期刊在線(xiàn)咨詢(xún)服務(wù),立即咨詢(xún)
時(shí)間:2023-03-30 11:40:04
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇焊接工藝技術(shù)論文,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
中圖分類(lèi)號(hào):TG441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
現(xiàn)代焊接技術(shù)的快速進(jìn)步(珠海高欄終端段塞流捕集器項(xiàng)目采用了埋弧自動(dòng)焊),在一定程度上為國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)輸送管道的建設(shè)提供了保證,雖然焊接的技術(shù)不斷提高,但一次合格率還無(wú)法達(dá)到100%。焊縫出現(xiàn)的缺陷超標(biāo)情況,對(duì)管道的使用壽命產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響,還導(dǎo)致管道中的輸送介質(zhì)出現(xiàn)泄露、爆炸或燃燒等事故,使人民和國(guó)家生命財(cái)產(chǎn)遭受極大的損失。所以,焊接返修必須引起高度重視。本文重點(diǎn)探討了返修要求、焊材與焊材性能、坡口設(shè)計(jì)、焊道的返修要點(diǎn)、潮濕環(huán)境下的焊接工藝、建議等,以供參考。
1、返修要求
按照非裂紋性缺陷在填充焊道及焊道中產(chǎn)生的狀況,實(shí)施的返修焊接規(guī)程必須符合相關(guān)規(guī)定且經(jīng)過(guò)評(píng)定合格并取得業(yè)主同意后才能夠采用??芍苯臃敌蕻a(chǎn)生在蓋面焊焊道中的非裂紋缺陷,一旦返修工藝與原始的焊接工藝存在差異,或者進(jìn)行返修的位置是在原來(lái)返修過(guò)的地方,使用的返修焊接規(guī)程應(yīng)能夠保證韌性要求和焊縫力學(xué)性能,并通過(guò)力學(xué)性能試驗(yàn)確定、評(píng)定是合格的,這樣才能保證施工質(zhì)量滿(mǎn)足相關(guān)要求。
2、焊材與焊材性能
用于返修焊口的焊材有一定的要求,必須嚴(yán)格按照業(yè)主和監(jiān)理批準(zhǔn)的返修焊接工藝技術(shù)文件實(shí)施,不可以隨意變動(dòng)。通常選用的焊材必須相匹配于管口焊接時(shí)的焊材,且需具有較好的抗裂性能。
因段塞流捕集器制作采用較大壁厚(THK=28.6mm)和較大管徑(φ=1422mm)的管線(xiàn),所以焊接量也比較大,從常用的管道焊接工藝進(jìn)行充分考慮,為了提高焊接效率,整個(gè)管口焊接施工采用如下的焊接工藝:①地面預(yù)制焊接采用以E5016(焊材廠(chǎng)商牌號(hào)LB-52U)焊條手工打底,然后用H08MnMoA(焊材廠(chǎng)商牌號(hào)CHW-S9)埋弧焊絲通過(guò)半自動(dòng)焊進(jìn)行填充、蓋面。②現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接采用以E5016焊條手工打底,然后用E5515-G(焊材廠(chǎng)商牌號(hào)CHE557GX)焊條進(jìn)行手把填充、蓋面。
3、清除缺陷及制備坡口
根據(jù)缺陷的性質(zhì)和部位,徹底清除缺陷時(shí)可以通過(guò)砂輪機(jī)、氣刨等工具進(jìn)行,清理過(guò)程中一定要把坡口兩邊50mm區(qū)域內(nèi)以及坡口面的油銹等雜質(zhì)徹底處理干凈。對(duì)清理完的地方,還需要通過(guò)表面磁粉探傷進(jìn)行確認(rèn),達(dá)到要求并確認(rèn)合格才能夠進(jìn)行焊接。清除處理完缺陷后, 對(duì)返修部位用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨,打磨后的兩端及表面過(guò)渡要平緩,寬度要均勻,有利于施焊的緩坡凹槽。如現(xiàn)場(chǎng)照片所示:
4、焊道的返修要點(diǎn)
4.1焊接前將返修位置坡口兩邊100毫米區(qū)域用烤槍預(yù)熱,為80-100℃預(yù)熱溫度, 要均勻預(yù)熱坡口兩邊的溫度。進(jìn)行焊接的時(shí)候宜為不小于100℃的控制層間溫度。
4.2返修實(shí)施其它焊層PCAW向下,SMAW根焊向上的返修工藝, 采用直流正接電源極性。
4.3返修的焊接要求必須對(duì)焊接工藝嚴(yán)格執(zhí)行, 要一次性完成返修焊縫。返修工作要選擇技術(shù)水平較高的、經(jīng)驗(yàn)豐富的持證焊工實(shí)施,確保一次返修合格。同一位置焊縫返修次數(shù)要求不得超過(guò)三次, 要根據(jù)相關(guān)規(guī)定審批焊縫返修工藝技術(shù)文件。
4.4焊縫應(yīng)在焊完后立即去除渣皮,飛濺物,清理干凈焊縫表面,然后進(jìn)行焊縫外觀檢查。焊縫外觀應(yīng)成形良好,寬度每邊坡口邊緣2mm為宜,角焊縫高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定,外形應(yīng)平滑過(guò)渡。
4.5焊層之間時(shí)間間隔限制在10分鐘以?xún)?nèi)。
4.6焊接環(huán)境出現(xiàn)大于8m/s風(fēng)速,或者焊接電弧周?chē)?m范圍內(nèi)的相對(duì)濕度大于90%及焊件表面遭雨淋,出現(xiàn)潮濕等情況,焊接必須實(shí)施有效防護(hù)手段,不然禁止開(kāi)展返修作業(yè)。
5、潮濕環(huán)境下的焊接工藝
5.1在預(yù)熱溫度達(dá)到80-100℃的前提下,控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上,在為90%RH-95%RH的環(huán)境濕度下,焊接工藝中的焊條電弧焊的焊接接頭效果不好,質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn),在焊縫中產(chǎn)生的氣孔大于標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍,對(duì)其原因進(jìn)行分析主要是:在潮濕環(huán)境下,水蒸氣會(huì)導(dǎo)致其它合金元素與鐵氧化,還會(huì)導(dǎo)致焊縫增氫。當(dāng)含有碳較多的情況下,氧和碳發(fā)生反應(yīng)溶解在熔池中,產(chǎn)生的CO不溶于金屬,在熔池凝固的過(guò)程中來(lái)不及逸出的CO氣泡就會(huì)形成氣孔。生成了不溶于金屬的氫分子,在液態(tài)金屬中產(chǎn)生氣泡。當(dāng)氣泡外逸速度相比凝固速度慢的情況下,就會(huì)形成氣孔在焊縫中。
5.2在預(yù)熱溫度為80-100℃的情況下,控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上,在90%RH-95%RH的環(huán)境濕度下,焊接工藝參數(shù)和層間溫度要嚴(yán)格控制,焊接工藝中具有較好質(zhì)量的焊接接頭當(dāng)屬藥芯焊絲半自動(dòng)焊。
5.3焊接管線(xiàn)鋼的過(guò)程中,通常規(guī)定在90%RH以上的環(huán)境濕度下是不允許進(jìn)行焊接施工的。通過(guò)項(xiàng)目組全面考慮,不斷試驗(yàn),在嚴(yán)格管理和科學(xué)試驗(yàn)的前提下,應(yīng)用藥芯焊絲半自動(dòng)焊可以減少對(duì)環(huán)境濕度的要求。
6、體會(huì)及建議:
6.1雖然對(duì)焊口一次合格率的要求比較高,但返修工作是不可缺少的一個(gè)關(guān)鍵步驟,具有極為重要的意義。
6.1.1對(duì)于焊工來(lái)講,焊口返修工作是一項(xiàng)細(xì)致而艱苦的工作。在施工過(guò)程中,有時(shí)環(huán)境特別不好,尤其是段塞流捕集器施工現(xiàn)場(chǎng)處于南方的水網(wǎng)區(qū)域,為了使一道焊口的返修順利完成,焊工有時(shí)需在泥水里躺著或坐著來(lái)工作。尤其是在盛夏酷暑難當(dāng),焊工還需鉆進(jìn)通風(fēng)條件不好的狹窄悶熱的管口內(nèi)實(shí)施返修作業(yè)。
6.1.2焊縫的返修工作是一項(xiàng)尤其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,對(duì)于每一項(xiàng)管道工程來(lái)講都相當(dāng)重要。焊縫返修質(zhì)量決定該工程的使用壽命,高超、精湛的焊口技術(shù)無(wú)疑會(huì)提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
6.2選擇進(jìn)行返修工作的焊工應(yīng)當(dāng)具有良好的身體素質(zhì),較高的敬業(yè)精神,要不斷強(qiáng)化培訓(xùn)焊工,使其返修焊口的技術(shù)水平不斷提高。
6.2.1對(duì)焊工的培訓(xùn)與管理要加強(qiáng)。普遍提高焊工的技術(shù)水平,使焊口的一次合格率得以提高,降低不必要的經(jīng)濟(jì)損失,為單位創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
6.2.2對(duì)焊工的管理要不斷加強(qiáng),實(shí)施靜態(tài)與動(dòng)態(tài)管理相結(jié)合的措施,管理要科學(xué),用人要合理,對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的老焊工要多加重視,積極選用,使其參與返修,發(fā)揮效能;對(duì)年輕焊工也要給予重任,大膽啟用,使其在焊口返修工作中有所參與,從而提高技術(shù)水平。
6.2.3積極為焊口返修工作創(chuàng)造有利的條件,施工時(shí)質(zhì)量責(zé)任人、輔助人員及設(shè)備到位必須及時(shí),確保焊口返修工作順利開(kāi)展。
7、結(jié)束語(yǔ):
通過(guò)段塞流捕集器項(xiàng)目對(duì)以上返修技術(shù)的實(shí)施,返修后的焊縫射線(xiàn)探傷和管口外觀檢查合格,各項(xiàng)性能指標(biāo)都能滿(mǎn)足相關(guān)要求,一次性合格率達(dá)到100%,這充分證明該工藝具有較高的可行性。
參考文獻(xiàn):
[1]《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》JB/T4730-2005;
[2]《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》NB/T47014-2011;
