时间:2022-06-26 22:05:57
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇热处理工艺论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
要提高连铸辊辊体材料的性能应从以下几方面入手:1)通过调整辊体材料的成分、增加合金成分的含量,提高淬透性;2)控制锻坯冶炼和锻造质量,提高材料的均匀性和纯净度,改善夹杂物形态,降低有害元素含量;3)采用能细化组织及晶粒的热处理工艺,提高材料的断裂韧性,降低裂纹扩展速度。
1.1辊体材料成分设计小炉冶炼的材料成分如表3所示,为保证一定的强度,规定了最低含碳量,为增加辊体材料的淬透性,Mn含量选取上限,三炉Ni、Cr含量进行了相应调整。其中01#与目前宝钢使用的R73连铸辊成分基本一致。
1.2熔炼方法三炉原料均采用IF钢以降低P、S含量,在50kg感应炉中冶炼,铸成电极棒,然后采用30kg电渣炉进行重熔,最终得到120mm电渣锭。
1.3锻造将120mm电渣锭锻成30mm×400mm拉伸试样毛坯、32mm×32mm×180mm冲击试样毛坯和40mm×26mm×450mm的J积分试样毛坯。锻造毛坯经950℃正火+650℃高温回火后,机加工至一定尺寸再进行调质热处理。
1.4调质热处理在盐浴炉中进行调质加热,在井式电炉中进行回火处理,炉温均经过校正。调质工艺采用二种方案:1)900℃水冷+690℃回火空冷2)900℃空冷+690℃回火空冷最终硬度均要求在连铸辊辊体材料所规定的硬度范围内,即32-37HSD,采用900℃空冷的目的是:比较在不同热处理方式下三种成分的连铸辊辊体内部性能和金相组织的差别。
1.5金相组织及性能测试分析经调质热处理的试样测试硬度值后,分别按GB/T228-2010、GB/T229-2007和GB/T21143-2007标准,进行拉伸、室温冲击、J积分试验。三种成分的试验钢种经调质处理后,采用OLYMPUS-BX51金相显微镜进行微观组织分析,冲击断口形貌采用NOVANANOSEM430型扫描电子显微镜观察分析。
2试验结果分析
小炉冶炼的三炉试验材料实际成分如表4所示,机械性能测试结果如表5所示,03#金相组织及断口电镜图片如图1、图2所示。
3结果讨论分析
图1是03#试样调质后的金相照片,从图中可以看出组织由已经再结晶的铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体组成,并且渗碳体充分析出,均匀弥散分布,基体呈细小的等轴状。因此03#经调质处理后,具有较高的强度和硬度,同时具有更好的塑性和韧性,综合力学性能优异。图2是03#冲击试样的断口形貌,从图中可以看出断口形貌呈韧窝状,基本由圆形或者椭圆形的凹坑-韧窝组成,由此可以推断在冲击断裂过程中发生了明显的塑性变形,进一步说明了03#的塑性和韧性较好。由表5结果可知,在第一种热处理条件下,03#成分试样的强度虽然比R73、01#和02#略低,但强度值仍大于700MPa,满足了使用要求;而韧性指标大幅度提高,其中延性断裂韧度03#比01#提高了48%,冲击吸收功03#比R73提高了78%,塑性也得到了很大的提高,其中收缩率03#比R73提高了14%,因此03#在水淬和高温回火的情况下,综合力学性能良好。分析其主要原因在于03#中Ni和Cr的含量较高,部分溶于基体的Ni和Cr的产生了固溶强化,另外部分未溶的Ni和Cr以强化相的形式析出,这样实现了既保证强度达标又不降低韧性的目的[8]。断裂韧度对连铸辊来说是极重要的指标,连铸辊在恶劣的工况条件下,堆焊层经冷热疲劳最终要产生裂纹,产生的裂纹将向连铸辊内部扩展,高的断裂韧度,裂纹就不容易向辊体内部扩展,因此提高连铸辊的关键在于获得高的断裂韧性[7],由此可见03#成分对于防止疲劳裂纹的扩展具有重要的意义。另外在900℃空冷状态下,经高温回火后,其冲击功03#成分也比01#、02#高,可预期连铸辊内部在冷却速度比表面缓慢的情况下,采用03#成分的连铸辊塑韧性也要比01#、02#连铸辊好。从材料经过两种不同的热处理工艺后得到的力学性能上看,水冷和空冷所得的硬度基本一致,但是从强度上看水冷的要稍微低于空冷的,而在塑韧性上,水冷要高于空冷,尤其是冲击吸收功上,水冷后回火的值要比空冷后回火的高24%以上。而提高连铸辊使用寿命的关键就在于提高韧性,因此采用水冷后高温回火工艺更加合适,使用寿命也会有所提高。另外,可以从理论上判断锻件淬火能否直接采用水冷。根据热处理手册,首先应当考虑锻件化学成分和基础性能的影响,一般可以采用碳当量的计算公式计算,如公式1所示。按此式计算03#成分:[C]=0.56%≤0.75%,由此可见03#钢虽然提高了Ni、Cr含量,但是整体的碳当量还是处于较低的水平,所以水淬是安全的,不会引起巨大的内应力而淬裂的产生。从生产效率上看,直接水淬需要的时间更短,效率也更高,因此03#最佳的热处理工艺是900oC水冷+690oC回火空冷。
4结论
1铸造缺陷对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响分析
1.1生铁中磷含量对曲轴疲劳强度的影响对于球墨铸铁炉料而言,其中的生铁成分、回炉铁成分以及废钢中的磷成分在铁水熔炼过程当中会以恒定量的方式得到保留。同时,过量的磷成分多富集于晶界,主要表现形式为二元磷共晶或者是三元磷共晶。无论其表现为哪种形式,都具有脆性相的特点,由此会导致球墨铸铁的塑性指标明显降低,最终诱发曲轴的早期断裂。已有研究中对发生断裂问题的曲轴进行分析,分析结果显示:曲轴正火采用部分奥氏体化工艺,通过此种方式获得铁素体组织(此类铁素体组织多为破碎形态)。但从断轴分析的角度上来说,此部分检出的磷成分含量多在0.07~0.10%范围内。通过疲劳试验所得出的结果反映,该曲轴正常运行工况条件下的疲劳强度极限值仅为8050.0kg•cm,无法满足设计要求。其原因在于曲轴制造使用了本地生铁作为的球铁炉料。在取消该环节后曲轴质量自然可得到提高。
1.2铸造缩松对曲轴疲劳强度的影响已有研究资料中报道某厂曲轴曾大量出现断裂问题。从曲轴外观上观察得知,导致断裂的主要原因是在曲轴连杆轴颈位置有铸造缩松问题,且肉眼可见。分析其成因是:在冷铁供应存在问题的条件下,曲轴造型省略了补缩所使用的冷铁。在恢复冷铁工艺后,曲轴铸造缩松问题得到了圆满的解决。由此可见,铸造缩松对于曲轴疲劳强度的影响是非常显著的。
1.3黑色带层及灰斑对曲轴疲劳强度的影响在常规工艺条件下,球墨铸铁曲轴断口多呈现出灰色或银灰色,曲轴本体以及抗拉试棒断口同样应当有此类表现。对于黑色带层问题而言,其主要是受到灰斑在疲劳试验曲轴轴颈往复式运动的影响而形成的,而灰斑的产生则主要是受到了铁水中硅偏析的影响。以往研究中在对某批次球墨铸铁曲轴进行疲劳试验的过程当中发现曲轴断面出现了异常的黑色层以及灰斑。虽然此种问题在球墨铸铁曲轴中相对比较少见,但同样属于内部缺陷的一种表现形式,此问题的出现导致了曲轴疲劳强度受到不良影响,有黑色带层或灰斑问题的曲轴在正常使用过程当中可能提前出现疲劳裂纹,导致抗疲劳强度的下降。
2热处理工艺对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响分析
2.1正火和中频淬火工艺对曲轴疲劳强度的影响已有研究中显示,对于球墨铸铁曲轴而言,在经过高温正火处理后,能够将其中所存在的游离状态渗碳体消除掉,从而能够起到调整基体中铁素体以及珠光体形态,以及两者构成比例的目的。通过这种方式,使球墨铸铁曲轴的综合力学性能得到了提升,促进了抗疲劳强度的改善。同时,在球墨铸铁曲轴制造过程当中,通过进行中频淬火处理的方式,能够使球墨铸铁曲轴表面形成具有一定深度的淬硬层,其对于改善曲轴自身耐磨性能有重要意义。但也有研究中认为:传统的非圆角淬火工艺下会导致曲轴淬火区与非淬火区交界位置产生失衡且反向的应力关系,并对疲劳强度造成不良影响。因此,在引入中频淬火工艺的过程当中,需要尽量选择圆角淬火工艺,达到满意的处理效果。
2.2等温淬火工艺对曲轴疲劳强度的影响在球墨铸铁曲轴的生产过程当中,通过应用等温淬火工艺的方式,能够使曲轴获得主要的贝氏体成分,同时还可形成一定的马氏体组织以及残余奥氏体组织,力学性能上具有较高的强度以及韧性水平。已有研究资料中报道,针对受到化学成分偏离影响而造成球墨铸铁曲轴疲劳强度的不足的问题,通过应用等温淬火工艺的方式,解决了曲轴在热处理上的质量问题。等温淬火工艺的应用除了对改善球墨铸铁曲轴疲劳强度水平以外,还对提高曲轴自身耐磨性有重要价值,由此也有效延长了曲轴的使用寿命,综合效益确切。
2.3氧氮化工艺对曲轴疲劳强度的影响从化学处理的角度上来说,在球墨铸铁曲轴的制造生产工艺中,通过对曲轴进行氧氮化处理的方式,能够使曲轴表面获得具有高氮特点的化合物层,同时还可形成具有饱和特点的氧扩散层。受到氧成分以及氮成分渗入的影响,使得球墨铸铁曲轴表面层的化学成分发生改变,与之相对应的显微结构也有了非常显著的提升趋势,曲轴整体的耐磨性能以及耏疲劳性能均得到了有效的改善。需要注意的一点是,对于经过氧氮化处理的球墨铸铁曲轴而言,其抗疲劳水平的提高很大程度上会受到氧化层扩散水平的影响,在氮化处理后快速冷却,并在扩散层中形成饱和固溶体,或是形成高水平的残余压应力都能够促进疲劳强度的提高。正是由于在氧氮化工艺处理下,曲轴表面能够形成较深的扩散层,故而对延长球墨铸铁使用寿命也有相当重要的意义与价值。
