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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166期 2007第20期
发行份数:31144份(2007/10/31)
编         辑:晓  晔       瑷  珉  

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焊接专家周振丰教授因病逝世

     

    我国著名焊接专家,中国机械工程学会焊接学会第三届副理事长,原全国高校焊接专业教学指导委员会副主任、吉林工业大学材料工程系主任,现任吉林工业大学教授,博士生导师周振丰同志,因病于2007年10月27日11时52分逝世。

    周振丰教授是我国高校第一个本科焊接专业与哈尔滨焊接所主要创建人之一;他培养了大批焊接专业本科毕业生、硕士生及博士生;他为我国焊接焊业的发展呕心沥血。

    他主(参)编的著作有:《焊接冶金与金属焊接性》、《焊接冶金学(金属焊接性)》《铸铁焊接冶金与工艺》《焊接手册》第二卷及《焊接金相图谱》等。他先后获国家重大成果奖一项,全国优秀教材奖及全国优秀科技图书二等奖各一项。部、省级科技进步二、三奖7项。并先后在国内外期刊《Weld.J》,《Schweissen & Schneiden》,《International Welding》,《金属学报》、《焊接学报》,《农业机械学报》,《吉林工业大学学报》,《焊接》等及国内外焊接会议上发表论文70余篇。

    周振丰教授逝世是我国焊接学术及教育界的重大损失,周振丰教授千古!!

 

 

周振丰教授简历:
  1927年11月生,江西余江县人。1950年毕业于北方交通大学材料系,1953年于哈尔滨工业大学机械系研究生毕业,专攻焊接。现任吉林工业大学教授,博士生导师。历任中国机械工程学会焊接学会第三届副理事长,全国高校焊接专业教学指导委员会副主任,吉林工业大学材料工程系主任。

  周振丰教授长期从事铸铁焊接冶金、焊接性及铸铁焊接新材料的研究工作。1958年研究成功了灰铸铁、球墨铸铁手工电渣焊工艺及材料,前者很快在我国一些工厂申得到推广应用。1962年在我国首先研制成功了高钒铸铁电焊条,后被国标命名为铸116焊条,然后研究成功了铸248焊条,这二种铸铁焊条迅速在全国推广应用。随后,系统地进行了铸铁焊接热裂纹、冷裂纹、高强球铁异质焊缝的焊接接头强度、蠕墨铸铁、奥-贝球铁的焊接冶金与焊接材料的研究工作。近期还深入地进行陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属连接的研究工作。经专家鉴定,其中7项成果具有国际领先水平,5项成果具有国际先进水平。其代表性研究成果如下:

  (1)铸铁焊接热裂纹研究 在国际上首次系统地研究了不同元素对EZNi、EZNiFe、EZNiCu三种镍基焊接材料的热裂纹倾向的影响,并揭示了其机理。在此基础上,通过对比试验,使所研制的三种镍基铸铁焊接材料的抗热裂纹性能优于国际知名的同类焊接材料。

  (2)铸铁焊接冷裂纹研究 为提高电弧冷焊灰铸铁的同质焊缝抗冷裂纹性能,成功地对铸铁焊缝进行多元素孕育处理,使焊缝消除了莱氏体,并使焊缝石墨球化,使焊缝抗冷裂纹性能显著提高,并进而揭示了其热影响区的冷裂纹主要是高碳马氏体所引起,通过测定从焊缝扩散到灰铸铁焊接热影响区的氢只是微量的。

  (3)QT600-3高强球铁Ni-Fe焊缝的异质焊接接头强度研究 过去国际上各厂家生产的EZNiFe焊条,其焊缝金属及焊接接头的抗拉强度远未达到QT600-3球铁的要求。该研究工作首次系统地研究了不同元素对Ni-Fe焊缝的热裂纹倾向与抗拉强度的影响,使其焊缝金属的抗拉强度达到600MPa以上,并使其屈服强度与母材相匹配,进而使焊接接头强度得到很大的提高。同时揭示了焊缝的强化机制。

