时间:2023-02-28 15:59:23
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇焊接技术论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
Ti(C,N)基金属陶瓷性能特点及应用现状
Ti(C,N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一类新型工模具材料。按其组成和性能不同可分为:①成分为TiCNiMo的TiC基合金;②添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金属(如Co)的强韧TiC基合金;③添加TiN的TiCTiN(或TiCN)基合金;④以TiN为主要成分的TiN基合金。
Ti(C,N)基金属陶瓷的性能特点如下:
(1)高硬度,一般可达HRA91~93.5,有些可达HRA94~95,即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。
(2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨损能力,在高速切削钢料时磨损率极低,其耐磨性可比WC基硬质合金高3~4倍。
(3)有较高的抗氧化能力,一般硬质合金月牙洼磨损开始产生温度为850~900℃,而Ti(C,N)基金属陶瓷为1100~1200℃,高出200~300℃。TiC氧化形成的TiO2有作用,所以氧化程度较WC基合金低约10%。
(4)有较高的耐热性,Ti(C,N)基金属陶瓷的高温硬度、高温强度与高温耐磨性都比较好,在1100~1300℃高温下尚能进行切削。一般切削速度可比WC基硬质合金高2~3倍,可达200~400m/min。
(5)化学稳定好,Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削时,在刀具与切屑、工件接触面上会形成Mo2O3、镍钼酸盐和氧化钛薄膜,它们都可以作为干剂来减少摩擦。Ti(C,N)基合金与钢不易产生粘结,在700~900℃时也未发现粘结情况,即不易产生积屑瘤,加工表面粗糙度值较低。
Ti(C,N)基金属陶瓷在具有良好综合性能的同时还可以节约普通硬质合金所必需的Co、Ta、W等贵重稀有金属材料。随着人类节约资源推行“绿色工业”进程的加快,Ti(C,N)基金属陶瓷必会成为一种大有前途的工具材料。目前,Ti(C,N)基金属陶瓷材料得到世界各国尤其是日本的广泛深入研究,一些国家已在积极应用和推广这种刀具材料,世界各主要硬质合金生产厂家都推出了商品牌号的含氮金属陶瓷。如日本三菱综合材料公司开发的NX2525牌号超细微粒金属陶瓷的硬度达到92.2HRA,抗弯强度达2.0GPa,兼具高硬度和高韧性。我国在“八五”期间也成功研制出多种牌号的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具,并批量上市,现已发展成为独立系列的一类刀具材料。
金属陶瓷与金属焊接的技术方法
在工业加工生产中,切削加工刀具的刀片与刀杆的连接方式有两种:焊接式和机夹式。刀具的刀片和刀杆连接的好坏直接影响刀具的使用寿命。宋立秋等通过实验研究表明:选用焊接式连接刀片和刀杆时,刀具耐用度高;选用机夹式时,刀具耐用度低。由于Ti(C,N)基金属陶瓷属于脆性材料,熔点比金属高,其线膨胀系数与金属相差较大,使得Ti(C,N)基金属陶瓷刀片与刀杆焊后接头中的残余应力很高,加之与金属的相容性较差,使得金属陶瓷与金属的焊接性较差,一般焊接方法和工艺很难获得满意的焊接接头,目前,采用钎焊和扩散焊对金属陶瓷与金属进行连接已获得成功。随着研究的不断深入,又出现了许多新方法及工艺,以下在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时,指出其优缺点和研究方向。
1熔化焊
熔化焊是应用最广泛的焊接方法,该方法利用一定的热源,使连接部位局部熔化成液体,然后再冷却结晶成一体。焊接热源有电弧、激光束和电子束等。目前Ti(C,N)基金属陶瓷熔化焊主要存在以下两个问题有待解决:一是随着熔化温度的升高,流动性降低,有可能促进基体和增强相之间化学反应(界面反应)的发生,降低了焊接接头的强度;另一问题是缺乏专门研制的金属陶瓷熔化焊填充材料。
1)电弧焊
电弧焊是熔化焊中目前应用最广泛的一种焊接方法。其优点是应用灵活、方便、适用性强,而且设备简单。但该方法对陶瓷与金属进行焊接时极易引起基体和增强相之间的化学反应(界面反应)。由于Ti(C,N)基金属陶瓷具有导电性,可以直接焊接,对Ti(C,N)基金属陶瓷与金属电弧焊的试验研究表明是可行的,但需要解决诸如界面反应、焊接缺陷(裂纹等)和焊接接头强度低等问题。
2)激光焊
激光焊是特殊及难焊材料焊接的一种重要焊接方法。由于激光束的能量密度大,因此激光焊具有熔深大、熔宽小、焊接热影响区小、降低焊件焊接后的残余应力和变形小的特点,能够制造高温下稳定的连接接头,可以对产品的焊接质量进行精确控制。激光焊接技术已经成功应用于真空中烧结的粉末冶金材料。据报道,Mittweida激光应用中心开发了一种双激光束焊接方法。它用两束激光工作,一束激光承担工件的预热,另一束激光用于焊接。用这种双激光束焊接方法可以实现各种几何体的连接,并且不会降低原材料的强度和高温性能,焊接时间仅需数分钟。该方法可有效防止焊接过程中热影响区裂纹的产生,适用于Ti(C,N)基金属陶瓷与金属的焊接,但对工装夹具、配合精度及焊前准备工作要求较高,设备投资昂贵,运行成本较高,需要进一步提高其工艺重复性和可靠性。
3)电子束焊
电子束焊是一种利用高能密度的电子束轰击焊件使其局部加热和熔化而焊接起来的方法。真空电子束焊是金属陶瓷与金属焊接的有效焊接方法,它具有许多优点,由于是在真空条件下,能防止空气中的氧、氮等的污染;电子束经聚焦能形成很细小的直径,可小到Φ0.1~1.0mm的范围,其功率密度可提高到107~109W/cm2。因此电子束焊具有加热面积小、焊缝熔宽小、熔深大、焊接热影响区小等优点。但这种方法的缺点是设备复杂,对焊接工艺要求较严,生产成本较高。目前针对Ti(C,N)基金属陶瓷与金属的电子束焊接技术还处于实验阶段。
2钎焊
钎焊是把材料加热到适当的温度,同时应用钎料而使材料产生结合的一种焊接方法。钎焊方法通常按热源或加热方法来分类。目前具有工业应用价值的钎焊方法有:(1)火焰钎焊;(2)炉中钎焊;(3)感应钎焊;(4)电阻钎焊;(5)浸渍钎焊;(6)红外线钎焊。钎焊是Ti(C,N)基金属陶瓷与金属连接的一种主要焊接方法,钎焊接头的质量主要取决于选用合适的钎料和钎焊工艺。李先芬等对Ti(C,N)基金属陶瓷与45号钢采用铜基、银基钎料分别进行了火焰钎焊试验和在氩气保护炉中钎焊试验。火焰钎焊条件下,以H62为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa,以BAg10CuZn为钎料的接头的剪切强度达114MPa,以BCuZnMn为钎料的接头的平均剪切强度49MPa;在氩气保护炉焊条件下,以H62为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa,以Ag72Cu28为钎料的接头的平均剪切强度为51MPa。通过观察和分析钎焊接头的结合情况及剪切试验,表明Ti(C,N)基金属陶瓷具有较好的钎焊性。但由于接头界面处金属陶瓷中存在残余应力,导致剪切试验时均断在金属陶瓷上,且钎焊接头的剪切强度不高。张丽霞等采用AgCuZn钎料实现了TiC基金属陶瓷与铸铁的钎焊连接。近年来还利用非晶技术研制成功了新的含钛合金系,如CuTi、NiTi合金,可以直接用来钎焊陶瓷与金属,其接头的工作温度比用银铜钎料钎焊的要高得多。目前,金属陶瓷钎焊需要解决如何降低或消除界面处金属陶瓷中的残余应力和提高接头强度的问题。
