在当今技术型社会发展中,电焊焊接技术在一些行业中的应用十分的广泛。我整理了电焊焊接技术论文,欢迎阅读!
摘要:在当今社会发展中,电焊焊接技术的应用非常的广泛,无论是在建筑工程项目中还是在工业生产当中,都极为常见,同时也它促使了各种不同类型和种类的电焊机具的优化和更新。基于这种社会背景下,做好电焊焊接技术研究深受社会各界人士重视,也是未来生产领域关注的核心内容。
关键词:焊接;金属;技术 焊接检测
1 焊接技术概论
焊接过程的物理本质
焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的 方法 是加热或加压,或同时加热又加压。
焊接的分类
金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。
未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
2 焊接检测
焊接缺陷:焊接检测目的是发现焊接缺陷。焊接缺陷是指焊接接头中的不连续性、不均匀性以及 其它 各种不完整性,有时也叫焊接欠缺。我们介绍焊接缺陷几种常见的形式、形成原因和应对方法:
焊接变形和焊接应力。焊接接头局部位置加热与冷却是不均匀的,局部位置的各部分金属处于从液态→塑性状态→弹性状态的不同状态,并随着热源和温度的变化而发生变化,因而在焊接过程中产生了焊接变形和焊接应力。焊件降温到室温时留存在焊件中的变形和应力一般称为焊接残余变形和焊接残余应力。焊接变形会降低组装件装配质量、造成焊接错边、降低接头性能和结构承载能力,易产生附加应力,增加制造成本。其应对 措施 为合理设计、减少焊缝数量及尺寸、预留收缩量、反向变形、刚性固定等。焊接应力会降低结构强度、稳定性、疲劳强度,增加构件脆性断裂概率,减少焊接应力一般的方法有合理设计、减少焊缝尺寸和长度、避免焊缝过分集中、采用刚性较小的接头形式、缩小焊接区与结构整体的温差、采用合理的焊接顺序和方向等等。
气孔。在焊接区中分别来自焊接材料、空气、焊丝和母材表面杂质和高温蒸发形成的各种CO、CO2、H2、O2、N2气体未完全逸出,在金属凝固前残存于焊缝中形成了气孔。它会降低塑性和强度、减少焊缝有效截面积,引起泄漏,可以采取封闭焊接场所防止穿堂风、烘干焊条、清洁波口两侧、控制氩气流量、选择设备性能稳定且标定合格的焊接设备等措施来进行防治。
结束语
作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
摘要:垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺,具有焊接效率高,焊接热源集中等特点,是一种更加先进的焊接工艺 由于垂直气电焊焊接线能量大,因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时,对钢材品质有更高的要求,具有巨大的发展空间钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点,采用垂直气电焊技术冲击性能更好,并且更加稳定,焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低,适合在垂直气电焊工艺中使用。
关键词:垂直气 电焊 技术
垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺,具有焊接效率高,焊接热源集中等特点,是一种更加先进的焊接工艺 由于垂直气电焊焊接线能量大,因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时,对钢材品质有更高的要求,具有巨大的发展空间钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点,采用垂直气电焊技术冲击性能更好,并且更加稳定,焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低,适合在垂直气电焊工艺中使用。
1.垂直气电焊工艺
垂直气电焊技术简介
垂直气电焊设备主要由机头和靠永久磁铁吸附于钢板上并带齿条的铝合金导轨、水冷循环装置、半自动CO2焊接电源和送丝机构组成。焊枪和铜滑块装在小车上,沿着由磁性固定在钢板上的齿条导轨垂直向上运行,其正面用通水冷却的铜滑块,背面用固定的通水冷却铜衬垫或陶瓷衬垫,正反面强迫一次成形,可焊接板厚9-22mm。
垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺,具有焊接效率高,焊接热源集中等特点,可实现自动化焊接。与传统焊接工艺如埋弧自动焊手工电弧焊等相比,其焊接热源更加集中,焊接线能量比传统焊接工艺更大,是一种更加先进的焊接工艺。
由于垂直气电焊焊接线能量是传统焊接工艺的3~4倍,目前普通正火钢或轧制钢,采用垂直气电焊工艺会使得焊接接头脆化,降低接头的弹塑性,因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时,对钢材品质有更高的要求。
垂直气电焊焊接设备主要由以下几部分组成:带齿条的靠永磁铁吸附在钢板上的铝合金导轨;机头;送丝机构;CO2半自动焊接电源;水冷循环装置;机头垂直气电焊工艺操作
影响垂直气电焊焊接性能的因素
焊前准备和焊接操作
焊前应首先检查全套设备的运行状况,若焊接时中途熄弧,必须对接头进行彻底修补。为保证随机头一起上升的铜滑块顺利畅通,板边差应控制在2mm以内,坡口两侧40mm范围内高出钢板表面的横向焊缝、增强高和马脚均须铲平,还应清除铁锈、水分、油污等,以免影响焊接质量。反面的衬垫应对中并贴紧钢板。为控制钢板在大线能量焊接状态下的焊接变形及装配间隙的收缩,装配马应保证一定的高度和宽度,装配马间距应在300-400mm范围内。
坡口角度和间隙
坡口角度的控制应随板厚而定,为了使坡口宽度与正面铜滑块的槽宽相适应,板厚增加,坡口角度应相对减小,20-25mm板厚的坡口角一般为35°-40°。间隙根据反面衬垫槽宽一般控制在(6±2)mm。间隙或坡口过小,不仅反面焊缝成形差,而且焊缝成形系数不良,影响接头性能。间隙或坡口过大,均会造成焊缝填充量的增多,焊接速度减慢,线能量增大,从而影响接头冲击韧性。
焊接电流和焊接电压
垂直气电焊采用焊材直径为φ16mm的药芯焊丝,且正反面焊缝一次成形,因此焊接规范比较大。根据不同板厚,焊接电流一般应控制在340-380A,过小会造成熔合不良,过大会导致电弧不稳。焊接电压过小,焊接过程中飞溅增多,且熔宽太窄,造成正面焊缝未熔合,若电压太大,易造成咬边。不同的药芯焊丝,因熔敷率不同,电流电压的匹配性也存在差异,应适当调整。
2.垂直气电焊技术在油田的应用
垂直气电焊技术在油田应用性能
随着钻采技术的不断发展,钻采设备的不断更新,对连续油管 高压喷射管滤砂管等钻采工具的焊接工艺有了新的要求,石油行业应用垂直自动气电焊技术,能够提高钻采设备的焊接质量和焊接效率,具有巨大的发展空间。
垂直气电焊的性能影响因素主要有:
电焊丝的伸出长度
垂直气电焊的机头上升的速度是依靠焊丝伸出长度来控制的,因此焊丝的伸出长度在固定焊枪位置的条件下就决定着熔池在焊接过程中的高低焊丝伸出过长会导致焊接性能下降,接头抗冲击韧性下降,甚至焊穿钢材;焊丝伸出过短会导致滑块气口堵塞甚至造成导电嘴短路适合的焊丝伸出长度应该在30~55mm的范围内。
焊接电压和电流
由于垂直气电焊正反面焊缝一次成型,其焊丝为直径药芯焊丝,因而其采用较大的焊接规范 焊接电流根据钢材厚度不同在340~380A之间适当选择,电压与电流之间应合理匹配。
焊丝摆动和焊丝停留时间
对于厚度不同的钢材应有不同的摆动和停留时间,摆动幅度和停留时间视电弧位置而定 合理的摆动和停留能够有利于焊接性能的提高钢材特性焊接接头的焊接性能主要由钢材的性能而定。
不同钢材的垂直气电焊焊接效果
采用垂直气电焊技术,对国产正火钢、国产TMCP钢进行垂直气电焊实验,钢较正火钢相比,其冲击性能更好,并且更加稳定,焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低具有低温高韧性的特点,适合在垂直气电焊工艺中使用。
3.结论
垂直气电焊是一种可实现自动化的大热输入的高效焊接工艺,是比传统埋弧自动焊手工电弧焊焊接热源更集中,焊接线能量更大,更加高效的先进工艺本文通过研究石油行业垂直自动气电焊的应用,分析其影响因素,同时分析不同钢材的垂直气电焊焊接情况,进一步指出TMCP钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点,适合在垂直气电焊工艺中使用。
参考文献
[1] 钟锡弟. 20GH钢及用其制造中低压锅炉电焊钢管的研究[J]. 钢管. 1989(05)
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[3]张朝生. 高强度电焊钢管静态强度对其能量吸收特性的影响[J]. 焊管. 2008(02)
[4] 张朝生. 国外电焊钢管生产技术的发展[J]. 钢管. 1986(01)
温度界定纯铝的熔点:摄氏度,而铝合金随着其含的合金元素的不同,熔点在482-660摄氏度摄氏度。铝及铝合金从常温加热到溶化状态时,没有颜色变化,焊接时判断母材温度十分困难,容易使母材过烧或溶化。 低温铝焊丝的温度界定目前以三个温度区间为主。 低温铝焊丝的温度界定目前以三个温度区间为主 1、580-620摄氏度的低温铝焊丝。代表焊丝ER4047,ER4043 2、380-450摄氏度的低温铝焊丝。代表焊丝Q303,WE-Q303B,WE53 等 3、179摄氏度的低温铝焊丝。代表焊丝M51 ,M51-F 编辑本段焊接原理 靠母材的热传导,并且稍以辅助火焰熔融焊丝成型。 编辑本段焊接方法 1、清理:清理被焊件以机械清理为最好,目的是去除表面氧化膜。 2、加热:以厚件重点加热,加热的时候可以离焊接处稍微远一些距离,而不用去直接烧焊口处。 3、下料:达到400度温度,下焊丝。角度尽量垂直点焊接处,点的瞬间用火焰的末端稍微燎一下焊丝的尖端熔融成型,燎焊丝尖端,而不是去刻意地烧焊丝。
焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。这是我为大家整理的材料焊接技术论文,仅供参考!
