时间：2023-03-27 16:38:23
导语：在焊接工艺论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
受热面拼缝焊接主要分为整体组合焊接和鳍片焊接，鳍片焊接质量好坏对受热面管子影响很大，由于对口等问题，在焊接焊口的时候需要把管口上下鳍片割开1m左右，等焊口焊完再把鳍片焊接起来，起到密封效果。笔者在检修一些电厂锅炉的时候，经常会听到运行人员抱怨，锅炉由于制造时忽视拼缝焊接，导致锅炉漏灰、热效率受影响之类的问题。该机组水冷壁规格为Φ31.8×7mm。此超临界锅炉受热面工作温度576℃，压力31.30MPa，炉膛内温度800~1000℃，如此高的内外温度和压力，如此薄的壁厚，稍有割伤就会造成水压泄露和整套启动的时候爆管。在施工现场，无法像工厂一样机器切割，只能安排工人用氧乙炔火焰切割。有时对完口的拼缝在没有打磨掉切割的氧化物的情况下，就被直接焊接起来。
2受热面鳍片切割工艺
现场采用手工氧乙炔切割的方法，反应的化学公式如下2C2H2+5O24CO2+2H2O（条件点燃）.首先应该保证切割工艺，尽量在地面完成，操作工在眼镜手套等保护措施齐全的情况下，正对切割拼缝，一手握在割刀一头，一手抓在割刀中间，便于细微控制割刀的移动，切割工艺的工序：预热—穿孔—引入线—引出线—熄火，现场切割厚度为6~8mm厚，选用1号割嘴，切割速度控制在550mm/min，乙炔压力大于0.03MPA，预热氧气压力控制在0.3~0.5MPa，切割氧气压力控制在0.7~0.8MPa[1]。首先将鳍片局部待切割处预热到燃烧温度（约1150℃），然后打开高压切割氧，使金属剧烈燃烧。燃烧后生成熔渣和热量，熔渣被切割高压氧气流吹走，而燃烧产生的热量和氧乙炔火焰的热量混在一起，将后面的金属预热到燃烧点，这一过程持续下去，就是火焰切割的原理。切割前用石膏笔划线，选用高纯氧乙炔，保持割嘴和待切割件垂直，会使成型精细。
3焊接热变形控制
切割完的拼缝在组合安装完成后，需要用沙磨耐心的打磨飞溅和氧化铁，然后焊接起来。在焊口位置，需要加密封块的地方，安装焊接时，采用分散跳焊，即每隔1根管子（也可以采用隔2根管子焊接1根的方法）安装焊接密封块，待焊接完毕后再安装它们之间的密封块，以防止焊接热变型。在焊接过程中，笔者采用以下方法来控制变形。
3.1横向变型的控制
1）控制鳍片与管子的间隙。焊口及其附近的鳍片镶嵌与管子的间隙大小是控制横向变形的重要前提，故间隙应尽量小，并满足90%的长度紧贴管子，局部间隙允许在1~2mm之间。
2）适当增加点固焊的长度，点焊密度必须严格控制。
3）采用分散焊接方法，控制局部焊接温度（不宜过高），减少焊接线能量，降低焊接应力；同一鳍片的焊接顺序采用交叉施焊法。
3.2纵向变形的控制
在管屏之间的连接处和焊口对接部分，由于焊缝相对集中易产生纵向弯曲变形。对口时对原水冷壁鳍片部位焊接时采用分段跳焊法，局部容易产生变形的部位利用钢架立柱及横梁，采用钢性固定约束，防止弯曲变形。固定的位置可根据施工过程中的实际变形量的大小来调整位置和增加加固板。在焊接过程中，设专人进行横向收缩变形和纵向弯曲变形的定期检查，发现问题及时改变焊接方法和工艺参数，如电流大小、焊接速度、分散焊接、暂停焊接等来纠正，确保水冷壁的焊接变形量在规程允许的范围内。
3.3辅助措施控制
在水冷壁等比较细密的管排拼缝焊接过程中，不论采用跳焊还是小电流都无法阻止焊接热变形时笔者采用下面仰焊时，在上面放上大块水泥墩子，在上面平焊时，下部用千斤顶顶住在现场，三种措施联合采用，取得了很好的防变型效果。
4焊接工艺
1.埋弧焊接工艺的的开发由于传统的管制焊接工艺存在着一些问题和缺陷，无法满足现代海洋石油的建设与生产，一些石油工程建设公司研制了大钝边无间隙埋弧焊接工艺。该工艺采用的丝埋弧含，精简一些不必要的工序，如SST封底焊工序，这样可以极大提高焊接效率。将焊接的坡口形式进一步改进，做到无坡口间隙。增大相应的坡口钝边，不再进行对埋弧焊接工艺没有帮助的碳弧气刨作业，这样既可以节约焊材，还可以缩短工时。
2.埋弧焊接工艺的评定埋弧焊接工艺的具有四大优势：第一、在合理选择焊接参数的基础上，焊接时严格控制了线能量的强弱，这样做可以得到机械性能良好的焊接接头。新型的埋弧焊接工艺完全由机械操控，它一方面可以保证焊接质量，另一方面可以提高焊接效率；第二，由于不在使用碳弧气刨作业，也就减小了气刨噪声，在一定程度上减小了对焊接施工中的环境污染；第三，新工艺中不用采用STT焊接设备，减少了焊接工作中投入的人力与物力，在节约了焊材的基础上，优化了整个焊接工艺；第四，随着焊接参数的提高，焊丝熔覆率也得到了相对的提高，单层焊接厚度加大，缩短了焊缝焊接时间。
二、埋弧焊接工艺的优化与应用
1.消除横焊接咬边的机理横焊、立焊、仰焊中通常会出现焊缝咬边的现象，而平焊中却极少出现这种现象。熔焊金属与熔池扰动具与埋弧焊横焊中出现的咬边现象有着紧密的联系。熔池扰动程度通常要将熔滴流入熔池，经过合理扰动之后，凝固的表皮形成一种焊接的波纹反映。通过提高熔池的搅拌力度，可以不断提高熔池周围的液态温度，致使焊接熔池的温度场地达到平衡，这也就间接降低了表面张力，适当改变表面张力可以改善熔池周边金属咬边的情况。熔池周期性电弧力变化、表面张力和熔滴冲击力会产生相互作用，形成振荡，振荡可以使熔池溶液精确的流向焊趾处，与此同时，还可以增加母材和熔池的接触面积，这些方法从根本上解决由于焊速过快而导致的咬边现象。
2.整合公司的技术资源优势本公司长期在海洋石油工程的建设使用埋弧焊接工艺，对工艺的钢桩生产拥有熟练的技术和丰富的焊接经验。结合埋弧焊接熔深大、生产效率高的特点，在使用大电流的情况下，加大单位时间内的焊丝融化量，提升施工效益。如果手工焊接12mm厚的钢板时，一分钟只能焊接12cm左右，而使用埋弧焊接工艺则可以在一分钟焊接55cm左右。埋弧焊接速度大约是手工焊接的4倍。埋弧焊接在焊接过程中采用多丝带状电机，可以显著提高埋弧焊接生产的效率。在海洋石油开采过程中，整合公司所有的技术资源优势，在确保自动焊机良好运行和焊件、焊丝的质量合格的基础下，达到焊接质量优异和焊接外表美观的效果。
3.有效的结合管道自动气保和表面张力过度根焊技术在管道相对稳定的情况下，焊接车固定焊枪沿着轨道做管壁运动，按照标准的工序流程完成填充、盖面等自动焊接工作。这种全自动焊接流程优点就是可以较大减轻焊接工人的劳动强度，提高焊接的精准度。表面张力过度焊接根焊接是打底焊接的最佳方法之一，它以其柔和的电弧良好的完成管道焊接工作。波形控制技术STT半自动焊接机可以确保焊接过程的稳定以及焊接外表的美观，降低焊接中的飞溅，减少了焊接形成的烟雾。管道自动气保和表面张力过度根焊技术可以有效的解决传统焊接存在的钢管变形、板面烧穿和发热、焊工的劳动强度大等问题，它有效的结合管道自动气保和表面张力过度根焊技术，采用动态的控制焊接方法，极大的优化了埋弧焊接工艺。
