时间：2022-04-30 17:21:44
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我们研制的是添加TiN的Ti(C，N)基金属陶瓷。由于TiC比WC具有更高的硬度和耐磨性，TiN的加入可起到细化晶粒的作用，故Ti(C，N)基金属陶瓷可表现出比WC基或TiC基硬质合金更为优越的综合性能。这种新型金属陶瓷刀具材料的广泛应用是以其成功的连接技术为前提的，国内外对陶瓷与金属的连接开展了不少的研究，但对于金属陶瓷与金属连接的技术研究较少，以致于限制了Ti(C，N)基金属陶瓷材料在工业生产中的广泛应用。常用的连接陶瓷与金属的焊接方法有真空电子束焊、激光焊、真空扩散焊和钎焊等。在这些连接方法中，钎焊、扩散焊连接方法比较成熟、应用较广泛，过渡液相连接等新的连接方法和工艺正在研究开发中。本文在总结各种陶瓷与金属焊接方法的基础上，对金属陶瓷与金属的焊接技术进行初步探讨，在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时，指出其优缺点和有待研究解决的问题，以期推动金属陶瓷与金属焊接技术的研究，进而推广这种先进工具材料在工业领域的应用。
Ti(C，N)基金属陶瓷性能特点及应用现状
Ti(C，N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一类新型工模具材料。按其组成和性能不同可分为：①成分为TiCNiMo的TiC基合金；②添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金属(如Co)的强韧TiC基合金；③添加TiN的TiCTiN(或TiCN)基合金；④以TiN为主要成分的TiN基合金。
Ti(C，N)基金属陶瓷的性能特点如下：
(1)高硬度，一般可达HRA91～93.5，有些可达HRA94～95，即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。
(2)有很高的耐磨性和理想的抗月牙洼磨损能力，在高速切削钢料时磨损率极低，其耐磨性可比WC基硬质合金高3～4倍。
(3)有较高的抗氧化能力，一般硬质合金月牙洼磨损开始产生温度为850～900℃，而Ti(C，N)基金属陶瓷为1100～1200℃，高出200～300℃。TiC氧化形成的TiO2有作用，所以氧化程度较WC基合金低约10%。
(4)有较高的耐热性，Ti(C，N)基金属陶瓷的高温硬度、高温强度与高温耐磨性都比较好，在1100～1300℃高温下尚能进行切削。一般切削速度可比WC基硬质合金高2～3倍，可达200～400m/min。
(5)化学稳定好，Ti(C，N)基金属陶瓷刀具切削时，在刀具与切屑、工件接触面上会形成Mo2O3、镍钼酸盐和氧化钛薄膜，它们都可以作为干剂来减少摩擦。Ti(C，N)基合金与钢不易产生粘结，在700～900℃时也未发现粘结情况，即不易产生积屑瘤，加工表面粗糙度值较低。
Ti(C，N)基金属陶瓷在具有良好综合性能的同时还可以节约普通硬质合金所必需的Co、Ta、W等贵重稀有金属材料。随着人类节约资源推行“绿色工业”进程的加快，Ti(C，N)基金属陶瓷必会成为一种大有前途的工具材料。目前，Ti(C，N)基金属陶瓷材料得到世界各国尤其是日本的广泛深入研究，一些国家已在积极应用和推广这种刀具材料，世界各主要硬质合金生产厂家都推出了商品牌号的含氮金属陶瓷。如日本三菱综合材料公司开发的NX2525牌号超细微粒金属陶瓷的硬度达到92.2HRA，抗弯强度达2.0GPa，兼具高硬度和高韧性。我国在“八五”期间也成功研制出多种牌号的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，并批量上市，现已发展成为独立系列的一类刀具材料。
