时间：2023-09-05 16:32:06
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关键词：船舶 高效焊接 发展趋势
1 引言
高效焊接方法是现代船舶建造的主要生产工艺之一，其焊接效率高低直接影响着船舶建造周期，也是体现一个造船企业焊接技术水平和生产能力的重要标志。近年来，随着我国船舶制造业的蓬勃发展，船舶焊接逐步向设备大型化、技术自动化迈进[1]。本文结合生产实际情况，重点解决产品焊接关键技术和工艺，不断加强高效焊接方法的技术研究，同时扩大生产应用范围，为全面完成公司生产任务、提高产品质量发挥了巨大作用。
2 高效焊在船厂中应用探讨
高效焊在船厂的发展轨迹，可以明显发现有以下几大特点[2]：
2.1高效焊机械化率逐年提升，发展速度比较缓慢
加快分段建造速度、减少单船船台周期，是缩短造船周期、提高船舶生产总量的主要手段。不断扩大高效焊技术生产应用，从而提高自动化、机械化焊接生产比率是实现快速造船的重要保障基础。
通过三种高效焊方法比较，我们发现C02气体保护焊占有率从2000年到2005年提高近15％，且呈稳定上升趋势，埋弧焊应用率波动稍大，但占有率仅占总量10％左右，铁粉焊条占有率有下降趋势，但幅度不大。另外，从机械化率、高效化率及焊工人均焊材日耗量等技术指标可以看出，公司在船舶生产中焊接机械化率有所提高，但发展较慢，具体表现在焊工人均焊材耗量5年来仅提高了约3kg。
2.2自动化程度不高，焊接新工艺推广应用不多
自动化焊接技术在船舶建造中有着举足轻重的地位，FCB单面焊、薄板压力架单面焊、垂直气电焊等自动焊接工艺是我公司目前生产效率较高的几种焊接方法。
公司的TTS平面分段拼板焊接压力架采用FCB法三丝埋弧单面焊方法，焊丝直径4-6．4mm，主要用于平面组装阶段的船底外板、舷侧外板、双层底板、顶板、甲板和隔板等的拼板对接焊及相应结构的拼板对接焊，可焊接厚度5～35mm钢板的拼板焊缝，拼板尺寸大小为（1．5×6）mm～（3×12）mm，其中5-25mm厚度钢板可以采用单丝或多丝单道焊接完成，大大提高了拼板焊缝的焊接生产效率。
薄板压力架焊接设备对改善薄板焊接变形，提高焊接质量有重要作用。该设备具有双丝埋弧焊和单丝气保护焊的兼容性，埋弧焊丝适用直径2．4-5．0mm，气保护焊丝适用直径1．0mm-2．4mm，对3-20mm厚度钢板的拼焊可采用单面焊工艺，一次拼焊长度达到12m。通过采用适当焊接工艺，可以控制船舶上层建筑结构拼板焊接变形。另外，该设备投入生产使用后缓解了中、厚板拼板焊接的生产压力。
除拼板单面焊、垂直气电焊等典型自动化焊接方法外，公司船舶制造焊接工艺方法中大量采用的是C02半自动气体保护焊。而其他许多新工艺受设备、技术、生产设计、组织管理等因素影响，目前还未能在公司承接的船舶建造中应用。
2.3焊接设备技术更靳不快，焊条电弧焊机仍拥有一定数量
通过5年的设备更新和技术改造，焊条电弧焊机总量下降，且比例由原来的70％降低至50％左右，但仍拥有一定数量，这也是导致生产中手工焊条消耗总量居高不下的主要原因。这也是高效机械化率没有大幅提高、焊工人均焊材耗量增加不快、焊接生产效率依旧保持较低水平的原因之一。
3 船厂高效焊发展趋势
中国正朝着世界第一造船大国的目标迈进，船舶建造能力不断扩大。要实现目标，除了扩大船坞规模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法应用，提高焊接生产效率也势在必行。因此，今后几年的高效焊发展趋势有以下几大特点。
3.1焊接工艺、方法的多样化
为了适应船舶制造不同区域生产流程节奏，确保各生产节点有序按时完工。部件工场、血面分段区域采用的双丝埋弧自动焊拼板焊接装置将进一步提高焊接效率，此外，船坞大合拢焊接将根据船板厚度需要适时开发双丝垂直气电焊等新工艺。
3.2CO2气保护焊将完全替代焊条电弧焊方法
目前，手工焊条焊接仍是江南造船不可或缺的主要生产工艺。自动角焊、半自动角焊、垂直自动角焊等各类C02气保护焊将替代焊条电弧焊，甚至在船坞、平台区域和曲面分段制造车间也将不再采用焊条电弧焊方法，或许只在少量焊缝修补中可能会使用。
3.3焊接设备向大型化、系统化、集成化、自动化转变
造船基地由于造船模式、生产管理、工艺流程变化，对焊接生产提出了全新要求，焊接必将以机械化、自动化生产为主，这决定了选用的焊接设备具有大型化、集成化特点，以平面分段生产线为例，另外，曲面分段、船坞、平台等生产区域需配备C02气保护自动焊、双丝埋弧焊、垂直气电焊等各类自动化焊接设备。
3.4焊接材料的工艺、性能要求高
由于焊接方法的多样化和自动化程度提高，对焊材工艺要求进一步提高，自动化焊接势必提高焊接热输入量，为保证焊接接头综合力学性能，特别是焊缝强度、韧性等指标，船舶焊接生产中需要大量高性能焊材应用。对某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同样需要具有特殊的技术特点。
4 结语
