铝箔是金属铝直接压延成薄片的烫印材料，其烫印效果与纯银箔烫印的效果相似，故又称假银箔。
由于铝的质地柔软、延展性好，具有银白色的光泽，如果将压延后的薄片，用硅酸钠等物质裱在胶版纸上制成铝箔片，还可进行印刷。但铝箔本身易氧化而颜色变暗，摩擦、触摸等都会掉色，因此不适用于长久保存的书刊封面等的烫印。
质软容易变型，如纸一样，而且变形后不反弹。可以定性，保证遮光，不会掉落，不透光，无污染，价钱便宜. 供高级卷烟、糖果等食品防潮和装饰包装用。
扩展资料
铝箔纸作为一种工业制造原辅材料，产品主要应用于包装防护，生活用品，建筑等。初始研制河北廊坊大成在建筑中是常见的应用类型多用于工业建筑应符合《辅助建材的应用类型和基本要求》的规定。
生产开始于1932年量试成功铝箔纸是一种新型的工业材料。将更多地取代单一性材料，广泛应用于各种软包装。随着经济发展，中国必将成为全球最主要的包装需方市场。铝箔包装发展前景十分广泛。
为适应市场要求，人们开发出了屏蔽性好的塑料薄膜和喷镀箔等包装材料，但它们的综合性能都不如过涂层和层压加工能得到弥补和改善。
因此可以说，铝箔是具有多种优良性能，比较完美的包装材料，在诸多领域中都充分显示出它广阔的应用前景。
为了提高轧制效率和铝箔产品的质量，现代化铝箔轧机向大卷、宽幅、高速、自动化四个方向发展。当代铝箔轧机的辊身宽度已达2200mm以上，轧制速度达到2000m/min以上，卷重达到20t以上。相应的轧机自动化水平也大大提高，普遍安装了厚度控制系统(AGC)，大多数安装了板形仪(AFC)。
好干。根据查询铝箔轧机操作手详细信息得知，主要是负责轧钢生产线的调度控制和主控室轧制工艺参数和控冷工艺参数的设定和调整，是好干的。铝箔轧机是将来料为0.5mm以下的铝质板带卷经过几个道次轧制，使之变成2×0.0045mm以上厚度铝箔的设备。
弯辊是由弯辊泵站提供液压系统，由弯辊缸实现的，有正弯和负弯两种，轧辊倾斜是由压下泵站提供的，由压下油缸实现的
你的这个问题是许多铝箔生产厂所面临的难题之一,不过,一般亮线是在箔轧过程中产生的,而暗线是一种铸轧缺陷.解决方法要视具体情况而定.暗线和亮线在铝箔轧制中都会产生，精轧道次尤其明显，产生原因很多，主要是异物压入和铝粉磨擦产生，解决办法，经常对轧机内部冲洗，换工作辊前打磨支撑辊及更换清滚器．暗线的产生机理大家可以探讨多些。我个人认为还是冶金缺陷，是否与晶粒的分布有关，或者与铸嘴布流均匀性相关呢？我个人在铸轧方面知识比较欠缺，希望大家就此发表看法。解决时遵循：多换辊；开新料用新辊。
在双张箔的生产中，铝箔的轧制分粗轧、中轧、精轧三个过程，从工艺的角度看，可以大体从轧制出口厚度上进行划分，一般的分法是出口厚度大于或等于0.05mm为粗轧，出口厚度在0.013～0.05之间为中轧，出口厚度小于0.013mm的单张成品和双合轧制的成品为精轧。粗轧与铝板带的轧制特点相似，厚度的控制主要依靠轧制力和后张力，粗轧加工率厚度很小，其轧制特点已完全不同于铝板带材的轧制，具有铝箔轧制的特殊性，其特点主要有以下几个方面：（1）铝板带轧制。要使铝板带变薄主要依靠轧制力，因此板厚自动控制方式是以恒辊缝为AGC主体的控制方式，即使轧制力变化，随时调整辊缝使辊缝保持一定值也能获得厚度一致的板带材。而铝箔轧制至中精轧，由于铝箔的厚度极薄，轧制时，增大轧制力，使轧辊产生弹性变形比被轧制材料产生塑性变形更容易些，轧辊的弹性压扁是不能忽视的，轧辊的弹轧压扁决定了铝箔轧制中，轧制力已起不到像轧板材那样的作用，铝箔轧制一般是在恒压力条件下的无辊缝轧制，调整铝箔厚度主要依靠调整后张力和轧速度。（2）叠轧。对于厚度小于0.012mm(厚度大小与工作辊的直径有关)的极薄铝箔，由于轧辊的弹性压扁，用单张轧制的方法是非常困难的，因此采用双合轧制的方法，即把两张铝箔中间加上润滑油，然后合起来进行轧制的方法(也称叠轧)。叠轧不仅可以轧制出单张轧制不能生产的极薄铝箔，还可以减少断带次数，提高劳动生产率，采用此种工艺能批量生产出0.006mm～0.03mm的单面光铝箔。（3）速度效应。铝箔轧制过程中，箔材厚度随轧制度的升度而变薄的现象称为速度效应。对于速度效应机理的解释尚有待于深入的研究，产生速度效应的原因一般认为有以下三个方面：1）、工作辊和轧制材料之间摩擦状态发生变化，随着轧制速度的提高，润滑油的带入量增加，从而使轧辊和轧制材料之间的润滑状态发生变化。摩擦系数减小，油膜变厚，铝箔的厚度随之减薄。2）、轧机本身的变化。采用圆柱形轴承的轧机，随着轧制速度的升高，辊颈会在轴承中浮起，因而使两根相互作用受载的轧辊将向相互靠紧的方向移动。3）、材料被轧制变形时的加工软化。高速铝箔轧机的轧制速度很高，随着轧制速度的提高，轧制变形区的温度开高，据计算变形区的金属温度可以上升到200℃，相当于进行一次中间恢复退火，因而引起轧制材料的加工软化现象。
食品塑料包装的种类及安全性食工051 2081605127 程鹏摘要 食品包装是现代食品生产的最后一个环节，起着保护食品质量和卫生、方便储藏和运输、延长或假期和提高商品价值等重要作用。塑料是以合成树脂的单位为原料，加入适量的稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗氧化剂、着色剂、杀虫剂和防腐剂等助剂后制成的一种高分子材料。塑料的安全性主要决定于合成树脂中的游离单位含量（例如聚氯乙烯中的游离氯乙烯单体含量等）以及所添加的助剂的品种。关键字 食品；塑料包装；安全性；食品包装是现代食品生产的最后一个环节，起着保护食品质量和卫生、方便储藏和运输、延长或假期和提高商品价值等重要作用[1]。包装在对食品提供保护，防止食品受外界微生物或其它物质的污染，防止或减少食品氧化和其它反应方面有着不可替代的作用。用于食品包装的材料必须有适当的阻隔性，如油脂食品要求高阻氧性和阻油性；干燥食品要求高阻湿性；芳香食品要求高保香性；而果品、菜类鲜活食品又要求包装有一定的氧气、二氧化碳和水蒸气的透过性。此外食品包装材料还要有良好的抗拉伸强度、耐撕裂、耐冲击等机械性能；良好的化学稳定性，不应与内装食品发生化学反应，确保食品安全。另外还要有较高的耐温性，适合食品的高温消毒和低温储藏等特点。包装自古就有，但直至成为食品不可缺少的组成部分，还是第二次世界大战以后的事情。原来许多传统不包装的食品，如鲜肉、水果、蔬菜现在也使用了包装。目前我国允许使用的食品包装容器、材料主要有以下几种：塑料制品及软塑材料（如复合薄膜等）；天然、合成橡胶制品；陶瓷、搪瓷容器；铝、不锈钢、铁质容器；玻璃容器；食用包装用纸[2]。其中塑料包装容器和材料以其重量轻、不易破损、运销方便、易于加工、成本低和装饰效果好等特点而被广泛应用于食品包装上[3]。塑料是以合成树脂的单位为原料，加入适量的稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗氧化剂、着色剂、杀虫剂和防腐剂等助剂后制成的一种高分子材料[1]。随着科学技术的不断发展，人们对生活质量的要求越来越高。高性能、多功能性塑料软包装材料正成为热点开发的包装材料。一、塑料包装的种类（一）高阻隔性塑料包装材料高阻隔性塑料包装材料是随着食品工业的迅速发展而发展起来的，它对食品起到了保质、保鲜、保风味以及延长货架寿命的作用。保存食品的技术多种多样，象真空包装，气体置换包装，封入脱氧剂包装、食品干燥包装、无菌充填包装、蒸煮包装液体热充填包装等等。在这些包装技术中许多都要使用到塑料包装材料，虽要求其具备多种性能，但重要的一点是都须具备良好的阻隔性。（二）、新型保鲜膜由于农业生产的专业化，远程运输越来越多，鲜活呆蔬的远距离运输，以及人们对生活质量要求的提高，使得对能够使鲜活果蔬保存期和货架期延长的保鲜薄膜的需求越来越大。随着食品工业的发展以及材料科学的进步，作为食品包装材料不仅要求高阻气性，而且进一步要求发展选择透过性的功能，这类选择透过性包装材料在国外已进入实用化阶段，主要有添加溶解气体物质的薄膜，添加多孔沸石或氧化硅等粉末的薄膜，用咖玛射线照射使薄膜性质发生变化以及利用扩散系数对含水率的依存性、引入含有羟基基团和酰胺基基团的薄膜等（三）、无菌和抗菌塑料包装材料无菌包装可以在无菌条件下，不用添加防腐剂，在常温下就能最大限度地保留食品原有的营养成分和风味。可延长货架寿命，方便运输和贮存。无菌包装主要应用于食品、高调味品，医药及化妆品等领域。所使用的软包装材料为纸、塑、铝塑复合膜，含高阻隔性塑料的多层共挤无菌包装片材等。（四）、高耐热必塑料包装材料耐热性塑料软包装材料以前多为耐蒸煮杀菌用，满足耐蒸煮杀菌的包装要求在120℃、10～20mln蒸煮杀菌或加热的情况下，外观形状、品质均无明显的变化，包装食品在贮存过程中不产生容器破损、内容物泄漏、微生物二次污染以及光和热使内容物变质等情况。基本是以具有遮光性的铝箔为中间层，高阻隔性塑料PA、PET为外层，具有热封性的PE、PP为内层的多层复合蒸煮膜制成的蒸煮袋使用的最多。一些新型的含高阻隔性材料的EVOH、PVDC、MXD6，硅氧化物蒸镀膜等的多层复合材料也日渐使用。塑料的安全性主要决定于合成树脂中的游离单位含量（例如聚氯乙烯中的游离氯乙烯单体含量等）以及所添加的助剂的品种。塑料包装对食品造成的污染来自四方面：一是塑料中有毒物质游离出来并迁移到食品内部；二是塑料包装表面污染物，造成包装表面微尘杂质污染食品；三是塑料包装材料的缺损导致的食品污染；四是塑料包装材料回收或处理不当，再利用时引起食品的污染。其中塑料本身的安全性最为重要。二、食品塑料包装的安全性（一）塑料自身的安全性1.塑料树脂的安全性目前用于食品包装的大多数塑料树脂是无毒的，但是它们的单体分子却大多有毒性。有的甚至是明确的致癌物[4]。