時(shí)間：2022-06-21 08:30:08
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關(guān)鍵詞：粗直徑鋼筋；連接；施工質(zhì)量
一、工程概況
本工程為一高層商住樓，總建筑面積78126m2，設(shè)有一層地下室，層高5米；首層、二層作為商場，層高4．8米，第三層為停車場，層高5．3米：四～三十一層為住宅，分為四座塔樓，標(biāo)準(zhǔn)層高3．0米。因本項(xiàng)目住宅的檔次較高，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用了暗柱的方式，而且工期緊，因此施工中鋼筋工程的主要特點(diǎn)是：規(guī)模大，鋼筋連接數(shù)量多，為了配合工期的要求，要求鋼筋連接技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速施工的效果，能夠滿足全天候施工要求，由于采用暗柱的設(shè)計(jì)方式，柱截面小，配筋密集且大量采用粗直徑鋼筋(最大鋼筋直徑28mm)，要求粗直徑鋼筋連接技術(shù)能夠減少混凝土澆筑時(shí)的施工難度；要求粗直徑鋼筋連接技術(shù)能夠節(jié)約鋼材、降低工程成本。為此，采用了粗直徑鋼筋機(jī)械連接技術(shù)。鋼筋機(jī)械連接施工具有操作簡單、施工速度陜、質(zhì)量穩(wěn)定、接頭強(qiáng)度高、增加與混凝土問握裹力等優(yōu)點(diǎn)，不受鋼筋的可焊性、化學(xué)成分及氣候影響。針對(duì)工程的工期要求和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在工程的施工中對(duì)直徑18mm以上豎向鋼筋的連接采用了等強(qiáng)錐螺紋套筒連接技術(shù)。
錐螺紋套筒連接技術(shù)是近年來開發(fā)的一種新的粗直徑鋼筋連接方式，對(duì)于地下室底板、獨(dú)立柱和暗柱等關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)部位，粗直徑鋼筋連接全部采用了錐螺紋套筒連接技術(shù)，共有使用錐螺紋接頭87292個(gè)，其中28mm(10786個(gè))：25mm(22420個(gè))，22mm(17760個(gè))，20mm(14963個(gè))，18mm(16350個(gè))。
二、鋼筋鐓粗直螺紋連接接頭施工工藝
1.工藝流程
切割下料液壓鐓粗加工螺紋抽檢10％絲頭(用螺紋規(guī)檢查)安裝保護(hù)套做標(biāo)識(shí)分類堆放現(xiàn)場安裝。
2.施工工藝及質(zhì)量要求
（1）切割下料
鋼筋所有檢驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。對(duì)端部不直的鋼筋要預(yù)先調(diào)直，切口的端面應(yīng)與軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲。采用砂輪、切割機(jī)按配料長度逐根切割下料。:
（2）液壓鐓粗
用專門設(shè)計(jì)的鐓頭機(jī)將鋼筋端部鐓粗，要求有足夠鐓壓力和套絲所需的鐓頭行程?？社叴?2～40㎜的建筑鋼筋，每個(gè)鐓頭所需時(shí)間約為50秒，適宜于工地現(xiàn)場加工鋼筋。絲頭的施工質(zhì)量要求是：①鋼筋下料時(shí)，切口端面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲。端部不直的鋼筋應(yīng)調(diào)直后下料，鐓粗頭不得有與鋼筋直徑軸線相垂直的橫向表面裂紋。②不合格的鐓粗頭，應(yīng)及時(shí)割除重新鐓粗，不得對(duì)鐓粗頭進(jìn)行二次鐓粗。③鐓粗頭的基圓直徑應(yīng)大于絲頭螺紋外徑，長度應(yīng)大于1／2套筒長度，并應(yīng)在絲頭作出明顯標(biāo)記，過度段坡度應(yīng)≤1：3。④鋼筋絲頭的螺紋應(yīng)與連接套筒的螺紋相匹配，公差帶應(yīng)符合GB／T197(普通螺紋公差與配合的要求)。
（3）鐓粗段套絲直螺紋
鐓粗工序完成后，將帶有鐓粗頭的鋼筋放在專用套絲機(jī)上加工直螺紋，套絲機(jī)具能適用各種不同直徑鋼筋的套絲加工，并達(dá)到設(shè)計(jì)螺紋精度和直徑的穩(wěn)定性，確保與連接筒的配合。每個(gè)鐓粗段的套絲所需時(shí)間約為50秒。鋼筋的端頭螺紋規(guī)格應(yīng)與連接套筒的型號(hào)匹配。加工后立即用配套的量規(guī)逐根檢測。
（4）連接套筒對(duì)接鋼筋
連接套筒是在工廠按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格、精度加工的成品，應(yīng)有出廠合格證，供貨質(zhì)量保證書。套筒一般為低合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，并經(jīng)嚴(yán)格配套檢驗(yàn)后，封上保護(hù)蓋裝箱使用。運(yùn)輸、存儲(chǔ)過程中，要防止銹蝕和玷污。套筒的表面應(yīng)進(jìn)行防銹處理。套筒內(nèi)螺紋的公差帶應(yīng)符合GB／T197。
現(xiàn)場只需將帶螺紋的鋼筋利用連接套筒旋轉(zhuǎn)鋼筋或直接旋轉(zhuǎn)連接套筒，達(dá)到規(guī)定的牙數(shù)連接質(zhì)量就可保證。施工質(zhì)量檢查目測即可，力學(xué)性能按規(guī)定進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。接頭拼接時(shí)可借助普通管鉗扳手使兩個(gè)絲頭于套筒中央位置頂緊。拼接完成的接頭，套筒每邊應(yīng)落在絲頭標(biāo)色線上，或不得有兩扣以上的完整絲扣外露；加長形接頭的絲扣數(shù)不受限制，但應(yīng)有旋入量的明顯標(biāo)記。
三、經(jīng)濟(jì)效益分析
1.材料節(jié)約
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)(GBS0010-2002)，規(guī)范規(guī)定，受拉區(qū)受力鋼筋的搭接長度為35d，有抗震要求為35d+5d=40d。
在各種接頭材料比較表1數(shù)據(jù)中，以25鋼筋為例，每個(gè)搭接接頭鋼筋為3．85kg，冷擠壓接頭每只套簡重1．03kg，等強(qiáng)直螺接頭套簡重0．6kg，單一個(gè)接頭就比搭接少用鋼材3．25kg，比冷擠壓接頭少用鋼材2．82kg。各種規(guī)格直螺紋連接接頭有：2O接頭299只；22接頭1860只；25接頭13374只；32接頭2208只。
用等強(qiáng)直螺紋接頭比搭接連接節(jié)約20．416萬元，比冷擠壓套簡連接節(jié)約18．2萬元。
2.能源節(jié)約
等強(qiáng)直螺紋鋼筋連接機(jī)械設(shè)備功率為4千瓦，每臺(tái)設(shè)備一天完成400只接頭，若一臺(tái)班以8h計(jì)算，則1．2×2=2．4min完成一個(gè)完整的接頭，用電量為4×2．4／60=0．16度，而閃光對(duì)焊每只接頭用電量約為2．5度，僅用電量節(jié)約15．6倍，而閃光對(duì)焊機(jī)的功率至少在lOOkW，故不僅費(fèi)電，且對(duì)施工現(xiàn)場的配電要求也較高。
四、結(jié)語
隨著我國建設(shè)工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高及各類高層建筑、大跨度建筑、橋梁、水工、核電等迅速的發(fā)展．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用日益廣泛。Ⅲ級(jí)和Ⅲ級(jí)以上的鋼筋應(yīng)用日趨普遍，高強(qiáng)度、粗直徑鋼筋的水平、豎向、斜向連接技術(shù)的運(yùn)用已成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施的關(guān)鍵因素，工程技術(shù)人員合理選擇粗鋼筋的連接技術(shù)對(duì)工程的質(zhì)量、工期、效益及施工安全性至關(guān)重要。從價(jià)格上看，以25接頭為例，目前市場價(jià)格在8．5元／個(gè)，比冷擠壓、錐螺紋接頭接頭低，較為適中，一般甲方能夠接受。且從接頭的可靠性上比錐螺紋接頭要高，具有接頭強(qiáng)度高、與母材等連接速度快、性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣、操作方便、用料省，已在國內(nèi)不少重大工程中推廣應(yīng)用，得到很多建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位的好評(píng)，滾軋直螺紋接頭推廣應(yīng)用前景較好。
參考文獻(xiàn)：
[1]混凝土結(jié)構(gòu)沒．十規(guī)范(GB5001O-2002)[s]．中嘲建筑工業(yè)出版社2002.2
