自动化焊接技术论文范文第1篇
【关键词】自动化;焊接技术;发展
引言
从焊接自動化技术实际应用情况来看，我国缺乏自主开发能力，导致焊接自动化水平落后于发达国家。焊接自动化技术在石油工程维修中具有广泛应用，尤其在大型储罐建设中发挥重要作用。将焊接自动化技术发展现状及主要趋势作为出发点，以储罐建设中焊接自动化技术应用为例，对焊接自动化技术进行分析。
1、概述焊接自动化技术现状
科学技术和信息科学在不断进步，许多智能化和数字化方面的技术也逐渐成熟，而且将这些技术运用在许多工业领域具有十分显著的作用。其中焊接技术进入自动化的时代，有效推动我国的工业发展进入新型阶段，尤其将自动化技术运用在汽车零部件焊接过程中，可以有效提升焊接质量以及效率，随着该技术不断发展和广泛运用，对进一步拓展焊接产业具有十分重要的意义。结合当前汽车行业实施焊接的实践，分析其具体的现状：第一，焊接方式出现了二氧化碳这一高效化、节能化焊机以及埋弧焊机，对焊接工业发展以及生产都带来积极作用;第二，通过自动化的方式调节焊接的参数，使得焊接工艺逐渐在智能化的背景下取得良好的效果，如智能型的逆变焊机，不仅操作简单，在实际的运用方面也比较简便;第三，先进技术代表焊接机器人使得自动化装备的发展进入一个新的节点，同时该焊接方式的运用也逐渐提升该技术在市场中的份额。但是我们还必须清晰意识到一个问题，当前我国焊接的自动化水平仍然和发达国家之间存在差异性，出现不平衡发展的问题，集中表现为：焊机进入自动化的控制和智能化的控制有较大进步空间，将集成网络与机器人焊接之间的融合也可以得到优化。
2、自动化焊接关键技术
2.1、组合化和大型化
现阶段，对大型自动化焊接设备的研究更加的深化和具体，使得大量的自动化焊接设备在大、中、小型焊接结构生产中得到应用，比如中重型厚壁容器焊接中心、集装箱外壳组装焊接中心、箱型梁焊接生产线等。很多大型的焊接中心在占地面积上不亚于车间。
2.2、机械技术
相关机械设备进行信息传递要符合要求，机械技术根据设备的实际应用情况可知，要具备技术的实际应用要求。机械设备种类比较多，运输管理过程中，固定装置和转换装置等都需要要求，考虑到焊接设备操作的类型可知，在传感处理过程中要明确装置的类型。
2.3、高质量和高精度
正常情况下，焊接机器人与焊接操作机在行走机构的定位精度是在0.1mm左右，而焊接机器人同焊接机器人配套焊接变位机在定位精度上是在0.05mm左右。由此可见，自动化焊接设备在大型的工程机械制造中作用还是有目共睹的。
3、自动化焊接技术的发展趋势
3.1、自动化技术的柔性化
自动化技术的柔性化是要求焊接自动化项目的关键，根据产品的实际应用要求可知，如何实现有序化管理是重点。以同类别的产品管理作为前提，土地资源可能存在紧缺的现象，土地的使用价格也比较高，为了节省成本，在后续应用过程中，要尽量压缩厂房空间，满足应用要求。生产设备的要求要不断提升，一家生产多种产品的企业，需要明确设备的具体要求，以选购作为前提，需要了解产品设备的应用要求，自动化技术的柔性化意义才能体现出来。在自动化焊接设备管理过程中，要了解柔性化特点，改变应用程序后，适当对参数进行调整，能提升生产效率。
3.2、机械焊接过程的智能化
控制工程机械自动化焊接工艺的核心要素在于全流程智能控制，在计算机技术、数字化技术、传感技术不断发展的背景下，这些先进的技术元素已经在自动化焊接领域得到广泛应用，智能化控制特点更加突出，能够适应不同作业环境和高精度焊接要求。从当前国内机械工程自动化应用情况来看，除工艺需要升级外，操作人员素质也需要进一步提高，尤其是专家级的焊接人才尤其短缺，这就需要在机械工程生产中加强智能化控制技术的应用，如建立完善的专家系統、部署神经网络等。
3.3、绿色化
为了可以更好地提升焊接自动化发展的综合效率，人们还需要注重今后焊接发展的环保性以及可持续发展性。焊接行业要得到长久的发展，可持续发展已经成为一个必然选择，因此，在今后的发展过程中，焊接方面需要大力度推广一些清洁化的生产工艺，尤其是针对噪声情况、高温情况、有害气体和弧光等给环境带来的不良影响，都需要在焊接生产中给予减少甚至消除。此外，自动化技术的发展还需要积极利用其他外部良好的条件，如积极总结发展经验，或者是向其他国家学习等，在引进技术方面注重创新，一方面使得焊接自动化的系统可以得到不断更新换代，另一方面逐渐培养本国焊接自动化技术产权，充分保障工业发展。
3.4、自动化技术网络化
原有的自动化技术是利用计算机直接对设备进行控制和管理的，设备比较多的企业，选择简单的局域网，计算机技术水平不断进步，对通讯管理有严格的要求。在整个完善过程中要明确自动化焊接设备的一体化应用，根据负责区域和概况可知，网络化管理阶段，采用合适的操作模式后，能提升安全程度，工人不需要在繁杂的车间忙碌，仅需要进行远程操作。
3.5、焊接自动化及机器人操作
