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關鍵詞：船舶 高效焊接 發展趨勢
1 引言
高效焊接方法是現代船舶建造的主要生產工藝之一，其焊接效率高低直接影響著船舶建造周期，也是體現一個造船企業焊接技術水平和生產能力的重要標志。近年來，隨著我國船舶制造業的蓬勃發展，船舶焊接逐步向設備大型化、技術自動化邁進[1]。本文結合生產實際情況，重點解決產品焊接關鍵技術和工藝，不斷加強高效焊接方法的技術研究，同時擴大生產應用范圍，為全面完成公司生產任務、提高產品質量發揮了巨大作用。
2 高效焊在船廠中應用探討
高效焊在船廠的發展軌跡，可以明顯發現有以下幾大特點[2]：
2.1高效焊機械化率逐年提升，發展速度比較緩慢
加快分段建造速度、減少單船船臺周期，是縮短造船周期、提高船舶生產總量的主要手段。不斷擴大高效焊技術生產應用，從而提高自動化、機械化焊接生產比率是實現快速造船的重要保障基礎。
通過三種高效焊方法比較，我們發現C02氣體保護焊占有率從2000年到2005年提高近15％，且呈穩定上升趨勢，埋弧焊應用率波動稍大，但占有率僅占總量10％左右，鐵粉焊條占有率有下降趨勢，但幅度不大。另外，從機械化率、高效化率及焊工人均焊材日耗量等技術指標可以看出，公司在船舶生產中焊接機械化率有所提高，但發展較慢，具體表現在焊工人均焊材耗量5年來僅提高了約3kg。
2.2自動化程度不高，焊接新工藝推廣應用不多
自動化焊接技術在船舶建造中有著舉足輕重的地位，FCB單面焊、薄板壓力架單面焊、垂直氣電焊等自動焊接工藝是我公司目前生產效率較高的幾種焊接方法。
公司的TTS平面分段拼板焊接壓力架采用FCB法三絲埋弧單面焊方法，焊絲直徑4-6．4mm，主要用于平面組裝階段的船底外板、舷側外板、雙層底板、頂板、甲板和隔板等的拼板對接焊及相應結構的拼板對接焊，可焊接厚度5～35mm鋼板的拼板焊縫，拼板尺寸大小為（1．5×6）mm～（3×12）mm，其中5-25mm厚度鋼板可以采用單絲或多絲單道焊接完成，大大提高了拼板焊縫的焊接生產效率。
薄板壓力架焊接設備對改善薄板焊接變形，提高焊接質量有重要作用。該設備具有雙絲埋弧焊和單絲氣保護焊的兼容性，埋弧焊絲適用直徑2．4-5．0mm，氣保護焊絲適用直徑1．0mm-2．4mm，對3-20mm厚度鋼板的拼焊可采用單面焊工藝，一次拼焊長度達到12m。通過采用適當焊接工藝，可以控制船舶上層建筑結構拼板焊接變形。另外，該設備投入生產使用后緩解了中、厚板拼板焊接的生產壓力。
除拼板單面焊、垂直氣電焊等典型自動化焊接方法外，公司船舶制造焊接工藝方法中大量采用的是C02半自動氣體保護焊。而其他許多新工藝受設備、技術、生產設計、組織管理等因素影響，目前還未能在公司承接的船舶建造中應用。
2.3焊接設備技術更靳不快，焊條電弧焊機仍擁有一定數量
通過5年的設備更新和技術改造，焊條電弧焊機總量下降，且比例由原來的70％降低至50％左右，但仍擁有一定數量，這也是導致生產中手工焊條消耗總量居高不下的主要原因。這也是高效機械化率沒有大幅提高、焊工人均焊材耗量增加不快、焊接生產效率依舊保持較低水平的原因之一。
3 船廠高效焊發展趨勢
中國正朝著世界第一造船大國的目標邁進，船舶建造能力不斷擴大。要實現目標，除了擴大船塢規模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應用，提高焊接生產效率也勢在必行。因此，今后幾年的高效焊發展趨勢有以下幾大特點。
3.1焊接工藝、方法的多樣化
為了適應船舶制造不同區域生產流程節奏，確保各生產節點有序按時完工。部件工場、血面分段區域采用的雙絲埋弧自動焊拼板焊接裝置將進一步提高焊接效率，此外，船塢大合攏焊接將根據船板厚度需要適時開發雙絲垂直氣電焊等新工藝。
3.2CO2氣保護焊將完全替代焊條電弧焊方法
目前，手工焊條焊接仍是江南造船不可或缺的主要生產工藝。自動角焊、半自動角焊、垂直自動角焊等各類C02氣保護焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺區域和曲面分段制造車間也將不再采用焊條電弧焊方法，或許只在少量焊縫修補中可能會使用。
3.3焊接設備向大型化、系統化、集成化、自動化轉變
造船基地由于造船模式、生產管理、工藝流程變化，對焊接生產提出了全新要求，焊接必將以機械化、自動化生產為主，這決定了選用的焊接設備具有大型化、集成化特點，以平面分段生產線為例，另外，曲面分段、船塢、平臺等生產區域需配備C02氣保護自動焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類自動化焊接設備。
3.4焊接材料的工藝、性能要求高
由于焊接方法的多樣化和自動化程度提高，對焊材工藝要求進一步提高，自動化焊接勢必提高焊接熱輸入量，為保證焊接接頭綜合力學性能，特別是焊縫強度、韌性等指標，船舶焊接生產中需要大量高性能焊材應用。對某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同樣需要具有特殊的技術特點。