如PVC和PVDC，其单体有明显的致突变性；聚氯乙烯制品在50度以上就会缓慢析出对人体有害的氯化氢气体；塑料中的这些有害单体、低聚物残留与向食品迁移直接影响食品安全性，因此，塑料包装的使用须严格控制塑料单体的含量。2.塑料助剂的安全性塑料助剂通常都存在安全卫生问题，一种塑料是否能应用于食品包装，关键取决于是否选用无毒或低毒的助剂。3.复合塑料薄膜粘合剂的安全性目前复合薄膜食品包装袋通常采用聚氨酯型粘合剂，带来甲苯二异氰酸酯，在食品蒸煮时，会迁移至食品中并水解生成具有致癌性的TDA。不符合GB9683-1988《复合食品包装袋卫生标准》[5]。（二）塑料包装材料、容器的表面污染塑料包装材料和容器在生产、运输和储存以及用于食品加工等过程都有可能受到外界微生物或者微尘杂质的污染，因此，必须严格进行消毒[6]。不同的塑料包装容器应选择适宜的消毒方法。（三）塑料包装材料的缺损塑料包装材料，尤其是塑料薄膜等包装材料在制作中由于过失导致的小孔，或弯曲、折叠、变形所产生的破裂，以及不正确的封口等会导致包装渗透或密封性丧失，从而导致虫害及微生物污染包装内食品。目前塑料包装材料的发展趋势是朝着高性能、无毒无害、绿色环保、物美价廉、方便使用的方向发展。于此同时随着国家安全管理体系和安全评估体系的完善、塑料包装对人类健康和环境的损害必将能够降到更低程度。参考文献[1]、章建浩。食品包装学[M].中国农业出版社，2002.[2]、王晓华，杨兴章。浅谈食品容器、包装材料的安全隐患及控制措施[J].轻工机械.2006，24（3）。[3]、王敏. 常用塑料包装材料优劣对比[J]. 中国包装, 2007,(02).[4]、董士华. 食品包装材料的种类及安全卫生性[J]。中国商检，1998，[3].[5]、颜亦斌. 食品包装与食品安全[J].包装与食品机械，2004，22(2).[6]、邓开发，陈新，包装的安全性和毒性机理研究[J].包装工程，2002，23（1）.这个是我自己原先交的论文 希望对你有帮助！我就是本科的啊？是不是字数不够啊 你自己再修改一下吧 或者格式方面的。
包装工程专业毕业设计大纲毕业设计的意义和目标包装工程专业毕业设计是包装工程专业学生毕业前的最后学习和综合训练的教学环节,是知识深化,拓宽教学内容的重要过程,是学生学习,研究和实践的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力的全面检验、是实现本科培养目标的重要阶段. 通过毕业设计,着重培养学生综合分析和解决包装工程的实际问题的能力、组织管理和社交能力;培养学生独立工作的能力以及严谨,扎实的工作作风和事业心、责任感;掌握包装机械,包装容器,包装工艺的设计,新型包装材料及包装结构的应用,针对特定产品的整套包装的设计,包装CAD软件的开发方法与技术;为学生将来走上工作岗位、独立,顺利完成所承担的工作任务奠定基础. 毕业设计选题 题目要求: ①毕业设计指导教师所出的题目要符合包装工程教学基本要求,具有先进性和一定的完整性,尽可能反映包装工程专业的专业特色和包装工程专业的新材料,新技术,新理论、新工艺、尽量结合实际的生产,科研任务进行. ②题目新颖性方面的要求:题目应尽量作到每年更新.对已有题目必须说明新的目标. ③设计内容要有足够的深度和具有一定的代表性,使学生达到本专业基本功的训练.题目目标明确,内容充实,工作量充足,难易程度要切实可行.坚持每人一题,指导教师可以将大而难的题目分解成若干子题目,但必须有明确分工.另外对能力强的学生,可适当加深加宽. ④题目工作量:从查阅文献调查研究开始,要求学生每天工作6—8小时,用16—20周方能完成的工作量. 2.包装工程毕业设计选题的类型包括: ①包装机械设计类; ②包装结构及装潢设计类; ③包装工艺开发类; ④包装设计软件开发类(人数不得大于学生总量的10).毕业设计任务书 1.在毕业设计题目招标时,必须附有毕业设计任务书. 2.毕业设计任务书必须内容充实,任务明确.内容包括: ①毕业设计题目的意义、设计参数及内容、最终目标; ②毕业设计的要求; ③毕业设计的工作量; ④推荐参考书. 3.毕业设计任务书下达后,一般不允许自行修改.要修改时,必须向学院提出书面申请. 四、毕业设计工作量要求: 包装结构及装潢设计类:可对一个系列的产品进行包装设计或对一种产品的包装设计至少有两种以上的方案. ②设计论文:字数至少1.8万字.包括:题目的意义、对所选产品进行分析与评价,设计方案的分析,对比、测试及改进等. ③外文翻译:不少于2000英文单词.内容为与设计题目相关或与包装工程相关的外文资料. 包装机械设计类:设计一种包装、印刷类设备. ①机械设计图:装配图至少一张;零件图若干,共折合A02张以上.为计算机绘图,打印. ②设计论文:字数至少1.5万字.包括:题目的意义、方案的确定及对所选方案进行分析与论证、设计计算及结构设计,总结等. 包装工艺开发类:对一种产品的整套包装工艺进行设计. ①包装工艺平面或立体布局图,中间输送装置机构设计图:0图至少2张;包装工艺平面或立体布局图包括:整条包装线的布置,每台包装设备的位置及尺寸、中间输送装置的位置及长度,各种包装材料,被包装产品的输送方向及位置等. ②设计论文:字数至少1.8万字.包括:题目的意义、包装工艺规程的确定及对所选包装工艺所需包装材料,容器进行设计,包装设备,输送设备进行分析与论证、设计计算总结等. 包装设计软件开发类: ①一整套设计软件.经过调试,运行可演示. ②设计论文:字数至少1.8万字.包括:软件开发的意义及市场需求分析,软件的功能,软件的系统设计(包括设计计算理论、系统数据库设计等)、流程图,调试运行结果及改进措施等;所选产品包装结构及装潢设计计算过程或包装机械结构设计计算过程. ③包装结构,装潢设计图:至少4张,为计算机绘图,打印;包装机械结构装配图一张(A0). ④外文翻译:不少于2000英文单词.内容为与设计题目相关或与包装工程相关的外文资料. 五、毕业设计的过程毕业设计开始前、学生首先必须明确毕业设计任务. 1.在第三周进行开提报告.开题报告包括,学生对设计题目进行的调研、并查阅的相关文献,确定设计方案(包括总体方案设计,软件功能划分及开发平台的选择,工艺路线等)、确定进度安排. 2.学院在第十周将进行期中答辩,学生在第十周前学生必须撰写中期报告.中期报告一般包括:工作完成情况,存在问题与改进措施. 3.学院将在第十八周左右进行答辩.在此之前、学生必须完成所有要求的毕业设计工作量.论文答辩之前组织论文的评审工作.一般每份毕业论文将指定主审教师一到两名、每位评审教师审定一份论文的时间不得少于4小时.评审结束时要给出主审成绩.答辩由学生讲解20分钟,教师提问30分钟左右. 4.毕业设计期间,每位指导教师与学生每周的见面指导次数不等少于两次,教师指导工作包括:研究方向指导,答疑解惑,检查监督,思想与工作作风指导. 学生一般在答辩前一个月左右开始论文的撰写工作.指导教师必须从撰写大纲,初稿,终稿三方面对学生论文撰写进行指导. 论文要求见机电学院论文规范.机电学院包装工程教研室记得采纳啊
碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要：综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状，重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题，在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词：SiCp /Al 复合材料； 制备方法中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract：The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put forward.Key words：SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究，从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作， 取得了显著的成绩。在美国和日本等国，该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟，在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料，可成百吨的生产，价格便宜，SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料， 其性能可与钛合金媲美，而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料，被认为是一种理想的轻质结构材料，尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年，美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术， 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产， 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前，Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3～4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加，只有伸长率下降的，其他性能都得到了很大提高。