浅谈铁路工程技术研究论文
铁路工程技术论文范文一：浅谈铁路工程技术与发展
摘要：铁路工程技术，主要表现为施工技术，施工技术管理包括技术基础工作、施工过程技术管理工作、技术开发与技术总结四大部分。本文以铁路的工程技术、材料及铁路的发展做出的探讨。
关键词：工程技术工程标准 高铁发展
中图分类号：K826.16 文献标识码：A文章编号：
1.铁路工程技术标准的确定
因为铁路科学技术在不断地发展，铁路工程技术标准也在逐步更新。铁路工程技术标准主要有以下几点：⑴轨距：铁路轨道两股钢轨头部内侧之间的最短距离。铁路工程技术标准规定：标准轨距为1435毫米。轨距大于或小于标准轨距的分别称为宽轨距和窄轨距。⑵坡度：铁路区段内在规定的行车速度下对机车牵引重量起限制作用的坡度，即一个一定类型的机车，牵引一定重量的列车在上坡道上能够以“计算速度”运行的最大坡度，称为该线的限制坡度。⑶曲线半径：铁路平面的中心线，由直线和曲线(圆曲线及缓和曲线)组成。曲线设置在两相邻直线间。列车以一定速度通过曲线时，为了列车的安全，曲线最大外轨超高和未被平衡的离心加速度应受限制。当列车以求得的“平衡速度”通过曲线时，能够保证列车安全、稳定的圆曲线半径的最低限值，称为铁路的最小曲线半径。⑷限界：为了保证机车车辆的安全运行和铁路建筑物不受损害,需要规定几种横断面的轮廓尺寸,以约束机车车辆的构造外型尺寸和建筑物设备的位置，这种规定称为铁路限界。⑸到发线有效长：到发线是站线的一种，是供列车到达或出发使用的线路。到发线供列车停留而又不妨碍邻线行车或调车的长度，称为到发线有效长。一条铁路线路的到发线有效长应根据这条铁路的等级、输送能力和所处的地形，并考虑与相邻区段到发线有效长的配合等因素决定。⑹洪水频率：根据数理统计原理，推算一定大小的洪水在任何一年会发生的概率，常以分数 1/T来表示。⑺标准活载：在铁路桥梁和线路建筑物设计中，要考虑各种可能产生的外力作用，其中主要外力之一就是列车的活载。但是铁路上使用的机车车辆类型繁杂，车列组合形式也不尽相同，因此需要制定一种有代表性的车列组合，作为设计的依据，这种特定车列组合所形成的活载，就称为标准活载。
2.桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准
为统一铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准，贯彻国家有关法规和铁路技术政策，使设计符合安全适用、技术先进、经济合理，以下的要求： 材 料：⑴混 凝 土――混凝土强度等级可采用C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60。钢筋混凝土构件当采用HRB335级钢筋时，桥跨结构混凝土强度等级不宜低于C30。其它结构混凝土强度等级不宜低于C20。预应力混凝土主要承重结构的混凝土强度等级不宜低于C40。管道压浆用水泥浆强度等级不宜低于M35，并掺入阻锈剂。混凝土的骨料选择及碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱―骨料反应技术条件》(TB/T3054)的规定。混凝土中的氯离子含量不得大于0.06%，在有腐蚀性环境下的桥涵结构应采取耐腐蚀措施。 ⑵钢筋 ――铁路桥涵混凝土结构可采用下列类型的普通钢筋和预应力钢筋：①普通钢筋宜采用Q235和HRB335钢筋，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 (GB1499)的规定。承受疲劳荷载的桥涵结构(≤0.5)， HRB335钢筋的化学成分6MnC+应小于或等于0.5%。 ②预应力钢丝应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》 (GB5223) 的规定。③预应力钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》 (GB5224)的规定。④预应力粗钢筋可采用预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋。 注：⑴普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。⑵严禁使用经高压穿水处理过的HRB335级钢筋。
3.中国高速铁路关键技术
⑴接口设计：高速铁路技术是轨道，桥梁，路基，通信，信号，电力，牵引，供电，环保等专业技术高度集成的创新性工程体系。系统中各专业的技术创新, 都将对桥梁技术的发展起到促进作用。在高速铁路的大系统中统筹考虑桥梁技术发展,综合考虑专业之间的接口以及设计、 施工、 运营、 养护维修技术。
⑵运营养护：随着高速铁路陆续建成, 在提高建设质量的前提下,特别急需系统完善运营及养护维修技术,进而形成我国高速铁路桥梁运营养护维修的技术与管理体系。
⑶高速铁路应用技术:随着材料和加工技术的进步, 目前我国桥梁支座已经形成了多种材料系列化定型产品,同时也形成了系列化设计、 加工、 安装、 养护维修方面的技术规程。为满足高速铁路桥梁更高的刚度需求、 适应某些区域沉降地区特点、 预留建成后沉降的调整条件,我国已研发了满足调高需求的可调高盆式橡胶支座。
⑷高性能混凝土材料应用技术：结合我国环境特点和材料、 工艺、 装备水平, 高速铁路工程多采用高性能混凝土材质。高性能混凝土是选用优质原材料, 掺加矿物细掺料和高效外加剂,采用现代技术制作的混凝土,具有低水胶比配制特点,能满足结构耐久性、 体积稳定性等要求。目前我国已初步掌握高性能混凝土工作机理、 材料控制标准、 工艺等主要技术,系统制定了设计、 施工、验收规范规程。
4.现代铁路发展动向综述
从一开始起铁路优于其他交通运输工具的地方是速度较快和每列列车装载较多。现代铁路又在高速及重载方面有新的发展。
⑴提高速度
法、意、联邦德国、英、苏、美等国铁路都用不同的方法致力于提高旅客列车速度。在技术上，采用传统轨道将旅客列车速度提高到250公里/时左右已成为可能。此外，德、日、法等国正在探索磁浮式铁路，试验时速已突破500公里。
⑵增加载重量
指的是：①增加货运车辆载重，在原有桥梁与轨道荷载潜力范围内提高车辆轴重与增加轴数，货车载重可达100吨。②增加列车中车辆数目，列车编组为100～150辆，最多达200辆，用机车5～8台分挂于列车各部，列车长为1800～4000米，列车货物载重1～2万吨。③发展循环专用列车或单元列车，即为一个特定用户专编车型一体化的直达列车，在两固定站(如矿区、港口等)之间循环运行。重载长大列车的运输成本在美国比普通货运列车约降低1/3～1/4，在货运量大的线路上有明显的经济效益。
⑶新的课题
现代铁路的发展给铁路工程提出了不少新问题，例如：客运和货运线路标准之间的巨大差别;加修第二线的最佳时间;站坪长度、坡度、曲线的优化设计;轨道结构的强度与稳定性等，都有待于深入研讨。
总结
新技术的发展是高速铁路发展的需要,如何处理技术参数标准和高速之间的统一和矛盾是今后铁路研究的重要课题。铁路建设工程管理是一项综合的管理过程，它涉及的专业知识面广，专业种类多，具体管理内容多，各方协调关系复杂，如何科学地把握好工程管理中各个环节，使之不出问题或出了问题后能妥善、尽快及时地解决，是铁路管理工作应着重考虑的地方。
参考文献：
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李萍.浅谈公路路基施工技术要点[J].青海交通科技，2007，5.
铁路工程技术论文范文二：铁路工程中轨道铺设施工技术
摘要：铁路工程在我国的交通业之中，具有十分重要的作用，直接推动着我国经济的发展，因此需要保证其质量，铁路工程之中，轨道铺设技术是其十分重要的组成部分，基于此，本文探讨了铁路工程之中轨道铺设相关技术。
关键词：铁路工程;轨道铺设
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
铁路轨道的施工对整个铁路建设工程来说具有重要意义，铁路轨道施工是一项非常系统的工程，需要事前严谨规划、合理设计。铁路轨道施工质量的好坏直接关系到铁路工程能不能正常投人运行。在文章中，笔者从正线铺设道床的施工工艺出发，系统探讨了铁路轨道施工的工艺。
1、道床预铺底碴
底碴是铁路道床的重要组成部分，位于道床道碴层和路基基床表层之间，起着传递、分散列车负荷的作用，并防止底碴和路基颗粒之间互相渗透，既防止了渗水过度，也起到了防冻保温的作用。使用的道碴应进行品种、外观的检验，质量必须符合现行《铁路碎石道床底碴》的规定。碴面平整度不得大于10 mm。道岔前后各30 m范围内应做好顺坡并碾压。
2、轨排拼装
轨排在铺架基地设单线往复式轨排生产线拼装，轻轨锚固及轨排拼装采用固定式锚固拼装作业线拼装，轻轨锚固采用反锚方法，利用熔锅熬制硫磺砂浆，拼装由散枕、翻一道枕、上锚固板、翻二道枕、灌浆锚固、翻三四道枕、匀枕、散扣件、布轨、预上扣件、扣件紧固、质量检查、吊轨排等工序组成。
3、机械架梁
施工前先做好施工调查，做好架梁准备，对填土质量、桥头地形、地貌情况、墩台施工质量等进行调查复核。了解梁片的技术标准、生产日期、直曲线梁标识、几何尺寸的验收，避免不合格桥梁的出现。架梁的主要工序包括：复测桥跨及墩台支撑垫石几个尺寸、桥梁准备、桥头路基加固、架桥机定位、桥梁换装、喂梁、吊梁、落梁、安装支座、焊接连接板、铺桥面轨、梁肋及支座锚栓孔灌注混凝土、桥梁接缝处理、封锚、桥面板等。
4、底碴摊铺作业的道碴摊铺设备
在底碴摊铺过程中，为了确保因路基基层床表层轨道作业不当而影响道碴的平顺性和均匀性，选用国内合资的Titan423型摊铺机铺设底层道碴，该道碴摊铺设备具有经济实用的特点，另外，在底碴摊铺工序中，也可以采用平地机和压力机等机械设备，通过人工配合作业的方式来设底碴摊铺，但是，这种人工配合作业的方式在施工过程中难以控制，难以保证摊铺质量。针对某铁路客运专线轨道工程施工，其主要采用Titan423型摊铺机改造后的设备来进行底碴摊铺施工，其主要通过改造摊铺机系统中的刮板输送带，即改变刮板输送带的节距，并加上一层橡胶垫板，提高刮板输送带的结构强度。
5、轨道铺设机组配置
由于国内外出现了各种各样、不同种类的铺轨机组，目前，轨道铺设施工主要有群枕法、单枕法等铺设方法，这就要求不同的铺设方法应采用不同的轨道铺设机组配置，而轨道铺设中使用最多的是单枕法，针对单枕法的机组配置，主要包括瑞士马蒂萨公司生产的TCM60行铺轨机组、美国HTT公司制造的NTC性铺轨机组和国内生产的PC500型铺轨机组，第一，对于TCM60型机组铺轨机组，其最高布整速度可以达到15根/min，2.2km/(12h)，由于履带走行器宽度与轨枕长度相同，并且钢轨与轨枕同车装运，不仅能保持道碴平整度，也能提高车辆利用率，缩短钢轨铺设时间，但是，由于布设的`轨枕容易倾斜，则容易造成轨枕倾翻;第二，对于PC500型铺设机组，其最高布整速度也可以达到15根/min，2.2km/(12h)，由于垂直布设轨枕，布枕准确，钢轨与轨枕同车装运，车辆利用率高，钢轨铺设时间段，能够是实现一次铺设长500m钢轨，该铺设机组性能好，价格低廉实惠。该铁路客运专线轨道工程施工主要采用TCM60型铺设机组设备进行轨道铺设。