4 結語
從目前情況來看，船廠新廠承接的船型與老廠有很大區別，板厚、等級強度都有所提高，產品種類更為豐富。我們應該珍惜江南搬遷的良好契機，充分利用現代化造船用焊接設備，通過對造船焊接工藝不斷研究、改進，開發出適宜于新造船的焊接生產工藝，從而加快向現代化造船模式轉化、把船舶焊接技術水平提高到一個新的高度。
參考文獻：
[關鍵詞]船舶制造 高效焊接
中圖分類號：U671 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0000-01
1 前言
船舶制造是國家十大振興規劃的行業之一，船舶焊接技術是現代造船模式中的關鍵技術之一，其焊接工時約占船舶制造總工時的30%～40%，焊接成本約占船舶制造總成本的30%～50%，因此先進的船舶高效焊接技術在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造質量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工藝的現狀
我國是世界造船大國，也正朝著世界第一造船大國的目標邁進，其船舶制造能力也在不斷擴大。2005年我國船舶完工噸位突破1000萬t，達到了1200萬t，約占世界造船總量17%。正是在這樣的一個造船總量不斷攀升的大背景下，采用高效焊接來提高生產效率是船舶制造的必由之路。目前我國造船工業中常見的高效焊接技術主要有：
2.1 焊條電弧焊
（1）向下立焊焊條：與向上立焊相比，效率提高1-2倍。
（2）鐵粉焊條焊接工藝：工藝簡單實用，通過提高熔敷效率達到高的生產效率，一般提高50%以上。
（3）重力焊條：采用高效鐵粉焊條（一般直徑為5～8 mm ，長度為 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之間，常見的焊條牌號有CJ501FeZ等。
2.2 C02氣體保護焊
（1）實芯焊絲
我國氣體保護實芯焊絲的品種太少，今后大力擴大品種的同時，也需進一步改進實芯焊絲的工藝性能，降低飛濺、成形美觀等。焊絲表面應具有防銹、功能。國內常見的牌號是E49-1和E50-6焊絲。
（2）藥芯焊絲
藥芯焊絲是CO2氣體保護焊的主要焊材，其配合各種類型的襯墊可以實現單面焊一次成形，其特點是焊道成形美觀、電弧穩定、飛濺小、全位置焊接、工藝性能良好、焊接熔敷速度快、生產率高等特點?，F在船廠普遍采用藥芯焊絲來焊接船舶結構，以后CO2氣保護藥芯焊絲焊接將成為船廠的主要焊接材料和工藝。
2.3 埋弧焊工藝
主要應用于平板平直焊縫，主要有單絲、多絲埋弧焊和窄間隙埋弧焊，其中應用于平面分段流水線的FCB法焊接，FCB法是銅板上撒布厚度均勻的襯墊焊劑，并用壓縮空氣軟管等頂升裝置把上述填好焊劑的銅板壓緊到焊縫背面，從正面進行焊接而形成背面焊道的一種單面埋弧焊接法，焊絲為Nittetsu Y―A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底層焊劑NSH一1R，主要是保證焊縫的背面成形，表面焊劑NSH一50，主要作用是保持電弧穩定燃燒。該工藝焊接速度快，最高可達1500 mm/min。因此，需要在高速和大熱量輸入的情況下保證焊縫具有良好的力學性能和背面成形。另一種應用較廣的方法是焊劑石棉襯墊單面焊（FAB法），它是一種單面埋弧自動焊方法，利用柔性襯墊材料裝在坡口背面，并用鋁板和磁性壓緊裝置將其固定，其特點是簡便、省力、材料成本低廉。它主要應用于曲面鋼板的拼接以及船體建造中船臺合攏階段甲板大口的焊接。
2.4 不銹鋼焊接
不銹鋼焊接多見于不銹鋼管及其附件之間的對接和角接，焊接方法多采用純CO2氣體或CO2+Ar混合氣體的CO2半自動或自動焊接（MAG焊），也可采用鎢極氬弧焊。根據母材的不同，對于C02半自動或自動焊焊絲，焊絲牌號常為1Crl8Ni9Ti焊絲、316L實芯或藥芯焊絲，以及317L實芯或藥芯焊絲，焊絲直徑為細絲，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊絲；對于鎢極氬弧焊，焊絲牌號一樣，只是焊絲的規格為粗絲，一般為φ1.6 mm和φ2.4 mm焊絲。
2.5 活性氣體保護焊焊接技術（MAG焊）
所謂的活性氣體保護焊焊接技術就是采用CO2+Ar混合氣體的CO2半自動或自動焊接，普遍應用于不銹鋼的焊接。上海船舶工藝研究所開發適合船廠專用的雙絲單面MAG焊接技術與裝備，該項技術的主要特點是，可無間隙裝配，坡口內定位焊、添加切斷細焊絲，背面應用陶瓷襯墊，板厚在12～22 mm范圍內可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接質量好。
3 中海工業（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊的發展以及應用