3压焊
压焊时基体金属通常并不熔化,焊接温度低于金属的熔点,有的也加热至熔化状态,仍以固相结合而形成接头,所以可以减少高温对母材的有害影响,提高金属陶瓷与金属的焊接质量。
1)扩散焊
扩散焊是压焊的一种,它是指在相互接触的表面,在高温压力的作用下,被连接表面相互靠近,局部发生塑性变形,经一定时间后结合层原子间相互扩散而形成整体的可靠连接过程。扩散焊包括没有中间层的扩散焊和有中间层的扩散焊,有中间层的扩散焊是普遍采用的方法。使用中间层合金可以降低焊接温度和压力,降低焊接接头中的总应力水平,从而改善接头的强度性能。另外,为降低接头应力,除采用多层中间层外,还可使用低模数的补偿中间层,这种中间层是由纤维金属所组成,实际上是一块烧结的纤维金属垫片,孔隙度最高可达90%,可有效降低金属与陶瓷焊接时产生的应力。扩散焊的主要优点是连接强度高,尺寸容易控制,适合于连接异种材料。关德慧等对金属陶瓷刀刃与40Cr刀体的高温真空扩散焊接实验表明,金属陶瓷与40Cr焊接后,两种材料焊合相当好,再对40Cr进行调质处理,界面具有相当高的强度,焊接界面的抗拉强度达650MPa,剪切强度达到550MPa。扩散焊主要的不足是扩散温度高、时间长且在真空下连接、设备昂贵、成本高。近年来不断开发出了一些新的扩散焊接方法,如高压电场下的扩散焊,该方法借助于高压电场(1000V以上)及温度的共同作用,使陶瓷内电介质电离,在与金属邻近的陶瓷材料内形成了一薄层充满负离子的极化区。此外,由于材料表面的显微不平度,陶瓷与金属间只有个别小点相接触,大部分地区形成微米级的间隙。集结在微小间隙两侧的离子使这些地区的电场急剧升高,此外加电场可增加3~4个数量级。由于异性电荷相吸,使被连接的两种材料相邻界面达到紧密接触(其间距小于原子间距),随后借助于扩散作用,使金属与陶瓷得以连接。
2)摩擦焊
摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热,使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊广泛用于同类和异种金属的连接,对于不同类材料陶瓷与金属连接的摩擦焊尚属起步阶段。
3)超声波焊
超声波焊是通过超声波振动和加压实现常温下金属与陶瓷接合的一种有效方法。用此方法焊接铝与各类陶瓷均获得成功,而且接合时间仅需几秒钟。由于此方法的接合能是利用超声波振动,结合面不需要进行表面处理,设备较简单,缩短了焊接时间,其成本比钎焊法大幅度降低。该方法应用于金属陶瓷与金属的焊接还有待于进一步研究。
4中性原子束照射法
中性原子束照射法利用中性原子束照射金属与陶瓷的接合面,使接合面的原子“活化”。物质清洁的表面具有极佳的活性,然而物质表面往往沾有污物或覆盖着一层极薄的氧化膜,使其活性降低。该方法主要是对接合面照射氩等惰性气体的1000~1800eV的低能原子束,从表面除去20nm左右的薄层,使表面活化,然后加压,利用表面优异的反应度进行常温状态下接合,此方法可用于氮化硅等高强度陶瓷与金属的接合。
5自蔓延高温合成焊接法
自蔓延高温合成(SelfpropagatingHightemperatureSynthesis,缩写SHS)技术也称为燃烧合成(CombustionSynthesis,缩写CS)技术,是由制造难熔化合物(碳化物、氮化物和硅化物)的方法发展而来的。在这种方法中,首先在陶瓷与金属之间放置能够燃烧并放出大量生成热的固体粉末,然后用电弧或辐射将粉末局部点燃而开始反应,并由反应所放出的热量自发地推动反应继续向前发展,最终由反应所生成的产物将陶瓷与金属牢固地连接在一起。该方法的显著特点是能耗低,生产效率高,对母材的热影响作用小,通过设计成分梯度变化的焊缝来连接异种材料,可以克服由于热膨胀系数差异而造成的焊接残余应力。但燃烧时可能产生气相反应和有害杂质的侵入,从而使接头产生气孔和接头强度降低。因此,连接最好在保护气氛中进行,并对陶瓷与金属的两端加压。日本的Miyamoto等首次利用SHS焊接技术,研究了金属Mo与TiB2和TiC陶瓷的焊接,试验利用Ti+B或Ti+C粉末作为反应原料,预压成坯后加在两个Mo片之间,利用石墨套通电发热来引发反应,成功地获得了界面结合完整的焊接接头。何代华等采用燃烧合成技术成功地制取了TiB2陶瓷/金属Fe试样,且焊接界面结合良好,中间焊料层Fe的质量百分含量较高时,界面结合优于Fe质量百分含量低的界面结合情况。孙德超等以FGM焊料(功能梯度材料)成功实现了SiC陶瓷与GH4146合金的SHS焊接。目前SHS机理研究尚未成熟,设备开发和应用投资颇大,所以SHS焊接尚未工程化。
1.焊接技术在石油油气储罐中的应用
在石油气体、液体及液化气被开采加工之后,需要将其装入到油气储罐中,也方便运输及使用,而由于油气在不同应用中的客观需求不同,油气储罐也存在很多不同类型,而焊接技术是油气储罐制造过程中最主要应用的技术之一。在制造油气储罐的过程中,主要应用气电立焊、焊条电弧焊、药芯自动焊以及埋弧自动焊等焊接技术,普遍来讲,如果需要建造比较大型的顶部漂浮储罐,当前一般采用比较先进的自动焊技术进行制造。
2.焊接技术在油气运输管道中的应用
与油气储罐相比,油气运输管道具有更加方便、安全性强、成本投入小、利用率高等优势,更适合石油及天然气的运输,正是因为油气运输管道有以上诸多优势,当前全世界的油气运输管道正每年以几何形态递增。在建造油气运输管道的过程中,主要应用纤维素、低氢、药芯焊丝等焊条下向焊方式,其中,低氢焊条下向焊技术能够用于相对比较恶劣的制造环境,而药芯焊丝属于以众暴寡半自动焊接技术,近年来在我国大力推广。
二、焊接技术在石油钻采机械中的应用
1.焊接技术在油田采泵中的应用
现阶段,我国在油田开采过程中使用的泵体主要分为两类,其一为应用于石油、油气、液化气等流体资源传输的地面输油泵,其二为应用于石油资源抽取的抽油泵。而与之相对应的油田采泵焊接方法也主要有两种,其一是制作采泵过程中所应用的焊接技术,其二是在采泵出现破损或漏洞时进行泵体修补的焊接技术。主要的按揭方法有堆焊、焊条电弧焊、扩散焊、摩擦焊等。另外,随着石油开采技术的不断提高,为保证油田采泵为油田开发带来更高的效益,一些新型的焊接技术与工艺,也被逐渐应用到油田采泵中。
2.焊接技术在采油钻杆中的应用
油田的开发与开采离不开油气井钻探工作,而石油钻杆便是钻探工具中最为重要的组成部分,在石油钻杆的应用过程中,需要利用焊接工艺将钻杆工具与被焊管体之间进行连接,这关系到石油开采的效率和质量。最早应用于采油钻杆的焊接技术是电弧焊与闪光对焊,而随着科学技术的不断发展,如今在采油钻杆中所采用的是先进的连续驱动或惯性的摩擦型焊接。焊缝质量的高低取决于钻杆工具与被焊管体之间的焊接生产效率。现阶段,在我国采油钻杆焊接工作中,使用最广的是惯性摩擦焊接工艺。
3.焊接技术在采油钻头中的应用
在石油开采过程中,会遇到很多特殊情况,针对特殊情况需要用特殊的方法进行处理。在石油开采中,常常会遇到比较坚硬的岩石阻碍最佳开采路径,这时便需要运用采油钻头,将岩石破除。而岩石破除情况的好坏还会对钻井的质量、石油开采的工作效率以及开发钻井的成本产生很大影响。在采油钻头的种类方面,可以分为牙轮与PDC两大类。而焊接技术主要应用于钻头的修补与加工,根据不同的钻头材料,需要运用不同的焊接工艺。
2高端装备制造对焊接材料和焊接技术的需求与挑战
