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任何的一种科技制品，在完成之后都需要有事后的检查和返厂维修，压力容器也不列外。压力容器在焊接完毕之后，应当首先检查它的焊缝外观和尺寸是否符合预定目标和目标参数、实验压力容器焊接完毕之后的抗热能力和对热的处理、检查压力容器是否在焊接的时候出现裂痕等损伤、检查压力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透气的现象出现。关于压力容器在焊接完毕之后的返厂检查必须要严格做到以下几点：
（1）焊接的返修次数不宜超过两次；
（2）如果需要对焊接之后的压力容器进行返厂检修，必须要提交它要返修的原因并且对原因作出分析，同时提出要维修的建议；
（3）在压力容器回厂返修之前，必须要将其清洗干净，可以采用表面扫描的方式确定已经清洗干净；
（4）等待补焊的部位一定要开阔、平整、以便于进行补焊工作的进行。
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1 材料代用的具体规定
在设备的设计和制造过程中，常常会出现材料采购困难或者出于经济上的考虑，材料代用的现象经常出现在压力容器的设计过程中。《固定式压力容器安全技术监督规程（TSG R0004-2009）》以及《钢制压力容器（GB150-1998）》对材料代用做了相关规定。一般来讲，主要要求如下：压力容器的承压部件在代用材料的选择上，应和被代用材料有着相同或者相似的外形质量、化学成分、尺寸公差、性能指标、检验项目和检验率等。材料代用最基本的原则是：要绝对保证，在技术要求上，代用材料不得低于被代用材料，个别在检测率或性能项目上要求不严格的代用材料，可以采取检验、测试的方式来选择合适的代用材料。材料代用的手续要求为：（1）容器承压部件的代用要严格进行，须经由代用单位技术部门的批准并上报代用材料的复检报告或质量证明，由主管负责人核准批复；（2）必须在获得原设计单位的允许并拿到证明文件后，才可以在压力容器制造时进行材料代用；（3）压力容器的设计图、施工图以及出厂时的质量证明书中要细致标注代用材料的规格部位、材质和规格。
2 以优代劣
压力容器所用的全部金属材料要具有优良的性能，包括材料的力学性能、耐腐蚀性、耐高温性和制作工艺等。每一种材料的性能都是固定不变的，从性能比较的角度出发，常常会出现材料间的“优”和“劣”的问题。但每种压力容器对对材料性能的要求在不同情况下也是不一样的，所以，材料代用中的“优”与“劣”判断从实际出发，具体问题具体分析。下面，笔者基于自身工作经验，主要探讨了几种典型的“以优代劣”问题。
2.1 压力容器制作中，在强度、力学特征等机械性能方面，其常用到的低合金钢尽管明显优于碳素钢，但其冷加工性能与可焊性都比不过碳素钢。一般来说，强度级别高的，其冷加工性能与可焊性就较差，二者负相关。所以在进行这方面的代用时，应相应调整焊接工艺，在热处理时也可能会有相应变化，应给予充分重视。
2.2 材料代用时进行细致、周全的考虑，否则压力容器实际使用中可能会出现各种安全隐患。比如处于湿硫化氢环境下及存在应力腐蚀开裂风险的设备中，容器对应力腐蚀开裂地敏感性随容器使用的钢材的强度级别的提高而增大，二者正相关。此时若将20R和Q235和20R系列的钢材用16MnR等低合金钢待用就极易产生问题，因此，此类“以优代劣”行径在原则是行不通的，应当被禁止。镇静钢在许多性能方面上，镇静钢都比沸腾钢要更占优势，但在搪玻璃容器制造时，镇静钢的搪瓷效果反而不如沸腾钢好。
2.3 一般来说，不锈钢的耐腐蚀性较出色，但在含有氯离子的环境下，其耐腐蚀性却不如低合金钢和碳素钢。
2.4 和普通不锈钢相比，超低碳不锈钢虽然具有价格优势和良好的耐腐蚀性，但前者的高温热强性却更为出色。一般情况下，为了提高耐腐蚀性，需降低含量，而为了提高高温性，则要提高炭的含量。故而，此种情况下的 “以优代劣”，要尤其精确设计设备温度，如有必要，应当重新计算。
2.5 原则上，膨胀节、爆破片、挠性管板及这类零件不能进行以优代劣，特殊情况下必须代用时应以代用的材料为重新进行精密计算，根据结果，适当调整零件厚度，以防止这类零件及其相邻部位出现故障或者失效。
2.6 对热换器管板而言，锻件的总体性能比板材要好，所以通常情况下采用锻件，但当管板厚度小于6cm时也可以用板材代替锻件，但此时要注意，即使锻件和板材的厚度、材质及设计温度都相同，但两者的许应用力却不相同，前者的许应用力稍低于后者。故如需锻件代用板材，应重新核准管板厚度。
对钢材来说，其化学成份上的微小差异都可能对其性能造成重大影响，所以要对待任何类型压力容器钢材的“以优代劣”问题都要予以充分重视，以免导致产品和原设计不符。
3 以厚代薄
“以厚代薄”常常使从平面应力状壳体的受力态转变为平面应变状态，这对容器受力状态来说，是有百害而无一利的，通常情况下，厚壁容器比薄壁容器更容易产生三向拉应力，进而产生平面应变脆性断裂。
3.1 对原设计中封头和筒体间等厚焊接的容器，若对容器壳体的个别部件进以厚代薄，很容易增加壳体的几何不连续情况，从而使封头和筒体间的连接部位受到的局部应力增加，此时，对于有应力腐蚀倾向的容器来说，会造成很大的损害。可能会导致疲劳裂纹，严重的可能造成疲劳断裂。
3.2 在厚板替代薄板时，常常导致连接结构发生相应改变，例如，筒体与加厚的封头连接时，通常需要对封头进行削边处理。对以管道为主要筒体构成的设备，若增加筒壁厚度，在封头与筒体的连接部位也须对筒体侧实施内削边处理。在厚度增加较大时，往往也关系到焊接工艺的变化。
3.3 容器壳体整体层面上的“以厚代薄”，虽然并不会造成筒体连接处和封头的局部应力增加，但不了避免地，仍会导致一下不良影响。1）厚度增加后，原来的壳体设计中的探伤方式和焊接工艺也要进行相应的改变，增加难度；2）壳体厚度的增加必然使容器的重量加大，当容器重量增加过大时，必然会对容器的基础和支座产生不利影响；3）对壳体同时具有传热作用的容器，壳体厚度的增加肯定会影响其传热效果。
3.4 钢板的许应用力和其厚度紧密相连，《钢制压力容器（GB150-1998）》指出，钢材的许应用力随着其板厚的增大而减小，二者负相关。例如20℃-150℃环境下，16MnR板厚由16mm变为18mm时，其许应用力则从170MPa降为167MPa，150℃时，20R的板厚由16mm变为18mm时，其许应用力则从135MPa降为125MPa。由此可知，以厚代薄很可能导致强度不够，故而，对处于临界状态的以厚代薄，必须对验算其强度。
3.5 因为原件厚度与其刚性是成正比的，厚度越大，刚性越强，所以原则上不允许对挠性薄管板、波纹管和膨胀节等元件实行以厚代薄，以防止减弱补偿变形的效果。
3.6 由于换热器的特殊性，对热换器的主要元件进行以厚代薄很容易破坏原来的平衡力系，原则上不可以厚代薄，特殊情况下，必须代用时，需要重新设计计算。
综上所述，以厚代薄的利弊问题是很复杂的，在进行代用时，要由相关设计单位对代用的可行性和影响进行综合考虑后，方可决定其是否可行。对可采取以厚代薄类型的容器，应对其焊接工艺、支座和等进行相应的调整，以尽可能的消除不利影响。
4 其他注意事项
进行材料代用时，应根据实际用材情况对焊接工艺进行适当的调整，一般调整原则为：用高级材料替代低级材料时，实验和验收仍可采用低级材料的标准，不用提高标准；不同材料的耐高温性、韧度等性能不同时，进行最低水压实验时，其相应的温度也可能发生改变，此时，要严格按GB150的相关规定执行；当板厚增加超过GB150所规定的冷卷厚度时，一定要对筒体进行消除应力的热处理；钢板的厚度达到一定水平时，还需要进行超声探伤，必要时，提高水试验的压力。
结语
以钢为材料主体进行设计和制作的压力容器，在材料的机械性能要求上，在考两次材料强度的同时，也应考虑其韧性，在韧性满足的条件下，则应尽可能提高其强度。从这个角度上来说，在压力容器材料选择上要正确界定“优”和“劣”，不要单纯的从材料的厚度和强度来考虑，而要进行综合辨析和考虑。所以，也可以说，压力容器制造中的材料待用并不单单是技术问题，更包含容器的安全性、投资方的经济效益、制造商的成本等经济和管理问题在内的复杂问题。所以，不论是哪种材料代用，其本质上均是变更压力容器的设计方案，应给予相当的重视。
参考文献
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[3]陈冬勤.浅析压力容器制造的材料代用问题[J].科技风，2009，(04):42-43.
