焊接工藝技術論文匯總十篇

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中圖分類號：TG4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0090-05

1 測試方案

1.1 取樣

本次分析主要以管接頭GJT-B09為主，隨機抽樣來料管接頭20件，市場外退泄漏管接頭5件，按表1進行分組。

1.2 制樣

根據經驗，目前高頻焊接功率在1000～1600 W之間進行取值，本試驗高頻焊接功率取值1050 W、1350 W、1400 W、1550 W，在此功率下焊接溫度控制在750℃～1100 ℃之間；焊接時間根據頻率進行調定；冷卻方式有水冷（在水中冷卻）、空冷（在空氣中冷卻）兩種。

具體實驗方式如表2所示。

按照表2進行焊接，根據焊接效果選取制樣，成品如圖1所示，將樣品進行區分，作相應的保護，待金相分析。

1.3 測試方法

管接頭高頻焊焊接受力主要集中在橫截面、縱截面（以下稱橫面、縱面），將焊接好的管接頭用線割解剖研磨如圖1所示，分別在橫面、縱面上任意取3個點，用400×顯微鏡進行金相分析。

2 實驗結果

根據高頻焊焊接管接頭狀況，挑選2#、4#、6#、9#、11#、13#、14#樣品按照圖示位置切開，并研磨橫面、縱面，如圖2～10所示。

3 實驗分析

為得出最終的結論，將試驗所得的金相照片進行比對、分析，在管接頭未經過任何加工的時候，其金相分布較為均勻，而且比例分布比較合理，見圖11。

與加工（焊接）過后的管接頭金相進行對比，當焊機功率增大的時候（焊接溫度提高、焊接時間減短），即：焊接過程中，焊接問題突然提高，部分金屬原子來不及擴散，使得原子與原子之間進行激烈碰撞，熔合為一體，導致管接頭內部金相逐漸變得扁平化、細長化，各相均連接在一起；在1350 W的時候，金相可以看出，α相的數量明顯多于β相；到了1400 W時，各項均在增大，β相的增大幅度大于α相增大的幅度，比例趨于平衡；到1550 W之后，β相基本連成一片，且占的面積較大；如圖12所示。

3.1 水冷與空冷的比對

由圖13可見，直接水冷會導致大面積的β相出現，而且極不規則，主要是由于當材料處于高溫狀態的時候，內部的金屬原子在移動，突然的冷卻，導致活動原子活動驟然停止，所以呈現出不規則的狀態，處于該狀態下的接頭內部應力較大，容易產生開裂、泄露等不良；而先空冷10 s再水冷，與放置空氣中冷卻至常溫的金相基本一致。

3.2 手工焊接與高頻焊接的對比

由圖14可見，手工焊接是傳統的焊接方法，而我司目前使用的是1350 W高頻焊接，由金相圖可見，手工焊接的金相較繁雜，主要是手工焊接的時候，接頭各個部位的受熱不一致，導致有些地方金相發生變化，某些地方保持原來的狀態；而高頻焊接出來的產品的金相基本一致，受熱較均勻，一致性較好。

4 實驗結論

（1）當溫度驟然溫度驟然升高的時候，內部金相均變大，溫度越高β相的增大幅度大于α相增大的幅度。

（2）焊接完后直接水冷會導致內部的金相極不規則，且內部應力較大，易產生開裂、泄露等的不良顯現，后面一種情況內部金相相對較規則。日本東芝專家對日本東芝泄露的管接頭進行分析，也得出相應的結論。

由此可見，在控制好高頻焊焊接工藝的前提下，推廣高頻焊焊接工藝不單可以提高生產效率，而且可以保證焊接一致性，提高產品質量。

5 整改措施

綜合考慮產品的質量、一致性及效率方面的問題，目前仍需要使用高頻焊接，但必須將高頻焊接方法變成可控的焊接方法，在一些關鍵的參數上必須作出規定，及部分檢測手段也應該相應的提高，具體方案如下：

（1）全面分析現有高頻焊焊機的特性，規范設置合理的焊接電流、焊接時間。

（2）完善高頻焊焊接工藝作業指導書，強調焊接要點和冷卻時間規范。

（3）編制管接頭高頻焊焊接工藝稽查表，不定期對高頻焊工藝紀律、焊接質量進行稽查。

（4）管接頭來料檢增加金相組織檢測項目，指定管接頭棒料供應商并連同來料日期標記在管接頭成品上。

6 結語

通過對管接頭高頻焊接的研究，找出影響焊接的相關因素和具體的解決方案，從而提高高頻焊接質量和效率。本文主要通過實際方案分析，從焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間的聯系進行分析，將焊接工藝作業指導應用在實際生產中，在實際中發現問題，解決問題，選擇最優的高頻焊接工藝方法，為高頻焊接創造更多的有利的發展條件，提高高頻焊接工藝技術，這對于高頻焊接工藝的發展具有十分重要的意義。

參考文獻

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前言

SMT（英文名Surface Mounted Technology），即表面貼裝技術，是一種直接將元器件焊接到印制板表面固定位置上的貼裝技術（不需要進行磚孔插孔作業）貼片工藝和貼片設備對生產現場要求的電壓必須要穩定，且要防止電磁干擾，操作人員要有防靜電意識，生產現場具有良好的照明和通風設施，在生產過程中的溫度、濕度、空氣清潔度等都有相應的要求，一線的擔當人員也必須經過專門培訓部門考核后，進行上崗作業。

1 SMT工藝技術

SMT簡介電子電路表面組裝技術稱為表面貼裝技術。它是一種將無引腳或短引線表面組裝元器件（簡稱SMC/SMD，中文稱片狀元器件）安裝在印制電路板的表面或其它基板的表面上，通過回流焊或波峰焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術。

1.1 主要特點

（1）元器件重量輕、貼片元器件部品體積小、貼裝精密度高，貼片元器件的體積和重量也只有傳統插裝件的大小1/10左右，SMT生產之后，電子產品體積縮小至原有器件部品的40%～60%，重量減輕至原有器件部品的60%～80%。（2）元器件焊接不良率低，且可靠性高、抗震能力強。（3）高頻特性好，減少了電磁和射頻干擾。（4）對于現在生產的電子產品易于實現自動化，生產效率提高。

1.2 SMT和THT的比較

SMT和THT的比較：二者的根本區別是“貼”和“插”，為什么要用SMT逐步替代傳統生產方式其原因是，隨著電子行業發展，而THT-“插”工藝技術采用的是通孔插件法，無法滿足電子產品小型化/超薄型，因此被SMT-“貼”工藝技術所取替。從而將表面組裝工藝技術充分與化工，材料技術、涂覆技術、精密機械加工技術、自動控制技術、焊接技術、測試和檢驗技術、組裝設備原理與應用技術等諸多技術相結合。

SMT工藝流程如下：

絲印（紅膠/錫膏）檢查（可選AOI光學檢查儀或者目視檢查）貼裝（優先貼小部品后貼大部品）檢測（可選AOI光學/目視檢測）焊接（采用熱風回流焊進行焊接）檢測（可分AOI光學檢測外觀及功能性測試檢查）維修（使用烙鐵及熱風槍等）分離板（手工或者cutting Jig進行分割）

工藝流程簡化為：絲印―貼片―焊接―檢查（功能性/外觀性檢查發現不良，需要維修）

2 SMT貼裝工藝材料

SMT貼裝工藝時，需要包含焊料、焊膏、膠黏劑等焊接和貼片器件，以及助焊劑、清洗劑、熱轉換介質等工藝材料。

2.1 SMT貼裝材料的用途

焊料、焊膏、膠黏劑等材料在波峰焊、回流焊、手工焊三種主要焊接工藝中的作用如下。

（1）焊料和焊膏：回流焊接時采用焊膏，它是焊接材料，同時又能利用其粘性作用提前固定SMC/SMD器件。（2）焊劑：主要作用是助焊。（3）膠黏劑：對SMD器件起到加固作用，防止貼裝作業時SMD的偏移和脫落現象。（4）清洗劑：清洗焊接工藝后殘留（如鋼網焊膏殘留，PCB異物等）物。