高强材料的焊接浅析
摘要:在现代工业中,高强材料越来越占有重要的地位,但其焊接时的焊接裂纹、脆化、软化等现象,给安全生产与产品的使用效率带来了隐患。为此,笔者根据自身学习与实践经历,就高强材料尤其是高强钢的焊接特性进行分析阐述。
关键词:高强材料;焊接;特性
一、高强材料概况
在当前的管道、容器中,高强材料越来越占有重要的地位。当中最重要的,是将钢里除碳意外添加一类或多类合金成分(合金成分的比例低于百分之五),用来加强钢的强度,将钢的强度提高到275MPa或更高,并产生更优的综合质量,此种钢被称为高强钢,它的基本优点为强度高、塑性与韧性也优于普通钢。根据钢的屈服强度的程度和热处理时的特性,高强钢总体上有两种。
热轧、正火钢,其屈服强度处于294Mpa~490MPa间,而利用状态是热轧、正火与控轧,在类别上是非热处理强化钢,该种钢的现实中使用的最为常见。
调质钢,其屈服强度处于490Mpa~980Mpa间,通常在调质状态中应用,在类别上是热处理强化钢。该种刚的特性是不烦强度高,而且塑性与韧性比较好,能够直接于调质时进行焊接。所以,这中调质钢在使用中越来越普及。
现在常使用的高强钢,钢板牌号包含以下几种:16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR;锻件牌号包含以下几种:16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。
二、高强钢的焊接特性
高强钢中碳含量通常不高于,合金成分的总量通常不高于5%。因为高强钢包含一些的合金成分,使它的焊接性和别的材料有一些不同,具体焊接特性有以下几点:
1、焊接时的焊接裂纹
(1).高强钢因为使用了让钢强度增加的碳、锰等元素成分,当焊接的时候往往产生淬硬,而产生的硬化部分往往很敏感,所以,当刚性过强与拘束应力较强的状态下,如果焊接方式有问题,就会造成冷裂纹。加上这中裂纹存在较长的延迟,容易造成较大的危害。
(2).再热裂纹为在焊作业完成后,慢慢去掉应力热的过程中,或较长时间在高温状态下于临近熔合线粗晶部位造成的沿晶开裂。通常认为,此类裂纹造成的原因,是因为焊接高温导致HAZ旁边的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奥氏体内,焊接完成后进行,但没有完全析出,而是在PWHT的时候呈弥散状态析出,所以强化了晶内,将应力在松弛的时候产生的蠕变变形汇聚在了晶界。
高强钢在焊接的时候,通常不会造成再热裂纹,例如16MnR、15MnVR之类。然而对Mn-Mo-Nb与Mn-Mo-V等类别的高强钢,因为Nb、V、Mo等成分比较敏感,是造成再热裂纹的常见因素,所以这些高强钢与焊接完成后实施热处理时,需要特别回避容易造成再热裂纹的温度范围,以免造成再热裂纹。
2、焊接部位的脆化与软化
(1).应变时效脆化。焊接部位于焊接前要进行各种冷处理(如钢板的剪切、管道筒罐的卷圆),材料会导致有所变形,要是变形的部位再收到200至450℃的热作用,可能造成应变时效,继而产生脆化,往往导致材料的塑性减弱,因此造成钢材的脆断。
PWHT能够减弱焊接时产生应变时效,将韧性一定程度上恢复。1998年制定的《钢制压力容器》中明确规定,筒状钢材的厚度要达到下列标准:碳素钢达到的的厚度不能低于圆筒内部直径的百分之三;别的钢的达到的厚度不能低于内部直径的百分之二点五。而且,那些冷成形与中温成形中制作的受压产品,要在成形之后实施热处理。
(2).焊缝与热影响区产生的脆化。对材料进行焊接时,加热与冷却往往不会十分均匀,便会产生不均匀的结构。焊缝与热影响区具有一定的脆性,这是是焊接接头里最薄弱的地方。焊接线的能量强度会对高强钢WM与HAZ性能产生较大影响,高强钢容易淬硬,线能量如果不高,HAZ会产生马氏体造成裂纹;线能量如果过高,WM与HAZ产生粗糙的晶粒,会造成焊接部位的脆化。线能量如果过高,调质钢而造成的HAZ脆化现象尤其明显。因而焊接作业时,要把线能量控制于合适的度量。
(3).焊接部位的热影响区产生的软化。因为焊接时的热作用,会造成部分地区强度降低,形成了一定的软化带。HAZ区的结构软化会因为焊接线热度的提升与预热温度的提升而恶化,不过通常的软化区的性能还是能够达到规定标准值的最低标准,因而这些钢材地热影响部位产生的软化现象,如果做到工艺合适,就不会降低焊接部位的正常使用。
三、当代新式高强材料的焊接特性
1、高强管线钢
高强管线钢指X70以上的钢级,至尽为止,X80是已建管线钢中使用的强度最高的管线钢。加拿大Ipsco钢铁公司在1998年年报中明确指出,该公司已成功进行了X90和X100SSAW钢管试生产,最终目标是生产各种规格的X100钢管。日本NKK、住友金属、新日铁、川崎制铁及欧洲钢管公司也相继研制成功X90和X100UOE钢管,正在研制X120钢管。
为保障管线的安全可靠性,在提高强度的同时,必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管,必须有很高的CVN。超贝氏体和超马氏体被誉为21世纪的管线钢,其钢级为X80~X100(贝氏体)、X100~X120(马氏体)。在成分设计上,大体上都是(超)的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V(Ti)系,有的还加入Mo、Ni、Cu等元素,因此,热影响区的韧性不会比较低强度的管线钢差,冷裂纹敏感性不大。对于强度高于600MPa的钢,焊接时要特别关注WM冷裂纹问题,尤其是现场对接环焊缝必须采用超低氢焊接材料。
2、超细晶粒钢
上世纪90年代,世界主要产钢国相继开展了新一代钢铁材料的研究,其中,尤以日本的“超级钢“计划、中国的“新一代钢铁材料重大基础研究”和韩国的“21世纪高性能结构钢”引起世界钢铁界的瞩目和热情参与。
在新一代钢铁材料的研究中,最引人注目的是超细晶粒的研究,通过超细晶粒(最小1mm)实现强度翻番的目标。超细晶粒钢焊接的最大问题就是HAZ的晶粒长大倾向,为解决这一问题,须采用激光焊、超窄间隙MAG焊、脉冲MAG焊等低热输入焊接方法。
参考文献
[1]王建利.高强钢的焊接工艺评定[J].云南水力发电,2007,(02).
[2]李明.高强钢的焊接[J].现代焊接,2005,(03).
[3]栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺,2007,(05).
试论焊接技术
摘 要:焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。今天,随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用,研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,以进一步提高焊接质量。
关键词:焊接;金属;能量;技术
1、焊接技术概论
焊接过程的物理本质
焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。
焊接的分类
金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。
未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
2、焊接-工业艺术
焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。本文对这一技术的出现与运用进行了分析。
艺术创造与工艺方法永远是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。金属焊接艺术可以作为一种相对独立的艺术形式以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来,这是因为焊接具有艺术性。
焊接可以产生丰富的艺术创作的表现语言。
焊接通常是在高温下进行的,而金属在高温下会产生许多美妙丰富的变化。金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。焊接缺陷是指焊接过程中,在焊接接头产生的不符合设计或工艺要求的缺陷。其表现形式主要有焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是个十分有趣的现象 :焊接的艺术性通常体现在一些工业焊接的失败操作之中,或者说蕴藏于一些工业焊接极力避免的焊接缺陷之中。其次,焊接艺术语言是独特的。选用不同的金属材料,使用不同的焊接工艺,焊接的艺术性可以在不同的金属艺术形式中发挥得淋漓尽致。
在焊接雕塑作品中,焊缝和割痕不是作为一种技术加工的痕迹被动地存在,而是以一种精彩的、不可或缺的表现语言着力地加以体现的。一件焊接雕塑,粗的焊缝裸露在雕塑表面,各种不规则的切割痕迹也变成了艺术家优美的艺术语言在很多情况下,由于焊接雕塑所追求的粗糙质朴的风格,金属的锈蚀、瑕疵也大多根据作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感觉到一种非雕琢的、原始的美。雕塑下部的钢板拼接处的焊缝很粗大,从焊接工艺的牢固性来看,这显然不仅仅是出于对雕塑结实程度的考虑,在这件雕塑中,下部几条扭曲的焊缝已经作为雕塑整体审美的一个重要因素而成为其不可缺少的一部分。从雕塑整体来看,不论是上半部分的文字造型,还是下半部分的肌理处理,到处有扭曲的焊接痕迹的出现,整个作品达到了整体视觉语言的统一。 手工等离子切割的方法,利用切割时电流的热量,使切割边缘产生热影响区,这样就给亮白色的不锈钢“染”上了一圈略带渐变的色彩。同时,通过对焊接规范的调节,割枪喷出的强烈气流会在切割钢板熔化的瞬间在切割边缘“吹”起一圈随机形成的肌理,在切割完成金属冷却后,固化为一道美丽的割痕,与中间平坦光亮的不锈钢板材形成了质感的对比。这种随机效果的形成过程带有一定的偶然性,但又是在一定的焊接规范下必然产生的现象。从尺寸的角度考虑,尺寸较大的焊接艺术壁饰可采用半自动CO2气体保护焊,较小的可采用手工钨极氩弧焊。
如果把一幅壁饰作品看成一幅画的话,画面中的点、线、面、黑、白、灰甚至颜色的处理都可以通过焊接的方法来实现。各种型号、各种材质的金属丝,应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。不同金属的颜色不同,不锈钢的亮银色、铝材的亚银色、碳钢的乌亮色,钛钢、青铜、紫铜、黄铜而且就钢材来说,不同的钢材在高温受热时会出现不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。另外,切割也是焊接艺术壁饰创作的方法之一,既可以与焊接结合使用,也可以单独使用,这完全取决于创作者的创作意图和对工艺与效果的掌握程度。以上所述的这些方法综合起来,变化的丰富可想而知。
3、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的原因
焊接切割作业时,尤其是气体切割时,由于使用压缩空气或氧气流的喷射,使火星、熔珠和铁渣四处飞溅(较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方),当作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时,就可能会发生火灾和爆炸事故。
在高空焊接切割作业时,对火星所及的范围内的易燃易爆物品未清理干净,作业人员在工作过程中乱扔焊条头,作业结束后未认真检查是否留有火种。
气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发生器,工作前未按要求检查焊(割)炬、橡胶管路和乙炔发生器的安全装置。
4、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的防范措施
焊接切割作业时,将作业环境lOm范围内所有易燃易爆物品清理干净,应注意作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体,以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质,以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。
高空焊接切割时,禁止乱扔焊条头,对焊接切割作业下方应进行隔离,作业完毕应做到认真细致的检查,确认无火灾隐患后方可离开现场。
应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶,在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。
对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理,对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。
焊补燃料容器和管道时,应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时,置换应彻底,工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时,应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测,注意监护,要有安全组织措施。
作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