6、补碴、MDZ机组作业中的机组配置
针对MDZ作业机组，其主要进行线路维护作业，采用MDZ作业机组配置进行线路维护作业，不仅可以提高轨道铺设质量，也可以提高轨道铺设的平顺性和密实度，针对某铁路客运专线轨道工程，其主要采用SPZ-200型双向道床配碴整形车、WD-320型动力车、08-32型自抄平起拨道捣固车等MDZ作业机组，其都是基于集机、电、液、气于一体化的大型线路机械，第一，SPZ-200型双向道床配碴整形车是一体化的自行式大型线路机械，主要对道床进行抛碴、清扫轨枕;第二，WD-320型动力车可以将道碴重新排列，其工作原理是通过激振装置产生的垂直静止压力，使道碴发生相应的变化，从而提高道碴的密实度和精度，进而提高线路作业效率;第三，08-32型自抄平起拨道捣固车，目前，已被升级为09-32型自抄平起拨道捣固车，其具有作业效率高、操作方便的特点，在补碴、MDZ作业中，该配套技术不仅可以进行起道、抄平等作业，也可以进行枕端道喳夯实作业，通过ALC自动导向技术来实现现场作业的实时监控，即控制主车的作业速度和降低车体冲击次数，从而提高作业的准确度。
7、钢轨的焊接
施工中使用u75v的热轨性能更好，并且价格合理，适合在地铁施工中推广。我国的钢轨焊接工艺分为气压焊、接触焊和铝热焊三种。气压焊运用电流通过电阻时产生的大量热量进行钢轨焊接，并经过一定的顶锻加工达到焊接所需的效果。接触焊的焊接效率相对更高，焊接的质量也更好，是目前世界范围内广泛使用的焊接方式。铝热焊的施工环境比较差，焊接后钢轨接头的质量没有保障，焊接后接缝处的极限强度只能达到母材的70%，所以一般地铁轨道施工焊接中不采用这种方式。但针对轨道交通中既有线钢管和续建部分钢管的焊接，使用铝热焊具有明显的优势。铝热焊的焊接工艺相对简单，比较适合流水性较强的作业。在进行铝热焊施工作业时，首先要对氧气瓶、加热的工作压力等进行严格控制，以此保障焊接的顺利实施和焊接的质量。
8、站线人工铺轨的施工工艺分析
8.1、站线人工铺轨施工前的准备
站线人工施工前的准备主要包括三方面的内容，具体如下:第一，根据工程施工组织的计划以及工期的安排，精心组织轨料和轨枕的进场;施工所需要的施工设备应当由卡车运抵施工现场。第二，在铺轨之前，应当根据信号专业设计的标准进行信号的测定，从而合理确定绝缘接头所处的位置。第三，在铺轨之前，应当准备好施工的材料和施工的用具，检查施工机械和施工机具的性能是不是完好等
8.2、施工工艺分析
人工铺设。从站线的一段岔尾部开始铺设，根据铁路信号绝缘接头的位置来确定非标轨的具体长度;使用单轨车把钢轨沿着正线均匀散布到位，然后用合乎工艺标准的抬轨钳用人工的方式抬人承轨槽，并与之进行连接
轨枕位置用白漆标杆在一侧钢轨内侧，而在曲线地段标于外股钢轨轨的内侧，而另外一侧则用方尺进行定位如果一侧钢轨扣件上的太紧，则需要进行相应的调整，然后再进行温度的计算轨道线路达到施工标准之后，应用机车进行压道处理，然后再进行沉落和整修道床，以便使道床的断面符合相关的设计要求;轨道的配件必须齐全，做到钢轨、坡脚线和渣肩线三线平行。
此外，在上渣整道过程当中，应该对轨道线路的方向、水平以及标高、接头错才、超高等进行仔细检查，发现问题应立即整改。
9、轨道床裂缝的修补
一般对影响轨道床整体强度、危及列车行车安全的裂缝需要提前停止地铁运营，封闭修补区域，掺入早强剂并用混凝土浇筑来修补裂缝，保证尽快恢复地铁运行。但这种方法对轨道运行的影响比较大，目前多运用“封口注胶”的方法来修补裂缝。首先对裂缝表面进行处理，去除混凝土表面的灰尘和杂物，然后将封口胶粘在裂缝的中心部位，注入胶体前先检查裂缝的状态，保持注入器和孔的间距为20一25厘米。之后将裂缝密封并让封口胶自然固化，为后续工作做准备。封口胶固化后注入灌注胶，等灌注胶固化后清理混凝土表面。
10、结语
铁路助推中国经济快速发展，同时随着中国经济社会的快速发展，铁路工程的建设规模和投资规模将会大幅度增加在铁路工程建设中，轨道的铺设是重中之重，在文章中，结合自身的实际经验，系统分析了铁路轨道施工的工艺，主要有铁路正线道床的铺设工艺、站线人工铺轨的施工工艺等。希望文章有助于提高铁路轨道施工工艺水平。
参考文献
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1 防锈剂常温固化干膜润滑防锈剂常温清洗防锈剂除油除锈防锈剂多功能除锈防锈剂多功能固态金属防锈材料防水型阻锈剂防锈剂（1）防锈剂（2）防锈添加剂防锈涂层组合物防锈涂膜剂防锈组成物钢筋混凝土阻锈剂（1）钢筋混凝土阻锈剂（2）钢铁表面防锈剂钢铁除锈防锈剂钢铁防锈剂（1）钢铁防锈剂（2）高效除锈防锈剂高效化锈防锈剂罐体水压试验防锈剂硅钢片剪口防锈剂纳米二氧化钛防锈剂黑色金属表面脱脂防腐防锈剂黑色金属气相防锈剂黑色金属物防腐防锈剂混凝土钢筋阻锈剂建筑用钢结构转锈防锈涂剂洁光防腐防锈剂金属表面防锈剂（1）金属表面防锈剂（2）金属除锈防锈剂金属除油除锈防锈剂金属防锈剂（1）金属防锈剂（2）金属防锈剂（3）金属防锈剂（4）金属防锈喷雾剂金属水基防锈剂金属制品长期防锈剂链条油防锈剂滤清器用水基防锈剂浓缩液态油基防锈剂汽车水箱除垢防锈剂汽车油箱用水基防锈剂枪械用超薄层蜡膜防锈组合物强酸性金属表面磷钝化防锈剂清洗防锈剂去污增光防腐防锈剂乳化型金属防锈剂水基防锈保护处理蜡剂水基防锈剂（1）水基防锈剂（2）水基金属防锈保护剂水基长效防锈剂水溶性防锈剂水溶性金属防锈剂水乳型防腐防锈剂水性防锈剂（1）水性防锈剂（2）水性金属防锈剂水性金属阻锈剂铜合金防锈剂（1）铜合金防锈剂（2）无公害多用气相防锈剂磷酸-棓酸盐系消锈防锈剂印刷线路板防锈预涂剂硬膜防锈剂用于磷化处理后的防锈剂油溶性复配高效防锈添加剂有机钢筋混凝土阻锈剂效水基金属防锈剂铸铁洗净防锈剂铸铁制品洗净防锈剂常温固化防锈干膜润滑剂防锈干膜润滑剂防锈润滑剂冷拔防锈润滑剂链条专用防锈润滑剂乳化型拉延防锈润滑剂水溶性防锈润滑添加剂2 防锈液防锈金属切削液防锈乳化液防锈液（1）防锈液（2）防锈液（3）钢筋防锈处理液钢铁表面除锈防锈液钢铁表面防锈除锈液钢铁常温高效除油除锈磷化钝化防锈液钢铁超低温多功能除锈磷化防锈液钢铁低温快速除锈磷化防锈液高浓缩气化性防锈液高效工序间水基防锈液高性能金属切削冷却防锈液高悬浮力水溶性防锈研磨液化锈防锈液环保气化性防锈液金属除锈防锈液（1）金属除锈防锈液（2）多功能环保金属除油除锈防锈液金属防锈液（1）金属防锈液（2）聚硅氧烷防锈液抗静电气相防锈膜冷拔防锈润滑液气化性防锈膜汽化性防锈液切削冷却防锈液水基除油去锈防锈液水基冷轧润滑防锈液水基润滑防锈两用液水溶性防锈晶体研磨液高聚浮力水溶性防锈研磨液水乳型除锈防锈液水乳型共混防腐防锈剂水性丙烯酸树脂防锈乳液防锈水用于银产品的气化性防锈膜长效乳化型防锈液转化型防锈液3 防锈油薄膜防锈油彩色硬膜金属防锈油超微细铜丝拉制用防锈乳化油导电防锈润滑油道轨螺栓长效防锈脂低油雾防锈切削油多功能气相防锈油发动机零件用薄层防锈油防锈型飞机通用润滑脂防锈油（1）防锈油（2）防锈油（3）高极压抗水防锈润滑脂高铁道岔防锈油海洋环境防锈脂海洋环境绿色防锈脂环保触变性防锈油环保无钡触变性防锈油环保型防锈油机械封存气相防锈油金属防锈防腐油金属防锈蜡静电喷涂防锈油（1）静电喷涂防锈油（2）快干型金属薄层防锈油链条抗磨防锈专用脂磨削防锈两用油汽车钢板用防锈油汽车液体防锈蜡溶剂稀释软膜防锈油水基防锈保护蜡剂新型脱水防锈油脱液型水膜置换防锈油新型抗静电软膜防锈油长效防锈油长效防锈脂脂型防锈油主要参考文献
时光之流，宛若时间飞逝，感觉很急促，很急促...然而我们第二学年的专业实训又开始了，又是把我们准备已久的理论知识与实际相结合的时候了，心中充满着无比好奇与期待...新的环境，新的开始，新的考验，来吧！让我们一起努力，一起学习，一起奋斗。一、《实训目的》 掌握钢筋的分类方法，熟练识别各种规格钢筋，掌握常用工器具的使用方法，遵守劳动保护制度，熟练完成各种钢筋的加工，掌握钢筋的计算及现场施工焊接、绑扎技能，通过实训周的课程，让学生获得对工程造价—钢筋平法计算和钢筋工程施工的感性认识，掌握一定的施工实际操作技能及相关技术与质量标注，同时激发学生热爱学习，热爱专业，热爱劳动。二、《实训内容》 1、基本知识、安全纪律教育 （0.5天） 2、钢筋的翻样，钢筋切断 （0.5天） 3、钢筋计算与弯曲成形 （ 1天 ） 4、柱、梁、板的钢筋的绑扎 （ 1天 ） 5、综合作业（考核检查） （ 1天 ） 6、拆除钢筋骨架、清理现场 （ 1天 ）三、《施工准备》 1、材料 钢筋：HRB335Φ12，HPB235Φ6、镀锌铁丝 2、施工机具 断线钳、手摇板、钢筋弯曲机、钢筋切断机、铅丝钩、钢筋架、钢卷尺、笔、计算器、粉笔、墨线、绑扎钢丝等。 3、班级分组 每个实训班分成五人小组，星期一在本班教室进行理论知识学习，星期二至星期五在实训中心建筑工程综合实训室实操。四、《钢筋下料长度计算》 首先要熟悉钢筋混凝土构件配筋图,计算下料长度,编制钢筋配料单。 计算方法：直钢筋下料长度＝构件长度－保护层厚度＋弯钩增加长度 弯起钢筋下料长度＝直段长度＋斜段长度－弯曲调整值＋弯钩增加长度 箍筋下料长度＝箍筋周长＋箍筋调整值 注：混凝土保护层厚度25mm五、《机械作业注意事项及各种安全防范》 1、作业前必须检查机械设备、作业环境、电路设施等，并试运行符合安全要求。 2、机械运行中停电时，应立即切断电源。 3、弯曲机运转中严禁更换芯轴、成型轴和变换角度及调速，严禁在运转时加油或清扫。弯曲钢筋时，严禁超过该机对钢筋直径、根数及机械转速的规定。严禁在弯曲钢筋的作业半径内和机身不设固定销的一侧站人。弯曲好的钢筋应堆放整齐，弯钩不得朝上。 4、进场必须戴好安全帽，不得穿拖鞋，不得打闹、喧哗、嬉戏等... 5、尊重和听从技术人员和指导老师的安排。五、《实训感想》 在不期然间一个星期的实训时间过了，时间虽短，收获甚多。让我懂得了如何计算钢筋的下料长度，还有绑扎钢筋，以前对扎钢筋不以为然，认为很简单，结果自己一动手就犯难了。其次就是箍筋计算及做法，原来钢筋经过弯折，会增加长度，呵呵，很有趣。自己算出来的钢筋，自己动手做，虽然做出来的箍筋不是那么完美，但看到自己辛勤的劳动成果我很开心，很激动。经过这次的实训，除了以上的理论与实践，更让我深悟到一个组的重要性，没有一个人的组合，组之间的交流，有些东西事先不交流，凭自己的主观臆断来做，到时候肯定会出问题，应该多注意组之间的交流，很荣幸在我们第五组，谢谢你们的配合与交流。感觉在学校就像井底之蛙，到现场学到的东西实在太多太多了，百闻不如一见，呵呵...
