时间：2022-03-21 10:55:01
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焊接技术在制糖机械再制造中的应用
1再制造技术
(1)无损检测技术。采用超声波检测等手段对制糖机械的废旧产品内部缺陷进行检测，以确定缺陷部位和性质，以此制定再制造方案。(2)焊接技术。根据制糖机械废旧产品损坏的具体情况，采用不同的焊接方法，如焊条电弧焊、CO2气体保护焊、钎焊等及相应的焊接材料和工艺等对其进行修复。(3)电弧喷涂技术。用于恢复旧件的几何尺寸和提高工件表面耐磨性、耐蚀性等。(4)电刷镀技术。用于失效零部件表面的再制造和强化。(5)振动时效技术。利用振动时效仪器找出再制造产品的共振频率，然后在产品的共振频率部位施加激振力，并使其振动，起到消除应力的作用，从而防止再制造产品在使用过程中因应力而产生裂纹。在上述再制造技术中，焊接技术(设备、材料和工艺)在制糖机械废旧产品的再制造中起到关键作用。绝大部分制糖机械废旧产品是通过焊接手段使其成为再制造产品，其焊接质量会直接影响再制造产品的质量和使用寿命。
2制糖机械废旧产品及其适用的焊接技术
(1)制糖机械废旧产品分类。通常把已失去使用功能或使用价值的机械或零部件等称作废旧产品。据统计，在经过一个榨糖周期(5～6个月)的使用后，制糖机械中约有60％以上的零部件变成了废旧产品，这样在制糖产业中就形成了一个巨大的再制造工程。在制糖机械的废旧产品中常见的有19种(见表1)，其中最典型的有榨辊轴颈表面磨损、撕解机刀磨损和榨辊轴颈裂纹、泵壳内壁腐蚀等，如图1～图4所示。根据废旧产品产生的原因可将其分为两大类：一类是因磨损、拉伤、腐蚀等原因导致零部件的几何尺寸发生变化，或耐磨层和耐蚀层失去功能的表面磨损型废旧产品；另一类是在使用过程中因残余应力和工作疲劳等原因，零部件产生裂纹、甚至断裂的裂纹型废旧产品。从数量上讲，在制糖机械废旧产品中，前者占绝大多数。在废旧产品中，除个别的断裂废旧产品不能再制造外，其他废旧产品都可变成再制造产品。(2)制糖机械废旧产品适用的焊接技术。制糖机械的废旧产品经过再制造后，成为有使用功能或使用价值的再制造产品。由表1可知，制糖机械常见的废旧产品的再制造绝大部分都是采用焊接技术完成的。
3焊接技术在制糖机械再制造中应用实例
(1)CO2气保堆焊榨辊轴颈磨损面[3]。榨辊轴颈(含R位)磨损面(见图1、图3)CO2气保焊的操作工艺流程如下：粗车除去表面层打磨抛光表面清除表面油污CO2堆焊表面层振动时效消除R位焊接应力车床加工表面。采用小的焊接线能量(见表2)，并辅助其他工艺措施的CO2气体保护焊方法大大提高了其使用寿命。轴颈焊补经检验合格的23件压榨机辊轴使用结果表明，其有效工作时间超过18个月后，在轴颈R位尚未发现裂纹，较以往再制造的轴颈使用3～5个月就在R位产生裂纹相比，使用寿命提高了3．6～6．0倍。堆焊层厚度是根据榨辊轴颈表面磨损的严重程度来决定的。如果其磨损量小，也可采用电弧喷涂技术修复榨辊轴颈表面。(2)焊条电弧焊修复榨辊轴颈R位裂纹。榨辊轴颈R位裂纹(见图3)采用焊条电弧焊修复的操作工艺流程如下：超声波检测确定裂纹的位置和深度车床加工去除裂纹并加工坡口采用J506焊条焊补振动时效消除焊接应力超声波检测焊接质量车床加工。焊条电弧焊焊接工艺参数如表3所示。(3)堆焊甘蔗压榨机撕解机刀。蔗糖生产的第一道工序由装在甘蔗压榨机撕解机辊轴上的撕解机刀(见图2)来完成，而全广西每个榨季需要制造或再制造75～90万片撕解机刀，过去都是采用耐磨堆焊焊条完成。由于无专用焊条和规范的焊接工艺，其堆焊质量难以保证，撕解机刀使用寿命达不到一个榨季。为此研制了GYSD608焊条[4]并制定相应的焊接工艺[5]。焊条堆焊金属硬度和耐磨性能试验结果(见表4)及使用考核结果(见表5)表明，新研制的GYSD608焊条综合性能较原选用的YM502焊条和UTP63焊条好，表明其焊接工艺合理。目前已在制糖机械废旧产品的再制造中推广应用。
【关键词】杂技节目；《柔术滚杯》； 表演特色
中图分类号：G718 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）06-0166-01
从现阶段我国杂技舞台的表演情况来看，我国的杂技逐渐朝着世界化、多元化的方向发展，不管是在编排技巧、灯光、音乐还是服装方面，都从其他的艺术门类借鉴了很多有益元素，以此对自身表演形式进行拓展与改造。杂技《柔术滚杯》作为我国传统的杂技节目，也是一项典型的柔术类杂技节目，它以人体技术动作复杂、体态造型优美多变而受到观众欢迎。
一、《柔术滚杯》的表演特色
柔术是我国较为古老的一类杂技节目，其以独特的道具，如“玻璃塔”“滚灯”等作为表演依托，将人体的柔韧性和优美体态充分呈现出来。《柔术滚杯》一直以来都是杂技表演中的重头节目。2004年，中国杂技艺术团表演的《柔术滚杯》登上了国际舞台，并获得多项荣誉。《柔术滚杯》的演员们不仅在表演过程中将杂技艺术的精髓表现出来，更将中华民族的传统文化传播到世界各地，深受各国人民的赞扬与喜爱。
在柔术杂技不断发展的过程中，《柔术滚杯》在道具、美观性以及创新性三方面实现了很大突破。例如道具方面，《柔术滚杯》用直桶玻璃杯取代了以往的高脚塑料杯，这种玻璃杯的优点就在于方便进行叠加与盛水，其观赏性也更高。
而在表演美观性及艺术特色方面，整个节目表演过程给观众一种空灵柔美的感觉，并且充分展现了中国柔术杂技的功夫底蕴和审美特色。不仅如此，该节目对于表演者的技术与力量要求很高，而高难度的柔术动作与表演形态更容易与观众产生心灵共鸣，触动观众的观感神经。
二、《柔术滚杯》中的文化内涵
艺术中蕴藏的文化是全人类共通的，观众能够直观地观赏艺术并感受其中的文化气息。世界上众多的杂技节目，各个国家的表演者都会将其独特的文化融入其中。在《柔术滚杯》中，节目设计者将具有中国特色的民族文化融入到了音乐、造型以及服饰之中，表达了传统的审美取向。