在高端装备制造过程中,需要对焊接技术和焊接材料等两方面进行深入介绍。现如今,从焊接材料的种类上进行分析,主要有低合金钢,不锈钢,铝合金以及钛合金等材料,这些焊接材料主要用于钎焊以及特征焊为主。从材料的技术形态上看,主要有丝状、条状以及带状等等。从这些因素上可以看出,高端装备制造工程对于焊接材料的相关技术指标要求比较严格,同时其复杂性也比较突出。需要对材料的技术性能指标进行明确和保证。通常情况下,材料的技术性能指标需要达到一定的稳定性和高效性,这样才能保证焊接材料达到相关技术标准。高端装备制造对焊接材料的技术性能也提出了一定的挑战,首先,在研发方面,焊接材料技术发展中所面临的最大挑战就是焊接材料的成分、组织以及性能之间关系的处理。其次,在实际的材料生产制备中,所面临的技术挑战主要有三点:①高端装备制造原材料和辅助材料的质量需要进行严格把关。②制高端装备制造焊接技术和相应的焊接装备性能也是不可忽视的重要因素。③由于焊接材料的系统性比较强,因此焊接材料制备技术的研究非常重要,不容忽视。每一个焊接技术环节都应该严格按照相应的标准来进行。其中包括焊条大压力压涂技术,剂匹配技术以及烧结焊剂的造粒技术等等。从比较典型的拉丝工艺上看,国内的研究所受到的影响因素较多。为了对拉丝工艺进行优化,需要选择科学合理的配剂,以及拉丝的制定工艺等等。④在焊接材料和焊接技术的质量控制方面也面临着一定的挑战。具体来说可以从两个方面来阐述:第一,现如今,信息化和智能化技术比较发达,但是从焊接技术的控制方面来看,在线质量检测技术的落后现象比较严重,焊接技术检测还只是停留在对几何尺寸进行检测,深入程度不够。所以,在实际的工作中,对于焊丝的应力以及变形的情况等方面还无法进行详细地检测。第二,焊接材料的工艺性对于焊接技术的发展也提出了较高的要求,但是焊接技术中涉及到的焊接工艺参数和材料的质量无法达到相关的标准,不能从本质上对焊接功能和材料工艺进行解释,可见,焊接工作的质量控制方面还不健全,亟待改善。
3高端装备制造的新型焊接技术
3.1活性化焊接技术
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深浅、对材料成分敏感的缺点。与普通TIG焊方法相比,相同的焊接参数,活性剂能使熔深增加200%~300%,焊接时间减少50%,焊接效率提高2-6倍,焊接成本也相应减少,在高端装备制造的焊接作业中能够发挥很好的作用。
3.2高速焊接技术
高效焊接技术一直是高端装备制备焊接技术的重点发展方向,目前已经取得了一些成就,例如熔化极等离子弧焊接技术,这种技术综合了熔化极气体保护焊和等离子弧焊的优点,非常适宜铝镁等轻金属及合金的焊接。在焊接薄板时,可以实现高速焊,例如对2mm铝板,焊接速度可达3000mm/min;对于厚板连接,其熔敷效率高,参数范围广,焊接过程稳定。由于等离子弧对接头区的充分清理作用,焊缝中气孔缺陷明显较少,尤其适合在高端装备这种对焊接质量要求较高的焊接作用中使用。
2锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用
2.1膜式壁焊机
我国的工业发展比较迅速,伴随着工业的发展,焊接技术也表现出了时代性的特征。由于人口的增加和社会需求的增加,锅炉压力容器的制造水平也获得提升。在焊接自动化技术的应用中,具有代表性的一种叫做膜式壁焊机。该设备主要有气体保护焊和埋弧焊两种工艺。在起初的阶段,我国由于技术不纯熟,因此依赖于进口。后续的研究成功后,便开始应用自己生产的设备。从现有的应用来看,哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂等,主要是运用膜式壁焊机中的气体保护焊;而上海锅炉厂、武汉锅炉厂等主要运用埋弧焊工艺。气体保护焊属于比较简单的焊接自动化工艺,现有的应用范围不是很大,但其稳定性和安全性较高,因此北方运用较多。埋弧焊属于高端一些的焊接自动化技术,同时效率较高,但由于在自动化方面融入的元素不是很多,因此需要在一定程度上增加人工操作,日后的提升空间较大。
2.2直管接长焊机
锅炉压力容器所要承受的压力是非常大的,仅仅凭借膜式壁焊机,并不能长久的满足要求。为此,技术人员通过长期的调查和研究,制定了全新的焊接自动化技术——直管接长焊机。该焊机的优势在于,其拥有的自动化程度较高,能够满足日常焊接中的较多工作,即便是应对一些技术性较强的焊接,也没有表现出较多的问题,总体上的满意度较高。比如说武汉锅炉厂就与美国的阿尔斯通展开了合作,引进了管子预处理线,该线包括管子定长切断、管端数控倒角机、管端内外磨光机、管内清理机等先进的设备和装置,采用了PLC自动化控制技术,实现了自动化生产。在所有的设备当中,管端数控倒角机是一个非常重要的设备,这一设备利用旋转及轴向进刀的过程中,可以根据管子的规格及要求编制相应的切削程序,快速、标准、优质的切割出各种坡口。由此可见,直管接长焊接的功能性较多,日后可以在锅炉压力容器制造中推广应用。
2.3马鞍形焊机
锅炉压力容器在现阶段的应用中,常常是为了满足一些特殊要求而设定的,为此,仅凭上述的两项技术,依然没有完全的满足需求。经过探究,技术人员还研制出了一种名为马鞍形焊机的设备。该设备能够应对较多的特殊形状或者是特殊功能的锅炉压力容器。第一,该焊接技术,利用数控技术建立数学模型,保证设备的形状和具体功能不会发生偏差。第二,主管与焊枪的同步运用,使得焊接的效率和质量稳步提升,并且有效的解决了两直径相近的相关结构焊接质量问题,总体上的焊接效果比较理想。在今后的工作中,可将上述的三种焊接技术,广泛应用与锅炉压力容器制造中,并深入研究,健全技术体系和应用方式,创造更多的效益。
改革开放以来,武汉市的经济一直保持稳定快速发展的良好态势。“十一五”以来,2005-2012年武汉市的GDP增加了3.58倍。这个数字高于同期全国累计同比增长率,为全国经济持续增长做出了极大贡献,发挥了武汉市作为中部地区中心城市的示范作用。但近年来武汉市经济增长步伐明显减缓,呈现增长乏力的疲软态势。虽然在全球经济危机大背景下,武汉市的发展难以独善其身,但武汉市自身的产业结构确实存在许多问题和弊端。所以,找出其中的短板和瓶颈,提出相应的有建设性的对策建议,为经济增长提供强劲的动力支持已是当务之急。
一、武汉市产业结构发展的现状与特点
三大产业对经济增长率贡献的背后是产业产值的增加和产业结构调整与升级。武汉市产业结构在经济发展过程中不断调整和优化,但由于种种原因,最终结果并不如人意。
1.第一产业占比不断下降,生产方式比较落后
武汉市第一产业比重波动较小,除在2011年到2012年略微有所上升外,在其他年份都持续小幅下降。内部结构不断优化,但主要生产经营方式还是以传统的为主。产业化水平较低,投入产出率低,难以满足市场多样化需求,不利于收入的增加。传统的农业贡献了第一产业的大部分产值,农村居民家庭人均纯收入中农业占比近四分之三,而林、牧、畜业的发展明显力度不够,未能充分利用丰富的水资源和湿地资源的优势,发展特色农业。
2.第二产业占比略微上升,内部轻重工业比重失衡
第二产业比重呈轻微振荡,总体略微有所上升。从2005年的45.57%升至2012年的48.22%。工业占据了第二产业产值的绝大部分,一般在82%以上。但内部轻重工业比例严重失调,呈现明显的重工业化,以汽车、钢铁、冶金、石油化工为主导产业,却以资源过度使用及环境污染为代价。造成不可逆转的对环境的破坏,产业选择重合度较高,利润空间被压缩,工业低水平结构性等矛盾突出。致使地方性产能过剩,虽然在短期内可以保证短期较高的产值,但难以为继。同时,轻工业的发展被严重忽视,不仅损失了大量的产值,也割断了一、二产业间的联系,使产业关联度过低,联动效果不佳。
3.第三产业占比振荡变化,新兴产业发展不足
第三产业的比重呈现先升后降的态势,从2005年的49.57%一路升至2010年的51.44%,而后便出现小幅下降,直至2012年的48.02%。在第三产业的比重总体偏低的情况下,发展速度滞后,而第三产业大多是劳动密集型产业,较低的水平使得原本就供过于求的劳动力市场的就业形势更为严峻。内部结构也局限于传统的商务服务业、仓储业和运输服务业,经营方式落后,竞争力低下,发展空间小,而具有“三高”特征的金融、信息、软件、旅游等新兴服务业发展力度不足,导致武汉市第三产业的总体发展情况不佳,难以形成竞争力。