中海工業（江蘇）有限公司作為我國船舶的骨干企業，未來幾年隨著公司3#船塢的啟用以及公司轉型升級的發展必然，其造船規模與總量將有大幅度提高，預計2015年達到年造船總量150萬t。要實現上述目標，除了擴大生產規模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應用，提高焊接生產效率也勢在必行。因此，中海工業（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊發展趨勢有以下幾大特點：
3.1 焊接工藝、方法的多樣化
為了適應船舶制造不同區域生產流程節奏，確保各生產節點有序按時完工，根據現代造船技術特點，焊接新工藝推廣應用是解決焊接生產效率提高的唯一途徑。如平面分段制造區域縱骨焊接采用多電極C02氣保護自動焊，平直分段內底板、甲板對接采用雙絲MAG焊。
3.2 C02氣保護焊將完全替代焊條電弧焊
目前，手工焊條焊接仍是中海工業（江蘇）有限公司不可或缺的主要生產工藝，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶轉變，焊條電弧焊低生產效率不可能滿足生產需要，自動角焊、半自動角焊、垂直自動角焊等各類C02氣保護焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺區域和曲面分段制造車間也將不再采用焊條電弧焊方法，其或許只在少量焊縫修補中可能會使用。
3.3 焊接設備向大型化、系統化、集成化、自動化轉變
中海工業（江蘇）有限公司由于造船模式、生產管理、工藝流程變化，對焊接生產提出了全新要求，焊接必將以機械化、自動化生產為主，這決定了選用的焊接設備具有大型化、集成化特點。以平面分段生產線為例，大拼板焊接需采用三絲的FCB單面焊接站，該焊接系統除了穩定可靠的大功率埋弧焊電源外，還應具有自動送板、準確定位、液壓控制等裝置。此外，需要配備高精度的跟蹤器及適合于焊機精確行走的大型門架結構件。而縱骨焊接工位的多電極焊接系統可以滿足多根T形縱骨同時焊接，不僅生產效率高，而且焊接變形小，該系統除焊接外，同時具備自動定位縱骨功能。另外，曲面分段、船塢、平臺等生產區域需配備C02氣保護自動焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類自動化焊接設備。
3.4 焊接材料的工藝、性能要求高
由于焊接方法的多樣化和自動化程度提高，對焊材工藝要求進一步提高，自動化焊接勢必提高焊接熱輸入量。為保證焊接接頭綜合力學性能，特別是焊縫強度、韌性等指標，船舶焊接生產中需要大量高性能焊材應用。另外，焊接自動化、機械化的高效率取決于焊接生產過程連續性，所以選用的焊材應具有穩定質量和良好的焊接工藝性。同時，為了進一步提高焊接生產效率，要求大尺寸焊縫或厚板焊接時采用高熔敷率焊材。對某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同樣需要具有特殊的技術特點。
4 結語
從目前來看，中海工業（江蘇）有限公司在建的船舶以常規散貨船為主，但隨著公司的轉型升級發展以及憑借目前積累的11萬噸油輪、10000箱集裝箱船的建造經驗，公司將有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我們應該珍惜這樣一個良好契機，充分利用現代化造船船用焊接設備，通過對造船焊接工藝不斷研究、改進，開發出適于中海造船的焊接生產工藝，從而加快向現代化造船模式轉化，把船舶焊接技術水平提高到一個新的高度。
參考文獻：
[1] 鄭贊.船舶高端進口焊材國產化淺析 金屬加工，2008（16）.
關鍵詞：核電設備制造 焊接技術 高效焊接
中圖分類號：TG47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（c）-0042-02
中國核電項目在各種各樣的爭論中，漸漸成為影響廣泛而深遠的話題之一。2011年3月11日發生在日本福島縣的福島第一核電站事故，1986年4月26日發生在切爾諾貝利核電廠的第四號反應堆事故，此次事故造成輻射危害超過二戰中廣島原子彈的400倍。產生的災難程度，完全已經是人類難以消散的噩夢。核電站核泄漏事故始終是人們最擔心的。因此，在核電設備制造過程中應用好高效焊接技術，能夠明顯地降低設備出現事故的可能性，確保核電設備的運行安全性和穩定性，對提高核電工業安全因素具備重大意義。
1 核電設備制造原理
根據核電站工作原理來分析，因為利用原子的分裂來產出熱能的原理來達到加熱液體的目的，再通過加熱水達到高溫、高壓的蒸汽來使渦輪進行高速旋轉，再引動發電機的旋轉，從而產生巨大的電能。
2 核電設備制造中的焊接技術
2.1 發展歷史
焊接技術的產生，是因為金屬的應用越來越廣泛。在金屬加工過程中出現了多種多樣的加工工藝，而焊接技術就是其一。這種古老的方法延用至今，而今，在古人的基礎上不斷地更新技術，使得焊接技術出現了目前的高效焊接技術，主要用于焊接技術要求高的生產制造。
2.2 焊接問題