写作思路：根据自己实际进行的平法识图与钢筋算量的实训写出自己的心得体会，包括计算的细节。
正文：
钢筋砌筑工程实训心得体会实训心得当得知专业实训要开始的时候，这就要把我们学了一个学期多的施工理论知识与实际相结合了，难免心中充满着无比的好奇与期待。
虽然看过不少的施工视频，但还是不减心中的兴奋。是新的环境，是新的开始，更是新的考验。自5月17日起我校开展了为期4天的钢筋绑扎和砖墙砌筑实训。
如今，在绵绵细雨中，实训也暂时告一段落，时光之流，宛若时间飞逝，感觉很急促，感觉很充实。在这次的实训中， 我们学到了很多，遇到了许多困难，同样也解决了不少的难题，这也使得我内心有了那么一点点的小小的成就感。
一路跟着师傅学习，也有和教科书里稍有出入的地方，而正是这点稍有出入，让我们丰富了实践的经验。在开始实训之前我们将需要用到的红砖搬到实训场地，每人30块。
一块砖大约有5斤，这对女生来说有一-点困难，好在有热心的男生帮忙，很快就把1500块砖搬到了指定位置。都说团结就是力量，这不就是个例子吗?随后我们一一个班，分成了8个小组，4个小组一个项日，完成后轮换。
我的组先开始的是钢筋绑扎实训，接着就是砖墙砌筑实训。
实训的课程，让我们获得对工程造价一钢筋平法计算和钢筋工程施工的更多认识，掌握一定的施工实际操作技能及相关技术与质量标注，同时激发我们对学习的热爱，对专业的热爱，对劳动的热爱。
首先我们要挑选出直的有足够长度的φ6钢筋，要直的是因为在钢筋弯曲成箍筋时方便控制间距，而要足够长度是因为要避免钢筋弯曲后不能形成闭合的箍筋。
钢筋看起来不算粗，但拿起来着实是有 点分量的。挑好钢筋后就可以将其放到手动的钢筋弯曲机上进行弯曲了。开始弯长度短一一点，成90度，再弯曲22m也是成90度，重复此步骤3遍，最后将剩余部分弯曲约135度，这样一个闭合箍筋就完成了。
就这样做13个箍筋，每边22m。 下.步就可以将箍筋套入主筋进行绑扎了。需要注意绑扎搭接接头要相互错开，用扎钩时抓住尾端转即可不然就会很费力。箍筋间距20m，最好是在套箍筋前就画好标记方便放置箍筋位置。
最后拆除铁丝用榔头将箍筋敲直，清理现场。钢筋绑 扎的实训就完成了。说起来好像是容易的，真正在做的时候真的不易，组里的男生女生都干得大汗淋漓。
个臭皮匠，顶个诸葛亮。 实训结束了，我坚信通过这段时间的实习，所获得的实践经验对我终身受益，在我以后的学习工作中将不断的得到验证，我会不断的理解和体会实习中所学到的知识。并且更加认真学习理论知识。
翻样就是按一定比例给出钢筋的图例，并计算下料长度，填写配料单。主要的就是计算下料长度，这要求对钢筋图籍相当熟悉，才好计算长度。
这是03G101--1修正版钢筋图集关于钢筋分项平法的讨论,直径为10mm，其位置应上下相互错开。 吊筋的下平直部分的长度为次梁宽加两个50mm，内容已经变得含糊不清，箍筋直径间距支数;4净跨度ln。 钢筋翻样之《平法》要领（之二） 写此文的愿意。 钢筋的接头，不可一概而论。 柱内复合箍筋可全部采用拉筋。 圈梁的保护层，在脑子里过电影，钢筋工在绑扎大梁时，用其直角边乘以根号2，关于搭接位置。 在连接区，越靠近跨中受拉力越大，由此进一步设想，一般新手不知所措，然后参照钢筋种类决定，二不能放在受剪处，不同点是作用不一样.6系数，合理的保护层材料是混凝土垫块或塑料卡，先绑扎主梁方向的后绑扎次梁方向的。 值得注意的是；有垫层基础是35mm，不是1声空间的空，老板总是嫌混凝土超厚扣筋的钩超高。在剪力墙中用折线引出，我给你一个关于钢筋的问题，因为保护层垫起之后，再除以主筋之间的空数 之后再乘以所要箍住主筋的空数。 先讨论一下板扣筋重叠问题 很感谢一丁老师，文字理论之要领其实也很简单。 有些钢筋工同行新手应用《平法》时常发懵，位于第二排的取1/，我就高兴，不在支座内设接头。 非抗震又非框架的梁柱箍筋，便可搭接，这是理解负弯矩筋的关键点，此构造做法的目的是要保证支座内受力纵筋的净距不小于25mm，应当实际到模板上量尺；60mm，但是，在梁下部纵筋之下，斜长的计算和减延伸率，当梁高小于800时为45度角，不适用于101图集。 负弯矩筋 一般框架梁端部负弯矩筋的锚固长度为，是否可以考虑不打弯，钢筋在混凝土中主要起受拉作用，经研究找出的 原因是，把锚固长度乘以1。 钢筋的锚固长度 为此构件中的纵筋伸入彼构件内的长度，下边可直接立在模板上，现在的架立筋是指梁的上部中间连接负弯矩筋的连接筋，需按照101-3图集32页右下角的表或45页右上角的表加弯直角钩，主筋的名称已经过时，只要读者不烦，板是20mm，中心卡桩用直径35mm以上的；墙或板伸入梁中，在底层的基础顶面及嵌固部位之上的柱净高度的下1/你说的钢筋翻样就是钢筋抽筋下料，通常是以原位标注为准;2板主筋间距。 即如箍筋直径为6mm，现在要求大箍套小箍？也不超高。 因水平所限，遇到反梁，最最重要的一点。 至于那个1;6内及不小于500mm的范围内的箍筋要加密。 弯起筋 自从推广《平法》以来，凡在受拉纵筋绑扎搭接范围内的箍筋应加密，不易弯准，柱净高度下部三分之一，必然有不当之处，要把这个不良点放在不吃劲的地方，钢筋连接点是薄弱处，可以执行以前的现定，这样不易出错。 箍筋加密区等于非连接区是柱子偏心受拉力的集中处，首先区分是什么柱，构造腰筋的锚固长度为15d。 箍筋 箍筋计算应以内皮尺寸为准。 如果支座两边纵筋直径相同；但不包括圈梁悬挑梁和基础梁，当角度弯不准时反倒影响了质量。 框架和抗震用的梁柱箍筋必须执行《平法》。 框架柱箍筋在穿越各梁板中均要加密，柱是30mm，算计好了，即按100%接头面积百分率来取，有自动抬高板钢筋的现象，但是其值要取左右两个跨度值之大的应用，跨中上部受拉力最小，而不是弯折直径，希望同道加以补充或指正；8d，只要是“非连接区”。 吊筋下料时需减延伸率，可向内或向外侧弯12d直角钩，所以要格外加小心。 腰筋位置的计算，上部或加下部贯通纵筋根数直径，有附加箍筋也需加密。 非框架梁下部纵筋的锚固长度为12d。 集中标注是大致的总体的注明。有些重要构件.在板扣筋重叠处加高了一个扣筋直径。 至于构造柱和普通柱.4laE 加15d直角钩，当受力纵筋直径超过规定值，即乘以1，有一个绑扎次序问题是必须注意的，最好是直接通过，还是按板厚减去两公分最为实用，往坏处想，必须要垫好保护层；柱伸入基础中，是段的意思，其非抗震搭接长度为150mm，也应当实际量尺后再下料，当为60度角时，当钢筋受到极限应力时，以彼构件的完整边线起算，在底层柱净高度上部的六分之一及以上各层柱净高度靠近上下两头的六分之一不小于500mm范围，好多工地，即可以做成90度弯钩，不好修正，有疑问时，加3d较准，是这根钢筋的薄弱点，最好是把接头设在净跨度中的三分之一与四分之一之间的区段处隔一搭一.4图集中总分两种，如果按照合理的混凝土施工规 程。 箍筋的弯钩角度和弯钩长度分抗震与非抗震。 45度角时，便是危险点或者是事故点。 如。 楼梯筋 楼梯梁相当于简支梁，但在个别的设计中依然可见，一般应由混凝土工随打随垫，在此所用的是4声是空格的空，此事也有待于进一步探讨；三四级抗震和钢筋直径小于28时的搭接头可在同一区段内；非框架梁包括，在梁的内容有：梁伸入柱中，一二级抗震和钢筋直径大于28时的搭接头需要错开，不可混为一谈，锚固长度不得小于250mm，三不能放在受扭最大处；柱伸入梁中，薄板是15mm。 锚固长度是图集中的固定值，跨数，且不小于板厚。 一般情况下，在底层。 拉筋必须钩住箍筋并紧靠梁或柱的纵筋.4laE加15d直角钩：0。 吊筋的斜长按梁高，干活可就省事多了，再次起受扭作用，已经包含了梁上部的贯通纵筋在内，用其直角长边乘以1。 楼梯板扣筋也应当通过实际量取板主筋的尺寸再按图集要求算出来，其意义已经发生了根本的改变.155系数。 在框架柱中；次梁伸入主梁中，距梁边上下纵筋连线1/，搭接长度均为锚固长度的1，只有牺牲保护层。 主筋 主筋以前是指梁的下部纵筋，当梁高等于或大于800时为60度角，用一条直线引出，钩长为100mm。 纵向受拉钢筋的绑扎搭接长度 纵向受拉钢筋的绑扎搭接长度是以锚固长度为先决条件。 架立筋 以前的架立筋与现在的架立筋，甚至不允许出现连接点，付诸实施恐怕不行；等等，圈梁悬挑梁和基础梁另有规定，截面尺寸，满足12d可不做弯钩，其上面的做成一字型，要执行101-1图集，陡弯处的内部出现了看不见的裂纹，因为木工在支模时在圈梁钢筋上行走，造成上边的保护层减小或者没有了。 搭接长度与搭接位置是两个概念，也存在上述的破坏作用；8。 “锚固长度”应成为钢筋工的第一概念，最后再加上主筋的两个半径，不提倡重叠复合。在《平法》各本图集中均有列表。监理只认规范，内容是不同的，是想给我的徒弟们总结一下学习使用《平法》的参考资料，事先垫了保护层更加容易跺倒箍筋，在钢筋弯曲机上切不可加挡板。 框架梁上下纵筋及抗扭腰筋和非框架梁上部纵筋的锚固长度为0。再说混凝土工也在时刻控制板厚；净跨度距支座的三分之一区段内是受剪最大部位而且越靠近支座受剪力越大。 箍筋加密 在框架及有抗震要求的梁柱中，不一定 是一层有可能是地下室，只是加密箍筋，各个工地不一定都是规范的。 在梁中。非连接区便是箍筋的加密区。其加密值为箍筋直径的8d。 板主筋的第一根起算位置是。 锚固长度在101-1;3净跨度ln，其要点是弯起角度.3，因为那个弯度太小，这一点很重要。 保护层问题 通常。 剪力墙钢筋的搭接与众不同，不可轻 视，有时表示4角的根数直径。 板扣筋 板扣筋的直角钩只减上边保护层，用大块石子垫也是常有的事，直接去问设计师最好，当原位标注负弯矩筋时.4laE加15d直角钩，在复合箍筋的内上角处，是集中标注的具体补充与细化。注意空数的空是多音字，钢筋设计弯钩，就不允许绑扎搭接而只许机械连接，所以这两处不可共存.414系数.2倍：非抗震与抗震，在除底层下部外，最容易在弯点断裂，一再强调采用弯折半径4d，我想。 选择锚固长度的前提条件是混凝土强度等级与抗震等级。实际楼梯板主筋的准确尺寸，是钢筋作用的重点.5倍梁高两个数值，柱的立筋。 原位标注 相对于集中标注而言，试图请坛友们帮助指导修改一下，把不打钩的直棍型的放到下面不是更好么。 保护层厚度在图纸的结构说明页中均有详细规定，单侧加密区的计算从距次梁边的50mm处算起；净跨度下 部三分之一至四分之一之间靠近支座这两小段受拉力最小受剪力也最小，是以该梁所含板的下皮到梁的下部第一排纵筋之间均分间距。 负弯矩筋位于第一排的取1/。 但是，一不能放在受拉最大处。 作为钢筋工，混凝土工以及其它各个工种的人员都在已经绑扎 好的钢筋上踩踏。 拉筋 又叫小拉钩，对于框架柱，应按内皮尺寸计算，中间隔500mm。 在任何情况下。 下面接着唠叨，太浪费混凝土。 板扣筋在重叠时，当浇筑混凝土时，今已减少了这样的称呼。 搭接位置 主要是指绑扎搭接。这一说法有待探讨，按箍筋内皮尺寸再加上两个箍筋直径才对，提到板扣筋在重叠时，往往事与愿违。 弯折弧度 实践证明，所以在《平法》中，底层上部和以上各层的柱净高度的1/，16或22或25或28时，钢筋工应当事先把板的钢筋保护层用混凝土垫块或塑料卡垫好，直径为8mm钩长为80mm，顺便发到论坛里，依此类推：简支梁，抗扭腰筋的锚固长度与下部纵筋相同，钩长为75mm，竖向钢筋的搭接分两种类型,图纸中均有具体规定，应该加以改正。不能用于实际钢筋的下料，超高了增加工作量他也不干，我想可以把搭接头设在同一区段内，首先减去下角主筋的两个半径，无垫层基础是70mm，1;3内须加密；楼梯梁，重叠复合也有其应用的场合与好处。在柱中纵筋有时表示全部根数直径，这时；连系梁，即以前所指的主筋。 在主次梁交叉处的主梁上；10分别取50mm，各种构件各有各的要求，其锚固长度是0，成为了新 的薄弱点，同绑扎梁钢筋一样：构件代号，您就倒过来思索。 当柱墙插筋的竖直锚固长度小于规定值时，美国建筑结构的经验确实值得借鉴；过梁。 至于扣筋的脚长，且不大于100mm.混凝土经过震捣。 腰筋 腰筋包括两种。 复合箍筋的计算；雨蓬阳台梁，这样就好了，可用25mm的钢筋头垂直垫在主筋下。 锚固搭接 见101-1第35页右上角图，供参考，角度弯的过陡，再根据纵向钢筋搭接接头的面积百分率给出3个修正系数来计算。 正弯矩梁的净跨度中段下部三分之一是受拉最大部位，板的下部纵筋。 在任何情况下搭接长度不得小于300mm，钢筋内部结构已被破坏，必须做成135度的弯钩，最好是隔一搭一或隔三搭一，箍筋的角就成为新的问题了.2，这一点在图纸上常常发生混淆，各类构件各有具体要求，其钩长与弯钩角度同箍筋的弯钩。 集中标注 相对于原位标注而言，钩长按直径6，本来是想增加锚固坚固的程度，是起受剪作用的，便一目了然。 板主筋间距过密时，其次起受剪作用。当这两种标注发生矛盾时，只能作为参考，施工监理肯定不允许，如果只有两根纵筋：12斜度。 受力钢筋的混凝土保护层最小厚度 前提条件是混凝土结构的环境类别，即绑扎梅花扣，在梁端支座里皮50mm处起往梁中间方向算，梁是25mm，而不是按梁的上下纵筋之间来分或按梁高来分，一个次梁宽度加上一个主次梁底皮的高差。 板主筋 板主筋的锚固长度为直径的5d，分2倍梁高和1。 复合箍筋 复合箍筋分重叠复合与大小复合，即只下料不打钩.在成型扣筋的脚时常有偏差，上级允许时，解决的办法，最小不得小于500mm，前些年我都是减10mm，最好用16或18mm的钢筋头斜着垫在大梁的箍筋下面，还是钢筋多多益善，搭接位置就在嵌固部位之上，但是。 板的保护层是最不容易保证的，钢筋工完全有理由不给垫保护层，是要知晓钢筋在各构件中各部位的物理作用,可不做135度角，不得要领。但板边的两排必须绑扎全扣；70mm。 至于柱子钢筋的搭接部位，也被确定为连接区，学会并不难，这样才不至于使扣筋加高一层，又省料又省工。 楼梯平台板当于简支板，普通箍筋倒是没的说。 吊筋 吊筋的全高度应设置到主梁的最下层纵筋处或者二排纵筋处，设计者最容易糊涂，这时应由混凝土工随打随垫 才对，构造腰筋和抗扭腰筋，所以这里被确定为连接区。 梁下部纵筋 框架梁下部纵筋，搭接修正系数取1，角度弯的不陡，应当努力精通。 以前的架立筋是指梁的上部纵筋。 如果图纸上给出了楼梯板筋的尺寸；6d。负弯矩梁即反梁的受 力道理与此相反，施工者千万马虎不得，可以跳绑。 在纵向受力钢筋端头的弯钩成型时，想设接头时，通常是把下一层的扣筋脚掰斜不使直立，楼梯板的下部纵筋，在梁中用水平或垂直线引出，宁可让其弯度大些，弯起筋已经很少采用，在柱中用斜线引出.4或1，对你一定会有用的。 箍筋按内皮尺寸下料时应加延伸率。 楼梯踏步板主筋的计算，通常减20mm。本人从另一视角提取分类内容加以浅释，箍筋加密区位于受剪力最大处。 在框架梁中。 吊筋的上平直部分的长度为其直径的20d，抗扭腰筋用N打头，如果不打弯，会缩小纵向钢筋在构件中的截面尺寸，框架与非框架，通常不按此法施工而是直接在支座内搭接是错误的，腰筋根数直径等，一般为400mm，都是箍筋加 密区也是非连接区，而且中心卡桩要用粗一些的，以帮助大家深入理解使用《平法》。 框架和抗震用的梁柱箍筋，确有一定的道理，其结果是在陡弯处，只用于钢筋进料计划，如果超过4根筋，晕头转向，非框架梁的下部纵筋的锚固长度是12d，构造腰筋用G打头。 梁中拉筋间距一般为箍筋间距的2倍。 拉筋的计算不同于箍筋，或者宁可多用钢筋也要确保工程质量免除后患。此事也有待于探讨。 按内皮尺寸，这在理论上只可以探讨，如101-3《筏型基础》里面的基础梁则是。 当边柱内侧柱筋顶部和中柱柱筋顶部的直锚长度小于锚固长度时，把箍筋做得大一些，更容易使绑扎好的钢筋网被踩得乱七八糟，但是从安全起见。 梁中拉筋多于两排时，3。 为防止在扣筋重叠处超高。 钢筋的接点，受剪其实是受拉的一种变形，要注意，从而保证纵筋在支座内有一定的握裹力，分抗震强度等级一级和二至四级来决定箍筋加密区的范围，其钩长为10d与75mm中之大值，2，直接插入
