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我們研制的是添加TiN的Ti(C,N)基金屬陶瓷。由于TiC比WC具有更高的硬度和耐磨性,TiN的加入可起到細化晶粒的作用,故Ti(C,N)基金屬陶瓷可表現(xiàn)出比WC基或TiC基硬質(zhì)合金更為優(yōu)越的綜合性能。這種新型金屬陶瓷刀具材料的廣泛應(yīng)用是以其成功的連接技術(shù)為前提的,國內(nèi)外對陶瓷與金屬的連接開展了不少的研究,但對于金屬陶瓷與金屬連接的技術(shù)研究較少,以致于限制了Ti(C,N)基金屬陶瓷材料在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。常用的連接陶瓷與金屬的焊接方法有真空電子束焊、激光焊、真空擴散焊和釬焊等。在這些連接方法中,釬焊、擴散焊連接方法比較成熟、應(yīng)用較廣泛,過渡液相連接等新的連接方法和工藝正在研究開發(fā)中。本文在總結(jié)各種陶瓷與金屬焊接方法的基礎(chǔ)上,對金屬陶瓷與金屬的焊接技術(shù)進行初步探討,在介紹各種適用于金屬陶瓷與金屬焊接技術(shù)方法的同時,指出其優(yōu)缺點和有待研究解決的問題,以期推動金屬陶瓷與金屬焊接技術(shù)的研究,進而推廣這種先進工具材料在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
Ti(C,N)基金屬陶瓷性能特點及應(yīng)用現(xiàn)狀
Ti(C,N)基金屬陶瓷是在TiC基金屬陶瓷基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新型工模具材料。按其組成和性能不同可分為:①成分為TiCNiMo的TiC基合金;②添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金屬(如Co)的強韌TiC基合金;③添加TiN的TiCTiN(或TiCN)基合金;④以TiN為主要成分的TiN基合金。
Ti(C,N)基金屬陶瓷的性能特點如下:
(1)高硬度,一般可達HRA91~93.5,有些可達HRA94~95,即達到非金屬陶瓷刀具硬度水平。
(2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨損能力,在高速切削鋼料時磨損率極低,其耐磨性可比WC基硬質(zhì)合金高3~4倍。
(3)有較高的抗氧化能力,一般硬質(zhì)合金月牙洼磨損開始產(chǎn)生溫度為850~900℃,而Ti(C,N)基金屬陶瓷為1100~1200℃,高出200~300℃。TiC氧化形成的TiO2有作用,所以氧化程度較WC基合金低約10%。
(4)有較高的耐熱性,Ti(C,N)基金屬陶瓷的高溫硬度、高溫強度與高溫耐磨性都比較好,在1100~1300℃高溫下尚能進行切削。一般切削速度可比WC基硬質(zhì)合金高2~3倍,可達200~400m/min。
(5)化學(xué)穩(wěn)定好,Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具切削時,在刀具與切屑、工件接觸面上會形成Mo2O3、鎳鉬酸鹽和氧化鈦薄膜,它們都可以作為干劑來減少摩擦。Ti(C,N)基合金與鋼不易產(chǎn)生粘結(jié),在700~900℃時也未發(fā)現(xiàn)粘結(jié)情況,即不易產(chǎn)生積屑瘤,加工表面粗糙度值較低。
Ti(C,N)基金屬陶瓷在具有良好綜合性能的同時還可以節(jié)約普通硬質(zhì)合金所必需的Co、Ta、W等貴重稀有金屬材料。隨著人類節(jié)約資源推行“綠色工業(yè)”進程的加快,Ti(C,N)基金屬陶瓷必會成為一種大有前途的工具材料。目前,Ti(C,N)基金屬陶瓷材料得到世界各國尤其是日本的廣泛深入研究,一些國家已在積極應(yīng)用和推廣這種刀具材料,世界各主要硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家都推出了商品牌號的含氮金屬陶瓷。如日本三菱綜合材料公司開發(fā)的NX2525牌號超細微粒金屬陶瓷的硬度達到92.2HRA,抗彎強度達2.0GPa,兼具高硬度和高韌性。我國在“八五”期間也成功研制出多種牌號的Ti(C,N)基金屬陶瓷刀具,并批量上市,現(xiàn)已發(fā)展成為獨立系列的一類刀具材料。
