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【关键词】右旋糖酐 葡萄糖 含量
右旋糖酐(dextran)又名葡聚糖, 是若干葡萄糖脱水形成的聚合物[1],目前右旋糖酐含量的测定主要是通过高效液相色谱法(HPLC)测定其不同分子量与浓度之间的关系,进而测定其中不同分子量的含量[2,3],对于单一分子量的右旋糖酐尚未有方法。本文结合公司产品(右旋糖酐为主要原料)特性建立了一种新的右旋糖酐含量测定的方法,产品经硫酸破坏,右旋糖酐水解转变为葡萄糖[4],加碳酸钡调节合适的pH,取上清液经HPLC-示差折光检测器分析测定,可定量测定右旋糖酐的含量,该方法回收率高,精密度好,具有一定的可行性。
1实验部分
1.1 设备及试剂
高效液相色谱仪(安捷伦);右旋糖酐(GE);葡萄糖标准品(标准品,中国食品药品检定研究院);浓硫酸(优级纯,国药集团);碳酸钡(分析纯,国药集团)。
1.2 色谱条件
色谱柱型号:C18 SPE柱;柱温:30℃;流动相:乙腈:水(75:25,v/v);流速:1.0ml/min。
2 方法研究
2.1 硫酸浓度的选择
称取右旋糖酐原料0.2g,置20mL具塞试管中,分别加入9.8ml 的0.5mol/ml、1.0 mol/ml、2.0 mol/ml硫酸溶液,沸水浴中水解2h令右旋糖酐完全水解,完全水解后加入一定量的碳酸钡粉末中和至pH 6~7,10000r/min离心5min,取上清液,过0.45um微孔滤膜,进液相色谱分析,结果右旋糖酐的平均回收率分别为75.4%、95.8%、95.5%,使用2.0 mol/ml硫酸溶液时因硫酸浓度大,需要的碳酸钡量较多,使得最终的样液较少,不易实验进行。故选择1.0 mol/ml硫酸溶液水解。
2.2 水解时间的选择
称取右旋糖酐原料0.2g,置20mL具塞试管中,分别加入9.8ml的1.0 mol/ml硫酸溶液,沸水浴中水解1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h,完全水解后加入一定量的碳酸钡粉末中和至pH 6~7,10000r/min离心5min,取上清液,过0.45um微孔滤膜,进液相色谱分析,结果右旋糖酐水解时间为3h,平均回收率达最大为99.2%,,时间过长,溶液颜色变黄,峰形变化,不易定量。故选择水解时间为3h。
2.3线性范围及相关系数
精密称取葡萄糖标准品50mg于10mL容量瓶,加入纯化水制备成5mg/ml对照品溶液贮备液。再稀释至浓度为1.5mg/mL、1.2mg/mL、1.0mg/mL、0.8mg/mL、0.5mg/mL的标准溶液。根据实验测得的峰面积与配制的对照品溶液浓度作标准曲线。其线性方程为 y=190878x-4513.7,相关系数:R= 0.9998。
2.4 回收率实验
模拟产品组成,取右旋糖酐原料分别加入已制备好的空白试液内,配制成三种不同浓度溶液1.2mg/ml、1.0mg/ml、0.8mg/ml各3份,按已确定的方法处理分析,计算回收率平均值和相对标准差。
2.5重复性试验
取同一批样品6份,制备供试品溶液,按上述方法外标法测定,结果平均含量为标示量的99.6%,(RSD=1.53%,n=6)。
2.6耐用性
将供试溶液分别放置2h、4h、8h、24h后,按上述方法,测定其峰面积,平均峰面积为224520,RSD=0.35%,结果表明溶液放置24h稳定。
2.7 样品分析
精密称定供试品0.2g,置20mL具塞试管中,加入9.8ml 1.0mol/硫酸溶液,沸水浴中水解3h令右旋糖酐完全水解,完全水解后加入一定量的碳酸钡粉末中和至pH 6~7,10000r/min离心5min,取上清液,过0.45um微孔滤膜,按液相色谱条件进样分析,并与产品标示含量(50mg/ml)相比较。
3 讨论
产品中右旋糖酐经硫酸水解,碳酸钡调节pH,离心取上清液经HPLC-RID分析测定含量,方法线性良好,回收率高,精密度高,为产品中右旋糖酐含量的测定提供了一种可行的方法。
参考文献:
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[3]徐俊福,徐曙东,何海虹.高效液相色谱法测定右旋糖酐40葡萄糖注射液的含量[J].药物鉴定,2004,13(1):57.