焊接是焊縫附件的高溫區金屬受周圍金屬的制約，產生不均勻的壓縮塑形變形，焊接后冷卻時，這部分壓縮的塑形金屬同樣受周圍冷態的金屬制約，不能自由收縮，導致了拉應力和變形。變形的危害：焊后尺寸不合格、影響美觀和降低承載能力。
2.3 焊接出現問題及處理方法
焊接過程中產生變形的現象，一般處理方法是勤磨鎢針、降底焊接電流、提高焊接速度的同時盡量短弧施焊?？傊?，前面所做的一切都是為降底溶池溫度服務的。只有熟練地掌握好溶池溫度的核心知識，才不會容易導致變形發生。
對于焊接工藝來說，焊接精度要求高，焊接不實接觸不良，容易短路，不平整。為了防止焊接變形，一般來說有兩種方法：一是防止變形，就是做一些相應的工裝控制其不讓變形，另外一種就是預變形，焊前裝配時往相反方向做些調整，焊完變形后剛好到設計的裝配尺寸。
焊接的時候發現有的焊縫很亮，有的發暗，一般是金屬光澤，表面平整會看起來亮一些，粗糙會暗一些，這是光線反射問題，如果差別很大，暗的自然就是有雜質了。另外，有水焊接是工藝絕對禁止的。焊接的過程中焊縫上面出現像烤藍一樣的顏色，是因為有雜質摻入，氧化造成的。不一定只是底漆，如果認為底漆的話，還要看底漆的可焊性，可以查一下底漆的說明書。焊接過程中火花飛濺熔化的金屬未在熔池內冷卻造成的。產生原因有很多種，不外乎力的作用。
3 現代的高效焊接技術
高效焊接技術在工藝上主要是以提高熔敷的效率和焊接速度來實現其工藝的一個過程。其中高熔敷效率焊接是指其在單位時間內熔化更多的焊接材料，高速焊接是在提高焊接速度的同時提高焊接電流，以維持焊接熱輸入大體上保持不變，代表工藝以多絲弧焊技術為主。此外，高效焊接技術還包括其他焊接方法，都可以大大提高焊接效率，主要有激光復合焊，A―TIG焊等承接了傳統的工藝。為了使核電事業得到穩定正規的發展，國內相關焊接工藝研究者在研制最新高效焊接技術時，加進了機械化和自動化的水平，廣泛采用數控設施，在增強焊接質量、安全和可靠性方面大大提高了性能。另外，在焊接時還需考慮工件的影響因素：例如：厚度，坡口角度，焊接材料，環境溫度（確定是否預熱）。焊接是用于材料之間的連接，焊接接頭的焊縫的質量保證是最重要的，它的機械性能必須得到保證。
4 核電設施設備的制造過程中應用高效焊接技術的現狀
目前，從焊接技術的角度上看，核子裂變引發巨大的熱量，其加熱的液體的裝置，至少是應該耐高溫以及耐高壓的容器和循環管道。其將熱量輸送給水，再來形成一個高溫和高壓蒸汽一體化裝置，也無非就是耐高溫和耐高壓的壓力容器和循環的管道。從以上流程可知，核電站比較需要的是有操作耐高溫耐高壓容器管道技術經驗的技工。探傷技術，只要能方便移動的探傷設備，探傷準確度比較高、比較可靠的都可以使用。當前超聲波技術已經相當成熟，可以推薦。另外，磁粉探傷可以及時靈活地檢查裂縫，在復雜節點受力處可定期檢查，以保安全。核電設備設施必須在現場進行焊接，需掌握的基本原則是將焊接構件解剖分解后，盡可能在車間里完成元件和成套的組件，在內場工作條件較好，焊接質量比較容易保證。然后將它們分類形成配套的運到核電站工地，不能混亂。在現場焊接的盡量減少，一般是那些形成構件后運輸困難的，必須在現場對接的，尺寸要現場確定的，有特殊原因的才在現場焊接。
根據跳動的溶化鋼水來控制焊接的速度，每當焊接時，可以發現剛溶化的鋼水在跳動，根據它的速度，來調整操作的速度，在跳動鋼水緊跟在焊絲后面。操作過程中焊接速度過快，會造成焊縫變窄，凹凸不平，焊縫波形尖，容易產生咬邊現象。核電設備違規補焊檢查后會發整改通知甚至停工令，如果是質保檢查發現，發糾正措施（CAR），要求施工單位自查整改，確認符合規范后再開工，總之焊接在核電設施設備中工作環節非常關鍵。對焊接工藝要有明確規定和規章制度，才能正確地運用高技能加上先進的數控手段。把核電設備制作工藝提高加強。由此成熟的核電設備制造的焊接工藝首要的條件是安全生產是前提。工作人員要防止觸電 焊機要安全接地、用前要檢查焊機及電線、氣管等是否正常、防止灼傷，施焊過程要注意勞動防護用品的穿戴、護目墨鏡、焊工手套、工作服、工作鞋準備到位。目前，隨著核設備制造業的發展和核電設備制造方案的完善，國內越來越多的企業獲得了核電設備制造的資質。為了提高自身企業的制造能力和優質生產能力。加強推進最新焊接技術已經成為金屬加工工藝技術市場的熱門。通過傳統的焊接技術和現代數字化技術相結合，再加入紅外線感應和激光的全路線跟蹤系統的投入制造環節，必定會得到生產上的效率優化。
5 結語
所謂高效焊接技術是焊接技術中效率高于用普通的焊接技術，用以進行手工焊操作的其他各種焊接方法的總稱。推廣應用高效焊接的方法，對推動核電工業安全發展、提高核電工業運行質量、推動國內核發電站具有十分重要的意義。高效焊接技術工藝已經成為現代工業中一種日益重要的金屬加工的工藝方法，加強高效焊接技術的力度，完善焊接應用方案，能夠有效提高核電設備運行的可靠性與穩定性，用于保證核電設施設備的正常運行，增強核電工業運作系統的安全質量起到了積極的推進作用。
參考文獻
[1] 孫靈飛.核電設備制造過程中的高效焊接技術應用情況[J].金屬加工，2015（16）：13-14.
[2] 孫占，王勇.核設備潛在供方焊接能力評價[J].電焊機，2013（10）：63-66.
