焊接工艺技术论文范文

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第1篇

关键词：管线钢 返修根焊

中图分类号：TG441文献标识码： A 文章编号：

现代焊接技术的快速进步（珠海高栏终端段塞流捕集器项目采用了埋弧自动焊），在一定程度上为国内外专业输送管道的建设提供了保证，虽然焊接的技术不断提高，但一次合格率还无法达到100%。焊缝出现的缺陷超标情况，对管道的使用寿命产生了严重的影响，还导致管道中的输送介质出现泄露、爆炸或燃烧等事故，使人民和国家生命财产遭受极大的损失。所以，焊接返修必须引起高度重视。本文重点探讨了返修要求、焊材与焊材性能、坡口设计、焊道的返修要点、潮湿环境下的焊接工艺、建议等，以供参考。

1、返修要求

按照非裂纹性缺陷在填充焊道及焊道中产生的状况，实施的返修焊接规程必须符合相关规定且经过评定合格并取得业主同意后才能够采用。可直接返修产生在盖面焊焊道中的非裂纹缺陷，一旦返修工艺与原始的焊接工艺存在差异，或者进行返修的位置是在原来返修过的地方，使用的返修焊接规程应能够保证韧性要求和焊缝力学性能，并通过力学性能试验确定、评定是合格的，这样才能保证施工质量满足相关要求。

2、焊材与焊材性能

用于返修焊口的焊材有一定的要求，必须严格按照业主和监理批准的返修焊接工艺技术文件实施，不可以随意变动。通常选用的焊材必须相匹配于管口焊接时的焊材，且需具有较好的抗裂性能。

因段塞流捕集器制作采用较大壁厚（THK=28.6mm）和较大管径（φ=1422mm）的管线，所以焊接量也比较大，从常用的管道焊接工艺进行充分考虑，为了提高焊接效率，整个管口焊接施工采用如下的焊接工艺：①地面预制焊接采用以E5016（焊材厂商牌号LB-52U）焊条手工打底，然后用H08MnMoA（焊材厂商牌号CHW-S9）埋弧焊丝通过半自动焊进行填充、盖面。②现场安装焊接采用以E5016焊条手工打底，然后用E5515-G（焊材厂商牌号CHE557GX）焊条进行手把填充、盖面。

3、清除缺陷及制备坡口

根据缺陷的性质和部位，彻底清除缺陷时可以通过砂轮机、气刨等工具进行，清理过程中一定要把坡口两边50mm区域内以及坡口面的油锈等杂质彻底处理干净。对清理完的地方,还需要通过表面磁粉探伤进行确认,达到要求并确认合格才能够进行焊接。清除处理完缺陷后, 对返修部位用角向磨光机进行打磨，打磨后的两端及表面过渡要平缓,宽度要均匀,有利于施焊的缓坡凹槽。如现场照片所示：

4、焊道的返修要点

4.1焊接前将返修位置坡口两边100毫米区域用烤枪预热,为80-100℃预热温度, 要均匀预热坡口两边的温度。进行焊接的时候宜为不小于100℃的控制层间温度。

4.2返修实施其它焊层PCAW向下，SMAW根焊向上的返修工艺, 采用直流正接电源极性。

4.3返修的焊接要求必须对焊接工艺严格执行, 要一次性完成返修焊缝。返修工作要选择技术水平较高的、经验丰富的持证焊工实施,确保一次返修合格。同一位置焊缝返修次数要求不得超过三次, 要根据相关规定审批焊缝返修工艺技术文件。

4.4焊缝应在焊完后立即去除渣皮，飞溅物，清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。焊缝外观应成形良好，宽度每边坡口边缘2mm为宜，角焊缝高度应符合设计规定，外形应平滑过渡。

4.5焊层之间时间间隔限制在10分钟以内。

4.6焊接环境出现大于8m/s风速，或者焊接电弧周围1m范围内的相对湿度大于90%及焊件表面遭雨淋，出现潮湿等情况，焊接必须实施有效防护手段，不然禁止开展返修作业。

5、潮湿环境下的焊接工艺

5.1在预热温度达到80-100℃的前提下，控制X65钢层间温度在120-150℃以上，在为90%RH-95%RH的环境湿度下，焊接工艺中的焊条电弧焊的焊接接头效果不好，质量不符合标准，在焊缝中产生的气孔大于标准要求的范围，对其原因进行分析主要是：在潮湿环境下，水蒸气会导致其它合金元素与铁氧化，还会导致焊缝增氢。当含有碳较多的情况下，氧和碳发生反应溶解在熔池中，产生的CO不溶于金属，在熔池凝固的过程中来不及逸出的CO气泡就会形成气孔。生成了不溶于金属的氢分子，在液态金属中产生气泡。当气泡外逸速度相比凝固速度慢的情况下，就会形成气孔在焊缝中。

5.2在预热温度为80-100℃的情况下，控制X65钢层间温度在120-150℃以上，在90%RH-95%RH的环境湿度下，焊接工艺参数和层间温度要严格控制，焊接工艺中具有较好质量的焊接接头当属药芯焊丝半自动焊。

5.3焊接管线钢的过程中，通常规定在90%RH以上的环境湿度下是不允许进行焊接施工的。通过项目组全面考虑，不断试验，在严格管理和科学试验的前提下，应用药芯焊丝半自动焊可以减少对环境湿度的要求。

6、体会及建议：

6.1虽然对焊口一次合格率的要求比较高，但返修工作是不可缺少的一个关键步骤，具有极为重要的意义。

6.1.1对于焊工来讲，焊口返修工作是一项细致而艰苦的工作。在施工过程中，有时环境特别不好，尤其是段塞流捕集器施工现场处于南方的水网区域，为了使一道焊口的返修顺利完成，焊工有时需在泥水里躺着或坐着来工作。尤其是在盛夏酷暑难当，焊工还需钻进通风条件不好的狭窄闷热的管口内实施返修作业。

6.1.2焊缝的返修工作是一项尤其复杂的系统工程，对于每一项管道工程来讲都相当重要。焊缝返修质量决定该工程的使用寿命，高超、精湛的焊口技术无疑会提高施工企业的经济和社会效益。

6.2选择进行返修工作的焊工应当具有良好的身体素质，较高的敬业精神，要不断强化培训焊工，使其返修焊口的技术水平不断提高。

6.2.1对焊工的培训与管理要加强。普遍提高焊工的技术水平，使焊口的一次合格率得以提高，降低不必要的经济损失，为单位创造更大的经济效益。

6.2.2对焊工的管理要不断加强，实施静态与动态管理相结合的措施，管理要科学，用人要合理，对有经验的老焊工要多加重视，积极选用，使其参与返修，发挥效能；对年轻焊工也要给予重任，大胆启用，使其在焊口返修工作中有所参与，从而提高技术水平。

6.2.3积极为焊口返修工作创造有利的条件，施工时质量责任人、辅助人员及设备到位必须及时，确保焊口返修工作顺利开展。

7、结束语：

通过段塞流捕集器项目对以上返修技术的实施，返修后的焊缝射线探伤和管口外观检查合格，各项性能指标都能满足相关要求，一次性合格率达到100%，这充分证明该工艺具有较高的可行性。

参考文献：

[1]《承压设备无损检测》JB/T4730-2005；

[2]《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014-2011；

[3] 张玉芝、陶勇寅、李建军、孟庆丽：X65管线钢返修焊接工艺 [A]；石油工程焊接技术交流研讨会论文集[C]；2005年

第2篇

关键词：高频焊 管接头 工艺

中图分类号：TG4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0090-05

1 测试方案

1.1 取样

本次分析主要以管接头GJT-B09为主，随机抽样来料管接头20件，市场外退泄漏管接头5件，按表1进行分组。

1.2 制样

根据经验，目前高频焊接功率在1000～1600 W之间进行取值，本试验高频焊接功率取值1050 W、1350 W、1400 W、1550 W，在此功率下焊接温度控制在750℃～1100 ℃之间；焊接时间根据频率进行调定；冷却方式有水冷（在水中冷却）、空冷（在空气中冷却）两种。

具体实验方式如表2所示。

按照表2进行焊接，根据焊接效果选取制样，成品如图1所示，将样品进行区分，作相应的保护，待金相分析。

1.3 测试方法

管接头高频焊焊接受力主要集中在横截面、纵截面（以下称横面、纵面），将焊接好的管接头用线割解剖研磨如图1所示，分别在横面、纵面上任意取3个点，用400×显微镜进行金相分析。

2 实验结果

根据高频焊焊接管接头状况，挑选2#、4#、6#、9#、11#、13#、14#样品按照图示位置切开，并研磨横面、纵面，如图2～10所示。

3 实验分析

为得出最终的结论，将试验所得的金相照片进行比对、分析，在管接头未经过任何加工的时候，其金相分布较为均匀，而且比例分布比较合理，见图11。

与加工（焊接）过后的管接头金相进行对比，当焊机功率增大的时候（焊接温度提高、焊接时间减短），即：焊接过程中，焊接问题突然提高，部分金属原子来不及扩散，使得原子与原子之间进行激烈碰撞，熔合为一体，导致管接头内部金相逐渐变得扁平化、细长化，各相均连接在一起；在1350 W的时候，金相可以看出，α相的数量明显多于β相；到了1400 W时，各项均在增大，β相的增大幅度大于α相增大的幅度，比例趋于平衡；到1550 W之后，β相基本连成一片，且占的面积较大；如图12所示。