  (4)蠕墨铸铁焊接冶金与焊接材料的研究 在深入进行蠕墨铸铁焊接冶金研究的基础上,首次研制成功了蠕墨铸铁同质焊缝及纯镍基焊缝的电弧焊焊条与气焊焊丝及工艺,焊缝及焊接接头的力学性能均与母材相匹配。

  (5)奥-贝球铁焊接冶金与焊接材料的研究 对经奥-贝化热处理的奥-贝球铁的焊接,首次研究了球铁焊缝的贝氏体转变及组织结构的特点,进而研究了Mo、Ni、Mn、Cu对焊缝奥-贝化能力的影响,在此基础上研究成功了非合金化与低合金化二种奥-贝球铁焊接新材料。对铸态获得奥-贝球铁的焊接,系统地研究了多种合金元素单独加入焊缝与双元素及三元素复合加入焊缝对焊缝组织及其力学性能的影响,首次研制成功了可在焊态获得奥-贝球铁的电弧焊焊接材料。

  (6)Si3N4/Si3N4、Si3N4/1.25Cr0.5Mo连接用新钎料的研究 过去国际上通常用含Ag量高达60%的Ag-Cu-Ti钎科进行陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属的连接。首次研制成功了不含Ag的CuNiTiB新钎料,系统地研究新钎料对陶瓷润湿性、界面反应及钎接接头强度的影响,其接头强度与Ag-Cu-Ti钎料相当。在Si3N4/1.25Cr0.5Mo的连接研究中,探讨了多种中间复合层材料对接头强度的影响,获得了满意的结果。

  周振丰教授是我国高校第一个本科焊接专业与哈尔滨焊接所主要创建人之一。他培养了大批焊接专业本科毕业生、硕士生及博士生。他主(参)编的著作有:《焊接冶金与金属焊接性》、《焊接冶金学(金属焊接性)》《铸铁焊接冶金与工艺》《焊接手册》第二卷及《焊接金相图谱》等。他先后获国家重大成果奖一项,全国优秀教材奖及全国优秀科技图书二等奖各一项。部、省级科技进步二、三奖7项。并先后在国内外期刊《Weld.J》,《Schweissen & Schneiden》,《International Welding》,《金属学报》、《焊接学报》,《农业机械学报》,《吉林工业大学学报》,《焊接》等及国内外焊接会议上发表论文70余篇。1985年任中国机械工程学会焊接学会第三届副理事长
1989年被国家教委评为全国教育系统劳动模范,1998年被美国纽约科学院选为院士。

 


模具无缝焊接技术缩短制造周期




    无缝焊接技术在模具焊接中表现出了卓越的性能,提高了零件的精度、光洁度和外观的可观性,缩短了模具的制造周期。

    随着全球市场对高品质零件需求的日益增大,人们对可以提高零件精度的无缝焊接技术越来越青睐。近日,日本牧野公司(Makino)的联盟伙伴研发成功了一项新型无缝焊接技术,它可以有效地消除模具之间的焊缝、交接线和分型线。该工艺的关键在于采用了先进的技术和立式加工中心,可以用全新的方式来生产模具,同时在注塑成形过程中,采用了高效加热和制冷循环技术。这项新技术尚未申请专利,牧野公司为其开发了相关的加工应用程序。

    采用无缝焊接技术,不仅可以帮助消除模具焊缝,还相应地提高了零件的精度、光洁度和外观可观性。同时,无缝焊接技术在注塑成形过程中实施了高效控制,缩短了模具的加工周期。由于该项工艺生产的产品具有出色的表面光洁度,因此不需要采用二次喷镀和退火,也就避免了因二次收缩而造成的尺寸变化。这一技术适用于大部分塑料树脂和玻璃填充材料,特别适合应用于汽车仪表板、笔记本电脑外壳、电视和数码相机等装置外壳的加工生产,也同样适用于大型显示装置和汽车外饰件的加工生产。