3结束语
结合本文以上分析认为:对于球墨铸铁曲轴而言,断裂是其运行过程当中最主要的失效形式。解决并最大限度避免曲轴失效问题的方法在于弥补铸造缺陷,同时对热处理工艺进行合理改进。本次研究中重点从铸造缺陷以及热处理工艺这两个角度入手,分析以上因素对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响,指出可以通过弥补铸造缺陷,同时合理应用正火、中频表面淬火、等温淬火以及氧氮化处理的方式,促进球墨铸铁曲轴疲劳强度水平的提升,同时改善曲轴的耐磨性,延长球墨铸铁曲轴的使用寿命,发挥更加确切的使用价值。
作者:范杰单位:大唐珲春发电厂
英文名称:Transactions of Materials and Heat Treatment
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国机械工程学会
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1009-6264
国内刊号:11-4545/TG
邮发代号:82-591
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1980
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
联系方式
期刊简介
《材料热处理学报》(月刊)创刊于1980年,中国机械工程学会主办,中国机械工程学会热处理分会和北京机电研究所承办的全国性学术期刊。收录情况:全国中文核心期刊,中国期刊方阵-双效期刊,中国科技论文统计源期刊,中国学术期刊(光盘版), 中国核心期刊(遴选)数据库(万方数据库)、中国期刊网全文收录期刊等。
Ei(工程文摘), CA(化学文摘), MA(金属文摘), EMA(工程材料文摘)AIA (铝工业文摘),JICST (日本科技文献速报),Scopus,Corrosion Abstracts(腐蚀文摘)等收录期刊。
主要刊登各类材料(包括金属与非金属)的化学成分、组织结构、力学性能、物理化学性能的理论、材料加工、质量控制检测和计算机在材料科学中的应用等方面的学术论文和科研成果,国家基金、省、部级基金资助项目研究论文及行业科技信息等,特别是材料科学与工程领域具有创新性、高水平的原创性学术论文及反映学科最新进展的重要综述文章。同时刊登国内外科技成果转让、材料热处理工艺装备推广等各类信息。
关键词:LV710贝氏体钢 回火 热处理 力学性能
1 前言
目前贝氏体钢已经广泛应用于汽车前轴、铁路道岔、矿山用高强度耐磨钢球、塑料模具、油田用抽油杆等多个方面。贝氏体钢是21世纪钢铁材料中的奇葩,正朝着低碳、超低碳、超细晶和高强度方面发展,在不久的将来,将会有更加广泛的应用前景[1,2,4]。
本文主要是通过试验研究LV710贝氏体钢在不同的正火回火热处理后的力学性能特点,分析热处理工艺对其力学性能的影响,为其应用奠定试验依据。
2 实验部分
2.1 试验仪器及设备
(1)热处理试验:SXS-15-13型箱式电阻炉(最高温度1500℃);
(2)拉伸试验:CMT5105A 型微机控制电子万能试验机;
(3)硬度试验:HT-320全洛氏硬度仪;
(4)冲击试验:JBN-30型冲击试验机
2.2 试验材料及其制备
试验材料:LV710新型贝氏体钢。
试样加工:冲击试样加工成10.2×10.2×55mm,热处理后开V 形缺口,拉伸试样加工成Φ14×80mm棒料,然后加工成Φ6mm标准短拉伸试样。
2.3 试验方案的确定
2.3.1 热处理工艺确定及其热处理试验
本次试验确定LV710贝氏体钢的正火温度为920℃×1h,试样空冷后在不同温度进行回火,回火温度分别为200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃,回火时间为2小时。
2.3.2 力学性能试验
1.拉伸试验,测定材料的强度、延伸率、断面收缩率等指标。
2.硬度试验,对经过磨加工后的冲击韧度试样进行HRC硬度测定。
3.冲击韧度试验,测定材料的冲击韧度。
2.4 试验过程
2.4.1 热处理过程
将热处理炉加热至920℃后,把试样放入炉膛内。待炉膛温度回复至920℃并稳定后开始计时,将试样加热1小时后取出,空冷后分别将试样在200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃等温度下进行回火处理。
2.4.2 力学性能测试
(1)拉伸性能测试
将正火+回火热处理后的拉伸试棒在CMT5105A 型微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验,然后测量其断口直径、拉伸后的长度等参数。
(2)硬度测试
将正火+回火热处理后的冲击试样表面磨光,开V形缺口,在全洛氏硬度机上测量其硬度。每个试样至少打5个点求其平均值,算出每个回火温度下的平均硬度值。
(3)冲击性能测试
对试样打完硬度后进行冲击性能测试,先将试样放置于冲击处,并把冲击试验机的指针归零,然后摁动开关进行冲击,冲击完成之后在表盘上读出冲击吸收功的值,最后计算出各个温度下试样的平均冲击吸收功。
3 试验结果与分析
3.1 不同热处理工艺对材料力学性能的影响
本次试验中对试样进行了拉伸试验、硬度测试及冲击试验,各种力学性能指标。
300℃以下回火,抗拉强度变化不大,300℃回火后抗拉强度值最高,为1450.88MPa,回火温度超过300℃,随着回火温度的提高,贝氏体钢的抗拉强度急剧降低,600℃回火后抗拉强度值最低,为868.80 MPa。
随着回火温度的升高,贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。回火温度低于400℃时,随着回火温度的提高,硬度缓慢降低,当温度升超过400℃后,随着回火温度的提高,硬度快速降低。
在回火温度低于350℃时,冲击韧度下降缓慢;回火温度在350℃-500℃之间时,冲击韧度下降的比较迅速,到500℃时,冲击韧度降至最低,出现回火脆性;回火温度高于500℃时,冲击韧度迅速上升。
综合来看,LV710贝氏体钢920℃正火、200~350℃回火后具有良好的强韧性配合,最佳的回火温度为300℃×2h,获得的力学性能为:抗拉强度1450.9MPa,硬度39.7HRC,冲击韧度49.8J。
3.3 回火温度对材料力学性能影响的原因分析
材料力学性能随回火工艺不同变化的原因,与贝氏体铁素体碳量变化及残余奥氏体的分解有关,是两因素综合作用的结果。贝氏体铁素体是碳的过饱和固溶体,回火过程伴随着贝氏体铁素体固溶碳量的降低,造成硬度和抗拉强度的降低,因此,抗拉强度和硬度变化的总趋势是随着回火温度的升高而下降。随着回火温度的升高,残余奥氏体的热稳定性(不同回火温度分解的难易程度)因回火温度不同而异。300℃以下回火,贝氏体组织的残余奥氏体稳定性提高,低温回火可以提高钢的韧性;另外,钢在低温回火时,残余应力的消除也有利于提高钢的冲击韧度。当回火温度超过350℃,贝氏体组织中的残余奥氏体逐渐分解,析出脆性渗碳体,导致钢的冲击韧度值降低。回火温度高于500℃后,渗碳体开始聚集和球化,铁素体有回复和再结晶的趋势,钢的韧性开始回升[3,4,6,7]。
由以上组织分析可知,贝氏体钢正火空冷后进行低温回火处理能使该钢获得最佳强韧性组合。
4 结论
(1)不同的回火温度热处理对贝氏体钢力学性能的影响为:对延伸率及断面收缩率的影响趋势基本上是相同的,均呈先升后降、复又升高的变化趋势。对抗拉强度的影响是:300℃以下回火,抗拉强度变化不大,300℃回火后抗拉强度值最高,回火温度超过300℃,随着回火温度的提高,贝氏体钢的抗拉强度急剧降低。对试样硬度的影响是:随着回火温度的升高,贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。对冲击韧度的影响是:在回火温度低于350℃时,冲击韧度下降缓慢;回火温度在350℃-500℃之间时,冲击韧度下降的比较迅速,到500℃时,冲击韧度降至最低;出现回火脆性回火,温度高于500℃时,冲击韧度迅速上升。
(2)LV710贝氏体钢920℃×1h正火+300℃×2h回火,具有良好的强韧性配合,为最佳的回火工艺,获得的力学性能为:抗拉强度1450.9MPa,硬度39.7HRC,冲击韧度49.8J。
参考文献
[1] 席光兰,马勤.贝氏体钢的研究现状和发展展望[J].材料导报.2006,20(4):78-81
[2] 李洪波,刘向东,黄志求等.21世纪以来贝氏体钢的研究开发与应用[P].硕士学位论文.铸造设备研究.2005,(1):32-33
[3] 刘静.热变形工艺对新型高强韧性贝氏体钢显微组织及力学性能的影响[P].硕士学位论文.贵州大学,2005
[4] 康沫狂,杨思品,管敦惠,钢中贝氏体.上海:上海科学技术出版社,1990
[5] 张晓燕,梁益龙,梁宇等.新型空冷贝氏体钢性能及组织的研究[J].现代机械.2004(2):73-74.