从目前情况来看，船厂新厂承接的船型与老厂有很大区别，板厚、等级强度都有所提高，产品种类更为丰富。我们应该珍惜江南搬迁的良好契机，充分利用现代化造船用焊接设备，通过对造船焊接工艺不断研究、改进，开发出适宜于新造船的焊接生产工艺，从而加快向现代化造船模式转化、把船舶焊接技术水平提高到一个新的高度。
参考文献：
[关键词]船舶制造 高效焊接
中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01
1 前言
船舶制造是国家十大振兴规划的行业之一，船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一，其焊接工时约占船舶制造总工时的30%～40%，焊接成本约占船舶制造总成本的30%～50%，因此先进的船舶高效焊接技术在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造质量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工艺的现状
我国是世界造船大国，也正朝着世界第一造船大国的目标迈进，其船舶制造能力也在不断扩大。2005年我国船舶完工吨位突破1000万t，达到了1200万t，约占世界造船总量17%。正是在这样的一个造船总量不断攀升的大背景下，采用高效焊接来提高生产效率是船舶制造的必由之路。目前我国造船工业中常见的高效焊接技术主要有：
2.1 焊条电弧焊
（1）向下立焊焊条：与向上立焊相比，效率提高1-2倍。
（2）铁粉焊条焊接工艺：工艺简单实用，通过提高熔敷效率达到高的生产效率，一般提高50%以上。
（3）重力焊条：采用高效铁粉焊条（一般直径为5～8 mm ，长度为 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之间，常见的焊条牌号有CJ501FeZ等。
2.2 C02气体保护焊
（1）实芯焊丝
我国气体保护实芯焊丝的品种太少，今后大力扩大品种的同时，也需进一步改进实芯焊丝的工艺性能，降低飞溅、成形美观等。焊丝表面应具有防锈、功能。国内常见的牌号是E49-1和E50-6焊丝。
（2）药芯焊丝
药芯焊丝是CO2气体保护焊的主要焊材，其配合各种类型的衬垫可以实现单面焊一次成形，其特点是焊道成形美观、电弧稳定、飞溅小、全位置焊接、工艺性能良好、焊接熔敷速度快、生产率高等特点。现在船厂普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构，以后CO2气保护药芯焊丝焊接将成为船厂的主要焊接材料和工艺。
2.3 埋弧焊工艺
主要应用于平板平直焊缝，主要有单丝、多丝埋弧焊和窄间隙埋弧焊，其中应用于平面分段流水线的FCB法焊接，FCB法是铜板上撒布厚度均匀的衬垫焊剂，并用压缩空气软管等顶升装置把上述填好焊剂的铜板压紧到焊缝背面，从正面进行焊接而形成背面焊道的一种单面埋弧焊接法，焊丝为Nittetsu Y―A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底层焊剂NSH一1R，主要是保证焊缝的背面成形，表面焊剂NSH一50，主要作用是保持电弧稳定燃烧。该工艺焊接速度快，最高可达1500 mm/min。因此，需要在高速和大热量输入的情况下保证焊缝具有良好的力学性能和背面成形。另一种应用较广的方法是焊剂石棉衬垫单面焊（FAB法），它是一种单面埋弧自动焊方法，利用柔性衬垫材料装在坡口背面，并用铝板和磁性压紧装置将其固定，其特点是简便、省力、材料成本低廉。它主要应用于曲面钢板的拼接以及船体建造中船台合拢阶段甲板大口的焊接。
2.4 不锈钢焊接
不锈钢焊接多见于不锈钢管及其附件之间的对接和角接，焊接方法多采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接（MAG焊），也可采用钨极氩弧焊。根据母材的不同，对于C02半自动或自动焊焊丝，焊丝牌号常为1Crl8Ni9Ti焊丝、316L实芯或药芯焊丝，以及317L实芯或药芯焊丝，焊丝直径为细丝，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊丝；对于钨极氩弧焊，焊丝牌号一样，只是焊丝的规格为粗丝，一般为φ1.6 mm和φ2.4 mm焊丝。
2.5 活性气体保护焊焊接技术（MAG焊）
所谓的活性气体保护焊焊接技术就是采用CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，普遍应用于不锈钢的焊接。上海船舶工艺研究所开发适合船厂专用的双丝单面MAG焊接技术与装备，该项技术的主要特点是，可无间隙装配，坡口内定位焊、添加切断细焊丝，背面应用陶瓷衬垫，板厚在12～22 mm范围内可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接质量好。
3 中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊的发展以及应用