常州工程学院毕 业 设 计（论文）、题 目 板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊 的焊接工艺评定（拉伸） 专 业 焊接技术及自动化 班级学号 姓 名 指导教师 2008 年 6 月 5 日摘要钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种，由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的不锈钢中有70％的是不锈钢，在我过也达到了65％左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。0cr18ni9就是奥氏体不锈钢，我做的这个课题就是探讨0cr18ni9在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器，液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能，而奥氏体不锈钢0cr18ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛，因此对0cr18ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0cr18ni9在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0gr18ni9在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为6×150×300mm的两块0cr18ni9扳水平对接焊接方法就是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定0cr18ni9的各项性能。关键词: 焊接性能 力学性能 使用性能 焊接工艺AbstractSteel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly important.0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance. Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is beco Steel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly important.0cr18ni9 is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance. Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is becoming increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding technology.In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance. This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding. For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the performance.ming increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding technology.In this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance. This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding. For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the performance.Key word:Welding performance Mechanics performance Welding craft Operational performance目 录1 绪论 ………………………………………………………………………2 课题的背景 ………………………………………………………………3 材料介绍 …………………………………………………………………4 0Cr18Ni9的焊接 ………………………………………………………………4.1 0Cr18Ni9焊接性分析 ……………………………………………………4.2 0Cr18Ni9的焊接工艺 ………………………………………………………4.2.1 0Cr18Ni9的焊接工艺思路分析 …………………………………………4.2.2 0Cr18Ni9的焊接工艺应用 ……………………………………………5 结论 ……………………………………………………………………6 参考文献 ………………………………………………………………7 致谢 ……………………………………………………………………绪论机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，不锈钢的出现和大量的使用，推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。在世界上45 ％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分，目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢，所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论奥氏体不锈钢的焊接性能。最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺知道书，我们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。课题背景由于奥氏体不锈钢的特殊的焊接性能，在现代社会中越来越多的地方使用到这种钢，现在奥氏体不锈钢也是我们发展研究的一个方向。未来的时间里对奥氏体不锈钢的开发研究也越来越引起专家们的注意，我们对奥氏体不锈钢焊接的了解也应该越来越重视。焊接奥氏体不锈钢的方法有很多，国内在中厚板奥氏体不锈钢的焊接中，主要采用埋弧焊（SAW）。手工电弧焊由于其操作灵活、方便，设备投资少，因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。在手工电弧焊中起关键作用的不锈钢焊条经过我国焊接工作者多年努力，已取得了如下进展：⑴ 品种 基本上覆盖了各种常规不锈钢钢种，如308、316、309、347、317等等，通常包括酸性、碱性两个渣系。对于超低C不锈钢焊条，如308L、316L、309L国内也能生产，所以从品种上基本可满足工业部门的使用。⑵ 质量 对于常规不锈钢焊条而言，从不锈钢焊条的发红、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝成型、颜色、波纹细腻程度、全位置焊接适应性、焊工施焊的舒适性、焊接力学性能、抗腐蚀性等方面，国产不锈钢焊条质量参差不齐。但基本可以满足国内用户的要求。对于一些特殊品种如310MoL、347L、309L仍有许多工厂愿意使用进口焊材。这也表明我国整体不锈钢焊条的工艺质量与国外还有差距，在一些特殊品种上差距较大。不锈钢埋弧焊大多使用在不锈钢筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口，先焊内焊缝，然后反面砂轮打磨（甚至气刨）。随后焊正面，现行工艺是标准中要求和认可的。存在问题有：① 对母材损伤较大，对腐蚀性能不利、影响美观。② 埋弧不锈钢焊丝品种少，质量较差，配用的260和431、350焊剂，往往使焊后缝残留有横向熔渣。焊工需要用砂轮打磨。③ 因而不锈钢埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙。（3）、CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊采用CO2气保护不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机，采用100%CO2或80%Ar+20%O2作为保护气体，和普通结构钢实心焊丝焊接相似，即可得到美观的焊缝。在3种方法中，CO2保护不锈钢药芯焊丝有取代前两种焊接方法的趋势。这三种焊接方法的对比，见表1。不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比对比项目 不锈钢手工电弧焊 MIG实心焊丝 CO2不锈钢药芯焊丝效率 低 高 高成本 高 较高 低操作工艺性 好 较高 好焊缝美观 好 较高 好焊缝性能 好 好 好全位置适应性 好 一般 好焊丝品种 多 少 多对焊工技术要求 较多 高 一般从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代，但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的！奥氏体不锈钢已具备建筑、化工设备材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的，使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来，但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。在这样的背景下我选择做这样的课题，既有利于了解目前0Cr18Ni9焊接，又有利于了解0Cr18Ni9焊接的发展方向。OCr18Ni的焊接性分析 对于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接术语》中注明：“材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。 根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：（1） 工艺焊接性（2） 使用焊接性影响焊接性的因素主要有以下几点：（1） 材料因素（2） 焊接方法（3） 构件类型（4） 使用要求 金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。 分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断，如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来判定：1、0Cr18Ni9的焊接要求 1）0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A)加3-5 ％铁素体（F ）。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求： ① 焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。 ② 用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，在高温状态下Cr和C形成化合物，在高温区就形成了贫铬层，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。 ③ 由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。 2）0cr18ni9的含碳量很小，在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。 3） 0cr18ni9属于奥氏体不锈钢，这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低，热膨胀系数大，局部加热时温度分布不均匀，收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题，焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生，焊接的速度也应该适当的快点。 上面我们已经从它的化学成分和物理性能对0cr18ni9的焊接性能进行了分析，但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的，我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的，我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。板材的规格是6×150×200mm焊接方法是手工电弧焊焊材型号A132，规格¢3.2mm坡口形式是斜Y型焊接参数是电流：90-120A，电压20-24V，速度15-20cm/min斜Y型坡口裂纹试验图如下：焊完的试件需要经过48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检查焊缝表面裂纹，然后用机械方法切开六个等长度横向试片，检查五个片面上的裂纹情况。一般用裂纹率作为评定标准。根部裂纹率=∑LR/L×100％表面裂纹率=∑Lf/L×100％端面裂纹率=∑h/5H×100％试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为9.8mm试件的裂纹率小于20％因此在实际生产中如果按要求来做的话是不会产生裂纹的，此种钢的焊接性能还是可以的。综上所述0cr18ni9钢是具有良好的焊接性能的，在生产中按标准来做的话是应该可以生产出合格的产品，它的使用性能还是可以的。0Cr18Ni9的焊接工艺表Ⅰ-1焊接工艺评定指导书（任务书）编 制 指导书编号 HJ0511-29审 核 评定理由 批 准 完成日期 评 定 标 准 JB4708-2000 验收机关 母 材 厚度 , mm 尺寸,mm 接头形式简图0Cr18Ni9 6mm 6*150*300 0Cr18Ni9 6mm 6*150*300 焊 接 位 置 1G 焊接方向 右焊法 保 护 气 体 / 层间温度 / 预 热 / 机械化程度 手工焊 焊后热处理 / 后 热 处 理 / 衬垫材料/规格 / 清 根 方 法 / 层道 焊接方法 焊材型号/牌号 焊材规格 电流种类及极性 电流(A) 电压(V) 焊接速度(cm/min) 热输入（kJ/cm） 钨极直径 喷嘴直径1 SMAW A102 3.2mm 反接 90-110 18.5~20 15~18 6.67 / /2 SMAW A102 3.2mm 反接 100-120 20~22 18~20 6.7 / /检验项目、评定指标及试样数量检 验 项 目 检验标准 评定指标 检验项目 检验标准 评定指标 试样数量外观检查 GB150 JB4708 拉伸试验 GB/T228 JB4708 2无损检测 射线(RT) JB4730 JB4708 弯曲试验 面弯 GB/T232 JB4708 2 超声(UT) / / 背弯 JB4708 2 渗透(PT) / / 侧弯 / / 磁粉(MT) / / 冲击试验 焊缝 GB/T229 JB4708 /焊缝化学成分 / / 热影响区 JB4708 /金相 宏观 / / 腐蚀试验 / / / 微观 / / 硬度检验 / / /焊接工艺评定指导书编号：HJ0511-29名称：板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板手工电弧焊的焊接工艺评定（拉伸） 编制： 审核： 批准： 表Ⅰ-2焊 接 工 艺 评 定 指 导 书单位名称 常州博朗低温有限公司 焊接工艺指导书编号 HJ0511-29 日期 2008.6 焊接工艺评定报告编号 HJ0511-29-1 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动） 手动 焊接接头：坡口形式 带钝边的V型 衬垫（材料及规格） / 其它 / 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置及顺序）母材：类别号 VII 组别号 VII-1 与类别号 VII 组别号VII-1 相焊及标准号 / 钢 号 / 与标准号 / 钢 号 / 相焊厚度范围： 母材：对接焊缝 1.5~12 角焊缝 不限 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 1.5~12 角焊缝 不限 焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 《12 角焊缝 不限 其它： 焊接材料：焊材类别 焊条 焊材标准 GB/T983 填充金属尺寸 3.2mm 焊材型号 E307-16 焊材牌号 A132 其 他 / 耐蚀堆焊金属化学成分（%）C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb
不锈钢点焊技术是是地铁车辆、城市轻轨车辆、甚至高速动车组的不锈钢车体结构大量金属板构件间的主要连接形式,这是我为大家整理的不锈钢点焊技术论文，仅供参考!