2.2 焊料

Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2具有最佳綜合性能，而在低熔點焊料中，Sn43/Pb43/Bi14具有較好的綜合性能。電子產品貼裝時Sn-Pb是最普遍的焊料合金物，強度和可潤濕性是最合適。

2.3 焊劑

焊劑分為酸性焊劑和樹脂焊劑，焊劑的作用是去除金屬表面和焊料本身的氧化物或其它表面污染，潤濕被焊接的金屬表面。

2.4 清洗劑

清洗劑應滿足化學和熱穩定性好，在貯存和使用期間不發生分解，不與其它物質發生化學反應，對接觸材料弱腐蝕或無腐蝕，具有不燃性和低毒性，操作安全，清洗操作過程中損耗小，必須能在設定溫度及時間內進行有效清洗。

3 SMC/SMD貼裝工藝技術

SMC：表面組裝元件（Surface Mounted components）主要有矩形片式元件、圓柱形片式元件、復合片式元件、異形片式元件。

SMD：它是Surface Mounted Devices的縮寫，意為：表面貼裝器件，它是SMT元器件中的一種。

（1）貼裝機的一般組成：SMT貼裝機是計算機控制，并集光、電、氣及機械為一體的高精度自動化設備。

（2）主要的影響SMT設備貼裝率要素：貼片在選擇設備時主要考慮其貼裝精度與貼裝速度，而在SMT實際使用過程中，為了有效提高產品質量、使成本降低、確保生產效率提高，那么如何提高和確保SMT設備貼裝率是擺在使用者面前的首要任務。

（3）貼裝機的影響因素：貼片機XY軸傳動系統的結構，XY坐標軸向平移傳動誤差，XY位移檢測裝置，真空吸嘴Z軸運動對器件貼裝偏差的影響等。

（4）貼裝機視覺系統：要準確地貼裝細間距器件，最主要是攝像機的像元數和光學放大倍數。

（5）貼裝機軟件系統：高精度貼裝機軟件系統為二級計算機控制系統，一般采用DOS界面，也有采用Windows界面或UNIX操作系統，由中央控制軟件、自動編程軟件、貼裝頭控制系統和視覺處理軟件組成。

4 靜電防護

4.1 電子產品制造中的靜電

在電中不流動的電叫靜電，靜電是由正電荷和負電荷聚集在一起的電。靜電是一種電能，它存在于物體表面，是正負電荷在局部失衡時產生的一種現象。靜電對電子產品所造成的危害主要表現為損傷，擊穿是損傷的一種。通常靜電對部品損害的特點是：（1）隱蔽性。（2）潛在性。（3）隨機性。（4）復雜性。

靜電防護的特殊性：第一，靜電的產生和積累要一定的條件和過程，因此在沒有進行保護的產品也未必都會受到靜電損害，它是具有一定的隨機性；第二，靜電釋出的能量在多數情況下能量都比較小，因此受到靜電損傷的產品也并不會立即不良，部分產品表現為產品漏電，且性能不穩定，甚至在產品出庫時測試中也表現不明顯，以后發現問題易歸咎為材料不良或設計不良而不自醒，因此常使人們認識不到ESD的危害。

4.2 靜電放電的防護

基于貼片生產過程的ESD防護系統主要有：（1）生產車間環境靜電防護；（2）人體手環、手套等靜電防護；（3）靜電防護大地接地；（4）靜電檢測與儀表檢查；（5）生產車間門簾接地；（6）每日點檢及維護。

4.3 防靜電采用的工具和措施

（1）設備接地；（2）采用防靜電地面；（3）采用不銹鋼工作臺（或者在作業臺鋪設防靜電皮）；（4）使用離子風機；（5）使用自動加濕機；（6）使用鋁質傳遞盤、傳遞架；（7）工作人員戴防靜電手環、穿防靜電服和鞋；（8）芯片及成品采用防靜電袋包裝；（9）成品擱架采用鐵質和鋁質材料；（10）靜電手環每日檢測一次、設備接地每月檢測一次。

5 結束語

本論文包括了基礎知識、發展歷程、SMT的工藝流程，重點介紹了SMC/SMD貼裝工藝技術及靜電防護，影響SMT技術的一些主要因素，涉及到電子元器件使用、SMT設備的了解和熟悉，操作流程的用電常識等重要電子加工領域，符合當代電子電路貼裝行業的發展趨勢，對現在加工生產技術的指導具有一定意義。文章在內容上面比較充實，實用性較強，對在今后的工作中有一定的參考價值。

參考文獻

[1]龍緒明.實用電子SMT設計技術[M].北京：機械工業出版社，1997.

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隨著我國社會的發展，汽車、船舶等制造業發展迅速，是我國經濟持續發展的支柱。而廣泛應用于汽車、船舶等制造行業焊接工藝。是這些行業必不可少的工藝技術，它是一種可靠、精確、低成本的連接金屬材料工藝方法。《焊接冶金學》是金屬相關專業的專業主干課，他為學生提供全面的、詳細的基礎知識，從而讓學生更好地掌握焊接專業理論的基礎。然而，隨著社會競爭環境的不斷復雜，社會對人才的需求較以往有所不同，需要基礎知識掌管過硬的綜合人才。因此，如何不斷改革《焊接冶金學》教學模式，探討新的教學方法，使學生在激烈的競爭中具有一定自身優勢，具有重要的意義。

1.課程地位及目的

《焊接冶金學》是焊接專業的一門專業基礎課 ，是學生從事專業領域工作必備的焊接理論與技術課程 ，該課程在培養焊接工程技術人員的過程中起著重要的作用 ，在整個專業教學中起著承上啟下的作用 ，完成了本課程的學習之后 ，學生才開始具備對焊接知識體系的全面認識 ，為后續專業課程的學習奠定 良好的基礎 ，因而本課程在專業知識體系結構中占有重要的地位。課程目的在于研究金屬材料在熔焊條件下，有關化學冶金和物理冶金方而普遍性規律，并以此為基礎分析各種具體條件下具體金屬材料的焊接性，為工業生產制定合理的焊接工藝、探索提高焊接質量尋找新的途徑和提供理論依據。

2.傳統焊接冶金學課程教學模式存在的問題分析

調查顯示，在以往的焊接冶金學課程教學中，主要是以教師為主體，實行灌輸式教學模式，通過不斷給學生講解某個知識點，讓學生能夠背熟相關知識 ，來滿足課堂教學的要求。同時，課堂中通常是采用黑板課教學，教學方法匱乏，教學手段單一，缺乏圖片、視頻等直觀形象的內容，課堂中沒有高科技的教學手段，整個課堂教學只是學生跟著老師的套路教學。其實，焊接冶金學這門課程本身內容較枯燥、空洞、抽象，加上在課堂中教師理論講述效果欠佳，難以引起學生的共鳴。此外，由于目前我國開設焊接專業的學校非常少，從而使得相關專業教材、輔助教材很少，更新速度慢，實踐課時較少，知識體系不夠完善。因而，不可避免地給專業教師備課或者學生提高專業學習興趣等帶來一定困難。

3.焊接冶金學課程改革與教學策略

3.1提高教師的整體素質

教師的每一個舉動、每一種思維方式都將影響著學生，對學生的學習起到重要的作用。因此，作為專業教師，不僅僅要具備過硬的專業基礎知識，還應當有較強的事業心和責任感，以身作責，充分感受身邊的每一位學生。因為，最好工作在教學第一線，教師只有把握好授課、畢業設計、指導實習和課程設計等所有的教學環節，將自己的知識傳授給學生，并可以通過在自己的教學經歷中不斷總結經驗，不斷改革教學模式，不斷積累豐富的課堂教學和實踐教學經驗，致力于教學內容和教學方法的改革，將科研成果融人到教學環節中，應當深信教書只是一個過程，育人才是最終目的，將課堂教學與實驗教學相結合。所以，這就要求教師在教學環節中要注意自己的一言一行，并以開放的胸懷去接納學生，用自己的言談舉止去影響學生。更注重能力和人格的培養，在教會他們掌握知識的同時，使其成長為社會所需的復合型人才。

