焊接技术论文例1

1再制造技术

(1)无损检测技术。采用超声波检测等手段对制糖机械的废旧产品内部缺陷进行检测，以确定缺陷部位和性质，以此制定再制造方案。(2)焊接技术。根据制糖机械废旧产品损坏的具体情况，采用不同的焊接方法，如焊条电弧焊、CO2气体保护焊、钎焊等及相应的焊接材料和工艺等对其进行修复。(3)电弧喷涂技术。用于恢复旧件的几何尺寸和提高工件表面耐磨性、耐蚀性等。(4)电刷镀技术。用于失效零部件表面的再制造和强化。(5)振动时效技术。利用振动时效仪器找出再制造产品的共振频率，然后在产品的共振频率部位施加激振力，并使其振动，起到消除应力的作用，从而防止再制造产品在使用过程中因应力而产生裂纹。在上述再制造技术中，焊接技术(设备、材料和工艺)在制糖机械废旧产品的再制造中起到关键作用。绝大部分制糖机械废旧产品是通过焊接手段使其成为再制造产品，其焊接质量会直接影响再制造产品的质量和使用寿命。

2制糖机械废旧产品及其适用的焊接技术

(1)制糖机械废旧产品分类。通常把已失去使用功能或使用价值的机械或零部件等称作废旧产品。据统计，在经过一个榨糖周期(5～6个月)的使用后，制糖机械中约有60％以上的零部件变成了废旧产品，这样在制糖产业中就形成了一个巨大的再制造工程。在制糖机械的废旧产品中常见的有19种(见表1)，其中最典型的有榨辊轴颈表面磨损、撕解机刀磨损和榨辊轴颈裂纹、泵壳内壁腐蚀等，如图1～图4所示。根据废旧产品产生的原因可将其分为两大类：一类是因磨损、拉伤、腐蚀等原因导致零部件的几何尺寸发生变化，或耐磨层和耐蚀层失去功能的表面磨损型废旧产品；另一类是在使用过程中因残余应力和工作疲劳等原因，零部件产生裂纹、甚至断裂的裂纹型废旧产品。从数量上讲，在制糖机械废旧产品中，前者占绝大多数。在废旧产品中，除个别的断裂废旧产品不能再制造外，其他废旧产品都可变成再制造产品。(2)制糖机械废旧产品适用的焊接技术。制糖机械的废旧产品经过再制造后，成为有使用功能或使用价值的再制造产品。由表1可知，制糖机械常见的废旧产品的再制造绝大部分都是采用焊接技术完成的。

3焊接技术在制糖机械再制造中应用实例

焊接技术论文例2

二、焊接技术在石油油气储运中的应用

石油资源得到有效开发以后，需要恰当的储存运输手段，才能使其更加完整高效的得到利用，在对石油油气就近性存储运输的过程中，焊接技术的应用有着非常重要的作用，主要表现在以下两方面：

1.焊接技术在石油油气储罐中的应用在石油气体、液体及液化气被开采加工之后，需要将其装入到油气储罐中，也方便运输及使用，而由于油气在不同应用中的客观需求不同，油气储罐也存在很多不同类型，而焊接技术是油气储罐制造过程中最主要应用的技术之一。在制造油气储罐的过程中，主要应用气电立焊、焊条电弧焊、药芯自动焊以及埋弧自动焊等焊接技术，普遍来讲，如果需要建造比较大型的顶部漂浮储罐，当前一般采用比较先进的自动焊技术进行制造。

2.焊接技术在油气运输管道中的应用与油气储罐相比，油气运输管道具有更加方便、安全性强、成本投入小、利用率高等优势，更适合石油及天然气的运输，正是因为油气运输管道有以上诸多优势，当前全世界的油气运输管道正每年以几何形态递增。在建造油气运输管道的过程中，主要应用纤维素、低氢、药芯焊丝等焊条下向焊方式，其中，低氢焊条下向焊技术能够用于相对比较恶劣的制造环境，而药芯焊丝属于以众暴寡半自动焊接技术，近年来在我国大力推广。

三、焊接技术在石油钻采机械中的应用

1.焊接技术在油田采泵中的应用现阶段，我国在油田开采过程中使用的泵体主要分为两类，其一为应用于石油、油气、液化气等流体资源传输的地面输油泵，其二为应用于石油资源抽取的抽油泵。而与之相对应的油田采泵焊接方法也主要有两种，其一是制作采泵过程中所应用的焊接技术，其二是在采泵出现破损或漏洞时进行泵体修补的焊接技术。主要的按揭方法有堆焊、焊条电弧焊、扩散焊、摩擦焊等。另外，随着石油开采技术的不断提高，为保证油田采泵为油田开发带来更高的效益，一些新型的焊接技术与工艺，也被逐渐应用到油田采泵中。

2.焊接技术在采油钻杆中的应用油田的开发与开采离不开油气井钻探工作，而石油钻杆便是钻探工具中最为重要的组成部分，在石油钻杆的应用过程中，需要利用焊接工艺将钻杆工具与被焊管体之间进行连接，这关系到石油开采的效率和质量。最早应用于采油钻杆的焊接技术是电弧焊与闪光对焊，而随着科学技术的不断发展，如今在采油钻杆中所采用的是先进的连续驱动或惯性的摩擦型焊接。焊缝质量的高低取决于钻杆工具与被焊管体之间的焊接生产效率。现阶段，在我国采油钻杆焊接工作中，使用最广的是惯性摩擦焊接工艺。

3.焊接技术在采油钻头中的应用在石油开采过程中，会遇到很多特殊情况，针对特殊情况需要用特殊的方法进行处理。在石油开采中，常常会遇到比较坚硬的岩石阻碍最佳开采路径，这时便需要运用采油钻头，将岩石破除。而岩石破除情况的好坏还会对钻井的质量、石油开采的工作效率以及开发钻井的成本产生很大影响。在采油钻头的种类方面，可以分为牙轮与PDC两大类。而焊接技术主要应用于钻头的修补与加工，根据不同的钻头材料，需要运用不同的焊接工艺。

焊接技术论文例3

Ti(C，N)基金属陶瓷性能特点及应用现状

Ti(C，N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一类新型工模具材料。按其组成和性能不同可分为：①成分为TiCNiMo的TiC基合金；②添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金属(如Co)的强韧TiC基合金；③添加TiN的TiCTiN(或TiCN)基合金；④以TiN为主要成分的TiN基合金。

Ti(C，N)基金属陶瓷的性能特点如下：

(1)高硬度，一般可达HRA91～93.5，有些可达HRA94～95，即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。

(2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨损能力，在高速切削钢料时磨损率极低，其耐磨性可比WC基硬质合金高3～4倍。

(3)有较高的抗氧化能力，一般硬质合金月牙洼磨损开始产生温度为850～900℃，而Ti(C，N)基金属陶瓷为1100～1200℃，高出200～300℃。TiC氧化形成的TiO2有作用，所以氧化程度较WC基合金低约10%。

(4)有较高的耐热性，Ti(C，N)基金属陶瓷的高温硬度、高温强度与高温耐磨性都比较好，在1100～1300℃高温下尚能进行切削。一般切削速度可比WC基硬质合金高2～3倍，可达200～400m/min。