到目前为止，SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域，并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆，北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料， 虽然部分性能已达到国外产品的指标， 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距，另外制造成本太高，离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物，明显提高了复合材料的比强度和比模量， 特别是高性能连续纤维，如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物，他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能，使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物，在高温下具有很好的高温强度和模量， 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料，其高温性能可保持到接近金属熔点，并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数， 一般在60%以上，因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料，特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物，陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定，用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度，也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小，尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数，特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数， 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数， 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 5.3SiCP/2124Al 粉末冶金20 552 103 7.0SiCP/6061Al 粉末冶金20 496 103 5.5SiCP/7090Al 粉末冶金20 724 103 2.5SiCP/6061Al 粉末冶金40 441 125 0.7SiCP/7091Al 粉末冶金15 689 97 5.0SiCP/A356Al 搅拌铸造20 350 98 0.5SiCP/A359Al 无压浸渗30 382 125 0.4表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1]Tab.1 Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中，可以有效传递载荷，又能阻止裂纹扩展，从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比，金属性质稳定、组织致密，不存在老化、分解、吸潮等问题，也不会发生性能的自然退化，在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境，有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性，而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来， 铝基复合材料获得了惊人的发展速度，表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域3.1 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作，研制成超轻量化空间望远镜和反射镜，该望远镜的主镜直径为0.3m，仅重4.54kg。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等；美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材，用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖，成本比铍材降低2/3；20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架，其比刚度比7075 铝合金约高65%；美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍， 代替原有的2214 铝合金蒙皮， 刚度提高50%，寿命从几百小时提高到8000 小时左右，寿命提高17 倍，可大幅度降低检修次数，提高飞机的机动性，还可用于F-16 的导弹发射轨道；英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al， 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12]；采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上， 以代替包铜的钼及包铜的锻钢，可使质量减轻70%，同时降低了电子模板的工作温度；SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统； 作为电子封装材料，还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器，已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上；美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲，用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车；美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。3.2 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机；自20 世纪90 年代以来， 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘；美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13]；德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。3.3 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用；SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品；在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说， 根据铝基体状态的不同，SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。4.1 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法，该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 2.3SiCp /ZL101 20 375 101 1.64SiCp /ZL101A 20 330 100 0.5SiCp /6061 25 517 114 4.5SiCp /2124 25 565 114 5.6Al2O3 /Al-1.5Mg 20 226 95 5.9Cf /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1]Tab.2 Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点，因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种，目前最为流行和典型的工艺流程为：碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高，可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高，颗粒不容易均匀混合，容易出现较多孔隙，要进行二次加工，以提高机械性能，但往往在后续处理过程中不易消除；所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，粉末冶金技术工艺程序复杂，烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行， 制备周期长， 降低成本的可能性小，因此制约了粉末冶金法的大规模应用。