時(shí)間：2023-05-21 08:16:05
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隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代化的焊接設(shè)備、工藝層出不窮，各種全自動、半自動、機(jī)器人焊接好像有取代手工電弧焊的趨勢。其實(shí)不然，手工電弧焊以其獨(dú)特的可操作性及工藝簡單和焊縫質(zhì)量好而在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用越來越廣泛，從而不可能被淘汰或被取代，正如機(jī)械手永遠(yuǎn)淘汰不了人手一樣。如何提高在校中職學(xué)生的綜合焊接水平是各中職學(xué)校焊接專業(yè)亟待解決的問題。
在實(shí)際教學(xué)過程中，我可采取以下方法提高中職學(xué)校焊接專業(yè)學(xué)生的焊接綜合水平：一、焊接基本理論的學(xué)習(xí)；二、操作基本功的訓(xùn)練；三、安全意識的養(yǎng)成與培養(yǎng)。這幾項(xiàng)不分彼此，沒有孰輕孰重之分，要求都一樣嚴(yán)格。理由是：不懂理論的電焊 操作水平永遠(yuǎn)也提不高；不懂安全操作的電焊工，操作水平再高，一旦出事，后果不堪設(shè)想。
實(shí)際教學(xué)中，我積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，取得了不錯(cuò)的成績，下面予以總結(jié)，與大家共享。
一、焊接基本理論的學(xué)習(xí)
怎樣才能讓學(xué)生對枯燥的焊接理論感興趣，同時(shí)又能讓學(xué)生主動從書本上做筆記、主動摘抄自己所需要的焊接理論知識呢？在這個(gè)項(xiàng)目的提高上我的做法是：先實(shí)踐，再理論。也就是在實(shí)訓(xùn)過程中提出問題，然后再讓同學(xué)們從書上自己找到答案并做筆記，這種非被動學(xué)習(xí)比被動學(xué)習(xí)效果會好很多。指導(dǎo)教師在提出問題的時(shí)候一定要注意提出問題的質(zhì)量，不要太難，也不要太偏，要能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，要言簡意賅。例如：在講授焊接安全的實(shí)訓(xùn)課上，我們讓指導(dǎo)教師準(zhǔn)備一塊豬皮，當(dāng)指導(dǎo)教師焊完一段焊縫后停下，提出問題讓大家想一下：“焊接過程中可能對人造成傷害的因素有哪些？”很多同學(xué)根據(jù)自己的觀察會說出的有害因素有刺眼的弧光、煙塵、飛濺的鐵水、觸電等，很少有人注意到燙傷。接著指導(dǎo)教師點(diǎn)明這一點(diǎn)，提醒大家注意，焊縫經(jīng)過幾分鐘后，看似與周圍顏色一致，但焊渣與焊縫金屬溫度仍然比較高，千萬不要赤手去抓，也不要讓身體的任何部位碰觸焊縫，否則容易造成燙傷。隨后教師把事先準(zhǔn)備好的豬皮放到剛焊完的焊縫上，那種滋滋的燒焦聲伴著毛皮特有的煙霧和燒焦味，會讓同學(xué)們留下深刻的印象，并在以后的焊接過程中加以注意。同時(shí)指導(dǎo)教師還要特別強(qiáng)調(diào)敲渣時(shí)一定要做好個(gè)人防護(hù)，防止熾熱的焊渣濺入眼內(nèi)，否則后果不堪設(shè)想。由此，老師提出問題：“手工電弧焊時(shí)還有哪些安全問題需要注意呢？”“對焊接過程中可能造成的傷害應(yīng)如何防護(hù)呢？”大家下課后認(rèn)真閱讀教材多少頁到多少頁，教材上對安全操作規(guī)程有嚴(yán)格的規(guī)定，希望同學(xué)們認(rèn)真閱讀并做好讀書筆記，下節(jié)課對有關(guān)問題進(jìn)行提問?！贝藭r(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)理論的興趣被大大調(diào)動起來了，主動性較強(qiáng)，效果就比較好。如果教師一開始就講焊接安全操作規(guī)程以及焊接過程中的有害因素的理論課，其效果就很差。焊接指導(dǎo)教師通過恰當(dāng)?shù)呐e例，對焊接過程當(dāng)中同學(xué)們感興趣的問題進(jìn)行提問，會激發(fā)同學(xué)們對焊接理論知識的學(xué)習(xí)熱情。
二、焊接操作水平的提高
學(xué)習(xí)理論的目的是為實(shí)踐操作服務(wù)的，我校焊接專業(yè)的學(xué)生普遍基本功較扎實(shí)，焊接質(zhì)量較高。對于操作水平的提高我們的做法主要是抓焊接“五功”的訓(xùn)練：
1、氣功：指焊接操作中調(diào)節(jié)氣息、穩(wěn)定呼吸、聚精會神操作的基本功。
2、蹲功：即焊工不依靠任何支點(diǎn)，兩腳稍比肩寬，稍成外八字形，軀干蜷縮，重心下移的焊接姿勢，將這種姿勢長期保持并穩(wěn)定的基本功。
3、腕動：指通過手腕根據(jù)焊件與焊條的位置及熔池的變化，能夠靈活地調(diào)節(jié)焊條角度和運(yùn)條（鋸齒形、三角形、回?cái)[、斷弧、引弧、挑弧等）的基本功。
4、眼功：指在焊接過程中，焊工的雙眼要時(shí)刻觀察焊接熔池的變化，注意控制熔孔的尺寸，觀察上一個(gè)焊點(diǎn)與前一個(gè)焊點(diǎn)重合面積的大小，焊縫成形質(zhì)量及外部缺陷的查找，同時(shí)與鼻子配合完成對不同燒焦味的即時(shí)判斷，消除安全隱患的基本功。
5、耳功：指在焊接過程中，通過對電弧燃燒的聲音，及電弧擊穿熔孔“噗、噗”的爆破聲來判斷焊接電流的大小以及背面成形情況大致判斷的基本功。
三、焊接安全水平的提高
由于手工電弧焊在焊接過程中會產(chǎn)生有毒氣體、有害粉塵、弧光輻射、噪聲和射線，焊條、焊件及焊渣處于高溫狀態(tài)會產(chǎn)生大量的熱等因素都可能威脅學(xué)生的安全與健康，有時(shí)甚至由于操作不當(dāng)會造成嚴(yán)重的人身事故，給學(xué)生的身心、家庭及社會造成嚴(yán)重影響。因此對學(xué)生的安全教育決不能松懈，“安全”二字應(yīng)該經(jīng)常掛在教師的嘴上，時(shí)常回響在學(xué)生的耳畔，銘記在學(xué)生的心里。我們的做法是：
1、狠抓安全教育第一課。學(xué)生在拿焊鉗（把）前的第一課必須讓學(xué)生清楚地知道本工種存在的安全隱患，觀看安全操作視頻，講解常見的安全事故，以引起學(xué)生的高度重視。對于中職學(xué)生特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)手工電弧焊敲渣時(shí)應(yīng)采取的安全措施，堅(jiān)決杜絕熾熱的焊渣蹦入眼睛的惡性事故的發(fā)生。我們在這一點(diǎn)上可用如下安全措施教育學(xué)生：用豬皮在焊后幾分鐘的焊縫上做實(shí)驗(yàn)，起到的警示效果較好。以后每次上課前總結(jié)上節(jié)課學(xué)生存在的安全隱患，及時(shí)糾正不正確的操作。但第一節(jié)課也不能上得過于嚴(yán)肅，也要通過一些成功的實(shí)例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
右旋糖酐（dextran）又名葡聚糖， 是若干葡萄糖脫水形成的聚合物[1]，目前右旋糖酐含量的測定主要是通過高效液相色譜法（HPLC）測定其不同分子量與濃度之間的關(guān)系，進(jìn)而測定其中不同分子量的含量[2，3]，對于單一分子量的右旋糖酐尚未有方法。本文結(jié)合公司產(chǎn)品（右旋糖酐為主要原料）特性建立了一種新的右旋糖酐含量測定的方法，產(chǎn)品經(jīng)硫酸破壞，右旋糖酐水解轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟荹4]，加碳酸鋇調(diào)節(jié)合適的pH，取上清液經(jīng)HPLC-示差折光檢測器分析測定，可定量測定右旋糖酐的含量，該方法回收率高，精密度好，具有一定的可行性。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1 設(shè)備及試劑
高效液相色譜儀（安捷倫）；右旋糖酐（GE）；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品（標(biāo)準(zhǔn)品，中國食品藥品檢定研究院）；濃硫酸（優(yōu)級純，國藥集團(tuán)）；碳酸鋇（分析純，國藥集團(tuán)）。
1.2 色譜條件
色譜柱型號：C18 SPE柱；柱溫：30℃；流動相：乙腈：水（75：25，v/v）；流速：1.0ml/min。
2 方法研究
2.1 硫酸濃度的選擇
稱取右旋糖酐原料0.2g，置20mL具塞試管中，分別加入9.8ml 的0.5mol/ml、1.0 mol/ml、2.0 mol/ml硫酸溶液，沸水浴中水解2h令右旋糖酐完全水解，完全水解后加入一定量的碳酸鋇粉末中和至pH 6～7，10000r/min離心5min，取上清液，過0.45um微孔濾膜，進(jìn)液相色譜分析，結(jié)果右旋糖酐的平均回收率分別為75.4%、95.8%、95.5%，使用2.0 mol/ml硫酸溶液時(shí)因硫酸濃度大，需要的碳酸鋇量較多，使得最終的樣液較少，不易實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。故選擇1.0 mol/ml硫酸溶液水解。
2.2 水解時(shí)間的選擇
稱取右旋糖酐原料0.2g，置20mL具塞試管中，分別加入9.8ml的1.0 mol/ml硫酸溶液，沸水浴中水解1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h，完全水解后加入一定量的碳酸鋇粉末中和至pH 6～7，10000r/min離心5min，取上清液，過0.45um微孔濾膜，進(jìn)液相色譜分析，結(jié)果右旋糖酐水解時(shí)間為3h，平均回收率達(dá)最大為99.2%，，時(shí)間過長，溶液顏色變黃，峰形變化，不易定量。故選擇水解時(shí)間為3h。
2.3線性范圍及相關(guān)系數(shù)
精密稱取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品50mg于10mL容量瓶，加入純化水制備成5mg/ml對照品溶液貯備液。再稀釋至濃度為1.5mg/mL、1.2mg/mL、1.0mg/mL、0.8mg/mL、0.5mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的峰面積與配制的對照品溶液濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線。其線性方程為 y=190878x-4513.7，相關(guān)系數(shù)：R= 0.9998。
2.4 回收率實(shí)驗(yàn)
模擬產(chǎn)品組成，取右旋糖酐原料分別加入已制備好的空白試液內(nèi)，配制成三種不同濃度溶液1.2mg/ml、1.0mg/ml、0.8mg/ml各3份，按已確定的方法處理分析，計(jì)算回收率平均值和相對標(biāo)準(zhǔn)差。
2.5重復(fù)性試驗(yàn)
取同一批樣品6份，制備供試品溶液，按上述方法外標(biāo)法測定，結(jié)果平均含量為標(biāo)示量的99.6%，（RSD=1.53%，n=6）。
2.6耐用性
將供試溶液分別放置2h、4h、8h、24h后，按上述方法，測定其峰面積，平均峰面積為224520，RSD=0.35%，結(jié)果表明溶液放置24h穩(wěn)定。
2.7 樣品分析
精密稱定供試品0.2g，置20mL具塞試管中，加入9.8ml 1.0mol/硫酸溶液，沸水浴中水解3h令右旋糖酐完全水解，完全水解后加入一定量的碳酸鋇粉末中和至pH 6～7，10000r/min離心5min，取上清液，過0.45um微孔濾膜，按液相色譜條件進(jìn)樣分析，并與產(chǎn)品標(biāo)示含量（50mg/ml）相比較。
3 討論
產(chǎn)品中右旋糖酐經(jīng)硫酸水解，碳酸鋇調(diào)節(jié)pH，離心取上清液經(jīng)HPLC-RID分析測定含量，方法線性良好，回收率高，精密度高，為產(chǎn)品中右旋糖酐含量的測定提供了一種可行的方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]張洪斌，姚日生，朱慧霞.發(fā)酵法生產(chǎn)右旋糖酐的工藝研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，27（7）：783-786.
