min。

3结论

在其他工艺参数条件一定的前提下，加热温度升高时，铺展面积逐渐变大，润湿角逐渐变小。润湿铺展比较适宜的工艺参数为：加热温度为590～600℃，保温时间为5～15min。

参考文献：

[1]黄继华．金属及合金中的扩散[M]．北京：冶金工业出版社，1996．58-63．

[2]石素琴．Al/Si/Al接触反应钎焊接头成缝行为研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士学位论文．2001：18-34．

第13篇

[关键词]变形铝合金 熔铸工艺 工艺分析

中图分类号：TG27 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0022-01

引言

铝加工业的发展使铝材的应用更加广泛，尤其是在目前的航空航天工业、轨道交通业、乘用车辆制造业、军工材料及民用产品的开发行业中，铝材应用的市场被开拓发展成为了十分广阔的大市场，因此就对铝材的质量也提出了更高更严的要求。而铝材的熔铸是铝材生产的第一道工序，其目的主要是是为铝材轧制、锻造、挤压生产提供优质锭坯。锭坯的冶金质量的高低，是在后续的工序中再难以进行更改的。因此，控制好锭坯的生产与质量是发挥铝材的潜力的重要前提。要以先进的工艺技术和最低的成本获得高性能、高质量的铝合金铸锭使之满足后续工序及最终成品的需要是现代化铝材应用所追求的。

一、变形铝合金熔铸

铝熔铸是利用电解铝液、返回废料、中间合金为主要入炉原料，经熔化、保温、精炼、铸造成锭，铸锭经锯切、铣面处理成压延车间需要的合格扁锭，或者铸轧/连铸连轧成板带坯。其主要的工艺过程为熔炼、熔体处理、铸造。铝熔铸的这三个主要工序过程是紧密衔接、相互制约、密切配合才能完成熔铸过程。在此过程中，如何发挥设备寿命期内的能力，提高生产力，节能降耗，降低生产成本越来越受到铝加工行业的关注。

二、变形铝合金熔炼

熔炼过程为了使熔体内部成分、温度均匀，需要采用适当的搅拌技术，建议采用电磁搅拌。电磁搅拌的主要优点是：减少炉内各部位熔体的温度差；熔体成分均匀；由于提高了热的传输，能耗下降；炉渣下降。

铝熔体处理一般指对熔体进行合金化、净化与细化。合金化的目的是为了提高强度，此外，还应该考虑改善加工性、抗蚀性、耐磨性、硬度、液态金属的流动性、表面性能以及其他特殊性能等。净化处理或精炼是采取措施使铝熔体中不希望存在的气体与固体物质降到所允许的范围以内，以确保材料的性能符合标准或某些特殊要求。铝熔体的净化处理主要是将氢及氧化铝降到所要求的水平或更低一些。为了获得铸锭均匀细小的最佳晶粒组织，主要途径有控制凝固时的温度制度，细化处理。

三、变形铝合金铸造

铝合金铸造是将经检验合格的铝熔体浇注到带有水冷却设施的结晶器中，使熔体在重力场或外力场的作用下充型、冷却、凝固成铝锭坯的工艺过程。变形铝合金铸造主要有半连续铸造、铸轧、连铸连轧三种铸造工艺。半连续铸造属于静模铸造，铸轧和连铸连轧属于动模铸造。对于变形铝合金铸造来说，作者认为动模铸造是发展的方向，它可以实现液体金属一次加工成材，达到节能、降耗、提高生产效率的目的。动模铸造可分为四类：其一是辊间铸造，液体金属从供流嘴流到一对相向转动的轧辊之间冷凝成形并被压延成板材，典型的辊间铸造是连续铸轧技术；其二是轮间铸造，用带定型槽沟的环形轮和钢带组成结晶器，金属液进入结晶腔内，随铸轮同步运行，在铸轮与钢带分离处，熔体凝结成坯并以与铸轮周边相同的线速度拉出锭坯；其三是带间铸造，结晶器由两条相互平行的履带式类型的钢板模或钢带组成；其四是无接触铸造，气化层铸造以及电磁铸造属此类的铸造方式。对于变形铝合金板带的成型，选用铸轧和连铸连轧的优势明显。

