自动焊接技术论文范文

自动焊接技术论文范文第1篇

1焊接小车

焊接小车是实现自动焊接过程的驱动机构，它安装在焊接轨道上，带着焊枪沿管壁作圆周运动，是实现管口自动焊接的重要环节之一。焊接小车应具有外形美观、体积小、重量轻、操作方便等特点。它的核心部分是行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。行走机构由电机和齿轮传动机构组成，为使行走电机执行计算机控制单元发出的位置和速度指令，电机应带有测速反馈机构，以保证电机在管道环缝的各个位置准确对位，而且具有较好的速度跟踪功能。送丝机构必须确保送丝速度准确稳定，具有较小的转动惯量，动态性能较好，同时应具有足够的驱动转矩。而焊枪摆动调节机构应具有焊枪相对焊缝左右摆动、左右端停留、上下左右姿态可控、焊枪角度可以调节的功能。焊接小车的上述各个部分，均由计算机实现可编程的自动控制，程序启动后，焊接小车各个部分按照程序的逻辑顺序协调动作。在需要时也可由人工干预焊接过程，而此时程序可根据干预量自动调整焊接参数并执行。

2焊接轨道

轨道是装卡在管子上供焊接小车行走和定位的专用机构，其的结构直接影响到焊接小车行走的平稳度和位置度，也就影响到焊接质量。轨道应满足下列条件：装拆方便、易于定位；结构合理、重量较轻；有一定的强度和硬度，耐磨、耐腐蚀。轨道分为柔性轨道和刚性轨道两种。所谓刚性轨道就是指轨道的本体刚度较大、不易变形，而柔性轨道则是相对刚性轨道而言。两种类型的轨道各自有各自的特点。刚性轨道定位准确、装卡后变形小，可以确保焊接小车行走平稳，焊接时焊枪径向调整较小，但重量较大、装拆不方便。而柔性轨道装拆方便、重量较轻，精度没有刚性轨道高。

3送丝方式

送丝的平稳程度直接影响焊接质量。送丝方式可以简单分为拉丝和推丝两种方式。拉丝时焊枪离送丝机的安装位置较近，焊接过程中焊丝离开送丝机后受到的阻力较小，因此可以保证送丝过程平稳，但送丝机和焊丝盘均须安装在焊接小车之上，增加了焊接小车的重量，给人工装拆增加了困难，重量增加还容易造成焊接小车行走不平稳。使用直径为0.8mm或1.0mm的小盘焊丝（重量约为5kg）减轻了焊接小车的重量和负载，又使得焊接过程容易控制，但对焊接效率有一定的影响。采用推丝方式时，将送丝机构安装于焊接小车之外，减小了焊接小车的体积和重量，可以使用大功率的送丝机和直径为1.2mm的大盘焊丝（重量约为20kg），从而提高焊接效率。然而，由于推丝时送丝机离焊枪较远，两者之间须有送丝软管相连，当焊丝被连续推送到焊枪嘴处时，焊丝受到的摩擦阻力较大，而且，焊接过程中送丝软管的弯曲度对送丝的平稳程度有一定的影响，严重时造成送丝不畅，因此使用推丝时须充分考虑述因素。

4焊接工艺的选择

目前，除采用手工焊接外，管道焊接较多的是采用埋弧自动焊接工艺和气体保护焊工艺。

埋弧自动焊有焊缝成型好、焊接效率高、焊接成本低等特点，对于管道施工而言，埋弧自动焊可用于双管联焊，简称“二接一”，即焊枪固定在某一位置，管子转动。显然长距离管道焊接时不可能让管子转动，因而“二接一”只能用于管子的预制。如果管道全位置自动焊采用埋弧焊工艺，那么焊接装置上必须配加焊剂的投放、承托与回收机构，使得焊接装置的结构变得较为复杂，给操作与装拆带来不便，而且增加了行走小车的负载，影响小车行走的平稳性。埋弧焊一般采用粗焊丝、大电流的焊接方式，用于全位置自动焊可能会由于熔敷率较高出现熔滴下垂、流动等焊接缺陷，影响焊缝的成型与质量，因此将埋弧焊应用于管道全位置自动焊接实现起来困难较大。

采用药芯焊丝加气体保护的焊接工艺，若是多遍成型，则每次焊缝表面清渣费工费时；若是强迫成型，则须配加一个与焊枪一起运动的成型铜滑块，并通入循环冷却水，可以大大提高焊接效率，这样一来不仅焊接装置的结构复杂，而且重量增加。因为药芯焊丝的价格较高，同时还要解决保护气体的气源，所以焊接成本较高。单一使用自保护焊丝，虽然节省了保护气体，但存在清渣困难问题。

采用实芯焊丝加气体保护的焊接工艺，若是多遍成型，则焊接过程可简单分为打底、填充、盖面三个阶段，无须对焊缝表面进行清理而直接进行下一道工序，但焊接速度相对强迫成型而言慢一些。保护气体一般为纯二氧化碳气体、二氧化碳和氩气或二氧化碳和氧气的混合气体。二氧化碳和氩气的混合气体可以使得焊接时的电弧燃烧稳定、飞溅较小，但在野外施工时氩气气源难寻、价格较高，从经济方面考虑，在焊接输油管道时，最好尽量使用纯二氧化碳作为保护气体。在有条件的地区施工，使用二氧化碳和氩气作为保护气体较为理想。

5控制方式

在焊接过程中，焊接小车的行走速度、送丝速度以及焊枪的左右振动频率是三个主要的参数，焊枪的上下调节可以不考虑在内。用一条垂线将管子的圆周分为左右两个半圆，然后将两个半圆沿顺时针、逆时针方向等分，定出焊接节点。通过大量的试验可以在焊缝的每个节点处获取理想的焊接参数。但实际焊接与试验时的数据不会完全相同，在焊接过程中可以根据实际情况调节焊接参数，如送丝速度、振动频率等参数。但这些参数的调节是相互关联的，送丝速度调节合适了，振动频率、焊车速度却不一定合适，只有通过一定时间的摸索才能将几个参数调节匹配。若采用另一种控制方法，情况则不大相同。将送丝速度、焊车行走速度、焊枪振动频率作为三个因变量，置于一个空间坐标系中，以时间作为自变量，以焊接电流、电压作为边界条件，最后得出送丝速度、焊接小车行走速度、焊枪振动频率之间的关系，即空间坐标方程。在实际焊接时，每一次调节均是上述三个参数同时调节，从而确保调节过程的准确性。

自动焊接技术论文范文第2篇

关键词 工程机械；焊接；核心工艺

中图分类号TG40 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0067-01

0 引言

工程机械大型焊接件的焊接过程直接影响着焊接质量，也影响着焊接夹具装夹系统的合理布局，还影响着大型焊接件的焊接变形预测及控制。因此对大型焊接件进行现场观察，分析零件的结构特点、工艺，分析焊接车间的布局特点等，对工程机械大型焊接件的核心工艺进行初步规划具有非常重要的意义。

1 工程机械的发展现状

工程机械经历了50年到60年的发展历程，到20世纪90年代中末期机械焊接技术就已经达到了非常高的水平。经历了十几年的发展的机械焊接工业，在跨国公司品牌的不断冲击之下，创造出了一条宽阔自由的发展道路，并慢慢的在国内壮大起来，已经控制了国内85%以上的工程机械大型焊接市场份额。国内焊接市场的营业额在最近几年吞并了我国整个工程机械行业总营业额的大半个江山，因此，机械焊接行业地位的重要性，以及大型焊接件的核心工艺推出的出色产品，在国际市场上开始萌芽，其发展势头并不亚于其他行业。

2 工程机械焊接构件特点及常规焊接工艺

2.1 工程机械焊接结构件的特点

工程机械结构件主要包含薄板件，板厚一般为2mm～4mm；中板件板厚约为6mm～20mm；厚板件板厚约为20mm及以上。大多数情况下主要利用板材进行拼接，采用箱形结构，附件（机座铸钢件）焊接在上面，其结构复杂，焊缝要求精度高。在工程机械大型焊接结构件中，角焊缝的情况比较多，通常只检查焊缝的焊接形态和质量，但对于主要的受力结构件需要检查表面裂纹和焊缝缺陷，采用磁粉探伤或者超声波探伤。

2.2 常规焊接工艺

常规的焊接工艺主要包括以下两个方面。1）焊件准备：即下料准备，采用剪板机和数控切割机进行切割。薄板件平常用等离子切割，中厚板采取火焰切割。校平的时候，薄板件通常采用压力机校准；中厚板采用专用的板材矫平机校准，板材比较完整则可省去校准工序。折弯的时候采用专用折弯机，批量生产时通常采用数控折弯机，以获得较高的工作效率；2）组对点焊：指点焊的过程中，确定各焊件位置的时候，利用人工画划的方法使各个焊件按其对应的位置关系组成一个整体，这种方式简单可靠，缺点是划线工作量繁琐，生产效率不高，组对误差偏高，产品生产差。工件数量较大时应采用机器人焊接，这种焊接方式操作简单易行，组对精度高，产品优良，当前有许多厂家采用机器人焊接模式。

3工程机械大型焊接件的核心工艺发展趋势

3.1 焊接变位机将普遍应用

随着市场的扩大以及市场竞争日趋激烈，焊缝的质量被作为一个重要的评判标准。因此，为了在保证高标准的焊接质量的前提之下，又必须兼顾整体生产效率、操作安全程度和自动焊接等要求，一般情况，车间内焊接某部件时，要采用变位机来获得更高的焊接质量，实现一次装夹完成全部焊接。而像立焊、横焊、仰焊等难以保证焊接质量的错误操作则应该摒弃。由此，变位机焊接在焊接行业内必定得到广泛应用。

3.2 焊接机器人及自动焊接机的使用将逐步增加

采取机器人焊接的模式即代替焊工焊接，这样不仅可以节省焊接工人的人数，降低工人劳动强度，而且还能保证焊缝质量的稳定可靠。机器人焊接，客观的说焊接机器人即机械手，因其自身不能独立工作，需配备一些设备，像变位机、专用夹具等，组成焊接机器人工作站。随着我国经济的不断发展，焊接机器人代替操作人员是必然走向。

3.3 焊前工序设备水平将逐步提高

采取机器人自动焊接的企业一定都知道，不仅操作人员的技术水平对焊缝质量有影响，下料、成型对焊缝质量的影响也非常大。将焊前工序设备水平与实际操作要求相一致，是实现焊接过程的自动化进程的关键，进而降低机械加工强度；提高生产效率；同时，还可以使产品质量稳定可靠、提高同行业中产品的竞争力。厂家需要花费更多的资金，并且在产品改型的过程中还需要对其重新设计调整是影响拼点工装的主要因素。目前，只有资金雄厚的厂家使用拼点工装，但都获得很大的收益。从已经使用机器人焊接的厂家我们可以看出，其使用的配套拼点工装相对较多，焊接工序设备的质量大幅度提高。

4 结论

我国是一个正处于工业化进程中的制造业大国，意味着工业化达到一定水平后，工业装备水平的高低将制约着工业经济的增长的快慢。焊接技术的迅速发展，以及新的焊接设备、工艺方法不断涌现，为我国工程机械大型焊接工艺发展做出应有的贡献。与此同时，大型焊接件的工艺、设备布局及物流、焊接变形预测与控制，对提高企业核心竞争力、提高核心零部件的制造能力和技术水平具有十分重要的意义。

参考文献

[1]王寿福.焊接技术在铁路机车车辆工业中的应用[J].焊接技术，2004.