工程机械的自动化焊机及机器人操作，能够代替人工从事难度更大、环境更复杂、危险性更高的工作，从而使焊接人员劳动安全系数进一步增加，通过自动化技术提高工程机械质量。随着人力资源成本的不断增加，机器人作业前景更加乐观，通过机器人作业有利于替代人工劳动，增加作业环境的适应性和专业性，从而使工程机械行业获得更可观的运营收益。、
4、焊接自动化技术在石油工程储罐建设中应用
某石油企业大型储罐建设项目详细指标如下：5台储罐，其中3台1万立方级原油储罐，2台5千立方级原油储罐。储罐底板焊接工艺采用埋弧自动焊接技术，储罐壁则采用二氧化碳自动焊接技术。
一般情况下，在大型储罐建设项目开展过程中，采用焊接自动化技术的主要实施方法为埋弧自动焊接。在对储罐底板与对接接头进行连接时，主要有2种工艺：其一，埋弧自动平焊。其二，碎丝填充埋弧平焊。在进行焊接之前，第二种焊接方式要求将碎焊丝放在坡口内部，并保证其厚度合理，这样做的主要目的在于充分提高操作速度，进而提升实际工作效率。通常，为避免埋弧焊接将储罐底板打透，需先开展手工焊接，做好封底工作。在此基础上，对坡口及其两侧一定范围内进行清理，避免污染物影响焊接质量。充分干燥后，结合实际需要进行定位焊接。为充分保证焊接质量，焊工应该对每段定位焊接焊缝的长度进行合理控制。底板焊接结束后，对储罐局部变形情况进行检查，结果显示：凹凸变形量最大值为30mm，满足相关设计要求。真空试验结果证实，渗透检测结果合格。
结束语
自动化焊接技术的实际应用优势明显，考虑到项目的实际应用类型可知，在操作阶段，要明确智能化应用优势。自动化焊接管理具备发展潜力，发展方向和目前经济形式相互对应，在整个管理阶段需要了解理念要求，促进整体进步。只有做好技术分析工作，才能保证技术落实到位。
参考文献：
[1] 叶润.汽车产业中焊接自动化技术的现状以及发展研究[J].山东工业技术，2018(23)：46.
[2] 王辉.焊接自动化技术的现状与发展趋势[J].中国设备工程，2018(20)：163-164.
[3] 张江涛.自动化焊接技术在薄板成型中的应用与管理分析[J].南方农机，2018，49(19)：28+32.
[4] 朱朝阳.自动化焊接在港机中的应用[J].工程建设与设计，2018(14)：152-153.
[5] 崔龄元.试论自动化焊接技术及其发展[J].科技经济市场，2018(03)：31-32.
(作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院)
自动化焊接技术论文范文第2篇
高职教育的主要人才培养任务是培养高等技术应用性专门人才;根据社会需求, 以培养学生的技术应用能力为主线, 设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案[1], 同时, 高职教育还肩负着不断更新、提升一线劳动工作者素质的任务。在新世纪, 高职教育关注的焦点是提高劳动者适应社会各方面的发展与技术更新的能力, 满足社会对劳动者学历的更高要求, 为劳动者个人职业生涯的发展提供更为广阔的平台[2]。针对市场的需求和技术变革的挑战, 高职焊接技术及自动化专业应定位在学生创业有能力、就业有优势、发展有空间、继续教育有基础的位置上。高职焊接专业毕业生应在掌握金属材料、焊接设备和焊接检测等的基础上, 还要掌握焊接专业的新知识、新工艺、新设备、新技术, 并具备较强的动手能力和分析、处理、指导、解决一线生产实际问题的能力[3]。总之, 高职焊接专业应定位于培养高技能的工程师和技师, 而不是焊工。重庆工业职业技术学院焊接技术及自动化专业目前设置在车辆工程学院, 并设置了汽车焊装方向, 这主要是因为重庆市机械行业主要以汽车为主, 学校周边主要有长安汽车和力帆汽车等汽车行业相关公司, 重庆工业职业技术学院焊接专业的定位结合实际情况, 本着服务于地区经济需求为目的, 设置了汽车焊装和汽车钣金两个特色方向。
2 理实一体化教学改革
2.1 师资力量的提升改革
为了满足焊接技术及自动化专业教学改革, 首先要解决的就是师资力量的提升, 在师资力量提升这方面, 主要通过三方面实现。首先, 学校非常重视“双师型”教师的培养, 每年暑假和寒假, 焊接教研室的所有老师均要参与企业生产锻炼, 在这个过程中, 老师可以把一些理论知识和实际生产结合起来, 在上课时, 才能真正的实现理实一体化;其次, 就是人才的引进, 人才的引进分两种, 一种为完全引进, 主要引进具有企业工作经验的高学历人才, 另外一种为柔性引进, 针对一些校企合作企业, 对于一些具备一定专业知识的高级技师和教授级高工, 学校出面把这些人才请过来给学生上课, 讲解实际生产和生产管理等相关知识;最后, 在编在岗的教师可以和一些企业合作, 解决企业的实际问题, 在项目进行的过程中, 学生实实在在的参与进来, 增加企业和学生的了解, 对于教师、学生和企业都是一件好事。
2.2 课程的修订