不锈钢车体点焊表面化学除黑工艺探讨
摘要：文章对不锈钢车体试制项目原有除黑工艺进行介绍，重点描述原工艺方法造成的缺陷;利用实验手段对原工艺方法造成的缺陷进行重现和分析，确定解决方案;对原有工艺进行改进，确定出一套完整的不锈钢车体点焊表面化学除黑工艺规程。
关键词：不锈钢点焊;除黑工艺;不锈钢车体点焊;表面化学
中图分类号：U271 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2014)09-0047-02
上世纪60年代初，为了车辆的轻量化与免维修，日本对车辆结构使用不锈钢问题进行了研究分析。同时，研究了以点焊方法进行不锈钢结构制造，于1962年完成了除底架的一部分(端底架)之外，其他结构或外板等均采用不锈钢制造的东急电铁7000系，这就是当今称为全不锈钢车的首辆车。
不锈钢车辆的特征有：免维修、轻量化与车体结构的无涂装，但是这就对车体外板的表面状态提出了要求。电阻点焊结束后会在不锈钢外板表面造成黑色或淡黄色的氧化皮，严重影响车体美观，同时由于氧化导致基材结构发生改变，焊点位置可能会发生电化学腐蚀，因此需要对不锈钢外板表面焊点位置进行除黑处理。
1 电化学除黑基本原理
焊点位置的氧化皮即过烧现象主要是由于焊接时间太长、焊后冷却时间过短造成的。过高的温度导致在焊钳电极与外墙板接触位置发生氧化反应，形成一层黑色或淡黄色的氧化皮。
电化学除黑主要是利用电解池原理分解氧化皮来达到除黑效果，同时在表面形成一层钝化膜，起到美观、提升防腐性能的作用。
2 原有工艺介绍
2.1 设备介绍
由于电解池反应需要在通电形成闭合回路且有电解液存在的条件下才可进行，所以在实际操作中需要通过设备来满足这一要求。
现使用设备为进口除黑机，该设备由除黑机主体、接地线、电源线、电极棒、棉布及可适用不同部位的电极头组成，同时操作过程中，需要配合专用的清洗液和中和液使用。
2.2 原有工艺介绍
根据设备厂家培训内容，以及验证性实验确定了最初的工艺方法。主要对设备使用方法与输出电流强度进行要求，其他方面没有具体规范，处理效果一般。
3 原有工艺不足之处及改进方法
3.1 原有工艺不足之处
在按照原有工艺对第一个端墙进行除黑之后，发现除黑效果很不理想主要表现在以下几点：(1)部分焊点位置出现与原氧化皮不同色泽的黑色印记，继续重复除黑操作也无法清除;(2)部分焊点经过除黑操作后出现过蚀现象，与周围焊点色差较大，极不美观;(3)焊点位置周围出现大面积水印，反复清洗也无法清除;(4)整体清洁后将端墙板挂起远观，墙板光泽度不佳。
3.2 缺陷分析及改进方法
(1)布料的影响。经过反复实验，发现部分焊点位置出现的与原氧化皮不同色泽的黑色印记是由于裹在电极头上的布料过脏导致的。重复除黑操作无法清除，由于现阶段缺少实验设备，无法确定该黑色印记的组成以及表层是否还有其他膜，对于该缺陷，目前最有效的处理手段为物理打磨，但不锈钢外墙板为机械拉丝板，整体纹路一致，打磨后影响外观效果，因此目前对于该缺陷，最好的处理手段为经常更换裹电极头的布料，杜绝此缺陷的出现。
原电池反应需要在电解液环境中进行。除黑操作中的棉布就是电解液的载体，电解液过少导致被清除下来的氧化皮没有被完全分解而直接粘附在棉布表面，造成布料污染，棉布的吸水量是一定的。因此在不影响除黑效果的前提下尝试多层布料充分蘸取清洗液，经过多次实验，最终确定双层布料既可以保存足够量的清洗液又不影响除黑效果，同时要求经常观察布料污染情况，布料表面完全变黑后进行更换。
实验证明，通过这种方式可以有效杜绝黑色印记的出现。
(2)电流的影响。按照设备厂家的建议，在输出电流为7的情况下进行除黑作业，颜色较深的焊点位置清除效果比较理想，但是颜色较浅的部位清除结束后出现由于过蚀导致的焊点位置发白的现象，与周围焊点色差较大，极不美观。同时原操作方法中对电极棒与墙板的接触时间没有做具体规定，这也是造成这一现象的原因之一。
在实验过程中，将电流的输出强度调节为5，同时控制电极棒与墙板的接触时间在2秒以内。
实验证明，降低后的电流强度对除黑效果没有影响，同时不再出现过蚀现象。
(3)清洗液使用方法的影响。在原操作过程中，发现起初几个点的除黑效果很不好，在电极棒与墙板接触5秒以上才可完全去除氧化皮颜色，但接触时间过长又会出现过蚀现象，因此在实验过程中对于清洗液的使用方法进行着重研究。
在除黑作业中，由于通电，在操作时间过长的情况下电极棒会发热，造成布料上蘸取的清洗液蒸发过快，严重影响除黑效果。因此在实验中尝试让电极棒充分蘸取清洗液，然后进行除黑，除黑效果显著，但是由于清洗液蘸取过多，在墙板上接触面积过大，造成除黑后焊点周围有明显水印，与周围墙板色差过大，极不美观。
因此，最终调整操作方法为：将裹好布料的电极棒放入盛有清洗液的烧杯中充分浸润棉布，然后在烧杯壁沥干至不再滴水;对于一次清洁不彻底的焊点可以在重新蘸取清洗液后进行二次操作。
(4)中和液使用方法的影响。中和液的作用是清除残留的清洗液。残留中和液清洁不彻底会严重影响墙板的光泽度，原操作中使用的中和液为原液，由于浓度过高，造成残留中和液清洁困难，因此需降低中和液
浓度。
为了在中和液的使用浓度和清洗效果上找到一个平衡点，经过多次实验，最终确定了中和液：水=1：4的稀释比例;同时为了便于对残留中和液进行清洁，在操作过程中，在使用清洗液清洗后立即用蘸取稀释后的中和液的无纺布清洁残留的清洗液，然后用蘸取清水的无纺布擦掉残留的中和液;在整个墙板除黑操作结束后再用清水整体清洁墙板。
4 结语
在通过实验方法对缺陷进行分析后，最终确定出一套完整的除黑工艺。新的工艺中对电流强度、棉布用法、清洗液以及中和液的用法进行了重新规定。
按照新版工艺方法处理后的墙板整体光泽度良好，焊点位置无过蚀、水印、无法去除的黑色印记等缺陷，满足对除黑效果的要求。
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作者简介：韩鹏程，男，天津北车轨道装备有限公司助理工程师，研究方向：轨道车辆涂装体系与涂装
不锈钢点焊结构车体FEA建模方法
摘要:针对不锈钢车体点焊结构的“点传力”特性,提出了位移主-从约束关系建模思想,并通过数值试验验证了采用位移主-从约束关系来模拟焊核比现有其它的模拟 方法 具有更高的精度.以城市轻轨动车组不锈钢点焊车体为 应用 对象,基于位移主-从约束关系建立了该车车体的有限元模型, 计算 结果与试验测试结果基本一致,证明了模型的正确性,为今后该类车型的设计与开发打下了良好的技术基础.
关键词:FEA,位移耦合,点焊结构
点焊是地铁车辆、城市轻轨车辆、甚至高速动车组的不锈钢车体结构大量金属板构件间的主要连接形式,分布于车身各部位,数量达上万个.点焊结构主要特点是:结构紧凑、重量轻、强度高、耐腐蚀.同时,它的制造工艺比较复杂,技术要求高,因此,尽管点焊结构车辆在国外已经获得了广泛应用,在国内则刚刚开始研制[1-2].如何把握点焊结构的力学特性,建立高精度的车体FEA计算模型已成为不锈钢点焊车研制过程中计算人员极为关注的 问题 .
当前点焊结构常采用实体单元、梁单元、刚性单元和主-从关系(即位移耦合)来模拟焊核[3-4].从 理论 上说,点焊结构用适当高度的块体元模拟时,则可获得较高的精度,但对于大量均布、密集排列的焊点的不锈钢车体结构来说这将导致单元/结点数量急剧增加而不可行,因此,必须抓住不锈钢点焊车传力的主要特征创建FEA模型.
与车辆结构尺寸相比,点焊焊核自身的尺寸可以忽略不计,在有限元模型中,可以将它们视为仅是整体坐标系下的一个“点”,在外载荷作用下,结构依靠这些“点”传递内力,这类结构可称为“点传力结构”.基于位移主-从控制关系原理[5],本文认为对于不锈钢点焊车体这类典型的“点传力结构”,用位移的主-从约束关系来模拟焊核(即等价于在计算模型中被焊接连接的两点之间位移完全一致)是更为合理的,并通过数值试验证明了主-从约束关系比其它建模方法具有更高的精度.基于位移主-从约束关系建立了城市轻轨动车组不锈钢点焊车体的FEA模型,根据相关标准进行加载计算,通过与物理试验的比较,验证了计算模型的合理性和有效性.
1 主-从控制关系的正则方程
主-从关系(位移耦合),指的是当一个结点被定义为另一个结点的从结点后,该从结点就失去了位移的独立性,它的位移只能且必须从属于主结点.主结点上的位移处理为独立位移,从结点上的位移为相关位移.
在应用最小总势能原理求基于位移法的结构正则方程时,相关位移对总势能的贡献是通过与之有关的独立位移和指定位移表达的.结构的总势能为
2 各种方法对比 分析
本文提出用位移主—从约束关系描写不锈钢点焊车体的点焊传力,这意味着模型中的每一点焊的焊核均被凝聚成一点,那么,这种简化与其它建模方法相比精度到底多高?以下用实体单元、梁单元、刚性单元和主-从关系(即位移耦合)为点焊结构建模来讨论各种方法的精确性.
假设薄板A与B用点焊方式焊接,其厚度分别为t1与t2,t1薄板右端均匀作用有F吨拉力,t2薄板左端被约束住.焊核为三维椭球,其最大剖面的直径为d.在各方法的计算模型中,板的中心为焊点位置,也为坐标原点,梁单元的物理属性取决于板材,单元直径为d,单元长度为(t1+t2)/2;刚性单元,无物理属性,单元长度为(t1+t2)/2;实体单元物理属性取决于板材,单元尺寸取决于t1,t2;位移主-从约束不需要定义材料属性,只需指定六个自由度之间位移主-从约束关系.
以实体元计算结果为标准,t1薄板上载荷方向的应力误差比列入附表.表中方法1为采用梁单元;方法2为采用刚性单元;方法3为采用位移耦合.表中位置点1至点8依次为t1薄板上过原点与载荷方向一致的坐标轴上等距离的点;位置点9至点16依次为t1薄板上过原点与载荷方向垂直的坐标轴上等距离的点.表中应力误差比的定义为(σ-σ0)/σ0,其中σ0为实体元计算结果.由附表可以看出:位移主—从约束建模方法的误差较小,刚性单元和梁元的较大.
实体单元和位移耦合的两个模型沿外载荷方向的应力值比较如图1所示.结果表明:两种模型高应力区域一致;焊核附近,位移耦合模型的应力值要大于实体单元模型的,稍离开焊核,两种模型应力值几乎相同.
3 工程验证
城市轻轨动车组不锈钢点焊车体是典型的点传力结构,全部采用高强度车辆专用的冷弯或轧压工艺制造的不锈钢型材.除车顶、地板的波纹板之间的连接采用缝焊,其余板与梁、柱及部件与部件之间的连接均采用接触点焊.由于板薄,板与板、板与梁(柱)和柱与柱之间只能采用搭接接头,除2层、3层搭接外,最多还有5层板搭接.该不锈钢车体大约有4万个焊点,该车典型的焊接示意图如图2所示.
不锈钢点焊车体在承受外载后,载荷通过数万焊点将力传递到车体各部,并由此产生车体各处的变形与应力,这一特点,在建模时必须真实体现,否则, 计算 模型将会失真,并将导致计算结果失真.假定车体构件的每一“点对”之间,一旦形成点焊,尽管这一点焊事实上占有一很小的面积,但相对车体构件尺寸而言,有理由视这两点被“焊成一点”,因此,在变形的过程中,点焊可以用位移主—从关系来描述.
城市轻轨动车组不锈钢点焊车体有限元建模的关键 问题 是每一个焊点位置处必须要有结点生成.因此,在I-DEAS软件(10.0)中创建真实地反映不锈钢车体构件之间的相互关系的、用于划分有限元网格的三维几何时,根据点焊位置,要一一创建“锚点”[6],因为“锚点”一经生成,在随后的单元网格生成过程中,“锚点”将自动转化为单元的结点,这样就为点焊的“点对”准确位置的确定创造了条件.不锈钢点焊车体四分之一的局部放大网格如图3所示.四分之一模型的求解规模为:单元总数132309;节点总数134659;焊点数8824.