三、结束语
关键词：工商管理互动式教学教学主体
一、传统教学方法的弊端
我国工商管理学科的教学多年来一直沿用传统的教学方法，即上课时，教师“填鸭式”的满堂灌，学生则像“打字机”一样不停地记笔记；期末时，学生“临时抱佛脚”似地狠命背笔记，然后参加考试。每门课的成绩90%左右由期末考试的卷面而定。然而这种传统教学方法培养出来的学生，其综合素质、能力较差，不适应社会的需要。其主要弊端在于：
1、学生学习缺乏积极性和主动性。由于教师上课满堂灌，没有给学生留下自己思考的时间和余地，造成学生学习被动，课前不预习，课后也不看教材和其他相关资料。另外，教师“咀嚼式”的教学，理论与实际的脱节，使学生觉得学习空洞乏味，没有兴趣，也就谈不上学习的积极性了。
2、不利于学生创造性思维的培养。传统的教学方法基本上都是研究如何将现有的知识更多地传授给学生，所以上课时学生只是被动的听、记，对内容理解少，提不出问题；即使有个别学生在听课中提出问题，教师也不解惑释疑，反而认为学生扰乱课堂秩序，使学生的思维空间得不到拓展。
3、学生学习目的错位。受传统教学方法的影响，有些学生学习不是为了吸收更多的知识和技能，今后好服务于社会、服务于人民，而是为了应付期末的考试，因为每门课的最终成绩主要取决于期末考试。所以个别学生上课不听课，下课不看书，期末时抄人家的笔记，下功夫强行记忆，“热炒热卖”还会考个好成绩，但实际上什么也没学到。
为了克服传统教学方法的上述弊端给教学质量和教学效果带来的负面影响，真正培养出一大批既有一定理论知识，又有较强动手能力的工商管理人才，在教学中使用互动式教学法不失为一种好的选择。
二、互动式教学法的特点
互动式教学法强调教师与学生之间、学生与学生之间的相互联系、相互影响。教师作为教学过程的规划者、组织者，给学生提供问题和资料，引导学生积极参与、反应和创造，在学生已有知识的基础上运用观察、调查等方法获取信息，师生间再通过讨论、辩论、角色扮演、案例分析等方式表述、交流观点与认识，使学生逐渐养成独立思考的习惯与能力，从而激发学生的学习兴趣，促进他们主动学习，真正成为学习的主体。互动式教学法具有以下特点：
1、教师与学生都是主体。传统的教学方法是以教师为中心把知识灌输给学生，学生被动的接受。而教学过程是双主体互动的过程，只有教与学的双向互动，才能取得好的教学效果。互动式教学法让学生参与到教学中，教师以自身的教学方式影响学生，激起学生的学习兴趣，而学生的学习兴趣和激情又影响教师的情绪，调动了教师的教学热情，有利于教师更好地施教，从而收到较好的教学效果。
2、以问题为中心，全面激发学生灵感，提高学生的综合素质。传统的教学方法基本上都是研究如何让学生接受更多的知识，忽视了学生创造性思维能力的培养。互动式教学法注重培养学生的创造性思维，课堂上教师的任务是启发、设疑，鼓励学生独立思考，大胆质疑，大胆提问，大胆发言，对学生提出的正确观点给予分析、引导，增强学生在讨论中的自信心。同时，在讨论中师生之间得以互相启发，形成良好的交流氛围，优化了课堂效果。
3、互动式教学法营造了良好的互动环境。传统教学方法不注重课堂情景设置，因而学生的个性不能得以充分发挥。互动式教学法注重把课堂教学形象、生动化，给学生创造一个互动的空间，让学生成为课堂角色的扮演者，在互动中交流、学习、提高。
三、互动式教学法的实施
1、精心设计预习提纲，引导学生自学。国外学者普遍的观点是：“所有的人，真正的学习都是主动的，不是被动的，他需要运用头脑，不仅仅要靠记忆，它是一个发现的过程，学生要承担主要的角色。”美国教育心理学家布鲁那认为，“教学是种临时的状态，其目的是为了不教，是为了让学生学会学习，逐步具备独立思考、探索发现和自我矫正的能力。”为了使学生在教学中充分发挥学习的主动性和积极性，教师可以根据课程的内容需要，在了解学生整体水平和个体差异的基础上，精心设计预习提纲，设计的问题要使学生有质疑、释疑的思维过程，让学生带着问题与好奇去阅读课本，查阅大量相关资料。如在讲《生产运作管理》这门课中“企业厂址选择”这一章之前，提出的问题有：企业选择厂址为什么要慎之又慎？选择厂址要对哪些方面进行分析？如何进行厂址选择？这样一设计就可以引导学生进行积极思维了。
2、创设环境氛围，组织课堂讨论，激发学生学习兴趣。教师应采取各种教学手段，运用一切可能的教学条件，创设教学所需要的情境，引导学生参与到情境中去，使他们积极活动起来，调动其学习上的自觉性和主动性。一是教师在教学中必须全身心投入，善用丰富的感情语言，巧妙的动作、神情去影响学生，时刻关注学生的情绪，控制教学进程，使学生注意力集中在互动点上；二是在讨论过程中要更多地使用鼓励、导向性的语言，营造师生平等、民主和谐的教学环境，消除师生间的心理隔膜，让学生在互动中得到启发，获得知识；三是教师要根据具体的课程和教学内容，创设恰当的互动氛围。如讲《人力资源管理》这门课中“员工招聘与录用”这一章时，就可以设置一个小型招聘会，进行招聘面试，让学生充当应聘者和主考人，站在不同的角度去思考问题。
3、教师总结，点拨释疑，促进知识升华。在学生自学、讨论后，教师要进行总结。总结不是对学生讨论作简单的综合和复述，而是对学生讨论中存在的问题点拨释疑，进而实现知识的升华。因为学生讨论是不受限制的，所以结论总是五花八门，有正确的，有接近正确的，有错误的，有根本不理解的，对同一个问题或案例，他们常常会得出各种各样的讨论结果，并期待教师能给出正确的答案。此时教师的解答是解惑释疑的，没有这个过程学生将会陷入知识的困境。
四、互动式教学中应注意的问题
1、教师自身素质的提高是实施互动式教学法的关键。工商管理课程要按照教材泛泛地讲解，并不是很难的事情，但要提高教学效果，变单向灌输为双向交流，用互动式教学法还是有一定的难度。教师必须要有渊博的知识，较强的思维能力、创新能力、想象力和驾驭课堂的能力。这就要求教师不仅做到认真备课、授课，而且要把重点、难点、知识点找准、吃透，还要根据课程内容设计出各具特色的课堂教学方式，如有的进行课堂问题讨论或辩论、有的进行案例分析、有的进行情景模拟等。课下教师还要有意识地与学生交流沟通。
2、作好充分的课前准备是提高教学质量的基础。教师要做好课前动员，明确授课方式，对授课内容，特别是具有互动性的内容要拟定较详细的提纲，进行提问、讨论，启发的问题要难易适度，时间安排要有计划性。课前要多征求学生的意见和建议，使学生有充分的心理准备和知识储备。
3、课中教师有效地引导启发是实现教学目标的途径。在课堂教学过程中，教师要利用各种教学条件，采取有效的教学方法，启发学生积极思维，鼓动学生踊跃发言。如讲一个小故事、放一段录像短片、一连串的问题、一些承上启下的语言等。
参考文献：
1、张留占，法律基础课“互动式”教学法的研究与实践[J]，思想教育研究，2003，（5）。
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.