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。
参考文献:
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【2】林尚扬,关桥.我国制造业焊接生产现状与发展战略研究[J].热加工,2004
【3】许燕玲,林涛,陈善本.焊接机器人应用现状与研究发展趋势[J].金属加工,2010.
【4】朱政强,陈立功,倪纯珍.振动焊接}_艺的研究现状及发展方向[J].焊接,2003
【5】马晓丽,华学明,吴毅雄.高效焊接技术研究现状及进展[J].焊接,2007
【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:船舶焊接;热切割技术;造船模式;焊接材料
中图分类号:U671 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)13-0018-02
1 概述
在现代造船模式中的一项重要内容就是船舶焊接技术,尽可能压缩造船周期是在船舶工业领域中所面临的永恒主题。我国已经是世界焊接大国,借助现代化先进船舶焊接技术,可以有效控制造船成本,提升造船效率,确保船舶质量,对于促进企业经济效益的进一步提升具有重要现实意义。现代化先进船舶高效焊接技术涉及船舶制造工艺设计、计算机数控下料、大中小合拢、平面分段、曲面分段以及管线法兰焊接等内容,除此之外,还会牵动诸如钢铁、金属热切割以及保护气体等焊接产业链,总而言之,船舶焊接技术在船舶制造过程中的地位不容小觑,是一项具有极强专业性及技术性的系统性工程。
2 船舶焊接技术及发展
我国船舶工业“十一五”计划目标于2010年顺利实现,并积极着手“十二五”规划。我国当前已经制订了一系列有关船舶制造焊接的政策及指导规范,为确保我国造船焊接技术的健康迅猛发展提供可靠性保障。我国造船工业高效焊接技术在主管部门及相关技术人员的共同努力之下已经取得阶段性进展,并以统筹规划、分类指导以及整体推进为指导方针,积极推广高效、节能及环保焊接新技术及新设备,并已经取得阶段性进展。
2.1 焊接材料及设备
我国积极推进船舶焊接材料及设备的研发工作,当前已经在船舶专用高强钢厚板焊接抗裂药芯焊丝方面取得一定成绩,已经有一批拥有自主知识产权的高新焊接技术项目,并在实践中得以应用,国产高强钢厚板专用焊接材料靠进口的时代已经过去;单丝及双丝船舶专用气电垂直焊机等设备已经在实践中逐步得到推广,是当前我国船舶制造领域中不可或缺的重要设备之一;在船舶焊接领域中引入拥有自主知识产权的平面分段装焊流水线,开创我国大规模自动化焊接技术新时代;船舶制造领域中引进数字化逆变焊机,促进我国船舶焊接技术数字化进程的顺利推进。
船舶制造中,焊接时瞬间内应力、焊后残余应力的产生是不可避免的。但在实际制造中,焊接变形控制往往是企业关注的焦点,通常采用一些支撑、卡具来强化刚性,进而达到变形控制的目的,但是这些支撑和卡具却往往会进一步增大焊后应力。对于一些截面惯性矩较大、板厚较大的刚性构件,虽然焊接变形较小,但却会有较大的焊接内应力,甚至造成裂纹的产生。因此,对于那些焊接节点复杂、截面大、钢材强度高、使用条件恶劣及约束度大的重要结构,保证焊接应力控制的质量就成为重点。焊接应力控制的目的主要是促进局部应力峰值的降低,来使其分布均匀。常用的焊接应力控制技术包括应力热处理法、振动时效技术、爆炸法、液压超载法、锤击法。其中,振动时效技术的应用最为普遍。我国自20世纪70年代开始振动时效技术的研发,至今已有许多成功案例。其相比于应力热处理法,设备投资少,降低能耗90%,且工期已从原先的10多小时缩减至1小时之内。同时,振动时效技术尺寸精度稳定、无氧化,可取得较好的应力消除效果。通过国v内相关研究表明,振动时效技术可消除焊接应力达50%~70%。
为促进焊接技术的进一步提高,江门市南洋船舶工程有限公司积极开展新产品及新技术的研发,积极致力于焊接作业机械化及自动化水平的不断提升,在大型或超大型船舶制造方面,主要使用厚度为16~36mm的钢板,同时考虑到船舶制造业中焊接人员工作调动较为频繁,员工整体专业技术水平有限的实际情况,积极组织专业技能培训,提高员工薪金待遇,吸引更多优秀人才,为船舶焊接质量不断提升提供切实保障,促进焊接机械化及自动化水平不断提升。