金属陶瓷与金属焊接的技术方法
在工业加工生产中，切削加工刀具的刀片与刀杆的连接方式有两种：焊接式和机夹式。刀具的刀片和刀杆连接的好坏直接影响刀具的使用寿命。宋立秋等通过实验研究表明：选用焊接式连接刀片和刀杆时，刀具耐用度高；选用机夹式时，刀具耐用度低。由于Ti(C，N)基金属陶瓷属于脆性材料，熔点比金属高，其线膨胀系数与金属相差较大，使得Ti(C，N)基金属陶瓷刀片与刀杆焊后接头中的残余应力很高，加之与金属的相容性较差，使得金属陶瓷与金属的焊接性较差，一般焊接方法和工艺很难获得满意的焊接接头，目前，采用钎焊和扩散焊对金属陶瓷与金属进行连接已获得成功。随着研究的不断深入，又出现了许多新方法及工艺，以下在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时，指出其优缺点和研究方向。
1熔化焊
熔化焊是应用最广泛的焊接方法，该方法利用一定的热源，使连接部位局部熔化成液体，然后再冷却结晶成一体。焊接热源有电弧、激光束和电子束等。目前Ti(C，N)基金属陶瓷熔化焊主要存在以下两个问题有待解决：一是随着熔化温度的升高，流动性降低，有可能促进基体和增强相之间化学反应(界面反应)的发生，降低了焊接接头的强度；另一问题是缺乏专门研制的金属陶瓷熔化焊填充材料。
1)电弧焊
电弧焊是熔化焊中目前应用最广泛的一种焊接方法。其优点是应用灵活、方便、适用性强，而且设备简单。但该方法对陶瓷与金属进行焊接时极易引起基体和增强相之间的化学反应(界面反应)。由于Ti(C，N)基金属陶瓷具有导电性，可以直接焊接，对Ti(C，N)基金属陶瓷与金属电弧焊的试验研究表明是可行的，但需要解决诸如界面反应、焊接缺陷(裂纹等)和焊接接头强度低等问题。
2)激光焊
激光焊是特殊及难焊材料焊接的一种重要焊接方法。由于激光束的能量密度大，因此激光焊具有熔深大、熔宽小、焊接热影响区小、降低焊件焊接后的残余应力和变形小的特点，能够制造高温下稳定的连接接头，可以对产品的焊接质量进行精确控制。激光焊接技术已经成功应用于真空中烧结的粉末冶金材料。据报道，Mittweida激光应用中心开发了一种双激光束焊接方法。它用两束激光工作，一束激光承担工件的预热，另一束激光用于焊接。用这种双激光束焊接方法可以实现各种几何体的连接，并且不会降低原材料的强度和高温性能，焊接时间仅需数分钟。该方法可有效防止焊接过程中热影响区裂纹的产生，适用于Ti(C，N)基金属陶瓷与金属的焊接，但对工装夹具、配合精度及焊前准备工作要求较高，设备投资昂贵，运行成本较高，需要进一步提高其工艺重复性和可靠性。
3)电子束焊
电子束焊是一种利用高能密度的电子束轰击焊件使其局部加热和熔化而焊接起来的方法。真空电子束焊是金属陶瓷与金属焊接的有效焊接方法，它具有许多优点，由于是在真空条件下，能防止空气中的氧、氮等的污染；电子束经聚焦能形成很细小的直径，可小到Φ0.1～1.0mm的范围，其功率密度可提高到107～109W/cm2。因此电子束焊具有加热面积小、焊缝熔宽小、熔深大、焊接热影响区小等优点。但这种方法的缺点是设备复杂，对焊接工艺要求较严，生产成本较高。目前针对Ti(C，N)基金属陶瓷与金属的电子束焊接技术还处于实验阶段。
2钎焊
