主办单位:中国机械工程学会焊接学会
                    
          
     
      期:第20 2001 15
    
发行份数:1417(2001/08/15)
      
      辑:晓        田志伟
      电子邮件:weldnet@weldnet.com.cn

行业信息            *会议信息         *专家视点


行业信息

 

第一次数控切割高层会议在承德召开

 

由中国焊接协会、中国机械工程学会焊接学会,国家火焰切割机械产品质量监督检测中心共同举办的《第一次数控切割高层会议》于2001729~31日在河北省承德市举行。参加会议的有哈尔滨四海集团总裁张廷纯、哈尔滨焊接切割成套设备有限公司总经理崔钺、无锡华联焊割设备厂总经理吴清、上海伊萨切割机械有限公司副总经理陆启祥、哈尔滨电机有限公司机械电子设备公司副总经理武勇、深圳市博利昌数控切割设备有限公司副总经理黄祥乐、梅塞尔切割焊接有限公司(昆山)经销部经理熊三胜、上海船舶工艺研究所室主任姚建春、国家火焰切割机械产品质量监督检测中心常务副主任张华,会议由中国焊接协会,中国机械工程学会焊接学会秘书长、国家火焰切割机械产品质量监督检测中心主任张彦敏主持,参加会议的还有中国焊接协会与中国机械工程学会焊接学会常务副秘书长王麟书、国家火焰切割机械产品质量监督检测中心韩永馗、海宝公司符传伟、张德宝、武进市宏伟电器设备有限公司等。

会上首先由张彦敏秘书长介绍了协会、学会在转制过程中将要作的主要工作内容,重点是加强对企业与政府的服务,同时作好行业协调与管理工作,各位参会的生产数控切割设备的企业领导介绍了各自企业的现况与发展方向,对共同关心的问题进行了充分的讨论、真诚的交换了意见,并达成如下共识。

一、《数控切割高层会议》由中国焊接协会与国家火焰切割机械产品质量监督检测中心共同主办,由参会的八家生产数控切割设备的企业轮流承办。由于第一次会议在北京举办,2002年《第二次数控切割高层会议》将由上海伊萨切割机械有限公司牵头,会同梅塞尔切割焊接有限公司、无锡华联焊割设备厂等南方厂家共同承办。会议宗旨为“沟通、理解、尊重、协调、合作、发展”。

二、共同宣传、推广数控切割机在节材、高效、高质量等方面的优越性,使得这项的新技术在全国范围得到迅速的普及。

三、最大范围的满足用户要求,提供各种各样的数控切割设备。行业内实行公平竞争,并建立必要的行规行约,使数控切割机的开发生产、经销及售后服务走向良性循环的轨道,使我国数控切割机行业得到健康稳定的发展。

本次会议得到了海宝公司和武进市宏伟电器设备有限公司的支持。

 

 

首届焊接材料高峰会议纪要

 

由中国焊接协会、中国机械工程学会焊接学会、国家焊接材料质量监督检验中心共同发起的《首届焊接材料高峰会议》于2001725日在河北省承德市举行,参加会议的有上海焊接器材总公司王浩总经理、天津大桥集团公司郑子行总经理、天津金桥焊材公司侯永明总经理、锦泰金属工业公司张健儿总经理、大西洋焊接材料公司余大全总经理、国家焊接材料质量监督检验中心常务副主任李春范,会议由中国焊接协会与中国机械工程学会焊接学会秘书长,国家焊接材料质量监督检验中心主任张彦敏教授级高工主持。参加会议的还有上钢工厂董事长谢毛弟,经销公司经理陆率,上海焊接器材总公司办公室主任王健,中国焊接协会与中国机械工程学会焊接学会常务副秘书长王麟书。

会义旨在总结过去经验,瞻望未来,协商解决不利因素,探讨加强合作共谋发展大计。

会上,首先由张彦敏秘书长介绍了协会、学会在今后一段时间的工作重点,即加强为企业与政府服务。焊材行业龙头企业的五位负责人分别介绍了各自企业的基本状况及发展方向并对共同关心的问题进行充分的协商,达成如下共识。

一、《焊材高峰会议》由中国焊接协会与国家焊接材料监督检验中心共同主办,由上述五家焊材龙头企业轮流承办,其中2002年上半年会议由大西洋焊接材料公司承办,2002年下半年会议由锦州金属工业公司承办,2003年上半年会议由上海焊接器材总公司承办,会议宗旨为“沟通、理解、尊重、协调、合作、发展”。

二、五大企业将发挥各自的优势,在最大范围内为用户提供各种质价比优良的产品。

三、行业内推广公平竞争,在合适的时机建立必要的行规行约,使材料生产与销售形势步入良性发展的轨道。

四、联手扩展国际市场,参与国际竞争,创造新的发展空间。

会上,上钢二厂谢毛弟董事长还介绍了上钢二厂在焊接线材方面的发展思路愿为焊材事业的发展增砖加瓦,本次会议得到了上钢二厂的大力支持,与会代表一致表示衷心的感谢。

本次会议的召开,是我国焊材发展史上的里程碑,它是大型企业经过市场经济的洗礼走向成熟的重要标志,具有深远的历史意义,也为焊接领域中焊机、切割等行业中企业间协调与合作,开创了新的途径。


会议信息

参加卢布尔雅那国际焊接会议散记

 

本文作者系中国焊接学会副秘书长、中国国焊接标准化委员会秘书长朴东光高级工程师。

200178日至12日,第54IIW年会在斯洛文尼亚首都卢布尔雅那召开。国际标准化组织“焊接及相关工艺技术委员会”(ISO/TC44)的22次全体会议也随后于713日至14日举行。笔者有幸参加了这两次国际焊接界的盛会。以下是笔者参加这次国际活动的随笔,现将该文刊出,意在通报有关情况。

需要说明的是:由于笔者在会议期间分赴不同的分会场,多数委员会根本不提供现场文件,所以无法收集完整的资料。本文仅凭个人的现场记录及回忆撰写,虽然数据及内容方面可能会有所遗漏,但笔者的初衷是与国内焊接同行们分享会议的盛况。

 

76 星期五

上午945分,飞机从北京首都机场起飞,经过约10个小时的飞行,于当地时间1336分降落在巴黎戴高乐国际机场。在漫长的7个多小时的等待之后,我搭上了飞往卢布尔雅那的航班,并于当晚1130分顺利抵达目的地—卢布尔雅那。

通关、提取行李、兑换货币,一切都挺顺利。经过20多个小时的旅行,再加上6个小时的时差,当我步出卢布尔雅那机场时,已经异常疲惫。但能够如期抵达,还是令我十分振奋。因为从北京至卢布尔雅那,必须要在巴黎、法兰克福、维也纳、苏黎士或莫斯科等地转机,而经其他城市转机,由于航班方面的原因,需要滞留至少一、两天,这将涉及到第三国的签证。北京至巴黎这段航线属于热线,虽然转机时间偏长,但能当日抵达实在是太幸运了。

夜幕下的卢布尔雅那机场,显得异常宁静。远处群山环绕,微风习习,空气清爽,幽静怡然。停车场内出租车一字排开,当我走过去时,司机热情地迎上前来。问清我的宾馆地址后,他自信地告诉我:“No problem”。于是,在悠扬的斯洛文尼亚民族乐曲声中,我们的汽车沿着蜿蜒的山路驶向市区。

 

77 星期六

早饭后,拿出电脑准备整理并查阅一下IIW文献演示盘和其他资料时,发现这里的电源插座与国内的不同,而出来时又没有携带转换插座。我于是决定出去买一个回来,顺便到会议中心转转,熟悉一下周围的环境。