[2]王玉玲.机械可靠性维修性优化设计方法及其在工程机械中的应用[D].济南：山东大学，2007.

[3]龙听，汪建华.温差法在焊接残余应力和变形控制中的应用[J].压力容器，2007.

[4]贾秀杰.工程机械大型焊接件生产系统关键技术研究[D].学位论文，2009.

自动焊接技术论文范文第3篇

【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

[3]曲其飞.压力容器接管焊接过程中焊接质量的控制[J].现代制造技术与装备，2011

自动焊接技术论文范文第4篇

国际焊接生产制造质量保证体系在中国的推广与发展解应龙 (10)

从焊丝行业发展状况探寻中国焊接材料行业发展趋势李连胜 储继君 陈默 栾敬岳 方乃文 (14)

基于运动学建模仿真的大型构件自动焊接系统设计方法王力 王鹏 曾凯 都东 (26)

搅拌摩擦焊过程中搅拌头受力与变形的计算方法张昭 陈金涛 张洪武 (29)

无氧铜真空钎焊密封技术研究王国建 许芳 孙东 田宁 周雅松 (33)

还原罐封头埋弧焊焊接工艺王希靖 刘骁 朱正泽 吴红林 (35)

热老化条件下Sn3．5Ag／Cu界面反应的研究杨扬 陆皓 余春 陈俊梅 (39)

Au-Si共晶扩散连接单晶硅接头的微观组织和性能研究孙兵兵 李京龙 籍成宗 熊江涛 张赋升 (43)

GH3536高温合金电子束焊组织及显微硬度分析陆业航 李晋炜 张庆云 姚罡 (47)

生产应用

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石的接头组织分析孟普 张瑞杰 刘英 卢金斌 (51)

TC4钛合金线性摩擦焊接头的飞边研究史栋刚 马铁军 杨思乾 (54)

应用于HSPM体系的有害物质控制技术钟素娟 程亚芳 程红伟 马三民 孙兵 (58)

新光大桥钢桁拱肋工地箱型全断面对接焊接工艺朱庆菊 (62)

经验交流

GIS铝壳体的焊接工艺颜晨光 (66)

THz波成像技术在材料成型中的应用前景分析罗传红 刘毛萍 郭嘉琳 张建强 (1)

微电子组装焊点可靠性的研究现状盛重 薛松柏 张亮 皋利利 (7)

无

焊接词典 (13)

MAIN TOPICS,ABSTRACTS ＆ KEY WORDS (69)

试验研究

钛合金焊接应力应变的数值模拟李菊 关桥 郭德伦 史耀武 (14)

纯Al与镀锌钢板TIG熔-钎焊接头的界面结构特征许志武 陈仁华 李雪涛 许寰宇 v (18)

考虑温度履历的铜管钎焊接头爆破压力研究戴佶 陆皓 陈俊梅 (22)

焊接标准

民航维修领域熔化焊技术标准的对比分析邹慧 王志平 纪朝辉 (26)

国外金属粉型药芯焊丝简介喻萍 尹士科 (31)

生产应用

机器人离线编程在点焊生产线中的应用汪航 唐新华 华学明 杨海澜 (36)

激光填丝焊焊丝指向与焊缝成形关系的研究张永强 (40)

金属陶瓷涂层电子束重熔裂纹防控研究刘志栋 于斌 (44)

基于网络技术的焊接数据共享平台建设研究孙静涛 徐玉君 林晓辉 吕晓春 彭勇 (47)

316J1L不锈钢焊接接头海水点蚀研究车俊铁 张兵 (51)

机器人GMAW＆数控铣削复合快速制造系统曹勇 朱胜 孟凡军 王望龙 殷凤良 (54)

控制不锈钢薄板焊接变形的技术王欣 徐卫东 侯德森 杨世晶 (58)

钛合金、铝合金薄壁构件焊接变形控制技术及应用佀好学 李晓红 高珩 万晓慧 (60)

基于接头形状分析的电子束焊接头性能研究付鹏飞 刘昕 毛智勇 王亚军 (66)

第十五届埃森展《展后技术报告——焊接材料部分》编撰计划会会议纪要 (1)

金桥焊材产销双双突破百万吨大关，高居全球同业第一名 (2)

2009全国计算机辅助焊接工程学术研讨会在北京胜利召开 (3)

第十四次全国焊接学术会议论文

钢／铝异种金属焊接的研究现状李亚江 吴娜 (5)

现代焊接在汽车工程中的应用态势与发展方向乔培新 于新泉 潘建军 龙伟民 (13)

镁合金焊接研究进展刘黎明 (18)

国内等离子切割的现状及发展趋势杨素媛 潘文方 (24)

压力焊在现代汽车车身制造中的应用和发展孔谅 王敏 程轩挺 (28)

TC18钛合金手工TIG焊与电子束焊焊接接头的组织与性能对比王金雪 袁鸿 余槐 (33)

石油钢管摩擦焊专家系统齐秀滨 周君 赵玉珊 刘娟 秦国梁 温立金 (36)

电子束焊高压放电的工艺控制措施余洋 雷华东 黄文荣 (40)

电弧气体中CO2含量对大功率激光复合焊等离子体及熔深影响的研究王媛媛 李铸国 李瑞峰 李国华 贾时君 (44)

TiB2／ZL101复合材料与ZL101合金激光焊对比研究崔海超 芦凤桂 彭坤 唐新华 姚舜 (48)

高能束焊接技术在电真空器件制造工艺中的应用与发展赵世柯 邓峰 王国建 (52)

焊前热处理对TC4-DT电子束焊焊缝常规力学性能的影响唐振云 李晋炜 毛智勇 房卫萍 (55)

试验研究

镁合金高能束焊接技术的研究现状及进展 贾中振 刘金合 杨艳 徐韦锋 (58)中国焊接协会第六次会员代表大会在杭州召开 (12)

德国汉诺威大学Dietrich Rehfeldt教授在哈尔滨焊接研究所进行学术交流活动 (13)

做大做强宁波上海基地跻身知名焊割行业之列 (13)

中国焊接产业论坛——2010＇焊接自动化及智能化通知 (15)

2010全国计算机辅助焊接工程学术研讨会会议通知 (16)

第十四次全国焊接学术会议论文

双重退火对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响余槐 袁鸿 王金雪 (17)

脉冲电磁装置放电回路参数对电磁力的影响许威 曹军 刘雪松 徐达 方洪渊 (20)

镁合金电阻点焊焊接性研究郎波 马金瑞 孙大千 乔健 (24)

钎焊专题

机械合金化制备AgCuTiSn钎料曹健 谢凤春 冯吉才 (30)

复合粉末中间层钎焊SiO2陶瓷与TC4合金的接头组织与性能刘多 张丽霞 李晓宁 冯吉才 何鹏 赵春岩 (33)

稀土元素RE对锌基钎料组织与性能的影响黄俊兰 龙伟民 张雷 (38)

生产应用

JFE980S高强钢激光-电弧复合热源焊接接头性能研究滕彬 雷振 王旭友 王威 林尚扬 (42)

等离子喷涂NiCrAl涂层工艺优化研究纪朝辉 郑广智 邹慧 王志平 (47)

薄壁不锈钢设备接管角焊缝变形原因及控制措施季伟明 陈利德 王纯 陈波 (51)

冷喷涂Zn工艺参数对涂层质量的影响张敬强 张颖 钱利君 张宏芳 (54)

京沪高速南京大胜关长江大桥钢梁焊接技术张剑峰 孙立雄 袁俊 车平 (57)

经验交流

L80-13Cr马氏体型不锈钢筛管焊接工艺邢昌顺 (61)

自动焊接技术论文范文第5篇

[关键词] 知识图谱;共词分析法;焊接学;材料学

[中图分类号] G434 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2015）08-80-6

Analysis of the Hot Spot and Research Trend of the Material Engineering Discipline based on the Common Word Knowledge Map

Zhang Xuezhao1，2

（1.Library of Henan University of Science and Technology， Luoyang Henan 471023; 2. Libraryof Zhoukou science and technology Career Academy， Zhoukou Henan 466000）

Abstract：In this paper， the latest scientific metrology technology―knowledge map is applied to the material engineeringdiscipline in our country. Through taking the two disciplines （Materials Science and Welding） as the research objects， a total common word knowledge mapsof thetwo disciplines were constructed， tohighlight the research hotspot， research trends and development of thetwo disciplines.

Keywords：knowledge map; commonword analysis; welding; Materials Science

1 研究内容

将材料学和焊接学两门学科作为研究对象，以CSCD国内权威数据库的作为数据源，采用计量学中的共词分析方法，对1989～2013年材料学、焊接学等学科文献的关键词进行统计，并利用聚类分析、因子分析、多维尺度分析以及社会网络分析等方法和相关软件，构建这两门学科的关键词词频分布表、类团关系图等，通过对所构建的两个学科的共词知识图谱进行详细比较对比，分析两门学科的当前研究热点、研究趋势及前景。

2 研究方法及过程

2.1 数据来源

本文采用的数据来源于《中文社会科学引文索引》检索系统。本文选取CSSCI1989～2013年收录的期刊----钢铁研究学报和复合材料学报、电焊机和焊接技术做样本，套录该期刊文献的所有题录信息。具体方法：打开CSSCI检索界面，收录年限选定为1989～2013，在[来源文献]检索界面的[期刊名称]中分别输入“钢铁研究学报、复合材料学报和电焊机、焊接技术”期刊刊名，[匹配]限定为“精确”，同时[每屏显示]设定为50条，套录这些期刊在这一时期内文献的题录信息，然后将得到的数据分别整理后，分别得出在这一时期内材料学和焊接学题录数据库。然后通过利用C#自编的计算机程序，按照频次由高到低排列，得到一个材料学和焊接学的关键词排名，频次总数分别是16 057个和21 622个。

2.2 数据处理说明

从两个学科关键词排序中分别截取一定频次的关键词，其中材料学关键词截取词频大于22次、焊接学关键词截取词频大于50次，由此，得出了两个学科的99个和102个高频关键词。再将这些类似性质的关键词进行归整，从而分别确定了两个学科的80个和63个高频关键词表，将这两个关键词表（见表1-1、表1-2）作为共词分析我国材料工程学科的基础。