[2]趙峰輝，李新圖，陳建中等.HPLC法測定右旋糖酐20氯化鈉注射液的含量[J].論著，2013，11（22）：402-403.
中圖分類號：U671 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0000-01
1 前言
船舶制造是國家十大振興規(guī)劃的行業(yè)之一，船舶焊接技術(shù)是現(xiàn)代造船模式中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其焊接工時(shí)約占船舶制造總工時(shí)的30%～40%，焊接成本約占船舶制造總成本的30%～50%，因此先進(jìn)的船舶高效焊接技術(shù)在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造質(zhì)量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工藝的現(xiàn)狀
我國是世界造船大國，也正朝著世界第一造船大國的目標(biāo)邁進(jìn)，其船舶制造能力也在不斷擴(kuò)大。2005年我國船舶完工噸位突破1000萬t，達(dá)到了1200萬t，約占世界造船總量17%。正是在這樣的一個(gè)造船總量不斷攀升的大背景下，采用高效焊接來提高生產(chǎn)效率是船舶制造的必由之路。目前我國造船工業(yè)中常見的高效焊接技術(shù)主要有：
2.1 焊條電弧焊
（1）向下立焊焊條：與向上立焊相比，效率提高1-2倍。
（2）鐵粉焊條焊接工藝：工藝簡單實(shí)用，通過提高熔敷效率達(dá)到高的生產(chǎn)效率，一般提高50%以上。
（3）重力焊條：采用高效鐵粉焊條（一般直徑為5～8 mm ，長度為 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之間，常見的焊條牌號有CJ501FeZ等。
2.2 C02氣體保護(hù)焊
（1）實(shí)芯焊絲
我國氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲的品種太少，今后大力擴(kuò)大品種的同時(shí)，也需進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)芯焊絲的工藝性能，降低飛濺、成形美觀等。焊絲表面應(yīng)具有防銹、功能。國內(nèi)常見的牌號是E49-1和E50-6焊絲。
（2）藥芯焊絲
藥芯焊絲是CO2氣體保護(hù)焊的主要焊材，其配合各種類型的襯墊可以實(shí)現(xiàn)單面焊一次成形，其特點(diǎn)是焊道成形美觀、電弧穩(wěn)定、飛濺小、全位置焊接、工藝性能良好、焊接熔敷速度快、生產(chǎn)率高等特點(diǎn)?，F(xiàn)在船廠普遍采用藥芯焊絲來焊接船舶結(jié)構(gòu)，以后CO2氣保護(hù)藥芯焊絲焊接將成為船廠的主要焊接材料和工藝。
2.3 埋弧焊工藝
主要應(yīng)用于平板平直焊縫，主要有單絲、多絲埋弧焊和窄間隙埋弧焊，其中應(yīng)用于平面分段流水線的FCB法焊接，F(xiàn)CB法是銅板上撒布厚度均勻的襯墊焊劑，并用壓縮空氣軟管等頂升裝置把上述填好焊劑的銅板壓緊到焊縫背面，從正面進(jìn)行焊接而形成背面焊道的一種單面埋弧焊接法，焊絲為Nittetsu Y―A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底層焊劑NSH一1R，主要是保證焊縫的背面成形，表面焊劑NSH一50，主要作用是保持電弧穩(wěn)定燃燒。該工藝焊接速度快，最高可達(dá)1500 mm/min。因此，需要在高速和大熱量輸入的情況下保證焊縫具有良好的力學(xué)性能和背面成形。另一種應(yīng)用較廣的方法是焊劑石棉襯墊單面焊（FAB法），它是一種單面埋弧自動焊方法，利用柔性襯墊材料裝在坡口背面，并用鋁板和磁性壓緊裝置將其固定，其特點(diǎn)是簡便、省力、材料成本低廉。它主要應(yīng)用于曲面鋼板的拼接以及船體建造中船臺合攏階段甲板大口的焊接。
2.4 不銹鋼焊接
不銹鋼焊接多見于不銹鋼管及其附件之間的對接和角接，焊接方法多采用純CO2氣體或CO2+Ar混合氣體的CO2半自動或自動焊接（MAG焊），也可采用鎢極氬弧焊。根據(jù)母材的不同，對于C02半自動或自動焊焊絲，焊絲牌號常為1Crl8Ni9Ti焊絲、316L實(shí)芯或藥芯焊絲，以及317L實(shí)芯或藥芯焊絲，焊絲直徑為細(xì)絲，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊絲；對于鎢極氬弧焊，焊絲牌號一樣，只是焊絲的規(guī)格為粗絲，一般為φ1.6 mm和φ2.4 mm焊絲。
2.5 活性氣體保護(hù)焊焊接技術(shù)（MAG焊）
所謂的活性氣體保護(hù)焊焊接技術(shù)就是采用CO2+Ar混合氣體的CO2半自動或自動焊接，普遍應(yīng)用于不銹鋼的焊接。上海船舶工藝研究所開發(fā)適合船廠專用的雙絲單面MAG焊接技術(shù)與裝備，該項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)是，可無間隙裝配，坡口內(nèi)定位焊、添加切斷細(xì)焊絲，背面應(yīng)用陶瓷襯墊，板厚在12～22 mm范圍內(nèi)可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接質(zhì)量好。
3 中海工業(yè)（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊的發(fā)展以及應(yīng)用
中海工業(yè)（江蘇）有限公司作為我國船舶的骨干企業(yè)，未來幾年隨著公司3#船塢的啟用以及公司轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展必然，其造船規(guī)模與總量將有大幅度提高，預(yù)計(jì)2015年達(dá)到年造船總量150萬t。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，除了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應(yīng)用，提高焊接生產(chǎn)效率也勢在必行。因此，中海工業(yè)（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊發(fā)展趨勢有以下幾大特點(diǎn)：
3.1 焊接工藝、方法的多樣化
為了適應(yīng)船舶制造不同區(qū)域生產(chǎn)流程節(jié)奏，確保各生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)有序按時(shí)完工，根據(jù)現(xiàn)代造船技術(shù)特點(diǎn)，焊接新工藝推廣應(yīng)用是解決焊接生產(chǎn)效率提高的唯一途徑。如平面分段制造區(qū)域縱骨焊接采用多電極C02氣保護(hù)自動焊，平直分段內(nèi)底板、甲板對接采用雙絲MAG焊。
3.2 C02氣保護(hù)焊將完全替代焊條電弧焊
目前，手工焊條焊接仍是中海工業(yè)（江蘇）有限公司不可或缺的主要生產(chǎn)工藝，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶轉(zhuǎn)變，焊條電弧焊低生產(chǎn)效率不可能滿足生產(chǎn)需要，自動角焊、半自動角焊、垂直自動角焊等各類C02氣保護(hù)焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺區(qū)域和曲面分段制造車間也將不再采用焊條電弧焊方法，其或許只在少量焊縫修補(bǔ)中可能會使用。
3.3 焊接設(shè)備向大型化、系統(tǒng)化、集成化、自動化轉(zhuǎn)變
中海工業(yè)（江蘇）有限公司由于造船模式、生產(chǎn)管理、工藝流程變化，對焊接生產(chǎn)提出了全新要求，焊接必將以機(jī)械化、自動化生產(chǎn)為主，這決定了選用的焊接設(shè)備具有大型化、集成化特點(diǎn)。以平面分段生產(chǎn)線為例，大拼板焊接需采用三絲的FCB單面焊接站，該焊接系統(tǒng)除了穩(wěn)定可靠的大功率埋弧焊電源外，還應(yīng)具有自動送板、準(zhǔn)確定位、液壓控制等裝置。此外，需要配備高精度的跟蹤器及適合于焊機(jī)精確行走的大型門架結(jié)構(gòu)件。而縱骨焊接工位的多電極焊接系統(tǒng)可以滿足多根T形縱骨同時(shí)焊接，不僅生產(chǎn)效率高，而且焊接變形小，該系統(tǒng)除焊接外，同時(shí)具備自動定位縱骨功能。另外，曲面分段、船塢、平臺等生產(chǎn)區(qū)域需配備C02氣保護(hù)自動焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類自動化焊接設(shè)備。
3.4 焊接材料的工藝、性能要求高
由于焊接方法的多樣化和自動化程度提高，對焊材工藝要求進(jìn)一步提高，自動化焊接勢必提高焊接熱輸入量。為保證焊接接頭綜合力學(xué)性能，特別是焊縫強(qiáng)度、韌性等指標(biāo)，船舶焊接生產(chǎn)中需要大量高性能焊材應(yīng)用。另外，焊接自動化、機(jī)械化的高效率取決于焊接生產(chǎn)過程連續(xù)性，所以選用的焊材應(yīng)具有穩(wěn)定質(zhì)量和良好的焊接工藝性。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)效率，要求大尺寸焊縫或厚板焊接時(shí)采用高熔敷率焊材。對某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同樣需要具有特殊的技術(shù)特點(diǎn)。
4 結(jié)語
從目前來看，中海工業(yè)（江蘇）有限公司在建的船舶以常規(guī)散貨船為主，但隨著公司的轉(zhuǎn)型升級發(fā)展以及憑借目前積累的11萬噸油輪、10000箱集裝箱船的建造經(jīng)驗(yàn)，公司將有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我們應(yīng)該珍惜這樣一個(gè)良好契機(jī)，充分利用現(xiàn)代化造船船用焊接設(shè)備，通過對造船焊接工藝不斷研究、改進(jìn)，開發(fā)出適于中海造船的焊接生產(chǎn)工藝，從而加快向現(xiàn)代化造船模式轉(zhuǎn)化，把船舶焊接技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。
參考文獻(xiàn)：
焊接技術(shù)是在高溫或高壓條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的工件）連接成一個(gè)整體的操作方法。焊接技術(shù)作為制造業(yè)中傳統(tǒng)的基礎(chǔ)工藝和技術(shù)，雖然應(yīng)用到工業(yè)中的歷史并不長，但是發(fā)展卻非常迅速。短短幾十年間，焊接已被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、橋梁、高層建筑、造船以及海洋鉆探等許多重要的工業(yè)領(lǐng)域，并且為促進(jìn)工業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)，使得焊接已經(jīng)成為一個(gè)重要的制造技術(shù)和材料科學(xué)的重要專業(yè)學(xué)科。焊接技術(shù)隨著工業(yè)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其發(fā)展的趨勢呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1 提高焊接生產(chǎn)率是推動焊接技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力