表 一
从总体看,武汉市的二、三产业产值占比95%以上,是经济增长的强劲推动力(见表一)。产业结构不断优化,内部结构日趋合理。但与上海、北京等城市进行类比后,不难发现武汉市产业结构调整和优化的速度和深度还差强人意。武汉市第二产业比重严重偏高(占比50%以上),第三产业发展明显不足。产业结构升级的速度远远落后于东部发达地区。不合理的产业结构导致了市场要素价格的扭曲,对资源的有效配置极为不利。也使得武汉市与东部地区的差距越来越明显,并且过度偏重工业的发展模式,致使产业结构发展的协调性和关联度不高。
由此可知,在武汉市产业结构不断调整和优化过程中,确实存在制约经济快速发展的弊端和问题。为确保要素的合理流动,资源的更好配置,总体效益的不断提升,经济的持续增长,产业结构调整与升级必须提到议事日程上来。同时,产业结构调整与升级是一项涉及风险和外部性的创新活动,在路径选择时必须深思熟虑,考虑周全。
二、基于偏离-份额模型对武汉市产业结构的实证研究和分析
偏离-份额分析法是把区域经济的变化看成一个动态过程,以其所在地区或整个国家的经济发展为参照系,将区域自身经济总量在某一时期的变动分解为份额、结构偏离分量和竞争力偏离三个分量,说明区域经济发展和衰退的原因,评价区域经济结构优劣和自身竞争力的强弱,找出区域具有相对竞争优势的产业门类,进而确定区域未来经济发展的合理方向和产业结构调整的原则。
本文选取了目标区域武汉市及其所在大区域湖北省2005―2012年的国内生产总值(GDP)、第一、二、三产业产值,将数据的单位换算为亿元,基于偏离-份额模型,计算得到武汉市各个产业的偏离-份额数据(见表二)。
表二
1.对武汉市各产业的份额偏离的分析
整体上来看,武汉市各产业的份额份量具有相同特征:第三产业最大,第二产业次之,第一产业最小。随着时间的推移,武汉市各产业的份额分量呈现稳步增长的良好态势。但也不难看出,发展的同时差距也在逐步显现:二、三产业的增长速度明显快于第一产业,且份额分量之和远远大于第一产业。第二、三产业的份额分量相当,差异较小,说明武汉市经济整体水平处于工业化和服务业并进的阶段。
2.对武汉市各产业的产业结构偏离的分析
从纵向时间序列上看,武汉市第一产业的产业结构分量一直为负数,且绝对值不断增加,表明第一产业结构不太合理,层次低下,阻碍了武汉市经济的发展。第二产业的产业结构分量除2007年为-4.18外,总体上为正值,且保持增长趋势,说明武汉市第二产业结构整体优化程度较高,对经济发展的促进作用明显,并且促进作用在逐步强化。第三产业的产业结构分量在2006-2007年为正值,促进了经济发展,但在2008年后发生逆转,2008-2012年内一直保持为负值,且其绝对值还在不断增加,严重阻碍了经济的健康发展,产生了负面的影响。从截面上进行分析可知,虽然总体上武汉市产业结构份量总量为正,但也存在很多不和谐因素,需要予以重视。每年均有两个不合理的产业结构抑制了经济的增长,这些结构未能自行调整,反而进一步加剧。因此,武汉市产业结构确实存在许多不合理和不协调问题,产业结构调整与优化势在必行。
3.对武汉市产业竞争力偏离的分析
第一产业竞争力除在2006年为0.44 和2012年为12.76外,其他年份一直为负,竞争力不断下降。第二产业竞争力除在2007年具有0.14微弱竞争优势外,在其他年份一直为负,竞争力严重不足。第三产业在开始的2006-2007年里,其竞争力为负,难以与其他产业抗衡。但在接下来的年份中,竞争力呈上升态势,得到显著提高,市场占有率极大提升。总的来说,武汉市的三大产业,在近些年内,除第三产业的竞争力略有上升外,第一、二产业竞争力不断下降。因此,调整和优化第一、二产业的结构,提升竞争力已是当务之急。
综上所述,武汉市产业结构的主要问题表现在第一产业占比过高,内部结构较为单一,投入产出低,整体效率水平低下;第二产业占比总体上较为合理,整体发展较好,但以重工业为主的发展模式导致产业同构现象明显,资源配置不合理,规模效应较低,缺乏竞争力;第三产业的占比有待提高,内部结构急需完善,技术含量有待提升,对人才的吸纳能力需要。
三、武汉市产业结构调整和升级的对策建议
1.兼顾质量和效益,推进农业产业化,实现农产品多样化和特色化
武汉市自然资源得天独厚,水资源极为充足。由于第一产业发展模式单一,以传统的水稻、小麦、玉米和大豆为主,未能充分发挥好比较优势,种植水生经济作物,发展渔业和养殖业。今后,应在原有单个家庭承包责任制基础上,加快土地扭转,鼓励多样化合作;改变传统的种植模式,使水面动、植物生产互补,实现水陆“双赢”;按照市场需求,丰富农产品的种类,提高农作物的经济价值和附加值,带动关联的食品加工制造业的发展。
2.统筹发展轻重工业,集约发展主导产业,大力培育优势产业
在大力发展制造业基调下,第二产业整体发展状况良好。但由于“重型化”较为明显,产值主要是由汽车、钢铁、冶金、石化等重型工业贡献的,不仅对资源依赖性较强,而且是以牺牲环境为代价的。所以,需要通过平衡轻重工业的比重,保持产业内的良性互动。作为主导产业的重工业应通过产业集聚,加强对资源的整合,实现集约发展;通过技术创新提升企业对工业“三废”的处理能力,发展循环经济,提高资源的利用效率;针对产业中的国有比重过大的问题,应加快国有企业改革进程,使经营体制更灵活。并通过加强与周边地区的合作与交流,比如,针对作为主导产业的汽车行业,发挥与襄阳、十堰、宜昌等地区的产业联动作用,实现规模经济,实现共同协调发展;对具有优势的烟草、食品、纺织等轻工业应加大扶持力度,使其能在服务于农产业的基础上,形成完善的产业链,创造值得信赖的品牌,增强产业竞争力。
3.利用区位优势,发展生产业,重视新兴科技产业
第三产业总体规模不大,具有明显的结构缺陷。由于以传统的餐饮和商贸零售服务为主,金融、信息、咨询、物流、旅游等生产业发展严重不足。首先,武汉市应增强发展第三产业意识,在发展工业的同时兼顾第三产业;其次,武汉市位于中国的中部腹心部位,水陆空交通枢纽完备,具有明显的区位优势。应大力发展物流产业;同时,应通过大力发展旅游文化产业,弘扬武汉具有特色的汉味文化和历史文化古迹;最后,武汉东湖地区是中国较大的智力密集区,集聚了大批高校,科研实力雄厚。应做好产学研对接,充分提升自主创新能力,大力发展新兴科技产业。
四、对武汉市产业结构调整与升级的研究结论与展望
基于对产业结构调整研究的结论和武汉市产业结构的现状,利用偏离-份额模型对产业结构进行实证分析,我们得出武汉市产业结构具有第一产业占比过高,结构单一,缺乏竞争力;第二产业占比较为合理,但以“重型化”为主,同构现象明显,内部亟待升级;第三产业占比有待提高,应发展新兴服务业的结论。并从三大产业的角度,对武汉市产业结构调整与升级给出了第一产业兼顾质量和效益,推进农业产业化,实现农产品的多样化和特色化;第二产业统筹发展轻重工业,集约发展主导产业,大力培育优势产业;第三产业整合利用区位优势,发展生产业,重视新兴科技产业的对策建议。
参考文献
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改革开放以来,我国的国民经济取得了尤为迅速的发展,而随着物质基础的日趋牢固,当前对各种基础设施建设的需求也越来越大,对各型建筑的要求无论是数量还是质量都有极大的增长,这一方面是生产力发展的迫切需要,另一方面是建筑行业本身能力与水平不断提升的内在要求。钢结构建筑作为当前建筑物中的一种主要形式,可以说与混凝土建筑具有同等重要的地位,并且钢结构建筑还具有诸多混凝土建筑不具备的性能,因此被越来越多的应用到建筑之中。时代的发展对于建筑提出了更高的要求,钢结构建筑的焊接技术也需要保持与时俱进。
1 我国钢材的使用情况概述
