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138
期 2006第15期
发行份数:17430份(2006/8/31)
编         辑:晓  晔       瑷  珉  

 

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第九届海峡两岸机械工程技术交流会在哈尔滨召开


   由海峡两岸机械工程学会联合举办的“第九届海峡两岸机械工程技术交流会”于8月7-9日在我国传统的动力之乡——哈尔滨召开。来自海峡彼岸机械工程学会的台湾代表一行27人由胡裕同荣誉理事长率领和大陆代表共同就“能源与环境”的主题进行了交流。黑龙江省科协马淑洁主席、何光远荣誉理事长、陆燕荪荣誉理事长和宋天虎副理事长兼秘书长、张强副秘书长代表大陆方面对远道而来的客人表示诚挚的欢迎。
  因为近年来随着经济的发展,世界性的能源短缺成为制约很多国家经济发展的瓶颈,同时,各种工业污染的加剧严重影响了人类的生存环境。因此,无论是大陆还是台湾都在广泛关注着这个问题,并积极采取各种有利于节约资源、降低污染的技术,并发展和探求各种绿色替代能源。本次会议上,在两个秘书长分别介绍了双方活动情况后,来自台湾成功大学的陈朝光教授、李森墉教授、台湾北台科技大学的邱弘兴教授、台湾联合船舶设计发展中心的陈义男教授、台湾科技大学的林阳泰教授,和来自大陆哈尔滨工业大学的秦裕琨院士、哈尔滨电站设备集团公司的苗立杰副总经理、合肥工业大学的刘光复教授、北京科技大学的苍大强教授、奇瑞汽车有限公司的常杰高级工程师等分别就风力发电、深层海水利用、绿色制造、新能源研究、电力工业的节能与环保、钢铁工业环保节能及循环经济、都市垃圾焚化与资源回收再利用、节能环保汽车的研究与开发进行了主题发言。
  风能作为可再生能源,因其技术比较成熟、蕴含丰富、可大规模开发、利用成本仅为太阳能的1/10而受到双方的广泛关注,分别就发电机的翼型设计和机组的开发进行了深入的交流。台湾代表介绍,目前在台湾已有的风力发电系统达11.7万千瓦,预计2010年将达到215.9万千瓦,但现有发电设备全部为进口。我国大陆可开发利用的风能资源(10米高度)约2.53亿千瓦,2005年的累计装机容量达到126.6万千瓦,预计到2020年重点区域的装机规模达420万千瓦(含陆地和海上)。哈尔滨电站设备集团自主开发的1.2MW直驱式变速变桨永磁/双馈风电机组已经成功并网发电。此外,针对大家共同关心的造成环境污染和消耗能源的行业大户的技术改造问题,秦裕琨院士介绍了能够提高效率2%-6%的超临界、超超临界发电技术,提高热效率、环保性能优良的整体式煤气化燃气—蒸汽联合循环(IGCC)技术,以及煤电机组占绝大多数情况下的脱硫、除尘、脱氮技术的发展;刘光复教授介绍了保证产品功能、质量的前提下,综合考虑环境影响、资源利用效率的现代制造模式,借助各种先进技术使产品在设计、制造、包装、运输、使用到报废及回收处理的整个生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化,资源利用率最高,能源消耗最低,实现企业经济效益与社会效益的协调优化的绿色制造系统的理念和实践;林阳泰教授则针对城市垃圾对人居环境影响日益严重,以自己20年来的亲身经历介绍了机械行业的学者如何利用自身的专业知识介入城市垃圾的减量化、资源化的设备开发研究所取的成绩,新式焚烧炉的应用及分类回收政策的贯彻,使得台湾地区的人均日产垃圾量逐年下降,台北市正在争取2010年实现“资源全回收,垃圾零掩埋”的目标;苍大强教授的报告重点介绍了大家关注的高消耗高排放的冶金行业在节能环保方面所进行的工作,如:通过“零渣量工艺”、“二次能源和资源利用”等技术和工艺的改进,降低能耗,减少渣、尘、有害气体和CO2排放,利用工业生态原理研究实现资源和能源的共享与高效利用的途径等,特别是报告中关于“工业生态”概念的论述使与会人士耳目一新。
  尽管本次交流受时间所限,加之报告内容广泛,很多主题的讨论让代表们感觉意犹未尽,但是双方的报告还是给彼此留下了深刻的印象,会后纷纷相约今后还要就各自关注的主题进行更加深入的探讨。
  本次活动中全体代表还参观了代表我国动力设备制造最高水平、为我国的能源建设立下汗马功劳的哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨锅炉厂、哈尔滨电机厂,以及在我国工科院校中占有重要地位的哈尔滨工业大学,代表们在参观过程中,对哈尔滨这个号称我国“动力之乡”的城市有了更加形象的认识,对那些为我国经济建设做出了巨大贡献的一代又一代劳动者表示出极大的敬意,并为他们取得的成就感到骄傲和自豪。
  本次会议得到哈尔滨汽轮机厂的大力支持。下次会议将于2007年在台湾举行,会议的主题将在双方协商后发布。  