連接簡單的構(gòu)件以及制造毛坯是最初的焊接方式，隨著技術(shù)的不斷更新，焊接已經(jīng)成為制造行業(yè)中一項(xiàng)不可代替的基礎(chǔ)工藝以及生產(chǎn)精確尺寸制成品的生產(chǎn)手段。目前，焊接技術(shù)最需要的就是有效的保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性以及提高勞動生產(chǎn)效率。提高生產(chǎn)率的途徑有二：第一提高焊接熔敷率，焊條電弧焊中的鐵粉焊條、重力焊條、躺焊條等工藝以及埋弧焊中的多絲焊、熱絲焊均屬此類，其效果顯著。第二減少坡口斷面及熔敷金屬量，其中窄間隙焊接效果最顯著。窄間隙焊接采用氣體保護(hù)焊為基礎(chǔ)，利用單絲、雙絲或三絲進(jìn)行焊接。無論接頭厚度如何，均可采用對接型式，所需熔敷金屬量會數(shù)倍、數(shù)十倍地降低，從而大大提高生產(chǎn)率。窄間隙焊接的關(guān)鍵是保證兩側(cè)熔透和電弧中心自動跟蹤處于坡口中心線上。為解決這兩個(gè)問題，世界各國開發(fā)出多種不同方案，因而出現(xiàn)了種類多樣的窄間隙焊接法。如果能夠在以下方面取得進(jìn)展，焊接方法的先進(jìn)性會得到更高的評價(jià)：提高熔敷速度、減少生產(chǎn)周期、提高過程控制水平、減少返修率、減少接頭準(zhǔn)備時(shí)間、避免焊工在有害區(qū)域工作、減小焊縫尺寸、減少焊后操作、改進(jìn)操作系數(shù)、降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)、簡化設(shè)備設(shè)置。高效快速優(yōu)質(zhì)焊接方法將成為主力軍。
2 焊接過程自動化，智能化
國外焊接技術(shù)發(fā)展速度快，國內(nèi)焊接技術(shù)發(fā)展存在較大差距。工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接機(jī)械化、自動化率水平，由1996年的19.6%增加到2008年的70-80%以上，目前焊接技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)、焊接科學(xué)與工程、焊接自動化與焊接機(jī)器人不斷融合，焊接技術(shù)已經(jīng)向自動化，智能化方向發(fā)展。焊接過程自動化，智能化以提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性，推進(jìn)焊接自動化進(jìn)程，學(xué)習(xí)、吸收、借鑒、提高是十分重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)有工藝的學(xué)習(xí)和提高。但是我國目前的工藝大多數(shù)都為手工操作，存在一定的局限性。目前我國焊接的自動化率還不到30%，相對而言，焊接生產(chǎn)的機(jī)械化以及自動化水平非常低，但是如果能夠在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代的自動化技術(shù)進(jìn)行嫁接改造，往往可以實(shí)現(xiàn)一定的突破。20世紀(jì)90年代以來，我國逐漸在各個(gè)行業(yè)推廣氣體保護(hù)焊來取代傳統(tǒng)的手工電弧焊，現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的效果。目前我國在焊接生產(chǎn)自動化、過程控制智能化、研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線以及柔性制造技術(shù)、發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)等方面取得了很大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論、人工智能、電子技術(shù)及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展為焊接過程自動化提供了十分有利的技術(shù)基礎(chǔ)，并已滲透到焊接各領(lǐng)域中，取得了很多成果，焊接過程自動化已成為焊接技術(shù)的生長點(diǎn)之一。焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是焊接自動化的核心問題之一，也是我們未來開展研究的重要方向。
3 熱源的研究和開發(fā)
熱源是可提供熱能以實(shí)現(xiàn)基本的焊接過程的能源，熱源是運(yùn)動的。在焊接過程中，熱源以點(diǎn)、線、面等的傳熱方式來傳導(dǎo)熱能。焊接熱源具有如下特點(diǎn)：能量密度高度集中、快速實(shí)現(xiàn)焊接過程、保證高質(zhì)量的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)。當(dāng)前，焊接熱源已十分豐厚，如電弧焊、化學(xué)熱、電阻熱、高頻感應(yīng)熱、摩擦熱、電子束、等離子焰、激光束等。焊接熱源的研討與開拓始終在延續(xù)，焊接新熱源的開發(fā)將推動焊接工藝的發(fā)展，促進(jìn)新的焊接方法的產(chǎn)生。每出現(xiàn)一種新熱源，就伴隨一批新的焊接方法出現(xiàn)。焊接工藝已成功地利用各種熱源形成相應(yīng)的焊接方法。今后的發(fā)展將從改善現(xiàn)有熱源使它更為有用、便利、經(jīng)濟(jì)合用和開發(fā)新的更有效的熱源兩方面著手。改善現(xiàn)有熱源，提高效率方面，如擴(kuò)大激光器的能量、有效利用電子束能量、改善焊機(jī)性能、提高能量利用率都取得了較好成績。開拓更好、更有用的熱源，采用兩種熱源疊加以求取得更強(qiáng)的能量密度，例如在電子束焊中參加激光束等。
4 節(jié)能技術(shù)
隨著社會的發(fā)展，節(jié)約能源已經(jīng)成為各行各業(yè)首要考慮的問題，焊接行業(yè)也不例外。焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)能、環(huán)保的焊接已成為必然的趨勢；同時(shí)，高效焊接工藝的應(yīng)用，對提高焊接效率，節(jié)約能源消耗意義很大。為了順應(yīng)節(jié)約環(huán)保的要求，手弧焊機(jī)以及普通的晶閘管焊機(jī)正在逐步被高效節(jié)能并能夠自動調(diào)節(jié)參數(shù)的智能型的逆變焊接取代，同時(shí)為了適應(yīng)當(dāng)今淡化操作技能的趨勢，焊接的操作也逐漸趨向智能化、簡單化。像這樣節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。
5 新材料，新技術(shù)發(fā)展
材料作為21世紀(jì)的支柱已顯示出幾個(gè)方面的變化趨勢，即從黑色金屬向有色金屬變化；從金屬材料向非金屬材料變化，從結(jié)構(gòu)材料向功能材料變化，從多維材料向低維材料變化；從單一材料向復(fù)合材料變化，新材料連接必然要對焊接技術(shù)提出更高的要求。新材料的出現(xiàn)成為焊接技術(shù)發(fā)展的重要推動力，許多新材料，如耐熱合金，鈦合金，陶瓷等的連接都提出了新的課題。特別是異種材料之間的連接，采用通常的焊接方法，已經(jīng)無法完成，固態(tài)連接的優(yōu)越性日益顯現(xiàn)，擴(kuò)散焊與磨擦焊已成為焊接界的熱點(diǎn)，比如金屬與陶瓷已經(jīng)能夠進(jìn)行擴(kuò)散連接，這在以前是不可想象的，所以固態(tài)連接是21世紀(jì)將有重大發(fā)展的連接技術(shù)。新興工業(yè)的發(fā)展迫使焊接技術(shù)不斷前進(jìn)，焊接新技術(shù)更迅速地投入使用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。任何一個(gè)重要的新技術(shù)、新方法（如STT、CMT、Cold Arc等），無不與焊接工藝相關(guān)。這說明逆變焊機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)競爭焦點(diǎn)已經(jīng)開始從電源技術(shù)、控制技術(shù)轉(zhuǎn)移到焊接工藝性能方面。熔化極氣體保護(hù)焊逐漸取代手工電弧焊將成為焊接的主流、逆變焊機(jī)、智能機(jī)器人、振動焊接技術(shù)、激光復(fù)合焊和低應(yīng)力無變形焊接新技術(shù)――LSND焊接法等，這些節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)廣泛應(yīng)用于焊接中。
6 機(jī)械化，自動化水平提高
想要很好的完成焊接工作，得充分做好準(zhǔn)備工作，包括焊工個(gè)人業(yè)務(wù)熟悉、工件準(zhǔn)備和焊接設(shè)備的準(zhǔn)備等。因此人們也逐漸重視起了焊接設(shè)備（電焊機(jī)）的放置車間即準(zhǔn)備車間的改造。提高準(zhǔn)備車間的機(jī)械化，自動化水平是當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)國家的重點(diǎn)發(fā)展方向。如用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝裝備，是提高焊接自動化水平的根本途徑。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備，以提高其柔性化水平；焊接機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動路徑規(guī)劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能。簡單來說就是數(shù)字化控制：把“粗活”做成“細(xì)活、快活”。
焊接技術(shù)自誕生以來，一直受到很多學(xué)科最新發(fā)展的影響和引導(dǎo)，在新材料以及信息科學(xué)技術(shù)的影響下，出現(xiàn)了數(shù)十種焊接的新工藝，并且使得焊接工藝正從手工焊向自動焊以及智能化過渡。焊接技術(shù)進(jìn)步的需求是在經(jīng)濟(jì)和社會等多方面因素影響下形成的，這顯著地促進(jìn)了高效材料和設(shè)備的開發(fā)以及自動化技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)模生產(chǎn)和專業(yè)化生產(chǎn)開創(chuàng)新局面，高效快速優(yōu)質(zhì)焊接方法成為主力軍，一個(gè)明顯的趨勢是在傳統(tǒng)焊接過程中使用更先進(jìn)的控制和監(jiān)測技術(shù)。焊接新方法和先進(jìn)材料技術(shù)的引入，提高了焊接技術(shù)的水平，同時(shí)也提出了新的挑戰(zhàn)。國外專家認(rèn)為，焊接作為一種精確、可靠、低成本并且采用高科技連接材料的方法，到2020年仍舊是制造業(yè)的重要加工工藝。我們廣大焊接工作者任重而道遠(yuǎn)，務(wù)必樹立知難而上的決心。抓住機(jī)遇，為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。