4.2 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14]，并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是：对铝合金基体进行雾化的同时，加入SiC 增强体颗粒，使二者共同沉积在水冷衬板上， 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短，二者反应易于控制；对界面的润湿性要求不高，可消除颗粒偏析等不良组织， 组织具有快速凝固特征；工艺流程短、工序简单、效率高，有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵，所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工， 一般仅能制成铸锭或平板； 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合， 造成原材料损失大， 工艺控制较复杂，增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。4.3 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]：依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用， 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线：将颗粒增强体加入到基体金属熔液中， 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中，以达到相互混合均匀与浸润的目的，复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是：工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是：加入的增强体颗粒粒度不能太小， 否则与基体金属液的浸润性差， 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集；普遍存在界面反应，强烈的搅拌容易造成金属液氧化，大量吸气及夹杂物混入，颗粒加入量也受到一定限制，只能制成铸锭，需要二次加工。4.4 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结，制成预制块放入浇注模型中，预热到一定的温度，然后浇入基体金属液，立即加压，使熔融的金属熔液浸渗到预制块中，最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是：设备较简单且投资少，工艺简单且稳定性较好，生产周期短，易于工业化生产，能实现近无余量成型，增强体体积分数较高，基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物，缺陷比较多，需增强颗粒需预先制成预成型体， 预成型体对产品质量影响大，模具造价高，而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，其相关领域的研究及发展也应给予重视。5.1 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中，使金属液粘度提高，流动性降低，铸造时充填性变差，当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时，流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外，SiC颗粒具有较大的表面积， 表面能较大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。5.2 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19]，而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高， 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外，增强体影响焊接熔池的粘度和流动性， 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度， 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此， 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。5.4 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究， 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性， 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视， 这个问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因此， 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料， 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用，必然面临废料回收的问题，通过对复合材料的回收再利用， 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格，增加与其他材料的竞争力，有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂， 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料，研究结果表明，利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料， 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比， 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度，热稳定性增加及更好的耐磨损性能，它的应用将越来越广泛。然而，在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题， 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题， 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题； 在制备过程前后， 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能；如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外，原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在， 同时对增强体的体积分数也难以精确控制，这些都是亟待研究解决的问题。参考文献：[1] 于化顺．金属基复合材料及其制备技术[M]．北京：化学工业出版社，2006．241．[2] 吴人洁．复合材料[M]．天津：天津大学出版社，2000．[3] 沃丁柱．复合材料大全[M]．北京：化学工业出版社，2000．[4] 毛天祥．复合材料的现状与发展[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，2000．[5] 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摘 要：电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能，熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织，可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等，从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律，对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用，本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟，对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究，并通过实验进行验证，从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明，数值模拟与试验结果吻合良好，为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微 观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入， 温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。