(中国机械工程学会工作总部)


军工难加工材料高效加工工艺与装备技术研讨会将在上海举行



    由各军工集团、机械、有色金属行业以及国防科技工业科技成果推广转化研究中心等共11个部门(具体为中国航天科技集团公司科技部、中国航天科工集团公司科技质量部、中国航空工业第一集团公司科技发展部、中国航空工业第二集团公司科技部、中国船舶重工集团公司科技部、中国船舶工业集团公司科技部、中国兵器工业集团公司计划部、中国兵器装备集团公司科技质量与信息部、中国机械工业联合会科技工作部、中国有色金属工业协会科学技术部,以及国防科技工业科技成果推广转化研究中心)共同举办的“军工难加工材料高效加工工艺与装备技术研讨会暨上海工业博览会军工难材料高效加工工艺与装备技术论坛”,拟于2006年10月31日—11月2日在上海举行。会议旨在寻求解决军工制造业科研生产过程中各种新材料加工的高效加工工艺技术与装备,提高军工新材料制造加工的生产效率和成品率,突破制约新材料转化为实际应用时的加工难题。

会议主要活动内容:

    1) “十五”科研成果发布及工艺难题信息交流。发布在“十五”期间开发的新材料及加工工艺与装备的科研成果信息;通报在军工科研与生产过程中,遇到的难加工材料加工工艺技术难题;征集针对新材料加工的工艺技术措施。2) 新材料高效加工工艺与装备技术研讨。针对目前军工制造业应用的难加工材料(如铝、钛、镁,高强钢、高温合金,光学玻璃、晶体、陶瓷与复合材料等)的切削、磨削、特种加工、切割、焊接、热处理、精铸、成型、表面改性、数字化制造等加工,交流研讨其先进加工工艺技术的最新研究成果、高效工艺技术方法与装备应用经验。3) 新型装备技术展示与参观。展示新材料加工所用的新型切削、磨削、特种加工、切割、焊接、热处理、铸造、压力成型、表面加工、数字化制造等先进加工装备与技术;组织参观2006年中国国际工业博览会数控机床与专用装备展,以及制造装备生产企业。
本次研讨会将邀请有关政府部门、军工集团、行业协会、军工863等管理部门领导及负责人,相关专业的院士及著名专家学者出席会议并参加演讲,拥有相关先进加工工艺及装备技术的高校、研究机构、企业的专家代表进行交流研讨。

    本次会议由《新技术新工艺》杂志社、上海世博(集团)有限公司、航空工业生产力促进中心、船舶工业科技成果管理办公室、中国科学院北京国家技术转移中心等单位承办;中国材料研究学会、中国机械工程学会热处理分会、中国焊接协会、中国特钢企业协会作为技术协作单位;传媒网络支持有国防科工委网(http://www.costind.gov.cn)、国防科技成果网(http://www.techinfo.gov.cn)、军工先进制造网(http://www.diamt.net.cn)、中国机械网(http:// www.china-machine.com)、国际金属加工网(http:// www.mmsonline.com.cn)、中国热加工网等