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中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
近年來，很多國家都將節(jié)能、環(huán)保作為今后發(fā)展的方向，我們國家也不例外。在焊接技術(shù)的應(yīng)用上，我國落后于國際先進(jìn)水平，因此，在今后的發(fā)展過程中，我們應(yīng)當(dāng)通過技術(shù)創(chuàng)新，提高焊接質(zhì)量，提高工作效率，堅(jiān)持節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念，使我國焊接技術(shù)跨上一個(gè)新的臺階，步入國際先進(jìn)水平。
一、節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接中的應(yīng)用
1.逆變焊機(jī)
逆變焊機(jī)具有焊接性能好、動特性好、動態(tài)反應(yīng)速度快、質(zhì)量輕、體積小、焊接速度快、效率高、多功能等優(yōu)點(diǎn)，因此易于實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)械化和自動化；逆變電源功率因數(shù)達(dá)0.95以上，總體效率可以達(dá)到85%~92%，比傳統(tǒng)焊機(jī)平均節(jié)電25%~60%，空載時(shí)電耗只有30~50W，節(jié)能效果明顯。為了說明逆變焊機(jī)的節(jié)能效果和優(yōu)越性，把逆變式弧焊整流器和幾種傳統(tǒng)的弧焊機(jī)主要技術(shù)性能指標(biāo)列于表l，以便對比。
表1逆變式弧焊整流器與傳統(tǒng)弧焊機(jī)主要性能比較
2.熔化極氣體保護(hù)焊
熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)具有高效、節(jié)能和便于自動化的特點(diǎn)，是目前用得最多的一種焊接方法也是自動線上和焊接機(jī)器人的首選熔焊方法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在汽車零部件、集裝箱和工程機(jī)械行業(yè)中，基本上全部采用氣體保護(hù)焊；而一般機(jī)械、鐵路車輛和重型機(jī)械行業(yè)的比例都超過50%；在造船、鍋爐和金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)由于埋弧自動焊的用量較大，CO2氣體保護(hù)焊的比例相對較低。隨著實(shí)踐的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)由不同氣體組成的混合氣體比用單一氣體更易得到好的焊接結(jié)果?，F(xiàn)在，采用混合氣體的趨勢越來越強(qiáng)，混合氣體的種類也越來越多，探索其在GMAW中的影響規(guī)律有著極大的社會效益。
3.智能機(jī)器人焊接
近些年，隨著模糊控制理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及專家系統(tǒng)理論的發(fā)展，模擬焊工操作的智能控制方法已經(jīng)在焊接過程中成功應(yīng)用，對焊縫成形的質(zhì)量取得了較好的控制結(jié)果。國內(nèi)外對遙控技術(shù)的研究成果較多，遙控焊接正向著實(shí)用化的方向發(fā)展。美國發(fā)射到火星上的索杰納機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。目前，關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人已在汽車制造、航空航天、工程機(jī)械、船舶等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，但對一些危險(xiǎn)、惡劣及特殊環(huán)境下，例如航天空間、深海作業(yè)、管道內(nèi)外焊接等，傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人難以完成，為此需要研究發(fā)展新型的特種焊接機(jī)器人，我國在管道焊接機(jī)器人、水下焊接機(jī)器人、爬壁焊接機(jī)器人、球罐焊接機(jī)器人等方面進(jìn)行了研究，培養(yǎng)了隊(duì)伍，取得了一批研究成果，在某些技術(shù)方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
4.振動焊接技術(shù)
振動焊接技術(shù)是在金屬焊接的過程中，對被焊件施加振動處理的一項(xiàng)焊接工藝，它起到細(xì)化晶粒的作用，在熱狀態(tài)下通過熱塑性變形來調(diào)整應(yīng)變而降低殘余應(yīng)力，這樣可有效防止焊接裂紋的形成和工件的畸變，提高構(gòu)件的疲勞壽命，增強(qiáng)焊縫的力學(xué)性能，達(dá)到提高焊接質(zhì)量的目的。并且可以省去焊后消應(yīng)力處理，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本?？梢灶A(yù)言，振動焊接的推廣和應(yīng)用必將給焊接生產(chǎn)行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。大連理工大學(xué)的陳源從振動焊接減少焊接變形方面，采用先進(jìn)的有限元方法進(jìn)行了計(jì)算，論證了振動焊接在控制變形方面的作用;劉峰研究了振動焊接對焊接裂紋的影響，通過理論分析和數(shù)值模擬指出振動焊接在防止和減少焊接裂紋方面具有明顯的效果。
國外也對振動焊接進(jìn)行了研究。Tseng研究了焊弧擺動對焊接質(zhì)量的影響，指出由于擺動的作用，使得焊接速度得以提高有利于焊接凝固，提高焊接區(qū)的力學(xué)性能。TewariSP詳細(xì)研究了軸向振動對焊接件拉伸特性的影響，其結(jié)論是：經(jīng)過振動焊接的構(gòu)件的屈服強(qiáng)度、極限拉伸強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度有顯著提高。
二、節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接輔助工藝中的應(yīng)用
1.振動時(shí)效
振動時(shí)效(VSR)是利用一受控振動能量對金屬工件進(jìn)行處理，以消除工件殘余應(yīng)力。振動時(shí)效的顯著優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保、降低成本、縮短周期。與熱時(shí)效相比，節(jié)約成本90%以上，節(jié)能95%以上，節(jié)約投資90%以上。振動時(shí)效快，一般僅需30min,最長不超過1h，而且設(shè)備輕便，工藝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，優(yōu)點(diǎn)很突出。VSR在我國從無到有，現(xiàn)已有幾千臺VSR設(shè)備在我國機(jī)床、模具、鍛壓、航空、發(fā)電等行業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)行[7]。節(jié)能減排效果明顯的頻譜諧波振動時(shí)效技術(shù)與傳統(tǒng)的熱時(shí)效相比，振動時(shí)效技術(shù)節(jié)能95%以上，完全克服了以煤為燃料的熱時(shí)效爐存在的嚴(yán)重污染問題，實(shí)現(xiàn)零排放。與傳統(tǒng)亞共振相比，頻譜諧波振動時(shí)效技術(shù)的應(yīng)用覆蓋而從原有的23%提高到了100%，并徹底解決了傳統(tǒng)亞共振技術(shù)噪音大、應(yīng)用而窄、工藝操作復(fù)雜、長期無法納入企業(yè)正式生產(chǎn)工藝問題。推廣應(yīng)用頻譜諧波振動時(shí)效技術(shù)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
2.隨焊錘擊
隨焊錘擊是在焊接過程中通過實(shí)時(shí)錘擊焊縫及近縫區(qū)金屬材料從而消除或減小焊后金屬塑性影響的一種加工工藝。利用隨焊錘擊技術(shù)能夠有效地控制焊接橫向及縱向收縮變形，實(shí)時(shí)調(diào)整焊接接頭的殘余應(yīng)力分布狀態(tài)，從而真正實(shí)現(xiàn)動態(tài)低應(yīng)力、無熱裂、小變形焊接。因此，能節(jié)約大量的能源和資金，給國家和企業(yè)將帶來前景廣闊的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
對于不同的試件和焊接條件，應(yīng)采用不同的焊接錘擊參數(shù)，但現(xiàn)有的隨焊錘擊裝置存在參數(shù)調(diào)節(jié)困難，個(gè)別參數(shù)調(diào)節(jié)不可實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)，所以提出了參數(shù)可調(diào)的隨焊錘擊方式。可調(diào)隨焊錘擊方式采用錘擊頻率控制，保證被處理金屬在每次錘擊間隔中有充分的時(shí)間進(jìn)行塑性反彈，使之在而內(nèi)產(chǎn)生兩維塑性伸長，釋放焊接過程中的殘余拉應(yīng)變，大幅度提高了焊接接頭的疲勞強(qiáng)度。錘擊力、錘擊距離的控制均采用按鈕控制，電機(jī)調(diào)節(jié)，使其參數(shù)的調(diào)整方便可靠，從而保證焊接過程中當(dāng)焊接材料和焊接條件變化時(shí)可隨時(shí)調(diào)整錘擊參數(shù)，進(jìn)一步提高焊機(jī)的工作效率。
三、結(jié)束語
雖然我國在節(jié)能環(huán)保高效焊接技術(shù)應(yīng)用方而做了大量工作，并取得了可喜的成績，但與先進(jìn)國家相比，還有相當(dāng)大的差距。因此要繼續(xù)大力推廣節(jié)能環(huán)保高效焊接技術(shù).加強(qiáng)消化吸收引進(jìn)的高效節(jié)能焊接技術(shù)，并創(chuàng)新提高，克服總是依賴進(jìn)口的思想。
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焊接涉及眾多行業(yè)，包括船舶、汽車、工程機(jī)械和鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，在各行業(yè)中的發(fā)展不平衡。由于焊接人才的培養(yǎng)周期長、工作壽命短等特點(diǎn)以及學(xué)生選擇焊接專業(yè)的意愿較低、培養(yǎng)成本過高導(dǎo)致學(xué)校不愿開設(shè)該專業(yè)等原因，出現(xiàn)了用工缺口很大的現(xiàn)象。如何高效低耗地培養(yǎng)出大批符合社會需求的高水平、高素質(zhì)的焊接技術(shù)人才已成為技工院校人才教育急需突破的瓶頸。