Y.Ueda 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式，J.Ronda 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变 场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 （1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚 板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金， 板厚2.0 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。 3.1 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为1.73，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。 3.2 工艺参数 采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为1.5 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1： 3.3 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后， 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为： T T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x , y , z)是某点的坐标，t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为： 式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数； Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中 是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面 温度。 3.4 点焊相变组织的模拟 3.4.1 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即 式中 (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。 在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即 式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ；n是材料中相的个数。3.4.2 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算： 等温反应动力学： 非等温反应动力学附加规律： 3.5 模拟计算结果 3.5.1 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃， 也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。 3.5.2 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影 响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小， 且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在 计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献：赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93. Ronda J,O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000, 189 (2) : 361～ 417. Yang Z, Elmer J W , Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。 Welding Journal, 1997, 76 (4) : 172～ 181. Matteo Palmonella, Michael I, Friswell, et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005,3 (83): 648-661 . Deng X, Chen W, Shi G, et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in Analysis and Design. 2007,185( 1): p 160-165. Feulvarch E, Bergheau J.M, Robin V, et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. 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应对反倾销最好的方法就是第三国转口贸易，多年转口经验，橱柜浴室柜、木地板、自行车、电动自行车、石英台面、轴承、轮毂、铝型材、铝箔、光伏、纱线等实际转口案例
国际贸易中知识产权保护问题研究摘要：随着中国加入WTO，知识产权贸易成为国际贸易的重要组成部分，但贸易自由化的发展导致对知识产权保护提出新的难题，出现严重的国际贸易自由化的平行进口与知识产权保护冲突。对此，为了促进自由贸易，我国应该总体上支持平行进口，但在微观上应该对专利和版权的平行进口作一定的限制，以实现两者冲突的和谐发展。要害词：国际贸易自由化 平行进口 知识产权保护 法律冲突 法律和谐一、引言据《科技日报》载，当代国际贸易的10大趋势之一是知识产权贸易发展已成为国际贸易中不可忽视的现实。同时，《与贸易有关的知识产权协定》（以下简称《TRIPS协定》）是WTO规则体系中重要的组成部分。它的形成旨在通过规则的确立与实施，充分有效地保护国际贸易中的知识产权，防止因对知识产权的无视或侵害而带来的贸易障碍及贸易扭曲。《TRIPS协定》对我国对外贸易的影响《TRIPS协定》作为规范统一WTO成员知识产权贸易行为的规则，尽管是由发达国家极力促成的，但从长远发展看，对发展中国家将产生有利的和不利的影响，主要表现为：1.有利的影响要表现为：⑴顺应了世界经济发展的趋势和要求。⑵有利于引进与贸易有关的国际投资。，⑶有利于推动我国具有知识产权的产品生产与出口。⑷有利于增强我国在国际贸易中的知识产权保护意识。，⑸设立了一条知识产权争端的解决通道。2.不利的影响主要表现为：⑴知识产权贸易的不平衡性日益加剧。⑵知识产权市场竞争会加剧。⑶影响出口生产增长。⑷与知识产权保护有关的贸易纠纷会增加。可见，随着中国加入WTO，虽然加速了国际贸易自由的进程，但与之相伴而生是的知识产品的知识产权保护难题，导致既要促进经济发展而大力推进国际经济贸易自由化，又要注重由于各国对知识产品的非凡保护而非凡对待。因此，国际贸易中出现了知识产权保护的二难问题，必须为我所面对，并寻求解决之。二、国际贸易自由化：需要平行进口所谓平行进口（在美国称“灰色市场”）是指国际贸易中，当某一知识产权人的知识产权获得两个以上国家的保护时，未经知识产权人或者独占许可证持有人的许可，第三者从外国知识产权人手中购得知识产权产品并输入本国进行销售的行为。例如：经乙国知识产权人B的许可，某A在甲国享有某种产品的知识产权，同时C在丙国也取得了相同的权利，假如甲国的D未经A的许可从丙国进口该种产品，那么这种进口则构成平行进口。从此可以得出其特点为：⑴第三人从一国进口到另一国的产品是通过购买等合法方式取得的。⑵涉及两个领域，第三方从一国得到知识产权产品后进口到另一国，这两个地域的法律是否答应平行进口要依国内法律决定。⑶有两层法律关系，一是知识产权人和相对人之间通过授权许可合同建立起来的许可和被许可的关系或是知识产权在两个地域内受到法律的保护，二是第三人从一国善意取得知识产权产品销往另一国的进出口行为。由此导致平行进口的合法性问题，即平行进口是否侵犯了知识产权人的权利成为法律界长期争议的问题，现有的知识产权国际保护公约以及与知识产权有关的公约，也未能对此作出肯定或否定的结论，各国立法和司法实践由于受本国法律传统、经济政策的影响，对平行进口是否侵权的立场不尽统一，从而使平行进口落入了权利保护的“灰色区域”。平行进口的主要原因在于某项知识产权产品在进口国本国的零售价高于其在外国的批发价。在利益的驱动下，进口商就会购买那些在国外生产并在国外销售的商品，然后按低于本国正常物价的价格在本国市场销售，于是形成了进口商与知识产权人或有关的被许可人之间就同一种商品争夺市场的局面。根据平行进口理论，第三人未经知识产权人或者独占许可证持有人许可从第三国获得知识产品并在内国进行销售的行为，这必然加剧了在内国的对同一产品的竞争，当然这是符合国际贸易自由化趋势的，为了促进交易效率的提高应该鼓励平行进口，使知识产品发挥最大效用，是符合WTO基本原则精神的。这样可以使知识产品在全世界范围内流转，促进竞争，有利于提高产品质量，最终是有利于社会经济发展的，符合国际贸易自由化的时代要求。因此，国际贸易自由化的发展迫切地需要平行进口。三、知识产权保护：禁止平行进口知识产权保护制度，无论中、外均起源于封建社会。