中海工业（江苏）有限公司作为我国船舶的骨干企业，未来几年随着公司3#船坞的启用以及公司转型升级的发展必然，其造船规模与总量将有大幅度提高，预计2015年达到年造船总量150万t。要实现上述目标，除了扩大生产规模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法应用，提高焊接生产效率也势在必行。因此，中海工业（江苏）有限公司今后几年的高效焊发展趋势有以下几大特点：
3.1 焊接工艺、方法的多样化
为了适应船舶制造不同区域生产流程节奏，确保各生产节点有序按时完工，根据现代造船技术特点，焊接新工艺推广应用是解决焊接生产效率提高的唯一途径。如平面分段制造区域纵骨焊接采用多电极C02气保护自动焊，平直分段内底板、甲板对接采用双丝MAG焊。
3.2 C02气保护焊将完全替代焊条电弧焊
目前，手工焊条焊接仍是中海工业（江苏）有限公司不可或缺的主要生产工艺，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶转变，焊条电弧焊低生产效率不可能满足生产需要，自动角焊、半自动角焊、垂直自动角焊等各类C02气保护焊将替代焊条电弧焊，甚至在船坞、平台区域和曲面分段制造车间也将不再采用焊条电弧焊方法，其或许只在少量焊缝修补中可能会使用。
3.3 焊接设备向大型化、系统化、集成化、自动化转变
中海工业（江苏）有限公司由于造船模式、生产管理、工艺流程变化，对焊接生产提出了全新要求，焊接必将以机械化、自动化生产为主，这决定了选用的焊接设备具有大型化、集成化特点。以平面分段生产线为例，大拼板焊接需采用三丝的FCB单面焊接站，该焊接系统除了稳定可靠的大功率埋弧焊电源外，还应具有自动送板、准确定位、液压控制等装置。此外，需要配备高精度的跟踪器及适合于焊机精确行走的大型门架结构件。而纵骨焊接工位的多电极焊接系统可以满足多根T形纵骨同时焊接，不仅生产效率高，而且焊接变形小，该系统除焊接外，同时具备自动定位纵骨功能。另外，曲面分段、船坞、平台等生产区域需配备C02气保护自动焊、双丝埋弧焊、垂直气电焊等各类自动化焊接设备。
3.4 焊接材料的工艺、性能要求高
由于焊接方法的多样化和自动化程度提高，对焊材工艺要求进一步提高，自动化焊接势必提高焊接热输入量。为保证焊接接头综合力学性能，特别是焊缝强度、韧性等指标，船舶焊接生产中需要大量高性能焊材应用。另外，焊接自动化、机械化的高效率取决于焊接生产过程连续性，所以选用的焊材应具有稳定质量和良好的焊接工艺性。同时，为了进一步提高焊接生产效率，要求大尺寸焊缝或厚板焊接时采用高熔敷率焊材。对某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同样需要具有特殊的技术特点。
4 结语
从目前来看，中海工业（江苏）有限公司在建的船舶以常规散货船为主，但随着公司的转型升级发展以及凭借目前积累的11万吨油轮、10000箱集装箱船的建造经验，公司将有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我们应该珍惜这样一个良好契机，充分利用现代化造船船用焊接设备，通过对造船焊接工艺不断研究、改进，开发出适于中海造船的焊接生产工艺，从而加快向现代化造船模式转化，把船舶焊接技术水平提高到一个新的高度。
参考文献：
[1] 郑赞.船舶高端进口焊材国产化浅析 金属加工，2008（16）.
关键词：核电设备制造 焊接技术 高效焊接
中图分类号：TG47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0042-02
中国核电项目在各种各样的争论中，渐渐成为影响广泛而深远的话题之一。2011年3月11日发生在日本福岛县的福岛第一核电站事故，1986年4月26日发生在切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆事故，此次事故造成辐射危害超过二战中广岛原子弹的400倍。产生的灾难程度，完全已经是人类难以消散的噩梦。核电站核泄漏事故始终是人们最担心的。因此，在核电设备制造过程中应用好高效焊接技术，能够明显地降低设备出现事故的可能性，确保核电设备的运行安全性和稳定性，对提高核电工业安全因素具备重大意义。
1 核电设备制造原理
根据核电站工作原理来分析，因为利用原子的分裂来产出热能的原理来达到加热液体的目的，再通过加热水达到高温、高压的蒸汽来使涡轮进行高速旋转，再引动发电机的旋转，从而产生巨大的电能。
2 核电设备制造中的焊接技术
2.1 发展历史
焊接技术的产生，是因为金属的应用越来越广泛。在金属加工过程中出现了多种多样的加工工艺，而焊接技术就是其一。这种古老的方法延用至今，而今，在古人的基础上不断地更新技术，使得焊接技术出现了目前的高效焊接技术，主要用于焊接技术要求高的生产制造。
2.2 焊接问题