钎焊是把材料加热到适当的温度，同时应用钎料而使材料产生结合的一种焊接方法。钎焊方法通常按热源或加热方法来分类。目前具有工业应用价值的钎焊方法有：(1)火焰钎焊；(2)炉中钎焊；(3)感应钎焊；(4)电阻钎焊；(5)浸渍钎焊；(6)红外线钎焊。钎焊是Ti(C，N)基金属陶瓷与金属连接的一种主要焊接方法，钎焊接头的质量主要取决于选用合适的钎料和钎焊工艺。李先芬等对Ti(C，N)基金属陶瓷与45号钢采用铜基、银基钎料分别进行了火焰钎焊试验和在氩气保护炉中钎焊试验。火焰钎焊条件下，以H62为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa，以BAg10CuZn为钎料的接头的剪切强度达114MPa，以BCuZnMn为钎料的接头的平均剪切强度49MPa；在氩气保护炉焊条件下，以H62为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa，以Ag72Cu28为钎料的接头的平均剪切强度为51MPa。通过观察和分析钎焊接头的结合情况及剪切试验，表明Ti(C，N)基金属陶瓷具有较好的钎焊性。但由于接头界面处金属陶瓷中存在残余应力，导致剪切试验时均断在金属陶瓷上，且钎焊接头的剪切强度不高。张丽霞等采用AgCuZn钎料实现了TiC基金属陶瓷与铸铁的钎焊连接。近年来还利用非晶技术研制成功了新的含钛合金系，如CuTi、NiTi合金，可以直接用来钎焊陶瓷与金属，其接头的工作温度比用银铜钎料钎焊的要高得多。目前，金属陶瓷钎焊需要解决如何降低或消除界面处金属陶瓷中的残余应力和提高接头强度的问题。
3压焊
压焊时基体金属通常并不熔化，焊接温度低于金属的熔点，有的也加热至熔化状态，仍以固相结合而形成接头，所以可以减少高温对母材的有害影响，提高金属陶瓷与金属的焊接质量。
1)扩散焊
扩散焊是压焊的一种，它是指在相互接触的表面，在高温压力的作用下，被连接表面相互靠近，局部发生塑性变形，经一定时间后结合层原子间相互扩散而形成整体的可靠连接过程。扩散焊包括没有中间层的扩散焊和有中间层的扩散焊，有中间层的扩散焊是普遍采用的方法。使用中间层合金可以降低焊接温度和压力，降低焊接接头中的总应力水平，从而改善接头的强度性能。另外，为降低接头应力，除采用多层中间层外，还可使用低模数的补偿中间层，这种中间层是由纤维金属所组成，实际上是一块烧结的纤维金属垫片，孔隙度最高可达90%，可有效降低金属与陶瓷焊接时产生的应力。扩散焊的主要优点是连接强度高，尺寸容易控制，适合于连接异种材料。关德慧等对金属陶瓷刀刃与40Cr刀体的高温真空扩散焊接实验表明，金属陶瓷与40Cr焊接后，两种材料焊合相当好，再对40Cr进行调质处理，界面具有相当高的强度，焊接界面的抗拉强度达650MPa，剪切强度达到550MPa。扩散焊主要的不足是扩散温度高、时间长且在真空下连接、设备昂贵、成本高。近年来不断开发出了一些新的扩散焊接方法，如高压电场下的扩散焊，该方法借助于高压电场(1000V以上)及温度的共同作用，使陶瓷内电介质电离，在与金属邻近的陶瓷材料内形成了一薄层充满负离子的极化区。此外，由于材料表面的显微不平度，陶瓷与金属间只有个别小点相接触，大部分地区形成微米级的间隙。集结在微小间隙两侧的离子使这些地区的电场急剧升高，此外加电场可增加3～4个数量级。由于异性电荷相吸，使被连接的两种材料相邻界面达到紧密接触(其间距小于原子间距)，随后借助于扩散作用，使金属与陶瓷得以连接。
2)摩擦焊
摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热，使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊广泛用于同类和异种金属的连接，对于不同类材料陶瓷与金属连接的摩擦焊尚属起步阶段。