我們研制的是添加TiN的Ti(C，N)基金屬陶瓷。由于TiC比WC具有更高的硬度和耐磨性，TiN的加入可起到細(xì)化晶粒的作用，故Ti(C，N)基金屬陶瓷可表現(xiàn)出比WC基或TiC基硬質(zhì)合金更為優(yōu)越的綜合性能。這種新型金屬陶瓷刀具材料的廣泛應(yīng)用是以其成功的連接技術(shù)為前提的，國內(nèi)外對(duì)陶瓷與金屬的連接開展了不少的研究，但對(duì)于金屬陶瓷與金屬連接的技術(shù)研究較少，以致于限制了Ti(C，N)基金屬陶瓷材料在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。常用的連接陶瓷與金屬的焊接方法有真空電子束焊、激光焊、真空擴(kuò)散焊和釬焊等。在這些連接方法中，釬焊、擴(kuò)散焊連接方法比較成熟、應(yīng)用較廣泛，過渡液相連接等新的連接方法和工藝正在研究開發(fā)中。本文在總結(jié)各種陶瓷與金屬焊接方法的基礎(chǔ)上，對(duì)金屬陶瓷與金屬的焊接技術(shù)進(jìn)行初步探討，在介紹各種適用于金屬陶瓷與金屬焊接技術(shù)方法的同時(shí)，指出其優(yōu)缺點(diǎn)和有待研究解決的問題，以期推動(dòng)金屬陶瓷與金屬焊接技術(shù)的研究，進(jìn)而推廣這種先進(jìn)工具材料在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
Ti(C，N)基金屬陶瓷性能特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀
Ti(C，N)基金屬陶瓷是在TiC基金屬陶瓷基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新型工模具材料。按其組成和性能不同可分為：①成分為TiCNiMo的TiC基合金；②添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金屬(如Co)的強(qiáng)韌TiC基合金；③添加TiN的TiCTiN(或TiCN)基合金；④以TiN為主要成分的TiN基合金。
Ti(C，N)基金屬陶瓷的性能特點(diǎn)如下：
(1)高硬度，一般可達(dá)HRA91～93.5，有些可達(dá)HRA94～95，即達(dá)到非金屬陶瓷刀具硬度水平。
(2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨損能力，在高速切削鋼料時(shí)磨損率極低，其耐磨性可比WC基硬質(zhì)合金高3～4倍。
(3)有較高的抗氧化能力，一般硬質(zhì)合金月牙洼磨損開始產(chǎn)生溫度為850～900℃，而Ti(C，N)基金屬陶瓷為1100～1200℃，高出200～300℃。TiC氧化形成的TiO2有作用，所以氧化程度較WC基合金低約10%。
(4)有較高的耐熱性，Ti(C，N)基金屬陶瓷的高溫硬度、高溫強(qiáng)度與高溫耐磨性都比較好，在1100～1300℃高溫下尚能進(jìn)行切削。一般切削速度可比WC基硬質(zhì)合金高2～3倍，可達(dá)200～400m/min。
(5)化學(xué)穩(wěn)定好，Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具切削時(shí)，在刀具與切屑、工件接觸面上會(huì)形成Mo2O3、鎳鉬酸鹽和氧化鈦薄膜，它們都可以作為干劑來減少摩擦。Ti(C，N)基合金與鋼不易產(chǎn)生粘結(jié)，在700～900℃時(shí)也未發(fā)現(xiàn)粘結(jié)情況，即不易產(chǎn)生積屑瘤，加工表面粗糙度值較低。
Ti(C，N)基金屬陶瓷在具有良好綜合性能的同時(shí)還可以節(jié)約普通硬質(zhì)合金所必需的Co、Ta、W等貴重稀有金屬材料。隨著人類節(jié)約資源推行“綠色工業(yè)”進(jìn)程的加快，Ti(C，N)基金屬陶瓷必會(huì)成為一種大有前途的工具材料。目前，Ti(C，N)基金屬陶瓷材料得到世界各國尤其是日本的廣泛深入研究，一些國家已在積極應(yīng)用和推廣這種刀具材料，世界各主要硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家都推出了商品牌號(hào)的含氮金屬陶瓷。如日本三菱綜合材料公司開發(fā)的NX2525牌號(hào)超細(xì)微粒金屬陶瓷的硬度達(dá)到92.2HRA，抗彎強(qiáng)度達(dá)2.0GPa，兼具高硬度和高韌性。我國在“八五”期間也成功研制出多種牌號(hào)的Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具，并批量上市，現(xiàn)已發(fā)展成為獨(dú)立系列的一類刀具材料。
金屬陶瓷與金屬焊接的技術(shù)方法
在工業(yè)加工生產(chǎn)中，切削加工刀具的刀片與刀桿的連接方式有兩種：焊接式和機(jī)夾式。刀具的刀片和刀桿連接的好壞直接影響刀具的使用壽命。宋立秋等通過實(shí)驗(yàn)研究表明：選用焊接式連接刀片和刀桿時(shí)，刀具耐用度高；選用機(jī)夾式時(shí)，刀具耐用度低。由于Ti(C，N)基金屬陶瓷屬于脆性材料，熔點(diǎn)比金屬高，其線膨脹系數(shù)與金屬相差較大，使得Ti(C，N)基金屬陶瓷刀片與刀桿焊后接頭中的殘余應(yīng)力很高，加之與金屬的相容性較差，使得金屬陶瓷與金屬的焊接性較差，一般焊接方法和工藝很難獲得滿意的焊接接頭，目前，采用釬焊和擴(kuò)散焊對(duì)金屬陶瓷與金屬進(jìn)行連接已獲得成功。隨著研究的不斷深入，又出現(xiàn)了許多新方法及工藝，以下在介紹各種適用于金屬陶瓷與金屬焊接技術(shù)方法的同時(shí)，指出其優(yōu)缺點(diǎn)和研究方向。
1熔化焊
熔化焊是應(yīng)用最廣泛的焊接方法，該方法利用一定的熱源，使連接部位局部熔化成液體，然后再冷卻結(jié)晶成一體。焊接熱源有電弧、激光束和電子束等。目前Ti(C，N)基金屬陶瓷熔化焊主要存在以下兩個(gè)問題有待解決：一是隨著熔化溫度的升高，流動(dòng)性降低，有可能促進(jìn)基體和增強(qiáng)相之間化學(xué)反應(yīng)(界面反應(yīng))的發(fā)生，降低了焊接接頭的強(qiáng)度；另一問題是缺乏專門研制的金屬陶瓷熔化焊填充材料。
1)電弧焊
電弧焊是熔化焊中目前應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。其優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用靈活、方便、適用性強(qiáng)，而且設(shè)備簡單。但該方法對(duì)陶瓷與金屬進(jìn)行焊接時(shí)極易引起基體和增強(qiáng)相之間的化學(xué)反應(yīng)(界面反應(yīng))。由于Ti(C，N)基金屬陶瓷具有導(dǎo)電性，可以直接焊接，對(duì)Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬電弧焊的試驗(yàn)研究表明是可行的，但需要解決諸如界面反應(yīng)、焊接缺陷(裂紋等)和焊接接頭強(qiáng)度低等問題。
2)激光焊
激光焊是特殊及難焊材料焊接的一種重要焊接方法。由于激光束的能量密度大，因此激光焊具有熔深大、熔寬小、焊接熱影響區(qū)小、降低焊件焊接后的殘余應(yīng)力和變形小的特點(diǎn)，能夠制造高溫下穩(wěn)定的連接接頭，可以對(duì)產(chǎn)品的焊接質(zhì)量進(jìn)行精確控制。激光焊接技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于真空中燒結(jié)的粉末冶金材料。據(jù)報(bào)道，Mittweida激光應(yīng)用中心開發(fā)了一種雙激光束焊接方法。它用兩束激光工作，一束激光承擔(dān)工件的預(yù)熱，另一束激光用于焊接。用這種雙激光束焊接方法可以實(shí)現(xiàn)各種幾何體的連接，并且不會(huì)降低原材料的強(qiáng)度和高溫性能，焊接時(shí)間僅需數(shù)分鐘。該方法可有效防止焊接過程中熱影響區(qū)裂紋的產(chǎn)生，適用于Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬的焊接，但對(duì)工裝夾具、配合精度及焊前準(zhǔn)備工作要求較高，設(shè)備投資昂貴，運(yùn)行成本較高，需要進(jìn)一步提高其工藝重復(fù)性和可靠性。
3)電子束焊