上述种种焊接缺陷的表现形式以及焊接热影响区,是通过一定规范下的焊接操作形成的,也只有通过焊接的方式才会产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其它金属加工工艺无法或者很难实现的,因而说焊接艺术具有独特的艺术性。
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。 等人曾提出温度,相 变,热应力之间的耦合关系式, 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 mm,采用Cu~Cr合金电极,端部直径6 mm,端部曲面半径40 mm。 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,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。 工艺参数 采用直流焊接电源,焊接电流为14 KA,电极压力为 KN,焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1: 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。 点焊相变组织的模拟 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。 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: 模拟计算结果 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。 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. 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跟你是一个专业的,之前我也在为论文苦恼了半天,网上的范文和能搜到的资料,大都不全面,一般能有个正文就不错了,开题报告、中期报告什么的都没有,关键是没有数据和分析部分,我好不容易搞出来一篇,结果老师说太简单。还好后来找到铭文网,直接让老师辅导我写作,非常专业,核心的部分帮我搞定了,也给了很多参考文献资料。哎,专业的事还是要找专业的人来做啊,建议有问题参考下铭文网吧。
铝合金电阻点焊广泛应用于航空航天、电子、车辆及轻工部门等领域,在现代制造业中具有重要的地位。然而,由于铝合金电阻点焊在连续点焊过程中存在焊点质量不稳定和电极使用效率低等问题,限制了电阻点焊在这些领域内的应用和推广。造成这一问题的主要原因是点焊过程中电极端面的铜铝合金化现象,而电极端面较高的温度与压力分布又对合金化反应起决定性作用。电阻点焊过程是一个高度非线性、多物理场耦合(热、电、力)作用的复杂过程。焊接时间的短暂性,熔池形成过程的不可见性,都给试验观察带来了困难,因此,本文拟采用数值模拟的方法,以ANSYS软件为工具,对铝合金点焊过程中铜铝合金化的反应机制进行模拟研究。具体研究成果如下:本文根据弹塑性理论和接触性理论对电阻点焊预压阶段的接触行为进行数值分析,获得了铝合金点焊接触面的初始接触区域。并在此基础上,根据点焊过程的基本方程,建立了铝合金电阻点焊过程的热、电、力耦合模型。利用所建立的耦合模型对铝合金点焊的温度场、应力场进行数值模拟分析,结果表明:在点焊初始阶段,由于接触电阻的分布很不均匀,造成接触面上的局部区域产生很高的温度,甚至能达到铜铝之间产生合金化反应的温度。但这种加热不均匀的现象持续时间非常短,且大部分分布在电极端面的边缘处,该处也为应力集中处。为了进一步研究铜铝合金化反应的机理,本文建立了一种基于铜和铝扩散反应进行的有限元模型。由于热传导方程和扩散方程在表达形式上的相似性,所以用模拟热传导的方式来模拟铝在铜电极中的单向扩散过程,以温度分布表示扩散浓度的分布情况。通过对扩散反应的分析,提出了在点焊过程中发生铜铝合金化的可靠性理论:铜和铝在电极压力的作用下形成机械混合物,并以原子扩散的形式不断进行原子级别上的混合,形成铝在铜中的固溶体α(Cu),当铝元素在铜基中的含量超过,并且达到铜铝的共晶反应温度时,便生成了铜铝金属间化合物。另外,在高温高压下电极端部会产生塑性变形,提高电极内部的位错密度,利于铝原子的扩散。
你碳纤维的碳字写成炭,差距很大的哦
纤维增强树脂基复合材料常用的树脂为环氧树脂和不饱和聚酯树脂。目前常用的有:热固性树脂、热塑性树脂,以及各种各样改性或共混基体。热塑性树脂可以溶解在溶剂中,也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体,冷却后又变硬。热固性树脂只能一次加热和成型,在加工过程中发生固化,形成不熔和不溶解的网状交联型高分子化合物,因此不能再生。复合材料的树脂基体,以热固性树脂为主。早在40年代,在战斗机、轰炸机上就开始采用玻璃纤维增强塑料作雷达罩。60年代美国在F—4、F—111等军用飞机上采用了硼纤维增强环氧树脂作方向舵、水平安定面、机翼后缘、舵门等。在导弹制造方面,50年代后期美国中程潜地导弹“北极星A—2”第二级固体火箭发动机壳体上就采用了玻璃纤维增强环氧树脂的缠绕制件,较钢质壳体轻27%;后来采用高性能的玻璃纤维代替普通玻璃纤维造“北极星A—3”,使壳体重量较钢制壳体轻50%,从而使“北极星A—3”导弹的射程由2700千米增加到4500千米。70年代后采用芳香聚酰胺纤维代替玻璃纤维增强环氧树脂,强度又大幅度提高,而重量减轻。碳纤维增强环氧树脂复合材料在飞机、导弹、卫星等结构上得到越来越广泛的应用。在化学工业上的应用编辑环氧乙烯基酯树脂在氯碱工业中,有着良好的应用。氯碱工业是玻璃钢作耐腐材料最早应用领域之一,目玻璃钢已成为氯碱工业的主要材料。玻璃钢已用于各种管道系统、气体鼓风机、热交换器外壳、盐水箱以至于泵、池、地坪、墙板、格栅、把手、栏杆等建筑结构上。同时,玻璃钢也开始进入化工行业的各个领域。在造纸工业中的应用也在发展,造纸工业以木材为原料,造纸过程中需要酸、盐、漂白剂等,对金属有极强的腐蚀作用,唯有玻璃钢材料能抵抗这类恶劣环境,玻璃钢材料已、在一些国家的纸浆生产中显现其优异的耐蚀性。在金属表面处理工业中的应用,则成为环氧乙烯基酯树脂重要应用,金属表面处理厂所使用的酸,大多为盐酸、基本上用玻璃钢是没有问题的。环氧树脂作为纤维增强复合材料进入化工防腐领域,是以环氧乙烯基酯树脂形态出现的。它是双酚A环氧树脂与甲基丙烯酸通过开环加成化学反应而制成,每吨需用环氧树脂比例达50%,这类树脂既保留了环氧树脂基本性能,又有不饱和聚酯树脂良好的工艺性能,所以大量运用在化工防腐领域。其在化工领域的防腐主要包括:化工管道、贮罐内衬层;电解槽;地坪;电除雾器及废气脱硫装置;海上平台井架;防腐模塑格栅;阀门、三通连接件等。为了提高环氧乙烯基酯树脂优越的耐热性、防腐蚀性和结构强度,树脂还不断进行改性,如酚醛、溴化、增韧等环氧乙烯基酯树脂等品种,大量运用于大直径风叶、磁悬浮轨道增强网、赛车头盔、光缆纤维牵引杆等。树脂基复合材料作为一种复合材料,是由两个或两个以上的独立物理相,包含基体材料(树脂)和增强材料所组成的一种固体产物。树脂基复合材料具有如下的特点:(1)各向异性(短切纤维复合材料等显各向同性);(2)不均质(或结构组织质地的不连续性);(3)呈粘弹性行为;(4)纤维(或树脂)体积含量不同,材料的物理性能差异;(5)影响质量因素多,材料性能多呈分散性。树脂基复合材料的整体性能并不是其组分材料性能的简单叠加或者平均,这其中涉及到一个复合效应问题。复合效应实质上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。它表现为树脂基复合材料的性能在其组分材料基础上的线性和非线性的综合。复合效应有正有负,性能的提高总是人们所期望的,但有进材料在复合之后某些方面的性能出现抵消甚至降低的现象是不可避免的。复合效应的表现形式多样,大致上可分为两种类型:混合效应和协同效应。混合效应也称作平均效应,是组分材料性能取长补短共同作用的结果,它是组分材料性能比较稳定的总体反映,对局部的扰动反应并敏感。协同效应与混合效应相比,则是普遍存在的且形式多样,反映的是组分材料的各种原位特性。所谓原位特性意味着各相组分材料在复合材料中表现出来的性能并不只是其单独存在时的性能,单独存在时的性能不能表征其复合后材料的性能。树脂基复合材料的力学性能力学性能是材料最重要的性能。树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、抗疲劳性能好等优点,用于承力结构的树脂基复合材料利用的是它的这种优良的力学性能,而利用各种物理、化学和生物功能的功能复合材料,在制造和使用过程中,也必须考虑其力学性能,以保证产品的质量和使用寿命。1、树脂基复合材料的刚度树脂基复合材料的刚度特性由组分材料的性质、增强材料的取向和所占的体积分数决定。树脂基复合材料的力学研究表明,对于宏观均匀的树脂基复合材料,弹性特性复合是一种混合效应,表现为各种形式的混合律,它是组分材料刚性在某种意义上的平均,界面缺陷对它作用不是明显。由于制造工艺、随机因素的影响,在实际复合材料中不可避免地存在各种不均匀性和不连续性,残余应力、空隙、裂纹、界面结合不完善等都会影响到材料的弹性性能。此外,纤维(粒子)的外形、规整性、分布均匀性也会影响材料的弹性性能。但总体而言,树脂基复合材料的刚度是相材料稳定的宏观反映。对于树脂基复合材料的层合结构,基于单层的不同材质和性能及铺层的方向可出现耦合变形,使得刚度分析变得复杂。另一方面,也可以通过对单层的弹性常数(包括弹性模量和泊松比)进行设计,进而选择铺层方向、层数及顺序对层合结构的刚度进行设计,以适应不同场合的应用要求。2、树脂基复合材料的强度材料的强度首先和破坏联系在一起。树脂基复合材料的破坏是一个动态的过程,且破坏模式复杂。各组分性能对破坏的作用机理、各种缺陷对强度的影响,均有街于具体深入研究。树脂基复合材强度的复合是一种协同效应,从组分材料的性能和树脂基复合材料本身的细观结构导出其强度性质。对于最简单的情形,即单向树脂基复合材料的强度和破坏的细观力学研究,还不够成熟。单向树脂基复合材料的轴向拉、压强度不等,轴向压缩问题比拉伸问题复杂。其破坏机理也与拉伸不同,它伴随有纤维在基体中的局部屈曲。实验得知:单向树脂基复合材料在轴向压缩下,碳纤维是剪切破坏的;凯芙拉(Kevlar)纤维的破坏模式是扭结;玻璃纤维一般是弯曲破坏。单向树脂基复合材料的横向拉伸强度和压缩强度也不同。实验表明,横向压缩强度是横向拉伸强度的4~7倍。横向拉伸的破坏模式是基体和界面破坏,也可能伴随有纤维横向拉裂;横向压缩的破坏是因基体破坏所致,大体沿45°斜面剪坏,有时伴随界面破坏和纤维压碎。单向树脂基复合材料的面内剪切破坏是由基体和界面剪切所致,这些强度数值的估算都需依靠实验。杂乱短纤维增强树脂基复合材料尽管不具备单向树脂基复合材料轴向上的高强度,但在横向拉、压性能方面要比单向树脂基复合材料好得多,在破坏机理方面具有自己的特点:编织纤维增强树脂基复合材料在力学处理上可近似看作两层的层合材料,但在疲劳、损伤、破坏的微观机理上要更加复杂。树脂基复合材料强度性质的协同效应还表现在层合材料的层合效应及混杂复合材料的混杂效应上。在层合结构中,单层表现出来的潜在强度与单独受力的强度不同,如0/90/0层合拉伸所得90°层的横向强度是其单层单独实验所得横向拉伸强度的2~3倍;面内剪切强度也是如此,这一现象称为层合效应。树脂基复合材料强度问题的复杂性来自可能的各向异性和不规则的分布,诸如通常的环境效应,也来自上面提及的不同的破坏模式,而且同一材料在不同的条件和不同的环境下,断裂有可能按不同的方式进行。这些包括基体和纤维(粒子)的结构的变化,例如由于局部的薄弱点、空穴、应力集中引起的效应。除此之外,界面粘结的性质和强弱、堆积的密集性、纤维的搭接、纤维末端的应力集中、裂缝增长的干扰以及塑性与弹性响应的差别等都有一定的影响。树脂基复合材料的物理性能树脂基复合材料的物理性能主要有热学性质、电学性质、磁学性质、光学性质、摩擦性质等(见表)。对于一般的主要利用力学性质的非功能复合材料,要考虑在特定的使用条件下材料对环境的各种物理因素的响应,以及这种响应对复合材料的力学性能和综合使用性能的影响;而对于功能性复合材料,所注重的则是通过多种材料的复合而满足某些物理性能的要求。树脂基复合材料的物理性能由组分材料的性能及其复合效应所决定。要改善树脂基复合材料的物理性能或对某些功能进行设计时,往往更倾向于应用一种或多种填料。相对而言,可作为填料的物质种类很多,可用来调节树脂基复合材料的各种物理性能。值得注意的是,为了某种理由而在复合体系中引入某一物质时,可能会对其它的性质产生劣化作用,需要针对实际情况对引入物质的性质、含量及其与基体的相互作用进行综合考虑。树脂基复合材料的化学性能大多数的树脂基复合材料处在大气环境中、浸在水或海水中或埋在地下使用,有的作为各种溶剂的贮槽,在空气、水及化学介质、光线、射线及微生物的作用下,其化学组成和结构及各种性能会发生各种变化。在许多情况下,温度、应力状态对这些化学反应有着重要的影响。特别是航空航天飞行器及其发动机构件在更为恶劣的环境下工作,要经受高温的作用和高热气流的冲刷,其化学稳定性是至关重要的。作为树脂基复合材料的基体的聚合物,其化学分解可以按不同的方式进行,它既可通过与腐蚀性化学物质的作用而发生,又可间接通过产生应力作用而进行,这包括热降解、辐射降解、力学降解和生物降解。聚合物基体本身是有机物质,可能被有机溶剂侵蚀、溶胀、溶解或者引起体系的应力腐蚀。