從汽車(chē)的構(gòu)成來(lái)看,車(chē)身、地盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)是重要的三大部件。隨著汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,汽車(chē)車(chē)身制造工藝起到?jīng)Q定性的作用。與汽車(chē)的底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)相比較,汽車(chē)車(chē)身制造包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)和車(chē)身的造型等多個(gè)階段,這就意味著在汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中,需要對(duì)制造的各個(gè)階段系統(tǒng)規(guī)劃。鑒于汽車(chē)車(chē)身制造投資大、更新快的特點(diǎn),就需要考慮到汽車(chē)車(chē)身制造周期。啟動(dòng)同步工程,將汽車(chē)車(chē)身的研究、開(kāi)發(fā)和制造等各個(gè)專(zhuān)業(yè)階段同步協(xié)調(diào),不僅可以縮短汽車(chē)從開(kāi)發(fā)到制造的周期,而且還可以降低車(chē)身制造成本,提高汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量,以使汽車(chē)車(chē)身的生產(chǎn)效率有所提升。
1 汽車(chē)車(chē)身制造工藝的同步工程
1.1 汽車(chē)車(chē)身制造工藝的主要內(nèi)容
汽車(chē)車(chē)身制造工藝主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容,即涂裝、焊接、沖壓。
汽車(chē)車(chē)身的涂裝工藝就是通過(guò)采用油漆工藝和密封工藝提高汽車(chē)的美觀度,并使車(chē)身具有較高的防腐蝕效果。汽車(chē)車(chē)身的涂裝過(guò)程中,每一層都要細(xì)致均勻[1]。此外,車(chē)身制造工藝還含有現(xiàn)場(chǎng)快速同步,整合了多步驟的制造流程。
1.2 汽車(chē)車(chē)身制造的同步工程
汽車(chē)車(chē)身制造的同步工程,專(zhuān)業(yè)技術(shù)上是指現(xiàn)場(chǎng)快速同步工程和總裝同步工程。在車(chē)身產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)中,對(duì)產(chǎn)品的圖紙以及數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析,做出沖壓工藝分析報(bào)告交送到產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)部門(mén),然后才能夠進(jìn)入到產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)制造流程。目前的汽車(chē)制造企業(yè)所實(shí)施的車(chē)身制造工藝同步工程,主要是指產(chǎn)品環(huán)節(jié)和制造環(huán)節(jié)的同步工程。其中,產(chǎn)品環(huán)節(jié)是汽車(chē)車(chē)身產(chǎn)品制造過(guò)程中的工藝并行工程。具體的操作流程為:汽車(chē)企業(yè)的研究開(kāi)發(fā)部門(mén)將車(chē)身產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙以及數(shù)據(jù)模型提供給沖壓部門(mén)和總裝部門(mén),以制定沖壓和總裝的工藝預(yù)案。通過(guò)各個(gè)部門(mén)針對(duì)工藝預(yù)案的個(gè)性?xún)?nèi)容充分交流后,將現(xiàn)場(chǎng)總裝必備的工藝方案制定出來(lái)。
2 汽車(chē)車(chē)身的相關(guān)工藝的同步工程
汽車(chē)企業(yè)的車(chē)身沖壓是過(guò)程性的工藝,需要分析產(chǎn)品信息,根據(jù)分析結(jié)果對(duì)沖壓工藝技術(shù)進(jìn)行調(diào)整,以獲得新的設(shè)計(jì)結(jié)果。通過(guò)優(yōu)化汽車(chē)車(chē)身的沖壓工藝技術(shù),使得汽車(chē)的車(chē)身設(shè)計(jì)水平有所提高。汽車(chē)車(chē)身沖壓工藝多采用智能技術(shù),運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)對(duì)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)、修改,還建立優(yōu)化決策機(jī)制以確保汽車(chē)車(chē)身的各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求[2]。雖然在汽車(chē)車(chē)身沖壓工藝技術(shù)中采用而來(lái)智能新技術(shù),如果沒(méi)有考慮到?jīng)_壓和總裝工藝方案的同步性,就會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)車(chē)身制造中存在著堵孔等等的問(wèn)題,對(duì)車(chē)身的質(zhì)量造成不良影響。
2.1 沖壓工藝的同步工程
汽車(chē)車(chē)身的沖壓工藝同步工程的具體內(nèi)容是,汽車(chē)車(chē)身的產(chǎn)品制造部門(mén)將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)模型提供給沖壓專(zhuān)業(yè)部門(mén),沖壓專(zhuān)業(yè)部門(mén)通過(guò)對(duì)圖紙和數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析后,做出沖壓工藝分析報(bào)告提供給產(chǎn)品制造部門(mén)。(圖1:沖壓工藝的同步工程的流程)
2.2 總裝工藝的同步工程
汽車(chē)車(chē)身的快速工藝同步工程的具體內(nèi)容是,汽車(chē)車(chē)身的產(chǎn)品制造部門(mén)將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)模型提供給總裝專(zhuān)業(yè)部門(mén),總裝專(zhuān)業(yè)部門(mén)通過(guò)對(duì)圖紙和數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析后,做出總裝工藝分析報(bào)告提供給產(chǎn)品制造部門(mén)。
2.3 工藝不同步而導(dǎo)致的問(wèn)題
由于零件沖壓后會(huì)產(chǎn)生一定程度的回彈,使得零件成形后,法蘭邊與規(guī)定值不相符合。這種誤差在工藝上是不可控制的,使得零件在生產(chǎn)中必然會(huì)存在定位上的偏差。零件沖壓過(guò)程是落料沖孔,零件成形之后就進(jìn)行翻邊整形。在對(duì)零件進(jìn)行翻邊整形的過(guò)程中,先確定定位孔的位置,根據(jù)孔的方向確定其他的孔的位置。在對(duì)零件進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候,要對(duì)定位孔的位置進(jìn)行檢測(cè),對(duì)定位孔約束下的其他的孔的方向位置進(jìn)行檢測(cè)。
為了控制這種回彈,就要對(duì)零件的開(kāi)口的回彈以控制,采用法蘭邊約束的方法,對(duì)起翹曲回彈以控制。在技術(shù)處理的過(guò)程中,要保證零件沖壓、裝配的一致,做好檢測(cè)工作,使零件成型后的實(shí)際測(cè)定值與理論值相一致,確保車(chē)身的生產(chǎn)質(zhì)量。
3 汽車(chē)車(chē)身的快速工藝同步工程的新內(nèi)涵
現(xiàn)代的汽車(chē)企業(yè)普遍實(shí)施了車(chē)身制造工藝同步工程,但是同步工程的內(nèi)容被賦予了新的涵義。汽車(chē)車(chē)身制造工藝屬于是系統(tǒng)化工程,各個(gè)部門(mén)都要相互協(xié)調(diào),確保產(chǎn)品研究、開(kāi)發(fā)、制造的各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一。此外,還要增加改裝工藝和后續(xù)的服務(wù)的,以提高車(chē)身的制造精度,保證車(chē)身質(zhì)量。工藝并行工程是車(chē)身制造工藝同步工程中的重要內(nèi)容,將該工程納入到工藝同步工程的標(biāo)準(zhǔn)化管理中,可以確保汽車(chē)車(chē)身工藝同步工程的系統(tǒng)化展開(kāi)。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,汽車(chē)車(chē)身的制造過(guò)程屬于是系統(tǒng)化工程,制造周期中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的工藝水平對(duì)汽車(chē)車(chē)身都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。汽車(chē)車(chē)身制造要經(jīng)歷沖壓工藝、焊接工藝、涂裝工藝和總裝,其中沖壓工藝和焊接工藝要相互協(xié)調(diào),要能夠保證零件質(zhì)量。將同步工程引入到汽車(chē)車(chē)身制造中,實(shí)施系統(tǒng)化、制度化、標(biāo)準(zhǔn)化管理,實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身的研究、開(kāi)發(fā)和制造工藝同步,以提高汽車(chē)的整體質(zhì)量。
隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展,汽車(chē)、船舶等制造業(yè)發(fā)展迅速,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的支柱。而廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、船舶等制造行業(yè)焊接工藝。是這些行業(yè)必不可少的工藝技術(shù),它是一種可靠、精確、低成本的連接金屬材料工藝方法?!逗附右苯饘W(xué)》是金屬相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)主干課,他為學(xué)生提供全面的、詳細(xì)的基礎(chǔ)知識(shí),從而讓學(xué)生更好地掌握焊接專(zhuān)業(yè)理論的基礎(chǔ)。然而,隨著社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的不斷復(fù)雜,社會(huì)對(duì)人才的需求較以往有所不同,需要基礎(chǔ)知識(shí)掌管過(guò)硬的綜合人才。因此,如何不斷改革《焊接冶金學(xué)》教學(xué)模式,探討新的教學(xué)方法,使學(xué)生在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中具有一定自身優(yōu)勢(shì),具有重要的意義。
1.課程地位及目的
《焊接冶金學(xué)》是焊接專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課 ,是學(xué)生從事專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域工作必備的焊接理論與技術(shù)課程 ,該課程在培養(yǎng)焊接工程技術(shù)人員的過(guò)程中起著重要的作用 ,在整個(gè)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中起著承上啟下的作用 ,完成了本課程的學(xué)習(xí)之后 ,學(xué)生才開(kāi)始具備對(duì)焊接知識(shí)體系的全面認(rèn)識(shí) ,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定 良好的基礎(chǔ) ,因而本課程在專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。課程目的在于研究金屬材料在熔焊條件下,有關(guān)化學(xué)冶金和物理冶金方而普遍性規(guī)律,并以此為基礎(chǔ)分析各種具體條件下具體金屬材料的焊接性,為工業(yè)生產(chǎn)制定合理的焊接工藝、探索提高焊接質(zhì)量尋找新的途徑和提供理論依據(jù)。
2.傳統(tǒng)焊接冶金學(xué)課程教學(xué)模式存在的問(wèn)題分析
調(diào)查顯示,在以往的焊接冶金學(xué)課程教學(xué)中,主要是以教師為主體,實(shí)行灌輸式教學(xué)模式,通過(guò)不斷給學(xué)生講解某個(gè)知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生能夠背熟相關(guān)知識(shí) ,來(lái)滿(mǎn)足課堂教學(xué)的要求。同時(shí),課堂中通常是采用黑板課教學(xué),教學(xué)方法匱乏,教學(xué)手段單一,缺乏圖片、視頻等直觀形象的內(nèi)容,課堂中沒(méi)有高科技的教學(xué)手段,整個(gè)課堂教學(xué)只是學(xué)生跟著老師的套路教學(xué)。其實(shí),焊接冶金學(xué)這門(mén)課程本身內(nèi)容較枯燥、空洞、抽象,加上在課堂中教師理論講述效果欠佳,難以引起學(xué)生的共鳴。此外,由于目前我國(guó)開(kāi)設(shè)焊接專(zhuān)業(yè)的學(xué)校非常少,從而使得相關(guān)專(zhuān)業(yè)教材、輔助教材很少,更新速度慢,實(shí)踐課時(shí)較少,知識(shí)體系不夠完善。因而,不可避免地給專(zhuān)業(yè)教師備課或者學(xué)生提高專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣等帶來(lái)一定困難。
3.焊接冶金學(xué)課程改革與教學(xué)策略
3.1提高教師的整體素質(zhì)
教師的每一個(gè)舉動(dòng)、每一種思維方式都將影響著學(xué)生,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到重要的作用。因此,作為專(zhuān)業(yè)教師,不僅僅要具備過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),還應(yīng)當(dāng)有較強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感,以身作責(zé),充分感受身邊的每一位學(xué)生。因?yàn)?,最好工作在教學(xué)第一線(xiàn),教師只有把握好授課、畢業(yè)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)等所有的教學(xué)環(huán)節(jié),將自己的知識(shí)傳授給學(xué)生,并可以通過(guò)在自己的教學(xué)經(jīng)歷中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷改革教學(xué)模式,不斷積累豐富的課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn),致力于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,將科研成果融人到教學(xué)環(huán)節(jié)中,應(yīng)當(dāng)深信教書(shū)只是一個(gè)過(guò)程,育人才是最終目的,將課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。所以,這就要求教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中要注意自己的一言一行,并以開(kāi)放的胸懷去接納學(xué)生,用自己的言談舉止去影響學(xué)生。更注重能力和人格的培養(yǎng),在教會(huì)他們掌握知識(shí)的同時(shí),使其成長(zhǎng)為社會(huì)所需的復(fù)合型人才。
3.2強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)
強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合,有助于學(xué)生加深理解和消化所學(xué)的知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,盡量減少每組的實(shí)驗(yàn)人數(shù),使每位學(xué)生都能動(dòng)手進(jìn)行焊接前準(zhǔn)備紅酢及實(shí)際焊接操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及本質(zhì)的理解更加透徹,收獲和體會(huì)也更多。建立實(shí)驗(yàn)課程的信息反饋機(jī)制,為學(xué)生提供發(fā)表建議的機(jī)會(huì),部分學(xué)生能夠提出自己的想法,好的建議可以被采納實(shí)施。
此外,增加綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊扣課程的基本理論知識(shí),有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如,對(duì)很難焊接的紫銅進(jìn)行焊接性的綜合評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、焊接操作,到焊后的試樣制備、缺陷分析及性能測(cè)試,都由學(xué)生自己完成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析,學(xué)生能夠提出進(jìn)一步的優(yōu)化工藝,從而增加了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
3.3改革實(shí)踐環(huán)節(jié)
《焊接冶金學(xué)》是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,對(duì)原來(lái)驗(yàn)證性和演示性為目的的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行改革,改成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課。將教師演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生課題式的自主實(shí)驗(yàn),激發(fā)創(chuàng)新欲望、強(qiáng)化實(shí)踐能力訓(xùn)練;將課內(nèi)實(shí)驗(yàn)改成不限時(shí)間的全天開(kāi)放性實(shí)驗(yàn),隨來(lái)隨做,解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足問(wèn)題;將實(shí)驗(yàn)報(bào)告改成實(shí)驗(yàn)論文,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的分析綜合能力訓(xùn)練;實(shí)驗(yàn)成績(jī)根據(jù)從“結(jié)果的對(duì)錯(cuò)”改為“過(guò)程的創(chuàng)新程度和實(shí)踐能力表現(xiàn)”。
3.4改革教學(xué)方法
在課堂教學(xué)中,積極探索適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法 ,放棄過(guò)去滿(mǎn)堂灌輸?shù)慕虒W(xué)方法 ,采用啟發(fā)式、研究式、提問(wèn)式、討論式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。在講授新內(nèi)容之前,根據(jù)所講 內(nèi)容列舉相關(guān)的工程實(shí)例 ,提出需要解決的實(shí)際問(wèn)題 ,然后指出解決問(wèn)題所需要的理論知識(shí) ,進(jìn)而導(dǎo)出要講的內(nèi)容。另外 ,課后要求學(xué)生認(rèn)真看書(shū),每章內(nèi)容講解結(jié)束后都給學(xué)生留有一定量的作業(yè),還有綜合性較強(qiáng)的思考題 ,加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用。
Study on Process of Wave Soldering
XIANFei
(Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China)
Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.
Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters
波峰焊是將熔化的焊料,經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,使預(yù)先裝有電子元器件的線(xiàn)路板通過(guò)焊料波峰,實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引腳與線(xiàn)路板焊盤(pán)之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊用于線(xiàn)路板裝聯(lián)已有20多年的歷史,現(xiàn)在已成為一種非常成熟的電子裝聯(lián)工藝技術(shù),目前主要用于通孔插裝組件和采用混合組裝方式的表面組件的焊接。
1波峰焊工藝技術(shù)介紹
波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時(shí),由于焊料的“遮蔽效應(yīng)”容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題,如漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個(gè)問(wèn)題,大大減少漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷,因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設(shè)備。
雙波峰焊的結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖1。
波峰錫過(guò)程:治具安裝噴涂助焊劑系統(tǒng)預(yù)熱一次波峰二次波峰冷卻。下面分別介紹各步內(nèi)容及作用。
1.1 治具安裝
治具安裝是指給待焊接的線(xiàn)路板安裝夾持的治具,可以限制基板受熱形變的程度,防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生,從而確保浸錫效果的穩(wěn)定。
1.2 助焊劑系統(tǒng)
助焊劑系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量的第一個(gè)環(huán)節(jié),其主要作用是均勻地涂覆助焊劑,除去線(xiàn)路板和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過(guò)程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻,盡量不產(chǎn)生堆積,否則將導(dǎo)致焊接短路或開(kāi)路。
助焊劑系統(tǒng)有多種,包括噴霧式、噴流式和發(fā)泡式。目前一般使用噴霧式助焊系統(tǒng),采用免清洗助焊劑,這是因?yàn)槊馇逑粗竸┲泄腆w含量極少,不揮發(fā)物含量只有1/5~1/20。所以必須采用噴霧式助焊系統(tǒng)涂覆助焊劑,同時(shí)在焊接系統(tǒng)中加防氧化系統(tǒng),保證在線(xiàn)路板上得到一層均勻細(xì)密很薄的助焊劑涂層,這樣才不會(huì)因第一個(gè)波的擦洗作用和助焊劑的揮發(fā),造成助焊劑量不足,而導(dǎo)致焊料橋接和拉尖。
噴霧式有兩種方式:一是采用超聲波擊打助焊劑,使其顆粒變小,再?lài)娡康骄€(xiàn)路板上。二是采用微細(xì)噴嘴在一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小,易于控制,噴霧高度/寬度可自動(dòng)調(diào)節(jié),是今后發(fā)展的主流。
1.3預(yù)熱系統(tǒng)
1.3.1預(yù)熱系統(tǒng)的作用
1)助焊劑中的溶劑成份在通過(guò)預(yù)熱器時(shí),將會(huì)受熱揮發(fā)。從而避免溶劑成份在經(jīng)過(guò)液面時(shí)高溫氣化造成炸裂的現(xiàn)象發(fā)生,最終防止產(chǎn)生錫粒的品質(zhì)隱患。
2)待浸錫產(chǎn)品搭載的部品在通過(guò)預(yù)熱器時(shí)的緩慢升溫,可避免過(guò)波峰時(shí)因驟熱產(chǎn)生的物理作用造成部品損傷的情形發(fā)生。
3)預(yù)熱后的部品或端子在經(jīng)過(guò)波峰時(shí)不會(huì)因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點(diǎn)的焊接溫度,從而確保焊接在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到溫度要求。
1.3.2預(yù)熱方法
波峰焊機(jī)中常見(jiàn)的預(yù)熱方法有三種:空氣對(duì)流加熱、紅外加熱器加熱以及熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱。
1.3.3預(yù)熱溫度
一般預(yù)熱溫度為130~150℃,預(yù)熱時(shí)間為1~3min。預(yù)熱溫度控制得好,可防止虛焊、拉尖和橋接,減小焊料波峰對(duì)基板的熱沖擊,有效地解決焊接過(guò)程中線(xiàn)路板翹曲、分層、變形問(wèn)題。
1.4焊接系統(tǒng)
焊接系統(tǒng)一般采用雙波峰。在波峰焊接時(shí),線(xiàn)路板先接觸第一個(gè)波峰,然后接觸第二個(gè)波峰。第一個(gè)波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰,流速快,對(duì)組件有較高的垂直壓力,使焊料對(duì)尺寸小、貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性;通過(guò)湍流的熔融焊料在所有方向擦洗組件表面,從而提高了焊料的潤(rùn)濕性,并克服了由于元器件的復(fù)雜形狀和取向帶來(lái)的問(wèn)題;同時(shí)也克服了焊料的“遮蔽效應(yīng)”湍流波向上的噴射力足以使焊劑氣體排出。因此,即使線(xiàn)路板上不設(shè)置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響,從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等焊接缺陷,提高了焊接可靠性。經(jīng)過(guò)第一個(gè)波峰的產(chǎn)品,因浸錫時(shí)間短以及部品自身的散熱等因素,浸錫后存在著很多的短路、錫多、焊點(diǎn)光潔度不正常以及焊接強(qiáng)度不足等不良內(nèi)容。因此,緊接著必須進(jìn)行浸錫不良的修正,這個(gè)動(dòng)作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩(wěn)定的二級(jí)噴流進(jìn)行。這是一個(gè)“平滑”的波峰,流動(dòng)速度慢,有利于形成充實(shí)的焊縫,同時(shí)也可有效地去除焊端上過(guò)量的焊料,并使所有焊接面上焊料潤(rùn)濕良好,修正了焊接面,消除了可能的拉尖和橋接,獲得充實(shí)無(wú)缺陷的焊縫,最終確保了組件焊接的可靠性。雙波峰基本原理如圖3。
1.5冷卻
浸錫后適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于增強(qiáng)焊點(diǎn)接合強(qiáng)度,同時(shí),冷卻后的產(chǎn)品更利于爐后操作人員的作業(yè)。因此,浸錫后產(chǎn)品需進(jìn)行冷卻處理。
2使用屏蔽模具波峰焊接工藝技術(shù)
由于傳統(tǒng)波峰焊接技術(shù)無(wú)法應(yīng)對(duì)焊接面細(xì)間距、高密度貼片元件的焊接,因此一種新方法應(yīng)運(yùn)而生:使用屏蔽模具(如圖4)遮蔽貼片元件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)路板焊接面插裝引線(xiàn)的波峰焊接。
2.1使用屏蔽模具波峰焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
1)實(shí)現(xiàn)雙面混裝PCB波峰焊生產(chǎn),能大幅提高雙面混裝PCB生產(chǎn)效率,避免手工焊接存在的質(zhì)量一致性差的問(wèn)題。
2)減少粘貼阻焊膠的準(zhǔn)備時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。
3)產(chǎn)量相當(dāng)于傳統(tǒng)波峰焊。
2.2屏蔽模具材料
1)制作模具必須防靜電,常見(jiàn)材料為:鋁合金,合成石(國(guó)產(chǎn)/進(jìn)口),纖維板。使用合成石時(shí)為避免波峰焊?jìng)鞲衅鞑桓袘?yīng),建議不要使用黑色合成石。
2)制作模具基材厚度。根據(jù)機(jī)盤(pán)反面元件的厚度,選取5~8mm厚度的基材制作模具。
2.3模具工藝尺寸要求
1)模具的外形尺寸:模具的長(zhǎng)與寬分別等于PCB的長(zhǎng)與寬加上60mm的載具邊的寬度且模具寬度必須350mm,具體工藝尺寸如圖5。當(dāng)PCB寬度小于140mm時(shí),可以考慮在一模具同時(shí)放置兩塊PCB焊接。
2)工藝邊離邊緣8mm,另外兩邊貼近邊緣地方加裝10mm寬、10mm高的電木條,以增加模具的強(qiáng)度,減少模具變形。
3)每個(gè)加強(qiáng)檔條上必須使用螺絲固定,螺絲與螺絲的間隔必需在150mm以下。
4)在模具制作完成后,需在四周且間距100mm以?xún)?nèi)安裝壓扣 (固定PCB于模具上),且須注意以下幾點(diǎn):(1)旋轉(zhuǎn)一周不碰觸到零件;(2)不影響DIP插件;(3)能將PCB穩(wěn)固于模具。
5)模具的四個(gè)角要開(kāi)一個(gè)R5的倒角。
6)模具上的PCBA在過(guò)錫爐時(shí),有些零件受錫波的沖擊會(huì)產(chǎn)生浮高,因此對(duì)一些容易浮高的零件采用壓件的方法來(lái)解決。目前主要采用的方式:(1)金屬鐵塊壓件;(2)模具上安裝壓扣壓件;(3)制作防浮高壓件治具。
3提高波峰焊接質(zhì)量的方法和措施
分別從焊接前的質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝材料及工藝參數(shù)這三個(gè)方面探討了提高波峰焊質(zhì)量的有 效方法。
3.1 焊接前對(duì)線(xiàn)路板質(zhì)量及元件的控制
3.1.1焊盤(pán)設(shè)計(jì)
1)在設(shè)計(jì)插件元件焊盤(pán)時(shí),焊盤(pán)大小尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合適。焊盤(pán)太大,焊料鋪展面積較大,形成的焊點(diǎn)不飽滿(mǎn),而較小的焊盤(pán)銅箔表面張力太小,形成的焊點(diǎn)為不浸潤(rùn)焊點(diǎn)??讖脚c元件引線(xiàn)的配合間隙太大,容易虛焊,當(dāng)孔徑比引線(xiàn)寬0.05~0.2mm,焊盤(pán)直徑為孔徑的2~2.5倍時(shí),是焊接比較理想的條件。