金屬陶瓷與金屬焊接的技術(shù)方法
在工業(yè)加工生產(chǎn)中,切削加工刀具的刀片與刀桿的連接方式有兩種:焊接式和機夾式。刀具的刀片和刀桿連接的好壞直接影響刀具的使用壽命。宋立秋等通過實驗研究表明:選用焊接式連接刀片和刀桿時,刀具耐用度高;選用機夾式時,刀具耐用度低。由于Ti(C,N)基金屬陶瓷屬于脆性材料,熔點比金屬高,其線膨脹系數(shù)與金屬相差較大,使得Ti(C,N)基金屬陶瓷刀片與刀桿焊后接頭中的殘余應(yīng)力很高,加之與金屬的相容性較差,使得金屬陶瓷與金屬的焊接性較差,一般焊接方法和工藝很難獲得滿意的焊接接頭,目前,采用釬焊和擴散焊對金屬陶瓷與金屬進行連接已獲得成功。隨著研究的不斷深入,又出現(xiàn)了許多新方法及工藝,以下在介紹各種適用于金屬陶瓷與金屬焊接技術(shù)方法的同時,指出其優(yōu)缺點和研究方向。
1熔化焊
熔化焊是應(yīng)用最廣泛的焊接方法,該方法利用一定的熱源,使連接部位局部熔化成液體,然后再冷卻結(jié)晶成一體。焊接熱源有電弧、激光束和電子束等。目前Ti(C,N)基金屬陶瓷熔化焊主要存在以下兩個問題有待解決:一是隨著熔化溫度的升高,流動性降低,有可能促進基體和增強相之間化學(xué)反應(yīng)(界面反應(yīng))的發(fā)生,降低了焊接接頭的強度;另一問題是缺乏專門研制的金屬陶瓷熔化焊填充材料。
1)電弧焊
電弧焊是熔化焊中目前應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。其優(yōu)點是應(yīng)用靈活、方便、適用性強,而且設(shè)備簡單。但該方法對陶瓷與金屬進行焊接時極易引起基體和增強相之間的化學(xué)反應(yīng)(界面反應(yīng))。由于Ti(C,N)基金屬陶瓷具有導(dǎo)電性,可以直接焊接,對Ti(C,N)基金屬陶瓷與金屬電弧焊的試驗研究表明是可行的,但需要解決諸如界面反應(yīng)、焊接缺陷(裂紋等)和焊接接頭強度低等問題。
2)激光焊
激光焊是特殊及難焊材料焊接的一種重要焊接方法。由于激光束的能量密度大,因此激光焊具有熔深大、熔寬小、焊接熱影響區(qū)小、降低焊件焊接后的殘余應(yīng)力和變形小的特點,能夠制造高溫下穩(wěn)定的連接接頭,可以對產(chǎn)品的焊接質(zhì)量進行精確控制。激光焊接技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于真空中燒結(jié)的粉末冶金材料。據(jù)報道,Mittweida激光應(yīng)用中心開發(fā)了一種雙激光束焊接方法。它用兩束激光工作,一束激光承擔(dān)工件的預(yù)熱,另一束激光用于焊接。用這種雙激光束焊接方法可以實現(xiàn)各種幾何體的連接,并且不會降低原材料的強度和高溫性能,焊接時間僅需數(shù)分鐘。該方法可有效防止焊接過程中熱影響區(qū)裂紋的產(chǎn)生,適用于Ti(C,N)基金屬陶瓷與金屬的焊接,但對工裝夾具、配合精度及焊前準備工作要求較高,設(shè)備投資昂貴,運行成本較高,需要進一步提高其工藝重復(fù)性和可靠性。
3)電子束焊
電子束焊是一種利用高能密度的電子束轟擊焊件使其局部加熱和熔化而焊接起來的方法。真空電子束焊是金屬陶瓷與金屬焊接的有效焊接方法,它具有許多優(yōu)點,由于是在真空條件下,能防止空氣中的氧、氮等的污染;電子束經(jīng)聚焦能形成很細小的直徑,可小到Φ0.1~1.0mm的范圍,其功率密度可提高到107~109W/cm2。因此電子束焊具有加熱面積小、焊縫熔寬小、熔深大、焊接熱影響區(qū)小等優(yōu)點。但這種方法的缺點是設(shè)備復(fù)雜,對焊接工藝要求較嚴,生產(chǎn)成本較高。目前針對Ti(C,N)基金屬陶瓷與金屬的電子束焊接技術(shù)還處于實驗階段。
2釬焊