焊接是焊缝附件的高温区金属受周围金属的制约，产生不均匀的压缩塑形变形，焊接后冷却时，这部分压缩的塑形金属同样受周围冷态的金属制约，不能自由收缩，导致了拉应力和变形。变形的危害：焊后尺寸不合格、影响美观和降低承载能力。
2.3 焊接出现问题及处理方法
焊接过程中产生变形的现象，一般处理方法是勤磨钨针、降底焊接电流、提高焊接速度的同时尽量短弧施焊。总之，前面所做的一切都是为降底溶池温度服务的。只有熟练地掌握好溶池温度的核心知识，才不会容易导致变形发生。
对于焊接工艺来说，焊接精度要求高，焊接不实接触不良，容易短路，不平整。为了防止焊接变形，一般来说有两种方法：一是防止变形，就是做一些相应的工装控制其不让变形，另外一种就是预变形，焊前装配时往相反方向做些调整，焊完变形后刚好到设计的装配尺寸。
焊接的时候发现有的焊缝很亮，有的发暗，一般是金属光泽，表面平整会看起来亮一些，粗糙会暗一些，这是光线反射问题，如果差别很大，暗的自然就是有杂质了。另外，有水焊接是工艺绝对禁止的。焊接的过程中焊缝上面出现像烤蓝一样的颜色，是因为有杂质掺入，氧化造成的。不一定只是底漆，如果认为底漆的话，还要看底漆的可焊性，可以查一下底漆的说明书。焊接过程中火花飞溅熔化的金属未在熔池内冷却造成的。产生原因有很多种，不外乎力的作用。
3 现代的高效焊接技术
高效焊接技术在工艺上主要是以提高熔敷的效率和焊接速度来实现其工艺的一个过程。其中高熔敷效率焊接是指其在单位时间内熔化更多的焊接材料，高速焊接是在提高焊接速度的同时提高焊接电流，以维持焊接热输入大体上保持不变，代表工艺以多丝弧焊技术为主。此外，高效焊接技术还包括其他焊接方法，都可以大大提高焊接效率，主要有激光复合焊，A―TIG焊等承接了传统的工艺。为了使核电事业得到稳定正规的发展，国内相关焊接工艺研究者在研制最新高效焊接技术时，加进了机械化和自动化的水平，广泛采用数控设施，在增强焊接质量、安全和可靠性方面大大提高了性能。另外，在焊接时还需考虑工件的影响因素：例如：厚度，坡口角度，焊接材料，环境温度（确定是否预热）。焊接是用于材料之间的连接，焊接接头的焊缝的质量保证是最重要的，它的机械性能必须得到保证。
4 核电设施设备的制造过程中应用高效焊接技术的现状
目前，从焊接技术的角度上看，核子裂变引发巨大的热量，其加热的液体的装置，至少是应该耐高温以及耐高压的容器和循环管道。其将热量输送给水，再来形成一个高温和高压蒸汽一体化装置，也无非就是耐高温和耐高压的压力容器和循环的管道。从以上流程可知，核电站比较需要的是有操作耐高温耐高压容器管道技术经验的技工。探伤技术，只要能方便移动的探伤设备，探伤准确度比较高、比较可靠的都可以使用。当前超声波技术已经相当成熟，可以推荐。另外，磁粉探伤可以及时灵活地检查裂缝，在复杂节点受力处可定期检查，以保安全。核电设备设施必须在现场进行焊接，需掌握的基本原则是将焊接构件解剖分解后，尽可能在车间里完成元件和成套的组件，在内场工作条件较好，焊接质量比较容易保证。然后将它们分类形成配套的运到核电站工地，不能混乱。在现场焊接的尽量减少，一般是那些形成构件后运输困难的，必须在现场对接的，尺寸要现场确定的，有特殊原因的才在现场焊接。
根据跳动的溶化钢水来控制焊接的速度，每当焊接时，可以发现刚溶化的钢水在跳动，根据它的速度，来调整操作的速度，在跳动钢水紧跟在焊丝后面。操作过程中焊接速度过快，会造成焊缝变窄，凹凸不平，焊缝波形尖，容易产生咬边现象。核电设备违规补焊检查后会发整改通知甚至停工令，如果是质保检查发现，发纠正措施（CAR），要求施工单位自查整改，确认符合规范后再开工，总之焊接在核电设施设备中工作环节非常关键。对焊接工艺要有明确规定和规章制度，才能正确地运用高技能加上先进的数控手段。把核电设备制作工艺提高加强。由此成熟的核电设备制造的焊接工艺首要的条件是安全生产是前提。工作人员要防止触电 焊机要安全接地、用前要检查焊机及电线、气管等是否正常、防止灼伤，施焊过程要注意劳动防护用品的穿戴、护目墨镜、焊工手套、工作服、工作鞋准备到位。目前，随着核设备制造业的发展和核电设备制造方案的完善，国内越来越多的企业获得了核电设备制造的资质。为了提高自身企业的制造能力和优质生产能力。加强推进最新焊接技术已经成为金属加工工艺技术市场的热门。通过传统的焊接技术和现代数字化技术相结合，再加入红外线感应和激光的全路线跟踪系统的投入制造环节，必定会得到生产上的效率优化。
5 结语
所谓高效焊接技术是焊接技术中效率高于用普通的焊接技术，用以进行手工焊操作的其他各种焊接方法的总称。推广应用高效焊接的方法，对推动核电工业安全发展、提高核电工业运行质量、推动国内核发电站具有十分重要的意义。高效焊接技术工艺已经成为现代工业中一种日益重要的金属加工的工艺方法，加强高效焊接技术的力度，完善焊接应用方案，能够有效提高核电设备运行的可靠性与稳定性，用于保证核电设施设备的正常运行，增强核电工业运作系统的安全质量起到了积极的推进作用。
参考文献
[1] 孙灵飞.核电设备制造过程中的高效焊接技术应用情况[J].金属加工，2015（16）：13-14.
[2] 孙占，王勇.核设备潜在供方焊接能力评价[J].电焊机，2013（10）：63-66.