3.1 水冷与空冷的比对

由图13可见，直接水冷会导致大面积的β相出现，而且极不规则，主要是由于当材料处于高温状态的时候，内部的金属原子在移动，突然的冷却，导致活动原子活动骤然停止，所以呈现出不规则的状态，处于该状态下的接头内部应力较大，容易产生开裂、泄露等不良；而先空冷10 s再水冷，与放置空气中冷却至常温的金相基本一致。

3.2 手工焊接与高频焊接的对比

由图14可见，手工焊接是传统的焊接方法，而我司目前使用的是1350 W高频焊接，由金相图可见，手工焊接的金相较繁杂，主要是手工焊接的时候，接头各个部位的受热不一致，导致有些地方金相发生变化，某些地方保持原来的状态；而高频焊接出来的产品的金相基本一致，受热较均匀，一致性较好。

4 实验结论

（1）当温度骤然温度骤然升高的时候，内部金相均变大，温度越高β相的增大幅度大于α相增大的幅度。

（2）焊接完后直接水冷会导致内部的金相极不规则，且内部应力较大，易产生开裂、泄露等的不良显现，后面一种情况内部金相相对较规则。日本东芝专家对日本东芝泄露的管接头进行分析，也得出相应的结论。

由此可见，在控制好高频焊焊接工艺的前提下，推广高频焊焊接工艺不单可以提高生产效率，而且可以保证焊接一致性，提高产品质量。

5 整改措施

综合考虑产品的质量、一致性及效率方面的问题，目前仍需要使用高频焊接，但必须将高频焊接方法变成可控的焊接方法，在一些关键的参数上必须作出规定，及部分检测手段也应该相应的提高，具体方案如下：

（1）全面分析现有高频焊焊机的特性，规范设置合理的焊接电流、焊接时间。

（2）完善高频焊焊接工艺作业指导书，强调焊接要点和冷却时间规范。

（3）编制管接头高频焊焊接工艺稽查表，不定期对高频焊工艺纪律、焊接质量进行稽查。

（4）管接头来料检增加金相组织检测项目，指定管接头棒料供应商并连同来料日期标记在管接头成品上。

6 结语

通过对管接头高频焊接的研究，找出影响焊接的相关因素和具体的解决方案，从而提高高频焊接质量和效率。本文主要通过实际方案分析，从焊接频率、焊接时间和冷却条件之间的联系进行分析，将焊接工艺作业指导应用在实际生产中，在实际中发现问题，解决问题，选择最优的高频焊接工艺方法，为高频焊接创造更多的有利的发展条件，提高高频焊接工艺技术，这对于高频焊接工艺的发展具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 祖国胤，王宁.复合钎焊铝箔技术在汽车热交换器生产中的应用[J].汽车工艺与材料，2003（12）：37-38.

第3篇

【关键词】机械制造工艺；精密加工技术；工艺

随着科技的发展和时代的进步，机械制造工艺也在不断地提高，以往的机械制造工艺已经跟不上时代的步伐，满足不了对现在需求的生产水平。为了能够使企业稳步的发展，提高机械制造水平，引入先进的机械制造工艺和精密加工技术已是大势所趋。

1.现代机械制造工艺与精密加工技术的特点

1.1具有关联性

现在的机械制造工艺和精密加工技术涉及的技术范围比较广，不仅是体现在制作过程中，而且在产品的开发和调研也大量采用。在产品的设计和加工以及销售方面都涉及到制造工艺和精密技术，这些环节都是相互关联的，任何一个环节出现问题都会影响整个技术的应用效果。所以，想要通过提高技术达到更好的收益，必须掌握好机械制造工艺和精密加工技术在生产中的关联性。

1.2具有一定的系统性

随着科技的不断发展，机械制造业的生产技术也在不断的发展，随着现代先进技术引入，加快了机械制造业的发展。机械制造产业采用的现代科技包括计算机技术、数字信息、自动化系统、传感技术以及现代管理技术对生产过程中的设计、生产、销售等得到广泛应用。

1.3技术全球化发展

随着经济全球化发展，技术的竞争也越来越激烈，只有最先进最有效的技术才能占据现代市场的主导地位，所以发展先进技术刻不容缓。只有全面的提高先进的技术才能更好的让企业甚至过的得到更好地发展。所以，现代化机械制造工艺与精密技术对于全球化发展是非常重要的。

2.分析现代机械制造工艺

现代机械制造工艺所涉及的范围比较广。突出的制造工艺包括气体保护焊、电阻焊、埋弧焊、螺柱焊以及搅拌摩擦焊等五个方面，以下针对这五项技术在机械制造工艺中的应用进行分析。

2.1气体保护焊工艺

气体保护焊主要是以电弧为热源的一种新型焊接工艺，主要特点是通过气体保护被焊接的物体。在焊接过程中，其工作原理是在电弧周围产生气体保护层，将空气与电弧和熔池相隔离，有效地预防焊接在空气中受到影响，并确保电弧稳定且充分的燃烧。通常使用二氧化碳作为保护气体，由于二氧化碳气体能够有效地起到隔离作用，并且价格相对较低，所以在机械制造业中被广泛采纳。

2.2电阻焊工艺

电阻焊工艺指的是将被焊接物体紧压并进行通电，通过电流使被焊接物体的接触表面产生电阻热效应，从而进行加入融化，在通过压力将被焊接物体链接为一体，达到焊接的效果。采用电阻焊接工艺能够确保焊接质量，机械化程度高、加热时间短以及生产效率高和无污染等特点。所以被广泛应用在现代的机械制造领域。但是也存在一定的缺陷，比如设备成本较高，维修难度比较大，缺乏有效地检测技术。

2.3埋弧焊工艺

埋弧焊工艺就是在焊剂层下燃烧电弧而进行的焊接工艺。埋弧焊焊接工艺通常可以分为两种焊接方式，自动焊接和半自动焊接。自动埋弧焊的操作比较简单，可以直接进行焊接，通过小车来完成送进焊丝和移动电弧等操作。半自动埋弧焊需要进行手动送进焊丝，且在移动电弧时同样需要人工进行完成，因为半自动埋弧焊比较麻烦，而且需要人力比较大，在现代机械制造中已经很少被采用。就焊接钢筋而言，电渣压力焊已经完全取代了传统的手工焊接模式，具备更高的生产效率，能够更好的保证焊接质量。在选用这种焊接进行工作时，也要注意焊剂的选择，注重选择焊剂的碱度，因为焊剂的碱度是衡量焊接水平的一个重要标准。

2.4螺柱焊工艺

螺柱焊就是将螺柱的一端与管件表明相接，引通电弧以至于表面融化，在对螺柱进行压紧融合，而达到焊接的目的。螺柱焊接工艺一般也可以分为两种方式，包括储能式焊接和拉弧式焊接。采用储能式焊接时其熔身比较小，所以大多数应用在接触面大而材料薄的焊接，例如薄板的焊接，但是拉弧式焊接恰恰相反，用于焊接熔身比较大的地方，一般应用在重工业之中。但两种方式都能够单面焊接，具有不需要钻孔和铆接等特点。采用螺柱焊工艺不会产生漏气和漏水等现象，也被广泛应用在现代机械制造工艺中。

2.5搅拌摩擦焊工艺

搅拌摩擦焊接工艺起始于上世纪九十年代，由英国人研究出来的焊接工艺，并且被广泛应用在铁路、车辆、飞机以及船舶等制造行业里，并且应用领域不断扩大。采用搅拌摩擦焊工艺只通过消耗搅拌头就可以来完成焊接，不需要消耗焊以上几种工艺中的消耗品，而且在焊接铝合金时，可以很好的控制器焊缝的温度，使温度快速降低，并且非常节约材料，一个搅拌头可以焊接八百米的焊缝。

3.精密加工技术

精密加工技术种类繁多，主要包含精密切削技术、磨具成型技术、超精密研磨技术、微细加工技术和纳米技术。目前精密切削技术应用较广泛，精密切削技术是直接采用切削的方式获得高精度的方法，但是要想采用切削的方式获得高精度的加工水平，必须保证机床、工具等不受到外界因素的影响。例如采用机床进行加工时，必须保证机床具高刚度、热变形小、抗震性良好等特点，才能确保加工的精密度。

4.总结

机械制造行业要想不断的发展，必须跟随现代科技的发展步伐，积极引进现代机械制造工艺，保证技术与时俱进，同时引进高精度的加工技术，保证机械制造的生产质量，提高生产水平，使企业得到更有利的发展。根据文章的分析，我们必须认识到现代机械制造工艺和精度加工在制造业中占据的地位，并不断创新，为现代机械制造行业的发展提供有力的保障。 [科]

【参考文献】

[1]王美，宋广彬，张学军.对现代机械制造企业工艺技术工作的研究[J].新技术新工艺，2011.

[2]贾文佐，李晓军.精密和超精密加工的应用和发展趋势[J].科技与企业，2012（3）.

第4篇

关键词：波峰焊; 印制线路板; 助焊剂; 焊料; 工艺参数

Study on Process of Wave Soldering

XIANFei

（Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China）

Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.

Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters

波峰焊是将熔化的焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的线路板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与线路板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊用于线路板装联已有20多年的历史，现在已成为一种非常成熟的电子装联工艺技术，目前主要用于通孔插装组件和采用混合组装方式的表面组件的焊接。

1波峰焊工艺技术介绍

波峰焊有单波峰焊和双波峰焊之分。单波峰焊用于SMT时，由于焊料的“遮蔽效应”容易出现较严重的质量问题，如漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷。而双波峰则较好地克服了这个问题，大大减少漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷，因此目前在表面组装中广泛采用双波峰焊工艺和设备。

双波峰焊的结构组成见图1。

波峰锡过程：治具安装喷涂助焊剂系统预热一次波峰二次波峰冷却。下面分别介绍各步内容及作用。

1.1 治具安装

治具安装是指给待焊接的线路板安装夹持的治具，可以限制基板受热形变的程度，防止冒锡现象的发生，从而确保浸锡效果的稳定。

1.2 助焊剂系统

助焊剂系统是保证焊接质量的第一个环节，其主要作用是均匀地涂覆助焊剂，除去线路板和元器件焊接表面的氧化层和防止焊接过程中再氧化。助焊剂的涂覆一定要均匀，尽量不产生堆积，否则将导致焊接短路或开路。

助焊剂系统有多种，包括喷雾式、喷流式和发泡式。目前一般使用喷雾式助焊系统，采用免清洗助焊剂，这是因为免清洗助焊剂中固体含量极少，不挥发物含量只有1/5~1/20。所以必须采用喷雾式助焊系统涂覆助焊剂，同时在焊接系统中加防氧化系统，保证在线路板上得到一层均匀细密很薄的助焊剂涂层，这样才不会因第一个波的擦洗作用和助焊剂的挥发，造成助焊剂量不足，而导致焊料桥接和拉尖。

喷雾式有两种方式：一是采用超声波击打助焊剂，使其颗粒变小，再喷涂到线路板上。二是采用微细喷嘴在一定空气压力下喷雾助焊剂。这种喷涂均匀、粒度小，易于控制，喷雾高度/宽度可自动调节，是今后发展的主流。

1.3预热系统

1.3.1预热系统的作用

1）助焊剂中的溶剂成份在通过预热器时，将会受热挥发。从而避免溶剂成份在经过液面时高温气化造成炸裂的现象发生，最终防止产生锡粒的品质隐患。

2）待浸锡产品搭载的部品在通过预热器时的缓慢升温，可避免过波峰时因骤热产生的物理作用造成部品损伤的情形发生。

3）预热后的部品或端子在经过波峰时不会因自身温度较低的因素大幅度降低焊点的焊接温度，从而确保焊接在规定的时间内达到温度要求。

1.3.2预热方法

波峰焊机中常见的预热方法有三种：空气对流加热、红外加热器加热以及热空气和辐射相结合的方法加热。

1.3.3预热温度

一般预热温度为130~150℃,预热时间为1~3min。预热温度控制得好，可防止虚焊、拉尖和桥接，减小焊料波峰对基板的热冲击，有效地解决焊接过程中线路板翘曲、分层、变形问题。

1.4焊接系统

焊接系统一般采用双波峰。在波峰焊接时，线路板先接触第一个波峰，然后接触第二个波峰。第一个波峰是由窄喷嘴喷流出的“湍流”波峰，流速快，对组件有较高的垂直压力，使焊料对尺寸小、贴装密度高的表面组装元器件的焊端有较好的渗透性；通过湍流的熔融焊料在所有方向擦洗组件表面，从而提高了焊料的润湿性，并克服了由于元器件的复杂形状和取向带来的问题；同时也克服了焊料的“遮蔽效应”湍流波向上的喷射力足以使焊剂气体排出。因此，即使线路板上不设置排气孔也不存在焊剂气体的影响，从而大大减少了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。经过第一个波峰的产品,因浸锡时间短以及部品自身的散热等因素，浸锡后存在着很多的短路、锡多、焊点光洁度不正常以及焊接强度不足等不良内容。因此,紧接着必须进行浸锡不良的修正,这个动作由喷流面较平较宽阔、波峰较稳定的二级喷流进行。这是一个“平滑”的波峰，流动速度慢，有利于形成充实的焊缝，同时也可有效地去除焊端上过量的焊料，并使所有焊接面上焊料润湿良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和桥接，获得充实无缺陷的焊缝，最终确保了组件焊接的可靠性。双波峰基本原理如图3。

1.5冷却

浸锡后适当的冷却有助于增强焊点接合强度,同时,冷却后的产品更利于炉后操作人员的作业。因此,浸锡后产品需进行冷却处理。

2使用屏蔽模具波峰焊接工艺技术

由于传统波峰焊接技术无法应对焊接面细间距、高密度贴片元件的焊接，因此一种新方法应运而生：使用屏蔽模具（如图4）遮蔽贴片元件来实现对线路板焊接面插装引线的波峰焊接。

2.1使用屏蔽模具波峰焊接技术的优点

1）实现双面混装PCB波峰焊生产，能大幅提高双面混装PCB生产效率，避免手工焊接存在的质量一致性差的问题。

2）减少粘贴阻焊胶的准备时间，提高生产效率，降低生产成本。

3）产量相当于传统波峰焊。

2.2屏蔽模具材料

1）制作模具必须防静电，常见材料为：铝合金，合成石（国产/进口），纤维板。使用合成石时为避免波峰焊传感器不感应，建议不要使用黑色合成石。

2）制作模具基材厚度。根据机盘反面元件的厚度，选取5～8mm厚度的基材制作模具。

2.3模具工艺尺寸要求

1）模具的外形尺寸：模具的长与宽分别等于PCB的长与宽加上60mm的载具边的宽度且模具宽度必须350mm，具体工艺尺寸如图5。当PCB宽度小于140mm时，可以考虑在一模具同时放置两块PCB焊接。

2）工艺边离边缘8mm，另外两边贴近边缘地方加装10mm宽、10mm高的电木条，以增加模具的强度，减少模具变形。

3）每个加强档条上必须使用螺丝固定，螺丝与螺丝的间隔必需在150mm以下。

4）在模具制作完成后，需在四周且间距100mm以内安装压扣 （固定PCB于模具上），且须注意以下几点：（1）旋转一周不碰触到零件；（2）不影响DIP插件；（3）能将PCB稳固于模具。

5）模具的四个角要开一个R5的倒角。

6）模具上的PCBA在过锡炉时，有些零件受锡波的冲击会产生浮高，因此对一些容易浮高的零件采用压件的方法来解决。目前主要采用的方式：（1）金属铁块压件；（2）模具上安装压扣压件；（3）制作防浮高压件治具。

3提高波峰焊接质量的方法和措施

分别从焊接前的质量控制、生产工艺材料及工艺参数这三个方面探讨了提高波峰焊质量的有 效方法。

3.1 焊接前对线路板质量及元件的控制

3.1.1焊盘设计

1）在设计插件元件焊盘时，焊盘大小尺寸设计应合适。焊盘太大，焊料铺展面积较大，形成的焊点不饱满，而较小的焊盘铜箔表面张力太小，形成的焊点为不浸润焊点。孔径与元件引线的配合间隙太大，容易虚焊，当孔径比引线宽0.05~0.2mm,焊盘直径为孔径的2~2.5倍时，是焊接比较理想的条件。

2）在设计贴片元件焊盘时，应考虑以下几点：

（1）为了尽量去除“阴影效应”，SMD的焊端或引脚应正对着锡流的方向，以利于与锡流的接触，减少虚焊和漏焊。波峰焊时推荐采用的元件布置方向图如图6所示。

（2）波峰焊接不适合于细间距QFP、PLCC、BGA和小间距SOP器件焊接，也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件。

（3）较小的元件不应排在较大元件后，以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触,造成漏焊。

（4）当采用波峰焊接SOIC等多脚元件时，应于锡流方向最后两个（每边各1）焊脚处设置窃锡焊盘，防止连焊。

（5）类型相似的元件应该以相同的方向排列在板上，使得元件的安装、检查和焊接更容易。例如使所有径向电容的负极朝向板件的右面，使所有双列直插封装（DIP）的缺口标记面向同一方向等等，这样可以加快插装的速度并更易于发现错误。如图7所示，由于A板采用了这种方法，所以能很容易地找到反向电容器，而B板查找则需要用较多时间。实际上一个公司可以对其制造的所有线路板元件方向进行标准化处理，某些板子的布局可能不一定允许这样做，但这应该是一个努力的方向。

3.1.2PCB平整度控制

波峰焊接对线路板的平整度要求很高，一般要求翘曲度要小于0.5mm，如果大于0.5mm要做平整处理。尤其是某些线路板厚度只有1.5mm左右，其翘曲度要求就更高，否则无法保证焊接质量。

3.1.3妥善保存线路板及元件，尽量缩短储存周期

在焊接中，无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点，因此线路板及元件应保存在干燥、清洁的环境中，并且尽量缩短储存周期。对于放置时间较长的线路板，其表面一般要做清洁处理，这样可提高可焊性，减少虚焊和桥接，对表面有一定程度氧化的元件引脚，应先除去其表面氧化层。

3.2生产工艺材料的质量控制

在波峰焊接中，使用的生产工艺材料有：助焊剂和焊料，分别讨论如下：

3.2.1助焊剂质量控制

助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重，其作用是：

1）除去焊接表面的氧化物；

2）防止焊接时焊料和焊接表面再氧化；

3）降低焊料的表面张力；

4）有助于热量传递到焊接区。目前，波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。

选择助焊剂时有以下要求：

1）熔点比焊料低；

2）浸润扩散速度比熔化焊料快；

3）粘度和比重比焊料小；

4）在常温下贮存稳定。

3.2.2焊料的质量控制

锡铅焊料在高温下（250℃）不断氧化，使锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降，偏离共晶点，导致流动性差，出现连焊、虚焊、焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题：