我国每年的钢产量是非常大的,而巨大的钢产量意味着巨大的焊接需求。建筑行业是钢铁的消耗大户,因此探究建筑钢结构的焊接技术具有重要的意义。相较于其他的建筑形式,钢结构建筑的施工周期更短,适应性强、外形丰富、施工方便,因而钢结构被广泛应用于高层建筑、厂房、仓库、码头、桥梁等的施工中,现代经济的发展使得各种基础设施的建设项目越来越多,对于钢材的用量越来越大的同时,对钢结构的焊接技术也提出了更高的要求。
2 建筑钢结构焊接技术现状分析
2.1 焊接技术和焊接材料的发展现状
近些年来我国除了在经济方面取得了举世瞩目的成就,在工业方面同样实现了跨越式的进步。随着钢结构建筑在建筑领域中的应用越来越广泛,各种新型建筑钢结构的焊接技术也层出不穷,焊接技术的进步带来了钢结构建筑的发展。当前各种焊接技术种类繁多,但是并没有出现哪一种焊接技术能够广泛适用于各种建筑钢结构的焊接之中,钢结构建筑的施工仍旧需要根据建筑的原材料以及焊接材料来确定焊接技术与焊接工艺。
2.2 建筑钢结构焊接设备的发展现状
焊接设备的质量与建筑钢结构焊接的质量息息相关,虽然我国的钢结构建筑越来越多,对于焊接技术的应用也越来越多,但是在焊接设备方面的发展却一直处于停滞状态,当前焊接施工中很多设备都是从国外进口或者采用国外技术在中国制造,我国并不具有核心知识产权,这不仅带来了更加高昂的焊接成本,也不利于我国钢结构行业的发展。从当前的情况来看我国的钢结构制造企业与国外企业仍旧存在一定的差距亟待弥补。
2. 3 焊接技术人员的培养现状
随着市场上的钢材的种类日益增多,钢结构的焊接工作对于技术人员的技术水平及综合素质的要求也越来越高,虽然我国的钢结构建筑被广泛的应用,但是对于专业技术人员的培养却仍旧稍显不足,与发达国家相比我国在对相关技术人员的培训、管理以及资质考核等方面还有诸多差距,这就导致了从事建筑钢结构焊接的工作人员职业素质参差不齐,既不利于建筑工程的施工也不利于我国焊接技术的发展。
3 建筑钢结构焊接技术的发展趋势
3.1 新技术的创新应用
1) 高强钢焊接技术。随着城市土地资源的日益稀缺,城市的建筑越来越高,这就对建筑钢结构的强度提出了更高的要求。当前将高强钢应用于建筑钢结构中的情况也越来越多,为了保证高强钢焊接之后的强度能够达到要求,高强钢的焊接技术更为严格,需要控制好焊接电压、电流、焊接速度、冷却时间以及焊缝当中碳氧等元素的配置比例,同时还要控制好应力和变形。
2) 低温焊接技术。建筑钢结构的焊接同样会受到温度的影响,在低温下焊接时焊缝会出现裂纹,在工作状态下容易发生脆断,而低温焊接技术的出现则很好地解决了低温天气对于钢结构施工的影响,国家体育场“鸟巢”的钢结构工程就是最显著的代表。一般来说低温焊接技术的应用温度要在 -15 ℃以上,温度太低时测温仪以及送丝机的工作状态难以保障。
3) 组合楼板栓钉穿透焊技术。当前我国高层建筑钢结构对于组合楼板的使用也越来越多,这使得组合楼板栓钉穿透焊技术应时而生。所谓的组合楼板栓钉穿透焊技术指的是在焊接时通过电弧的燃烧使得栓钉穿透压型钢板并焊接在钢梁的表面上,栓钉将组合楼板紧密结合在一起,使得楼板的强度能够达到设计使用的需求。
4) 铸钢及铸钢节点焊接技术。对于一些跨度比较大的大型厂房建筑或者体育馆类的建筑,铸钢及铸钢节点焊接技术得到了很好的应用。铸钢及铸钢节点焊接技术在处理复杂多变的建筑造型时更为有效,但是这种焊接方式也不是最完美的,因其含碳量比较高,在焊接时容易带入各种杂质,而且铸态时的组织晶粒比较大,导致了其焊接性能会相对差,所以铸钢节点对于焊接工艺的要求也很高,主要表现在减少残余应力来防止裂纹的产生。
3. 2 焊接设备的创新发展
随着科技的发展,焊接设备也处在不断的更新换代之中,当前建筑钢结构焊接施工中主要使用的机械有手工电焊机、电渣焊机、MIG 和 MAG 焊机、埋弧焊机等,随着科技的发展以及人们对于可持续发展的不断追求,焊接设备必将朝着高效节能的方向发展。新型焊接设备可以采用逆变电源以及微处理器,逆变电源的出现能够显著降低焊接设备的质量和体积,而微处理器的应用则能够提高其智能性,用同一台焊接设备实现多种焊接技术。
3. 3 提高焊接技术人员的素质
焊接技术人员的职业素质对于建筑钢结构的焊接质量的影响至关重要,而随着各种新型焊接技术的发展,焊接技术人员必须不断地提高自身的职业素质才能满足建筑钢结构焊接的要求。作为一门专业性非常强的技术,从事建筑钢结构焊接技术的人员需要进行严格的培训和考核,获取相关的操作资格,以此来保证操作的质量。而各种新型钢材的出现使得新兴的焊接技术也层出不穷,想要提高建筑钢结构的焊接质量,相关焊接的工作人员需要不断提高自身的知识水平,了解各种新型钢材的物理性能和焊接方法,从而推动焊接技术的发展。
4 结语
高层建筑的形式层出不穷,钢结构建筑的广泛使用对焊接技术提出了更高的要求,笔者从焊接技术和焊接材料的发展现状及建筑钢结构焊接设备的发展现状、建筑技术人员的培养现状探究了建筑钢结构焊接技术的发展趋势,作为我国经济发展的支柱型产业,建筑钢结构焊接技术在建筑行业中占有举足轻重的地位,建筑行业需要审度当前科技发展的形势,从新技术、新设备、新人员三个角度来考虑建筑钢结构焊接技术的发展趋势,从多个方面来提高建筑钢结构的焊接质量,以便充分保证建筑物的整体质量,继而创造更大的经济效益和社会价值。
参考文献:
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汉代是我国历史上的繁荣时代,经济、文化发展迅速,尤其嵲谧笆喂ひ樟煊颍器物造型设计古朴无华,装饰纹饰看似随意却嵅皇а辖鳎表现手法更是繁复、多元,成为古代工艺史上不容忽嵤拥呐匾槐省H纾汉代漆器、砖瓦、丝织、石雕等装饰艺术各具嵦厣。当代平面设计在迎来新的创新发展契机的情况下,可以嵈雍捍装饰艺术中寻找灵感,挖掘汉代装饰艺术的纹样、造型、嵣彩及其他内涵,推动当代平面设计的蓬勃发展。
一、汉代装饰艺术与当代平面设计的融合
汉代装饰艺术代表了我国古代装饰设计的鼎盛与繁荣,雷嵐缭在《几何形图案》中提出:“汉代地砖与墓壁砖的四方连续纹嵮都可以归入几何形象的构造一类,细观其构造方法,是依据崱米字格’的基础,定出形象的方位,组成富有变化而又统一齐整嵉母窬帧!钡贝平面设计实践应该立足于过去与当下的艺术审嵜溃借鉴和挖掘汉代装饰艺术的特色,促进当代平面设计创新实嵓。回顾汉代装饰艺术的发展历程可知,其在艺术、技术和材料嵮裆隙季哂薪细叱删汀H纾汉代漆器,无论是造型、色彩还是嵨蒲设计,都体现了低调中蕴含奢华的表达意趣。又如,云气纹嵉谋浠手法、红与黑的生动彩绘,以及以古丝绸为载体的服饰艺嵤酰更是成为沟通东西方文明的重要载体。汉代不同工艺设计嵵械淖笆伪硐郑所呈现的装饰动感更具时代特色。如,汉代方砖嵕哂星苛业闹魈獗硐至卷云纹多在圆形器物上进行四等分,变嵒较多;四神纹成为汉代瓦当的代表纹样,呈现出韵律美。在石嵉窳煊颍圆雕以石头为载体进行刻饰,活灵活现而质朴古拙;平嵉褚阅故摇㈧籼媒装饰为主,富有生活气息,表达情节内容。嵥孀攀贝的变迁,各类海报设计、商标设计、包装设计不断涌嵪帧T嚼丛蕉嗟纳杓剖将目光转向传统装饰艺术元素,如靳埭嵡俊⒊掠准岬戎名设计师,不断挖掘传统装饰文化,丰富当代平嵜嫔杓拼醋髁楦校吸收东方文化的神韵,展现传统装饰艺术的魅嵙Α#
二、当代平面设计中对汉代装饰艺术的应用实践
汉代装饰艺术所表现的独特艺术神韵和视觉语言形式,吸嵰了众多当代平面设计师的目光,并在当代平面设计中得到了嵔杓和应用。
1.对汉代装饰艺术中色彩的运用
从汉代装饰艺术的色彩发展来看,红色与黑色是最具有典嵭托院痛表性的色彩。如,在汉代漆器工艺中,不同器型结构中嵉那线形表现最为丰富。一些漆盘、漆盒、耳杯等,造型别致,既嵤涤糜指挥凶笆涡浴:焐、黑色的相间使用,以及辅以白色、黄嵣、粉绿等色彩,逐渐成为汉代装饰艺术色彩使用的独特风格。嵑焐和黑色在视觉表现上富有冲击力,华美且不失稳重。当代嵠矫嫔杓剖Τ掠准嵘朴诖雍捍装饰色彩中提炼创作灵感,将红、嵑诹缴融入平面设计。如,陈幼坚在某月饼包装盒的设计中就嵱昧撕捍漆器的色彩与造型,通过融入传统文化气息表达明嵖臁⒂叛诺慕谌绽衿贩瘴А#