2)在設(shè)計(jì)貼片元件焊盤(pán)時(shí),應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
(1)為了盡量去除“陰影效應(yīng)”,SMD的焊端或引腳應(yīng)正對(duì)著錫流的方向,以利于與錫流的接觸,減少虛焊和漏焊。波峰焊時(shí)推薦采用的元件布置方向圖如圖6所示。
(2)波峰焊接不適合于細(xì)間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件焊接,也就是說(shuō)在要波峰焊接的這一面盡量不要布置這類(lèi)元件。
(3)較小的元件不應(yīng)排在較大元件后,以免較大元件妨礙錫流與較小元件的焊盤(pán)接觸,造成漏焊。
(4)當(dāng)采用波峰焊接SOIC等多腳元件時(shí),應(yīng)于錫流方向最后兩個(gè)(每邊各1)焊腳處設(shè)置竊錫焊盤(pán),防止連焊。
(5)類(lèi)型相似的元件應(yīng)該以相同的方向排列在板上,使得元件的安裝、檢查和焊接更容易。例如使所有徑向電容的負(fù)極朝向板件的右面,使所有雙列直插封裝(DIP)的缺口標(biāo)記面向同一方向等等,這樣可以加快插裝的速度并更易于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。如圖7所示,由于A板采用了這種方法,所以能很容易地找到反向電容器,而B(niǎo)板查找則需要用較多時(shí)間。實(shí)際上一個(gè)公司可以對(duì)其制造的所有線(xiàn)路板元件方向進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,某些板子的布局可能不一定允許這樣做,但這應(yīng)該是一個(gè)努力的方向。
3.1.2PCB平整度控制
波峰焊接對(duì)線(xiàn)路板的平整度要求很高,一般要求翹曲度要小于0.5mm,如果大于0.5mm要做平整處理。尤其是某些線(xiàn)路板厚度只有1.5mm左右,其翹曲度要求就更高,否則無(wú)法保證焊接質(zhì)量。
3.1.3妥善保存線(xiàn)路板及元件,盡量縮短儲(chǔ)存周期
在焊接中,無(wú)塵埃、油脂、氧化物的銅箔及元件引線(xiàn)有利于形成合格的焊點(diǎn),因此線(xiàn)路板及元件應(yīng)保存在干燥、清潔的環(huán)境中,并且盡量縮短儲(chǔ)存周期。對(duì)于放置時(shí)間較長(zhǎng)的線(xiàn)路板,其表面一般要做清潔處理,這樣可提高可焊性,減少虛焊和橋接,對(duì)表面有一定程度氧化的元件引腳,應(yīng)先除去其表面氧化層。
3.2生產(chǎn)工藝材料的質(zhì)量控制
在波峰焊接中,使用的生產(chǎn)工藝材料有:助焊劑和焊料,分別討論如下:
3.2.1助焊劑質(zhì)量控制
助焊劑在焊接質(zhì)量的控制上舉足輕重,其作用是:
1)除去焊接表面的氧化物;
2)防止焊接時(shí)焊料和焊接表面再氧化;
3)降低焊料的表面張力;
4)有助于熱量傳遞到焊接區(qū)。目前,波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。
選擇助焊劑時(shí)有以下要求:
1)熔點(diǎn)比焊料低;
2)浸潤(rùn)擴(kuò)散速度比熔化焊料快;
3)粘度和比重比焊料小;
4)在常溫下貯存穩(wěn)定。
3.2.2焊料的質(zhì)量控制
錫鉛焊料在高溫下(250℃)不斷氧化,使錫鍋中錫-鉛焊料含錫量不斷下降,偏離共晶點(diǎn),導(dǎo)致流動(dòng)性差,出現(xiàn)連焊、虛焊、焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠等質(zhì)量問(wèn)題。可采用以下幾個(gè)方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題:
1) 添加氧化還原劑,使已氧化的SnO還原為Sn,減小錫渣的產(chǎn)生;
2) 不斷除去浮渣;
3) 每次焊接前添加一定量的錫;
4) 采用含抗氧化磷的焊料;
5) 采用氮?dú)獗Wo(hù),讓氮?dú)獍押噶吓c空氣隔絕開(kāi)來(lái),取代普通氣體,這樣就避免了浮渣的產(chǎn)生。這種方法要求對(duì)設(shè)備改型,并提供氮?dú)狻?/p>
目前最好的方法是在氮?dú)獗Wo(hù)的氛圍下使用含磷的焊料,可將浮渣率控制在最低程度,焊接缺陷最少、工藝控制最佳。
3.3焊接過(guò)程中的工藝參數(shù)控制
焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接表面質(zhì)量的影響比較復(fù)雜,并涉及到較多的技術(shù)范圍。
3.3.1預(yù)熱溫度的控制
預(yù)熱的作用:
1)使助焊劑中的溶劑充分發(fā)揮,以免線(xiàn)路板通過(guò)焊錫時(shí),影響線(xiàn)路板的潤(rùn)濕和焊點(diǎn)的形成;
2)使線(xiàn)路板在焊接前達(dá)到一定溫度,以免受到熱沖擊產(chǎn)生翹曲變形。一般預(yù)熱溫度控制在180~210℃,預(yù)熱時(shí)間1~3分鐘。
3.3.2焊接軌道傾角
軌道傾角對(duì)焊接效果的影響較為明顯,特別是在焊接高密度SMT器件時(shí)更是如此。當(dāng)傾角太小時(shí),較易出現(xiàn)橋接,特別是焊接中,SMT器件的“遮蔽區(qū)”更易出現(xiàn)橋接;而傾角過(guò)大,雖然有利于橋接的消除,但焊點(diǎn)吃錫量太小,容易產(chǎn)生虛焊。軌道傾角應(yīng)控制在5°~8°之間。
3.3.3波峰高度
波峰的高度會(huì)因焊接工作時(shí)間的推移而有一些變化,應(yīng)在焊接過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?,以保證在理想波峰高度進(jìn)行焊接,以壓錫深度為PCB厚度的1/2~1/3為準(zhǔn)。
3.3.4焊接溫度
焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要的工藝參數(shù)。焊接溫度過(guò)低時(shí),焊料的擴(kuò)展率、潤(rùn)濕性能變差,使焊盤(pán)或元器件焊端由于不能充分的潤(rùn)濕,從而產(chǎn)生虛焊、拉尖、橋接等缺陷;焊接溫度過(guò)高時(shí),則加速了焊盤(pán)、元器件引腳及焊料的氧化,易產(chǎn)生虛焊。焊接溫度應(yīng)控制在250+5℃。
4常見(jiàn)焊接缺陷及排除方法
影響焊接質(zhì)量的因素是很多的,表1列出的是一些常見(jiàn)缺陷及排除方法,以供參考。
波峰焊接是一項(xiàng)很精細(xì)的工作,影響焊接質(zhì)量的因素也很多,還需要我們更深一步地研究,以期提高波峰焊的焊接質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]吳懿平,鮮飛.電子組裝技術(shù)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2006.
[2]張文典.實(shí)用表面組裝技術(shù)(第二版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
[3]周德儉.表面組裝工藝技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.
中圖分類(lèi)號(hào):TG4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
船舶焊接技術(shù)是船舶制造業(yè)的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在船舶結(jié)構(gòu)建造過(guò)程中,薄板焊接工時(shí)約占船舶結(jié)構(gòu)建造建造總工時(shí)的百分之三十至百分之四十。由此可以看出,薄板焊接的質(zhì)量以及焊接的效率與船舶建造的質(zhì)量、建造所需要的周期,以及建造船舶所提供的成本息息相關(guān)。從理論上來(lái)說(shuō),船舶薄板焊接是一門(mén)技術(shù)應(yīng)用,在實(shí)際生產(chǎn)中,船舶薄板的焊接問(wèn)題的解決往往還需要一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的支撐。因此,船舶薄板的焊接技術(shù)被認(rèn)為是能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的智能化的一個(gè)較為理想的發(fā)展領(lǐng)域,對(duì)提高造船質(zhì)量、縮短建造周期、降低造船成本具有重要意義。高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)用剛簡(jiǎn)稱(chēng)高強(qiáng)鋼。作為一種焊接結(jié)構(gòu)用鋼,高強(qiáng)鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、焊接性能優(yōu)良、品種規(guī)格多樣等特點(diǎn)。本文主要就船舶薄板以及其高強(qiáng)度鋼的焊接技術(shù)進(jìn)行研究。
1、船舶薄板的焊接
1.1薄板焊接變形的原因
一般焊接包括加熱、冷卻兩個(gè)方面。在這兩個(gè)階段過(guò)程中,金屬的結(jié)構(gòu)會(huì)會(huì)破壞導(dǎo)致變形,加熱過(guò)程中的熱塑性變形影響較為顯著。如在熔化焊接過(guò)程中,隨著溫度的降低,金屬原子之間的吸引力漸漸的增大,溫度降到金屬的凝固溫度以下后,液態(tài)金屬會(huì)開(kāi)始結(jié)晶,金屬原子會(huì)有規(guī)律性的排列,形成晶格。溫度的持續(xù)降低,原子振動(dòng)范圍的不斷縮小,導(dǎo)致晶格發(fā)生收縮,這種收縮最終表現(xiàn)為焊接縫隙間金屬的收縮,包括橫向收縮和縱向收縮兩種。在薄板焊接中,由于收縮作用,會(huì)使形狀發(fā)生大面積的形變,其中包括扭曲變形、波浪狀變形、角變形,或局部凹陷等。這些形變會(huì)影響薄板的結(jié)構(gòu)。除此之外,還應(yīng)該注意焊接剛的剛性定位以及結(jié)構(gòu)定位,包括焊接程序,工藝參數(shù)等會(huì)對(duì)變形造成一定的影響。
1.2如何選擇合理的焊接方法