1） 添加氧化还原剂，使已氧化的SnO还原为Sn，减小锡渣的产生；

2） 不断除去浮渣；

3） 每次焊接前添加一定量的锡；

4） 采用含抗氧化磷的焊料；

5） 采用氮气保护，让氮气把焊料与空气隔绝开来，取代普通气体，这样就避免了浮渣的产生。这种方法要求对设备改型，并提供氮气。

目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料，可将浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工艺控制最佳。

3.3焊接过程中的工艺参数控制

焊接工艺参数对焊接表面质量的影响比较复杂，并涉及到较多的技术范围。

3.3.1预热温度的控制

预热的作用：

1）使助焊剂中的溶剂充分发挥，以免线路板通过焊锡时，影响线路板的润湿和焊点的形成；

2）使线路板在焊接前达到一定温度，以免受到热冲击产生翘曲变形。一般预热温度控制在180~210℃，预热时间1~3分钟。

3.3.2焊接轨道倾角

轨道倾角对焊接效果的影响较为明显，特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。当倾角太小时，较易出现桥接，特别是焊接中，SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接；而倾角过大，虽然有利于桥接的消除，但焊点吃锡量太小，容易产生虚焊。轨道倾角应控制在5°~8°之间。

3.3.3波峰高度

波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化，应在焊接过程中进行适当的修正，以保证在理想波峰高度进行焊接，以压锡深度为PCB厚度的1/2~1/3为准。

3.3.4焊接温度

焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数。焊接温度过低时，焊料的扩展率、润湿性能变差，使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿，从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷；焊接温度过高时，则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化，易产生虚焊。焊接温度应控制在250+5℃。

4常见焊接缺陷及排除方法

影响焊接质量的因素是很多的，表1列出的是一些常见缺陷及排除方法，以供参考。

波峰焊接是一项很精细的工作，影响焊接质量的因素也很多，还需要我们更深一步地研究，以期提高波峰焊的焊接质量。

参考文献

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第5篇

关键词：焊丝钢；埋弧焊丝；气体保护焊丝；海工钢焊丝；大热输入焊丝

中图分类号：TG422

0 沙钢焊丝钢生产概况

装备方面，采用“100吨电炉/180吨转炉炼钢LF精炼真空处理小方坯连铸高线控轧斯泰尔摩缓冷”流程工艺路线，具备年产300万吨的多品种、多规格焊丝钢盘条的生产能力。技术方面，形成了“双渣脱磷”，“预脱硫”等高纯净钢生产技术、基于盘条表面氧化皮控制的加热和轧制技术、降低焊丝产品焊接飞溅的冶炼和轧制技术、用于提高盘条拉拔性能的组织控制的控冷技术等。

借助上述装备和技术优势，使得普通级别焊丝钢的表面质量和拉拔性能等多项指标较以前有显著提高；2012年各类焊丝钢新品产销均创历史新高，如气体保护焊丝钢盘条销售35万吨，埋弧焊丝钢盘条销售5万吨。在新品研发方面，形成了“实验室研发-现场生产-用户试用反馈”三位一体的新品研发体系。通过客户交流和市场调研摸清用户需求，通过实验室分析设计和工艺制定中试方案，根据反馈结果制定现场冶炼轧制工艺，再通过现场跟踪和用户使用跟踪查清产品性能，并通过用户反馈优化成分设计和生产工艺。截至目前，通过不懈努力，沙钢在焊丝钢产品开发方面取得了一系列重大成果。近年来成功研发管线钢配套埋弧焊丝、高强钢配套气体保护焊丝、船舶海工钢配套焊丝及大热输入专用焊丝等系列产品。为进一步满足用户和市场需求，主要瞄准不锈钢和高温合金等领域用特钢的高合金焊丝钢冶炼生产平台正在建设中，预计10月份可投入生产。

1 沙钢焊丝钢研发流程

图1为基于“实验室研究-现场生产-用户试用反馈”的焊丝钢研发流程，主要包括三个阶段：实验室研究、现场生产、用户使用反馈；三个阶段相互反馈，共同影响焊丝钢产品的研发效率和生产质量。对于普通级别焊丝钢，可采用“100吨电炉LFVD保护浇铸方坯”或“180吨转炉LFRH保护浇铸方坯”冶炼技术；但是针对纯净钢，在上述路线基础上，通过应用双渣除磷技术、合金包芯线除硫技术等可确保钢水P≤0.06‰，O， S和N≤0.03‰ [1]。

盘条表面质量控制方面：通过优化加热制度，减小Fe2SiO4层厚度的作用，有效减小氧化皮嵌入量；优化轧制工艺后提高吐丝温度，改善冷却水质量，增大除鳞水压，有效解决盘条表面红锈问题[2]。

提高拉拔性能方面：通过研究材料的CCT行为，采用Stelmor控冷设备缓冷轧后盘条，使盘条拉拔之前无需回火也不会造成拉拔断丝问题。

降低气体保护焊丝焊接飞溅方面：通过优化精炼渣成分，提高夹杂物吸附能力，延长软搅拌时间，促进大型夹杂物上浮，加强连铸氩气保护，防止增氮和二次氧化等措施，有效控制了Ca，S等杂质元素造成的焊接飞溅问题。

因此，通过这套“三位一体”的焊丝钢研发体系，不仅缩短研发生产流程，拓展焊丝钢品种，而且能有效地控制焊丝钢生产的各项质量指标。

2 沙钢高端焊丝钢新品研发

2.1 管线钢配套埋弧焊丝

2.1.1 X80/90/100配套埋弧焊丝

近年来，天然气、石油工业飞速发展，采用大直径、高压力提升单管输送能力是管道大型化发展的趋势。这就要求输送管线具有很高的强度和良好的低温韧性。于去年开工建设的我国“西气东输”工程中的“三线”用钢选用X80，淘汰了 “二线”中采用部分X70[3]；而在规划中的“四线”和“五线”工程中将采用新一代管线钢X90/100 [4-6]，这就需要配套的埋弧焊丝。

采用Mn-Ni-Mo-Cr合金设计，并通过合金元素控制焊缝淬性、相变温度、晶粒度、晶粒形态等进而控制显微组织；通过合金元素强化焊缝金属基体组织，以达到高强度和低温冲击韧性的搭配。

图2为采用新研制焊丝、采用四丝双面埋弧焊接后得到的焊管的典型焊缝微观组织。

从图2中可见，焊缝组织主要由针状铁素体、沿奥氏体晶界结晶的板条状贝氏体以及少量粒状贝氏体组成，其中的针状铁素体晶态大小不等，彼此咬合、互相交错分布，板条贝氏体的排列较为规则，但被不规则的针状铁素体和粒状贝氏体挤压分割，使其板条束较为细小，这也是焊缝具有较高强度，同时具有较好韧性的原因[7， 8]。

对X80/90/100配套埋弧焊丝的焊缝金属进行拉伸和冲击测试，力学性能结果如表1所示。由表1可知，X80/90/100配套焊丝经焊管试验的焊缝强度能够满足美国石油学会标准API—5L分别对各级别管线钢强度的要求，三种级别焊丝的焊缝金属-20 ℃冲击吸收能量分别在180 J， 150 J和120 J以上，满足API—5L对X80/90/100管线钢的低温韧度要求。

2.1.2 弯管管线钢配套焊丝

管道建设中需要直管（直缝管和螺旋管）和弯管相配合以完成连接部分，弯管是在直管的基础上经在线中频加热、热弯曲变形、淬火、高温回火等工序完成[9]。由于没有专门配套焊丝，弯管厂商普遍采用直管用焊丝，但常出现焊接金属低温冲击不合格，影响产品性能。

经研究发现，直缝管经加热、热弯曲变形后，焊缝组织易出现粒状贝氏体，而随后的淬火、回火未能有效地降低这种脆性组织的含量。弯管管线钢配套焊丝利用Mn， Ni和Mo等脆性矢量较小的元素，降低奥氏体γ铁素体α相变温度，使先共析铁素体、侧板条铁素体、珠光体和贝氏体转变温度区分离，在较宽的温度范围内获得针状铁素体，同时控制贝氏体的转变温度范围，因此可以有效控制弯管制作过程中的脆性组织含量，从而提高韧性。

图3示出了采用新开发焊丝制成的埋弧直缝管、以及热煨弯管的典型焊缝组织。弯管中保留了大部分韧性较好的铁素体，只有少量的脆性贝氏体组织。

原焊丝与弯管配套焊丝焊管试验的焊缝低温冲击韧性结果如表2所示。相比原焊丝，配套焊丝提高了直缝管的低温冲击韧性，并且使弯管焊缝-20 ℃冲击吸收能量由原焊丝的最低31 J提高到最低131 J，也说明采用新焊丝能有效控制脆性组织的转变，同时配套焊丝的-40 ℃焊缝冲击吸收能量也远优于标准要求。

2.1.3 低温管线钢配套焊丝

在中国境内建设的油气输送管道对钢管的冲击性能是满足-10 ℃或-20 ℃冲击吸收能量要求的；但在俄罗斯或北极圈附近建造的管道则会有-40 ℃冲击吸收能量要求，以确保钢管在严寒冻土地带的安全性能[10]。X80级别的管线钢K65（俄罗斯牌号）在俄罗斯的需求量大[11]，目前每年约出口5万吨K65管线钢，但以往由于没有配套焊丝，而只能采用原国内X80焊管所用焊丝，生产的焊管其焊缝金属的夏比冲击性能不能满足要求。