3.2強化實驗教學

強調課堂教學與實驗教學相結合，有助于學生加深理解和消化所學的知識。在實驗過程中，盡量減少每組的實驗人數，使每位學生都能動手進行焊接前準備紅酢及實際焊接操作，對實驗現象及本質的理解更加透徹，收獲和體會也更多。建立實驗課程的信息反饋機制，為學生提供發表建議的機會，部分學生能夠提出自己的想法，好的建議可以被采納實施。

此外，增加綜合性實驗環節，使實驗內容緊扣課程的基本理論知識，有助于培養學生的創新能力。例如，對很難焊接的紫銅進行焊接性的綜合評價實驗，從實驗準備、焊接操作，到焊后的試樣制備、缺陷分析及性能測試，都由學生自己完成。通過實驗結果的綜合分析，學生能夠提出進一步的優化工藝，從而增加了學生的動手能力和創新能力。

3.3改革實踐環節

《焊接冶金學》是一門實踐性很強的專業基礎課，在實踐教學環節中，對原來驗證性和演示性為目的的實驗課進行改革，改成創新性實驗課。將教師演示實驗改成學生課題式的自主實驗，激發創新欲望、強化實踐能力訓練；將課內實驗改成不限時間的全天開放性實驗，隨來隨做，解決實驗設備不足問題；將實驗報告改成實驗論文，強化學生對知識的分析綜合能力訓練；實驗成績根據從“結果的對錯”改為“過程的創新程度和實踐能力表現”。

3.4改革教學方法

在課堂教學中，積極探索適合應用型人才培養的教學方法 ，放棄過去滿堂灌輸的教學方法 ，采用啟發式、研究式、提問式、討論式的教學方法引導學生學習。在講授新內容之前，根據所講 內容列舉相關的工程實例 ，提出需要解決的實際問題 ，然后指出解決問題所需要的理論知識 ，進而導出要講的內容。另外 ，課后要求學生認真看書，每章內容講解結束后都給學生留有一定量的作業，還有綜合性較強的思考題 ，加深學生對所學知識的理解與應用。

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中圖分類號：TG422

0 沙鋼焊絲鋼生產概況

裝備方面，采用“100噸電爐/180噸轉爐煉鋼LF精煉真空處理小方坯連鑄高線控軋斯泰爾摩緩冷”流程工藝路線，具備年產300萬噸的多品種、多規格焊絲鋼盤條的生產能力。技術方面，形成了“雙渣脫磷”，“預脫硫”等高純凈鋼生產技術、基于盤條表面氧化皮控制的加熱和軋制技術、降低焊絲產品焊接飛濺的冶煉和軋制技術、用于提高盤條拉拔性能的組織控制的控冷技術等。

借助上述裝備和技術優勢，使得普通級別焊絲鋼的表面質量和拉拔性能等多項指標較以前有顯著提高；2012年各類焊絲鋼新品產銷均創歷史新高，如氣體保護焊絲鋼盤條銷售35萬噸，埋弧焊絲鋼盤條銷售5萬噸。在新品研發方面，形成了“實驗室研發-現場生產-用戶試用反饋”三位一體的新品研發體系。通過客戶交流和市場調研摸清用戶需求，通過實驗室分析設計和工藝制定中試方案，根據反饋結果制定現場冶煉軋制工藝，再通過現場跟蹤和用戶使用跟蹤查清產品性能，并通過用戶反饋優化成分設計和生產工藝。截至目前，通過不懈努力，沙鋼在焊絲鋼產品開發方面取得了一系列重大成果。近年來成功研發管線鋼配套埋弧焊絲、高強鋼配套氣體保護焊絲、船舶海工鋼配套焊絲及大熱輸入專用焊絲等系列產品。為進一步滿足用戶和市場需求，主要瞄準不銹鋼和高溫合金等領域用特鋼的高合金焊絲鋼冶煉生產平臺正在建設中，預計10月份可投入生產。

1 沙鋼焊絲鋼研發流程

圖1為基于“實驗室研究-現場生產-用戶試用反饋”的焊絲鋼研發流程，主要包括三個階段：實驗室研究、現場生產、用戶使用反饋；三個階段相互反饋，共同影響焊絲鋼產品的研發效率和生產質量。對于普通級別焊絲鋼，可采用“100噸電爐LFVD保護澆鑄方坯”或“180噸轉爐LFRH保護澆鑄方坯”冶煉技術；但是針對純凈鋼，在上述路線基礎上，通過應用雙渣除磷技術、合金包芯線除硫技術等可確保鋼水P≤0.06‰，O， S和N≤0.03‰ [1]。

盤條表面質量控制方面：通過優化加熱制度，減小Fe2SiO4層厚度的作用，有效減小氧化皮嵌入量；優化軋制工藝后提高吐絲溫度，改善冷卻水質量，增大除鱗水壓，有效解決盤條表面紅銹問題[2]。

提高拉拔性能方面：通過研究材料的CCT行為，采用Stelmor控冷設備緩冷軋后盤條，使盤條拉拔之前無需回火也不會造成拉拔斷絲問題。

降低氣體保護焊絲焊接飛濺方面：通過優化精煉渣成分，提高夾雜物吸附能力，延長軟攪拌時間，促進大型夾雜物上浮，加強連鑄氬氣保護，防止增氮和二次氧化等措施，有效控制了Ca，S等雜質元素造成的焊接飛濺問題。

因此，通過這套“三位一體”的焊絲鋼研發體系，不僅縮短研發生產流程，拓展焊絲鋼品種，而且能有效地控制焊絲鋼生產的各項質量指標。

2 沙鋼高端焊絲鋼新品研發

2.1 管線鋼配套埋弧焊絲

2.1.1 X80/90/100配套埋弧焊絲

近年來，天然氣、石油工業飛速發展，采用大直徑、高壓力提升單管輸送能力是管道大型化發展的趨勢。這就要求輸送管線具有很高的強度和良好的低溫韌性。于去年開工建設的我國“西氣東輸”工程中的“三線”用鋼選用X80，淘汰了 “二線”中采用部分X70[3]；而在規劃中的“四線”和“五線”工程中將采用新一代管線鋼X90/100 [4-6]，這就需要配套的埋弧焊絲。

采用Mn-Ni-Mo-Cr合金設計，并通過合金元素控制焊縫淬性、相變溫度、晶粒度、晶粒形態等進而控制顯微組織；通過合金元素強化焊縫金屬基體組織，以達到高強度和低溫沖擊韌性的搭配。

圖2為采用新研制焊絲、采用四絲雙面埋弧焊接后得到的焊管的典型焊縫微觀組織。

從圖2中可見，焊縫組織主要由針狀鐵素體、沿奧氏體晶界結晶的板條狀貝氏體以及少量粒狀貝氏體組成，其中的針狀鐵素體晶態大小不等，彼此咬合、互相交錯分布，板條貝氏體的排列較為規則，但被不規則的針狀鐵素體和粒狀貝氏體擠壓分割，使其板條束較為細小，這也是焊縫具有較高強度，同時具有較好韌性的原因[7， 8]。

對X80/90/100配套埋弧焊絲的焊縫金屬進行拉伸和沖擊測試，力學性能結果如表1所示。由表1可知，X80/90/100配套焊絲經焊管試驗的焊縫強度能夠滿足美國石油學會標準API—5L分別對各級別管線鋼強度的要求，三種級別焊絲的焊縫金屬-20 ℃沖擊吸收能量分別在180 J， 150 J和120 J以上，滿足API—5L對X80/90/100管線鋼的低溫韌度要求。