关键词：氩弧焊；大摇摆操作法；焊接工艺；焊接质量
中图分类号 TG444.74 文献标识码：A
0前言
普光气田地面集输工程天然气H2S含量13%～18%，CO2含量8%～10%，我公司承建的普光气田地面集输工程集气站项目中，根据设计要求使用了INCOLOY825(φ114×17.5/14.2；φ89×11mm)特种抗硫管材。
目前抗硫管材的焊接在国内还没有成熟的经验可借鉴，由于管道内输送的是高含硫化氢的天然气，介质输送压力高达30MPa，焊接工艺较为复杂，对焊接质量的要求极高，特别是井口管道使用条件苛刻。参与该项目的国内几家施工单位的焊工没有此类工程的施工经验。也尚无成熟的焊接工艺借鉴，焊接质量的优劣直接影响到管道使用安全。
其焊接工艺为手工氩弧焊打底+手工电弧焊填充盖面。在前期的焊接技能培训中，组织焊工和技术人员进行技术攻关，通过不同焊接操作方法的试验摸索，优选的大摇摆操作方法显现出明显技术优势，该操作方法尤为适用于INCOLOY825合金的焊接。在施焊中采用此种操作方法进行焊接，焊缝根部熔合及内表面质量得到明显提高，焊接一次合格率达到98%以上。
1 焊接工艺分析
近几年来，手工钨极氩弧焊工艺在国内外承压管道建设中应用较广，但是采用大摇摆焊接工艺操作的方法焊接有色金属管道使用的较少，其操作方式与国内的传统操作方法有显著不同(国内手工钨极氩弧焊的传统操作方法是：手靠着或不靠着工件，采用直线运作焊枪的方式进行熔焊)，该操作工艺具有一定的操作难度。而INCOLOY825合金则具有焊接低熔透性、在根焊时需对管内进行充氩保护。结合大摇摆焊接操作工艺及INCOLOY825合金的焊接特性，将大摇摆焊操作方法应用到实际施工中，可加快焊接施工进度，确保焊接质量。
1.1大摇摆焊接操作工艺
采用手工钨极氩弧焊，在规定的焊接参数条件下，焊工操作方式上通过氩弧焊把的陶瓷嘴靠着焊缝坡口两侧 ，采用较大的摇摆幅度和一定的摇摆节奏来熔化焊丝和根部的焊缝，使达到一定的熔孔效应或熔池效应，以在焊接过程中及时观察和掌握焊缝的形成，从而及时调整手工送丝的质量和频率 ，按个人技术水平掌握的良好幅度和频率来摇摆焊接，保证根部焊缝质量。大摇摆焊接操作工艺具有大间隙、小电流、细焊丝、大摇摆的特点。
1.2大摇摆焊接操作工艺的结构特点
大摇摆焊焊接接头的结构特点如图1所示。
图1 焊接接头装配结构
焊接接头的结构必须满足如下要求 ：根部装配间隙必须保证 a=3～5mm，在 4mm为佳 ；钝边量 b=0.5~1.5 mm；采用相同材质 、一定直径规格的点固棒点焊组对焊口。
1.3 大摇摆焊接操作工艺优点
大摇摆焊接工艺操作特征如图2所示。
f-摆动频率；A-摆动幅度；d-根部熔孔直径
图2大摇摆焊接工艺操作特征
（1）大摇摆焊接操作工艺的焊接接头结构，其根部装配间隙比国内的传统操作工艺间隙大 2～3min。根部打底的第一层焊缝采用大摇摆焊接操作工艺 ，根据熔孔效应判断根部成形质量，保证根部焊透和熔合良好，在焊缝收口处预留 15～20mm焊缝暂时不焊，作为根部焊缝成形的观察窗口（图3）。这个观察窗口为焊工观察 、分析根部焊缝质量提供了良好条件，只要配备一把聚光小手电简就可判断根部质量 ，若有缺陷便可及时做好返工处理。最后再焊接此观察窗口。因此，采用大摇摆焊接工艺操作能够提高根部的焊接质量，提高焊接合格率，减少焊缝的RT检验返修率，降低 RT检验成本，提高焊接效率 。
图3 焊接观察口
（2）大摇摆焊接操作工艺的焊接接头根部装配间隙较大，在根部打底焊时，如果在现场疑难位置焊接，对于开敞性很差的位置，能够较为容易地达到焊接熔池背面送丝（图4）。控制背部焊缝成形和透明度，提高根部焊接质量和焊接合格率。
图4熔池背面送丝
（3）采用大摇摆焊接操作工艺 ，由于焊接摇摆有一定的幅度和摇摆节奏 ，只要在坡口两侧停留的时间合适 ，层间熔合质量就可以得到保证。由于焊接摇摆具有一定的幅度和摇摆节奏，喷嘴中的氩气保护具有良好的跟踪保护性，对焊接熔池和热影响区有跟踪保护和冷却的作用。因此，采用大摇摆焊接工艺操作可以提高焊缝的表面成形和质量。在整个焊接过程中，减少气孔的产生，细化晶粒，提高强度，同时使焊缝具有良好的致密性 ，对于不锈钢材料还具有很好的耐腐蚀性。
（4）大摇摆焊操作难点。大摇摆焊接操作工艺主要是装配间隙、焊接过程中的摆幅及频率、坡口两侧的停留时间、送丝量的控制。如何在焊接过程中合理匹配这些参数，需要通过严格的培训方能达到。
1.4INCOLOY825合金的焊接工艺特点
镍基合金在耐腐蚀、耐高低温方面具有独特的优点。但由于其特性决定，在其焊接过程中需采取一些特殊措施方能保证焊接质量。常见的焊接缺陷主要包括以下几点。
1.4.1杂质污染和晶界开裂
镍在高低温下均具有良好的塑性及加工性能，在结晶温度200℃~600℃以上退火可消除加工硬化，提高塑性。镍的化学活性低，在氧化初期形成的氧化膜能防止其进一步的氧化和腐蚀。镍与Cr、Mo等其他元素形成合金后，力学性能、抗腐蚀性能、抗氧化性能显著改变，热导率和电导率下降。纯镍焊接性能良好，但极易被铅、硫等杂质污染，延晶界开裂。所以在焊接时应注意防止污染。
1.4.2热裂纹及晶间腐蚀
焊缝中的低熔点杂质元素易与镍元素形成低熔共晶物；其熔池流动性差，表面张力大。增加焊缝晶间腐蚀、焊接热裂纹的发生倾向。此外，镍对氢、氮等比较敏感，容易产生气孔和弧坑裂纹。对于含Gr、Mo等元素的焊接接头具有晶间腐蚀倾向，主要是由于焊接接头在敏化温度范围内停留时间较长，造成晶界附近贫Gr贫Mo引起。因此，在焊接过程中应采用较小线能量，防止Gr、Mo等元素的烧损；同时，收弧接头要饱满。
1.4.3气孔及氢瘤
O2、H2、CO2在液态镍中溶解度较大，但在冷却时溶解度明显减小，熔池中的气体来不及逸出，可能会在焊缝中产生气孔和氢瘤。因此，在焊接过程中要对焊接区域进行可靠的保护，使熔池得到脱氧，避免气水等缺陷。镍基合金熔化焊具有低熔透性的特点，但不宜采用大线能量增加熔透性，一般采用较大坡口及较小钝边。例如，坡口加工时采用较大坡口角度（75°）和小钝边（0～1.5mm），焊接时摆动焊枪，增加熔深。
1.4.4焊接区域的保护
根据以上几点分析，在镍基合金的焊接施工中对焊接区域的保护极为重要。在采用手工钨极氩弧焊根焊中，必须在管内持续充氩，防止氧化。且在焊接过程中，须对焊缝进行观察，焊缝区、热影响区金属呈银白、金黄色说明气保护效果好，方可继续施焊。
2手工氩弧焊大摇摆操作工艺在INCOLOY825合金管材焊接上的应用
根据以上对大摇摆操作方法及镍基合金工艺性的分析，我们在施工中将大摇摆操作方法应用到镍基合金的焊接中得到了很好的效果。
(1)大摇摆操作方法要求较大的组对间隙，在镍基合金的焊接过程中需要足够的间隙以便对内部焊缝进行观察。
(2)镍基合金熔池流动性差，大摇摆焊操作方法可以对熔池进行有效地搅动，有利于熔池内各种气体的逸出，防止产生气孔。且有利于焊缝内表面成型。
(3)镍基合金的焊接要求采用较小线能量。大摇摆焊操作工艺具有细焊丝、小电流的特点，有利于防止焊接接头热裂纹。
(4)镍基合金具有低熔透性的焊接特点。大摇摆焊操作工艺组对间隙大，主要控制焊缝坡口两侧的停留时间，可以对坡口两侧金属有效地熔合，增强焊接接头熔透。大摇摆对焊接熔池和热影响区有跟踪保护和冷却的作用，降低了焊接接头在敏化温度范围内的停留时间，避免晶界贫Gr、贫Mo，以提高焊接接头的抗晶间腐蚀性能。
(5)大摇摆焊接操作工艺结构的装配间隙比较大，焊接填充金属量多，焊缝较宽，变形量大，如果装配控制不当，在一定程度上需要采取反变形措施。
3应用效果
大摇摆焊接工艺具有焊接合格率高 、焊缝成形好、返修率低等的优点，对镍基合金的焊接尤为适合。在普光气田地面集输工程建设中得到了广泛应用，其应用效果良好，镍基合金管道的焊接一次合格率达到98%以上，大大降低了焊缝返修率，提高了焊接质量，加快了工程建设速度。
参考文献：
[1]中国石化集团第五建设公司.SH3501石油化工有毒可燃介质管道工程施工及验收规范.2001
关键词：高层钢结构建筑，工程监理
高层钢结构建筑的发展已有一个世纪的历史，它是钢铁工业发展的产物。由于相对美、日等发达国家，我国高层钢结构工程起步较晚，工程实例与钢筋砼结构相比也较少，因此如何开展对此类工程的监理工作， 成为我国监理行业面临的新问题。根据近20年来高层钢结构建筑在我国的发展情况，在对高层钢结构的工程监理中，主要应对三个方面的问题引起重视：设计方面、驻厂监造方面和施工现场安装方面，现分述如下：
1对设计的管理监控