在系统调查焊缝化学成分、母材钢板化学成分和焊接工艺对焊缝组织和低温冲击韧性影响规律基础上，对原有焊丝成分进行了重新设计；通过优化Ni， Mo， Ti， B元素比例，以及C， Mn， Si和O含量比例控制，实现了焊缝金属低温冲击韧性提高。用户制管试验结果见表3，采用配套焊丝焊制的K65管线钢的焊缝-40 ℃冲击吸收能量单值最低180 J，均值196 J，远超标准要求，且韧脆转变温度低于-60 ℃，能够确保管道的安全。

2.2 高强高韧气体保护焊丝钢

2.2.1 船舶和海工钢配套气体保护焊丝

随着船舶和海工行业的迅猛发展，含有Ni， Cr和Mo等合金元素的高强低温钢得到了广泛应用；该类钢需要同时满足高强度、高韧性、抗层状撕裂及耐腐蚀性能。该类钢通常采用进口药芯气体保护焊丝进行焊接加工，不但价格昂贵，而且供货周期长，制约了行业的发展。因此，开发适用于海工钢焊接的实心气体保护焊丝，取代长期依赖的药芯焊丝，是国内海工钢配套焊接材料的发展趋势[12，13]。

在原有低级别海工钢配套焊丝钢盘条ER55/62-G基础上，系统研究了Ni， Cr和Mo等合金元素对焊缝金属的强度和低温冲击韧性的影响，研发了配套国内高强度海工钢EQ56/70的气体保护焊丝钢盘条ER69/76-G，该产品兼顾焊丝的制作加工性能（拉拔性能、酸洗时氧化皮脱落容易程度、盘条表面质量）以及焊接工艺性能（飞溅大小、焊缝成形质量、焊缝的耐腐蚀性能）。

采用新焊丝ER69/76-G进行海工钢板焊接试验，焊缝组织对比原焊丝如图4所示。

由图4可知，新焊丝的焊缝组织中晶界铁素体尺寸和数量相比明显减少，并未出现如ER55/62-G中的侧板条铁素体和魏氏体组织，也说明了调整后的合金元素对焊缝组织的细化作用[14]。

新焊丝的焊缝力学性能如表4所示，采用ER69/76-G焊制的焊缝强度能满足海工钢EQ56/70的标准要求，-20 ℃的低温冲击吸收能量大于80 J，反应了良好的低温韧性。

2.2.2 Cr-Mo系耐热钢配套焊丝

低合金Cr-Mo系耐热钢广泛应用于炼油化工、煤化工、化肥等石油化工行业设备的制造，常见的Cr-Mo系低合金耐热钢品种有1.25Cr0.5Mo， 2.25Cr1Mo和2.25Cr1MoV，国内已有一些企业具有该类钢板生产能力，但与之配套的焊丝却长期依赖于日本神钢、德国伯乐蒂森、法国SAF等少数国外品牌[15]。

近年来，国内已有厂家尝试开发了一些Cr-Mo系耐热钢配套焊丝；但产品普遍存在以下问题：其一是焊丝成分、力学性能不稳定；其二是焊丝钢盘条强度过高不易拉拔制丝。针对以上问题，沙钢进行了该类焊丝钢研制。由于此类设备服役温度高达500 ℃，为了保证焊缝的耐高温性能和抗回火脆性，配套焊丝严格控制成分，特别是P， Sb， Sn和As等杂质元素含量。同时，通过CCT行为研究确定盘条轧制及冷却过程的各个参数，包括吐丝温度、Stelmor缓冷速度和集卷温度等，使其具有较高的抗拉强度和断后伸长率，从而保证盘条在制丝过程中容易拉拔且不易断丝。

批量生产供货的盘条及加工成焊丝后，通过焊接得到的熔敷金属组织如图5所示。轧制盘条铁素体和贝氏体含量较多，少量珠光体，没有出现如原盘条中的马氏体，从而降低了强度。熔敷金属以密集的晶内针状铁素体为主，能保证较好的强韧度。

采用配套焊丝焊接Cr-Mo系耐热钢板，焊接接头经焊后热处理690 ℃×2 h后的焊缝性能如表5所示，在保证足够强度的基础上，焊缝的-25 ℃冲击吸收能量均值可达196 J，远超标准要求。

2.3 大热输入量焊接专用焊丝

为了提高结构建造效率，多丝埋弧焊、气电立焊和电渣焊等大热输入量焊接方法逐渐在建筑、造船和桥梁等大型钢结构领域得到应用。可抵抗大热输入焊接钢板的研发已得到了钢铁生产企业的重视[16-19]，但鲜有相关配套焊接工艺和材料（焊丝）的研发报道。沙钢在成功开发可抵抗大热输入量焊接的船板钢EH36/40-W150和建筑桥梁钢Q390/420DW[20，21]的基础上，还进行了配套焊接工艺和材料的研发。

2.3.1 电渣焊配套焊丝

电渣焊是一种垂直高效的焊接方法，其焊接热输入量可达300～800 kJ/cm，常用于建筑、桥梁结构的大长度立焊缝焊接以提高焊接效率[22，23]。与气体保护焊接方法相比较，电渣焊有以下特点：①熔池尺寸大；②熔池停留时间长；③焊缝稀释率大。这使得电渣焊接头冷却速度慢，焊缝和热影响区的组织容易粗化，进而使冲击韧性恶化。为克服上述缺点，电渣焊需专用焊丝以确保焊缝金属的冲击性能满足要求[24]。

通过分析电渣焊焊缝和热影响区冲击性能恶化的原因，调查组织与性能的关系，在系列试验和试生产的基础上，沙钢成功研发了电渣焊配套焊丝SG-S1（φ1.6 mm）。该焊丝严格控制微合金元素含量及适当的杂质元素含量，利用Mg，Ca等微合金元素生成细小、弥散、高熔点氧化物质点，Ti，B等微合金元素形成氮化物或硫化物，这些质点均对晶界具有钉扎作用，抑制焊缝晶界铁素体长大，同时又不影响晶内铁素体的形核能力，从而改善焊缝金属的强度和韧性；同时，焊缝金属在高温作用下向热影响区扩散Ti，B元素，由此生成的TiN，BN同样可以细化粗晶区晶粒，促进晶内铁素体的生成，从而改善强度和韧度[25]。

采用该焊丝进行电渣焊试验，板厚60 mm，热输入量为535 kJ/cm，焊接接头宏观金相及微观组织如图6所示，可见厚板通过电渣焊焊接一次成形质量较好，焊缝组织和热影响区晶粒尺寸控制较好，晶内分布密集的针状铁素体，能够保证良好的低温韧度。不同位置的低温冲击吸收能量结果如图7所示，虽然焊缝韧性相比热影响区略差，但均满足标准要求。

2.3.2 FCB埋弧焊用焊丝

单面焊双面成形工艺可一次获得双面成形焊缝，避免了因焊接背面焊缝所需的钢板翻身、清根与焊接工作，大大提高了焊接效率和自动化水平，埋弧焊焊剂铜衬垫（FCB）单面焊双面成形工艺在造船领域被广泛应用[26，27]。随着造船工业的技术发展，FCB法焊接已经在平面分段流水线作业中得到了广泛应用，但是仍存在焊接接头冲击韧性不稳定现象，尤其是在焊接热影响区的低温韧性恶化[28，29]。

采用夹杂物控制技术、并利用结晶钢生产平台技术、先进的控制轧制和控制冷却技术，开发出了高焊接性能的系列船板钢，实现了厚度规格在36 mm以下的钢板可单道次焊透，且焊接热影响区的-20 ℃冲击吸收能量稳定在200 J以上，焊缝金属的-20 ℃冲击吸收能量在100 J左右。

为进一步提高焊缝金属和焊接接头的整体力学性能，通过系统研究不同焊接输入量下化学元素Ti， B和Mg等元素对焊缝、热影响区组织的细化机制，开发了适用于船板钢FCB焊接的专用焊丝。

新焊丝充分考虑船厂常用焊剂中的元素向焊缝的过渡，严格控制Ni， Mo和Ti等合金元素含量，在原有埋弧焊丝基础上调整B， Si和Ca等含量，以增强焊缝及热影响区强韧匹配。

采用该焊丝对36 mm厚的DH36钢板进行的FCB三丝埋弧焊试验，不同位置的低温冲击试验结果见图8，各位置的低温冲击吸收能量相比标准要求均有较大的富余量。

3 结束语

作为国内领先的棒线材生产研发基地，沙钢具备焊丝钢生产的装备和技术优势，在装备方面有电炉和转炉流程生产工艺技术方案；在技术方面，形成了“双渣脱磷”和“预脱硫”等纯净钢生产技术、基于盘条表面氧化皮控制的加热和轧制技术、降低焊丝产品焊接飞溅的冶炼和轧制技术、用于提高盘条拉拔性能的组织控制的控冷技术等。

借助上述装备和技术优势，形成了“实验室研发—现场生产—用户试用反馈”三位一体的新品研发体系。在常规产品基础上，研发了X80/90/100管线用系列埋弧焊丝钢、550～960 MPa高强韧系列气体保护焊丝钢、Cr-Mo耐热焊丝钢及大热输入用焊丝钢等多个重点领域新品焊丝钢。并可根据用户需求，从焊接冶金、材料学以及冶炼轧制技术等多角度综合开展新品研制，从而为用户提供“钢材+焊材+焊接工艺”综合解决方案。

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第6篇

【Abstract】The chemical industry is closely connected with people's lives， whether from the angle of material life， or from the perspective of the spiritual life， all need chemical products for the service. In chemical production process， chemical mechanical equipment occupy an important position， including the work efficiency of related mechanical equipment， and the choice of material are play an important role for chemical industry eventually economic benefits. The choice of the material is one of the most key content of the chemical machinery design， its quality is directly related to the quality of chemical mechanical design work. Based on this， this article mainly discusses on how to choose good material in the process of chemical mechanical design work.