针对目前市场上教材内容跟不上技术发展和教材重复性非常严重的问题, 焊接专业的教师根据学生培养计划的要求, 对选用的教材进行了内容瘦身, 一些教材中已经讲过的内容, 在其它教材中再出现时, 不再赘述。因此, 在制定教学计划的时候, 要求焊接教研室的所有教师进行相互观摩和讨论, 将重点知识点进行归纳总结, 针对重点知识进行重点讲解, 针对重复性知识点进行责任归属。另外, 根据教材内容滞后的问题, 要求教师在讲解过程中, 进行知识点外延, 比方说在讲解TIG焊过程中, 教师在讲解了相关知识点后, 还要对TIG焊的最新发展和研究状况进行讲解, 并针对汽车行业中TIG的应用进行介绍。
2.3 教学模式改革
师资力量和课程进行了革新后, 就要面临教学的过程, 以前的教学模式也是成为理实一体化, 但是进行的不彻底, 教理论课的老师将课先进行讲解, 然后由实训教师进行实践教学, 由于中间存在较长周期, 在进行实践教学时, 前面学的很多知识都已忘记, 因此, 导致理实还是分开的。针对这种问题, 我们提出让理论课教师进行实践教学过程, 并且理论教学后, 马上针对相关知识点进行实践教学。并要求针对重点知识点进行分组讨论和实做 (进行相关焊接操作) , 最后进行教师提问, 学生答疑的过程。另外, 每学期集中时间让学生进行企业实践锻炼, 增强学生专业知识的掌握, 熟悉企业的工作状态。
3 教学改革中遇到的问题和取得的成果
在焊接技术及自动化专业教学改革过程中存在的主要问题是:教学模式和课程修订的改革对教师要求越来越高, 不但要求教师具备较强的理论水平, 还要具备一定的企业工作经验和实践能力。另外, 为了满足教学要求, 对实训基地的要求越来越高, 针对教学设备和消耗材料, 主要存在下面的问题:焊机较老, 新设备相对不足, 不利于学生高效地开展训练;实训教学过程多了, 必然要提高教学成本。
重庆工业职业技术学院焊接技术及自动化专业理实一体化教学改革的实施, 使专业教学内容与企业相关技术密切相关, 教学过程中学生的参与程度更高, 学生可以第一时间把学到的理论知识应用到实践教学中。学生增强了对企业的了解, 明白了自己以后要干什么, 怎么去干, 一定程度上提高了学生学习的积极性与主动性。
摘要：本文以重庆工业职业技术学院焊接技术及自动化专业理实一体化教学改革为例, 针对焊接技术及自动化专业的特点, 结合重庆和学校周边企业分布格局, 探讨了焊接专业理实一体化教学的思想和具体的实施措施。
关键词：焊接,教学改革,探讨
参考文献
[1] 李建求.论高职院校的专业建设[J].高等教育研究, 2003, 24 (4) .
[2] 邵文华.高职的定位:职业特色[N].中国教育报, 2001-10-01 (3) .
自动化焊接技术论文范文第3篇
关键词：机械焊接技术;电子束焊接技术;超声波焊接技术
文章编码：1672-7053(2017)08-0181-02
我国经济和科技的快速发展加快了我国机械行业的发展速度，提高了我国机械制造技术的水平。在制造机械的过程中，机械制造的质量是由焊接技术的好坏直接决定 [1]。
1电子束焊接技术
1.1电子束焊技术的特点
德国是最先应用电子焊接技术的国家，之后进一步发展和推广这一技术，使其不断成熟。与传统的焊接工艺相比，其具有很高的能量密度，较小的热变形、能够精确控制电子束焊接参数、具有很高的焊接速度以及可以在真空中进行焊接等，这些都是电子束焊接技术具有的特点，因此其具有越来越广泛的应用。
1.2工作原理
用电子枪中聚集的高速电子束轰击工件的接缝处，在实际的轰击过程中，会转变机械能，也就是动能转换为热能的过程，这样焊接过程中需要的热能就会产生出来，通过对这些热能进行利用，可以将焊接工作顺利的完成。
1.3应用
在精密元器件和电子仪表的生产中广泛的應用这一技术，其不但具有很高的焊接水平，同时具有很快的焊接速度等优势，从而可以将封装焊接、加热焊接等难题有效的解决。在生物医药行业中也可以使用电子束焊接技术，从而为焊接点清洁度的要求提供保障。
2激光焊接技术
1.1特点
激光加工技术中重要的部分之一主要是激光环节技术，其是一种高能束的热传导技术。与传统焊接方法相比，其主要有以下几方面的特点：(1)具有集中的热源，对激光焊接具有很小的热影响区，对于非常精密的零部件也可以焊接，从而降低被焊接工件的收缩和变形。(2)焊缝表面具有很好的质量，很高的强度，同时与其它焊接工艺相比，其具有更快的焊接速度。(3)可以灵活的控制激光束，在任何地方都可以利用光学镜片进行聚焦。(4)对异种合金的焊接相比，其更加容易焊接，甚至可以焊接金属与非金属。
1.2工作原理
激光焊接技术主要是将周围的热量利用抛物镜或者凸透镜汇集起来，这时高温度的热源就是激光[2]。在工件接缝的表面对其进行直接使用，可以达到焊接的目的。由于不同的工件，所以其会使用不同的激光焊接技术，一般传导焊接和小孔焊接是经常使用的两种激光焊接方式。
1.3应用