(5)化学稳定好，Ti(C，N)基金属陶瓷刀具切削时，在刀具与切屑、工件接触面上会形成Mo2O3、镍钼酸盐和氧化钛薄膜，它们都可以作为干剂来减少摩擦。Ti(C，N)基合金与钢不易产生粘结，在700～900℃时也未发现粘结情况，即不易产生积屑瘤，加工表面粗糙度值较低。

Ti(C，N)基金属陶瓷在具有良好综合性能的同时还可以节约普通硬质合金所必需的Co、Ta、W等贵重稀有金属材料。随着人类节约资源推行“绿色工业”进程的加快，Ti(C，N)基金属陶瓷必会成为一种大有前途的工具材料。目前，Ti(C，N)基金属陶瓷材料得到世界各国尤其是日本的广泛深入研究，一些国家已在积极应用和推广这种刀具材料，世界各主要硬质合金生产厂家都推出了商品牌号的含氮金属陶瓷。如日本三菱综合材料公司开发的NX2525牌号超细微粒金属陶瓷的硬度达到92.2HRA，抗弯强度达2.0GPa，兼具高硬度和高韧性。我国在“八五”期间也成功研制出多种牌号的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，并批量上市，现已发展成为独立系列的一类刀具材料。

金属陶瓷与金属焊接的技术方法

在工业加工生产中，切削加工刀具的刀片与刀杆的连接方式有两种：焊接式和机夹式。刀具的刀片和刀杆连接的好坏直接影响刀具的使用寿命。宋立秋等通过实验研究表明：选用焊接式连接刀片和刀杆时，刀具耐用度高；选用机夹式时，刀具耐用度低。由于Ti(C，N)基金属陶瓷属于脆性材料，熔点比金属高，其线膨胀系数与金属相差较大，使得Ti(C，N)基金属陶瓷刀片与刀杆焊后接头中的残余应力很高，加之与金属的相容性较差，使得金属陶瓷与金属的焊接性较差，一般焊接方法和工艺很难获得满意的焊接接头，目前，采用钎焊和扩散焊对金属陶瓷与金属进行连接已获得成功。随着研究的不断深入，又出现了许多新方法及工艺，以下在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时，指出其优缺点和研究方向。

1熔化焊

熔化焊是应用最广泛的焊接方法，该方法利用一定的热源，使连接部位局部熔化成液体，然后再冷却结晶成一体。焊接热源有电弧、激光束和电子束等。目前Ti(C，N)基金属陶瓷熔化焊主要存在以下两个问题有待解决：一是随着熔化温度的升高，流动性降低，有可能促进基体和增强相之间化学反应(界面反应)的发生，降低了焊接接头的强度；另一问题是缺乏专门研制的金属陶瓷熔化焊填充材料。

1)电弧焊

电弧焊是熔化焊中目前应用最广泛的一种焊接方法。其优点是应用灵活、方便、适用性强，而且设备简单。但该方法对陶瓷与金属进行焊接时极易引起基体和增强相之间的化学反应(界面反应)。由于Ti(C，N)基金属陶瓷具有导电性，可以直接焊接，对Ti(C，N)基金属陶瓷与金属电弧焊的试验研究表明是可行的，但需要解决诸如界面反应、焊接缺陷(裂纹等)和焊接接头强度低等问题。

2)激光焊

激光焊是特殊及难焊材料焊接的一种重要焊接方法。由于激光束的能量密度大，因此激光焊具有熔深大、熔宽小、焊接热影响区小、降低焊件焊接后的残余应力和变形小的特点，能够制造高温下稳定的连接接头，可以对产品的焊接质量进行精确控制。激光焊接技术已经成功应用于真空中烧结的粉末冶金材料。据报道，Mittweida激光应用中心开发了一种双激光束焊接方法。它用两束激光工作，一束激光承担工件的预热，另一束激光用于焊接。用这种双激光束焊接方法可以实现各种几何体的连接，并且不会降低原材料的强度和高温性能，焊接时间仅需数分钟。该方法可有效防止焊接过程中热影响区裂纹的产生，适用于Ti(C，N)基金属陶瓷与金属的焊接，但对工装夹具、配合精度及焊前准备工作要求较高，设备投资昂贵，运行成本较高，需要进一步提高其工艺重复性和可靠性。

3)电子束焊

电子束焊是一种利用高能密度的电子束轰击焊件使其局部加热和熔化而焊接起来的方法。真空电子束焊是金属陶瓷与金属焊接的有效焊接方法，它具有许多优点，由于是在真空条件下，能防止空气中的氧、氮等的污染；电子束经聚焦能形成很细小的直径，可小到Φ0.1～1.0mm的范围，其功率密度可提高到107～109W/cm2。因此电子束焊具有加热面积小、焊缝熔宽小、熔深大、焊接热影响区小等优点。但这种方法的缺点是设备复杂，对焊接工艺要求较严，生产成本较高。目前针对Ti(C，N)基金属陶瓷与金属的电子束焊接技术还处于实验阶段。

2钎焊

钎焊是把材料加热到适当的温度，同时应用钎料而使材料产生结合的一种焊接方法。钎焊方法通常按热源或加热方法来分类。目前具有工业应用价值的钎焊方法有：(1)火焰钎焊；(2)炉中钎焊；(3)感应钎焊；(4)电阻钎焊；(5)浸渍钎焊；(6)红外线钎焊。钎焊是Ti(C，N)基金属陶瓷与金属连接的一种主要焊接方法，钎焊接头的质量主要取决于选用合适的钎料和钎焊工艺。李先芬等对Ti(C，N)基金属陶瓷与45号钢采用铜基、银基钎料分别进行了火焰钎焊试验和在氩气保护炉中钎焊试验。火焰钎焊条件下，以H62为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa，以BAg10CuZn为钎料的接头的剪切强度达114MPa，以BCuZnMn为钎料的接头的平均剪切强度49MPa；在氩气保护炉焊条件下，以H62为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa，以Ag72Cu28为钎料的接头的平均剪切强度为51MPa。通过观察和分析钎焊接头的结合情况及剪切试验，表明Ti(C，N)基金属陶瓷具有较好的钎焊性。但由于接头界面处金属陶瓷中存在残余应力，导致剪切试验时均断在金属陶瓷上，且钎焊接头的剪切强度不高。张丽霞等采用AgCuZn钎料实现了TiC基金属陶瓷与铸铁的钎焊连接。近年来还利用非晶技术研制成功了新的含钛合金系，如CuTi、NiTi合金，可以直接用来钎焊陶瓷与金属，其接头的工作温度比用银铜钎料钎焊的要高得多。目前，金属陶瓷钎焊需要解决如何降低或消除界面处金属陶瓷中的残余应力和提高接头强度的问题。

3压焊

压焊时基体金属通常并不熔化，焊接温度低于金属的熔点，有的也加热至熔化状态，仍以固相结合而形成接头，所以可以减少高温对母材的有害影响，提高金属陶瓷与金属的焊接质量。