关键词:工程材料与热处理;任务驱动;教学
1 前言
《工程材料及热处理》是高等学校工程机械类及近机械类专业的一门技术基础课,通过对该课程的学习,学生能够掌握机械工程材料和热处理的相关知识,并且为后续的专业课程打下良好的基础。但是《机械工程材料及热处理》课程内容相对复杂、抽象,学生学起来难度较大,教学效果不理想。课程任务驱动法是将课程任务与课程教学相结合,从而提升教学效果的教学方式。机械专业主要是为社会提供专业性人才,将课程任务驱动法应用于《工程材料及热处理》教学中,根据其特点和应用型本科教育“培养高素质复合型应用性人才”培养目标的要求,实现教、学、做一体的任务驱动教学模式,提升学生的学习积极性。
2 任务驱动式教学法概述
任务驱动教学法是基于构架主义学习理论的教学方法,在学习过程中,围绕着一个共同的任务中心,在问题动机、实践任务等驱动下开展教学的方式。任务驱动式教学法是基于建构主义学习理论的教学法,以知识的构建为基础,通过以提出问题、提出任务目标以及完成任务目标的教学方式。将任务驱动法教学导入《工程材料及热处理》教学中,在总体教学目标的框架下,将总体目标分为一个个小目标,根据学科的特点明确教学任务,在任务驱动下完成教学安排。
3 基于任务驱动法的《机械工程材料及热处理》教学方法
3.1 根据职业特点确定能力培养目标
《工程材料及热处理》教学的目标主要是为机械专业类学生未来的学习打下基础,通过将材料的加工与热处理和学生的职业生涯联系起来,根据专业和职业的特点确定培养目标,能够提升学生的职业素质,让学生更加重视课程的学习。在任务驱动法教学中,为了让学生获得机械工程材料以及热处理工艺的相关知识,让学生了解实际工件加工的全过程、了解热处理工艺的特点、根据零件要求合理选择热处理方式,实现工作过程中的学习与课堂上的学习的整合,在教导学生知识的同时培养学生的职业精神。
3.2根据岗位需求调整课程教学内容
《工程材料及热处理》是一门综合性技术基础课,对于未来机械人才的培养与学生的未来发展具有重要的意义。通过对相关行业与仓业人才需求进行调研,将《工程材料及热处理》教学与学生的岗位发展结合起来,能够更好的开展教学。本校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为63学时,其中的教学内容包括金属学的基本知识、机械工程常用金属材料、陶瓷材料与复合材料等内容。采用任务驱动法进行教学,对其中一些理论性强、岗位实用性较差的内容进行压缩,为了满足现代岗位的需求,及时补充新知识,确保教学的时效性。
3.3 以任务过程为导向的组织教学
任务引导型的《工程材料及热处理》的教学组织,需要采取问题教学的方式,通过教学导入,让学生的职业发展与课程组织相结合,从而激发学生的主动性,引导学生科学的思考问题,加深对课程的认识。《工程材料及热处理》教学组织中,以专业课程教学与课程教学相结合,将教育行动整合到教学过程中,改变传统的“知识传授型”的教学方式,将课程分为相应的项目组,从而完成教学。在《工程材料及热处理》教学中,在原有课程的基础上,优化课程体系,突出职业能力培养,以任务驱动与项目导向的教学方式,根据项目布置的方式完成教学任务。
3.4 针对不同基础的学生进行分组教学
学生的基础与学习能力并不相同,在《工程材料及热处理》教学过程中,应该开展差异化教学,以异质小组教学的方式,因材施教,促进学生的整体提升。任务导向式教学需要以学生的情况为基础,采取分层教学的方式,布置不同的教学任务与教学安排,有意识的让学生能够了解自己,明确发展方向,同时相应的教学难度能够激发学生的学习积极性,促进学生的全面提升。
3.5 以任务为导向的实验教学
实验教学是《工程材料及热处理》教学的重要内容,在理论教学的基础上,开展任务导向的实验教学,能够将理论与实践相结合,提升学生的实验动手能力与团队协作能力。《工程材料及热处理》课程的原有实验主要为简单的验证性实验,对于学生的提升有效,在原有实验的基础上加入以任务为导向的实验教学内容,与生产实践结合紧密,让学生能够了解实验方案,熟悉实验材料,提升学生的主观能动性,培养学生的创新精神。以企业典型应用为载体, 实现以实例项目为导向的教学模式,并借助教师的引导、 学生的动手实践和课堂讨论,以将学习过程转化为 “企业现场情景的再现”, 实现 “将理论知识转化为专业技能” 的学习目标。
3.6 以学生创造力为主的考核方式
任务驱动式教学主要是以学生的能力提升为主,为了确保学生得到提升,取消传统的书面考核,而取代以综合性应用知识的考核,能够深化教学环节,促进学生的发展。采用项目报告的方式取代传统的考试,能够让学生在任务的基础上,对任务进行思考与分析,并且就此开展资料搜集,以小组的方式完成任务,对于学生的发展具有重要的意义。
4 结语
通过“工程材料与热处理工艺选择”课程教学模式创新与学习方式转变的研究,打破了传统的课程结构。本校近年来开展《工程材料及热处理》的任务教学,从教学的准备、教学的组织、教学的开展等方面开始,结合学生的未来职业发展情况开展教学,让学生能够掌握理论知识与应用知识,对提升教学效果具有重要的意义。
参考文献:
[1] 韩树明.基于项目驱动的教学过程设计--以“机械工程基础”课程为例[期刊论文]-苏州市职业大学学报2014(4)
[2] 李蓉.陈志平.张巨勇 工程材料及热处理课堂教学改革[期刊论文]-教育教学论坛2014(19)
作者简介:
关键词:电磁感应加热;焊后热处理;加氢反应容器
中图分类号:TH49 文献标识码:A 文章编号:
前言
应力腐蚀裂纹是加氢反应容器失效的重要原因之一。为防止应力腐蚀裂纹,通常采用焊后热处理。焊后热处理是将焊接件加热到相变点Ac1以下某一合适温度,保温一定时间后均匀冷却的过程。焊后热处理不产生相变,焊接的组织没有发生变化,其主要目的是消除焊接残余应力,除此之外,还能够改善焊接接头的断裂韧性、塑性,消除氢等有害气体,提高抗腐蚀性,提高疲劳强度,改善蠕变性能等[1]。
焊后热处理常采用整体入炉热处理,当在现场进行组焊后或因容器内存在不锈钢堆内构件等条件限制不允许整体进炉热处理时,通常采用局部热处理方式。局部焊后热处理容易造成压力容器的温度梯度应力和组装过程中产生的塑性变形应力,但相对于焊接的残余应力的危害,温度梯度应力和塑性变形应力对整个压力容器的影响较小,因而在产品的生产过程中常采用局部焊后热处理方式。采用局部焊后热处理时,应更加严格控制热处理工艺,避免产生较大的温度梯度而产生应力,进而有可能改变组织结构,产生缺陷,影响压力容器的质量,造成容器的报废。
感应加热技术的应用研究
局部焊后热处理的方法有很多,如柔性陶瓷电加热履带加热片加热、气体加热、高频感应加热等。现加氢反应器常采用履带加热设备,现使用的柔性陶瓷履带加热设备配备了微电脑控温装置,且设备操作便捷、通用性强,能自动控制输出电流,使工件热处理符合规范要求,所以施工现场热处理大部分采用柔性陶瓷履带加热设备。
履带加热片加热设备也存在很多不足之处:①热效率低,加热时间长,损耗电能大;②加热方式主要靠热辐射和热传导,工件厚度方向加热不均匀;③铺履带加热片的部位表面温度过高,易形成氧化皮,外壁与心部存在温度梯度产生热应力。
感应加热设备加热速度快、效率高、能耗小;温度易控制;采用非接触式加热,具有一定的加热深度,加热温度由工件表面向内部传导;工件材料表面氧化皮生成少。逐渐在焊后热处理中得到应用。
在加氢反应器生产中,电磁感应加热设备常见形式有平板式加热器(如图1所示)和绳状加热电缆(如图2所示)。平板状加热片内置铜线产生高频感应电流,外部为耐高温的云母片,常用于管板的预热、环氧乙烷冷却器小接管的焊后热处理等。绳状加热电缆水冷电缆外套为经过强化的硅橡胶管,内包特殊的铜线以承载高频电流,电缆两端接头为自闭式设计防止内部的冷却液漏出,常用于底部弯管或侧接管的焊后热处理。
图1 平板式电磁感应加热片 图2 绳状感应加热电缆
底部弯管
加氢反应器底部弯管与下封头组焊后如整体进热处理炉热处理,不仅增加成本,且生产效率低。若采用新型感应加热设备对底部弯管进行焊后热处理,可提高生产效率,降低成本。
采用国内某感应设备厂家的电磁感应加热设备对底部弯管进行焊后热处理模拟实验,工艺曲线如图3所示。
图3 模拟实验的工艺曲线
热电偶的布置:试验管φ235×50×2210mm,在距一端800mm处的内、外壁各布置一个测温点,左右两侧距外壁测温点150mm处布置一个等效测温点。热电偶布置示意图如图4所示。
图4 模拟实验的偶块布置示意图