它们的雏形是封建社会的地方官，或封建君主、封建国家通过非凡榜文、敕令的形式授予的一种特权。从总体上讲，知识产权作为一种新型的财产形态，是商品经济和科学技术发展到一定阶段的产物。商品经济的发展，不仅使知识产品创造人对其知识产品的权利意识增强，而且为知识产品的市场流通开辟了广阔的道路。科学技术的发展则为知识产品的利用及价值实现提供了必要条件。知识产权的地域性与垄断资本家寻求国际市场的需要之间的矛盾便暴露出来。于是产生了签订国际条约的愿望和要求。从19世纪末开始，有关知识产权的国际多边公约、地区公约或双边协定纷纷出台，其中1883年签订的巴黎公约和1886年签订的伯尔尼公约成为知识产权领域国际保护制度的基本法律框架。知识产权保护从此呈现国际化的特点，而且知识产权保护和协调的国际化趋势愈来愈明显。非凡是进入20世纪70年代以来，随着各国在经济、科学、技术、文化领域交流与合作的不断扩大，知识产权的国际化又迈上了一个新台阶。知识产权保护从19世纪末进入国际保护阶段，我们可以称为知识产权制度上的第三次飞跃。这一次飞跃一直延续至今，它使具有严格地域性的知识产权可以通过一定途径获得他国保护而具有国际性。因此，这就必然产生一种地域性理论，即地域性理论的基本内容是知识产权人可以依据不同的法律获得不同的知识产权保护，各知识产权之间是相互独立的，知识产权在一国领域的实现和用尽并不意味着知识产权人根据其他国法律获得的知识产权在该国的实现和用尽。根据知识产权保护的地域性原则，知识产品在内国依法受保护后并不能必然要求他国给予同样的保护，因为他国也没有义务给予同等的保护，因此，在内国非凡受到一国法律的保护，尽量地避免产生同业竞争者，以利于保护其在一些国家的专有权利，这与WTO确立的国际贸易自由的基本趋势是相违反的。可见，对知识产权的非凡保护，会限制国际贸易自由化进程，不利于提高交易效率的提高，这与促进国际贸易自由的平行进口背道而驰的。因此，知识产权保护禁止平行进口。四、国际贸易自由化与知识产权保护冲突的理论基础平行进口既涉及到知识产权问题，又涉及到贸易问题。知识产权强调的是独占性，而贸易则更强调自由化而反对垄断，由此形成了平行进口方面的激烈争论与矛盾。也正因为如此，现代国际贸易中，一方面平行进口在一些国家遭到禁止或限制，另一方面则平行进口有增无减，以至于国际社会也无法做出统一的规定。因此，肯定平行进口的国际贸易自由化和禁止平行进口的知识产权保护必然产生冲突，其理论基础主要有：1.权利用尽原则是支持平行进口的理论基础。权利用尽原则又称为权利穷竭原则，是指经知识产权人或者其授权的人许可而生产的知识产权产品，在第一次投放市场后，权利人即丧失对此控制权，其权利被认为用尽。凡合法取得该产品的人，只要不将用于侵犯知识产权人的专用权，即可自由的使用、转让和处理该知识产权产品。无论何人使用或转售该产品的行为，都无需得到权利人的同意，也不侵犯商标权，商标权人不得再利用商标权阻止该商标产品的进一步流通。这是为了平衡知识产权人的专用权所产生的负效应而设置的，主要是对知识产权人的权利加以限制，以免产生过度垄断，阻碍产品的自由流通。这种原则在专利和商标领域得以广泛应用，在版权领域也有所体现。例如，合法地载有某商标的货物一经投放市场，商标权人即丧失对其的控制，其权利被视为用尽，任何人再次销售该产品，商标权人应无权阻止。因此，平行进口合法。2.地域性原则是反对平行进口的理论支柱。地域性原则的基本含义是依据不同的法律产生的知识产权是相互独立的，不依靠于其他国家的法律，知识产权人是依据不同法律分别付出不同的代价而取得的。例如在中国申请并获得专利，假如未在国外申请专利，其在国外普遍认为是公有领域不能成为专利，在中国取得的专利权要想在其他国家获得专利保护，就必须按照他国法律分别申请并获得授权。由于各国法律的差异，各国按照本国的法律规定对其专利申请是否决定授予专利权，而不受其他国家对该专利申请是否授予专利权的约束。商标权也是如此。同时，知识产权在不同的国家建立其知识产权的良好信誉是分别进行的，以不同国家的不同情况为基础而采取不同的方法获得的，“一个商人很可能希望其产品进行很小的改变而适应不同的市场需要、爱好和偏爱，但仍然使用相同的商标，这个希望是相当合理的。假如他不能阻止平行输入，他将发现这个销售目标将发生挫折，他的信誉因其使用不合适的商品（从消费者角度）的销售而碰到损害，而且这不符合社会公共利益。”因为商标权是依据不同国家的法律分别付出了不同的代价而取得的，各国商标法的内容、保护的期限、范围和方式等均有所不同，商标权仅是一个主权国家法律的产物，因此依不同国家法律产生的商标权是相互独立的，在一国获得商标权并不能自动在它国获得同一商标权，即根据某国法律取得的商标权仅在该国领域内有效并受到保护，一旦跨出该国领域就不发生效力。即使是同一个商标，商标权人在不同国家建立其商标的良好信誉是分别进行的，以不同国家的具体情况为基础而采取不同方法才获得的，这就是所谓的“商标信誉独立论”。其实，在版权领域也存在类似的情况。“地域性原则”和“权利用尽原则”目前仍然是两个并行的重要原则，也是平行进口问题上相对对立的观点的理论基础。在过去，“地域性原则”占有主导地位，但是“权利用尽原则”今后将被越来越多地被使用。郑成思先生认为“权利穷竭原则的适用也有地域性，其权利在甲国虽已穷竭，但在乙国处于未曾行使状态，尚未穷竭”因此，权利穷竭原则也受到地域限制，即使第三人在国外合法购买商标权所有人的产品，但未经许可而将产品从国外进口，仍然对商标权构成侵害。因此，平行进口应予禁止。2.地域性原则是反对平行进口的理论支柱。地域性原则的基本含义是依据不同的法律产生的知识产权是相互独立的，不依靠于其他国家的法律，知识产权人是依据不同法律分别付出不同的代价而取得的。例如在中国申请并获得专利，假如未在国外申请专利，其在国外普遍认为是公有领域不能成为专利，在中国取得的专利权要想在其他国家获得专利保护，就必须按照他国法律分别申请并获得授权。由于各国法律的差异，各国按照本国的法律规定对其专利申请是否决定授予专利权，而不受其他国家对该专利申请是否授予专利权的约束。商标权也是如此。同时，知识产权在不同的国家建立其知识产权的良好信誉是分别进行的，以不同国家的不同情况为基础而采取不同的方法获得的，“一个商人很可能希望其产品进行很小的改变而适应不同的市场需要、爱好和偏爱，但仍然使用相同的商标，这个希望是相当合理的。假如他不能阻止平行输入，他将发现这个销售目标将发生挫折，他的信誉因其使用不合适的商品（从消费者角度）的销售而碰到损害，而且这不符合社会公共利益。”因为商标权是依据不同国家的法律分别付出了不同的代价而取得的，各国商标法的内容、保护的期限、范围和方式等均有所不同，商标权仅是一个主权国家法律的产物，因此依不同国家法律产生的商标权是相互独立的，在一国获得商标权并不能自动在它国获得同一商标权，即根据某国法律取得的商标权仅在该国领域内有效并受到保护，一旦跨出该国领域就不发生效力。即使是同一个商标，商标权人在不同国家建立其商标的良好信誉是分别进行的，以不同国家的具体情况为基础而采取不同方法才获得的，这就是所谓的“商标信誉独立论”。其实，在版权领域也存在类似的情况。“地域性原则”和“权利用尽原则”目前仍然是两个并行的重要原则，也是平行进口问题上相对对立的观点的理论基础。在过去，“地域性原则”占有主导地位，但是“权利用尽原则”今后将被越来越多地被使用。郑成思先生认为“权利穷竭原则的适用也有地域性，其权利在甲国虽已穷竭，但在乙国处于未曾行使状态，尚未穷竭”因此，权利穷竭原则也受到地域限制，即使第三人在国外合法购买商标权所有人的产品，但未经许可而将产品从国外进口，仍然对商标权构成侵害。因此，平行进口应予禁止。根据权衡平行进口和知识产权保护的两方面因素，笔者认为我国应该总体上应该许可平行进口，主要在原因在于：⑴知识产权贸易是国际贸易的一个重要组成部分， 它不可能有悖于国际贸易规则，更不能因为禁止平行进口将其拒绝于货物贸易之外，平行进口符合国际贸易自由化的大势。⑵中国由于总体上来讲属于低价位市场，答应平行进口符合中国的贸易利益。考虑到我们的综合贸易量及国际上的发展趋势，中国长时间相对于大多数国家仍是低价位市场，平行进口合法化将使这种比较优势真正转化为竞争优势。⑶作为技术引进大国，答应平行进口有利于提高技术引进的效果由于科研力量相对薄弱，我国是个技术引进大国。而我国的企业多属于被许可方，他们希望通过引进技术提高产品的国际竞争力。假如我国禁止平行进口，就会使得中国企业在引进技术后进行生产、销售时产品面临市场问题，无法实现引进技术的初衷。⑷答应默认许可的例外有利于引进技术考虑到我国的技术水平状况，在世界高新技术产业的迅速发展和世界产业结构的飞速调整之际，我们应强化自主专利权的发展。同时，在平行进口合法的基础上，答应专利权人与被许可人就产品的市场等作出例外的规定，以吸引国外技术可促进中国创新技术水平的上升。但在微观领域，在总体上实行平行进口的大前提下，应该大力地发展商标领域的平行进口，而尽可能地限制但不禁止版权和专利权领域的平行进口。主要原因在于：⑴商标是一个企业与另一个企业区分的根本标志，无论应用于哪个国家都不应该予以改变，应该促进商品的自由竞争，保护广大消费者的利益。运用平行进口，可以防止商标权利人滥用自己的权利，促进商品的自由流通，有利于保护消费者的根本利益。同时，答应平行进口并不会对国内市场形成巨大的冲击。⑵对专利的平行进口和版权的平行进口应该限制一些，这样可以保护国内权利人或者其许可人的利益，既鼓励了科学创新，丰富了人民的精神生活，又对打击非法盗版和走私具有重要意义，也不必担心完全禁止平行进口而导致的不正当竞争并产生垄断，进而损害广大消费者的利益。于吉辰、王爱华：《与贸易有关的知识产权协定与我国对外贸易》，理论学刊2004年第8期，第56-57页。杨芳、杨永忠：《基于知识产权保护的平行进口问题探讨》，研究与发展治理2004年第1期，第95页。郑成思。《知识产权论北京》，法律出版社，1998.第84页。冯晓青：《试论知识产权保护的源革及在当代社会的发展》，青岛科技大学学报（社会科学版）2004年第2期，第73-74页。