船舶的结构比较复杂，技术要求比较苛刻，是全焊接结构，高效焊接对建造质量过硬的船舶具有至关重要的作用和意义。船体建造中有70%的工作量为焊接，焊接成本在船体建造成本中占有30%-50%的比例。所以，在建造船舶时要运用高效自动焊接技术来满足降低制造成本、减少制造工期等要求，同时也要确保焊接的高质量。运用高效自动焊接技术还可以提高企业竞争力，使其在激烈的市场竞争中取得胜利，为企业提供发展契机和经济效益。
2高效自动焊接技术在船舶企业的应用现状
第一、焊接工艺方面的现状。我国船舶焊接工艺发展得很缓慢，以气体保护焊、埋弧焊、普通焊条电焊等为主，其中焊条电焊占据的比例较大，焊接效率比较慢。现在一般使用垂直气电焊接、船用自动化机械化平角焊接技术和逆变焊机、交流焊机、整流弧焊机等设备。在推广应用新技术和新设备方面，我国很小一部分造船厂能够引进分段装焊流水线，采取拼板工位高效自动焊接的新设备和新工艺，它能对船舶上的板材进行拼板和对接，对船体进行平面分段焊接。同时也运用自动或者半自动气体保护焊等工艺，提高焊接效率。
第二、焊接材料方面，现在大部分使用药芯焊丝，其具有焊接飞溅少、焊缝质量高、熔敷效率强等特点，便于自动化、机械化焊接。现在船舶企业通常运用药芯焊丝和CO2焊接技术结合在一起，因为广泛应用CO2保护焊，对焊接材料的使用量也大幅度增加。这也促进了焊接工艺质量的提升、工期缩短以及成本的降低。
3 高效自动焊接技术在船舶企业应用中存在的问题
第一、在焊接工艺上我国存在的问题表现在两个方面：首先的焊接工艺的高效化率、自动化率、机械化率都比较低。很多企业以焊条电弧焊或者半自动焊为主要工艺，而自动化和机械化焊接工艺的应用范围较小，应用水平较差。另外，气保焊和埋弧焊等高效率的工艺在研发以及应用等方面投入的精力较小。其次先进焊接工艺在我国船舶企业还没有得到应用，国外重视对焊接工艺的研究，已经研发出机器人焊接、电弧-激光复合焊接等工艺，而国内才刚刚研究这个领域。科研投入不足是焊接工艺方面的另一个问题。
第二、焊接材料方面我国船舶企业出现的问题有：首先焊接材料普遍存在品种单一的现象。通常以焊条为主，其中高效焊条和专用焊条应用较少，高端焊接材料基本依赖合资企业生产或者直接进口。其次焊接材料的性能急需提高。国内焊接材料特别是高端产品在抗吸潮性、工艺性能以及质量稳定性等方面都有很大的提升空间。
4 解决高效自动焊接技术在船舶企业问题的对策
4.1焊接工艺方面
现在船舶焊接工艺得到快速的发展，机械化、高效化、专用化、自动化、机器人化是解决焊接技术在船舶企业出现问题的最佳对策。
高效化的具体表现为：逐渐降低焊条电弧焊的应用，增加对气体保护焊工艺的使用，并推动高效焊接工艺的研究和开发。例如MAG/MIG双丝焊接工艺、TIME焊接工艺（也叫做大电流高熔覆率MAG法）、带活性焊剂气体保护焊、多丝埋弧焊、变极性离弧焊、埋弧自动焊等工艺。
自动化、机械化就是要推广普及自动化焊接工艺，运用智能型焊接装置、实时监控装置、机器人技术以及激光焊接技术等，提高焊接质量和焊接效率，降低焊接成本。专业化就是在船舶特殊构建和部位，要选择专门的装备和焊接工艺来完成，以达到符合设计要求的目的。
随着平面分段装焊流水线的不断投入使用，机器人焊接技术体现出其他焊接技术难以比拟的、独具特色的优势，为船舶高效自动焊接技术的发展提供更加广阔的空间。
4.2焊接材料方面
首先要调整焊接材料的结构。随着工业化程度的加深，船舶用材的结构在不断调整，传统焊材的使用在逐渐下降中，而药芯焊材和气体保护焊的应用量大幅度增加，埋弧用焊材的用量维持在一定水平，变化不大。
其次增加高效自动焊接材料的研究和开发力度。世界各国越来越重视增强船舶焊接效率，减少建造成本，研发出高效焊材，并推广专用焊条、高效焊条、药芯焊条等焊材。另外铁粉型焊剂、活性焊剂、高速焊剂以及单面焊材等等对埋弧焊材的研究，会促进焊接质量的提高。
最后对焊接材料的发展予以高度重视。现在要求船舶焊接具有高质量，就需要制造出具有良好工艺性能、优异力学性能的焊接材料。美国研发的酸性渣、高韧性、低氢型的药芯焊材系列，在冲击韧性和低氢等方面的工艺性能优越，进而在船舶企业具有广泛的应用。
另外焊接材料还要具有高性能、高稳定性、低飞溅、低烟尘、低故障率以及污染小等特性。
关键词：节能环保；焊接；应用；
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
近年来，很多国家都将节能、环保作为今后发展的方向，我们国家也不例外。在焊接技术的应用上，我国落后于国际先进水平，因此，在今后的发展过程中，我们应当通过技术创新，提高焊接质量，提高工作效率，坚持节能、环保的发展理念，使我国焊接技术跨上一个新的台阶，步入国际先进水平。
一、节能环保高效技术在焊接中的应用
1.逆变焊机
逆变焊机具有焊接性能好、动特性好、动态反应速度快、质量轻、体积小、焊接速度快、效率高、多功能等优点，因此易于实现焊接机械化和自动化；逆变电源功率因数达0.95以上，总体效率可以达到85%~92%，比传统焊机平均节电25%~60%，空载时电耗只有30~50W，节能效果明显。为了说明逆变焊机的节能效果和优越性，把逆变式弧焊整流器和几种传统的弧焊机主要技术性能指标列于表l，以便对比。