从全国范围来看，制约我国钢结构发展和推广应用的最大问题是设计力量薄弱。一方面由于绝大多数结构设计工程师习惯和擅长进行钢筋砼或砖混结构的设计，对钢结构设计不熟悉；另一方面，我国“入世”时间不长，在建筑领域与国际接轨还有一个适应过程，在工程项目的设计管理机制方面，还有不完善的地方，因此在设计方面主要存在以下的问题：
1）有些项目在招标方式上，没有实行建筑方案买断的模式，因此，反映在钢结构设计中，在选材方面，就往往是被国外的建筑师牵着鼻子走，有些材料指标十分苛刻，只能选用进口产品，加大了进口材料的数量，增加了工程建设成本。
2）在设计说明中，对焊接钢结构的材质一项，只注明钢材型号，如Q345、Q235等，没有提出质量等级要求，对于焊缝质量，有的不明确质量等级，有的提出的质量等级不恰当等。
3）在摩擦型高强螺栓连接的设计中，一个连接节点上高强螺栓的规格与数量是通过节点内力计算得出的，但有的设计所选高强螺栓的直径、数量与节点板的截面尺寸不相匹配，在设计极限荷载作用下，将会出现螺栓还未达到设计强度而连接板已变形，丧失承载能力的现象。
4）在设计构件长度时，未考察施工现场情况，有的构件过长，交通运输条件无法解决，有的构件过重，现场吊装能力不能满足等等。
5）对钢结构的防水、隔热与防腐蚀设计重视不够，没有在设计文件中明确钢材除锈等级和涂料及涂层厚度，没有根据不同部位构件的不同耐火极限采取相应的隔热防护措施等。
6）在设置抗侧力支撑构件与梁柱连接时，当节点板采用螺栓连接时，未考虑螺栓扳手工具的操作空间，给施工带来困难。
2对构件生产加工的驻厂监造
钢结构工程施工的工期比钢筋砼结构工程的工期普遍要短，钢结构工程有一半以上工期是在工厂车间内部进行。论文格式。因此派驻合格的监理工程师驻厂监造钢结构构件的生产加工全过程，是监理工作必不可少的一个重要内容，开展监造工作，主要有以下三项内容：
2.1 选择优秀的生产厂家
在对钢构件生产厂家的选择考察中，主要应考核以下几项内容：
①企业资质等级；
②企业管理模式；
③企业加工生产能力；
④如生产厂家与工程施工现场距离较远，不在同一地区，还应考虑运输问题，临时堆放材料问题等。
2.2 制定有效可行的监造规划
对加工监造工作而言，监造规划就相当于工程项目的监理规划，是具有指导意义的纲领性文件，在监造规划中，主要应有以下几方面内容：
①监造依据：招投标文件、加工合同、设计文件、有关技术标准、规范等。
②监造范围和内容：应包括构件的加工制作、工厂预拼装、包装和运输等全过程。
③监造目标：对质量、进度及造价控制目标进行分解、落实。
④监造程序方法及措施：应包括监造程序框图，监造过程中的事前、事中和事后控制。
2.3、确定监造工作的重点
①对原材料进厂的检验。
②对有关人员的资格审核。
③对主要加工设备的检查。论文格式。
④对加工工艺保证措施的检查。
⑤对焊接工艺评定进行旁站监督。
⑥对全熔透一、二级焊接的超声波无损探伤检测。
⑦对栓钉焊接的检测。
⑧对高强螺栓的检测。
⑨对部分构件在工厂预拼装的监控。
3对施工现场安装的监控
钢结构安装施工与钢筋砼结构施工在某些方面差异较大，它的湿作业较少，吊装、焊接量较大，对安全稳定性的要求高，对安装误差要求极高，监理人员应了解这类特点，并特别注意以下几项监控重点：
3.1认真审核钢结构施工方案
1）监理单位在审核钢结构施工方案时，首先应检查方案是否包括了以下主要内容：
a、计算钢结构构件和连接件的数量；
b、制定有针对性的测量方案；
c、选择合适的吊装机械；
d、确定平面与立面流水程序；
e、制定进度计划；
f、确定劳动组织；
g、确定质量目标；
h、制定安全生产措施；
2）审查吊装方案是否合理
监理人员必须清楚，合理的安装顺序原则应是保证钢结构在安装过程中的整体与局部的稳定性，要有足够的强度和刚度，必要时进行验算，不足的部位采取加固措施，最大限度的减少结构安装中的变形值，保证钢结构的安装精度。平面安装顺序应从结构约束较大的中间区向四周扩展，把累积误差分散；立面安装程序应分单元进行，一般每个单元一节钢柱（各节所含层数可不同），由钢柱主梁安装成框架形成几何不变体为原则。
3）分清测量标高选用的种类
由于高层钢结构安装测量工作是钢结构安装的中心环节，因此，在审查施工方案中，还应重点审查测量方案是否合理。论文格式。与钢筋砼结构不同，钢结构安装前，首先要确定是采用相对标高，还是采用设计标高。采用相对标高安装时，不考虑焊缝收缩变形和荷载对柱的压缩变形；采用设计标高控制安装时，每节柱的调整都要以地面第一节柱的柱底标高基准点进行柱标高的调整，要预留焊缝收缩量、荷载对柱的压缩量，这一点应引起监理人员的重视。
3.2 对钢结构连接节点施工的监控
高层钢结构节点按连接方式分为焊接连接、高强螺栓连接和混合连接（焊接连接+高强螺栓连接）三种。一般柱与柱连接采用焊接方式，柱与梁连接采用混合连接方式，主梁与次梁连接采用高强螺栓连接。因此，焊接施工的好坏是影响钢结构节点质量的关键问题。以下几点是监控的重点：
1）焊接工艺评定
由于钢结构工程中的焊接节点和焊接接头不可能进行现场取样检验，为了保证工程焊接质量，必须在结构安装施工焊接前进行焊接工艺评定。因此，开展焊接工艺评定工作，就是针对具体工程的焊接工艺设计，对焊接中的可焊性、工艺性和力学性能等方面进行试验和鉴定，确认实施的可行性，监理单位在进行焊接工艺评定中，应注意监控钢结构安装的以下几个方面：
a、高层钢结构构件多采用高强度合金钢材，母材焊接工艺性能差，工艺要求高，焊接材料选择严格。
b、结点型式复杂，坡口形式多样，焊缝强度等级，质量等级高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。
c、高空野外作业，施工条件差，受天气（温度、风力）影响大。
d、焊接量大，收缩量大，焊接收缩变形对安装精度影响较大。
2）对焊工的考核与培训
作为派驻施工现场的监理人员，应重视对焊工生产操作技能的考核，首先应要求被考核人员取得焊工资格证书，由于有些焊工取得资格证书后，相当长的一段时间没有在工程项目中进行上岗实践操作，技术操作水平不稳定，因此岗前考核是十分必要的，在现场考试中，应对工程施工环境进行同条件模拟，以保证考核结果的可信度。在对焊工实行上岗前考试的同时，还应重视平时对其培训。
4结束语
随着我国经济突飞猛进地发展，钢结构以其独特的优越性，在建筑业被越来越广泛的重视和应用。作为监理行业的从业人员，面对钢结构建筑的大量涌现，应加强学习有关钢结构工程的专业知识与管理内容，圆满地完成国家赋予监理工程师的社会责任。
关键词：数据中心；压力管道；焊接；质量
中图分类号：O213文献标识码： A
0 引言
伴随着经济的飞速发展，数据中心对于数据处理业务的需求也快速提升，数据中心从10多年前100-200w/到如今发展到1000w/甚至更高，机房密度的提高使得数据中心的耗能成为一个越来越重要的课题，能源利用率PUE（Power Usage Effectiveness）是一个全球性的数据中心能耗标准，降低PUE值最好的办法就是采用水冷空调系统[1]，此系统是通过管材之间的焊接把各个设备及阀门连接成为一个循环系统，故管道焊接质量的好坏成为直接影响数据中心PUE值大小的前提条件。
传统20号钢焊接工艺一般直接采用手弧焊进行焊接，此工艺无法保证焊缝的一次合格率，数据中心压力管道焊接过程中通过对焊接工艺的优化，并对焊缝进行焊后无损检测，进而确保焊缝的焊接质量。针对工程上常用的软化水装置进行论述，提出了更好的软化水处理手段，确保软化水中的离子对焊缝不造成损害；同时对管道运行中所产生的振动造成焊缝的疲劳寿命问题[2]，提出了有效的解决手段，以确保数据中心安全、可靠的不间断运行。
1 数据中心压力管道的焊接工艺
1.1 数据中心压力管道焊接工艺的优化
数据中心建设中，为了提高空调水压力管路的使用寿命，很多工程已经用无缝钢管完全替代螺旋钢管[3]。本工程采用的为天津大无缝钢管厂提供的无缝钢管，管径DN500，壁厚10mm,热轧钢，GB/T8163-1999（输送流体用无缝钢管），具体的化学成分如表1-1所示：
表1-1 无缝钢管的化学成分与机械性能表
化学成分 机械性能
C Si Mn P S Cr Ni Cu 抗拉强度Rm(Mpa) 屈服强度δs (Mpa) 延伸率EL（%）
0.20 0.27 0.48 0.021 0.005 0.023 0.009 0.006 480 300 26.0
20号钢属于普通碳素钢，焊接过程中焊接接头过热区容易产生热变形，具有明显的塑性变形,其焊接性能较高。但若是单纯采用手弧焊的焊接方法，采用X射线无损探伤的一次合格率偏低，即使是技术水平较高焊工一次合格率也仅为80%左右[4]。为了确保焊缝无损检测合格率达到规定要求，本工程采用氩弧焊打底、手弧焊盖面的焊接工艺，选择氩弧焊打底的优点如下：