新型模具无缝焊接技术

    在以往的模具生产工艺中,冷却管线布置在模具表面附近,产品的表面光洁度总是不太均匀。而在一些比较新的工艺中,通过将模芯和模腔冷却管线的水流设置在树脂注射区域附近,可以使生产的产品质量得到较好的保证。

    新的无缝焊接技术采用了现代加工机床和一些新的工艺技术。按照新技术的工艺要求,加工类似网状的模芯和模腔时,为了避免其移动和二次装夹,使用机床的第四轴铣削加工,这样可以提高公差尺寸精度。板上的翅片以及水室冷却管线也得到更广泛的应用,进一步提高了产品质量和无缝焊接的光洁度。

对模具制造工艺的影响

    新型无缝焊接技术的出现使模具通道设计的多种变化和采用多面体立式加工中心铣削加工成为可能。在实际模压成形过程中,模具通道设计的变化可以帮助控制模具加热和冷却的最佳温度变化。通过对重要的中径渗透室进行铣削加工,可以使温度波动保持在60℃之内。这些渗透室在模腔后面被铣削加工,形状与模腔一致,可以作为高压蒸汽和冷却水的通道,能起到模腔表面的导热作用,使温度分布更加均匀,从而保持温度的变化,控制温度的波动速度。

    采用带有压缩空气的多面体立式加工中心铣削加工时不需要调试时间,随着周期的缩短和可靠性的增加,模具的生产成本得到了降低。该加工中心配置了专门设计的夹紧和夹钳系统(旋转式智能夹钳),采用这一夹持系统,工件只需一次调试装卡,就可以四面加工一个模芯和模腔。工件表面可以交替、连续加工,并能高效分度,缩短了加工周期和交货期。采用标准的卧式加工中心是无法实现这些特性的。

    牧野公司设计的加工系统首先对工件以某一固定的角度进行分度,然后进行相应的表面加工。由于对工件以某个角度分度,以及根据所得分度值来移动坐标值,加工过程可由CNC设备控制和纠正,也就省去了以往必须采用的CAM软件。

    应用无缝焊接技术不会使工件发生翘曲和变形,对模腔与模芯侧面模具的匹配也不会造成任何问题。另外,由于工件可以倾斜,避免了只使用球铣刀进行端面加工,延长了铣刀的使用寿命。