電子束焊是一種利用高能密度的電子束轟擊焊件使其局部加熱和熔化而焊接起來的方法。真空電子束焊是金屬陶瓷與金屬焊接的有效焊接方法，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，由于是在真空條件下，能防止空氣中的氧、氮等的污染；電子束經(jīng)聚焦能形成很細(xì)小的直徑，可小到Φ0.1～1.0mm的范圍，其功率密度可提高到107～109W/cm2。因此電子束焊具有加熱面積小、焊縫熔寬小、熔深大、焊接熱影響區(qū)小等優(yōu)點(diǎn)。但這種方法的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，對(duì)焊接工藝要求較嚴(yán)，生產(chǎn)成本較高。目前針對(duì)Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬的電子束焊接技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)階段。
2釬焊
釬焊是把材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，同時(shí)應(yīng)用釬料而使材料產(chǎn)生結(jié)合的一種焊接方法。釬焊方法通常按熱源或加熱方法來分類。目前具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的釬焊方法有：(1)火焰釬焊；(2)爐中釬焊；(3)感應(yīng)釬焊；(4)電阻釬焊；(5)浸漬釬焊；(6)紅外線釬焊。釬焊是Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬連接的一種主要焊接方法，釬焊接頭的質(zhì)量主要取決于選用合適的釬料和釬焊工藝。李先芬等對(duì)Ti(C，N)基金屬陶瓷與45號(hào)鋼采用銅基、銀基釬料分別進(jìn)行了火焰釬焊試驗(yàn)和在氬氣保護(hù)爐中釬焊試驗(yàn)?；鹧驸F焊條件下，以H62為釬料的接頭的平均剪切強(qiáng)度為37MPa，以BAg10CuZn為釬料的接頭的剪切強(qiáng)度達(dá)114MPa，以BCuZnMn為釬料的接頭的平均剪切強(qiáng)度49MPa；在氬氣保護(hù)爐焊條件下，以H62為釬料的接頭的平均剪切強(qiáng)度為37MPa，以Ag72Cu28為釬料的接頭的平均剪切強(qiáng)度為51MPa。通過觀察和分析釬焊接頭的結(jié)合情況及剪切試驗(yàn)，表明Ti(C，N)基金屬陶瓷具有較好的釬焊性。但由于接頭界面處金屬陶瓷中存在殘余應(yīng)力，導(dǎo)致剪切試驗(yàn)時(shí)均斷在金屬陶瓷上，且釬焊接頭的剪切強(qiáng)度不高。張麗霞等采用AgCuZn釬料實(shí)現(xiàn)了TiC基金屬陶瓷與鑄鐵的釬焊連接。近年來還利用非晶技術(shù)研制成功了新的含鈦合金系，如CuTi、NiTi合金，可以直接用來釬焊陶瓷與金屬，其接頭的工作溫度比用銀銅釬料釬焊的要高得多。目前，金屬陶瓷釬焊需要解決如何降低或消除界面處金屬陶瓷中的殘余應(yīng)力和提高接頭強(qiáng)度的問題。
3壓焊
壓焊時(shí)基體金屬通常并不熔化，焊接溫度低于金屬的熔點(diǎn)，有的也加熱至熔化狀態(tài)，仍以固相結(jié)合而形成接頭，所以可以減少高溫對(duì)母材的有害影響，提高金屬陶瓷與金屬的焊接質(zhì)量。
1)擴(kuò)散焊
擴(kuò)散焊是壓焊的一種，它是指在相互接觸的表面，在高溫壓力的作用下，被連接表面相互靠近，局部發(fā)生塑性變形，經(jīng)一定時(shí)間后結(jié)合層原子間相互擴(kuò)散而形成整體的可靠連接過程。擴(kuò)散焊包括沒有中間層的擴(kuò)散焊和有中間層的擴(kuò)散焊，有中間層的擴(kuò)散焊是普遍采用的方法。使用中間層合金可以降低焊接溫度和壓力，降低焊接接頭中的總應(yīng)力水平，從而改善接頭的強(qiáng)度性能。另外，為降低接頭應(yīng)力，除采用多層中間層外，還可使用低模數(shù)的補(bǔ)償中間層，這種中間層是由纖維金屬所組成，實(shí)際上是一塊燒結(jié)的纖維金屬墊片，孔隙度最高可達(dá)90%，可有效降低金屬與陶瓷焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。擴(kuò)散焊的主要優(yōu)點(diǎn)是連接強(qiáng)度高，尺寸容易控制，適合于連接異種材料。關(guān)德慧等對(duì)金屬陶瓷刀刃與40Cr刀體的高溫真空擴(kuò)散焊接實(shí)驗(yàn)表明，金屬陶瓷與40Cr焊接后，兩種材料焊合相當(dāng)好，再對(duì)40Cr進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，界面具有相當(dāng)高的強(qiáng)度，焊接界面的抗拉強(qiáng)度達(dá)650MPa，剪切強(qiáng)度達(dá)到550MPa。擴(kuò)散焊主要的不足是擴(kuò)散溫度高、時(shí)間長且在真空下連接、設(shè)備昂貴、成本高。近年來不斷開發(fā)出了一些新的擴(kuò)散焊接方法，如高壓電場下的擴(kuò)散焊，該方法借助于高壓電場(1000V以上)及溫度的共同作用，使陶瓷內(nèi)電介質(zhì)電離，在與金屬鄰近的陶瓷材料內(nèi)形成了一薄層充滿負(fù)離子的極化區(qū)。此外，由于材料表面的顯微不平度，陶瓷與金屬間只有個(gè)別小點(diǎn)相接觸，大部分地區(qū)形成微米級(jí)的間隙。集結(jié)在微小間隙兩側(cè)的離子使這些地區(qū)的電場急劇升高，此外加電場可增加3～4個(gè)數(shù)量級(jí)。由于異性電荷相吸，使被連接的兩種材料相鄰界面達(dá)到緊密接觸(其間距小于原子間距)，隨后借助于擴(kuò)散作用，使金屬與陶瓷得以連接。
2)摩擦焊
摩擦焊是在軸向壓力與扭矩作用下，利用焊接接觸端面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及塑性流動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱及塑性變形熱，使接觸面及其近區(qū)達(dá)到粘塑性狀態(tài)并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)暮暧^塑性變形，然后迅速頂鍛而完成焊接的一種壓焊方法。摩擦焊廣泛用于同類和異種金屬的連接，對(duì)于不同類材料陶瓷與金屬連接的摩擦焊尚屬起步階段。
3)超聲波焊
超聲波焊是通過超聲波振動(dòng)和加壓實(shí)現(xiàn)常溫下金屬與陶瓷接合的一種有效方法。用此方法焊接鋁與各類陶瓷均獲得成功，而且接合時(shí)間僅需幾秒鐘。由于此方法的接合能是利用超聲波振動(dòng)，結(jié)合面不需要進(jìn)行表面處理，設(shè)備較簡單，縮短了焊接時(shí)間，其成本比釬焊法大幅度降低。該方法應(yīng)用于金屬陶瓷與金屬的焊接還有待于進(jìn)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屬與陶瓷的接合面，使接合面的原子“活化”。物質(zhì)清潔的表面具有極佳的活性，然而物質(zhì)表面往往沾有污物或覆蓋著一層極薄的氧化膜，使其活性降低。該方法主要是對(duì)接合面照射氬等惰性氣體的1000～1800eV的低能原子束，從表面除去20nm左右的薄層，使表面活化，然后加壓，利用表面優(yōu)異的反應(yīng)度進(jìn)行常溫狀態(tài)下接合，此方法可用于氮化硅等高強(qiáng)度陶瓷與金屬的接合。
5自蔓延高溫合成焊接法
自蔓延高溫合成(SelfpropagatingHightemperatureSynthesis，縮寫SHS)技術(shù)也稱為燃燒合成(CombustionSynthesis，縮寫CS)技術(shù)，是由制造難熔化合物(碳化物、氮化物和硅化物)的方法發(fā)展而來的。在這種方法中，首先在陶瓷與金屬之間放置能夠燃燒并放出大量生成熱的固體粉末，然后用電弧或輻射將粉末局部點(diǎn)燃而開始反應(yīng)，并由反應(yīng)所放出的熱量自發(fā)地推動(dòng)反應(yīng)繼續(xù)向前發(fā)展，最終由反應(yīng)所生成的產(chǎn)物將陶瓷與金屬牢固地連接在一起。該方法的顯著特點(diǎn)是能耗低，生產(chǎn)效率高，對(duì)母材的熱影響作用小，通過設(shè)計(jì)成分梯度變化的焊縫來連接異種材料，可以克服由于熱膨脹系數(shù)差異而造成的焊接殘余應(yīng)力。但燃燒時(shí)可能產(chǎn)生氣相反應(yīng)和有害雜質(zhì)的侵入，從而使接頭產(chǎn)生氣孔和接頭強(qiáng)度降低。因此，連接最好在保護(hù)氣氛中進(jìn)行，并對(duì)陶瓷與金屬的兩端加壓。日本的Miyamoto等首次利用SHS焊接技術(shù)，研究了金屬M(fèi)o與TiB2和TiC陶瓷的焊接，試驗(yàn)利用Ti+B或Ti+C粉末作為反應(yīng)原料，預(yù)壓成坯后加在兩個(gè)Mo片之間，利用石墨套通電發(fā)熱來引發(fā)反應(yīng)，成功地獲得了界面結(jié)合完整的焊接接頭。何代華等采用燃燒合成技術(shù)成功地制取了TiB2陶瓷/金屬Fe試樣，且焊接界面結(jié)合良好，中間焊料層Fe的質(zhì)量百分含量較高時(shí)，界面結(jié)合優(yōu)于Fe質(zhì)量百分含量低的界面結(jié)合情況。孫德超等以FGM焊料(功能梯度材料)成功實(shí)現(xiàn)了SiC陶瓷與GH4146合金的SHS焊接。目前SHS機(jī)理研究尚未成熟，設(shè)備開發(fā)和應(yīng)用投資頗大，所以SHS焊接尚未工程化。