高效即在盡可能短的培養(yǎng)周期內(nèi)培養(yǎng)出適合企業(yè)需求的高素質(zhì)學(xué)生；低耗即通過各種合理手段降低培養(yǎng)成本。而傳統(tǒng)的焊接教學(xué)一方面基本上是采取理實(shí)分開的教學(xué)模式；實(shí)習(xí)課主要以焊條電弧焊為主，不僅與企業(yè)的需求相脫節(jié)，而且實(shí)習(xí)環(huán)境差、勞動強(qiáng)度大，學(xué)生抵制情緒較高，招生數(shù)量下降。另一方面，由于焊條電弧焊耗材太多，培養(yǎng)成本過高，很多院校不愿意開設(shè)焊接專業(yè)。這顯然是與高效低耗的要求相違背的。
結(jié)合多年教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和走訪本地多家企業(yè)，筆者認(rèn)為可以從下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。
一、改善實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目順序，節(jié)約使用焊接材料
傳統(tǒng)的焊接實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目順序是平焊立焊橫焊仰焊。筆者通過多年一線教學(xué)的深入觀察，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過初步的認(rèn)識實(shí)習(xí)后，首先進(jìn)行立焊的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目更有利于學(xué)生練習(xí)單面焊雙面成型技術(shù)。這樣的安排順序還能進(jìn)一步壓縮其他項(xiàng)目的訓(xùn)練時(shí)間，提高學(xué)生技能水平。
循環(huán)使用焊接材料也可以降低實(shí)習(xí)成本，例如：上屆學(xué)生用于焊接角焊縫的試件，可以繼續(xù)用作下屆學(xué)生練習(xí)平焊的材料；另外注意焊條頭的保存，不得隨意丟棄。每學(xué)期末再將沒有使用價(jià)值的廢鐵、焊條頭和焊渣變賣廢品，可節(jié)省實(shí)訓(xùn)費(fèi)用。
二、突破傳統(tǒng)教學(xué)觀念，改革焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃
焊條電弧焊是實(shí)訓(xùn)基本功，但不是其全部的內(nèi)容。目前企業(yè)廣泛需要CO2焊、氬弧焊、自動焊甚至新興的激光焊、攪拌摩擦焊及操作焊接機(jī)器人等。如前文所述，焊條電弧焊具有多項(xiàng)缺點(diǎn)，嚴(yán)重降低焊接招生人數(shù)，直接造成未來焊接人才匱乏。改革焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃，一定要全面、準(zhǔn)確、快速。本文分別從焊接方法、接頭形式、焊接位置、焊接試件的順序介紹。
1.焊接方法的順序
在經(jīng)過焊接認(rèn)識實(shí)習(xí)（含安全教育）后，可以安排CO2（MAG）實(shí)心焊絲的實(shí)訓(xùn)練習(xí)；隨后可以穿插CO2藥芯焊絲的實(shí)訓(xùn)練習(xí)；在講授過焊條電弧焊及焊條選擇的相關(guān)理論后，再安排換條電弧焊實(shí)訓(xùn)練習(xí)；最后進(jìn)行TIG 鎢極氬弧焊的實(shí)訓(xùn)練習(xí)。不僅打破傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)順序，并且大大壓縮了焊條電弧焊的課時(shí)比例，降低成本的同時(shí)又增加了其他先進(jìn)焊接技術(shù)的練習(xí)時(shí)間，與企業(yè)的要求相接軌。
2.焊接試件的順序
遵從由簡到繁，按部就班的練習(xí)順序：即先練習(xí)板狀試件，然后練習(xí)管板狀試件，最后練習(xí)管狀試件；難度也應(yīng)循序漸進(jìn)，先練直徑管然后逐漸減小管的直徑。
3.焊接位置的順序
從最簡單的船型焊開始過渡到立焊，然后是平焊和橫焊的練習(xí)，再次由仰焊練習(xí)過渡到45°斜固定無障礙焊練習(xí)，最后進(jìn)行固定加障礙焊練習(xí)。
4.焊接接頭形式的順序
在熟悉了T形接頭后進(jìn)行外角接頭練習(xí)，然后練習(xí)搭接焊練習(xí)，最后重點(diǎn)練習(xí)對接焊：在熟悉雙面焊后進(jìn)行單面焊雙面成型練習(xí)。
三、更新教學(xué)理念，采用“巡回指導(dǎo)”教學(xué)法
整合理論知識以夠用為準(zhǔn)。結(jié)合實(shí)踐操作進(jìn)行講解，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐融會貫通。鼓勵(lì)建設(shè)校外實(shí)訓(xùn)基地，通過校企合作，在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)車間為企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品，將教學(xué)成本轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)成本中，既降低了能耗，又使學(xué)生有了實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教結(jié)合并培養(yǎng)了學(xué)生吃苦耐勞的精神，有利于提高其綜合能力。
實(shí)訓(xùn)中的“巡回指導(dǎo)”教學(xué)法，有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題并予以糾正，從而避免材料的浪費(fèi)和做無用功?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”，實(shí)踐中學(xué)生往往出現(xiàn)蠻干卻忽視了開動腦筋的情況。教師多培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題的能力，使學(xué)生增強(qiáng)自信，增加學(xué)習(xí)的熱情和動力。
四、小結(jié)
本文通過分析，闡述了在焊接教學(xué)過程中應(yīng)采用理實(shí)合一的教學(xué)理念，采取建立校外實(shí)訓(xùn)基地、更新教學(xué)觀念，改變實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目順序等措施，尤其是不再堅(jiān)持以焊條電弧焊為主的傳統(tǒng)思路，堅(jiān)持高效低耗的學(xué)生培養(yǎng)方針?？傊?，以企業(yè)的需求作為學(xué)生培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)技工院校為社會、為行業(yè)和企業(yè)服務(wù)的辦學(xué)宗旨。
1. 船舶建造焊接工藝
現(xiàn)在造船中，主船體結(jié)構(gòu)、外設(shè)舾裝、管系等多數(shù)工作內(nèi)容均離不開焊接工藝。目前，主流船舶建造企業(yè)常用焊接方法主要包括CO2氣體保護(hù)焊、FCB法埋弧自動焊、埋弧自動焊、垂直氣電焊等等。
1.1.FCB法埋弧自動焊選用方法及注意要點(diǎn)
1.1.1適用范圍
（1）內(nèi)底板及外底板的平直拼板對接焊縫；
（2）舷側(cè)外板平直拼板對接焊縫；
（3）甲板平直拼板對接焊縫；
（4）內(nèi)旁板拼板對接焊縫；
（5）縱、橫艙壁拼板對接焊縫。
1.1.2焊接注意要點(diǎn)
（1）本焊接方法主要適用在平直分段流水線上焊接的拼板對接焊縫。
（2）焊接時(shí)，對接焊縫須垂直于流水線運(yùn)行方向。
（3）兩側(cè)板材存在板厚差時(shí)，板厚差須在焊接面的背面。
1.2埋弧自動雙面焊
1.2.1適用范圍
（1）平直甲板、平臺板、平直隔艙、艉封板拼板對接焊縫。
（2）小組立縱桁材、肋板拼板對接焊縫。
（3）上層建筑拼板對接焊縫。
（4）槽形艙壁、墩座垂直板與斜板拼板對接焊縫。
（5）大型“T排”腹板（焊縫長度≥1米）拼板對接焊縫。
1.2.2焊接注意要點(diǎn)
（1）焊接與水平傾角不大于10度的焊縫。
（2）不進(jìn)入平面分段流水線的拼板焊縫。
1.3垂直氣電焊
1.3.1適用范圍
（1）舷側(cè)外板平直部分大接縫立對接焊縫。
（2）槽形艙壁大接縫立對接焊縫。
（3）底邊水艙斜板大接縫斜對接縫。
（4）下墩垂直板、斜邊板大接縫立、斜對接焊縫。
（5）縱橫艙壁大接縫立對接焊縫。
1.3.2焊接注意要點(diǎn)
（1）焊接面必須為非構(gòu)架面
1.4 CO2氣體保護(hù)焊及埋弧自動焊
1.4.1適用范圍
（1）分段階段：內(nèi)底板、外板、舷側(cè)外板、甲板、斜板拼板對接焊縫（平面分段流水線上FCB法無法焊接的短焊縫和局部有線型的拼板焊縫）。
（2）總段制造、塢內(nèi)搭載階段：內(nèi)底板、甲板、平臺板的縱橫大接頭對接焊縫。
1.4.2焊接注意要點(diǎn)
（1）焊縫與水平傾角不允許大于10度
2. 焊縫檢驗(yàn)
2.1焊接缺陷種類及影響因素
2.1.1焊接缺陷的種類
焊接缺陷的種類較多，按其在焊縫中的位置不同，可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷。常見的焊接外部缺陷有：焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔、表面夾渣及焊接裂紋等。內(nèi)部缺陷有：氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透等。
2.1.2影響焊接質(zhì)量的因素
在船舶建造過程中，影響焊接質(zhì)量的因素很多，如鋼材和焊條質(zhì)量，坡口加工和裝配精度、坡口表面清理狀況及焊接設(shè)備、工藝參數(shù)、焊接技術(shù)、天氣狀況等等。任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)都會產(chǎn)生焊接缺陷，影響焊縫質(zhì)量。
2.2船舶焊接檢驗(yàn)的重要性
良好的船舶建造質(zhì)量是保證船舶安全航行與作業(yè)的重要條件。船體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求焊縫保證一定的強(qiáng)度，才能夠保證船舶的安全運(yùn)行。焊接質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)康氖菫榱思霸绨l(fā)現(xiàn)焊接缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。把焊接缺陷限制在一定的范圍內(nèi)，以確保船舶航行安全和水上人命財(cái)產(chǎn)安全。
2.3焊縫檢驗(yàn)內(nèi)容及常用方法
焊后檢驗(yàn)其主要內(nèi)容有：外觀檢驗(yàn)、無損檢驗(yàn)、力學(xué)性檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、焊縫晶間腐蝕檢驗(yàn)、致密性檢驗(yàn)、焊縫強(qiáng)度檢驗(yàn)。
船舶的焊后焊接質(zhì)量檢驗(yàn)主要是采用的非破壞性檢驗(yàn) （即無損探傷）。
2.3.1外觀檢驗(yàn)
