非晶合金焊接技术进展
Welding Technology Vol．40No．3Mar.2011·专题综述·文章编号：1002－025X (2011)03-0001-05
非晶合金焊接技术进展
苏
超，牛玉超，黄国威，李海凤，王献忠
（山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南250101）
摘要：人们利用压实法、爆炸焊、闪光焊、激光焊、电子束焊、摩擦焊、搅拌摩擦焊、自蔓延焊等对非晶合金进行连接来制备大块非晶，已逐渐成为国内外学者关注的热点。本文综述了非晶合金各种焊接方法的原理和技术特点以及发展现状。通过研究非晶合金焊接方法，指出低焊接能量密度和低热稳定性是制约焊接技术发展的主要因素，并从热力学和动力学角度出发，提出了今后非晶合金焊接技术的发展方向。
关键词：非晶合金；焊接；热稳定性；发展方向中图分类号：TG139．8
文献标志码：A
收稿日期：2010-11-09
基金项目：山东省自然科学基金资助项目（Y2007F42）
前言
非晶合金具有长程无序、短程有序结构，表现出优良的软磁性能、低磁损耗、储氢能力、超导能力、抗腐蚀性，尤其是力学性能比晶态合金具有明显的优势，例如Fe 基和Co 基非晶合金的断裂强度分别达到4100MPa ［1］和5185MPa ［2］，在结构工程领域有巨大的应用前景。尽管液体快冷形成非晶合金块体的尺寸接近分米级，而且还会被刷新，但从其发展速度和非晶合金本性分析，难以得到工程意义的大块结构材料。因此，本文对非晶合金焊接方法的基本原理、技术特点及焊接成功非晶合金的种类进行概述，并对非晶合金焊接中成败的主要原因进行分析，指出今后非晶合金焊接技术发展方向。
1非晶合金的焊接方法1．1
压实法
Kawamura 等人早在1995年［3］和1997年［4］将Zr 65Al 10Ni 10Cu 15非晶合金粉末加热至略高于玻璃化转
变温度，在过冷液相区对合金粉末以1．0GPa 施压，由于合金具有较宽过冷液相区和较低过冷液体黏度，粉末压缩体的孔隙率仅有1，其抗拉强度和弹性模量分别达到1520M P a 和80G P a ，接近液淬非晶块体及非晶带的数值。
Zhou 等人［5］将具有65K 过冷液相区宽度的
Ni 69Cr 7Fe 2．5Si 8B 13．5非晶合金条带以1．5GPa 施压，由于
该非晶合金在过冷液相区各向同性的黏性流动，压实块体几乎成完全密实，在显微镜下条带间的部分界面消失，说明这些部位产生了合金连接。
1．2爆炸焊
爆炸焊是以炸药作为能源进行金属焊接，利用爆
炸产生的冲击力，使焊件发生剧烈碰撞、塑性变形、熔化及原子间相互扩散，从而实现连接焊件的一种方法，特点是能将任意同种材料，特别是不同种材料瞬间并牢固地焊接起来。
Cline 等人［6］早在1977年采用高爆炸药产生冲击
波的能量使非晶合金粉末间界面表面瞬间熔化，又迅速凝固，形成块状固体。由于非晶合金粉末熔化和凝固都非常迅速，爆炸焊成的块体仍保持非晶态，只是致密度和抗拉强度有欠缺；Prümmer ［7］用同样的方法和原理将非晶合金粉末爆炸焊成非晶态块体，并且块体的致密度和抗拉强度有所提高。
Keryvin 等人［8］采用爆炸焊将非晶合金Zr 55Al 10Ni 5Cu 30
与晶态Ti 合金进行焊接，经检测焊缝致密，非晶试样侧仍保持非晶结构，表明爆炸焊可进行非晶材料和晶态材料的焊接。
Liu 等人［9］采用可控爆炸技术将Fe 基非晶合金薄
带焊在铝基体表面，薄带仍保持非晶态，实现了薄带与基体间的焊接。
1．3闪光焊
Kawamura 等人［10］用闪光焊在2块非晶合金Zr 55Al 10Ni 5Cu 30间进行焊接试验，工艺参数电压为
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100~180V，成功地对非晶合金实施了焊接。经检测，试样焊接界面处无缺陷，焊缝及热影响区仍为非晶结构，没有晶化发生，而且焊后试样抗拉强度为1540 MPa，几乎与焊前非晶合金相等。
1．4激光焊
激光焊利用高能量密度激光束照射在试样表面，部分光能被材料吸收而转化成热能，使材料熔化，达到焊接的一种高效精密焊接方法。
Li等人［11］采用CO2激光焊，在输出功率1．2kW，光斑准0．3mm，焊速分别为2，4，8m/min工艺条件下，对同质非晶合金Zr45Cu48Al7进行焊接。经检测，焊速为8m/min时，焊缝和热影响区无气孔、无裂纹、无晶化，组织保持非晶结构，成功地实施了非晶合金间的焊接。
Kawahito等人［12］采用高能量密度，光束质量可实现深窄焊缝和高焊接速度的光纤激光，以72m/min 超高焊接速度成功实施Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的焊接，焊缝和热影响区保持非晶态。
Wang等人［13］采用Nd∶YAG脉冲激光焊焊接（Zr53Cu30Ni9Al8）Si0．5非晶合金板材。当无附加冷却条件时，焊缝和热影响区有晶化现象发生；附加冷却条件后，成功实现该非晶合金的焊接，焊缝和热影响区均保持非晶态，这些区域的硬度与母材没有明显差别。1．5电子束焊
电子束焊是高能量密度的焊接方法，利用加速、聚焦、空间定向高速运动的电子束撞击工件表面后，将部分动能转化为热能，使被焊金属熔化，冷却凝固后形成焊缝的一种焊接工艺。
日本学者Kawamura和Ohno［14］早在2001年采用高能量密度电子束成功地将厚度为3．5mm Zr41Ti14Cu12Ni10Be23非晶合金两板连接在一起。对焊缝和热影响区进行X射线衍射分析，热影响区内合金保持非晶特性，焊接后合金抗拉强度和母材一致。
Yokoyama等人［15］探讨了Zr50Cu30Ni10Al10块体非晶合金电子束焊技术，在不同电子束焊接条件下，研究焊接接头的组织和力学性能。在焊接电流70mA，焊接速度200mm/s条件下，对此非晶态合金块体进行电子束焊焊接，焊缝区可保持非晶态，获得的抗拉强度达1650MPa。
Kawamura等人［16］和Kagao等人［17］分别报道同质块体非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30和Zr41Ti14Cu12Ni10Be23的电子束焊焊接情况。试验表明，在相同焊接条件下，非晶形成能力较强的Zr41Ti14Cu12Ni10Be23块体非晶合金可成功焊接，而非晶形成能力较弱的Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金的焊接会在焊缝处出现晶化。
Kim等人［18］利用电子束焊对Zr41Be23Ti14Cu12Ni10和金属Ti实施焊接，经检测，非晶合金一侧焊缝及热影响区无缺陷，且保持非晶态；对焊接件进行弯曲，弯曲位置为金属Ti板部分，而非晶合金板未发生变形，说明非晶合金板和焊缝处的抗弯强度高于金属Ti板。1．6摩擦焊
摩擦焊是工件间相对运动产生摩擦热能使结合面加热到锻造温度，在预锻力作用下，通过材料的塑性变形和扩散过程，形成固态连接的焊接方法。2001年日本学者Kawamura等人［19］和2003年香港大学的Wong等人［20］分别对Pd40Ni40P20和Zr41Ti14Cu12．5Ni10Be22．5非晶合金进行焊接试验。他们利用ΔT x范围内的超塑性，采用摩擦焊技术将2块同成分的非晶态合金成功焊接在一起。焊接后经X射线衍射检测，整个焊接接头保持非晶结构。
2004年日本学者Shoji等人［21］对不同成分的非晶合金进行焊接，结果表明非晶合金Pd40Ni40P20与Pd40Cu30P20Ni10之间以及非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5与Zr41Be23Ti14Cu12Ni10之间可采用摩擦焊技术成功焊接。1．7搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊原理是一个圆柱体形状焊头伸入工件的接缝处，焊头高速旋转，与焊接工件材料摩擦，使材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌来完成焊接的方法。搅拌摩擦焊是英国焊接研究所1991年提出的专利焊接技术，搅拌摩擦焊接时温度相对较低，因此焊接后结构残余应力和变形要比熔焊小，它的出现引起了焊接界的重视，也逐渐用于非晶合金的焊接研究。
Kobata等人［22］采用搅拌摩擦焊对Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金进行了焊接，对焊缝处检测表明，组织无明显缺陷和裂纹，指出焊缝处有10~45nm宽的类带状非晶结构。
Wang等人［23］采用搅拌摩擦焊对厚度1．7mm的
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Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金板和Al－Zn－Mg－Cu铝合金实施焊接。结果表明，非晶合金和铝合金之间形成无组织缺陷、结合牢固的接头，且非晶合金和铝合金在界面处没有发生反应，非晶合金一侧保持非晶态结构。