3)超声波焊
超声波焊是通过超声波振动和加压实现常温下金属与陶瓷接合的一种有效方法。用此方法焊接铝与各类陶瓷均获得成功，而且接合时间仅需几秒钟。由于此方法的接合能是利用超声波振动，结合面不需要进行表面处理，设备较简单，缩短了焊接时间，其成本比钎焊法大幅度降低。该方法应用于金属陶瓷与金属的焊接还有待于进一步研究。
4中性原子束照射法
中性原子束照射法利用中性原子束照射金属与陶瓷的接合面，使接合面的原子“活化”。物质清洁的表面具有极佳的活性，然而物质表面往往沾有污物或覆盖着一层极薄的氧化膜，使其活性降低。该方法主要是对接合面照射氩等惰性气体的1000～1800eV的低能原子束，从表面除去20nm左右的薄层，使表面活化，然后加压，利用表面优异的反应度进行常温状态下接合，此方法可用于氮化硅等高强度陶瓷与金属的接合。
5自蔓延高温合成焊接法
自蔓延高温合成(SelfpropagatingHightemperatureSynthesis，缩写SHS)技术也称为燃烧合成(CombustionSynthesis，缩写CS)技术，是由制造难熔化合物(碳化物、氮化物和硅化物)的方法发展而来的。在这种方法中，首先在陶瓷与金属之间放置能够燃烧并放出大量生成热的固体粉末，然后用电弧或辐射将粉末局部点燃而开始反应，并由反应所放出的热量自发地推动反应继续向前发展，最终由反应所生成的产物将陶瓷与金属牢固地连接在一起。该方法的显著特点是能耗低，生产效率高，对母材的热影响作用小，通过设计成分梯度变化的焊缝来连接异种材料，可以克服由于热膨胀系数差异而造成的焊接残余应力。但燃烧时可能产生气相反应和有害杂质的侵入，从而使接头产生气孔和接头强度降低。因此，连接最好在保护气氛中进行，并对陶瓷与金属的两端加压。日本的Miyamoto等首次利用SHS焊接技术，研究了金属Mo与TiB2和TiC陶瓷的焊接，试验利用Ti+B或Ti+C粉末作为反应原料，预压成坯后加在两个Mo片之间，利用石墨套通电发热来引发反应，成功地获得了界面结合完整的焊接接头。何代华等采用燃烧合成技术成功地制取了TiB2陶瓷/金属Fe试样，且焊接界面结合良好，中间焊料层Fe的质量百分含量较高时，界面结合优于Fe质量百分含量低的界面结合情况。孙德超等以FGM焊料(功能梯度材料)成功实现了SiC陶瓷与GH4146合金的SHS焊接。目前SHS机理研究尚未成熟，设备开发和应用投资颇大，所以SHS焊接尚未工程化。
6液相过渡焊接法
束流由单一的电子、光子、电子和离子或二种以上的粒子组合而成。属于高功率密度的热源有：等离子弧、电子束、激光束及复合热源激光束+Arc（TIG、MIG、Plasma）。
当前高能束流焊接被关注的主要领域是：①高能束流设备的大型化—功率大型化及可加工零件（乃至零件集成）的大型化。②新型设备的研制，诸如，脉冲工作方式以及短波长激光器等。③设备的智能化以及加工的柔性化。④束流品质的提高及诊断。⑤束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究。⑥束流的复合。⑦新材料的焊接。⑧应用领域的扩展。
1、激光焊接的最新进展
1.1新型激光器
（1）直流板条式（DCSlab）CO2激光器、（2）二极管泵浦的YAG激光器、（3）CO激光器、（4）半导体激光器、（5）准分子激光器。
1.2激光器功率的大型化、脉冲方式以及高质量的光束模式
以美国PRC公司为例，几年前，用于切割的CO2激光器功率主要是1500~2000W，而近期的主导产品是4000~6000W，6000W可切割的不锈钢厚度、碳钢厚度分别为35mm和40mm.
