主办单位:中国焊接协会 中国机械工程学会焊接学会
总        期:第132
期 2006第9期
发行份数:17430份(2006/6/1)
编         辑:晓  晔       瑷  珉  

 

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中韩焊接技术论坛5月14日在哈尔滨焊接研究所召开

中韩焊接技术论坛于2006年5月14日在哈尔滨焊接研究所阳光大厅胜利召开。

这次会议由中国焊接协会、中国机械工程学会焊接学会、韩国焊接学会、哈尔滨市科技局联合举办,由哈尔滨焊接研究所、韩国生产技术研究院承办,并邀请中国工程院院士林尚扬先生为组委会主席、邀请韩国焊接学会副理事长Suck Joo Na 先生、哈尔滨市科技局局长李凯英女士为联合主席。

共有来自国内及韩国知名的大学、企事业单位及研究院所的70余位代表参加了本次会议。其中,韩国焊接学会副理事长Suck Joo Na 先生、韩国生产技术研究院部长Hee Jin Kim 先生、韩国高丽焊接材料有限公司技术研究所所长 WooHyun Chung先生、韩国明知大学Chang Hee Seok 教授等12位韩国代表出席了本次会议。

中韩焊接技术论坛共进行了9篇精彩的学术报告,包括:

1.装备制造业中的先进连接技术钢铁 教授 哈尔滨工业大学

2.CVD 金刚石膜/钎料界面的微结构及形成机制——孙凤莲  教授 哈尔滨理工大学

3.激光焊接、激光+电弧复合热源焊接技术——秦国梁 博士 哈尔滨焊接研究所

4.SA335 P122在超超临界锅炉中的应用 ——杨松  处长  哈尔滨锅炉厂有限责任公司     

5.高强度焊接金属的冷裂敏感性——Hee Jin Kim 部长 韩国生产技术研究院 

6.电阻点焊应用需求及发展战略:IT、电子部件及汽车行业——Chang Hee Seok 教授  韩国明知大学

7.汽车工业中镁合金的焊接性——Lee Mok-Young 博士 韩国工业科学技术研究所

8.铝合金激光焊缝凝固裂纹的控制——Yoon Jong-Wo 教授 韩国东义大学

9.焊接材料最新发展动向 ——Chul-kyu Park  研究员  韩国高丽焊接材料有限公司

中韩焊接技术论坛于514日下午17:30圆满结束。

中韩焊接技术论坛组委会秘书长、哈尔滨焊接研究所副所长杜兵先生还陪同韩国代表于2006515日对哈尔滨焊接研究所、哈尔滨工业大学国家现代焊接技术重点实验室以及哈尔滨锅炉厂进行了参观。


06’中国切割技术论坛 在北京实华饭店召开

2006514日,由中国焊接协会、中国机械工程学会焊接分会及其两会切割专业委员会主办,机械工业火焰切割机械产品质量监督监测中心协办,中国机械工程学会支持的06’中国切割技术论坛在北京召开,本次论坛特邀请来自国内外切割行业业内人士,对切割领域的热点问题作了如下报告:

1、中国切割机具行业现状及未来市场的需求——陆启祥(中国焊接协会切割专业委员会主任)

2、搭载型激光切割机现状——佐野  取缔役技术开发本部长(日酸TANAKA株式会社)

3、欧美市场切割机发展方向——高龙军  总经理(梅塞尔切割焊接有限公司(昆山))

4、     4、海别得—等离子切割技术的世界领先者——端    博士 (美国海别得(原海宝)公司研发工程师)

5、     5、‘数控切割三大技术解析——     总经理(发思特软件(上海)有限公司)

6、数控切割机的应用及发展——曹爱国  董事长(深圳市博利昌数控设备有限公司)

7、“水刀”在金属切割领域应用技术研讨——陈    总经理(南京大地水刀有限公司)

8、我国等离子弧切割机的现状——陈苗荪  总工程师(常州海特锐切等离子切割设备有限公司)

9智能型宽厚板切割机组在冶金行业的应用——刘    副总工程师(哈尔滨华崴焊切股份有限公司)

 

本次论坛旨在加强信息交流,加快切割领域的科技发展,到会各切割企业及用户代表53人,并就报告的内容展开热烈讨论。


中国数控切割行业第二次高层会议

 

中国焊接协会、焊接学会、机械工业火焰切割机械产品质量监督检测中心主办的《中国数控切割行业高层工作会议》于2006年5月13日在北京召开,哈尔滨华崴焊接切割成套设备有限公司、梅塞尔切割焊接有限公司、无锡华联科技集团有限公司、上海船舶工艺研究所、哈尔滨哈电机械电子设备有限责任公司、上海金凤焊割机械制造有限公司、江苏博大数控设备有限公司等七家数控切割机骨干企业领导出席了会议。常州海特锐切等离子切割设备有限公司、发思特软件(上海)有限公司等单位也派代表参加了会议。