不仅如此,还积极寻求跨行业合作机会,在船舶焊接工艺及设备研发方面创造性地提出产学研合作形式,尤其是在节能减排方面,主动将那些能耗高、效率低的焊接设备予以淘汰,引入逆变手工焊,用更加绿色环保的等离子气刨机取代之前的碳弧气刨设备,这样可以实现对碳粉及有害气体的有效控制,不但可以有效地控制船舶制造焊接成本,而且还可以显著降低对环境的污染。此外还积极致力于双丝二氧化碳横向自动焊接工艺及设备、双丝摆动垂直气电自动焊等技术的研发工作。
2.2 新型焊接材料
随着现代化技术水平的不断提升,我国造船业焊接自动化及半自动化水平也显著提高,并在埋弧焊工艺方面成功推出三丝及四丝等单面焊双面成型技术,除此之外,在埋弧焊用焊剂方面,为确保新船型低合金钢建造现实需求得到切实满足,成功研发出碱性烧结型焊剂。作为一种高效、低价的新型焊接材料,药芯焊丝的熔敷率已经超出80%,相比较于之前的实心焊丝,其生产效率也提升了近两倍,随着相关研究的日益深入,又新研发出一系列拥有自主知识产权且功能更加齐全的药芯焊丝及气电垂直焊专用药芯焊丝,与国际水平之前的差距越来越小,在国际上影响力日益提升。
2.3 船舶焊接机器人
目前我国已经成功研发出船舶焊接机器人,并在船舶型材装焊流水线及管子装焊流水线中得到广泛应用;为确保焊接质量,提升焊接作业效率,改进作业条件,在此基础之上已经着手研发船舶特种工况中应用的智能型焊接机器人。
除此之外,我国早已成立船舶工业高效焊接技术指导小组,主要负责船舶焊接领域的技术指导、组织、规划及协调,组织相关工作人员进行专业技能培训,增进对焊接技术的掌握的熟练程度,充分认识到船舶焊接技术对于造船业的重要性,进一步扩大造船高效焊接技术的应用范围。为满足建造诸如豪华型铝合金船、化学品船以及海上钢结构船等技术含量更高、造型更加新颖的现代化科技型船舶的实际需求,必须对船舶焊接技术予以高度重视,可以说,高质量、高水平的焊接技术是成功制造这些产品的关键所在。当前我国部分具有一定实力的船厂已经开始着手铝合金、低合金高强钢、高镍合金、超低碳不锈钢以及不锈复合钢等新材料的焊接工艺的相关研究工作。
3 结语
综上所述,历经几十年的发展,我国已经步入世界焊接大国行列,在造船领域中位居世界前三,但依然称不上是焊接强国。造船焊接工艺方法多样化一直是摆在造船焊接技术人员面前的重大课题。当前我国的造船焊接工艺及方法已经超过40种,已经获取船级社的认可。高效焊接技术不但可以在散货船、集装箱船以及油船等主力船型中进行应用,而且还广泛应用于液化天然气船、大型散装箱船、液化石油气船以及大型油船等。
参考文献
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关键词:工程机械 焊接技术 CO2气体保护焊 埋弧焊 发展趋势
中图分类号:TG45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(b)-0063-01
以焊接业为主导的生产厂利用先进的工艺和设备大大提高了焊接质量与效率,降低了焊接成本,提高了市场竞争力,使企业获得了良好的经济效益。高效、节能的焊接技术利用率高,典型的方法有CO2气体保护焊和埋弧焊等,这些技术方法投资回收期较短,可以有效降低焊材消耗,对于创建节约型社会具有重要的促进作用。
1 工程机械焊接工艺现状
1.1 焊接方法及其工艺现状
焊接是一门重要的基础工艺,虽然只有不足百年的历史,但它的发展十分迅速,尤其是20世纪以来,随着科学技术的不断进步,各种新的焊机技术应运而生。目前,普遍采用的焊接方法有埋弧自动焊与CO2/MAG气体保护焊。埋弧自动焊电流密度大,焊接时熔深大,焊接速度是手工电弧焊的5~6倍,焊缝外型美观,焊接质量稳定可靠,埋弧自动焊多用于中厚板长直焊缝或环焊缝。在工程机械结构件焊接工艺中,采用自动(半自动)CO2气体保护焊工艺约占70%左右(以重量计),气体保护焊同样具有埋弧自动焊电流密度大、焊接时熔深大的优点,此外,它还采用了富Ar混合气体,熔渣和飞溅很少,大大节省了清理时间,提高了生产效率。
1.2 焊接设备使用现状
改革开放前,国内工程机械结构件的焊接主要采用的是在地板或焊接平台上翻个的方式,生产效率低下,焊缝美观度不足。改革开放以后,外资企业陆续在国内设厂生产,带来了新的焊接装备,为我国焊接事业的发展带来了新的契机。此后,国内开始着手焊接变位机的研究与开发工作,使焊接变位机的使用逐渐普遍。随着市场竞争的日益激烈,焊缝的外观质量成为用户评价产品质量的重要指标之一,而变位机的使用可以取得立焊、横焊、仰焊等难以达到的效果,有效提高了焊接的质量,提高了生产效果和安全系数。