Shin等人［24－25］在数控铣床上制作了一套搅拌摩擦焊装置，该装置能准确地控制搅拌时间和搅拌深度，并记录搅拌摩擦焊过程中垂直载荷和温度变化情况。利用该装置实施两Zr基非晶合金板的同质焊接、Zr 基非晶合金板与轻金属间的异质焊接，并对搅拌摩擦焊的焊接过程和焊缝组织特征做了较为详细的分析和研究。
1．8自蔓延焊接
自蔓延焊接是一种基于燃烧合成技术，以燃烧型焊条为焊接材料的新型焊接方法。其特点是反应时间短，达到的温度高，在合成材料的同时，施加一定压力，使合成材料与基体之间形成连接。
该技术应用于非晶合金焊接较为成功的报道来源于2003年美国学者Swiston等人［26］研究。他们采用Ni/Al薄带作为焊接材料放于Zr57Ti5Cu20Ni8Al10非晶合金块体之间，成功实施了非晶合金的焊接，焊后抗剪强度达到480M P a。随后，他们的课题［27－28］从机理上做了进一步探讨和焊接工艺参数的优化，断裂韧度达到12MPa·m1/2。
1．9其他焊接方法
1．9．1储能焊
储能焊是把金属焊接件分别置于上、下焊接模具中，并施加一定的工作压力，利用储能电容器中高容量电能瞬间释放，获得极大的焊接电流，接触电阻将电能转化成热能来实现焊接的技术。
翟秋亚等人［29］使用储能焊机对Zr55Cu30Al12Ni3非晶箔材实施快速焊接。经检测，此非晶箔材焊后未发现晶化现象，形成的点焊接头保持非晶态结构，且焊缝组织均匀致密。
1．9．2超声波焊
超声波的高频振荡能对工件接头进行局部加热和表面清理，加速金属的扩散和再结晶，然后施加压力实现焊接的方法，其接头间冶金结合是在母材不发生熔化情况下实现的。适当选择振荡频率、压力和焊接时间，即可获得优质接头，焊件变形率一般低于3%~5％。超声波焊既可以焊接同种金属，也可以焊接异种金属，还可以实现金属与非金属的焊接。
Maeda等人［30］对Zr55Cu30Ni5Al10非晶态合金进行了超声波连接。结果表明，在无外部热源条件下，可实现拟焊区域部分连接，焊后焊接界面保持非晶态；在外部热源为423K（低于玻璃化转变温度T g）条件下，焊后焊接界面同样保持非晶态，焊接连接面积扩大。
2非晶合金焊接技术展望
将以上焊接使用的非晶合金进行归纳，可知能成功焊接的块状材料具有过冷液相区宽、热稳定性好、非晶形成能力强的非晶合金，例如Zr41Ti14Cu12Ni10Be23，Zr41Ti14Cu12．5Ni10Be22．5，Zr50Cu30Ni10Al10，Zr55Cu30Ni5Al10，Pd40Ni40P20等；非晶合金能否成功焊接，与采用的焊接方法有直接关系，例如Kagao等人［17］用电子束焊焊接Zr41Be23Ti14Cu12Ni10和Zr55Al10Ni5Cu302种成分的非晶合金板材，只有焊接前者成功，若采用脉冲电流焊，两者都可能被焊接成功。也就是说，一种非晶合金能否被焊接成功，既取决于材料本身的内在性质，也取决于焊接方法。
尽管通过成分调整，人们可开发出过冷液相区更宽、热稳定性更好、非晶形成能力更强的非晶合金，为人们提供焊接性能更好的非晶材料，但非晶合金终究是亚稳材料，这些能力的提高必定是有限的。所以，提高和完善现有焊接理论和工艺，开发更有效的焊接方法，是人们在非晶合金焊接领域面临的任务和挑战。
目前人们采用的爆炸焊、脉冲电流焊、电子束焊、激光焊和储能焊属于熔焊，其特点是需要高密度能量使焊缝两侧附近的非晶合金迅速熔化，紧接着迅速冷却凝固，使焊缝处熔融金属来不及结晶而凝固成非晶组织，其关键是避免晶化现象发生；采用的超声波焊、摩擦焊及搅拌摩擦焊属于固相焊，其特点是利用机械装置使被焊接表面产生高速相对运动而产生摩擦热，加热焊缝处非晶合金至过冷液相区，然后焊缝在外加压力下，产生较大的塑性变形，达到原子尺度的紧密接触，从而实现连接。比较以上熔焊和固相焊，前者焊接温度较高，对于同样的非晶合金焊接易
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焊接技术第40卷第3期2011年3月
·专题综述·产生晶化现象，而后者被焊试样必须具有一定几何尺寸的大块非晶合金，且焊接热量由相对运动产生，因而难以控制焊接参数使焊接温度始终保持在过冷液相区。
图1［31］中所示的TTT （time-temperature-transforma-
tion ）曲线所代表合金的过冷液体区宽度、热稳定性、
非晶形成能力已是上乘的非晶合金，当非晶合金的这些性能比Zr 55Al 10Ni 5Cu 30非晶合金还差时，TTT 曲线就会更加偏左，即便是用闪光电阻焊或摩擦焊也会导致合金的晶化，而爆炸焊到目前为止还是一个质量不易控制的焊接方法。因此，找出今后非晶合金焊接技术的发展方向是人们迫切要解决的重要问题。
根据图1可知，当非晶合金确定之后，今后非晶合金焊接技术的发展方向有2个。一个方向是使焊接热循环曲线向左移动，即改进爆炸焊技术，实现质量稳定的非晶合金焊接，或提高脉冲电流焊、电子束焊、激光焊、摩擦焊等现有技术的能量密度，实施更快速度的加热和冷却，缩短焊接热循环，避免焊缝晶化，或开发新型的高能量密度焊接技术满足各类非晶合金的焊接要求；另一个方向是使焊接热循环曲线向下移动，即非晶合金的焊接温度向低温发展，开发新型的低温固相焊技术，例如，开发新型搅拌摩擦焊、新型超声波焊等固相焊接技术，利用固体非晶化反应原理进行非晶合金的连接。
3结论
通过焊接技术将小尺寸的非晶合金件结合成大尺
寸的，已成为制备大块非晶合金的一种新方法。采用
熔焊和固相焊实现了一些同质或异质块体非晶合金的焊接，但非晶合金焊接过程中面临的最大问题是焊缝处的晶化，晶化将导致连接处力学性能下降。为了防止晶化，除选取具有强非晶形成能力的合金外，人们应在两个方向上做出努力，即采用更高能量密度的焊接方法和较低温度的固相焊接方法。
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图1
非晶固体加热和熔体冷却过程中晶化的TTT 曲线
温度/T
时间t /s
Higher Energy Concentration
Higher Glass-Forming Ability
melt SCL
solid T m
T g
10-4
102
10-2
100
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异种材质等离子弧粉末堆焊界面
刘政军，李
晋，苏允海，高海亮，温晓波
（沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110870）
摘要：为了有效提高铝青铜堆焊层在钢表面的力学性能，并为研究铜合金异种材质堆焊工艺参数的合理制订提供参考。本文采用反极性弱等离子弧，将铝青铜合金粉末堆焊到20g 母材上。通过金相显微、扫描电镜（SEM ）、线扫描方法对堆焊层界面附近元素扩散的规律进行研究。研究表明，当堆焊电流为110A 时，其组织为致密的α－Cu 和网状结构的（α＋γ2），此时具有较好组织结构。随着堆焊电流的增大，热输入的增加，界面附近发生的“泛铁”现象随之加剧。当堆焊电流过大时，界面熔合区产生渗透裂纹。其产生主要是由于堆焊过程中的焊接应力、毛细管效应和冷却过程中形成低熔点共晶体三方面共同作用。关键词：反极性；弱等离子弧；泛铁；熔合区；渗透裂纹；毛细管效应中图分类号：TG406
文献标志码：B
文章编号：1002－025X (2011)03-0005-04
收稿日期：2010－10－21
基金项目：辽宁省自然科学基金项目（20072041）
对于铜合金在低碳钢母材上进行堆焊，Fe 与Cu
的热导率、线膨胀系数及熔点等均存在着较大的差异，界面附近中存在较大的应力，易导致堆焊层与母材熔合线产生裂纹，造成两者在堆焊试验过程中结合
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Welding Technology Vol．40No．3Mar.2011Ⅰ
·英文标题、摘要及关键词·MAIN TOPICS,ABSTRACTS＆KEY WORDS
Welding technique progress of amorphous alloys
SU Chao，NIU Yu-chao，HUANG Guo-wei，LI Hai-feng，WANG Xian-zhong
（School of Material Science and Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan250101，Shandong pro．，China）P1-5