与会代表就行业协会如何成为企业与政府间的桥梁与纽带、加强企业间合作、共同保护行业利益促进数控行业健康发展、有序竞争及加强质量监督等问题进行了深入探讨,最后就以下四个方面达成共识:

1.中国数控切割行业高层会议,定为年会制,每年举办一次。参会企业根据企业生产规模及技术能力每年增减。

   主办单位:中国焊接协会、机械工程学会焊接学会、机械工业火焰切割机械产品监督检测中心

   协办单位:为每年与会的骨干生产企业,采取南北轮换制

   会议地点:由主办单位与协办单位协商确定,行业内若有特殊及重大问题,经上一年参会四家以上企业(包含四家)同意,可召开临时会议。

2.会议的宗旨:尊重、协调、沟通、理解、合作、发展。

3.各企业共同遵守:不采取低水平、低质量,贬低同行业企业等不正当竞争手段,而损害行业整体形象。采取公平竞争的原则,在技术水平、产品质量、售后服务等方面,根据企业各自特点发展企业自身优势、寻求市场发展新的空间。

4.加强产品质量监督,根据现有生产制造技术及工业自动控制水平的提高,修定完善数控切割机行业标准,公布通用数控切割机主要功能及技术特点信息,为用户采购提供参考。

中国数控切割行业与会骨干企业(企业排名不分先后)

哈尔滨华崴焊接切割成套设备有限公司

梅塞尔切割焊接有限公司

无锡华联有限公司

上海船舶工艺研究所

哈尔滨哈电机械电子设备有限责任公司

上海金凤焊割机械制造有限公司

江苏博大数控设备有限公司

 

 

中国焊接协会   机械工程学会焊接学会     机械工业火焰切割机械产品监督检 测中心

 

 

 

优化套排解决方案之一

―――手工切割方式有效节省钢材解决方案


李浩
(发思特软件(上海)有限公司   上海  201203

 

在数控切割技术飞速发展的今天,人们已经意识到利用先进的数控切割与优化套料技术,不仅是保证产品切割质量和焊接质量的关键,而且也是提高板材利用率的关键,因此对于数控切割和优化套料的重视程度越来越高。但是,在现实切割生产环节中,手工切割还非常普遍,不仅在大型国营企业,而且在大量的中小企业,传统的手工切割,生产方式落后,切割质量差,切割效率低,钢材浪费严重。

在提倡“资源节约型社会”的今天,钢材的消耗与浪费问题被摆到了十分重要的位置,如何在手工切割这一传统的生产方式中,引进和推广先进的计算机画图、放样和套料技术,为手工切割提供一套有效的解决方案,改进手工切割落后的生产技术与生产方式,同时有效解决钢材浪费问题,这是众多从事切割焊接生产的企业,特别是中小企业非常关注和急待解决的问题!

 

1、  手工切割的现状

手工切割是指切割工人使用火焰或等离子手工气割具直接在钢板上切割零件。

从切割行业发展至今,手工切割一直伴随着行业的发展,原因是:手工切割操作简单,使用方便灵活,劳动成本低。不受场地和条件的限制,可以切割任意形状的零件。

但它的缺点也很明显:劳动强度大,生产效率低,切割质量差,切割效率低,钢材浪费严重,不能适应现代大批量、高效率、高质量、低成本切割生产的需要。

手工切割的发展现状:由于操作简便,劳动成本低,又不受场地和条件的限制,可以切割任意形状的零件,在我国切割焊接行业的大量中小企业,尤其是乡镇企业,应用非常普遍,特别是在没有条件购买数控切割机切割异形件的中小企业,手工切割就是最基本的切割手段。

 

2、  手工切割的瓶颈问题

手工切割发展到今天确实存在着不少问题,也阻碍了企业的发展和生产,其瓶颈突出体现在技术和人才两个方面:

技术瓶颈:手工切割的主要技术瓶颈是异形件的画图、放样和排料,以及三维复杂接管、容器、三通等的展开、放样和钣金加工。使用手工画图和放样,工作效率低,误差大,精度无法保证,无法实现机械切割和数控切割,又很难考虑和进行零件的优化排料。导致边角余料浪费严重,造成钢材大量浪费。