1）质量好：只要选择合适的焊丝、焊接工艺参数和良好的气体保护就能使根部得到良好的熔透性，而且透度均匀，表面光滑、整齐。不存在一般焊条电弧焊时容易产生的焊瘤、未焊透和凹陷等缺陷。
2）效率高 ：在管道的第一层焊接中，手工氩弧焊为连弧焊。而
焊条电弧焊为断弧焊，因此手工氩弧焊可提高效率2-4倍。在第二层电弧焊盖面时，平滑整齐的氩弧焊打底层非常利于电弧焊盖面，能保证层间良好地熔合。
3）易掌握：采用手工氩弧焊打底，一般从事焊接工作的工人经
较短时间的练习，基本上均能掌握。
4）变形小：氩弧焊打底时热影响区要小得多，故焊接接头变形
量小，残余应力也小。
1.2 数据中心压力管道焊接的影响因素
在压力管道的安装工程中，管道的焊接质量直接影响工程的总
体质量，管道的焊接质量对总体工程有非常关键的影响，很多压力管道的焊接质量较差，究其原因主要是没有做好与焊接相关的人员、设备、材料、方法和环境等方面的管理工作，表现为以下几个方面：
1）焊接人员素质：焊工、质量检查员、无损检测人员等都对焊接质量有直接影响，应从人的思想素质、生理、心理活动、技术能力等方面全面考核操作者，符合要求后才能上岗。
2）焊接设备不符合要求：压力管道的焊接设备对焊接质量的影响同样是极为重大的，所以设备的性能、能力及运转状况都会对焊接质量产生影响，管道的焊接应有符合要求的焊机和烘干设备，无损检测应有符合要求的无损检测设备等。
3）焊接材料不合适：对压力管道的焊接材料管理不善，没有通过统一的采购渠道进行采购，造成采购的焊接材料质量千差万别，无法统一管理。安装单位没有配置焊接材料库，没有专人对出入库的材料进行登记、核实，领取材料的随意性较大。现场的焊接材料没有专用的保温设备，随意丢放，造成焊接材料破损、潮湿，影响焊接质量。多余的焊接材料直接入库，没有检查确认，造成合格材料与不合格材料混杂。
4）焊接工艺和方法不合适：施工前首先制定切实可行的施工方案或施工工艺，并及时进行技术交底， 参加施焊的人员应严格按照施工工艺的焊接参数对管道进行焊接，做好原始记录。并将焊缝代号标注在焊缝单线图上，具体工艺参数如表1-2：
表1-2 焊接工艺参数
母材
（GB） 焊 接
方 法 焊接层 次 填充金属 焊接电流 电压范围 焊接速度
型号（牌号） 直径（mm） 极性 （A） （V） （mm/min）
20号钢 氩弧焊 一 H08Mn2SiA 2 正接 80-90 12-14 6-8
电弧焊 二 J427 3.2 反接 90-110 21-25 6-8
电弧焊 三 J427 3.2 反接 90-110 21-25 6-8
5）焊接现场环境差：在施工现场的焊接作业不同于室内焊接，施工现场每天面临的作业环境都是不同的，弧焊时风速大于8m/s、氩弧焊时风速大于2m/s、相对湿度大于90％、雨、雪天气情况时，不能进行焊接作业。
1.3 焊后检查
要保证焊接质量，就必须对焊接接头的质量作评定。及时发现焊缝的缺陷，以便及时采取措施加以解决，如进行返修。焊接质量焊后检验包括外观检查、无损探伤、压力试验等。
1.3.1 外观检查：
焊缝应先进行外观检查，检查前应清除熔渣、飞溅物等杂质，外观检查合格后方可进行无损检测。焊缝外观检查可参照ASME-BPE-2009，主要包括咬边、弧坑、气孔、夹渣等。对于不合要求的形状、尺寸应予修磨使之宽度、高度符合工艺要求。
1.3.2 无损检测
焊缝外观检查主要是保证焊缝表面没有缺陷，对于焊缝内部是否存在裂纹、气泡、夹杂等缺陷，只有通过无损检测手段才能发现。本工程依据承压设备无损检测JB/T4730-2005，采用100%超声波、10%的X射线无损检测。本工程选用北京蓝光恒远工业检测有限公司对焊缝进行无损检测，经检测焊缝一次合格率100%，焊缝为Ⅱ级焊缝。
1.3.3 压力试验
管路安装完毕、无损检测合格后，应进行压力试验，依据GB50235-2010-工业金属管道工程施工规范，管路强度试验压力为1.5倍工作压力。本工程工作压力为0.6MPa,故试验压力为0.9MPa,观察半个小时，压力降小于0.02MPa，然后降至工作压力，不渗不漏为合格。
2 数据中心压力管道运行中存在问题的探讨
在役数据中心水管路的危害一般来自两个方面：一是压力水管路中加入的软化水中所含的氯离子；一是由于水管路热胀冷缩所产生的交变载荷对焊缝疲劳强度的影响。
2.1 软化水氯离子对焊缝的影响
数据中心用压力管道系统介质为水，不同地区的水质不同，为了不使管道内壁出现结垢现象，常对管路的水进行软化处理，而软化处理的基本原理为：水中的钙、镁离子与树脂内的钠离子发生置换，随着交换过程的不断进行，水中的氯离子浓度会不断提高，而对于空调水管路循环水中氯离子的浓度值国标中规定如表2-1所示：
表2-1 GB50050-2007中规定的循环水氯离子控制标准
项目 要求或使用条件 许用值
CL―/(mg.L-1) 碳钢、不锈钢换热设备，水走管程 ≤1000
不锈钢换热设备，水走管程 ≤700
传热面水侧壁温不大于70℃
冷却水出水温度小于45℃
研究表明：当系统水中氯离子浓度达到临界氯离子浓度时,焊缝表面的钝化膜开始损坏而被腐蚀,且腐蚀速度随着氯离子浓度的增加而增大[5]，由此可见，水中氯离子浓度值对焊缝的腐蚀影响很大，为了避免氯离子对焊缝造成毁灭性的损害，应定期对焊缝进行检查，而管路需一直运行，所以最理想的检查方法就是进行无损检测，一旦发现不符合要求的焊缝，应立刻组织修复。
无损检测的办法只是起到预防作用，如何有效的去除软化水中的氯离子才能从根本上解决问题，目前奥地利一家公司研制出了一种软化水的药剂，此药剂是一种合成物质，不含有氯离子，且可以有效的去除水中的钙镁离子，此药剂已在中国人民银行德胜门数据中心得到了应用，且取得了很好的效果。
2.1 压力水管路热胀冷缩对对焊缝疲劳强度的影响
近年来，压力管道事故已经成为较为严重的频发事故，大型压力管道工程对焊缝的要求比较高，也会定期对焊缝进行检测。空调水系统压力管路不是高危管路，大部分为大楼中央空调系统，且介质为水，因而一旦进入运行，大多数单位不会再对焊缝进行检测。而数据中心则不同，一旦发生漏水事故，就有可能导致整个数据中心瘫痪，造成无法估量的损失，因此对于运行中的管路需定期对焊缝进行检测，有效的控制焊缝的质量，将危险消除在萌芽状态。
焊缝疲劳寿命降低的原因主要是焊缝中存在的缺陷，在设备运行中发展为裂纹源，最终导致断裂。主要的焊接缺陷有裂纹、咬边、焊瘤、气孔、夹渣、未焊透等，这些缺陷都会产生应力集中，降低了结构的承载能力，降低焊缝的疲劳强度[6]。因此在设备运行期间要定期对压力管道进行无损检测，以便发现存在的焊接缺陷，让管道在运行中的风险降到最小。
通过无损检测检测出的裂纹和未熔合等这样危害巨大的缺陷一定要清除。而其它原始存在的超标缺陷应该以所执行的缺陷评级标准为基础，在保障安全使用的前提下对缺陷进行分析之后，然后确定是保留还是清除。
3 结束语
1）数据中心空调水系统压力管道采用氩弧焊打底、手弧焊盖面的焊接工艺，大大提高了焊缝的一次合格率。
2）数据中心水系统中应避免添加含氯离子的软化水药剂，以确
保焊缝不会由于氯离子的腐蚀而断裂。
3）针对数据中心水系统管路的热胀冷缩现象所造成的焊缝疲劳
强度降低的现象，应定期对焊缝进行无损检测。
参考文献：
[1] 曹鲁.如何进行绿色数据中心建设[J].通信世界,2009，10.
[2] 王萍，姜婕.在役压力管道的焊接缺陷研究.企业技术开发，2010，10.
[3] 姜德林. 压力管道安装焊接质量控制探究[J]. 内蒙古科技与经济,2011,11.
[4] 李旭.天然气压力管道的安装技术及质量控制探析[J]. 科技传播,2014,01.
在欧洲,以法律为主、市场为辅的方式推动着元器件向无铅的转换,这个转换进程已经近乎完成了。这是一个极为苛刻的挑战,要求在短时间内完成数千个产品系列和数千亿个电子元器件的转换工作。这种变化在电子产品的历史上是前所未有的,不但对技术上的生产工艺有影响,而且还影响到材料供应、库存、正确的产品订货和分配,器件用户的工艺及产品的良率和可靠性等供应商-客户关系链条。
本篇论文将主要讨论电子元器件在焊接时的新特性,即后向兼容性。主要的无铅表面涂层是纯锡,熔点是232℃。如果无铅产品要用在传统的SnPb焊接工艺中,焊接温度将远低于纯锡触点的熔点。研究结果将显示,要在低至205℃的峰值温度下实现优异、后向兼容、可焊的无铅表面涂层,需要搞清楚必须遵守哪些参数。另外,本文也将讨论良好和不良的后向兼容产品的浸润机制。
2无铅-一个技术问题?