所谓的应力腐蚀,是掼材料与某些有机溶剂作用在承受应力时产生过早的破坏,这样的应力可能是在使用过程中施加上去的,也可能是鉴于制造技术的某些局限性带来的。根据基体种类的不同,材料对各种化学物质的敏感程度不同,常见的玻璃纤维增强塑料耐强酸、盐、酯,但不耐碱。一般情况下,人们更注重的是水对材料性能的影响。水一般可导致树脂基复合材料的介电强度下降,水的作用使得材料的化学键断裂时产生光散射和不透明性,对力学性能也有重要影响。不上胶的或仅只热处理过的玻璃纤维与环氧树脂或聚酯树脂组成的复合材料,其拉伸强度、剪切强度和弯曲强度都很明显地受沸水影响,使用偶联剂可明显地降低这种损失。水及各种化学物质的影响与温度、接触时间有关,也与应力的大小、基体的性质及增强材料的几何组织、性质和预处理有关,此外还与复合材料的表面的状态有关,纤维末端暴露的材料更易受到损害。聚合物的热降解有多种模式和途径,其中可能几种模式同时进行。如可通过"拉链"式的解聚机理导致完全的聚合物链的断裂,同时产生挥发性的低分子物质。其它的方式包括聚合物链的不规则断裂产生较高分子量的产物或支链脱落,还有可能形成环状的分子链结构。填料的存在对聚合物的降解有影响,某些金属填料可通过催化作用加速降解,特别是在有氧存在的地方。树脂基复合材料的着火与降解产生的挥发性物质有关,通常加入阻燃剂减少着火的危险。某些聚合物在高温条件下可产生一层耐热焦炭,这些聚合物与尼龙、聚酯纤维等复合后,因这些增强物本身的分解导致挥发性物质产生可带走热量而冷却烧焦的聚合物,进一步提高耐热性,同时赋予复合材料以优良的力学性能,如良好的坑震性。许多聚合物因受紫外线辐射或其它高能辐射的作用而受到破坏,其机理是当光和射线的能量大于原子间的共价键能时,分子链发生断裂。铅填充的聚合物可用来防止高能辐射。紫外线辐射则一般受到更多的关注,经常使用的添加剂包括炭黑、氧化锌和二氧化钛,它们的作用是吸收或者反射紫外线辐射,有些无面填料可以和可见光一样传输紫外线,产生荧光。力学降解是另一种降解机理,当应力的增加频率超过一个键通过平移所产生的响应能力时,就发生键的断裂,由此形成的自由基还可能对下一阶段的降解模式产生影响。硬质和脆性聚合物基体应变小,可进行有或者没有链断裂的脆性断裂,而较软但粘性高的聚合物基体大多是力学降解的。树脂基复合材料的工艺特点树脂基复合材料的成型工艺灵活,其结构和性能具有很强的可设计性。树脂基复合材料可用模具一次成型法来制造各种构件,从而减少了零部件的数量及接头等紧固件,并可节省原材料和工时;更为突出的是树脂基复合材料可以通过纤维种类和不同排布的设计,把潜在的性能集中到必要的方向上,使增强材料更为有效地发挥作用。通过调节复合材料各组分的成分、结构及排列方式,既可使构件在不同方向承受不同的作用力,还可以制成兼有刚性、韧性和塑性等矛盾性能的树脂基复合材料和多功能制品,这些是传统材料所不具备的优点。树脂基复合材料在工艺方面也存在缺点,比如,相对而言,大部分树脂基复合材料制造工序较多,生产能力较低,有些工艺(如制造大中型制品的手糊工艺和喷射工艺)还存在劳动强度大、产品性能不稳定等缺点。树脂基复合材料的工艺直接关系到材料的质量,是复合效应、"复合思想"能否体现出来的关键。原材料质量的控制、增强物质的表面处理和铺设的均匀性、成型的温度和压力、后处理及模具设计的合理性都影响最终产品的性能。在成型过程中,存在着一系列物理、化学和力学的问题,需要综合考虑。固化时在基体内部和界面上都可能产生空隙、裂纹、缺胶区和富胶区;热应力可使基体产生或多或少的微裂纹,在许多工艺环节中也都可造成纤维和纤维束的弯曲、扭曲和折断;有些体系若工艺条件选择不当可使基体与增强材料之间发生不良的化学反应;在固化后的加工过程中,还可进一步引起新的纤维断裂、界面脱粘和基体开裂等损伤。如何防止和减少缺陷和损伤,保证纤维、基体和界面发挥正常的功能是一个非常重要的问题。树脂基复合材料的成型有许多不同工艺方法,连续纤维增强树脂基复合材料的材料成型一般与制品的成型同时完成,再辅以少量的切削加工和连接即成成品;随机分布短纤维和颗粒增强塑料可先制成各种形式的预混料,然后进行挤压、模塑成型。组合复合效应复合体系具有两种或两种以上的优越性能,称为组合复合效应贫下中农站这样的情况很多,许多的力学性能优异的树脂基复合材料同时具有其它的功能性,下面列举几个典型的例子。1、光学性能与力学性能的组合复合纤维增强塑料,如玻璃纤维增强聚酯复合材料,同时具有充分的透光性和足够的比强度,对于需要透光的建筑结构制品是很有用的。2、电性能与力学性能的组合复合玻璃纤维增强树脂基复合材料具有良好的力学性能,同时又是一种优良的电绝缘材料,用于制造各种仪表、电机与电器的绝缘零件,在高频作用下仍能保持良好的介电性能,又具有电磁波穿透性,适制作雷达天线罩。聚合物基体中引入炭黑、石墨、酞花菁络合物或金属粉等导电填料制成的复合材料具有导电性能,同时具有高分子材料的力学性能和其它特性。3、热性能与力学性能的组合复合①耐热性能树脂基复合材料在某些场合的使用除力学性能外,往往需要同时具有好的耐热性能。②耐烧蚀性能航空航天飞行器的工作处于严酷的环境中,必须有防护材料进行保护;耐烧蚀材料靠材料本身的烧蚀带走热量而起到防护作用。玻璃纤维、石英纤维及碳纤维增强的酚醛树脂是成功的烧蚀材料。酚醛树脂遇到高温立即碳化形成耐热性高的碳原子骨架;玻璃纤维还可部分气化,在表面残留下几乎是纯的二氧化硅,它具有相当高的粘结性能。两方面的作用,使酚醛玻璃钢具有极高的耐烧蚀性能。
战友!你真是遇见好人了!我是第二炮兵某部中尉连长!我也写过像你这样的论文!像底下那个是复制的,我给你点自己的意见吧! 注:我是用U盘给你复制的凹,是我自己收集的材料! 复合材料(Composite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。 分类: 复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先进复合材料除作为结构材料外,还可用作功能材料,如梯度复合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料(具有感觉、处理和执行功能,能适应环境变化的功能复合材料)、仿生复合材料、隐身复合材料等。 [编辑本段]性能 复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。 [编辑本段]成型方法 复合材料的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多,有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下,通过施加压力实现成型,包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后,充填到增强体材料中,包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。 [编辑本段]应用 复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。 复合材料的发展和应用 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。 从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达万吨,汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。 另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。 树脂基复合材料的增强材料 树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维 目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止,我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中,只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模的产业,现阶段年产可达500吨。 2、碳纤维 碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测,土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。1997~2000年间,宇航用碳纤维的年增长率估计为31%,而工业用碳纤维的年增长率估计会达到130%。我国的碳纤维总体水平还比较低,相当于国外七十年代中、末期水平,与国外差距达20年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来,荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场,年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维 超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料 热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨,1996年递增到143万吨,1997年为148万吨,1999年150万吨,2003年达到180万吨左右。我国从1975年开始研究环氧树脂,据不完全统计,目前我国环氧树脂生产企业约有170多家,总生产能力为50多万吨,设备利用率为80%左右。酚醛树脂具有耐热性、耐磨擦性、机械强度高、电绝缘性优异、低发烟性和耐酸性优异等特点,因而在复合材料产业的各个领域得到广泛的应用。1997年全球酚醛树脂的产量为300万吨,其中美国为164万吨。我国的产量为18万吨,进口4万吨。乙烯基酯树脂是20世纪60年代发展起来的一类新型热固性树脂,其特点是耐腐蚀性好,耐溶剂性好,机械强度高,延伸率大,与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好,耐疲劳性能好,电性能佳,耐热老化,固化收缩率低,可常温固化也可加热固化。南京金陵帝斯曼树脂有限公司引进荷兰Atlac系列强耐腐蚀性乙烯基酯树脂,已广泛用于贮罐、容器、管道等,有的品种还能用于防水和热压成型。南京聚隆复合材料有限公司、上海新华树脂厂、南通明佳聚合物有限公司等厂家也生产乙烯基酯树脂。 1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品,70年代后开始转向民用。从1987年起,各地大量引进国外先进技术如池窑拉丝、短切毡、表面毡生产线及各种牌号的聚酯树脂(美、德、荷、英、意、日)和环氧树脂(日、德)生产技术;在成型工艺方面,引进了缠绕管、罐生产线、拉挤工艺生产线、SMC生产线、连续制板机组、树脂传递模塑(RTM)成型机、喷射成型技术、树脂注射成型技术及渔竿生产线等,形成了从研究、设计、生产及原材料配套的完整的工业体系,截止2000年底,我国热固性树脂基复合材料生产企业达3000多家,已有51家通过ISO9000质量体系认证,产品品种3000多种,总产量达73万吨/年,居世界第二位。产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。在建筑方面,有内外墙板、透明瓦、冷却塔、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及贮罐;在交通运输方面,汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件,火车上有车厢板、门窗、座椅等,船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等;在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模;在航空航天及军事领域,轻型飞机、尾翼、卫星天线、火箭喷管、防弹板、防弹衣、鱼雷等都取得了重大突破。 热塑性树脂基复合材料 热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收利用的优势,该品种的复合材料发展较快,欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。 高性能热塑性树脂基复合材料以注射件居多,基体以PP、PA为主。产品有管件(弯头、三通、法兰)、阀门、叶轮、轴承、电器及汽车零件、挤出成型管道、GMT模压制品(如吉普车座椅支架)、汽车踏板、座椅等。玻璃纤维增强聚丙烯在汽车中的应用包括通风和供暖系统、空气过滤器外壳、变速箱盖、座椅架、挡泥板垫片、传动皮带保护罩等。 滑石粉填充的PP具有高刚性、高强度、极好的耐热老化性能及耐寒性。滑石粉增强PP在车内装饰方面有着重要的应用,如用作通风系统零部件,仪表盘和自动刹车控制杠等,例如美国HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窝状结构的吸音天花板和轿车的摇窗升降器卷绳筒外壳。 云母复合材料具有高刚性、高热变形温度、低收缩率、低挠曲性、尺寸稳定以及低密度、低价格等特点,利用云母/聚丙烯复合材料可制作汽车仪表盘、前灯保护圈、挡板罩、车门护栏、电机风扇、百叶窗等部件,利用该材料的阻尼性可制作音响零件,利用其屏蔽性可制作蓄电池箱等。 我国的热塑性树脂基复合材料的研究开始于20世纪80年代末期,近十年来取得了快速发展,2000年产量达到12万吨,约占树脂基复合材料总产量的17%,,所用的基体材料仍以PP、PA为主,增强材料以玻璃纤维为主,少量为碳纤维,在热塑性复合材料方面未能有重大突破,与发达国家尚有差距。 我国复合材料的发展潜力和热点 我国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。 1、复合材料创新 复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,目前亚洲人均消费量仅为,而美国为,亚洲地区具有极大的增长潜力。 2、聚丙烯腈基纤维发展 我国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。 3、玻璃纤维结构调整 我国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。