1)扩散焊

扩散焊是压焊的一种，它是指在相互接触的表面，在高温压力的作用下，被连接表面相互靠近，局部发生塑性变形，经一定时间后结合层原子间相互扩散而形成整体的可靠连接过程。扩散焊包括没有中间层的扩散焊和有中间层的扩散焊，有中间层的扩散焊是普遍采用的方法。使用中间层合金可以降低焊接温度和压力，降低焊接接头中的总应力水平，从而改善接头的强度性能。另外，为降低接头应力，除采用多层中间层外，还可使用低模数的补偿中间层，这种中间层是由纤维金属所组成，实际上是一块烧结的纤维金属垫片，孔隙度最高可达90%，可有效降低金属与陶瓷焊接时产生的应力。扩散焊的主要优点是连接强度高，尺寸容易控制，适合于连接异种材料。关德慧等对金属陶瓷刀刃与40Cr刀体的高温真空扩散焊接实验表明，金属陶瓷与40Cr焊接后，两种材料焊合相当好，再对40Cr进行调质处理，界面具有相当高的强度，焊接界面的抗拉强度达650MPa，剪切强度达到550MPa。扩散焊主要的不足是扩散温度高、时间长且在真空下连接、设备昂贵、成本高。近年来不断开发出了一些新的扩散焊接方法，如高压电场下的扩散焊，该方法借助于高压电场(1000V以上)及温度的共同作用，使陶瓷内电介质电离，在与金属邻近的陶瓷材料内形成了一薄层充满负离子的极化区。此外，由于材料表面的显微不平度，陶瓷与金属间只有个别小点相接触，大部分地区形成微米级的间隙。集结在微小间隙两侧的离子使这些地区的电场急剧升高，此外加电场可增加3～4个数量级。由于异性电荷相吸，使被连接的两种材料相邻界面达到紧密接触(其间距小于原子间距)，随后借助于扩散作用，使金属与陶瓷得以连接。

2)摩擦焊

摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热，使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊广泛用于同类和异种金属的连接，对于不同类材料陶瓷与金属连接的摩擦焊尚属起步阶段。

3)超声波焊

超声波焊是通过超声波振动和加压实现常温下金属与陶瓷接合的一种有效方法。用此方法焊接铝与各类陶瓷均获得成功，而且接合时间仅需几秒钟。由于此方法的接合能是利用超声波振动，结合面不需要进行表面处理，设备较简单，缩短了焊接时间，其成本比钎焊法大幅度降低。该方法应用于金属陶瓷与金属的焊接还有待于进一步研究。

4中性原子束照射法

中性原子束照射法利用中性原子束照射金属与陶瓷的接合面，使接合面的原子“活化”。物质清洁的表面具有极佳的活性，然而物质表面往往沾有污物或覆盖着一层极薄的氧化膜，使其活性降低。该方法主要是对接合面照射氩等惰性气体的1000～1800eV的低能原子束，从表面除去20nm左右的薄层，使表面活化，然后加压，利用表面优异的反应度进行常温状态下接合，此方法可用于氮化硅等高强度陶瓷与金属的接合。

5自蔓延高温合成焊接法

自蔓延高温合成(SelfpropagatingHightemperatureSynthesis，缩写SHS)技术也称为燃烧合成(CombustionSynthesis，缩写CS)技术，是由制造难熔化合物(碳化物、氮化物和硅化物)的方法发展而来的。在这种方法中，首先在陶瓷与金属之间放置能够燃烧并放出大量生成热的固体粉末，然后用电弧或辐射将粉末局部点燃而开始反应，并由反应所放出的热量自发地推动反应继续向前发展，最终由反应所生成的产物将陶瓷与金属牢固地连接在一起。该方法的显著特点是能耗低，生产效率高，对母材的热影响作用小，通过设计成分梯度变化的焊缝来连接异种材料，可以克服由于热膨胀系数差异而造成的焊接残余应力。但燃烧时可能产生气相反应和有害杂质的侵入，从而使接头产生气孔和接头强度降低。因此，连接最好在保护气氛中进行，并对陶瓷与金属的两端加压。日本的Miyamoto等首次利用SHS焊接技术，研究了金属Mo与TiB2和TiC陶瓷的焊接，试验利用Ti+B或Ti+C粉末作为反应原料，预压成坯后加在两个Mo片之间，利用石墨套通电发热来引发反应，成功地获得了界面结合完整的焊接接头。何代华等采用燃烧合成技术成功地制取了TiB2陶瓷/金属Fe试样，且焊接界面结合良好，中间焊料层Fe的质量百分含量较高时，界面结合优于Fe质量百分含量低的界面结合情况。孙德超等以FGM焊料(功能梯度材料)成功实现了SiC陶瓷与GH4146合金的SHS焊接。目前SHS机理研究尚未成熟，设备开发和应用投资颇大，所以SHS焊接尚未工程化。

焊接技术论文例4

2.数控机构及控制系统

采用低成本、易维护的数控机构，它主要由机械结构、运动控制板、步进电动机驱动板、直流电源及操作系统等组成。随着数字技术的飞速发展，数控技术被广泛应用到各行各业中，X、Y、Z等轴控制板价格已十分低廉，甚至已经到百元以下，如此低廉的数控系统，在不大幅增加夹具开发费用的前提下，使开发复合CO2数控焊接夹具成为可能。

焊接技术论文例5

接下来进行了第全国钎焊及特种连接技术交流会优秀青年论文奖的颁奖仪式。该奖项颁发给投稿论文质量高且到场参加此次钎焊年会的35岁以下青年。经专委会认真评选，哈尔滨工业大学王君（导师钱乙余教授）、北京科技大学崔冰（导师黄继华教授）、清华大学张颖川（导师邹贵生教授）、北京工业大学陶博浩（导师李红博士）4人获奖。专委会主任、副主任为获奖者颁发了证书。

优秀青年论文奖颁奖

大会安排了5个特邀报告，由专委会主任李晓红主持。5个特邀报告依次是：“第二代无铅钎料发展趋势”（深圳亿铖达工业有限公司总经理马鑫博士）；“国内外钎焊材料发展现状及展望”（郑州机械研究所总工程师龙伟民研究员）；“Cf/SiC复合材料连接研究评述”（北京科技大学黄继华教授）；“纳米金属颗粒膏合成及其低温烧结连接的电子封装应用研究进展”（清华大学邹贵生教授）；“新型陶瓷材料的钎焊连接”（哈尔滨工业大学李卓然副教授）。会议代表与报告者进行了热烈的讨论交流。专委会主任李晓红为特邀报告者颁发了荣誉证书，感谢他们对此次会议的支持。

专委会分别在湘潭大学逸夫楼311和312报告厅开设了硬钎焊、扩散焊技术分会场和软钎焊、特种连接技术分会场进行论文报告交流。每个分会场报告分上、下半场。其中硬钎焊、扩散焊技术分会场有12篇论文进行报告交流，上半场由专委会副主任乔培新研究员和专委会钎焊工艺及设备分专委会主任毛建英研究员主持，下半场由专委会副主任熊华平研究员和钎焊材料分专委会主任龙伟民研究员主持。软钎焊、特种连接技术分会场有10篇论文报告进行了交流，分别由专委会副主任马鑫博士和专委会副主任何鹏教授主持上、下半场。会场学术气氛浓厚，提问积极踊跃，讨论热烈深入，在听众之间以及主持人与听众之间都形成了良好的互动，到讨论结束时间大家仍意犹未尽，达到了很好的技术交流效果。