“圆满”是我国传y美学中非常重要的思想。在我国的传统文化中，认为“圆形”是天地万物存在发展的规律。在不同类型的艺术中，艺术家也都将“圆”通过自身的方式以及手段进行构建，其崇拜和追求“圆”，并且在表演的过程中，也要求表演者具备圆润的声腔以及圆熟的动作。杂技《柔术滚杯》将圆润之美通过独特的方式体现出来，其相较于其他柔术，更是将“滚”的特色表现得淋漓尽致，追求“圆”的情趣、彰显“圆”的文化。
起伏跌宕的意境与特点是中国传统艺术特别强调的，这种一波三折的美学观念体现在了《柔术滚杯》节目中。叠杯技巧同样也会出现在国外的杂技节目之中，其为了表现惊险的效果，会在节目中叠加杯子。然而这些杂技节目在表演和编排上的单调性难以掩盖，除此之外还导致其缺乏艺术性。
而在《柔术滚杯》中，表演者需要在身体不同部位放置杯子，并按照水晶塔的方式排列杯子。在多重制约下，表演者不仅需要保持自身平衡，避免杯子落下，还需要将翻滚转体的动作表演出来。《柔术滚杯》节目在曲折离奇的表演中充分展现了人体之美。
《周易》对阴阳相济的观念十分强调和推崇，这种对立互补的观念也运用到了《柔术滚杯》节目中。它将人体的进退、刚柔以及动静，通过有特点的人体动作表达出来，并在此过程中对相互统一与对立进行强调。《柔术滚杯》节目统一了事物的各个侧面，发挥和协调了人的智慧以及体能，创造出高深的艺术境界。
英文名称：Welding Technology
主管单位：天津市机电工业控股集团公司
主办单位：天津市焊接研究所;中国工程建设焊接协会
出版周期：月刊
出版地址：天津市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1002-025X
国内刊号：12-1070/TG
邮发代号：6-43
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1972
期刊收录：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双效期刊
Caj-cd规范获奖期刊
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中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
前言 近几年国内外石油工程的基本建设项目越来越多，对焊接技术的要求也越来越高，焊接工艺的多样化已成为一种趋势，从特种材料的小口径高含硫天然气气田管网集输、装置净化项目；高强钢、大口径的天然气输气管道和碳素钢、合金钢的进户城市天然气管网；到原油、成品油及其它能源化工、供水及高压超高压等项工程的建设情况来看，所选用的大多是组合焊接技术[1]，该项技术能充分发挥不同焊接技术的优势，提高焊接质量和工程的使用寿命。
1 焊接设备 焊接设备制造厂家较多，其使用性能差别较大，近几年来从事石油工程建设施工企业使用的焊接设备，选用一机多用的多种用途直流弧焊电源的单位较多，这些设备不但具有焊条电弧上向焊功能，而且还具有焊条电弧下向焊、药芯半自动焊、CO2气体保护焊功能，有的设备还具有氩弧焊功能。常用的焊接设备主要有：国外生产的有林肯、米勒焊机，国内生产的有川焊、熊谷、奥太、时代、运达等厂家的焊接设备。
2 金属材料与焊接材料
2.1 金属材料 石油工程建设所使用的金属材料种类较多，如：黑色金属材料类的低碳钢、中碳钢、普低合金钢、不锈钢和特种用途的锅炉压力容器用钢、管道专用钢、耐热钢、耐腐蚀钢、异种钢等；有色金属材料类的镍合金、铝合金、铜合金材料及复合材料等。 在石油工程建设中选用的金属材料其强度、硬度、塑性、韧性等项技术指标均能满足焊接工艺的要求，大部分金属材料的焊接性能较好，在施工中根据设计要求，通过调整焊接工艺方案，选择不同的焊接技术都能满足施工技术要求。
2.2 焊接材料 金属材料的类别、性能、强度等级不同，含碳量或碳当量不同，其可焊性差别较大，所选用的焊接材料也不一样，用于金属材料焊接的焊接材料主要有：
2.2.1 手工焊条电弧上向焊条 目前施工企业使用的焊条以国内生产的为主，该类焊条可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条十一大类，使用较多的焊条主要有：E4303、E4315、E5015、E5016、R307、R347、A302、A307、A347、Z248、Z308等。
2.2.2 手工焊条电弧下向焊条 目前施工企业使用的焊条以国外生产的为主，该类焊条是用于油气管道焊接的专用焊条，主要有纤维素型和低氢型两种焊条，使用较多的焊条主要有：E6010、E7010、E8010、E8018等。
2.2.3 各类焊丝 目前施工企业使用的焊丝国内外生产的都有，可分为CO2气体及氩弧焊填充焊丝、埋弧焊丝、自保护药芯焊丝、硬质合金焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、镍及镍合金焊丝、铸铁气焊丝、碳钢、低合金钢气焊丝，部分焊丝焊接时需要使用相应的焊剂、纤料、焊粉，使用较多的焊丝主要有： H08A、H08C、H10Mn2Si。E71T8-Ni1J等。
2.2.4 气体 使用较多的气体主要有氩气、二氧化碳气体、混合气体（氩气+二氧化碳气）、氧气、乙炔气等。
3 焊接技术组合方案 根据近几年石油工程集输管网、长输管道、场站建设、压力容器、城市天然气管网建设的情况来看，为了确保工程实体的焊接质量，施工单位根据设计单位的要求，在单面焊双面成型焊接技术的应用上，根焊+填充盖面焊采用组合焊接技术可以有效的保证工程实体的焊接质量。即：焊条电弧下向焊+焊条电弧上向焊、焊条电弧下向焊+焊条电弧下向焊、焊条电弧下向焊+药芯焊丝半自动焊、焊条电弧下向焊+全位置自动焊、焊条电弧下向焊+CO2气体保护焊、STT+药芯焊丝半自动焊、RMD+药芯焊丝半自动焊、STT+全位置自动焊、TIG焊+焊条电弧上向焊、TIG焊+焊条电弧下向焊等。 特种金属材料的焊接，如：高含硫的镍基复合材料在基层、过度层、复层所选用的焊接材料是有区别的，采用的焊接工艺也不尽相同，和不锈钢复合材料及异种金属材料的焊接工艺也有不同之处[2-3]。