交流手弧电焊机的结构及采购指南

     交流手弧电焊机是市场上使用量最大,也是使用最广泛的焊接设备之一,根据调节电流的方式不同,可以分为BX1系列动铁式交流手弧电焊机,BX3系列动圈式交流弧焊机,BX5系列可控硅式交流手弧焊机,BX6系列抽头式交流手弧电焊机等几种主要类型,其中BX1、BX6系列产品在市场上有较大的市场占有率。
    BX1系列动铁式交流弧焊机是采用调整焊机变压器中活铁的位置改变电流大小的焊接设备,分为内滑道式和外滑道式两种调整结构,该系列焊机可连续调节电流大小,并且根据需要有带冷却风扇的强迫风冷焊机和不带冷却风扇的自然风冷焊机,一般情况下,带强迫风冷的焊机因使用材料较少,重量轻,搬运方便,但由于采用风扇冷却,如果在使用过程中风扇出现故障停止转动,则有可能因焊接电流较大损坏焊机的线包,好在已有不同厂家采取必要的保护措施,如使用寿命较长可靠性较高的风扇,焊机增加过热检测报警自动切断电源等方法加以解决,因此强迫风冷的焊机更适用于经常需要移动的场合,自然冷却的焊机因使用材料较多,不需强迫风冷,比带冷却风扇的焊机具有更高的产品可靠性,但缺点是价格较高,重量较重不便于移动及搬运,适用于固定场合的长期连续工作。BX1系列焊机经过几十年的发展和优化,已能基本满足市场的需求也是国家重点推广的系列弧焊机之一。
    BX3系列动圈式交流弧焊机是采用调整焊接变压器两线圈之间距离来连续调整电流的焊接设备。该类产品的特点是受结构设计影响,用材料较多,一般厂家的产品都不采取强迫风冷方式,比BX1系列产品相比有更高的产品可靠性,因结构中铁芯为固定式,工作噪声较小,在过去的一二十年中有一定的市场占有率,因为用材料较多,产品性能价格优势较差,属国家准备淘汰产品,但由于焊机的高可靠性而倍受部分单位青昧,并且在钢筋竖向埋弧焊,气刨电源等场合得到较广泛的应用。如果能承受价格的话,BX3系列焊机更能发挥其优越的产品性能。
    BX5系列可控硅式手弧电焊机是采用单向或双向可控硅器件作为调整焊接电流的焊接设备。由于采用无触点非机械式调整电流方式,技术先进,结构更趋于合理,因采用电子控制电路可实现恒压、恒流、下降、缓降等多特性焊接,并根据需要增加引弧、推力电流等功能,是其他任何机械调整式焊机所达不到的。但由于该系列焊机近几年才投进市场,加之初期总存在这样或那样的技术工艺问题,产品的可靠性还存在一定的差距,如果用户想尝试技术、新产品的话,该类产品可满足您对高新产品的渴望及要求,但这需要更大的勇气和改心。
    BX6系列抽头式交流手弧电焊机是采取在焊接变压器上改变抽头位置来实现初级线圈与次级线圈耦合度,从而改变焊接电流大小的焊接设备。该系列焊机特点是用材料较少,结构简单,成本低,售价廉,是市场上低档产品的主要类型。缺点是用转换开关调节电流大小,不能连续调节电流大小对于焊接较薄的板类零件时电流不易掌握,需要操作工人有较高的技术熟练程度,只适用于电流不大,零星加工或修修补补行业使用。该类产品也有带冷却风扇的强迫风冷方式(价格更低和不带冷却风扇的自然冷却方式(可适性较高)两种,值得注意的是:该类焊机因使用转换开关调节焊接电流换档转换开关故障率较高尤其是在焊接过程中万万不可调节换档开关,否则转换开关极易烧坏,从而造成焊机出现故障不能使用。
    用户应根据需要,选用合适的交流手弧电焊机产品,本着经济实用能够用住的原则进行选用,不过市场上的质量相差悬殊既有小产品打大产品 铭牌者,也有不符合国家标准的非标准产品,大电流出不来,小电流也出不来,加上空载电流很大,输出电压很低,焊机特性也不合格,因此在选用时最好能用粗细不同的焊条试试,就会发现焊机的质量的好的与差的差异水平,如果能有电工用的钳形表,万用表,测量一下空载不焊接时的一次电流和输出电压,测一下焊接时的高低压侧电流,也会发现里面不少的学问,经过几家产品的几种甚至十几种产品的试用,也许能找到最满意的产品。


 
 

 

上海通用企业集团有限公司


地址:上海市沪南路4399号 电话:021-68123818 传真:021-68123828
E-mail:tayor@sh-tayor.com 网址:www.sh-tayor.com 



    通用企业集团位于上海市沪南路4399号,核心产业为焊接自动化系统,焊接机器人系统,数控切割系统,机器人柔性切割系统,常规通用切割和焊接设备,重工,电气设备等的研发制造以及焊接技术培训。

    集团现为中国焊接协会理事单位,中国电焊机标准化技术委员会委员单位,中国电工行业采标示范单位,全国重合同守信用单位和上海市高新技术企业。

    集团与上海交通大学合资组建上海市焊接技术研究所,下设5个研究室和1个实验室,分别是:焊接系统工程研究室、高能束焊接及复合工艺研究室、机器人智能化技术研究室、固态连接及界面技术研究室、焊接质量保证研究室和焊接数值分析与虚拟工程实验室,致力于焊接设备和工艺的研究。研究所研制的自动划线柔性机器人切割系统被列入国家863计划,填补了国内空白。