釬焊是把材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋瑫r應(yīng)用釬料而使材料產(chǎn)生結(jié)合的一種焊接方法。釬焊方法通常按熱源或加熱方法來分類。目前具有工業(yè)應(yīng)用價值的釬焊方法有:(1)火焰釬焊;(2)爐中釬焊;(3)感應(yīng)釬焊;(4)電阻釬焊;(5)浸漬釬焊;(6)紅外線釬焊。釬焊是Ti(C,N)基金屬陶瓷與金屬連接的一種主要焊接方法,釬焊接頭的質(zhì)量主要取決于選用合適的釬料和釬焊工藝。李先芬等對Ti(C,N)基金屬陶瓷與45號鋼采用銅基、銀基釬料分別進行了火焰釬焊試驗和在氬氣保護爐中釬焊試驗。火焰釬焊條件下,以H62為釬料的接頭的平均剪切強度為37MPa,以BAg10CuZn為釬料的接頭的剪切強度達114MPa,以BCuZnMn為釬料的接頭的平均剪切強度49MPa;在氬氣保護爐焊條件下,以H62為釬料的接頭的平均剪切強度為37MPa,以Ag72Cu28為釬料的接頭的平均剪切強度為51MPa。通過觀察和分析釬焊接頭的結(jié)合情況及剪切試驗,表明Ti(C,N)基金屬陶瓷具有較好的釬焊性。但由于接頭界面處金屬陶瓷中存在殘余應(yīng)力,導(dǎo)致剪切試驗時均斷在金屬陶瓷上,且釬焊接頭的剪切強度不高。張麗霞等采用AgCuZn釬料實現(xiàn)了TiC基金屬陶瓷與鑄鐵的釬焊連接。近年來還利用非晶技術(shù)研制成功了新的含鈦合金系,如CuTi、NiTi合金,可以直接用來釬焊陶瓷與金屬,其接頭的工作溫度比用銀銅釬料釬焊的要高得多。目前,金屬陶瓷釬焊需要解決如何降低或消除界面處金屬陶瓷中的殘余應(yīng)力和提高接頭強度的問題。
3壓焊
壓焊時基體金屬通常并不熔化,焊接溫度低于金屬的熔點,有的也加熱至熔化狀態(tài),仍以固相結(jié)合而形成接頭,所以可以減少高溫對母材的有害影響,提高金屬陶瓷與金屬的焊接質(zhì)量。
1)擴散焊
擴散焊是壓焊的一種,它是指在相互接觸的表面,在高溫壓力的作用下,被連接表面相互靠近,局部發(fā)生塑性變形,經(jīng)一定時間后結(jié)合層原子間相互擴散而形成整體的可靠連接過程。擴散焊包括沒有中間層的擴散焊和有中間層的擴散焊,有中間層的擴散焊是普遍采用的方法。使用中間層合金可以降低焊接溫度和壓力,降低焊接接頭中的總應(yīng)力水平,從而改善接頭的強度性能。另外,為降低接頭應(yīng)力,除采用多層中間層外,還可使用低模數(shù)的補償中間層,這種中間層是由纖維金屬所組成,實際上是一塊燒結(jié)的纖維金屬墊片,孔隙度最高可達90%,可有效降低金屬與陶瓷焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力。擴散焊的主要優(yōu)點是連接強度高,尺寸容易控制,適合于連接異種材料。關(guān)德慧等對金屬陶瓷刀刃與40Cr刀體的高溫真空擴散焊接實驗表明,金屬陶瓷與40Cr焊接后,兩種材料焊合相當(dāng)好,再對40Cr進行調(diào)質(zhì)處理,界面具有相當(dāng)高的強度,焊接界面的抗拉強度達650MPa,剪切強度達到550MPa。擴散焊主要的不足是擴散溫度高、時間長且在真空下連接、設(shè)備昂貴、成本高。近年來不斷開發(fā)出了一些新的擴散焊接方法,如高壓電場下的擴散焊,該方法借助于高壓電場(1000V以上)及溫度的共同作用,使陶瓷內(nèi)電介質(zhì)電離,在與金屬鄰近的陶瓷材料內(nèi)形成了一薄層充滿負離子的極化區(qū)。此外,由于材料表面的顯微不平度,陶瓷與金屬間只有個別小點相接觸,大部分地區(qū)形成微米級的間隙。集結(jié)在微小間隙兩側(cè)的離子使這些地區(qū)的電場急劇升高,此外加電場可增加3~4個數(shù)量級。由于異性電荷相吸,使被連接的兩種材料相鄰界面達到緊密接觸(其間距小于原子間距),隨后借助于擴散作用,使金屬與陶瓷得以連接。
2)摩擦焊
摩擦焊是在軸向壓力與扭矩作用下,利用焊接接觸端面之間的相對運動及塑性流動所產(chǎn)生的摩擦熱及塑性變形熱,使接觸面及其近區(qū)達到粘塑性狀態(tài)并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)暮暧^塑性變形,然后迅速頂鍛而完成焊接的一種壓焊方法。摩擦焊廣泛用于同類和異種金屬的連接,對于不同類材料陶瓷與金屬連接的摩擦焊尚屬起步階段。
3)超聲波焊
超聲波焊是通過超聲波振動和加壓實現(xiàn)常溫下金屬與陶瓷接合的一種有效方法。用此方法焊接鋁與各類陶瓷均獲得成功,而且接合時間僅需幾秒鐘。由于此方法的接合能是利用超聲波振動,結(jié)合面不需要進行表面處理,設(shè)備較簡單,縮短了焊接時間,其成本比釬焊法大幅度降低。該方法應(yīng)用于金屬陶瓷與金屬的焊接還有待于進一步研究。
4中性原子束照射法