船舶的結構比較復雜，技術要求比較苛刻，是全焊接結構，高效焊接對建造質量過硬的船舶具有至關重要的作用和意義。船體建造中有70%的工作量為焊接，焊接成本在船體建造成本中占有30%-50%的比例。所以，在建造船舶時要運用高效自動焊接技術來滿足降低制造成本、減少制造工期等要求，同時也要確保焊接的高質量。運用高效自動焊接技術還可以提高企業競爭力，使其在激烈的市場競爭中取得勝利，為企業提供發展契機和經濟效益。
2高效自動焊接技術在船舶企業的應用現狀
第一、焊接工藝方面的現狀。我國船舶焊接工藝發展得很緩慢，以氣體保護焊、埋弧焊、普通焊條電焊等為主，其中焊條電焊占據的比例較大，焊接效率比較慢。現在一般使用垂直氣電焊接、船用自動化機械化平角焊接技術和逆變焊機、交流焊機、整流弧焊機等設備。在推廣應用新技術和新設備方面，我國很小一部分造船廠能夠引進分段裝焊流水線，采取拼板工位高效自動焊接的新設備和新工藝，它能對船舶上的板材進行拼板和對接，對船體進行平面分段焊接。同時也運用自動或者半自動氣體保護焊等工藝，提高焊接效率。
第二、焊接材料方面，現在大部分使用藥芯焊絲，其具有焊接飛濺少、焊縫質量高、熔敷效率強等特點，便于自動化、機械化焊接。現在船舶企業通常運用藥芯焊絲和CO2焊接技術結合在一起，因為廣泛應用CO2保護焊，對焊接材料的使用量也大幅度增加。這也促進了焊接工藝質量的提升、工期縮短以及成本的降低。
3 高效自動焊接技術在船舶企業應用中存在的問題
第一、在焊接工藝上我國存在的問題表現在兩個方面：首先的焊接工藝的高效化率、自動化率、機械化率都比較低。很多企業以焊條電弧焊或者半自動焊為主要工藝，而自動化和機械化焊接工藝的應用范圍較小，應用水平較差。另外，氣保焊和埋弧焊等高效率的工藝在研發以及應用等方面投入的精力較小。其次先進焊接工藝在我國船舶企業還沒有得到應用，國外重視對焊接工藝的研究，已經研發出機器人焊接、電弧-激光復合焊接等工藝，而國內才剛剛研究這個領域?？蒲型度氩蛔闶呛附庸に嚪矫娴牧硪粋€問題。
第二、焊接材料方面我國船舶企業出現的問題有：首先焊接材料普遍存在品種單一的現象。通常以焊條為主，其中高效焊條和專用焊條應用較少，高端焊接材料基本依賴合資企業生產或者直接進口。其次焊接材料的性能急需提高。國內焊接材料特別是高端產品在抗吸潮性、工藝性能以及質量穩定性等方面都有很大的提升空間。
4 解決高效自動焊接技術在船舶企業問題的對策
4.1焊接工藝方面
現在船舶焊接工藝得到快速的發展，機械化、高效化、專用化、自動化、機器人化是解決焊接技術在船舶企業出現問題的最佳對策。
高效化的具體表現為：逐漸降低焊條電弧焊的應用，增加對氣體保護焊工藝的使用，并推動高效焊接工藝的研究和開發。例如MAG/MIG雙絲焊接工藝、TIME焊接工藝（也叫做大電流高熔覆率MAG法）、帶活性焊劑氣體保護焊、多絲埋弧焊、變極性離弧焊、埋弧自動焊等工藝。
自動化、機械化就是要推廣普及自動化焊接工藝，運用智能型焊接裝置、實時監控裝置、機器人技術以及激光焊接技術等，提高焊接質量和焊接效率，降低焊接成本。專業化就是在船舶特殊構建和部位，要選擇專門的裝備和焊接工藝來完成，以達到符合設計要求的目的。
隨著平面分段裝焊流水線的不斷投入使用，機器人焊接技術體現出其他焊接技術難以比擬的、獨具特色的優勢，為船舶高效自動焊接技術的發展提供更加廣闊的空間。
4.2焊接材料方面
首先要調整焊接材料的結構。隨著工業化程度的加深，船舶用材的結構在不斷調整，傳統焊材的使用在逐漸下降中，而藥芯焊材和氣體保護焊的應用量大幅度增加，埋弧用焊材的用量維持在一定水平，變化不大。
其次增加高效自動焊接材料的研究和開發力度。世界各國越來越重視增強船舶焊接效率，減少建造成本，研發出高效焊材，并推廣專用焊條、高效焊條、藥芯焊條等焊材。另外鐵粉型焊劑、活性焊劑、高速焊劑以及單面焊材等等對埋弧焊材的研究，會促進焊接質量的提高。
最后對焊接材料的發展予以高度重視?，F在要求船舶焊接具有高質量，就需要制造出具有良好工藝性能、優異力學性能的焊接材料。美國研發的酸性渣、高韌性、低氫型的藥芯焊材系列，在沖擊韌性和低氫等方面的工藝性能優越，進而在船舶企業具有廣泛的應用。
另外焊接材料還要具有高性能、高穩定性、低飛濺、低煙塵、低故障率以及污染小等特性。
關鍵詞：節能環保；焊接；應用；
中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，很多國家都將節能、環保作為今后發展的方向，我們國家也不例外。在焊接技術的應用上，我國落后于國際先進水平，因此，在今后的發展過程中，我們應當通過技術創新，提高焊接質量，提高工作效率，堅持節能、環保的發展理念，使我國焊接技術跨上一個新的臺階，步入國際先進水平。
一、節能環保高效技術在焊接中的應用
1.逆變焊機
逆變焊機具有焊接性能好、動特性好、動態反應速度快、質量輕、體積小、焊接速度快、效率高、多功能等優點，因此易于實現焊接機械化和自動化；逆變電源功率因數達0.95以上，總體效率可以達到85%~92%，比傳統焊機平均節電25%~60%，空載時電耗只有30~50W，節能效果明顯。為了說明逆變焊機的節能效果和優越性，把逆變式弧焊整流器和幾種傳統的弧焊機主要技術性能指標列于表l，以便對比。