焊接接頭的外觀檢驗(yàn)是一種手續(xù)簡便而又應(yīng)用廣泛的檢驗(yàn)方法，是成品檢驗(yàn)的一個(gè)重要內(nèi)容。外觀檢查主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。這種檢查一般是通過肉眼觀察，借助標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具來進(jìn)行檢驗(yàn)的。故有肉眼觀察法或目視法之稱。
2.3.2著色探傷
著色探傷是用來發(fā)現(xiàn)表面缺陷的一種無損檢驗(yàn)的方法。
著色探傷的基本原理是：在被檢工件表面涂覆某些滲透力強(qiáng)的滲透液，在毛細(xì)作用下，滲透液被滲入到工件表面開口的缺陷中，然后去除工件表面上多余的滲透液（保留滲透液到表面缺陷中的滲透液），再在工件表面上涂上一層顯象劑，缺陷中的滲透液在毛細(xì)作用下重新被吸到工件的表面，從而形成缺陷的痕跡。根據(jù)在白光下觀察到的缺陷顯示的痕跡，做出缺陷的評定。
2.3.3焊縫內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)
我們主要介紹船舶焊接質(zhì)量檢驗(yàn)中常用的超聲波探傷、射線探傷。
2.3.3.1超聲波探傷
超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。
超聲波探傷又稱超聲波檢驗(yàn)。它的優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度高、設(shè)備輕巧、使用靈活方便、探測速度快、效率高、成本低、對人體無害，所以它的應(yīng)用比X射線探傷還要廣泛。
2.3.3.2射線探傷
射線探傷又稱射線檢驗(yàn)：是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。它可以檢查金屬和非金屬及其制品的內(nèi)部缺陷。如焊縫中的的氣孔、夾渣、未焊透等體積性缺陷。
按使用的射線源種類不同，可分為X射線探傷、γ射線探傷和高能射線探傷等。目前造船工業(yè)中廣泛使用的是X射線照相法探傷。
2.3.4船舶密性實(shí)驗(yàn)
檢查船體外板及有密性要求的艙室的焊縫是否存在泄漏、滲漏情況的實(shí)驗(yàn)稱為船體密性實(shí)驗(yàn)。
根據(jù)船體結(jié)構(gòu)不同的被試部分，分別采用壓水、充氣、沖水試驗(yàn)等方法。
3. 提高船舶焊接工藝的幾點(diǎn)要素
3.1內(nèi)部管理
制定推進(jìn)計(jì)劃，確定責(zé)任部門并賦予相關(guān)權(quán)限，給予必須的資金支持，既定計(jì)劃執(zhí)行到位。
3.2外部協(xié)作
受公司自身客觀因素影響，對自身無法解決的問題，可以借助研究單位等力量，提高研究效果和效率。
3.3人才培養(yǎng)
加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)，提高其技能水平，是提高船舶焊接工藝的重要因素。
4. 結(jié)論
隨著更先進(jìn)焊接工藝的發(fā)展，船舶高效焊接技術(shù)的采用，可極大程度上提高生產(chǎn)效率，保證建造質(zhì)量，提高企業(yè)的整體競爭力。雖然前期設(shè)備投入成本較大，但從長遠(yuǎn)看，船舶建造的焊接高效化、流水化勢在必行。■
中圖分類號：U671 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0018-02
1 概述
在現(xiàn)代造船模式中的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是船舶焊接技術(shù)，盡可能壓縮造船周期是在船舶工業(yè)領(lǐng)域中所面臨的永恒主題。我國已經(jīng)是世界焊接大國，借助現(xiàn)代化先進(jìn)船舶焊接技術(shù)，可以有效控制造船成本，提升造船效率，確保船舶質(zhì)量，對于促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提升具有重要現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)代化先進(jìn)船舶高效焊接技術(shù)涉及船舶制造工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)數(shù)控下料、大中小合攏、平面分段、曲面分段以及管線法蘭焊接等內(nèi)容，除此之外，還會牽動諸如鋼鐵、金屬熱切割以及保護(hù)氣體等焊接產(chǎn)業(yè)鏈，總而言之，船舶焊接技術(shù)在船舶制造過程中的地位不容小覷，是一項(xiàng)具有極強(qiáng)專業(yè)性及技術(shù)性的系統(tǒng)性工程。
2 船舶焊接技術(shù)及發(fā)展
我國船舶工業(yè)“十一五”計(jì)劃目標(biāo)于2010年順利實(shí)現(xiàn)，并積極著手“十二五”規(guī)劃。我國當(dāng)前已經(jīng)制訂了一系列有關(guān)船舶制造焊接的政策及指導(dǎo)規(guī)范，為確保我國造船焊接技術(shù)的健康迅猛發(fā)展提供可靠性保障。我國造船工業(yè)高效焊接技術(shù)在主管部門及相關(guān)技術(shù)人員的共同努力之下已經(jīng)取得階段性進(jìn)展，并以統(tǒng)籌規(guī)劃、分類指導(dǎo)以及整體推進(jìn)為指導(dǎo)方針，積極推廣高效、節(jié)能及環(huán)保焊接新技術(shù)及新設(shè)備，并已經(jīng)取得階段性進(jìn)展。
2.1 焊接材料及設(shè)備
我國積極推進(jìn)船舶焊接材料及設(shè)備的研發(fā)工作，當(dāng)前已經(jīng)在船舶專用高強(qiáng)鋼厚板焊接抗裂藥芯焊絲方面取得一定成績，已經(jīng)有一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新焊接技術(shù)項(xiàng)目，并在實(shí)踐中得以應(yīng)用，國產(chǎn)高強(qiáng)鋼厚板專用焊接材料靠進(jìn)口的時(shí)代已經(jīng)過去；單絲及雙絲船舶專用氣電垂直焊機(jī)等設(shè)備已經(jīng)在實(shí)踐中逐步得到推廣，是當(dāng)前我國船舶制造領(lǐng)域中不可或缺的重要設(shè)備之一；在船舶焊接領(lǐng)域中引入擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的平面分段裝焊流水線，開創(chuàng)我國大規(guī)模自動化焊接技術(shù)新時(shí)代；船舶制造領(lǐng)域中引進(jìn)數(shù)字化逆變焊機(jī)，促進(jìn)我國船舶焊接技術(shù)數(shù)字化進(jìn)程的順利推進(jìn)。
船舶制造中，焊接時(shí)瞬間內(nèi)應(yīng)力、焊后殘余應(yīng)力的產(chǎn)生是不可避免的。但在實(shí)際制造中，焊接變形控制往往是企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，通常采用一些支撐、卡具來強(qiáng)化剛性，進(jìn)而達(dá)到變形控制的目的，但是這些支撐和卡具卻往往會進(jìn)一步增大焊后應(yīng)力。對于一些截面慣性矩較大、板厚較大的剛性構(gòu)件，雖然焊接變形較小，但卻會有較大的焊接內(nèi)應(yīng)力，甚至造成裂紋的產(chǎn)生。因此，對于那些焊接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、截面大、鋼材強(qiáng)度高、使用條件惡劣及約束度大的重要結(jié)構(gòu)，保證焊接應(yīng)力控制的質(zhì)量就成為重點(diǎn)。焊接應(yīng)力控制的目的主要是促進(jìn)局部應(yīng)力峰值的降低，來使其分布均勻。常用的焊接應(yīng)力控制技術(shù)包括應(yīng)力熱處理法、振動時(shí)效技術(shù)、爆炸法、液壓超載法、錘擊法。其中，振動時(shí)效技術(shù)的應(yīng)用最為普遍。我國自20世紀(jì)70年代開始振動時(shí)效技術(shù)的研發(fā)，至今已有許多成功案例。其相比于應(yīng)力熱處理法，設(shè)備投資少，降低能耗90%，且工期已從原先的10多小時(shí)縮減至1小時(shí)之內(nèi)。同時(shí)，振動時(shí)效技術(shù)尺寸精度穩(wěn)定、無氧化，可取得較好的應(yīng)力消除效果。通過國v內(nèi)相關(guān)研究表明，振動時(shí)效技術(shù)可消除焊接應(yīng)力達(dá)50%～70%。
為促進(jìn)焊接技術(shù)的進(jìn)一步提高，江門市南洋船舶工程有限公司積極開展新產(chǎn)品及新技術(shù)的研發(fā)，積極致力于焊接作業(yè)機(jī)械化及自動化水平的不斷提升，在大型或超大型船舶制造方面，主要使用厚度為16～36mm的鋼板，同時(shí)考慮到船舶制造業(yè)中焊接人員工作調(diào)動較為頻繁，員工整體專業(yè)技術(shù)水平有限的實(shí)際情況，積極組織專業(yè)技能培訓(xùn)，提高員工薪金待遇，吸引更多優(yōu)秀人才，為船舶焊接質(zhì)量不斷提升提供切實(shí)保障，促進(jìn)焊接機(jī)械化及自動化水平不斷提升。
不僅如此，還積極尋求跨行業(yè)合作機(jī)會，在船舶焊接工藝及設(shè)備研發(fā)方面創(chuàng)造性地提出產(chǎn)學(xué)研合作形式，尤其是在節(jié)能減排方面，主動將那些能耗高、效率低的焊接設(shè)備予以淘汰，引入逆變手工焊，用更加綠色環(huán)保的等離子氣刨機(jī)取代之前的碳弧氣刨設(shè)備，這樣可以實(shí)現(xiàn)對碳粉及有害氣體的有效控制，不但可以有效地控制船舶制造焊接成本，而且還可以顯著降低對環(huán)境的污染。此外還積極致力于雙絲二氧化碳橫向自動焊接工藝及設(shè)備、雙絲擺動垂直氣電自動焊等技術(shù)的研發(fā)工作。
2.2 新型焊接材料
隨著現(xiàn)代化技術(shù)水平的不斷提升，我國造船業(yè)焊接自動化及半自動化水平也顯著提高，并在埋弧焊工藝方面成功推出三絲及四絲等單面焊雙面成型技術(shù)，除此之外，在埋弧焊用焊劑方面，為確保新船型低合金鋼建造現(xiàn)實(shí)需求得到切實(shí)滿足，成功研發(fā)出堿性燒結(jié)型焊劑。作為一種高效、低價(jià)的新型焊接材料，藥芯焊絲的熔敷率已經(jīng)超出80%，相比較于之前的實(shí)心焊絲，其生產(chǎn)效率也提升了近兩倍，隨著相關(guān)研究的日益深入，又新研發(fā)出一系列擁有自主知識產(chǎn)權(quán)且功能更加齊全的藥芯焊絲及氣電垂直焊專用藥芯焊絲，與國際水平之前的差距越來越小，在國際上影響力日益提升。
2.3 船舶焊接機(jī)器人
目前我國已經(jīng)成功研發(fā)出船舶焊接機(jī)器人，并在船舶型材裝焊流水線及管子裝焊流水線中得到廣泛應(yīng)用；為確保焊接質(zhì)量，提升焊接作業(yè)效率，改進(jìn)作業(yè)條件，在此基礎(chǔ)之上已經(jīng)著手研發(fā)船舶特種工況中應(yīng)用的智能型焊接機(jī)器人。