焊接方法的選擇主要為了減少形變。一般的焊接方法有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊,不銹鋼薄板焊接,以及電阻焊接等多種焊接方法。為了防止薄板變形,反變形技術(shù)較為廣泛使用,反變形是指在焊接前,將工藝變形向相反方向變形。反變形方法的選擇與反變形量的控制需要工藝師認(rèn)真斟酌,仔細(xì)推敲。選擇合理的焊接方法對(duì)焊接過(guò)程的實(shí)施以及焊接的質(zhì)量都有著至關(guān)重要的作用。
2、高強(qiáng)度鋼焊接技術(shù)的研究
2.1高強(qiáng)度鋼焊接性能分析
高強(qiáng)度鋼船舶薄板結(jié)構(gòu)用鋼是經(jīng)過(guò)細(xì)化處理晶粒的鋼,又稱(chēng)為鎮(zhèn)靜鋼,其含碳量較小,為了提高強(qiáng)度和硬度可加入Nb、Al等元素,這些元素要均為細(xì)化晶粒元素,焊接性很復(fù)雜。除此,對(duì)于一些強(qiáng)度級(jí)別較低而且其含碳量也較低的鋼,這類(lèi)鋼的焊接性能較好,形變以及產(chǎn)生裂紋的傾向和淬硬傾向都比較小。鋼強(qiáng)度級(jí)別越高,在熱影響區(qū)域的裂紋傾向和淬硬傾向影響會(huì)越大。尤其是那些厚度較大的焊接鋼件受裂紋傾向和淬硬傾向的影響較大。
2.1.1裂紋問(wèn)題
裂紋傾向包括冷裂紋傾向和熱裂紋傾向兩種。其中冷裂紋是指產(chǎn)生于厚度較大的高強(qiáng)度鋼的焊接縫,以及熱影響區(qū)域中。冷裂紋一般產(chǎn)生的時(shí)間是在當(dāng)焊接接頭冷卻到300攝氏度以下直至室溫后,在熱影響區(qū)域下的焊道處、其根部等出,一般,有些要隔很多天才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生冷裂紋主要有幾個(gè)方面的因素,首先,由于焊接過(guò)程中焊接縫隙以及熱影響區(qū)域所產(chǎn)生的焊氫量過(guò)多,使其密集處于熱影響區(qū)域熔合線(xiàn)附近,形成富氫帶,如若此刻晶格空穴缺陷,則容易形成冷裂紋。其次,由于焊接接頭內(nèi)部溫度分布不均,也會(huì)導(dǎo)致冷裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生。除此,焊接金屬以及淬硬組織對(duì)冷裂紋的敏感性較大,容易產(chǎn)生冷裂紋。
熱裂紋主要是指在焊接過(guò)程中溫度過(guò)高而產(chǎn)生的裂紋,一般是在金屬熔化或凝固的時(shí)候。影響熱裂紋的因素也包括幾個(gè)方面。從一方面來(lái)說(shuō),一般來(lái)說(shuō)焊接金屬中的合金成分,還有金屬中的碳、硫含量都是產(chǎn)生熱裂紋的主要因素。另一方面,對(duì)于剛性要求較大的焊接接頭,其產(chǎn)生熱裂紋的可能性也比較大。另外,對(duì)于焊接橫截面方面,焊接縫的寬度與熔深比值越大,其中液態(tài)金屬的流動(dòng)性越好,熱裂紋產(chǎn)生的傾向會(huì)越小。
2.2防止裂紋產(chǎn)生和減少淬硬的措施
2.2.1焊接方法
對(duì)于高強(qiáng)度鋼的焊接技術(shù),一般采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、焊條電弧焊、埋弧焊接等多種。一般而言,好的焊接方法會(huì)帶來(lái)好的薄板高強(qiáng)度鋼焊接質(zhì)量。對(duì)于不同的材料,采取不同的焊接方法會(huì)達(dá)到較好的焊接效果。
2.2.2焊接材料
各類(lèi)焊接材料包括焊條、焊絲均應(yīng)該符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),符合國(guó)家船級(jí)CCS認(rèn)證。焊條、焊絲在使用前可進(jìn)行除污處理,并嚴(yán)格按照規(guī)定的時(shí)間、方法進(jìn)行烘焙。
2.2.2焊接參數(shù)
一般而言,焊接時(shí)有事先規(guī)定好的參數(shù)。參數(shù)包括焊接電流、電弧電壓以及焊接速度三種。其三者的關(guān)系對(duì)裂紋傾向以及淬硬傾向都有一定的決定作用。一般而言,高強(qiáng)度的焊接采用的焊接參數(shù)比低強(qiáng)度的焊接采用的焊接參數(shù)規(guī)范要大。
2.2.3焊接坡口形式
一般而言,焊接縫的破口形式必然與焊接的橫截面積密不可分。焊接時(shí),角度較小的坡口對(duì)金屬材料內(nèi)液態(tài)金屬的流動(dòng)性起到抑制作用,這樣容易有裂紋產(chǎn)生。除此,對(duì)于高強(qiáng)度鋼的坡口,一般采用機(jī)械加工的方式。
2.2.4焊接前預(yù)熱
焊接前預(yù)熱是焊接的必要準(zhǔn)備。一般,預(yù)熱溫度不能低于150攝氏度。在焊接過(guò)程中,其前一道的焊接是后一道焊接的預(yù)熱,在多層多道焊接過(guò)程中,每個(gè)層間溫度都不該低于預(yù)熱溫度。在船舶薄板構(gòu)建中,一般不采用預(yù)熱方式,但是,預(yù)熱對(duì)于高強(qiáng)度鋼來(lái)說(shuō),可以通過(guò)減緩冷卻的速度來(lái)改善焊接接頭的組織,從而能降低焊接熱影響區(qū)域的硬度值,提高焊接區(qū)域的韌性。
2.2.5焊接后熱處理
與焊接前預(yù)熱一樣,焊后熱處理也是焊接后的必要步驟。一般而言,焊后是否需要熱處理主要看鋼的結(jié)構(gòu)以及其化學(xué)效應(yīng)。薄板的焊接方法,薄板的厚度,使用條件等因素綜合考慮。一般船體構(gòu)造過(guò)程中不采用焊接后熱處理。
結(jié)束語(yǔ):
船舶技術(shù)一直是我國(guó)的強(qiáng)項(xiàng),為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,成就社會(huì)繁華穩(wěn)定,我們應(yīng)該加大船舶制造業(yè)的投入。在發(fā)展船舶制造業(yè)的同時(shí),可尋求新的高強(qiáng)度鋼焊接技術(shù),將船舶事業(yè)發(fā)展壯大。受?chē)?guó)際經(jīng)濟(jì)影響,船舶制造業(yè)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn),我們必須運(yùn)用新的科技,將船舶制造業(yè)推向頂峰,將船舶薄板質(zhì)量造就更好,將高強(qiáng)度鋼技術(shù)煉就輝煌。新型的材料包括合金材料,新型的技術(shù)都值得被合理的使用開(kāi)發(fā)。而焊接技術(shù)則要求焊接人員更加專(zhuān)業(yè)、實(shí)施更加嚴(yán)格,這需要船舶行業(yè)去發(fā)掘、采用以及培養(yǎng)。期待船舶制造業(yè)更加輝煌的明天。
參考文獻(xiàn):
[1]中國(guó)船級(jí)社材料與焊接規(guī)范[M]北京人民交通出版社.2009
[2]劉福才,陳超.模糊系統(tǒng)萬(wàn)能逼近理論研究綜述.智能系統(tǒng)學(xué)報(bào),2007,2(1):44-48.
鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)工程建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越多,而建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)工程因其自身具有跨度大、利用空間寬大、施工進(jìn)度快、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于多層、大跨度工業(yè)廠(chǎng)房及跨度要求較大的公共建筑上,本文就對(duì)建筑工程鋼結(jié)構(gòu)施工管理要點(diǎn)進(jìn)行了分析,在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中保證了鋼結(jié)構(gòu)工程的安全施工。
一、建筑工程鋼結(jié)構(gòu)施工前準(zhǔn)備階段管理
在建筑工程鋼結(jié)構(gòu)施工前期,作為管理人員首先要清楚鋼結(jié)構(gòu)施工的基本流程,熟悉鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范,要嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量要求與驗(yàn)收規(guī)范嚴(yán)格檢查施工流程的每個(gè)環(huán)節(jié),在施工前的準(zhǔn)備階段,這些檢查事項(xiàng)主要包括:一是要熟悉相關(guān)技術(shù)驗(yàn)收規(guī)范、各工序操作要點(diǎn),通過(guò)工序分析掌握重點(diǎn);二是要審閱并熟悉施工設(shè)計(jì)圖紙,填寫(xiě)《圖紙自審記錄》,編寫(xiě)施工組織設(shè)計(jì)或施工方案、冬雨季施工技術(shù)措施,報(bào)送上級(jí)及有關(guān)部門(mén)審批;三是要督促各級(jí)技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行技術(shù)交底,有必要時(shí)還要邀請(qǐng)監(jiān)理直接參加施工單位的技術(shù)交底,而且務(wù)必使操作人員掌握工藝技術(shù)要領(lǐng)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);四是試材料、構(gòu)件、半成品進(jìn)場(chǎng)后要按規(guī)定取樣、送試并反饋質(zhì)量檢驗(yàn)狀況。
二、建筑工程鋼結(jié)構(gòu)施工階段的管理
1、質(zhì)量管理