    欢迎从事军工、机械、有色、新材料等教学、科研、加工、生产应用的单位及人士参加技术征文交流、产品展示及参会。详细情况请与各主办、承担、技术协办、网络支持等相关单位联系。本社联系人赵巨峰、吕菁,电话(010)68962167转8008、8006。


附: 会议拟定主要技术报告及交流内容

一、会议主要讲座报告

    1、军工难加工材料的研究应用及其发展
    2、高效切削及特种加工技术的应用与发展
    3、特种焊接与切割技术的应用与发展
    4、精密铸造与压力成型技术的应用与发展
    5、轻合金加工应用现状及其发展
    6、难加工黑色金属及硬脆材料加工应用现状及其发展
    7、数字制造与极限制造加工技术的应用与发展 

二、会议部分技术交流报告

    钛合金高速切削、钛合金模锻技术、振动切削技术,光学玻璃模压、抛光、磨削技术,镁合金、铝合金电磁铸造技术,粉末注射技术,陶瓷等静压加工技术,硬脆材料高速切削、高速磨削技术,镁合金半固态触变成形工艺技术、有色金属表面处理技术,铝合金高效焊接技术,搅拌摩擦焊、扩散连接、电子束激光焊技术,超高强钢焊接及切削技术,其他。 

三、会议主要展示装备

    1、切削装备:如高速切削机床、刀具,振动机床、电加工、激光加工等设备;
    2、焊接和切割装备:如激光、水切割;电子束、搅拌磨擦、机器人高效焊等;
    3、热处理装备:如真空热处理、保护气氛热处理、感应热处理等;
    4、铸造与压锻装备:如压力、电磁、半固态铸造,旋压、模锻、挤压、模压等;
    5、表面加工装备:精整、涂层等; 
    6、特种加工装备:电加工、等离子加工、极限加工等;
    7、数字制造装备:数字设计、数字制造、数字检测等。

四、会议参观访问

    1、参观2006年中国国际工业博览会数控机床与专用装备展2、交流访问装备制造企业。


哈尔滨锅炉厂首台21万千瓦环保锅炉问世



    日前,由哈尔滨锅炉厂有限责任公司与西安热工研究院联合自主开发的、拥有自主知识产权、国产首台21万千瓦循环流化床锅炉江西分宜电厂8号机组,顺利通过了72+24小时试运行。21万千瓦循环流化床锅炉的研制成功,填补了我国在该领域的空白,打破了国外对我国大容量绿色环保锅炉技术的垄断和封锁,对实现电力装备国产化具有里程碑的意义。
    此前,哈锅还成功签订了江西分宜国产首台具有自主知识产权的33万千瓦循环流化床锅炉供货合同。至此,哈锅已经形成了具有自主知识产权的10万、20万、30万千瓦等级的循环流化床锅炉系列产品,“哈锅牌”绿色环保锅炉将不再受引进技术应用领域和有效期的限制,可以自由走向国际大舞台。
循环流化床锅炉的主要优点是,能够在燃烧过程中有效控制氮氧化物和二氧化硫排放,一般脱硫率均在90%以上。由于炉内燃烧温度较低,氮氧化物排放明显降低,所以循环流化床锅炉可有效减少对大气的污染。同时,循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率、很大的锅炉负荷调节范围,并具有极强的燃料适应性,许多锅炉不能燃烧的贫煤、煤泥、煤矸石等均能充分燃烧。正因如此,循环流化床锅炉以其优越的燃烧、环保特性赢得了用户青睐,其技术的开发和应用也为解决我国火电发展之“痛”找到了一剂良药。


 


 

 

 

解决方案2-3: 坡口切割技术节省钢材解决方案



    采用先进坡口切割技术和软件,提高数控切割设备的技术和装备水平!
    有效节省钢材,提高切割效率和切割质量,提升企业现代化生产技术水平!