从全球金融危机到今天,我们面临了一个新的经济形势。“人类要生存、地球要降温”,“低碳经济”将改变我们的生产和生活方式。从六十年代起,玻璃钢复合材料作为一个轻质高强材料参与了国民经济各个领域的材料变革和创新;五十多年过去了,事实告诉我们,我们这个材料极具强大的生命力,UPR 树脂基复合材料产量已达到年产量400 多万吨,其中玻璃钢材料为190 多万吨,树脂浇铸石材及涂料280 多万吨。可以看到,复合材料战线上的广大员工、科技人员、老总付出了艰苦辛勤的劳动,作出了丰功伟绩,换来了玻璃钢复合材料产业璀灿的全面发展时期。今天,我们又处在能源结构的重大变革时期,要使我们的材料和产品适应全球“低碳经济”的形势,开发新一代的材料和产品将是我们的努力方向。这次,我和大家共同交流的题材是“面临全球低碳经济、加快材料和制品的技术创新、推进玻璃钢复合材料产业的全面提升”。以此抛砖引玉,形成共识。我向大家汇报的内容为三个部分:一、我国UPR 产业十年回顾和2009 年UPR 发展现状二、低碳经济和玻璃钢新兴市场三、我国风电市场和兆瓦级玻璃钢叶片一、我国UPR 产业十年回顾和2009 年UPR 发展现状2009 年我国UPR 行业经历了不平凡的一年,据中国UPR 行业协会初步统计,总产量达到153 万吨,比上年增长了。其中环氧乙烯基酯树脂达到 万吨,增长11%。全国四大民营企业亚邦、天和、福田、华迅等总量达到44 万吨,比上年增长11%,外资企业DSM、亚什兰、长兴、上纬、华日、昭和等总量达到12 万吨,比上年增长9%。江苏达到63 万吨,比上年增长5%。国内UPR 在其形成终端复合材料产业的主要流向为三大市场:UPR 基玻璃钢(FRP)市场,占了树脂总用量的55%,UPR 基人造石、工艺品、钮扣等市场,占了树脂总用量35%;UPR 基功能涂料,占了树脂总用量的10%。表二从应用区域分析,玻璃钢市场集中在江苏、上海、山东、广东、浙江、河北、天津、河南。人造石、工艺品、钮扣市场集中在浙江、广东、福建、山东、上海、江苏、四川。功能涂料市场集中在广东、上海、江苏、浙江、山东、河北。2008 年下半年全球金融危机的影响,曾一度出现的树脂滞销,到十月份后很快恢复增长。国家四万亿投资和十大产业调整振兴规划,对抵御金融危机影响,优化产业结构,持续增长发展的意义重大。钢铁、汽车、船舶、石化、纺织、轻工、有色金属、装备制造、电子信息、物流十大行业与玻璃钢产业关联密切。这十大产业依附着我国城市工业化、城乡一体化大规模经济建设的契机。这个契机又是以传统能源节能减排、新能源开发的低碳经济为目标展开的。玻璃钢复合材料以其自身创新为自己赢得了机遇和增长点。从国际市场看,2008 年全球金融危机使欧美经济陷入了困境,居高不下的原油一下跌到50 美元一桶,化工原材料出现了阶段性的市场过剩,价格走低;从国内看,玻璃纤维阶段性、结构性、区域性的失控发展,产量突破了年产200 多万吨,一半左右出口海外。金融危机袭来,出口受阻,玻璃纤维大量“倒向”国内,互相压价。化工原材料和纤维的大幅度跌价,使玻璃钢复合材料产业得到多少年以来从未有过的利好时机,为其低成本扩张提供了条件,从而也带动了树脂的增长。 2009 年,UPR 行业呈现了五大流向和热点:持续增长的玻璃钢复合材料行业的普及和提高,齐头并进,一方面拉动了低成本、通用型树脂的扩展,另一方面,新兴FRP 市场开发,推动了高性能、个性化的树脂增长。反映在邻苯型缠绕树脂、抽真空树脂、SMC/BMC 树脂、拉挤树脂、涤纶和对苯改性树脂的全面铺开。此外,高性能玻璃钢复合材料产品风机叶片、电器开关、压力管道、电力原器件、脱硫、高速列车内外装饰结构件、豪华游艇、工作艇、运动艇等的市场需求,又使间苯型、环氧乙烯基酯型抽真空树脂、SMC/BMC 树脂等快速增长,呈现了树脂市场的“两头热”。以天马、天津合材、费隆、华昌为代表的国企改制企业,以亚邦、天和为代表的国内大型民营企业,以华科为代表的国内科技人员组合企业,以DSM、华日、长兴、亚什兰、昭和、上纬为代表的外资企业,在国内UPR 大舞台上各领风骚,引领市场。 第二个流向和热点是浇铸型树脂发展迅猛。前几年,浇铸型树脂工艺品在面临海外市场疲软的情况下,急转国内建筑装饰装修市场,大批量进入楼堂馆所和高档商场,取得非常明显效果。浇铸型人造石的技术提升,已从面广量大的橱台面板走向机械化成型的人造大理石和人造石英石面板,大量应用于墙面饰材和地面材料。 福建、广东、山东等地的石材企业已开始从矿山开采转向用合成石制造。全国人造石材用树脂,09 年产量均超过前两年。传统浇铸产品聚酯纽扣、原子灰树脂、矿用铆固树脂等继续保持较好的增长势头。 第三个流向和热点是江苏、上海和天津,已成为国内近几年UPR 发展十分活跃的地区,并以技术创新和新产品开发引领国内UPR 及其复合材料市场的潮流,推进国内UPR 复合材料市场的普及和提高。2009 年该地区UPR 产量占到全国总量的一半以上,其中环氧乙烯基酯树脂95%的产量集中在上海和江苏。这个地区也是中外UPR 企业密集产区,既有早先进入的华日、DSM、亚什兰、长兴、昭和上纬等外资企业向国内传输海外成熟的产业市场,占有国内高中端市场优势。又有一批如天马、华昌、亚邦、费隆、华科、华润、天马瑞盛、富菱、兴合等企业。这里特别要提到的是国内UPR 行业的“亚邦”现象。2009 年亚邦公司生产了17 万吨树脂。亚邦凭着一个产业链的朴素情感,“有我也有你”、“有你也有我”,紧紧贴近市场和客户,大力开发低成本通用型树脂,高性能水晶树脂和石材树脂,为行业做出了贡献;产量连续五年蝉联全国第一。多少年来,亚邦在全国各地的销售公司由单一树脂销售发展为FRP 企业用原材料的“一站式”服务;亚邦各地的销售公司同时也是亚邦派出的分公司,在做好材料和服务同时,积极进行市场调查,他们可以在12 个小时内,快速反映全国各地FRP 产业的动态。亚邦在与市场下企业不断互动中做大做强。 第四个流向和热点是兆瓦级玻璃钢叶片的高性能要求,加速了UPR 和环氧乙烯基酯树脂的技术攀升。国内兆瓦级风电市场从2007 年进入一个高速发展期,年平均新增装机容量为600 多万千瓦,2009 年装机总容量达到2000 万千瓦。按 兆瓦推算,全年叶片总量达15990 片,树脂用量达5万多吨,加上外资风电企业出口叶片用树脂量可达到7 万多吨,其中50%为UPR 和环氧乙烯基酯树脂我国兆瓦级玻璃钢叶片专利技术是从德国和荷兰引进的,对纤维和树脂的性能标准高,并经过德国船级社GL 论证。两道“门槛”,对国内树脂和纤维企业提出了极为严格的要求。外资企业亚什兰、上纬、DSM 公司具备条件,“轻车熟路”,抢先了国内风电兆瓦级叶片市场。兆瓦级叶片从叶形设计、结构设计、铺成设计、模具技术到叶片制造是一极为复杂的系统工程,叶片运行期长二十年,对树脂企业是个“考验”。树脂企业是“尝试”兆瓦级叶片市场主要靠企业自主的技术实力。第五个流向和热点是国内玻璃钢复合材料装备制造的发展和提高。江、浙、冀、鲁等省的SMC、缠绕、拉挤、人造石、模压等设备及其模具设计制造不仅满足国内需求、,还X 量出口。装备技术的提升拉动了UPR 的性能、品质的提高和中、高档树脂需求的上升。2010 年,国内UPR 行业的发展空间依然很大。外资企业认为,中国是全球经济增长最快的国家,是全球最大的复合材料市场,他们对中国的发展充满信心。DSM、华日、亚什兰等正在进行扩能增产的布局,此外,雷可德也将在天津投产。全国的树脂产量巨头亚邦、天和、福田、华迅都在扩张。 国内UPR 发展趋势中还有一个不可忽视的现象是中西部、西南等地区将出现FRP 复合材料产业新的发展布局。据有关方面了解,围绕着西安、洛阳及晋中南地区,围绕东盟和我国贸易“零关税”的实施及大西南的建设,围绕甘肃、新疆化工原料配套基地、大西北建设和西亚出口等区域对玻璃钢复合材料的需求日益上升,不久会在这些地区出现UPR 和玻纤的规模型企业。到2009 年底,我国UPR 企业将超过160 家,有2/3 的企业是由过去乡镇企业转制为民营企业和私营企业。这部分企业中,有的积极引进技术人才和先进装备,使自身得到提高,逐步树立了品牌。但绝大多数企业,缺少技术,举步艰难,有的还掺做“捣浆糊”。这些企业,面临两条出路,一条是发展下游产品,还有一条是通过技术进步,提升企业。这两条路走不通,只有让市场淘汰你。可以预计,UPR 行业在三、五、八年这三个阶段,面临不断地整合和重组,树脂的增长方式将由产量的增长转变为品牌和质量的升级。二、低碳经济和玻璃钢新兴市场 “低碳经济”这个名词最早见诸于2003 年英国能源白皮书《我们能源的未来;创造低碳经济》。作为第一次工业革命的先驱和资源并不富裕的英国,充分意识到能源安全和气候变化的威胁。据有关资料报道,现在全世界每年二氧化碳排放量接近300 亿吨。二氧化碳的大量排放,造成全球气候变暖,海水倒灌。联合国政府间气候变化专门委员会警告称,气候变暖引起海平面每年上升18-59 厘米,按照这样的速度,到2100 年,全球一些低地岛国和全球三十二个气候变化最前沿的三角洲将会全部或局部被海水淹没。先进发达国家已把二氧化碳作为大气污染物质,相应增收碳排放税。 低碳经济,十年来全球经历了三个发展期。1997 年12 月,在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议通过了限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。议定书规定,到2010 年,所有发达国家二氧化碳等6 种温室气体的排放量,要比1990 年减少。议定书对中国等发展中国家没有强制排放要求,并获得了170多个国家的批准。 第二次会议是2007 年12 月15 日,《联合国气候变化框架公约》第十三次缔约方大会在印度尼西亚巴厘岛举行,通过了“巴厘岛路线图”。主要内容包括:大幅度减少全球温室气体排放量,未来的谈判应考虑为所有发达国家(包括美国)设定具体的温室气体减排目标;发展中国家应努力控制温室气体排放增长,但不设定具体目标;应对全球变暖,发达国家有义务在技术开发和转让、资金支持等方面,向发展中国家提供帮助。 “巴厘岛路线图”首次将美国纳入谈判进程之中,要求所有发达国家都必须履行可测量、可报告、可核实的温室气体排放责任。另外,“巴厘岛路线图”还强调必须重视适应气候变化的技术开发、转让和资金三大问题。目标上,“巴厘岛路线图”提出了发达国家到2020 年,至少应在1990 年基础上减排25%至40%。第三次会议是2009 年12 月7 日-18 日,全球190 多个国家和地区代表达 万人,在丹麦歌本哈根召开了联合国气候变化大会。这次会议在减排问题上存在着很大的分歧,主要是减排的比例和资助金额上。美国、中国、巴西等国已是全球温室气体排放大国,中美两国在会上的表达让与会国看到了希望。会议前中国已在去年11 月27 日正式对外公布控制温室气体排放的行动目标,决定到2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40%至45%;在此前,美国白宫宣布,将在哥本哈根气候变化大会上承诺2020 年前实现温室气体排放量在2005 年的基础上减少17%的临时性目标。哥本哈根会议上,20 多个发达国家私下起草了一个减排指标想获得通过,结果,遭到了来自发展中国家的反对;美国又以“船大掉头难”在具体减排上还不能立法。这次会议在具体减排指标上各说各有理,但最终形成共识,要加快环保技术的共享采用,加快全球减碳。 今天,我们来谈低碳经济,就是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,其实质是能源利用效率和清洁能源使用问题,核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本转变。低碳经济的主流理解是指尽可能降低温室主体排放的经济体。其主要体现在:工业方面,高效率的生产和能源利用;能源结构方面,可再生能源生产将占据相当高比例;交通方面,使用高效燃料,低碳排放的交通工具,公共交通取代私人交通,并且更多地使用自行车和步行;建筑方面,办公建筑与家庭住房采用高效节能材料以及节能建造方式。归根到底,逐步减少单位GDP 的碳排放量。“低碳经济”不仅仅是一种新的理念,而是下一轮新经济的增长点。对于我国经济发展的前景来讲,以往的“中国制造”面临减排压力,减碳的方式将借助于生产工艺、生产工装、生产手段的技术升级和技术创新的 “低碳技术”,通过低碳技术的实施形成“低碳标准”,达到低碳高增长,低碳降成本。推进低碳技术与玻璃钢产业有着密切的联系。上世纪六十年代,玻璃钢产业以“代钢、代木”的朴素观念进入市场,玻璃钢的比强度高,大量代替钢材及金属材料;从节约资源出发,大量代替木材。随着玻璃钢产业数十年的市场运行,衍生了许多优异性能,突出在其可塑性、可设计性和多功能性。