1.3设备的智能化及加工的柔性化
尤其是对YAG激光，由于可用光纤传输，给加工带来了极大的方便。
其主要特点是：①一机多用。②采用一台激光机可进行多工位（可达6个）加工。③光纤长度最长可达60m.④开放式的控制接口。⑤具有远距离诊断功能。
1.4束流的复合
最主要的是激光－电弧复合。深熔焊接时，熔池上方产生等离子体，复合加工时，激光产生的等离子体有利于电弧的稳定；复合加工可提高加工效率；可提高焊接性差的材料诸如铝合金、双相钢等的焊接性；可增加焊接的稳定性和可靠性；通常，激光加丝焊是很敏感的，通过与电弧的复合，则变的容易而可靠。
激光－电弧复合主要是激光与TIG、Plasma以及GMA.通过激光与电弧的相互影响，可克服每一种方法自身的不足，进而产生良好的复合效应。
GMA成本低，使用填丝，适用性强，缺点是熔深浅、焊速低、工件承受热载荷大。激光焊可形成深而窄的焊缝，焊速高、热输入低，但投资高，对工件制备精度要求高，对铝等材料的适应性差。Laser-GMA的复合效应表现在：电弧增加了对间隙的桥接性，其原因有二：一是填充焊丝，二是电弧加热范围较宽；电弧功率决定焊缝顶部宽度；激光产生的等离子体减小了电弧引燃和维持的阻力，使电弧更稳定；激光功率决定了焊缝的深度；更进一步讲，复合导致了效率增加以及焊接适应性的增强。
从能量观点看，激光电弧复合对焊接效率的提高十分显著。这主要基于两种效应，一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度；二是两热源相互作用的叠加效应。
GMA、激光加丝和激光电弧复合三种方法焊接时线能量、焊缝断面以及能量利用率的比较。
Laser-TIGHybrid可显著增加焊速，约为TIG焊接时的2倍；钨极烧损也大大减小，寿命增加；坡口夹角亦减小焊缝面积与激光焊时相近。阿亨大学弗朗和费激光技术学院研制了一种激光双弧复合焊接，与激光单弧复合焊相比，焊接速度可增加约1/3，线能量减小25%.
英国Conventry大学现代连接中心亦有Laser-plasma复合焊接的报导。其优点是：提高焊接速度和熔深；由于电弧加热，金属温度升高，降低了金属对激光的反射率，增加了对光能的吸收。在小功率CO2激光试验基础上，还要在12000WCO2激光以及光纤传输的2kWYAG激光器上进行，并为机器人进行PALW打基础。
1.5激光、工件与保护气体相互作用的研究
1.6铝合金的激光焊接
铝合金由于比强度高、抗腐蚀性好而得以广泛应用。CO2激光焊接铝合金的困难主要在于高的反射率以及导热性好，难以达到蒸发温度、难于诱导小孔的形成（尤其是对Mg含量比较小时）以及容易产生气孔。提高吸收率的措施除了表面化学改性（如阳极氧化）、表面镀层、表面涂层等外，也有用激光－TIG、激光－MIG的报道，其中MIG－DCelectrodeposition方法由于表面的清理作用强和加丝的合金化作用效果为好。
最近，比利时的LCretteur和法国的SMarya对6061铝合金进行了混合气和焊剂的CO2激光焊。在给定的试验条件下表明：70%He+30%Ar、气流方向与焊接方向相反时效果为好；针对穿透焊接时焊缝背面容易产生下垂缺陷，采用75%LiF+25%LiCl的焊剂，起到了祛除氧化、改善熔化金属与背面母材的接合，使背面焊缝具有“上翘”效应，在较宽的参数区间内形成了规整的焊道。对6061铝合金的焊接表明，焊缝强度可达到母材的90%.