坡口切割技术:
    切割是焊接的前道工序,切割为焊接服务。坡口切割就是切好焊接需要的坡口,做好焊接准备。坡口切割包括管材的坡口切割和平板的坡口切割,在管材坡口切割中一般需要使用火焰或等离子进行连续变化的马鞍形相贯线坡口切割,在平板坡口切割中除了简单的火焰三割炬坡口切割外,一般常见的是采用V形坡口的一次连续的数控坡口切割,以及包括V、X、Y、K形坡口在内的几种复杂的需要进行二次至三次的数控坡口切割。

    数控坡口切割技术,除了机械结构中的无限回转装置外,主要是数控系统(控制器)和坡口切割套料编程软件。数控系统要具有多轴联动功能,控制无限回转和摆角的坡口控制功能,以及坡口数控切割工艺。坡口切割套料编程软件是数控坡口切割实现高效自动切割的核心技术,与平板数控切割相同,要提高坡口切割的生产效率,有效节省钢材,就不能停留在数控系统或控制器上进行手工编程和单件切割,要使用坡口切割套料编程软件,在计算机上进行坡口设置和套料编程,在数控切割机上实现各种坡口的连续切割,才能有效提高切割效率,节省钢材!

    目前我国切割焊接企业,对于平板坡口切割一般都是采用数控切割机先把零件切割下来,再使用刨边机、坡口切割机器人、小车切割机,或是手工打磨方式,经过二次,甚至三次加工,才能加工完成焊接坡口,加工工序复杂,劳动强度大,钢材浪费严重。
    对于管材的坡口切割,也是先把管材切割下来,再手工打磨坡口。这种传统的手工和机械坡口加工方式,不仅切割加工效率低,而且需要预留出更多的坡口焊接余量,从而导致在坡口切割中钢材的严重浪费。目前,有部分大中型企业购买了进口的平板或管材坡口切割数控设备,能够在控制系统上进行手工坡口编程和切割,但很少能够做到在计算机上设置各种坡口,自动完成坡口程序的编程和套料,实现坡口的自动和连续套料切割。

解决方案:
    针对管材的数控坡口切割,推荐使用FastPIPE和FastFRAME管材数控坡口切割软件。

    FastCAM研发中心在上个世纪90年代开发完成管材的二轴数控切割软件,FastPIPE二轴数控切管软件用于管材端头各种形状的剪切,管子上面各种槽、孔的切割,任意角度三通的主管和支管的马鞍形相贯线切割,以及任意图形或文字在管材上的切割。FastFRAME是专业的空间桁架管材施工切割软件,用于体育场馆、机场等公共基础设施建设中空间桁架中管材空间结构的生成、多管相交的展开,以及所有管材NC切割文件的自动输出。二个数控切管软件都有超过十年的应用历史,系统稳定,功能完善。

    FastCAM研发中心在2004年完成了FastPIPE和FastFRAME软件从二轴切管升级到四轴联动坡口切管,并且在研究了世界各种数控切管机的运动方式基础上,归纳总结出六种管材坡口切割运动形式。因此,现在的FastPIPE和FastFRAME数控坡口管材切割软件是一个通用的管材切割软件,不仅可以适用于普通的二轴不带坡口的数控切管机,而且适用于三轴和四轴不同传动和切割方式的数控坡口切管机。

    切管机制造厂家可从FastCAM中国公司的网站www.fastcam.cn下载FastPIPE和FastFRAME数控坡口切管软件的NC测试程序,进行软件与控制器和数控切管机的联机测试。切管机用户可从FastCAM中国公司的网站www.fastcam.cn下载FastPIPE和FastFRAME数控坡口切管软件的详细介绍和使用培训软件,便于用户快速学习和掌握软件的使用。

    FastPIPE和FastFRAME软件可以支持三种形式的管子数控切割机。
第一种是简单的二轴数控切管机,不带坡口,这种切管机应用最广,实际上数控切管中80%的管材是采用二轴切割的,只有20%的管材是采用多轴数控坡口切割的。原因之一是因为在国际市场上数控坡口切管机的价格要比不带坡口的数控切管机的价格一般要高出五倍甚至十倍。原因之二是即使购买了数控坡口切管机,但是没有购买数控坡口切管软件,或是没有使用好数控坡口切管软件。另外,二轴切管机可以与平板切割机联合使用,做成管板二用的数控切割机。