2.对汉代云气纹等传统纹饰的应用
从汉代装饰纹样发展来看,云气纹、人物纹、动物纹、植物嵨啤⒓负挝频冉衔常见,其流动、神秘、轻灵的风格具有艺术审美嵦厣。在汉代的一些织造工艺中,云气纹的运用较广,它既可以嵉ザ朗褂茫也可以组合使用,其紧密、匀称的流动风格,增强了艺嵤醴瘴АT破纹源自中国传统文化中对自然的崇拜,在艺术气嵵噬希云气纹装饰具有整体的和谐美,既随意又不失灵动,既奔嵎庞志哂兄刃蛐裕为不同的装饰载体营造了灵动的空间。靳埭嵡吭谏杓浦欣钟谕诰蛴胩崃洞统纹样,特别是对水墨意境、吉祥嵨剖巍⒋统民俗文化元素的巧妙运用,使其作品更加具有传统文嵒意蕴。如《汉字》海报,将“山、水、风、云”四字融为一体,结合嵙怂墨画的创作表现形式,在视觉呈现上轻灵飘逸,造型变化多嵮,大量的留白也凸显了传统文化的人文思想。
3.对汉代装饰风格的运用
汉代装饰艺术具有独特的风格,云气纹所表达的动静之美,嵓扔凶笆畏缭希又有征服气势。此外,不同粗细线条的融合,也嵢迷破纹的纹饰风格更加鲜明。简言之,可以将汉代装饰风格嵏爬ㄎ“质”“动”“紧”“味”四个字。所谓“质”,就是质朴无华、不嵈舭澹充满了古拙之气;所谓“动”,就是流动感,富有变化的装饰嵎瘴В增强了装饰体的生动与气势,如飞禽走兽栩栩如生、花鸟嵆嬗懔槎劲健;所谓“紧”,就是结构布局疏密有序,圆满而不显嵉昧杪遥紧凑而不显得繁缛,充实而不显得堆砌;所谓“味”,就是嵔装饰美作为意蕴表现的主题,突显了汉代装饰写意风的韵嵨丁:捍装饰风格蕴含丰富的人文思想与情感,摈弃了艺术设嵓浦卸哉媸瞪活的纯粹性表达,而是将境界的打造作为装饰的嵵匾方向,在取舍之间升华了艺术氛围。
4.对汉代装饰手法的运用
装饰手法是装饰艺术的一种表现形式,主要有以下几种嵗啾稹R皇潜湫问址ǖ挠谩:捍在人物形象刻画上,以剪影嵎ń行侧面处理,从而表现人物形象的独特特征与性格特色。嵍是分割手法的应用。分割手法也是画面构图的一种表现形嵤健:捍装饰绘画实践中多用线进行分割处理。如,漆器、石嵪瘛⒅锦等中的云气纹,往往利用直线进行分割,融入散点透视嵭。三是填充手法的应用。汉代装饰艺术中往往不留白,而嵤翘畛涓骼喽物、植物、文字等纹饰。如,汉画像石中的人物之嵓涮畛淦渌纹饰,表现动静融合的意境。四是见地法的应用。嵑捍画像石、圆雕装饰往往剔除纹样外的空间,获得了良好的艺嵤跎竺佬。在当代平面设计中可以借鉴汉代装饰艺术的多种嵶笆问址ǎ特别是剪影法,应用广泛,观者能够通过视觉联想体嵒嶙髌返纳竺酪庠獭7脶栽凇都且洌保泊巍纷髌返纳杓浦校借鉴汉嵈画像石的分割法、剪影法,将童年记忆中的葫芦、荷、龙舟等形嵪蠼行归纳、简括,表现对传统文化的深刻诠释,既温馨又别具嵰桓瘛3滔嫒缭凇断采厦忌摇纷髌返纳杓浦校利用汉字结构形式,嵧诰蚍指畹悖在对四个汉字的结构对称化处理中,将“喜”字进行嵙耸泳跎系谋湫斡胪骋弧#
结语
总体来看,汉代装饰艺术成就不仅仅表现在“质”“动”“紧”崱拔丁钡姆绺裆希其还有多种不同的艺术表现方法和处理手段。嵑捍壮美的漆器、宏伟的画像石艺术、令人惊叹的金银器制作工嵰盏龋都是独特的汉代装饰艺术文化,既诠释了时代生活的特嵉悖又形成了独具民族气概的精神气息。在当代平面设计中借嵓汉代装饰艺术的观念、思想、风格、手法,可以丰富设计思想,嵲銮科矫嫔杓频拇统特色。设计师要不断挖掘现代设计美学理嵞睿从对汉代装饰艺术的重新解读与审美观照中获得创作启示,嵮习和研究传统装饰艺术的丰富内涵,并将其运用到当代平面嵣杓剖导中。汉代装饰艺术中的丰富美学思想与表达方式,是嵨夜艺术创作领域中的一大魂宝,具有无可比拟的艺术价值与嵠羰疽庖濉#
参考文献:
1引言
船舶焊接技术是现代化船舶制造中一项关键的技术,要想保障船舶航行的设备安全,就应该在实际船舶的制造中,加强对船舶制造中的技术应用研究,只有保障了船舶制造中的技术应用,才能够将船舶制造实现安全性管理。为此论文进行了船舶制造中的焊接技术应用研究,通过对焊接技术中的缺陷分析,从而进行了提升船舶焊接质量管理的办法,并且进行了船舶焊接质量管理的注意事项分析,希望通过论文的分析,能够全面提升船舶焊接中的缺陷管理,加强船舶焊接中的质量管理,从而全面提升船舶航行的安全性。
2船舶焊接中常见的缺陷类型其缺陷形成原因分析
2.1焊接气孔
焊接气孔,是在船舶焊接缺陷中经常见到的一种缺陷,之所以会出现焊接气孔,是因为在实际焊接的过程中,熔池中的气体没有完全溢出,熔池就已经凝固,因此这种背景下,就会导致成型的焊接缝中,出现孔洞,这些孔洞在实际船舶焊接缺陷中,是以表面气孔和内部气孔两种形式而存在的[1]。由于气孔的存在导致船舶焊接的横截面减少。降低了船舶焊接中的接缝处安全强度,同时由于船舶焊接中存在气孔,使得在实际船舶焊接过程中船舶的美观性受到了破坏。按照我国船舶焊接缺陷的要求规定,在实际船舶的焊接作业中,外板以及仓口是不允许存在气孔的,在其他位置的焊接中允许存在的焊接气孔个数不能超过两个。
2.2焊接夹渣
当焊接作业完成后,焊接接缝中存在的杂质被称为焊接夹渣。由于焊接夹渣的存在在实际船舶的焊接中,会直接影响到焊机的密度和强度。因此在船舶的焊接中是不允许存在焊接夹渣的[2]。在实际焊接作业过程中,如果发现出现了焊接夹渣,应该及时进行夹渣的处理。保证在船舶焊接表面不存在夹渣。一般情况下出现焊接夹渣的原因有以下几点:一是在实际焊接中焊接的坡口处理不干净;二是在实际焊接过程中处理多层焊接时,对通道内的杂质处理不干净;三是在实际焊接过程中,焊接的材料质量差,导致焊接的途中掉落在熔池中。四是由于焊接的操作较快,使得焊接熔池中的杂质没有足够的时间筛离出熔池。
2.3焊接裂纹
焊接裂纹是船舶焊接中一种比较严重的焊接缺陷,在焊接过程中,由于焊机的不全面,或者是在实际焊接的过程中没有足够的焊接融合时间,因此出现焊接缝隙间断和突变情况。焊接中出现焊接裂纹,对整个焊接的质量是非常有影响的,要想全面保障和提升焊接的质量,就应该在实际焊接的过程中,加强对焊接中的裂缝强度处理,只有处理好焊接中的裂纹才能够保障整个船舶焊接的结构不受到影响。因此在实际船舶制造焊接技术的应用中,一定要注重对焊接裂纹处理,只有保障了焊接中的裂纹处理是完善的,才能够全面提升船舶焊接的质量安全[3]。
3船舶焊接质量管理办法
3.1焊接处理前期准备
在进行船舶焊接施工作业之前,要及时进行船舶焊接的前期准备工作,在准备工作中要加强对船舶焊接中的原材料审核,同时要按照实际焊接的需求对焊接过程中要运用到的技术和焊接中需要的工艺数值匹配进行分析。只有保障了船舶焊接作业中的工艺数值对应,然后才能够按照专门的焊接工序去进行焊接作业的施工。一般情况下,船舶焊接作业的工艺参数对应如下表1所示:
3.2焊接途中的技术应用
在船舶焊接过程中,应该实施动态的焊接工艺监督,保障在整个焊接的过程中,焊接技术的应用是规范的,同时在焊接的过程中,要注重对焊接电流以及焊接保护设施管理,例如在实际焊接中有些焊接是需要借助稀有气体进行焊接的催化剂处理,这就需要在实际焊接的过程中进行专门的焊接护理。同时在船舶的焊接中要注重对焊接工序的掌控,不要将焊接的工序弄混,这是保障焊接作业管理实施的重要性保障之一。为了保障整体的焊接作业稳定性,需要在焊接的过程中进行专门的焊接抽烟检查,如果在抽样检查中发现存在缺陷,应该及时针对缺陷进行管理,只有保障了缺陷管理,才能全面提升焊接的质量。
3.3焊接过程中的缺陷处理
3.3.1防止裂纹产生
在焊接过程中,为了防止裂纹出现而进行专门的措施处理,在实际措施的处理中要针对焊接的材料以及焊接中涉及到的焊条进行充分的选择,只有保障在实际焊接过程中对焊接的材料和焊接工序充分明确,才能够全面提升焊接的质量。裂纹的防止要进行专门的焊接材料清洁,同时在焊接的过程中,要对焊接设备进行及时的预热处理,保障焊接设备能够正常运行。
3.3.2防止焊瘤出现