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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：
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随着焊接这一“加工”方式在各行各业的广泛应用,焊接质量也得到人们的普遍关注。尤其是保证锅炉压力容器产品质量的关键一环。决定焊接质量优劣的主要因素,是取决于电焊工操作技能的高低、工艺水平应用如何以及是否有良好的职业道德。而提高电焊工这方面素质的唯一途径,就是按国家的统一标准进行较全面的培训。因此,电焊工技能培训考核,就成为提高焊接质量的有效措施,越来越多的受到各方面重视。
但是,如何保证电焊工培训过程中质量的提高及考核合格率,使电焊工实际操作技能在生产中灵活应用,还需要在实践中不断地探索,逐步完善。下面结合我市锅炉压力容器电焊工培训工作,对培训电焊工提高质量的几个重要环节做扼要的阐述。
一、焊工培训专门机构
为了保证焊工培训质量必须设立专门机构,统一管理,专门机构可设立理论教学组,技能培训组。它的任务是:按教学大纲完成理论教学任务,并在每期理论教学中 总结 积累经验,为今后培训电焊工理论知识的不断提高,应用于生产中做准备。
技能教学组负责技能培训的操作指导,技能指导是电焊工培训的主导。专门机构应由有擅长培训工作,而又有实践经验的焊接工程师做全面的组织领导工作,掌握培训进度,鉴别培训的质量,及时处理出现的各类问题。
二、必备的技术文件
培训前,结合实际情况编制必要的技术文件来指导培训工作。具体文件有:1.指导整个培训工作的《焊工培训计划》;2.指导教学工作的《教学大纲》;3.指导各项具体培训工作的《焊工培训细则》;4.《操作技能指导书》。
指导书是根据培训经验编制的较全面的指导焊工操作的技术文件。它的内容包括:金属材料、焊接材料、试件装配工艺、焊接规范参数、操作要点及质量标准。使学员在训练中有标准、有工艺、有方法、有措施地循序渐进,稳步提。
三、基础知识的培训
1.根据技术文件的有关要求,选用合适的培训教材。一般选用与锅炉压力容器有关的教材,让学员多掌握一些焊接质量标准。重点是结合实际讲焊接工艺,焊接缺陷与检验,以及影响焊接质量的因素。
2.基础知识的授课,要使学员能够理解、接受、感兴趣,不求过多、过深,使学员在生产实践中,出现问题能用简单理论来解释、认识才是理论教学的最好方式。
3.教师的素质与学员接受知识快慢、多少、深浅紧密相关。最佳的是挑选有一定实际经验,有一定操作技能的工程技术人员和有讲授能力的焊接技师授课。并采用启发式教学,不照本宣科,罗列公式,寓理论于常见的工作实例中,深入浅出,使学员易于理解和接受,避免死记硬背,不解其意。
四、操作技能培训
1.冰冻三尺,非一日之寒。首先培训前要做“入学” 考试 ,没有电焊工实际操作基础的不能参加锅炉压力容器电焊培训。可让没操作基础的学员参加初级操作训练,待有一定基础方可“入学”。
从学员入学之日,就要使每个学员认识到,如果忽视平时工作中的操作,而仅在培训短期内努力,是难于取得稳固的操作基础的。必须使学员树立培训期是掌握知识的重要时期。
2.操作技能指导是焊工培训的关键。操作技能指导必须由具有一定资质,文化素质较高,实际操作经验较强,有一定的讲解能力、表达能力的优秀焊工或焊工技师担任指导教师。
3.统一是保证学员技能操作水平稳步提高的基础。技能指导教师在辅导学员前,必须在统一管理下,统一思想,统一认识,按《培训计划》逐步教学,按《操作技能指导书》用统一的方法和规范来指导学员操作,坚决杜绝教师按自己想当然的方法授课,并用统一的方法坚决纠正学员的不正确的、习惯性的、错误性的操作方法和操作姿势。
4.在项目训练前,技能指导教师必须按照《指导书》的要求,从装配准备直至试件焊完整个工艺过程,要逐一讲解示范。使学员认识到良好的操作基本功,需在正确地工艺指导下才能得出合格试件。
5.做好记录,进行针对性教学。技能教学时,要有专人记录每日培训中,每个学员的操作及掌握程度,以及技能指导教师教学中发现的问题。
6.将学员按不同程度分为好、中、差进行有区别的针对性教学。重点抓两头(成绩好的和成绩差的)带中间(成绩一般的)。对成绩好的学员可以进行下一项的训练和增加训练项目,对成绩差的学员进行重点的个别辅导,并可以延长重点项目的训练时间,使该项目得到扎实的提高。
7.操作培训应不断深入,全面提高:(1)先板件管件,循序渐进;(2)先碳钢后合金,逐步深入;(3)先“酸性”后“碱性”全面 发展 ;(4)抓两头,带中间,普遍提高;(5)先“统一”后教学,有章有法;(6)高标准,严要求,一丝不苟。
五、爱岗敬业
思想 教育 贯穿于整个培训中,每个教师及工作人员要身体力行、教人教心,让学员明确爱岗敬业和提高自身素质的意义。
总之,通过培训学员操作技能,使工艺水平和职业道德得到全面提高才是培训的最佳效果。
参考 文献 :
[1]蒋智翔,《锅炉及压力容器受压元件强度》,北京:机械 工业 出版社,1999.
[2]陈晓,《高性能压力容器和压和容器钢管用钢》,北京: 科学 出版社,1999.
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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
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[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.