Abstract：Amorphous alloys are linked to bulk metallic glasses by using the compaction method，explosive welding，flash welding，laser welding，electron beam welding，friction welding，friction stir welding，SHS welding and so on，which is paid attention by domestic and foreign scholars gradually．Therefore，the theory，technical characteristics and development of various welding methods are summarized in the paper．Through the research of welding methods of amorphous alloys，it is pointed that the main factors restricting the development of welding technique are low energy density and low thermal stability．Its development direction is presented from the angle of the thermodynamics and dynamics．
Key words：amorphous alloy，welding，thermal stability，development direction
Analysis on aluminum bronze plasma powder surfacing interface
LIU Zheng-jun，LI Jin，SU Yun-hai，GAO Hai-liang，WEN Xiao-bo
（School of Material Science and Engineering，Shenyang University of Technology，Shenyang110870，Liaoning pro．，China）P5-8
Abstract：To improve the mechanical properties of aluminum bronze surfacing on steel effectively，and to provide reference for formulating reasonable processing parameters on the study of dissimilar metal surfacing of copper alloy，aluminum bronze alloy surfacing weld were formed on20g by using reverse polarity weak plasma arc method in the article．The laws of elements’diffusion around surfacing weld layer had been studied by means of optical metallograghy，SEM and line-scanning．Research showed that the organization took on the compact structure ofα-Cu and the net structure of（α＋γ2）when surfacing at the current of110A．The experiment results showed that the “extensive iron”was increased obviously with the increase of welding current and heat input．When surfacing at the excessive current，penetrating crack would turn up on the fusion zone around the interface．The penetrating crack mainly due to three parts of the interaction that welding stress in the surfacing process，capillary effects and low melting point eutectic material formed in the process of cooling．
Key words：reverse polarity，weak plasma arc，extensive iron，fusion zone，penetrating crack，capillary effects
Numerical simulation on welding residual stresses and deformation of ring-stiffened circular cylindrical shell LI Liang-bi1，2，WAN Zheng-quan2，WANG Zi-li1，PAN Guang-shan1，2
（1．School of Navy Architecture and Ocean Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，Jiangsu pro．，China；2．China Ship Scientific Research Center，Wuxi214082，Jiangsu pro．，China）P9-12
Abstract：A computer program wa s written to calculate welding residual stresses and deformation with APDL of ANSYS．Welding thermal stresses we re analyzed with life-death element technique．Welding residual stresses and deformation of ring-stiffened circular cylindrical shell we re obtained．The results show ed that the axial welding residual stresses ha d two peaks near the frame，and residual deformation wa s the largest at the welding seam of the frame．On the whole，the axial residual stresses we re little．
Key words：ring-stiffened circular cylindrical shell，welding residual stresses，welding residual deformation，numerical simulation
(完整版)建造船舶船体焊接工艺
建造船舶船体焊接工艺 一、总则： 1、要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工； 2、船体艏艉外板的对接缝（非自动焊拼板部分）应先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝； 3、在建造过程中，先焊对接焊缝，后焊角焊缝； 4、整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐格对称的进行焊接，由双数 焊工对称施焊； 5、凡超过1m以上的收缩变形量大的长焊缝，应采用分段退焊法或分中分段退焊进行焊接 缝； 6、在焊接过程中，先焊收缩变形量大的焊缝，再焊变形量小的焊缝； 7、边箱分段、内底分段、甲板分段、艏艉分段分层建造，在合拢口两边应留出200~300mm 的外板缝暂不接焊，以利合拢时装配对接，且肋骨、舱壁及平台板等结构靠近合拢口一 边的角焊缝也暂不焊接，等合拢缝焊完后再焊； 8、靠舷侧的内底边板与纵骨、底外板与纵骨至少要留一条纵骨暂不焊接，避免自由边波浪 变形太大，不利于边箱合拢； 9、二层底分段艏艉分段大合拢，边箱分段合拢的对接缝要用低氢型（碱性）焊条或用相同 级别的711、712的CO2焊丝对称焊接，一次性连续焊完； 10、构件、分段、分片等部件各自完工后要自检、互检、报检，把缺陷修补完毕，把合格品 送下一道工序组装，没有拿到合格单的部件不能放到下一道工序组装。 二、焊接材料使用范围的规定 （一）焊接下列船体结构和部件应采用低氢型焊条（碱性焊条）或相同级别的711、712系列的CO2焊丝。 1、船体环型对接焊缝，中桁材对接缝，合拢口处骨材对接焊缝； 2、主机座及其相连接的构件； 3、艏柱、艉柱、艉轴管、美人架等； 4、桅杆座及腹板、带缆桩、导缆孔、锚机座、链闸及其座板等； 5、艉拖沙与外板结构等； 6、上下舵杆与法兰，舵杆套管与船体结构之间的连接。 （二）普通钢结构的焊接用酸性E4303焊条焊接或JM-56系列CO2焊丝焊接； （三）埋弧自动拼板，板厚≥8mm,用Ф4.0mm焊丝焊接，板厚5~8mm，用Ф3.2mm焊