人才瓶颈:许多切割焊接企业,特别是新建企业和中小企业,由于严重缺乏熟练的技术工人,特别是缺乏具有画图、放样和钣金加工经验的老工人或熟练技工,已经成为制约企业生产和发展的人才瓶颈。更严重的是,即便有了熟练的钣金展开放样技术工人,但是他们又无法将手工展开图转为数控切割代码,由于手工展开放样计算精度不够,工作效率低,而采用手工切割还是无法保证切割质量和产品质量,这更成为制约企业生产和发展的技术瓶颈。

 

3、  手工切割瓶颈的解决方法:

针对上述的技术和人才瓶颈,FastCAM公司早在20年前就为手工切割提供了相当完善的解决方案,专门推出了FastCAM绘图软件和FastSHAPES钣金展开放样计算软件,专门针对异形件的画图和复杂钣金件的展开放样及手工切割,推广使用计算机画图和展开计算,以及从手工切割提升到数控切割,以先进的计算机绘图、展开、编程套料软件改变企业传统的手工放样和手工切割生产管理方式,实现企业的现代化的生产和管理,最大限度地节省钢材,避免钢材浪费,彻底解决企业的人才瓶颈和技术瓶颈难题。

FastCAM绘图套料软件和FastSHAPES钣金展开放样软件内含丰富的画图、展开放样与切割焊接经验,使用简单直观,无需计算机和CAD软件基础,以及钣金展开放样经验,简单快捷的在FastCAM软件中画图,直接从三维的几何尺寸展开成二维的放样图,再转换输出为数控切割程序。非常适合于年轻的缺乏经验的技术工人,可以帮助企业培养和训练绘图和钣金技术工人。

 

4、  解决方法的实施环节

FastCAM绘图套料软件和FastSHAPES钣金展开放样软件不仅能有效的解决手工切割中复杂图形的绘制和展开放样,同时适用于数控切割的环境,有效的将手工切割与数控切割联系在一起,提升手工切割的质量和效率。

针对手工切割,第一步是画图和展开,如果是简单的异形件零件,直接在FastCAM绘图软件中绘制任意的异形件,如果是复杂的钣金展开,直接在FastSHAPES钣金展开放样软件中输入几何数据,完成零件展开的计算。第二步是打印和钢板放样,将画好的零件图和计算好的展开图,打印出纸样,然后在钢板上放样排料,把零件都画在钢板上。对于小的零件或是有条件的企业,打印零件图或使用大号绘制仪绘制零件图直接使用,对于大的零件或没有条件的企业,可以直接在零件图中打印出零件的关键坐标点,直接在钢板上画出零件图。第三步就是手工切割,按照在钢板上画好的零件排料图进行手工切割。

针对数控切割:第一步仍然是FastCAM画图和FastSHAPES展开,把画好的零件图存为CAM文件,与手工切割的步骤相同,第二步是套料和编程,直接将FastCAM画好的零件图和FastSHAPES展开的零件图在FastNEST套料图软件中进行套料,然后转换为NC数控切割程序,或是先使用FastCAM绘图软件将CAM文件转换为NC切割文件,再在FastNEST套料软件中进行NC零件的套料,然后为数控切割机输出NC切割程序。第三步是数控切割,把NC切割程序提交给数控切割机进行数控切割。

使用FastCAM软件和FastSHAPES软件无论是手工切割还是数控切割,都可以通过优化排料和套料,有效节省钢材,大大提高切割生产效率和切割质量,缩短生产周期,提高企业的整体竞争优势。


 

超细晶粒钢(超级钢)的发展与焊接

钢铁研究总院       田志凌

2 超细晶粒钢的焊接问题

超细晶粒钢引为晶粒尺寸超细化而具备高强度、高韧性的特征,要求焊接接头必须达到与钢材本身性能相当的水平,无疑对焊接技术和焊接材料提出非常严峻的挑战。主要体现在以下两个方面:

(1)焊接热循环对钢材性能的影响

焊接熔焊焊道时,不可避免地会在周围金属中产生温度梯度,这一温度梯度将影响焊缝附近金属的组织和性能,产生热影响区。熔合线附近晶粒长大,这里的金属及离熔合线更远一点的金属被加热到高于Ac3温度的奥氏体区,因为冷却速度快有可能发展为马氏体或贝氏体组织,韧性不理想。进一步远离熔合线的金属被加热到高于Ac1但低于Ac3的温度,在这一中间临界区发生大量的重结晶,晶粒尺寸不均匀,有时会因为第二相的长大或析出使力学性能恶化,对于某些高强钢甚至会出现能破坏钢材韧性的MA组元。在这一重结晶区之外, 热量不足以改变晶粒的尺寸,但可能足以削弱冷加工的作用,引起马氏体/贝氏体的回火或沉淀强化钢及合金的过时效。