（一）半连续铸造坯锭

目前应用最多的是直接水冷立式半连续铸造机，它可以生产各种铝合金牌号和规格的扁锭以及实心和空心圆铸锭。铸造过程中铝液重量基本压在引锭座上，对结晶器壁的侧压力较小、凝壳与结晶器壁之间的摩擦阻力较小，且比较均匀。牵引力稳定可保持铸造速度稳定，铸锭的冷却均匀且容易控制。其中尤以液压铸造机的应用最为普遍，特别是内导式铸造机的优点更为明显。

（二）铸轧

铝熔体从净化处理装置流出后，进入可以控制液面高度的前箱内。通过前箱底侧的横浇道流入由保温材料制成的供料嘴中，液体金属靠静压力由供料嘴直接进入一对相反方向旋转的铸轧辊中间。铸轧辊使液体金属快速结晶。随着铸轧辊的转动，铝熔体的热量不断通过凝固壳被铸轧辊带走，结晶前沿温度持续下降，结晶面不断向熔体内部推进，当上下两个结晶层增厚并相遇时，即完成铸造过程而进入轧制区，经轧制变形成为铸轧带坯。铝带坯连续铸轧技术代替了通常铸锭热轧工艺生产带坯所需的铸造、锯切、铣面、加热、热轧等全部工序。

（三）连铸连轧

连铸连轧工艺是一种工艺设备紧凑，在连续铸造机后面紧接着配置热连轧轧机组的紧凑生产线，是从液体到板带材一次性完成的连续生产线。显然，连铸连轧不同于连续铸轧，后者是在旋转的铸轧辊中，铝熔体同时完成凝固及轧制变形两个过程。但是两种方法的共同点均是将熔炼、铸造、轧制集中在一条生产线，从而实现从铝液到铝板带坯连续性生产，比常规的间断式生产流程少了多道工序。

在连铸连轧工艺中，铝熔体通过铸造前箱及铸嘴进入运动的双钢带水冷模腔。前箱安放在铸机的进口处，进入前箱铝液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器来控制，控制信号大小由铸造速度传感器反馈。铸嘴上开有小孔，在小孔中通入低压惰性气体等，均匀地分布在钢带和铝液之间，起到铝液和钢带间的热传递，使进入钢带口的铝液凝固均匀，不会使钢带间产生急速的热胀冷缩，引起钢带变形，影响铝板带表面的平整度。在钢带的下部安装有钕-铁-硼强磁体支撑辊，产生的强磁力对钢带有极强的吸引力，使钢带限制在铸机规定的范围内运动，铸造出来的铸坯截面是矩形的。

结语

综上所述，在变形铝合金板带材生产的工艺选择上，连铸连轧具有相当明显的优势，对于铝熔铸的工艺配置应该是针对企业对产品定位方面的考虑，单就产能及基本投资而言，从产品产能的灵活性以及生产产品的多样性考虑，首选的应该是普通热轧工艺流程。但是对于刚刚起步或初涉猎铝加工的企业来说，选择成熟的铸轧工艺也不失为一种少投入、快见效、迅速回收成本、产能虽小不会被套牢的工艺。

参考文献

[1] 刁莉萍，梁岩.铝合金熔铸配料工序的工作原则和依据[J].轻合金加工技术，2006，03：11-14.

[2] 吴树文.提高铝合金熔铸质量的技术措施[J].青海科技，2008，03：83-85.

[3] 谢晓会，冀中年，李素娟.变形铝合金熔铸工艺综合分析[J].轻合金加工技术，2013，08：22-25+50.