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三峡二期工程左岸厂房坝段A标段共有10个机组进水口，每个进水口分别设置有1条引水压力钢管，机组采用单机单管供水方式。引水钢管设计直径12.4m，最大设计内水压力1.4MPa，是目前世界上管径最大的引水压力钢管，结构形式为钢衬钢筋砼联合受力，布置上顺水流分为坝内段、坝后背管段及下水平段，桩号自20+024.172至20+118.00，中心轴线安装高程EL113.584～EL57.000m，坝内段（上斜直段）材质为16MnR，板厚26mm，坝后背管由上弯段、斜直段、下弯段组成，上弯段、斜直段材质为16MnR，板厚28～34mm，下弯、下水平段材质为60kgf/mm2级高强度调质钢，板厚34～60mm。1＃～6＃坝段压力钢管在下水平段设置弹性垫层管，其单条钢管的轴线长120.122m，工程量1446t；7＃～10＃坝段压力钢管在下水平段设置套筒式伸缩节，其单条钢管的轴线长112.852m，工程量1278t；1#～10#坝段工程量总计13788t。
2、引水管道与相关建筑物的关系：
2.1与大坝砼施工的关系：
因各坝段基岩高程不等，左厂1#~6#坝段部分背管予留槽采用开挖形式，左厂7#~10#坝段背管予留槽采用砼浇筑而成。坝内埋管段随大坝砼上升同步形成，当相应的坝块浇筑至钢管安装高程并有7天以上龄期，两侧非钢管坝段上升至高程110m以上，方可进行该部分钢管安装。
2.2与付厂房的关系：
引水管道的下弯段和下水平段布置于付厂房下部，当钢管坝段管边予留槽形成，两侧非钢管坝段达到高程82m以后，进行下部水平段钢管的安装，并从下弯段逐节向上安装。
2.3与坝体纵缝灌浆的关系：
由于坝体纵向分缝，管道予留槽跨越1~2道纵缝，钢管的安装待相应的纵缝灌浆完成至钢管安装高程以上，再进行钢管的安装。
2.4与予留槽的关系：
在安装之前，土建施工准备工作必须全部完成，在钢管安装结束后，进行管道的砼回填浇筑。
3、压力钢管的制作：
3.1钢管制作材料
3.1.1母材
用于钢管制造的所有钢材应符合设计技术要求和施工图的规定，钢管母材16MnR和60kgf/mm2高强钢出厂前在钢厂内按《压力容器用钢板超声波探伤》（ZBJ74003-88）100%探伤，每批钢板应有出厂合格证，母材的化学成份及性能应满足以下要求：
（1）16MnR钢板化学成份（%）
≤0.02
0.20～0.60
1.20～1.60
≤0.035
≤0.035
（2）16MnR钢板机械性能
（3）60kgf/mm2高强钢化学成份（%）
（5）碳当量：
16MnR低于0.4%；60kgf/mm2高强钢低于0.42%。
（6）焊缝及热影响区硬度值：
16MnR低于300HV；60kgf/mm2高强钢低于350HV。
所有用于制造钢管的母材，到货后按《ZBJ74003-88》规定的Ⅲ级质量检验标准对钢板进行超声抽检，抽检数量为10%。
16MnR钢板为国产板。60kgf/mm2级高强度调质钢由日本进口，其中，1～6＃机采用日本NKK公司生产的610U2钢板；7～10＃机采用日本住友金属生产的610F钢板。
3.1.2焊接材料
16MnR钢板：手工焊采用大西洋产CHE507电焊条；埋弧自动焊采用H10MnSi焊丝；实芯焊丝脉冲电源全自动富氩保护焊采用CHW-50C6SM焊丝。
60kgf/mm2级高强钢：手工焊采用大西洋产CHE62CFLH电焊条；实芯焊丝脉冲电源全自动富氩保护焊采用ZO-60焊丝。
以上所采用的焊接材料均经过焊接工艺评定确定。
3.2钢管的制作工艺
3.2.1钢管排料、划线
根据设计图纸要求，先对钢板进行排料，绘制排料图，然后按排料图进行钢板划线，划线极限偏差应满足表⑴的要求：
排料时纵缝的布置与钢管横断面水平轴和垂直轴的夹角应大于10°，相应弧长应大于1100mm。
钢板划线后应分别标出钢管分段、分节、分块的编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔位置、坡口角度以及切割线等符号。16MnR钢可用钢印、油漆和冲眼标记。高强钢严禁用锯或凿子、钢印作标记，不得在卷板外侧表面打冲眼；在卷板内侧表面用于校核划线准确性和卷板后的外侧表面允许有轻微的冲眼标记。
3.2.2钢板切割、加工坡口
钢板采用自动、半自动氧-乙炔火焰切割或数控切割机割去多余部分。纵缝和直管段环缝坡口用12m刨边机加工；弯管段环缝坡口用数控切割机加工，坡口加工后的尺寸应附合图样及规范的要求。
3.2.3钢板卷制
篇7
在关于复合钢板压力容器在焊接过程中出现高温蠕变的情况的研究过程中，要结合复合钢板压力容器所使用的具体材料、焊接以及高温蠕变的理论和研究方法，因为二者之间联系紧密。在了解和认识关于复合钢板压力容器在进行焊缝中出现的高温蠕变的现象等问题的研究现状的过程中，必须要充分考虑以下的研究成果和进展。
1 国内外研究概述
当今世界，无论是在复合钢板在结合的过程中所使用的技术，还是在复合钢板在焊接的过程中所使用的技术的研究方面都是十分的成熟的，在生产制备方面也是有了很大的进步的，这些方面的理论研究和实践经验，不仅对于复合钢板在相关技术方面的更新，以及在工业中的具体运用都具有重大的作用和影响。特别是对于美国、英国等西方发达资本主义国家而言，对于复合钢板及其相关理论研究的时间已超过了一百年了，与此相比，我国的研究要晚了许多，大概始于60 年代，从技术方面而言，较一些发达国家还是比较落后的。关于复合钢板的结合技术，在我国现行相关规范标准当中，为了能够确保复合钢板基层与基层之间实现可靠与有效的复，就必然要运用到冶金结合这项技术的。在现阶段的技术条件支持下，为了实现两者之间的有效复合，所采取的方法多为爆炸焊接法、或者是爆炸、热轧结合方法，而对于冷轧复合钢板而言，此类钢板的获取多是通过外国进口的方式所实现的。对于爆炸复合法而言，主要是将两种金属板进行高速的冲撞，通过冲撞面上发生的熔融状态，进而在复合钢板的基层和复层之间形成相对较高的连接强度，使金属相互结合。这种方法是我国在制造复合钢板的过程中，最为成熟的工艺。
在高温腐蚀环境中，由于复合钢板本身所具有的较强的可设计性、较强的耐腐蚀性以及较高的性价比等方面都已经成为其参与市场竞争的优势，这些优势也使复合钢板可以在石油领域和化工领域广泛的应用。但是，在冶金、制造加工等领域，由于复合钢板压力容器在结构方面还是存在着一定的不足和缺陷，尤其是在复合钢板压力容器焊缝的部分，在焊接的过程中，出现的位错、留有空隙或者夹杂杂物等情形，如果在长时间的高温环境下作业，就会比较容易出现裂纹。如果仍然坚持作业，就会造成复合钢板压力容器在焊接处的断裂，进而给生产和安全造成重大损失。
2 复合钢板的制备
在国内外，关于复合钢板在结合的过程中所使用的技术以及在焊接过程中所使用的技术方面理论研究和相关设备的生产方面已是十分的成熟，而且这些方面的研究成果对于复合钢板技术的及时更新和在工业中的实际运用起到了重大的推动作用。在一些发达国家，关于复合钢板方面的研究已经超过了一百年，但是，我国则仅仅在20世纪60年代才开展了关于复合钢板方面的研究，与发达国家相比，是晚了许多的，因此，在理论研究和技术研究方面都是相对落后的。例如：对于复合钢板在结合过程中所使用的技术，在我国现行的标准，就是在复合钢板基层和复层之间必须通过冶金使两层相互结合，而且还要求有一定的链接强度。从这一标准来看，在我国，复合钢板的制造运用的主要技术还是爆炸焊接或爆炸-热轧，因此，广泛使用的冷轧技术制造的复合钢板基本上都是需要进口的。
3 复合钢板压力容器的焊接
在复合钢板压力容器的焊接的过程中，焊接的工艺实际上极大的影响了复合钢板压力容器焊缝高温变化。一方面复合钢板的焊缝焊接不同于单一金属的焊缝焊接，它属于在不同种类的金属之间完成焊接，由于两种金属所具有的膨胀特性是不相同的，因此主要是在焊缝的附近引起焊接热应力。另一方面，在对复合钢板进行焊接的过程中，在复合钢板的基层与复层间适当的增加过渡层，这样就可以避免基层金属对复层金属的碳稀释，具体而言，主要就是避免碳从基层转移到复层，从而使得局部地方变得薄弱。以上两个方面就是导致复合钢板压力容器在焊接后，在容器的焊缝比较容易出现问题和缺陷的主要原因。
4 焊接接头高温变化的研究方法现状
在有关焊接接头高温变化问题的研究过程当中，比较常使用的研究方法可以归纳为以下三种类型：
第一类：针对焊接接头接缝位置存在的差异性的微观组织情况，所涉及到的研究对象主要是针对焊缝区域强度、以及断裂现象而言的，主要是通过母材、焊材试样、以及热影响区的方式实现。通过此种方式，能够对母材与焊材之间的性能差别进行详细的比较。按照此种方式，还能够在温度变化的前提条件下，对焊接接头的强度参数进行合理的调整与修正。这种方案是焊接接头高温变化研究中的最基本方法，目前在ASME Code Case N-47 中有关焊缝设计部分得到了较为充分与普遍的运用；
第二类：为了更加良好与有效的对焊接接头所存在的变化行为加以证实且可靠的研究，不单单需要完成对单一性材料温度变化情况及其规律的认识，同时还需要涉及到对有关焊缝试样性能的研究工作。其中，通过对焊缝试样性能进行的研究，能够对焊缝所对应的变化断裂机制以及具体的断裂区域有一个更加清晰的判定，同时可配合完成有关焊缝试样整体强度与焊材强度、以及母材强度的综合比较工作。在此基础之上，还可以通过对以上性能指标的分析，应用数值分析方法，进行有关焊缝焊接接头强度指标、断裂性能、以及使用寿命等指标的评价工作。
第三类：同第一类、第二类方法不同的是，在第三类有关焊接接头高温变化情况的分析过程当中，所采取的分析方法是建立在一个方向基础之上的单轴拉伸试验，试验过程当中对于多轴应力的影响并未加以特别关注。同时，针对高温构件的焊缝区域产生的具体的强度变化，采用以上的方法仍然无法得到真正的反映，所以对于强度变化的研究还需更加精确的方法，主要是认真地研究实际焊接的构件的具体变化情况，在对整体的强度差异进行比较的基础上，获得复合钢板焊缝部分对于复合钢板的结构产生的影响。关于这方面的研究，虽然一些专家和学者已经开始研究，也取得了一些成果，但是在实践使用中，费用都比较高，难度也比较大。
5 结论
当前，社会急需一种新型的材料来解决这一问题，而复合钢板的出现就有效地解决了这一问题。复合钢板是一种复合产物，其是在普通金属表面包覆一层具有特殊性能的材料，并通过一些工业处理复合而成，它具有单一金属材料不具备的优异性能，如高比刚度、疲劳性强、尺寸稳定、耐腐蚀和磨损等，所以对复合钢板的焊接工艺进行分析研究是很有必要的。
参考文献
[1]李冬林.焊接应力和变形的数值模拟研究.硕士学位论文，武汉理工大学，2003，3.