4 焊接工艺 组合焊接工艺对坡口的要求没有大的变化，一般为单边V型坡口。在金属材料厚度较薄的情况下为了保证焊接质量，可以选择30°±0.5°的单边V型坡口，如果金属材料的厚度在14mm以上可以考虑选择22°±1°的单边V型坡口。 不同的焊接工艺对焊接质量的要求都是一样的，焊工如果掌握某一项焊接技术较容易，要同时掌握几项焊接技术难度是比较大的，可以根据工程的需要由同一名焊工有选择地分别掌握焊条电弧上、下向焊、药芯焊丝自保护半自动焊、手工钨极氩弧焊等项焊接技术。 不同的焊接技术其焊接工艺参数是有差异的，推荐几种不同的组合焊接工艺参数，见表1、表2、表3（仅供参考）。 表1 压力容器立焊缝组合焊接工艺参数
注：钢材牌号为Q235A、板厚 8mm、要求单面焊双面成型。 表2 Φ1016×14.7mm管组合焊接工艺参数
注：DC-表示焊条或焊丝接负极，焊接方向为下向，要求单面焊双面成型。
表3 Φ89×10mm管组合焊接工艺参数
注：根焊层为手工钨极氩弧焊，要求单面焊双面成型。
5 人才选拔与培养
5.1 人才的选拔 一流的石油工程建设施工企业，对优秀技能人才的培养特别是焊接技能人才的培养非常必要的，该类技能型人才的技术水平高低对企业的兴衰起着十分重要的作用。在复合型焊接技能人才选拔和培养问题上，企业有关部门可优先考虑已掌握了某一项焊接技术的焊工，身体健康、视力正常、具有中技以上水平、年龄在35岁以下，热爱本职工作、能吃苦耐劳、各方面素质较高的焊工。聘请名师组织集中脱产学习，强化技能培训，经严格考核后方可持证上岗。
5.2 人才的培养 对于一个现代化的石油工程建设施工企业来说，如果没有一大批优秀的复合型焊接技能人才，要想创造辉煌的业绩是非常困难的。就现有国内石油石化施工企业的现状来看，我们应着重思考以下几个问题：
5.2.1 目前各施工企业都有为数不少的焊接技能人才，他们当中大多数技能单一，虽然对某一项焊接技术掌握的很好，但遇到工艺复杂或调整焊接技术方案时，很难发挥技术优势。造成人力资源的浪费和施工、管理成本的增加，如果人力资源的调配不当会影响工程的焊接质量、进度及工期。
5.2.2 对复合型焊接技能人才的培养应根据企业的实际情况，结合所担负的工程施工项目和技术要求建立焊接技能人才库，有选择地进行培养、使用和科学合理的储备掌握若干项焊接技能的复合型人才。
5.2.3 建立行之有效的运行机制，打破各自为政，小团体的管理模式，对焊接技能人才实行科学的动态管理，以适应石油工程建设施工市场的变化。
5.2.4 有条件的企业应对复合型焊接技能人才进行分期、分批封闭式强化培养，培养课时可视具体情况作出合理的安排。并按国家有关标准进行严格考核。
6 结束语 随着科学技术的发展，有关部门对石油工程建设项目的质量要求会越来越高，施工企业采用组合焊接技术能充分发挥不同焊接技术的优势，确保工程的焊接质量和进度。
对于一个优秀的复合型技能焊工而言，有高超的焊接技能，一人掌握多种不同的焊接技术是施工企业非常需要的，所发挥的作用比单一型焊工大几倍，在激烈的石油工程建设市场竞争中，如果能有计划地培养、使用复合型焊接技能人才，充分发挥复合型焊接技能人才的优势，定能为施工企业创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]薛振奎，隋永莉.焊接新技术在我国管道建设中的应用[J].焊管，2010（33），4：58-61.
论文摘要：焊接是一种先进的制造技术，目前世界工程技术界己公认将焊接结构用钢量作为衡量一个国家工业发达的主要指标，工业发达国家焊接结构用钢量己达到占钢产量的60—70%。近些年来，随着我国现代制造业和加工业的高速发展，焊接在工业、农业、国防等方面的应用日益广泛，使焊接结构用钢量大幅度上升，焊接技术工人的短缺就成为必然，为了适应国民经济发展的需要，社会迫切需要大量的焊接技术工人，本文就就中等职业学校如何培养焊接技术工人进行了探讨。
随着教育技术的进步和我国人才培养模式的变化，依靠自学和师傅的传、帮、带培养焊接技术工人的模式已被淘汰，现阶段大量焊接技术工人的培养主要由中等职业学校来完成。但是我们知道，由于各类职业学校教学水平的不同，培养出的焊接技术工人参差不齐。同时我们也应知道:培养一个合格的焊接技术工人(以下简称焊工)、高级焊工是一个长期的、系统的工程，现阶段主要涉及到职业学校和社会本身。
职业学校的任务
中等职业教育传统上是一种就业教育。它的基本培养目标是让学生掌握一定的文化知识，具有熟练的某一类专业技能，必备的通用技能以及一定的其他专业技能，形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力，毕业生出去能适应一定的职业，谋得一份工作。
职业学校的首要任务是加强学生的人生观和职业道德教育。学校不仅要教书，还要育人。要使毕业出去的学生不仅有健康的体魄，还要有健康的心理、远大的追求，正确的社会分工概念，对本职工作充满激情。人们都有一个老的观念，从学生到家长，普遍存在着想当干部，搞管理，搞科研，不愿当工人的思想，包括不想当技术工人和高级技术工人，我们称之为“白领情结”，觉得当“白领”风光、自在、收入高。与“白领情结”相应出现的是“蓝领恐惧症”。恐惧什么呢?一怕脏、苦、累。当工人就得沽油腻，当工人就得费体力，当工人就得实实在在干够8小时。二怕当不了官。