在航天航空工艺中，激光焊接技术主要的作用是修复损坏的工件;在汽车制造领域中，激光焊接技术主要的作用是制造散热器和传动轴等零部件。在船舶制造业中，激光焊接技术的主要作用是处理焊接过程中的变形和翘曲状况，同时可以节省工作时间，而且将工作效率大大提高;在生物医学中领域的牙科中主要使用这一技术，其具有很好的应用效果;在电子工业领域中，主要将这一技术使用在半导体和集成电路设备的封装中，而在研发真空的器件时，其发挥的作用也是非常重要的。
3搅拌摩擦焊接技术
3.1特点
相对于普通摩擦焊接技术和熔焊技术来说，搅拌摩擦焊接技术主要有以下几个特点：(1)不容易熔化被焊材料，将因金属熔化带来的复杂冶金化学反应问题大大减少和消除，同时对于具有很大差异性的金属材料和异种金属也可以进行焊接。(2)可以在同一台设备上同时焊接金属和非金属。(3)搅拌摩擦焊接接头所具有的一个特性是细化的锻造组织，在实际的熔焊过程中，气孔、裂纹和元素烧损等冶金缺陷不会出现。(4)具有很低的焊接温度，焊缝之间具有很小的凸起和变形。(5)投资设备的成本比较低、具有很低的焊接耗能、简化的焊接过程，从而可以将运行费用和投资费用大大减少。(6)在焊接过程中，烟雾、粉尘、噪声和各种辐射不会产生，因此其具有绿色环保性和较高的性价比。
3.2工作原理
随着科学技术的断发展，普通摩擦焊接技术逐渐演化成搅拌摩擦焊接技术，其对材料摩擦受热形变和机械作用力的特点进行了充分的应用。在实际的焊接过程中，在被焊工件的待焊部位慢慢的插入旋转着的搅拌头，其中摩擦热的现象主要是通过搅拌头和被焊材料之间的摩擦阻力形成的[3]。材料在摩擦热的作用下逐渐产生软化和塑形变形的现象，同时将形变能释放出来。沿着焊接坡口的缝隙逐渐向前移动搅拌头，从搅拌头的前部向后部逐渐转移热塑化的材料，这样就会在搅拌头轴肩的压力下，使工件之间永久性连接的目的得以实现。
3.3应用
(1)在航空航天工业中的应用，搅拌摩擦焊接技术的接头强度和焊接质量可以为火箭的成功发射提供保障;在结构件的制造过程中应用这一技术可以缩短制造工期，节省制造的成本。如在飞机蒙皮、加强件之间的连接、飞机壁板和壁板的连接以及外挂燃料箱中都对这一技术进行了广泛的应用。(2)在核能技术领域中，搅拌摩擦焊接技术主要应用在挤压和轧制板之间。(3)在交通制造业中，主要在高速列车、地铁车厢、汽车发动机引擎、逃生工具、成体框架以及车门预成形结构件中应用搅拌摩擦焊接技术。(4)在船舶和海洋工业中，搅拌摩擦焊接技术应用到快艇和游艇的甲板、船用冷冻器、防水隔板等这些部件中。
4等离子弧焊接技术
4.1特点
等离子电弧的能量密度、温度和刚直性比较高，相对于一般的电焊弧技术相比，其具有以下几个特点：(1)具有很强的熔透能力，可以一次想将8-10mm厚的不锈钢板在不开坡口和不加填充焊丝的情况下焊透。(2)焊缝质量对弧长没有敏感的变化，造成这种现象的主要原因是电弧的形态与圆柱形相似，而且具有很好的挺值度，弧长变化对加热斑点面积具有很小的影响，从而使均匀的焊缝形状容易获得。(3)等离子电弧具有很高的电离度，而且在具有较低电流的同时仍然保持稳定，因此对于微型精密零件也可以焊接。
4.2工作原理
准确的来说等离子弧焊接技术应该是压缩电弧焊接技术，其主要是最大程度压缩焊炬的整个电弧，加快其中等离子的效应，之后电弧就逐渐形成了一个强大的留热源，其具有稳定性和单向性，当其温度达到一定的临界点时，即16000k-33000k，就可以直接焊接金属。一般转移型和非转移性是企业最为常用的等离子弧焊接技术。
4.3应用
等离子弧焊焊接技术可以应用于不锈钢、铝和铝合金、蒙乃尔合金以及钛和钛合金中等乌极氩弧焊焊接。而且在航天、航空、核能、电子业和造船业等各个领域也广泛应用这种焊接技术。
5超声波焊接技术
5.1特点
(1)节能环保;(2)不需要装备散烟散热的通风装置;(3)具有很低的成本和很高的工作效率;(4)自动化生产比较容易实现;(5)具有很高的焊接强度，焊接的牢固性比较好;(6)焊点比较美观，可以使无缝焊接的目的得以实现，而且具有很好的气密性。
5.2工作原理
在超声波焊接的过程中，发生器会将20KHz或15KHz具有高压性和高频性的信号发射出来，利用能量转换系统，将这种信号轉化为一种具有高频性的机械振动，从而在塑料品的工件中可以进行广泛的使用。接口温度的升高主要是利用摩擦力来实现的，当温度与工件的熔点相符合时，工件就会自动熔化，从而对接口处的缝隙进行填充，在冷却定型以后，顺利的完成整个焊接工艺。
5.3应用
由于超声波焊接技术自身具有的特性，其一般广泛的应用在塑料品的加工行业中，但是却很少应用于机械类的加工工业中。
6电渣焊接技术
6.1特点
电渣焊技术的焊接主要是利用电阻热来完成的，其可以将很厚的工件在其没有开坡口的情况下一次性焊接完成，而且气孔和夹渣等问题不容易产生，在焊缝金属化学成分的调整过程中具有重要的作用，同时可以将焊缝金属中的有害杂质降低，所以这一技术具有优质性和高效性。
6.2工作原理