斯洛文尼亚地处巴尔干半岛北部,西邻意大利,北接奥地利,南面和克罗地亚相邻。卢布尔雅那位于斯洛文尼亚中部地区,卢布尔雅那城市不大,人口仅27万。

会议中心及会议安排的宾馆均在市中心,步行15分钟左右就可到达,十分方便。市区干净整洁,安静祥和。卢布尔雅那河穿城流过;远处的山顶上,屹立着中世纪的城堡;各种类型的建筑错落有致,交相辉映;地中海的暖风透过亚平宁半岛,穿过亚德里亚海峡,吹拂着这里的土地;这一切构成了这座小城独特的风景。漫步在这充满异国情调的小城里,随时会有种移步换景的感觉,确实令人心旷神怡。

这座城市曾经于1982年主办过IIW年会,当时是由南斯拉夫焊接学会承办。这次是在这里第二次举办IIW年会,看起来这座小城确实和焊接有缘啊。

 

78 星期天

上午先到会议中心报到,登记注册的手续在国内时就办好了,到这里之后直接领取了全部资料,包括:程序手册、代表名录、各项活动安排通知等。在报到处意外地遇见了天津大学的霍立清教授。从会议代表名录中得知,还有其他中国学者参会。

下午参加General Assembly 会议时,在会场见到了陈剑虹教授。陈老师做事情总是准备得很充分,提前就来了。这样,陈老师、霍老师和我共三人,正好组成中国代表团。

General Assembly 属于IIW年会的一个例行会议,主要内容包括:主席致辞、秘书长报告、财务预算和结算报告、IIW业务计划、IIW网站更新、数据库更新、IIW主席改选、执行委员会成员人选更换等事宜。IIW比菲斯秘书长特别对IIW今后的业务计划做了说明。根据选举结果,现任IIW副主席、瑞典的皮克尔将担任下一届主席职务。此外,斯洛文尼亚、丹麦和罗马尼亚各有一人进入执委会。

会议结束后,为了尽快确定中国焊接学会承担IIW论文光盘一事,我按照张彦敏秘书长的指示,先和IIW的比菲斯秘书长进行了初步接触。我简单说明来意后,将信函、文奖文件和光盘留给了他,并要求他抽出时间和能我商谈具体事宜。他实在太忙了,他抱歉地告诉我:这两天实在太忙,也许星期二可以抽出一点时间。我们商定:星期二我再和他联系。

晚上,举行了IIW54届年会开幕式。IIW的现任主席贝芬先生首先致辞,他对各国代表的参会表示欢迎,并对54届年会组委会卓有成效的工作表示赞赏。在开幕式上,还颁发了IIW的各项年度奖。令人遗憾的是,本年度的托马斯奖获得者、匈牙利的维桑托博士已经逝世,未能到会领奖。为此,与会人员在比菲斯秘书长的提议下,全体起立,向这位可敬的同行默哀、致敬。

开幕式的最后一项是文艺演出。一个四人合唱组和一支小乐队为各国代表奉献了一场精彩的演出。最后,斯洛文尼亚焊接学会以东道主的身份组织了招待会,款待各国代表。这次会议代表人数达400多人,招待会安排在会议中心进行,内容和形式均比较简单,主要意在为各国代表提供一个自由交流的机会。

 

79 星期一

上午参加了IAB B组会议。会议开始之前,与德国焊接学会总干事长冯赫夫先生介绍的几位德国同事见了面,交流了一些情况。IAB的会议开得比较辛苦,一则情况不熟,二则手头资料不全。特别是听别人讨论到诸如:上次会议决议、委员会XXXX号文件等时,更是如坠云雾之中。会议的主要议程包括:巴黎会议备忘录确认;P&I小组提案;各工作组的工作报告;授权活动;过渡措施等等。好在今天表决方面没有大的原则问题,多是一些文件修改方面咬文嚼字之类的东西,这些英文语法、用词方面的改动当然得随国外同行们去啦。

晚上,大会组织了“斯洛文尼亚之夜”的活动,这项活动安排在古城堡里进行。这座城堡建于中世纪,是卢布尔雅那的标志性建筑。城堡建在古城区内的山上,雄伟高大。在城堡入口处的墙壁上,铭刻着一些在二战期间被法西斯杀害的斯洛文尼亚烈士们的姓名。斯洛文尼亚人用这种特殊的方式缅怀着自己的民族英雄。

从城堡上鸟瞰卢布尔雅那的夜景,只见市区内华灯闪烁,绚丽多姿;远处的群山或隐或现、在夜色的笼罩透出神秘的色彩。

晚会内容丰富,活动安排富有民族特点。晚餐采用自助形式,但食物极富地方风味;活动期间,既有精彩的斯洛文尼亚民族歌舞表演,又有传统的手工艺品现场演示制作及出售。晚会期间,通过交流,使我对当地的历史、地理、风土人情有了更深的了解。难怪主办方将这项活动归列为“社会活动”, 让与会者更深入地了解当地的文化背景恐怕是主办者的初衷吧。

 

710 星期二

一早急急赶往会议中心,主要是想约见比菲斯秘书长。今天的运气不错,在会议大厅里遇见了他。但他上午的时间已经排满,只好和他约定下午200见面。

上午继续参加IAB A组会议。会议主要议程包括:20011月巴黎会议备忘录的确认;会后的一些活动;委员会各工作组的报告等等。今天会议气氛的有些沉闷,有些国家的代表对国际焊接工程师培训规程草案持不同意见,从讨论中感觉,意见不易统一。会议进程显得比较缓慢。

下午如约来见比菲斯秘书长,却没有找到他的人影。秘书长的临时办公室及所有他可能去的地方都找过了,也还是一无所获。皇天不伏有心人,我终于在地下二层的一个侧厅里 发现他正和意大利代表谈话。发现我在找他,比菲斯秘书长急忙走过来。他确实忙昏了头,见面就和我用意大利语说了一大通,看情形是在道歉地解释他未能按时赴约的原因。当他醒悟到他的谈话对象不懂意大利语时,又引起一片笑声。

接着,我们来到他的办公室,就CWS制作IIW文献光盘事宜进行了交谈。我先向他演示了我们秘书处制作的光盘样本,他也将更新后的IIW网站向我做了演示介绍。他首先明确了两点:一是他赞成CWS做这项工作,但他认为今后光盘的销售应限制在中国国内,国际市场的商业前景不看好;其次是我们提交给他的文件草案,内容他基本同意。但他认为这样的文件不宜以IIW/CWS联合发文的形式颁发,而应当以IIW文件的形式由他签发。

客观而言,比菲斯秘书长的这些看法是有一定道理的。虽然关于光盘商业前景的问题一时无法统一,我还是向他强调指出:CWS做这项工作的主要目的不是考虑其商业前景。中国人口众多,从事焊接的人数保守地估计也有300~400万人之多,而我们每年出来参加IIW年会及各项活动的人数一般仅10人左右。因此,中国工业界在和国际焊接界的沟通方面存在很大问题。特别是我们将在今年内加入WTO,中国正在不断加大开发的力度。我们的标准正在越来越多地采用国际标准;我们正在致力于焊接培训、教育、资格认证体系方面的国际接轨。而国际上的很多工作都起源于IIW内部。无论是从政府还是工业界角度出发,都需要尽快采取措施解决这个IIW信息在国内沟通不力的问题。因此CWS从事这项工作的首要目的在于建立一种良好的IIW信息渠道。我们希望通过IIW光盘的制作,一方面满足国内工业界这种日趋强烈的需求,也希望籍此加强与IIW的合作,我们也期待着在这方面得到IIW中央秘书处的支持。