在许多人的心目中，还是当官有出息。三怕没面子，怕被人瞧不起。觉得当了工人，找个对象都成了问题。四怕收入来得慢，’与个高级技术工人，每月几千块，当然也不错，但那得熬到哪年哪月呀!等到四五十岁，什么都晚了。由此可见，人们不仅恐惧当“蓝领”，就足像技上、高级技工这样的“技术蓝领”也不被年轻人看好。结果是需要就业的年轻人包括他们的家人，不能正确审视自己或自己的孩子，“麻雀跟着燕飞”， 导致了学生在选择受教育的途径时，瞄准的是大学而不是职业教育，尤其是不愿接受中等职业教育。至于最后上了职业学校的学生，那是出于尤J奈何，小得已而为之。学校要教育、引导学生转变这种观念。我们知道，德国素以重视教育著称，在教育发达的德国，每年高中毕业牛汽接考人学的比例通常不足二分之一，其余的则通过接受职业教育而成为社会需要的各类专门人才，他们照样拿高工资，受到人们的重视和尊重，待遇和社会地位很高。德国教育的努力方向，并不是把所有的孩子都送进大学，因为社会分工变得越来越精细，众多职业对劳动者的专业素质要求越来越高，像汽车机械师、银行商务员、数据处理员，特别是大量的产业技术工人，不是一般的大学所能造就的，都需要专门的职业教育和培训。职业教育为年轻人带来的是娴熟的技巧和强烈的职业道德意识，还使他们因职业责任而在心理上加快成热。当然，在我们国家，人们“白领情结”的背后还有诸如包括技术工人在内的整个工人群体待遇偏低，社会地位不高以及企业的激励机制不健全等问题，好在近年来特别是今年以来，劳动力市场上出现的技术工人供不应求，某些领域“蓝领”收入超过了“白领”，对人们旧有的观念是一种冲击，同时也会对偏激的认识起到纠正的作用。
职业学校的一切工作都是为了培养目标的实现，说到底也都是为了学生。然而学生对我们职教理念是否理解，是否认可，是否接受，是否配合，这是我们育人模式成功与失败的关键。有些学生对到企业实习实训有模糊认识，缺乏吃苦耐劳精神，还有的学生厌恶劳动等等。因此职业学校应有针对性对学生进行人生观、价值观、道德观教育，增强劳动观念，树立做普通劳动者的思想，把职业道德培养与职业能力培养紧密结合起来。同时开展紧密结合技术工人职业教育特色的校园文化建设，将职业思想教育列入学生教育的重点。
其次职业学校学校要加强焊接专业和教师队伍的建设。由于社会经济的飞速发展，一些中等职业学校焊接专业课程内容设置与社会要求不相适应，普遍存在着脱离社会、脱离劳动、脱离实际的状况，对就业指导也没有引起足够的重视，造成焊接专业中职毕业生在就业心理上不同程度地存在着期望值过高、依赖性较强、自卑心理较重等现象，以及心理素质、知识结构、实践能力不能完全适应社会需要的现状，怕脏、怕累、怕吃苦，使得中职毕业生的就业出现了不同程度的问题。在这种情况下，培养合格的技术工人就无从谈起。所以职业学校的焊接专业课程设置要面向市场，不断改革创新，通过改革教材内容、课程设置、教育方法，增强自身的活力，积极主动地适应经济社会发展的需要，努力提高焊接专业学生对社会需求的心理和技术适应能力，培养出具有良好职业道德和心理素质的具有焊接技术的人才。 转贴于
学校要打造焊接专业建设，其核心就是建设一支充足、优秀的焊接专业课教师队伍。教师，是教育资源。学校的焊接专业建设，依靠焊接专业教 师去完成。一支优秀的焊接教师队伍，是培养合格焊工的重要力量。而职业学校的焊接专业教师有其特殊性。职业学校是以培养学生动手能力为核心 的工学结合育人模式，这就要求焊接专业教学不仅仅是理论知识的讲述，更重要的是焊接技能的传授训练。这种关系体现在焊接师资队伍上，表现为教师要具有双向双师的特点，职业学校要有一支双向、双师型一体化教师队伍。双向，即来源的双向(企业、学校)和上作参与的双向。双师，即在拥有教师系列中级专业技术职务证书的同时，还拥有焊接中级专业技术职务或中级以上工人技术等级证书。就是理论上你能讲课，实践上你能操作。一体化是教帅既具备理论教学能力又具有指导学生实操、实训能力。为什么要求专业课教师能说又能i.，这是因为培养出来的学生是否合格，检验的标准就是应知与应会。不能以其昏昏，使人昭昭。我校现在焊接技术专业课就实行了一体化的教学模式，每个教学日土午讲授专业理论知识，下午就到焊接车间实训，把书本上的理论知识在实操中落地生根。在这种情况下，焊接专业课教师调节不出合适的焊接电流，拿起焊钳不能正确操作，不能焊出美观、合格的焊缝是小叮想象的。
第三，职业学校要加强生产型实训慕地的建设。教学本身是一种实践，而职业学校的专业教学与普通学校的教学实践相比，又有着更高一层的要求，那就是专业水平和动手能力。要使从职业学校毕业的焊接专业学生一进入工作岗位就能上于，那么学校就要加强学生的实训工作，使学生在校就能熟练操作各种焊接设备进行生产。要实现这一目标，职业学校加强生产型实训基地的建设就不容置疑，实训基地是焊工教学的主课堂，校内生产型实训应根据焊接结构件的要求，以项目或任务型生产带动实训，合理安排实训地点、时间，使学生在模拟真实企业环境中从事生产性焊接实训，降低教学成本，促进产教结合、工学结合的有效落实。同时，围绕焊接项目或任务型焊接生产实训，聘用和培养焊接专业教师、开发教材、调整课程体系，使之主动适应工学结合，培养出具有理论和实践相结合的合格焊工。
社会的任务
学生在中职校接受焊接专业教育的时间是短暂的，学校培养出的焊工最终要走向社会，在社会中工作和受教育的时间是漫长的。要使学生最终成为合格的焊工和高级焊工甚至焊接技师，那么就有赖于社会或企业的继续培养。
首先企业要教育焊工热爱焊接工作。一个人对其工作的高度责任感来自于他对所从事的职业的热爱。只有热爱焊接工作，才会认识到自己所从事焊接工作的社会价值和对企业的贡献，并把自己的身心和情感溶入到工作中去，才能从自己的焊接技术提高中体验出一种乐趣，一种内心的喜悦，一种自豪感和成就感，从而发挥出聪明才智，不断学习，不断在实践中提高自己的焊接操作技术水平。
关键词：船舶薄板；高强度钢；焊接技术
中图分类号：TG4文献标识码： A
船舶焊接技术是船舶制造业的关键工艺技术之一。据有关数据统计，在船舶结构建造过程中，薄板焊接工时约占船舶结构建造建造总工时的百分之三十至百分之四十。由此可以看出，薄板焊接的质量以及焊接的效率与船舶建造的质量、建造所需要的周期，以及建造船舶所提供的成本息息相关。从理论上来说，船舶薄板焊接是一门技术应用，在实际生产中，船舶薄板的焊接问题的解决往往还需要一定的经验知识的支撑。因此，船舶薄板的焊接技术被认为是能够实现一定程度的智能化的一个较为理想的发展领域，对提高造船质量、缩短建造周期、降低造船成本具有重要意义。高强度焊接结构用刚简称高强钢。作为一种焊接结构用钢，高强钢具有强度高、韧性好、焊接性能优良、品种规格多样等特点。本文主要就船舶薄板以及其高强度钢的焊接技术进行研究。