第14篇

论文摘要:综述了近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展，重点介绍了激光熔覆、阳极氧化和等离子体微弧氧化等方法在铝合金表面制备膜层的原理、特点及研究成果，并对等离子微弧氧化技术提出了展望。

一、前言

常用的铝合金表面改性技术有激光熔覆、阳极氧化、等离子微弧氧化等，有关这些方法的研究均取得了较大进步。等离子微弧氧化是一种新型表面陶瓷化技术，近年来，其相关文章报道较多，已成为铝合金表面改性技术研究的热点，具有广阔的发展前景。

二、常用的铝合金表面改性技术

（一）激光熔覆

激光熔覆技术是采用高能激光束将金属-陶瓷复合粉末熔于基材表面，获得金属陶瓷复合层的工艺。其工艺方法有两种：预置涂层法和同步送粉法。预置涂层法是先将粉末与粘接剂混合后涂于基体表面，干燥后进行激光加热。同步送粉法是在激光照射到基体的同时侧向送粉，粉末熔化而基体微熔，冷却后得到熔覆层。二者方法不同但效果相近，即熔覆层通常与施加的合金粉末的化学成分相近，熔覆层与基体之间为冶金结合，只有在界面结合层的较窄范围内，施加合金粉末才受到基体的稀释。

激光熔覆是一个复杂的工艺过程，工艺参数较多，可分成4类：1.激光系统本身，如光束模式、功率稳定性等；2.基体，如基体材质、表面状态等；3.涂层材料的特性及涂置工艺；4.处理条件，包括光束大小与形状、功率大小及扫描速度等[7]。对于铝合金的激光熔覆，根据覆层种类和厚度，正确选择激光参数很重要。如果能量输入不足，不仅得不到熔化良好、凝固致密的覆层，更得不到良好的冶金结合层。如果输入的能量密度过大，覆层又会因铝合金基材过多熔化稀释，使性能显著恶化，而且还增多了涂层的气孔等缺陷。

激光熔覆金属表面陶瓷层的优点是：可以使陶瓷涂层和金属基体达到冶金结合，提高了陶瓷层和基体的结合强度；消除了陶瓷层中大部分孔洞和裂纹，提高了陶瓷层的致密度；釉化了陶瓷表面，大大提高了表面硬度，改善了材料的耐磨性能。不足之处是界面的稀释度较大；界面上易形成脆性相和裂纹；在实际应用中涂层的尺寸精度、对基体复杂形状的容许度、表面粗糙度等问题未能很好地解决。

（二）阳极氧化

铝合金阳极氧化方法有硫酸阳极氧化法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。现有的阳极氧化工艺大都采用酸性电解液。根据电解液的种类不同，可以得到阻挡型氧化膜和多孔型氧化膜。在含有硼酸-硼酸钠混合水溶液的中性溶液（pH值为5-7）中和在酒石酸铵、柠檬酸、马来酸、乙二醇等水溶液中进行阳极氧化时，可得到阻挡型的氧化膜。因为这些水溶液溶解氧化物的能力较弱，所以在铝合金表面形成致密的氧化薄膜。阻挡型氧化膜的厚度取决于阳极氧化时的电压，电压越高，膜越厚。但阳极氧化电压不能无限升高，临界值为500-700V。如果超过临界值，铝合金表面会发生火花放电而破坏氧化膜的绝缘性。铝合金在硫酸、铬酸、磷酸、草酸等酸性溶液中阳极氧化时，可得到多孔质型氧化膜。多孔质型氧化膜也称为复合氧化膜，是由两层膜组成的，紧靠铝基体的一层叫阻挡层，外面的一层叫多孔质层。多孔质层的厚度取决于电解时间。阻挡型氧化膜与多孔型氧化膜相比较，不同点就是前者氧化膜的厚度不受电解时间和电解液温度过高的影响。

阳极氧化膜具有蜂窝状结构，膜层的孔隙率常常由于电解液的溶解能力和膜层的生长速率不同而不同。氧化膜的硬度大约在196-490Hv[13]，厚度一般为几个微米到几十个微米。阳极氧化膜组织结构受电解液类型、工艺参量及氧化前处理等多种因素决定。近年来对硫酸法氧化液中添加卤化胺类-金属（半金属）卤化物的络合物。可提高铝合金表面氧化层的沉积速度，并可使用更高的阳极电流密度而不烧损氧化膜，所得到的氧化膜均匀致密，有更好的光泽性、耐磨性和抗腐蚀性，且易于着色。铝合金尤其是高硅铝合金，由于硅组元偏析，氧化膜溶解速度大及铝制件边角氧化膜易烧损等，很难形成优质氧化膜，目前人们试验将木质素、木质素酸或其它盐类加到酸性阳极氧化电解液中，可以提高氧化膜的厚度和硬度，铝合金硬质阳极氧化工艺，氧化膜厚度可达35-40μm。脉冲阳极氧化膜的最大厚度可达100-200μm以上，硬度为450-650Hv，而且氧化膜厚度的波动性较小，分散均匀。