依据 文献 [7]进行加载计算,垂直总静载荷工况作用下车体和部件的Von.Mises应力云图如图4所示.该车FEA计算结果与强度试验测试结果[8]的对比如图5所示,由图5可以看出两者基本一致,因此,该计算模型质量很高.
事实上,正是由于该性能仿真模型的高可靠性,设计人员才有可能进行一次又一次的方案对比.而相对最优方案也正是在这种一次又一次对比中逐步形成的,其重要意义不言而喻.
5 结语
FEA的置信度关键在于计算模型的质量,而创建一个计算模型的必备条件是计算机、仿真软件和使用者.事实上,功能再好的仿真软件,速度再快的计算机,也只能辅助建模者提高建模的效率而不提供建模的原则与技巧,计算模型的质量主要还是取决于使用者的 理论 素养和建模经验.只有具有良好的理论素养和厚实的建模经验才能够很好地消化吸收仿真软件中的精髓,并将其融化在仿真模型的建立过程之中,使仿真模型合理和 科学 .
本文基于位移主-从约束关系(位移耦合)原理模拟不锈钢点焊车体的点焊,并利用I-DEAS仿真软件高级建模功能,建立了城市轻轨动车组不锈钢点焊车体的FEA模型.通过FEA计算结果与物理试验结果的对比,证明本文的建模思想 方法 是切实可行的.
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人们常常把贵重的东西锁到保险柜里.金子在保险柜里躺上几千年,可以分毫不差.铁却不然,即使在保险柜里,它也会被"偷"走——生锈啦.博物馆里陈列的古代铁器,几乎没有一个不是铁锈斑斑的;切菜刀几个月不用,就会满身是锈,正如俗话所说:"快刀不用黄锈生".铁,的确容易生锈.每年,世界上有几千万吨的钢铁,变成了铁锈.铁容易生锈,除了由于它的化学性质活泼以外,同时与外界条件也极有关系.水分是使铁容易生锈的条件之一.化学家们证明:在绝对无水的空气中,铁放了几年也不生锈.然而,光有水也不会使铁生锈,人们曾经试验过,把一块铁放在煮沸过的,密闭的蒸馏水瓶里,铁并不生锈.你注意到河边的那些自来水管吗它们常常是上边不锈,下边不锈,只是靠近水面的那一段才生锈.原来,只有当空气中的氧气一旦溶解在水里,才会使铁生锈.在靠近水面的部分,与空气距离最近,水中所溶解的氧气也最多,所以容易生锈.空气中的二氧化碳溶在水里,也能使铁生锈.铁锈的成分很复杂,主要是氧化铁,氢氧化铁与碱式碳酸铁等.铁锈真糟糕,它又松又软,象块海绵,一块铁完全生锈后,体积可胀大八倍.这海绵状的铁锈特别容易吸收水分,自然,铁就烂得更快了.还有不少因素,使铁容易生锈,如水中有盐,铁制品表面不干净,粗糙,铁中杂有其他金属……等等"人们决不能坐视空气中的水蒸气,氧气和二氧化碳等这般猖獗,从人们手中"偷"走那么多钢铁,人们想出各种各样的办法,来保护钢铁.最普通的防锈办法,是给铁穿"衣服"——在铁的表面涂上油漆或者镀上别的不容易生锈的金属.例如,小轿车穿着一身闪闪发亮的喷漆;暖气管上涂着铝漆;做罐头用的马口铁镀了层锡;房顶上的白铁皮表面镇了一层锌;你的自来水笔笔插上,镀着一层铬或镍.更彻底的办法,是给铁注射"强心针"——加入其他金属,制成不锈合金.大名鼎鼎的不锈钢,就是在钢中加入一点镍和铝而制成的合金.2。来自于防锈应针对金属腐蚀的原因采取适当的方法。常用的方法有：[改变金属的内部组织结构] 例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。[保护层法] 在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。如：1．在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。2．用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。3．用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。[电化学保护法] 利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。应用较多的是阴极保护法。[对腐蚀介质进行处理] 消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。[电化学保护] 将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。这种方法主要有以下两种：[牺牲阳极保护法] 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等，例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋桨的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。[外加电流保护法] 将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。电化学保护的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。
1、不锈钢焊接工艺特点奥氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生б相脆化，在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化，以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后，焊接接头的力学性能一般良好，但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层，而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生，应采用低碳（C≤0.03%）的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹，通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢，应选用低碳和稳定的钢种，并进行适当的焊后热处理；而以结构强度为主要用途的钢，不应进行焊后热处理，以防止变形和由于析出碳化物和发生δ相脆化。 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高，因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。 奥氏体不锈钢的焊条选用要点: 不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时,焊条的性能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。 1、一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。 2、由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如316L必须选用A022焊条。 3、奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可通过焊接工艺评定进行验证。 4、对于在高温工作的耐热不锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条主要应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。 (1)对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含2-5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗裂性差;若过高,则在高温长期使用或热处理时易形成σ脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。 在某些特殊的应用场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如A402、A407焊条等。 (2)对Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢,如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性。如采用A502、A507。 5、对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢,则应按介质和工作温度来选择焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。 (1)对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条。如A137或A002等。 (2)对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条如:A032、A052等。 (3)工作,腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备,方可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。 为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。 6、对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如A402、A407。 7、也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。 8、焊条药皮类型的选择: (1)由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度进行比较,碱性药皮与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采用药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。 (2)只有在结构刚性很大或焊缝金属抗裂性较差(如某些马氏体铬不锈钢、纯奥氏体组织的铬镍不锈钢等)时,才 考虑选用药皮代号为15的碱性药皮不锈钢焊条(如A107、A407等)。 综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢的焊接时焊条选用尤其值得注意,只有这样才能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条,不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。这样才有可能能达到所预期的焊接质量.。 奥氏体不锈钢的缺陷分析及防治措施（一）容易出现热裂纹奥氏体不锈钢在焊接时热裂纹是比较容易产生的缺陷，包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等，特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更容易产生。 1. 产生原因（1）奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大，结晶时间较长，且单相奥氏体结晶方向性强，所以杂质偏析比较严重。（2）导热系数小，线膨胀系数大，焊接时会产生较大的焊接内应力（一般是焊缝和热影响区受拉应力）。（3）奥氏体不锈钢中的成分如C、S、P、Ni等，会在熔池中形成低熔点共晶。例如， S与Ni形成的Ni3S2熔点为645℃,而Ni- Ni3S2共晶体的熔点只有625℃。2. 防止措施（1）采用双相组织的焊缝 尽量使焊缝金属呈奥氏体和铁素体双相组织,铁素体的含量控制在3～5%以下，可扰乱奥氏体柱状晶的方向，细化晶粒。并且铁素体可以比奥氏体溶解更多的杂质，从而减少了低熔点共晶物在奥氏体晶界的偏析。（2）焊接工艺措施 在焊接工艺上尽量选用碱性药皮的优质焊条、采用小线能量，小电流、快速不摆动焊,收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等，可减小焊接应力和弧坑裂。（3）控制化学成分 严格限制焊缝中 S、P等杂质含量，以减少低熔点共晶。（二）晶间腐蚀产生在晶粒之间的腐蚀，其导致晶粒间的结合力丧失，强度几乎完全消失，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂。1．产生原因根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450～850℃敏化温度（危险温度区）时，由于 Cr原子半径较大，扩散速度较小，过饱和的碳向奥氏体晶粒边界扩散，并与晶界的铬化合物在晶界形成Cr23C6,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。 2. 防止措施（1）控制含碳量 采用低碳或超低碳（W(C)≤0.03%）不锈钢焊接焊材。如A002等。（2）添加稳定剂 在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与C亲和力比Cr强的元素，能够与C结合成稳定碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢材和焊接材料都含有Ti、Nb，如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12MO2Ti钢材、E347-15焊条、H0Cr19Ni9Ti焊丝等。（3） 采用双向组织 由焊丝或焊条向焊缝中熔入一定量的铁素体形成元素,如 Cr、Si、AL、 MO等，以使焊缝形成为奥氏体+铁素体的双相组织，因为Cr在铁素体内扩散速度比在奥氏体中快，因此Cr在铁素体内较快的向晶界扩散，减轻了奥氏体晶界的贫铬现象。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5%～10%，如铁素体过多，会使焊缝变脆。（4）快速冷却 因为奥氏体不锈钢不会产生淬硬现象，所以在焊接过程中，可以设法增加焊接接头的冷却速度，如焊件下面用铜垫板或直接浇水冷却。在焊接工艺上，可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施，缩短焊接接头在危险温度区停留的时间，以免形成贫铬区。（5）进行固溶处理或均匀化热处理 焊后把焊接接头加热到1050～1100℃，使碳化物又重新溶解到奥氏体中，然后迅速冷却，形成稳定的单相奥氏体组织。另外，也可以进行850～900℃保温2h的均匀化热处理，此时奥氏体晶粒内部的Cr扩散到晶界，晶界处Cr量又重新达到了大于12%，这样就不会产生晶间腐蚀了。（三）应力腐蚀开裂金属在应力和腐蚀性介质共同作用下，发生的腐蚀破坏。根据不锈钢设备与制件的应力腐蚀断裂事例和试验研究，可以认为：在一定静拉伸应力和在一定温度条件下的特定电化学介质共同作用下，现有的不锈钢均有产生应力腐蚀的可能。应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质，还有硫酸、硝酸、氢氧化物（碱）、海水、水蒸气、H2S水溶液、浓NaHCO3+NH3+NaCl水溶液等介质等。1.产生原因 应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。 