表1逆变式弧焊整流器与传统弧焊机主要性能比较
2.熔化极气体保护焊
熔化极气体保护焊(GMAW)具有高效、节能和便于自动化的特点，是目前用得最多的一种焊接方法也是自动线上和焊接机器人的首选熔焊方法。据不完全统计，在汽车零部件、集装箱和工程机械行业中，基本上全部采用气体保护焊；而一般机械、铁路车辆和重型机械行业的比例都超过50%；在造船、锅炉和金属结构行业由于埋弧自动焊的用量较大，CO2气体保护焊的比例相对较低。随着实践的不断深入，人们发现由不同气体组成的混合气体比用单一气体更易得到好的焊接结果。现在，采用混合气体的趋势越来越强，混合气体的种类也越来越多，探索其在GMAW中的影响规律有着极大的社会效益。
3.智能机器人焊接
近些年，随着模糊控制理论和神经网络控制技术及专家系统理论的发展，模拟焊工操作的智能控制方法已经在焊接过程中成功应用，对焊缝成形的质量取得了较好的控制结果。国内外对遥控技术的研究成果较多，遥控焊接正向着实用化的方向发展。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。目前，关节式焊接机器人已在汽车制造、航空航天、工程机械、船舶等行业获得广泛应用，但对一些危险、恶劣及特殊环境下，例如航天空间、深海作业、管道内外焊接等，传统的关节式焊接机器人难以完成，为此需要研究发展新型的特种焊接机器人，我国在管道焊接机器人、水下焊接机器人、爬壁焊接机器人、球罐焊接机器人等方面进行了研究，培养了队伍，取得了一批研究成果，在某些技术方面达到了国际先进水平。
4.振动焊接技术
振动焊接技术是在金属焊接的过程中，对被焊件施加振动处理的一项焊接工艺，它起到细化晶粒的作用，在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力，这样可有效防止焊接裂纹的形成和工件的畸变，提高构件的疲劳寿命，增强焊缝的力学性能，达到提高焊接质量的目的。并且可以省去焊后消应力处理，缩短生产周期，降低生产成本。可以预言，振动焊接的推广和应用必将给焊接生产行业带来巨大的经济效益。大连理工大学的陈源从振动焊接减少焊接变形方面，采用先进的有限元方法进行了计算，论证了振动焊接在控制变形方面的作用;刘峰研究了振动焊接对焊接裂纹的影响，通过理论分析和数值模拟指出振动焊接在防止和减少焊接裂纹方面具有明显的效果。
国外也对振动焊接进行了研究。Tseng研究了焊弧摆动对焊接质量的影响，指出由于摆动的作用，使得焊接速度得以提高有利于焊接凝固，提高焊接区的力学性能。TewariSP详细研究了轴向振动对焊接件拉伸特性的影响，其结论是：经过振动焊接的构件的屈服强度、极限拉伸强度和破坏强度有显著提高。
二、节能环保高效技术在焊接辅助工艺中的应用
1.振动时效
振动时效(VSR)是利用一受控振动能量对金属工件进行处理，以消除工件残余应力。振动时效的显著优点是节能环保、降低成本、缩短周期。与热时效相比，节约成本90%以上，节能95%以上，节约投资90%以上。振动时效快，一般仅需30min,最长不超过1h，而且设备轻便，工艺简单，适应性强，优点很突出。VSR在我国从无到有，现已有几千台VSR设备在我国机床、模具、锻压、航空、发电等行业生产中运行[7]。节能减排效果明显的频谱谐波振动时效技术与传统的热时效相比，振动时效技术节能95%以上，完全克服了以煤为燃料的热时效炉存在的严重污染问题，实现零排放。与传统亚共振相比，频谱谐波振动时效技术的应用覆盖而从原有的23%提高到了100%，并彻底解决了传统亚共振技术噪音大、应用而窄、工艺操作复杂、长期无法纳入企业正式生产工艺问题。推广应用频谱谐波振动时效技术具有很好的经济效益和社会效益。
2.随焊锤击
随焊锤击是在焊接过程中通过实时锤击焊缝及近缝区金属材料从而消除或减小焊后金属塑性影响的一种加工工艺。利用随焊锤击技术能够有效地控制焊接横向及纵向收缩变形，实时调整焊接接头的残余应力分布状态，从而真正实现动态低应力、无热裂、小变形焊接。因此，能节约大量的能源和资金，给国家和企业将带来前景广阔的经济效益和社会效益。
对于不同的试件和焊接条件，应采用不同的焊接锤击参数，但现有的随焊锤击装置存在参数调节困难，个别参数调节不可实现等缺点，所以提出了参数可调的随焊锤击方式。可调随焊锤击方式采用锤击频率控制，保证被处理金属在每次锤击间隔中有充分的时间进行塑性反弹，使之在而内产生两维塑性伸长，释放焊接过程中的残余拉应变，大幅度提高了焊接接头的疲劳强度。锤击力、锤击距离的控制均采用按钮控制，电机调节，使其参数的调整方便可靠，从而保证焊接过程中当焊接材料和焊接条件变化时可随时调整锤击参数，进一步提高焊机的工作效率。
三、结束语
虽然我国在节能环保高效焊接技术应用方而做了大量工作，并取得了可喜的成绩，但与先进国家相比，还有相当大的差距。因此要继续大力推广节能环保高效焊接技术.加强消化吸收引进的高效节能焊接技术，并创新提高，克服总是依赖进口的思想。
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【6】关桥.动态控制焊接应力与变形技术基础研究[Z].国家自然科学基金巾请书，1990.3