图5为绳状加热电缆电磁感应模拟实验的示意图。实验对φ235mm×50mm×2210mm的小壁厚管子进行感应加热试验,在感应线圈缠绕8匝,升温速率为60~90℃/h条件下,模拟焊缝处中心线的内外壁温差在665℃×3h保温阶段约为20℃,满足加氢产品保温阶段±14℃温差的技术标准,得到的热处理曲线如图6所示。图中温度较高的两条曲线为感应加热缠绕中心处内外壁偶的温度,底部温度较低的两条曲线为监测偶的温度。
图5 绳状加热电缆电磁感应模拟实验图6 热处理曲线
数据表明,采用国产的电磁感应加热设备,在实验的条件下能够实现焊后热处理工艺的要求,但国产设备仍不成熟,控制系统待完善,因此还不具备投入到生产中去。
美国米勒公司Miller Preheat35型感应加热设备是世界上最先进的热处理设备之一。其功率为35kW,频率0.5~3万Hz,加热导线为柔性线,内通冷却水。上海电力建设有限公司用此设备在主蒸汽管φ546mm×92mm的P92钢焊后热处理时,能有效保证P92钢大口径厚壁管加热到760℃的内外壁温差在±10℃范围之内,且整个过程中平均消耗功率低于30kW[2]。图7为Miller Preheat35型感应加热设备在加氢反应器油气出口接管法兰上的应用,直段壁厚为40mm,材质为2.25Cr-1Mo,保温温度为600℃,保温温差为20℃,加热、保温、降温的热处理曲线见图8所示,处理效果很好,可以应用到生产中。
图7 Miller设备应用实例 图8 Miller设备热处理曲线
环氧乙烷冷却器小接管
平板状感应加热器可运用到环氧乙烷冷却器管板的焊后热处理。国内某公司生产的电磁感应加热设备。设备管件部件是高频感应加热电源。该电源采用逆变技术:三相工频交流电经三相桥式全波整流器将交流电整流成含有波纹的直流电,通过电容、电感滤波获得平滑的直流电,再由电力半导体开关管的开关作用和高频变压器的降压,获得交变的高频电流。设备由22个独立的小控制箱组成。
对平板状感应加热设备进行实验,如图9所示。得到的热处理曲线如图10所示。实验结果表明,在实验条件下,平板感应加热器可以加热至680℃,保温范围在±14℃之内。
感应加热设备运用到冷却器小接管焊后热处理,其工装示意图如图11所示。在实际的生产中,得到的热处理曲线无法满足工艺要求,其热处理曲线示意图如图12所示。热处理记录仪上的点呈分散状,原因是由于工作的电磁感应加热器产生的磁场对热电偶采集信号干扰,且保温效果不好,散热过快所致。采用厂家专用的抗磁场干扰热电偶效果仍不佳,在增加一套抗磁场干扰电子数字记录仪的情况下,得到的热处理曲线略有改善,但效果仍不理想。同时,若改变热处理加热记录设备,应进行相应的工艺评定和论证,才能将数字记录仪记录热处理加热过程运用到生产中。因而,此设备未得到广泛应用,仅应用于加氢管板与换热管接头焊接的预热。
图9平板试验工装示意图图10 平板感应加热设备实验得到的热处理曲线
图11 平板感应加热器在冷却器小接管焊后热处理的应用图12 冷却器上小接管得到的热处理曲线
结论
(1) 对感应加热的方法进行应用研究,结合公司实际产品,研究感应加热技术在加氢反应器底部弯管、冷却器小接管等焊后热处理上的应用,实际应用中可提高生产效率,缩短生产周期,降低能耗;
(2) 国内某感应加热设备模拟底部弯管焊后热处理,在感应线圈缠绕8匝,升温速率为60~90℃/h条件下,在665℃×3h保温阶段,模拟焊缝处中心线的内外壁温差约为20℃,但由于设备部件元件的不成熟,无法将新型热处理技术运用到实际产品生产中。在此实验的基础上,总结失败的经验教训,在新引进的Miller Preheat35感应设备,经对设备的应用研究,能够解决底部弯管焊后处理的技术问题,实现了在生产的应用;
(3)感应加热设备试图解决冷却器小接管焊后热处理难题,但设备在实际生产中出现记录仪温度记录呈现分散性,不易解决,但此设备在加氢反应器管板与换热管接头焊接预热方面取得了较好的应用。
参考文献
论文关键词:淬火介质;双液淬火;飞雕淬火
0前言
金属进行淬火处理时,需要将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬火介质中快速冷却。钢的淬火(配合一定温度的回火)是热处理工艺中最重要、也是用途最广泛的工序。根据加热温度的不同、加热速度的快慢、加热介质及热源条件、淬火部位的不同及冷却方式不同,淬火方法有多种分类方法。
生产实践中应用最广泛的淬火分类是以冷却方式的不同划分的。主要有:单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火、复合淬火、特殊工件也采用压缩空气淬火(风淬)、喷雾淬火、喷流淬火、预冷淬火法(在空气、水、油预冷以及擦水、擦油预冷)。
常用的淬火介质有:水、水玻璃水溶液、过饱和硝盐水溶液介质、氯化锌.碱光亮淬火介质、聚乙烯醇水溶液、矿物油、碱水、熔盐、熔碱等。
1“飞雕淬火术”一“擦油水冷”双液淬火法
淬火介质是实施淬火工艺过程的重要保证,对金属材料热处理后工件的质量有着很大的影响。武汉理工大学工程训练中心有一种节能环保淬火技术一“擦油水冷”双液淬火法,又称“飞雕淬火术”(飞雕技术创新之一),非常值得推广。这种淬火方法适合结构简单的低碳钢、中碳钢、低合金结构钢及不锈钢的淬火和表面防锈处理。如:学生实训的产品小榔头、手柄、异形非标螺母及丝杆。特别是小榔头,全国理工科大学生、中专生、技校生及职业学校学生的钳工和金工实习,或实训大多数要制作小榔头。小榔头用这种方法淬火,非常方便。这样制作小榔头不仅可以提高硬度,而且可以防锈,学生还可以了解热处理知识。
这种方法非常简单,就是把擦洗机床、维修机床后不要的油棉纱放入水(最好是热水)中,做成淬火介质。那么,薄薄一层油就会浮出水面,形成上油下水淬火介质一“飞雕淬火液”,此法可取代“水淬油冷”介质。在传统双液淬火中用得最多的是先水后油法,而且水油分开,因为这样可以保证淬火硬度。虽然现在厨房所用菜刀已普及为不锈钢,但以前厨房所用铁匠打的菜刀为夹钢,即刃口为钢,刀体为铁,其淬火方法就是先油后水,也有用马尿淬火的。
我们在生产实践中,当水中发出“咝”声,到“咝”声微弱时立即取出。另一种方法是利用手感考察在水中的震动,震动开始减弱时立即取出。取出后在空气中冷却。这样做的目的是不用再加热回火,更节能环保,让其自回火。
对于某些局部淬火件,如錾子、扁铲等利用冷却的余热进行回火,叫自回火。自回火是利用工件的内外温差造成的温差使得淬火部分达到自回火。一般用在表面淬火的产品,控制冷却时间,使表面冷到一定的温度后停止冷却,这样靠余热回火。主要用在尺寸质量效应较大的工件上,例如:表面层淬完火后,其中部仍然有600—700℃的余温,那么余温传递到淬完火的表面层,就是一个自回火过程。在生产实践中进行自回火,主要靠零件表面色彩来控制温度,如黄色为220—255℃、蓝色为300~315℃。也可以用测温笔或表面测温接触温度计进行测温。低碳钢淬火时,由于Ms点温度较高(>350℃),淬火时得到的低碳马氏体,在淬火冷中途便得到回火,获得回火马氏体组织,使钢的强度及韧性均得到提高。所以,低碳钢会发生自回火(或称“淬回火”)。我们配制的“飞雕淬火液”双液淬火介质节能环保,一般工厂油棉纱都是随垃圾一起倒掉,很不环保。如果把油棉纱反复泡热水或冷水(冷水在淬火中也可变热),也可以把维修机器的废机油及皂化液等收集起来,不随意乱倒,再和水混合在一起,油及皂化液的比例不要超过10%。这样,既环保又节能。其淬火介质不易老化,使用寿命长,并具有优良防锈、防腐性能。也不用担心淬火介质不纯及淬火介质有杂质等问题。
2其他常见淬火介质特性如下:
化学工业出版社2009年2月出版的《热处理实用淬火介质精选》一书介绍了各类淬火介质近400个品种和规格。但主要有下列3类淬火介质其特性如下:
(1)纯水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质,它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等,均可以改善水的冷却特性,减少变形和开裂,获得比较理想的淬火效果。但由于这些方法需增加专门设备,且工件淬火后性能不是很稳定,所以没有能得到广泛推广应用。所以,纯水只适合于少数含碳量不高、淬透性低且形状简单的钢件淬火之用。多数工件用纯水淬火易开裂,淬裂的原因是众所周知的:纯水的低温冷却速度太快。这是纯水的一大缺点。纯水因为水温升高,冷却的蒸汽膜阶段会迅速延长,使这种因素引起的内应力长期存在,为产生变形提供了塑性好、应力大和作用时间长的条件,因此不仅引起严重的硬度不均,更会加大工件的淬火畸变。纯水的冷却特性对水温特别敏感。