水下焊接与切割技术应用及发展研究
水下焊接与切割技术应用及发展研究 刘海滨1，陈晓强2 1．青岛市锅炉压力容器检验所，山东青岛266071； 2．海军潜艇学院防险救生系，山东青岛266071） 摘要：简述了水下焊接与切割的发展及应用情况，以供参考交流。 关键词：水下焊接；水下切割；发展；应用 水下焊接与切割技术目前已广泛用于海洋工程结构、海底管线、船舶、船坞及港口设施等方面。近年来，随着海洋事业的发展，水下焊割技术在我国沉船打捞、港口码头、江桥和水库建设中发挥着越来越重要的作用。 1水下焊接 1.1水下湿法焊接 水下湿法焊接最早出现在1917年，英国海军造船所采用水下手 工电弧焊对船舶的铆接接缝及铆钉的漏水部分进行焊接止漏。由于此方法具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应强等优点，逐步在海洋钢结构如海底管道、海洋平台、跨海大桥等工程中得到应用。 目前我国使用的水下湿法焊条主要有两类，即钛钙型和铁粉钛型，主要是上海东亚焊条厂生产的Ts202，华南理工大学等单位开发的 TS203和天津焊条厂生产的TsH-1。最近洛阳船舶材料研究所又研制 出Ts208水下焊条（针对Q345），实验证明具有良好的力学性能和工艺性能。国外水下焊条主要有英国Hydroweld公司开发的HydrowldFs、
美国专利的水下焊条7018′s、德国Hanover大学开发的双层自保护药芯焊条等。 水下湿法焊接中除了使用焊条外，还可以使用药芯焊丝作为连接填充材料，如华南理工大学开发的一种药芯焊丝微型排水罩水下焊接方法。英国TWI与乌克兰巴顿研究所成功开发了一套水下湿法药芯焊丝焊接的送丝机构、控制系统及其焊接工艺。另德国Hanoer大学实 验采用双层保护的自保护药芯焊丝进行湿法水下焊接，药芯焊丝的造渣剂处于双层管状结构的内层，焊渣保护熔滴金属顺利过渡，外层形成气保护。 尽管水下湿法焊接发展较快，但由于水介质及水深的影响，水下焊接重要结构件时还无法使用；大深度水下焊接的质量也无法保证。 1.2水下局部干法焊接 水下局部干法焊接是吸取了湿法和干法焊接的优点而发展起来 的水下焊接方法。由于此方法设备相对简单，适应性广，技术较易掌握，焊接接头较湿法焊接好，能够满足水下较重 要工程结构的焊接，所以越来越为人们所重视，发展较快。 局部干法焊接可分为干箱式焊接、干点式焊接、水帘式干法焊接、钢刷式水下焊接以及局部于法焊接、大型气罩法水下MIG/TIG焊接等。英国曾将此方法用于北海大陆架挪威海域，修复被冬季风暴破坏的Ekofisk钻井平台两根位于水深7m、直径3500mm的管子，焊后经磁粉探伤，没有发现缺陷。美国在水深12m处用此法修复采油平台管 径406mm。的立管，焊后经水压试验，符合要求。在我国，水下空
焊接技术现状及展望
浅析我国焊接技术的现状与未来发展 【摘要】在我国制造业发展的过程中，焊接技术是人们常用的加工工艺。本文通过对我国现阶段焊接技术的发展现状进行简要的介绍，阐述了我国焊接技术的未来发展趋势，以供相关人士参考。 【关键词】焊接技术；材料；发展现状；发展趋势 随着科学技术的不断发展，焊接技术也在进行不断的创新和发展，这不仅有利于我国社会经济建设，还有效的促进了我国现代制造业的发展。目前，人们为了推动缓解制造技术的创新和发展，也将许多先进的科学技术和科学理念应用到其中。下面我们就对我国焊接技术的现状和未来发展趋势进行介绍。 一、我国当前焊接技术的发展现状 目前，在我国社会经济发展的过程中，人们对生活水平的要求也越来越高，而钢结构材料作为我国城市建设、社会发展的基础材料之一，人们对其材料性能的要求也在逐渐的提高，因此我们在对其进行相关的加工处理施工的时候，人们就对焊接技术进行严格的要求，从而使其焊接技术的加工处理效果满足工程设计的相关要求。而随着电子信息化时代的到来，人们也将许多先进的科学技术应用到了焊接加工技术当中，从而实现了焊接技术的自动化。这不仅有效的加快了焊接施工的工作效率，还大幅的提高了焊接的质量。目前，我们也已经将焊接技术应用到各个行业当中，并且还充分的利用了计算机技术和防治设计受到，来对焊接过程中产生的应力变形进行相关的控制。如今，在我国焊接技术创新发展的过程中，人们已经开始全面的对焊接介绍的内容展开了全面的分析，进而有利于我国焊接技术的发展。 二、当前我国焊接学科研究成就及进展 1.高品质焊接材料的生产与应用 钢铁生产技术的产生和发展都和焊接技术有着密切的关系，人们可以通过焊接来对钢铁材料的性能进行全面的提高。但是，在对其进行焊接施工处理的过程中，施工人员没有严格的按照工程施工的相关标准来对其进行焊接处理，使其自身结构的平衡性结晶组织出现问题，那么这就对钢铁焊接材料的品质有着一定的影响。为此要实现高品质焊接材料的生产，施工人员就要结合相关的焊接要求，来对其焊接材料、金属质量以及纯度等各个方面进行严格的控制，尽可能的避免人们在对金属材料进行焊接加工处理的过程中出现问题。而随着科学技术的不断进步，人们也将焊接技术应用到了复合合金材料的加工制作当中，这就给我国焊接技术带来了新的发展空间和挑战。目前，人们在对金属材料进行焊接加工的过程中，药芯焊丝技术在其中有着十分重要的作用，因此在对其焊接施工前，施工人员就要对其进行严格的要求。不过，和国外发达国家相比，我国在药芯焊丝的生产技术上还存在着一定的缺陷，为此我们在对高品质焊接材料进行生产和应用的过程中，我们还要向发达国家的生产制造工艺多的学习。 2.对无铅连接材料及无铅可靠性技术与标准的突破 随着科学技术的不断发展，人们也将焊接施工技术应用到了电子电气产品的加工生产当中。但是，由于多数电子电气产品中都含铅以及其他的有毒有害物质，这对周围的生态环境有着极其严重的影响。因此，我们电子工业发展的过程中，就开始对无铅连接材料进行研究开发。近年来，人们在对无铅连接材料进行研究的过程中，也将许多的先进的科学技术应用的其中，从而通过多种科学技术的有机结合，来使得无铅连接材料的整体性能进行有效的提高，而且人们还可以在其中添加适量的微量元素，来改善无铅连接材料的物理性能，使其可靠性得到明显的增强。目前，我国在无铅连接材料研发试验中，对其无铅绿色电气电子产品的开发以
船舶焊接技术现状与展望
船舶焊接技术现状与展望 XXX 澄城县职业中专（陕西渭南 715200） 【摘要】自1986年成立了中国船舶工业高效焊接技术指导组以来，通过统一规划、分类指导、整体推进的方针，在船舶行业中大力推广应用铁粉焊条、重力焊条、下行焊条、CO2气体保护焊、药芯焊丝、单面焊技术、多丝埋弧焊技术、气电垂直自动焊、气电横向自动焊、多丝高速自动角焊、双丝MAG焊、双丝气电垂直自动焊、管子法兰自动机器人焊等项高效焊接工艺，新材料与新设备，使焊接生产效率大幅度地提高，从而促进了船舶产量的大幅度的增长，基本满足了主力船型（油船、散货船、集装箱船等等）的建造和质量要求，从中可见船舶焊接技术是船舶建造中的关键技术之一，对推进先进船舶建造技术，缩短造船周期起着关键作用。 关键字∶船舶制造焊接技术焊接工艺焊接材料设备 1．船舶工业的新形势 2006年是我国船舶工业贯彻实施“十一五”计划的开局之年，经各船舶企业的努力奋斗，使船舶工业呈现了持续、稳步、健康的发展势头。主要表现在全国造船完工量达1452万载重吨，同比增长20%，新承接船订单达4251万载重吨，同比增长73%。我国造船完工量占世界市场份额的19%，连续12年稳居世界第三，与韩国、日本等先进造船大国的差距大幅缩小；新承接船舶订单占世界市场份额32%，位居世界第二；手持船舶订单占世界市场份额24%。 2．焊接技术是船舶工业的关键 目前，世界各主要造船企业在20世纪90年代中期已普遍完成了一轮现代化改造。同时，在此基础上又陆续启动了新一轮现代化改造计划。投资目标很显然集中于高新技术，投资力度进一步加大，大量采用全新的造船焊接工艺流程，高度柔性的自动化焊接生产系统和先进的焊接机器人技术，以保证这些造船强国在国际竞争中具有独特的技术优势。进入21世纪，面对新的挑战和机遇，对我国船舶焊接技术进行综合分析研究是极有现实性和针对性的，并以此来激励我们去做好当前必须做的各项工作，大力推进高效焊接技术，加快焊接技术改造步伐，努力将相对资源优势转化为科技竞争优势，促进船舶产业进步和产业升级。否则，将不但难以实现船舶工业振兴的宏伟发展计划，甚至会出现我国现有的国际市场份额都难以维持的严峻局面。 3．船舶焊接技术现状 受20世纪70年代中期和20世纪80年代期2次严重造船危机打击，世界造船业总局面发生了重要变化。日本、韩国、中国（包括台湾省）造船业迅速发展起来，使世界造船中心由欧洲转向东
焊接技术发展趋势.doc