2.1.2 彎管管線鋼配套焊絲

管道建設中需要直管（直縫管和螺旋管）和彎管相配合以完成連接部分，彎管是在直管的基礎上經在線中頻加熱、熱彎曲變形、淬火、高溫回火等工序完成[9]。由于沒有專門配套焊絲，彎管廠商普遍采用直管用焊絲，但常出現焊接金屬低溫沖擊不合格，影響產品性能。

經研究發現，直縫管經加熱、熱彎曲變形后，焊縫組織易出現粒狀貝氏體，而隨后的淬火、回火未能有效地降低這種脆性組織的含量。彎管管線鋼配套焊絲利用Mn， Ni和Mo等脆性矢量較小的元素，降低奧氏體γ鐵素體α相變溫度，使先共析鐵素體、側板條鐵素體、珠光體和貝氏體轉變溫度區分離，在較寬的溫度范圍內獲得針狀鐵素體，同時控制貝氏體的轉變溫度范圍，因此可以有效控制彎管制作過程中的脆性組織含量，從而提高韌性。

圖3示出了采用新開發焊絲制成的埋弧直縫管、以及熱煨彎管的典型焊縫組織。彎管中保留了大部分韌性較好的鐵素體，只有少量的脆性貝氏體組織。

原焊絲與彎管配套焊絲焊管試驗的焊縫低溫沖擊韌性結果如表2所示。相比原焊絲，配套焊絲提高了直縫管的低溫沖擊韌性，并且使彎管焊縫-20 ℃沖擊吸收能量由原焊絲的最低31 J提高到最低131 J，也說明采用新焊絲能有效控制脆性組織的轉變，同時配套焊絲的-40 ℃焊縫沖擊吸收能量也遠優于標準要求。

2.1.3 低溫管線鋼配套焊絲

在中國境內建設的油氣輸送管道對鋼管的沖擊性能是滿足-10 ℃或-20 ℃沖擊吸收能量要求的；但在俄羅斯或北極圈附近建造的管道則會有-40 ℃沖擊吸收能量要求，以確保鋼管在嚴寒凍土地帶的安全性能[10]。X80級別的管線鋼K65（俄羅斯牌號）在俄羅斯的需求量大[11]，目前每年約出口5萬噸K65管線鋼，但以往由于沒有配套焊絲，而只能采用原國內X80焊管所用焊絲，生產的焊管其焊縫金屬的夏比沖擊性能不能滿足要求。

在系統調查焊縫化學成分、母材鋼板化學成分和焊接工藝對焊縫組織和低溫沖擊韌性影響規律基礎上，對原有焊絲成分進行了重新設計；通過優化Ni， Mo， Ti， B元素比例，以及C， Mn， Si和O含量比例控制，實現了焊縫金屬低溫沖擊韌性提高。用戶制管試驗結果見表3，采用配套焊絲焊制的K65管線鋼的焊縫-40 ℃沖擊吸收能量單值最低180 J，均值196 J，遠超標準要求，且韌脆轉變溫度低于-60 ℃，能夠確保管道的安全。

2.2 高強高韌氣體保護焊絲鋼

2.2.1 船舶和海工鋼配套氣體保護焊絲

隨著船舶和海工行業的迅猛發展，含有Ni， Cr和Mo等合金元素的高強低溫鋼得到了廣泛應用；該類鋼需要同時滿足高強度、高韌性、抗層狀撕裂及耐腐蝕性能。該類鋼通常采用進口藥芯氣體保護焊絲進行焊接加工，不但價格昂貴，而且供貨周期長，制約了行業的發展。因此，開發適用于海工鋼焊接的實心氣體保護焊絲，取代長期依賴的藥芯焊絲，是國內海工鋼配套焊接材料的發展趨勢[12，13]。

在原有低級別海工鋼配套焊絲鋼盤條ER55/62-G基礎上，系統研究了Ni， Cr和Mo等合金元素對焊縫金屬的強度和低溫沖擊韌性的影響，研發了配套國內高強度海工鋼EQ56/70的氣體保護焊絲鋼盤條ER69/76-G，該產品兼顧焊絲的制作加工性能（拉拔性能、酸洗時氧化皮脫落容易程度、盤條表面質量）以及焊接工藝性能（飛濺大小、焊縫成形質量、焊縫的耐腐蝕性能）。

采用新焊絲ER69/76-G進行海工鋼板焊接試驗，焊縫組織對比原焊絲如圖4所示。

由圖4可知，新焊絲的焊縫組織中晶界鐵素體尺寸和數量相比明顯減少，并未出現如ER55/62-G中的側板條鐵素體和魏氏體組織，也說明了調整后的合金元素對焊縫組織的細化作用[14]。

新焊絲的焊縫力學性能如表4所示，采用ER69/76-G焊制的焊縫強度能滿足海工鋼EQ56/70的標準要求，-20 ℃的低溫沖擊吸收能量大于80 J，反應了良好的低溫韌性。

2.2.2 Cr-Mo系耐熱鋼配套焊絲

低合金Cr-Mo系耐熱鋼廣泛應用于煉油化工、煤化工、化肥等石油化工行業設備的制造，常見的Cr-Mo系低合金耐熱鋼品種有1.25Cr0.5Mo， 2.25Cr1Mo和2.25Cr1MoV，國內已有一些企業具有該類鋼板生產能力，但與之配套的焊絲卻長期依賴于日本神鋼、德國伯樂蒂森、法國SAF等少數國外品牌[15]。

近年來，國內已有廠家嘗試開發了一些Cr-Mo系耐熱鋼配套焊絲；但產品普遍存在以下問題：其一是焊絲成分、力學性能不穩定；其二是焊絲鋼盤條強度過高不易拉拔制絲。針對以上問題，沙鋼進行了該類焊絲鋼研制。由于此類設備服役溫度高達500 ℃，為了保證焊縫的耐高溫性能和抗回火脆性，配套焊絲嚴格控制成分，特別是P， Sb， Sn和As等雜質元素含量。同時，通過CCT行為研究確定盤條軋制及冷卻過程的各個參數，包括吐絲溫度、Stelmor緩冷速度和集卷溫度等，使其具有較高的抗拉強度和斷后伸長率，從而保證盤條在制絲過程中容易拉拔且不易斷絲。

批量生產供貨的盤條及加工成焊絲后，通過焊接得到的熔敷金屬組織如圖5所示。軋制盤條鐵素體和貝氏體含量較多，少量珠光體，沒有出現如原盤條中的馬氏體，從而降低了強度。熔敷金屬以密集的晶內針狀鐵素體為主，能保證較好的強韌度。

采用配套焊絲焊接Cr-Mo系耐熱鋼板，焊接接頭經焊后熱處理690 ℃×2 h后的焊縫性能如表5所示，在保證足夠強度的基礎上，焊縫的-25 ℃沖擊吸收能量均值可達196 J，遠超標準要求。

2.3 大熱輸入量焊接專用焊絲

為了提高結構建造效率，多絲埋弧焊、氣電立焊和電渣焊等大熱輸入量焊接方法逐漸在建筑、造船和橋梁等大型鋼結構領域得到應用。可抵抗大熱輸入焊接鋼板的研發已得到了鋼鐵生產企業的重視[16-19]，但鮮有相關配套焊接工藝和材料（焊絲）的研發報道。沙鋼在成功開發可抵抗大熱輸入量焊接的船板鋼EH36/40-W150和建筑橋梁鋼Q390/420DW[20，21]的基礎上，還進行了配套焊接工藝和材料的研發。