【P键词】化工机械；设计；材料

【Keywords】chemical machinery； design； material

【中图分类号】TH122 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0139-02

1 引言

随着社会生产力的发展，化学工业的生产进入到一个全面发展时期，新的技术与手段层出不穷，使得化学工业得到更大规模的生产和发展，为人们的生活和社会的发展增添了大量的物质财富，加快了社会发展进程。在化工机械设计过程中，选择优质且合适的材料至关重要。做好这一项工作，不仅有利于促进化工生产的发展，提高设备工作效率，而且也有利于提高整体的经济效应，促进发展。

2 在化工机械的设计过程中材料的选择探讨

在我国经济快速发展这一背景之下，资源的需求以及利用趋势日益上升，目前大多数用于机械设计的相关材料已经被大量开采，甚至于有些材料已经成为稀缺资源，因此，在化工机械设计过程中对于材料的选择方面更要慎重。在此讨论在化工解析设计过程中哪些材料是适合机械设备设计过程的，以此为后续的材料应用奠定基础。

2.1 对于载荷型材料的选择

在化工机械的设计过程中，一般来讲，对于材料的选择方面需要考虑材料的载荷性能，而从材料的载荷性能考虑的话，又可以分为两个方面。

一是在外载荷力的作用下，零部件出现扭转的情况时，应力大多集中在材料的表层，这就表明，材料的表面性能直接决定着零部件的控制效果。因此，在材料的选择方面，假若机械材料需要承受载荷力，就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工，通过以上方法来确保机械产品的质量[1]。

二是对于一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料，载荷力一般是作用在零件的横切面，可以使得横截面的应力均衡受力，这就需要在化工材料的选择方面选择一些性能分布均匀的材料，以此来保障在机械设计的加工、生产等环节对材料进行高效作业，促进化工工业的发展。

2.2 对于碳素钢与合金钢型材料的选择

在化工机械的设计过程中，碳素钢是一种比较常用的材料，究其原因，正是因为碳素钢这一材料在价格方面比较实惠、加工的工艺也比较便利，从而被广泛使用。尽管碳素钢这一材料存在多个方面的优势，但是也存在碳素的韧性和强度比较差这一缺点，这就使得中等以上的材料不能被完全形成，正是由于这一缺点的存在促使碳素钢这一材料不能被广泛使用在化工机械设计过程中。

随着科技的进步与发展，可以在碳素钢中加入合金，从而形成一种新的材料，即为合金钢[2]。这一材料在淬透性、韧性、强度等方面都得到了较大的提高，并且由于合金的加入也提高了这一材料的耐磨性。

因此，在化工机械的设计过程中，为了充分利用材料，当遇到零部件横截面积大、材料外在荷力大以及需要对材料进行淬透时就可以使用合金钢这一材料，而其他情况则使用碳素钢就可以得到解决。

3 在化工机械的设计过程中材料的应用探讨

在了解化工机械的设计过程中所需要使用的材料之后，如何将所选择好的材料应用于化工机械中呢？为此，论文就针对于此，提出以下几个方面的探讨和研究。

3.1 经济性与实用性相结合，合理应用机械材料

针对化工机械设计材料的运用，首先要遵循经济性与实用性相结合的原则，为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一，需要充分考虑到两个方面的内容。

一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准，机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类，如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等，不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的，比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征，因此，在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。

二是需要强调材料应用中的经济性，在化工机械设计^程中，在保障各项材料符合工艺要求的前提之下，科学合理地对材料加工成本进行有效的控制，从而为后续工作的顺利开展奠定基础[3]。

3.2 环保性与节能性相结合，减少机械材料的损耗

针对化工机械设计材料的运用，需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则，从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展，不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾，如果一味地追求经济效益，势必会给社会的发展带来不利的结果，因此，对于化工机械设计材料的选择，不仅要考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中，做到环保性与节能性的统一，有利于促进我国生态环境社会的发展和建设，也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说，在机械设计铸件的环节中，就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题，在环保观念下尽可能地合理使用材料，在最大程度上节约原材料和成本，减少不必要的能源消耗，从而做好化工机械设计工作。

4 结语

机械设备是化工生产正常且稳定运行的一个先决条件，而在机械设计过程中对材料的选择和应用是机械设备设计中关键性的一个环节，也已经成为一个深受社会大众关注的问题，由此可见，做好化工机械设计中材料的选择，并且在此基础上进行合理的运用至关重要。为此，论文就以此为主要的讨论方向，针对在化工机械设计过程中如何做好材料的选择工作，并且在此基础上进行合理地运用，促进化工机械设计工作得到顺利开展，从而提高化工机械设备的工作效率，进一步提高化工生产的质量。

【参考文献】

【1】赵忠国.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技风，2011（17）：58.

第7篇

【论文摘要】：预应力混凝土是近几十年来发展起来的一门新技术，它是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压力，这种压力通常称为预应力。提高了构件的抗裂度和刚度。但是在混凝土施工过程中施工工艺总是存在很多问题，使得施工质量有所影响。通过对混凝土结构工程施工工艺存在的问题的论述，提出对应工作中亟待完善的一些问题。

混凝土构筑物因出现功能性改变，如接建、增加荷载等，或者出现质量问题，如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等，都需要进行加固。其加固施工及加固方案的制定尤为重要，对于需要加固的构筑物，应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，只有这样，加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。

1、混凝土结构工程施工工艺存在的问题

1．1工作要求同建筑物的结构特点结合不紧密。

通常情况下，不同结构类型的建筑物，其中各混凝土构件的重要性也不相同。

就上部结构主体而言，砖混结构中，阳台挑梁的重要性要优于构造圈梁。框架结构中，柱的地位要优于梁。在剪力墙结构中，剪力墙及其暗梁、暗柱的地位要优于板。

就基础部分而言，条形基础底板、独立柱基础底板的重要性要优于地圈粱、联系梁等构件。在复杂情况下，如筏板基础、框架—剪力墙、筒体结构、异形板、预制构件等结构类型中，单纯划分哪一类构件处于重要地位，则失去其意义所在。

对于不同结构类型的建筑物，规范要求具体检验部位，由监理(建设)、施工等各方根据结构构件的重要性共同选定。但就目前监理、监督工作的实际情况看，尽管这种要求的初衷是将因地制宜的灵活性留给了参建各方，但实际执行过程中确实因此形成了一定的主观弹性空间。具体检验的部位的确定，最终取决于参建各方的责任感。

在其它技术规程、监理规范尚无明确要求，建筑市场秩序亟待规范的情况下，具体检验部位的确定，必须在明示构件重要性划分依据的基础上进行，制定并执行与目标建筑物结构特点紧密结合的实体检测方案。

1．2构件划分的形式单一

混凝土构件的形式是多种多样的，仅对其作梁、板、其它重要构件这三种形式划分，是远不能满足工程实际取用的需要的。这并非指构件种类确定在制定规范过程中存有难点，而是强调在规范执行过程中，这样的划分给检测、判定工作形成了较大的工作困难。

1．3施工工艺、工法中存在的问题

施工工艺是建筑行业技术水平的具体体现发展，混凝土施工的精细阶段终会到来。从实体检验的情况看，迫切需要注意以下几个方面工作：

1．3．1施工工艺重点亟待明确

根据规范提出的钢筋保护层厚度控制要求部位、特定工序这三个方面的控制。

特殊构件指悬挑构件。规范将控制重点放在了悬挑构件上要求抽取的构件中，有悬挑构件的需占50％以上。这需要施工中对挑梁、挑板的钢筋摆位要优于同点其它钢筋的摆位。

特殊部位指内力作用较大的部位，如梁的跨中、支座处。架设垫块、构件起拱时，应优先保障特殊部位的钢筋保护层厚度值。保护层厚度设置应“一刀切”。

特定工序指综合考虑浇筑、振捣等因素作用确定的核心工序。如板工序中的垫块布置密度，应结合钢筋级别、自径、刚度具体布置：如粱工序中的振捣，应考虑构件的配筋率、绑扎的材料强度，采用适宜的工具。突出了特定的工序，才能突出机具、设备的应用范围、特点，从而推动工艺进步。避免一根振捣棒，从梁用到板(疏密问题)；种鹊块，从板铺到柱(厚度问题)的粗放型施工模式。

1．3．2部分企业的施工技术标准的缺乏适用性论证

为达到规范提出的控制结果、评定要求，部分施工企业会采用一些缺乏论证的工艺技术作为企业技术标准。这些做法虽有立竿见影的效果，但对建筑物来说未必是好事。

譬如，部分施工企业采用PVC塑料卡进行构付的钢筋保护层厚度控制。虽然减少、避免了普通垫块在振捣过程中的易位，但由于PVC材料的线性膨胀系数和混凝土、钢材线性膨胀系数的不同，对于裂缝控制要求较严的构件来说，大量使用PVC塑料不仅会影响钢材、混凝土的协同工作原理，也会促使构件在使用环境外的其它环境里使用时较早形成裂缝，影响构件的耐久性。

又如部分施工：企业为防止振捣过程中现浇板的负筋下沉，采用焊接工艺代替原有的绑扎工艺。用钢筋将现浇板的负弯矩筋、板底受力筋焊连在一起，形成钢筋网架。这种通过加大刚度达到振捣要求的方法，在一定程度上改变了构件受荷后的工作情况。而设计预先采用的弹、塑性设计方法，此时就不能够达到设计原理的假设要求，构件的实际承载力出现了核算需要。