6液相過渡焊接法
關(guān)鍵詞雨季，焊接，質(zhì)量，控制
一、概況
廣東LNG項(xiàng)目是中國首個(gè)引進(jìn)LNG的試點(diǎn)項(xiàng)目，國家重點(diǎn)示范項(xiàng)目，也是廣東省“十五”計(jì)劃的大型能源基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。1999年底，項(xiàng)目正式立項(xiàng)。2003年，國家發(fā)改委批準(zhǔn)了廣東LNG項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告。廣東LNG大中型河流穿越工程P1標(biāo)段，是廣東LNG項(xiàng)目質(zhì)量控制要點(diǎn)。項(xiàng)目包括大型河流穿越5條，施工長度為3.5km。工程采用X65焊管，管線焊接采用半自動(dòng)焊接工藝，使用AWSA5.1E6010φ4.0焊條和AWSA5.29E71T8-Nij1φ2.0焊絲，管線設(shè)計(jì)壓力為9.2Mpa，輸送介質(zhì)為液體天然氣。
雖然該工程是以管線穿越為主，但是管線的焊接質(zhì)量直接影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量。管線焊接場地均為農(nóng)田、魚塘，溝渠縱橫交錯(cuò)，地下水、地表水十分豐富，場地十分泥濘，空氣潮濕，屬典型的水網(wǎng)地區(qū)施工，施工難度很大。工程2005年3月正式開始施工，管道焊接時(shí)期處于廣東地區(qū)的梅雨季節(jié)，焊接質(zhì)量的控制尤為重要，通過制定合理的質(zhì)量控制方案，工程焊接超聲波檢測一次合格率為100％，X射線檢測一次合格率為95％，水壓試驗(yàn)一次合格。在此對(duì)施工中焊接質(zhì)量控制方法予以簡單介紹。
二、對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行控制的必要性
焊接質(zhì)量是采用焊接工藝制造的焊接接頭的實(shí)用性是否能夠滿足設(shè)計(jì)要求?？煞譃橹苯雍附淤|(zhì)量和間接焊接質(zhì)量，直接焊接質(zhì)量包括焊接接頭的力學(xué)性能，內(nèi)、外部的缺陷等；間接焊接質(zhì)量就是焊接過程中能夠被感知和檢測到的缺陷。在施工過程中，一般無法對(duì)直接焊接質(zhì)量進(jìn)行控制，所以通常都是通過控制間接焊接質(zhì)量來控制和保證直接焊接質(zhì)量的。
三、準(zhǔn)備工作
1、焊接工藝
開焊前，現(xiàn)場焊接工程師根據(jù)相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)文件和業(yè)主下發(fā)的焊接施工與驗(yàn)收規(guī)范編制工程焊接工藝指導(dǎo)書，給出合適的焊接坡口、對(duì)口間隙、焊接電流、電壓、焊接速度等焊接工藝參數(shù)。焊接工藝評(píng)定合格以后，根據(jù)評(píng)定結(jié)果編制焊接工藝卡，確定焊接材料、焊接順序、層間溫度等等，同時(shí)還制定了焊接返修工藝，確定一次返修、二次返修的缺陷消除方法和應(yīng)采取的技術(shù)措施。
主要焊接工藝參數(shù)
焊道名稱填充金屬直徑
(mm)極性焊接方向電流
(A)電壓
（V）送絲速度（in/min）焊接速度（cm/min）
根焊E60104.0DC-下向70-13024-37----8-16
填充E71T8-Nij12.0DC-下向190-27017-2270-13010-32
蓋面E71T8-Nij12.0DC-下向180-26017-2270-13010-30
返修焊接工藝參數(shù)
焊道名稱填充金屬直徑
(mm)極性焊接方向電流
(A)電壓
（V）送絲速度（in/min）焊接速度（cm/min）
根焊E60103.2DC-下向55-10024-37----6-15
填充E71T8-Nij12.0DC-下向190-27017-2270-13015-25
蓋面E71T8-Nij12.0DC-下向180-26017-2270-13010-32
2、設(shè)備選擇
管道焊接設(shè)備采用移動(dòng)焊接車配備米勒焊機(jī)＋送絲機(jī)。在焊接前檢查所有的設(shè)備，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常、性能穩(wěn)定，能夠滿足現(xiàn)場焊接的要求。同時(shí)準(zhǔn)備防風(fēng)棚、焊口加熱設(shè)備、測溫設(shè)備等必須的設(shè)備和機(jī)具。
3、技術(shù)準(zhǔn)備
選定了焊接工藝、選擇合適的焊接設(shè)備和機(jī)具后，在開焊前，焊接技術(shù)人員應(yīng)對(duì)焊接機(jī)組的所有操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，講解焊接工藝過程，明確各種焊接工藝參數(shù)。
四、過程質(zhì)量控制
1、質(zhì)量保證體系
按照公司質(zhì)量體系文件和業(yè)主質(zhì)量控制要求，建立項(xiàng)目工程質(zhì)量保證體系，明確各責(zé)任人的質(zhì)量責(zé)任，如項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、焊接工程師、質(zhì)檢工程師、班組長等。在焊接前對(duì)有關(guān)員工進(jìn)行技術(shù)交底，明確工程質(zhì)量要求和施工、驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
2、焊接過程
在焊接過程中，現(xiàn)場質(zhì)檢人員和技術(shù)管理人員參照相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)文件、工藝技術(shù)文件、公司質(zhì)量體系文件、業(yè)主下發(fā)的質(zhì)量要求，對(duì)焊接過程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查和控制。焊接過程的控制要點(diǎn)主要包括焊條、管口組對(duì)、焊接防護(hù)、焊口加熱、焊接參數(shù)的檢查、焊縫外觀檢查、焊縫返修等環(huán)節(jié)。
對(duì)于焊條，雖然E6010纖維素焊條一般不需要烘烤，但是在雨季施工時(shí)，一次領(lǐng)用量不能太多，要少量多次領(lǐng)用，同時(shí)焊條必須存放在現(xiàn)場的焊條保溫筒內(nèi)，隨用隨取，防止焊條遭受雨淋和受潮。當(dāng)天未用完的焊條必須進(jìn)行回收，并按照烘烤要求在70－80℃溫度范圍內(nèi)烘烤0.5-1h，烘烤溫度不得超過100℃，而且只能回收烘烤一次。材料保管員負(fù)責(zé)對(duì)焊條的存放、烘烤、回收進(jìn)行管理并填寫和保留質(zhì)量記錄。質(zhì)量管理人員應(yīng)進(jìn)行監(jiān)督和不定期的檢查。
由于管線材質(zhì)為X65，所以在焊接前必須進(jìn)行管口加熱。而且按照規(guī)范要求，在雨雪天氣和空氣濕度大于90％、風(fēng)速大于8m/s時(shí)，必須采取有效的防護(hù)措施才能進(jìn)行焊接作業(yè)。有效的防護(hù)措施包括：
a、現(xiàn)場配置防風(fēng)棚。防風(fēng)棚應(yīng)具備遮擋風(fēng)雨的功能，而且能夠方便移動(dòng)；
b、開焊前對(duì)管口進(jìn)行加熱，溫度要求達(dá)到100℃以上，以防止出現(xiàn)氣孔等焊接缺陷；
c、要控制層間溫度，層間溫度必須大于80℃，否則必須進(jìn)行重新加熱；
d、焊接完成后采取遮蓋措施，避免焊口被雨淋或出現(xiàn)速冷導(dǎo)致焊接裂紋或焊縫淬硬而硬度韌性和強(qiáng)度下降的情況；
e、盡量保證施工帶相對(duì)干燥。在作業(yè)帶兩邊緣開挖排水溝，作為積水、排水溝。
f、同時(shí)雨季時(shí)施工帶土質(zhì)松軟、泥濘，在吊管機(jī)下在鋪設(shè)鋼管排，制作牢固的管墩可避免出現(xiàn)裂紋缺陷；
g、焊接操作坑中的積水必須排除干凈，并鋪設(shè)干燥的木板，給焊工創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)舒適的工作環(huán)境，讓其正常操作；
在施工過程中我們根據(jù)施工技術(shù)要求和現(xiàn)場情況制作了輕便的防風(fēng)棚，焊前和層間加熱采用環(huán)形火焰加熱器，焊后在焊口處遮蓋石棉被，這些措施對(duì)保證焊接質(zhì)量起到了明顯的作用。
3、質(zhì)量檢查