    集团与上海交通大学、上海市焊接协会合作创办上海通用焊接技术学校,致力于焊接人才的培训。该学校获得美国焊接学会(AWS)的认可并被授权为美国AWS在上海的培训基地,成功地为美国AWS在国内招收培训焊工,部分学员被选派至澳大利亚等地。

    集团公司的主要产品有:数控切割机,数控管子相贯线切割机,自动埋弧焊机和机器人应用系统,二氧化碳气体保护焊机,空气等离子弧切割机,直流氩弧焊机,IGBT逆变直流(氩)弧焊机,交直流脉冲氩弧焊机,晶闸管整流弧焊机,交直流两用弧焊机,钢筋电渣压力焊机,电容储能点焊机,交流点焊机,对焊机,气割机以及焊材、焊割配件等。产品品质优良,部分产品为高新技术成果转化项目。



 

 

海底输油(气)管线干式修复自动焊接技术与装备

焦向东1 薛龙1 周灿丰1 陈家庆1 房晓明2 章怡圣2 潘东民2
(1 北京石油化工学院  2 中国海洋石油工程股份有限公司)



3 双层管自动焊接设备

    在干式舱下潜到海底之前,焊接头、固定轨道和预热装置安装在焊室中,替换管段也已经在水面预先准备好,由设备运载器完成水下焊室和支持船之间的材料、设备运送工作。水下焊接修补至少需要配备二名潜水员,互相配合。当配套人员到位并设置好焊接参数之后,潜水员通过潜水钟靠近并进入焊室,检查系统状态(包括焊接耗材、预热温度、潮汐状态等),然后开始焊接过程。在干式舱中配备潜水员主要是为了焊接准备、更换电极、调整送丝角度和位置,事实上一旦焊接过程开始后,并不需要潜水员的持续干预。潜水员对焊接质量的影响非常小,这对于水下高压焊接具有深远意义,因为通过该系统可以显著降低对潜水员的资质要求。

    本项目的目标是对渤海湾海域海底输油双层管线破损段进行焊接修复,更换新的管段。主要过程包括,切除破损管段,管线密封与封堵,将干式焊接舱就位到待焊接部位,最后实施干式高压TIG焊接。焊接工作包括内管的两道环缝,外管的两道环缝和两道纵缝。

    轨道焊机结构与组成如图1所示,其工作原理为:横向执行机构在轴向驱动电机及轴向驱动滚珠丝杠的作用下,沿管道方向移动,实现横缝焊接所需要的轴向运动。纵向执行机构可以垂直管道方向运动,适应管道尺寸的变化,焊枪角度调节机构通过连接板与摆动器的移动滑块相连接,焊枪角度调节机构由小齿轮和角度调节齿轮组成,由电机驱动,保证焊枪始终位于管道最高点,并能够与焊缝成一角度,保证焊接的顺利进行。驱动电机带动齿轮与导轨啮合,完成环缝焊接所需的周向运动。焊枪配备摆动机构以满足环缝焊接摆动的需要。

图1 双层管自动焊接设备示意图


    轨道焊机智能控制系统以S7-200型可编程控制器为核心,其外围主要由人机接口、爬行车体伺服驱动器、步进电机控制驱动电路、机械记忆跟踪检测与处理电路组成。该控制系统采用了先进的视觉传感器和角度位置传感器,可以实现焊接的记忆跟踪,轨迹跟踪精度可以达到±0.5mm,此外,该系统结构紧凑,集成度高,软件设计模块化,可靠性高,系统软件能根据遥控面板上各旋钮、开关的设定值来综合协调控制各机构的运行动作。如图2所示。





4 结束语

    通过本项目的研究,可以获得水下管道修补焊接的技术成果、焊接工艺和双层管修复自动焊的设备,填补该领域的空白。

(完)


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