关键词：高职院校；焊接专业；实训基地；建设
中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）10-0045-02
随着我国经济迅猛发展，产品结构调整和更新换代速度的加快，焊接技术也得到了飞速发展。目前，我国已成为世界焊接的第一大国。与焊接技术相关的生产制造业迫切需要大量掌握先进焊接生产技术的应用型人才，但由于目前我国高校或培训单位的人才培养方式滞后、培训体系很不完善。另外，由于家长与学生对焊接专业的理解还存在偏见，导致焊接操作人员、设备的维护以及关键焊接岗位上具有较强操作技能的人才已出现断层，尤其是既有一定理论知识又有较强实践操作能力的焊接技术人员更是凤毛麟角。目前，焊接人才特别是生产技术应用型人才的匮乏，已成为制约我国经济发展的“瓶颈”。
高等职业教育的培养目标是“培养面向生产、建设、服务、管理第一线需要的高技能人才”。在教学过程中，必须强调知识、技能、素质、态度和职业道德的一体化培养。实训教学是保证实现这一目标的基础，而这一基础又必须以实训基地为平台。因此，实训基地的建设直接影响实训教学水平、学生操作技能的培养。
我校开办焊接专业已有16年历史。目前已建成焊条电弧焊、气体保护焊、气焊气割、自动焊接与切割、数控火焰切割编程等1200平方米的校内实训基地。同时，拥有10名专兼职教师的教学团队。但随着西北制造业对焊接人才的需求越来越大，要求越来越高，我校焊接专业现有的设备规模和人才培养规格，还落后速发展的现代化建设所需的人才要求，尤其是在实训教学质量、社会培训服务、先进焊接生产技术推广和应用方面与社会需求还存在巨大的差距。
焊接技术实训基地建设的目标
根据陕西省教育厅、财政厅《关于加强职业教育实训基地建设的意见》的精神，结合目前焊接专业的社会需求情况，在原有实训条件的基础上，2009年我校焊接技术实训基地的总体目标为：力争在三年时间内将现代焊接技术实训基地建成陕西省内具有示范性、开放性和服务性的现代综合焊接技术应用型人才培训基地，为社会培养和培训掌握先进焊接设备操作技能的高技能技术工人，将现代焊接技术实训基地建设成省高职院校中实训教学、技能培训、技能鉴定、技术服务和生产制造“五位一体”的一流实训基地。
焊接技术实训基地建设的原则
工程意识和动手能力的获取，很大程度来自体系完备、运行良好的校内外实训基地。我校焊接技术实训基地以工学结合为切入点，在近年的建设过程中始终遵循以下原则。
真实性原则 在广泛调研各行业焊接培训中心布局的基础上，按照真实的企业需求、真实的企业流程、真实的企业环境、真实的企业管理制度，建成了60个标准焊接实训工位，同时重新确定教学内容与教学方式，使学生得到实际操作训练。
先进性原则 2011年，我校购置了OTC、松下焊接机器人3台、等离子/火焰数控切割设备2台，并开设了自动焊接与切割的理论课程及相应的实训课程，使学生掌握先进的焊接与切割技术。
实用性原则 在建设过程中充分利用有限资源，最大限度地节约资金，没有追求高、精、尖，大部分焊接设备都是生产中广泛的设备。
开放性原则 近三年来，我院焊接实训基地已为北人印机、延长石油、西安维美德等企业培训焊工150余名，同时为陕西省中等职业院校培训教师120人。学院与企业、生产单位的联系更加紧密，社会对人才的要求可以及时地反馈到学院，学院根据这些信息调整教学，使高等职业技术教育改革能更及时、更准确地反映经济发展和社会进步。
持续性原则 实训基地必须高度重视项目的持续运行能力，通过多种途径，提高实训基地的软、硬件建设水平和服务能力，创新实训基地管理体制和运行机制，提高实训基地的建设质量。
焊接技术实训基地建设的内容
焊接技术实训基地建设的内容包括硬件和软件两个方面。
硬件建设 如下页表1所示。
软件建设 实训基地的软环境建设包括实训基地的管理制度体系、实训师资队伍建设、实训教学模式设计和管理等多个方面。以下主要从师资建设进行探讨。在所有影响教学的因素中，人是最活跃且最要要的影响因素，建设一支结构合理、素质优良、人员精干的“双师型”教学队伍，才能将专业人才培养目标、培养规格、教学计划等在具体教学过程中得到贯彻与落实。近年来，我院焊接专业“双师型”教师的培养途径与措施有以下几个方面：（1）积极营造“双师型”教师的良好氛围。通过开展岗前培训、师德建设、政治学习、座谈讨论、参观考察、专题讲座等教育形式，提高教师的思想认识，激发专业教师争当“双师型”教师的意识。同时，学院成立了“双师型”教师培养工作领导小组，对“双师型”教师培养进行全面的规划、组织与协调。（2）要求青年教师参加实践教学环节，提高教师的专业技能。近年来，我院3位专业教师都是直接从高校毕业生中引进，实践动手能力不强。针对这种情况，学院要求每位青年教师每学期必须参与三周以上的实践教学任务。同时鼓励教师理论实践“双肩挑”，既负责专业课的理论教学又负责相关的实习实训指导，让理论教学深入到实践教学中。（3）实施专业教师到企业锻炼制度。鼓励没有实践经验的青年教师到紧密型合作企业挂职定岗，积累实训教学需要的技能和实践经验。学校每年利用暑假等时间，安排教师到专业对口的企业，通过挂职顶岗、合作研发等多种形式接触先进的专业生产设备、技术工艺和企业文化，及时了解生产经营现状和发展趋势，丰富实践经验，强化实践技能，提高“双师”素质。