比菲斯秘书长对此表示理解,他感谢我所做的清晰说明和论述,并表示协助中国解决这个问题也是他秘书长的责任。双方达成几点共识:

                文件草案将由IIW秘书长以IIW文件的形式签发,基本内容不会改变,但颁发时将按照IIW文件要求做少许改动;

                文件的签发时间将不迟于2001年的9月底;

                关于光盘的应用要求将由IIW秘书长以书面形式通知CWS

临别时,我对他能在如此繁忙的工作中,抽出时间和我讨论这些事宜表示感谢。会谈在和谐的气氛中结束。

和比菲斯秘书长的会晤,使我错过了IAB B组会议的正式表决。虽然感到遗憾,但也确实无奈。晚上在去听音乐会的路上,刚巧碰到冯赫夫。当他问起我参加这次IIW会议的情况和感受时,我顺便将下午的事情和他说了。他告诉我说关于CWS制作IIW文献光盘一事,曾在执委会上讨论过,但当时时间很紧,就未做过多讨论。他听了我对背景情况的简要说明后,遗憾地表示可惜当时不太清楚具体情况。

晚上的音乐会非常精彩。剧场的布置比较奇特,只有天棚,周围则由建筑物自然合围而成。舞台、观众席的设置看似简陋,却是在国内未曾见过的。演出的阵容非常可观,合唱团人数足有数百人之多。演员们唱功很好,不用麦克,全靠自身功底。现场气氛热烈,观众热情极高,结束时,热烈的掌声足足持续了十来分钟。这场音乐会确实让人难忘。

 

711 星期三

今天一共参加了4个专业委员会的会议,感觉收获不小。上午首先参加的是ⅩⅣ委的会议。昨天参加IAB会议时,ⅩⅣ委的副主席史蒂曼特意告诉我,希望在明天的会议上见到你。今天会议的主要内容包括:主席致词;与会代表介绍;评估会议议程;评估一月份的备忘录;委员会工作报告;新工作计划等。此外,加拿大代表还介绍了加拿大焊工培训及教育的现状。

中间休息之后,又参加了Ⅱ委会议。Ⅱ委最近几年的工作重点是起草国际标准草案。今天会议的主要内容也是国际标准化工作。现任Ⅱ委主席是美国人戴明.克泰科博士。他在会上介绍了ISO/TC44/SC3于2001年1月22日至23日在召开的巴黎会议情况。对巴黎会议报告的要点做了简要说明,包括:若干ISO标准草案及CEN/TC121提出的若干草案。

Ⅱ委在这次会议上提出了新的标准草案,内容涉及高强度钢焊条的分类,在会上大家仅做了技术性讨论。

接下来,戴明先生介绍了“各国焊接材料标准型号分类对照”项目的工作情况。Ⅱ委还专门为此发布了委员会文件(IIW-Doc.11-1452-01)。他特别强调指出:在这次修改过程中,由于中国、俄罗斯等国提供了大量数据和资料,使得新版本内容非常丰富,详实。

“各国焊接材料标准型号分类对照”这项工作历时两年,项目由曾担任过美国焊接学会理事长的戴维德.托马斯总负责,美国、日本、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、中国、巴西、阿根廷、欧洲标准化委员会和国际标准化组织均派人参加了这项工作。在这项工作中,戴明先生负责提供美国标准型号数据,我负责中国标准型号数据的收集、整理、提供和审阅。大家虽然未曾见过面,但名字经常在来往的工作文件、草案及邮件中读到。会议结束后,当我向他自我介绍时,戴明显得很高兴。他很痛快地答应了我希望获得Ⅱ委全部文件和资料的要求,还热情地介绍我认识了他的同事芬科。芬科很热心,当他了解到我们在制修订焊接材料标准时,需要掌握AWS焊接材料标准最新动态时,答应帮助我及时获得AWS焊接材料标准最新信息。

下午在ⅩⅡ委会场,我感受到很浓的学术气氛。在IIW的各专业委员会中,ⅩⅡ委的论文收集和整理工作也许是最完善的。会场的人气很旺,足有五、六十人。我在这里连续听了五、六个报告。其中,日本神钢的一篇关于非镀铜焊丝性能的论文引起了与会学者们的浓厚兴趣。关于日本最近开发研制非镀铜焊丝之事,以前曾听唐伯钢老师讲过。这次听了报告和现场讨论之后,感觉还是新奇。回去后这篇论文一定得复印给唐老师一份。

会间休息时,碰到了松绳教授。他告诉我Ⅳ委将在下午专门开设国际激光焊接标准方面的讲座,他希望我一起参加。因为我们正在ISO/TC44/SC5/WG1中合作起草激光焊接接头硬度试验方法标准,这样的机会岂能错过?

Ⅳ委在激光焊接标准讲座方面做了充分准备,三名日本学者和一名英国专家分别介绍了ISO、CEN现有的涉及激光焊接方面的正式标准、草案及有关背景资料。日本同行们的工作很有成效,继98年在中、日两国标准化主管部门联合召开合作起草国际标准工作会议之后,日本同行提出的四个草案均被ISO接纳、立项。从会上获得的这些信息、资料对于今后的表决十分有益。

会后,松绳教授将我介绍给了Ⅳ委负责国际标准项目的松田福久博士。松田福久博士是ISO/TC44/SC5/WG1的主席,松绳教授则负责具体工作。他们谈起今年年底将在日本举行激光焊接国际标准的起草工作会议,特别希望邀请中国焊接标准化机构代表及激光焊接方面的专家参会。

晚上的酒会气氛非常热烈,我国代表和英国、澳大利亚及瑞士代表共坐一桌。我国这次参加IIW会议的代表仅有陈剑虹老师、霍立清老师、宋永伦老师和我四人,但大家平日奔波于不同会场,难得相会。席间各国代表有说有笑,幽默诙谐,在紧张的会议之余得到很好放松。

 

712 星期四

今天参加了IIW/SC STAND(标准选择委员会)的会议。这次会议没有安排在会议中心进行,而是安排在了卢布尔雅那焊接研究所举行。本来IIW会议期间曾安排了到该研究所的技术参观,我因为日程冲突没能参加,这次正好可一了心愿。

卢布尔雅那焊接研究所成立于1950年。这个研究所隶属于斯洛文尼亚焊接学会,研究所的规模不是很大,仅有研究人员40多人。研究所内设有技术部、工程部、资料室、培训中心和修复中心等部门。其中,培训中心在国内具有重要影响,斯洛文尼亚国内的欧洲焊接工程师、欧洲焊接技术员、欧洲技师、欧洲焊接技士及欧洲焊工的培训、发证由该部门具体负责。

IIW/SC STAND会议与IIW的一般专业委员会有所不同。因为近年来IIW内部有许多委员会或工作组从事ISO焊接标准的制、修订,为了协调处理各方面的矛盾,IIW成立了这个委员会,并选派各国的焊接标准化专家参加, 故取名为:“Select Committee on Standardization”。

ISO标准制、修订中,由于各国材料体系、工艺、习惯、背景方面的不同,需要做多方面的协调,而这又可能涉及到各方的利益。所以该委员会的会议开得比较辛苦。有时一些国家代表在某些具体问题上意见分歧较大,争论就往往比较激烈。