1.7激光熔覆
激光熔覆与其它表面改性方法相比，加热速度快、热输入少，变形极小；结合强度高；稀释率低；改性层厚度可精确控制，定域性好、可达性好、生产效率高。
激光熔覆除用于民品外，英、美等国也已用于航空机发动机Ni基涡轮叶片的耐热、耐磨层的熔覆及修复。
2、电子束焊接和等离子弧焊接的最新进展
国外电子束焊接发展可归结为：超高能密度装置研制、设备智能化柔性化、电子束流特性诊断、束流与物质作用机制研究以及非真空电子束焊设备及工艺的研究等。
在日本，加速电压600kV、功率300kW的超高压电子束焊机已问世，一次可焊200mm的不锈钢，深宽比达70：1.
日、俄、德开展了双枪及填丝电子束焊技术的研究。在对大厚度板第一次焊接的基础上，通过第二次填丝来弥补顶部下凹或咬边缺陷；日本采用双抢实现了薄板的超高速焊接，反面无飞溅，成形良好。法国研制成功的双金属和三金属薄带材电子束焊接机也颇引人关注。
关于非真空电子束焊接，德国实现了母材为AlMg0.4Si1.2的旋转件的填丝焊接，加丝材料为AlMg4.5Mn，送丝速度35m/min，焊接速度高达60m/min.该研究在斯图加特大学的25kW电子束焊机上完成。
非真空电子束焊接在汽车制造领域一直倍受重视。例如，手动变速器中同步环与齿轮的非真空电子束焊接，生产率已超过500件/小时。
最近，德国和波兰的学者共同研制了真空电子束焊接时安装于真空室中的非接触测温装置，测量点最小直径1.8mm，主要用于陶瓷和硬质合金的钎焊，该装置可排除随机的热流的干扰，测量精度高。
在等离子弧焊接方面，变极性等离子弧焊以及铝合金穿孔等离子立焊是关注点之一。
3、国内高能束流焊接现状
在国内，高能束流焊接越来越引起更多相关人士诸如焊接、物理、激光、材料、机床、计算机等工作者的关注。国内在设备水平上，与国外有一定差距，但在工艺研究上，水平则较为接近，甚至在某些方面还有自己的特色。
3.1激光焊接
在设备生产与研究上，主要生产千瓦级的CO2激光设备和1千瓦以下的固体YAG激光设备。
国内对激光焊接研究主要集中在激光焊接等离子体形成机理、特性分析、检测、控制、深熔激光焊接模拟、激光-电弧复合热源的应用、激光堆焊等。清华大学从声和电的角度，分析了熔透状态的声信号，提出了激光焊接等离子体的等效电路及电特性数学模型；在抑制等离子体的负面效应方面，清华大学张旭东、陈武柱等提出了侧吸法；国家产学研激光技术中心的肖荣诗、左铁钏提出了双层内外圆管吹送异种气体法；西北工业大学的刘金合提出了外加磁场法。
3.2电子束焊接
我国自行研制电子束焊机始于1960年代，至今已研制生产出不同类型和功能的电子束焊机上百台，并形成了一支研制生产的技术队伍，能为国内市场提供小功率的电子束焊机。
近年来，出现了关键部件（电子枪，高压电源等）引进、其它部件国内配套的引进方式，这种方式的优点是：设备既保持了较高的技术水平，又能大大降低成本，同时还能对用户提供较完善的售后服务。
目前，以科学院电工所的EBW系列为代表的汽车齿轮专用电子束焊机占据了国内汽车齿轮电子束焊接的主要市场份额；我国的中小功率电子束焊机已接近或赶上国外同类产品的先进水平，而价格仅为国外同类产品的1/4左右，有明显的性能价格比优势。
在机理及工艺研究上，北京航空工艺研究所、北京航空航天大学、天津大学、上海交通大学、西北工业大学、中国科学电工所、桂林电器科学研究所、西安航空发动机公司、航天材料及工艺研究所开展的工作涉及熔池小孔动力学、电子束钎焊、接头疲劳裂纹扩展行为、接头残余应力、填丝焊接、局部真空焊接时的焊缝轨迹示教等。