焊接技术发展趋势 2007-10-20 焊接技术的发展水平，是一个国家机械制造和科学技术发展水平的标志之一。目前焊接技术的发展趋势具有如下特点： ⑴随着新的焊接材料和结构的不断出现，需要开发新的焊接工艺方法。 ⑵改进常用的普通焊接工艺方法，提高焊接过程机械化、自动化水平，提高焊接质量和生产率。 ⑶采用电子计算机控制焊接过程，大力推广焊接机器人、焊接中心。 ⑷发展专用成套焊接设备。 下面介绍部分成熟的焊接新技术： 一、超声波焊接 【超声波焊接】是指利用超声波的高频振荡能对工件接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现焊接的一种压焊方法。进行超声波焊接时，焊件表面无变形，表面不需严格清理，焊接质量高。超声波焊接适合于焊接厚度小于0.5mm 的工件。目前广泛应用于无线电、仪表、精密机械及航空工业等部门。 二、爆炸焊 【爆炸焊】是利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件的迅速碰撞，实现连接工件的一种压焊方法。爆炸焊的质量较高、工艺操作简单，爆炸焊主要用GF 生产复合材料。美国“阿波罗”登月宇宙飞船的燃料箱用钛板制成，它与不锈钢管的联结采用了爆炸焊方法。 三、等离子弧焊 【等离子弧焊】是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。等离子弧能量易于控制，能量密度大，穿透能力强，焊接质量高，生产率高，焊缝深宽比大。但其焊炬结构复杂，对控制系统要求较高，等离子弧焊广泛用于航空航天等尖端技术所用的铜合金、钛合金、合金钢等金属的焊接。 四、扩散焊 【扩散焊】是指将工件在高温下加压，但不产生可见变形和相对移动的固态焊接方法。扩散焊的特点是焊接接头质量高，焊件变形小，它能焊接同种和异种金属材料，特别是不适于熔焊的材料，还可用于金属与非金属间的焊接，能用小件拼成力学性能均一和形状复杂的大件，以代替整体锻造和机械加工。 五、激光焊 【激光焊】是指以聚焦的激光束轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。其特点是：能量密度高，焊接速度快；焊缝可极为窄小，变形很小；灵活性较大，并可实现一般焊接方法难以接近的接头或无法安置的接焊点及远距离焊接，多用于仪器、微电子工业中超小型元件及空间技术中特种材料的焊接。此外，激光还可以 E 用来切割各种金属与非金属材料。 六、磁力脉冲焊 【磁力脉冲焊】是指依靠被焊工件之间脉冲磁场相互作用而产生冲击的结果来实现金属之间连接的焊接方法，其工作原理与爆炸焊相似，适合于焊接薄壁管材和异种金属。 七、电子束焊 【电子束焊】是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。其焊接特点是：能量利用率高，速度快，焊缝窄而深，焊接变形很小，焊缝金属纯净，焊接质量很高，但焊接设备复杂、造价高、使用与维护要求技术高。在原子能、航空航天等尖端技术部门应用日益广泛。
2021新版水下焊接全过程以及安全预防措施
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 2021新版水下焊接全过程以及安 全预防措施
2021新版水下焊接全过程以及安全预防措施导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 当前有两种焊接技术在使用：“自消耗”法和“控制”法。用资消耗法时，施加少量压力到接触表面，拖动电焊条横过工件。用控制法时，将电弧保持似乎在表面上，给电焊条施加很小的压力，潜水电焊工使它连续的从一边到另一边横向迂回摆动。这个方法要求比自消耗法技巧高得多。 自消耗法 使用自消耗法时，拖动靠着工件熔化的电焊条，使焊接金属堆积成一系列的焊珠。检验表明，这些焊珠当呈填角焊缝装时，形成的焊缝其焊脚尺寸大约与所用的电焊条的直径基本相同，例如，用５／３２电焊条作单焊道产生的填角焊缝有５／３２焊脚。 水平位置的填角焊缝 １．要确定安全开关是断开的。 ２．彻底清洁要焊接的表面。 ３．按照表１设置电焊机输送合适的电流。
４．将电焊条的点弧靠着工件使它与焊接线大约成３０度角。根据电焊条类型和个人爱好，这个角可以从１５度到４５度。 5．通知送电。用电焊条端头轻敲工件直到引起电弧。确定电焊条位于要开始焊接的地方。在某些情况下，在将电焊条插入电焊钳之前，要刮一下其端头。施加足够的压力到工件，使电焊条自行消耗。不要像在水线以上焊接那样保持电弧。使电焊条与工件保持接触，保持电焊条与工件的角度。做直线焊缝，不要摆动。每消耗10英寸（25.4cm）电焊条大约有8英寸（20.32cm）熔敷焊缝。 6．电焊条消耗之后，通知“断电”。那时看管人必须打开安全开关并且使其在更换电焊条时保持打开状态，完成焊接之后，保持电焊条在焊接位置，直至收到证实看管人已“断电”时止。 7．用新电焊条进行焊接之前，清洁旧熔敷金属的端部。如果要焊接第二焊道，原先堆焊的焊缝必须清洁干净。 8．在新电焊条已在适当位置，靠着工件和准备好焊接时，才能通知“送电”。 垂直位置的填脚焊接 遵循上述关于水平位置填脚焊接的步骤，焊接必须从顶部开始，向下移动，这样当潜水员沿着焊接线焊接时，产生的气泡不干扰他的
非晶合金研究综述
非晶态合金研究现状及发展前景综述 [摘要]：概述了非晶态材料的发展历史及该领域的最新研究进展,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制。介绍了非晶合金的制备方法,并比较了其产业化的可行性。同时综述了大块非晶合金优异的性能和应用前景。 [Abstract]：An overview of the latest research progress in the history of the development of non crystalline material and the field, and the formation mechanism of bulk amorphous alloys was expounded from the aspects of component structure condition, thermodynamic conditions, dynamic conditions etc.. Introduced the preparation method of amorphous alloy, and the feasibility of its industrialization. The properties and application of bulk amorphous alloys with excellent and review. 1.引言 非晶态合金是指不具有长程有序但短程有序的金属合金，又由于其具有金属合金的一些特性，故它们也被称为玻璃态合金或者非结晶合金，属于非晶态材料中新兴的分支[1]。 非晶态合金长程无序但短程有序，是指原子在空间排列上不呈周期性和平移对称性，但在1～2nm的微小尺度内与近邻或次近邻原子间的键合(如配位数、原子间距、键角和键长等参量)具有一定的规律性。短程有序又可分为化学短程有序和几何短程有序。化学短程有序是指合金元素的混乱状态，即每个合金原子周围的化学成分与平均成分不同的度量；几何短程有序包括拓扑短程有序和畸变短程有序[2]。 非晶态合金与晶态合金一样，都是多组元的合金体系，但是与晶态合金中原子的周期性排列不同，在非晶态合金中，原子的排列不具有长程有序的特点，而仅在单个原子的附近具有一定程度的短程有序，如图1．1所示[3]。非晶态合金独特的原子排列结构使得它具有了显著区别于晶态合金的物理、化学和力学行为[4-7]。因此，非晶态合金作为一种完全不同于晶态合金的新材料具有科学研究上的重要价值[8]。另外，非晶态合金具有某些优异的性能，如高强度、高弹性、耐腐蚀、热成型性能好，等等，这使得非晶态合金具有非常广阔的应用前景[9-10]。例如，与传统的工程材料相比，非晶态合金就综合了晶态合金在力学性能方面的高强度和工程塑料高弹性的优点，如图1．2所示。因此，近年来世界各研究单位投入了大量的研究力量和经费，对非晶态合金的形成理论、制备工艺和性能表征等各个方面进行了深入系统的研究[11-14]。对非晶态合金的研究已成为当代材料科学发展的一个最活跃、最令人激动的方向[15-16]。
船舶材料与焊接