2.3 构造关键词共词矩阵

2.3.1 构造原始共词矩阵

由于以上两个学科选定的关键词是材料工程学科论文中出现频率最高的词，它们代表了当前我国材料工程学科的研究热点。为了能进一步更好地反映这些关键词之间的关系，本论文对这些高频关键词作如下处理：在已建立的题录数据库中，利用自编的计算机程序分别对两个学科确定的80个和63个高频关键词两两进行共词检索，经过统计分析，得到了一个80×80的共词矩阵（部分数据见表1-3）和一个63×63的共词矩阵（部分数据见表1-4）。

以上两个表格中的共词矩阵是一个相关、对称矩阵，对角线上的数据为该词出现的频次，主对角线单元格的数据为两个关键词共同出现的频次。

2.3.2 构造相关矩阵

本文在对两个学科的原始矩阵进行包容处理时采取Salton指数法，处理数据部分结果见表1-5和表1-6，Salton指数法的计算公式为[3]：S=Nij/（Ni×Nj）1/2（3-1）。其中，Ni，Nj分别表示关键词i和j的频次，Nij表示关键词i和j共现的频次。

以上两个表格相关矩阵中的数字为相似数据，数字的大小表明了相应两个关键词之间的距离远近，数值越大则表明关键词之间的距离越近，相似度越好;反之，数值越小则表明关键词之间的距离越远，相似度越差。

2.3.3 构造相异矩阵

由于相关矩阵中的‘0’值过多，统计时容易造成误差过大，为了方便进一步处理，两个学科相异矩阵的部分数据详见表1-7和表1-8。

以上两个表格相异矩阵中的数据，正好与相关矩阵相反，数值越大则表明关键词之间的距越远，相似度越差;反之，数值越小则表明关键词之间的距离越近，相似度越好。

2.4 聚类方法与聚类图

具体方法：在SPSS17.0软件界面中输入要分析的相异矩阵，然后选择[分析]――[分类]――[系统聚类]进行聚类分析。聚类方法选择组间距离法;度量标准--区间选择共词聚类分析中最常用的欧氏距离（Euclideandistance）。

3.5 构建类团关系图

类团关系图主要用连线的粗细来明确类团间的关系强弱，类团间的关系强弱以连线的粗细来表示，两个类团之间的连接线就越粗，说明他们之间的关系的关系越强，反之则亦然[4]。具体方法是首先计算出各个类团的内部联系强度与其外部联系强度，然后利用先进的社会网络分析软件pajek绘制出两个学科的类团关系图。通过对两学科类团的形成、演化、新增及消失的过程研究，动态地揭示我国材料工程学科的研究的现状、热点及发展。

3 研究结果与分析

3.1总体状况描述

材料学科（以钢铁研究学报和复合材料学报为代表）从1983年到2013年共有9 302篇论文，每种期刊年均155.03篇，平均每篇论文的关键词数为1.73个。经过规整、缩减后，这一阶段频次不小于22次的高频词共80个，其中，复合材料、力学性能、显微组织、有限元分析、层合板、数值模拟等出现200次以上，说明网络环境下以复合材料为核心的材料性能分析是这一阶段的研究热点，具体分析内容主要体现在材料的力学性能分析、有限元分析、数值模拟分析等方面。

焊接学科（以电焊机和焊接技术为代表）从1984年到2013年共有11 778篇论文，每种期刊年均196.3篇，平均每篇论文的关键词为1.84个。这一学科（焊接学科）论文总数与材料学科相比基本持平，但是篇均关键词数却略有上升。经过规整、缩减后，这一阶段频次不小于50次的高频词共63个，与材料学科相比，焊接工艺以2 368次居于首位，焊机、焊缝、焊接电源、焊接控制、焊接质量、焊接电流、电焊、埋弧焊、焊条等是出现200次上的高频词，可见，在该学科目前的主要研究热点是焊接设备、焊接工艺、焊接工业参数等方面。这些方面的研究直接决定或影响到焊接质量和焊接效果，这也与生产实际紧密结合，充分体现了这一学科的实践性。

3.2 研究主题的异同

从材料学科形成的聚类图可以看出，我国材料学科的主要热点研究领域、研究主题、研究热点可以总结为以下几个方面：

3.1.1 材料工艺、参数研究

这方面的研究是我国材料学科研究领域研究成果最丰硕的部分之一。该类团群主要包括“材料热处理类团”“材料工艺性能研究类团”两个类团。在该阶段，从关键词聚类分析结果来看，随着有计算机技术、数据/值模拟仿真技术及材料热处理技术的发展。材料学科研究动态主要表现在以下两个方面：第一，材料分析、材料加工更加精准化。第二，材料热处理参数、方法始终是材料学科发展的重点。

3.1.2 工程材料研究

工程材料研究始终是材料学科研究的主要方向。工程材料类团群主要包括金属材料类团、非金属材料类团、复合材料类团。金属材料类团一直是材料学科发展的主流，各种有色金属它们是现代各种机器零部件的生力军，它们为材料学科的发展奠定了基础。复合材料类团的研究是材料学科发展的延续和补充。在现当代化生产中，随着对材料性能需求的日益提高，单纯的金属材料性能已经不能满足各类机器零部件的使用要求，为此复合材料的研究被材料学家们纳入了研究领域，并且自从复合材料进入研究领域开始，到现在，乃至未来，复合材料的研究都将经久不衰，这一点从关键词词频分布都可以看出：复合材料出现的频次排列第一、层合板、金属基复合材料、高温合金、陶瓷基复合材料、复合材料结构等关键词的都属于这一类团，并且频次分布也很靠前。

3.1.3 材料性能缺陷研究

材料性能缺陷研究也是我国材料学科乃至全世界材料学科研究的主题。这一研究类团群主要包括材料加工方法类团和材料缺陷类团。材料缺陷类团包含的关键词主要有：疲劳、裂纹、磨损、断裂、夹杂物等，这些关键词频次的分布在本研究统计中占有相当的比重，由此可以看出怎样预防材料的各种缺陷，提高材料的加工及使用性能，至关重要。紧接着引出了材料学家们所关注的材料的加工类团（转炉、电弧炉、热轧、冷轧、轧制等）。虽然这一类团群的关注度不如工程材料研究，也不如材料工艺参数的研究。但是无论从各种工程材料来说，还是从各种材料的工艺参数研究来说其目的都是怎样去避免材料的各种缺陷，从而提高和改善材料的加工性能、使用性能，达到人们生产加工的目的。

从焊接学科的聚类图可以看出，我国焊接学科的主要热点研究领域、研究主题、研究热点可以总结为以下几个研究方向：

3.1.3.1 焊接工艺参数研究。同材料学科一样，焊接学科的焊接接工艺参数研究是本学科的研究主题和重点。在这一类团群中焊接工艺这一关键词在频次表中出现的次数达到了2 368次，可见在焊接学科中，工艺参数研究所站的比重和地位。焊接工艺规范、焊接工艺参数、焊接手法等方面是这一类团研究的主题，而这一研究主题随着焊接设备和焊接方法的不同焊接工艺亦有不同。

3.1.3.2 焊接类型方法研究。这一类团是一个大面类团，焊接类型和方法直接决定或影响焊接工艺、决定了焊接设备、焊接工具的选择。这一类团的关键词主要有：手工电弧焊、堆焊、焊接方法、激光焊接、搅拌摩擦焊、点焊、埋弧焊、钎焊、氩弧焊、气体保护焊等。随着焊接技术的发展及焊接质量要求的提高，该类团正朝着自动焊接、机器人焊接等自动化方向发展。

3.1.3.3 焊接工程、工具、材料研究。焊接工程、工具、材料这一类团群涉及焊接材料、焊接环境、焊接设备工具，从而间接地决定焊接方法的选择、焊接工艺流程。这一研究类团，从各种焊接对象材料（管道、铝合金、不锈钢、奥氏体不锈钢等）说起，涉及了焊接结构、焊接工程、工程建设及焊接应用。分析了焊条、药芯焊丝的使用环境、使用方法等。这一主题类团的研究，是该学科研究的基础，研究主题关键词虽然词频分布没有排在前列，但关键词词频分布的范围广。未来该主题的研究将朝着细化焊接工具方向，具体可能以焊接工具研究所形式出现。

3.1.3.4 焊接质量控制研究。这一类团的研究主题是焊接学科研究的目的所在。不管焊接工艺如何合理、焊接方法如何选择、焊机及焊接工具的选择的多么具有针对性，其最终目的是获得优质的焊接质量。在这一研究主题中，分析了各种焊接缺陷（裂纹、缺陷、变形等）各作者、学者提出了如何规避焊接缺陷的各种方法、技巧。目前这一研究主题随着焊接材料的多样化，生产要求的提高而日益严峻，机器人技术、自动焊技术的发展对焊接质量的提高起着决定性的作用，但其普及应用任重而道远。

4 类团关系分析

确定了材料学科、焊接学科类团后，就可以研究各学科类团间的相互关系，找出哪些类团是核心类团，它与其他类团之间联系密切;哪些类团是非核心类团，它与其他类团之间联系疏松;哪些类团与其他任何类团都没有任何关系，属于相对独立类团。为此，笔者根据各类团之间的内、外相互关系，利用pajek软件绘制出了既能反映自身类团的内部联系强度又能反映这个类团与其他类团的外部联系强度的类团关系图（如图1-1、图1-2所示）。在图中，类团的内部联系强弱用节点的大小来表示，节点越大，表明该类团的内部联系强度越小，反之，则相反;节点连线的颜色深浅和连线的粗细程度和表示两节点间的外部联系强度，两节点间连线颜色越深、连线越粗，则表示两类团之间的外部联系强度越大，反之，则相反。

图1-2 焊接学类团关系图

5 结语

本部分研究采用共词分析方法，利用聚类分析、先进的社会网络分析方法和软件Pajek，分别绘制出材料学科和焊接学科两学科的聚类图、类团关系图，对两个学科：材料学科和焊接学科研究主题进行了较为详细的对比分析。通过分析对比得出两个学科的发展变化特点：

5.1 材料学科和焊接学科都属于工学学科，其发展研究主题存在共性

从两个学科的研究主题来看，我国材料学科研究领域、研究热点体现在复合材料、材料工艺参数研究、材料性能缺陷研究上，而焊接学科体现在焊接工程、工具材料、焊接工艺参数研究、焊接质量（缺陷）控制上。两个学科之间研究主题框架基本一致，其目的都是为了满足生产实践，都是为了规避缺陷（材料缺陷、焊接缺陷），提升加工质量。

5.2 热点研究领域显现新特征

两大学科的热点研究领域各有新特征：材料学科的陶瓷基复合材料、铝基复合材料、有限元分析、数值模拟等;焊接学科的自动焊技术、机器人技术等。

5.3 两个学科研究范围和内容具有一定的连续性、阶段性、变化性

两个学科不论是材料学科还是焊接学科都是从工程材料研究到工艺参数研究，最后再到性能缺陷研究，整个研究过程呈现出连续性、稳定性、阶段性、变化性的特点。每个阶段在各自基础上由细化整体上呈现发展性。

参考文献：

[1] 秦长江.基于共词知识图谱的人文学科研究热点可视化的实证研究[J].图书馆理论与实践，2010（12）.