篇8
前言
随着中国经济的快速发展，中国的钢产量和用量均达到世界第一位，这极大地推动了焊接技术的发展，目前中国钢结构的焊接工作量已达到世界焊接强国的水平[1]。随着海洋装备、航空探测器、大飞机、高速列车等产业的发展，对焊接技术和焊接质量的要求越来越高，因此提高焊接过程的生产效率，探寻和发展优质、高效、节能的焊接方法已成为满足实际生产需要的重要任务[2-4]。随着先进制造业的发展，传统单丝焊接方法的生产效率已趋于极限，无法满足现代化工业技术发展的步伐。同单丝焊接技术相比，双丝焊具有焊接速度高、熔敷效率高、焊缝质量好等优点，能够极大地提高焊接生产效率，因此受到越来越多的关注[5-7]。
1. 双丝焊的分类
根据焊接特点和保护方式不同，双丝焊主要包括双丝埋弧焊和双丝气体保护焊两种[8-10]。双丝埋弧焊因其高效、节能、优质的特点，在国内外造船、桥梁、压力容器和管道领域都得到了广泛的应用。但是，双丝埋弧焊只适于平焊长的直焊缝和圆形纵、环焊缝，而且焊缝熔深大，其应用有一定的局限性。双丝气体保护焊具有焊接高速快、熔敷率高的特点，不仅可以焊接薄板工件，也可以焊接厚板结构，在输气管道、压力窗口、钢管、桥梁、船舶等领域具有较好的应用前景。
根据焊接电路配置和焊丝的装配不同，双丝焊分为串列双丝焊、并列双丝焊、串联双丝焊、双丝三弧焊和双丝预热填丝焊等[11， 12]。本文主要介绍串列双丝焊、并列双丝焊、串联双丝焊。
1.1 串列双丝焊
串列双丝焊中每根焊丝由一个电源控制，是目前最受关注的双丝焊技术。气体保护串联双丝焊一般称为TANDEM双丝焊。根据焊丝的相对位置不同，串列双丝焊分为分离电弧法和共熔池法。在双丝埋弧焊中，分离电弧法应用较广。分离电弧法实际上是由两套传统的单丝埋弧焊系统组装而成，设备简单，通用性强。通常情况下，一根焊丝直流反接，另一根焊丝使用交流电源，从而即能够获得较大的熔深，也能够保证焊缝成形美观，目前该方法已在造船、压力容器和管道焊接领域广泛应用。
共熔池法同分离电弧焊最大的区别在于焊枪部分，它同样包括两台焊机和两台送丝机，但只有一把焊枪。共熔池法多用于气保焊，两根焊丝分别使用单独的导电嘴，共用一个气体喷嘴。焊接时，两根焊丝分别引弧，在双电弧中熔化形成一个熔池。由于双电弧距离较近，相互干扰，一般使用脉冲电源。
1.2 并列双丝焊
并列双丝焊的两根焊丝共用一个电源和一个导电嘴，两根焊丝平行排列，一般垂直于母材，焊丝的直径和成分可以更换和调整，但两根焊丝的送进速度相同。并列双丝焊实质上是利用两个较细的焊丝来代替一根较粗的焊丝，由于存在两个电弧，母材的热影响区变宽，但热输入变小，焊缝金属的过热倾向减小，而且焊接速度较单丝焊有明显提高。气体保护并列双丝焊一般称为TWIN-ARC双丝焊，两根焊丝共用一个导电嘴和气体喷嘴。
1.3 串联双丝焊
串联双丝焊的母材不通电，两焊丝通过导电嘴分别接电源的正负两极，两焊丝串联，电弧在两焊丝之间产生。焊接时即可用直流电源也可用交流电源，两焊丝之间的夹角一般为30-45°。这种焊接工艺熔敷速度是传统单丝焊的1.5-2倍，由于母材不接电源，母材的热输入少，熔深浅，熔敷层金属的稀释率一般小于10%。
双丝间接电弧气体保护焊是一种比较新的串联双丝焊技术，该方法采用直流电源，两套送丝机构分别控制两根焊丝的送进，电弧可在距工件不同的位置引弧和燃烧，两极性斑点分别在两焊丝上，利用弧柱热量和熔滴携带的热量熔化母材形成焊缝。
2. 双丝焊的发展及现状
双丝焊的研究基本都是从埋弧焊开始，双丝自动埋弧焊最早的应用出现在20世纪50年代，该技术的出现使焊接效率发生了根本性的提升[13]。双丝自动埋弧焊包括单电源双丝和串列双弧两种，单电源双丝焊熔透能力较差，一般仅适用于窄间隙焊接，而串列双弧中双丝由两个电源单独控制，具有熔深大、熔敷速度高、焊缝金属稀释率接近单丝焊的特点，目前已在实际生产中得到广泛应用。
气体保护双丝焊的研究最早出现在1955 年。同双丝埋弧焊一样，双丝气保焊也可以减小焊接变形，提高焊接质量和生产效率，同时节约焊接材料[14]。国外科研机构对于双丝气保焊的研究较早，目前已完全掌握相关设备的成熟生产工艺。例如，加拿大焊接研究所研制了脉冲双焊丝GMAW 焊接设备，用于窄间隙的高强钢焊接；日本的NKK 船厂采用了双高速旋转电弧的焊接工艺，用于角焊缝的焊接；奥地利弗尼斯公司成功开发了单枪双丝MIG 焊技术，焊枪尺寸小巧，适应于焊件的任何位置焊接。为了适应薄板高速焊和厚板高熔敷率焊接，2001 年在德国埃森展上由奥地利Fronius 公司和德国CLOOS 公司分别展出了双丝 MIG 焊设备，该类设备是将两根焊丝按一定角度放在同一个焊枪喷嘴内，两根焊线分别由各自独立的电源供电，焊接过程稳定，焊接效率较高，达到 3～5m/min，该类设备已在车辆制造、造船、汽车等方面得到了广泛的应用[15-17]。除上述公司外，德国的BENZEL公司，美国的Miller、Lincoln公司目前均可以生产成套的TANDEM或TWIN-ARC双丝焊设备。
我国在双丝焊方面的研究也比较早，在80年代便可以制造出双丝气体保护焊设备。但后来由于焊接人才缺乏和科研经费短缺，我国双丝焊技术的研究一直远远落后于国外，目前我国的双丝焊设备基本依赖进口，仅德国的CLOOS公司的TANDEM双丝焊接系统在国内便有数百套。近年来，国家加大了先进焊接技术领域的资助，我国在双丝焊领域的研究迅速发展，上海交通大学、西南交通大学、北京工业大学、哈尔滨工业大学、山东大学等科研院校均开展了该方面的研究工作，部分机构已经具备研制双丝焊设备的能力[18-20]。但是，由于研究基础薄弱，相关理论知识缺乏，我国双丝焊设备的整体水平同国外同类产品还有较大的差距。
3. 双丝焊的应用
3.1 双丝焊在造船领域的应用
2010年，中国造船业的三大指标即造船完工量、新承接订单量、手持订单量均超越老牌造船强国韩国和日本，成为世界第一造船大国。虽然由于经济危机和产业结构的问题，近两年我国的造船业发展进程有所回落，但仍然保持在世界三大造船大国之列。焊接技术是船舶制造工业的关键技术，船舶的焊接技术水平直接影响着我国造船业的国际竞争力和发展前景。
采用双丝埋弧焊工艺焊接船用高强钢DH36，焊接质量完全满足中国船级社《材料与焊接规范》的技术要求，焊接熔敷率较单丝埋弧焊有明显提高，焊接道次减少，20-30mm厚度的钢板能够实现双面单道焊，焊接效率大大提高[21]。对于60mm厚度的DH36 钢采用交流方波双丝埋弧焊方法，通过优化焊接工艺，焊接接头的低温断裂韧性（0 °C）明显改善。采用小电流、低速焊的工艺，焊缝的断裂韧性裂纹尖端张开位移（CTOD）值比常规工艺提高约85%，热影响区提高近4倍；采用大电流、高速焊的工艺，焊缝的断裂韧性 CTOD 值比常规工艺提高近3倍，热影响区提高近2倍[22]。
高强度船体用EH36是一种经过细晶处理的镇静钢，其焊接热影响区组织与性能对焊接热输入较敏感，热影响区淬硬倾向大，氢致裂纹敏感性较大。相比较传统单丝CO2气保焊，采用双丝CO2气保焊焊接EH36，焊接接头的屈服强度、延伸率和低温韧性（-40 °C）均显著改善。另外，在单根焊丝具有相同电流和电压的前提下，获得相同的焊缝宽度时，双丝焊的焊接速度比单丝焊提高1倍，生产效率大大提高[23]。