(一) 一次轧制控制 按下启动按钮，电机M1，M2运转，传送带1运转。当检测到传送带1有钢板时，钢板检测传感器SP1为ON（按下SP1按钮来模拟检测传感器常开接点闭合），同 时电机M3，M4旋转，传送带2运转，经4S后钢板传送到初轧轧辊位置时，电磁阀YV1为ON，并初轧3S。 当钢板到达传送带2位置时，钢板检测传感器SP2为ON（按下SP2按钮模拟检测传感器），同时电机M1，M2停止运转、传送带1也停止运转、电机M5运转、传送带3运转，经4S钢板传送到精轧轧辊位置，电磁阀YV2为ON，精轧2S后，钢板传送到传送带3，钢板检测传感器SP3为ON（按下SP3按钮模拟检测传感器），这时电机M3，M4停止，M5运转。 按下停止按钮，系统停止运行。(二) 计数轧制控制1. 在上述1、2程序的基础上，当检测传感器SP3为OFF时，电机M5停止运转，电机M1、M2运转，传送带1运转，循环整个轧制过程，并用计数器记录循环轧制2次后，停止循环轧制。2. 按下停止按钮，整个系统停止运行。(三) 连续轧制控制1. 在上述1、2程序的基础上，当电机M5运转时，电机M1、M2、传送带1同时运转，如此连续循环轧制。2. 按下停止按钮，系统停止运行。
麻烦把基于三菱PLC的 60秒旋转电子钟的设计发给我谢谢
plc及其有关设备，都应按照易于与工业控制形成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。下面是我为大家精心推荐的plc毕业设计论文，希望能够对您有所帮助。
浅谈PLC的应用
【摘 要】可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。可编程控制器采用可编程序的存储器，用来在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入或输出，控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
【关键词】可编程控制器;模拟量
可编程控制器是可编程序控制器(Programmable Controller)的简称，通常缩写为PC。但它不是个人计算机的PC(Personal Computer)。也不仅是(但包括)早期的可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)、可编程顺序控制器PSC(Programmable Sequenec Controller)及可编程矩阵控制器PMC(Programmable Matrix Controller)。
可编程控制器及其有关设备，都应按照易于与工业控制形成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。目前 ，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、 交通 运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：
1.开关量逻辑控制
取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2.工业过程控制
在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节 方法 。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3.运动控制
可编程控制器可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4.数据处理
可编程控制器具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5.通信及联网
可编程控制器通信含可编程控制器间的通信及可编程控制器与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
可编程控制器是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证可编程控制器的正常运行，要提高可编程控制器控制系统可靠性，一方面要求可编程控制器生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。本文介绍了一个智能交通灯系统的设计。该智能交通灯控制系统可以实现的功能有：对某市区的四个主要交通路口进行监控;各路口有固定的工作周期，并且在道路拥挤时中控中心能改变其周期;对路口违章的机动车能够即时拍照，并提取车牌号。在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。
随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。然而，交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。
交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止的指令，使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通和安全。
十字路口交通信号灯现场示意图如图1所示，南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯，为确保交通安全，要求如下。
1)采用PLC构成十字路口的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45°时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图2所示工作时序周而复始，循环往复工作。SA1手柄指向中间0°时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，。SA1手柄指向右45°时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮。
2)正常控制时
①当东西方向允许通行(绿灯)时，南北方向应禁止通行(红灯);同样，当南北方向允许通行(绿灯)时，东西方向应禁止通行(红灯)。②在绿灯信号要切换为红灯信号之前，为提醒司机提前减速并刹车，应有明显的提示信号：绿灯闪烁同时黄灯亮。③信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。
信号灯动作的时序图如图2所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的，置1表示信号灯点亮。
3)输入/输出信号分配
随着微处理器、网络通信、人―机界面技术的迅速发展，工业自动化技术日新月异，各种产品竞争激烈，新产品不断涌现。PLC也由最初的只能处理开关量而发展到可以处理模拟量和数据，加之与DCS、pid调节器、工业pc等技术相结合，使之不再是一种简单的控制设备，而且必将随着自动控制技术的不断发展而发展生存下去。可编程控制器在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
PLC工程应用分析
摘要：文章针对PLC工程应用开发过程中的使用特点，研究了PLC硬件组成、软件结构，分析了PLC控制使用的工作过程，最后探讨了PLC编程语言语句，对PLC在控制系统的应用有一定指导意义。
关键词：PLC工程;硬件系统;软件系统;编程语言语句;控制系统 文献标识码：A
中图分类号：TP27 文章编号：1009-2374(2015)34-0033-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.017
可编程序控制器(Programmable Logical Controller，PLC)是一种新型的工业自动化装置，PLC的核心是微处理器，由自动化、通信、计算机技术三者融合而成。PLC的特征是具有简单灵活的可编程性、能够抵抗恶劣工作环境的高抗压能力以及适应性能强。PLC凭借体积小、价格便宜、重量轻等优势，广泛应用于工业控制上，在热电厂自动化工程的应用也日益广泛。
1 PLC的结构研究
不同型号可编程逻辑控制器的结构及组成基本原理相同，研究可编程控制原理应该从硬件结构与软件开发入手。
1.1 PLC的硬件组成部分
PLC的硬件系统组成部分包括CPU板、输入和输出电路、存储器扩展接口等。
1.1.1 CPU板：PLC的核心系统就是CPU板，CPU板中包含中央处理器、只读存储器、随机存储器、并行接口及串行接口等等组成部件。CPU板在PLC的作用是运算和控制程序，对不同的逻辑运算、算术运算以及系统整体的部件起到管理、控制的作用。随机存储器和只读存储器配备在PLC程序内部，具有存储各种系统程序的作用。并行接口和串行接口实现中央处理器与每一个接口电路之间的信息交换。
1.1.2 输入/输出电路：输入电路包括直流输入和交流输入两种电路。输入电路能够对现场输入设备所提示的控制信号程序进行接收，接收后光电耦合器可将控制信号隔离进行程序编码，从而转换为PLC程序中的标准使用的信号格式，再经过CPU实现信号读入，从而传输至存储器内。