随着人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出,与能源相关的制造业也开始寻求自动化焊接技术,在这样的背景下,焊接机器人逐渐崭露头角。机器人有着人工无法取代的优势,它可降低企业成本、提高产品品质和精度、通用性强、工作效率高、速度快、稳定可靠,可以工作长达10~15年,自动化水平极高。焊接机器人改善了工人的劳动条件,节约了人力成本,提高了生产效率,使制造企业获得良好的经济效益。焊接机器人广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业,工程机械行业所拥有的弧焊机器人占30%仅次于汽车制造行业的37%。海关数据统计显示,2014年上半年我国工业机器人进口数量规模达到34714台,同比增长92%,远超过预期50%左右的增长速度。而2014年我国制造业机器人密度达到35台/万人,仍然远低于制造业发达国家水平,低于世界平均水平58台,这说明工业机器人在我有着巨大的市场空间。
2 工程机械焊接工艺发展趋势
2.1 工程机械焊接技术发展趋势
当前高效节能的CO2气体保护焊工艺在工程机械行业焊接工艺中的自动化程度还不是很高,工程机械厂在推进CO2焊接工艺的同时,还要积极进行技术改造,在能源危机的背景下,大力推广低成本自动焊,采用自动(半自动)逆变CO2气体保护焊机和埋弧自动焊等节能、优质、高效的焊接工艺,在CO2气体保护半自动焊接基础上,加大自动焊接对规则焊缝进行焊接的使用面,推进自动化焊接的发展。随着焊接技术的飞速发展,新的工艺方法不断涌现,如脉冲气体保护焊机配富Ar气体的无飞溅焊接,焊缝成型美观;双丝气体保护焊接是由奥地利Fronius公司开发的最新的高速MGA焊接系统,它的最大优势在于焊接速度高且焊缝成型美观,且其成本低于埋弧焊,具有广泛的应用前景。未来电阻焊接技术则以中、大功率为主要研究内容及发展方向,电磁兼容技术将在焊接设备中得到推广应用,自动化焊接技术将得到长足发展。
2.2 工程机械焊接设备发展趋势
近年来,随着科学技术的进步,焊接设备得到了长足的发展,我国的焊接设备正向自动化、智能化、高效、节能、环保的方向发展。CO2焊机生产效率高,与手工电弧焊接相比,其生产效率要高出数倍,且其节电显著、生产成本低,焊缝成形美观,具有高效、节能的优点。有调查显示,我国生产的焊机以手工电弧焊机为主,约占焊机总量的80%左右,而仅有一小部分为CO2焊机,焊机产品结构单一、产品种类较少,且焊机的自控及数化程度有待提高。未来宜大力发展逆变式焊接电源和自动、半自动焊机、CO2焊机。
专用焊接成套设备、焊接机器人、辅助机具等将是未来发展的重点方向。采用焊接机器人或着焊接专机来代替焊工进行操作,改善了工人的劳动条件,节约了人力成本,提高了生产效率,可以获得较好的焊缝质量。机器人代替人类从事重复性劳动工作,是未来提升制造业生产效率与产品质量的必然趋势,同时也是劳动成本日益增加的企业转型之道。但焊接机器人,只是机械手,它本身并不能独立完成工作,还需要变位机、专用夹等设备的配合组成焊接机器人工作站,从而提高焊接质量和工作效率,实现文明生产。自动焊接专机是针对某一类型工程机械开发的降成本自动化设备,与焊接机器人相比,焊接专机具有操作简便、易于维护保养等优点,且设备可靠性高、使用费用低,越来越受到人们的青睐,将是焊接设备未来发展的重要方向。
3 结语
我国正处于改革发展和经济转型升级的关键时期,工业化发展到一定程度以后,国家工业经济的增长在很大程度上将取决于工艺水平及装备。高效、节能、环保、安全、可靠将是未来工程机械发展的重要趋势。我国焊接技术一方面要不断研制新的焊接方法及焊接设备,同时还要不断提高焊接的自动化水平,实现焊机程序控制、数字控制,推广和扩大焊接机器人、专用焊机的使用,改善焊接安全条件、提高焊接生产效率,实现经济效益的最大化。我们要锐意进取,抓住机遇,采用新技术、新装备,努力促进焊接技术的进步与发展,为我国经济的发展做出应有的贡献。
参考文献
[1] 许文清,任宇飞.工程机械结构件的焊接工艺现状与发展趋势[J].工程机械,2005(1).