阳极氧化不仅改进和提高了铝合金表面性能，如耐磨性、耐蚀性、表面硬度等，而且可以赋予表面各种颜色，大大提高铝合金的装饰性。但阳极氧化膜上有时会出现色泽不均、黑斑点、烧蚀、表面粗糙、流痕、膜厚不均匀以及剥落等缺陷。按照外观形态，可将阳极氧化表面缺陷分成三大类：1.条纹（带）状缺陷；2.斑点状缺陷；3.不均匀（不正常）表面[17]。这些缺陷的产生与材质、预处理、阳极氧化、后处理以及封孔、着色过程的工艺参数和操作有着密切关系。

（三）等离子体微弧氧化

等离子体微弧氧化（PMAO）又称微等离子体氧化（MPO）、阳极火花沉积（ASD）或火花放电阳极氧化（ANOF）,这是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷层的新技术。它是近十几年在阳极氧化基础上发展起来的，但两者在机理、工艺及膜层性质上有许多区别。其原理是：将Al、Mg、Ti等有色金属或合金置于电解质水溶液中，利用电化学方法在材料表面微孔中产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，生成陶瓷膜层的方法。

由于等离子体弧光放电具有高密度能量，可以在基体与外来陶瓷膜层物料间形成气相搅拌，使之充分混合、反应并烧结，通过合理控制沉积速率、反应速度及烧结能量，即可在基体（阳极工件）表面上获得具有较高硬度、膜层与基体结合性能良好的陶瓷化膜层；同时，由于参与反应并形成陶瓷相的物料离子在液体中受到电场力作用可均匀传输到基体附近的空间，在膜层的均匀性、对基体形状尺寸允许程度等方面会有较好保证。通过改变电解液成份及工艺参数，可以制备出不同化学成份配比、晶体结构类型及性能的陶瓷膜层。膜层和基体直接在离子键的作用下结合在一起，等离子体弧光放电的高密度能量使基体表面微区内形成熔融区，使膜层与基体之间形成微区冶金结合，提高了膜层与基体之间的结合能力。

由于等离子体微弧氧化技术具有工艺简单、处理效率高、工艺成本低、无污染等特点，所制得的陶瓷膜除具有一般结构陶瓷涂层的耐磨、耐蚀、耐高温等优异特点外，还可以根据不同的性能要求，制备出具有装饰、磁电屏蔽、电绝缘等功能性膜层。因此该技术已成为国际材料研究的热点之一，在航空、航天、建筑、纺织、电子工业等领域具有广阔的应用前景。该技术的推广应用一定会推动我国表面处理行业、轻合金加工制造行业及相关行业的技术进步。

三、结语及展望

第15篇

论文关键词：轻烃装置,脱汞,腐蚀

1.脱汞工艺

目前，通常采用固体吸附剂脱除天然气中的汞，脱汞后的天然气汞含量可降至0.001～0.01μg/m。按照吸附原理的不同，可以分为不可再生工艺和可再生工艺两种：

①不可再生工艺通常采用载硫活性炭作为吸附剂的固定床反应器，原料气先脱水后，再经载硫活性炭脱除天然气的汞。活性炭中的硫可以和汞反应结合而附着在活性炭过渡孔中，从而达到脱汞的目的，其化学反应式为：2Hg＋S→2HgS。海南海然高新能源有限公司所属的LNG装置2007年3月采用载硫活性碳脱汞，脱汞前原料气中的汞含量为20～40μg/m），脱汞后气体中检测不出汞含量，效果较好。