(2)淬火油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油,它具有闪点高、粘度低、油烟少,抗氧化性与热稳定性较好,使用寿命长等优点,淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。淬火油对周围环境的污染大,淬火时容易引起火灾。
(3)熔盐易老化,对工件有氧化及腐蚀的作用。熔碱有氢氧化钠,氢氧化钾等,它具有较大的冷却能力,工件加热时若未氧化,淬火后可获得银灰色的洁净表面,也有一定的应用。但熔碱蒸气具有腐蚀性,对皮肤有刺激作用,使用时要注意通风和采取防护措施。
3结语
[关键词]综合实验 金属材料专业 质量管理
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)16-0092-02
金属材料与工程是一门实践性很强的学科,其内容和领域处于不断拓展之中。传统的实验教学内容和教学方法已远远不能满足新的专业培养计划对本科教育的要求。因此,提倡知识融合,以综合性、设计型实验取代原有的验证性实验,专业综合实验为学生提供了一个创新平台,可以将他们的设计构思得以实现,可充分发挥他们的主观能动性、创新思维和自主能力。
一、我校金属材料专业综合性实验的介绍
2006年我们专业开始开设金属材料专业综合性实验。时间是安排在学生基本完成了所有专业理论课程的学习和相关课程实验后的第七学期,这样有助于学生加深对金属材料专业理论知识的理解,并能够将已学的各门课程知识联系起来,加以综合运用。师资是本专业教学经验丰富的教授和有实验教学经验的实验教师。教材是江苏大学出版社正式出版的《金属材料实验指导》,内容是铅锡合金的成分配制―建立相图―铸造组织分析、低碳钢变形度―再结晶对显微组织和硬度的影响、工具钢热处理工艺―组织―性能的系统分析、钢的化学热处理―碳氮共渗工艺设计与操作和镀锌工艺及镀层耐腐蚀试验。
2006年~2008年最初三年我们的程序是:1.教师介绍专业综合性研究对象(实验内容)、实验要达到的目的、实验仪器设备结构与(安全)操作方法、实验场地;2.学生以组(6~8人为一组)为单位查阅文献资料并写出实验方案;3.教师对实验方案审核修改后开始实验;4.处理实验数据并完成实验报告。
二、专业综合性实验中常见的问题
一是试验方案不能根据实验条件和实验内容制定,个人想象的东西较多,可行性差,虽然经过教师修改,由于可能是不完全理解或定式思维的作用,在实际操作时会出现偏差;还有就是试验方案主要内容完全照搬书本,不能融会贯通进行理解。二是实验室每组只有少数人参与,其他同学共享实验结果。三是判断能力差。图像处理(金相照片)、数据处理正确性差,往往开始就错了,还不知道,又继续往下做。四是实验报告和平时课程实验一样,只是把试验结果表达出来,如把金相照片以及测试数据堆积在一起,结果分析没有或比例不够。
三、专业综合性实验过程中的质量管理
(一)质量管理思路
1.引入预防原理
根据质量管理的预防原理,质量问题的产生都是有其原因和根据的,质量改进不应仅仅着眼于“质量问题”这一结果,而应主动寻找原因并采取措施,控制原因,降低质量问题。所谓预则立,不预则废。实践证明,一个好的实验方案和对实验方案的良好理解是提高专业综合性实验教学质量的关键,因此,我们把实验方案制定作为“预”的重点。
2.加强过程管理
过程管理是指:过程策划、过程实施、过程监测(检查)和过程改进(处置)四个部分,即PDCA循环四阶段。按照ISO9000:2000质量管理体系,过程管理主要是在管理当中的每个节点进行质量控制,通过每个过程细节进行控制管理,从而达到全面质量管理。
根据专业综合性实验教学实践中存在的问题进行改进,在原程序中策划增加了实验方案答辩的环节,增加了将实验报告改为小论文形式的要求,并对实验全过程进行监测检查。有意识地在专业综合性实验教学过程中引入过程管理机制。
(二)质量管理方法与实施
1.对学生提交的实验方案组织答辩
首先是实验方案的根据以及相关理论知识。教师依据实验方案中的实验参数、所用材料、检测方法等进行提问,问题广泛而且较为深入,例如对“工具钢热处理工艺―组织―性能的系统分析”实验,实验方案的根据以及相关理论知识所提问题有工具钢的分类和用途、各种用途的服役条件举例、性能要求、钢的相变、相变临界点、加热温度和加热时间、冷却介质的种类和要求等;再如对“低碳钢变形度―再结晶对显微组织和硬度的影响”检测的方法所提问题有硬度的意义、种类、适用范围,载荷如何确定,加载时间的作用等。通过实验方案的答辩和修改,同学们对实验目的和方法有了明确而深入的了解,这就为顺利进行实验打下了良好基础。
其次是实验方案的可行性,教师依据实验室现有条件(设备、化学药品)对实验方法、步骤、数据和图像处理等相关问题进行提问,例如用箱式电阻炉加热时所提问题有箱式炉的优缺点、箱式炉分类、氧化脱碳对试样的影响、防氧化脱碳方法以及怎样实现安全操作等,通过答辩,使同学们对实验仪器设备、作用和操作方法有了清楚的了解,在实际实验时能够胸有成竹。
答辩时以组为单位,但实验方案陈述人并非一定是组长,可以临时指定,这样可以促使每个人都参与实验方案的制定。学生在回答问题时,可以相互补充,最后由老师和同学一起确定修改意见并最终定稿成为实验依据。
2.过程进度控制
(1)签到制度
由于综合性实验采用实验室开放,先由学生预约、再经实验室安排进入实验室进行实验的方法,学生自主性强,为了确保每个同学参与实验的时间,我们要求同学在进入和离开实验室时均需进行签名登记,并进行最终参与时间的统计。
(2)随机性检查制度
综合实验采用以组为单位,人人参与,分工负责,合作完成。为了确保每个同学都能参与实验,保证教学质量,同时为了及时发现实验中出现的问题,我们建立了随机性检查制度,指导教师可以随时对任一学生的实验进度和阶段性结果进行检查、考核,对进度落后的同学进行督促,对出现的问题进行讨论,及时指导。保证每个同学对试验过程中的细节有清晰了解,并有所收益,同时保证实验每一步骤的合理性。
对检查时发现有问题的同学,有意识地增加检查次数,对屡次检查达不到要求的同学,及时提出警告,并在最终考核成绩上有所体现。
(3)实验成绩综合确定方法
实验考核注重对学生参与实验全过程的评价,根据学生的文献查阅资料、实验方案设计及制定、实际操作、实验考勤、最后答辩等方面进行综合评定。最终考核成绩还要体现在鼓励参与和创新,对在实验室时间较多和具有创新的学生予以加分。
(三)实验报告改为小论文
综合实验与课程实验不同,涉及的内容较多,也较系统,适宜用论文形式反应实验结果,论文与实验报告的最大区别是强调了对实验结果的分析,同学们运用已学过的知识,并参考所查阅的资料,通过对因与果的思考,作出有说服力的分析并得出合理的结论,这样的思考和分析过程能使学生灵活和系统运用知识的能力得到提高,使同学们的“知识”得到升华。
除了严格要求按照论文写作形式,如摘要、关键词、前言、实验方法和过程、实验结果与结果分析、结论、参考资料外,还要求格式规范、图表清晰、论述和分析合理、语句通顺。有意识地培养学生科研报告和科研论文的写作能力。
(四)质量管理效果
1.综合实验成绩明显提高
新的管理方法实施之后,出现了进实验室的同学多了、主动找老师问问题的同学多了的可喜局面,学生的动手能力增强了,综合实验成绩也有了明显提高,绝大多数同学最后总评成绩都能得到优等的评价。
2.提高了科研兴趣
经过严格的综合实验训练,同学们看到全过程由自己主导的试验结果,自信心和参加科研的兴趣有了极大提高,这在我校大学生科研立项报名上反映极为明显,最近两年,每班仅有25~26名同学的金属材料科学与工程专业的学生报名项目达到近20项。
3.学生的毕业论文水平得到了提升
因为学生有了专业综合性实验的经验,学生在实验方案制定、性能检测、数据整理与分析、撰写论文等方面得到了全方位实践训练。学生得到论文选题后,能迅速进入研究状态,查阅文献,确定较为完善的实验方案,实验操作也非常熟练,论文格式、图标制作、遣词造句更是驾轻就熟,论文水平有了很大提高,近两年学生毕业论文优良率均保持在95%以上。专业综合性实验的效果得到了普遍肯定,这也为学生走向工作岗位奠定了良好的基础。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 吴志方.金属材料工程专业综合实验教学的改革[J].中国冶金教育,2011,(1).
[2] 陈灵.金属材料设计性实验的实施与提高[J].长江大学学报(自然科学版),2009,(6).
[3] 张照军.金属材料专业综合实验课进一步改革的实践[J].中国科技信息,2009,(4).