开展各类专业技能竞赛，达到以赛促教的目的
通过加强实践教学环节，提高教师的专业技能。加强校企合作，积极支持、鼓励教师参加社会实践，将生产实践与教学过程紧密结合，并选聘高素质的企业专业技术人员为专业兼职教师。积极引进既有工作实践经验，又有较扎实理论基础的高级技术人员充实教师队伍。通过校企合作教育的实施，企业成为“双师型”教师培养的主要场所，同时，也成为兼职教师聘任的场所。加强专业技能培训和考核，组织专业教师参加各种渠道的培训，近三年内所有专业教师均获得了相应的专业技术等级合格证书。
焊接技术实训基地的管理运行
管理体制 目前，我国高职院校实训中心管理模式见表2。由于焊接实训与培训专业性较强，我院师资又严重不足，没有相关专业的支持很难提升教学质量及顺利开展日常工作，所以焊接实训基地选择第一种管理模式。焊接实训基地实行主任负责制，基地中心主任全面负责中心的建设规划和管理工作。实训基地由教学管理人员、实践指导教师、设备维护及库管人员组成，主要在二级学院的指导下组织和实施实训教学及培训工作，管理人员主要协助主任做好各项管理工作，确保中心保持良好的协作状态，从而使中心高效运转。
运行机制 经过三年的建设发展，目前我校焊接技术实训基地运行机制见表3。
研究探索高职院校实训基地的建设，是高职教育的一个重要而持久的课题。建设高质量的实训基地是一个系统工程，必须软件和硬件共同建设，不断走产学研结合的发展之路，以校企合作办学模式为体制基础，以工学结合人才培养模式为平台，才能建设好实训基地。
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关键词：三角函数；求值；解题技巧
三角函数是高一数学的重要内容，教学生学好这一块知识尤为重要。在平时的教学过程中，笔者也发现，学生在处理三角函数的有关习题时，存在许多小问题，有的是公式误用，有的是计算失误，有的是虽然做对了，但是方法很繁琐。下面就针对三角函数求值的这一题型，谈谈它的几个解题技巧：
一、巧用勾股数，快速求三角函数值
任意角的三角函数公式告诉我们，若已知角α的终边经过点P（x，y），则其正弦值sinα=■，余弦值cosα=■（其中r=■），正切tanα=■，（其中x≠0）。从公式中我们发现其实这里的三个数|x|，|y|，r恰好符合勾股定理，如果能灵活运用这一性质，再结合三角函数的符号，我们处理如下的题型就会比较方便、快速。
例1.已知sinα=-■，且α是第三象限角，求cosα，tanα.
分析：因为sinα=■，而cosα=■，在此我们不妨认为r=5，|y|=4，则|x|=3，又因为α是第三象限角，所以余弦取负值，正切取正值，故很快知道cosα=-■，tanα=■。如果利用更一般的方法来做，可能很多学生会从角三角函数的基本关系来解，由于知道余弦为负值，故cosα=-■。对于数据比较简单的题目，两种方法花费的时间都差不多，但是若题中的数据比较大，又刚好可以用到勾股数时，巧用勾股数明显会更省时。
二、巧用配凑法
在一些三角函数的求值问题中，有时会有一个题目中出现多个角的情况，这时就需要我们学会寻找目标角与已知角、特殊角之间的关系，巧妙地配凑，而不是死算、硬算。
例2.已知（■+α）=5，求（■-α）的值。
分析：仔细观察题中的两个角易发现：（■+α）+（■-α）=π
解：（■+α）+（■-α）=π
tan（■-α）=tan[π-（■-α）]=-tan（■+α）=-5
例3.已知cosxcosy+sinxsiny=■，sin2x+sin2y=■，求sin（x+y）的值。
分析：在淡化和差化积、积化和差要求的前提下，让学生解这样的一道题，其实有一定的难度，很多学生看到这道题目会无从下手。在本题中，我们容易知道cosxcosy+sinxsiny=cos（x-y）=■，而目标是要求sin（x+y）的值，如果把这里的（x-y），（x+y）看成一个整体，除了这两个角以外，还有2x，2y这两个角，为了求解这道题，我们必须要想办法找到这四个角之间的关系，其中（x+y）是必须保留的，于是我们就会想把2x，2y表示（x-y），（x+y）组合的形式，从而发现其实2x=（x+y）+（x-y），2y=（x+y）-（x-y），于是我们可以这样解这道题：
解：sin2x+sin2y=■
sin[（x+y）+（x-y）]+sin[（x+y）-（x-y）]=■
即：sin（x+y）cos（x-y）+cos（x+y）sin（x-y）+sin（x+y）cos（x-y）-
cos（x+y）sin（x-y）=■
即：2sin（x+y）cos（x-y）=■
又cosxcosy+sinxsiny=cos（x-y）=■
sin（x+y）=■
三、灵活运用“1”，利用奇次式求值
例4.已知tanα=2，求2sinαcosα+sin2α的值。
解法一：tanα=2>0
α为第一象限或第三象限角。
若α为第一象限角，
sin2α+cos2α=1，■=tanα=2
sinα=■，cosα=■
将其值代入上式有：2sinαcosα+sin2α=2×■×■+（■）2=2×■+■=■
解法二：2sinαcosα+sin2α=■
=■
=■=■=■