3.2 双丝焊在高速列车领域的应用
我国的高速列车技术经过近20年的发展，通过消化吸收和自主创新相结合的发展道路，逐渐突破高速列车的关键技术问题，实现了高速列车的自主制造。2010年CRH380AL新一代高速列车创造了486.1 km/h的世界高速铁路最高运营速度，标志着我国高速列车技术已跻身世界高速列车技术先进行列。高速列车的高速化主要取决于车身的轻量化材料和车体结构，因此高速列车承载结构轻量化的研究至关重要。
铝合金因其比强度高、耐蚀性好、成型工艺好等优点，在高速列车车体中得到广泛应用。但是，铝合金活性高，铝与氧的亲和力在，焊缝中容易形成氧化铝夹渣。铝合金导热系数和膨胀系数也较大，焊接时需要高的热输入，容易产生焊接应力和变形甚至裂纹。目前铝合金的有效焊接方法主要为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊[24]。钨极氩弧焊适合焊接的板厚范围为1-20mm，熔化极氩弧焊采用高熔敷率焊接（大电流、粗焊丝，适用于厚板）时，热输入过大，焊缝成形较差，若采用高速焊接（高电流密度、细焊丝，适用于薄板）时，对送丝速度的要求较高。
双丝焊接技术可以解决高速列车铝合金焊接时存在的问题，不仅可以获得优质的焊接接头，还可以提高焊接效率。以CRH3型动车组车体用6005A-T6铝合金为例，采用奥地利IGM Robot RTI 330-S双丝焊接系统，通过优化工艺参数，焊接接头组织比单丝焊更为致密和均匀，抗拉强度和延伸率均有所提高，焊接速度显著提高，目前该技术工艺已实际应用于CRH3高速动车组的生产中[25]。采用双丝MIG焊焊接6082-T6铝合金时，由于双丝焊热输入较小，焊接接头晶粒较小，热影响区较窄，硬度及抗拉强度相比单丝焊接接头略有提高，但双丝焊焊接速度大大提高[26]。另外，双丝焊在2219、7A52等铝合金的焊接也被学者广泛研究，通过调整工艺参数，双丝焊接技术均能够获得良好的焊接接头，不仅力学性能优于单丝焊接接头，耐蚀性也有所提高[27-30]。
3.3 双丝焊在管道焊接领域的应用
管道工程主要用于输送各种介质，作为一项重要的基础设施，管道工程已广泛地存在于石油、化工、电力、建筑和市政等行业。随着我国经济的持续快速发展，东部沿海地区的能源消耗越来越多，石油、天然气等战略能源物质的输送变得尤为重要，逐渐得到国家的重视。近年来，随着“西气东输”等大型管道工程的开展，钢管材料的使用量大幅增加。同其他焊接结构不同，管道即要承受一定的压力，还要完全保证传输物质不能泄露，因此钢管的焊接质量要求较高，焊接接头不仅具有良好的力学性能，还要具有较好的致密性和耐蚀性，以保证管道工程的安全运行。
目前管道工程主要采用X系列管线钢，代表钢种有X60、X65、X70和 X80。管线钢的焊接主要为环焊缝或螺旋焊缝，而且管径较大，管壁较厚，因此主要采用埋弧焊焊接。同单丝埋弧焊相比，双丝埋弧焊减少了咬边焊接缺陷，焊接速度提高30-40%，满足了钢管的高速焊接。双丝埋弧焊工艺特别适用于厚管的焊接，22mm厚板可单面焊双面成型，甚至可以焊接300mm厚的焊件。埋弧焊管工艺一般采用串列双丝焊技术，采用直流+交流的形式，前丝采用直流电，后丝采用交流电，即可以获得足够的熔深，以能够得到满意的焊缝[31，32]。大管径X65级钢管对接环焊缝焊接时，采用U形坡口多层焊工艺，在较小的热输入下，可以保证焊接接头具有优良的拉伸性能和断裂韧性，焊缝效率大大提高，完全能够应用于陆地和海底油气管道[33]。
4. 双丝焊的前景及展望
“十二五”期间，“发展高效焊接”、“提高焊接机械化、自动化水平”是焊接技术发展的方向和目标。双丝焊以高速、高效、节能、优质等优点越来越被焊接界人士认同，在实际生产中的应用也越来越多。我国每年造船用钢量可达上千万吨，油气管道用钢在200万吨以上，若全面采用双丝焊工艺，其能源节约将非常可观，而且生产效率大大提高，其发展前景非常广阔。此外，中俄、中缅、中国-中亚油气管道工程以及中国西气东输三线工程的建设为双丝焊接技术的发展和应用提供了空间的机遇。随着双丝焊技术的不断成熟和完善，双丝焊工艺也同焊接机器人相整合，焊接效率和自动化程度进一步提高。同时，三丝甚至多丝焊工艺也在逐渐出现，新的电弧组合焊接工艺方法也被学者广泛研究。相信在不久的将来，焊接产业将进入全新的发展时期，先进的焊接技术和工艺将不断涌现，从而推动机械加工行业整体水平的提升。
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篇9
一、ASME U U2质量保证体系的建立与运行
一重公司在第一次筹备ASME U U2取证之初，已具备压力容器制造技术条件和制造能力，为扩大压力容器市场范围，把目光投向国际市场。那时，一重公司虽已取得国家质检总局颁发的《中华人民共和国特种设备制造许可证》。如果一重公司再并入一个压力容器制造保证体系，会给质量保证工作乃至整个压力容器质量保证体系带来多大的影响，还不能充分明确。作为ASME U U2取证主要负责人之一的我，也感到ASME U U2取证工作压力还是很大的。通过与取证工作小组共同努力学习CODE及向AIA的AIS咨询，逐渐理解ASME U U2相关要求并与我公司的《中华人民共和国特种设备制造许可证》建立的质量管理体系要求相结合，在一重公司主管领导的大力支持下，在全体取证人员共同努力下取得了ASME U U2证书和U U2钢印。。
取得了ASME U U2证书和UU2钢印后，需明确指出的是，在没有接到国外订货时的ASME U U2证书和U U2钢印是一个没有经过制造实践的质量保证体系，还不能说明该体系完全适用一重公司生产制造活动。因此，在接收到国外订单后，一重公司所有参与按ASME U U2证书和U U2钢印制造的人员才有了对ASME U U2证书和U U2钢印更加深刻的认识。
二、出口压力容器产品制造过程中的质量保证存在的问题
一重公司在接收到第一份为印度制造压力容器订货合同时，外方就明确要求该合同必须按ASMEU U2证书和U U2钢印进行产品的制造活动。核电石化事业部的质量保证部就该项目管理工作中的质量保证根据合同条款的要求开展准备工作。一重公司的ASME U U2证书和U U2钢印建立的质量保证体系开始真正的运行。
1、培训工作的问题
根据CODE及ASME UU2证书和U U2钢印的质量控制手册描述，项目管理的培训工作，并没有具体要求，但考虑到一重公司是首次承制国外压力容器的制造工作，且与给用户制造国内压力容器有诸多不一致的要求，对从事压力容器制造工作的相关人员开展了ASME U U2证书和U U2钢印质量控制手册和程序文件的培训工作。为保证受培训人员的对手册和程序文件的理解程度，重新修订并下了手册和程序文件结相关单位。