公司質(zhì)量檢查人員和焊接監(jiān)理在現(xiàn)場對(duì)整個(gè)焊接過程進(jìn)行全程監(jiān)控。對(duì)焊接重點(diǎn)、難點(diǎn)部位加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督和檢查。
a、在焊接開始前檢查現(xiàn)場的焊條和焊絲是否按照規(guī)范要求進(jìn)行儲(chǔ)存和使用，對(duì)于不合格的焊接材料一律不得使用，避免焊接后出現(xiàn)夾渣和氣孔等缺陷；同時(shí)管口的清理、焊口組對(duì)間隙、錯(cuò)邊，控制參數(shù)在規(guī)范要求范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)強(qiáng)力組對(duì)、組對(duì)間隙、錯(cuò)邊超標(biāo)現(xiàn)象的出現(xiàn)；
b、在焊接過程中檢查焊接工藝參數(shù)如焊接電流、焊接電壓、焊接速度、引弧位置、管線焊縫錯(cuò)開量等；
c、焊接完成后檢查焊縫表面飛濺、焊瘤、焊渣是否清理干凈，以及焊后焊口的保護(hù)等；
d、檢查完成后質(zhì)檢人員填寫必要的質(zhì)量記錄如管口清理記錄、管口組對(duì)記錄、焊接工藝參數(shù)記錄、焊縫外觀檢查記錄等，如有返修焊口，還應(yīng)填寫焊口返修記錄，這些記錄都將作為質(zhì)量受控的證據(jù)；
在現(xiàn)場，質(zhì)檢人員除了起到監(jiān)督作用外，更要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)文件的要求提醒作業(yè)人員，避免人為因素造成施工質(zhì)量的下降，影響工程進(jìn)度。
五、結(jié)束語
雨季焊接施工如何保證質(zhì)量對(duì)施工單位來說是一個(gè)十分重要的課題，做好一下幾個(gè)方面的工作將有利于控制雨季焊接施工質(zhì)量。
1、根據(jù)質(zhì)量體系文件的要求建立和完善質(zhì)量保證體系，通過系統(tǒng)有效的質(zhì)量管道活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量和施工進(jìn)度的控制。
2、結(jié)合施工實(shí)際情況，采取有效的、有針對(duì)性的工藝技術(shù)措施來保證焊接質(zhì)量，并保證措施在施工中得到有效的實(shí)施。
3、根據(jù)工程實(shí)際情況選擇焊接工藝并進(jìn)行焊接工藝評(píng)定工作，保證焊接工藝和返修工藝的合理性。
4、質(zhì)檢人員應(yīng)具備很強(qiáng)的責(zé)任心并能對(duì)參加施工的施工人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。
根據(jù)參與調(diào)研的工作人員的身份、職業(yè)等情況將參與調(diào)研的人員分為3個(gè)調(diào)研組，分別為教師調(diào)研組、頂崗實(shí)習(xí)學(xué)生調(diào)研組和暑期社會(huì)實(shí)踐調(diào)研組，約用兩年時(shí)間進(jìn)行深入調(diào)研。一是教師調(diào)研組。由我系焊接專業(yè)骨干教師和負(fù)責(zé)就業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)、工作人員組成。主要利用外出指導(dǎo)和管理頂崗實(shí)習(xí)學(xué)生、就業(yè)洽談等便利和機(jī)會(huì)，與用人企業(yè)接觸，開展企業(yè)走訪、往屆畢業(yè)生座談、會(huì)議交流等形式的調(diào)研工作。二是頂崗實(shí)習(xí)學(xué)生調(diào)研組。在2009～2010年兩年內(nèi)，我系約有500名焊接專業(yè)畢業(yè)生參與頂崗實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。根據(jù)頂崗實(shí)習(xí)學(xué)生的地域分布、企業(yè)分布等特點(diǎn)，及時(shí)成立頂崗實(shí)習(xí)學(xué)生調(diào)研組，由學(xué)生會(huì)干部任組長，開展本地區(qū)、本企業(yè)的調(diào)研工作。該組主要以問卷調(diào)查和調(diào)研報(bào)告的形式反饋調(diào)研信息。三是暑期社會(huì)實(shí)踐調(diào)研組。2009年和2010年暑期分別組織了調(diào)研、實(shí)踐、服務(wù)為一體的暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，了解包頭市青山區(qū)裝備工業(yè)園區(qū)和稀土高新區(qū)的企業(yè)生產(chǎn)狀況、用人需求，并參與生產(chǎn)實(shí)踐，了解焊接生產(chǎn)狀況、設(shè)備使用等。該組主要以問卷調(diào)查和調(diào)研報(bào)告的形式反饋調(diào)研信息。此次調(diào)研走訪企業(yè)30家，《焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)人才需求調(diào)查問卷》和《焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)人才職業(yè)能力要求調(diào)查表》各發(fā)放300份，回收有效問卷各283份。
二、調(diào)研結(jié)果及其分析
1．包頭地區(qū)的裝備制造業(yè)概況包頭市為重要的裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地，裝備制造業(yè)已成為包頭市的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來，包頭市裝備制造產(chǎn)業(yè)的每年資產(chǎn)總額超過300億元，產(chǎn)品銷售收入達(dá)180億元?！笆晃濉逼陂g，包頭市將緊緊依托包鋼集團(tuán)、一機(jī)集團(tuán)、北方重工集團(tuán)和北方奔馳公司等駐區(qū)特大企業(yè)在機(jī)械加工、汽車制造等方面強(qiáng)大的技術(shù)力量和生產(chǎn)能力，整合現(xiàn)有裝備制造業(yè)資源，重點(diǎn)發(fā)展以汽車整車及零部件制造，風(fēng)電設(shè)備及零部件制造，重型裝備和專用設(shè)備為主的裝備制造業(yè)體系，形成年產(chǎn)重型載重汽車4．5萬輛，各類改裝車輛10萬臺(tái)，各類工程機(jī)械及液壓支架、掘進(jìn)機(jī)等礦山設(shè)備3000臺(tái)(套)，鐵路車輛5000輛，超高壓鋼管、厚壁鍋爐管、抽油桿、螺旋焊管等石化管道設(shè)備60萬噸的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)銷售收入650億元以上，使包頭成為在我國中西部地區(qū)有重要影響的現(xiàn)代機(jī)械裝備制造基地。
2．焊接技術(shù)的地位和需求狀況隨著裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，焊接技術(shù)正在進(jìn)行著結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變，以高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)及其工藝過程數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化控制為特征的現(xiàn)代焊接技術(shù)逐步取代耗能大、效率低和工作環(huán)境差的傳統(tǒng)手工焊接工藝。但焊接生產(chǎn)的第一線高素質(zhì)技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏及焊接從業(yè)人員的不合理結(jié)構(gòu)，阻礙先進(jìn)焊接生產(chǎn)技術(shù)的普遍應(yīng)用。調(diào)研結(jié)果顯示:在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)第一線負(fù)責(zé)將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的技術(shù)員在焊接工程技術(shù)人員的比例較低;另外，焊接技術(shù)工人隊(duì)伍中，焊接技師及高級(jí)技師數(shù)量較少，這都說明在焊接生產(chǎn)的第一線高素質(zhì)技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏。焊接技術(shù)是包頭裝備制造業(yè)的主要產(chǎn)品如機(jī)車車輛、風(fēng)電設(shè)備、重型裝備等生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的制造技術(shù)，焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展必將在地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。通過對(duì)包頭及周邊地區(qū)多家國有大中型企業(yè)進(jìn)行專業(yè)技能型人才需求情況的調(diào)研分析可知，企業(yè)急需熟練掌握現(xiàn)代焊接技術(shù)操作技能、具備工藝設(shè)計(jì)與現(xiàn)場實(shí)施、生產(chǎn)管理和質(zhì)量監(jiān)控能力、熟悉焊接高新技術(shù)，并能將其轉(zhuǎn)化應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的高素質(zhì)技能人才，近三年的焊接高技能人才需求量約達(dá)2000余人。