2.3.1 電渣焊配套焊絲

電渣焊是一種垂直高效的焊接方法，其焊接熱輸入量可達300～800 kJ/cm，常用于建筑、橋梁結構的大長度立焊縫焊接以提高焊接效率[22，23]。與氣體保護焊接方法相比較，電渣焊有以下特點：①熔池尺寸大；②熔池停留時間長；③焊縫稀釋率大。這使得電渣焊接頭冷卻速度慢，焊縫和熱影響區的組織容易粗化，進而使沖擊韌性惡化。為克服上述缺點，電渣焊需專用焊絲以確保焊縫金屬的沖擊性能滿足要求[24]。

通過分析電渣焊焊縫和熱影響區沖擊性能惡化的原因，調查組織與性能的關系，在系列試驗和試生產的基礎上，沙鋼成功研發了電渣焊配套焊絲SG-S1（φ1.6 mm）。該焊絲嚴格控制微合金元素含量及適當的雜質元素含量，利用Mg，Ca等微合金元素生成細小、彌散、高熔點氧化物質點，Ti，B等微合金元素形成氮化物或硫化物，這些質點均對晶界具有釘扎作用，抑制焊縫晶界鐵素體長大，同時又不影響晶內鐵素體的形核能力，從而改善焊縫金屬的強度和韌性；同時，焊縫金屬在高溫作用下向熱影響區擴散Ti，B元素，由此生成的TiN，BN同樣可以細化粗晶區晶粒，促進晶內鐵素體的生成，從而改善強度和韌度[25]。

采用該焊絲進行電渣焊試驗，板厚60 mm，熱輸入量為535 kJ/cm，焊接接頭宏觀金相及微觀組織如圖6所示，可見厚板通過電渣焊焊接一次成形質量較好，焊縫組織和熱影響區晶粒尺寸控制較好，晶內分布密集的針狀鐵素體，能夠保證良好的低溫韌度。不同位置的低溫沖擊吸收能量結果如圖7所示，雖然焊縫韌性相比熱影響區略差，但均滿足標準要求。

2.3.2 FCB埋弧焊用焊絲

單面焊雙面成形工藝可一次獲得雙面成形焊縫，避免了因焊接背面焊縫所需的鋼板翻身、清根與焊接工作，大大提高了焊接效率和自動化水平，埋弧焊焊劑銅襯墊（FCB）單面焊雙面成形工藝在造船領域被廣泛應用[26，27]。隨著造船工業的技術發展，FCB法焊接已經在平面分段流水線作業中得到了廣泛應用，但是仍存在焊接接頭沖擊韌性不穩定現象，尤其是在焊接熱影響區的低溫韌性惡化[28，29]。

采用夾雜物控制技術、并利用結晶鋼生產平臺技術、先進的控制軋制和控制冷卻技術，開發出了高焊接性能的系列船板鋼，實現了厚度規格在36 mm以下的鋼板可單道次焊透，且焊接熱影響區的-20 ℃沖擊吸收能量穩定在200 J以上，焊縫金屬的-20 ℃沖擊吸收能量在100 J左右。

為進一步提高焊縫金屬和焊接接頭的整體力學性能，通過系統研究不同焊接輸入量下化學元素Ti， B和Mg等元素對焊縫、熱影響區組織的細化機制，開發了適用于船板鋼FCB焊接的專用焊絲。

新焊絲充分考慮船廠常用焊劑中的元素向焊縫的過渡，嚴格控制Ni， Mo和Ti等合金元素含量，在原有埋弧焊絲基礎上調整B， Si和Ca等含量，以增強焊縫及熱影響區強韌匹配。

采用該焊絲對36 mm厚的DH36鋼板進行的FCB三絲埋弧焊試驗，不同位置的低溫沖擊試驗結果見圖8，各位置的低溫沖擊吸收能量相比標準要求均有較大的富余量。

3 結束語

作為國內領先的棒線材生產研發基地，沙鋼具備焊絲鋼生產的裝備和技術優勢，在裝備方面有電爐和轉爐流程生產工藝技術方案；在技術方面，形成了“雙渣脫磷”和“預脫硫”等純凈鋼生產技術、基于盤條表面氧化皮控制的加熱和軋制技術、降低焊絲產品焊接飛濺的冶煉和軋制技術、用于提高盤條拉拔性能的組織控制的控冷技術等。

借助上述裝備和技術優勢，形成了“實驗室研發—現場生產—用戶試用反饋”三位一體的新品研發體系。在常規產品基礎上，研發了X80/90/100管線用系列埋弧焊絲鋼、550～960 MPa高強韌系列氣體保護焊絲鋼、Cr-Mo耐熱焊絲鋼及大熱輸入用焊絲鋼等多個重點領域新品焊絲鋼。并可根據用戶需求，從焊接冶金、材料學以及冶煉軋制技術等多角度綜合開展新品研制，從而為用戶提供“鋼材+焊材+焊接工藝”綜合解決方案。

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篇（5）

作為最近幾年新興起的一項新型技術，建筑鋼結構工程技術在現代社會已經有了一席之地。在建筑工程中，我們不僅要重視鋼結構的利用，更需要通過了解它的通性和特性來更好地進行鋼結構安裝。同時，我們也要注重現有鋼結構安裝中出現的常見問題，對之加以分析。然后再根據鋼結構安裝中常見問題來尋找相應的方法來采取措施進行質量控制。鋼結構與其他材料相比有著無比的優勢，鋼結構具有強度高、延性好，塑性變形能力強，抗震性好、施工周期短、邊角料可回收等優點，因此在我國大中型工地建設中被大量采用，并呈現出良好的發展前景。本論文通過鋼結構實際應用，介紹了鋼結構的施工質量控制。

1、施工前準備

1.1熟悉施工圖紙

圖紙是工程施工的依據，工程開工前組織項目工程技術人員熟悉工程圖紙以及相關的規范標準、工藝技術條件，充分領會設計意圖。仔細檢查施工圖紙中“錯、漏、碰、缺”，把發現的問題匯總并與業主、設計單位、監理單位一起開會對圖紙進行交底和會審，力爭把問題在施工之前解決，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。

1.2編制施工組織及施工方案

編制施工組織和施工方案時，要針對制作和安裝階段分別編制制作工藝和安裝施工組織設計，其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求，以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施，如關鍵零件的加工方法，主要構件的工藝流程、工藝措施，所采用的加工設備、工藝裝備等。安裝施工組織設計內容應包括吊裝機械的選擇、流水作業程序、吊裝方法、平面布置、進度計劃、勞動組織、質量標準及安全措施等。從人、機、料、法、環五個方面制定切實可行的具體實施細則，落實計劃，落實組織人員，落實自檢、互檢和專檢。依據相關的規范及標準，編寫詳盡的作業指導書，并在施工前對施工人員進行技術交底。

2、鋼構件制作過程中的質量控制

2.1鋼構件的質量檢查

鋼構件在制作過程中，為保證鋼梁與鋼柱連接處的節點有較好的延性、連接可靠性和幾何尺寸的精確性，制造時，從放樣、下料劃線、切割、組對、焊接均要精心操作。鋼柱及鋼梁需要考慮焊接收縮變形，焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核，確定其翻樣下料的精確長度。

3、鋼結構安裝過程中的質量控制

3.1對螺栓高度的控制

由于鋼結構工程的基礎一般都采用混凝土獨立柱基礎，基礎的混凝土及鋼筋、模板的施工與其他工程的施工工序及方法相同，而基礎獨立柱中預埋的螺栓是質量控制的重點，單個螺栓及每組螺栓之間的間距、高低的偏差，直接影響鋼結構工程的安裝質量。在鋼結構工程中，螺母，螺絲等是必不可少的。而螺母具有很多種類，其中有一種稱為調平螺母。調平螺母與螺栓是相連的。在施工時，施工會對螺栓的外露長度有所要求，因為螺栓的外露高度可以作為其他構件的基準且螺栓是一個很重要的零件。施工方往往為了達到螺栓外露高度的誤差要求，一味的提高螺栓的高度，但這對于螺釘的結構卻產生了影響。在調整螺栓時，在地下埋螺栓的絲扣就被利用，但絲扣是有限的，如果螺栓過高，那么絲扣也相應的被利用，這就會導致調平螺母的行程減小，產生調不下去的問題。這時候，就影響了鋼結構標準高度的調整。通過分析我們了解到，預埋螺栓高度這樣一個細節性問題是十分重要的。因此，施工者在對螺栓高度進行控制時，應該根據圖紙事先算準確螺栓的外露高度還有絲扣的長度。具體按下面三個方面對預埋螺栓的安裝質量進行控制。