这一焊接技术中的热源主要是电热阻，通过对热源进行应用，将金属和木材进行熔化，之后进行冷却和凝固，从而使各个金属原子之间的连接得以完成。其中熔嘴、非熔嘴电渣焊技术、板极电渣焊技术以及丝级电渣焊技术是经常使用的电渣焊技术。
6.3应用
铁路各个站点的焊接、鼓风炉壳等厚壁容器的焊接等，这些具有特殊性的地方或者行业会广泛的应用电渣焊技术。
7结论
由此可见，工程机械制造中的重要技术之一主要是焊接技术，从被发现以后，许多最新学科的发展都对其具有一定的影响和指导作用，而且在新材料和新技术的应用过程中，使焊接的新工艺也在不断的增加，而且逐渐从手工焊过渡到自动焊和智能化。随着不断研究和应用自动化焊接技术以及新焊接工艺技术，工程机械产业的制造水平将会进一步提高和发展。
参考文献
[1]夏得昌，刘立功，秦优培.工程机械焊接专机的应用现状和发展趋势[J].金属加工(热加工)，2011(05)，22：18-20.
[2]陈晓伟，戴汉政，陈增江，曲晓龙，王加庆，张勇.起重机械焊接工艺评定相关标准对比分析与应用[J].起重运输机械，2015(09)，12：6-11.
[3]张德芬，宋天民，陈孝文，张国福，尹成江，管建军.机械振动焊接对残余应力的影响及机理分析[J].抚顺石油学院学报，2001(12)，01：53-56+63.
自动化焊接技术论文范文第4篇
关键词：船舶质量;安全;可靠
引言
船舶焊接质量的提高，需要相关企业相关技术人员不断提高自身技术水平与设计合理性，提高船舶制造质量，作为我国经济建设发展的重要产业，船舶制造业经济水平的提高，在很大程度上影响国家经济建设，因此需要相关企业以及管理者结合实际情况，合理进行规划和涉及，如此才能够实现技术上的突破。
1、增强船舶生产与设计的衔接
通常情况下，在进行船舶焊接时，主要是延用传统结构进行强度设计，一般实际焊接过程中焊缝与母材有三种常见的强度配合关系。分别是，强度匹配式、高强或超强匹配式以及低配式。其划分标准主要是依据焊缝强度与母材强度的比较。为保证船舶焊接的安全可靠性，至少要选择强度匹配或超强匹配，也就是焊缝强度等于或超过母材强度，坚持以“等强”为设计标准。而在实际生产设计时，常用的焊接材料以熔敷金属确定强度，但熔敷金属强度却并不是实际焊缝强度。熔敷金属强度与焊缝金属强度存在一定的差异，尤其在焊接为低合金高强度钢用材料时，其焊缝金属的强度远远高于熔敷金属的强度。由此可见，实际焊接中的“等强”往往是“超强”的作用。但对于超强匹配的安全可靠性，至今仍存在质疑的声音，理论依据和实践证明都存在不足，因此在进行船舶设计时需要密切结合船舶企业等施工单位的相关试验、研究结果，保证焊接接头设计的合理性、焊接材料选择的准确性。
对船舶结构的性能进行评价还需参考焊接的韧性。对于低强匹配的接头更容易改善其抗脆性能。因此在抗脆性能的比较时，超强匹配并不具备优势，而在一定条件下低匹配具备更好的抗断裂性。因此，在进行焊接接头的强度设计时，可采用等强或超强匹配对应低强度的钢种，进而利用等强或低强匹配对应高强度钢种，进而保证接头具有较强的抗裂性。对于提升焊缝韧性指标可从以下几方面入手：第一，在提升焊接强度的同时提神焊接的韧性;第二，即使焊缝强度级别不同，但仍需具备相同的冲击吸收功，不同的试验条件需要不同的温度条件，条件越苛刻温度应越低。第三，在冲击吸收功、试验温度条件要求相同时，仍需采用落锤、爆炸等对焊缝接头进行认可试验。
2、增进船舶焊接材料、焊接设备配套的研发
近些年我国造船技术、造船行业都在不断的升级换代，但使用的焊接材料、设备等基础配套设施却不能满足实际需求，因此在诸多大型高附加值船舶的修建中，不能提供配套的焊丝、焊剂;在多电极高速大电流船体的构建中缺乏金属粉芯焊丝及配套焊接设备进行平面分段纵骨角焊缝;在对超厚板焊接底道焊抗根部进行焊接时缺乏专业的焊接材料、配套的液化石油气、液化天然气船的焊接设备;不能及时提供配套的海洋工程的专用焊接材、设备等。以上问题阻碍我国船舶行业的健康有序发展，对于此类问题需要制造商加强与焊接材料、焊接设备供应企业的联系，加强沟通，建立供需友好和谐的关系，推动互利双赢的发展。
3、严查严执船舶焊接工艺纪律
近年来，造船行业规模不断扩大，其生产任务也在不断的提升，因此为了满足利益需求，造船后期不得不缩短，并且增加了造船用地的紧张性。此外，为了追求工资效益，焊工工艺管理不当、缺乏充足的检验人员配备，使得焊接施工经常出现赶时间、赶进度、人海作业等突击性问题，种种现实情况导致船舶焊接施工的工艺纪律乱象丛生。混乱的施工纪律导致焊接接头精度不符合安装标准、焊接规范严重超标、增大焊接变形几率、难以保证美观外形、甚至常见接头焊接裂纹等。此类问题导致船舶总体质量难以保证运行的安全可靠性受到影响。由此可见，强化焊接施工检查力度的必要性，在焊接萌芽时期就对其施工缺陷进行纠正，可有效的避免焊接事故、运行隐患。不仅如此，在施工过程中更要严格执行焊接技术，严格监管，重视焊接工艺纪律，以法律法规严格要求焊接工艺的施展，對违法违规等现象进行及时处理，对相关责任人进行处罚。