关键词:建筑钢结构;焊接技术;发展现状;趋势研究
中图分类号: TU391 文献标识码: A
引言:随着我国经济和科学技术的快速发展,我国的建筑行业已逐渐达到世界先进水平,在建筑钢结构的很多技术方面甚至已达到世界领先,然而建筑钢结构的焊接技术上仍然存在着一些不足和问题需要我们的探索与解决,同时也要对建筑钢结构焊接技术的发展趋势进行研究。
一、建筑钢结构概述
结构是建筑物的受力骨架,由基本构件和连接构成,工程应用中常见的梁、板、柱属于结构构件。钢结构 (steeltructure)是以钢材为主要材料构成建筑物的受力骨架,大型库房或者工业厂房中的变截面门式刚架 (portal fram e),多、高层建筑 (m ulti―storey and tall buildings)中的多跨多层框架,都属于平面结构体系。平面结构体系构造简单,传力明确,易于实现标准化、定型化,制作简单,安装方便,施工进度较快。大跨度房屋中的平板网架、网壳、高层建筑中钢框架 -支承结构、核心筒钢框架结构、钢管混凝土结构、型钢混凝土结构等均属于空间结构体系,空间结构体系形式多样,易满足使用功能和建筑造型要求,缺点是难于实现标准化、定型化,制作和安装难度大。建筑行业中建筑钢结构的应用有着基础性的作用,而建筑钢结构又是以钢结构的焊接技术为中心进行的,所以建筑钢结构的焊接技术和焊接材料关系着建筑行业的质量和发展水平。
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二、建筑钢结构焊接技术现状
2.1 建筑钢结构焊接技术和焊接材料
在 20 世纪后,建筑钢结构的焊接技术经历了多个技术过度,由之前的焊条电弧焊的焊接到埋弧焊接,再由 70 年代出现的实芯焊丝以及药芯焊丝为材料的气体保护焊接技术和螺旋焊接技术,在这些焊接技术的基础上逐步发展出了现代化的建筑钢结构的焊接技术,使现代钢结构的焊接技术大大缩短了工期,提高了生产效率,为企业创造了更多的经济效益。但有时,建筑钢结构焊接不是仅仅采用一种焊接技术就能够完成,需要根据钢结构所采用的钢铁原料和焊接技术所需的原料相结合,采用多种焊接技术和工艺。
2.2 建筑钢结构焊接技术中焊接设备的应用
建筑钢结构的焊接还需要考虑焊接设备的应用,虽然我国钢结构的很多技术都已处于世界领先水平,但现阶段我国的钢结构焊接所采用的设备大都是由国外生产制造的,国内的建筑钢结构焊接设备相比,在技术性和自动化程度上远远低于国外的焊接设备,我国的建筑钢结构企业在努力学习国外的先进建筑钢结构焊接技术的同时,也在积极努力的研究探寻属于自己的更为先进的钢结构焊接技术设备。
2.3 焊接技术工作者的培养
在我国建筑行业蓬勃发展的今天,建筑钢结构所需要的焊接技术工作者也在与日俱增,也就难免会出现鱼龙混杂的情况。建筑钢结构的焊接技术有很强的专业性和复杂性,要求焊接人员有很强的技术性。虽然我国的焊接工作者很多,相应的焊接工作也能够得以顺利完成,但缺少真正优秀的焊接技术人员。因为建筑行业在我国的发展时间有限,所以与其他发达国家比起来,我国的焊接技术人员的培养、考核、认证制度还不够完善,管理和认证方式比较混乱,不能准确保持焊接人员的技术水平,也就使钢结构焊接存在着安全隐患和质量没有保证,不利于我国建筑钢结构焊接水平的整体提高。
三、 建筑钢结构焊接技术发展趋势分析