关键词:液压支架;加工工艺;缸体加工;矿山开采
中图分类号:TD35 文献标识码:A
众所周知,液压支架是我国煤矿企业中采煤工作面所使用的三大配套设备之一 (如图1所示), 其作用是用来有效地支撑和控制工作面的顶板, 其目的是安全地保障工人操作及机器运转,实现双赢。
据笔者所了解,液压支架其重量约占综合采煤设备总重量的80%-90%,其费用约占综合采煤设备总费用的60%-70%。基于此,一些煤矿企业为了降低自身成本提高采煤的经济效益,都在积极地开展液压支架的分析研究。本文结合笔者实际工作及生产实践 , 阐述了液压支架方面的加工工艺,仅供同行参考借鉴。
1 液压支架加工前准备工作
在完成液压支架加工工艺之前,首先我们要了解液压支架的工作原理、功能及工作环境,要逐一理清设计思路和方向,在此基础上拟定初步设计方案。其次我们要根据设计任务书给定参数和技术要求对支架整体结构设计等要合理,满足煤矿企业实际生产的要求。同时我们还要考虑的是生产成本要低廉,制造过程要安全。除此之外,我们在设计过程中要按照制定的工作流程,运用各种方法和多门学科知识。在支架各部件设计时,拟定详细方案,认真分析其功能,明确各个部分的结构。
2 液压支架的加工工艺
2.1 加工工艺要求。液压支架的加工工艺我们要统一做到设计简单合理化。尤其是液压支架的顶梁设计,设计时候要与顶板的接触性要好,稳定性要强,能有效支撑顶板。设计底座时要有足够的空间,有利于安装立柱、推移装置,还要有稳定性。 同时在四连杆机构设计时,要通过四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹呈近双纽线,这样做的目的是提高管理,保证支架的纵向和横向的稳定。
2.2 选择好加工工艺。据笔者不完全统计,现在煤矿企业所使用的液压支架大部分为铸锻件。我们试以大立柱缸筒内径为500mm的液压支架为例,在设计时候我们使用高强板级别为6.86×106MPa,7.84×106MPa,9.8×106MPa,6.86×106MPa的设计版。而在500mm以上大缸径油缸内孔精加工的时候最后一道工序我们一般采用滚压或珩磨两种工艺。我们知道,珩磨加工的特点是设备通用性强、工装简单、加工表面具有交叉网纹,有利于油膜的形成。
2.3 实施加工工艺。在这个加工工艺环节我们选择以下几个步骤逐一实施。
2.3.1 缸体的加工。一般地我们根据实际情况选择带锯下料热处理调质喷丸粗加工热处理时效精加工这样的步骤。在内孔加工在深孔镗床上采用粗镗、精镗滚压复合工艺方面它的精度可达IT9级以上,而内表面粗糙度将会小于Ra0.8。在内孔划伤和粗糙度不足的情况下采用珩磨工艺,因此我们采用TQ2150、TK2250、T2120等大规格数控深孔镗床、HTC-3300型数控深孔强力珩磨机、CKF7163、CK6180、CW61100B等设备,来提高大采高等高端液压支架缸体的加工能力和加工精度。
2.3.2 导向套等盘套类零件的加工。我们选择粗加工热处理调质精加工表面镀Ni—P合金的流程。而在选择毛坯的时候,最好选用模锻件,而精加工都在数控机床上加工,它的精确度可达IT8级以上,我们采用一次装卡,上下刀塔同时加工内、外圆的工艺方法。
3 总结
综上所述,液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物体。在实际工作中要以外载的形式作用在液压支架上,从而达到工作现场的安全。
经过上面对液压支架的加工工艺的分析,我们可以得知液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力如果正好在同一条直线上,那么液压支架对此采面围岩就很合适,这就达到了我们设计的要求。
总体来说,液压支架的设计、加工工艺工作是很重要并且是很复杂的。在实际市场中,由于液压支架的类型很多,其设计工作也是很大的,我们要在实际的生产需要中不断地更新设计理念和设计方法,通过采用三维 CAD 动态设计等先进的技术开发支架结构分析计算软件系统,完善结构有限元分析软件系统及实用化,完善液压控制系统的设计,加强细节设计。
另一方面我们还要完善标准体系来不断加强液压支架设计、加工工艺的科学性合理性。结合实际生产情况,努力研发生产出满足煤矿企业需要的液压支架。
参考文献
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[4]王恩鹏.我国综采液压支架现状及发展趋势[A].中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C],2004.
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本文针对我校机械专业的“茅以升班”基础好、学习能力强、学习积极性高等特点,从加强培养学生创新能力、全面进行综合素质教育的目的出发,在工程材料和材料成型工艺基础课程的设置、教学方法、教学手段和实践环节等方面进行了改革和探索。
关键词
工程材料 材料成型 教学改革 创新能力
一、课程体系的改革
(一)课程改革与优势。工程材料与成型工艺基础课程是工科院校机械类专业的一门十分重要的技术基础课,也是机械类专业的课程设置中唯一的一门全面介绍工程材料与铸、锻、焊等热加工领域中的工艺方法、工艺技术以及相关基础理论的课程,为毕业生今后的设计与制造等生产技术工作具有重要的指导作用。
课程的教学对象是我们学校设立的“茅以升班”(机械专业的创新班)的学生,是全校遴选出来的成绩、学习风气好的“尖子生”班,接受能力强,学生整体的学习热情比较高。该班的培养计划中课程设置比较多,每门课的学时被相对压缩。所以,本着宽基础、高效率地为学生传授综合知识的目的,将《工程材料》和《材料成型工艺基础》两门课融合、压缩成《工程材料与成型工艺基础》一门课,并对教学大纲进行了调整,制定了相应的教学计划。
这样的课程改革,在教学内容的设置上具有优势和特点是:
1、避免了知识的重复性 如铁碳合金相图、铸造合金、非金属材料等部分在两门课程中出现了重复的现象,这对于“茅以升班”的学生就显得浪费了时间,做不必要的重复学习。
2、增加了知识的系统性 两门课合并成一门课,会使各章节的知识更加系统性。如热处理中部分的内容中,有消除应力退火工艺,而锻压成型部分的回复与再结晶也有消除应力退火的概念和叙述,很容易造成学生的知识混乱。而合并成一门课后可以更有次序、有重点地教学,前后对比便于强调和辨别其异同之处。
3、强化了各部分内容连贯性 工程材料和热处理部分,实际上是贯穿于各成型工艺的全部过程中,而合并成一门课后,就更便于始终将材料的选择和热处理方法运用在铸造、锻压和焊接过程中。这种知识贯通式的教学,不仅利于学生从知识的内在联系深度上进行有机地理解和掌握,而且使知识形象和具体化,便于理论与实践相结合。
(二)合并课程的难点
1、课时少。改革前的课程设置为工程材料占40+6学时,材料成型工艺基础占32+2学时,现在两门课合并成一门课为40+4学时。所以在短时间内让学生比较全面和充分地理解课程的内容,有一定的难度。
2、内容分散、不易突出重点。这门课实际上是涉及4个专业方向(材料与热处理、铸造、锻压和焊接)的专业基础、专业课,及其工艺课程的内容,课程内容宽而散。而且,从教学内容层次和角度讲,无论专业基础内容还是专业内容,最后又都直接应用在成形工艺方法和工艺技术等方面,从理论到实践跨度大,进一步增加了教学难度。
3、课程的重要性容易被忽视。在大学学习的期间,很多肯于钻研的学生,容易产生“重理论轻实践、重设计轻工艺“的倾向。所以,面对逻辑性弱、概念繁多、内容分散、难于归纳重点的课程,在学生中容易普遍产生对本课程的轻视倾向。另外这门课对于机械专业的学生,不是他们的专业课,但却是机械专业不可缺少的、重要的专业基础课。而本课程内容的改革将进一步扩展教学内容的范围,在较少的学时内进行教学,更易给学生造成教学内容散的印象。
4、实验少,理论和实践容易脱节。本课程是在大二第二学期进行讲授,而此阶段的学生绝大多数的动手能力和实践感性认识仍然极为薄弱。另一方面,本课程的内容又具有很强的实践性,基本原理与理论、工艺参数的选择等内容,脱离实际的成形工艺过程就无法真正有效地讲授。因此,如何在教学中加强学生实践环节的理解认识, 也是教师面临的一个重要的课题。
总之,本课程具有教学内容多、学时少、理论抽象枯燥、综合性和实践性又很强的特点和问题。同时,课程中传统内容的比例大,在现代化信息需求不断增加的现代社会,尤其是对于一批非常勤奋和综合素质高的学生,采用以往的教学内容组织方法、教学方法和教学手段已经不能满足学生的需求。
鉴于上述课程内容的困难和特点,我们认真研究各种参考教材,综合近年来工程训练中心和有关实验室的建设经验,走访、学习了兄弟院校的工程训练中心,积极开展有关课题研究,采取一系列对应措施。努力实现既能充分发挥本课程的优势,又能够克服教学中遇到的困难,从而效果更好地发挥好本课程作用的目的。
二、合理组织教学内容
(一)治标需治本,基础知识是关键。通过多年的教与学的体会认为,该课程的4个专业方向的原理和基础知识部分依然是教学内容的关键,技术人员和生产工人之间的最大不同之处也就在于对原理的了解和用理论指导实践,但又考虑该班是非热加工专业,应避免过深的专业内容教学。所以,这需要教师首先以专业实践经验为基础,将课程内容知识吃透、达到融会贯通的效果,再用简单、形象的方法讲解其原理。
例如把整个教室的几块座位当作一个晶面内看到的几个晶粒、每个学生当作一个原子、没有座位的学生当作位错,来说明位错移动;发面和揉面的例子解释铸造和锻造的组织特点与性能;用大熔炉和小熔池来解释冶炼和焊接等,让学生轻松的理解。然后把原理用于分析和解决生产实践中出现的问题,使理论知识鲜活化。
(二)注意各章节相互联系,使知识灵活化。工程材料与成型工艺基础虽然包含四个不同的专业方向,但是它们之间有密切的相互联系性和共同点。通过对比与联系教学,可将抽象、枯燥的理论内容轻松的传授给学生。如应力部分中,通过对热处理应力、铸造应力、锻压应力和焊接应力之间的联系与对比,便于学生理解残余应力的形成的本质规律、并加深记忆。通过对铸造方法、锻压方法和焊接方法之间的不同与相互联系的分析,使学生分清其各自的特点、应用及其意义。另外还对焊接连接、机械连接和黏结之间的异同对比等,将分散的内容相互联系和系统化,同时也增加了学生的学习兴趣和热情。
(三)始终贯穿设计零件的主线,配合零件设计。工程材料与成型工艺基础这门课的主要目的是培养学生在零件的设计时,能够合理地选择零件材料和成型方法,设计合理的结构,制定合理的工艺步骤和参数,提高零件的使用性能。以此为主线,每学习一种成型方法时都需要温习材料选择和热处理工艺部分的内容,并对比其它的成型方法的优劣点。这样,实质上就把在最后一章才出现的“零件的毛坯选择”的内容始终贯穿在整个课程中,而不是孤立地作为一章的内容来讲。由此,可以使最后一章的讲授起到画龙点睛的作用,把这部分内容真正讲活。为此,还专门设定综合大作业,通过独立设计零件来锻炼学生的这种能力。通过对单级齿轮减速箱中的各个另部件的材料和成型方法的选择等锻炼和检验学生对知识掌握的综合能力。