4、提高船舶焊工的素质
当前从事船舶生产的工人大部分为农民工，因此其文化程度不高、专业技能不精、问题应对能力较弱，因此难以实现理想化的焊接工艺。对于此类问题，必须要改善生产劳动力，严格落实施工人员的选拔标准，实施培训考试、坚持持证上岗的原则。此外，注意对焊工人才的培养，强化并稳定本企业的焊工团队，激发焊工提升自身能力的自主意识，增强其对企业的归属感、信任感、使命感。
5、提升船舶焊接新工艺、新材料、新设备的相关技术标准
第一，使用新型材料，促进船舶制造的高效性、绿色性、可持续性;第二，实现自动化、智能化的焊接设施应用;第三，向高速化、高熔敷率化发展焊接工艺;第四，集成化、智能化、数字化管理焊接生产。
焊接材料向特种化、高效率化、绿色环保化发展。焊接设备向自动化、智能化、机器人化发展。焊接工艺的发展向高速化、高熔敷率化发展。焊接生产管理系统向集成化、智能化、数字化发展。
结束语
为了好的提升船舶的生产制造质量，本文从加强焊接工艺发展的角度出发，对船舶制造的安全可靠性提出了优化途径。对此，以“增强”、、“严查”、“提升”、“加强”为主完善性意见。在传统焊接技术的基础上，不断的应用新材料、使用新工艺、投入新设备，提升船舶焊接技术的质量。焊接技术，是船舶制造中重要的连接技术，对其进行创新与完善，由李玉提升船舶焊接质量，进而保证船舶的安全可靠。
参考文献：
[1]陈家本，刘雪松，王春华等.提高船舶焊接质量确保船舶安全、可靠的一些建议[J].金属加工(热加工)，2010，18(03)：259-261.
[2]张丽芬.有机热载体炉存在的问题及安全控制措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2012，20(05)： 12-14.
[3]程成，须文波，冷文浩.基于iSIGHT平台DOE方法的螺旋桨敞水性能优化设计[J].计算机工程与设计，2011，10(8)：158-159.
[4]何建军，戎雪坤，候振.汽轮机叶片1Cr13钢表面微弧修复的工艺研究[J].电力科学与技术学报，2013，14(01)：265-267.
自动化焊接技术论文范文第5篇
摘要：铜/银核壳结构纳米线可在保持优秀透光率和导电性的同时克服银纳米线的高成本及铜纳米线的易氧化问题，在生物、化学传感等柔性光电器件领域应用前景十分广阔。然而，铜/银核壳结构纳米线的纳米焊接工艺仍处于探讨阶段，探寻焊接成型过程中不同焊接参数下纳米线结构的稳定性、结构演变过程及接头的力学性能是实现其制备应用的一个关键问题。本文通过分子动力学模拟方法，更好地把铜/银核壳结构纳米线焊接的微观过程展现出来，并讨论了通过分子动力学模拟来探究铜/银核壳结构纳米线焊接最佳工艺参数的方法。
关键词：纳米线;铜/银核壳结构纳米线;分子动力学模拟;LAMMPS
开放科学（资源服务）标识码（OSID）： <E：＼2021知网文件＼19-21＼21＼7xs202121＼Image＼image1.jpeg>
分子动力学模拟是一项将数学，物理和化学结合在一起的综合性技术，依托牛顿力学模拟分子体系的运动，以便于在模拟出的不同状态系统中抽取样本，计算出体系的构型积分，并根据结果进一步计算得到体系的热力学量等宏观性质。通过分子动力学模擬的方法可以对实验过程进行的原理及规律从原子（分子）层面得到更加直观的了解，是分子模拟实验中最接近实际实验条件的模拟方法，能够促使我们的研究向着更高效，更经济，更有预见性的方向发展，这些优点都是实际实验所不具备的。
1 分子动力学基本原理
分子动力学模拟的基本原理是将原子和分子视作粒子系统，从系统的某一假定位能模型出发，并假定系统中粒子的运动遵循牛顿第二定律，用势函数当作牛顿第二定律中的力，求解出运动方程，进而用差分法计算得到系统的热力学参数、结构和力学性能等。能够通过体系的微观性质运算得到其宏观性质，更加直观地展现出系统中粒子的变换过程[1]。在研究纳米线焊接工艺及其结构性能的过程中，进行分子动力学模拟的过程如下：
纳米线模型的建立：
利用LAMMPS软件包自带算法建立不同壳层厚度的铜/银核壳结构纳米线焊接模型，并通过能量最小化和弛豫得到稳定结构模型。
焊接成型及结构演变过程：
对不同温度及压力加载速度工艺参数下的焊接过程进行模拟，采用原子组态图、原子位移、径向分布函数等手段揭示结构演变过程。
对接接头的力学性能测试：
利用LAMMPS软件包对焊接接头进行单向拉伸，得到接头的应力应变曲线。
总结最优的焊接工艺参数：
通过对比接头结构以及力学性能，选择对接焊接铜/银核壳结构纳米线的最佳工艺参数。
进行分子动力学模拟的首要环节是建立模型，通过将实际模型抽象后建立其物理系统模型。势函数的选取也十分重要，势函数是描述粒子间相互作用的函数，直接影响着模拟过程中对分子间作用力，粒子速度、位置及势能的计算。物理系统中粒子的初始位置应当根据实际模型进行设置，以便于使系统尽快达到平衡，粒子的初始速度也应设置为与实际模型中粒子的速度相当，以便于减少计算机运算量、缩短模拟时间。