[2] 陈祖香.面向科学计量分析的知识图谱构建与应用研究[D].南京理工大学，2010.

自动焊接技术论文范文第6篇

——记工程公司机械制造公司容器制造厂焊工技师高彦

～年的春天如期而至，高彦望着正在吐绿的枝头，33年的工作经历又一次清晰的呈现出来。从一个对电焊一无所知的少年，一步步成长为焊工技师和集团公司的技术能手，他的每一步足迹都留下了辛勤耕耘的汗水。回首往事，高彦心绪平静。

锲而不舍，苦练焊工本领

1970年6月份，16岁的高彦参加工作，分配到大庆炼油厂一营，从此，与电焊结下了一段深深的情缘。1973年，他所在的单位承接了动力站3台锅炉的安装任务，其中的水冷壁管焊接都是成排、间距极小的固定口，必须达到单面焊、双面成型质量标准，而且焊口还要进行拍片检测和100%的通球检验。当时工人的文化素质普遍不高，技术要求远不及现在严格，大部分焊口也不拍片检验，人们仅以焊口是否渗漏、成型是否美观来衡量焊工水平的高低，因此，这样的焊接要求，无疑是向每一名焊工提出了挑战。为了能够尽快提高焊接水平通过考试，～地完成焊接任务，高彦和几名青工利用一台闲置的坡口机，上午加工管件坡口，下午将管件抬到工地，在生产任务紧张，又缺少电焊机情况下，他们就见缝插针，在师傅们休息时间进行练兵。练到一定程度后，他就用气焊割开焊道，不断对钝边的厚雹间隙的大小进行调整，终于摸索出了最佳焊接参数，顺利地通过了考试，使他有机会第一次接触到了射线口。实际操作中，他的焊口全部通过通球检验，射线抽查检测，一次合格率达到了100%。这次施工，使高彦真正认识到了焊接在工业化生产中的重大作用和它的独特性，也令他对电焊产生了浓厚的兴趣。

1975年，高彦参加了化肥厂尿素装置的建设。这套装置的设备为荷兰进口，所有焊工必须通过英国焊接专家的考试，才能上岗操作。由于是第一次与外国专家合作，工程指挥部非常重视，组织了大规模的练兵活动。经过了一段时间的练习，虽然所有焊口的内外成型都十分美观，但是经超声波检测，焊逢局部经常出现气孔。领导们看到这种情况经常摇头，眼神中逐渐留露出无奈和不信任。这种眼神深深地刺痛了高彦，他想：不管你是中国人，还是外国人，只要你是用手工焊的，你能焊好，我就不信我焊不好。

这时，承担化肥厂合成氨装置建设的四化建焊工已经来到现场，正在接受外国专家的考试。得知这一消息后，高彦马上带上一块护目镜，赶到了考试现常经过过细心的观察，发现人家的焊法与自己的有着较大的不同，回来后就模仿练习，收到了非常好的效果。从那以后，高彦经常往返卧龙两地，学习高手的焊接方法。刻苦扎实的练兵，使他掌握了许多焊接要领，技术上有了长足的进步。作为首批迎考焊工，他顺利地通过了外国焊接专家的考试。初尝成功，高彦深深地体会到：要想成为一名优秀的电焊工，就要打破常规，要不断地学习、消化和吸收先进的经验，敢于在失败中总结教训，要有锲而不舍的精神，才能不断的提高技术水平。现场施工中，由于他在工作上严细认真，经外国专家抽检的238道焊口，探伤一次合格率达到100%，并被破例允许，成为工地上未经试件考试，就可参加不锈钢管线焊接的第一人。在这里，高彦认识了英国的焊接专家赖德。这位技艺高超，对工作高度负责的英国人，对他影响非常大。当时，许多人都知道赖德有一个随身携带小笔记本，上面记录了每个焊工的名字。他在高彦名字的后面，郑重地画上了五个“五角星”。他解释说，五星相当于五星上将，在美国只有最好的焊工才能获此殊荣。

荣誉只代表一个人过去的成绩，焊接专家的评价没有成为高彦炫耀的资本，而是转化成了不断努力、继续登攀动力。从那以后，他每焊一道焊口都要比别人多付出2—3倍的汗水，所有经过抽检的焊口，合格率全部达到了100%。同时，高彦还在工余时间，自学了《焊工工艺学》、《钢制压力容器焊接工艺》、《日本焊工培训教材》等理论书籍，先后四次考取了大庆市压力容器、压力管道焊工指导教师证书。

满腔热情，带出过硬群体

1990年末，高彦调入了铆焊车间，主要的工作任务是负责焊工培训，提高车间整体的焊接水平，并配合厂里争取国家三类压力容器制造许可证。当时的铆焊车间，27名焊工中仅有17人持有压力容器焊接操作证，操作项目75项，一些特殊材质和先进的焊接技方法操作证上也是空白，尤其是氩弧焊封底和不锈钢焊接也只有几个人可以操作，但也不够熟练；多数焊工对自己的焊口质量没有把握，返修率较高。面对现状，高彦想：作为一名焊工指导教师，是企业培养了我，我所掌握的技术，不仅属于我个人，更属于企业，我要回报企业的就是释放全部的能量，带出一批更加出色的焊工，让更多的人成为技术上的尖子、行业上的状元。

他在生产相对空闲的时间举办了焊工技术～，毫不保留地把自己掌握的技术和经验传授给了每个人。两个多月的练兵过后，所有焊工的试件经过射线检测，95%达到了2级口以上；全年拍片1万余张，合格率由1990年以前不足90%，提高到了96.5%；半年当中，有三批焊工取得了96项操作项目，车间可操作项目增加到了171项；持证焊工增加到了24人。1992年，原机修厂成功地获得三类压力容器制造许可证，高彦受到了领导的嘉奖。1991年—XX年的12年中，铆焊车间合计拍片133740张，合格率达到97%，节省拍片费用近百万元。数百名焊工经过锻炼，逐步成长为企业发展中的骨干力量。有12人、14次获得总厂技术运动会电焊的前三名；他的徒弟中，1人获得大庆技术比赛电焊第一名、省第四届技术运动会电焊第五名，并荣获省机械行业技术能手称号，晋升为焊工技师；1人被集团公司送到西安交大焊接系学习深造。

成功来自于辛勤汗水的浇灌。铆焊车间的焊接水平实现了一个崭新的跨越，在高彦的组织下，他们不仅成功地完成了乙烯裂解炉16台第一急冷锅炉制造、化肥厂121c换热器修复等多项重要的焊接任务，创造了经济效益，更为企业赢得了信誉，树立了良好的整体形象

。

1994年，原机修厂获得了吉林热电厂两台热网加热器的修复信息。经过激烈的竞争，铆焊车间承接到一台的修复任务，另一台被业主委给了抚顺的一家企业。这次修复的难度主要是异种钢焊接，所有管口都需用全自动钨极氩弧焊完成。但他们只有一台自动焊接和两台手工焊机，难以如期完成任务。高彦认真研究全自动焊机的工作原理，把自动焊机上的参数全部设置到手工焊机上，利用手工氩弧焊机模仿自动焊一脉一送丝工作过程，反复试验，效果极佳，焊接质量不仅全部合格，而且焊道成型和与自动焊接同样美观。这样3台焊机同时施焊，大大提高了焊接速度。看到这样的质量，业主立即将已经委出的另一台换热器运了回来，交给他们来修复。当全部焊接告捷后，吉林热电厂为他们摆宴庆功，该厂的总工程师直率地说，以前都是施工单位请我们喝酒，今天是我们请施工单位，这在我们厂还是第一次，大庆人的质量我们无可挑剔。

永不满足，创新焊接技术

作为一名焊工技师，创新和推广新的焊接方法，提高产品质量和工作效率，降低劳动强度，减轻手工焊有毒烟尘对焊工的伤害，成了高彦长期为之奋斗目标。

1996年，车间承接了17台不锈钢料仓的制造任务，这批料仓直径为2—4.5米，壁厚6－8毫米，手工施焊焊需要三遍，焊工要在有限的作业空间内进行长时间清根打磨。高彦经过认真细心的试验，摸索出了一套最佳焊接参数，不但可以用熔化极焊接，而且对现有的埋弧焊设备稍加改造，完全采用全自动熔化极气体保护焊接，在背面加一衬垫，只需焊接一遍，就能做到单面焊接双面成型的效果，而且成型美观。焊口经过检测，各种机械性能全部合格，100％达到了二级口以上。同时更主要是焊工可以不进入容器内焊接，大大减轻了劳动强度和对人体的伤害，提高焊接效率8倍多。这种方法的成功应用，不但填补了机修厂的焊接史一项空白，而且在国内也是首次应用。之后他又将其撰写成论文，发表在《焊接》杂志上。

万立气柜的预制，需要十几～板拼组焊接，因为钢板厚度只有3毫米，传统焊接方法最大的难题是板材变形、矫正困难，质量很难保证。经过多次试焊，高彦总结出了一套新的方法，利用埋弧焊小车，采取全自动气体保护焊来完成焊接工作。这种方法不用开坡口，留出一定间隙后，在背侧加一铜垫，一次焊接就达到了双面成型的效果，且焊缝成型美观，不需矫正。XX年，高彦在中厚度、大规格的容器制造中，首次成功应用了埋弧自动焊接的新方法，对直径在2—3.4米、壁厚8—14毫米不锈钢容器施焊，不用开坡口，正反各焊一次就可完成。各种机械性能、晶间腐蚀检验全部合格，x光检测一次合格率达到了99%以上，比照传统方法节省焊材30%，提高了工效8—10倍。XX年，他又在车间全面推广了中小直径不锈钢容器背面加衬带的钨极氩弧焊封底焊法，操作简单，合格率高，并可单面焊接，双面成型。现在车间大部分焊工都掌握了这项技术，已经成功地完成了21台不锈钢容器的制造任务。

33年来，高彦27次被分厂评为先进个人，15次被总厂评为标兵，先后获得了总厂技术能手、能工巧匠、创新能手、读书自学成材积极分子等多项荣誉称号，XX年获得了中油集团公司技术能手称号。面对成绩和荣誉，高彦时刻告戒自己：一个人的成功，缘于他的不懈努力，更为他所处的环境所决定。企业和员工是同生共存的血脉关系，员工的人生价值只有在企业谋求生存发展中，才能得到充分的体现。