三、改革教学手段,提高教学质量
1、采取多媒体手段和跟踪实习,强化实践性内容。本课的整个教学过程几乎直接或间接地涉及设备工具的操作、比较烦琐的生产工艺过程、零部件结构等实践性很强的内容,讲授起来十分困难。为此,本课比较系统地遴选、制作了教学动画、录像等多媒体教学内容,使学生在较短的时间内清晰、正确地了解各个主要工艺过程。然后进一步强调讲解重要概念、突出主要机理等内容。这样既进一步强化补充了实习、实验等实践教学内容,用较少的实践有效地完成了教与学的任务。在此基础之上,跟踪学生的实习,学生拆装实习时,根据学生拆卸柴油机和自行车,让学生联系课堂学的内容判断各部件的材料和成型方法及工艺;学生自己亲手制作的小锤,锤头的硬度不够,通过表面感应加热淬火和回火等热处理提高其硬度等实践,强化和加深学生对所学知识的理解。
2、提问式教学、上课回答问题。新问题的导入大多要通过对新问题的提出的方法来进行。比如,进入锻压前将铸造的主要优点和不足再强调一次,然后提出如何解决铸造组织不致密的缺点等引入锻压的知识,让学生带着疑问学习。讲到变形强化的时候提问以前是否学过其他的强化方法,引出热处理强化(相变)和合金强化,从而归纳强化的内容等。不仅仅复习了前面的内容,也帮助学生把所学知识融会贯通,并学会总结式的学习方法。
3、展开课堂讨论。通过讲授和自学,结束一部分内容后。按照学习讨论小组指定讨论题目和设计题目,让各小组充分讨论后派代表在全班发表,然后接受其他同学和老师提出疑问和问题,大家展开讨论。在这种能够充分发挥学生自身能力的讨论式学习中,每个小组都认真准备,查阅了大量的文献,做了市场调查,然后从选材料—成型方法—结构设计—制定工艺—所能出现的问题及解决的方法等都做了详细的说明,并根据自己的分析提出了新的设想,学生的作品都非常优秀。更可喜的是,他们把自己小组解决不了的问题提出来让大家一起解决,相互提问和回答十分踊跃,形成了全班集体展开问与学、积极思考、热烈讨论的气氛。我们认为这是一个成功和有效的学习方法,具体的细节还有待遇进一步的细化和探索。
课堂讨论不仅是对整个教学内容的概括、总结和应用,而且集中体现了该课程的主要教学目标和要求。也就是,通过该课程的学习,使学生了解在机械产品的生产过程中,优良设计、优质材料和高质量热处理对提高机械产品质量的重要意义,并使学生进一步灵活或真正掌握和应用这方面的知识和技能。同时,也起到了将4个专业方向的内容密切的联系起来的作用。
4、添加一些当今国际的新技术和新工艺,进一步激发学生的兴趣。在课程讲授的过程中,尽量增加国内外的相关先进技术与工艺对比的内容,让学生了解我国存在的现状和目前存在的问题和优势;讲解每一个技术、工艺的同时都相应的介绍其发展过程和目前正在研究的内容,培养学生科研意识,鼓励学生创新思维,撰写论文。这样不仅能吸引学生的注意力,而且培养学生良好的科研与创新意识。
还引入了一些工程中失效破坏的实例,来引导学生学习相关的内容。如,通过对美国911事件大楼倒塌的原因分析,加深学生对材料性能的理解;通过永乐大钟的制造过程和前苏联过去铸造大钟断裂的事例引入学生学习铸造的兴趣;通过对德国的高速列车出轨事故分析、日本的电梯断裂事故和中国的高强度螺栓断裂分析等,帮助学生复习和灵活应用所学知识,增加他们对本课程的学习兴趣。
四、改革考试方式方法,培养学生的学习兴趣和创新思维
由于“茅以升班”都是比较优秀的学生,上课几乎没有缺勤的现象,无论是作业还是实验,成绩几乎都是优秀,所以按照一般的考核对他们不适用。为此,通过增加课堂提问,课堂讨论等考核内容,来考核学生的平时的学习情况和接受能力。另外,期末考题的出题方式也很重要,进一步加大灵活性、发挥性的题量,增加多选题、综合性题目来考核学生对知识掌握的程度和灵活性。
关键词:材料科学基础;实验教学改革;预期效果
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0036-02
材料科学基础是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课,是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课,在教学中占有极其重要的地位,是学习其他相关专业课程的基础。材料科学基础实验是与材料科学基础课程教学配套的实践性课程,该课程的主要目的是培养学生的基本实验、实践能力,能应用所学的基本知识分析实验现象,解决实验中出现的问题。能根据要求查阅资料,设计实验方案,正确分析实验结果。通过实验培养学生分析和解决问题的能力以及创新精神。
随着国家高教改革的实施,实验课在教学中越来越受重视,很多高校以把实验课作为一门独立的课程来计算学分,为提高学生的动手能力,使实验与教学有机的结合起来,让学生在以后的工作中能学以致用,我们进行了一些探索和讨论,希望目前实验教学中一些不合理、不适合的方面能得以改进,充分发挥发挥实验教学在专业教学中的作用。
一、课程的主要内容及实验教学的现状
本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识,诸如固体材料的结合键,材料的结构与性能,材料中的扩散,材料的相变,材料的塑性变形与强化,以及材料科学研究方法等,将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起。通过学习,要求学生掌握材料组织结构―成分―工艺―性能相互关系的基本规律和基本理论,深入理解他们之间的相互关系,培养学生应用所学的知识,分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。初步掌握材料科学研究的思路和方法,为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。
目前,我院材料科学基础实验课程存在着一个全国高校实验教学普遍存在的问题――实验与专业课之间为隶属关系。实验内容往往各自独立,实验之间缺乏连贯性,由于实验主要以分析材料的组织为主,因此常常出现重复实验操作的现象,往往造成实验室效益低下,教师、设备、房屋等的极大浪费。实验的模式,往往是以验证性实验为主,大多是按照实验指导书,在实验室人员的指导下按部就班地进行实验,学生做完实验后常常不知道做此实验的目的、意义是什么,使学生缺乏对实验过程的理解及相关理论知识的融会贯通,不能充分掌握和利用所学知识进行创新。同时,目前实验主要以验证实验为主,大大阻碍了学生创新能力的培养。有的实验操作具有重复性,学生常常由于重复相似的实验,而失去对实验的兴趣,进而对实验抱着敷衍的态度。如,钢铁平衡组织及铸铁组织的观察、马氏体形态观察、金属的低倍组织缺陷观察等,目前主要是学生用金相显微镜对各种组织的标样进行观察,实验具有相似性,学生做实验时实验兴趣逐渐减退,往往做完实验很快就忘了。
二、实验教学改革的内容
1.验证型实验加深学生对基本理论的理解。由于材料科学基础实验是学生首次进入专业实验室,因此他们对实验室的基本情况都不了解。基础实验,主要使学生了解实验室的规章制度、注意事项及实验设备的相关知识,掌握实验设备的结构、功能,及其操作方法。本部分的实验包括金相显微镜结构与使用、金相试样的制备、金相显微摄影技术,要求学生能按实验指导书的要求,正确进行实验,联系课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使学生掌握金相试样的制备方法,金相显微镜的使用方法和金相显微镜的数码照相法。
2.综合型实验培养学生综合实践能力。在这一实验环节中,要求学生能根据实验目的,合理设计实验方案,正确进行实际操作,应用所学的理论知识分析问题实验结果,解决实验中出现的问题。如铁碳合金平衡组织的观察与分析等。这些实验可与材料热处理、材料工艺学课程的学习一起进行。将一个班的学生分成若干个组,每组4~6名学生,由学生根据材料热处理、材料工艺学课程所学知识,在老师的指导下,学生从原料的选择、加工开始,进行配料、成型、热处理、制备金相试样,进而进行金相实验,分析各组间观察到的金相图像不同的原因。
3.设计型实验提高学生创新能力。在有关教师的指导下,学生应用所学本课程的理论知识,在本学科的前沿进行一些探索性的实践,可以在本课程时间内提出有创新性的设想和研究方案,而后在开放实验室中进行,也可以是教师科研工作中与本课程内容有关的小课题,鼓励学生应用所学的知识提出创新性的设想。如:“高强铝合金组织与性能研究”的实验。首先,学生在研究生的指导下完成相关文献的查阅,通过查阅文献,拟定出实验目的。提高铝合金强度的方法很多,如添加合金元素、制定合理的热处理工艺、采用最佳的制备工艺等,本实验的实验目的即选取适当的方法以提高铝合金的强度。其次,学生在结合文献的基础上,根据实验室条件,选择适当的实验设备。如,我院实验室可选相应实验设备有:电阻熔炼炉、金相显微镜、硬度计、力学性能实验机、扫描电子显微镜等。学生可通过所选实验设备进行合金熔铸、合金热处理、力学性能分析、显微结构分析等实验。然后,学生结合文献在老师的指导下拟定切实可行的实验步骤。在研究生的参与下完成实验。在实验实施过程中,可以几个同学一起完成,这样又可培养学生的协作能力。
4.实验报告的撰写。目前,大多数学生在撰写专业实验报告时,仍按照大学物理实验报告的模式来撰写,包括实验题目、实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、实验数据处理以及问题的分析讨论几个主要部分。但综合型实验与设计型实验的实验报告要求按正规期刊上发表的小论文的格式进行撰写。这样有利于培养学生的逻辑思维、文字表达能力。较好的小论文还可以进行发表,以此来提高学生学习的兴趣、学习自信,及学院的教学影响力。
三、教学实验改革的预期效果
材料科学基础通常开设在第五学期,是我院材料类本科生接触的第一门专业基础课程,课时多,课程难度也比较大,其实验课主要围绕组织的金相分析为主,有一定的操作重复性,学生实验后往往记不住实验的内容,缺乏实验兴趣。经过实验教学改革,开设综合型实验及设计型实验后,在实验过程中,学生都是实验的主体,整个实验都是在实验室老师的指导下由学生独立完成,综合实验对培养学生主动学习、灵活运用所学理论知识及创新的能力,激发学生的学习热情,提高学生解决分析问题的能力,都具有一定的效果。
四、结束语
以上是本人在材料科学基础实验教学过程中,对实验教学改革的一些思索。实验环节是工科学生学习期间的重要环节,实验教学工作的好坏,直接影响到学生专业知识学习能力、实践动手能力及创新能力的培养,因此,实验教学的改革是一项势在必行的艰巨任务,如何开展材料科学基础实验的教学改革是值得进一步深思和探讨的。
参考文献:
[1]胡庚祥.材料科学基础[M].上海:上海交通大学出版社,2000.