面对工艺转换历史上前所未有的最大挑战之一,即转换为无铅的电子产品,整个电子行业都在为之努力。早在十年前,我们和业界同仁一起研究出了从氯氟烃(CFC)向一些更环保的化学替代品转换的办法,主要和制造商生产线内部的技术处理有关,也就是说,它还只是一个供应链单方面的孤立问题。
现在向无铅的转换过程要复杂得多。不但供应商的元器件制造工艺要改造,用户的焊接工艺也要改造。即使用户拒绝无铅改造,由于一些元器件将只提供无铅型号,用户的焊接工艺也会受到影响。而且,器件用户、分销商和供应商在订货、订货编号和库存控制上各持己见,使这个转换进程困难重重。但是这些层面的问题不在本文的讨论范围之内,我们将主要讨论两个主要技术话题中的一个,即可焊性。
虽然电子行业已经对晶须现象进行了深入讨论和调查,但可焊性问题似乎被忽视了。造成这种情况的一个原因是,很多无源器件早在几年前甚至十几年前就已经采用无铅表面涂层,而且无论是可焊性还是晶须生长倾向,也大抵没出现什么问题,
尽管如此,现在很多汽车行业的器件用户报告说,目前正在转换为无铅的一些器件出现了可焊性问题。显然,现在的元器件制造商在纯锡表面涂层的知识和经验掌握程度上参差不齐。因此,除晶须生长倾向以外,在无铅转换过程中,可焊性的技术方面还存在相关的技术议题。
3焊接工艺
目前,回流焊、波峰焊和气相焊工艺都已经建立了行业标准。制造商要求高效率,并且故障率、返修率和产出都已经被极大地优化了。元器件的使用者已经习惯了这样的标准,需要由此而带来的成本节约,保持可预测的生产成本。在这些焊接工艺中,回流焊在现代的经济的SMD电路板制造中是最重要,也是最敏感的工艺。当使用无铅转换后的工艺或器件时,要求性能数据不能有半点变化。
图1详尽地显示了目前锡铅焊接工艺所使用的温度时间曲线,尤其是采用塑料等热敏感材料的元器件的温度时间曲线。
很多客户所使用的温度曲线甚至比标准的205℃峰值温度(210℃ +0; -5℃)还低,在那些温度下也需要极佳的可焊性。主流无铅焊料的熔点比SnPb焊料的熔点高近40℃,无铅焊接的峰值温度必须稍高一点。然而,同等的最小热应力条件也是根据低级别的无铅焊接定义的,如图2所示。
如果带有无铅涂层的元器件专门用在无铅焊接工艺中,事情就就变得相当简单,并且现有的SnPb工艺可以保持不变。但是当转换为无铅的元器件用在现有的低温锡铅焊接工艺中时,就会出现技术问题。要避免这样的问题,需要元器件具备一种新特性:转换后的无铅元器件必须前向和后向兼容,也就是说,无铅表面涂层必须能够用在所有的焊接工艺中,包括使用很低的温度,以及对新的无铅或传统含铅焊接来说都是最差条件的工艺。
4无铅器件在SnPb焊接时的一般注意事项
焊接温度:纯锡的熔点是232℃,而锡铅合金的熔点是182℃,请参见图3中的锡铅合金相变图。
因此,一个常见的疑问是无铅端接涂层是否需要比含铅器件更高的焊接温度。答案是否定的!在目前所使用的各种SnPb工艺中,纯锡涂层都具有更好或近似的可焊性。但不幸的是,这种情形并不一定会发生。
5何种机制帮助焊接进程?
当固态的纯锡表面涂层浸入到温度低于纯锡熔点(
虽然器件的表面涂层在205℃这样的低温下还是固体材料,没有熔化,然而焊接过程应该已经开始了。可以用下面的类比帮助解释发生了什么:在熔融焊料中的纯锡层表现得就像茶水中的糖块。一旦接触上,焊料就通过扩散过程浸润固体表面,熔解过程就会在这个界面上开始。纯度更高的固体材料更容易和更快地熔解。在任何情况下,这个过程都依赖于温度和材料。
表面可浸润性和锡的熔解性取决于表面钝化(氧化锡等)的程度。在低焊接温度下,只有活化的金属态锡表面才能熔解。钝化程度决定了优良和不良可焊性之间的差别,并确定了接触点后的向兼容性状况。要破坏表面钝化,通常要在焊接工艺中使用助焊剂。
6锡铅焊接的问题
6.1 焊接后的气泡和空洞
不幸的是,不良的后向兼容性是很成问题的,特别是在低温焊接中。多孔和带气泡的表面结构,或者出现非接触焊接这样最坏的情况,都是此类新型故障机制造成的,如图6至图14所示。
如果PCB板上的器件安装得当,不良后向兼容性的最初阶段是多孔的表面。锡没有完全熔解,因此焊料中的铅只覆盖了接触点上表面的一部分,并在纯锡表层的下面发生蠕变,如图7和图8所示。
可是这些产品的焊点仍然是很明显的,自动视觉焊点检查会剔除掉这些产品。
在锡层和锡层表面高度钝化的情况下,由于接触面在一侧的浸润不及时,在另一侧出现不均匀的浸润,不良的后向兼容性在焊接时会产生“墓碑效应”,如图9所示。
当钝化的锡层非常厚时,如35～40μm,不良的后向兼容性会造成另一种缺陷。在不高于230℃的回流焊峰值温度下,焊点会出现一种不规则的“爆米花效应”,焊接后会出现很大的半球状表面,如图10所示。
图11中的焊点横截面非常清楚地显示了“气泡效应”,可以在焊点处发现由出气产生的大块空洞。EDS分析揭示出在镍栅层方向上铅浓度会降低,同时表面被高浓度的铅和锡氧化物所覆盖。这会产生高表面张力,并导致焊点不饱满。
如果严重钝化的锡带有正常厚度的锡层(4~12μm),再加上使用不当的底层材料,会导致焊点空洞。来自混合材料的出气,来自助焊剂的粘合剂或溶剂附着在钝化锡的部分焊点上。这些材料会向外吹起,直到焊料凝固,不会受初始锡层厚度的制约,如图12和13所示。
用X射线检查过程中,可以探测出过量的空洞,焊点也不能认为是“良好的”。不合格的电路板会扰乱电路板的生产流程,对良品率将造成负面影响。
6.2 焊点可靠性的影响
在上文中,我们发现钝化的锡能够附着在非金属上,经过回流焊工艺后,最终会产生空洞。锡如果熔解得不充分,就会在焊点造成富锡区。这会影响焊点的冶金性能,还可能促使焊点在热循环时早早地开裂。
热循环测试是机械应力测试,尤其是在器件安装到PCB板上之后,要用这种方法来评估电路的可靠性。由于混合在一起的材料(如PCB,焊料和器件)的CTE热膨胀系数不同,器件和PCB板的弯曲会产生机械应力,肯定会发生焊料的蠕变[2]。如果焊接后的锡铅相保持均匀,就能够抑制铜等材料从焊盘向外的不规则分解和扩散,也不会长出不好的金属混合物IMC。
在异质焊料区,有两个因素会使得疲劳破裂的风险升高,一个是在SnPb焊料中的富铜区,一个是无铅焊料系统中的富铅区。后一种可能性并不重要,而且看起来也不会因为在无铅工艺中错误地使用含铅器件导致这种情况的发生[4]。由于IMC比较脆的缘故,产生柯肯特尔空洞[5]以后,沿着 (富铜)IMC焊料接缝的裂口会越变越大。
器件的纯锡表面涂层完全熔解到熔融的SnPb焊料中,对于实现一个可靠的焊点来说是基本要求。活化的纯锡表面涂层的高熔解速度是测量指标。该属性可以用下图来描述:当一滴墨水滴进一杯水里时,不用搅动,墨水就很快扩散开,在十分理想地很快变得不可见了。图15显示了纯锡涂层能很好地熔解进液相SnPb焊料。
7纯锡对锡铅熔解特性的影响
需要明确指出,在通常情况下,器件表面涂层的纯锡量与熔点是不相关的,熔点对此没有太大的影响。图16显示了SnPb焊料与纯锡表面涂层的质量比对SnPb合金熔点上限的影响。据估计,在标准焊盘尺寸上,所有外形尺寸大于0402的器件和厚度小于20μm(图16中的大箭头)的纯锡表面涂层均不会明显提高焊料的上限熔解温度。
共熔的SnPb焊料与纯锡接触层的质量比降到4:1,并不是提高回流焊峰值温度的必要条件(在205℃左右的峰值温度下,残留的Δ?谆还大于10K)。只有在质量比小于3:1的传统SnPb焊接中,如安装球栅阵列的芯片时,有必要使用更高的峰值温度。
8浸润
我们发现,在现有的SnPb焊接工艺中,纯度不够的锡熔解后会导致焊接问题,尤其是在峰值温度小于纯锡的熔点232℃时。下面的章节将揭示这种情况的主要影响变量。
浸润平衡试验包括浸润力测试和表面涂层的浸润时间,采用给定的焊料系统和助焊剂(欲了解详细信息,请参阅IEC 68-2-69标准)。试验流程如下:
将接触面浸入到焊料球里以后,可以同时测出浸润力。浸润力是由焊料弯液面里表面张力的叠加产生,会把器件“吸”到焊料里,如图17所示。
对于给定的接触面几何形状,可以用浸润速度和最终的浸润力作为被测触点涂层可焊性的度量标准。
9哪些参数会影响纯锡的钝化?