2 纳米线材料研究进展
纳米线是指宽度为纳米尺度（直径小于100nm），长度无限制的线。可以由金属、绝缘体以及半导体等不同材料构成。用金属纳米线制作超小电路是纳米技术中的一项重要应用。银纳米线和铜纳米线由于优异的导电性、延展性和易于合成的特点成为透明或柔性电子器件的主要材料。铜和银的导电性能和导热性能十分相近，但价格悬殊，铜的价格约为银的1/86，且银相对于铜具有良好的氧化稳定性。为综合二者的性能优点，通过将银原子沉积于铜纳米线表面形成的合金纳米线有望成为该领域的理想材料[2-5]。
近年来，双金属核壳结构纳米线的制备及其性能研究引起了越来越多研究者的关注[6-7]。相较传统纳米线，双金属核壳结构纳米线有着特殊的电子、催化和光学性能，不仅能保持核壳金属材料本身的物理化学性质，而且还可以产生一些独特的性能。
银纳米线和铜纳米线由于优异的导电性、延展性和易于合成的特点成为透明或柔性电子器件的主要材料。在铜纳米线基体表面包覆银壳层构成的铜/银核壳结构纳米线可同时克服银纳米线的高成本及铜纳米线的易氧化问题，能够以其优秀的透光率、导电性等性质，在透明导电电极、柔性太阳能电池等新技术中得到广泛的应用[2-5，8]。
3 铜/银核壳纳米线焊接方法的探讨
研究铜/银核壳纳米线连接性能的主要步骤可分为模型的建立、数据模拟计算和实验数据的分析。
3.1 建模过程
近年来，随着纳米材料在各领域的飞速发展，纳米材料成型方法及连接工艺过程正逐渐成为研究热点。作为传统的材料成型方法之一，纳米焊接为“自下而上（bottom up）”的纳米制造，尤其是纳米线互连网络的构建开辟了新的途径[9，10]。目前，金属纳米线的连接机理和焊接工艺过程的探讨尚处于起步阶段。Tohmyoh等[11]通过纳米操作台，将纳米Pt丝与Au丝搭接后直接通入直流电，由于接触的区域很小，接触电阻很高，通入4.5 mA的电流，局部电阻热使接触点熔化，随后凝固，将纳米线焊接在一起。CUI等[12]通过分子动力学模拟方法将直径为2nm的不同长度交叉银纳米线之间进行连接，揭示了基于热效应的纳米连接机制。LIU等[13]采用室温下冷焊技术实现了银纳米线的焊接，在维持其结构稳定性的同时提高其导电性和机械性能。
然而，现有文献中鲜有对合金纳米线焊接工艺的研究成果，合金纳米线连接工艺存在实验条件苛刻、连接过程不易观测等问题。分子动力学模拟不仅研究成本相对低廉，还可以直观反映连接过程中的结构演变过程，现在分子动力学模拟已经成了当今纳米科学研究的主要手段之一，受到了国内外广大学者的青睐。本项目依托分子动力学模拟软件包LAMMPS对不同壳层厚度的铜-银合金纳米线焊接成型过程进行模拟，并探讨不同纳米线规格、压力及温度参数等对焊接过程的影响，通过对接头进行结构和力学性能等多方面的模拟测试，得出该结构纳米线最合适的焊接工艺参数，为纳米互连工艺以及合金纳米线连接成型奠定研究基础。
3.2 壳层厚度对铜/银核壳结构纳米线连接的影响
对于相同长度，同等温度下的核壳结构纳米线焊接，壳层厚度成为影响纳米线焊接质量的重要因素。壳层厚度的选择直接影响着焊接后纳米线的力学性能，因此研究不同的纳米线直径对连接质量的影响就显得尤为重要。本项目通过广泛调研文献，在LAMMPS当中选择温度为300K，长度24nm，建立三种不同壳层厚度的以铜纳米线为核心，银为外壳的合金纳米线模型，并得到其稳定结构。
3.3 温度工艺参数对铜/银核壳结构纳米线连接的影响
目前金属纳米线之间的连接主要依靠已在微电子领域发展成熟的工艺，包括：冷连接和超声等低能量扩散连接、电子束与聚焦离子束等高能束连接和将纳米线作为“钎焊”焊点连接等方法[14]。其主要区别在于提供加热条件的不同。根据铜、银金属纳米线的熔点我们选择300K400K温度，对直径为3nm的铜/银核壳纳米线进行焊接模拟。
3.4 实验方法和结果分析
在纳米线的实际使用过程中难免会遇到震动、跌落等威胁到纳米线结构稳定性的情况，所以要对焊接后的纳米线进行力学性能检测。本项目使用LAMMPS软件对纳米线建模并模拟其焊接过程，分析焊接过程中结构的演变，焊接完成后对纳米线进行的拉断模拟也在LAMMPS中完成。利用LAMMPS软件建立模拟空间，采用NVT系综通过热浴实现焊接过程模拟，分别在多种焊接速度和体系温度下实施焊接成型模拟，采用原子组态图、原子位移图、径向分布函数等手段揭示结构演变过程。最后通过模拟单向拉伸，对纳米线两端施加载荷直至将其拉断，得到不同条件下纳米线连接的强度，计算其应力应变曲线，并导入Origin软件中进行分析。最终通过对比接头结构以及力学性能，选择铜/银核壳结构纳米线对接焊接的最佳焊接工艺参数。