[2]那顺桑.金属材料工程专业实验教程[M].北京:冶金工业出版社,2004.
【关键词】船舶;焊接;缺陷;质量管理
1引言
船舶焊接技术是现代化船舶制造中一项关键的技术,要想保障船舶航行的设备安全,就应该在实际船舶的制造中,加强对船舶制造中的技术应用研究,只有保障了船舶制造中的技术应用,才能够将船舶制造实现安全性管理。为此论文进行了船舶制造中的焊接技术应用研究,通过对焊接技术中的缺陷分析,从而进行了提升船舶焊接质量管理的办法,并且进行了船舶焊接质量管理的注意事项分析,希望通过论文的分析,能够全面提升船舶焊接中的缺陷管理,加强船舶焊接中的质量管理,从而全面提升船舶航行的安全性。
2船舶焊接中常见的缺陷类型其缺陷形成原因分析
2.1焊接气孔
焊接气孔,是在船舶焊接缺陷中经常见到的一种缺陷,之所以会出现焊接气孔,是因为在实际焊接的过程中,熔池中的气体没有完全溢出,熔池就已经凝固,因此这种背景下,就会导致成型的焊接缝中,出现孔洞,这些孔洞在实际船舶焊接缺陷中,是以表面气孔和内部气孔两种形式而存在的[1]。由于气孔的存在导致船舶焊接的横截面减少。降低了船舶焊接中的接缝处安全强度,同时由于船舶焊接中存在气孔,使得在实际船舶焊接过程中船舶的美观性受到了破坏。按照我国船舶焊接缺陷的要求规定,在实际船舶的焊接作业中,外板以及仓口是不允许存在气孔的,在其他位置的焊接中允许存在的焊接气孔个数不能超过两个。
2.2焊接夹渣
当焊接作业完成后,焊接接缝中存在的杂质被称为焊接夹渣。由于焊接夹渣的存在在实际船舶的焊接中,会直接影响到焊机的密度和强度。因此在船舶的焊接中是不允许存在焊接夹渣的[2]。在实际焊接作业过程中,如果发现出现了焊接夹渣,应该及时进行夹渣的处理。保证在船舶焊接表面不存在夹渣。一般情况下出现焊接夹渣的原因有以下几点:一是在实际焊接中焊接的坡口处理不干净;二是在实际焊接过程中处理多层焊接时,对通道内的杂质处理不干净;三是在实际焊接过程中,焊接的材料质量差,导致焊接的途中掉落在熔池中。四是由于焊接的操作较快,使得焊接熔池中的杂质没有足够的时间筛离出熔池。
2.3焊接裂纹
焊接裂纹是船舶焊接中一种比较严重的焊接缺陷,在焊接过程中,由于焊机的不全面,或者是在实际焊接的过程中没有足够的焊接融合时间,因此出现焊接缝隙间断和突变情况。焊接中出现焊接裂纹,对整个焊接的质量是非常有影响的,要想全面保障和提升焊接的质量,就应该在实际焊接的过程中,加强对焊接中的裂缝强度处理,只有处理好焊接中的裂纹才能够保障整个船舶焊接的结构不受到影响。因此在实际船舶制造焊接技术的应用中,一定要注重对焊接裂纹处理,只有保障了焊接中的裂纹处理是完善的,才能够全面提升船舶焊接的质量安全[3]。
3船舶焊接质量管理办法
3.1焊接处理前期准备
在进行船舶焊接施工作业之前,要及时进行船舶焊接的前期准备工作,在准备工作中要加强对船舶焊接中的原材料审核,同时要按照实际焊接的需求对焊接过程中要运用到的技术和焊接中需要的工艺数值匹配进行分析。只有保障了船舶焊接作业中的工艺数值对应,然后才能够按照专门的焊接工序去进行焊接作业的施工。一般情况下,船舶焊接作业的工艺参数对应如下表1所示:
3.2焊接途中的技术应用
在船舶焊接过程中,应该实施动态的焊接工艺监督,保障在整个焊接的过程中,焊接技术的应用是规范的,同时在焊接的过程中,要注重对焊接电流以及焊接保护设施管理,例如在实际焊接中有些焊接是需要借助稀有气体进行焊接的催化剂处理,这就需要在实际焊接的过程中进行专门的焊接护理。同时在船舶的焊接中要注重对焊接工序的掌控,不要将焊接的工序弄混,这是保障焊接作业管理实施的重要性保障之一。为了保障整体的焊接作业稳定性,需要在焊接的过程中进行专门的焊接抽烟检查,如果在抽样检查中发现存在缺陷,应该及时针对缺陷进行管理,只有保障了缺陷管理,才能全面提升焊接的质量。
3.3焊接过程中的缺陷处理
3.3.1防止裂纹产生
在焊接过程中,为了防止裂纹出现而进行专门的措施处理,在实际措施的处理中要针对焊接的材料以及焊接中涉及到的焊条进行充分的选择,只有保障在实际焊接过程中对焊接的材料和焊接工序充分明确,才能够全面提升焊接的质量。裂纹的防止要进行专门的焊接材料清洁,同时在焊接的过程中,要对焊接设备进行及时的预热处理,保障焊接设备能够正常运行。
3.3.2防止焊瘤出现
在焊接过程中为了保障焊接的工序不受到影响,因此在实际焊接作业中要进行专门的焊瘤预防管理工作,只有保障焊接中不会出现焊瘤,才能够使得整个焊接过程中的船舶表面是光滑不受影响。因此在实际焊接的过程中,需要进行专门的焊接技术处理,例如处理焊接中的短弧以及焊接的停留时间等。
4强化船舶焊接质量管理的注意事项
在船舶焊接中,由于船舶焊接中的缺陷是由多方面因素造成的,因此在实际焊接过程中,需要对焊接中的质量管理要素进行管控,从而在质量管理的控制中全面提升船舶焊接的质量。一般情况下,船舶焊接中要注意的质量管理事项有以下几点:①加强对焊接工人的技术培训,提升焊接工人的工作能力;②加强焊工质量安全管理意识,建立安全质量监督管理体系;③加强焊接设备的运行状况检查,保障焊接设备的安全性工作;④建立维护保养制度,指定专门的人员进行负责;⑤对焊接材料的筛选要严格;⑥按照焊接材料的特性进行专门的焊接设备应用;⑦严格按照焊接施工工艺进行施工管理;⑧强化焊接作业环境管理,杜绝违章环境管理;⑨加强对焊接中的缺陷处理,保障焊接的质量。
5结语
综上所述,在现代化船舶航行事业飞速发展中,要想全面提升船舶航行的质量,就应该在船舶制造过程中,加强对其制造中的焊接技术进行管理。只有在焊接技术的管理中,全面提升了船舶的焊接缺陷检查,才能够全面而又有效地进行船舶的质量管理。论文在实际研究中,主要针对船舶焊接中的四种缺陷,以及四种质量管理办法和强化船舶质量焊接的注意事项进行了分析研究。通过分析得知,要想全面提升船舶焊接的质量管理,就应该在实际焊接中不断地对焊接技术和焊接质量提升,同时要在焊接的过程中,加强对焊接中的注意事项管理,只有全面实现了焊接质量管理控制,才能够彻底解决船舶焊接的缺陷问题。
【参考文献】
【1】卢意,曹元军,朱艳.船舶焊接中的缺陷与防治措施[J].装备制造技术,2015,03(07):160-161.
【2】卢意,曹元军,朱艳.船舶焊接中的缺陷与防治措施[J].现代制造技术与装备,2015,02(01):61-62.