焊接技术论文例6

焊接技术实训操作技能培养，可以提高焊工在学习中的乐趣，对于理论书本的晦涩难懂，无法使学生更形象的理解，焊接技术实训则可以更好地解决这一问题，通过实训，提高焊工的操作技术，使焊工在更加容易理解的环境下进行学习，可以起到事半功倍的效果，并且可以在最短时间内将理论与实际连结起来，做到融会贯通，可以直接提升焊工的实际操作水平。

一、焊接培训的现状

在社会飞速发展的大背景下，各行各业也随之迎来了企业的春天，焊接行业，是一门与人们生活联系密切的行业，但是焊接人才又极为缺乏，所以越来越多的人选择焊接专业，然而，我国如今的焊工技能教育却不尽人意，焊工培训教材、教程、教学方法等相对于技术院校学生现有的文化水平来说，还存在了些许不足，如教学形式单一，教学内容枯燥，教学实践性差等，这些问题造成了焊接技术培训院校的成绩不尽人意，随之而来的问题即部分学生并未完全掌握专业技能就投入到相关工作岗位。在专业院校中，大部分都以书本式教学为主，对于实际操作训练涉及较少，学生无法将理论知识充分应用到实际操作当中，导致其专业技术达不到高、精、尖，达到岗位后，无法适应技术的更新。因此实现焊接技术实训操作技能培养，在焊接技术教学中起着至关重要的作用，笔者认为各院校，教育中心应该对此加以思考，实现焊接技术实训，可加强焊工的质量与积极性，有益于焊工与培训方，其有着重大的意义。

二、加强教学改革――教学内容由死板“变”生动

一本死气沉沉的教科书，不仅不会给学生带来积极向上的感觉，而且会极大地削弱学生对专业技术学习的热情，因此，加强教学内容使其更加生动是改革教学内容的必要手段。

以往的照本宣科式教学，无法适应日新月异、各种技术飞速革新与发展的社会。仅仅照着书本来教导学生，无疑为下下之策，难以调动学生对专业知识学习的积极性与创造性，导致学生对学习抱有敷衍态度，起不到预想的教学效果，因此加强教学改革，将教学内容由“静”变“动”，已经成为了教师需要研究与把握的重要课题。。

（一）改革教科书。时下焊接行业的教科书，多是以文字铺满全篇，内容枯燥，给学生一种枯燥乏味的感觉，学习起来自然没有动力，并且由于技术院校学生文化水平相对较差，因此一味的文字教学，不会起到文字严谨的目的，相反地会激起学生对于专业的抵触心理，起不到教学意义。

改革教科书内容，可以多插入图片，将知识更加生动地展现在学生面前，使其能有对所学内容有大致的了解，在心中可刻下一个相对清晰的轮廓，并且由于图片的增多与枯燥文字篇幅的减少，更会激发学生的好奇心与求知欲，并在学习的过程中能够主动的探求与思考，在相对于浅显易懂的图片面前，学生的紧张压抑的心态一会随之而放松，对于更好的学习知识有较大益处。

（二）改革教学内容方向。对于以往注重的理论式教学的教学方法，比较如今社会发展步伐，已经变得不适用，而今，实践型人才是主流，社会发展更加务实，焊接专业作为一门与生活息息相关的专业，更是应以掌握技术为主，理论知识应该服务于实践技术。教学内容应更加注重实践内容的发展，也就是使教学目的由教导学生掌握焊接原理等理论性知识转为教导学生如何进行焊接实际操作，使教学变得更加简单与实在，更加浅显易懂。并在其实际操作中，辅以理论教学，做到实践教学与理论教学并重，让学生不仅知其然，而且知其所以然，成为一名合格的高级技术工人，为社会发展做出贡献。

三、注重教学实践性

焊接技术实训操作技能培养，也就是注重教学的实践性，这也是改革如今焊接专业大致走向的最重要一环。注重教学的实践性，也就是注重操作，避免“纸上谈兵”式的教学，使学生能够学到最实用的知识，能够在学习中体会到实践的乐趣，与专业技能可以更亲密的接触，做到与书本知识融会贯通，避免了照本宣科式教育较为明显的短板。焊接技术实训，可以增强教师与学生之前的互动，减少师生间的隔阂，使学生更容易接受老师的讲解，加强实训操作技能，可以使学生在进入社会就业之前尽早全面地接触实际操作，可以尽量避免学生初入工作岗位对于工作内容的不熟悉与不习惯，对于焊接行业的良性发展有着重要的意义。在教学中，教师要了解学生的实际水平，采取恰到好处的教学方式，既不要超出学生现有的能力，也需要尽量提升学生的能力，把握好这个度，慢慢磨练学生对于本专业的学习内容的熟练度，鼓励学生在实践过程中能够深入思考，勇于提出问题并尝试自我解答，培养自身的思考能力与创新能力，这样的教学方法，对于一名焊接专业的学生来说，有很大帮助。

四、注重操作的精准性与规范性

焊接技术实训操作技能培养，是为了让学生能够更好、更快地接受并且掌握焊接专业的知识，然而，如果只注重技能培养，而忽略操作的精准性与规范性，那么就相当于拆东墙补西墙，有可能在未来的工作中因对精准性于规范性的欠缺而造成重大的损失，导致学生无法适应岗位工作。

因此，在学生掌握了专业理论知识与实际操作的基础上，教师应亲自用精准与规范的操作向学生们进行演示，并在操作时向学生讲解其中需要注意的方面，让学生能够直观地体会正确的操作。如在某些需要注意的方面，无论如何向学生讲解与表达，都不如进行实际操作讲解更能解决问题，在实践中对学生进行讲解，其效果更加生动，更加容易被学生所理解与接受，不但可以增强教学的互动性与趣味性，而且能在不断教导与学习的氛围中有效地提高学生的对学习的积极性，对焊接技术实训操作技能培养有着互补的意义。

五、结束语

焊接技术论文例7

焊工实用技术的理论教学和其他专业的实用技术，如电气、仪表等专业均有相似之处，但又不尽相同。同时，焊工实用技术理论教学和文化课、技术基础课教学又有很大区别。前者注重理论在实践中的应用，后者注重理论知识的学习。

一、在焊工实用技术理论教学中，尽量多联系生产实践中的实例进行讲解

理论教学中增加对生产实例的讲解可以活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣。如讲述第一章焊工实用技术安全生产知识时，课本提到安全电压为36V。这个电压是根据人体电阻计算出来的，但人体电阻并不是一成不变的。笔者举了一例：某焊工焊接球罐时，触电身亡。原因是在炎热的夏天，球罐空气不流通，内部闷热，焊工实用技术实习人员身体大量出汗，人体电阻变小。此时，安全电压36V，不再安全，所以导致事故发生。再例如，在讲述焊接应力和变形一章时，由于焊接应力较为抽象，学生不大好理解。笔者就举了另一个例子，在焊接球罐时，由于焊接应力的影响，赤道球形焊缝在最后收弧阶段会出现变形，导致不易焊合。在实践中，可以多采用四个焊接人员对称焊接，以抵消应力。通过把实例作为教学内容，学生在学习时兴趣较浓，也容易记牢相关知识。