1、船舶薄板的焊接
1.1薄板焊接变形的原因
一般焊接包括加热、冷却两个方面。在这两个阶段过程中，金属的结构会会破坏导致变形，加热过程中的热塑性变形影响较为显著。如在熔化焊接过程中，随着温度的降低，金属原子之间的吸引力渐渐的增大，温度降到金属的凝固温度以下后，液态金属会开始结晶，金属原子会有规律性的排列，形成晶格。温度的持续降低，原子振动范围的不断缩小，导致晶格发生收缩，这种收缩最终表现为焊接缝隙间金属的收缩，包括横向收缩和纵向收缩两种。在薄板焊接中，由于收缩作用，会使形状发生大面积的形变，其中包括扭曲变形、波浪状变形、角变形，或局部凹陷等。这些形变会影响薄板的结构。除此之外，还应该注意焊接刚的刚性定位以及结构定位，包括焊接程序，工艺参数等会对变形造成一定的影响。
1.2如何选择合理的焊接方法
焊接方法的选择主要为了减少形变。一般的焊接方法有二氧化碳气体保护焊，不锈钢薄板焊接，以及电阻焊接等多种焊接方法。为了防止薄板变形，反变形技术较为广泛使用，反变形是指在焊接前，将工艺变形向相反方向变形。反变形方法的选择与反变形量的控制需要工艺师认真斟酌，仔细推敲。选择合理的焊接方法对焊接过程的实施以及焊接的质量都有着至关重要的作用。
2、高强度钢焊接技术的研究
2.1高强度钢焊接性能分析
高强度钢船舶薄板结构用钢是经过细化处理晶粒的钢，又称为镇静钢，其含碳量较小，为了提高强度和硬度可加入Nb、Al等元素，这些元素要均为细化晶粒元素，焊接性很复杂。除此，对于一些强度级别较低而且其含碳量也较低的钢，这类钢的焊接性能较好，形变以及产生裂纹的倾向和淬硬倾向都比较小。钢强度级别越高，在热影响区域的裂纹倾向和淬硬倾向影响会越大。尤其是那些厚度较大的焊接钢件受裂纹倾向和淬硬倾向的影响较大。
2.1.1裂纹问题
裂纹倾向包括冷裂纹倾向和热裂纹倾向两种。其中冷裂纹是指产生于厚度较大的高强度钢的焊接缝，以及热影响区域中。冷裂纹一般产生的时间是在当焊接接头冷却到300摄氏度以下直至室温后，在热影响区域下的焊道处、其根部等出，一般，有些要隔很多天才能被发现。产生冷裂纹主要有几个方面的因素，首先，由于焊接过程中焊接缝隙以及热影响区域所产生的焊氢量过多，使其密集处于热影响区域熔合线附近，形成富氢带，如若此刻晶格空穴缺陷，则容易形成冷裂纹。其次，由于焊接接头内部温度分布不均，也会导致冷裂纹现象产生。除此，焊接金属以及淬硬组织对冷裂纹的敏感性较大，容易产生冷裂纹。
热裂纹主要是指在焊接过程中温度过高而产生的裂纹，一般是在金属熔化或凝固的时候。影响热裂纹的因素也包括几个方面。从一方面来说，一般来说焊接金属中的合金成分，还有金属中的碳、硫含量都是产生热裂纹的主要因素。另一方面，对于刚性要求较大的焊接接头，其产生热裂纹的可能性也比较大。另外，对于焊接横截面方面，焊接缝的宽度与熔深比值越大，其中液态金属的流动性越好，热裂纹产生的倾向会越小。
2.2防止裂纹产生和减少淬硬的措施
2.2.1焊接方法
对于高强度钢的焊接技术，一般采用二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊、埋弧焊接等多种。一般而言，好的焊接方法会带来好的薄板高强度钢焊接质量。对于不同的材料，采取不同的焊接方法会达到较好的焊接效果。
2.2.2焊接材料
各类焊接材料包括焊条、焊丝均应该符合国家规定标准，符合国家船级CCS认证。焊条、焊丝在使用前可进行除污处理，并严格按照规定的时间、方法进行烘焙。
2.2.2焊接参数
一般而言，焊接时有事先规定好的参数。参数包括焊接电流、电弧电压以及焊接速度三种。其三者的关系对裂纹倾向以及淬硬倾向都有一定的决定作用。一般而言，高强度的焊接采用的焊接参数比低强度的焊接采用的焊接参数规范要大。
2.2.3焊接坡口形式
一般而言，焊接缝的破口形式必然与焊接的横截面积密不可分。焊接时，角度较小的坡口对金属材料内液态金属的流动性起到抑制作用，这样容易有裂纹产生。除此，对于高强度钢的坡口，一般采用机械加工的方式。
2.2.4焊接前预热
焊接前预热是焊接的必要准备。一般，预热温度不能低于150摄氏度。在焊接过程中，其前一道的焊接是后一道焊接的预热，在多层多道焊接过程中，每个层间温度都不该低于预热温度。在船舶薄板构建中，一般不采用预热方式，但是，预热对于高强度钢来说，可以通过减缓冷却的速度来改善焊接接头的组织，从而能降低焊接热影响区域的硬度值，提高焊接区域的韧性。
2.2.5焊接后热处理
与焊接前预热一样，焊后热处理也是焊接后的必要步骤。一般而言，焊后是否需要热处理主要看钢的结构以及其化学效应。薄板的焊接方法，薄板的厚度，使用条件等因素综合考虑。一般船体构造过程中不采用焊接后热处理。
结束语：
船舶技术一直是我国的强项，为了促进经济发展，成就社会繁华稳定，我们应该加大船舶制造业的投入。在发展船舶制造业的同时，可寻求新的高强度钢焊接技术，将船舶事业发展壮大。受国际经济影响，船舶制造业面临着机遇与挑战，我们必须运用新的科技，将船舶制造业推向顶峰，将船舶薄板质量造就更好，将高强度钢技术炼就辉煌。新型的材料包括合金材料，新型的技术都值得被合理的使用开发。而焊接技术则要求焊接人员更加专业、实施更加严格，这需要船舶行业去发掘、采用以及培养。期待船舶制造业更加辉煌的明天。
参考文献：
[1]中国船级社材料与焊接规范[M]北京人民交通出版社.2009
[2]刘福才,陈超.模糊系统万能逼近理论研究综述.智能系统学报,2007,2(1):44-48.
[3]苏安集.CO2气体保护焊工艺参数优化研究.广东工业大学硕士学位论文,2009.