输出电路在PLC中，主要作用是实现输出信号，在PLC系统中的控制信号输出时，输出电路负责将控制信号传送至其他外部输出设备中，实现输出电路的工作。输出电路的形式分为三种：(1)继电器形式的输出电路，该形式的输出电路对继电器的线圈进行控制，使继电器的触点发生通断，从而达到电气隔离的目的;(2)晶体管输出型电路，该电路运用光电耦合器达到电路开关晶体管出现通断的目的，以此来对输出设备进行控制;(3)可控硅输出型，以可控硅为媒介对输出设备进行控制，当触发可控硅，即可出现电路通断。
1.1.3 存储器扩展接口：是只读存储器与随机存储器所运用的扩展卡盒。扩展卡盒常用的类型有三种：(1)COMS ROM，COMS可由主板上的锂电池提供备用电量，该卡盒的优点在于停电或断电故障下确保数据及程序不会丢失;(2)可擦除可编程ROM卡盒，该卡盒在写入时需要运用专门的编程器，才能将调试好的ROM内的资料进行写入，在擦写时，透过紫外线照射可见内部芯片，从而擦除其内的数据，且在写入时，需具备一定的编程电压，可以重复进行擦除和编程;(3)EEPROM卡盒，电可擦可编程只读存储器，是一种断电情况下也不会出现数据丢失，实施编程与擦除操作时运用专用编程器即可实现。
1.1.4 输入/输出扩展接口：CPU与输入、输出扩展接口之间通过总线连接法进行连接，它对所有的扩展单元均可连接，从而让信号点数规模具备更强的灵活性。输入/输出扩展接口也可与模拟量、高速脉冲等其他适配器进行连接，从而扩展、增强PLC的作用。
1.1.5 编程器及其接口：编程器在PLC中的作用是对数据和信息的输入进行调试、编辑以及检测输入数据的安全性。正常运行状态下的PLC不需要编程器进行编程数据，所以编程器作为PLC部件中独立设计的存在。PLC上通常设有一个编程器专用接口，该接口适应于连接不同类型的编程器，以便完成对PLC程序的写入及调试。
1.2 对可编程控制的研究分析
一个控制系统如要实现自身的控制功能，必须借助相应的控制程序才能得以实现。控制程序分为以下两种类型：
1.2.1 固定布线程序控制。在旧模式下的继电器中，如果要对各种程序进行控制，继电器的电路连接需为布线形式，输入设备的作用是将控制信号送入控制系统，如按钮开关、传感器等。输出设备的作用是将被控制者的动作进行控制。该设备对输出的控制信号的控制方式是由连线来完成的。接线完成后，控制程序也随之确定，如需要重新对控制程序改动时，需要将原先控制程序的整个连线重新布线连接，制定新的连接方式。在复杂的控制系统中，该类型的程序控制难度较大，编程可行性不高。
1.2.2 可编程序控制。可编程序控制对系统进行控制时，只需运用专用编程器，通过相应的程序语言实现编程，将控制程序下装至存储器中，最后借助可编程序控制器对编程实施各项操作。如要改动可编程系统，只需将程序存储器中的程序语言进行相应改动，通过编程器即可完成，无需改动电路连接重新布线。通俗地说就是使用特定的软件程序语言编写程序代码实现被控对象的各种动作控制。
2 PLC工程的工作原理
PLC的核心电子部件是微处理器，也可视为由继电器、定时器、状态器等的综合组成部件。PLC中，输入继电器通过外部开关进行驱动，输出继电器则安装有许多触点。PLC开展工作，其实就是执行程序。PLC在工作状态下，CPU以分时操作为工作原理，在一个周期内执行相应的操作，即CPU的程序扫描。CPU在对程序进行运算处理时速度很快，因此从宏观角度看其数据结果可发现CPU的程序运算似乎是在极短时间内完成。PLC对程序的执行过程分为以下三个部分：
2.1 输入处理 PLC在执行程序过程中，运用重复扫描来完成。执行前，CPU将所有的输入信号以地址中出现的编码顺序为标准编程至输入存储器中，随后开始开展程序执行。在CPU执行程序时，即使输入状态发生了变化，但输入寄存器中的数据内容不会随着输入状态的变化而发生变化，直至扫描周期结束CPU才对输入状态进行重新读取。
2.2 程序执行
PLC在执行程序时，依据顺序对用户程序进行扫描。完成一条程序的执行后，所需信息将经过寄存器由程序读出，并参与程序运算，接着再将程序执行的数据结果编程到相关的寄存器中。
2.3 输出处理
当PLC将所有指令全部执行结束后，PLC会把所有程序结果输入到输出锁存寄存器中，最终传送至程序执行终端。
3 PLC的软件系统组成部分
一个完整的PLC控制系统由硬件系统和软件组成，两者结合构成复杂的控制功能。在PLC软件系统中，分为系统程序和用户程序。
系统程序在PLC中的作用是管理、服务和翻译用户程序，可将其视为一个软件平台。系统程序的质量与PLC的性能具有直接联系，系统程序质量好，则PLC的性能强，反之性能弱。系统软件是固定存在于程序中的，无法自行修改或存取。用户程序即应用程序，是用户根据控制系统的要求运用程序语言进行编制的应用，其存放于系统程序指定的存储位置。
4 PLC的编程语言
运用面向顺序和面向过程对程序进行控制的“自然语言”，即为PLC的编程语言，PLC的编程语言有很多，如梯形图、逻辑方程式、语名表或布尔代数式等语言种类。下面对常用的PLC编程语言进行介绍。
PLC的基本指令(如三菱FX2系列为例)如下所示：
4.1 逻辑联取及输出(LD/LDI/OUT)指令
LD/LDI指令用于取常开触点/常闭触点于母线相连。另外，在分支开始处，这些指令与后述的ANB(块与)指令组合使用;OUT指令用于驱动输出继电器，辅助继电器、状态器、定时器及计数器的线圈，但不能用来驱动输入继电器的线圈。对于定时器、计数器的线圈，在输出指令(OUT)后必须设定适当的常数。
4.2 触点串联指令
AND(与)，ANI(非)指令，AND为常开触点串联连接，ANI即常闭触点串联连接，AND与ANI均可用于对触电进行串联连接，同时运算于逻辑。对串联触点并不限制其个数，是可以重复使用的程序指令。
4.3 触点并联指令
OR(或)，ORI(或非)指令，OR常开触点并联连接，ORI常闭触点并联连接，两者可对触点进行并联连接或使用于逻辑运算。对并联触点的设置并不限制其个数，是可以重复使用的程序指令。当两个以上触点的串联电路块进行并联连接时，应使用后述的ORB(块或)指令。
4.4 串联电路块的并联指令(ORB)块
串联电路块是指将两个以上的触点电路进行串联连接，一般情况下，一个串联电路块就是一条线路分支。在对串联电路块实施并联连接的形式时，各分支的始端用LD或LDI指令，在分支的终点用ORB指令。在多重并联电路中，若每个串联电路块的终点分别使用ORB指令，则并联的串联电路块的数量不受限制。ORB指令与后述的ANB指令一样都是无操作元件号的独立指令。
4.5 并联电路块的串联指令
ANB(块与)并联电路块的串联连接两个以上的触点并联接的电路称为并联电路块，通常每一个并联电路块称为一条分支。在进行并联电路块的串联连接时，各分支的始端用LD或LDI指令，并联电路块结束后，使用ANB指令，实现与前面的电路串联。
ANB指令与前述的ORB指令一样，都是无操作元件号的独立指令。若多个并联电路块依次与前一电路串联，则ANB指令的使用数量不受限制。
4.6 主控触点指令
MC(主控)，MCR(主控复位)，MC主控电路块起点，MCR主控电路块终点。
在编程过程中，经常会遇到几个逻辑行同时受一个触点或一组触点的控制，受到一个公共条件的控制，叫做主控，这时就可以使用MC/MCR指令进行编辑。当主控条件满足时，执行MC和MCR之间的指令。执行MC指令后，使母线移至MC主控触点之后，执行MCR指令后，母线又返回到原来的位置上。MC和MCR指令必须配对使用。
4.7 置位和复位指令
SET(置位)，RST(复位)，SET令元件自保持ON，令元件自保持OFF，清除数据寄存器。当执行SET指令时，将对应的操作元件(Y，M，S)置位，并具有自保持功能。当执行RST指令时，将对应的操作元件(Y，M，S)置位，并具有自保功能。使用RST指令还可以数据寄存器D、变址寄存器V和Z清零。
4.8 END(程序结束)指令
END输入输出处理程序回到第“0”步。
5 结语
在使用PLC系统设计时，要求输入点数很多。尤其对于需要进行多个位置、多点控制的热电厂系统，对输入点数要求较为突出。所以，能够有效地减少系统的输入点，有效地降低PLC的成本。在进行PLC控制系统的设计时，要求运用以下的技巧和要点：(1)在设计时，根据软件的控制功能不同进行相应设计，如果是梯形图，则设计方式应采用模块化形式;(2)在使用循环扫描时，应保持指令与指令、模块与模块之间的时序关系不变，使程序在设计功能基础上正常运行;(3)对于自动关门、换速、自动切换时间等需要进行调节的参数项目，使其与程序分离。因此，在需要进行调整参数时，无需将程序进行改动，方便快捷、便于调试，同时能够使软件的可靠性有效提高;(4)对于串联开关、联动开关，比如层门之间的连锁开关、轿顶和轿厢之间，可将其设置为一个输入点;(5)对于具备相同作用的开关信号，如安全触板的开关以及大门开关，可将其采用并联的形式输入PLC内;(6)采用组合式按钮输入法，应用该方法时应使用两个输入点数，把按钮键进行组合，再由程序自动对组合信号进行识别和复原;(7)进行编码的输入：运用二进制编码，在按钮开关中输入识别信号，再自动转接到PLC程序进行复原、识别，可以非常有效地减少PLC输入点数。
参考文献
[1] 朱善君，等.可编程序控制系统原理、应用、维护[M].北京：清华大学出版社，1992.
[2] 王兆义.可编成控制器教程[M].北京：机械工业出版社，2000.
作者简介：王琼(1980-)，男，浙江嵊州人，上虞杭协热电有限公司热控工程师，研究方向：电厂自动化控制系统管理与维护、硬件的日常维护及软件编程。
这么简单的题目?关于PLC就可以?没别的要求了 ? 没有个设计方向?我这好象有几套...2008毕业论文(自动化)