二、把专业理论教学和实习操作联系起来

理论知识和实习教学相联系，可以使理论教学变得生动，还可以加深学生对理论知识的理解。例如，讲述焊接开坡口时，书上要求留2mm间隙。结合实习教学，实习老师要求留焊条那样宽的间隙。这样学生就可以较为形象地理解、记忆坡口间隙。

1.学生实习时，理论老师要跟班实习、顺势提问，并解答学生的疑难问题

这样可以促使学生回忆理论课的内容，并更重视理论课的学习。如：学生进行焊接实习时，笔者顺势提问，你所用焊条牌号是什么？学生回答是结422型焊条。笔者接着给学生补充道：结422型是旧牌号，它大约相当于新牌号中的E4303，这种焊条多用于普通结构钢的焊接。

2.多和实习老师交谈，有助于发现学生在理论学习上存在的问题

笔者在跟班实习和实习老师讨论时，发现学生在理论知识上主要存在两方面问题，一是学生对专业名词术语不了解，甚至张冠李戴，二是学生对理论知识理解不透，对简单、单独的问题做得较好，而对独立思考、综合性问题，却不知怎样处理才好。其中有一次，学生用正接法焊完一块板后，改用反接法焊，学生就不知所措，不知该怎样接线。这是学生对正、反接法理解不清，笔者就在课堂上详细解释，正接法就是焊件接电源负极、电极接电源正极的接线法，并详细比较两者的用途。经过讲述，学生在考试遇到这个问题时，基本上都能答出来。另外，对于易混淆的名词在课堂上进行对比教学，找出区别和联系，这样便于学生对知识进行理解和记忆。如外特性和静特性，两者的相同点都是电流和电压的关系，不同点是一个指电弧，一个指电源。通过对两者的比较教学，学生对知识点印象深刻，可以有效避免对两个概念的张冠李戴。

三、客观评价学生的实习效果

在职业技术教育中，采用技能和理论相结合的考核方法。以技能考核为主，学生完成能够体现若干项操作技能水平的工件加工或调试、维修，同时要解答与技能考核相关的理论问题和必要的计算。学生对考核中出现的技术问题是否能够独立解决或者提出具体的解决方案，可以真正反映出学生的综合能力水平。

四、通过理论和技能双向考核取得“双证”

双证是指学业证书和职业资格证书。学业证书是通过教育机构正常的基本知识和专业基础理论的考试。职业资格证书制度是劳动就业制度的一项重要内容，它是指按照国家制定的职业技能标准或任职资格条件，通过政府认定的考核鉴定机构，对劳动者的技能水平或职业资格进行客观公正、科学规范的评价和鉴定。通过严格的考核，才能客观、真实地反映出学生的具体实习情况，对合格者授予相应的国家统一颁发的学业证书和职业资格证书。

总之，我们应立足职业教育，为劳动力市场培养有用的复合型人才，努力满足社会发展的需要，不断提高教学水平。

参考文献：

[1]何建钢.优化课堂结构 提高焊工实习效率[J].职业，2009（6）.

焊接技术论文例8

引言

《焊接技术及工艺》是高职院校焊接技术及自动化专业的一门必修课程，也是核心课程之一。在课程体系中起着承上启下的作用。所以，该课程上课效果的好坏直接影响着该专业毕业生的专业素质。

一、《焊接技术及工艺》课程教学现状分析

《焊接技术及工艺》课程内容包含两大块：焊接技术基础知识；焊接实训。按照传统教学方法一般讲授理论，理论学习结束后，开始集中实训。这样的教学过程，使理论实践学习分离，焊接理论中的熔池，冶金反应，焊缝裂纹等抽象的概念，学生很难理解和接受。教学过程中，学生普遍反映《焊接技术及工艺》难学，内容多且抽象，导致很多学生在上课过程中很难进入状态，慢慢对课程失去兴趣，所以，教师的课堂教学效果基本都不理想。

二、提高教学效果的想法

本文针对上述教学现状进行研究和探索，给出提高《焊接技术及工艺》课程教学效果的建议。

1、培养学生学习主动性。

兴趣是最好的老师，只有让学生感兴趣，他们才会主动的去学习。在《焊接技术及工艺》

课堂上，任课教师要充分备课，把理论和实践通过实例相结合，如2008年北京奥运会的鸟巢体育馆就是采用各种焊接技术建设而成的，西气东输的管道同样是焊接而成。更实际的例子，比如日常生活中的暖气管道，铁制门窗等都离不开焊接技术。让学生在听课过程中看见感知到所学对即所用。通过这些可以培养学生的学习兴趣，提高其主动学习的自觉性。

通过上面的分析可得，把焊接技术和这些生产实例相结合，可以是学生真真切切的感受到焊接技术的重要性、从而确定学习目标，这样有利于提高自身的学习效果。

此外，在讲授《焊接技术及工艺》课程理论部分时，教师可以介绍一些相关企业的关于焊接技术人员的找招聘信息，重点介绍岗位要求。如：XXX铁路局招聘，要求掌握XXX焊接技术、XXX焊接方法”等，将课堂教学内容与就业前景相联系。使学生了解当前相关行业需要哪些焊接技术，作为焊接操作人员应该具备哪些素质，通过这些做法，能够增加学生的学习动力，帮助学生确定学习的方向，提高其主观学习的态度。

2、合理选择教学内容。

在课堂教学中，作为一名优秀的专业课教师应选用新版的、内容丰富的、适合学校本专业的优秀教材。现在市场上教材的种类很多，质量也是参差不齐，所以，教师在讲课时应该

从总体出发，教学内容要主次分明，本门课的特点之一就是难点并非重点，所以，有些理论偏深的知识可以少讲或者不讲，高职教育培养的是应用型人才，注重的是学生动手能力的培养。

此外，教师也可以向学生介绍焊接相关的期刊和杂志，使学生通过不同渠道，多角度的去了解焊接知识的新进展、新技术和新的发展趋势，这样可以有效的丰富学生的知识面，提高其自信心。

另外，传统的《焊接技术及工艺》课堂教学一般注重基本原理的讲解，通常采用填鸭式的教学方法，长篇大论的讲授焊接冶金、焊接缺陷等理论知识即重理论轻实践。而目前在企业的焊接生产中，更注重的是焊接操作。所以在安排教学内容时应该合理分配理论和实践的学时。

3、 建立三位一体的教学模式。

所谓三位一体是指课程的实践要求、职业资格认证的要求，岗位职责要求三者统一，这样的教学模式使学生更容易考取职业资格证书，更好的适应将来就业的岗位职责，真正做到学校企业零距离。