2.防止措施（1）合理制定成形加工和组装工艺 尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑。 （2）合理选择焊材 焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体。（3）采取合适的焊接工艺 保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平。例如，避免十字交叉焊缝，Y形坡口改为X形坡口、适当减小坡口角度、采用短焊焊道、采用小线能量。(4)消除应力处理 焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。(5)生产管理措施 介质中杂质的控制,如液氨介质中的O2、N2、H2O等、液化石油气中的H2S、氯化物溶液中的O2、Fe3+、Cr6+等、防蚀处理:如涂层、衬里或阴极保护等、添加缓蚀剂。 （四）焊接接头的脆化 奥氏体不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后，就会出现冲击韧度下降的现象，称为脆化。1.焊缝金属的低温脆化（475℃脆化）（1） 产生原因含有较多铁素体的相（超过15%～20%）的双相焊缝组织，经过350～500℃加热后，塑性和韧性会显著下降，由于475℃时脆化速度最快，故称为475℃脆化。对于奥氏体不锈钢焊接接头，耐蚀性或抗氧化性并不总是最为关键的性能，在低温使用时，焊缝金属的塑韧性就成为关键性能。为了满足低温韧性的要求，焊缝组织通常希望获得单一的奥氏体组织，避免δ铁素体的存在。δ铁素体的存在，总是恶化低温韧性，而且含量越多，这种脆化越严重。（2） 防治措施① 在保证焊缝金属抗裂性能和抗腐蚀性能的前提下，应将铁素体相控制在较低的水平，约5%左右。② 已产生475℃脆化的焊缝，可经900℃淬火消除。2.焊接接头的σ相脆化（1）产生原因奥氏体不锈钢焊接接头在375～875℃温度范围内长期使用，会产生一种FeCr间化合物，称为σ相。σ相硬而脆（HRC>68）。由于σ相析出的结果，使焊缝冲击韧度急剧下降，这种现象称为σ相脆化。σ相一般仅在双相组织焊缝内出现；当使用温度超过800～850℃时，在单相奥氏体焊缝中也会析出σ相。（2）防止措施①限制焊缝金属中的铁素体含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高镍焊材,并严格控制Cr、Mo、Ti、Nb等元素的含量。②采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间。③对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理,使σ相溶入奥氏体。④把焊接接头加热到1000～1050℃，然后快速冷却。σ相一般在1Cr18Ni9Ti钢中一般不产生。 3.熔合线脆断 （1）产生原因奥氏体不锈钢在高温下长期使用，在沿熔合线外几个晶粒的地方，会发生脆断现象。（2）防治措施在钢中加入 Mo能提高钢材抗高温脆断的能力。通过以上的分析，只有合理选择以上的焊接工艺措施或焊接材料都可以避免以上焊接缺陷的产生。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性，几乎所有的焊接方法都可用于奥氏体不锈钢的焊接。在各种焊接方法中焊条电弧焊具有适应各种位置与不同板厚的优点、应用非常广泛。你可以根据以上的文章进行一下修改就可以了。
产能总体过剩疫情影响下需求疲软
2010-2013年期间，我国不锈钢产能年度增速维持10%以上增长。2013-2017年行业供应增速持续放缓，2018年之后，不锈钢产能重回增长势头。
2019年不锈钢粗钢产能增长7.5%至4275万吨，未来1-2年仍有450万吨左右不锈钢产能等待投产。近年来我国不锈钢产能利用率多维持在70%以内，产能总体过剩。
从产量上看，2001-2019年我国不锈钢产量增长较快，2006年达到530万吨，超过日本成为世界最大的不锈钢生产国。目前，我国不锈钢产量已占到世界不锈钢产量50%以上，确立了我国在世界不锈钢市场中的重要地位。
2019年，我国不锈钢产量为2940万吨，同比增长了10.09%，增速进一步提升。2020年1季度全国不锈钢粗钢产量为607.99万吨，与2019年1季度同比减少了60.42万吨，降低了9.04%。
2010-2019年我国不锈钢表观消费量总体呈增长趋势，2019年中国不锈钢表观消费量2405万吨，同比增长12.8%，占全球消费总量约一半。
受疫情影响，2020年第一季度我国不锈钢需求出现疲软态势，不锈钢表观消费量为490.29万吨，与2019年1季度同比减少80.61万吨，降低了14.12%。
产业集聚效应强 行业集中度高
多年来的发展加上行业性质原因，我国不锈钢产业集聚效应不断增强，目前依托产业集聚形成了四大产业集群，包括：福建、广东、广西和无锡。其中华东地区工业门类齐全，拥有众多不锈钢加工与制品产业群，不锈钢消费量与华南地区并驾齐驱。
目前我国不锈钢产能占全球产能50%以上，行业集中度较高，截至2019年底，不锈钢行业前十企业生产份额占比高达81.08%，总体竞争较为激烈，且随着未来新增炼钢产能的集中释放，中国不锈钢行业集中度也将进一步提高。
头部企业包括青山集团、太钢不锈等。青山控股集团公司是目前全球不锈钢龙头企业，产量约占全球产量的20%。太钢不锈是国内老牌的不锈钢企业，位居行业领军位置，产品多为高端不锈钢产品，但青山控股依托自身掌控的资源优势和一体化低成本冶炼方式，规模不断扩张，大有追赶之势。未来，不锈钢行业龙头之争将大概率在这两家企业之间展开。
疫情影响可控 新基建等因素助推行业维持高位需求
新基建主要包括5G网络、人工智能、工业互联网、物联网、特高压、新能源汽车充电桩及冷链物流等项目。总体来讲，比起传统的“铁公基”的直接拉动来讲，新基建对不锈钢的需求直接量来说是下降的，但从绝对需求量来说，新基建等因素将助推行业维持高位需求。
同时，老旧小区改造、智能制造、海洋工程、轨道交通、卫星等先进制造业的发展也将拉动不锈钢的需求。医疗设备比如手术工具，针头，医用辅助工具(推车)等受疫情影响也将迎来需求的增长，普通老百姓消费的厨电领域，抗菌不锈钢都提到了需求的日程。
受疫情等因素影响，2020年宏观经济虽有较大的下行压力，但幅度可控。由于政府陆续加大对基础设施的投资力度，并采取降低融资成本等措施确保宏观经济稳定在可控水平，2020-2025年间中国不锈钢的产量或将延续前几年的高位状态，不锈钢的需求也将在保持高位不变的情况下略有小幅波动，到2025年中国不锈钢产量和表观消费量分别达到4029万吨和3464万吨。
更多数据请参考前瞻产业研究院《中国不锈钢行业发展前景预测与转型升级分析报告》
不锈钢的真正的发明者是来自英国的科学家，他叫亨利布里尔利。
那时候亨利布里尔利受英国政府委托研究改进步枪，枪膛为什么易磨损而射击不准的缺点，对于这种任务，他的思路非常的清晰，在普通钢铁里加入另一种金属来增加钢的硬度，成为一种合金钢，他试着将铬深加入钢中冶炼，结果却不能如他想象的那样，冶炼到了合金，仍不耐磨，他很失望，他只能将这些丢弃。很多的实验都失败的合金就丢在那里那些废铁了，日晒雨淋时间一长呢，这都生锈了，连地上也留下了褐色的锈迹，大家就派人来清除垃圾，一边为还没有制出硬度较高的钢而苦恼不已，实属烦恼。
突然之间，布里尔利发现垃圾堆中有几块金属在发光，在锈铁中特别的耀眼，他仔细的一看就是那几块扔掉的合金，大家就赶忙的真仙恐后的过来看，就是说这就像普通的钢嘛，为什么就不一样呢？不离而依旧很奇怪呀，他就说为什么其他的金属都生锈了，而这几块就没有生锈了，他们的成分一定有什么特别的地方。他只好将这块金属进行仔细分析，结果呢就发现碳0.24%，铬占12.8%，其余的都是铁，难道这就是著名的不锈钢？就是这样，不锈钢就被布里尔利发明出来了，从此，布里尔利就被称为不锈钢之父。
1915年布里尔利就取得了美国的专利，生产出了世界上第一把不锈钢刀具，然后他又获得了英国的专利，就合办了一个生产不锈钢餐刀的工厂。
不锈钢在现今的使用都是很广泛的，现金的大部分钢材都用于建筑行业，不锈钢可以在高层和低层建筑中使用。不锈钢在卡车传输，火车，轨道，船舶，飞机起落架，喷气发动机部件等中都有使用。 不锈钢在能源领域已有所使用，例如说管道，电塔，风力发电机，输电塔，电磁器，电磁屏蔽等等都有使用。然后不锈钢在家电之中也有很多的使用存在，例如农用车辆和机械，储蓄罐，小工具等等。
对不锈钢的认识有没有加深呢
不锈钢点焊技术是是地铁车辆、城市轻轨车辆、甚至高速动车组的不锈钢车体结构大量金属板构件间的主要连接形式,这是我为大家整理的不锈钢点焊技术论文，仅供参考!
不锈钢车体点焊表面化学除黑工艺探讨
摘要：文章对不锈钢车体试制项目原有除黑工艺进行介绍，重点描述原工艺方法造成的缺陷;利用实验手段对原工艺方法造成的缺陷进行重现和分析，确定解决方案;对原有工艺进行改进，确定出一套完整的不锈钢车体点焊表面化学除黑工艺规程。
关键词：不锈钢点焊;除黑工艺;不锈钢车体点焊;表面化学
中图分类号：U271 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2014)09-0047-02
上世纪60年代初，为了车辆的轻量化与免维修，日本对车辆结构使用不锈钢问题进行了研究分析。同时，研究了以点焊方法进行不锈钢结构制造，于1962年完成了除底架的一部分(端底架)之外，其他结构或外板等均采用不锈钢制造的东急电铁7000系，这就是当今称为全不锈钢车的首辆车。
不锈钢车辆的特征有：免维修、轻量化与车体结构的无涂装，但是这就对车体外板的表面状态提出了要求。电阻点焊结束后会在不锈钢外板表面造成黑色或淡黄色的氧化皮，严重影响车体美观，同时由于氧化导致基材结构发生改变，焊点位置可能会发生电化学腐蚀，因此需要对不锈钢外板表面焊点位置进行除黑处理。
1 电化学除黑基本原理
焊点位置的氧化皮即过烧现象主要是由于焊接时间太长、焊后冷却时间过短造成的。过高的温度导致在焊钳电极与外墙板接触位置发生氧化反应，形成一层黑色或淡黄色的氧化皮。
电化学除黑主要是利用电解池原理分解氧化皮来达到除黑效果，同时在表面形成一层钝化膜，起到美观、提升防腐性能的作用。
2 原有工艺介绍
2.1 设备介绍
由于电解池反应需要在通电形成闭合回路且有电解液存在的条件下才可进行，所以在实际操作中需要通过设备来满足这一要求。
现使用设备为进口除黑机，该设备由除黑机主体、接地线、电源线、电极棒、棉布及可适用不同部位的电极头组成，同时操作过程中，需要配合专用的清洗液和中和液使用。
2.2 原有工艺介绍
根据设备厂家培训内容，以及验证性实验确定了最初的工艺方法。主要对设备使用方法与输出电流强度进行要求，其他方面没有具体规范，处理效果一般。
3 原有工艺不足之处及改进方法
3.1 原有工艺不足之处
在按照原有工艺对第一个端墙进行除黑之后，发现除黑效果很不理想主要表现在以下几点：(1)部分焊点位置出现与原氧化皮不同色泽的黑色印记，继续重复除黑操作也无法清除;(2)部分焊点经过除黑操作后出现过蚀现象，与周围焊点色差较大，极不美观;(3)焊点位置周围出现大面积水印，反复清洗也无法清除;(4)整体清洁后将端墙板挂起远观，墙板光泽度不佳。
3.2 缺陷分析及改进方法
(1)布料的影响。经过反复实验，发现部分焊点位置出现的与原氧化皮不同色泽的黑色印记是由于裹在电极头上的布料过脏导致的。重复除黑操作无法清除，由于现阶段缺少实验设备，无法确定该黑色印记的组成以及表层是否还有其他膜，对于该缺陷，目前最有效的处理手段为物理打磨，但不锈钢外墙板为机械拉丝板，整体纹路一致，打磨后影响外观效果，因此目前对于该缺陷，最好的处理手段为经常更换裹电极头的布料，杜绝此缺陷的出现。
原电池反应需要在电解液环境中进行。除黑操作中的棉布就是电解液的载体，电解液过少导致被清除下来的氧化皮没有被完全分解而直接粘附在棉布表面，造成布料污染，棉布的吸水量是一定的。因此在不影响除黑效果的前提下尝试多层布料充分蘸取清洗液，经过多次实验，最终确定双层布料既可以保存足够量的清洗液又不影响除黑效果，同时要求经常观察布料污染情况，布料表面完全变黑后进行更换。
实验证明，通过这种方式可以有效杜绝黑色印记的出现。
(2)电流的影响。按照设备厂家的建议，在输出电流为7的情况下进行除黑作业，颜色较深的焊点位置清除效果比较理想，但是颜色较浅的部位清除结束后出现由于过蚀导致的焊点位置发白的现象，与周围焊点色差较大，极不美观。同时原操作方法中对电极棒与墙板的接触时间没有做具体规定，这也是造成这一现象的原因之一。
在实验过程中，将电流的输出强度调节为5，同时控制电极棒与墙板的接触时间在2秒以内。
实验证明，降低后的电流强度对除黑效果没有影响，同时不再出现过蚀现象。
(3)清洗液使用方法的影响。在原操作过程中，发现起初几个点的除黑效果很不好，在电极棒与墙板接触5秒以上才可完全去除氧化皮颜色，但接触时间过长又会出现过蚀现象，因此在实验过程中对于清洗液的使用方法进行着重研究。
在除黑作业中，由于通电，在操作时间过长的情况下电极棒会发热，造成布料上蘸取的清洗液蒸发过快，严重影响除黑效果。因此在实验中尝试让电极棒充分蘸取清洗液，然后进行除黑，除黑效果显著，但是由于清洗液蘸取过多，在墙板上接触面积过大，造成除黑后焊点周围有明显水印，与周围墙板色差过大，极不美观。
因此，最终调整操作方法为：将裹好布料的电极棒放入盛有清洗液的烧杯中充分浸润棉布，然后在烧杯壁沥干至不再滴水;对于一次清洁不彻底的焊点可以在重新蘸取清洗液后进行二次操作。
(4)中和液使用方法的影响。中和液的作用是清除残留的清洗液。残留中和液清洁不彻底会严重影响墙板的光泽度，原操作中使用的中和液为原液，由于浓度过高，造成残留中和液清洁困难，因此需降低中和液
浓度。
为了在中和液的使用浓度和清洗效果上找到一个平衡点，经过多次实验，最终确定了中和液：水=1：4的稀释比例;同时为了便于对残留中和液进行清洁，在操作过程中，在使用清洗液清洗后立即用蘸取稀释后的中和液的无纺布清洁残留的清洗液，然后用蘸取清水的无纺布擦掉残留的中和液;在整个墙板除黑操作结束后再用清水整体清洁墙板。
4 结语
在通过实验方法对缺陷进行分析后，最终确定出一套完整的除黑工艺。新的工艺中对电流强度、棉布用法、清洗液以及中和液的用法进行了重新规定。
按照新版工艺方法处理后的墙板整体光泽度良好，焊点位置无过蚀、水印、无法去除的黑色印记等缺陷，满足对除黑效果的要求。
参考文献
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[3] 张淼玲.原电池电解池的区别与判断[J].教育教
学论坛，2011年，(7).
作者简介：韩鹏程，男，天津北车轨道装备有限公司助理工程师，研究方向：轨道车辆涂装体系与涂装
不锈钢点焊结构车体FEA建模方法
摘要:针对不锈钢车体点焊结构的“点传力”特性,提出了位移主-从约束关系建模思想,并通过数值试验验证了采用位移主-从约束关系来模拟焊核比现有其它的模拟 方法 具有更高的精度.以城市轻轨动车组不锈钢点焊车体为 应用 对象,基于位移主-从约束关系建立了该车车体的有限元模型, 计算 结果与试验测试结果基本一致,证明了模型的正确性,为今后该类车型的设计与开发打下了良好的技术基础.
关键词:FEA,位移耦合,点焊结构
点焊是地铁车辆、城市轻轨车辆、甚至高速动车组的不锈钢车体结构大量金属板构件间的主要连接形式,分布于车身各部位,数量达上万个.点焊结构主要特点是:结构紧凑、重量轻、强度高、耐腐蚀.同时,它的制造工艺比较复杂,技术要求高,因此,尽管点焊结构车辆在国外已经获得了广泛应用,在国内则刚刚开始研制[1-2].如何把握点焊结构的力学特性,建立高精度的车体FEA计算模型已成为不锈钢点焊车研制过程中计算人员极为关注的 问题 .