作为中国代表在有些问题的表决方面具有相当的难度。我国焊接标准体系整体上是与国际标准体系保持一致的,但在局部地方(如:焊接材料标准及某些试验、检验标准)与美国和日本的同类标准等效。总之,在具体问题的表态上需要做具体分析、处理,既要维护我国的当前利益,还要兼顾今后的长远利益。

今天会议的主要议程包括:欢迎/介绍、确认议程、现任成员确认、上次会议备忘录确认、近期活动回顾、ISO/TC44报告、CEN/TC121报告、IIW现有标准工作项目、合作程序修改建议、IIW商务计划、托马斯奖报告、其他等。在有关欧洲以外国家代表是以IIW观察员身份还是以ISO/TC44代表身份参与CEN/TC121活动问题上,欧美代表之间意见分歧很大,并为此进行了激烈争论。双方各有三人轮番上阵,唇枪舌剑,论战十余分钟,会场气氛一度十分紧张,但最终双方还是达成了妥协。双方似乎有默契,虽然争论激烈,但一点不会影响会议进程。会议进行的基本顺利,并达成若干决议,其中包括英国的塞克雷顿先生继续担任下一任委员会主席职务。

 

713 星期五

今天由于ISO/TC44全会和IIWGeneral Assembly时间上冲突,我只好选择参加ISO/TC44的全体会议,毕竟这是我国十几年以来第一次派人参加ISO/TC44的会议。

ISO/TC44的主席是法国的贡梅勒先生,他也参加了昨天的IIW SC STAND会议。我从贡梅勒先生那里得知,ISO/TC44秘书处6月底又颁发了一系列这次会议的文件。我是7月初出来的,ISO/TC44的会议文件又是直接寄往国家质量技术监督局的,所以根本无法及时获得这些文件。为此,我一早就匆忙赶到会场,找ISO/TC44的秘书海伦娜女士协商会议文件资料一事。海伦娜女士很热情,她了解具体情况后,帮助我将数十件会议文件和资料拷贝到我的电脑中。

会议在贡梅勒主席的主持下召开,他首先对大家的光临表示欢迎,并要求与会代表一一做了自我介绍。出席今天会议的人数不少,共有30余人,其中包括:日本代表5人、美国、和德国代表各3人,加拿大、克罗地亚、瑞典和丹麦代表各2人,中国、芬兰、斯洛伐克、斯洛文尼亚、荷兰、英国、法国和意大利等国代表各一人,此外还有来自ISO中央秘书处、IIWCEN的代表出席了这次会议。

会议正式开始之前,斯洛文尼亚代表首先向大家介绍了斯洛文尼亚的标准化工作概况。接下来会议按着议程进行。与IIW的会议相比,ISO会议的内容显得更多。仅会议的议程文件就有20页之多,两天的会议时间是否够,值得怀疑。

今天会议的主要内容包括:第21次全会报告草案的采纳;秘书处工作报告(具体包括:134813491350号决议的执行情况;ISO/TC44的业务计划);对外协作(包括ISO其他技术委员会的协作、与其他国际组织的协作等);现有工作项目。

在讨论P成员参与ISO活动时,美国代表提议对一些不积极参加活动、表态率很低的P成员采取一定措施,将其成员身份降为O成员。大家对此进行了热烈讨论,并纳入了会议的决议之中。从会议颁发的统计数据看,我国的表态率为100%。我们虽然鲜有机会参加ISO/TC44的会议,但各项表决从未缺席,投票率多年来一直保持百分之百,非常不容易。也许正是这个原因,当会议讨论ISO/TC44派驻CEN/TC121观察员时,CEN/TC121主席、丹麦的汉森先生提议增设我为CEN/TC121观察员,并获得一致通过。这样我们今后就可以通过新的途径获得CEN/TC121的标准信息和资料了。这对我们今后的采标、表决十分有益。

午休期间,大家简单用些三明治和饮料,下午继续开会。今天会议进行的比想象的要顺利。大家仅在几个议题上有些意见分歧。这些议题主要包括:ISO标准的解释权;ISO/TC44IIW派往CEN/TC121的观察员身份问题;IIW制定国际标准时的程序问题等。从会议情况看,这些问题大家显然已经讨论过多次。因此在讨论决议时,大家都达成了妥协。

晚上,东道主卢布尔雅那焊接研究所安排了丰盛的晚宴款待各国代表。宴会开始之前正逢北京申奥成功,大家纷纷过来和我握手,祝贺北京获胜。让我感受到了作为一个中国人的荣耀。特别是ISO中央秘书处的丹尼尔先生,两次找到我热情祝贺北京获得奥运会主办权,并打趣说:今天晚上属于中国,这是你的夜晚。丹尼尔还告诉我:他已得到国家质量技术监督局邀请,于9月份来华做巡回讲座。在中国即将加入WTO的背景下,国家局组织这样的活动对于我们了解和掌握ISO的最新动态十分有益。

虽然巴黎、大阪、多伦多等城市在这次竞争中失利,但来自法国、日本和加拿大的代表同样非常高兴地向我表示祝贺。一天的会议下来,我虽然感到很疲惫,但置身于欢乐、祥和的晚会氛围中又感到非常愉悦,特别是各国同行们的热情友谊让我永生难忘。

 

714 星期六

今天早上一进会场,就发现陈老师在等我。陈老师昨天参加了IIWGeneral Assembly并领取了IIW颁发给吴林老师的执委会委员任期届满纪念牌,今天是特意转交给我带回哈尔滨的。昨天宴会结束后太晚,我就没有给陈老师打电话联系,结果大老远到这里相会。

今天的会议内容主要是听取各分技术委员会的工作报告。ISO/TC44目前有两个工作组、九个分技术委员会。这些机构的秘书处分别由德国、美国、瑞典、斯洛伐克和英国担任。其中,美国主管着两个工作组和两个分技术委员会秘书处工作;德国依然把持着四个分技术委员会;其余三个分技术委员会由瑞典、斯洛伐克和英国承担秘书国职责。

有趣的是昨天斯洛伐克代表不知何故来迟一步,结果在讨论P成员不积极参加活动时授人以把柄。有人甚至提出承担秘书处的P成员参加活动不积极,应考虑更换秘书处,引起会场一片哄笑。大家笑得恐怕还是这种欲趁人之危取而代之、路人皆知的司马昭之心。但今天,担任12委秘书处的英国没人到会,汇报12委的工作时,主席先生仅念了一遍英国代表提交的书面材料。虽然没人再提P成员资格一事,但12委负责的一个项目被人接管,而且有人还建议成立第三工作组分管钎焊材料及工艺项目。不知作为12委秘书国的英国对此是什么态度?