②可再生工艺通常采用HgSIV作为吸附剂的固定床反应器，原料气在脱水的同时也脱除天然气的汞。HgSIV脱汞分子筛是美国UOP公司生产的专用分子筛脱汞剂，能同时脱汞和脱水，HgSIV分子筛的表面含有银，天然气中的汞通过与银相溶合的方式而脱除，HgSIV分子筛的添加方式和传统分子筛一致，不需要特殊流程，可以在线再生，再生温度和脱水用分子筛再生温度相近，可与分子筛填装在一个塔内。HgSIV-3型分子筛的颗粒直径约1.9mm，密度约730kg/m，含水质量分率小于5%。其化学分子式为：Mx[(ALO)x(SiO)y]·aAgO·zHO[M=Na]。埃及Khalda石油公司Salam天然气处理厂在2000年检测出原料天然气的汞含量为75～175μg/m3，吸附脱汞采用HgSIV吸附剂，处理后的外销天然气中汞含量低于20μg/m。

2、腐蚀机理汞是一种重金属元素，俗称水银，常温下呈液态，银白色，易流动，密度13.5951g／cm3（即0℃时汞的密度），沸点356℃，凝点-39℃。汞能溶解多种金属，溶解后生成的汞合金又称汞齐。

一般说来，与汞性质相近的金属易于被溶解，在20℃时，Al在汞中的溶解度约为2.3×10%。一旦轻烃装置的天然气中含汞，在一定条件下可能对冷箱造成严重损坏，其腐蚀机理主要有如下几种：

1)溶解腐蚀纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层致密的AlO钝化膜。但保护膜不仅在一定工况下（如变形）容易破裂，而在天然气的密闭厌氧条件下无法再次钝化生成保护膜。且很少量的汞就可导致钝化膜破裂。Hg在铝合金上生成附着力很小的汞齐，通过表面扩散分离钝化膜，使其抗腐蚀性能不断下降。这样，汞和铝之间的润湿也变得容易，不断发生汞对铝的溶解腐蚀。

2)化学反应腐蚀溶解于汞齐中的铝易与天然气中的微量的水反应生成Al(OH)，生成的Al(OH)不溶解于汞而浮在汞表面。这样就会有新的（再下一层的）铝溶解于汞中,然后又与水反应生成Al(OH)。即：Al+Hg→AlHg（1）2AlHg+6HO→2Al(OH)+3H+2Hg（2）

反应（1）和（2）形成了一个催化循环，产生了对铝合金的连续腐蚀破坏。这样反复下去，汞不会减少，铝却不断与天然气中微量的水反应而不断变薄，直至腐蚀开裂。若天然气中含氧（O），则氧也将于汞齐中的铝反应生成AlO。生成的AlO不溶于汞，而浮在汞表面，这样就会有新的（再下一层的）铝溶解于汞中。其化学反应腐蚀机理同与水反应类似。

3)液体金属脆（断）固体金属和液体金属（如Hg，Ga）接触而引起强度和韧性降低或低应力脆断的现象称为液体金属脆。1874年首次发现液体金属汞可以导致Zn的脆性以来,人们对液体金属脆现象进行了广泛的研究,提出了各种机制。关于液体金属脆断已发表了不少研究工作和评述性论文,其理论主要有吸附降低表面能或键合力理论和吸附促进局部塑性变形导致脆断理论。

3、雅克拉站主换热器腐蚀实例：通过雅克拉集气处理站返厂检修的主冷箱腐蚀情况看，由于天然气中含汞造成运行中出现汞腐蚀的设备部位主要有物流一出口封头和集流管、物流二进口集合管和封头，并且既存在汞齐均匀腐蚀，也存在汞引起的铝合金脆裂腐蚀。最终导致冷箱失效的真正原因是液态汞引起的铝合金材质的脆裂。

4、脱汞方案比选

两个方案的优缺点对比情况详见表。

方案

方案一

方案二

浸渍硫的活性炭脱汞

更换分子筛脱汞

优点

1.脱汞较彻底，且脱除的汞不进入下游流程

2.更换周期6年；

3.每次更换费用24.59万元；

4.总投资956.92万元，投资相对低；

1.固体废弃物中不含汞，较容易处理；

2.可再生；

缺点

1.固体废弃物含汞（活性炭供应厂家可协议回收）；

2.不可再生

1.天然气中所有汞都进入下游工艺；

2.更换周期3-5年；