但在培训中发现，按CODE及ASMEU U2证书和U U2钢印的质量控制手册描述要求，标准、技术文件、检验试验文件等要求的是以英文为准，多数从事压力容器制造活动的人员还不能完全适应这一要求。
2、授权检验机构监制问题
按国内标准要求制造并在国内使用的压力容器产品，不仅符合国内相关法律、法规的要求，建立建全压力容器质量管理体系，而且还要取得国家质检总局颁发的《中华人民共和国特种设备制造许可证》，并且由国家指定的政府部门进行压力容器的监制工作；同时，买方、业主或授权监理公司负责合同产品的监制、监检工作，以保证压力容器产品制造质量。而对于承制国外用户的压力容器产品，在满足中华人民共和国《锅炉压力容器制造监督管理办法》规定的要求的同时，按CODE及ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册描述要求，接受用户授权ASME的AIA如：HSB、BV等公司派出的AI负责产品制造期间的监制和监检工作。
这样，一重公司就面临着与国际著名授权检验机构合作问题。一方面，在压力容器制造活动中，需按ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册描述要求开展制造活动，同时也要接受国家法规要求的属地监管部门的管理，这就意味着有些相同的工作需按不同的要求进行。另一方面，在压力容器制造过程中工序检验还严格执行COL，COL是一个近似于核电产品制造过程中的产品见证质量计划，不仅如此，一重公司在多年的压力容器制造经验和管理方法上已有成形的管理模式。因此，在生产制造过程中出现很多与临时改变生产过程而导致工艺流程发生变化，进而在执行COL时改变见证点见证和签字等问题。。不但如此，由于见证时机的变化，给QA与AI的工作联系造成麻烦。AIA的AI的工作时间与我们现在的工作方式不完全相同，加之还有市技术监督局参与其中，起初的工作协调十分困难。另外，按ISO9001的质量管理体系要求，容器产品的质量保证体系还必须与ISO9001的质量管理体系相符合。在容器制造的初始阶段，十分艰难。
综上所述，在出口压力容器产品过程中，按ASME U U2建立的质量保证体系进行制造活动，有的问题显现出来，还有的问题可能会预想不到，本篇主要探讨解决上述提出的问题。。
三、ASME U U2质量保证体系的改进与提高
任何一个事物的存在都有其必然性，一重公司的ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系也是这样。它有顺应一重公司发展要求的必然性，同时也有改进和提高的环境而导致一重公司的ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系运行机制的有效性。
1、对于培训问题，按CODE和ASME U U2证书和UU2钢印的质量控制手册的内容并没有对培训进行强制实施，但结合一重公司的实际，一种文化的执行如果没有必要的宣贯是不行的。因此对于有针对性的项目开展培训工作是有的放矢。对于语言环境，一重公司的设计、工艺和检验试验部门特别是近几年新招的毕业学生，英语水平有很大变化，但这并不能就此说明一重公司可以在英语的环境下从事制造活动。通过与设计、焊接工艺、加工工艺和项目管理等长足进展业之间的联系沟通，在从事印度项目压力容器产品制造过程中，首先利用ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册和程序文件的现有资源，保证在生产制造的各个环节中的设计、工艺和检验试验等文件必须是中英文对照，以便于在生产过程的各个环节的工作能够按文件的要求开展工作。同时也能够符合在AI监检过程中按ASME U U2证书和UU2钢印的质量控制手册语言文字描述的要求。 在这方面，设计、工艺和其它技术部门的工程技术人员需付出大量的劳动，以保证产品的制造顺利开展。其次，对于产品竣工产品文件的提交，QA、QC在编制、整理中，保证其出厂文件的完整性和不同语言描述的一致性。通过培训工作的开展，不但保证出口产品的制造工作，同时也将工作遇到的问题显露出来，保证体系的有效运行。
2、对于AI的监制，在生产制造过程中，AI是按COL执行产品制造的过程控制，是完全按ASME U U2证书和U U2钢印的质量控制手册所要求的质量保证体系运行的。对于一重公司常见的产品制造工序变化，若按已制定的工艺流程和COL执行，显然无法与之相适应，这就要求我们在项目管理过程中，加强技术部门与生产车间的配合，加强QA在制造过程中的质量保证，按项目总体进度要求，结合实际的做好生产准备工作。技术部门工艺流程要和检验部门的COL与生产过程相一致。保证压力容器产品的制造符合工艺过程。让AI确信一重的生产制造过程与工艺要求一致。在这种情况下，工艺部门和检验部门需密切配合才能满足生产需求。通过出口压力容器产品制造过程的质量保证体系运行，证明一个再完善的理论必须拿到实践中验证，才能充分体系其应有的价值。ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系历经几次换证，终于与生产结合起来，为今后制造更多的出口压力容器产品积累了宝贵经验。出口压力容器产品的制造，也验证质量管理体系持续改进的要求，与ISO9001管理要求相吻合。
四、结语
虽然在出口印度压力容器方面取得了ASME U U2证书和U U2钢印的质量保证体系运行的实际经验，还会有在出口压力容器制造过程中没有出现的问题，任何一个质量保证体系，都有其发展和完善的过程，从各国认可的ASME规范到我国压力容器制造标准，也都是在发展的。质量保证工作也应是这样，不能把目光放在眼前，本文虽只探讨了出口印度的压力容器制造问题的一部分，但质量保证是由部分问题甚至个别问题的出现也要将质量保证的整个体系加以补充，以求达到持续改进，保证企业的可持续发展。
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毕业设计是高职院校众多教学环节中最重要的实践教学环节之一，不但对学生在校期间所学知识、技能有巩固检验作用，而且是培养学生综合技能、提升学生职业素质的有力渠道，同时也是拉近学生与就业环境之间的距离、实现学生身份转变的有效途径。
改革的背景与思路
毕业设计存在的问题 由于高校扩招、就业压力、学风浮躁、高职教育发展不够成熟等多方面的原因，高职毕业设计环节存在着或多或少的问题：（1）毕业设计选题与高职教育的人才培养目标存在差异，内容轻技能、重理论；（2）选题与工作岗位偏差大，有的甚至无关联；（3）具有实际工程经验及企业经历的指导教师偏少；（4）没有充分发挥毕业设计研究成果的可用价值。
毕业生就业难 学生就业是高校当前的热点、难点工作，工科类专业毕业生找工作难是很普遍的现象，尤其高职院校的毕业生，高不成、低不就的状况使他们更难以就业。另外，企业所需要的各类专业人才紧缺，招不到合适的员工，应聘大学生或专业水平过低，或所学专业与企业需求不一致，难以达成协议。因此，学生如何给自己一个正确的定位，找到合适的岗位，是目前急需解决的问题，也是高校发展必须解决的一道难题。