中性原子束照射法利用中性原子束照射金屬與陶瓷的接合面,使接合面的原子“活化”。物質(zhì)清潔的表面具有極佳的活性,然而物質(zhì)表面往往沾有污物或覆蓋著一層極薄的氧化膜,使其活性降低。該方法主要是對接合面照射氬等惰性氣體的1000~1800eV的低能原子束,從表面除去20nm左右的薄層,使表面活化,然后加壓,利用表面優(yōu)異的反應(yīng)度進行常溫狀態(tài)下接合,此方法可用于氮化硅等高強度陶瓷與金屬的接合。
5自蔓延高溫合成焊接法
自蔓延高溫合成(SelfpropagatingHightemperatureSynthesis,縮寫SHS)技術(shù)也稱為燃燒合成(CombustionSynthesis,縮寫CS)技術(shù),是由制造難熔化合物(碳化物、氮化物和硅化物)的方法發(fā)展而來的。在這種方法中,首先在陶瓷與金屬之間放置能夠燃燒并放出大量生成熱的固體粉末,然后用電弧或輻射將粉末局部點燃而開始反應(yīng),并由反應(yīng)所放出的熱量自發(fā)地推動反應(yīng)繼續(xù)向前發(fā)展,最終由反應(yīng)所生成的產(chǎn)物將陶瓷與金屬牢固地連接在一起。該方法的顯著特點是能耗低,生產(chǎn)效率高,對母材的熱影響作用小,通過設(shè)計成分梯度變化的焊縫來連接異種材料,可以克服由于熱膨脹系數(shù)差異而造成的焊接殘余應(yīng)力。但燃燒時可能產(chǎn)生氣相反應(yīng)和有害雜質(zhì)的侵入,從而使接頭產(chǎn)生氣孔和接頭強度降低。因此,連接最好在保護氣氛中進行,并對陶瓷與金屬的兩端加壓。日本的Miyamoto等首次利用SHS焊接技術(shù),研究了金屬Mo與TiB2和TiC陶瓷的焊接,試驗利用Ti+B或Ti+C粉末作為反應(yīng)原料,預(yù)壓成坯后加在兩個Mo片之間,利用石墨套通電發(fā)熱來引發(fā)反應(yīng),成功地獲得了界面結(jié)合完整的焊接接頭。何代華等采用燃燒合成技術(shù)成功地制取了TiB2陶瓷/金屬Fe試樣,且焊接界面結(jié)合良好,中間焊料層Fe的質(zhì)量百分含量較高時,界面結(jié)合優(yōu)于Fe質(zhì)量百分含量低的界面結(jié)合情況。孫德超等以FGM焊料(功能梯度材料)成功實現(xiàn)了SiC陶瓷與GH4146合金的SHS焊接。目前SHS機理研究尚未成熟,設(shè)備開發(fā)和應(yīng)用投資頗大,所以SHS焊接尚未工程化。
6液相過渡焊接法
關(guān)鍵詞雨季,焊接,質(zhì)量,控制
一、概況
廣東LNG項目是中國首個引進LNG的試點項目,國家重點示范項目,也是廣東省“十五”計劃的大型能源基礎(chǔ)設(shè)施項目。1999年底,項目正式立項。2003年,國家發(fā)改委批準了廣東LNG項目的可行性研究報告。廣東LNG大中型河流穿越工程P1標段,是廣東LNG項目質(zhì)量控制要點。項目包括大型河流穿越5條,施工長度為3.5km。工程采用X65焊管,管線焊接采用半自動焊接工藝,使用AWSA5.1E6010φ4.0焊條和AWSA5.29E71T8-Nij1φ2.0焊絲,管線設(shè)計壓力為9.2Mpa,輸送介質(zhì)為液體天然氣。
雖然該工程是以管線穿越為主,但是管線的焊接質(zhì)量直接影響整個工程的施工質(zhì)量。管線焊接場地均為農(nóng)田、魚塘,溝渠縱橫交錯,地下水、地表水十分豐富,場地十分泥濘,空氣潮濕,屬典型的水網(wǎng)地區(qū)施工,施工難度很大。工程2005年3月正式開始施工,管道焊接時期處于廣東地區(qū)的梅雨季節(jié),焊接質(zhì)量的控制尤為重要,通過制定合理的質(zhì)量控制方案,工程焊接超聲波檢測一次合格率為100%,X射線檢測一次合格率為95%,水壓試驗一次合格。在此對施工中焊接質(zhì)量控制方法予以簡單介紹。
二、對焊接質(zhì)量進行控制的必要性
焊接質(zhì)量是采用焊接工藝制造的焊接接頭的實用性是否能夠滿足設(shè)計要求。可分為直接焊接質(zhì)量和間接焊接質(zhì)量,直接焊接質(zhì)量包括焊接接頭的力學(xué)性能,內(nèi)、外部的缺陷等;間接焊接質(zhì)量就是焊接過程中能夠被感知和檢測到的缺陷。在施工過程中,一般無法對直接焊接質(zhì)量進行控制,所以通常都是通過控制間接焊接質(zhì)量來控制和保證直接焊接質(zhì)量的。
三、準備工作
1、焊接工藝