4、多种教学手段并用。

《焊接技术及工艺》课程是一门以实训为主，理论为辅的课程。不同的教学内容应该采取不同教学手段，相同的教学内容也可多种教学内容并用。比如在讲授理论课时，可将传统的讲授法和现在的多媒体共用，发挥两者的优势。实训课时，传统的教学方法是单一的练习某种焊接方法，反反复复的联系，学生练习起来比较枯燥。相反，引入任务驱动的教学手，使之与传统单一联系的方法结合，会是教学效果大幅度提高。如教师让学生做一个焊接作品，学生根据焊接作品，分析该作品在制做过程中需要哪些焊接方法，在任务的驱动下，学生势必会努力的学习各种焊接方法，以此达到最佳的教学效果。

5、采用企业管理模式。

企业对员工有这严格的管理制度，作为高职毕业生，要想尽快适应企业的，最好的办法就是把企业的管理制度搬到课堂上来，把企业的管理制度作为学生的管理制度，这样学生能够按照企业的规章制度约束自己，保质保量的完成教师安排的教学任务。

结束语：

本文针对《焊接技术及工艺》课程的特点，从课程教学内容、教学手段、实践教学等方面进行了教学改革的探索，并给出了一些提高教学效果的建议即培养学生学习的主动性；合理选择教学内容；建立三位一体教学模式；多种教学手段并用；用企业的管理制度管理学生。实践表明，上述《焊接技术及工艺》教学改革的实施，不仅可以提高教学效果和教学质量，还可以培养学生学习该课程的主动性，为焊接专业后续课程的学小良好的基础，同时也为高职教育能够培养处合格毕业生提供了保证，故这些研究成果对高职院校专任教师教学有很好的借鉴意义。

参考文献

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[2]李立新.发达国家高职人才培养模式的比较研究及启示[j].职业教育研究，2006（3）

焊接技术论文例9

1 一体化教学计划和教学大纲

教学计划是学校组织教学的依据，也是制定教学大纲实施教学的指导性文件。保障“一体化”教学的实施，必须制定“一体化”教学计划。一体化教学计划的特点是将传统教学计划中分科学习分科结业的模式，改为理论与实践综合一体学习，将理论知识与操作技能有机的结合，贯穿始终，在学中干，在干中学，极大的提高学生学习兴趣。教学计划首先根据国家焊接职业标准，以学生为中心，以“必须”和“够用”为度，以适应企业组织生产和技术发展需要，结合学校具体实际情况，对“中、高、技师”级焊工的技能要求，确定教学目标和职业能力要求。然后将焊接专业所涉及的制图、机械基础、电工、金工理论、专业焊接理论、操作方法等相关知识和技能进行综合分析有机结合，分成若干个单元，每个单元依据不同的知识点又分成若干个课题或模块，根据不同课题采用不同的教学和评价方法，并制定每个课题或模块具体的教学目标和技能要求。

比如，将焊接一体化教学计划按焊条电弧焊、CO2气体保护焊电、手工氩弧焊、弧焊提高训练、特种方法的焊接、典型材料的焊接、典型结构梁柱的焊接、焊接生产应用等八个单元进行划分，每单元包含了不同深度广度的相关理论知识，并根据国家焊接职业标准和企业组织生产和技术发展需要，对每单元所涉及理论知识、操作技能提出教学目标和技能要求。中级工完成前三个单元，高级工完成前六个单元，技师完成全部八个单元。

教学大纲是落实教学计划、实现教学目标的最基本的教学文件。一体化教学大纲应依据教学计划，制定每个单元必须掌握的基本理论、基本知识和基本技能。根据一体化教学计划的教学目标和技能要求，把每一单元所涉及的制图、电工、金工理论、专业焊接理论、操作方法、技能以及相关安全知识等内容进行合理组合，由浅入深，安排在若干课题或模块之中，并对所涉内容提出知道、理解、掌握具体要求。知道：即对某焊接设备、焊接方法或焊接术语的感性认识；理解：是指学生对某焊接设备、焊接方法或焊接术语的里理性认识，能完成教学目标的基本操作；掌握：是指学生能用所学知识指导实践，进行熟练操作，掌握某方面技能，具有处理一般实际问题的能力。

一体化教学大纲要贯彻教学计划所体现的教学理念，既是教学环节的教学指导性文件，也是编写教案，实施教学和评价的依据。焊接教研组应在国家职业标准的基础上，围绕社会发展需求，对企业岗位职业能力进行调查研究分析，以职业技能为主干，制定焊接专业一体化教学大纲，明确每课题教学内容及课时多少，教学目标和技能要求。大纲应确定不同资格等级人才的教学要求和技能目标。针对新技术、新工艺、新设备、新材料的运用和发展，有条件可以组织学生到企业参观学习，或开发多媒体课件，增强学生感性认识，提高学生学习理论知识兴趣，变被动学习为主动需要。

2 教材内容结构的一体化和综合化

一体化教材是完成一体化教学要求和技能目标的基础。根据一体化教学计划、教学大纲和职业标准，按科学性、合理性、实用性、针对性和有效性原则编写一体化教材，遵循“从实践到理论，再从理论到实践”的认知规律，以理论与实践一体化的教学形式，设计技能训练课题或模块，突出理论与实践相结合，充分体现“学以致用、能力为本”的职业教育思想，切实做到所教、所学、所用衔接。以学生就业为导向，以企业用人标准为依据，在专业知识的安排上，紧密联系培养目标的特征，坚持够用、实用的原则，考虑技工学校的生源状况，在结构安排和表达方式上，强调由浅入深，循序渐进，强调师生互动和学生自主学习，并通过大量生动的案例和图文并茂的表现形式，使学生能够较轻松掌握所学内容，加强技能训练的力度，特别是加强基本技能与核心技能的训练。在考虑学校办学条件的前提下，力求反映社会和企业用人的现状和趋势，尽可能地引入新技术、新知识、新工艺、新方法，使教材富有时代感。同时，采用最新的国家技术标准，使教材更加科学和规范。

这就需要设计一种新型教材， 将教学要求和技能目标与基础理论和专业技能有机的结合，不单纯追求学科的系统性和完整性，而是根据培养目标的能力因素和岗位需求，筛选出学科中与培养职业能力直接有关并且使用频率较高的基础理论、专业理论知识内容，配合实践性教育环节，整合成为一个有机整体，形成一个以综合能力培养为主体，突出技能和岗位要求为目的的综合化实践课程体系。教研组长牵头组织骨干教师编写一体化教材。编写时，应突破传统教材重视理论的全面性和系统性的课程体系，对课程内容进行创新整合，取而代之的是以操作技能为主干，理论知识服从于操作技能所需，服从于生产所要的新型教材。

在一体化课程的设计中，不考虑各学科的系统性，而注重知识的适用性，以操作实践为主干，将焊条电弧焊单元分为平焊、角焊、立焊、管焊四个课题或模块，在每一课题或模块中都以操作技能为先导，焊前准备、工艺参数、操作方法、质量检查，然后展开焊接安全常识，焊接工艺理论，金属工艺理论，以及相关铆工知识、电工知识的入门、理解、掌握；把典型钢结构的焊接单元，分成容器的焊接、梁柱的焊接等模块，而在容器的焊接模块中以容器的焊前准备和焊接装配工艺为先导，展开相关的铆工板金知识，如放样、展开、下料、变形等；焊接检验知识，如射线探伤、超声探伤等。并用这些原理、理论去解释相关问题和概念，然后通过所学到的理论去控制、指导焊接操作实践，最终实现技能目标，学生既掌握操作技能又明白相关的基础理论和焊接理论，成为知识型技能人才。