    第二种是简单的三轴数控切管机,带一个摆动方向的坡口切割角度,可以实现部分坡口切割功能,应用在一些相对薄壁的管材和对管材坡口要求不高的焊接与钢结构工程。

    第三种是完整的四轴联动数控切管机,加上二个辅助位移移动轴,统称为六轴联动数控切管机。
四轴联动数控切管机,根据坡口切割运动不同的摆动和回转方式,还划分为三种不同类型的四轴联动数控切管机。有关数控坡口切管机不同类型设计结构的详细介绍,可从FastCAM中国公司网站www.fastcam.cn 的OEM用户专区下载。

    针对平板的数控坡口切割,推荐使用FastCAM Bevel平板数控切割坡口编程套料软件。

    FastCAM研发中心在2002年开发完成数控等离子切割机使用的V型坡口的编程套料割软件,为平板坡口数控切割机提供了坡口自动编程套料切割软件,已经为国内几家数控切割机厂家配套生产数控平板坡口等离子切割机。

    FastCAM V型坡口数控切割编程套料软件,其主要功能是通过FastCAM绘图软件在零件上直接设置和编辑V型坡口,然后将带坡口信息的零件在FastNEST套料软件进行套料和编程,生成带坡口的NC切割文件,实现V型坡口的自动套料和连续切割。 

    FastCAM研发中心在2006年又投入了开发包括V、X、Y、K形坡口在内的多种平面坡口切割形式的自动编程和自动套料,自动实现数控火焰和等离子切割机对平板坡口的一次、二次到三次的连续切割,从而在FastCAM自动编程套料软件上实现各种复杂坡口形式的简单快速编辑、自动整板套料,进而实现四轴联动平板数控坡口切割机的自动与连续切割。FastCAM数控坡口切割软件将大大提高切割机制造企业和钢材切割企业的数控切割机装备和技术水平,提高焊接准备和坡口切割的生产效率和切割质量,有效节省钢材。 

  
  切割机制造厂家可从FastCAM中国公司的网站www.fastcam.cn下载FastCAM Bevel 数控坡口切割软件的NC测试程序,进行坡口软件与数控系统器和坡口切割机的联机测试。切割机用户可从FastCAM中国公司的网站www.fastcam.cn 下载FastCAM Bevel数控坡口切割软件的详细介绍和使用培训软件,便于用户快速学习和掌握软件的使用。

(未完待续)

    

再制造工程中的热喷涂技术

徐滨士,马世宁,朱胜,刘世参,王海斗

装甲兵工程学院 装备再制造技术国防科技重点实验室



   

2.2高速电弧喷涂铝基氧化铝增摩涂层研究

舰船主甲板的防滑处理一直是困扰我们的难题之一。舰船上的许多钢结构及部件,如顶层甲板、设备器材的搬运区、人员活动走廊、直升机甲板系桩等部位,对防滑表面有很高需要,摩擦系数要求在0.6以上。舰载直升机和人员的安全主要取决于直升机轮胎与停机坪及人员鞋底与甲板之间足够的摩擦力。现采用的防滑表面涂层为传统的聚合物涂层体系,即聚合物和大粒度金刚砂组成的有机复合涂层。金刚砂粒度为0.45~0.9mm,涂层厚度1.5mm。但这种有机涂层易老化,寿命短,金刚砂与聚合物涂料的结合强度低,使用过程中易脱落,耐磨性差,因而摩擦系数的保持能力差。此外聚合物涂层会造成环境污染。

装备维修表面工程研究中心采用高速电弧喷涂铝基粉芯丝材的方法有效地解决了这一难题。首先制备了AlAl2O3粉芯丝材,制备示意图见图4。外皮为Al,粉芯为Al2O3陶瓷颗粒。为了解决Al2O3陶瓷颗粒沉积率低、与铝基体结合强度差的问题,在Al2O3颗粒表面包覆了一薄层超细铝粉,这样喷涂时超细铝粉由于熔点低而首先熔化,不仅改善了Al2O3颗粒的加热效果,而且形成的断续铝膜可以大幅度提高与铝基体的结合强度。