開焊前,現(xiàn)場焊接工程師根據(jù)相關(guān)規(guī)范、設(shè)計文件和業(yè)主下發(fā)的焊接施工與驗收規(guī)范編制工程焊接工藝指導(dǎo)書,給出合適的焊接坡口、對口間隙、焊接電流、電壓、焊接速度等焊接工藝參數(shù)。焊接工藝評定合格以后,根據(jù)評定結(jié)果編制焊接工藝卡,確定焊接材料、焊接順序、層間溫度等等,同時還制定了焊接返修工藝,確定一次返修、二次返修的缺陷消除方法和應(yīng)采取的技術(shù)措施。
主要焊接工藝參數(shù)
焊道名稱填充金屬直徑
(mm)極性焊接方向電流
(A)電壓
(V)送絲速度(in/min)焊接速度(cm/min)
根焊E60104.0DC-下向70-13024-37----8-16
填充E71T8-Nij12.0DC-下向190-27017-2270-13010-32
蓋面E71T8-Nij12.0DC-下向180-26017-2270-13010-30
返修焊接工藝參數(shù)
焊道名稱填充金屬直徑
(mm)極性焊接方向電流
(A)電壓
(V)送絲速度(in/min)焊接速度(cm/min)
根焊E60103.2DC-下向55-10024-37----6-15
填充E71T8-Nij12.0DC-下向190-27017-2270-13015-25
蓋面E71T8-Nij12.0DC-下向180-26017-2270-13010-32
2、設(shè)備選擇
管道焊接設(shè)備采用移動焊接車配備米勒焊機+送絲機。在焊接前檢查所有的設(shè)備,確保運轉(zhuǎn)正常、性能穩(wěn)定,能夠滿足現(xiàn)場焊接的要求。同時準備防風(fēng)棚、焊口加熱設(shè)備、測溫設(shè)備等必須的設(shè)備和機具。
3、技術(shù)準備
選定了焊接工藝、選擇合適的焊接設(shè)備和機具后,在開焊前,焊接技術(shù)人員應(yīng)對焊接機組的所有操作人員進行技術(shù)交底,講解焊接工藝過程,明確各種焊接工藝參數(shù)。
四、過程質(zhì)量控制
1、質(zhì)量保證體系
按照公司質(zhì)量體系文件和業(yè)主質(zhì)量控制要求,建立項目工程質(zhì)量保證體系,明確各責(zé)任人的質(zhì)量責(zé)任,如項目經(jīng)理、技術(shù)負責(zé)人、焊接工程師、質(zhì)檢工程師、班組長等。在焊接前對有關(guān)員工進行技術(shù)交底,明確工程質(zhì)量要求和施工、驗收規(guī)范標準。
2、焊接過程
在焊接過程中,現(xiàn)場質(zhì)檢人員和技術(shù)管理人員參照相關(guān)的施工標準規(guī)范、設(shè)計文件、工藝技術(shù)文件、公司質(zhì)量體系文件、業(yè)主下發(fā)的質(zhì)量要求,對焊接過程的各個環(huán)節(jié)進行檢查和控制。焊接過程的控制要點主要包括焊條、管口組對、焊接防護、焊口加熱、焊接參數(shù)的檢查、焊縫外觀檢查、焊縫返修等環(huán)節(jié)。
對于焊條,雖然E6010纖維素焊條一般不需要烘烤,但是在雨季施工時,一次領(lǐng)用量不能太多,要少量多次領(lǐng)用,同時焊條必須存放在現(xiàn)場的焊條保溫筒內(nèi),隨用隨取,防止焊條遭受雨淋和受潮。當(dāng)天未用完的焊條必須進行回收,并按照烘烤要求在70-80℃溫度范圍內(nèi)烘烤0.5-1h,烘烤溫度不得超過100℃,而且只能回收烘烤一次。材料保管員負責(zé)對焊條的存放、烘烤、回收進行管理并填寫和保留質(zhì)量記錄。質(zhì)量管理人員應(yīng)進行監(jiān)督和不定期的檢查。
由于管線材質(zhì)為X65,所以在焊接前必須進行管口加熱。而且按照規(guī)范要求,在雨雪天氣和空氣濕度大于90%、風(fēng)速大于8m/s時,必須采取有效的防護措施才能進行焊接作業(yè)。有效的防護措施包括:
a、現(xiàn)場配置防風(fēng)棚。防風(fēng)棚應(yīng)具備遮擋風(fēng)雨的功能,而且能夠方便移動;
b、開焊前對管口進行加熱,溫度要求達到100℃以上,以防止出現(xiàn)氣孔等焊接缺陷;
c、要控制層間溫度,層間溫度必須大于80℃,否則必須進行重新加熱;
d、焊接完成后采取遮蓋措施,避免焊口被雨淋或出現(xiàn)速冷導(dǎo)致焊接裂紋或焊縫淬硬而硬度韌性和強度下降的情況;
e、盡量保證施工帶相對干燥。在作業(yè)帶兩邊緣開挖排水溝,作為積水、排水溝。
f、同時雨季時施工帶土質(zhì)松軟、泥濘,在吊管機下在鋪設(shè)鋼管排,制作牢固的管墩可避免出現(xiàn)裂紋缺陷;