3 教师队伍的“双师型，专业化”

“双师型”教师队伍是实施一体化教学的关键。“双师型”教师是指教学人员既懂专业理论知识，取得职业教育系列专业技术任职资格，又有高超操作技能，取得与岗位能力相对应的职业资格（至少高级技工职业资格）；既能讲授专业理论知识，又能指导生产实习。这无疑是对我们职业教育教师的挑战，同时也是职业教育教师的机遇，我们应抓住这一机遇，努力学习，不断取进，成为真正的名副其实的“双师型”教师。

“专业化”是焊接专业不同于其他专业、特有的焊接方法的“专业化教师”，是学生更好掌握焊接技能的保证，在欧洲有焊条电弧焊教师、二氧化碳焊教师、氩弧焊教师等。

焊接教师的专业化和一体化并不矛盾，恰恰相反，专业化的焊接教师是在一体化综合化的基础上，对某种焊接方法有更加精湛的技术，是 “双师型专业化”教师，在教学指导和训练过程中，能对某种焊接方法，更好地更全面地指导和传授学生，使学生能更好地掌握某种焊接操作技能和专业理论知识，学校应采取措施，提供支持，积极培养造就一批即懂理论又能操作的“双师型专业化”教师，并给予奖励，促进“双师型专业化”教师队伍的建设。

4 教学过程一体化和专业化的有机统一

教学过程的一体化是保证教学要求和技能目标实现的途径，是一种教学摸式。它是以理论与实践相结合的原则为指导，以操作技能为主干，通过由学生实际操作的动手行为引发一系列相关理论知识，来激发和引导学生学习理论专研理论的积极性和主动性。而且学生先有一定的操作实践经验，有利于深刻理解技术理论知识，并能使技术理论知识真正发挥实践功能。在“实践、认识、再实践、再认识”的学习过程中，使学生“知其所以然”，从而培养学生创造性解决问题的能力。采取项目教学、模块教学、互动教学等教学方法，以小组竞赛、技能比武取代期末考试，使学生既掌握实际操作技能又学会专业理论的一种教学方式。

一体化职业教育课程并非忽视对理论知识的学习，而是强调要让学生按照一种更合理、更有效的方式来进行相关理论知识的学习。因为教学过程的一体化，学习对象不抽象，易理解，好掌握，从中可获得成就感，更加激发了学生的学习兴趣。随着学习的不断深入，实践技能的不断提高，学生不断构建自己的知识结构，同时会有进一步学习理论知识的需求和渴望。

教学过程应具有鲜明的综合化的特征，教学过程应始终围绕培养对象的职业技能这一主题，同时，应根据专业教学要求和技能目标，考虑企业生产岗位对人才多样性、复合型及特殊性的要求，因此，在教学过程中，必须坚持以技能为重点，以实用为原则。在教学过程中可以针对新技术、新工艺、新设备、新材料的运用和发展，有条件可以组织学生到企业参观学习，在教师的指导下向工人师傅请教，亲自了解焊接岗位所需技能。对于先进的焊接设备方法如带极埋弧焊、搅拌磨擦焊，我们可以利用数码相机进行录制设计多媒体课件，增强学生感性认识，提高学生学习理论知识兴趣，变被动学习为主动需要。一体化、专业化和综合化的教学过程是最合适的方法。

专业化是指某种焊接方法的专业化，或某一模块某一项目的专业化，专业教师也是综合前提下的专业，他与综合化一体化并不矛盾，相反专业化教师更有利于模块教学、单元教学。教师任教中打破传统的跟班制，探索单元制或模块制任教，因为职业技术教育是以培养岗位技能为重任，专业教师能更好地传授职业技能，这就要求教师需有职业教育特有的教学方法的能力，即综合教学的能力。无疑，“双师型专业化”教师不是一种称呼，而需要超高的技能和精湛的理论。

5 建设一体化教学场地

一体化教学场地是实施一体化课程的重要物质保障，它既能满足理论教学，又能满足实践教学。所以教学场地既是教室又是车间，同时还是实验室。是教室要有黑板、课桌、电教化、多媒体设备；是车间要有焊接设备、切割设备、通风设备、工作台以及相关的工具护具和库房等；实验室要有与实验相对应的实验仪器设备。

总之，焊接专业一体化教学是以职业岗位能力目标为依据，以技能操作为先导，通过“双师型专业化”教师的综合化的教学指导过程，培养适应社会企业岗位需要的高技能人才的系统工程。重视职业教育不是一句空话，需要国家大量的投入，也需要教师辛勤的劳动和不懈的努力。

参考文献：

[1] 毛森.技工学校焊接专业一体化教学研究[J]湖南农机，2013（1）：181.

焊接技术论文例10

中图分类号： TB302.3 文献标识码：A

目前，CAE（计算机辅助工程）的研究已经在制造业推广，在影响CAE技术发展的诸多因素中，人才、计算机硬件和分析软件是三个最主要的方面，现代计算机技术的飞速发展，已经为CAE技术奠定了良好的硬件基础。多年来，重视CAE技术人才的培养和分析软件的开发和推广应用，发达国家不仅在科技界，而且在工程界，已经具有一支较强的掌握CAE技术的人才队伍，同时在分析软件的开发和应用方面也达到了较高水平。

焊接技术是现代制造业中最有效、应用最广泛的连接方法，广泛应用于轨道车辆、船舶、航空航天等制造工程领域。在焊接过程中，由于其不均匀的加热及冷却过程，焊接结构焊后存在着不可避免的焊接残余应力和变形。特别是对于大型结构而言，结构尺寸大，形状复杂，焊缝总长度长，焊后残余应力、变形情况更为复杂，对制造精度及使用性能的影响更为显著，装备制造业为国民经济各行业提供技术装备，产业关联度高、吸纳就业能力强，是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。最近几年，我国的制造业发展速度快，重大技术装备自主化水平显著提高，已经成长为装备制造业大国。然而产业大而不强，高新技术与传统装备工业改造结合不够，装备制造业信息化程度、自动化程度不高。对于铝合金车体而言，由于铝合金具有导热率大、热膨胀系数大等特性，其焊接结构焊接残余应力、变形更为显著，因此对铝合金车体的焊接变形控制也成为亟待解决的问题。

焊接数值模拟技术充分利用现代计算机技术和高性能计算技术，通过建立精确的数学物理模型，数字化再现焊接过程，可有效地实现对复杂或不可观察现象的定量分析。应用数值模拟技术为实际焊接生产提供全面的参考数据和可行性理论支持，为控制焊接变形提供了一个很好的方法，是提高焊接技术科学性的有效工具。