船舶高效焊接技术现状与发展 摘要：船舶焊接技术在现代造船工业中起到了十分重要的作用，因此随着现代工业的不断发展进步，各种新兴的高效焊接技术在不断的被研发改进。本文经查阅资料总结了，包括埋弧自动焊、CO2气体保护焊等在内的几项先进的船舶焊接技术以及焊接过程中经常使用的一些高效焊接材料，同时介绍了焊接机器人技术以及这项技术亟待解决的问题和发展前景。 关键词：船舶高效焊接船舶高效焊接材料焊接机器人 一、前言 船舶焊接技术作为现代造船工艺中最重要技术之一，不同的高效焊接工艺方法具有不同特色，有的生产效率高，有的焊接质量好，还有的节约能源和材料。因此选择适合的焊接工艺对于缩短船舶建造周期，提高建造质量，提高建造能力有着极大的帮助。 高效、自动化程度高、低能耗、低污染是现代先进焊接设备所应具有的四大特征，为使现代工艺具有上述特征，经过技术人员不断的探究研发，从不同的层次和方向上大大提升的现代船舶焊接技术的发展。新兴的焊接技术不断的优化造船的模式，提高工作效率，在环境的保护上也取得了重大的突破。在过去的一段时间内，国内各大船厂围绕现代造船模式的总体要求，以推进造船总装化、管理精细化为重点，结合产品载体，将先进焊接技术及焊接自动化工艺装备在生产中发挥作用。[1]本文查阅资料整理了现代船舶焊接工艺，现代船舶焊接材料以及船舶焊接机器人在未来的发展道路和现在所面临的问题。 二、船舶高效焊接工艺及焊接材料 高效焊接技术在造船业的领域的广泛使用，使原中国船舶工业总公司开始在各大船厂推广和应用高效焊接技术，经过几代技术人员的艰苦不懈的努力，不论是对焊接工艺、设备，还是焊接材料的研究，都取得了很大的成就，为提高船体建造质量，改善工人劳动条件，缩短造船周期起到了重要作用。经总结现代高效焊接方式有以下几种。 现代高效焊接总体可分为三大类：熔化焊、压力焊、钎焊。而广泛应用于现代造船的是熔化焊，在造船中的各种高效熔化焊接方法又可非为以下四类： 1.焊条高效焊接： （1）铁粉焊条焊（2）下行焊（3）重力焊（4）焊条衬垫单面焊。 2.埋弧自动焊： （1）单丝双面埋弧自动焊（2）焊剂铜垫多丝埋弧自动焊（3）焊剂垫双丝埋弧自焊（4）软衬垫双丝埋弧自动焊。 3.CO2气体保护焊：（1）CO2半自动焊（2）CO2半自动衬垫单面焊（3）CO2自动角焊（4）气体垂直自动焊（5）多层气体垂直自动焊（6）双丝单面MAG焊。氩弧焊：（1)非熔化极惰性气体保护焊（2）熔化极惰性气体保护焊。 4.电渣焊：熔嘴电渣焊。 了解了总体分类后，我们来仔细了解一下埋弧自动焊和CO2气体保护焊。 埋弧自动焊：埋弧自动焊是船舶建设过程中使用最广泛的一种自动化焊接方法。与手工焊接不同的是。埋弧自动焊电弧是在焊接剂下燃烧，焊丝的给送和电弧沿着焊接方向移动是自动的。埋弧焊接时的热源也是电弧，电弧发生在焊丝与焊丝之间，并在焊剂层下燃烧。部分焊剂熔化形成一层焊渣，覆盖在焊缝上，使整个电弧燃烧区形成一层封闭空间。随着电弧焊接沿焊接方向移动，焊丝不断熔化并不断的送进，以填充熔池；与此同时，焊剂也不断的撒在电弧周围，使得电弧埋在焊剂中燃烧。这过程是自动进行的，所以称为埋弧自动焊。 CO2气体保护焊：CO2气体保护焊是CO2气体作为保护气体，依靠与焊丝之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊接法。CO2气体的密度比空气大，电弧加热分解后体积增大，所
船舶焊接工艺
1．编制说明 1.1 目的 本工艺规定了船舶在建造过程中对有关焊工、焊接材料、焊接工艺和焊接程序以及焊接质量的要求。保证该船按期完工。 1.2 船舶的主尺度 总长：Loa=63.98m 垂线间长：Lbp=60.80m 型宽：B=14.20m 型深：D=4.80m 设计吃水：d=3.60m 1.3 船体的基本结构及建造方法 1.3.1 船体结构 本船为钢质全电焊焊接结构。结构形式为混合骨架式，泥舱区域的斜边舱为纵骨架式，机舱、艉舱、艏尖舱以及上层建筑均为横骨架式。全船在FR3、FR19、FR23、FR39、FR56、FR73、FR90、FR94、FR103处设有船底至上甲板，贯通两舷的水密横舱壁。甲板室共二层，依次是驾驶甲板和罗经甲板。 1.3.2 建造方法 根据生产施工场地和起重能力，对该船拟采用内场加工，分段场地装配焊接，形成平面分段，在船台（船坞）上组装成立体分段。上层建筑根据主船体的进度，制造成各层甲板室的立体分段，逐层进行船上安装。 2. 编制依据 2.1 中国船级社CCS颁发的2009版《钢质海船入级规范》； 2.2 中国船级社CCS 颁发的2009版《材料与焊接规范》；
2.3《中国造船质量标准》（CB/T4000—2005）； 2.4《船舶钢焊缝射线照相和超声波检查规则》(CB/T3177-94)； 2.5《船舶钢焊缝射线照相工艺和质量分级》（CB/T3558—94）； 2.6《船体建造原则工艺》； 2.7 本船设计有关要求。 3．所有焊接人员资格 在建造的船舶上进行电焊的焊工应持有由CCS船级社或其他等效船级社签发的焊工资格证书，所持证书应在有效期限内。焊工在船上的允许施工范围应在焊工合格证合格项目的覆盖范围内，不允许超范围焊接。适用的工作范围规定如下：3.1 持有Ⅲ类焊工资格证书，合格项目为SⅢV10、SⅢH10和SⅢO10的焊工，可从事厚度＞8mm的重要板结构的全位置焊接。 3.2 持有Ⅱ类焊工证书，合格项目为SⅡV10和SⅡH10的焊工，可从事厚度8～20mm的主要板结构的平、立焊和横焊。 3.3 持有Ⅰ类焊工证书，合格项目为SIF10的焊工，可从事厚度8～20mm的一般板结构的平焊。 3.4 持有高强度钢焊工证书者，可以从事相应类别的普通强度钢材的焊接。4．焊接材料的选用 4.1 凡用于船上焊接的所有焊接材料均应由CCS船级社认可的工厂制造证书，船厂应出示焊接材料合格证书及其它相关的技术文件。 4.2 本船船体结构所采用的焊接材料均应满足CCS船社级《材料与焊接规范》（2009）II级焊接材料要求。
现代焊接技术发展的现状及前景
现代焊接技术发展的现状及前景 【摘要】焊接作为一门制造技术，在制造业中起着重要作用。没有一种技术能像焊接技术那样被制造商如此普遍地用于金属及合金的高效连接，并在其产品中产生如此多的附加值。 【关键词】现代;焊接技术;发展;现状;前景 目前焊接广泛应用于各种材料的连接，并采用了诸如激光、电子束焊等先进技术，无论是在建筑、桥梁行业，还是在车辆、计算机及医疗机械行业，绝大多数产品离开焊接技术就根本无法制造。特别是有了异种材料和非金属构料的连接技术和在产品形状与设计方面的创新制造方法，焊接技术的未来充满了希望。 1.焊接技术发展的现状 近年来随着制造业的蓬勃发展，提高焊接生产的生产率，保证产品质量，实现焊接生产的自动化和智能化越来越受到焊接生产企业的重视。现代智能控制技术、数字化信息处理技术、图像处理及传感器技术、高性能CPU芯片等现代高新技术的融入，使现代焊接技术取得了长足进步。 1.1焊接工艺高速高效化 以实现高速度、高熔敷率、高质量的焊接工艺为目标，国内外在多牡多弧焊接工艺、多元气体保护焊接工艺、活性化焊接新工艺等方面开展了广泛深入的研究，且取得了显著成效。 在多丝多弧焊接新：工艺方面，日本、瑞士、德国等国公司在多根焊丝配以单个或多个电源方面开展了大量的焊接研究丁作，在提高焊接生产速度和金属熔敷率方面取得了一些实用化的成果。例如日本的藤村告史开发的多丝焊接系统，可用于角焊缝的高速焊接，焊速可以达到1.8m/min。 基于上述思想，伴随着新型的功能强大的数字信息处理DSP的出现，Fronius 公司推出了全数字化焊接电源，随后Panosonic等公司也推出了各自的数宁化焊接电源产品，并相继；进入中国市场。数字化焊接电源实现了柔性化控制和多功能集成，具有控制精度高、系统稳定性好、产品一致性好、功能升级方便等优点。 1.2焊接质量控制智能化技术 焊缝跟踪是保证自动焊接质量的关键。在焊缝自动跟踪方面，采用的技术及获得的成果比较多。在熔滴过渡控制方面，由于焊接电源控制数字化技术的发展及先进电子元件在焊接领域的应用，使得对熔淌控制的研究达到了相当高水平。 1.3焊接生产自动化及智能化技术水平
常见船舶焊接技术的缺陷
常见船舶焊接技术的缺陷、检验及其对策 摘要：对船舶焊接中气孔、夹渣、咬边、未焊透、裂纹、焊瘤等常见缺陷的特征现象进行描述，从焊接材料、焊接工艺等方面对其成因机理进行分析，在此基础上针对每种常见焊接缺陷的预防提出相应具体措施。 关键词船舶焊接缺陷焊缝质量检测前言 船舶焊接技术在船舶修造中占有重要地位，是一项技术性、专业性很强的系统工程。先进的造船、高效的焊接技术，可以提高船舶的建造效率，降低船舶建造成本，同时, 也是企业提高经济效益的有效途径。作为船舶工业的关键工艺——船舶焊接技术日新月异，先进焊接与切割设备层出不穷，船舶制造业焊接技术的迅速提升, 已成为推动我们造船总量快速增长的助推器。焊接是保证船舶的整体密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至会引起船舶的沉没。根据对船舶脆断事故的调查表明，40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在中国的乡镇船舶建造中，船舶的焊接质量问题尤为突出。在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保船舶的航行安全。据统计，船体焊接工时占船体建造总工时的30%~40%，焊接成本占船体建造总成本的30%~50%。焊接中接头金属不连续、不致密或连接不良等现象，称之为焊接缺陷，容易造成船舶渗漏、断裂，