自动焊接技术论文范文第7篇

优秀焊工工匠的主要事迹【1】

我是一个特别热爱本职工作的电焊工。在我进厂的这几年来我始终坚守着一个信念：那就是对工作脚踏实地、真抓实干;对自己的工作认真负责，确保质量零差错;对自己严格要求，对徒弟真实传授，富有爱心;对社会要真诚奉献不计名利。正是拥有这个信念，我从未放弃对工作的热爱，尽职尽责，勇于创新。

在我刚从一名学生转变为一名电焊工时，我就虚心学习努力提高技术水平。在同年入厂的青工中以优异的成绩脱颖而出，考取了各种焊接资质并达到一线员工焊接水平，并且提前转正参加工作。

在我刚从事焊接专业，对焊接工作还是半知半解时，我认识了李万君师傅，是他教会我如何正确使用焊接方式、方法，如何调节心态和焊接位置的质量要求。我十分荣幸地参加了焊接车间的焊工高级班，在高级班学习过程中从理论到实际，一方面要学习理论知识，在理论知识的基础上进行实际操作。另一方面又不能因为学习而耽误生产任务，高级班的部分时间都是要从休息时间来学习技能。培训时间都是利用中午或休息日进行，正是我们高级班这种不怕苦不怕累的精神，培养了我们这一批车间的技术骨干。在工作中李xx既是我的师傅又是我的导师，在我工作中遇到难题，无法解决时我就会请教李师傅，坚决做到四勤“勤问，勤看，勤学，勤动脑”。使我不断地提高自身的能力和水平。

熟练操作规程我从工艺要求入手，在工作时间之外我利用中午休息时间学习工艺文件，拿着工艺文件对照我所焊接的焊接位置，坚决做到熟知熟记。并在车间组织的工艺文件考试得到满分，在“一口清”活动中得到优异成绩。

我深刻的知道作为一名电焊工不但要会学习、会工作，而且还要深刻理解公司领导讲话的中心意义，在董事长提出“一点也不能差，差一点也不行”的质量要求后，我就研究在我从事的焊接过程中有那些不足，并立项攻关。尤其是在2010年的250公里﹨小时第三单生产过程中我细心专研工艺文件，解决了在一单和二单生产过程中存在的焊接缺陷。我利用焊接方法解决了在一单和二单一步焊接各别打压漏气的问题，并将我的经验传授给我身边的同志，保证质量合格率达到100﹪。并且利用焊接手法解决在一单和二单一步焊接内筋板咬边的问题，保证质量合格率达到100﹪，同时在生产过程中交检合格率达到100﹪。并且受到现场监督师、质量检查员和公司领导的一致好评。

目前，公司开展“提质提能 再攀高峰”的关键时刻，面对年产7000个转向架的严峻考验，我身为长客的一份子，投身于长客的发展，我将尽职尽责努力为长客的长远发展贡献出自己的一份力量。

优秀焊工工匠的主要事迹【2】

春天如期而至，高彦望着正在吐绿的枝头，33年的工作经历又一次清晰的呈现出来。从一个对电焊一无所知的少年，一步步成长为焊工技师和集团公司的技术能手，他的每一步足迹都留下了辛勤耕耘的汗水。回首往事，高彦心绪平静。

锲而不舍，苦练焊工本领

1970年6月份，16岁的高彦参加工作，分配到大庆炼油厂一营，从此，与电焊结下了一段深深的情缘。1973年，他所在的单位承接了动力站3台锅炉的安装任务，其中的水冷壁管焊接都是成排、间距极小的固定口，必须达到单面焊、双面成型质量标准，而且焊口还要进行拍片检测和100%的通球检验。当时工人的文化素质普遍不高，技术要求远不及现在严格，大部分焊口也不拍片检验，人们仅以焊口是否渗漏、成型是否美观来衡量焊工水平的高低，因此，这样的焊接要求，无疑是向每一名焊工提出了挑战。为了能够尽快提高焊接水平通过考试，圆满地完成焊接任务，高彦和几名青工利用一台闲置的坡口机，上午加工管件坡口，下午将管件抬到工地，在生产任务紧张，又缺少电焊机情况下，他们就见缝插针，在师傅们休息时间进行练兵。练到一定程度后，他就用气焊割开焊道，不断对钝边的厚薄、间隙的大小进行调整，终于摸索出了最佳焊接参数，顺利地通过了考试，使他有机会第一次接触到了射线口。实际操作中，他的焊口全部通过通球检验，射线抽查检测，一次合格率达到了100%。这次施工，使高彦真正认识到了焊接在工业化生产中的重大作用和它的独特性，也令他对电焊产生了浓厚的兴趣。

1975年，高彦参加了化肥厂尿素装置的建设。这套装置的设备为荷兰进口，所有焊工必须通过英国焊接专家的考试，才能上岗操作。由于是第一次与外国专家合作，工程指挥部非常重视，组织了大规模的练兵活动。经过了一段时间的练习，虽然所有焊口的内外成型都十分美观，但是经超声波检测，焊逢局部经常出现气孔。领导们看到这种情况经常摇头，眼神中逐渐留露出无奈和不信任。这种眼神深深地刺痛了高彦，他想：不管你是中国人，还是外国人，只要你是用手工焊的，你能焊好，我就不信我焊不好。

这时，承担化肥厂合成氨装置建设的四化建焊工已经来到现场，正在接受外国专家的考试。得知这一消息后，高彦马上带上一块护目镜，赶到了考试现场。经过过细心的观察，发现人家的焊法与自己的有着较大的不同，回来后就模仿练习，收到了非常好的效果。从那以后，高彦经常往返卧龙两地，学习高手的焊接方法。刻苦扎实的练兵，使他掌握了许多焊接要领，技术上有了长足的进步。作为首批迎考焊工，他顺利地通过了外国焊接专家的考试。初尝成功，高彦深深地体会到：要想成为一名优秀的电焊工，就要打破常规，要不断地学习、消化和吸收先进的经验，敢于在失败中总结教训，要有锲而不舍的精神，才能不断的提高技术水平。现场施工中，由于他在工作上严细认真，经外国专家抽检的238道焊口，探伤一次合格率达到100%，并被破例允许，成为工地上未经试件考试，就可参加不锈钢管线焊接的第一人。在这里，高彦认识了英国的焊接专家赖德。这位技艺高超，对工作高度负责的英国人，对他影响非常大。当时，许多人都知道赖德有一个随身携带小笔记本，上面记录了每个焊工的名字。他在高彦名字的后面，郑重地画上了五个“五角星”。他解释说，五星相当于五星上将，在美国只有最好的焊工才能获此殊荣。

荣誉只代表一个人过去的成绩，焊接专家的评价没有成为高彦炫耀的资本，而是转化成了不断努力、继续登攀动力。从那以后，他每焊一道焊口都要比别人多付出2—3倍的汗水，所有经过抽检的焊口，合格率全部达到了100%。同时，高彦还在工余时间，自学了《焊工工艺学》、《钢制压力容器焊接工艺》、《日本焊工培训教材》等理论书籍，先后四次考取了大庆市压力容器、压力管道焊工指导教师证书。

满腔热情，带出过硬群体

1990年末，高彦调入了铆焊车间，主要的工作任务是负责焊工培训，提高车间整体的焊接水平，并配合厂里争取国家三类压力容器制造许可证。当时的铆焊车间，27名焊工中仅有17人持有压力容器焊接操作证，操作项目75项，一些特殊材质和先进的焊接技方法操作证上也是空白，尤其是氩弧焊封底和不锈钢焊接也只有几个人可以操作，但也不够熟练;多数焊工对自己的焊口质量没有把握，返修率较高。面对现状，高彦想：作为一名焊工指导教师，是企业培养了我，我所掌握的技术，不仅属于我个人，更属于企业，我要回报企业的就是释放全部的能量，带出一批更加出色的焊工，让更多的人成为技术上的尖子、行业上的状元。

他在生产相对空闲的时间举办了焊工技术学习班，毫不保留地把自己掌握的技术和经验传授给了每个人。两个多月的练兵过后，所有焊工的试件经过射线检测，95%达到了2级口以上;全年拍片1万余张，合格率由1990年以前不足90%，提高到了96.5%;半年当中，有三批焊工取得了96项操作项目，车间可操作项目增加到了171项;持证焊工增加到了24人。

1992年，原机修厂成功地获得三类压力容器制造许可证，高彦受到了领导的嘉奖。1991年—2002年的12年中，铆焊车间合计拍片133740张，合格率达到97%，节省拍片费用近百万元。数百名焊工经过锻炼，逐步成长为企业发展中的骨干力量。有12人、14次获得总厂技术运动会电焊的前三名;他的徒弟中，1人获得大庆技术比赛电焊第一名、省第四届技术运动会电焊第五名，并荣获省机械行业技术能手称号，晋升为焊工技师;1人被集团公司送到西安交大焊接系学习深造。

成功来自于辛勤汗水的浇灌。铆焊车间的焊接水平实现了一个崭新的跨越，在高彦的组织下，他们不仅成功地完成了乙烯裂解炉16台第一急冷锅炉制造、化肥厂121C换热器修复等多项重要的焊接任务，创造了经济效益，更为企业赢得了信誉，树立了良好的整体形象。

1994年，原机修厂获得了吉林热电厂两台热网加热器的修复信息。经过激烈的竞争，铆焊车间承接到一台的修复任务，另一台被业主委给了抚顺的一家企业。这次修复的难度主要是异种钢焊接，所有管口都需用全自动钨极氩弧焊完成。但他们只有一台自动焊接和两台手工焊机，难以如期完成任务。高彦认真研究全自动焊机的工作原理，把自动焊机上的参数全部设置到手工焊机上，利用手工氩弧焊机模仿自动焊一脉一送丝工作过程，反复试验，效果极佳，焊接质量不仅全部合格，而且焊道成型和与自动焊接同样美观。这样3台焊机同时施焊，大大提高了焊接速度。看到这样的质量，业主立即将已经委出的另一台换热器运了回来，交给他们来修复。当全部焊接告捷后，吉林热电厂为他们摆宴庆功，该厂的总工程师直率地说，以前都是施工单位请我们喝酒，今天是我们请施工单位，这在我们厂还是第一次，大庆人的质量我们无可挑剔。

永不满足，创新焊接技术

作为一名焊工技师，创新和推广新的焊接方法，提高产品质量和工作效率，降低劳动强度，减轻手工焊有毒烟尘对焊工的伤害，成了高彦长期为之奋斗目标。

1996年，车间承接了17台不锈钢料仓的制造任务，这批料仓直径为2—4.5米，壁厚6-8毫米，手工施焊焊需要三遍，焊工要在有限的作业空间内进行长时间清根打磨。高彦经过认真细心的试验，摸索出了一套最佳焊接参数，不但可以用熔化极焊接，而且对现有的埋弧焊设备稍加改造，完全采用全自动熔化极气体保护焊接，在背面加一衬垫，只需焊接一遍，就能做到单面焊接双面成型的效果，而且成型美观。焊口经过检测，各种机械性能全部合格，100