除此之外，我國早已成立船舶工業(yè)高效焊接技術(shù)指導(dǎo)小組，主要負(fù)責(zé)船舶焊接領(lǐng)域的技術(shù)指導(dǎo)、組織、規(guī)劃及協(xié)調(diào)，組織相關(guān)工作人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，增進(jìn)對焊接技術(shù)的掌握的熟練程度，充分認(rèn)識到船舶焊接技術(shù)對于造船業(yè)的重要性，進(jìn)一步擴(kuò)大造船高效焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍。為滿足建造諸如豪華型鋁合金船、化學(xué)品船以及海上鋼結(jié)構(gòu)船等技術(shù)含量更高、造型更加新穎的現(xiàn)代化科技型船舶的實(shí)際需求，必須對船舶焊接技術(shù)予以高度重視，可以說，高質(zhì)量、高水平的焊接技術(shù)是成功制造這些產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。當(dāng)前我國部分具有一定實(shí)力的船廠已經(jīng)開始著手鋁合金、低合金高強(qiáng)鋼、高鎳合金、超低碳不銹鋼以及不銹復(fù)合鋼等新材料的焊接工藝的相關(guān)研究工作。
3 結(jié)語
綜上所述，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，我國已經(jīng)步入世界焊接大國行列，在造船領(lǐng)域中位居世界前三，但依然稱不上是焊接強(qiáng)國。造船焊接工藝方法多樣化一直是擺在造船焊接技術(shù)人員面前的重大課題。當(dāng)前我國的造船焊接工藝及方法已經(jīng)超過40種，已經(jīng)獲取船級社的認(rèn)可。高效焊接技術(shù)不但可以在散貨船、集裝箱船以及油船等主力船型中進(jìn)行應(yīng)用，而且還廣泛應(yīng)用于液化天然氣船、大型散裝箱船、液化石油氣船以及大型油船等。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號：TB
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.10.094
船舶制造是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對于船舶制造過程中存在的焊接變形現(xiàn)象，我們要加以關(guān)注并深入地研究，由于船舶制造過程中的焊接質(zhì)量與船舶整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、工作性能等方面有直接的影響和關(guān)聯(lián)，而對于船舶制造過程中出來的焊接變形無法通過某一項(xiàng)單一的措施，來加以防范和應(yīng)對，需要綜合分析船舶制造中焊接的影響因素，結(jié)合船舶焊接不同部位的特點(diǎn)，采用科學(xué)有效的焊接加工工藝和技術(shù)，更好地減少船舶制造中焊接變形的不良現(xiàn)象，更好地提升船舶制造的精度。
1船舶制造過程中焊接質(zhì)量的問題表現(xiàn)分析
1.1焊接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足
在船舶制造過程中，船舶的強(qiáng)度和硬度尤其關(guān)鍵，它是決定焊接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要衡量指標(biāo)，如果船舶的強(qiáng)度和硬度方面存在缺陷或不足，則會極大地影響焊接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于焊接材料以及傳統(tǒng)焊接技術(shù)的不足，船舶焊接的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性還存在不足，對于船舶制造的整體質(zhì)量有較大的影響。
1.2焊接材料性能存在不足
在我國船舶制造工藝加工之中，焊接材料及其設(shè)備的配置還存在明顯的不足，這較大地影響了船舶制造的質(zhì)量。隨著船舶制造業(yè)的精度要求不斷提高，對于焊接質(zhì)量的要求也隨之提升，而焊接材料缺乏優(yōu)質(zhì)性能，這就極大地降低了焊接部位的穩(wěn)定性。如：大型輪船要求多絲埋弧單面焊的焊絲和焊劑；對船舶的骨角焊縫加工需要采用防銹蝕的焊接材料等。
1.3焊接技術(shù)人員的專業(yè)化水平不足
我國船舶制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，焊接技術(shù)人員的專業(yè)焊接水平還偏低，相對于國外先進(jìn)國家的焊接施工技術(shù)而言，還有一定的差距，由于焊接新工藝和新工藝不斷涌現(xiàn)，如果焊接技術(shù)人員缺少足夠的專業(yè)知識和技能，則無法勝任船舶制造過程中的焊接工作，難以實(shí)現(xiàn)對焊接質(zhì)量的高效控制。
2船舶制造中焊接質(zhì)量問題的影響因素及其解決措施
2.1氣孔
在船舶制造的焊接過程中，焊接時(shí)所產(chǎn)生的氣孔是一種常見而普遍存在的問題，這是由于在焊接施工的過程中，部分熔池內(nèi)的氣泡沒有充分、及時(shí)溢出，在船體金屬材料逐漸冷卻凝固的過程中，這些留存在熔池內(nèi)的氣泡就成了空穴，成了焊接質(zhì)量缺陷。造成這種焊接質(zhì)量問題的影響因素，主要在于以下幾點(diǎn)：（1）焊接的邊緣部位殘留有水分、金屬銹蝕或油漬。（2）焊接施工操作沒有依照規(guī)定的程序和流程，進(jìn)行嚴(yán)格的焊接操作施工，導(dǎo)致焊接的焊條的烘焙度不足。（3）焊接施工操作時(shí)存在焊芯銹蝕的現(xiàn)象。（4）焊接施工中的電壓控制不合理。對于焊接中產(chǎn)生的氣孔缺陷性問題，要注重對焊接截面的合理控制，并根據(jù)焊接的施工情況，選取針對性的措施，以規(guī)避氣泡的產(chǎn)生。
2.2夾渣
在船舶制造的焊接施工過程中，這種夾渣現(xiàn)象和問題會極大地降低焊接的致密性，同時(shí)也降低焊接部位的強(qiáng)度，不利于船舶制造的整體質(zhì)量的提升。出現(xiàn)這個(gè)焊接質(zhì)量問題的影響因素，主要包括有以下幾種：（1）焊接的施工速度控制不當(dāng)，出現(xiàn)焊接過快的現(xiàn)象。（2）焊接施工過程中的電流過小，也會導(dǎo)致夾渣現(xiàn)象的出現(xiàn)。（3）焊接施工過程中，如果焊縫的邊緣有氧割，也會出現(xiàn)夾渣的問題。對于焊接中出現(xiàn)的夾渣缺陷性問題，首先要選擇適宜的坡口尺寸，整理并清潔焊接的邊緣部位；然后還要注重控制好焊接施工的速度，確保焊接施工中的融化狀態(tài)與焊接的匹配性。
2.3咬邊
在船舶制造的過程中，焊接材料存在凹陷的現(xiàn)象，就會使焊接出現(xiàn)接頭，使焊接連續(xù)的強(qiáng)度無法達(dá)到規(guī)定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，從而降低船舶制造的質(zhì)量。產(chǎn)生這種焊接質(zhì)量問題的因素，主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）焊接施工過程中的焊接速度控制不當(dāng)所導(dǎo)致的，如果焊接的運(yùn)動速度過快，則會使焊接出現(xiàn)“咬邊”的現(xiàn)象。（2）焊接施工中的電流控制不當(dāng)所導(dǎo)致的。對于焊接施工中存在的“咬邊”缺陷性問題，要認(rèn)真分析焊接施工中的荷載狀態(tài)、應(yīng)力狀況等，合理控制焊接的速度，實(shí)現(xiàn)對焊接軌道的平整度控制。
2.4未熔合和焊透
在船舶制造中的焊接過程中，存在材料和焊件之間沒有充分焊接的現(xiàn)象，這種焊接問題對于船舶制造的質(zhì)量有較大的影響。產(chǎn)生這種焊接問題的因素主要表現(xiàn)為：（1）焊接施工中的速度控制不當(dāng)，導(dǎo)致焊接速度過快而產(chǎn)生未完全熔合和焊透。（2）焊接施工過程中的電流控制不當(dāng)，電流過小也會導(dǎo)致焊接未完全熔合和焊透。（3）材料的直徑超過了一定的范圍，導(dǎo)致焊接時(shí)的坡度過小，無法充分熔合和焊透。對于這種焊接缺陷性問題，要注意焊接施工的速度控制，使焊接的擺動與熔合狀態(tài)相契合，同時(shí)也還要注意控制坡口的尺寸。
2.5焊接裂紋
在船舶制造過程中的焊接施工之中，船舶結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大小不同的裂紋，會極大地影響船舶整體的美觀，也存在較大的安全隱患。其產(chǎn)生的影響因素主要在于焊接施工過程中的速度控制不當(dāng)以及焊接深度控制不當(dāng)。對于焊接裂紋的缺陷性問題，應(yīng)當(dāng)采用修補(bǔ)的方式，以減少焊接裂紋的擴(kuò)散。
3船舶制造中焊接質(zhì)量提升的具體措施
3.1注重焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
在船舶制造的焊接過程中，要重視焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作內(nèi)容，要依照船舶制造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，選取最為適宜的船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，注重焊接點(diǎn)位置的合理選擇，并注重對船舶整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以最大程度上提高船舶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.2優(yōu)化焊接設(shè)備和焊接材料
在船舶制造的焊接施工技術(shù)運(yùn)用中，要重視焊接設(shè)備的優(yōu)化和焊接材料的合理選用。隨著高效焊接方法的不斷普及，高效的焊接設(shè)備也在不斷地進(jìn)行升級，原有的旋轉(zhuǎn)式直流焊機(jī)已經(jīng)被淘汰，替之以高效的整流交直流弧焊機(jī)、逆變弧焊機(jī)、CO2半自動焊機(jī)等。對于船舶制造中的焊接材料的選用，也不斷向機(jī)械化和自動化的方向發(fā)展，普遍采用了藥芯焊絲、實(shí)芯焊絲等焊接材料，品種相對齊全。然而，我國在高速焊、多絲埋弧焊等方面的專用焊絲還無法自主生產(chǎn)，還依賴于國外進(jìn)口。
3.3優(yōu)化焊接專業(yè)化操作水平
在船舶制造的焊接技術(shù)應(yīng)用中，要提升焊接人員的專業(yè)化操作水平，要掌握新的焊接工和焊接方法，掌握焊接不同工藝的具體操作要領(lǐng)，并強(qiáng)化焊接檢驗(yàn)，調(diào)整和改進(jìn)焊接中存在的問題，確保焊接的有效性。
4結(jié)束語
綜上所述，在我國的船舶制造業(yè)之中，焊接施工工藝和流程是不可缺少的系統(tǒng)化工程，在這個(gè)焊接施工操作之中，焊接材料、焊接設(shè)備、焊接人員都是不可缺少的關(guān)鍵要素，我們要分析焊接施工中存在的缺陷性問題，探索焊接質(zhì)量問題的解決對策，并從各個(gè)方面，提升船舶制造中焊接的質(zhì)量，推進(jìn)我國的航運(yùn)事業(yè)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]王平.影響船舶制造中焊接質(zhì)量的因素及對策經(jīng)驗(yàn)談[J].民營科技，2014，（07）.