一方面要加強(qiáng)對(duì)原材料和構(gòu)件的質(zhì)量控制,目前,隨著材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力的不斷增大,大部分鋼構(gòu)件的加工已經(jīng)實(shí)行工廠(chǎng)化生產(chǎn),有很多生產(chǎn)廠(chǎng)商為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)利益,開(kāi)始進(jìn)行各種投機(jī)活動(dòng),生產(chǎn)各種偽劣產(chǎn)品,尤其是一些未取得生產(chǎn)許可證的生產(chǎn)廠(chǎng),其產(chǎn)品質(zhì)量大部分是不合格的,甚至是劣質(zhì)的,而這些不合格的建筑產(chǎn)品充斥著整個(gè)建筑材料市場(chǎng),即使有些建筑材料廠(chǎng)已經(jīng)取得了生產(chǎn)許可證,但有些廠(chǎng)家的產(chǎn)品質(zhì)量還是不合格,因此,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)原材料和構(gòu)件的質(zhì)量驗(yàn)收是非常重要的,我們?cè)谶M(jìn)行原材料和構(gòu)件的采購(gòu)時(shí),要搜集大量資料,綜合各方面的信息,嚴(yán)格把握材料和構(gòu)件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、使用性能,進(jìn)行抽樣檢查,看是否符合施工要求,不能出現(xiàn)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的原材料和構(gòu)件與訂貨前的樣品不符合的現(xiàn)象;在原材料和構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí),施工單位則必須要做好驗(yàn)收工作,要及時(shí)檢查材料、構(gòu)件合格證及各種檢驗(yàn)報(bào)告,而且各種構(gòu)件必須具備廠(chǎng)家批號(hào)和出廠(chǎng)合格證,還要對(duì)材料和構(gòu)件的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收,看是否符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求,檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行施工;一方面要強(qiáng)化對(duì)鋼構(gòu)件安裝過(guò)程的質(zhì)量控制,在鋼構(gòu)件的安裝過(guò)程中,我們主要要控制好柱、梁和螺栓的安裝,這是保證整個(gè)工程質(zhì)量的關(guān)鍵,在安裝柱、梁時(shí),要確保柱是垂直的,且不會(huì)發(fā)生位移,在柱底板下的墊鐵要墊實(shí)、墊平,鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的垂直度和整體平面彎曲度要合理,在鋼結(jié)構(gòu)工程中,所使用的螺栓主要有普通螺栓和高強(qiáng)螺栓,在安裝之前,要嚴(yán)格仔細(xì)核對(duì)螺栓的大小、長(zhǎng)度、標(biāo)高及位置,在安裝過(guò)程中,還要保證接觸面平整,高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿入,不得敲打,在緊固螺栓時(shí)應(yīng)沿著同一個(gè)方向進(jìn)行,不要欠擰或者超擰螺栓,每天安裝完畢后都要進(jìn)行逐個(gè)檢查,對(duì)不合格的要進(jìn)行補(bǔ)擰或者更換;一方面要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程的質(zhì)量控制,在鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中,鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的好壞對(duì)鋼構(gòu)件的安全使用具有直接影響,因此,在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接前,首先要嚴(yán)格檢查焊條的合格證,按說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行使用,依據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告,結(jié)合實(shí)際焊接施工經(jīng)驗(yàn)制訂相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程,讓每位焊工熟悉牢記其主要內(nèi)容,按照設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格選用合格焊條,焊縫表面不得出現(xiàn)裂紋、焊瘤等,按規(guī)定的順序和部位進(jìn)行焊接,有時(shí)候遇到比較惡劣的天氣時(shí),我們也不能盲目行事,應(yīng)確定施工時(shí)是否需要采取預(yù)熱措施,制定具體的預(yù)熱方法,預(yù)熱溫度及范圍后
再進(jìn)行焊接,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不合格的焊縫時(shí),不要擅自處理,要定出具體的修改工藝后再處理。
2、安全管理
一方面是腳手架的安全管理,在搭設(shè)方面:搭設(shè)腳手架時(shí)需要結(jié)合施工方案制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,當(dāng)搭設(shè)方案設(shè)計(jì)好后必須要交給工單位分管負(fù)責(zé)人審批簽字,并提交給項(xiàng)目分管負(fù)責(zé)人檢查驗(yàn)收,當(dāng)確定方案合格之后才能投入具體操作;一方面是鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全管理,吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工工藝異常復(fù)雜,高空作業(yè)頻繁且危險(xiǎn)性系數(shù)高,在必要時(shí)可專(zhuān)設(shè)立鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工專(zhuān)項(xiàng)管理小組,鋼結(jié)構(gòu)的吊裝安全管理重大的危險(xiǎn)源就是高空作業(yè),高空作業(yè)的安全帶是確保施工人員在高空作業(yè)安全的必要條件,所以所有參加高空作業(yè)的施工人員必需佩戴合格的安全帶,且嚴(yán)格按要求使用,而安全帶只是物的一種安全形式,還需要結(jié)合對(duì)人的安全行為以及安全管理并考慮環(huán)境的影響因素從而有效的進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全的管理;一方面要加強(qiáng)吊裝現(xiàn)場(chǎng)安全管理,在鋼結(jié)構(gòu)吊裝時(shí),為防止人員、物料和工具墜落或飛出造成安全事故,需鋪設(shè)安全網(wǎng),在接柱處要設(shè)操作平臺(tái),而且平臺(tái)周邊應(yīng)有操作人員的護(hù)身圈或護(hù)欄裝置,在吊裝柱子前,要先將登高鋼梯固定在鋼柱上,六級(jí)以上大風(fēng)和雷雨、大霧天氣,應(yīng)暫停露天起重和高空作業(yè);一方面是在工程施工中要加強(qiáng)安全管理,其每個(gè)環(huán)節(jié)都需要管理人員加以控制,這樣可以保證施工過(guò)程的順利進(jìn)行,消除各種意外事故及不利影響,將事故發(fā)生的概率降低到合理水平,保證工程順利實(shí)施,安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要環(huán)節(jié),高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)是高空、懸空作業(yè)點(diǎn)多,所以為了杜絕安全事故的發(fā)生,施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)成立安全監(jiān)督小組,各專(zhuān)業(yè)均設(shè)立了專(zhuān)職安全員,嚴(yán)格工序安全管理,制定周密完善的安全生產(chǎn)文明施工管理?xiàng)l例和考核辦法,對(duì)職工也要進(jìn)行定期的安全教育,樹(shù)立“安全第一”的思想,并采用經(jīng)濟(jì)手段,切實(shí)加強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)。
三、竣工驗(yàn)收的質(zhì)量與安全管理
對(duì)于鋼構(gòu)件的質(zhì)量驗(yàn)收:除了按明細(xì)表核查數(shù)量,并進(jìn)行外觀感官、幾何尺寸、合格證檢查外,還要檢查的資料有:鋼材材質(zhì)的復(fù)試單(原件):鋼材的材質(zhì)證明(復(fù)印件須蓋生產(chǎn)單位公章,還需說(shuō)明原件的存放地);無(wú)損檢測(cè)報(bào)告(原件),而且在竣工驗(yàn)收中,應(yīng)做到:由現(xiàn)場(chǎng)管理部門(mén)作好建設(shè)單位及有關(guān)部門(mén)的協(xié)調(diào),確定竣工驗(yàn)收的時(shí)間、地點(diǎn)、方式;竣工驗(yàn)收前現(xiàn)場(chǎng)管理部門(mén)做好現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生清理工作,安裝工程的資料匯總及整理工作并出具鍛工報(bào)告》、缸程綜合評(píng)定茅奪及其它資料;在竣工驗(yàn)收后,還應(yīng)將竣工資料送交建設(shè)單位及質(zhì)監(jiān)單位簽字確定工程等級(jí),并送至相關(guān)部門(mén)存檔。
結(jié)束語(yǔ):
綜上所述,要徹底改變建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量與安全,就需要從設(shè)計(jì)、制作、安裝施工、驗(yàn)收、維護(hù)保養(yǎng)等方面層層把關(guān),才能保障其質(zhì)量和安全等指標(biāo)的達(dá)標(biāo)和穩(wěn)定,所以,鋼結(jié)構(gòu)制作工廠(chǎng)、安裝企業(yè)、建筑工程施工與設(shè)計(jì)部門(mén)的技術(shù)和管理人員,在鋼結(jié)構(gòu)施工、驗(yàn)收、監(jiān)督、監(jiān)理等過(guò)程中,應(yīng)該發(fā)揮合力作用,才能達(dá)到滿(mǎn)意的效果。
混凝土構(gòu)筑物因出現(xiàn)功能性改變,如接建、增加荷載等,或者出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,如配筋不足、災(zāi)后修補(bǔ)、混凝土強(qiáng)度不夠等,都需要進(jìn)行加固。其加固施工及加固方案的制定尤為重要,對(duì)于需要加固的構(gòu)筑物,應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、施工方便的原則,只有這樣,加固工程才能收到良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工工藝存在的問(wèn)題
1.1工作要求同建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合不緊密。
通常情況下,不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的建筑物,其中各混凝土構(gòu)件的重要性也不相同。
就上部結(jié)構(gòu)主體而言,磚混結(jié)構(gòu)中,陽(yáng)臺(tái)挑梁的重要性要優(yōu)于構(gòu)造圈梁??蚣芙Y(jié)構(gòu)中,柱的地位要優(yōu)于梁。在剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻及其暗梁、暗柱的地位要優(yōu)于板。