%达到了二级口以上。同时更主要是焊工可以不进入容器内焊接，大大减轻了劳动强度和对人体的伤害，提高焊接效率8倍多。这种方法的成功应用，不但填补了机修厂的焊接史一项空白，而且在国内也是首次应用。之后他又将其撰写成论文，发表在《焊接》杂志上。

万立气柜的预制，需要十几张钢板拼组焊接，因为钢板厚度只有3毫米，传统焊接方法最大的难题是板材变形、矫正困难，质量很难保证。经过多次试焊，高彦总结出了一套新的方法，利用埋弧焊小车，采取全自动气体保护焊来完成焊接工作。这种方法不用开坡口，留出一定间隙后，在背侧加一铜垫，一次焊接就达到了双面成型的效果，且焊缝成型美观，不需矫正。2001年，高彦在中厚度、大规格的容器制造中，首次成功应用了埋弧自动焊接的新方法，对直径在2—3.4米、壁厚8—14毫米不锈钢容器施焊，不用开坡口，正反各焊一次就可完成。各种机械性能、晶间腐蚀检验全部合格，X光检测一次合格率达到了99%以上，比照传统方法节省焊材30%，提高了工效8—10倍。2002年，他又在车间全面推广了中小直径不锈钢容器背面加衬带的钨极氩弧焊封底焊法，操作简单，合格率高，并可单面焊接，双面成型。现在车间大部分焊工都掌握了这项技术，已经成功地完成了21台不锈钢容器的制造任务。

33年来，高彦27次被分厂评为先进个人，15次被总厂评为标兵，先后获得了总厂技术能手、能工巧匠、创新能手、读书自学成材积极分子等多项荣誉称号，2001年获得了中油集团公司技术能手称号。面对成绩和荣誉，高彦时刻告戒自己：一个人的成功，缘于他的不懈努力，更为他所处的环境所决定。企业和员工是同生共存的血脉关系，员工的人生价值只有在企业谋求生存发展中，才能得到充分的体现。

自动焊接技术论文范文第8篇

关键词：模块化建造；AP1000模块；质量控制

Abstract: introduce the Westinghouse AP1000 nuclear power plants in China with the advanced technology of the modular design and construction idea, nuclear power station is modular build will design phase of each "module" determined by nuclear power site outside workshop prefabrication and assembly at the scene with a complete set of corresponding function into the entity, and module of the precast and assembly quality is to build nuclear power quality control of key stage, will be related to nuclear power plant operation after completion of nuclear security. In this paper, according to the Westinghouse AP1000 nuclear power plant construction practice of modular build quality control of key and difficulty of the analysis and puts forward some measures.

Keywords: modular build; The Westinghouse AP1000 module; Quality control

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

引言

我国引进的AP1000核电站技术已在三门和海阳两个项目中开工建设，AP1000采用了三维设计技术工具，模块化的设计和建造理念，这在我国核电设计和建造中首次大规模应用模块化。模块化建造是将设计意图转化为具体的功能实体的重要活动。虽然采用模块化减少了在现场的施工量，可以缩短核电建设工期，但在大规模采用模块化时，也改变了施工的难度，对质量控制流程和关键环节质量控制提出了新要求。如何保证模块预制、现场组装和吊装质量是参建各方均高度重视的重点。本文就AP1000模块化建造中的质量控制结合在建项目进行分析和探讨。

1．模块化建造理念

“模块”，在这指将某些材料或部件预制组合在一起，构成一个具有分隔空间或特定功能的核电组合件。

模块化建造，就是通过工厂化预制好便于运输的作为一个整体单元的模块或子模块，然后在现场通过对模块的吊装或子模块的组装和吊装就位就可以为安装和土建作业同时提供作业空间的工程建造方式。

2．AP1000模块

2.1 AP1000模块的分类

根据在建AP1000核电站模块的划分为两类：结构模块和设备模块。每台机组按现场吊装最终模块计结构模块108块，设备模块70块。这些最终的大型或超大型模块又由几个或十几个、甚至几十个子模块组装而成。另外钢安全壳通常作为一个特殊结构模块进行建造。

结构模块一般由各种钢板和型钢焊接接连及内部混凝土构成，尺寸和体积大小不一，吊装就位即形成核电厂厂房建筑结构的一部分。主要是用来对空间结构进行分割，形成相对独立的空间，改变传统的先土建作业后设备安装作业的顺序，便于在组装好的模块空间上同时进行设备安装和混凝土浇灌等作业，以缩短工期。

设备模块由设备、管道、泵、阀门、仪表、支架以及固定用的型钢等组成。通常根据各区域内设备及其连接件的布置情况作为一个单元易于预装配合理划分模块大小，这类模块是固定在永久支撑钢结构上以构成一个模块整体进行安装，就位后即作为工艺系统的一部分。

2.2 AP1000模块的特点

（1）大量采用模块贯穿建造始终，使现场外模块预制与核电站现场组装、吊装作业成为两条并行的施工主线。

（2）采用模块的作业范围淡化了传统划分上的土建和安装的界限，使同一模块里同时具有传统划分上的土建和安装物项，使土建和安装变为完全的交叉施工工序，接口增多。

（3）结构模块的结构复杂、尺寸大、重量重，如CA20模块重达730吨，外形尺寸约20.5m长，14.2m宽，20.7m高，由18个房间构成。

（4）模块和设备的安装需使用大型吊装设备，现场吊装作业受风力等自然环境因素影响较大。

（5）几乎所有模块的吊装施工都采用开顶法。

（6）模块采用钢板、型钢组成和做支撑，焊接工作量增大。

3．AP1000模块化建造的质量控制

3.1模块化建造质量控制重点的变化

大量采用模块化预制和组装建造，其质量控制的关键点和难点与传统的建造方式发生了变化，其中模块预制精度和现场组装精度是质量控制的关键，不仅影响到结构模块最终的吊装接口质量，也影响到结构模块与设备模块安装的接口质量，而模块最终的安装质量会直接影响到今后的核安全。熟悉和掌握质量监控的范围和重点，有利于做好过程控制，使质量处于可控受控状态。在模块化建造中，整个施工过程涉及测量、组对、焊接、吊装、运输等多个环节，质量控制重点的变化主要有：

（1）对大型结构模块的预制、组装、安装和吊装等工序接口的质量控制。

（2）模块预制产生的偏差累积引起的现场组装二次加工修改质量控制。

（3）模块组装焊接质量控制，因组装连接均采用焊接，焊接工作量大，并且立焊、仰焊类型多，高空焊作业多，操作难度增加。

（4）模块组装过程中，因子模块体积大、形状不规则对称、重心不易确定而在频繁吊运、翻转中引起模块变形的控制。

（5）模块组装完进行混凝土灌浆后产生的再次变形控制。

（6）设备模块与结构模块连接精准度的质量控制。

3.2在建项目模块化建造反馈的主要质量问题

模块最终组装和安装质量受多方面因素的影响，从在建项目反馈情况看，在模块预制和组装中易出现的问题主要有：

（1）结构子模块制作中产生的尺寸确定参考点（DP点）尺寸偏差、钢板平面度超差、组对边波浪变形或弧形、模块整体尺寸偏差较大或扭曲变形等。

（2）模块组装过程中的间隙误差导致模块整体超差。

（3）结构子模块或组件翻转、吊装过程产生的变形或结构损坏，导致一些重要的主设备模块安装支撑不能在理论的坐标就位。

（4）模块组装焊接使模块产生应力、收缩等变形。

（5）焊缝成型较差，缺陷超标。

经过总结分析，产生以上问题的主要原因有模块设计文件不够完善、施工技术准备不充分、信息沟通不够、人员能力不足、工装设计缺陷等等，因此，通过对在建AP1000项目总结得知，模块预制、组装过程的质量控制重点主要是：模块尺寸及平面度控制、模块和组件的吊装和安装变形控制、焊接质量控制、结构模块与设备模块的接口点（坐标）控制等。

3.3模块化建造的质量控制措施

工厂化预制的模块质量是现场组装质量的前提，模块预制产生的偏差往往只能在现场组装过程进行调整，所以说模块预制的质量风险会延伸到现场组装和最终模块吊装就位中，因此，模块化建造的质量控制应从模块车间预制到现场组装和安装的全过程控制。模块的预制和组装中均应做好以下质量管理措施，同时根据预制和组装的不同重点实施有针对性的质量检查和试验控制措施。

（1）完善质量管理体系，建立分级质量控制体系，严格执行质量检验试验控制计划（ITP）制度，做到有章可循。

（2）做好事前分析，充分熟悉和掌握模块建造的工序流程，按结构质量、焊接质量、油漆防腐质量三方面编制较详实的检查试验计划，确定关键环节的质量控制要求，设置控制点进行验证控制。

（3）加强对设计图纸的会审，将有接口的相邻模块的图纸结合一起会审，了解设计意图，减少建造中才发现不符合而出现质量问题。

（4）培训提高焊接人员和吊装人员的技能，熟悉程序，保证操作质量。

（5）严把材料验收关，控制焊接等材料的质量，优化焊接工艺。

（6）对结构模块的吊运、翻转变形应重点控制，可以通过计算机模拟计算出合理的吊点，减少因大型结构模块外型尺寸大，重量大，不匀称分布而产生的吊装变形。

（7）严格按核电建造的要求对工序质量进行检查和试验，并建立记录或报告。

（8）充分发挥经验反馈的作用，推广模块化建造中质量管理的有效方法。

3.3.1模块预制的质量控制措施

从在建AP1000得知子模块矫正工作和模块到现场后的质量缺陷处理占用了很大一部分工作量，保证模块预制质量的除做好上述质量管理措施，还应有针对性重视以下几方面。

（1）充分发挥信息化管理的作用，保证设计、采购、预制之间的信息对称和一致性，以及分散在各个工厂车间预制的子模块之间的信息及时性和一致性，这是确保模块预制质量的管理基础条件。

（2）加强技术复核，重点在DP点（尺寸确定参考点）、轴线、设备贯穿件和管道位置等等。因DP点间距控制要求直接影响到结构模块组装质量。

（3）模块车间预制的焊接有较好的作业环境，应尽可能采用成熟可行的自动焊接技术以减少焊接变形量，保证焊接质量。

（4）模块出厂前严格按标准化管理程序和设计图纸对模块进行检验，确保预制精度满足现场组装要求。

3.3.2模块组装的质量控制措施

模块的现场组装和安装质量相比车间预制受到的影响因素更多，各个项目所处的地理位置不同影响因素也不完全相同，因此对模块的组装质量控制措施可以从以下几方面着手。

（1）加强模块或子模块、组件进入组装现场的联合验收，尽量避免潜在质量缺陷，使质量缺陷在组装前得到处理。

（2）充分做好组装技术准备，如焊接工艺评定，焊工考试，作业规程的编审和培训等。

（3）组装和安装前加强对设备和工机具的检查，保证设备的完好性并计量合格。

（4）对每一模块或子模块的外形配合尺寸精确测量，分析组对间隙，减少和消除误差的积累。

（5）在组件上设置合理的支撑补强、翻身吊耳和吊装吊耳，减小吊装变形。

（6）改进现场焊接工艺，合理应用反变形控制、刚性加固控制以及焊接相关参数控制等。

（7）通过模拟分析改进工装，提高工装合理性，如采用刚性加固工装的变形等。

3.4 “开顶法”施工的质量控制

“开顶法”施工的质量控制重点是对成品保护，特别是反应堆厂房内设备的保护。在授权开工日后35个月内（ATP+35）反应堆厂房内土建施工活动频繁，施工任务量大，反应堆厂房顶部不能采取遮盖措施，因此无论土建、安装活动在编制施工方案时就应制订深度交叉施工情况下对物项的特殊保护措施。各级质量控制和监督人员应在每次作业前、后都检查和定期巡查。

4.结语

第三代核电AP1000技术的先进性主要是非能动设计，模块化设计和建造是其另一先进性的体现，虽然有两个项目已经开工建设，但对模块化建造的质量控制还需要开展更多的分析和研究，以在保证质量的前提下真正发挥出模块化建造的先进特点和优势，缩短建造工期，实现更佳的效益。

参考文献：

[1]魏俊明，刘琼，孙坤.第三代压水堆核电机组AP1000的模块化施工分析[J].电力建设，2008，29（4）：63-66.