表1逆變式弧焊整流器與傳統弧焊機主要性能比較
2.熔化極氣體保護焊
熔化極氣體保護焊(GMAW)具有高效、節能和便于自動化的特點，是目前用得最多的一種焊接方法也是自動線上和焊接機器人的首選熔焊方法。據不完全統計，在汽車零部件、集裝箱和工程機械行業中，基本上全部采用氣體保護焊；而一般機械、鐵路車輛和重型機械行業的比例都超過50%；在造船、鍋爐和金屬結構行業由于埋弧自動焊的用量較大，CO2氣體保護焊的比例相對較低。隨著實踐的不斷深入，人們發現由不同氣體組成的混合氣體比用單一氣體更易得到好的焊接結果?，F在，采用混合氣體的趨勢越來越強，混合氣體的種類也越來越多，探索其在GMAW中的影響規律有著極大的社會效益。
3.智能機器人焊接
近些年，隨著模糊控制理論和神經網絡控制技術及專家系統理論的發展，模擬焊工操作的智能控制方法已經在焊接過程中成功應用，對焊縫成形的質量取得了較好的控制結果。國內外對遙控技術的研究成果較多，遙控焊接正向著實用化的方向發展。美國發射到火星上的索杰納機器人就是這種系統成功應用的最著名實例。目前，關節式焊接機器人已在汽車制造、航空航天、工程機械、船舶等行業獲得廣泛應用，但對一些危險、惡劣及特殊環境下，例如航天空間、深海作業、管道內外焊接等，傳統的關節式焊接機器人難以完成，為此需要研究發展新型的特種焊接機器人，我國在管道焊接機器人、水下焊接機器人、爬壁焊接機器人、球罐焊接機器人等方面進行了研究，培養了隊伍，取得了一批研究成果，在某些技術方面達到了國際先進水平。
4.振動焊接技術
振動焊接技術是在金屬焊接的過程中，對被焊件施加振動處理的一項焊接工藝，它起到細化晶粒的作用，在熱狀態下通過熱塑性變形來調整應變而降低殘余應力，這樣可有效防止焊接裂紋的形成和工件的畸變，提高構件的疲勞壽命，增強焊縫的力學性能，達到提高焊接質量的目的。并且可以省去焊后消應力處理，縮短生產周期，降低生產成本。可以預言，振動焊接的推廣和應用必將給焊接生產行業帶來巨大的經濟效益。大連理工大學的陳源從振動焊接減少焊接變形方面，采用先進的有限元方法進行了計算，論證了振動焊接在控制變形方面的作用;劉峰研究了振動焊接對焊接裂紋的影響，通過理論分析和數值模擬指出振動焊接在防止和減少焊接裂紋方面具有明顯的效果。
國外也對振動焊接進行了研究。Tseng研究了焊弧擺動對焊接質量的影響，指出由于擺動的作用，使得焊接速度得以提高有利于焊接凝固，提高焊接區的力學性能。TewariSP詳細研究了軸向振動對焊接件拉伸特性的影響，其結論是：經過振動焊接的構件的屈服強度、極限拉伸強度和破壞強度有顯著提高。
二、節能環保高效技術在焊接輔助工藝中的應用
1.振動時效
振動時效(VSR)是利用一受控振動能量對金屬工件進行處理，以消除工件殘余應力。振動時效的顯著優點是節能環保、降低成本、縮短周期。與熱時效相比，節約成本90%以上，節能95%以上，節約投資90%以上。振動時效快，一般僅需30min,最長不超過1h，而且設備輕便，工藝簡單，適應性強，優點很突出。VSR在我國從無到有，現已有幾千臺VSR設備在我國機床、模具、鍛壓、航空、發電等行業生產中運行[7]。節能減排效果明顯的頻譜諧波振動時效技術與傳統的熱時效相比，振動時效技術節能95%以上，完全克服了以煤為燃料的熱時效爐存在的嚴重污染問題，實現零排放。與傳統亞共振相比，頻譜諧波振動時效技術的應用覆蓋而從原有的23%提高到了100%，并徹底解決了傳統亞共振技術噪音大、應用而窄、工藝操作復雜、長期無法納入企業正式生產工藝問題。推廣應用頻譜諧波振動時效技術具有很好的經濟效益和社會效益。
2.隨焊錘擊
隨焊錘擊是在焊接過程中通過實時錘擊焊縫及近縫區金屬材料從而消除或減小焊后金屬塑性影響的一種加工工藝。利用隨焊錘擊技術能夠有效地控制焊接橫向及縱向收縮變形，實時調整焊接接頭的殘余應力分布狀態，從而真正實現動態低應力、無熱裂、小變形焊接。因此，能節約大量的能源和資金，給國家和企業將帶來前景廣闊的經濟效益和社會效益。
對于不同的試件和焊接條件，應采用不同的焊接錘擊參數，但現有的隨焊錘擊裝置存在參數調節困難，個別參數調節不可實現等缺點，所以提出了參數可調的隨焊錘擊方式?？烧{隨焊錘擊方式采用錘擊頻率控制，保證被處理金屬在每次錘擊間隔中有充分的時間進行塑性反彈，使之在而內產生兩維塑性伸長，釋放焊接過程中的殘余拉應變，大幅度提高了焊接接頭的疲勞強度。錘擊力、錘擊距離的控制均采用按鈕控制，電機調節，使其參數的調整方便可靠，從而保證焊接過程中當焊接材料和焊接條件變化時可隨時調整錘擊參數，進一步提高焊機的工作效率。
三、結束語
雖然我國在節能環保高效焊接技術應用方而做了大量工作，并取得了可喜的成績，但與先進國家相比，還有相當大的差距。因此要繼續大力推廣節能環保高效焊接技術.加強消化吸收引進的高效節能焊接技術，并創新提高，克服總是依賴進口的思想。
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關鍵詞：高職院校；焊接專業；實訓基地；建設