它的可塑性赋予了各类特色的成型工艺;它的可设计性,简化了传统的制造工艺,降低成本,实现了材料和性能的优化组合;它的多功能性表现为优良的电性能、化学性能、耐老化性能、耐疲劳性能、耐水性能、耐燃烧性能等。可以看到,未来产业推进的低碳技术达到低碳经济,离不开玻璃钢;同时,也给玻璃钢产业供了新的发展空间。 从我们目前所熟悉的产业,车辆、造船、水处理、化工防腐、建筑节能等都将面临全球低碳经济的制约,玻璃钢复合材料已经成为和未来实现产业低碳经济的重要选择材料。低碳排放的交通工具包括:轿车、客车、工程车、商用车、高速列车、船艇、飞机及航天航空器。青岛罗美威奥新材料制品有限公司是国内专业为高速列车车体配套轻型玻璃钢内外饰结构件的制造企业。公司成立多年来,积极采用国际先进产品标准,优选原材料,满足车体减重的要求和标准,首批配件成功应用于京津城际高速铁路上。目前该公司车体配件已接到青铁、唐铁、长铁的大量订单,供不应求。罗美威奥从低碳经济的观念出发,通过低碳技术的实施,达到了配件规定的低碳标准,成为国内轨道交通中实现高速低排放最优秀的配套企业。还被国际知名公司西门子认证授予“最高级供应商”的称号。再如广西桂林大宇客车公司与其玻璃钢大包围配套企业一起,一改过去“论斤买卖”玻璃钢产品的现象,共同开展以减重、低碳为目标的设计程序。交通领域里,我国船艇极具开发前景。钢质大船实现低碳排放,减轻自重已提到日程上,若干年后,达不到国际公约减排15%的要求,就进不了公海;我国玻璃钢游艇市场,通过碳排放设计规范,轻质夹层结构设计将逐步取代单板设计的偏重结构。游艇将变得更轻、跑得更快、能耗更低。水处理技术、水资源开发将是未来新兴玻璃钢产业的重要市场,河北中意复合材料有限公司与北京理工大学联合开发成功防海水浸蚀超大型玻璃钢管缠绕研究及移动式缠绕设备。一些企业还关注海水淡化技术中玻璃钢高压管的开发应用。 相比于发达国家,我们玻璃钢产业面向“低碳经济”的层面上明显滞后。随着低碳经济的观念不断深入人心,国内产业将需重新解读、重新认识,加快推进的必要性。国内传统出口产品还在“高碳经济”上徘徊,很可能将遭遇新一轮的“碳关税”的“绿色壁垒”。对于玻璃钢材料参与的各个产业,都要融入“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳标准”的观念和措施,真正使我们玻璃钢材料成为各行各业配套的、性价比和强重比最优的轻质材料、功能材料和结构,让低碳真正和“玻璃钢经济”同步起来。 三、我国风电市场和兆瓦级玻璃钢叶片 开发清洁能源、发展风力发电是全球实现低碳经济的大事,我国风能装机总容量已跻身世界第四。发展兆瓦级风力发电,我国当时缺少成套技术,国家果断地组织企业引进欧洲成熟的技术,使我国风电行业成长极为迅猛。我国风电市场到底怎么样?前景如何?在这里我们剖析一些数字: 以上数据表明,我国风能资源非常丰富,已利用的并网风电总装机容量只占总资源的6‰,占国家电力总装机容量的,与欧洲风能利用发达国家丹麦、德国相比,差距甚远。此外,从我国目前风电并网看,将近有五分之一的风能设备未并网(2000-1613=387)。另从有关方面获悉,近几年,我国风电产业已令人担忧,兆瓦级整机企业达到80 多家,兆瓦级叶片制造企业70 多家,与先进发达国家对比和国内现状,显然有点“鱼目混珠”和“骑虎难下”。不久,国家发改委文件指出,风力发电也面临产能过剩。紧接着国家又下文取消风电设备国产化率70%的规定。风电产能过剩和70%的国产化规定取消,是国家对我国风电行业及时注射了清醒剂。目前,一方面是低水平的重复建设,另一方面是高效先进装备的中足,国家政策出台,使市场的自由选择更透明、更明朗、对促进我国风电产业健康发展具有现实意义和深远意义。 兆瓦级玻璃钢叶片其占整个风电设备成本的20%左右。叶片的设计、选材和工艺是决定风电装置性能与功率的主要因素,以及风力发电的单位成本。纵观全球叶片技术的发展趋势,并兼顾风机效能和降低成本两因素,叶片的制作正向大型化发展。单机功率愈大,每KW 的发电成本就愈低。因此全球风电设备都在向兆瓦级大功率和长叶片方向开发。典型的丹麦LM 公司是全球风力发电最大的集团,具有28 年的生产实践经验,其叶片年产达1 万片以上,已在中国天津和秦皇皇岛设厂。LM 公司也是全球唯一有In-House 测试能力的公司,可针对其叶片进行Full-Scale 的测试,所有的新设计叶片均可通过20 年运转状况的测试才能获准投产。这些测试项目包括静态、动态、雷击测试等,其测试设备中的激光扫描仪,更为叶片提供精确的几何数据。LM 公司目前生产最长的叶片为,是全球最长的叶片,重量为 吨,材质为环氧基玻纤增强复合材料,叶端等处采用碳纤,已按装在芬兰REpower 公司的5MW 海上风机上。LM 公司叶片制造技术包括多功能机械手铺设玻纤,以提高铺设进度25%;在螺栓的支撑力上进行创新,可增加叶片20%的长度;采用RIM 法缩短树脂渗透时间15-20%;以FRP 模具取代钢模,实现低成本。据有关信息,丹麦国家先进技术基金会拨款 亿丹麦克朗用于LM 公司进行创新型的新型叶片技术研究,该研究项目命名为“叶片之王”。是用FRP、C 纤维和热塑性材料的混合纱去制造叶片。这种纱铺进模具后,加热模具,塑料纱线融化,将会使叶片的生产时间缩短一半。在叶片设计上,LM 公司还在10 年前推出了一种新型具有弹性挠度的叶片概念,简称为预弯型叶片。该叶片在叶尖部分向外弯曲,使叶片在转动状态下,甚至处于强风时还能与塔体保持一定距离,避免叶片撞击塔架。预弯型叶片因其许可弯曲量变大,刚度相当,从而材料用量减少,重量减轻,而获取更多的风能。据有关方面透露,这种预弯型叶片与标准型叶片相比,风场在秒风速条件下即可起动。据了解,LM 公司与GE 公司合作的项目中对开发加长叶片增加电量进行案例分析测定,用 长的叶片替换了原有 风机上的 长的叶片,结果标明发电量增加7%,究其原因是其外圆扫风面积比内圆扫风面积增加了。可以认为,LM 的兆瓦级叶片的设计,制造技术是全球最先进,最富竞争力的。 在国内,中航惠腾靠不断创新,在风电叶片行业领先一步,自主技术、自行研发UPR基FRP 叶片的企业。其600kw-750kw 叶片占国内的90%以上,在开发 叶片上成功采用了高性能UPR。公司历年叶片装机容量占全国近一半的比重。该公司在寻求技术合作过程中,先后参与荷兰、德国、英国等九家风叶企业的技术交流与合作,专案确立了中国MW 级叶片在国内技术的自主化能力。惠腾叶片技术主要特点包括结构阻尼专利(降低振动)、叶尖专有技术(提供气动性能降低噪音)、镜面模具技术、快速常温固化技术、高精度平衡技术、高精度叶根定位技术等。以、6 吨重的叶片为例,每支重量误差在1kg 以下,重心偏差不超过10mm,因此,其启动风速只需秒,发电风速为3m/秒。该公司目前开发了2MW叶片,并根据风场要求,开展新的叶片设计工作。国内企业形成大批量生产的还有中复联众、北京中材FRP 研究院、上海FRP 院等。围绕风电设备配套的玻璃钢产品还有机仓罩和导流罩,国内采用最先进的抽真空和LRTM 工艺的有四家单位,山东德州地区的双一、华翼、株丕特三家公司和江苏的雅西路公司,产品大部为外商配套出口。常州华日新材公司最先为这些企业提供了性能优良的高强、低粘、低放热UPR。 为降低发电成本,除叶片设计外,材料和工艺成型日新月异,通过材料和工艺的选择达到轻量化和功能化,从而提高风能的效能。为了获得叶片最好的性价比,近几年,OCV 公司在全球叶片市场上推出高性能的Advantax 玻纤,该玻纤与E 玻纤相比,具有高的强度和模量,成功应用在兆瓦级叶片制造上。最近,OCV 公司又将S 玻璃纤维应用在更大的叶片上。S 玻璃纤维模量达到 ,比E 玻璃纤维高18%,强度高出33%,从技术角度,对于应用高强度高断裂应变的S 玻璃纤维在风力机叶片上更为先进。最近,PPG 公司向全球风能叶片行业推出了高性能的高强、抗疲劳玻璃纤维。据介绍,开发的HYBON2026 与目前市场上用与制作叶片的玻纤产品相比,拉伸强度高出20%,抗疲劳强度也高出数倍以上。国内有关企业在满足兆瓦级叶片的材料上也开展了大量的研制开发工作,重庆国际先后开发了ECT 和TM 高性能纤维,其销量占有国内兆瓦级叶片用玻纤用量的1/3,2009 年还向西欧出口高性能纤维达 万吨。此外,泰安的GMG、巨石的E6 等高性能纤维也进入了市场。叶片长度的不断增加使得轻质、高强的碳纤维在风力发电上应用不断扩大,大丝束碳纤维价格的下降成为风力机的首选结构材料,同样是34 米长的叶片,采用GF/UP 质量为5800公斤,采用GF/EP 质量为5200 公斤,采用CF/EP 质量为3800 公斤。因此,叶片材料开发的趋势是采用CF/EP,但同时也面临价格的压力。国外正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面深入研究降低成本。据有关方面信息了解,为了增加叶片的刚度并防止叶尖预弯部碰到塔架,在长度大于50m 的叶片将广泛使用碳纤维。轻质闭孔高强度泡沫是叶片材料中又一主要组成部分,应用于结构。据瑞典DIAB 公司资料报导可用于60 米长的风机叶片芯件。采用这种芯材及导流技术,可减少50%的周期时间,降低30%的劳动力成本,与敞开型技术相比,夹芯导流技术减少90%的苯乙烯散发,并使整个叶片达到轻质高强。DIAB 公司在中国昆山厂推出的PVC 轮廓板根据产品“量体裁衣”直接用到了叶片制作上,省时省料,降低成本。目前生产叶片泡沫结构的外资公司有Gurit天津公司、加铝上海公司等,国内常州天晟公司与有关科研院所合作,于去年开发成功结构泡沫。 随着海上风电的开发,对叶片的性能要求更高,轻质、高强、高弹、耐疲劳将推进新材料的不断产生。拜尔公司不久前推出商业化牌号Baytube 碳纳米管用于环氧树脂中,提升叶片的抗疲劳、抗冲击性和改善材料回弹性。该公司透露,采用纳米碳管于树脂中,将使叶片质量减轻20-30%,强度增大30%。在叶片成型工艺上出现了新的动向,中复联众公司已实践完成了预浸料成型工艺后,叶片制造由湿法成型改变为干法加热成型;德国西门子公司在叶片成型工艺上独创了整体成型。这些新技术的应用进一步提高了产品的尺寸稳定性,还缩短了制程时间。
英文在参考资料里第一部分 摘要:随着电子技术在汽车上的普遍应用,汽车电路图已成为汽车维修人员必备的技术资料。目前,大部分汽车都装备有较多的电子控制装置,其技术含量高,电路复杂,让人难以掌握。正确识读汽车电路图,也需要一定的技巧。电路图是了解汽车上种类电气系统工作时使用的重要资料,了解汽车电路的类型及特点,各车系的电路特点及表达方式,各系统电路图的识读方法、规律与技巧,指导读者如何正确识读、使用电路图有很重要的作用。 汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。 关键词:电路 单行线制 系统 导线 各种车灯 目录:(1)全车线路的连接原则 (2)识读电路图的基本要求 (3)以东风EQ1090型载货汽车线路为例全车线路的认读 a.电源系统线b.起动系统线路c.点火系统线路d.仪表系统线路e.照明与信号系统线路 (4)全车电路的导线 (5)识读图注意事项 论汽车电路的识读方法 在汽车上,往往一条线束包裹着十几支甚至几十支电线,密密麻麻令人难以分清它们的走向,加上电是看不见摸不着,因此汽车电路对于许多人来说,是很复杂的东西。但是任何事物都有它的规律性,汽车电路也不例外。 一般家庭用电是用交流电,实行双线制的并联电路,用电器起码有两根外接电源线。从汽车电路上看,从负载(用电器)引出的负极线(返回线路)都要直接连接到蓄电池负极接线柱上,如果都采用这样的接线方法,那么与蓄电池负极接线柱相连的导线会多达上百根。为了避免这种情况,设计者采用了车体的金属构架作为电路的负极,例如大梁等。因此,汽车电路与一般家庭用电则有明显不同:汽车电路全部是直流电,实行单线制的并联电路,用电器只要有一根外接电源线即可。 蓄电池负极和负载负极都连接到金属构架上,也就是称为“接地”。这样做就使负载引出的负极线能够就近连接,电流通过金属构架回流到蓄电池负极接线。随着塑料件等非金属材料在汽车上应用越来越多,现在很多汽车都采用公共接地网络线束来保证接地的可靠性,即将负载的负极线接到接地网络线束上,接地网络线束与蓄电池负极相连。 汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。 灯光照明电路是指控制组合开关、前大灯和小灯的电路系统;信号电路是指控制组合开关、转弯灯和报警灯的电路系统;仪表电路是指点火开关、仪表板和传感器电路系统;启动电路是指点火开关、继电器、起动机电路系统;充电电路是指调节器、发电机和蓄电池电路系统。以上电路系统是必不可少的,构成全车电路的基本部分。辅助电路是指控制雨刮器、音响等电路系统。随着汽车用电装备的增加,例如电动座椅、电动门窗、电动天窗等,各种辅助电路将越来越多。 旧式汽车电路比较简单,一般情况下,它们的正极线(俗称火线)分别与保险丝盒相接,负极线(俗称地线)共用,重要节点有三个,保险丝盒、继电器和组合开关,绝大部分电路系统的一端接保险丝或开关,另一端联接继电器或用电设备。但在现代汽车的用电装置越来越多的情况下,线束将会越来越多,布线将会越来越复杂。随着汽车电子技术的发展,现代汽车电路已经与电子技术相结合,采用共用多路控制装置,而不是象旧式汽车那样通过单独的导线来传送。 使用多路控制装置,各用电负载发送的输入信号通过电控单元(ECU)转换成数字信号,数字信号从发送装置传输到接收装置,在接收装置转换成所需信号对有关元件进行控制。这样就需在保险丝、开关和用电设备之间的电路上添加一个多路控制装置(参阅广州雅阁后雾灯线路简图)。采用多路控制线路系统可。第二部分第二部分简要介绍了全车线路识读的原则、要求与方法以及电路用线的规格。