在焊接过程中为了保障焊接的工序不受到影响,因此在实际焊接作业中要进行专门的焊瘤预防管理工作,只有保障焊接中不会出现焊瘤,才能够使得整个焊接过程中的船舶表面是光滑不受影响。因此在实际焊接的过程中,需要进行专门的焊接技术处理,例如处理焊接中的短弧以及焊接的停留时间等。
4强化船舶焊接质量管理的注意事项
在船舶焊接中,由于船舶焊接中的缺陷是由多方面因素造成的,因此在实际焊接过程中,需要对焊接中的质量管理要素进行管控,从而在质量管理的控制中全面提升船舶焊接的质量。一般情况下,船舶焊接中要注意的质量管理事项有以下几点:①加强对焊接工人的技术培训,提升焊接工人的工作能力;②加强焊工质量安全管理意识,建立安全质量监督管理体系;③加强焊接设备的运行状况检查,保障焊接设备的安全性工作;④建立维护保养制度,指定专门的人员进行负责;⑤对焊接材料的筛选要严格;⑥按照焊接材料的特性进行专门的焊接设备应用;⑦严格按照焊接施工工艺进行施工管理;⑧强化焊接作业环境管理,杜绝违章环境管理;⑨加强对焊接中的缺陷处理,保障焊接的质量。
5结语
综上所述,在现代化船舶航行事业飞速发展中,要想全面提升船舶航行的质量,就应该在船舶制造过程中,加强对其制造中的焊接技术进行管理。只有在焊接技术的管理中,全面提升了船舶的焊接缺陷检查,才能够全面而又有效地进行船舶的质量管理。论文在实际研究中,主要针对船舶焊接中的四种缺陷,以及四种质量管理办法和强化船舶质量焊接的注意事项进行了分析研究。通过分析得知,要想全面提升船舶焊接的质量管理,就应该在实际焊接中不断地对焊接技术和焊接质量提升,同时要在焊接的过程中,加强对焊接中的注意事项管理,只有全面实现了焊接质量管理控制,才能够彻底解决船舶焊接的缺陷问题。
【参考文献】
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大连理工大学焊接技术研究所是大连理工大学“材料连接技术”二级学科博士点和硕士点、大连理工大学科研创新团队“先进连接技术及材料”的依托单位。研究所由5名教授、5名副教授、3名高级工程师、3名具有博士学位的讲师以及30余名研究生组成。其中教育部新世纪优秀人才2名,辽宁省“百千万”计划百层次人才1名,中国青年科技奖获得者1名,德国洪堡学者1名。主要从事高性能镁合金、铝合金、钛合金等轻合金以及高强钢的高效焊接和防护技术研究。
焊接研究所近五年先后主持国家“十一五”科技支撑计划、“十五”“863”计划、“十五”科技攻关计划、国家自然科学基金、国际合作计划、省部委科研项目以及军工科研课题数十项。在应用基础研究领域取得了开创性成果,同时解决国家重点工程与武器装备关键技术。近五年发表学术论文120余篇。80余篇次被EI检索,50余篇次被SCI检索,论文被SCI引用150次;近三年受邀请作国际学术会议的大会报告或特邀报告15次,在我国新材料焊接技术应用中发挥了突出作用;申请国家发明专利20余项,已获授权11项,其中7项技术成果在船舶、石化、汽车、摩托车、自行车以及国防军工等领域成功实现产业化应用;经鉴定,多项研究成果达到国际领先、国际先进水平,获国家、省部级科研成果奖多项。
特色研究成果
大连理工大学焊接技术研究所立足于学科研究的发展前沿。既重视学科体系自身的发展,也重视面向社会企业技术问题的研究。近年来解决了我国轻合金及高强钢产业化战略发展所需求的关键焊接与防护技术:
1)低能耗激光电弧复合焊接集成技术
焊接技术研究所在发现低功率激光诱导增强电弧现象的基础上,开发出低能耗激光电弧复合高效焊接技术。目前该技术已经成功实现镁合金、铝合金、船用钢等复杂焊接结构件的高效优质焊接。采用该技术焊接镁合金,使镁合金焊接结构件的动、静载荷由传统焊接技术的60%~70%提高到95%以上(与母材对比),突破了传统焊接技术的“瓶颈”。实现了镁合金焊接构件的实际产业化应用,该技术已经应用于镁合金自行车、摩托车、汽车结构件的研制和生产开发,取代传统胶接和机械紧固的方式,显著节省原材料。提高生产效率,降低生产成本。该技术的应用突破了镁合金焊接技术的壁垒,镁合金焊接自行车已批量出口欧盟国家,成功抢占了国际市场,获得了显著的经济和社会效益,经鉴定。镁合金激光电弧复合焊接技术属于国内外首创。达到了国际领先水平;同时,针对系列船体结构用钢,包括典型的945、980、901、921船体结构钢。以及Q235等普通船用钢,研究所开发出了具有自主知识产权的船舶用成套低能耗高效激光一电弧复合热源焊接装备,进行系列工艺(包括系列厚度、材质)试验。获得最佳的工艺参数数据库及焊接工艺流程,控制焊接变形,从而实现大尺寸船板结构件高效、高质、低成本的焊接,大大降低建造单位吨级船舶所用工时,显著提高造船效率。
本研究方向相继得到了国家“十一五”科技支撑计划、“十五”“863”计划、“十五”科技攻关计划、教育部优秀青年教师资助计划、教育部新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金以及中美国际合作等项目的资助。项目研究成果得到国内外权威焊接专家的高度关注和认可,已发表学术论文50余篇。其中SCI检索30余篇。他引50余次。申请国家专利8项,获得国家专利授权5项,主要研究成果以技术转让、技术入股的方式已经实现了产业化应用。其中部分产品已出口,取得了显著的经济和社会效益。鉴于本研究方向所取得的原创性成果,“低能耗激光增强电弧高效焊接集成技术”获得2007年国家科学技术发明奖二等奖。
2)镁合金先进焊接技术
焊接研究所依据国家镁合金产业化战略发展需求,在国家“十五”“863”计划“镁合金先进焊接技术”、“十五”科技攻关计划“镁合金变形加工与焊接技术研究开发”以及“十一五”国家科技支撑计划项目“镁合金防护与连接工程技术研究开发”的支撑下,已开发出低能耗激光一电弧复合热源焊接技术、活性焊接技术以及激光胶接焊技术等系列先进焊接技术。采用该技术能够成功实现镁合金之间以及镁合金与铝合金、高强钢等异质材料之间焊接接头的优质、高效连接。镁合金焊接接头的抗拉强度、疲劳强度等动静载荷性能均达到镁合金母材的性能,达到了产业化应用的要求。镁合金焊接技术已经得到多项国家发明专利授权,并成功实现技术转让,镁合金焊接结构件已批量生产,实现了产业化。
镁合金焊接材料是实现镁合金连接结构件产业化应用的关键环节。焊接研究所在“十五”期间致力于高性能镁合金焊丝的研发,在镁合金焊丝成分设计及焊丝制备方法等方面均取得了突破性进展,已获得0.8mm~5mm系列镁合金焊丝低成本、高效制备技术,获得国家发明专利3项。目前镁合金焊丝制备技术已经实现技术转让,取得了显著的经济和社会效益。
镁合金在铸造、机械加工和使用过程中产生的缺陷严重地影响了产品的质量,目前镁合金铸件的补焊主要采用电弧焊工艺,普通电弧焊单道焊接熔深约为2mm,因此补焊时需要采用电弧气刨等方法开坡口、进行多道焊接,需要层间预热,工艺复杂,效率很低,并且容易造成氧化夹杂等,降低补焊件使用性能,制约了镁合金的应用。焊接技术研究所在发现镁合金活性焊接理论的基础上,首次提出活性补焊工艺,即利用活性剂增大熔深200%~300%的特点,对镁合金大型铸件进行活性补焊研究,将铸件中各种缺陷部位重熔以达到消除缺陷的目的,并且补焊工艺简便,该技术具有低成本、高效率等优点。能够满足实际工程中大型镁合金铸件补焊的需求。
本方向研究成果得到国内外同行专家的认可,在《Metallurqical and Materials Transactions A》、《MaterialsTransactions》、《金属学报》等国内外学术期刊上20余篇。经鉴定“镁合金活性焊接技术”达到国际先进水平,并获得2007年中国材料研究学会科学技术二等奖;“优质、高效镁合金焊接材料制备及其应用技术”,获得2007年中国机械科学技术奖二等奖。
产业化应用及国际合作交流
大连理工大学焊接技术研究所依托于大连理工大学创新产业园、国家级船舶制造工程中心,构建了完善的产、学、研发展体系,与国内外科研院所、知名企业开展了广泛的技术合作。其中具有完全自主知识产权的镁合金系列先进焊接技术,已在北京、大连、营口等地进行产业化。目前已实现镁