与昨天开会有所不同的是,今天会场上有不少代表是携带行李参加会议的。看起来ISO/TC44的会议节奏确实很快,会议进行期间不时有人提着行李离开去赶航班。

下午当所有议程结束后,大家对会议决议进行了审议。这次会议共通过了23项决议,与会代表逐条审核,认真推敲,十分认真。接着,贡梅勒主席对本次会议做了总结。他特意提到2002年和2003ISO/TC44的会议。他指出2003IIW年会将在日本大阪召开,届时ISO/TC44全会也将同时举行。这将成为ISO/TC44历史上第一次在欧洲以外的国家举行会议。他希望在他的任期内实现这一突破。最后他对大家的参会支持表示由衷的感谢。

这次会议虽然只有两天,但我感觉收获颇丰。一是在会议上直接获得了大量的信息、资料。有些东西很宝贵,如果通过其他渠道获取,难度很大,甚至是不可能得到的;其次是结识了一批外国同行,并被同行们认可接纳。特别是使国外同行们对中国的焊接标准化情况有了一定认识,他们也愿意看到中国更多地采用国际标准,更深入地介入国际标准化事物;再者就是加大了我国在ISO/TC44的影响。CEN/TC121愿意接纳中国代表做ISO/TC44的观察员,保证了我们可以获得更多的欧洲标准信息。也可以在欧洲标准的制修订过程中参与意见征询。这在以往是不可想象的。

  

几天的会议结束了,但这里的一切却给我留下了难忘的回忆。会场上代表们热烈的讨论声、会场外人们匆匆的脚步声、宴会上大家的欢声笑语仿佛还在耳边

经过几天的喧闹,卢布尔雅那又恢复了它特有的宁静。当我离开这座美丽的城市时,心中竟升起一丝惆怅。当飞机起飞,升入蓝天的一瞬间,我不由得再次俯瞰一下身下的这座小城。在晨曦的辉映下,卢布尔雅显露出了它的另番风韵,青山、绿树、红砖、白墙、潺潺的小河、古老的城堡、庄严的教堂依次浮现在我的眼前。渐渐地,这座小城隐没在了云层下。

再见了!卢布尔雅那!

一个各国焊接同行们欢聚的地方;

一个凝聚着各国焊接工作者友谊的欧洲小城。

但愿这种友谊转化为今后合作的永久动力!

 

 


专家视点

表面工程领域的最新进展和发展趋势

 


   简要回顾了表面工程的发展历程,重点从13个方面总结了表面工程最近的研究成果和应用情况,阐述了21世纪初表面工程的发展动向,预测纳米表面工程及再制造工程将会迅速发展。


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表面工程形成一门独立的学科虽然只是近20年的事,但其发展之快、涉及范围之广、对人们生产生活影响之大是当初大多数人所始料未及的。以1983年表面工程的概念被首次提出、1986年国际热处理联合会更名为国际热处理与表面工程联合会、1987年中国机械工程学会表面工程研究所成立、1988年《表面工程》杂志创刊为标志,表面工程在我国迅速发展。2000年,全国焊接学会将原来的“堆焊与热喷涂专业委员会”正式更名为“堆焊及表面工程专业委员会”。表面工程已经发展成为横跨材料学、摩擦学、物理学、化学、界面力学和表面力学、材料失效与防护、金属热处理学、焊接学、腐蚀与防护学、光电子学等学科的边缘性、综合性、复合型学科。

表面工程具有学科的综合性,手段的多样性,广泛的功能性、潜在的创新性、环境的保护性,很强的实用性和巨大的增效性,因而受到各行各业的重视。其产生的经济效益更是令人瞩目。目前,我国技术门类齐全,部分表面技术的设备、材料和工艺已达到了国际先进水平。据不完全统计,仅我国自第6个五年计划以来,通过表面工程在设备维修领域和制造领域推广应用,已取得了几百亿元的经济效益。

回顾表面工程自兴起以来的成长历程,大约可以从13个方面来概括其轨迹。而表面工程在21世纪的发展,以及它将对 21世纪科学技术总体水平和经济发展所起的促进作用,也应该从这条轨迹向前延伸。

1   表面工程新技术不断涌现

    传统的表面技术,随着科学技术的进步而不断创新。在电弧喷涂方面,发展了高速电弧喷涂,使喷涂质量大大提高。在等离子喷涂方面,已研究出射频感应藕合式等离子喷涂、反应等离子喷涂、用三阴极枪等离子喷枪喷涂及微等离子喷涂。在电刷镀方面研究出摩擦电喷镀及复合电刷镀技术。在涂装技术方面开发出了粉末涂料技术。在粘结技术方面,开发了高性能环保型粘结技术、纳米胶粘结技术、微胶囊技术。在高能束应用方面发展了激光或电子束表面熔覆、表面淬火、表面合金化、表面熔凝等技术。在离子注入方面,继强流氮离子注入技术之后,又研究出强流金属离子注入技术和金属等离子体浸没注入技术。在解决产品表面工程问题时,新兴的表面技术与传统的表面技术相互补充,为表面工程工作者提供了宽广的选择余地。

2   研究复合表面技术

在单一表面技术发展的同时,综合运用两种或多种表面技术的复合表面技术(也称第二代表面技术)有了迅速的发展。复合表面技术通过多种工艺或技术的协同效应使工件材料表面体系在技术指标、可靠性、寿命、质量和经济性等方面获得最佳的效果,克服了单一表面技术存在的局限性,解决了一系列工业关键技术和高新技术发展中特殊的技术问题。强调多种表面工程技术的复合,是表面工程的重要特色之一[1]

复合表面工程技术的研究和应用已取得了重大进展,如热喷涂和激光重熔的复合、热喷涂与刷镀的复合、化学热处理与电镀的复合等。

即使同一种表面技术,在其发展历程中也同样存在着博采众长与其它技术相互交叉的趋势。以离子注入为例:

在用于半导体材料搀杂的离子注入机基础上发展起来的束线离子注入技术可大大改善零件表面的耐磨性、耐疲劳性和光、电、磁性能。为了克服改性层比较薄的缺点,学者们将蒸镀、溅射镀膜技术与束线离子注入技术相结合发展了离子辅助镀膜(IAC)或离子束辅助沉积(IBAD)技术,既克服了一般镀膜技术中膜基结合不良的缺点,又将改性层厚度从原来的0.2µm提高到了几微米甚至几十微米。由于束线离子注入存在着固有的视线限制,无法处理形状复杂或者较为大型的零件,近10年来国内外兴起的等离子体浸没离子注入(PIII)技术,将工件浸没在等离子体中,能全方位处理形状复杂的零件,也能方便地处理大和重的工件。该技术在材料表面改性方面取得了巨大的成功。而沿着束线离子注入技术路线发展起来的MeVVA等离子体源,可以向金属表面注入金属离子,并在航空航天零部件的抗高温腐蚀方面取得了令人满意的效果。最近,一些研究者又综合了PIIIMeVVA二者的优点,实现了金属等离子体浸没离子注入与沉积(MePIIID)。这项技术既可进行纯金属等离子沉积,又可进行金属等离子体注入,还可任意改变二者的比例,为离子注入技术在表面改性方面的应用开拓了更为广阔的空间[2]

3   完善表面工程技术设计体系

表面工程技术设计是针对工程对象的工况条件和设备中零部件等寿命的要求,综合分析可能的失效形式与表面工程的进展水平,正确选择表面技术或多种表面技术的复合,合理确定涂层材料及工艺,预测使用寿命,评估技术经济性,必要时进行模拟实验,并编写表面工程技术设计书和工艺卡片。

目前,表面工程技术设计仍基本停留在经验设计阶段。有些行业和企业针对自己的工程问题开发出了表面工程技术设计软件,但局限性很大。随着计算机技术、仿真技术和虚拟技术的发展,建立有我国特色的表面工程技术设计体系既有条件又迫在眉睫。

欲建立较为完善的表面工程技术设计体系,当务之急是建立大型的表面工程数据库,广泛搜集包括材料成分与服役性能的关系,涂层性能与服役性能的关系,工况条件及其变化对表面层性能的要求,工艺方法以及相关工艺参数,工艺设备等一切有关表面工程的数据,评估现有理论和经验公式的成熟性,然后通过数学建模并应用计算机技术逐步建立和完善表面工程技术设计体系。要达到这个目标,仅靠某个单位或个人的力量显然是无法完成的。必须集合全行业的力量,通过充分的信息交换,实现资源共享、成果共享。