3.1.1制作安裝模板

取鋼柱底板大小的鋼板（厚20mm），將鋼板做成安裝模板，鋼板上按鋼柱底板螺栓孔位置、大小開孔，把預埋螺栓插入螺栓孔，并用螺母固定，校正平面位置、標高后固定安裝模板，然后用Ф14～Ф16的鋼筋將螺栓之間及螺栓與基礎鋼筋之間焊接成整體，上下各一道，安裝模板可多次重復使用。這樣單個螺栓的位置、間距及高低就控制在允許的偏差范圍內。如圖-1：

3.1.2螺栓組的固定

在混凝土澆筑前，用經緯儀將螺栓組準確定位，將圖-1安裝模板焊接在柱子基礎的主筋上，固定螺栓鋼筋端頭頂在模板上，上下各一道，這樣每組螺栓之間的間距、高低可控制在允許的誤差范圍內。同時，保護好螺栓絲扣在混凝土澆筑時不被損壞。另外澆筑混凝土時還要嚴格控制，防止螺栓移位，可做角鋼支架等進行加固。

3.1.3做好中間交接

土建工程完工后，對基礎的軸線進行恢復，同時對基礎的標高、螺栓的平面位置、高程進行測量，自檢合格后，組織土建和鋼結構安裝單位進行中間交接驗收。

4、對現場安裝的控制

鋼結構件的安裝過程管控，一般應根據安裝流程，從人、機、料、法、環等方面進行質量控制。

4.1安裝流程

進場構件檢測（含軟件和硬件）——實測軸線位置——鋼柱吊裝、調整——柱間支撐吊裝——鋼梁吊裝、調整——檁條吊裝、調整——墻梁吊裝調整等。

4.2控制要點：

4.2.1首先，從人員資格上進行控制。對安裝項目來講，焊接人員上崗證非常重要。一般要檢查現場施焊者是否具有相應資格焊工證書。對焊工資格控制的原則是：（1）嚴禁無證上崗；（2）必須從事證上考核通過的項目；（3）對合金高強度結構鋼的焊接可以覆蓋碳素結構鋼的焊接；（4）焊接難度大的項目可以覆蓋焊接難度低的項目。

4.2.2對安裝設備進行控制：所謂對安裝設備進行控制，主要是指有計量要求的設備、器具。如：緊固高強螺栓用的扭矩扳手和測量長度用的各種鋼尺以及無損檢測用的探傷機等設備。對此類有計量要求的設備、器具均要經過檢測，要檢查其計量檢定時間、檢定周期，以確定設備是否在檢定有效期內使用，其中鋼結構安裝用鋼尺的精度級別還要求與土建用尺級別一致。因為合格設備是質量合格的基礎，所以，施工過程中要嚴控施工設備，從設備工況上保證安裝質量。

4.2.3對材料的控制：材料包括主材、輔材和螺栓緊固連接件等。主材指鋼材，包括各種型鋼和板材，現今主要是Q345和Q235材質。對主材要檢查其材質證明書各項內容是否符合《低合金高強度結構鋼》（GB/T1591 -2008）和《碳素結構鋼》（GB700-2006）的規定；對有復驗要求的還要檢查化學成分和機械性能試驗報告。輔材包括各種焊材、保護氣體和涂料等，對低氫型焊材、焊劑必須進行烘焙；現場施焊要有保溫桶等保溫措施。對氣體保護焊的輔助氣體，要檢查其合格證，以保證氣體純度滿足使用要求，一般氣體純度體積比不宜低于99.5%，含水量不得超過0.005%（重量比）；防腐及防火涂料除要有質量證明書外，還要有專業權威部門出具的檢測報告；對鋼結構用的高強螺栓、普通螺栓應有產品合格證，對高強螺栓還要檢查其扭矩系數、軸力的復驗報告。

4.2.4對施工方案的控制：主要是看項目施工的施工方案（含《焊接工藝》）是否可行，比如：鋼柱的安裝順序、鋼梁安裝順序、吊車梁的安裝順序、高強螺栓的緊固順序、鋼柱及鋼梁的調整順序、冬季焊接施工的《焊接工藝》、冬季施工調整偏差的技術措施等，從安裝順序和工藝上能否滿足技術要求，能否達到安裝、使用的質量標準。

4.2.5對環境的控制：一般來講，安裝現場比廠內制造環境條件要差。因此，為了保證安裝質量更要加大對環境因素的控制力度。比如：現場風速超過2m/s時，禁止使用氣體保護焊；雨后需烤干構件上的水分方能施焊；環境溫度低于0℃時需采取預熱和保溫措施等。

6.結論

篇（6）

鋼結構在我國工程建設中的應用越來越多，而建筑工程中鋼結構工程因其自身具有跨度大、利用空間寬大、施工進度快、經濟實用等特點而被廣泛應用于多層、大跨度工業廠房及跨度要求較大的公共建筑上，本文就對建筑工程鋼結構施工管理要點進行了分析，在整個鋼結構施工過程中保證了鋼結構工程的安全施工。

一、建筑工程鋼結構施工前準備階段管理

在建筑工程鋼結構施工前期，作為管理人員首先要清楚鋼結構施工的基本流程，熟悉鋼結構工程施工質量驗收規范，要嚴格按照鋼結構施工質量要求與驗收規范嚴格檢查施工流程的每個環節，在施工前的準備階段，這些檢查事項主要包括：一是要熟悉相關技術驗收規范、各工序操作要點，通過工序分析掌握重點；二是要審閱并熟悉施工設計圖紙，填寫《圖紙自審記錄》，編寫施工組織設計或施工方案、冬雨季施工技術措施，報送上級及有關部門審批；三是要督促各級技術負責人進行技術交底，有必要時還要邀請監理直接參加施工單位的技術交底，而且務必使操作人員掌握工藝技術要領和質量標準；四是試材料、構件、半成品進場后要按規定取樣、送試并反饋質量檢驗狀況。