主要针对其在东风EQ1090车型 汽车电路与电器系统应用情况作了概括性的阐述。其包括了电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表系统以及辅助电器系统等主要部分进行了说明。通过对东风EQ1090车型的系统学习,为以后接触到各类不同车型打下个坚实的基础。一、全车线路的连接原则 全车线路按车辆结构形式、电器设备数量、安装位置、接线方法不同而各有不同,但其线路一般都以下几条原则:(1)汽车上各种电器设备的连接大多数都采用单线制;(2)汽车上装备的两个电源(发电机与蓄电池)必须并联连接;(3)各种用电设备采用并联连接,并由各自的开关控制;(4)电流表必须能够检测蓄电池充、放电电流的大小。因此,凡是蓄电池供电时,电流都要经过电流表与蓄电池构成的回路。但是,对于用电量大且工作时间较短的起动机电流则例外,即启动电流不经过电流表;(5)各型汽车均陪装保险装置,用以防止发生短路而烧坏用电设备。 了解上面的原则,对分析研究各种车型的电器线路以及正确判断电器故障很有帮助。二、基本要求 一般来讲全车电路有三种形式,即:线路图、原理图、线束图。(一)、识读电路图的基本要求 了解全车电路,首先要识读该车的线路图,因为线路图上的电器是用图形符号以及外形表示的,容易识别。此外,线路图上的电器设备的位置与实际车上的位置是对应的,容易认清主要设备在车上的实际位置,同时,也可对设备的功能获得感性认识。 识读电路图时,应按照用电设备的功用,识别主要用电设备的相对分布位置;识别用电设备的连接关系,初步了解单元回路的构成;了解导线的类型以及电流的走向。(二)、识读原理图的基本要求 原理图是一图形符号方式,把全车用电设备、控制器、电源等按照一定顺序连接而成的。它的特点是将各单元回路依次排列,便于从原理上分析和认识汽车电路。 识读原理图时,应了解全车电路的组成,找出各单元回路的电流通路,分析回路的工作过程。(三)、识读线束图的基本要求 线束图是用来说明导线在车辆上安装的指导图。图上每根导线所注名的颜色与标号就是实际车上导线的颜色和到端子的所印数字。按次数字将导线接在指定的相关电器设备的接线柱上,就完成了连接任务。即使不懂原理,也可以按次接线。 总上所述,掌握汽车全车线路(总线路),应按以下步骤进行: (1)对该车所使用的电气设备结构、原理有一定了解,知道他的规格。(2)认真识读电路图,达到了解全车所使用电气设备的名称、数量和实际安排位置;设备所用的接线柱数量、名称等。(3)识读原理图应了解主要电气设备的各接线柱和那些电器设备的接线柱相连;该设备分线走向;分线上开关、熔断器、继电器的作用;控制方式与过程。(4)识读线束图应了解该车有多少线束,各线束名称及在车上的安装位置;每一束的分支同向哪个电器设备,每分支又有几根导线及他们的颜色与标号,连接在那些接线柱上;该车有那些插接器以及他们之间的连接情况。(5)抓住典型电路,触类旁通。汽车电路中有许多部分是类似的,都是性质相同的基本回路,不同的只是个别情形。三、全车线路的认读 下面以东风EQ1090型载货汽车线路为例,分析说明各电子系统电路的特点。东风EQ1090型载货汽车全车线路主要由电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表系统以及辅助电器系统等组成。(一)电源系统线路 电源系统包括蓄电池、交流发电机以及调节器,东风EQ1090汽车配装电子式电压调节器,电源线路如图。其特点如下:(1)发电机与蓄电池并联,蓄电池的充放电电流由电流表指示。接线时应注意电流表的-端接蓄电池正极,电流表的+端与交流发电机‘电枢’接线柱A或B连接,用电设备的电流也由电流表+端引出,这样电流表才能正确指示蓄电池的充、放电电流值。(2)蓄电池的负极经电源总开关控制。当发电机转速很低,输出电压没有达到规定电压时,由蓄电池向发电机供给磁场电流。(二)起动系统线路 启动系统由蓄电池、启动机、启动机继电器(部分东风EQ1090型汽车配装复合继电器)组成,系统线路如图。 启动发动机时,将点火开关置于“启动”档位,启动继电器(或复合继电器)工作,接通起动机电磁开关电路,从而接通起动机与蓄电池之间得电路,蓄电池便向起动机供给400~600A大电流,起动机产生驱动转矩将发动机起动。 发动机起动后,如果驾驶员没有及时松开点火开关,那么由于交流发电机电压升高,其中性点电压达5V时,在复合继电器的作用下,起动机的电磁开关将自动释放,切断蓄电池与起动电动机之间的电路,起动机便会自动停止工作。 根据国家标准GB9420--88的规定,汽车用起动电动机电路的电压降(每百安的培的电压差)12V电器系统不得超过,24V电器系统不的超过。因此,连接启动电动机与蓄电池之间的电缆必须使用具有足够横截面积的专用电缆并连接牢固,防止出现接触不良现象。(三)点火系统线路 点火系统包括点火线圈、分电器、点火开关与电源。系统线路如图,其特点:(1)在低压电路中串有点火开关,用来接通与切断初级绕组电流;(2)点火线圈有两个低压接线端子,其中‘-’或‘1’端子应当连接分电器低压接线端子,“+”或“15”端子上连接有两根导线,其中来自起动机电磁开关的蓝色导线,(注:个别车型因出厂年代不同其导线颜色有可能不同)应当连接电磁开关的附加电阻短路开关端子“15a”;白色导线来自点火开关,该导线为附加电阻(电阻值为欧姆左右)所以不能用普通导线代替。起动发动机时,初级电流并不经过白色导线,而是由蓄电池经起动电磁开关与蓝色导线直接流入点火线圈,使附加电阻线被短路,从而减小低压电路电阻,增大低压电流,保证发动机能顺利起动。(3)在高压电路中,由分电器至各火花塞的导线称为高压导线,连接时必须按照气缸点火顺序依次连接。(四)仪表系统线路 仪表系统包括电流表、油压表、水温表、燃油表与之匹配的传感器,系统线路如图所示。其特点如下:(1)电流表串联在电源电路里,用来指示蓄电池充、放电电流的大小。其他几种仪表相互并联,并由点火开关控制。(2)水温表与燃油表共用一只电源稳压器,其目的是当电源电压波动时起到稳压仪表电源的作用,保证水温表与燃油表读数准确。电源稳压器的输出电压为。 报警装置有油压过低报警灯和气压过低蜂鸣器,分别由各自的报警开关控制。当机油压力低于50~90kpa时,油压过低报警开关触电闭合,油压过低指示灯电路接通而发亮,指示发动机主油道机油压力过低,应及时停车维修。东风EQ1090型汽车采用气压制动系统,当制动系统的气压下降到340~370kpa时,气压过低蜂鸣器鸣叫,以示警告。(五)照明与信号系统线路 照明与信号系统包括全车所有照明灯、灯光信号与音响信号,系统线路如图所示。其特点如下:(1)前照灯为两灯制,并采用双丝灯泡;(2)前照灯外侧为前侧灯,采用单灯丝,其光轴与牵照灯光轴成20度夹角,即分别向左右偏斜20度。因此,在夜间行车时,如果前照灯与前侧灯同时点亮,那么汽车正前方与左右两侧的较大范围内都有较好的照明,即使在汽车急转弯时,也能照亮前方的路面,从而大大改善了汽车在弯道多、转弯急的道路上行驶时的照明条件;(3)前照灯、前下灯、前侧灯及尾灯均由手柄式车灯开关控制;(4)设有灯光保护线路;(5)制动信号灯不受车灯总开关控制,直接经熔断丝与电源连接,只要踩下制动踏板,制动邓开关就会接通制动灯电路使制动灯发亮;(6)转向信号灯受转向灯开关控制;(7)电喇叭由喇叭按钮和喇叭继电器控制
工厂维修电工技师论文• 简介:在现代工业生产中,电动机的应用非常广泛,但是在生产当中电动机因缺相运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例,怎样减少这些问题的出现,全面提高电动机的使用效率,是一个值得认真思考的问题,我根据自己多年的工作实际和有关资料,现提出预防电动机单相运行的措施,仅供参考,不足之处,请提出宝贵意见。 • 关键字:工厂维修 电工技师 电动机单相运行的原因及预防 在现代工业生产中,电动机的应用非常广泛,但是在生产当中电动机因缺相运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例,怎样减少这些问题的出现,全面提高电动机的使用效率,是一个值得认真思考的问题,我根据自己多年的工作实际和有关资料,现提出预防电动机单相运行的措施,仅供参考,不足之处,请提出宝贵意见。一、电动机单相运行产生的原因及预防措施1、熔断器熔断 ⑴故障熔断:主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。 预防措施:选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路,并要定期加以检查,加强日常维护保养工作,及时排除各种隐患。⑵非故障性熔断:主要是熔体容量选择不当,容量偏小,在启动电动机时,受启动电流的冲击,熔断器发生熔断。 熔断器非故障性熔断是可以避免的,不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下,熔体的容量尽量选择小一些的,这样才能够保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故,它绝不能作为电动机的过负荷保护。2、正确选择熔体的容量 一般熔体额定电流选择的公式为: 额定电流=K×电动机的额定电流⑴耐热容量较大的熔断器(有填料式的)K值可选择~。⑵耐热容量较小的熔断器K值可选择4~6。 对于电动机所带的负荷不同,K值也相应不同,如电动机直接带动风机,那么K值可选择大一些,如电动机的负荷不大,K值可选择小一些,具体情况视电机所带的负荷来决定。 此外,熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好,否则会引起接触处发热,使熔体受外热而造成非故障性熔断。 在安装电动机的过程中,应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头,如没有铜铝接头,可在铜接头出挂锡进行连接。⑵对于容量较大的插入式熔断器,在接线处可加垫薄铜片(),这样的效果会更好一些。⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。⑷接线时避免损伤熔丝,紧固要适中,接线处要加垫弹簧垫圈。3、主回路方面易出现的故障⑴接触器的动静触头接触不良。 其主要原因是:接触器选择不当,触头的灭弧能力小,使动静触头粘在一起,三相触头动作不同步,造成缺相运行。 预防措施:选择比较适合的接触器。⑵使用环境恶劣如潮湿、振动、有腐蚀性气体和散热条件差等,造成触头损坏或接线氧化,接触不良而造成缺相运行。 预防措施:选择满足环境要求的电气元件,防护措施要得当,强制改善周围环境,定期更换元器件。⑶不定期检查,接触器触头磨损严重,表面凸凹不平,使接触压力不足而造成缺相运行。 预防措施:根据实际情况,确定合理的检查维护周期,进行严细认真的维护工作。⑷热继电器选择不当,使热继电器的双金属片烧断,造成缺相运行。 预防措施:选择合适的热继电器,尽量避免过负荷现象。⑸安装不当,造成导线断线或导线受外力损伤而断相。 预防措施:在导线和电缆的施工过程中,要严格执行“规范”严细认真,文明施工。⑹电器元件质量不合格,容量达不到标称的容量,造成触点损坏、粘死等不正常的现象。 预防措施:选择适合的元器件,安装前应进行认真的检查。⑺电动机本身质量不好,线圈绕组焊接不良或脱焊;引线与线圈接触不良。 预防措施:选择质量较好的电动机。二、单相运行的分析和维护 根据电动机接线方式的不同,在不同负载下,发生单相运行的电流也不同,因此,采取的保护方式也不同。 例如:Y型接线的电动机发生单相运行时,其电机相电流等于线电流,其大小与电动机所带的负载有关。 当△型接线的电动机内部断线时,电动机变成∨型接线,相电流和线电流均与电动机负载成比例增长,在额定电流负载下,两相相电流应增大倍,一相线电流增加到倍,其它两相线电流增加√3/2倍。当△型接线的电动机外部断线时,此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间,线电流等于绕组并联之路电流之和,与电动机负荷成比例增长,在额定负载情况下,线电流增大3/2倍,串接的两绕组电流不变,另外一相电流将增大1/2倍。 在轻载情况下,线电流从轻电流增加到额定电流,接两相绕组电流保持轻载电流不变,第三相电流约增加倍左右。 所以角型接线的电动机在单相运行时,其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化,而且还根据负载不同发生变化。 综上所述,造成电动机单相运行的原因无非是以下的几种原因造成的:1、环境恶劣或某种原因造成一相电源断相。2、保险非正常性熔断。3、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动,接触不良,选择不当等造成电源断一相。4、电动机定子绕组一相断路。5、新电机本身故障。6、启动设备本身故障。 只要我们在施工时认真安装,在正常运行及维护检修过程中,严格按标准执行,一定可以避免由于电动机单相运行所造成的不必要的经济损失。有些具体内容你自己再补充一些,再完善一下吧
熔断机制对于股指期货,乃至整个期货市场的风险控制都是非常有效的。事实上,自从1988年美国股市引入熔断机制之后,已经有18年没有发生股灾,其作用可谓功不可没。
熔断制度对于股指期货的作用主要表现在如下几个方面:
对股指期货市场的交易风险提供预警作用,有效防止了风险的突发性和风险发生的严重性。从我国股指期货熔断机制的设计来看,在市场波动达到 10%的涨跌停板之前,引入了一个6%的熔断点,即股指期货的指数点升跌幅达到6%.