化工设备与机械行业的特点 化工机械制造行业是个特殊的机械制造业。化工机械制造厂所生产的产品均是一些非标产品，因此，对于任何一台产品，必须有配套的设计图纸、工艺、检验等技术文件。生产压力容器的厂家必须持有相应的压力容器制造许可证，设计单位必须有相对应类别的压力容器设计许可证。任何一个环节均需有一定数量的工程技术人员。这些岗位所要求的人员必须是有一定理论基础知识，又有一定工程实践经验的技术人员。约有三分之二的化工机械专业毕业生的去向为此类制造厂，因此，如何让毕业生尽快地适应这些岗位，是需要高职院校认真思索和解决的问题。
以就业为导向的毕业设计教学改革
以就业为导向的毕业设计教学改革是毕业设计环节人才培养的一种探索，我校实施化工设备与机械专业毕业设计教学改革后，提升了整体毕业设计水平，提升了学生的职业素质，增强了学生就业能力。学生的毕业设计成果还可以帮助企业解决实际问题，这不但有助于学生能更快更好地就业，同时，毕业设计成果又可运用到以后的实际工作中，帮助学生就业后更好地开展工作。
毕业设计选题题库系统设计 选题是毕业设计的重要环节。以往毕业设计选题陈旧，理论性题目偏多，综合训练题目偏少，选题缺乏多样性，题目深度不够，致使学生训练不足。据此，我校化工机械专业毕业设计教学改革首先从选题着手，开发建立了符合企业实际需求的毕业设计选题题库系统。系统中所有的课题均以学生所学课程知识和技能为出发点，使学生将所学理论知识和能力进行综合应用并进一步提升训练，以综合实践教学目的为基本要求，题目贴合工作岗位，具有实际应用意义。对学生而言，是有能力完成的；对企业而言，是有利用价值的。指导教师通过大量的实践和专业岗位调研，设计、收集、整理出具有明确工程背景和实际应用价值的课题，组建了题库系统。课题大致分为以下几类：各类非标设备的设计（包括选材、结构设计及强度设计）、基于Excel的化工设备零部件强度系统设计、基于Excel的标准零部件查询系统设计、化工设备及零部件制造工艺（包括焊接工艺）编制、钣金件放样系统设计、非标设备报价系统设计等，根据学生的实习岗位和兴趣，实现毕业设计课题的双向选择。
优化毕业设计过程 我校化工机械专业教师大都来自企业，有着数十年的企业工作经历，在企业中从事过压力容器设计工作，持有全国压力容器设计审核资质。在学校完成常规教学工作的同时，业余时间还可承担一些项目、设备的设计科研工作。因此，在辅导学生毕业设计过程中具有绝对的优势。对于已落实工作单位的学生，指导教师要求他们必须选择与工作岗位相关的课题，这样对学生而言，学习与就业融合在一起，完成毕业设计不再是负担，而是就业前的上岗培训和试工考核。毕业设计过程相当于某一阶段的工作总结，或是对以后工作内容的预习，指导教师可以通过电子邮件等方式与学生进行交流，帮助他们完成毕业设计，同时也可帮助他们更好地开展工作。对于尚未落实工作的学生，要求他们选择自己感兴趣的课题，指导教师向他们提供大量的参考资料，包括教师自己的科研成果、收集整理的一些案例，同时督促学生在较短的时间内完成毕业设计。通过毕业设计，学生的一些实践能力如AutoCAD绘图、零件强度计算、正确运用法规规范及技术标准、软件编程等能力会得到锻炼提高，从而为顺利就业打下基础。指导教师针对不同类型的课题，制定了不同的毕业设计指导过程记录，力争在较短的时间内使学生的能力得到全面的提高。压力容器设计类课题的指导记录表如表1所示。通过整个过程的指导，学生对于设计一台压力容器的整个过程有所了解，也经历了选材、强度计算、使用SW6软件、绘图、压力容器分类等过程，基本可以“零距离”就业，从事简单压力容器的设计工作。
推广毕业设计成果 指导教师应对学生在毕业设计过程中的阅读文献、专业译文、毕业设计报告（论文）、中期检查内容、教师指导纪录、毕业设计答辩等环节进行规范管理，这样可保证毕业设计质量。化工机械专业每届均有大量的优秀毕业设计，指导教师可将这些优秀毕业设计进行整理、修改、充实、归类，并向企业推广，帮助企业解决实际问题，毕业设计的作者会因此而受企业欢迎，这样的毕业设计可在企业与学生之间起到桥梁的作用，使学生顺利地就业。如我校2010届机电074班4位学生合作完成了管法兰查询系统设计。该设计以HG/T20592～20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》为基本数据库，充分利用了Excel中函数功能强大的特点，将管法兰标准中繁冗的表格、数据、图形转换成简单清晰的查询界面，实现了钢制管法兰的实时查询。整个系统包括法兰的公称压力等级对照查询，各种型式的法兰、垫片尺寸查询，密封面尺寸及紧固件查询等。有了这样的查询系统，压力容器、管道等专业技术人员能快捷、准确地查找到法兰系统各个零件的结构尺寸，可大大提高技术人员的工作效率。在毕业设计中，这4位学生的AutoCAD绘图能力、查询标准能力、Excel编程能力均得到了提高，以该毕业设计为桥梁，他们都找到了理想的工作，而且在工作岗位上干得也非常出色。
毕业设计教学改革成果
毕业设计环节的教学改革是我们对高职教育教学改革的初步尝试，取得了一些成绩，几年来我校化工机械专业毕业生的就业率均达100%，有时还出现了供不应求的局面。有的企业在学生尚在二年级第一学期学习的时候就提前跟他们签订就业意向，甚至有的企业要求个别学生从二年级第二学期开始，每周六、周日去企业上班，帮助企业绘制设备图或编制制造工艺。因此，学生的实践能力得到了提高，同时为一年后的就业打下了基础。在我校机械工程学院的6个专业中，化工机械专业学生的毕业设计得优率最高。
毕业设计环节教学改革的困难与展望
我校毕业设计教学改革实施两年以来，在改革研究与实践中遇到了许多困难，也有过一些疑惑。改革确实能够有效地锻炼和培养学生的专业素质，并得到了学生和用人单位的好评。但学校增加了办学难度，对教师而言，无论是教学难度、教学工作时间还是对教师本人的要求都提高了。如果将这样的改革推广到其他专业，则遇到的问题会更多，如顶岗实习单位落实困难，“双师型”教师不足，缺乏有效的激励机制，教学成本增加等等。虽然改革困难重重，但实践证明改革收到了良好的效果，提高了毕业设计质量，并明显地促进了毕业生就业，毕业设计既为学生就业创造了条件，又成为学生就业的桥梁。我们深深地感到，这样的改革是社会的需要，是职业教育的需要，因此有必要克服一切困难，将这样的改革坚持不懈地进行到底。
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篇11
低合金高强度钢是在碳素钢的基础上加入总质量百分数不超过5%的合金元素，屈服强度超过275MPa，并具有不同用途结构所要求的良好的强度、塑性、韧性、焊接性、成型性、耐蚀性、耐热性、耐低温性、耐磨性或其它特殊性能，通常以板、带、型、管等钢材形式供应，用户不需经过重新热加工、热处理而直接使用的结构钢种可称之为低合金高强度钢。国外这类钢多年来已逐渐形成一个统一名称――高强度低合金钢.