g、焊接操作坑中的積水必須排除干凈,并鋪設(shè)干燥的木板,給焊工創(chuàng)造一個相對舒適的工作環(huán)境,讓其正常操作;
在施工過程中我們根據(jù)施工技術(shù)要求和現(xiàn)場情況制作了輕便的防風(fēng)棚,焊前和層間加熱采用環(huán)形火焰加熱器,焊后在焊口處遮蓋石棉被,這些措施對保證焊接質(zhì)量起到了明顯的作用。
3、質(zhì)量檢查
公司質(zhì)量檢查人員和焊接監(jiān)理在現(xiàn)場對整個焊接過程進行全程監(jiān)控。對焊接重點、難點部位加強質(zhì)量監(jiān)督和檢查。
a、在焊接開始前檢查現(xiàn)場的焊條和焊絲是否按照規(guī)范要求進行儲存和使用,對于不合格的焊接材料一律不得使用,避免焊接后出現(xiàn)夾渣和氣孔等缺陷;同時管口的清理、焊口組對間隙、錯邊,控制參數(shù)在規(guī)范要求范圍內(nèi),避免出現(xiàn)強力組對、組對間隙、錯邊超標現(xiàn)象的出現(xiàn);
b、在焊接過程中檢查焊接工藝參數(shù)如焊接電流、焊接電壓、焊接速度、引弧位置、管線焊縫錯開量等;
c、焊接完成后檢查焊縫表面飛濺、焊瘤、焊渣是否清理干凈,以及焊后焊口的保護等;
d、檢查完成后質(zhì)檢人員填寫必要的質(zhì)量記錄如管口清理記錄、管口組對記錄、焊接工藝參數(shù)記錄、焊縫外觀檢查記錄等,如有返修焊口,還應(yīng)填寫焊口返修記錄,這些記錄都將作為質(zhì)量受控的證據(jù);
在現(xiàn)場,質(zhì)檢人員除了起到監(jiān)督作用外,更要按照標準規(guī)范和技術(shù)文件的要求提醒作業(yè)人員,避免人為因素造成施工質(zhì)量的下降,影響工程進度。
五、結(jié)束語
雨季焊接施工如何保證質(zhì)量對施工單位來說是一個十分重要的課題,做好一下幾個方面的工作將有利于控制雨季焊接施工質(zhì)量。
1、根據(jù)質(zhì)量體系文件的要求建立和完善質(zhì)量保證體系,通過系統(tǒng)有效的質(zhì)量管道活動來實現(xiàn)焊接質(zhì)量和施工進度的控制。
2、結(jié)合施工實際情況,采取有效的、有針對性的工藝技術(shù)措施來保證焊接質(zhì)量,并保證措施在施工中得到有效的實施。
3、根據(jù)工程實際情況選擇焊接工藝并進行焊接工藝評定工作,保證焊接工藝和返修工藝的合理性。
4、質(zhì)檢人員應(yīng)具備很強的責(zé)任心并能對參加施工的施工人員進行技術(shù)指導(dǎo)。
根據(jù)參與調(diào)研的工作人員的身份、職業(yè)等情況將參與調(diào)研的人員分為3個調(diào)研組,分別為教師調(diào)研組、頂崗實習(xí)學(xué)生調(diào)研組和暑期社會實踐調(diào)研組,約用兩年時間進行深入調(diào)研。一是教師調(diào)研組。由我系焊接專業(yè)骨干教師和負責(zé)就業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)、工作人員組成。主要利用外出指導(dǎo)和管理頂崗實習(xí)學(xué)生、就業(yè)洽談等便利和機會,與用人企業(yè)接觸,開展企業(yè)走訪、往屆畢業(yè)生座談、會議交流等形式的調(diào)研工作。二是頂崗實習(xí)學(xué)生調(diào)研組。在2009~2010年兩年內(nèi),我系約有500名焊接專業(yè)畢業(yè)生參與頂崗實習(xí)環(huán)節(jié)。根據(jù)頂崗實習(xí)學(xué)生的地域分布、企業(yè)分布等特點,及時成立頂崗實習(xí)學(xué)生調(diào)研組,由學(xué)生會干部任組長,開展本地區(qū)、本企業(yè)的調(diào)研工作。該組主要以問卷調(diào)查和調(diào)研報告的形式反饋調(diào)研信息。三是暑期社會實踐調(diào)研組。2009年和2010年暑期分別組織了調(diào)研、實踐、服務(wù)為一體的暑期社會實踐活動,了解包頭市青山區(qū)裝備工業(yè)園區(qū)和稀土高新區(qū)的企業(yè)生產(chǎn)狀況、用人需求,并參與生產(chǎn)實踐,了解焊接生產(chǎn)狀況、設(shè)備使用等。該組主要以問卷調(diào)查和調(diào)研報告的形式反饋調(diào)研信息。此次調(diào)研走訪企業(yè)30家,《焊接技術(shù)及自動化專業(yè)人才需求調(diào)查問卷》和《焊接技術(shù)及自動化專業(yè)人才職業(yè)能力要求調(diào)查表》各發(fā)放300份,回收有效問卷各283份。