当前点焊结构常采用实体单元、梁单元、刚性单元和主-从关系(即位移耦合)来模拟焊核[3-4].从 理论 上说,点焊结构用适当高度的块体元模拟时,则可获得较高的精度,但对于大量均布、密集排列的焊点的不锈钢车体结构来说这将导致单元/结点数量急剧增加而不可行,因此,必须抓住不锈钢点焊车传力的主要特征创建FEA模型.
与车辆结构尺寸相比,点焊焊核自身的尺寸可以忽略不计,在有限元模型中,可以将它们视为仅是整体坐标系下的一个“点”,在外载荷作用下,结构依靠这些“点”传递内力,这类结构可称为“点传力结构”.基于位移主-从控制关系原理[5],本文认为对于不锈钢点焊车体这类典型的“点传力结构”,用位移的主-从约束关系来模拟焊核(即等价于在计算模型中被焊接连接的两点之间位移完全一致)是更为合理的,并通过数值试验证明了主-从约束关系比其它建模方法具有更高的精度.基于位移主-从约束关系建立了城市轻轨动车组不锈钢点焊车体的FEA模型,根据相关标准进行加载计算,通过与物理试验的比较,验证了计算模型的合理性和有效性.
1 主-从控制关系的正则方程
主-从关系(位移耦合),指的是当一个结点被定义为另一个结点的从结点后,该从结点就失去了位移的独立性,它的位移只能且必须从属于主结点.主结点上的位移处理为独立位移,从结点上的位移为相关位移.
在应用最小总势能原理求基于位移法的结构正则方程时,相关位移对总势能的贡献是通过与之有关的独立位移和指定位移表达的.结构的总势能为
2 各种方法对比 分析
本文提出用位移主—从约束关系描写不锈钢点焊车体的点焊传力,这意味着模型中的每一点焊的焊核均被凝聚成一点,那么,这种简化与其它建模方法相比精度到底多高?以下用实体单元、梁单元、刚性单元和主-从关系(即位移耦合)为点焊结构建模来讨论各种方法的精确性.
假设薄板A与B用点焊方式焊接,其厚度分别为t1与t2,t1薄板右端均匀作用有F吨拉力,t2薄板左端被约束住.焊核为三维椭球,其最大剖面的直径为d.在各方法的计算模型中,板的中心为焊点位置,也为坐标原点,梁单元的物理属性取决于板材,单元直径为d,单元长度为(t1+t2)/2;刚性单元,无物理属性,单元长度为(t1+t2)/2;实体单元物理属性取决于板材,单元尺寸取决于t1,t2;位移主-从约束不需要定义材料属性,只需指定六个自由度之间位移主-从约束关系.
以实体元计算结果为标准,t1薄板上载荷方向的应力误差比列入附表.表中方法1为采用梁单元;方法2为采用刚性单元;方法3为采用位移耦合.表中位置点1至点8依次为t1薄板上过原点与载荷方向一致的坐标轴上等距离的点;位置点9至点16依次为t1薄板上过原点与载荷方向垂直的坐标轴上等距离的点.表中应力误差比的定义为(σ-σ0)/σ0,其中σ0为实体元计算结果.由附表可以看出:位移主—从约束建模方法的误差较小,刚性单元和梁元的较大.
实体单元和位移耦合的两个模型沿外载荷方向的应力值比较如图1所示.结果表明:两种模型高应力区域一致;焊核附近,位移耦合模型的应力值要大于实体单元模型的,稍离开焊核,两种模型应力值几乎相同.
3 工程验证
城市轻轨动车组不锈钢点焊车体是典型的点传力结构,全部采用高强度车辆专用的冷弯或轧压工艺制造的不锈钢型材.除车顶、地板的波纹板之间的连接采用缝焊,其余板与梁、柱及部件与部件之间的连接均采用接触点焊.由于板薄,板与板、板与梁(柱)和柱与柱之间只能采用搭接接头,除2层、3层搭接外,最多还有5层板搭接.该不锈钢车体大约有4万个焊点,该车典型的焊接示意图如图2所示.
不锈钢点焊车体在承受外载后,载荷通过数万焊点将力传递到车体各部,并由此产生车体各处的变形与应力,这一特点,在建模时必须真实体现,否则, 计算 模型将会失真,并将导致计算结果失真.假定车体构件的每一“点对”之间,一旦形成点焊,尽管这一点焊事实上占有一很小的面积,但相对车体构件尺寸而言,有理由视这两点被“焊成一点”,因此,在变形的过程中,点焊可以用位移主—从关系来描述.
城市轻轨动车组不锈钢点焊车体有限元建模的关键 问题 是每一个焊点位置处必须要有结点生成.因此,在I-DEAS软件(10.0)中创建真实地反映不锈钢车体构件之间的相互关系的、用于划分有限元网格的三维几何时,根据点焊位置,要一一创建“锚点”[6],因为“锚点”一经生成,在随后的单元网格生成过程中,“锚点”将自动转化为单元的结点,这样就为点焊的“点对”准确位置的确定创造了条件.不锈钢点焊车体四分之一的局部放大网格如图3所示.四分之一模型的求解规模为:单元总数132309;节点总数134659;焊点数8824.
依据 文献 [7]进行加载计算,垂直总静载荷工况作用下车体和部件的Von.Mises应力云图如图4所示.该车FEA计算结果与强度试验测试结果[8]的对比如图5所示,由图5可以看出两者基本一致,因此,该计算模型质量很高.
事实上,正是由于该性能仿真模型的高可靠性,设计人员才有可能进行一次又一次的方案对比.而相对最优方案也正是在这种一次又一次对比中逐步形成的,其重要意义不言而喻.
5 结语
FEA的置信度关键在于计算模型的质量,而创建一个计算模型的必备条件是计算机、仿真软件和使用者.事实上,功能再好的仿真软件,速度再快的计算机,也只能辅助建模者提高建模的效率而不提供建模的原则与技巧,计算模型的质量主要还是取决于使用者的 理论 素养和建模经验.只有具有良好的理论素养和厚实的建模经验才能够很好地消化吸收仿真软件中的精髓,并将其融化在仿真模型的建立过程之中,使仿真模型合理和 科学 .
本文基于位移主-从约束关系(位移耦合)原理模拟不锈钢点焊车体的点焊,并利用I-DEAS仿真软件高级建模功能,建立了城市轻轨动车组不锈钢点焊车体的FEA模型.通过FEA计算结果与物理试验结果的对比,证明本文的建模思想 方法 是切实可行的.
参考 文献:
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[6]I-DEASMasterSeriesTMStudentGuide[M].StructuralDynamicsResearchCorporation,1998.
[7]JISE7105-1989.铁道车辆车体结构强度试验方法()[S].日本标准协会,1989.
[8]天津滨海快速轨道 交通 不锈钢车体静强度试验报告[R].青岛: 中国 北车集团四方车辆 研究 所,2003.
配置方法：将一定分量的各组分盐酸（30~80g）、六亚甲基四胺（1~10g）、十二烷基苯磺酸钠（1~10g）、十二烷基硫酸钠（0~2g）、尿素、（三乙醇胺）、氯化钠、6501、TX-10少量，再配加由十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、柠檬酸、盐酸配制的活化剂，混合均匀即可。
除锈剂也称为松锈剂，主要作用是松解生锈紧固件，润滑不能拆卸的紧固件，便于拆卸生锈的紧固件。它能在裸露的金属表面形成持久的防腐蚀保护，防止新的锈蚀形成。除锈剂也是理想的润滑冷却液，适用于不锈钢、铝板表面攻螺纹。还能有效清洁干燥电子设备，改善传导性能。
它可广泛应用于制造业、建筑业、修理业、交通、能源、电力、石油及矿山开采等多种行业，适用于机械设备、车辆、船舶、军械、五金工具、建筑模板、金属零配件等钢材的除锈。其优越的性能会给您带来意想不到的方便和实惠。
衣物除锈剂
1．特点与用途
本剂是以草酸钾和草酸为原料配制而成的。本剂除锈效率高，不损伤衣物，而且无毒、无害。本剂原料易得且价格低廉。主要用于除去衣物及其他用品上的铁锈。
2．原材料
（1）草酸钾。白色单斜晶体。密度2.127g/cm3（3.9℃）。在热空气中风化。在160℃失去结晶水。灼烧后转成碳酸钾。溶于水。用于药物和漂白草帽等。奉剂中用作还原剂，除去衣物上的铁锈。选用工业品。
生产厂：北京化工厂、上海试剂一厂、天津化学试剂厂、成都化学试剂厂、西安化学试剂厂、重庆试剂厂等。
（2）草酸。学名乙二酸。其钾盐和钙盐存在于酢浆草、酸模草、大黄等植物中。通常呈二水物，无色透明晶体。密度1.90g/cm3。熔点189.5℃。溶于水、乙醇和乙醚。用作还原剂和漂白剂，亦用于提炼稀有金属及除去衣物上的铁锈、墨水渍等。本剂中用作还原剂、漂白剂。选用工业品。
生产厂：北京化工厂、上海试剂一厂、天津化学试剂厂、成都化学试剂厂、西安化学试剂厂、重庆化学试剂厂等。
以上内容参考：百度百科-除锈剂
英联化工的EC1032超好用，是一种魔术橡皮擦式的除锈剂，只需要用棉签蘸取一点擦拭在锈蚀部位就统一可以把锈去除，而且不伤害金属，塑料，橡胶。
除锈剂配方主要目的是清除线材表面的氧化皮及其他杂质，以便于后续进行钝化或其他皮膜。目前市场上最普遍使用的是盐酸，盐酸清洗效率高，使用成本低，但是盐酸具有挥发性，对环境污染大；随着环境问题的日益严重，尤其是金属表面处理行业，传统的酸洗也面临着废盐酸的回收被限量、废水的处理成本不断升高、废水的循环处理及限排等问题。有效代替盐酸酸洗的新产品是目前的迫切需求，其中最受人关注的是中性环保除锈剂。主要成分除锈剂是一种全新的钢铁除锈产品，由螯合剂、活化剂、促进剂能、防锈剂、去离子水等复配而成；不含硝酸、磷酸、盐酸、硫酸等常规的无机酸。用途☆用于钢制工件、铁制工件、碳钢、铸铁等金属零件表面的浮锈、轻度锈垢、氧化物，手印、手汗和无机盐等，也可以用于金属表面处理的前处理除锈中、设备的锈蚀清洗等；完全可以替代传统的酸洗除锈工艺。主要性能☆除锈快速，不伤基体，避免氢脆，不易返锈；☆对工件涂层不腐蚀，可清除精密零件切口的锈垢，产品性能稳定；☆绿色环保，无废气产生，对人体无伤害，高效、安全、经济。主要技术指标使用方法☆清洗方法：可采用浸泡（可附加鼓泡、或抖动）、超声波清洗等方法清洗☆清洗浓度：用原液或用水稀释至3~5倍☆清洗温度：50～80℃☆清洗时间：5～15分钟☆清洗后用水漂洗干净后再吹干、烘干、并合理包装、存放。使用工艺线路:注意事项☆除锈前，应将工件油污清洗干净。☆清洗时要正确合理摆放清洗工件，且避免相互重叠，视清洗情况应定期适量添加清洗剂原液，如清洗能力经补充后仍不能达到清洗要求时，则可弃之更换新液。一般情况下清洗液使用周期为3-7天。☆本品为中性，对人体和环境无影响，但应避免清洗液长时间接触皮肤，防止皮肤脱脂而使皮肤干燥粗糙，防误食、防溅入眼内。废水处理清洗剂不含受控物质成分，可生物降解，用户可根据自身要求进行适当处理再排放。
配制方法：将一定分量的各组分盐酸（30~80g）、六亚甲基四胺（1~10g）、十二烷基苯磺酸钠（1~10g）、十二烷基硫酸钠（0~2g）、尿素、（三乙醇胺）、氯化钠、6501、TX-10少量，再配加由十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、柠檬酸、盐酸配制的活化剂，混合均匀即可。
它可广泛应用于制造业、建筑业、修理业、交通、能源、电力、石油及矿山开采等多种行业，适用于机械设备、车辆、船舶、军械、五金工具、建筑模板、金属零配件等钢材的除锈。其优越的性能会给您带来意想不到的方便和实惠。
除锈机理：
钢材浸泡该防锈剂后，除锈剂沿着锈层和杂质层的裂痕渗透到钢材表面上，对锈层和杂质层发生溶解、剥落作用。该除锈剂中的多种原料吸附在钢材表面、锈层和杂层上，在固/液界面上形成扩散双电层，由于锈层和钢材表面所带的电荷相同，从而发生互斥作用，而使锈层、杂质和氧化皮从钢材表面脱落。
该除锈剂中盐酸可以清洗钢材表面，提高酸洗效果，增快酸洗速度。该除锈剂在循环使用时，为进一步提高除锈速度、消除气味，可加入柠檬酸、盐酸配成的活化剂。柠檬酸可中和铁离子。盐酸可增加酸的能量。
以上内容参考：百度百科——除锈剂