4  粉芯丝材生产工艺示意简图

这种新型防滑涂层在猎潜艇主甲板上进行了实际应用。作业时,首先在基体上喷涂一层耐腐蚀纯铝涂层,用于防止海水腐蚀钢板,然后继续喷涂一层AlAl2O3防滑涂层,最后采用稀释甲板漆进行封孔处理,见图5。实际应用表明,该复合涂层依靠Al2O3颗粒的作用而具有良好的防滑效果,同时又具备优良的防腐性能。目前已成为舰船防滑处理的有效手段。

5  复合防滑涂层体系

 

2.3高速电弧喷涂Zn-Al-Mg-RE涂层耐海水腐蚀研究

舰船由于受到海水及海面盐雾的侵蚀,甲板及舰体腐蚀严重,每年都需要涂几次油漆进行防护;舰艇每次小修时更换腐蚀的钢板达到1/3,中修时的换板率超过了1/2,既增加了维修的工作量、降低了舰船在航率,又造成巨大的经济损失。

海水对金属材料的腐蚀是典型的电化学腐蚀,海水中的氯离子(Cl)对氧化钝化膜的穿透能力很强,因此,舰船在海水中很易被腐蚀。

为增强舰船的耐腐蚀磨损性能,我们开发了高速电弧喷涂Al-ReZn-Al耐蚀涂层,耐腐蚀效果非常优异,当Zn-Al涂层中Al含量超过13%15%时,涂层既具有纯Zn涂层对钢铁基体有效的阳极保护且对点腐蚀和裂纹不敏感的特点,又因涂层中含有足够的Al,能够形成完整的Al2O3保护膜而耐腐蚀磨损。Zn-Al涂层涂层是替代ZnAl涂层的极有发展前途的耐蚀金属涂层。

Zn-Al耐蚀涂层的基础上,我们又开发了Zn-Al-MgZn-Al-Mg-Re涂层。这两类涂层由于具有“自封闭”作用,进一步提高了涂层耐腐蚀性能。在涂层的腐蚀过程中,Zn可形成不溶解性的腐蚀产物(ZnOZn4(OH)6CO3·H2O)来封闭涂层中的孔隙,即“自封闭”效果。Mg加快了涂层中孔隙的“自封闭”过程,从而提高了涂层的耐蚀性。在加入0.7-1.4Mg后,Zn-Al-Mg合金涂层在盐雾腐蚀环境下耐蚀性比Zn-Al涂层提高了4倍。

采用电化学阻抗谱法研究表征Zn-Al-Mg-Re涂层的“自封闭”效果。

6Zn-Al-Mg-RE涂层的电化学阻抗谱,可见在浸泡初期呈现半径近似的两个半圆外形,而随后转入到单一半圆形状。浸泡初期对应的等效电路图见图7,与Zn-Al Zn-Al-Mg涂层相同;但浸泡后期对应的等效电路可用图8表示。比较图7和图8可以看出,在浸泡后期的电化学阻抗谱的测试中已经接收不到来自涂层/基体界面的信息。表明在浸泡后期Cl不能到达涂层/基体界面。由于稀土元素的加入,Zn-Al-Mg-RE涂层的腐蚀产物与Zn-Al-Mg涂层比较并没有明显差别,但稀土元素可细化涂层颗粒,使颗粒粒度均匀,降低涂层孔隙率,使涂层组织致密,进而减少了腐蚀通道。因此,反应进行一定时间后,由于钝化膜及腐蚀产物的堵塞,Cl很难通过涂层表面的缺陷进入涂层到达涂层/基体的界面,涂层的“自封闭”效果更加明显,大幅度提高了涂层腐蚀产物层的稳定性,从而使Zn-Al-Mg-RE涂层表现出优异的耐蚀性。

 


(未完待续)

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