3．企業(yè)對(duì)焊接人才的要求目前，企業(yè)招聘人員主要有兩個(gè)途徑，即通過勞動(dòng)市場招聘和從應(yīng)屆畢業(yè)生中招聘。在勞動(dòng)市場招聘的主要目的為招到技能水平相對(duì)較高的熟練焊工，解決或緩解生產(chǎn)任務(wù)繁重的燃眉之急，而從應(yīng)屆畢業(yè)生中招聘是為了擁有具有較系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、具備一定實(shí)踐操作技能、又有可塑性強(qiáng)的年輕技術(shù)工人，以充實(shí)焊工隊(duì)伍，作為技術(shù)人才儲(chǔ)備。近三年，各學(xué)歷人才在新錄用人員中的比例:本科生20%，高職生50%，中專、技校、職高生30%。國有企業(yè)重視員工的培訓(xùn)環(huán)節(jié)，注重員工的知識(shí)更新和技能的提升，制定系統(tǒng)的培訓(xùn)計(jì)劃和安排，而民營企業(yè)則更加注重生產(chǎn)效率，一步招到所需崗位的合適人才，較少考慮員工培訓(xùn)或培養(yǎng)。從高職學(xué)生的分配崗位而言，雖然不同類型的生產(chǎn)企業(yè)有一定的區(qū)別，但是總體上基本相同，即高職學(xué)生的崗位主要集中在技術(shù)工人崗位，其次是生產(chǎn)一線管理崗位，少數(shù)人在中層或高層管理崗位。企業(yè)普遍認(rèn)為，高職學(xué)生適合生產(chǎn)加工工序較復(fù)雜，并對(duì)加工質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品，他們的基本素質(zhì)較好，基本功相對(duì)扎實(shí)，自學(xué)能力較強(qiáng)，操作技能的提升較快，有一定的團(tuán)隊(duì)合作精神，上手較快，適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠勝任多個(gè)崗位需求。但部分高職學(xué)生不安心工作，對(duì)崗位和薪酬的期望值過高。企業(yè)看重員工是否能夠積極、主動(dòng)、踏實(shí)、有責(zé)任心地去為企業(yè)服務(wù)，是否能夠忠于職守、服從調(diào)動(dòng)、遵守制度等方面。問卷調(diào)查也顯示:思想品德、綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力分別排在前3位。調(diào)研結(jié)果顯示，企業(yè)對(duì)高職學(xué)生專業(yè)能力提出較高的要求，如圖2所示。生產(chǎn)企業(yè)要求焊接高職畢業(yè)生應(yīng)具備較強(qiáng)的焊接操作技能、實(shí)施焊接工藝能力、焊接設(shè)備的使用和維護(hù)能力等，而對(duì)外語、計(jì)算機(jī)使用能力要求相對(duì)較低，只作為基本素質(zhì)要求。因此，在專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和改革過程中，要突出或加強(qiáng)學(xué)生的焊接操作技能訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
4．焊接專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位分析在問卷調(diào)查中我們?cè)O(shè)計(jì)了一項(xiàng)對(duì)我院近年焊接專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)崗位分析內(nèi)容。調(diào)查結(jié)果顯示，焊接專業(yè)畢業(yè)生主要就業(yè)崗位為焊接操作70%，焊接工藝設(shè)計(jì)與實(shí)施15%;次要崗位為焊接質(zhì)量檢驗(yàn)6%，焊接生產(chǎn)管理6%，其他3%。因此，在課程建設(shè)中應(yīng)根據(jù)就業(yè)崗位的分布特點(diǎn)，描述崗位任務(wù)，確定典型工作任務(wù)，以工作任務(wù)為主線，再根據(jù)工作的相關(guān)性，對(duì)工作任務(wù)進(jìn)行整合重組，確定崗位職業(yè)能力(行動(dòng)領(lǐng)域)，構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域即課程體系。
三、結(jié)論
石油化工機(jī)械是石油生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備，主要包括化工操作容器、石油加熱被爐、石油反應(yīng)塔以及石油換熱器等。因此，根據(jù)不同生產(chǎn)設(shè)備的不同需求，需要運(yùn)用不同的焊接技術(shù)。根據(jù)工藝的不同，在石油化工機(jī)械焊接中，比較常用的焊接工藝主要有焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、埋弧自動(dòng)焊以及二氧化碳保護(hù)焊等。其中，焊條電弧焊主要應(yīng)用于石油化工機(jī)械中的中板制造，具有焊接方法相對(duì)簡單，環(huán)境適應(yīng)力較強(qiáng)等優(yōu)勢；埋弧自動(dòng)焊主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的石油化工機(jī)械；鎢極氬弧焊主要應(yīng)用于基礎(chǔ)機(jī)械打底焊接；二氧化碳保護(hù)焊主要應(yīng)用于相對(duì)較薄的機(jī)械設(shè)備焊接。而現(xiàn)階段，隨著設(shè)備要求與設(shè)備材料的不斷改進(jìn)，設(shè)備抗腐蝕性能不斷提高，鎢極氬弧焊已經(jīng)成為當(dāng)前石油化工機(jī)械焊接中比較常用的焊接工藝。
二、焊接技術(shù)在石油油氣儲(chǔ)運(yùn)中的應(yīng)用
石油資源得到有效開發(fā)以后，需要恰當(dāng)?shù)膬?chǔ)存運(yùn)輸手段，才能使其更加完整高效的得到利用，在對(duì)石油油氣就近性存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)倪^程中，焊接技術(shù)的應(yīng)用有著非常重要的作用，主要表現(xiàn)在以下兩方面：
1.焊接技術(shù)在石油油氣儲(chǔ)罐中的應(yīng)用在石油氣體、液體及液化氣被開采加工之后，需要將其裝入到油氣儲(chǔ)罐中，也方便運(yùn)輸及使用，而由于油氣在不同應(yīng)用中的客觀需求不同，油氣儲(chǔ)罐也存在很多不同類型，而焊接技術(shù)是油氣儲(chǔ)罐制造過程中最主要應(yīng)用的技術(shù)之一。在制造油氣儲(chǔ)罐的過程中，主要應(yīng)用氣電立焊、焊條電弧焊、藥芯自動(dòng)焊以及埋弧自動(dòng)焊等焊接技術(shù)，普遍來講，如果需要建造比較大型的頂部漂浮儲(chǔ)罐，當(dāng)前一般采用比較先進(jìn)的自動(dòng)焊技術(shù)進(jìn)行制造。
2.焊接技術(shù)在油氣運(yùn)輸管道中的應(yīng)用與油氣儲(chǔ)罐相比，油氣運(yùn)輸管道具有更加方便、安全性強(qiáng)、成本投入小、利用率高等優(yōu)勢，更適合石油及天然氣的運(yùn)輸，正是因?yàn)橛蜌膺\(yùn)輸管道有以上諸多優(yōu)勢，當(dāng)前全世界的油氣運(yùn)輸管道正每年以幾何形態(tài)遞增。在建造油氣運(yùn)輸管道的過程中，主要應(yīng)用纖維素、低氫、藥芯焊絲等焊條下向焊方式，其中，低氫焊條下向焊技術(shù)能夠用于相對(duì)比較惡劣的制造環(huán)境，而藥芯焊絲屬于以眾暴寡半自動(dòng)焊接技術(shù)，近年來在我國大力推廣。
三、焊接技術(shù)在石油鉆采機(jī)械中的應(yīng)用