传统意义上的建筑钢结构焊接企业处于对自身发展的保障需求,势必需要在剧烈的市场竞争环境下,通过恰当且合理的技术改造与技术升级方式,谋求稳定的生存与发展。而实现这一要求的关键,即在于对建筑钢结构焊接技术的发展与推广。在此过程当中,需要重点关注以下几个方面的问题。
(1)需要逐步加大对高效焊接方法及建筑钢结构焊接工程实践的应用:
首先,需要相关工作人员不断针对焊接方法及焊接方式进行研究与完善,以提高焊接熔敷率为目的,加大对于15 k g/ h 单位以上,高效焊接技术方法的研究。与此同时,还可以通过对国外成功焊接方法(包括旋转喷射电弧高效焊接技术以及多丝焊接技术等在内)的引入方式,为自主技术的研制与成功应用提供一定的借鉴与经验;其次,可以通过适当控制接头焊接填充量的方式,一方面提高建筑钢结构焊接的工作质量,另一方面可提高工程应用中的经济效益。从当前技术发展趋势的角度上来看,应当将研究重点集中在对激光焊接技术以及氩弧激光焊接技术的应用方面;最后,需要从技术装备的角度上入手,在合理提升建筑钢结构持续焊接时间的基础之上,降低辅助操作时间。同样从现阶段的技术发展趋势上来看,需要重点关注的发展方向是:一方面,是以连续送丝为中心的自动焊接技术装备;另一方面是以成套性为主的高效焊接技术装备。
(2)需要逐步加大对于高效且优质焊接材料的开发与应用:
对于焊接材料的发展重点在于,研发与高效焊接技术相适应的,具备优越综合性能的自动焊丝、保护焊丝以及气电焊丝等。与此同时,结合我国现阶段建筑结构的用钢型号特点,需要将建筑钢结构用钢向着高强度、高耐火性、高纯净性以及高抗震性等多个方面发展。而高性能建筑钢结构焊接材料的规模性开发与应用也势必会在一定程度上推动建筑钢结构焊接技术的蓬勃发展。特别需要注意的一点是:伴随着建筑钢结构的进一步发展与完善,实芯C O2焊丝、药芯C O2焊丝、特种电渣焊材料以及气电焊焊接材料的使用总量势必会不断扩大的推升,由此也带动着上述建筑钢结构焊接材料的国产化发展与升级。
3)需要逐步加大对于焊接设备生产商的发展与进步:
独立的单纯性焊接设备生产商受到整个建筑钢结构焊接市场覆盖面较窄、在工作人员、作业资金以及应用技术等多个方面存在的缺陷问题影响,导致整个行业的发展前景不容乐观。为更好的建筑钢结构焊接技术的发展趋势相适应,需要在充分联合焊接材料以及焊接设备的基础之上,通过对现代化焊接技术工艺以及操作方式的有效综合,提高焊接设备生产商的综合性优势,为焊接技术的发展提供可靠驱动动力。
四、 完善建筑钢焊接工作人员考核制度
完善的制度和规范是对行业持续健康发展的保障,钢结构焊接工作者作为一种高技术工种,其资格认证的体系不严格,全国性统一的资格考试所包括的行业和领域较窄,缺乏统一专业的划分,不能很好的适用于现如今的建筑钢结构焊接行业,所以应建立完善的焊接工作者的考试资格认证系统。
五、结语
我国建筑行业虽然起点较低,相应的科学技术和专业的设备技能不够完善,但在近半个世纪的发展与学习中,不断的缩小与发达国家之间的差距,在某些技术上甚至已处于世界领先水平。但也需要清醒的认识到,我国建筑行业的基础和技术能力方面存在的不足,健全和完善焊接技术工作人员的培养考核制度,努力学习发达国家先进的焊接技术和理念,同时研究和发展具有自主知识产权的先进焊接技术,提高我国建筑行业的整体水平。
参考文献
[1] 李斌 .建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势 [J].科技创新与应用,2013(13).