4   开发多种功能涂层

表面工程大量的任务是使零件、构件的表面延缓腐蚀、减少磨损、延长疲劳寿命。随着工业的发展,在治理这3种失效之外提出了许多特殊的表面功能要求。例如舰船上甲板需要有防滑涂层,现代装备需要有隐身涂层,军队官兵需要防激光致盲的镀膜眼镜,太阳能取暖和发电设备中需要高效的吸热涂层和光电转换涂层,录音机中需要有磁记录镀膜、不沾锅中需要有氟树脂涂层、建筑业中的玻璃幕墙需要有阳光控制膜等等。此外,隔热涂层、导电涂层、减振涂层、降噪涂层、催化涂层、金属染色技术等也有广泛的用途。在制备功能涂层方面,表面工程也可大显身手,做出自己的贡献。

5   研究开发新型涂层材料

表面涂层材料是表面技术解决工程问题的重要物质基础。当前发展的涂层新材料,有些是单独配制或熔炼而成的,有些则是在表面技术的加工过程中形成的,后一类涂层材料的诞生,进一步显示了表面工程的特殊功能。

轿车涂装技术中新发展的第五代阴极电泳涂料(ED5),其泳透力比前几代进一步提高,有机溶剂、颜料含量降低,且不含有害金属铅,代表了阴极电泳涂料的发展趋势[3]

以聚氯乙烯树脂为主要基料与增塑剂配成的无溶剂涂料,构成了现代汽车涂装中所用的抗石击涂料和焊缝密封胶,有效地防止了车身底板和焊缝出现过早腐蚀,并保证了车身的密封性。

粘结固体润滑涂层材料,在解决航空航天等军工高科技领域特殊工况条件下的机械磨损、润滑、粘着冷焊等摩擦学问题中发挥了重要作用,并在民用真空机械、低温设备上有广阔的用途[4]

等离子喷涂 B4C涂层,具有很高的硬度和优异的抗辐射性能,是理想的核反应堆壁面材料[5]

Fe3Al是一种抗高温冲蚀的好材料,而且成本较低,被誉为“穷人用的不锈钢”。但是过去只能用铸造的方法来获取。最近采用高速电弧喷涂的方法制备出了Fe3Al基涂层,突破了Fe3Al无法应用于零件表面的难题。以Fe3Al为基础再与多种硬质粉末相复合,可以制备出抗高温氧化、硫化及抗冲蚀磨损的涂层,在军用装备和电站锅炉管道上有广阔的应用前景[6]

在不断研发新的喷涂材料的同时,对传统材料的重新认识和潜力挖掘工作也在进行。例如在电弧喷涂耐海水腐蚀涂层时常常被推荐选用锌铝合金(85/15)和铝镁合金(AlMg5)。据认为这两种具有更好的耐腐蚀性能,但价格比纯锌和纯铝高得多。许多专家呼吁,从性能价格比的角度应该回归到传统的电弧喷涂防腐材料纯锌和纯铝,而且仅仅从性能来说也缺乏足够的证据证明85/15AlMg5比纯锌和纯铝好[7]

6   发展高能束堆焊技术[8]

堆焊作为一种经济有效的表面改性方法是现代材料加工与制造业不可缺少的工艺手段。为了最大限度地发挥堆焊技术的优越性,优质、高效、低稀释率历来是国内外堆焊技术的重要研究方向。

传统的电弧粉末堆焊技术由于受电弧吹力的影响难以同时达到高效和低稀释率的目标。为了提高堆焊效率必然导致热输入的增加,基材的熔深增大,堆焊层性能下降。近年来,基于等离子弧等高能密度热源的粉末堆焊技术研究在国外十分活跃。等离子弧堆焊可以获得较低的稀释率(510%),但是其堆焊效率也是各种堆焊方法中较低的。

以激光堆焊为代表的高能束堆焊技术的特点是可以实现热输入的准确控制,涂层厚度大、热畸变小、成分和稀释率可控性好,可以获得组织致密、性能优越的堆焊层,因而成为国内外学者的研究热点,近十几年来得到了迅速发展。例如电子束堆焊,其能源利用率很高,可达30%以上。基材的加热不受金属蒸气的影响,熔敷金属冷却速度快,熔敷层的耐磨性往往成十倍地提高。但激光设备、电子束设备一次性投资昂贵,运行费用高。因此,国内外对低成本、高效率的高能束堆焊技术的研究开发十分重视。

聚焦光束表面堆焊是近年来发展起来的新型表面堆焊技术。聚焦光束加热的特点是金属材料对它的吸收率高,能源利用率达到20%以上;聚焦光束单道处理宽度大,设备造价仅为同功率激光的三分之一,工艺成本低。过去,实现聚焦光束堆焊的技术路线大多采用一级反光镜聚焦,功率密度约为103W/cm2,堆焊在可控气氛工作舱中进行,堆焊效率低。由于采用了简单的聚焦模式,限制了聚焦光束的能量密度,增加了聚焦光束堆焊的工艺复杂性,阻碍了聚焦光束堆焊技术的发展和应用。清华大学最近开发了采用二次聚焦方式的光束加热设备,功率密度达到104W/cm2以上。在低碳钢表面上进行的手涂预置镍基合金和铁基合金粉末的聚焦光束堆焊研究表明,选用合适的合金材料和工艺,可以获得良好的单道单层、单道多层及多道单层大面积堆焊层。堆焊层的宏观硬度高于采用同种材料获得的热喷涂层的宏观硬度。但是,手涂预置粉末方式易出现基材熔化不足、不能多道连续堆焊等缺点。因此,聚焦光束自动送粉堆焊技术的研究是高能束粉末堆焊技术的重要发展方向之一。

7   深化表面工程基础理论和测试方法研究

摩擦学是表面工程的重要基础理论之一近10年来,针对具体的工程问题,摩擦学工作者作出了出色的成果,在摩擦副失效点判定、磨损失效的主要模式、磨损失效原因分析及对策等方面积累了丰富的经验,并在重大工程问题上作出了重要贡献。当前研究摩擦学问题的手段越来越齐全、先进,可以模拟各种条件进行试验研究,这些试验手段和已积累的研究方法、评估标准,有力地支持了表面工程的发展。

国外大量实践证明,工程摩擦学问题的投入与节约的效果相比约是150的关系,谁重视工程中摩擦学问题的投入,谁就能获得高额回报。

在腐蚀学研究方面,针对大气腐蚀、海洋环境腐蚀、化工储罐腐蚀、高温环境腐蚀、地下长输管线腐蚀、热交换设备腐蚀、建筑物中的钢筋水泥腐蚀等,应用各种现代材料进行了腐蚀机理和防护效果研究,提出了从结构到材料到维护一整套防腐治理措施。这些研究成果,对表面工程技术设计有很大的参考价值。

无论用什么表面技术在零件表面上制备涂覆层,必须掌握涂覆层与基体的结合强度、涂覆层的内应力等力学性能。这是表面工程技术设计的核心参数之一,也是研究和改进表面技术的重要依据。

对于涂覆层厚度大于0.15 mm的膜层(如热喷涂涂层),尚可用传统的机械方法进行测试,但是对于涂覆层厚度小于0.15 mm的膜层(如气相沉积几个微米的膜层)传统的机械方法已无能为力。而气相沉积技术又发展的很快,应用面越来越广,这就使研究新的测试方法更加紧迫。