合金自行车车架批量生产,焊接镁合金自行车已达到国际标准,并已批量出口欧盟;研制开发的摩托车镁合金结构件、混合动力车镁合金结构件,已通过试车实验,达到了产品的技术指标,并满足用户使用要求。焊接研究所与国际著名汽车公司开展了密切国际合作,正致力于复杂结构镁合金汽车焊接零部件的研发,已取得了突破进展。
“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,大连理工大学焊接技术研究所已经具备承担国家各类重大科研计划项目、企事业重大课题的能力,研究所全体研究人员将继往开来,以提高我国装备制造业焊接技术水平为使命,不断攀登新的科学高峰。
湖南大学:配电网先进节能技术和系列装置
中图分类号:TH131 文章编号:1009-2374(2016)31-0051-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.026
一般情况下,现场施工中的焊接工作大多可由传统双面焊接技术完成。但这种焊接技术存在的局限性比较多,在进行小直径、大长度撑管焊接作业时,我们之前所用的传统焊接技术顺利完成焊接任务就很难,有时虽然完成了焊接工作,但往往实际焊接质量很难得到保障。在焊接过程中,不但焊接者工作强度大,而且焊接工作效率往往也不高,这种现状已很难满足现代工业安装施工。基于此,我们必须研究新型双面成型焊接
技术。
1 二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术优点
二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术与传统双面成型焊接技术相比:(1)具有较好熔深;(2)焊缝成型美观;(3)单面焊接双面成型性较好;(4)具有优质的外观质量;(5)可快速施工;(6)焊接施工用料少;(7)焊接完成后,很少有质量缺陷;(8)焊后力学性能好,容易满足技术要求。
2 影响二氧化碳气体保护焊应用效果的因素
在实际应用二氧化碳气体保护焊的过程中,发现下列五个方面对其应用效果有严重影响:(1)待焊构件的具体物理性能;(2)焊接时坡口的选择情况;(3)需焊接长度;(4)焊接时选择的焊接方法;(5)焊接时依据的具体焊接规范等。
利用二氧化碳气体保护焊进行焊接作业时,电弧热量通常都是集中产生的,焊接时采用的是小面积加热,这样焊接液体具有很小的熔池,这对焊接过程中的双面成型十分有利,可有效控制焊接池。
采用二氧化碳气体保护焊进行焊接时,具有较密集的焊接电流,这样焊接时的实际熔深便能得到更好的保障,加之焊接采用的是小熔池,在快速焊接的情况下,能更加深入地焊接,可使焊接过程充分焊透。
选用二氧化碳气体保护焊进行焊接,与其他焊接方法相比,具有较少焊渣。这样焊接作业时,操作者的可见度更高,对焊接实施中外观形状的控制十分有利,同时可有效控制内部焊接质量,有利于提高焊接工作效率,把焊接时间缩短,有效减轻焊接工人工作负担。
3 二氧化碳气体保护焊的主要焊接技术参数
对于二氧化碳气体保护焊而言,在实际实施焊接时,应重点掌握以下焊接技术参数:科学合理地选择二氧化碳保护焊中的坡口形式、焊接电流、焊接电压、焊接速度。下文就从这些方面对二氧化碳气体保护焊的主要技术参数进行详细阐述:
3.1 选择二氧化碳气体保护焊中的坡口形式
在实施二氧化碳气体保护焊时,要严格要求焊接件的工艺坡口,具体应从坡口形式、大小、角度、装配间隙等方面进行严格控制,焊接时的坡口形式与大小是影响焊接电弧焊接待焊构件根部的主要因素,只有焊接到焊接根部,整个焊接过程才能透彻,实际焊接质量才能得到更好保障。通过有效控制焊接坡口角度可使焊接中的电弧质量得到有效保障,坡口角度预留的越小,实际焊接质量会越好。钝边的实际坡口角度对焊接的具体深度与透彻度会造成严重影响,纵观以往的焊接工作,我们发现,随着焊件坡度角的增大,其实际焊接质量也会逐渐变差,在实施二氧化碳气体保护焊作业时应格外注意这一点。
3.2 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接电流
焊接电流的大小会直接影响二氧化碳保护焊中的实际熔深,若焊接过程中的焊接电流过大,被焊接件很可能会被穿透,焊瘤与咬边现象极易出现在焊接件中,会对焊接质量造成严重影响,若施焊过程中的焊接电流过小,被焊接件有很多都不能实现全部融化,这样对焊接实际质量也会造成严重影响,焊接电流选择的不正确,甚至有时会引发焊接安全生产事故。
3.3 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接电压
在实际焊接时,焊接电压会影响到焊接电弧情况,若选用的焊接电压过低,电弧会不稳定,造成焊丝不能完全融化,若选择的焊接电压过高,产生的电弧又会非常强,焊丝融化过快,也会影响到实际焊接质量。总之,在实施二氧化碳保护焊时,必须根据实际焊接情况,科学、合理地选择焊接电压。
3.4 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接速度
在实施焊接作业时,在确定好焊丝的直径、焊接所需的电流、电压的情况下,焊接速度便成了影响焊接质量的主要因素,若设置过快的焊接速度,会在某种程度上破坏二氧化碳气体,影响焊缝成型。
4 应用二氧化碳保护焊时应注意的问题
在应用二氧化碳保护焊进行焊接作业时,应注意的问题大致有焊丝干伸长长度的控制、焊接接头的处理、重视打底焊的技术细节、做好焊接收弧工作。下文就围绕这些方面进行简单论述:
4.1 控制焊接过程中的焊丝干伸长长度
焊丝干伸长长度会严重影响到实际焊接过程的稳定性,随着焊丝干伸长长度的增长,焊丝具备的电阻值也会越来越大,焊丝在过热情况下有可能出现成段融化,这样焊接过程就很难稳定,会出现严重的金属飞溅现象。
4.2 在焊接过程中要注意焊接接头
焊接接头应尽量少出现在打底焊中,若打底焊中必须要接头,应先借助砂轮对弧坑部位做缓坡形处理,在进行打磨时,为防止焊管间隙发生局部变宽,影响打底焊,打磨时应小心谨慎,不要对坡口的边缘造成破坏。
4.3 应重视打底焊的技术细节
影响焊接接头质量的一个很关键的因素就是打底焊,把熔接时的接头做好,可有效避免产生焊接缺陷。在具体焊接时,应参照坡口角度的实际大小对焊接电流进行适当调整,当遇到待焊部位的坡口角度比较大时,由于这样的坡口散热面积小,不容易散热,应把焊接电流调小一些,若不调小,极易引发一系列缺陷,如塌陷或反面咬边等。
4.4 注意焊接过程中的收弧方式
在进行二氧化碳陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时,会有缩孔出现在收弧处背面中央,之所以会形成缩孔主要是由于陶瓷衬垫的导热性要远远小于母料,位于熔池上部的熔融金属由于具有很好的散热条件,会发生先行凝固,而位于熔池下部的融化金属实际散热条件相对较差,凝固会稍微滞后些。
5 结语
总之,二氧化碳气体保护焊具有很多优点,但在实际焊接时也有很多事项需要注意,要想使这种焊接技术得到更好的推广与应用,还必须掌握二氧化碳气体保护焊的实际焊接技术参数。希望通过本文的简单论述,相关人员能对二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术能有一个更深入的了解,明确该项焊接技术的实际应用与施工技术,使这项焊接技术的效能得到充分发挥。
参考文献
[1] 王文东,刘非凡.二氧化碳气体保护焊工艺在塔机底 架制作中的推广使用[A].第三届21世纪中国焊接技术 研讨会论文专刊[C].2001.
[2] 庄建雄.二氧化碳气体保护单面焊双面自由成型工 艺[A].第十届全国内河船舶与航运技术学术会议 [C].2006.