2高端裝備制造對焊接材料和焊接技術(shù)的需求與挑戰(zhàn)
在高端裝備制造過程中，需要對焊接技術(shù)和焊接材料等兩方面進(jìn)行深入介紹?，F(xiàn)如今，從焊接材料的種類上進(jìn)行分析，主要有低合金鋼，不銹鋼，鋁合金以及鈦合金等材料，這些焊接材料主要用于釬焊以及特征焊為主。從材料的技術(shù)形態(tài)上看，主要有絲狀、條狀以及帶狀等等。從這些因素上可以看出，高端裝備制造工程對于焊接材料的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求比較嚴(yán)格，同時(shí)其復(fù)雜性也比較突出。需要對材料的技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行明確和保證。通常情況下，材料的技術(shù)性能指標(biāo)需要達(dá)到一定的穩(wěn)定性和高效性，這樣才能保證焊接材料達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。高端裝備制造對焊接材料的技術(shù)性能也提出了一定的挑戰(zhàn)，首先，在研發(fā)方面，焊接材料技術(shù)發(fā)展中所面臨的最大挑戰(zhàn)就是焊接材料的成分、組織以及性能之間關(guān)系的處理。其次，在實(shí)際的材料生產(chǎn)制備中，所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要有三點(diǎn)：①高端裝備制造原材料和輔助材料的質(zhì)量需要進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。②制高端裝備制造焊接技術(shù)和相應(yīng)的焊接裝備性能也是不可忽視的重要因素。③由于焊接材料的系統(tǒng)性比較強(qiáng)，因此焊接材料制備技術(shù)的研究非常重要，不容忽視。每一個(gè)焊接技術(shù)環(huán)節(jié)都應(yīng)該嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。其中包括焊條大壓力壓涂技術(shù)，劑匹配技術(shù)以及燒結(jié)焊劑的造粒技術(shù)等等。從比較典型的拉絲工藝上看，國內(nèi)的研究所受到的影響因素較多。為了對拉絲工藝進(jìn)行優(yōu)化，需要選擇科學(xué)合理的配劑，以及拉絲的制定工藝等等。④在焊接材料和焊接技術(shù)的質(zhì)量控制方面也面臨著一定的挑戰(zhàn)。具體來說可以從兩個(gè)方面來闡述：第一，現(xiàn)如今，信息化和智能化技術(shù)比較發(fā)達(dá)，但是從焊接技術(shù)的控制方面來看，在線質(zhì)量檢測技術(shù)的落后現(xiàn)象比較嚴(yán)重，焊接技術(shù)檢測還只是停留在對幾何尺寸進(jìn)行檢測，深入程度不夠。所以，在實(shí)際的工作中，對于焊絲的應(yīng)力以及變形的情況等方面還無法進(jìn)行詳細(xì)地檢測。第二，焊接材料的工藝性對于焊接技術(shù)的發(fā)展也提出了較高的要求，但是焊接技術(shù)中涉及到的焊接工藝參數(shù)和材料的質(zhì)量無法達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，不能從本質(zhì)上對焊接功能和材料工藝進(jìn)行解釋，可見，焊接工作的質(zhì)量控制方面還不健全，亟待改善。
3高端裝備制造的新型焊接技術(shù)
3.1活性化焊接技術(shù)
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深淺、對材料成分敏感的缺點(diǎn)。與普通TIG焊方法相比，相同的焊接參數(shù)，活性劑能使熔深增加200％~300％，焊接時(shí)間減少50％，焊接效率提高2-6倍，焊接成本也相應(yīng)減少，在高端裝備制造的焊接作業(yè)中能夠發(fā)揮很好的作用。
3.2高速焊接技術(shù)
高效焊接技術(shù)一直是高端裝備制備焊接技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向，目前已經(jīng)取得了一些成就，例如熔化極等離子弧焊接技術(shù)，這種技術(shù)綜合了熔化極氣體保護(hù)焊和等離子弧焊的優(yōu)點(diǎn)，非常適宜鋁鎂等輕金屬及合金的焊接。在焊接薄板時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高速焊，例如對2mm鋁板，焊接速度可達(dá)3000mm/min；對于厚板連接，其熔敷效率高，參數(shù)范圍廣，焊接過程穩(wěn)定。由于等離子弧對接頭區(qū)的充分清理作用，焊縫中氣孔缺陷明顯較少，尤其適合在高端裝備這種對焊接質(zhì)量要求較高的焊接作用中使用。
中圖分類號：TG45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0063-01
以焊接業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)廠利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備大大提高了焊接質(zhì)量與效率，降低了焊接成本，提高了市場競爭力，使企業(yè)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。高效、節(jié)能的焊接技術(shù)利用率高，典型的方法有CO2氣體保護(hù)焊和埋弧焊等，這些技術(shù)方法投資回收期較短，可以有效降低焊材消耗，對于創(chuàng)建節(jié)約型社會具有重要的促進(jìn)作用。
1 工程機(jī)械焊接工藝現(xiàn)狀
1.1 焊接方法及其工藝現(xiàn)狀
焊接是一門重要的基礎(chǔ)工藝，雖然只有不足百年的歷史，但它的發(fā)展十分迅速，尤其是20世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新的焊機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前，普遍采用的焊接方法有埋弧自動焊與CO2/MAG氣體保護(hù)焊。埋弧自動焊電流密度大，焊接時(shí)熔深大，焊接速度是手工電弧焊的5～6倍，焊縫外型美觀，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，埋弧自動焊多用于中厚板長直焊縫或環(huán)焊縫。在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件焊接工藝中，采用自動（半自動）CO2氣體保護(hù)焊工藝約占70%左右（以重量計(jì)），氣體保護(hù)焊同樣具有埋弧自動焊電流密度大、焊接時(shí)熔深大的優(yōu)點(diǎn)，此外，它還采用了富Ar混合氣體，熔渣和飛濺很少，大大節(jié)省了清理時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
1.2 焊接設(shè)備使用現(xiàn)狀
改革開放前，國內(nèi)工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件的焊接主要采用的是在地板或焊接平臺上翻個(gè)的方式，生產(chǎn)效率低下，焊縫美觀度不足。改革開放以后，外資企業(yè)陸續(xù)在國內(nèi)設(shè)廠生產(chǎn)，帶來了新的焊接裝備，為我國焊接事業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。此后，國內(nèi)開始著手焊接變位機(jī)的研究與開發(fā)工作，使焊接變位機(jī)的使用逐漸普遍。隨著市場競爭的日益激烈，焊縫的外觀質(zhì)量成為用戶評價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，而變位機(jī)的使用可以取得立焊、橫焊、仰焊等難以達(dá)到的效果，有效提高了焊接的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效果和安全系數(shù)。
隨著人類對能源的需求越來越大，世界能源危機(jī)日益突出，與能源相關(guān)的制造業(yè)也開始尋求自動化焊接技術(shù)，在這樣的背景下，焊接機(jī)器人逐漸嶄露頭角。機(jī)器人有著人工無法取代的優(yōu)勢，它可降低企業(yè)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)和精度、通用性強(qiáng)、工作效率高、速度快、穩(wěn)定可靠，可以工作長達(dá)10～15年，自動化水平極高。焊接機(jī)器人改善了工人的勞動條件，節(jié)約了人力成本，提高了生產(chǎn)效率，使制造企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。焊接機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)和兵器工業(yè)等行業(yè)，工程機(jī)械行業(yè)所擁有的弧焊機(jī)器人占30%僅次于汽車制造行業(yè)的37%。海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2014年上半年我國工業(yè)機(jī)器人進(jìn)口數(shù)量規(guī)模達(dá)到34714臺，同比增長92%，遠(yuǎn)超過預(yù)期50%左右的增長速度。而2014年我國制造業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到35臺/萬人，仍然遠(yuǎn)低于制造業(yè)發(fā)達(dá)國家水平，低于世界平均水平58臺，這說明工業(yè)機(jī)器人在我有著巨大的市場空間。
2 工程機(jī)械焊接工藝發(fā)展趨勢
2.1 工程機(jī)械焊接技術(shù)發(fā)展趨勢
當(dāng)前高效節(jié)能的CO2氣體保護(hù)焊工藝在工程機(jī)械行業(yè)焊接工藝中的自動化程度還不是很高，工程機(jī)械廠在推進(jìn)CO2焊接工藝的同時(shí)，還要積極進(jìn)行技術(shù)改造，在能源危機(jī)的背景下，大力推廣低成本自動焊，采用自動（半自動）逆變CO2氣體保護(hù)焊機(jī)和埋弧自動焊等節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效的焊接工藝，在CO2氣體保護(hù)半自動焊接基礎(chǔ)上，加大自動焊接對規(guī)則焊縫進(jìn)行焊接的使用面，推進(jìn)自動化焊接的發(fā)展。隨著焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，新的工藝方法不斷涌現(xiàn)，如脈沖氣體保護(hù)焊機(jī)配富Ar氣體的無飛濺焊接，焊縫成型美觀；雙絲氣體保護(hù)焊接是由奧地利Fronius公司開發(fā)的最新的高速M(fèi)GA焊接系統(tǒng)，它的最大優(yōu)勢在于焊接速度高且焊縫成型美觀，且其成本低于埋弧焊，具有廣泛的應(yīng)用前景。未來電阻焊接技術(shù)則以中、大功率為主要研究內(nèi)容及發(fā)展方向，電磁兼容技術(shù)將在焊接設(shè)備中得到推廣應(yīng)用，自動化焊接技術(shù)將得到長足發(fā)展。
2.2 工程機(jī)械焊接設(shè)備發(fā)展趨勢
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，焊接設(shè)備得到了長足的發(fā)展，我國的焊接設(shè)備正向自動化、智能化、高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。CO2焊機(jī)生產(chǎn)效率高，與手工電弧焊接相比，其生產(chǎn)效率要高出數(shù)倍，且其節(jié)電顯著、生產(chǎn)成本低，焊縫成形美觀，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。有調(diào)查顯示，我國生產(chǎn)的焊機(jī)以手工電弧焊機(jī)為主，約占焊機(jī)總量的80%左右，而僅有一小部分為CO2焊機(jī)，焊機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、產(chǎn)品種類較少，且焊機(jī)的自控及數(shù)化程度有待提高。未來宜大力發(fā)展逆變式焊接電源和自動、半自動焊機(jī)、CO2焊機(jī)。
專用焊接成套設(shè)備、焊接機(jī)器人、輔助機(jī)具等將是未來發(fā)展的重點(diǎn)方向。采用焊接機(jī)器人或著焊接專機(jī)來代替焊工進(jìn)行操作，改善了工人的勞動條件，節(jié)約了人力成本，提高了生產(chǎn)效率，可以獲得較好的焊縫質(zhì)量。機(jī)器人代替人類從事重復(fù)性勞動工作，是未來提升制造業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的必然趨勢，同時(shí)也是勞動成本日益增加的企業(yè)轉(zhuǎn)型之道。但焊接機(jī)器人，只是機(jī)械手，它本身并不能獨(dú)立完成工作，還需要變位機(jī)、專用夾等設(shè)備的配合組成焊接機(jī)器人工作站，從而提高焊接質(zhì)量和工作效率，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。自動焊接專機(jī)是針對某一類型工程機(jī)械開發(fā)的降成本自動化設(shè)備，與焊接機(jī)器人相比，焊接專機(jī)具有操作簡便、易于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且設(shè)備可靠性高、使用費(fèi)用低，越來越受到人們的青睞，將是焊接設(shè)備未來發(fā)展的重要方向。
3 結(jié)語
我國正處于改革發(fā)展和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時(shí)期，工業(yè)化發(fā)展到一定程度以后，國家工業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長在很大程度上將取決于工藝水平及裝備。高效、節(jié)能、環(huán)保、安全、可靠將是未來工程機(jī)械發(fā)展的重要趨勢。我國焊接技術(shù)一方面要不斷研制新的焊接方法及焊接設(shè)備，同時(shí)還要不斷提高焊接的自動化水平，實(shí)現(xiàn)焊機(jī)程序控制、數(shù)字控制，推廣和擴(kuò)大焊接機(jī)器人、專用焊機(jī)的使用，改善焊接安全條件、提高焊接生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。我們要銳意進(jìn)取，抓住機(jī)遇，采用新技術(shù)、新裝備，努力促進(jìn)焊接技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