即在此后的10分钟交易里指数报价不能超出熔断点之外,这不仅给股指期货的交易者提出了一种警示,也为期货交易的各级风险管理提出了一种警示。这时,包括对期货股指期货的交易者、代理会员、结算会员和交易所都有一种强烈的提示。
使他们都意识到后面的交易将是一种什么状态,并采取相应的防范措施,从而使交易风险不会在无任何征兆的情况下突然发生。
扩展资料:
表现形式:
国外交易所中采取的熔断机制一般有两种形式,即“熔即断”与“熔而不断”;前者是指当价格触及熔断点后,随后的一段时间内交易暂停,后者是指当价格触及熔断点后,随后的一段时间内买卖申报在熔断价格区间内继续撮合成交。国际上采用的比较多的是“熔即断”的熔断机制。
我国股指期货拟将引入的熔断制度,是在股票现货市场上个股设置10%的涨跌幅限制的基础上,为了抑制股指期货市场非理性过度波动而设立的。
按照设计,当股票指数期货的日涨跌幅达到6%时,是沪深300指数期货交易的第一个熔断点,在此幅度内“熔而不断”,在到达“熔断”点时仍可进行交易 10分钟,但指数报价不可超出6%的涨跌幅之外;10分钟之后波动幅度放大到10%,与股票现货市场个股的涨跌停板10%相对应。
参考资料来源:百度百科-熔断机制
熔断器是根据电流超过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开;运用这种原理制成的一种电流保护器。广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中。
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在过去的20多年里体裁分析一直吸引着语言学家的注意力,他们通过体裁分析研究了多种不同种类的话语。本文通过研究中国人和英语本族语人所写的英语硕士论文结论部分的体裁结构,志在从中发现它们的不同,从而提出一个模式来帮助中国研究者提高研究论文的写作能力。本研究是以Bunton 1998和2005的研究为参考的。为了进行研究,先建立了两个语料库,一个是中国研究生写的40篇英语硕士论文,另外一个是以美国和加拿大的研究生写的40篇英语论文。研究发现大多数的结论都包含介绍性的重述、研究空白的确定、实践应用蕴含及研究建议、未来研究的建议和结论重述。除了两篇英语本族语人所写的英语硕士论文外,所剩下的所有论文结论都把介绍性的重述看做是一个必须的语步;研究空白的确定是一个主要的语步,它占据着结论部分的大半篇幅,出现在了所有以论文为取向的80篇论文里,因此中英作者都一致认为这个语步是必须的而不是可选择的。研究还发现在这些研究对象中有两种建议,一种是对未来研究的建议,另一种是对现实应用的建议。中英作者尤其是英语作者把对未来研究的建议看做独特的语步。Academic discourse has generated enormous interest among linguists working in different areas and using different methodologies since the 1980s and different kinds of discourses have been studied in the scop of genre thesis aims to empirically investigate, with reference to Bunton (1998, 2005), the structure of Conclusions of MA thesis for possible generic differences between the concluding sections of research theses composed by MA candidates in Chinese universities and their counterparts 因
这方面的文章在VIP英语论文网上很多的哦,起头我也参考他们的范文,不过时间挺赶的,觉得一时也完成不了,不可能一两天就解决,后来直接让VIP英语论文网在线辅导老师帮我解决,非常专业的说,很快就给我了,呵呵。关于论文方面的问题可以去参考下。参考下这篇文章,或许对你有帮助英语已经成为国际学术领域的通用语,因此对旨在学术领域获得成就的未来的学者和研究人员们来说,用英语进行学术英文摘要写作是必不可缺的技能。摘要,作为学术论文的缩影,不仅能客观准确地描述科学研究,帮助读者迅速了解论文的主要内容,同时也成为科研人员掌握最新学术动态,向同行展示研究成果的重要工具。在科研文献急骤增加的信息时代,英语摘要已成为学术交流中传递信息的重要方式,其质量的好坏将直接影响到科研成果在世界范围内的传播和交流,因此对英文摘要的研究逐渐成为语言学研究的一个焦点。模糊限制语是英语摘要写作中常用的策略,它表明了作者对话语及读者的态度,给作者及读者都留下讨论的余地,体现了作者的科学态度及对同行的尊重。但是长期以来模糊限制语一直被人们忽视,甚至有的人认为使用模糊限制语是低劣文风的标志。一般来讲,英语摘要中模糊限制语的使用很少,因此很多人对它们在英语摘要中的情况了解不多,从不同母语的英语使用者角度对比分析英语摘要中的模糊限制语的研究更少。由于长期以来人们对模糊限制语及其用法认识不足,很多英语摘要的语言都显得武断和过于肯定。这一现象在以英语为二语者的英语摘要中更为明显。基于这一认识和这一领域以前的研究文献,本文尝试通过两个自建的英语摘要语料库,即以英语为母语者的英语摘要写作语料库和中国在读博士英语摘要写作语料库,对这两个语料库里模糊限制语的使用进行了定量和定性的对比研究。本文除去引言和结论外涵盖五章:第一章,文献综述。本章的第一部分详细介绍了模糊限制语的研究状况。首先介绍拉克夫(Lakoff)对模糊限制语的研究。拉克夫是第一个研究模糊限制语语义的语言学家。他指出语义界限有一定的模糊性,并强调模糊限制语是最有研究价值的,模糊限制语不但可以改变命题的真值程度,还可以揭示出命题意义的其他方面;其次介绍普林斯及其合作者(Prince et al)对模糊限制语的研究。他们将模糊限制语分成两类:一类是变动型模糊限制语,一类是缓和型模糊限制语。变动型模糊限制语或者改变话语的原意,或者对原来话语意义作某种程度的修正,或者给原话语定出一个变动范围。缓和型模糊限制语不改变话语的真值条件,而是使其语气趋向缓和的词语。再次介绍了Varttala对模糊限制语的研究,其对模糊限制语的分类是本研究的主要依据。最后介绍中国第一个把模糊理论引进来并进行了广泛研究的伍铁平教授的研究情况。伍先生对限制语的研究是从语法和句法角度给予分类,且比较注重单个词意义的研究。第二部分综述国内模糊限制语的研究现状及仍需解决的问题。本章的第三部分阐述了本文所涉及的模糊限制语研究的主要理论依据。第二章,英语摘要中的模糊限制语。第一部分,介绍了语言学家对英语摘要概念达成的四点共识。本章的第二部分介绍了国际标准化组织(ISO)在1976年公布的一项至今仍然有效的国际标准,即ISO214-1976(E)中提出的论文及出版物摘要的四要素,即目的、方法、结果、结论。本章的第三部分分析了英语摘要的三个语言特点:准确性、完整性、简明扼要。本章的第四部分概述了英语摘要的国内外研究现状。章的最后一部分分析了模糊限制语在英语摘要写作中的作用。第三章,研究设计。首先介绍研究目的,通过统计分析两个语料库中模糊限制语的使用情况,归纳总结其异同点及产生差异的原因,以帮助中国英语学习者更好的在英语摘要写作中使用模糊限制语。其次介绍语料来源,研究程序以及本研究所采用的研究方法。为确保研究的有效性,作者建立了两个语料库,共计70篇英语摘要。其中35篇是由以英语为母语者所写的英语摘要,构成语料库NES Corpus,另外35篇是吉林大学在读博士所写的英语摘要,构成语料库CEL Corpus。语料库NES Corpus使用SPSS软件进行数据分析,而语料库CEL Corpus中的英语摘要多数采用传统印刷,因而主要进行手工统计,进行分析。本研究以Varttala对模糊限制语的分类为依据,对两个语料库中的模糊限制语的使用进行了定量、定性的对比研究。第四章,研究结果,首先根据Varttala对词汇形式的模糊限制语的分类详细描述两个语料库里各类模糊限制语出现次数、各类可细化的次种类、在全文中的使用频率(以每千词计算)进行统计、对比,并探讨了各种模糊限制语的功能。然后总结、对比模糊限制语在两类语料库中的种类、使用频率、各种模糊限制语占模糊限制语总数的百分比。最后统计模糊限制语在英语摘要四要素中的分布情况。第五章,讨论。根据以上所搜集的数据,对研究结果进行讨论。结果表明两个语料库中模糊限制语使用的共同点为:1.均存在大量模糊限制语;2.其中表认知的动词出现频率最高;3.模糊限制语更多出现在英语摘要导言和讨论部分而非研究方法和结果部分。中国在读博士英语摘要语料库和以英语为母语者英语摘要语料库中模糊限制语使用的不同点为:1.在模糊限制语的种类方面,前者仅为后者的二分之一;2.前者中较少使用名词和形容词形式的模糊限制语;3.前者中更多使用较强的情态动词形式的模糊限制语;4.前者中没有核心模糊限制语。本文作者随后讨论了出现这些现象的原因。客观世界的复杂性决定模糊限制语的普遍存在;同时英语摘要的语言特点要求英语摘要写作使用模糊限制语。导致两个语料库中模糊限制语使用存在差异的原因有很多,其中对英语的掌握程度及存在的文化差异是影响中国作者使用模糊限制语的最明显因素。同时不了解学术团体共同遵循的规则也是不可忽视的因素。针对以上谈到的异同点及影响因素,提出了一些切实可行的措施,期望能够在英语摘要教学中提高中国作者使用模糊限制语的意识及在英语摘要写作中恰当运用模糊限制语的能力。最后一部分是全文的总结。通过以上论述和分析,作者证明了母语不同的英语摘要写作者使用模糊限制语存在差异,提出了一些有利于教学实践的帮助性建议。本研究讨论了词汇形式的模糊限制语的使用情况,作者希望以后能够在其余方面继续完善英语摘要写作中模糊限制语使用的实践。如果你还有什么不懂的,自己咨询VIP英语论文网也可以,老师的态度很好
众所周知,词语搭配逐渐开始在语言学及应用语言学领域占据一个比较重要的地位。如今搭配成为语料库语言学领域较为繁荣的方而。很多研究人员在这一领域有兴趣,语料库现在依赖于现代计算机技术,它可以运行数千万字的文本。现在,基于语料库的研究都集中在对数量足够大的自然语言词汇重复模式方面的深入探讨。本文将基于语料库讨论商务英语中关键词汇的词语搭配。论文共分为五个部分。在第一部分中,将把本论文的研究背景详细阐述,同时也将明确指出本论文的目的和意义。同时也会对论文的组织结构进行概述。‘文献回顾中,总结了语料库和语料库语言学相关的文献,提供了搭配的相关信息以及它的具体定义和关键词等。这是我们研究的基础数据收集程序。通过计算列出数据,同时处理结果,并以科学和系统的方式加以分析。词表将被计算出来后,根据结果和比较,同时确定关键字。对于选择出来的四个关键词将被讨论,集中在词语搭配方面。最后,对商务英语语料库中的关键词的搭配研究会作出一个总结,同时并为进一步研究该建议。It is well-known that collocations are gradually beginning to occupy a relatively important place in the field of linguistics and applied linguistics. Nowadays collocations become the flouring area of corpus linguistics. A lot of researchers are interested in this field. Corpora now relies on the modern computer technology, which can make the running texts of tens and thousands millions words possible. Recently, corpus-based research has focused on the importance of recurring patterns of lexis by looking at cUbktbTA蛛bUCz%^Lh