1．3．3现有的检测手段未得到各方的充分认知

对重要构件的实体检测，就实体强度而言，国内目前的枪删方法、设备、手段的种类比较丰富，方法多样。但就钢筋混凝土保护层厚度测定而言，目前还缺乏统一技术操作规程的分类、确定。各方执行规范的过程中，对该检测手段的认知也不充分。

常用检测设备通常分为声学原理、电磁学原理两大类。如钢筋雷达测定仪、磁性钢筋保护层测定仪等。基于自身设计原理的特点，其各自应用特点也不相同。向投影重叠的两根以上钢筋，声学原理设备不宜采用；如含磁性骨料的混凝土，不宜采用无消磁能力的电磁测定设备进行检测。

此外，对于建筑物中的特殊构件，如基础、壳体等，由于受土方挖填、水位、配筋、测试角度等因素影响，到达后期工序时，不能完全提供规范要求的检测条件。对此，应考虑其它方法对目标实体进行控制。确定应用设备的，还必须对检测时产生的破损、检测所达到的深度、不确定程度等因素进行充分考虑，提出科学、合理的检测方案。

实际工作中，应避免单纯强调某个问题的纠正结果，却忽视整个质量控制过程及质量发展的不确定程度。杜绝对某问题采取了预防、纠正措施后，却引发一个或多个缺陷甚至错误发生的情况。

2、混凝土结构工程施工的工作建议

就目前实体检测中钢筋保护层厚度控制工作的开展来看，主要的问题在于技术规程不配套、设施分离、工艺技法落后等几个方面，但问题还在于未能形成建设工程质量控制的一套综合质量管理体系，不能使质量控制工作进入自我改良的良性循环。所以在着手建立该综合体系的同时，应注意以下方面的加强：

2．1发挥地方技术规程的灵活性优势，积极制定地方相关技术规程，做好国家规范在技术层上的衔接转换工作。以条文上的客观、明确、详尽，逐步代替实际工作中的模糊、主观。

2．2明确设计文件中对钢筋保护层厚度的标示、控制要求。明确设计单位对设计产品相关、后续问题处理上的责任、义务。

2．3施工过程中加强对新重点部位、新重点项目的自检、自查。施工企业标准制定，应注重对新工艺、新技术推广、应用的适用性论证、总结。

2．4形成国家级钢筋保护层厚度测定技术规程，明确设备、操作、技术、评定、检定等方面的要求及法律地位。

2．5工程监督部门需继续发挥行业主导作用，创造企业发展所需的技术环境、法规环境。处理无成例问题时，应形成可以发挥主观能动性的必要环境，建立稳定可靠、自我改良的良性循环的监督工作体系。

参考文献

[1]GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S]．

第8篇

姓班学成

名：级：号：绩：

2011．4

常用建筑装饰铝合金材料种类及其特征性

——铝合金材料种类及其特征

学（

生：

学

号：）

常州工学院

摘要：铝是一种比较年轻的金属, 其整个发展历史也不过200年, 而

有工业生产规模仅仅是20世纪初才开始的。但是由于一系列优良特性，以及高的回收再生性，因此，在工程领域内, 铝一直被认为是“机会金属”或“希望金属”, 铝工业一直被认为是“朝阳工业”。发展速度非常快, 铝材已广泛用于交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力、文体卫生等行业, 成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料。在国防军工现代化、交通工具轻量化和国民经济高速持续发展中

占有极为重要的地位, 是许多国家和地区的重要支持产业之一。特别是当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环保、安全等问题的严峻挑战, 加速发展铝工业及铝合金材料加工技术更有着重大的

战略意义。

关键词：铝合金概念用途分类特性应用

一、铝合金概要

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

铝合金的用途也非常广泛。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、金、铝—锌—镁比纯铝具有性能：易加性高、用范装饰效

色丰富。铝合金分硬铝、超硬铝等种类，各种使用范围，并有各自的代号，以供使

铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合

—铜系超硬铝合金。铝合金

更好的物理力学

工、耐久

适围广、果好、花为防锈铝、类均有各自的用者选用。

而且铝合金仍然保持了质轻的特点，机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：一是作为受力构件；二是作为门、窗、管、盖、壳等材料；三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化

处理后可以进行着色的特点，制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，制成各种装饰板材、型材，作为装饰材料。

铝合金是应用最广的一种防锈铝，它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。

二、铝合金分类及应用

铝合金种类很多，用于建筑装饰的铝合金是变形铝合金中的锻铝合金（简称锻铝，代号LD）。锻铝合金

是铝镁硅合金（AI——Mg——St合

金），其中度，冲击韧可以高速挤壁、中空的各结构复杂的性能和耐蚀性十分光洁，并且

AI—Mg—St系合金中应用最为广泛的合金品种。

铝合金按照成分可以分为以下几种：一般铝合金、锻铝合金、铍铝合金、银铝合金、硬铝合金、镍铝合金、稀土铝合金、银锰铝合

的LD31具有中等强性高，热塑性极好，压成结构复杂、薄种型材或锻造成锻件。LD31的焊接优良，加工后表面容易着色，是

金、金钯铬铝合金、金钯钼铝合金、金钯铁铝合金等。例：典型牌号有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。其中LD2-2具有良好的塑性，冷、热态都易成形。广泛用于制造中等强度常温下工作的锻件、挤压型材和管材。LD10又称高强度硬铝，与LY12合金的强度相当，锻造性能较LY12好，有良好的塑性，有较好的耐热性和可焊性，但材料的纵向和横向性能差距较大。可加工成管、棒、型、线及锻主要用作高负荷的件。LD30和LD31中等强度，有良好的和优良的可焊性、抗性，无应力腐蚀裂倾

件，结构具有塑性蚀向，

可阳极氧化。适合作建筑装饰型材及各种需要良好耐蚀性要求的结构件、工业材。

铝合金按照工艺可以分为：防锈铝合金、低温铝合金、超硬铝合金、变形铝合金、耐热铝合金、特殊铝合金、铸造铝合金。例：防锈铝是热处理不可强化合金，只能通过冷加工来强化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等强度良好的塑性和抗蚀性。超硬铝典型牌号有LC4，亦称超高强度硬铝，挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa 。主要用于航空工业，飞机结构中主要受力元件。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。

铝合金的广泛应用：铝合金门窗、铝合金百页窗帘、铝合金装饰板、铝箔、镁铝饰板、镁铝曲板、铝合金吊顶材料、铝合金栏杆、扶手、屏幕、格栅等。

例如：铝箔是指用纯铝或裢合金加工成的薄片制品。铝箔有很好的防潮性能和绝热性能，所以铝箔以全新的多功能保温隔热材料和防潮材料广泛用于建筑业；如卷材铝箔可用作保温隔热窗帘，板材铝箔（如铝箔波形板、铝箔泡沫塑料板等）常用在室内，通过选择适当色调图案，可同时起很好装饰作用。

三、铝合金特征性

从总体来说：铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3),具有良好的强度和塑性，铝的导电性能和导热性能都很好，化学性质也很活泼，暴露于空气中，表面易于生成一层氧化铝薄膜，保护下面金属不再受到腐蚀，所以铝在大气中耐蚀性较强，但因薄膜极薄，因而其耐蚀性有一定限度。纯铝具有很好的塑性，可制成管、棒、板等。

但铝的强度和硬度较低。铝的抛光表面对白光的反射率达80％以上，对紫外线、红外线也有较强的反射能力。铝还可以进行表面着色，从而获得具有良好的装饰效果。铝合金具有较好的强度，超硬铝合金的

强度可达600Mpa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa，它的比钢度远高于钢，因此在机械制造中得到广泛的运用。

铝的导电性仅次于银和铜，居第三位，用于制造各种导线。铝具有良好的导热性，可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性，适合于各种压力加工。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来

提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。

可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

然而总体特性有以下一些：

1:质轻：铝的比重为钢铁的三分之一,在运输工具及自动化设备上扮演极其重要的角色。

2:强度:利用各种合金这添加和轧延,锻压及不同等级这热处理制程,可生成之强度达HB25°-HB167°之各种铝合金产品。3:耐蚀性:铝在自然环境中,表面会自然形成薄层之氧化膜,可阻绝空气中氧避免进一步氧化,具有优良之耐腐蚀性.铝表面如再经各种不同层次之处理,其耐腐蚀性更佳,可适用于较为恶劣之环境。

4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成较为

软质之铝合金,适用于各种成型加工及折弯,冲压,深冲等加工.。

5:导电性:铝的导电性为铜之60%,但重量仅为铜的三分之一,相同重量之铝其导电度为铜之二倍,故以导电度计算,铝的成本远低于铜。

6:导热性:铝的热传导性极佳,故在电器,电子散热系统及家庭五金,热交换器上被广泛使用。

7:加工性:铝的加工特性佳可被加工成棒,线.挤型,片,板,塑型材,供各种用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列铝合金,可做精密

车,铣.被广泛用于航太,电子,机械零组件,自动化生产及高科技设备

等。

8:耐热：一般铝合金均不耐高温,且在高温状态下会生成变形,但在研究人员的努力下,已研发出可耐高温达427℃不变形的新铝合金材料。

9:无毒性:铝不具毒性,在食品容器及食品包装材料如铝罐,铝箔包(利乐包)等,应用极多。

10:环保性:铝之价格较一般铁.钢材高,但易于回收重熔使用.为当前最环保之金属材料。

11:表面处理:铝具有优良之表面处理性,包括阳极处理,涂覆,电镀等等，尤其阳极处理可利用不同之化学染剂生成各种色彩及高硬度之皮膜。

12:无低温特性：铝在超低落温之状态下,无一般碳钢的脆化问题。

四、铝合金应用

铝与铝合金由于自身的优良特性，所以用途非常广。比如：航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和