中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）10-0045-02
隨著我國經濟迅猛發展，產品結構調整和更新換代速度的加快，焊接技術也得到了飛速發展。目前，我國已成為世界焊接的第一大國。與焊接技術相關的生產制造業迫切需要大量掌握先進焊接生產技術的應用型人才，但由于目前我國高?；蚺嘤枂挝坏娜瞬排囵B方式滯后、培訓體系很不完善。另外，由于家長與學生對焊接專業的理解還存在偏見，導致焊接操作人員、設備的維護以及關鍵焊接崗位上具有較強操作技能的人才已出現斷層，尤其是既有一定理論知識又有較強實踐操作能力的焊接技術人員更是鳳毛麟角。目前，焊接人才特別是生產技術應用型人才的匱乏，已成為制約我國經濟發展的“瓶頸”。
高等職業教育的培養目標是“培養面向生產、建設、服務、管理第一線需要的高技能人才”。在教學過程中，必須強調知識、技能、素質、態度和職業道德的一體化培養。實訓教學是保證實現這一目標的基礎，而這一基礎又必須以實訓基地為平臺。因此，實訓基地的建設直接影響實訓教學水平、學生操作技能的培養。
我校開辦焊接專業已有16年歷史。目前已建成焊條電弧焊、氣體保護焊、氣焊氣割、自動焊接與切割、數控火焰切割編程等1200平方米的校內實訓基地。同時，擁有10名專兼職教師的教學團隊。但隨著西北制造業對焊接人才的需求越來越大，要求越來越高，我校焊接專業現有的設備規模和人才培養規格，還落后速發展的現代化建設所需的人才要求，尤其是在實訓教學質量、社會培訓服務、先進焊接生產技術推廣和應用方面與社會需求還存在巨大的差距。
焊接技術實訓基地建設的目標
根據陜西省教育廳、財政廳《關于加強職業教育實訓基地建設的意見》的精神，結合目前焊接專業的社會需求情況，在原有實訓條件的基礎上，2009年我校焊接技術實訓基地的總體目標為：力爭在三年時間內將現代焊接技術實訓基地建成陜西省內具有示范性、開放性和服務性的現代綜合焊接技術應用型人才培訓基地，為社會培養和培訓掌握先進焊接設備操作技能的高技能技術工人，將現代焊接技術實訓基地建設成省高職院校中實訓教學、技能培訓、技能鑒定、技術服務和生產制造“五位一體”的一流實訓基地。
焊接技術實訓基地建設的原則
工程意識和動手能力的獲取，很大程度來自體系完備、運行良好的校內外實訓基地。我校焊接技術實訓基地以工學結合為切入點，在近年的建設過程中始終遵循以下原則。
真實性原則 在廣泛調研各行業焊接培訓中心布局的基礎上，按照真實的企業需求、真實的企業流程、真實的企業環境、真實的企業管理制度，建成了60個標準焊接實訓工位，同時重新確定教學內容與教學方式，使學生得到實際操作訓練。
先進性原則 2011年，我校購置了OTC、松下焊接機器人3臺、等離子/火焰數控切割設備2臺，并開設了自動焊接與切割的理論課程及相應的實訓課程，使學生掌握先進的焊接與切割技術。
實用性原則 在建設過程中充分利用有限資源，最大限度地節約資金，沒有追求高、精、尖，大部分焊接設備都是生產中廣泛的設備。
開放性原則 近三年來，我院焊接實訓基地已為北人印機、延長石油、西安維美德等企業培訓焊工150余名，同時為陜西省中等職業院校培訓教師120人。學院與企業、生產單位的聯系更加緊密，社會對人才的要求可以及時地反饋到學院，學院根據這些信息調整教學，使高等職業技術教育改革能更及時、更準確地反映經濟發展和社會進步。
持續性原則 實訓基地必須高度重視項目的持續運行能力，通過多種途徑，提高實訓基地的軟、硬件建設水平和服務能力，創新實訓基地管理體制和運行機制，提高實訓基地的建設質量。
焊接技術實訓基地建設的內容
焊接技術實訓基地建設的內容包括硬件和軟件兩個方面。
硬件建設 如下頁表1所示。
軟件建設 實訓基地的軟環境建設包括實訓基地的管理制度體系、實訓師資隊伍建設、實訓教學模式設計和管理等多個方面。以下主要從師資建設進行探討。在所有影響教學的因素中，人是最活躍且最要要的影響因素，建設一支結構合理、素質優良、人員精干的“雙師型”教學隊伍，才能將專業人才培養目標、培養規格、教學計劃等在具體教學過程中得到貫徹與落實。近年來，我院焊接專業“雙師型”教師的培養途徑與措施有以下幾個方面：（1）積極營造“雙師型”教師的良好氛圍。通過開展崗前培訓、師德建設、政治學習、座談討論、參觀考察、專題講座等教育形式，提高教師的思想認識，激發專業教師爭當“雙師型”教師的意識。同時，學院成立了“雙師型”教師培養工作領導小組，對“雙師型”教師培養進行全面的規劃、組織與協調。（2）要求青年教師參加實踐教學環節，提高教師的專業技能。近年來，我院3位專業教師都是直接從高校畢業生中引進，實踐動手能力不強。針對這種情況，學院要求每位青年教師每學期必須參與三周以上的實踐教學任務。同時鼓勵教師理論實踐“雙肩挑”，既負責專業課的理論教學又負責相關的實習實訓指導，讓理論教學深入到實踐教學中。（3）實施專業教師到企業鍛煉制度。鼓勵沒有實踐經驗的青年教師到緊密型合作企業掛職定崗，積累實訓教學需要的技能和實踐經驗。學校每年利用暑假等時間，安排教師到專業對口的企業，通過掛職頂崗、合作研發等多種形式接觸先進的專業生產設備、技術工藝和企業文化，及時了解生產經營現狀和發展趨勢，豐富實踐經驗，強化實踐技能，提高“雙師”素質。