甚至引发重大安全事故。因此，正确识别常见船舶焊接缺陷的特征与形成机理，及时发现并采取相应防范措施，对船舶修造、营运意义重大。 船舶焊接缺陷的种类很多，常见的焊接缺陷有由于化学冶金、凝固或固态相变过程中的产物造成的，如夹渣、气孔、裂纹等；有焊接过程中操作不当或者焊接参数不正确而造成的，如焊缝尺寸不足和外形缺陷、咬边、未焊透等。每种焊接缺陷的成因机理不同，特征不同，需要根据不同的缺陷采取相应的防范措施。 二、焊接缺陷及成因 气孔 气孔就是焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来形成的空穴。形成气孔的气体主要分为两类：一是高温时溶于液体金属，凝固时溶解度突然下降的气体，如H2、N2等；二是熔池中化学冶金反应中形成而又不溶解于液体金属的气体，如CO、H2O 等。两种气体的来源和化学性质都不同，所以气泡的形成条件与气孔分布的特征也不一样。焊接时产生气孔的主要原因有这样几个方面：焊条或焊剂未按规定焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落；坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；保护气体污染、潮湿或流量不足；焊接电流过大，电压过高，电极伸长过长；焊接速度过快等。焊接中气孔的存在，是焊缝的有效面积减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝的紧密性。另外，气孔还将造成应力集中，降低焊缝的强度和韧性。夹渣焊接产生的冶金反应物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，
水下焊接原理-水下焊接工作原理【详解】
水下焊接原理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 水下焊接 水下焊接由于水的存在，使焊接过程变得更加复杂，并且会出现各种各样陆地焊接所未遇到的问题，目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，应用较成熟的是电弧焊。随着水下焊接技术的发展，除了常用的湿法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外，又出现了一些新的水下焊接方法。但是，从各国海洋开发的前景来看，水下焊接的研究远远不能适应形势发展的需要。因此，加强这方面的研究，无论是对现在或将来，都将是一项非常有意义的工作。 作用 水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。 水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。 干法焊接 这是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法，由于是在干燥气相中焊接，其安全性较好。在深度超过空气的潜入范围时，由于增加了空气环境中局部氧气的压力，容易产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰性气体。干法焊接时，焊工应穿戴特制防火、耐高温的防护服。 与湿法和局部干法焊接相比，干法焊接安全性最好，但使用局限性很大，应用不普遍。 局部干法焊接 局部干法是焊工在水中施焊，人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法，其安全措施与湿法相似。
由于局部干法还处于研究之中，因此使用尚不普遍。 湿法焊接 湿法焊接是焊工在水下直接施焊，而不是人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。 电弧在水下燃烧与埋弧焊相似，是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在，因而使电弧稳定，如图所示。要使焊条在水下稳定燃烧，必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药，并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法，使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡;浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难，其引弧电压要高于大气中的引弧电压，其电流较大气中焊接电流大15%~20%。 水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比，应用最多，但安全性最差。由于水具有导电性，因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。 运用 1、建议50平方以上专用焊线所有水线以下的和水下的电缆部件必须完全绝缘。 2、开始操作之前，检查所有电缆和连机器有无损坏了的绝缘。损坏的必须更换，有缺陷的要修理。 3、电缆的能力必须能满足工件的最大电流的要求。连机器的能力至少应该等于电缆的能力。 4、所有连机器必须紧固和彻底绝缘。所以水下连机器最后应该用橡胶袋紧紧藵住，以防电流损失。 5、要确定距离电焊钳十英尺以内的电缆是没有接头的。 6、这样布置接地电缆到工件，使潜水员的身体绝不会处于电焊条与焊接电路接地侧之间。 7、要保持电源电缆与焊接电缆分开。 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.
焊接的发展史
焊接技术可以追溯到几千年前的青铜器时代，在人类早期工具制造中，无论是中国还是当时的埃及等文明地区，都能看到焊接技术的雏形。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝（公元前1600年—公元前1046年）制造的铁刃铜钺就是铁和铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。春秋战国时期（公元前770年—公元前221年）曾侯乙墓中的建鼓铜座上的盘龙是分段钎焊连接而成的，与现代软钎料成分相近。战国时期制造的刀剑一般是加热锻焊而成的。据明朝宋应星所着《天工开物》记载：中国古代将铜和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段锻焊大型船锚。在古埃及和地中海地区，公元前1000年人们就已经能够通过搭接的方法制造金盒及铁质工具。到中世纪（约公元476年—公元1453年），早叙利亚大马士革曾用锻焊方法打造兵器。但古代焊接技术长期停留在较原始的水平，使用的热源都是炉火，温度低、能源不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊件，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。近代真正意义上的焊接技术起源于1880年左右电弧焊方法的问世[6]。表1.1列出了现代焊接史上重要方法和技术的出现时间、发明人及所属国家。 表1.1主要焊接方法的发明时间、发明人及所属国家[6]
注：表中的发明时间以焊接方法首次具有工业实现意义为起点，而非该方法的原理初次被发现。 纵观现代焊接方法和技术发展史，与其工业革命的发展息息相关，可根据方法的起源时间，将其归纳为两个重要的发展阶段。 （1）起源于19世纪70年代的第二次工业革命，这一阶段的重要标志是电力的发展和应用。工业应用最为广泛的电弧焊、电阻焊方法正是起源于这一阶段。虽然目前工业上使用的这两类焊接方法已有了很大进步，但不容置疑的是这一阶段奠定了焊接技术发展的第一块基石。 在1881年的巴黎“首次世界电器展”上，法国Cabot实验室的学生，俄罗斯人NikolaiBenardos在碳极和工件引弧，填充金属棒使其熔化，首次展示了电弧焊的方法。1890年，Benardos用金属棒代替碳棒作为电极并获得专利。但瑞典人OscarKjellberg在使用该方法修理船上的蒸汽锅炉时注意到，焊接金属上到处是气孔和小缝，焊缝不能隔绝空气，根本不可能让焊缝防水。为了改善方法，他发明了涂层焊条，，于1907年6月29日获得专利（瑞典专利号27152），大大改善了焊接质量，是手工电弧焊进入了实用阶段。随后，美国的诺布尔里用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。在电弧焊的基础上，能产生更集中、更炙热能源的等离子焊接也被发明，利用它可以提高焊接速度，减少线能量。在随后的发展中，电弧焊方法得到不断创新和改进。1930年美国的罗宾洛夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊机机械化得到进一步的发展。20世纪四十年代，在第二次世界大战期间，为适应航空界铝、镁合金的合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。1953年，苏联的Lyubavskii和Novoshilov发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护焊的应用和发展。随后如混合气体保护焊、药芯焊丝气体保护焊和自保护焊也相继诞生。 首例电阻焊要追溯到1856年。JamesJoule成功用电阻加热法对一捆铜丝进行了熔化焊接。1887年，电阻焊被美国的汤姆森发明，并且应用于薄板的缝焊以及点焊；20世纪20年代由于闪光对焊方法焊接棒材和链条的出现，电阻焊真正进入了实用阶段，。1964年Unimation生产的首批用于电阻点焊的机器人在通用汽车公司使用。