起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料，车门窗、

货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能，主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。

下面就根据铝合金的特性介绍下广泛的用途。

1：应用最广的一种防锈铝（代号LF21），它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削

加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。而且耐蚀性高、焊接性能好。导

热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化。适用于作焊接结构件。

2：硬铝，有较高的强度，热变形时塑性高，可热处理强化，在淬火及人工时效状态下使用，在退火和刚淬火状态下塑性中等，点焊性能好，气焊和氩弧时有裂纹倾向，抗蚀性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退火后低。切削加工性良好，耐蚀性比LD7、LD8耐热锻铝较好，在挤压半成品中，有形成粗晶环的倾向，用于制造在较高温度下工作的承力结构件。

3：高强度铝合金，在退火和刚淬火状态下的可塑性中等，可热

处理强化，通常在淬火、人工时效状态下使用，此时得到的强度比一般硬铝高得多，但塑性较低，有应力集中倾向，点焊性能良好，气焊不良，热处理后的切削加工性良好，退火状态稍差，LC9板材的静疲劳、缺口敏感、抗应力腐蚀性能稍优于LC4。用于制造承力构件和高载荷零件等

4：高强度锻铝，热

态下有高的可塑性，易

于锻造、冲压，可热处

理强化，工艺性能较

好，抗蚀性也较好，但

有晶间腐蚀倾向，切削

加工性和点焊、滚焊、

接触焊性能良好，电焊、气焊性能不好。用于制造形状复杂和中等强度的锻件和冲压件等。

还有中等强度铝，在热态和退火状态下可塑性高，易于锻造、冲压，在淬火和自然状态下具有LF21一样好的耐蚀性，易于点焊和氢原子焊，气焊尚可。切削加工性在淬火时效后尚可。用于制造塑性和高耐蚀性、中等载荷的零件以及形状复杂的锻件。

五、结束语

在当今科技高度发展的世界，生活中运用的建筑材料越来越多，

并且质量越来越好，优点越来越多，更加满足了人们的生活需求。我相信在以后的日子里，人们会更加努力的去探索、去发现研究这一类更能满足人们生活需求的建筑装饰材料。

参考文献：

《电解法生产铝合金》；

《铝合金、铝合金制品挤压成形与表面处理》；

《铝及铝合金工艺与设备》；

第9篇

论文摘要：为培养学生的职业能力和素质，提出以就业岗位调查为依据，制定专业人才培养方案；根据国情、校情、区域经济发展状况和专业培养目标灵活开展产学研结合教育活动；并以有关专业为依托阐述了主要教学环节开展产学研结合教育的具体方法。

我国高等职业教育体系初步形成，规模、结构、质量、效益发展比较协调。“以就业为导向，走产学研结合人才培养之路”能够有效地解决高等职业教育中存在的办学条件、育人模式、就业水平等主要瓶颈问题，这一规律性的认识已经成为高职院校的共识。

1开展就业岗位调查，明确培养目标，制订培养方案

专业人才培养方案的制订必须建立在广泛深入调查研究的基础上，特别是听取毕业生和用人单位专家的意见，整理归纳确定毕业生的就业岗位和职责；根据就业岗位对知识、技能和素质要求进行课程开发。建立课程群；同时有针对性地设置学生职业技能资格证书的专项培训；最终形成专业培养计划。

例如，作为我校产学合作教育试点的焊接专业，试点方案的制订借鉴上述教育思想，组成专业调研小组，集中走访了华北、中原、辽河、胜利等油田的2O多家用人单位，与200多名焊接专业毕业生进行了座谈，了解他们的工作岗位、具体任务、知识技能要求等各方面情况；听取用人单位的反馈意见。经过总结，将焊接专业毕业生的工作岗位归纳为：焊接工艺员、施工技术员、焊接检验员、产品营销员、复合型工艺员等几大方面。所谓复合型工艺员，就是负责某一车间或分厂的热加工和机械加工等多工种的工艺技术工作，甚至包括行政管理工作。要求毕业生掌握一定的基本知识，具备一定的专业技能，尤其要具有一定的生产岗位组织管理能力。随着技术的发展，设备的更新，还要求毕业生具有生产中使用的较先进设备的调试、使用、维护能力。另外，突出强调与人相处、与人合作、踏实肯干、不断学习、心理承受等能力的培养。

在前期调研、总结的基础上，成立了由企业专家和焊接学科组成员组成的课程开发委员会，讨论制订了焊接专业培养方案。该方案主要内容包括：

1)调查归纳确定的14项毕业生岗位职责，103个工作任务；

2)课程模块(课程群)设置；

3)师资队伍、实验实训室建设、教材等教学资料建设等规划；

4)焊接专业教学计划。

专业人才培养方案在实施过程中，应根据经济发展需要适时修订和完善，其信息来源也是调查研究。调查手段有调查表、网络、电话等；调查时机有召开产学研合作教育研讨会、出差专访、就业招聘、校友返校、网上调查等。将收集整理后的结果及时贯彻到教学计划中。

2根据培养目标，探索实施适合专业特点的产学研合作教育模式

2．1以转变教育思想教育观念为先导

赋予“教”与“学”关系以新的含义。教学中注意发挥学生的“主体”作用和教师对学生学习的“引导”作用。学生要加强自学能力的培养，学会如何去学习，主动获取知识，树立终身学习的观念；教师要对学生的学习起引导作用。在教学计划的实施过程中，通过不断向教师和学生灌输这一教育思想，改变学习内容一切由教师包办的传统教育方法，学生不再由教师领着走或推着走，而是在教师的指导下学生根据自身情况制订学习计划。

2．2形成产学研结合教育的长效机制

成立产学研结合教育指导委员会；学校与企业建立“双向介入，互利互惠”的合作关系；通过订单教育、预先签约、岗前培训、科技攻关等多种形式培养急需人才；健全毕业生就业信息网络，开展毕业生跟踪调查和用人单位信息反馈，及时修订人才培养计划。形成“计划、培养、使用、质量反馈、计划改进”的人才培养的良性循环。

2．3制订适合“学分制”、“导师制”的教学计划

建立理论教学环节和实践教学环节相互支持、相互渗透的产学合作教育教学体系。“以能力为中心”设置课程模块，灵活设课；学生可以灵活选择学习内容，确定学习进度，打破千人一面的学习计划和学习方式，与导师制相配合，实行“自助式”学习，实现“分方向”培养。

2．4建立稳定的校内外产学研结合教育基地

发挥产学研结合教育指导委员会的职能作用，为学生技能训练、工学结合、毕业设计、专业社会实践和参与生产管理等创造条件；校企合作以基地为平台开展科技攻关活动；加强双师型师资队伍培养。基地建设是实施产学研结合教育、校企合作育人的基本保证。

2．5培养一支专兼职结合、素质较高的双师型师资队伍

建立一支业务好、素质高、专兼结合、结构合理的师资队伍是顺利实施产学研结合教育计划的关键，也是工作的难点，主要措施有：

1)培养与引进并重，激励与约束结合，提高师资的学历水平，稳定队伍的结构。

2)鼓励教师积极参加科技开发。树立“大科研”意识，设立不同层次的激励政策，利用课外研究小组、毕业设计、专业实践等各种条件开展科研活动，提高教师整体学术水平。

3)规定教师参加生产实践。要求教师下实验室或训练室，到产学合作单位实践锻炼，即可培养教师的工程意识和“双师”素质，也可加强校内外实践教学基地建设。

4)重视兼职教师队伍建设。兼职教师是产学研结合教育中不可或缺的重要力量，他们的实践经验和引导作用是教学中的宝贵财富。不求所有，但求所用，行政兼职、退休专家教授、校外兼职教师等是这支队伍的重要组成部分。

2．6以灵活多样的教学形式开展产学研结合教育

学制有限，不可能多次安排大块时间让学生去顶岗训练。但又要求学生在完成理论知识学习的同时，掌握一定的实践技能，还要有一定工程实践的经历。为了较好的协调理论、实践、素质之间的关系，教学中可采取以下主要措施：

1)实验(训练)室随时为学生开放。鼓励学生下实验(训练)室，自行设计并完成综合性实验；接待课程设计和毕业设计；为学生开展科技制作和科技创新活动提供条件。

2)专业实习与专业社会实践相结合。专业社会实践是为了使学生尽早熟悉社会、熟悉专业，培养工程意识而设置的必修环节，学生在校期间每年一次。教学计划将专业实习安排在暑假前，使其与暑期专业社会实践连续，延长学生顶岗锻炼时间，增强实践效果。

3)学生可自行选定毕业设计题目。毕业设计是对学生所学知识的一次综合性训练，是学生就业上岗前的一次演习。校内指导教师申报毕业设计题目供学生选择；学生也可到产学研合作教育单位或签约单位选择毕业设计题目，在校内外教师的共同指导下完成毕业设计任务。这样做可大大调动学生学习的主动性，充分体现学生在学习中的“主体”作用。

4)在教学计划中设置取证型训练项目。将学生未来工作所必需的职业技能训练与技能证书考核结合起来，与劳动部门联合开展取证训练。训练结束后，考核合格即可取得相应的职业技能资格证书。