二、建筑工程鋼結構施工階段的管理

1、質量管理

一方面要加強對原材料和構件的質量控制，目前，隨著材料市場競爭壓力的不斷增大，大部分鋼構件的加工已經實行工廠化生產，有很多生產廠商為了獲得更高的經濟利益，開始進行各種投機活動，生產各種偽劣產品，尤其是一些未取得生產許可證的生產廠，其產品質量大部分是不合格的，甚至是劣質的，而這些不合格的建筑產品充斥著整個建筑材料市場，即使有些建筑材料廠已經取得了生產許可證，但有些廠家的產品質量還是不合格，因此，對鋼結構原材料和構件的質量驗收是非常重要的，我們在進行原材料和構件的采購時，要搜集大量資料，綜合各方面的信息，嚴格把握材料和構件的質量標準、使用性能，進行抽樣檢查，看是否符合施工要求，不能出現運到現場的原材料和構件與訂貨前的樣品不符合的現象；在原材料和構件進場時，施工單位則必須要做好驗收工作，要及時檢查材料、構件合格證及各種檢驗報告，而且各種構件必須具備廠家批號和出廠合格證，還要對材料和構件的外觀質量進行檢查驗收，看是否符合設計及相關規范要求，檢驗合格后再進行施工；一方面要強化對鋼構件安裝過程的質量控制，在鋼構件的安裝過程中，我們主要要控制好柱、梁和螺栓的安裝，這是保證整個工程質量的關鍵，在安裝柱、梁時，要確保柱是垂直的，且不會發生位移，在柱底板下的墊鐵要墊實、墊平，鋼結構主體結構的垂直度和整體平面彎曲度要合理，在鋼結構工程中，所使用的螺栓主要有普通螺栓和高強螺栓，在安裝之前，要嚴格仔細核對螺栓的大小、長度、標高及位置，在安裝過程中，還要保證接觸面平整，高強螺栓應自由穿入，不得敲打，在緊固螺栓時應沿著同一個方向進行，不要欠擰或者超擰螺栓，每天安裝完畢后都要進行逐個檢查，對不合格的要進行補擰或者更換；一方面要對鋼結構焊接過程的質量控制，在鋼結構的施工過程中，鋼結構焊接質量的好壞對鋼構件的安全使用具有直接影響，因此，在進行鋼結構焊接前，首先要嚴格檢查焊條的合格證，按說明書要求進行使用，依據焊接工藝評定報告，結合實際焊接施工經驗制訂相應的焊接工藝規程，讓每位焊工熟悉牢記其主要內容，按照設計要求嚴格選用合格焊條，焊縫表面不得出現裂紋、焊瘤等，按規定的順序和部位進行焊接，有時候遇到比較惡劣的天氣時，我們也不能盲目行事，應確定施工時是否需要采取預熱措施，制定具體的預熱方法，預熱溫度及范圍后

再進行焊接，當發現有不合格的焊縫時，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，在搭設方面：搭設腳手架時需要結合施工方案制定的標準進行，當搭設方案設計好后必須要交給工單位分管負責人審批簽字，并提交給項目分管負責人檢查驗收，當確定方案合格之后才能投入具體操作；一方面是鋼結構吊裝安全管理，吊裝鋼結構施工工藝異常復雜，高空作業頻繁且危險性系數高，在必要時可專設立鋼結構吊裝施工專項管理小組，鋼結構的吊裝安全管理重大的危險源就是高空作業，高空作業的安全帶是確保施工人員在高空作業安全的必要條件，所以所有參加高空作業的施工人員必需佩戴合格的安全帶，且嚴格按要求使用，而安全帶只是物的一種安全形式，還需要結合對人的安全行為以及安全管理并考慮環境的影響因素從而有效的進行鋼結構吊裝安全的管理；一方面要加強吊裝現場安全管理，在鋼結構吊裝時，為防止人員、物料和工具墜落或飛出造成安全事故，需鋪設安全網，在接柱處要設操作平臺，而且平臺周邊應有操作人員的護身圈或護欄裝置，在吊裝柱子前，要先將登高鋼梯固定在鋼柱上，六級以上大風和雷雨、大霧天氣，應暫停露天起重和高空作業；一方面是在工程施工中要加強安全管理，其每個環節都需要管理人員加以控制，這樣可以保證施工過程的順利進行，消除各種意外事故及不利影響，將事故發生的概率降低到合理水平，保證工程順利實施，安全施工是鋼結構施工中的重要環節，高層鋼結構施工的特點是高空、懸空作業點多，所以為了杜絕安全事故的發生，施工現場應成立安全監督小組，各專業均設立了專職安全員，嚴格工序安全管理，制定周密完善的安全生產文明施工管理條例和考核辦法，對職工也要進行定期的安全教育，樹立“安全第一”的思想，并采用經濟手段，切實加強施工人員的安全意識。

三、竣工驗收的質量與安全管理

對于鋼構件的質量驗收：除了按明細表核查數量，并進行外觀感官、幾何尺寸、合格證檢查外，還要檢查的資料有：鋼材材質的復試單（原件）：鋼材的材質證明（復印件須蓋生產單位公章，還需說明原件的存放地）；無損檢測報告（原件），而且在竣工驗收中，應做到：由現場管理部門作好建設單位及有關部門的協調，確定竣工驗收的時間、地點、方式；竣工驗收前現場管理部門做好現場衛生清理工作，安裝工程的資料匯總及整理工作并出具鍛工報告》、缸程綜合評定茅奪及其它資料；在竣工驗收后，還應將竣工資料送交建設單位及質監單位簽字確定工程等級，并送至相關部門存檔。

結束語：

綜上所述，要徹底改變建筑鋼結構工程質量與安全，就需要從設計、制作、安裝施工、驗收、維護保養等方面層層把關，才能保障其質量和安全等指標的達標和穩定，所以，鋼結構制作工廠、安裝企業、建筑工程施工與設計部門的技術和管理人員，在鋼結構施工、驗收、監督、監理等過程中，應該發揮合力作用，才能達到滿意的效果。

篇（7）

名：級：號：績：

2011．4

常用建筑裝飾鋁合金材料種類及其特征性

——鋁合金材料種類及其特征

學（

生：

學

號：）

常州工學院

摘要：鋁是一種比較年輕的金屬, 其整個發展歷史也不過200年, 而

有工業生產規模僅僅是20世紀初才開始的。但是由于一系列優良特性，以及高的回收再生性，因此，在工程領域內, 鋁一直被認為是“機會金屬”或“希望金屬”, 鋁工業一直被認為是“朝陽工業”。發展速度非常快, 鋁材已廣泛用于交通運輸、包裝容器、建筑裝飾、航空航天、機械電器、電子通訊、石油化工、能源動力、文體衛生等行業, 成為發展國民經濟與提高人民物質和文化生活的重要基礎材料。在國防軍工現代化、交通工具輕量化和國民經濟高速持續發展中

占有極為重要的地位, 是許多國家和地區的重要支持產業之一。特別是當今世界人類的生存和發展正面臨著資源、能源、環保、安全等問題的嚴峻挑戰, 加速發展鋁工業及鋁合金材料加工技術更有著重大的

戰略意義。

關鍵詞：鋁合金概念用途分類特性應用

一、鋁合金概要

以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次于鋼。

鋁合金的用途也非常廣泛。鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的，如鋁—錳合金、金、鋁—鋅—鎂比純鋁具有性能：易加性高、用范裝飾效

色豐富。鋁合金分硬鋁、超硬鋁等種類，各種使用范圍，并有各自的代號，以供使

鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合

—銅系超硬鋁合金。鋁合金

更好的物理力學

工、耐久

適圍廣、果好、花為防銹鋁、類均有各自的用者選用。

而且鋁合金仍然保持了質輕的特點，機械性能明顯提高。鋁合金材料的應用有以下三個方面：一是作為受力構件；二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料；三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化

處理后可以進行著色的特點，制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工，制成各種裝飾板材、型材，作為裝飾材料。

鋁合金是應用最廣的一種防銹鋁，它的強度不高，不能熱處理強化，在退火狀態下有高的塑性，而蝕性好，焊接性好，切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等；線材可制作鉚釘。

二、鋁合金分類及應用

鋁合金種類很多，用于建筑裝飾的鋁合金是變形鋁合金中的鍛鋁合金（簡稱鍛鋁，代號LD）。鍛鋁合金

是鋁鎂硅合金（AI——Mg——St合

金），其中度，沖擊韌可以高速擠壁、中空的各結構復雜的性能和耐蝕性十分光潔，并且

AI—Mg—St系合金中應用最為廣泛的合金品種。

鋁合金按照成分可以分為以下幾種：一般鋁合金、鍛鋁合金、鈹鋁合金、銀鋁合金、硬鋁合金、鎳鋁合金、稀土鋁合金、銀錳鋁合

的LD31具有中等強性高，熱塑性極好，壓成結構復雜、薄種型材或鍛造成鍛件。LD31的焊接優良，加工后表面容易著色，是

金、金鈀鉻鋁合金、金鈀鉬鋁合金、金鈀鐵鋁合金等。例：典型牌號有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。其中LD2-2具有良好的塑性，冷、熱態都易成形。廣泛用于制造中等強度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。LD10又稱高強度硬鋁，與LY12合金的強度相當，鍛造性能較LY12好，有良好的塑性，有較好的耐熱性和可焊性，但材料的縱向和橫向性能差距較大。可加工成管、棒、型、線及鍛主要用作高負荷的件。LD30和LD31中等強度，有良好的和優良的可焊性、抗性，無應力腐蝕裂傾