电锡表面不好的可焊性和不良的后向兼容性(钝化)是由不规则地掺入了大量有机物,以及沉积锡的氧化物,或是在电镀过程中引入了混合物而引起的。掺入的有机物会影响锡层的纯度,在低温焊接中会使得SnPb焊料中的器件接触面上的锡熔解不良。锡颗粒的表面氧化物还会产生钝化效应。导致不常见的高掺杂有机物和氧化物的主要原因有:
- 气流密度;
- 化学清洗剂;
- 清洗时的光亮剂(有机的)浓度。
另外,在锡接触点的表面也会出现钝化现象。可能引起锡表面高度钝化的原因有:
- 气流密度;
- 涂锡后的清洗过程。
对于如何提高和优化电镀纯锡层,业界已经积累了很多年的经验。利用上面提到的浸润力平衡试验,能够很容易地通过实验和评估核实这些情况。
显然,主要影响因素是纯锡电镀电解液的化学清洗剂。尤其是有机清洗剂常常被供应商视为商业机密。因此,首先要核实电镀清洗的一般功能,然后再作认证。如果提供了基本上可用的电解液,就可以制定出适当的工艺窗口。
下文将比较两种纯锡清洗(采用基本适量的清洗剂)。将采用稳定工艺窗口和较高可焊性的清洗做为基准:所采用的样本是MMA。
实验 1:
样本 A:
- 轻微分解的(5种)有机清洗成分;
- 大于2倍气流密度;
- 电镀后清洗残渣的时间缩短了75%。
样本B:
- 重度分解的(5种)有机清洗成分;
- 大于3倍气流密度;
- 电镀后清洗残渣的时间缩短了75%。
测试条件:
- 未活化的助焊剂(松香)
- 焊球材料:Sn60Pb40。
- 焊球温度为235℃。
图18中的浸润平衡试验结果显示出很大的不同。
观测结果:
- 样本A、样本B和基准MMA之间有显着不同
- 在1秒钟之内,MMA被焊料浸润到2/3的Fmax
- 保证足够的后向兼容性,应在小于1.5秒的 时间内达到2/3的Fmax。
- 样本A的浸润开始得快一些;
- 2～3秒的浸润时间是临界值;
- 在小于2/3 Fmax 的温度下,将产生类似多孔表面的不规则浸润现象(图 6至图8);
- 在小于50% Fmax的温度下,接触面可能没有浸润,请参见图9的“墓碑效应”。
为从普通的锡结构中核实和区分出这些表面效应,又采用特殊的机械抛光工艺,对样本A和B进行了两项更深入的实验。为达到所需的效果,首先将化学清洗剂的所有残渣从最终的锡层表面清除掉,使锡表面活化并保持金属态,保持这个状态直到复合层开始焊接,实验结果如图19和20所示。
实验2:
对样本A的锡表面进行机械抛光。
试验 3:
对样本B的锡表面进行机械抛光。
经过此次抛光过程,样本A或样本B的后向兼容性不足不再有任何相关性。然而,一些值得注意的不同之处还是明显存在的。
观测结果:
- 对样本A和样本B的纯锡表面进行机械表面抛光可显着提高不良样本的可焊性。
- 与MMA基准相比,样本A的浸润速度得以优化,样本B则没有这种情况发生。
- 样本A和B的整体浸润力无法通过抛光达到可与基准MMA相比的程度。
结论
通过破坏钝化层,不良样本的表面抛光能够大大提高可焊性。但是抛光仅仅是一种表面效应,只能影响浸润过程的初始阶段。这表明,被测锡层结构的一些普遍特性对可焊性还有额外的负面影响。
测试数据也可以理解为,样本A主要受表面钝化层的影响,受混合有机物的影响要少一些(但是在锡层的最表面,有机物的浓度较高)。对于样本B,更高的气流密度通常会导致不规则出现的高有机物浓度,以及锡颗粒和表面涂层的钝化(即氧化)。此外,气流密度和电清洗有机物的浓度是重要参数。
10用浸锡和观察试验来探测不良的可焊性
要成批检查一点的可焊性,浸锡试验是最简单、又相当快速的试验方法。
试验 (n = 10):
1) 样本A和 B:
在215℃(+0, -5℃)的焊料中浸2秒钟
(SnPb焊料, 非活化助焊剂)
经过 4小时, 155℃ 炉内老化或蒸汽老化
结果:如图21所示,故障率高达60%～90%
2) 抛光后的样本A和B:
在215℃ (+0, -5℃)的焊料中浸2秒钟
(SnPb焊料, 非活化助焊剂)
经过 4小时, 155℃ 炉内老化或蒸汽老化
结果:良好的可焊性如图22所示。
结论:
- 器件经过老化后,在215℃下进行2秒的焊料浸锡试验(浸锡和观察),可以鉴别出后向兼容不良的的批号。
- 浸锡试验结果与浸润平衡试验的结果是一致的。
- 无铅接触设计的可靠性认证试验必须包含无铅和现有SnPb焊接工艺的低温试验,以确保转换后器件的前向和后向兼容性。
11回流焊的焊盘测试
我们特别开发了回流焊的焊料盘测试,以便研究空洞和气泡造成的影响。由于这项测试非常简单,每个人都轻松完成,因此可以用几句话来简要描述:
透过漏版,把焊膏(适当活化)涂抹到涂锡的基板上;
把样本放到焊膏圆点中;
把带有样本的基板放到表面温度为210℃的热板上。焊膏将会熔融,并浸润接触面(大约30秒);
视觉检查清楚地显示了焊料盘的普遍特性,如图23和24所示。
经过视觉检查后,可以做破坏性的剪切试验。如果接触附着力受到某种影响,剪切力就是最好的测试手段。剪切后的触点表面图像能够可靠地揭示是否发生了空洞效应。图25和26显示了饱满的焊点和严重的空洞。
12关键工艺:电镀
电镀参数对后向兼容性和晶须倾向的影响被完全忽略了。我们对电镀技术知之甚少。图27以思维导图的形式,显示了为达到可靠的电镀结果所需的全部已知参数。该图揭示了电镀时的复杂性、复杂的相互作用,可焊性的依赖因素,以及晶须生长现象。该图清楚地显示了晶须生长机制,为开发能够实现可靠器件接触的可靠工艺奠定了基础。
13设计无铅元器件的可靠测试流程
我们可以得出结论,向无铅产品转换的主要改变将在技术上受到以下四个关键综合因素的影响:
1. 由于无铅工艺可能使用更高的焊接温度,焊接热阻或潮湿敏感度等级(MSL)分别有各自的影响;
2. 在新的无铅工艺及现有的锡铅焊接条件下,无铅器件在最坏条件下的可焊性,即前向和后向兼容性。
3. 能可靠地减缓新无铅设计中的晶须生长。
4. 经过新无铅工艺中可能出现的最坏焊接条件后,转换后的器件能够承受临界应用的特性。
在为新无铅产品认证设计可靠的测试流程时,必须充分考虑这四项综合因素。
14结论
除了巨大的挑战和供货要求,围绕转换为无铅电子器件,在客户-供应商链内已经解决了可焊性的技术和可靠性问题,以及减缓晶须发生的问题,并且彻底实现了无铅。在所有现存的SnPb焊接工艺中,一个被广泛低估的问题是向无铅产品转换后的后向兼容性。通过以上演示说明,可以通过对器件设计和电镀工艺进行适当的设计、熟悉和认证,来实现可靠的器件和工艺。
参考文献
[1] R. Kuehl, “Contact Design of Surface Mounted Resistors” (German), ELEKTRONIK, 25, Dec 1989.
[2] R.W. Kuehl, “Mechanical stress and deformation of SMT components during temperature cycling and PCB bending”, Soldering & Surface Mount Technology, Vol. 11, No. 2, pp 35 to 41, 1999.