二、調(diào)研結(jié)果及其分析
1.包頭地區(qū)的裝備制造業(yè)概況包頭市為重要的裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地,裝備制造業(yè)已成為包頭市的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來,包頭市裝備制造產(chǎn)業(yè)的每年資產(chǎn)總額超過300億元,產(chǎn)品銷售收入達180億元。“十一五”期間,包頭市將緊緊依托包鋼集團、一機集團、北方重工集團和北方奔馳公司等駐區(qū)特大企業(yè)在機械加工、汽車制造等方面強大的技術(shù)力量和生產(chǎn)能力,整合現(xiàn)有裝備制造業(yè)資源,重點發(fā)展以汽車整車及零部件制造,風(fēng)電設(shè)備及零部件制造,重型裝備和專用設(shè)備為主的裝備制造業(yè)體系,形成年產(chǎn)重型載重汽車4.5萬輛,各類改裝車輛10萬臺,各類工程機械及液壓支架、掘進機等礦山設(shè)備3000臺(套),鐵路車輛5000輛,超高壓鋼管、厚壁鍋爐管、抽油桿、螺旋焊管等石化管道設(shè)備60萬噸的生產(chǎn)規(guī)模,實現(xiàn)銷售收入650億元以上,使包頭成為在我國中西部地區(qū)有重要影響的現(xiàn)代機械裝備制造基地。
2.焊接技術(shù)的地位和需求狀況隨著裝備制造業(yè)的快速發(fā)展,焊接技術(shù)正在進行著結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變,以高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)及其工藝過程數(shù)字化、自動化、智能化控制為特征的現(xiàn)代焊接技術(shù)逐步取代耗能大、效率低和工作環(huán)境差的傳統(tǒng)手工焊接工藝。但焊接生產(chǎn)的第一線高素質(zhì)技術(shù)人才嚴重匱乏及焊接從業(yè)人員的不合理結(jié)構(gòu),阻礙先進焊接生產(chǎn)技術(shù)的普遍應(yīng)用。調(diào)研結(jié)果顯示:在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)第一線負責(zé)將設(shè)計轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的技術(shù)員在焊接工程技術(shù)人員的比例較低;另外,焊接技術(shù)工人隊伍中,焊接技師及高級技師數(shù)量較少,這都說明在焊接生產(chǎn)的第一線高素質(zhì)技術(shù)人才嚴重匱乏。焊接技術(shù)是包頭裝備制造業(yè)的主要產(chǎn)品如機車車輛、風(fēng)電設(shè)備、重型裝備等生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的制造技術(shù),焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展必將在地方經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮重要作用。通過對包頭及周邊地區(qū)多家國有大中型企業(yè)進行專業(yè)技能型人才需求情況的調(diào)研分析可知,企業(yè)急需熟練掌握現(xiàn)代焊接技術(shù)操作技能、具備工藝設(shè)計與現(xiàn)場實施、生產(chǎn)管理和質(zhì)量監(jiān)控能力、熟悉焊接高新技術(shù),并能將其轉(zhuǎn)化應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)的高素質(zhì)技能人才,近三年的焊接高技能人才需求量約達2000余人。