件，結構具有塑性蝕向，

可陽極氧化。適合作建筑裝飾型材及各種需要良好耐蝕性要求的結構件、工業材。

鋁合金按照工藝可以分為：防銹鋁合金、低溫鋁合金、超硬鋁合金、變形鋁合金、耐熱鋁合金、特殊鋁合金、鑄造鋁合金。例：防銹鋁是熱處理不可強化合金，只能通過冷加工來強化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等強度良好的塑性和抗蝕性。超硬鋁典型牌號有LC4，亦稱超高強度硬鋁，擠壓件室溫下的抗拉強度不小于539MPa 。主要用于航空工業，飛機結構中主要受力元件。

鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。

鋁合金的廣泛應用：鋁合金門窗、鋁合金百頁窗簾、鋁合金裝飾板、鋁箔、鎂鋁飾板、鎂鋁曲板、鋁合金吊頂材料、鋁合金欄桿、扶手、屏幕、格柵等。

例如：鋁箔是指用純鋁或褳合金加工成的薄片制品。鋁箔有很好的防潮性能和絕熱性能，所以鋁箔以全新的多功能保溫隔熱材料和防潮材料廣泛用于建筑業；如卷材鋁箔可用作保溫隔熱窗簾，板材鋁箔（如鋁箔波形板、鋁箔泡沫塑料板等）常用在室內，通過選擇適當色調圖案，可同時起很好裝飾作用。

三、鋁合金特征性

從總體來說：鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm3),具有良好的強度和塑性，鋁的導電性能和導熱性能都很好，化學性質也很活潑，暴露于空氣中，表面易于生成一層氧化鋁薄膜，保護下面金屬不再受到腐蝕，所以鋁在大氣中耐蝕性較強，但因薄膜極薄，因而其耐蝕性有一定限度。純鋁具有很好的塑性，可制成管、棒、板等。

但鋁的強度和硬度較低。鋁的拋光表面對白光的反射率達80％以上，對紫外線、紅外線也有較強的反射能力。鋁還可以進行表面著色，從而獲得具有良好的裝飾效果。鋁合金具有較好的強度，超硬鋁合金的

強度可達600Mpa，普通硬鋁合金的抗拉強度也達200-450Mpa，它的比鋼度遠高于鋼，因此在機械制造中得到廣泛的運用。

鋁的導電性僅次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導線。鋁具有良好的導熱性，可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性，適合于各種壓力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來

提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現強化，它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。

可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金和鋁鋅合金。

然而總體特性有以下一些：

1:質輕：鋁的比重為鋼鐵的三分之一,在運輸工具及自動化設備上扮演極其重要的角色。

2:強度:利用各種合金這添加和軋延,鍛壓及不同等級這熱處理制程,可生成之強度達HB25°-HB167°之各種鋁合金產品。3:耐蝕性:鋁在自然環境中,表面會自然形成薄層之氧化膜,可阻絕空氣中氧避免進一步氧化,具有優良之耐腐蝕性.鋁表面如再經各種不同層次之處理,其耐腐蝕性更佳,可適用于較為惡劣之環境。

4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成較為

軟質之鋁合金,適用于各種成型加工及折彎,沖壓,深沖等加工.。

5:導電性:鋁的導電性為銅之60%,但重量僅為銅的三分之一,相同重量之鋁其導電度為銅之二倍,故以導電度計算,鋁的成本遠低于銅。

6:導熱性:鋁的熱傳導性極佳,故在電器,電子散熱系統及家庭五金,熱交換器上被廣泛使用。

7:加工性:鋁的加工特性佳可被加工成棒,線.擠型,片,板,塑型材,供各種用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列鋁合金,可做精密

車,銑.被廣泛用于航太,電子,機械零組件,自動化生產及高科技設備

等。

8:耐熱：一般鋁合金均不耐高溫,且在高溫狀態下會生成變形,但在研究人員的努力下,已研發出可耐高溫達427℃不變形的新鋁合金材料。

9:無毒性:鋁不具毒性,在食品容器及食品包裝材料如鋁罐,鋁箔包(利樂包)等,應用極多。

10:環保性:鋁之價格較一般鐵.鋼材高,但易于回收重熔使用.為當前最環保之金屬材料。

11:表面處理:鋁具有優良之表面處理性,包括陽極處理,涂覆,電鍍等等，尤其陽極處理可利用不同之化學染劑生成各種色彩及高硬度之皮膜。

12:無低溫特性：鋁在超低落溫之狀態下,無一般碳鋼的脆化問題。

四、鋁合金應用

鋁與鋁合金由于自身的優良特性，所以用途非常廣。比如：航空航天用鋁材用于制作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和

起落架支柱，以及火箭鍛環、宇宙飛船壁板等。交通運輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結構件材料，車門窗、

貨架、汽車發動機零件、空調器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強度、優良的工藝性能和焊接性能，主要廣泛用于建筑物構架、門窗、吊頂、裝飾面等。

下面就根據鋁合金的特性介紹下廣泛的用途。

1：應用最廣的一種防銹鋁（代號LF21），它的強度不高，不能熱處理強化，在退火狀態下有高的塑性，而蝕性好，焊接性好，切削

加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等；線材可制作鉚釘。而且耐蝕性高、焊接性能好。導

熱性、導電性比純鋁低得多。可用冷變形加工進行強化而不能熱處理強化。適用于作焊接結構件。

2：硬鋁，有較高的強度，熱變形時塑性高，可熱處理強化，在淬火及人工時效狀態下使用，在退火和剛淬火狀態下塑性中等，點焊性能好，氣焊和氬弧時有裂紋傾向，抗蝕性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退火后低。切削加工性良好，耐蝕性比LD7、LD8耐熱鍛鋁較好，在擠壓半成品中，有形成粗晶環的傾向，用于制造在較高溫度下工作的承力結構件。

3：高強度鋁合金，在退火和剛淬火狀態下的可塑性中等，可熱

處理強化，通常在淬火、人工時效狀態下使用，此時得到的強度比一般硬鋁高得多，但塑性較低，有應力集中傾向，點焊性能良好，氣焊不良，熱處理后的切削加工性良好，退火狀態稍差，LC9板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應力腐蝕性能稍優于LC4。用于制造承力構件和高載荷零件等

4：高強度鍛鋁，熱

態下有高的可塑性，易

于鍛造、沖壓，可熱處

理強化，工藝性能較

好，抗蝕性也較好，但

有晶間腐蝕傾向，切削

加工性和點焊、滾焊、

接觸焊性能良好，電焊、氣焊性能不好。用于制造形狀復雜和中等強度的鍛件和沖壓件等。

還有中等強度鋁，在熱態和退火狀態下可塑性高，易于鍛造、沖壓，在淬火和自然狀態下具有LF21一樣好的耐蝕性，易于點焊和氫原子焊，氣焊尚可。切削加工性在淬火時效后尚可。用于制造塑性和高耐蝕性、中等載荷的零件以及形狀復雜的鍛件。

五、結束語

在當今科技高度發展的世界，生活中運用的建筑材料越來越多，

并且質量越來越好，優點越來越多，更加滿足了人們的生活需求。我相信在以后的日子里，人們會更加努力的去探索、去發現研究這一類更能滿足人們生活需求的建筑裝飾材料。

參考文獻：

《電解法生產鋁合金》；

《鋁合金、鋁合金制品擠壓成形與表面處理》；