【关键词】城市建设，压力容器，焊接自动化，现状与发展
中图分类号：TU984文献标识码： A
一、前言
焊接自动化技术是提高压力容器产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全的前提，焊接自动化程度已成为衡量压力容器的工程施工质量重要标志之一，并且关系到整个工程的顺利进行。
二、压力容器焊接的概述
压力容器归于承压类的特种设备，如果在施工阶段中，专业技术和质量操控不过关，则会构成极大的安全隐患。在压力容器的焊接阶段中，焊接接头的质量对全部容器的质量都会有重要的影响。从某种含义上讲，一个压力容器的质量怎么，取决于很多方面，例如焊接材料的挑选，焊接技能、焊接设备的好坏以及焊接检验是不是合格等。压力容器的焊接技能，则是一个关键的阶段，需求有不断的完善和突破。影响压力容器焊接质量的缘由有很多，在进行焊接之前，应当检查一下焊接技术、工艺是不是合格，因为焊接技术、工艺的内容即是对焊接质量是否合格的可行性保障。一般说来压力容器的焊接技术、工艺所履行的鉴定标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》。
三、压力容器焊接自动化技术的应用现状
1、接管与筒体的自动焊接技术及工艺
以往传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨道现已无法完全的达到现阶段焊接设备的实践需要，而且也不合适应用到厚度较大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在这种情况下，就可以运用近几年开发的接管马鞍形埋弧焊接设备，该设备本身有着高度的自动化，所运用的操控方法极为快捷、敏捷，有着极强的适应能力。自动化马鞍形埋弧焊接设备其本身自动化的实现原理主要是使用接管所具有的内径来表示，选用四连杆夹紧的方法，来到达自动定心的意图；该设备的焊枪在运转轨道主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，经过焊接参数，可以使得焊接的数学模型在这一时期彻底自动化的生成；使用人机交互的界面，可以直接对焊接的各项参数进行操控，达到多道接连进行焊接的意图。而且其焊接的焊道可以在这一过程中自动排列；具有断点回忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；超薄大功率焊枪合适大厚度、窄空隙坡口，关于窄空隙坡口，选用一层两道的方法进行自动埋弧焊。
2、现阶段压力容器焊接自动化技术
（一）、焊接方案
对不一样原料和不一样厚度的压力容器进行焊接需求用到不一样的焊接方案，常用的方案主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊。气体保护焊电弧在维护气流的压缩下热量会集，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小，操作方便，有利于焊接阶段的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接施工率高、无弧光及烟尘很少等长处，使其变成压力容器、管段制作、箱型梁柱等重要钢构造制作中的主要焊接方案；堆焊技能很大程度上的发挥了对焊层的作用，是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技能；窄间隙焊接技能已变成现代工业施工中厚板构造焊接的首选技能，其巨大的技能和经济优势表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。
（二）、焊接自动化智能操控技术
焊接智能化操控在世界范围内不断完善，变成了现代焊接自动化的主要象征之一。已出现的一些现代高精度的自动操控体系，如最优操控体系、自适应操控体系等，在工业施工中得到了相应程度的运用。其间焊缝盯梢是焊接自动化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。
四、焊接自动化技术在压力容器制造中的发展
1、硬件方面
（一）、自动焊接设备
在近10年中，国内所研制的多头埋弧自动焊和多头MAG自动专用焊机已在压力容器的生产中得到了广泛的应用，特别值得一提的是国产形式水冷壁专用自动化焊机，大大减少了工人的劳动强度，提高了焊接质量。现代焊接机器人尤其是弧焊机器人作为典型的程序控制柔性焊接系统，具有效率高、质量稳定等长处，在压力容器焊接范畴得到高度重视。柔性焊接机器人由于其报价不断降低将在中国推广应用，变成焊接设备的微机自动化控制技能的一个发展方向。除此之外，一些工艺设备的改进，如液压封头筒体对装设备、万向焊接转台、小直径筒体纵缝环缝自动焊装置等，在很大程度上也提高了压力容器焊接自动化程度。
（二）、自动化焊接技术方案
埋弧自动焊是当前压力容器焊接的主要方法，运用于封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等，使焊接阶段的自动化和机械化变成实际。但当前国内埋弧自动焊的操控体系大多仍选用简略的模拟电路，整体功能有待进一步完善。堆焊技术主要用于厚壁压力容器的焊接，其带极埋弧堆焊因为母材熔深浅且较均匀，对工件表面质量要求低，变成国内外压力容器内壁堆焊的主要方案。近来研发出的高速带极堆焊法，与带极埋弧堆焊相比，堆焊层边界晶粒细小，杂质含量低，是一种经济性较好的堆焊方案。窄间隙焊接可以对厚壁压力容器可进行全方位焊接，易于完成焊接阶段的自动化。当前，该技术完成了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流和速度，而且具有高度和横向自动盯梢体系，完成焊缝的自动化焊接。
2、软件方面
（一）、焊接的智能化操控
这些年焊接智能化操控技术在压力容器工作中得到了很大的完善。焊缝盯梢是焊接智能化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。当前运用的焊缝盯梢体系主要包含触摸式和非触摸式两种类型。触摸靠形式盯梢体系经过横向盯梢、纵向盯梢和微调体系坚持导电嘴和焊缝之间间隔不变，完成环缝焊接自动化，但有时会因坡口及焊缝的加工装配不均匀而影响传感器的丈量精度。非触摸式盯梢体系与其它学科联系严密，当前国内外学者对此进行了不一样程度的研讨。非触摸式超声波盯梢传感用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检查的焊缝盯梢，能达到压力容器制作的需求，在低成本焊接自动化具有较好的运用空间。基于CCD视觉焊缝盯梢体系能够用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方案和设备中，但鉴于焊接阶段的运用环境恶劣，传感器要得到弧光、高温、烟尘等的搅扰，使传感器的精度、抗搅扰功能和灵敏度得到不一样程度影响。尽管迄今为止已研讨出多种自动盯梢方案，但大多数还处于试验期间。由于计算机信息技能的完善和新式传感方法的研讨，焊缝盯梢技能将会在压力容器职业得到广泛运用，进一步完善压力容器焊接阶段的自动化和智能化程度。
（二）、人工智能技能及专家体系
人工智能技能在焊接阶段中具有代表性的是模糊操控体系、神经网络操控体系和焊接专家体系。I11-SooKim等将人工神经网络引进GMA焊接方案来猜测焊接区宽度，拓宽了GMA焊接的运用范畴。当前，美国、日本等国家相继在技能拟定、缺点剖析、资料挑选和设备挑选等方面完善了一系列研讨开发。美国AdaptiveTechnologies公司开发的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和质量检查等功能，体系能依据来自传感器的光、温度、电弧等信息，自动调整焊接途径、线能量、送丝速度和摇摆参数等，并可优化多道焊参数。日本NKK公司开发的“焊接参数操控专家体系”可给出最优焊接参数，以确保恒定的熔深及焊接高度。中国在这范畴也相继开发了不一样类型的运用软件，其间清华大学开发的“通用型弧焊技能专家体系QHWES”因其较强的适应性和再开发才能而独具特色。
五、结束语
从实践出发对当前焊接自动化技术中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，焊接自动化技术在压力容器制造中的应用是运用科学的方法，促进技术工作的完善。
参考文献
[1]韩淑梅，姜玉秀.浅析当前焊接技术的发展[J].知识经济，2011
[2]董正祥，刘峰，田为民，孙先强，王卫国，油田在用压力容器主要缺陷分析及预防《中国特种设备安全》2010