10年,一些学者用划痕法、 X射线衍射法、纳米压入法、基片弯曲法等思路和手段对薄膜的力学行为进行了深入研究,取得了长足的进步,但要达到形成相对严密自成体系的评价方法和技术指标尚有较大差距。

8   扩展表面工程的应用领域

表面工程已经在机械产品、信息产品、家电产品和建筑装饰中获得富有成效的应用。但是其深度广度仍很不够,不了解和不应用表面工程的单位和产品仍很普遍。表面工程的优越性和潜在效益仍未很好发挥,需要做大量的宣传推广工作。我国面临加入世贸组织,通过推广应用表面工程提高产品的质量,降低生产成本,改进产品包装,增强市场竞争力,也应是主要的举措之一。

表面工程在生物工程中的延伸已引起了人们的注意,前景十分广阔。如髋关节的表面修补,最常用的复合材料是在超高密度高分子聚乙烯上再镀钴铬合金,使用寿命可达1525年,近些年又发展了羟基磷灰石(简称HAP)材料,它是一种重要的生物活性材料,与骨骼、牙齿的无机成分极为相似,具有良好的生物相容性,埋入人体后易与新生骨结合。但是HAP材料脆性大,有的学者就用表面工程技术使HAP粒子与金属Ni共沉积在不锈钢基体上,实现了牢固结合。

随着专业化生产方式的变革和人们环保意识的增强,现在呼吁表面处理向原材料制造业转移,这也是一个重要动向。

倍受家用电器厂家欢迎的是预涂型彩色钢板,它是在金属材料表面涂上一层有机材料的新品种,具有有机材料的耐腐蚀、色彩鲜艳等特点,同时又具有金属材料的强度高、可成型等特点,只须对其作适当的剪切、弯曲、冲压和连接即可制成多种产品外壳,不仅简化了加工工序,也减少了家用电器厂家加工设备的投资,成为制作家用电器外壳的极佳材料。

汽车制造业的表面加工任务很重,呼吁表面工程由现在汽车制造厂家处理,变为在原材料制造时就同时进行的出厂前主动处理。这种变革不是表面处理任务的简单转移,更重要的是一种节能、节材、有利环保的举措。它可以简化除油、除锈工序,还可以利用轧钢后的余热,降低能耗。在西欧一些国家的钢厂中,就对半成品进行表面处理,如热处理、热浸镀、磷化、钝化等。

9   积极为国家重大工程建设服务

在新型军用飞机的研制过程中,先进的胶粘技术、特种热处理技术、表面改性技术、薄膜技术以及涂层技术都发挥了重要作用。吸波材料的研制成功为装备隐形提供了重要的物质基础。

离子注入、离子刻蚀和电子曝光技术的结合,形成了集成电路微细加工技术,成为制作超大规模集成电路的重要技术基础。

长江三峡工程,与其说是土木工程,不如说是钢铁工程,在大坝全长2309.47m中钢铁结构闸门就占全长的72%。在三峡工程中,所有机械设备、金属结构、水工闸门以及隧洞、桥梁、公路、码头、储运设备都离不开表面工程。在国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排上以及三峡工程重新论证和设计审查中,表面工程的应用始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从表面技术和涂覆材料的选择、喷涂工艺的制定到表面电化学保护等,都在三峡重大装备研制项目中占有重要地位。笔者曾于19998月到三峡工地进行了调研,向三峡施工指挥部和中国工程院提出了推广高速电弧喷涂技术并将有污染的喷锌技术换为既无污染又能降低成本的喷铝及铝稀土合金技术的建议,受到了有关方面的重视[9]

西陵长江大桥和汕头海湾大桥都是悬索式结构,这种悬索桥的特点是在桥的两端分别建起两个约100米高的桥墩,在桥墩顶上放置两块平面钢板称为鞍座底板,鞍座底板上放置两排悬索鞍座,再把两条主缆分别架在两排悬索鞍座上,然后在两条主缆上吊挂桥梁板。在建桥的过程中,为了力的平衡,需要多次在高空纵向推移悬索鞍座,由于整桥上万吨重量全部加在悬索鞍座上,使悬索鞍座对底座形成了很大的正压力,这就给高空纵向推移带来了很大的困难,为了减少纵向推移力,唯一的办法就是降低悬索鞍座与鞍座底板摩擦副的摩擦因数。国外的办法是在摩擦副间加上几千枚滚针,把滑动摩擦改为滚动摩擦,这样可以有效减小纵向推移力。但是,这种办法给制造工艺增加了难度,首先要对每件几十吨重的悬索鞍座和鞍座底板进行热处理,保证摩擦副表面的机械性能。其次,要对摩擦副表面和滚针进行精确加工。我国目前的加工能力和和水平很难保证摩擦副表面及数千枚滚针的尺寸精度和几何形状精度。向国外订购整件或委托加工,价格都十分昂贵。在这种情况下,全军装备维修表面工程研究中心成功地采用了表面工程技术在悬索鞍座和鞍座底板上制备出复合减摩表面涂层,以减少摩擦副的摩擦因数,从而显著减少纵向推力的方案。这种方案是表面工程在桥梁建设上的一次创新应用,在国内外建桥史上均为首次。它不仅有效减少了摩擦副的摩擦因数,而且降低了对大型悬索鞍座及鞍座底板的制造工艺技术要求,还节约了大批经费,保证了大桥顺利建成通车。

10   纳米表面工程技术正在形成

近年来纳米材料技术正在以令人吃惊的速度迅猛发展。迄今的研究以纳米粉末的制作为主,但是越来越倍受关注的是纳米材料的结构化问题。众所周知,特殊的表面性能是纳米材料的重要独特性能之一。表面工程无论在工艺方法和应用领域方面都与纳米材料技术有着不可分割的密切联系。

在传统的电刷镀溶液中,加入纳米粉体材料。可以制备出性能优异的纳米复合镀层[10]。在传统的机油添加剂中,加入纳米粉体材料,可以提高减摩性能并具有良好的自修复性能。

计算机产业需要速度更高的芯片,而刻蚀技术受分辨率的限制很难对再芯片做出革命性的贡献。速度更高的芯片除了向面积更大发展之外,极有可能向三维挺进,出现像多层印刷线路板那样的多层芯片。CVDPVD等方法是获得纳米结构材料的典型方法,在芯片多层化方面是目前最有可能获得成功的技术方案。

热喷涂技术是制作纳米结构材料的另一种极有竞争力的方法。与其它技术相比,它有许多优越性:工艺简单,涂层和基体选择范围广,涂层厚度变化范围大,沉积速率高,以及容易形成复合涂层等等。应用液料热喷涂法通过液料与热源的交互作用不仅可以获得纳米结构涂层,还能够制作纳米粉。实验室中,已经成功地制成具有纳米结构的羟基磷灰石(HAP)涂层,而HAP是提高人工关节表面生物兼容性的关键物质[11]

通过控制非晶物质的再结晶,可以制成纳米块材。在热喷涂过程中,高速飞行的粒子撞击冷基体,冷却速度极高,能够制备出非晶态涂层。控制随后的再结晶温度和时间,可以得到纳米结构涂层。用这种方法已经得到了WCCoNiCrBSi自熔剂合金的纳米涂层[12]

因此可以说表面工程是促进纳米技术,特别是纳米材料结构化发展的主力军之一。

由于表面工程对纳米材料的成功应用,以及用表面工程技术制备纳米结构涂层的发展,正在形成纳米表面工程技术新领域。

11  促进再制造工程的发展

20世纪全球经济高速发展,与此同时,对自然资源的任意开发和对环境的无偿利用造成全球的生态破坏、资源浪费和短缺、环境污染等重大问题。其中机电产品制造业是最大的资源使用者,也是最大的环境污染源之一。为解决这一时代课题,再制造工程应运而生。