水下焊接技术的研究与应用现状
万方数据
ＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶ０１．３８Ｎｏ．８Ａｕｇ．２００９?专题综述‘５ １５０ｍ水深的高压焊接试验装置。研制了钨极氩弧自发了配套的ＮＢＳ一５００型水下半自动焊机，在国内进动焊机，获得了０．１～０．７ＭＰａ范围内的１６Ｍｎ管道全行了多次成功施焊，焊接接头的质量可以满足国际上位置自动焊接工艺．形成的管道焊接接头全部达到了常用的ＡＰＩｌ１０４规程的要求。 美国焊接学会ＡＷＳＤ３．６Ｍ：１９９９中Ａ类接头，即相水下Ｎｄ：ＹＡＧ激光焊接由于热输入小、能量易当于陆上接头的要求。并且于２００６年１１月１６日在于传输和控制等优点，被考虑首先用于核设备的维修中国渤海湾天津新港锚地附近１２Ｉｎ水深海域与水下和维护。已经商业化的Ｎｄ：ＹＡＧ激光器能够提供６干式舱及其他作业系统一并进行了海上试验，获得了ｋＷ的功率，该激光能够进行１０ｍｍ厚的钢板焊接。外观良好的焊缝∞］。水下激光焊接必须在局部干燥区域内进行。水帘屏蔽 虽然目前的高压干法水下焊接通过采用自动化和智能化的技术，实现了焊接过程的自动监控，焊接质量好、效率高，但仍然需要潜水焊工。焊接设备的安装、维护和检测都需要潜水员的辅助．因而在实际使用中的焊接系统还不能超过６５０ｍ。而且对潜水焊工的专业和技术要求很高。所以。随着海洋工程向深海的挺进，必须发展智能化的焊接机器人。 １．２局部干法水下焊接 局部干法水下焊接兴起于上世纪７０年代，综合了湿法水下焊接和干法水下焊接两者的优点，是一种较先进的水下焊接方法．电弧的燃烧及熔池凝固等过程都在气相环境中进行。近２０ａ来，这类方法越来越受到国内外的关注．已开发了多种局部干法水下焊接方法。也是当前水下焊接技术研究的重要方向之一。其中已经在生产中应用的焊接方法有气罩式水下焊接法、水帘式水下焊接法和可移动气室式水下焊接法。 气罩式水下焊接法多采用熔化极气体保护半自动焊和焊条电弧焊，也可采用非熔化极气体保护半自动焊。实际应用的最大水深是４０ｍ。水帘式水下焊接法也称为干点式水下焊接法．属于较小范围的局部干法［７］。日本用直径为０．２ｍｍ的钢丝“裙”代替水帘，喷嘴部分像钢丝刷子一样，故将这种水下焊接法称为钢刷式水下焊接法，钢刷式局部干法水下焊接克服了水帘式局部干法焊接的缺点，可以进行搭接接头、角接接头的焊接，可自动焊，也可以采用半自动焊。可移动气室式水下焊接是美国１９６８年首先提出的。１９７３年开始在生产中应用。该方法的气室直径较小，只有１００～１３０ｍｍ．故属于干点式水下焊接法。焊一段，要移动一段气室，直至焊完整条焊缝。我国的哈尔滨焊接研究所研制成功了ＬＤ—ＣＯ：焊接方法，并开是形成局部干燥空间的一种好的方法，但由于水帘喷嘴的尺寸比较大（超过４０ｍｍ），焊枪结构也比较复杂．为了满足不同应用场合的需要，尤其是Ｖ形角焊缝或者狭小以及不平坦表面的焊接，必须使用小尺寸的喷嘴。但当喷嘴内径＜８ｍｍ时，无法获得完全的局部干燥区。张旭东等人使用直径分别为８，１０，１３ｍｍ的３种喷嘴进行了水下焊接试验。在良好的保护条件下．水下焊缝可达到与空气中同样的冶金成分和焊缝收缩率Ｅ８】。 北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心与上海核工程研究设计院合作。共同研制了一套局部干法自动水下焊接试验系统，如图１所示。 圈１局部干法自动水下焊接试验装置 该试验系统南水下焊接试验舱、焊接电源、液压驱动自动焊接平台、排水罩、试验环境系统、水下焊接摄像系统６个部分组成。能够实现水下局部干式ＭＩＧ（ＭＡＧ）全自动焊接。水下焊接试验舱为立式快开结构压力容器。设计最高工作压力０．３ＭＰａ，开发了适合局部干法自动焊接的微型排水罩。试验环境系统的控制由ＰＬＣ通过控制水路、气路的阀门以及水 泵的启停来实现。液压驱动自动焊接平台的摆动油缸 万方数据
大块非晶合金的研究进展
大块非晶合金的研究进展 摘要本文简述了大块非晶合金的发展过程和该领域的最新研究进展,并从成分结构条件、热力学条件、动力学 条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制,介绍了目前常用的制备方法、大块非晶合金优异的性能和应用前景. 关键词大块非晶合金，形成机制，制备，性能，应用 THE RESEARCH PROGRESS OF BULK METALLIK GLASSES ABSTRACT The development history and the research status of bulk amorphous alloys are int roduced ,and method of preparation is discussed in detail1 The forming mechanisms in terms of st ructure , thermodynamics and kinetics are described. The good properties and application of the bulk amorphous materials are also summarized. KEY WORDS bulk amorphous alloys，forming mechanisms，preparation，properties , application 大块非晶合金是相对于传统的低维非晶材料(非晶粉、丝、薄带等) 而言的,具有较大的三维几何尺寸。固态时原子在三维空间呈拓扑无序排列,表现为短程有序、长程无序,呈亚稳态结构,而且在一定温度范围内还可以相对稳定地保持这种结构。大块非晶合金是一种高性能的结构材料,也是极具潜力的功能材料。 1 大块非晶合金的发展历程 关于非晶态合金的首次报道是在1938 年,Kramen 通过蒸发沉积在玻璃冷基底上发现了非晶态金属薄膜[1 ,2 ]；1951 年,Brenner 等用电沉积法制备出了Ni-P 及Co-P 非晶合金,主要用于做耐磨和耐腐蚀涂层;1958 年, Tumbull 等人通过对氧化物玻璃、陶瓷玻璃和金属玻璃的相似性的分析,确定了液态过冷对非晶形成的影响,预言了合成非晶的可能性,揭开了非晶研究的序幕；1960 年,Duwez 等采用熔体急冷法首先制得了Au70 Si30非晶薄带,由于他从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的方法,因而标志着非晶态合金这一新材料研究领域的启动。后来, Turnbull 、陈鹤寿等人在Duwez 小组制备的Au-Si 和Pd-Si , Pd -Cu-Si 非晶合金中证实了玻璃转变的存在。Turnbull 先前提出的抑制过冷液体形核的理论作为非晶形成能力的判据被证明 是有效的,而且是迄今为止最有效的判据之一。1969 年陈鹤寿等将含有贵金属元素Pd 的具有较高非晶形成能力的合金( Pd-Au- Si，Pd-Ag-Si 等) ,通过B2O3反复除杂精炼,得到了直径1 mm 的球状非晶合金样品;1989 年日本东北大学的Inoue 等通过水淬法和铜模铸造法制备出毫米级的La- Al-Ni 大块非晶合金;20 世纪90 年代 初,T.Masumoto 和A.Inoue 等发现了具有极低临界冷速的多元合金系列,通过控制非均质形核的工艺,可在实验室里直接从液相获得大块非晶合金;1994 年,根据非晶形成的三项经验法则设计出了一系列的大块非 晶合金;1997 年以来,日本东北大学的范沧 和井上明久等研究发现,在三元Zr 基( Zr -Cu-Al) 合金系中分别加人Pd、Ti 、Ni 、Nb 等元素均可得到一系列的大块非晶合金;2000 年以来,A. Inoue 等进一步对大块 非晶合金的形成机制、结构、机械强度、化学特性、磁性和应用展开了广泛的研究。2008 年大阪大学的Take shi Nagase , Koichi Kinoshita 和Yukichi Umakoshi 等研究了锆 基非晶合金在医用材料上的应用,通过研究发现采用锆基非晶合金制备的医用材料具 有高的强度和热稳定性,同时具有良好的延展性,将其弯曲180°也不断裂,是一种具有潜力的功能材料[3 ]。