【关键词】高层钢框架结构；施工工艺；焊接变形
1引言
高层结构的行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》虽然已经颁布，但在我国，真正意义上的纯钢结构高层建筑采用的仍较少，普遍采用的是钢框架-混凝土核心筒结构，虽然其具有造价低、用钢省等优点，但其应用范围和技术上还有待进一步研究和完善。而且我国的建筑钢材存在很大不足，在品种、规格和质量水平上和发达国家还有较大差距。在高层钢框架结构施工领域，技术水平高、管理能力强的建筑企业很少，钢框架结构施工成套技术尚处于完善阶段。为此，有必要加强对高层框架结构的施工工艺及其焊接变形方面的探讨，这也是本论文的研究出发点。
2高层钢框架结构施工工艺及其变形分析
2.1 钢框架结构施工特点分析
钢框架结构施工技术，主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序，但在钢结构施工的同时往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合，做到统筹兼顾，才能高效、高质地完成施工任务。其主要特点有：
2.1.1 测量、定位、放线精度要求高。测量、定位、放线是贯穿制作和安装阶段的控制重点。在高层钢框架结构安装中，由于体型大，误差积累将非常显著，柱子或其它构件微小的偏移会造成上部很大的变位，极大地改变结构的受力，影响设计效果，甚至产生工程事故。
2.1.2 钢框架结构安装中，由于钢材热胀冷缩现象突出，天气、温度等条件影响大，温度变化会对安装精度产生较大影响。特别是在钢构件连接中，焊接和螺栓连接受天气、温度影响更大。在焊接技术规程中规定，自然条件不能满足焊接环境要求时，要采取人工措施给焊接创造条件，比如焊条的预热、钢板的预热加温等。
2.1.3 钢结构安装对起重、运输等机械的性能要求高。由于钢构件重量大、体型大，高层钢框架结构安装中高空作业多，对吊装过程中的技术要求高，吊装中不同工况条件下的施工荷载必须同其自身设计承载力相吻合，钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中，要按事先模拟设计的条件进行。
2.1.4 由于钢材的特点，决定了钢框架结构要求防腐、防火严格。
2.1.5 高层钢框架结构安装工程量大，构件多，现场往往必须设置临时堆放场地及相应的中转堆场才能满足安装需要。
2.2 钢框架焊接变形分析
2.2.1 钢结构变形类型
钢结构变形类型，可分为总体变形和局部变形两类。总体变形是指整个结构的外形和尺寸发生变化，局部变形是指结构构件在局部区域出现变形。二者可能单独出现，但更多地是组合出现。它们都会影响结构的诸多方面，如外观、刚度和稳定性等，降低承载力，危及结构安全。
2.2.2 钢结构变形原因
钢材的初始变形；加工制作中的变形；运输及安装过程中产生的变形；使用过程中产生的变形等。
2.2.3 变形控制方法
传统的经验方法是制定合理的吊装、焊接方案等，如采用先内而外的吊装顺序、对称焊接等，在测量控制上预留变形等，这种笼统地控制方法在一定条件下可以取得较好的效果，但遇到复杂、多变的条件，效果有限。
焊接变形是高层钢结构框架变形的主要构成因素，但相关的论文分析也多以静态、局部的分析为主，如针对于某个焊接面或焊接构件的分析，针对建筑钢框架结构焊接变形的整体分析方法尚未出现。
3 高层钢框架结构焊接施工工艺及其变形矫正探讨
3.1 焊接变形原因分析
钢结构具有结构性能良好、建设工期短、绿色、环保等优点，所以在工业与民用建筑中广泛应用。焊接对钢结构来说是一把双刃剑，它成就了钢结构建设的高速度，但是钢结构在焊接时产生的变形问题，也会极大地影响钢结构的施工质量。钢结构在焊接过程中出现变形是不可避免的，但可以通过合理的施工措施来予以控制。
焊接变形产生的主要原因是由于焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀加热，以及随后的不均匀冷却作用和结构本身或外加的刚性拘束作用，通过力、温度和组织等因素的变化，从而在焊接接头区产生不均匀的收缩变形，焊缝的纵向和横向缩短是引起各种复杂变形的根本原因。
3.1.1 结构刚度
刚度就是结构抵抗拉伸和弯曲变形的能力，它主要取决于结构的截面形状及其尺寸大小。如桁架的纵向变形，主要取决于横截面面积和弦杆截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形状截面的弯曲变形，主要取决于截面的抗弯刚度。
3.1.2 焊缝位置和数量
在钢结构刚性不大时，焊缝在结构中对称布置，施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝布置不对称时，则还会产生弯曲变形；焊缝截面重心与接头截面重心在同一位置上时，只要施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝截面重心偏离接头截面重心时，则还会产生角变形。
3.1.3 焊接工艺
焊接电流大，焊条直径粗，焊接速度慢，都会造成焊接变形大；自动焊接的变形较小，但焊接厚钢板时，自动焊比手工焊的焊接变形稍大；多层焊时，第一层焊缝收缩量最大，第二、三层焊缝的收缩量则分别为第一层的20%和5%～10%，层数越多焊接变形也越大；断续焊缝比连续焊缝的收缩量小；对接焊缝的横向收缩比纵向收缩大2倍～4倍；焊接次序不当或未先焊好分部构件，然后总拼装焊接，都易产生较大的焊接变形。所以在施工时要制定合理的焊接工艺措施。
3.2 焊接变形矫正措施探讨
3.2.1 焊接工艺措施
焊接施工时，应选择合适的焊接电流、速度、方向、顺序，以减少变形。焊接金属构件时，应先焊短，后焊长；先焊立，后焊平；先焊对接缝，再焊搭接缝，应从中间到两边，从里到外焊接。集中的焊缝应采用跳焊法，长焊缝采用分段退步焊和对称焊接法。
3.3.2 机械矫正法
机械矫正法是利用机械力的作用，以矫正焊接变形，常采用撑直机、压力机、千斤顶及各种小型机具顶压矫正构件变形。矫正时，将构件变形部位放在两支撑之间，对准构件凸出部位缓慢施力，即可矫正变形。
3.3.3 火焰矫正法
采用火焰矫正的原理与焊接变形的原理相同，只是反其道而用之，通过给金属输入热量，使金属达到塑性状态，从而产生变形，构件被局部加热后，依靠加热区的膨胀与收缩差，使构件按照预定的方向发生变形，从而达到矫正的目的。
3.3.4 刚性固定法
焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹具固定构件，增加刚性后，再进行焊接，这样焊接中的加热和冷却的收缩变形，被固定夹具等外力所限制，但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢，不适应中碳钢和可焊性更差的钢材，因为焊接应力常使焊件产生裂纹。
4 结语
高层钢框架结构施工工艺与焊接变形分析的影响因素多而且具有较强的模糊性和不确定性，本论文重点对高层钢框架结构的焊接施工工艺进行了分析研究，详细探讨了焊接变形的原因及其矫正措施，对于进一步提高钢材钢框架结构的施工工艺水平具有较好的理论指导时间。
参考文献：
[1]日本.渡边帮夫等著.钢结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
Abstract： The tunnel flashing uses traditional hot melt welding， its construction efficiency is low and the welding quality and appearance are poor. Combined with the application of the welding technology of a new type of ultrasonic flashing in Banlun tunnel of the Napo Expressway from Guning， Yunnan to Napo， Guangxi， this paper analyzes the results from principle， process， organization， quality and other aspects. The indicators and performance advantages are obvious， which provides the reference for the application of ultrasonic flashing welding in the engineering.