[2]年发扬.AP1000核电站模块化建造浅析[A].2009年中国电机工程学会年会论文集.

[3]方小朋，沈文荣，孙克彬等.AP1000核电项目模块化施工建造管理研究[A].中国核科学技术进展报告(第一卷)，核技术经济与管理现代化分卷，2009年11月.

[4]郑勇.AP1000模块化施工的优势和挑战[Z].关注AP1000，2011，第八期：27-31.

自动焊接技术论文范文第9篇

【关键词】逆变式焊接电源；IGBT模块的应用

一、概述

逆变式弧焊电源由上世纪80年代进入我国弧焊电源市场和弧焊电源设计领域，经历了大功率可关断晶闸管（GTO）式、双极晶体管式（GTR）、场效应管（MOSFET）式、功率绝缘栅双极型晶体管Insulated Gate Bipolar Transistor （IGBT）式。目前，国外、国内发展是普及使用IGBT模块，取代了IGBT单管。逆变弧焊电源符合节能、高效、绿色环保的工业设计潮流和我国的焊接行业发展方向。与普通弧焊电源相比，逆变式弧焊电源最显著特点是工作频率高，节省大量的钢材、铜材，具体特点：

1.体积小、重量轻

2.高效节能

3.动特性好、控制灵活

逆变式弧焊电源的外特性、动特性等性能主要有电子控制电路进行调节。电子控制电路的变化和调整灵活、方便，易于在一台电源上实现多种特性的输出，甚至在焊接过程中也可以根据要求切换不同特性。所以逆变弧焊电源产品的研制，可以在ZX7、NBC、MZ、LGK四个系列中同步进行。

4.元器件特性要求高，电路复杂

逆变式弧焊电源是典型的电力电子装置，因此电路复杂。

普通弧焊电源工作频率低，一般工作波形为正弦波，du/dt、di/dt较小。而逆变电源由于工作频率高，内部电流换向快，变化剧烈，对du/dt、di/dt等动态参数的影响十分明显。在这样的工作条件下，逆变电源的电子功率开关等元器件被击穿、烧穿的可能性大大增加。为了保证逆变式弧焊电源的可靠性、稳定性，不仅需要高质量、高性能的元器件，而且需要设计、应用许多保护电路。这也是逆变式弧焊电源控制电路复杂的主要原因之一。

二、设计任务和要求

IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件，综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性，IGBT单管在使用时，需要四只电子功率开关，驱动电路较为复杂，抗不平衡能力较差，所以还要附带包括三方面的电路：过电流保护、过电压保护、热保护。制造成本高和稳定性差。上世纪90年代开始，IGBT模块开始取代了单管，它的电路结构分为一个单元、两个单元和六个单元。每个单元都包括了IGBT的管芯和高速恢复二极管芯片及加速二极管芯片（或者二极管只有一只高速恢复，即反向并联的芯片），封装在一起以利于进一步减少体积和提高工作的可靠性，绝缘性能好，模块的散热片上通过靠近芯片的热敏电阻来测量温度。

设计的四种的逆变式弧焊电源，采用的电子功率开关器件均为两个单元的IGBT模块，内部已经包含了2组IGBT，其逆变电路是三相全桥式，分别要用在ZX7系列手工直流焊机、NBC系列气体保护焊机、MZ系列埋弧自动焊机、LGK系列等离子切割机。

下图：逆变弧焊电源的基本电路方框图。

基本电路方框表示：三相380V交流电经全桥直流滤波后，送到一对全桥式逆变开关IGBT模块（每个模块含2个IGBT开关管），逆变产生高频（20kHz）交流电压经次级带有中间抽头的功率高频变压器降压，以及直流滤波后送到电弧负载。焊接电压、电流的调节和外特性形状控制，采用脉宽调制（PWM），给定电路，电流反馈信号由分流器（FL）获得。

三、设计方案

㈠IBGT模块选用

目前市场上有西门康、三菱、英飞凌、富士等多个品牌，性能和价格相差不大。按照IGBT模块额定电流>焊机负载电流的原则选择，然后具体看模块的⑴静态电气参数；⑵开关时间；⑶开关损耗；⑷热阻。也就是极限参数和主要特性参数两大类。因此，从生产的标准化的因素考虑，这四个系列焊机都是选用英飞凌的IGBT模块。

㈡全桥式逆变电路

两个IGBT模块分别有相位差180°的驱动脉冲激励而交替导通，产生交流矩形波作用于变压器T上，矩形波幅值为直流电压Ud。两个IGBT模块最大正向电压为Ud。交流矩形波经变压器T降低，快速二极管VD全波导通，生产电抗器滤波，得到比较稳定的直流输出。ZX7、NBC、LGK三个系列的逆变电路都是同类型的。

MZ系列是埋弧焊机，所需要的输出电流在800A以上，按照目前IBGT模块的价格和整机成本、工艺，选用并联的全桥逆变电路，就可以实现。

㈢变压器

设计的四个系列的逆变式弧焊电源的高频变压器都采用非晶态磁性材料的环形磁心，它们的磁损仅为硅钢片叠片铁心的1/3，而且体积很小。

常用的变压器计算公式U1=4.44fNBS是在正弦波交流电得到的。逆变式高频变压器变换的是矩形波，所以公式不再适用。

必须根据电磁定律重新推导。

在矩形波中，磁通变化范围为ΔΦ=2Φ=2BS，而且是线性变化。根据电磁定律，则

U=NdΦ/dt=NΔΦ/Δt=2N BS/tON（tON—导通时间） （1）

所以N=U·tON/2BS （2）

若tON=T/2（T为逆变工作周期），即为无死区的交流方波，则

U=4fNBS （3）

根据该公式，设计时根据每个系列不同输出电流、电压选择铁心的截面积和线圈匝数。

另外，必须考虑集肤效应问题。由于变压器是在高频状态下工作，随着电流频率的提高，集肤效应使穿过导线的穿透深度不同，导致电阻增大，电感减小，所以不能像普通焊接变压器那样使用截面积大的导线，必须选定多股漆包线、带状或绞合导线绕制线圈。设计四个系列的高频变压器的方案是：根据具体的焊接电流大小、允许温升的条件下选择相应的环形磁心和多股漆包线，使焊机总的结构紧凑合理牢靠。

㈣输入输出电路

⑴输入整流滤波电路

采用三相式直流模块，由于输入电压较高，选用直流模块耐压1200V，如IR70MT120K、6R175G-120等。

⑵输入滤波器

将直流电路所得的脉动直流电进行滤波，以提供给逆变电路。采用2只电解电容，要求其耐压和需用脉动电流足够、瞬时冲击电流机承受时间足够、损耗小、漏电流小，如2200μF～2700μF/450V。

⑶输出整流滤波电路

采用快恢复二极管完成输出整流；采用电感L作为滤波器，以保证最小电流连续，满足直流电弧焊接的要求。由于逆变式弧焊电源输出整流得到的电流脉动频率高，滤波电感值较小，体积也不大，考虑安装工艺，ZX7、NBC、MZ三个系列的磁性材料都是采用硅钢片矩形铁心，铝扁线立绕。而LGK系列的电感值较大，考虑安装工艺，磁性材料采用2个C型硅钢片铁心，双玻璃丝包铝扁线筒绕，分置两边。

㈤PWM控制

逆变电源中采用PWM（pulse width modify）控制，即脉冲宽度控制方式-定频率调脉宽，其控制方式是：在频率不变的条件下，调节脉冲宽度来调节逆变器的输出能量。

采用PWM集成芯片代替分立元件，减少了元器件数个联结点，提高了电路的可靠性。四个系列都采用SG3525集成芯片作PWM控制。

㈥驱动电路

驱动电路处于控制电路（弱电电路）和主电路（强电电路）之间，设计驱动电路是重要环节。理想的IGBT驱动电路应具有八个基本要求：（1）能提供适当的正、反向门极电压；（2）信号应有足够的功率；（3）信号具有一定的前沿陡度和宽度；（4）驱动电路必须与主电路隔离；（5）输出与输入必须有很好的跟随性输入、输出信号传输无延时，一方面减小系统的响应滞后，另一方面能提高系统保护的快速性；（6）驱动电路简单、成本低；（7）驱动电路自身应有一定的保护功能；（8）防止同一桥臂上的IGBT误导通。

教科书在理论上介绍了IGBT驱动电路采用了EXB841集成电路模块，内部具备放大部分、基准电压部分、过电流保护部分。但全桥逆变电路必须给每个IGBT模块配备2个驱动电路和独立电源，就是说要配置4个EXB841集成电路模块及4套独立电源，工艺复杂，制造成本高，且整机布局复杂，所以实际生产中，采用了脉冲变压器的方案，同样具备以上八个要求。在成本方面， EXB841的单价是￥65.00，每台焊机需要4片，还要加上4套独立供给电源的成本；而采用脉冲变压器就大大降低了成本和提高可靠性。采用2个脉冲变压器的总成本仅是采用EXB841集成电路模块方案的1/20，批量生产极易控制质量。