1.焊接技術(shù)在油田采泵中的應(yīng)用現(xiàn)階段，我國在油田開采過程中使用的泵體主要分為兩類，其一為應(yīng)用于石油、油氣、液化氣等流體資源傳輸?shù)牡孛孑斢捅茫涠閼?yīng)用于石油資源抽取的抽油泵。而與之相對(duì)應(yīng)的油田采泵焊接方法也主要有兩種，其一是制作采泵過程中所應(yīng)用的焊接技術(shù)，其二是在采泵出現(xiàn)破損或漏洞時(shí)進(jìn)行泵體修補(bǔ)的焊接技術(shù)。主要的按揭方法有堆焊、焊條電弧焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊等。另外，隨著石油開采技術(shù)的不斷提高，為保證油田采泵為油田開發(fā)帶來更高的效益，一些新型的焊接技術(shù)與工藝，也被逐漸應(yīng)用到油田采泵中。
2.焊接技術(shù)在采油鉆桿中的應(yīng)用油田的開發(fā)與開采離不開油氣井鉆探工作，而石油鉆桿便是鉆探工具中最為重要的組成部分，在石油鉆桿的應(yīng)用過程中，需要利用焊接工藝將鉆桿工具與被焊管體之間進(jìn)行連接，這關(guān)系到石油開采的效率和質(zhì)量。最早應(yīng)用于采油鉆桿的焊接技術(shù)是電弧焊與閃光對(duì)焊，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今在采油鉆桿中所采用的是先進(jìn)的連續(xù)驅(qū)動(dòng)或慣性的摩擦型焊接。焊縫質(zhì)量的高低取決于鉆桿工具與被焊管體之間的焊接生產(chǎn)效率。現(xiàn)階段，在我國采油鉆桿焊接工作中，使用最廣的是慣性摩擦焊接工藝。
3.焊接技術(shù)在采油鉆頭中的應(yīng)用在石油開采過程中，會(huì)遇到很多特殊情況，針對(duì)特殊情況需要用特殊的方法進(jìn)行處理。在石油開采中，常常會(huì)遇到比較堅(jiān)硬的巖石阻礙最佳開采路徑，這時(shí)便需要運(yùn)用采油鉆頭，將巖石破除。而巖石破除情況的好壞還會(huì)對(duì)鉆井的質(zhì)量、石油開采的工作效率以及開發(fā)鉆井的成本產(chǎn)生很大影響。在采油鉆頭的種類方面，可以分為牙輪與PDC兩大類。而焊接技術(shù)主要應(yīng)用于鉆頭的修補(bǔ)與加工，根據(jù)不同的鉆頭材料，需要運(yùn)用不同的焊接工藝。
四、結(jié)論
束流由單一的電子、光子、電子和離子或二種以上的粒子組合而成。屬于高功率密度的熱源有：等離子弧、電子束、激光束及復(fù)合熱源激光束+Arc（TIG、MIG、Plasma）。
當(dāng)前高能束流焊接被關(guān)注的主要領(lǐng)域是：①高能束流設(shè)備的大型化—功率大型化及可加工零件（乃至零件集成）的大型化。②新型設(shè)備的研制，諸如，脈沖工作方式以及短波長激光器等。③設(shè)備的智能化以及加工的柔性化。④束流品質(zhì)的提高及診斷。⑤束流、工件、工藝介質(zhì)相互作用機(jī)制的研究。⑥束流的復(fù)合。⑦新材料的焊接。⑧應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。
1、激光焊接的最新進(jìn)展
1.1新型激光器
（1）直流板條式（DCSlab）CO2激光器、（2）二極管泵浦的YAG激光器、（3）CO激光器、（4）半導(dǎo)體激光器、（5）準(zhǔn)分子激光器。
1.2激光器功率的大型化、脈沖方式以及高質(zhì)量的光束模式
以美國PRC公司為例，幾年前，用于切割的CO2激光器功率主要是1500~2000W，而近期的主導(dǎo)產(chǎn)品是4000~6000W，6000W可切割的不銹鋼厚度、碳鋼厚度分別為35mm和40mm.
1.3設(shè)備的智能化及加工的柔性化
尤其是對(duì)YAG激光，由于可用光纖傳輸，給加工帶來了極大的方便。
其主要特點(diǎn)是：①一機(jī)多用。②采用一臺(tái)激光機(jī)可進(jìn)行多工位（可達(dá)6個(gè)）加工。③光纖長度最長可達(dá)60m.④開放式的控制接口。⑤具有遠(yuǎn)距離診斷功能。
1.4束流的復(fù)合
最主要的是激光－電弧復(fù)合。深熔焊接時(shí)，熔池上方產(chǎn)生等離子體，復(fù)合加工時(shí)，激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定；復(fù)合加工可提高加工效率；可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性；可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性；通常，激光加絲焊是很敏感的，通過與電弧的復(fù)合，則變的容易而可靠。
激光－電弧復(fù)合主要是激光與TIG、Plasma以及GMA.通過激光與電弧的相互影響，可克服每一種方法自身的不足，進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。
GMA成本低，使用填絲，適用性強(qiáng)，缺點(diǎn)是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。激光焊可形成深而窄的焊縫，焊速高、熱輸入低，但投資高，對(duì)工件制備精度要求高，對(duì)鋁等材料的適應(yīng)性差。Laser-GMA的復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)在：電弧增加了對(duì)間隙的橋接性，其原因有二：一是填充焊絲，二是電弧加熱范圍較寬；電弧功率決定焊縫頂部寬度；激光產(chǎn)生的等離子體減小了電弧引燃和維持的阻力，使電弧更穩(wěn)定；激光功率決定了焊縫的深度；更進(jìn)一步講，復(fù)合導(dǎo)致了效率增加以及焊接適應(yīng)性的增強(qiáng)。
從能量觀點(diǎn)看，激光電弧復(fù)合對(duì)焊接效率的提高十分顯著。這主要基于兩種效應(yīng)，一是較高的能量密度導(dǎo)致了較高的焊接速度；二是兩熱源相互作用的疊加效應(yīng)。
GMA、激光加絲和激光電弧復(fù)合三種方法焊接時(shí)線能量、焊縫斷面以及能量利用率的比較。
Laser-TIGHybrid可顯著增加焊速，約為TIG焊接時(shí)的2倍；鎢極燒損也大大減小，壽命增加；坡口夾角亦減小焊縫面積與激光焊時(shí)相近。阿亨大學(xué)弗朗和費(fèi)激光技術(shù)學(xué)院研制了一種激光雙弧復(fù)合焊接，與激光單弧復(fù)合焊相比，焊接速度可增加約1/3，線能量減小25%.
英國Conventry大學(xué)現(xiàn)代連接中心亦有Laser-plasma復(fù)合焊接的報(bào)導(dǎo)。其優(yōu)點(diǎn)是：提高焊接速度和熔深；由于電弧加熱，金屬溫度升高，降低了金屬對(duì)激光的反射率，增加了對(duì)光能的吸收。在小功率CO2激光試驗(yàn)基礎(chǔ)上，還要在12000WCO2激光以及光纖傳輸?shù)?kWYAG激光器上進(jìn)行，并為機(jī)器人進(jìn)行PALW打基礎(chǔ)。
1.5激光、工件與保護(hù)氣體相互作用的研究
1.6鋁合金的激光焊接
鋁合金由于比強(qiáng)度高、抗腐蝕性好而得以廣泛應(yīng)用。CO2激光焊接鋁合金的困難主要在于高的反射率以及導(dǎo)熱性好，難以達(dá)到蒸發(fā)溫度、難于誘導(dǎo)小孔的形成（尤其是對(duì)Mg含量比較小時(shí)）以及容易產(chǎn)生氣孔。提高吸收率的措施除了表面化學(xué)改性（如陽極氧化）、表面鍍層、表面涂層等外，也有用激光－TIG、激光－MIG的報(bào)道，其中MIG－DCelectrodeposition方法由于表面的清理作用強(qiáng)和加絲的合金化作用效果為好。
最近，比利時(shí)的LCretteur和法國的SMarya對(duì)6061鋁合金進(jìn)行了混合氣和焊劑的CO2激光焊。在給定的試驗(yàn)條件下表明：70%He+30%Ar、氣流方向與焊接方向相反時(shí)效果為好；針對(duì)穿透焊接時(shí)焊縫背面容易產(chǎn)生下垂缺陷，采用75%LiF+25%LiCl的焊劑，起到了祛除氧化、改善熔化金屬與背面母材的接合，使背面焊縫具有“上翹”效應(yīng)，在較寬的參數(shù)區(qū)間內(nèi)形成了規(guī)整的焊道。對(duì)6061鋁合金的焊接表明，焊縫強(qiáng)度可達(dá)到母材的90%.
1.7激光熔覆
激光熔覆與其它表面改性方法相比，加熱速度快、熱輸入少，變形極小；結(jié)合強(qiáng)度高；稀釋率低；改性層厚度可精確控制，定域性好、可達(dá)性好、生產(chǎn)效率高。
激光熔覆除用于民品外，英、美等國也已用于航空機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)Ni基渦輪葉片的耐熱、耐磨層的熔覆及修復(fù)。
2、電子束焊接和等離子弧焊接的最新進(jìn)展
國外電子束焊接發(fā)展可歸結(jié)為：超高能密度裝置研制、設(shè)備智能化柔性化、電子束流特性診斷、束流與物質(zhì)作用機(jī)制研究以及非真空電子束焊設(shè)備及工藝的研究等。
在日本，加速電壓600kV、功率300kW的超高壓電子束焊機(jī)已問世，一次可焊200mm的不銹鋼，深寬比達(dá)70：1.