[3] Vishay Beyschlag internal report and investigation results
基金项目：本文系吉林省教育科学规划项目（项目编号：GB13268）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0013-02
现代焊接技术是一门多学科交叉融合的应用性先进技术，是制造业重要的关键技术，[1]机械制造和金属结构制造行业急需大量的焊接工程高级专门人才。目前，国内对该类人才的培养基本由材料成型及控制工程（以下简称“材料成型”）和焊接技术与工程（以下简称“焊接”）两个专业承担，开设以上两个专业的本科院校上百所。随着高等工程教育改革的深入，高等本科院校根据自身的办学定位和优势对这两个专业不断地进行改革尝试。为了更好地促进专业改革，本文研究了国内院校“焊接”和“材料成型”专业人才培养的基本情况，通过梳理总结指出目前存在的问题，剖析了“焊接”与“材料成型”专业人才培养目标的差异性，以明晰两个专业的未来发展走向，使培养的专业人才更加适应国家经济建设和社会发展的客观需要。
一、存在的问题[2-5]
根据资料统计，国内多数学校的“材料成型”专业由热加工领域的1～3个原有专业整合形成。整合主要体现在专业基础课方面，而在专业课方面出现了两种培养模式：一是设置专业平台课按专业方向模块培养，主要专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net依托自身优势设置了铸造、模具和焊接等其中的一到三个；二是实行通才教育。还有一些院校由原机械类专业合并，涵盖热加工领域知识后形成。而目前开设“焊接”专业的院校已达16所，它是继国家保留哈尔滨工业大学焊接工艺及设备专业，并整合为焊接技术与工程专业之后，国内其他高校逐渐从“材料成型”专业分离出来形成的。
通过对众多高校人才培养方案的研究发现：对于“材料成型”专业，虽然拓宽了基础，但仍存在专业方向模块培养过窄的弊端以及实施通才式教育的缺陷。对于“焊接”专业，因承袭了原有焊接工艺及设备专业的培养思路，知识能力结构培养过窄、过深的弊病更加明显。究其原因在于没有从铸、锻、焊、模具和冲压等技术进步，以及行业未来发展趋势对人才需求变化的高度去准确理解这两个专业各自的内涵和外延，缺乏对“焊接”和“材料成型”专业人才培养目标进行深度解析，导致人才培养目标不够明确，出现了两个专业知识能力体系偏窄、不系统、不完善等现象。对于“材料成型”专业学生来说，戴上了知识大帽子，却成为了能力单一的专才，或能力弱的庸才，或无能力的偏才；而对于“焊接”专业学生来说，则戴上了知识专一的帽子，成为了能力单一、适应性差的窄才。
二、专业依托的学科发展趋势及行业需求分析
材料是国民经济的支柱，是社会进步的物质基础和先导。[6]随着社会和科技的进步，对材料的力、光、电、磁、声及热等特殊性能及其耦合效应的要求，对材料的高强、高韧、耐热、耐磨和耐腐蚀等性能的要求，以及对材料与环境协调性的要求都在日益提高。通过在微结构不同层次上的材料设计以及在此基础上的新材料开发，复合化、低维化、智能化和结构功能一体化的新材料在生物、信息、能源和生态环境等领域不断涌现。
材料是以一定使用性能和经济价值进入社会应用领域。材料通过加工制成结构件、设备及装备，在冶金、机械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工业领域得到了广泛应用。因此，现代社会大量的需要掌握材料加工技术的人才。
材料加工的范围包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等。大量的新材料的涌现推动了材料加工过程向智能化、自动化、集成化和超精密化技术方向迈进。现代材料加工已超越传统冷、热加工的范畴，与材料学、材料物理与化学、力学、机械学、电学、控制学和计算机科学，以及新型高性能材料的研发有着相互依存和彼此促进的密切联系，并成为再制造工程的关键技术支撑之一。因此，只有掌握多学科交叉知识，并具有综合应用能力和创新能力的高级工程人才，才能满足现代材料加工行业对人才的需要。
材料加工工程学科主要研究材料的外部形状和内部组织与结构形成规律和控制技术。[6]当代材料加工技术和相关工专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net程问题包括：材料的表面工程、材料的循环利用、材料加工过程模拟及虚拟生产、加工过程及装备的自动智能集成化、材料加工过程的在线检测与质量控制、材料加工的模具和关键设备的设计与改进以及再制造快速成形理论与技术等。
材料加工工程学科的发展方向是：液态凝固成型、固态塑性成型、粉末成型、材料的净或近净成型等精密成型与处理、维纳加工、多场协同作用下的加工、表面工程、特种和异种材料连接、加工过程的模拟与智能化控制、材料循环再生利用技术，以及针对体积损伤零件及新品零件的三维快速成型技术等。[6]
教育部在20世纪末从铸、锻、焊、模具和冲压等技术发展进步，以及行业未来发展趋势对人才需求变化的高度，为适应21世纪国家经济建设和社会发展需要，在材料类专业中设置了“焊接”专业，而在机械类专业中设置了“材料成型”专业。[7]
三、两个专业人才培养目标的差异性分析
了解两个专业的学科门类、专业类以及专业依托的基本学科，准确理解基本学科内涵、专业名称内涵、相关学科以及学科间的联系，对于研究专业人才的培养极为重要。
1.“焊接”专业人才培养目标分析
“焊接”专业属于材料类专业，材料类专业的共同特征是以材料科学与工程为基本学科。该学科研究各类材料的组成及结构、制备合成及加工、物理及化学特性、使役性能及安全、环境影响及保护、再制造特性及方法等要素及其相互关系和制约规律，并研究材料与构件的生产过程及其技术，制成具有一定使用性能和经济价值的材料及构件的学科。[6]“焊接”专业人才培养应体现材料学科与工程学科的基本内涵，并侧重研究焊接结 构件的生产过程及其技术。
焊接技术工程追求优良的宏观性能，但是工程结构的宏观性能与结构材料的微观组织之间存在必然的联系，宏观性能的优劣取决于材料微观组织的状况。从材料连接的微观角度考虑，焊接机理复杂，加热热源、材料成分、母材的组织与性能、焊接应力与变形等因素对焊接质量影响极大，须以实验科学为基础，既重视具体细节问题，又考虑众多影响因素，通过改变材料微观组织来获取优异宏观性能。“焊接”专业是以连接技术为手段、以材料结构为加工对象、以过程控制为质量保证措施、以实现产品制造为目的的工科专业。
因此，“焊接”专业的人才培养目标应为：培养具备材料科学、力科学、机械科学、电科学、控制科学和计算机科学等基础知识和应用能力，能够在焊接工艺及设备、焊接生产、焊接质量控制与检测、焊接过程自动化控制等领域从事科学研究、技术开发、设计制造、生产组织与管理等工作，具有实践能力和创新意识的高级科技人才。
2.“材料成型”专业人才培养目标分析
“材料成型”专业属于机械类专业，机械类专业的共同特征是以机械工程为基本学科，该学科主要围绕各种机械产品与装备，开展设计、制造、运行、服务的理论和技术研究。[6]“材料成型”专业人才培养应体现机械工专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net程学科的基本内涵，侧重研究机械产品及装备的材料成型及控制工程技术。
材料成型及控制工程技术是指“材料”成型，而非“构件”成型。它通过控制外部形状和内部组织结构，使材料变成满足使用功能和服役寿命预期要求的各种零部件及成品。材料成型方法采用液态凝固成型、固态塑性成型、粉末成型、材料的净或近净成型等精密成型与处理、材料连接以及三维快速成型技术等。它不仅指成型工艺，而且还要对成型过程实施在线检测与质量控制。“材料成型”专业包含材料的成型设计、成型工艺和成型质量控制。对于设备的电控设计研究则不包含在本专业。
因此，“材料成型”专业的人才培养目标应为：培养具备机械科学、材料科学、力科学、电科学、控制科学和计算机科学等基础知识和应用能力，能够在材料加工理论、成型工艺及装备、材料成型过程自动控制和先进材料工程等领域从事科学研究、技术开发、设计制造、生产组织与管理，具有实践能力和创新意识的高级科技人才。
3.两个专业人才培养目标的辨析
“焊接”和“材料成型”专业分别属于两个不同专业类，应以充分体现各自专业类的鲜明特征作为确立各自人才培养目标的基石。通过分析“焊接”和“材料成型”专业的人才培养目标，可以得出如下结论：第一，专业依托的基本学科不同。前者依托材料科学；后者依托机械科学。第二，对相关学科重要性的排序不同。前者相关学科的排序为力科学、机械科学、电科学、控制科学和计算机科学；后者相关学科的排序为材料科学、力科学、电科学、控制科学和计算机科学。第三，二者研究的知识领域不同。前者研究焊接工艺及设备、焊接生产、焊接质量控制与检测、焊接过程自动化控制等领域；后者研究材料加工理论、成型工艺及装备、材料成型过程自动控制和先进材料工程等领域。第四，研究的对象不同。前者研究构件；后者研究机械产品及装备。
虽然两个专业都属于材料加工工程学科范畴，材料成型及控制工程技术涵盖材料连接技术，但是根据对“材料成型”专业人才培养目标的分析可以看出，“材料成型”专业从机械工程学科的角度出发，侧重培养掌握专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net材料成型及控制工程技术的人才，而“焊接”专业从材料科学与工程学科的角度出发，侧重培养掌握焊接技术与工程的人才。需要指出的是，“材料成型”专业的知识体系应包含焊接核心知识，能力体系应包含焊接应用能力。两个专业对焊接知识能力要求的范围广度和内容深度存在较大差异。由此可见，“焊接”和“材料成型”专业的人才培养目标存在重大差异。
四、人才培养目标的专业特色分析
高等本科院校在确立这两个专业的人才培养目标时，应在符合高等工程教育基本要求的前提下，充分体现专业类的明显特征，根据自身在全国高校同专业中所处的位置确定专业办学定位，即确定人才培养目标为科学研究精英型、科学研究和工程技术复合型，还是工程技术应用型。同时还应根据办学历史形成的专业办学优势，例如依托的行业等，并结合地方经济建设需要，使人才培养目标体现出明显的办学特色。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.中华人民共和国学科分类与代码国家标准（GB/T 13745-2009）[M].北京：中国标准出版社，2009：31-40.
[2]邹家生，朱松，郭甜.以特色专业建设为契机全面提高我国高校人才培养质量——以江苏科技大学焊接技术与工程专业为例[J].江苏科技大学学报（社会科学版），2011，11（1）：102-107.
[3]孙凤勤.“材料成型及控制工程专业”人才培养规格[J].华北航天工业学院学报，2001，11（2）：21-24.
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