关键词： 隧道；防水板；超声波；焊接
Key words： tunnel；flashing；ultrasonic；welding
中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）02-0131-02
1 项目概况
云南富宁至广西那坡高速公路主线全长22.233km，起点位于云南罗富高速公路，连接广西靖那高速公路，板仑隧道桩号为K3+885，位于广西与云南交界的富宁板仑乡境内，隧道左线里程为ZK2+886～ZK4+851，长度1965m，右线里程为YK2+885～YK4+885，长度2000m，左线进出口明洞长度分别为26m、22m，右线进出口明洞长度分别为4m、12m；隧道左线最大埋深358m，右线最大埋深355m。本隧道为全线最长隧道，为分离式隧道，是富宁至那坡高速公路控制性工程，隧道进口处间距20.7m，出口处间距19.5m，洞口段为小间距施工。本文结合板仑隧道采用新型超声波防水板焊接技术的实例应用，对焊接技术和质量控制要点进行分析探讨。
2 工艺概况及原理
以往多数隧道防水板铺设后一直采取手工方式固定到隧道内壁上，固定方式以射钉锚固垫片为主，垫片与防水板以热熔形式处理，往往容易烧焦、烧穿，与初支表面的密贴效果不稳定，质量控制难，整体平顺性不好。板仑隧道结构防水由喷射混凝土、柔性卷材防水层和二次衬砌结构自防水等组成，其中柔性防水卷材为土工布和1.5mm厚PVC防水板组成，施工过程中采用新型超声波对防水板焊接，超声波焊接机由发生器产生20kHz～35kHz的高压、高频信号，通过换能系统转换成高频机械振动，借助焊接枪头加于两个靠近的塑料工件上，通过工件表面及内在分子间的摩擦提高接触面局部温度，当温度升高至工件熔点时，工件接口迅速熔化将接口间的空隙填实，随接触时间延长，接触面熔化深度加大，当接触震动停止后，工件冷却定形，至此超声波焊接完美收官。
3 工艺特点
①超声波焊接开机即可焊接，正常情况下焊接枪头不会烫伤操作人员，安全性好。②超声波焊接不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品，使用成本低。超声波焊接一次性投入较大，但设备使用寿命长，分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%，经济效益明显。③超声波焊接节约了电热压力焊的预热等待时间，一个接触点仅需3s，生产率高，也不会因出现焊点破洞修补而浪费时间。④焊点外观质量和熔接程度好，焊点不破损，防水板铺设质量好。
4 适用范围
本方法适用于隧道施工的防水板与垫片间的焊接施工。
5 主要引用标准
《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；
《高速公路施工标准化技术指南》 第五册 隧道工程；
《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）。
6 施工方法
隧道内壁一定范围内铺设好土工布，土工布与隧道洞壁间的锚固点全部安放有热熔垫片；作业台架就位，在机械手卷筒支架上安装好防水板卷筒；调试好超声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺）搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪对正垫片，启动开关持续2～3s；每个垫片上点焊3-4个焊点；待水平方向热熔垫片全部点焊完成后，再次启动机械手向上移动，使防水板与下一排热熔垫片熔接固定。如此，即可完成整个拱圈防水板的铺设。
7 工艺流程及操作要点
7.1 施工工艺流程
施工准备基面检查土工布铺设防水板铺设及超声波焊接固定效果检查
7.2 操作要点
7.2.1 施工准备
工前调配好人员、机具等各方面资源，做好工前准备工作。首先材料要准备到位，其中，热熔垫片（图1）选择红色新型改进型垫片，确定固定点的位置再开始施焊。另外，在受力条件允许的情况下需要尽量缩小垫片面积，以节省EVA原材料，降低材料成本。
7.2.2 基面检查
铺设防水层前先扫描隧道断面，按质量要求处理好初期支护喷射混凝土表面，将锚杆头或钢筋露头切除后用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比不宜超出1/10，超出这一控制标准会影响混凝土喷射基面的平整度，所以检查时必须用细石混凝土将其填平，再用平整度尺和塞尺检验填坑后表面的平整度，确认符合喷射要求后再铺土工布，安装环向透水盲管，然后施作防水板。
7.2.3 土工布铺设
利用作业台架将土工布沿隧道内壁展开，用尾部套有热熔垫片（如图1）的射钉将土工布平顺地固定到隧道洞壁上，构成防水板铺设基层。铺设时，要保证土工布两幅搭接宽度至少为50mm，并且布面平顺，没有褶皱或隆起（如图2）。垫片作为防水板固定点，应按设计要求布置成梅花形，拱部垫片间距控制在0.5～0.8m之间，边墙的垫片间距为0.8～1.0m。尽量在平整的基面上设置防水板和热熔垫片的固定点，以方便焊接。
7.2.4 防水板铺设、超声波焊接
7.2.4.1 超声波焊接机调试
①接通电源：电源为220V、50Hz单项电源。通电后查看指示灯是否亮起，若不亮，需要对保险管进行检查。
②仪器调试：通电后点按面板上的红色“测试”按钮，查看表盘电流表，电流正常值应该在“0.5～1”安倍之间，若不在这一区间内，需要对频率螺杆进行进行左右微调，调试过程中点按红色“测试”按钮，直至电流恢复正常，如果依然无法恢复正常，就应该查看模具是否完好，因为模具存在裂缝或破损，也会对电流造成不良干扰。
7.2.4.2 防水板铺设及固定点焊接
①防水板对位。防水板铺设从一侧边墙下部向拱部、再从拱部向另一侧边墙铺设。打开防水板包装，将板材拉出一两米进行对位。要确保第二幅板材与上一幅防水板搭接处宽度至少为15cm，平顺，且松紧度留有一定余量（设计周长和铺设长度按4：5比例进行预留）。
②超声波焊接机压焊。墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与防水板面垂直压紧开始点焊。防水板被熔化后，在端头压入防水板大概0.5mm处停止点焊，单点焊接持续时间约为3s（如图3、图4）。施焊时应确保防水板和垫片紧压密贴，否则会影响点焊效果。
拱部压焊：对拱部施焊时，先用临时钢筋支撑将防水板撑至喷射混凝土面，再以压焊的方式进行焊接。
焊点数量：边墙部位每个垫片焊3个点；拱部每个垫片焊4个点，且宜均匀布置于垫片上，以确保焊接牢固。
焊接顺序控制：在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从一侧边墙向拱部、再从拱部向另一侧边墙铺设、逐排与固定点焊接。单幅超声波焊点完成后，采用爬焊机连接两幅防水板。
7.2.4.3 防水板搭接焊接
防水板铺设到位后及时进行搭接焊接。搭接焊接采用自动爬行热熔器具，要求焊缝均匀，无烧蚀、不破损。
8 劳动力组织和主要机械设备
劳动力组织和机械见表1，表2。
9 质量控制
9.1 易出现的质量问题
焊点不牢固、焊点焊接过量、焊点结合面不均匀。
9.2 控制措施
①焊接时，防水板与垫片之间必须密贴，增加焊接时间，增加焊接压力。
②减少焊接时间、减轻焊接压力。
③检查防水板与垫片之间是否密贴。焊接时，枪头模具应与防水板垫片面垂直。
10 工程效果评价
防水板超声波焊接技术的应用，使以往防水板焊焦、焊穿的质量通病得到了根本改善。现场土工布、防水板铺设美观、平顺，可操作性和观感质量及经济性都得到大幅度提高，防水板和土工布的连接质量达到质的飞跃，板仑隧道通过采用新型超声波防水板焊接技术，隧道防水板焊接效果显著，质量及外观控制得到较好效果。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接分会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，1993：502-515.
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