在400K温度下对铜/银核壳纳米线进行单向静拉伸模拟的过程中，我们采用将纳米线一端固定，另一端沿Y轴负方向以0.3 ?/ps速度移动的方式进行拉断。首先将直径为3nm的铜/银核壳纳米线，通过能量最小化，在400K温度下弛豫获得其稳定结构。然后采用NVT系综对焊接过程进行模拟，再在恒定400K温度下模拟单向拉伸并观察纳米线拉伸变形的过程，当纳米线被不断拉伸达到最大应力值后开始发生断裂，断裂发生的部位在纳米线一侧而不是焊接接头处，说明纳米线已被完全焊接在一起，接头处的力学性能与纳米线的其他位置基本相同。断裂处局部原子产生位错，原子的晶体结构被破坏形成裂口，逐渐发展成颈缩区。随着拉伸的进行，颈缩区进一步增大，直至纳米线彻底失去承载能力发生断裂。拉断过程中有明显塑性变形的产生，可以看出该铜/银核壳纳米线有较好的塑性。
4 总结
在铟锡氧化物（ITO）替代材料中，铜/银核壳结构纳米线可在保持优秀透光率和导电性的同时克服银纳米线的高成本及铜纳米线的易氧化问题，在柔性光电探测器中有着广阔的应用前景。本项目通过分子动力学模拟方法探讨了铜/银核壳结构纳米线的焊接机理和焊接成型工艺，还对焊接接头进行力学性能分析，通过结构和性能两方面的对比，总结出选择最优焊接工艺参数的具体方法步骤，能够为铜/银核壳结构纳米线互连网络的制备奠定一定的研究基础。
参考文献：
[1] 关荣华，周慧.分子动力学模拟及应用简介[J].黑龙江科技信息，2016（33）：101.
[2] Christopher P，Linic S.Engineering selectivity in heterogeneous catalysis：Ag nanowires as selective ethylene epoxidation catalysts[J].Journal of the American Chemical Society，2008，130（34）：11264-11265.
[3] 张立德，解思深.纳米材料和纳米结构：国家重大基础研究项目新进展[M].北京：化学工业出版社，2005.
[4] 张旭，吴禹，仝旋，等.银纳米线表面等离子体激元导光的研究[J].光学学报，2016，36（1）：269-273.
[5] Wei Y，Chen S，Lin Y，et al.Cu–Ag core–shell nanowires for electronic skin with a petal molded microstructure[J].Journal of Materials Chemistry C，2015，3（37）：9594-9602.
[6] 黄小林，侯丽珍，喻博闻，等.Cu/C核/壳纳米结构的气相合成、形成机理及其光学性能研究[J].物理学报，2013（10）：108102-108102.
[7] Jing， Li， Yiqun， et al. Controlling the Size and Morphology of Au@Pd Core-Shell Nanocrystals by Manipulating the Kinetics of Seeded Growth[J].Chemistry - A European Journal，2012，18（26）：8150-8156.
[8] 王鑫.银纳米线的可控制备及其在透明导电膜中的应用[D].济南：山东大学，2016.
[9] 陈继民.基于纳米连接的纳米线焊接技术进展[D].北京：北京工业大学，2013.
[10] 梁先文.银纳米线的制备，焊接及其透明电极性能研究[D].北京：中国科学院大学，2019.
[11] Tohmyoh H，Imaizumi T，Hayashi H，et al.Welding of Pt nanowires by Joule heating[J].Scripta Materialia，2007，57（10）：953-956.
[12] Cui J L，Wang X W，Barayavuga T，et al.Nanojoining of crossed Ag nanowires：a molecular dynamics study[J].Journal of Nanoparticle Research，2016，18（7）：1-9.
[13] Yuan Liu， et al. Capillary force induced cold welding in silver-nanowire-based flexible transparent electrodes. ACS Nano， 2017，1090-1096.
[14] Ye H K，Gu Z Y，Yu T，et al.Integrating nanowires with substrates using directed assembly and nanoscale soldering[J].IEEE Transactions on Nanotechnology，2006，5（1）：62-66.
【通聯编辑：梁书】