由于低合金高强度钢不但具有较高的强度和良好的综合性能，而且还有较好的经济性，因此，低合金高强度钢在多个行业的应用发展非常迅速，包括建筑、桥梁、铁道、船舶、输送管线、锅炉、压力容器、汽车、机械、核能等领域，并且其应用范围将越来越广。钢材的焊接性在一定程度上限制了Q460高强钢在电力工程中的推广应用，某些工程也只是试验性地采用焊接连接方式，都尽可能地少用或不用焊接，因此，高强钢的焊接性问题引起了电力行业内众多工程技术人员的关注。大家共同关注的问题主要有两方面：1、目前的冶金技术生产的Q460钢材力学性能离散性如何？是否能达到100%的合格？2、目前的Q460钢的强化形式是怎样？是否会降低其焊接性（包括使用焊接性和工艺焊接性）？为了在生产中采用科学正确的焊接工艺，保证焊接接头各项性能指标，最终保证应用Q460钢的工程质量安全，非常有必要开展Q460高强钢的焊接性研究，为Q460钢焊接工艺评定施焊参数的制定提供充足、科学的依据，这是本论文主要的研究背景和初衷。对Q460钢进行系统充分的研究，如果验证此钢材的焊接性良好并适合应用于电力工程，可以推动更多新建或改造的电力工程使用Q460钢，将产生更大的经济效益和社会效益。
因此，本论文不仅能促进我公司掌握更多的Q460高强钢焊接性数据，积累更多高强钢焊接经验，完善焊接工艺规程，并且为公司拓展市场起着积极作用。而且，本论文对我国电力行业的发展有着积极影响，具有较大的学术价值和实际应用意义，正因为工程中有着这样的需求，Q460钢的焊接性研究也将是国内有关单位研究的热门课题之一，信未来会有更多的研究成果产生。
我国国家标准GB/T 13304.2C2008《钢分类》第2部分规定了按主要质量等级和主要性能或按使用特性进行分类的分类方法。GB/T 1591C2008《低合金高强度结构钢》规定的钢材如按照主要特性分类可统一归类为可焊接低合金高强度结构钢，如按照主要质量等级可分为优质低合金钢和特殊质量低合金钢两类。GB/T 1591C2008《低合金高强度结构钢》中各牌号及各质量等级钢按GB/T 13304.2C2008《钢分类》第2部分进行分类，Q460各质量等级均属于特殊质量低合金钢。YB/T 4163C2007《铁塔用热轧角钢》规定了5类适用于铁塔用的热轧角钢强度级别，其中低合金高强度钢包括Q345T、Q420T和Q460T，为Q460牌号的角钢在输变电钢结构上推广应用奠定了基础，并从标准指引上缩短了我国与国外先进国家的差距。
日本电力事业发展较早并且较先进，为满足高电压等级、大容量、大型化输电线路的建设要求，日本较早应用高强度级别的钢材，日本铁塔协会1995年颁布的《输电用钢管铁塔制作基准》对钢材的种类、材质、力学性能. 日本铁塔规范中规定的最高强度的钢材是应用于钢板构件的SM570钢，其屈服强度级别达到460MPa，是可焊性良好的焊接结构用钢；另外，对于钢管、角钢和法兰用钢其最高的屈服强度级别达到440MPa（STKT590、SH590S、SH590P、SFT590）。另外，俄罗斯对铁塔用钢的最高强度级别达到578MPa。日本、欧美等国使用高强钢的工程经验为我国工程标准的发展和高强钢在工程上探索使用、推广应用提供了参考。
篇12
Key words： TIG；weld joint；weld shielding fluxes；low-carbon steel
中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）24-0019-02
0 引言
随着A-TIG焊接技术的快速发展和应用[1-4]，焊接过程中的背面保护问题日益突出。目前采用的保护方法主要有：背面充氩保护、自保护药芯焊丝保护、陶瓷衬垫保护、混合气体保护等[5-8]，以上方法都存在一定的局限性。近年来，一种新型的保护方法引起了人们的关注，采用焊缝背面保护剂来防止焊缝背面氧化[9，10]，国外已经有类似的保护剂出售，但国内还少见研究报道[11，12]。本文利用自行研制的低碳钢焊缝面保护剂进行了焊接性试验。
1 保护剂的制备
保护剂的成分为TiO230%～40%、MgO
2 焊接试验及结果
低碳钢试样尺寸为200mm×80mm×3mm，焊前对试件两侧用砂纸仔细清理后，采用自制的粘结剂与保护剂按质量比1：5的比例混合，搅拌均匀后加入丙酮调制成糊状刷涂于焊缝背面，厚度约为3-4mm，待丙酮挥发后即可焊接。使用苏州华焊生产的DIGITAL305自动TIG焊机进行焊接，焊接规范如表1。
2.1 外观形貌 焊接结果如图1所示。由图可见，焊缝在有保护剂下，背面无氧化、呈现银白色的金属光泽，余高适中，成型良好。
2.2 微观组织 采用保护剂保护得到的焊缝的金相组织照片如图2所示，采用保护剂保护得到的缝组织与无保护剂的焊缝组织相同，均为铁素体+珠光体组织，保护剂未改变焊缝的组织。
2.3 化学成分分析 由表2见焊缝的化学成分与母材的基本相同，使用保护剂没有改变焊缝的化学成份。
2.4 力学性能 使用保护剂后，所测定的焊接接头的硬度如表3所示。焊缝、熔合区和热影响区的硬度高于母材的硬度，对采用保护剂得到的焊缝进行拉伸试验、弯曲试验和焊缝腐蚀试验，试验结果如表4。从表4中可以看到，焊缝的抗拉强度为453σь/Mpa，面弯、背弯和焊缝腐蚀试验均合格，显然，使用保护剂对焊接接头的力学性能没有影响。
3 结论
①利用所研制的保护剂，可以得到无氧化、成型良好的焊缝。
②使用保护剂后，焊缝组织为铁素体+珠光体组织，保护剂未改变焊缝的组织。
③使用保护剂后，焊缝的化学成分与母材的基本相同，保护剂未改变焊缝的化学成份。
④使用保护剂后，焊接接头的力学性能满足相关使用要求。
参考文献：
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据统计，我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首，但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下，如何强化工程意识，培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合，提高专业兴趣，扩宽专业认识，为同学即将选择考研专业和就业提供指导，培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此，生产实习承前启后至关重要。
目前尽管建立了众多的校外实习基地，但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题，导致生产现场停留参观时间短。同时，车间噪音大，实习小组人数多，在“只许看，不许动”动的束缚下，实习变成了参观、走马观花[4，5]。因此，同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅，甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下，探索教学模式改革将具有重要的意义。
一、生产实习教学改革
1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下，企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素，学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益，反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此，企业对接纳学生实习一般持消极态度，能安排学生实习时间和次数有限。同时，由于实习经费限制，对生产实习基地只能就近选择。因此，在实习经费和实习基地均有限的情况下，合理资源安排尤为重要。
（1）建立校外精习基地。所谓精习，选择典型的产品，熟悉零件的整个生产加工过程，既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解（兴趣引导）―同学现场实习（感性认识）―课堂交流讨论（启发深入）―再次现场实习（理解领悟）―课堂讨论交流（融会贯通）的方式进行。
精习基地选择一是交通方便，便于学生多次实习往返，节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件，既涵盖金属原料质量控制、加工成型（铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺）、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合，能提品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料，并可接纳多次实习。
精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念，让同学由浅入深，由表及里，归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法，根据工况和经济性，选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法，探索思考该产品生产质量提升空间，进而培养解决复杂工程实践问题的能力。
（2）建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器，既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小，对生产实习来说，具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一，便于联系落实实习任务，时间安排灵活。二是交通便利，便于往返多次实习。另外，高校科研成果成功转化案例的学习，有助于激发同学学习的兴趣和激情，培养同学创业的意识。
（3）建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1～2次，主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程，掌握金属零件不同的成型工艺，扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制，同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通，因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。
一般精习基地选择1～2个企业，每个小组安排3～4次进厂实习机会，每次实习0.5～1天。泛习基地安排4～6个企业，每个企业安排1～2次进厂实习机会，每次0.5～1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排，可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。
2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文，忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时，很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价，轻工程实习的投入与考核。另外，实习现场环境工况复杂，指导生产实习不仅需要投入时间和精力多，还要求老师具有较好的身体素质。因此，要到达预期的生产实习效果，具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师，培养实习指导教师教学梯队，是完成实习的有效保障[6]。
指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈，预先调研、制定实习计划，收集编制实习报告。同时，做好预先动员，讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量，需要指导老师相互合作，共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。
3.教学模式改革。
（1）实习前沿。同学第一次到企业实习，带着对未来工作环境的憧憬，也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的，但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意，实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差，树立正确的择业观念，引导同学走进企业，培养兴趣，扩宽对专业的认识。同时，鼓励同学不仅带着眼睛去实习，更要带着脑子去思考，去发现问题，并运用所以理论，探讨解决实践工程问题的可行性。
（2）编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况，修改、编写实习报告，避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论，研究与探讨的方式，引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究，将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合，培养同学解决复杂工程问题的能力。因此，实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢，引导同学在实习过程中抓住重点环节，透过实习产品，回归到理论的运用，将课堂理论与生产实践融汇贯通。
（3）实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时，考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律（10%）、实习笔记（20%）、实习报告（40%）、实习答辩（30%）四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查，即可可以监督同学，也可以及时了解同学实习掌握情况，合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩，同学主动讲述和提问回答相结合，为同学进行理论的深化和梳理。
二、生产实习改革应用及效果
金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天，我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地，莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地，其产品包括：船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。
实习参观公司按其产品成型工艺分，焊接成型：锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型：炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型：压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型：变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料：剪板机下料（≤8mm）、火焰和等离子气割，棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺：截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测：压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测：锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测：锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。
学生在实习过程中，经过与指导老师、企业技术人员互动，在实习报告的引导下，通过课堂探讨交流，能够积极主动地完成各项实习任务，实习效果良好。另一方面，生产实习企业与学生获得了互相认可，既企业在进行安全教育的同时，也给同学做了下一年度的招聘需求，同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计，促进了学生的就业工作。
三、结论
在新的工程认证形势下，通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成，探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。
参考文献：
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[2]涂善东.“全面工程教育”论坛[J].高等工程教育研究，2007，25（2）.
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