有限元法求解焊接问题就是通过软件内置的一系列的假设和近似，获得了微分方程（或积分方程）及相应的定解条件，并预期在某一连续空间和时间内求解这组方程后，微分方程（或积分方程）的解等价于物理解。由于微分方程求解存在数学上的困难，所以采用时间和空间离散的方法，将微分方程组及其定解条件转化为一个超大型的代数方程组，并预期求解这个代数方程组后，代数方程组的解等价于微分方程的解。

焊接变形预测对焊接结构的生产和使用具有重要意义，进行焊接变形准确预测较为困难。焊接变形预测的理论依据主要有解析法、基于弹性有限元的固有应变法，焊接热弹塑性有限元法、粘弹塑性有限元法、建立在实验和统计基础之上的经验公式等。解析法以焊接热传导理论、结构力学理论、残余塑变理论或弯曲理论为基础，能够确定一些较为简单的焊接变形。对于复杂构件，利用解析法求解则非常困难。

本文使用ABAQUS软件，模拟了车体侧墙边梁立柱焊接这一典型焊接结构，对计算结果和试验结果进行对比，为不同焊接结构计算分析选择适用方法提供了参考。并对其温度场分布进行了模拟。本研究利用现有车体侧墙焊接结构的焊接试验，以及大型商用有限元软件ABAQUS的模拟，完成了焊接试验及计算机仿真，进行了多区域网格划分、焊接温度场分析、焊接变形过程再现、现车焊接试验、焊接热输入量预测，寻求材料可能的极限服役状态，而对已有的先进材料也必须预设典型的服役环境，推演其可能的焊接行为。

1 数值模拟方法

本文利用大型商用有限元软件ABAQUS，完成车体侧墙立柱结构的焊接过程的计算机仿真，并跟踪侧墙制造过程，在现车上进行了焊接试验，对焊接过程进行分析，调整和优化了焊接工艺。

1.1侧墙结构的描述

铝合金车体侧墙是铝合金车体的一部分，主要由边梁和立柱拼焊而成，侧墙作为支撑结构，对车体平稳性具有重大影响，其关键点为立柱与边梁的组焊。

1.2 试验模型的选择

本文为真实再现某铝合金车体侧墙的实际试验工况，建立了侧墙部件的整体模型，试样重点提取了侧墙边梁、立柱间的焊缝，其真实结构得到还原，如图1所示，能够更有效地从焊接接头层面上分析焊接的过程。

图1 侧墙结构图

1.3 试验物理现象描述

本文以铝合金车体侧墙结构为研究对象，应用双椭球热源模拟的方法，对其进行焊接变形数值模拟，分析了其焊接特征。并通过改变焊接方向、焊接顺序，对比改变前后变形情况，对铝合金车体侧墙结构的焊接过程进行工艺优化。本文具体研究内容包括：

（1）建立车体侧墙结构的焊接温度场计算有限元模型，并对其进行模拟计算。

（2）结合实际工业生产时的卡具条件，建立了车体侧墙结构焊接变形的热弹塑性有限元分析模型，并使用双椭球热源法对其进行模拟计算，对焊接情况进行对比分析，总结了其分布规律及特征。

（3）通过改变焊接方向和顺序以及改变热输入量，提出合理可行优化方案，并按照提出的方案分别对车体侧墙结构焊接变形进行模拟计算，将其模拟结构进行了比较，分析了各方案对焊接质量的影响，选择了最优方案。

分析主要针对边梁、立柱焊接过程，如图2所示。

图2 焊缝状态图

2焊接试验的热源模型描述

焊接热源模型包括高斯热源模型、双椭球热源模型和半球状热源模型，高斯热源模型是温度在等直径圆范围内，温度高低是按高斯曲线分布的，一般用于手工电弧焊、钨极氩弧焊的计算中。半球状热源模型一般用于高能束焊等的计算中，本文涉及到的焊接使用传统MIG焊焊接，热源模型选择双椭球热源模型，考虑到热源移动时热流分布的影响，热源前后方分布方式不同。双椭球热源模型一般用于MIG焊等穿透能力强的计算中，模型如图3所示。

图3 双椭球热源状态图

3焊接仿真、变形测试过程描述

本文针对铝合金车体侧墙采用仿真和工艺验证的方法同时进行，以普通PC机为首选软件平台，并且采用传统的手工焊接进行焊接试验，采取了一系列针对性的技术进步措施，发展出针对车体其部件焊接行为的“焊接工艺仿真、热输入量预设、过程模拟、行为计算、现象表征、优化方案”手段。

3.1 侧墙焊接仿真有限元模型

根据现有焊接工艺，建立带工装夹具侧墙模型进行焊接仿真试验，预测出各工况下的焊接变形，对比分析后实现对侧墙焊接试验的工艺模拟，试验采用双椭球热源模型进行加载。

记录不同工况下的焊接质量，预设焊接热输入量以及预设的热输入量对焊接质量的影响，真实再现了侧墙立柱MIG焊焊接全过程，侧墙边梁、立柱有限元模型及分析结果如图4和图5所示。

图4 侧墙有限元模型

图5 侧墙焊接热流分布图

3.2铝合金车体侧墙焊接试验

本文焊接侧墙边梁和立柱，母材为某型号铝合金，焊接接头采用角接，焊接位置PB，铝合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具难熔性质，铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不融合现象，同时氧化膜可以吸收很大水分，常常成为焊缝气孔的重要原因之一，再者，铝及铝合金的热导率大，导热系数及热膨胀系数是钢的3倍，因此对于焊接相同厚度的铝合金和钢，铝合金焊接需要的热量更大，而且会有严重的扭曲变形和较高的残余应力。

本文进行的焊接试验，通过以下方面减少了焊接缺陷：

（1）避免电流太小或焊速过快（线能量不够）。

（2）避免电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。

（3）避免坡口有油污、锈蚀。

（4）避免焊件散热速度太快，或起焊处温度低。

（5）避免操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。

图6 现车试验焊缝

3.3铝合金车体侧墙焊接试验调试结果

根据焊接仿真试验及现车焊接试验，最终得到优化的工艺方案，对比和试验的方案如表1所示。

表1 工艺方案对比焊接质量

工艺序号 焊接电流 焊接电压 焊接质量

1 190 21.5 差

2 205 22.5 良

3 210 23.5 良

4 190 21.5 差

5 210 22.5 良

6 205 23.5 优

结果显示，按照工艺6的数值进行预置，依据EN910（金属材料焊缝破坏性试验-弯曲试验）、EN1320（金属材料焊缝破坏性试验-断裂试验）对调整焊接工艺的接头进行力学性能测试，其结果满足产品技术要求，依照工艺6进行焊接的焊缝的焊接质量最佳。

4 结果与讨论

本文利用大型商用有限元软件ABAQUS，采用有限元方法和实验验证的方法针对某铝合金车体侧墙在焊接过程中热循环行为进行了预测，在焊接电流和焊接电压两个层面，加以对比分析，通过试验和计算结果我们可以发现，仿真试验很大程度上提高了焊接试验的效率，将CAE分析与车体制造工艺同时作为研究对象完全可以实现，尤其是在焊接制造工艺方面，CAE仿真分析得到了充分运用。

参考文献：

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