㈦特性控制电路

ZX7、MZ 、LGK系列均为恒流特性；NBC系列恒压特性。

四个系列的电路结构前面部分一致，但输出部分和焊接电流给定有所不同。

不同输出特性：

ZX7系列：控制电路以SG3525脉宽调制为核心，通过电流、电压检测电路、反馈控制电路与脉冲触发电路对电源的特性进行控制，形成下降特性的手工焊接电流。

NBC系列：控制电路包括引弧控制和平特性控制电路、峰值控制电路。连接送丝机构，弧焊电源进入恒流工作状态。

MZ系列：基本与ZX7系列一致，形成下降特性的手工焊接电流和碳刨电流，还具备送丝调速系统电路，连接自动焊接小车，可进行埋弧焊。

LGK系列：输出整流部分连接隔离变压器高压变压器起弧装置焊炬。而焊炬与送气管相连接，利用压缩空气作为工作气体，产生高温高速的等离子弧，进行各种金属材料的切割。

相同部分的电路结构图如下图。

㈧整机设计和生产流程

四、样机试验结果

ZX7-400、NBC-500、 MZ-1250：焊接容易起弧，焊弧稳定，焊接过程飞溅少、焊接特性好，焊缝质量符合工艺要求，电流调节范围达到设计要求。

LGK-100：切割时电流连续可调；内部过热、过流、过压、欠压及压缩空气不足等保护电路可靠性达到设计要求；切割的质量达到工艺要求。

五、设计小结

产品设计经标准化、模块化方向发展，降低开发成本、缩短产品开发与生产周期。

通过使用计算机辅助设计软件，直接将内部电路设计、整机工艺布局设计、外壳钣金加工各种数据、图纸分别传输到零部件加工PCB制版、钣金加工等环节，保证了设计的准确性和效率，便于今后技术管理和工艺改进。

参考文献

[1]王学奎等.《IGBT驱动模块的研究》.上海电力学院学报，2008.9

[2]张光先等.《逆变焊机原理与设计》.机械工业出版社，2008.5

[3]李芳等.《焊机中IGBT元件的选择与应用》.电焊机，2007.5

[4]胡绳荪主编.《现代弧焊电源及其控制》.机械工业出版社，2007.2

[5]刘长友.《IGBT逆变焊机常用PWM芯片介绍》.电焊机，2004.10

[6]倪倩，齐铂金.《软开关全桥PWM主电路拓扑结构发展现状》.焊接技术，2002.2

[7]屈稳太，褚静.《大功率IGBT高频逆变电焊机的研究》.电力电子技术，2001.2

[8]赵家瑞编著.《逆变焊接与切割电源》.机械工业出版社，1995.12

[9]黄石生.《逆变理论与弧焊逆变器》.机械工业出版社，1995.5

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自动焊接技术论文范文第10篇

关键词：光纤通信；理论教学；实验教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0167-03

当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的，若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展，当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此，要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师，除了需要掌握本专业的课程知识以外，也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识，比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性，并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。

一、光纤通信技术简介

1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器[1]，给光通信带来了新的希望。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出现，并投入实际应用。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。

1966年，英籍华裔学者高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（约11.4年），外推寿命达到100万小时，完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中，光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。

由于在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4]，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。综上所述，可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5]，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。

二、光纤通信课程教学研究

（一）光纤通信课程的理论教学

电子信息工程专业的光纤通信课程的理论知识可以分为四个相互关联的层次和内容，它们分别是：第一部分，光纤技术的基础；第二部分，光纤通信器件技术基础；第三部分，光纤通信系统和网络；第四部分，光纤与光纤通信系统测量。这四个部分的关系层层递进，逐渐深入。理论学时总共32学时。

第一部分，光纤技术的基础。可以先讲解光纤通信技术的一些概念性和历史性的知识，比如：电信技术的发展，光通信的必要性及技术基础，光纤通信技术的历史、现状与未来。此处，可详细介绍人类对光通信探索的历史及现代光纤通信技术从学术研究到商业应用的发展里程，并附带介绍微波通信的发展里程，然后通过比较使用光波进行通信和使用微波进行通信的优缺点及使用光纤材料和使用同轴电缆进行通信的优缺点，让学生了解光纤通信的巨大优势。然后可以简单介绍光纤传输的基础理论――电磁场与电磁波理论中的一些基本概念和现象，重点介绍麦克斯韦方程。最后介绍光纤的模式理论、光纤的结构和类型、光纤的传输特性、光纤制造技术与光缆等知识。其中，光纤传输特性包括光纤的损耗特性和色散特性，这是该部分的重点知识。总之，笔者认为，第一部分内容的讲解方法和手段是非常重要的，不宜讲得深奥，而应该结合动画或者视频讲解光纤的传光原理，使学生易于接受，才能提高学生对这门课程的兴趣，从而继续学习往后部分的相对枯燥的知识。该部分学时安排为6H。

第二部分，光纤通信器件技术基础。这部分讲述光纤通信系统中的有源和无源光通信器件，这些器件是构成一个完成的光纤通信系统必不可少的部件，学好这部分内容有利于理解后面学习的光纤通信网络的内容。这部分内容包括：基本光纤器件、光学滤波器、光纤放大器和半导体光电子器件。基本光纤器件包括分波/合波器、光纤活动连接器、光隔离器、环形器和衰减器等；光学滤波器的内容包括Fabry-Perot滤波器、介质膜滤波器、HiBi光纤Sagnac滤波器、Mach-Zender型滤波器、光纤光栅等；光纤放大器的内容包括：掺饵光纤放大器（EDFA）、光纤Raman放大器等。半导体光电子器件的内容包括：普通的半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）、FP型双异质结构激光器、动态单纵模激光器、半导体光放大器（OSA）、PN结光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管等。对于每一个光纤器件，讲解内容包括这些光纤器件的结构、工作原理、具体参数、应用场合等，应结合动画或者视频讲解，甚至如果有条件的话，可以在课题上带上一些体积很小的光纤器件实物给学生讲解，比如光纤活动连接器、LD、LED、光纤光栅、PIN光电二极管价格便宜、体积小的光纤器件。该部分学时安排为10H。

第三部分，光纤通信系统和网络。这部分是本门课程的核心和精华部分，包括光纤传输系统、光纤通信网、全光网技术及其发展三大部分。其中，光纤传输系统的内容包含：光纤传输系统的基本组成、光发送机组件、光接收机组件、光放大噪声及其级联、色散调节技术、光纤传输系统设计、光纤传输系统性能评估。光通信网络的内容包含：通信网的拓扑结构和分类、准同步数字系统（PDH）、同步数字系统（SDH）、异步传输模式（ATM）、互联网协议、光纤通信网的管理/保护/恢复。全光网技术及其发展的内容包含：通信网络的发展过程、全光网络中的传输技术（WDM、OTDM、OCDMA和分组交换技术）、无源光网络（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光传送网（G.709OTN）、自动交换光网络、全光网的网络管理、全光网的安全问题。对于每一种光纤网络技术，讲解内容包括这些光纤网络结构、功能、应用场合等，应尽量使用PPT的图片、动画进行讲解，PPT上要尽量避免文字上描述。该部分学时安排为12H。

第四部分，光纤与光纤通信系统测量。该部分主要介绍光纤通信工程实施、检测中一些常用的设备和仪器，在本门课程的实验教学中都要使用到这些设备，是培养光纤通信工程师的基础技能知识部分。该部分的内容包括：光功率计的使用、光纤几何参数的测量、光纤衰减测量、光纤色散测量、光纤偏正特性测量、光纤的机械特性和强度测量、光时域反射计（OTDR）的使用；光接收机灵敏度和动态范围的测量、光纤通信系统误码率和功率代价的测量、眼图及其测量、光谱分析仪、光纤通信系统的在线监测技术。其中，重点讲解光功率计、OTDR、眼图示波器、光谱分析仪等仪器设备的功能和使用方法。该部分学时安排为4H。

（二）光纤通信课程的实验教学

对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业本身都有很多属于自己专业的实验课程及课程设计，因此，笔者认为光纤通信技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。因而，笔者建议光纤通信课程的总学时设置为48学时，理论教学学时为32学时，7个实验的教学学时为16学r。

根据笔者10年来给电子信息工程专业本科学生讲授这门课的经验，认为具体的实验课程设置如下。

1.插入法测光纤的平均损耗系数。采用插入法测量待测光纤在1310nm和1550nm处的平均损耗系数。掌握插入法测量光纤损耗系数的原理，熟悉光纤多用表的使用方法。学时设置为2个课时。

2.光时域反射计（OTDR）测光纤链路特性。用光时域反射计测量光纤链路的平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。了解光时域反射计工作原理及操作方法，学习用光时域反射计测量光纤平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。学时设置为2个课时。

3.光波分复用（WDM）系统实验及其误码率测量构建1310nm/1550nm光纤波分复用系统并测试其误码率，了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。学时设置为2个课时。

4.数字光纤通信系统信号眼图测试。构建数字光纤通信系统并且用数字示波器观测系统的信号眼图，并从眼图中确定数字光纤通信系统的性能。了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理；学习通过数字示波器调试、观测眼图；掌握判别眼图质量的指标；熟练使用数字示波器和误码仪。学时设置为3个课时。

5.光纤切割与焊接技术演示实验。利用全自动熔接机向学生演示光纤熔接的全过程，了解光纤的结构和光纤电弧放电焊接原理；了解全自动焊接光纤的过程和使用方法。学时设置为2个课时。

6.光纤光栅光谱特性测试系统的设计实验。测量光环行器的插入损耗、隔离度、方向性、回波损耗参数；利用PC光谱仪、光环行器和光纤光栅设计光纤光栅光谱特性的测试系统；了解光环行器的工作原理和主要功能；了解光环行器性能参数的测试原理；了解光纤光栅的光谱特性；学习PC光谱仪的使用方法。学时设置为3个课时。

7.光带通滤波器的设计。测量光耦合器的插入损耗、分光比和附加损耗等参数；利用光耦合器或者光环行器和光纤光栅设计光带通滤波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各项参数的测试方法。学时设置为2个课时。

通过以上实验课程，能够使电子信息工程本科学生对光纤通信系统的基本器件、基本测量系统等有一个比较感观的认识，而且能够更加深刻地掌握它们工作的基本原理和基本特性，为将来在具体的工程设计及进一步深造中奠定基础。

三、结束语

光纤通信技术在国家的信息产业、国防工业中具有举足轻重的地位，电子信息技术与光学信息技术的结合也越来越紧密。对于当今的电子信息工程专业的学生而言，除了需要掌握本专业牢固的知识和技能以外，了解和掌握光纤通信技术的基础知识和相关的技术发展趋势也是必不可缺的。本文通过对电子信息工程专业特点和光纤通信课程内容的分析，讨论了该门课程与该专业的内在联系，分析其重要性，并根据笔者10年来在重庆理工大学电子信息工程专业讲授该门课程的经验，提出了本门课程在电子信息工程专业中的理论及实验的教学内容、教学重点、教学方法及课程设置等方面的一些意见和建议。

参考文献：

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[3]曲鹏.光纤通信技术的应用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.

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