開展各類專業技能競賽，達到以賽促教的目的
通過加強實踐教學環節，提高教師的專業技能。加強校企合作，積極支持、鼓勵教師參加社會實踐，將生產實踐與教學過程緊密結合，并選聘高素質的企業專業技術人員為專業兼職教師。積極引進既有工作實踐經驗，又有較扎實理論基礎的高級技術人員充實教師隊伍。通過校企合作教育的實施，企業成為“雙師型”教師培養的主要場所，同時，也成為兼職教師聘任的場所。加強專業技能培訓和考核，組織專業教師參加各種渠道的培訓，近三年內所有專業教師均獲得了相應的專業技術等級合格證書。
焊接技術實訓基地的管理運行
管理體制 目前，我國高職院校實訓中心管理模式見表2。由于焊接實訓與培訓專業性較強，我院師資又嚴重不足，沒有相關專業的支持很難提升教學質量及順利開展日常工作，所以焊接實訓基地選擇第一種管理模式。焊接實訓基地實行主任負責制，基地中心主任全面負責中心的建設規劃和管理工作。實訓基地由教學管理人員、實踐指導教師、設備維護及庫管人員組成，主要在二級學院的指導下組織和實施實訓教學及培訓工作，管理人員主要協助主任做好各項管理工作，確保中心保持良好的協作狀態，從而使中心高效運轉。
運行機制 經過三年的建設發展，目前我校焊接技術實訓基地運行機制見表3。
研究探索高職院校實訓基地的建設，是高職教育的一個重要而持久的課題。建設高質量的實訓基地是一個系統工程，必須軟件和硬件共同建設，不斷走產學研結合的發展之路，以校企合作辦學模式為體制基礎，以工學結合人才培養模式為平臺，才能建設好實訓基地。
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關鍵詞：三角函數；求值；解題技巧
三角函數是高一數學的重要內容，教學生學好這一塊知識尤為重要。在平時的教學過程中，筆者也發現，學生在處理三角函數的有關習題時，存在許多小問題，有的是公式誤用，有的是計算失誤，有的是雖然做對了，但是方法很繁瑣。下面就針對三角函數求值的這一題型，談談它的幾個解題技巧：
一、巧用勾股數，快速求三角函數值
任意角的三角函數公式告訴我們，若已知角α的終邊經過點P（x，y），則其正弦值sinα=■，余弦值cosα=■（其中r=■），正切tanα=■，（其中x≠0）。從公式中我們發現其實這里的三個數|x|，|y|，r恰好符合勾股定理，如果能靈活運用這一性質，再結合三角函數的符號，我們處理如下的題型就會比較方便、快速。
例1.已知sinα=-■，且α是第三象限角，求cosα，tanα.
分析：因為sinα=■，而cosα=■，在此我們不妨認為r=5，|y|=4，則|x|=3，又因為α是第三象限角，所以余弦取負值，正切取正值，故很快知道cosα=-■，tanα=■。如果利用更一般的方法來做，可能很多學生會從角三角函數的基本關系來解，由于知道余弦為負值，故cosα=-■。對于數據比較簡單的題目，兩種方法花費的時間都差不多，但是若題中的數據比較大，又剛好可以用到勾股數時，巧用勾股數明顯會更省時。
二、巧用配湊法
在一些三角函數的求值問題中，有時會有一個題目中出現多個角的情況，這時就需要我們學會尋找目標角與已知角、特殊角之間的關系，巧妙地配湊，而不是死算、硬算。
例2.已知（■+α）=5，求（■-α）的值。
分析：仔細觀察題中的兩個角易發現：（■+α）+（■-α）=π
解：（■+α）+（■-α）=π
tan（■-α）=tan[π-（■-α）]=-tan（■+α）=-5
例3.已知cosxcosy+sinxsiny=■，sin2x+sin2y=■，求sin（x+y）的值。
分析：在淡化和差化積、積化和差要求的前提下，讓學生解這樣的一道題，其實有一定的難度，很多學生看到這道題目會無從下手。在本題中，我們容易知道cosxcosy+sinxsiny=cos（x-y）=■，而目標是要求sin（x+y）的值，如果把這里的（x-y），（x+y）看成一個整體，除了這兩個角以外，還有2x，2y這兩個角，為了求解這道題，我們必須要想辦法找到這四個角之間的關系，其中（x+y）是必須保留的，于是我們就會想把2x，2y表示（x-y），（x+y）組合的形式，從而發現其實2x=（x+y）+（x-y），2y=（x+y）-（x-y），于是我們可以這樣解這道題：
解：sin2x+sin2y=■
sin[（x+y）+（x-y）]+sin[（x+y）-（x-y）]=■
即：sin（x+y）cos（x-y）+cos（x+y）sin（x-y）+sin（x+y）cos（x-y）-
cos（x+y）sin（x-y）=■
即：2sin（x+y）cos（x-y）=■
又cosxcosy+sinxsiny=cos（x-y）=■
sin（x+y）=■
三、靈活運用“1”，利用奇次式求值
例4.已知tanα=2，求2sinαcosα+sin2α的值。
解法一：tanα=2>0
α為第一象限或第三象限角。
若α為第一象限角，
sin2α+cos2α=1，■=tanα=2
sinα=■，cosα=■
將其值代入上式有：2sinαcosα+sin2α=2×■×■+（■）2=2×■+■=■
解法二：2sinαcosα+sin2α=■
=■
=■=■=■