3.企業(yè)對焊接人才的要求目前,企業(yè)招聘人員主要有兩個途徑,即通過勞動市場招聘和從應(yīng)屆畢業(yè)生中招聘。在勞動市場招聘的主要目的為招到技能水平相對較高的熟練焊工,解決或緩解生產(chǎn)任務(wù)繁重的燃眉之急,而從應(yīng)屆畢業(yè)生中招聘是為了擁有具有較系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、具備一定實踐操作技能、又有可塑性強的年輕技術(shù)工人,以充實焊工隊伍,作為技術(shù)人才儲備。近三年,各學(xué)歷人才在新錄用人員中的比例:本科生20%,高職生50%,中專、技校、職高生30%。國有企業(yè)重視員工的培訓(xùn)環(huán)節(jié),注重員工的知識更新和技能的提升,制定系統(tǒng)的培訓(xùn)計劃和安排,而民營企業(yè)則更加注重生產(chǎn)效率,一步招到所需崗位的合適人才,較少考慮員工培訓(xùn)或培養(yǎng)。從高職學(xué)生的分配崗位而言,雖然不同類型的生產(chǎn)企業(yè)有一定的區(qū)別,但是總體上基本相同,即高職學(xué)生的崗位主要集中在技術(shù)工人崗位,其次是生產(chǎn)一線管理崗位,少數(shù)人在中層或高層管理崗位。企業(yè)普遍認為,高職學(xué)生適合生產(chǎn)加工工序較復(fù)雜,并對加工質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品,他們的基本素質(zhì)較好,基本功相對扎實,自學(xué)能力較強,操作技能的提升較快,有一定的團隊合作精神,上手較快,適應(yīng)能力強,能夠勝任多個崗位需求。但部分高職學(xué)生不安心工作,對崗位和薪酬的期望值過高。企業(yè)看重員工是否能夠積極、主動、踏實、有責(zé)任心地去為企業(yè)服務(wù),是否能夠忠于職守、服從調(diào)動、遵守制度等方面。問卷調(diào)查也顯示:思想品德、綜合素質(zhì)、實踐能力分別排在前3位。調(diào)研結(jié)果顯示,企業(yè)對高職學(xué)生專業(yè)能力提出較高的要求,如圖2所示。生產(chǎn)企業(yè)要求焊接高職畢業(yè)生應(yīng)具備較強的焊接操作技能、實施焊接工藝能力、焊接設(shè)備的使用和維護能力等,而對外語、計算機使用能力要求相對較低,只作為基本素質(zhì)要求。因此,在專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和改革過程中,要突出或加強學(xué)生的焊接操作技能訓(xùn)練等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
4.焊接專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位分析在問卷調(diào)查中我們設(shè)計了一項對我院近年焊接專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)崗位分析內(nèi)容。調(diào)查結(jié)果顯示,焊接專業(yè)畢業(yè)生主要就業(yè)崗位為焊接操作70%,焊接工藝設(shè)計與實施15%;次要崗位為焊接質(zhì)量檢驗6%,焊接生產(chǎn)管理6%,其他3%。因此,在課程建設(shè)中應(yīng)根據(jù)就業(yè)崗位的分布特點,描述崗位任務(wù),確定典型工作任務(wù),以工作任務(wù)為主線,再根據(jù)工作的相關(guān)性,對工作任務(wù)進行整合重組,確定崗位職業(yè)能力(行動領(lǐng)域),構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域即課程體系。
三、結(jié)論
主辦:哈爾濱焊接研究院有限公司(原機械科學(xué)研究院哈爾濱焊接研究所);中國機械工程學(xué)會焊接分會
主辦:中國焊接銷售作網(wǎng);全國電焊機行業(yè)情報網(wǎng);全國焊接輔機具及元器件行業(yè)網(wǎng);成都市機械工程學(xué)會焊接分會;上海市焊接協(xié)會;成都奧力焊研行業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司
主辦:天津市焊接研究所;中國工程建設(shè)焊接協(xié)會
主辦:中國機械工程學(xué)會;中國機械工程學(xué)會焊接分會;哈爾濱焊接研究院有限公司(原機械科學(xué)研究院哈爾濱焊接研究所)