日、俄、德開展了雙槍及填絲電子束焊技術(shù)的研究。在對(duì)大厚度板第一次焊接的基礎(chǔ)上，通過第二次填絲來彌補(bǔ)頂部下凹或咬邊缺陷；日本采用雙搶實(shí)現(xiàn)了薄板的超高速焊接，反面無飛濺，成形良好。法國研制成功的雙金屬和三金屬薄帶材電子束焊接機(jī)也頗引人關(guān)注。
關(guān)于非真空電子束焊接，德國實(shí)現(xiàn)了母材為AlMg0.4Si1.2的旋轉(zhuǎn)件的填絲焊接，加絲材料為AlMg4.5Mn，送絲速度35m/min，焊接速度高達(dá)60m/min.該研究在斯圖加特大學(xué)的25kW電子束焊機(jī)上完成。
非真空電子束焊接在汽車制造領(lǐng)域一直倍受重視。例如，手動(dòng)變速器中同步環(huán)與齒輪的非真空電子束焊接，生產(chǎn)率已超過500件/小時(shí)。
最近，德國和波蘭的學(xué)者共同研制了真空電子束焊接時(shí)安裝于真空室中的非接觸測溫裝置，測量點(diǎn)最小直徑1.8mm，主要用于陶瓷和硬質(zhì)合金的釬焊，該裝置可排除隨機(jī)的熱流的干擾，測量精度高。
在等離子弧焊接方面，變極性等離子弧焊以及鋁合金穿孔等離子立焊是關(guān)注點(diǎn)之一。
3、國內(nèi)高能束流焊接現(xiàn)狀
在國內(nèi)，高能束流焊接越來越引起更多相關(guān)人士諸如焊接、物理、激光、材料、機(jī)床、計(jì)算機(jī)等工作者的關(guān)注。國內(nèi)在設(shè)備水平上，與國外有一定差距，但在工藝研究上，水平則較為接近，甚至在某些方面還有自己的特色。
3.1激光焊接
在設(shè)備生產(chǎn)與研究上，主要生產(chǎn)千瓦級(jí)的CO2激光設(shè)備和1千瓦以下的固體YAG激光設(shè)備。
國內(nèi)對(duì)激光焊接研究主要集中在激光焊接等離子體形成機(jī)理、特性分析、檢測、控制、深熔激光焊接模擬、激光-電弧復(fù)合熱源的應(yīng)用、激光堆焊等。清華大學(xué)從聲和電的角度，分析了熔透狀態(tài)的聲信號(hào)，提出了激光焊接等離子體的等效電路及電特性數(shù)學(xué)模型；在抑制等離子體的負(fù)面效應(yīng)方面，清華大學(xué)張旭東、陳武柱等提出了側(cè)吸法；國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心的肖榮詩、左鐵釧提出了雙層內(nèi)外圓管吹送異種氣體法；西北工業(yè)大學(xué)的劉金合提出了外加磁場法。
3.2電子束焊接
我國自行研制電子束焊機(jī)始于1960年代，至今已研制生產(chǎn)出不同類型和功能的電子束焊機(jī)上百臺(tái)，并形成了一支研制生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍，能為國內(nèi)市場提供小功率的電子束焊機(jī)。
近年來，出現(xiàn)了關(guān)鍵部件（電子槍，高壓電源等）引進(jìn)、其它部件國內(nèi)配套的引進(jìn)方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備既保持了較高的技術(shù)水平，又能大大降低成本，同時(shí)還能對(duì)用戶提供較完善的售后服務(wù)。
目前，以科學(xué)院電工所的EBW系列為代表的汽車齒輪專用電子束焊機(jī)占據(jù)了國內(nèi)汽車齒輪電子束焊接的主要市場份額；我國的中小功率電子束焊機(jī)已接近或趕上國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而價(jià)格僅為國外同類產(chǎn)品的1/4左右，有明顯的性能價(jià)格比優(yōu)勢。
在機(jī)理及工藝研究上，北京航空工藝研究所、北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)電工所、桂林電器科學(xué)研究所、西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司、航天材料及工藝研究所開展的工作涉及熔池小孔動(dòng)力學(xué)、電子束釬焊、接頭疲勞裂紋擴(kuò)展行為、接頭殘余應(yīng)力、填絲焊接、局部真空焊接時(shí)的焊縫軌跡示教等。
石油資源得到有效開發(fā)以后，需要恰當(dāng)?shù)膬?chǔ)存運(yùn)輸手段，才能使其更加完整高效的得到利用，在對(duì)石油油氣就近性存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)倪^程中，焊接技術(shù)的應(yīng)用有著非常重要的作用，主要表現(xiàn)在以下兩方面：
1.焊接技術(shù)在石油油氣儲(chǔ)罐中的應(yīng)用
在石油氣體、液體及液化氣被開采加工之后，需要將其裝入到油氣儲(chǔ)罐中，也方便運(yùn)輸及使用，而由于油氣在不同應(yīng)用中的客觀需求不同，油氣儲(chǔ)罐也存在很多不同類型，而焊接技術(shù)是油氣儲(chǔ)罐制造過程中最主要應(yīng)用的技術(shù)之一。在制造油氣儲(chǔ)罐的過程中，主要應(yīng)用氣電立焊、焊條電弧焊、藥芯自動(dòng)焊以及埋弧自動(dòng)焊等焊接技術(shù)，普遍來講，如果需要建造比較大型的頂部漂浮儲(chǔ)罐，當(dāng)前一般采用比較先進(jìn)的自動(dòng)焊技術(shù)進(jìn)行制造。
2.焊接技術(shù)在油氣運(yùn)輸管道中的應(yīng)用
與油氣儲(chǔ)罐相比，油氣運(yùn)輸管道具有更加方便、安全性強(qiáng)、成本投入小、利用率高等優(yōu)勢，更適合石油及天然氣的運(yùn)輸，正是因?yàn)橛蜌膺\(yùn)輸管道有以上諸多優(yōu)勢，當(dāng)前全世界的油氣運(yùn)輸管道正每年以幾何形態(tài)遞增。在建造油氣運(yùn)輸管道的過程中，主要應(yīng)用纖維素、低氫、藥芯焊絲等焊條下向焊方式，其中，低氫焊條下向焊技術(shù)能夠用于相對(duì)比較惡劣的制造環(huán)境，而藥芯焊絲屬于以眾暴寡半自動(dòng)焊接技術(shù)，近年來在我國大力推廣。
二、焊接技術(shù)在石油鉆采機(jī)械中的應(yīng)用
1.焊接技術(shù)在油田采泵中的應(yīng)用
現(xiàn)階段，我國在油田開采過程中使用的泵體主要分為兩類，其一為應(yīng)用于石油、油氣、液化氣等流體資源傳輸?shù)牡孛孑斢捅?，其二為?yīng)用于石油資源抽取的抽油泵。而與之相對(duì)應(yīng)的油田采泵焊接方法也主要有兩種，其一是制作采泵過程中所應(yīng)用的焊接技術(shù)，其二是在采泵出現(xiàn)破損或漏洞時(shí)進(jìn)行泵體修補(bǔ)的焊接技術(shù)。主要的按揭方法有堆焊、焊條電弧焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊等。另外，隨著石油開采技術(shù)的不斷提高，為保證油田采泵為油田開發(fā)帶來更高的效益，一些新型的焊接技術(shù)與工藝，也被逐漸應(yīng)用到油田采泵中。
2.焊接技術(shù)在采油鉆桿中的應(yīng)用
油田的開發(fā)與開采離不開油氣井鉆探工作，而石油鉆桿便是鉆探工具中最為重要的組成部分，在石油鉆桿的應(yīng)用過程中，需要利用焊接工藝將鉆桿工具與被焊管體之間進(jìn)行連接，這關(guān)系到石油開采的效率和質(zhì)量。最早應(yīng)用于采油鉆桿的焊接技術(shù)是電弧焊與閃光對(duì)焊，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今在采油鉆桿中所采用的是先進(jìn)的連續(xù)驅(qū)動(dòng)或慣性的摩擦型焊接。焊縫質(zhì)量的高低取決于鉆桿工具與被焊管體之間的焊接生產(chǎn)效率?，F(xiàn)階段，在我國采油鉆桿焊接工作中，使用最廣的是慣性摩擦焊接工藝。
3.焊接技術(shù)在采油鉆頭中的應(yīng)用
在石油開采過程中，會(huì)遇到很多特殊情況，針對(duì)特殊情況需要用特殊的方法進(jìn)行處理。在石油開采中，常常會(huì)遇到比較堅(jiān)硬的巖石阻礙最佳開采路徑，這時(shí)便需要運(yùn)用采油鉆頭，將巖石破除。而巖石破除情況的好壞還會(huì)對(duì)鉆井的質(zhì)量、石油開采的工作效率以及開發(fā)鉆井的成本產(chǎn)生很大影響。在采油鉆頭的種類方面，可以分為牙輪與PDC兩大類。而焊接技術(shù)主要應(yīng)用于鉆頭的修補(bǔ)與加工，根據(jù)不同的鉆頭材料，需要運(yùn)用不同的焊接工藝。
三、結(jié)論