对于细晶粒钢而言,热影响区晶粒粗化导致的性能恶化将是最主要的问题。研究焊接热循环对母材组织、性能的影响规律及研究适合超细晶粒钢的新型焊接技术和工艺是非常必要的。

(2) 焊缝金属的性能

人们常说焊缝是个铸件,因为在铸件中发现的许多特征在焊缝中也存在,但焊缝金属的凝固时间不会超过数秒钟,相比较铸件的凝固时间为数分钟甚至数小时。对于这样一个铸造组织,若要达到与高纯度、高均匀度、超细组织的母材相当的力学性能是非常困难的。研究填充金属的凝固与相变机制、合金因素和微合金元素的影响规律,进而研究400MPa800MPa超细晶粒钢焊接材料具有重要意义。 

3 日本、韩国超级钢项目在焊接方面的研究工作

3.1 日本的研究工作

(1) 低热输入的焊接方法

为减小热影响区宽度,开发了超窄间隙气体保护金属电弧焊。对于19 mm厚的板,采用5 mm间隙焊接,焊速为7.5 mm/s,焊接电流为350 A进行两道焊接。电弧沿窄间隙壁的分布靠直流脉冲电流波形来控制。结果表明,超窄间隙焊接能够有效提高接头的强度,但还不足已完全克服焊接软化问题,晶粒尺寸为1mm,板厚20mm的焊接接头拉伸强度比母材低约100MPa,拉伸试样断在热影响区。

用大功率激光对超细晶粒钢进行深熔焊接。20 kW 的CO2激光,以16.7 mm/s焊速焊接,可以达到超过20 mm的熔深。研究发现,当熔深超过10 mm时,焊缝中有大气孔。通过方波功率调节,使调节频率与熔池表面振动的特征频率同步,可有效抑制气孔产生。采用大功率激光焊接了横向晶粒尺寸约1 μm,纵向晶粒尺寸约1~3 μm的铁素体超细晶粒钢。当焊速大于33.3 mm/s时,热影响区无软化区出现。当焊速为16.7 mm/s时,硬度从220 HV降低到170 HV,但热影响区很窄。热影响区最大铁素体晶粒尺寸随焊速增大而减小,但当焊速在33.3 mm/s以上时,铁素体晶粒尺寸保持在约3 μm的恒定值。

(2) 低转变温度焊丝

开发了一种低转变温度焊丝,焊接后可在焊缝周围产生压缩残余应力,从而使疲劳强度提高。这种焊丝被用于焊接晶粒尺寸小于1 μm的超细晶粒钢棒,焊接接头疲劳强度可达到高于300 MPa,比常规焊丝焊接的200 MPa的接头疲劳强度有大幅度提高。

3.2 韩国的研究工作

(1) 低热输入焊接方法

为减小焊接热输入对超细粒钢的影响,研究了高能量密度的激光焊接、低热输入的窄间隙焊接和多电极高速埋弧及气体保护焊接。其中多电极高速焊接比另两种方法更适合现场施焊,该方法使用低热输入,但由于56个电极同时焊接,仍可实现高效率的高速焊接。采用这套系统焊接,焊速可达3.0 m/min,热输入可降低到20 kJ/cm

(2)    不预热高强焊接材料

开发了600 MPa级的药芯焊丝,氢含量控制在6 ml/100g。药芯的碱度控制在0.8

对于800 MPa级拉伸强度的焊接材料,研究了产生低碳马氏体相组织的气体保护焊材。在该合金设计中,碳含量降低到0.01%以改善抗冷裂纹性能,添加NiMo以获得所要求的韧性和强度。

(3)    高氮TiN钢的开发

开发了高氮TiN钢以防止热影响区奥氏体晶粒长大。添加氮提高TiN颗粒的热稳定性,以至即使在试件加热到1400 oCTiN颗粒也不会溶解到基体金属中。TiN颗粒在热影响区中的钉扎作用可有效防止奥氏体晶粒长大。在热稳定的TiN帮助下,实际焊接产生的热影响区尺寸大大减小。采用热输入为60 kJ/cm的埋弧焊方法进行焊接,高氮TiN钢的热影响区宽度为0.2 mm,只有常规TMCP钢焊接热影响区宽度的110,如图5所示。采用各种焊接条件进行焊接,热影响区的冲击韧性(熔合线外1 mm)在150~250 J之间,尤其是采用大热输入条件焊接时,高氮TiN钢的热影响区韧性较常规钢有大幅度改善。

 

5  高氮TiN钢与常规TMCP钢焊接热影响区宽度对比


(未完待续)

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