再制造工程技术属绿色先进制造技术,是对先进制造技术的补充和发展。报废产品的再制造是其产品全寿命周期管理的延伸和创新,是实现可持续发展的重要技术途径,再制造产业是可带来新的经济增长点的新兴产业[13]

表面工程是再制造的关键之一,起着基础性的作用。可以说没有表面工程,实现不了再制造。

机械设备经长期使用出现功耗增大、振动加剧、严重泄漏、维修费用过高,一般应该列为报废。这些现象的发生都是零件磨损、腐蚀、变形、老化,甚至出现裂纹这些失效的结果所造成的。磨损在零件表面发生,腐蚀从零件表面开始,疲劳裂纹由表面向内延伸,老化是零件表面与介质反应的结果,即使变形,也表现为表面相对位置的错移。所以“症结”都是表面问题。对这些问题,表面工程可以大显身手。

箱体零件是设备的基础件,常见的损伤是轴承座孔磨损以及变形。变形造成轴承座孔中心线的相对位移和结合面的挠曲。无论是铝、钢、铸铁的箱体,对这类损伤当设备再制造时,表面工程中的电刷镀技术是主要手段。

轴类零件上的轴承配合面(无论是静配合面或动配合面),如发生磨损超标,视磨损量,可选用电刷镀、热喷涂、堆焊、粘涂等多种方法来修复,通过选择材料的工艺可达到需要的耐磨性。轴上的花键,可视情选用电刷、微弧等离子堆焊、微脉冲焊等办法恢复性能。

渗碳齿轮齿面的修复曾是修复中的难题,笔者10年前就进行了研究,主要采用堆焊和真空熔结方法修复,成功研制出了专用堆焊焊条、熔解粉末和配套的电解成型加工技术。

飞机发动机涡轮叶片和导向器片是航空发动机的核心部件,工作在高温燃气气氛中,承受复杂多变的热应力和机械应力,工作条件十分恶劣,而且结构和形状十分复杂,但是无论是防护涂层脱落,还裂纹、烧损、腐蚀、振动磨损,国外都有专门的厂家从事再制造,其复合表面技术占有重要地位。

笔者还对军舰船体钢结构大面积防腐蚀用高速电弧喷涂技术,选用专门研制的铝稀土丝材进行治理,使耐腐蚀寿命由原来的5年延长至15年以上[6]

重载车辆行星框架的毛坯是锻造件,锻前坯料重71.3 kg,经过开坯、模锻等十几道工序的加工,零件形成的重量只有19.5 kg。新品件的使用寿命一般不超过6 000 km。损坏的部位只是φ175 mm内圆密封环配合面。如果磨损超差后更换新品,则需要71.3kg38CrSi钢,需经费1200元。采用等离子喷涂修复,只需3道工序仅用了0.25 kg的铁基合金粉末,而相对耐磨性是新品的2.25倍,使用寿命大于1 2000 km以上,修理费用只是新品的十分之一,节材率为99.65 %。这个例子说明了装备再制造在提高产品性能、节省钢材、电力及环境保护方面具有重要的意义

首都钢铁公司曾由比利时购买一套报废的2m连铸设备,其中有300多个大件,如轴承座、轧辊等。装甲兵工程学院的工程技术人员与首钢维修人员一起,用电刷镀等多种表面工程技术,施工了30天,使该连铸机“起死回生”,各项技术指标均达到新设备的水平,这是运用表面工程技术对整套报废设备进行再制造的典型事例。

再制造工程的研究应用已经受到了我国政府有关部门的重视,并将其列入“十五”先进制造技术发展前瞻和国家自然科学基金机械学科的优先发展领域。国家自然科学基金会机械学科已将再制造设计和成形技术基础列为“十五”重点资助领域。国家级再制造工程技术重点实验室即将建立,再制造工程在我国的研究应用尚处于起步阶段,但是,有国家可持续发展战略的指导,有表面工程等一系列先进技术的支撑,再制造工程必将在我国迅速掘起。

12  向自动化、智能化的方向迈进

在表面处理时,自动化程度最高的是汽车行业和微电子行业。以神龙汽车公司的车身涂装线为例,涂装工艺采用三涂层体系(3C3B),即电泳低漆涂层、中间涂层、面漆涂层,涂层总厚度为110130 µ m,涂装厂房为三层,一层为辅助设备层,二层为工艺层,三层为空调机组层,厂房是全封闭式,通过空调系统调节工艺层内的温度和湿度,并始终保持室内对环境的微正压,保持室内清洁度,各工序间自动控制,流水作业,确保涂装高质量。

随着机器人和自动控制技术的发展,在其他表面技术的施工中(如热喷涂)实现自动化和智能化已为期不远。

13   降低对环保的负面效应

    从宏观上讲,表面工程对节能、节材、环境保护有重大效能,但是对具体的表面技术,如涂装、电镀、热处理等均有“三废”的排放问题,仍会造成一定程度的污染。现在,有氰电镀已经基本上被无氰电镀所代替,一些有利于环保的镀液相继被研制出来。当前,在表面工程领域,提出了封闭循环,达到零排放,实现“三废”综合利用的目标。阴极电泳后的清洗,国际先进的做法是采用超滤系统(UF)与反渗透系统(RO)联合的全封闭清洗,为零排放奠定了基础。但国内使用这些设备的厂家尚少。磷化处理中的废渣,可以压滤成渣块,但还不能逆向处理为有用之物,只能填埋。至于一些中小企业,距上述奋斗目标相距很远。总的来看,表面工程工作者在降低对环保负面效应方面,仍是任重而艰巨。

 

 

                                                          堆焊与表面工程专业委员会

 

参考文献

1. 徐滨士.表面工程的应用与展望. 中国科技前沿(中国工程院版),北京:高等教育出版社,2000,6:337~357

2. 汤宝寅等.9Cr18轴承钢的金属离子加N+复合注入处理新工艺.中国表面工程,2000,13(4):24~28

3. 宋延光. 表面工程与中国汽车工业. 材料保护,1999,32(10B):23~28

4. 薛群基等.粘结固体润滑涂层的研究及其应用,材料保护,1999,32(10B):13~18

5. 丁传贤.等离子喷涂层的进展.材料保护, 1999,32(10B):10~12

6.    田保红等. 高速电弧喷涂Fe3Al/WC复合涂层高温冲蚀行为研究. 中国表面工程,2000,13 (1):22~26

7.    温瑾林.电弧喷涂技术的热点问题(待发表)

8.    单际国,李辉,任家烈等.自动送粉高能束粉末堆焊技术的研究现状(待发表)

9.    黄源芳等.表面工程在三峡工程中的应用与展望. 材料保护,1999,32(10B):19~22

10.徐龙堂,徐滨士,周美玲等.电刷镀镍/镍纳米Al2O3颗粒复合镀层微动磨损性能研究。摩擦学学报,2001,21 (1):24~27

11.ouyer E, et al.Surface modification technolo- gies,x,ed. Sudarshan T S, The Institute of Materials, Lodon.1997:292

12.长久,李华.涂层组织对HVOF 镍基自熔性涂层性能的影响。上海 '97表面工程国际会议文集, 1997:69~71

13.徐滨士,马世宁,刘世参,等. 21世纪的再制造工程. 中国机械工程, 2000, 1-2: 36~38