就基礎(chǔ)部分而言,條形基礎(chǔ)底板、獨(dú)立柱基礎(chǔ)底板的重要性要優(yōu)于地圈粱、聯(lián)系梁等構(gòu)件。在復(fù)雜情況下,如筏板基礎(chǔ)、框架—剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、異形板、預(yù)制構(gòu)件等結(jié)構(gòu)類(lèi)型中,單純劃分哪一類(lèi)構(gòu)件處于重要地位,則失去其意義所在。
對(duì)于不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的建筑物,規(guī)范要求具體檢驗(yàn)部位,由監(jiān)理(建設(shè))、施工等各方根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性共同選定。但就目前監(jiān)理、監(jiān)督工作的實(shí)際情況看,盡管這種要求的初衷是將因地制宜的靈活性留給了參建各方,但實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中確實(shí)因此形成了一定的主觀彈性空間。具體檢驗(yàn)的部位的確定,最終取決于參建各方的責(zé)任感。
在其它技術(shù)規(guī)程、監(jiān)理規(guī)范尚無(wú)明確要求,建筑市場(chǎng)秩序亟待規(guī)范的情況下,具體檢驗(yàn)部位的確定,必須在明示構(gòu)件重要性劃分依據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,制定并執(zhí)行與目標(biāo)建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)緊密結(jié)合的實(shí)體檢測(cè)方案。
1.2構(gòu)件劃分的形式單一
混凝土構(gòu)件的形式是多種多樣的,僅對(duì)其作梁、板、其它重要構(gòu)件這三種形式劃分,是遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足工程實(shí)際取用的需要的。這并非指構(gòu)件種類(lèi)確定在制定規(guī)范過(guò)程中存有難點(diǎn),而是強(qiáng)調(diào)在規(guī)范執(zhí)行過(guò)程中,這樣的劃分給檢測(cè)、判定工作形成了較大的工作困難。
1.3施工工藝、工法中存在的問(wèn)題
施工工藝是建筑行業(yè)技術(shù)水平的具體體現(xiàn)發(fā)展,混凝土施工的精細(xì)階段終會(huì)到來(lái)。從實(shí)體檢驗(yàn)的情況看,迫切需要注意以下幾個(gè)方面工作:
1.3.1施工工藝重點(diǎn)亟待明確
根據(jù)規(guī)范提出的鋼筋保護(hù)層厚度控制要求部位、特定工序這三個(gè)方面的控制。
特殊構(gòu)件指懸挑構(gòu)件。規(guī)范將控制重點(diǎn)放在了懸挑構(gòu)件上要求抽取的構(gòu)件中,有懸挑構(gòu)件的需占50%以上。這需要施工中對(duì)挑梁、挑板的鋼筋擺位要優(yōu)于同點(diǎn)其它鋼筋的擺位。
特殊部位指內(nèi)力作用較大的部位,如梁的跨中、支座處。架設(shè)墊塊、構(gòu)件起拱時(shí),應(yīng)優(yōu)先保障特殊部位的鋼筋保護(hù)層厚度值。保護(hù)層厚度設(shè)置應(yīng)“一刀切”。
特定工序指綜合考慮澆筑、振搗等因素作用確定的核心工序。如板工序中的墊塊布置密度,應(yīng)結(jié)合鋼筋級(jí)別、自徑、剛度具體布置:如粱工序中的振搗,應(yīng)考慮構(gòu)件的配筋率、綁扎的材料強(qiáng)度,采用適宜的工具。突出了特定的工序,才能突出機(jī)具、設(shè)備的應(yīng)用范圍、特點(diǎn),從而推動(dòng)工藝進(jìn)步。避免一根振搗棒,從梁用到板(疏密問(wèn)題);種鵲塊,從板鋪到柱(厚度問(wèn)題)的粗放型施工模式。
1.3.2部分企業(yè)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺乏適用性論證
為達(dá)到規(guī)范提出的控制結(jié)果、評(píng)定要求,部分施工企業(yè)會(huì)采用一些缺乏論證的工藝技術(shù)作為企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些做法雖有立竿見(jiàn)影的效果,但對(duì)建筑物來(lái)說(shuō)未必是好事。
譬如,部分施工企業(yè)采用PVC塑料卡進(jìn)行構(gòu)付的鋼筋保護(hù)層厚度控制。雖然減少、避免了普通墊塊在振搗過(guò)程中的易位,但由于PVC材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)和混凝土、鋼材線(xiàn)性膨脹系數(shù)的不同,對(duì)于裂縫控制要求較嚴(yán)的構(gòu)件來(lái)說(shuō),大量使用PVC塑料不僅會(huì)影響鋼材、混凝土的協(xié)同工作原理,也會(huì)促使構(gòu)件在使用環(huán)境外的其它環(huán)境里使用時(shí)較早形成裂縫,影響構(gòu)件的耐久性。
又如部分施工:企業(yè)為防止振搗過(guò)程中現(xiàn)澆板的負(fù)筋下沉,采用焊接工藝代替原有的綁扎工藝。用鋼筋將現(xiàn)澆板的負(fù)彎矩筋、板底受力筋焊連在一起,形成鋼筋網(wǎng)架。這種通過(guò)加大剛度達(dá)到振搗要求的方法,在一定程度上改變了構(gòu)件受荷后的工作情況。而設(shè)計(jì)預(yù)先采用的彈、塑性設(shè)計(jì)方法,此時(shí)就不能夠達(dá)到設(shè)計(jì)原理的假設(shè)要求,構(gòu)件的實(shí)際承載力出現(xiàn)了核算需要。
1.3.3現(xiàn)有的檢測(cè)手段未得到各方的充分認(rèn)知
對(duì)重要構(gòu)件的實(shí)體檢測(cè),就實(shí)體強(qiáng)度而言,國(guó)內(nèi)目前的槍刪方法、設(shè)備、手段的種類(lèi)比較豐富,方法多樣。但就鋼筋混凝土保護(hù)層厚度測(cè)定而言,目前還缺乏統(tǒng)一技術(shù)操作規(guī)程的分類(lèi)、確定。各方執(zhí)行規(guī)范的過(guò)程中,對(duì)該檢測(cè)手段的認(rèn)知也不充分。
常用檢測(cè)設(shè)備通常分為聲學(xué)原理、電磁學(xué)原理兩大類(lèi)。如鋼筋雷達(dá)測(cè)定儀、磁性鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀等?;谧陨碓O(shè)計(jì)原理的特點(diǎn),其各自應(yīng)用特點(diǎn)也不相同。向投影重疊的兩根以上鋼筋,聲學(xué)原理設(shè)備不宜采用;如含磁性骨料的混凝土,不宜采用無(wú)消磁能力的電磁測(cè)定設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。
此外,對(duì)于建筑物中的特殊構(gòu)件,如基礎(chǔ)、殼體等,由于受土方挖填、水位、配筋、測(cè)試角度等因素影響,到達(dá)后期工序時(shí),不能完全提供規(guī)范要求的檢測(cè)條件。對(duì)此,應(yīng)考慮其它方法對(duì)目標(biāo)實(shí)體進(jìn)行控制。確定應(yīng)用設(shè)備的,還必須對(duì)檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生的破損、檢測(cè)所達(dá)到的深度、不確定程度等因素進(jìn)行充分考慮,提出科學(xué)、合理的檢測(cè)方案。
實(shí)際工作中,應(yīng)避免單純強(qiáng)調(diào)某個(gè)問(wèn)題的糾正結(jié)果,卻忽視整個(gè)質(zhì)量控制過(guò)程及質(zhì)量發(fā)展的不確定程度。杜絕對(duì)某問(wèn)題采取了預(yù)防、糾正措施后,卻引發(fā)一個(gè)或多個(gè)缺陷甚至錯(cuò)誤發(fā)生的情況。
2、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工的工作建議
就目前實(shí)體檢測(cè)中鋼筋保護(hù)層厚度控制工作的開(kāi)展來(lái)看,主要的問(wèn)題在于技術(shù)規(guī)程不配套、設(shè)施分離、工藝技法落后等幾個(gè)方面,但問(wèn)題還在于未能形成建設(shè)工程質(zhì)量控制的一套綜合質(zhì)量管理體系,不能使質(zhì)量控制工作進(jìn)入自我改良的良性循環(huán)。所以在著手建立該綜合體系的同時(shí),應(yīng)注意以下方面的加強(qiáng):
2.1發(fā)揮地方技術(shù)規(guī)程的靈活性?xún)?yōu)勢(shì),積極制定地方相關(guān)技術(shù)規(guī)程,做好國(guó)家規(guī)范在技術(shù)層上的銜接轉(zhuǎn)換工作。以條文上的客觀、明確、詳盡,逐步代替實(shí)際工作中的模糊、主觀。
2.2明確設(shè)計(jì)文件中對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的標(biāo)示、控制要求。明確設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品相關(guān)、后續(xù)問(wèn)題處理上的責(zé)任、義務(wù)。
2.3施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)新重點(diǎn)部位、新重點(diǎn)項(xiàng)目的自檢、自查。施工企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定,應(yīng)注重對(duì)新工藝、新技術(shù)推廣、應(yīng)用的適用性論證、總結(jié)。
2.4形成國(guó)家級(jí)鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)定技術(shù)規(guī)程,明確設(shè)備、操作、技術(shù)、評(píng)定、檢定等方面的要求及法律地位。
2.5工程監(jiān)督部門(mén)需繼續(xù)發(fā)揮行業(yè)主導(dǎo)作用,創(chuàng)造企業(yè)發(fā)展所需的技術(shù)環(huán)境、法規(guī)環(huán)境。處理無(wú)成例問(wèn)題時(shí),應(yīng)形成可以發(fā)揮主觀能動(dòng)性的必要環(huán)境,建立穩(wěn)定可靠、自我改良的良性循環(huán)的監(jiān)督工作體系。
參考文獻(xiàn)