1焊接小车
焊接小车是实现自动焊接过程的驱动机构，它安装在焊接轨道上，带着焊枪沿管壁作圆周运动，是实现管口自动焊接的重要环节之一。焊接小车应具有外形美观、体积小、重量轻、操作方便等特点。它的核心部分是行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。行走机构由电机和齿轮传动机构组成，为使行走电机执行计算机控制单元发出的位置和速度指令，电机应带有测速反馈机构，以保证电机在管道环缝的各个位置准确对位，而且具有较好的速度跟踪功能。送丝机构必须确保送丝速度准确稳定，具有较小的转动惯量，动态性能较好，同时应具有足够的驱动转矩。而焊枪摆动调节机构应具有焊枪相对焊缝左右摆动、左右端停留、上下左右姿态可控、焊枪角度可以调节的功能。焊接小车的上述各个部分，均由计算机实现可编程的自动控制，程序启动后，焊接小车各个部分按照程序的逻辑顺序协调动作。在需要时也可由人工干预焊接过程，而此时程序可根据干预量自动调整焊接参数并执行。
2焊接轨道
轨道是装卡在管子上供焊接小车行走和定位的专用机构，其的结构直接影响到焊接小车行走的平稳度和位置度，也就影响到焊接质量。轨道应满足下列条件：装拆方便、易于定位；结构合理、重量较轻；有一定的强度和硬度，耐磨、耐腐蚀。轨道分为柔性轨道和刚性轨道两种。所谓刚性轨道就是指轨道的本体刚度较大、不易变形，而柔性轨道则是相对刚性轨道而言。两种类型的轨道各自有各自的特点。刚性轨道定位准确、装卡后变形小，可以确保焊接小车行走平稳，焊接时焊枪径向调整较小，但重量较大、装拆不方便。而柔性轨道装拆方便、重量较轻，精度没有刚性轨道高。
3送丝方式
送丝的平稳程度直接影响焊接质量。送丝方式可以简单分为拉丝和推丝两种方式。拉丝时焊枪离送丝机的安装位置较近，焊接过程中焊丝离开送丝机后受到的阻力较小，因此可以保证送丝过程平稳，但送丝机和焊丝盘均须安装在焊接小车之上，增加了焊接小车的重量，给人工装拆增加了困难，重量增加还容易造成焊接小车行走不平稳。使用直径为0.8mm或1.0mm的小盘焊丝（重量约为5kg）减轻了焊接小车的重量和负载，又使得焊接过程容易控制，但对焊接效率有一定的影响。采用推丝方式时，将送丝机构安装于焊接小车之外，减小了焊接小车的体积和重量，可以使用大功率的送丝机和直径为1.2mm的大盘焊丝（重量约为20kg），从而提高焊接效率。然而，由于推丝时送丝机离焊枪较远，两者之间须有送丝软管相连，当焊丝被连续推送到焊枪嘴处时，焊丝受到的摩擦阻力较大，而且，焊接过程中送丝软管的弯曲度对送丝的平稳程度有一定的影响，严重时造成送丝不畅，因此使用推丝时须充分考虑述因素。
4焊接工艺的选择
目前，除采用手工焊接外，管道焊接较多的是采用埋弧自动焊接工艺和气体保护焊工艺。
埋弧自动焊有焊缝成型好、焊接效率高、焊接成本低等特点，对于管道施工而言，埋弧自动焊可用于双管联焊，简称“二接一”，即焊枪固定在某一位置，管子转动。显然长距离管道焊接时不可能让管子转动，因而“二接一”只能用于管子的预制。如果管道全位置自动焊采用埋弧焊工艺，那么焊接装置上必须配加焊剂的投放、承托与回收机构，使得焊接装置的结构变得较为复杂，给操作与装拆带来不便，而且增加了行走小车的负载，影响小车行走的平稳性。埋弧焊一般采用粗焊丝、大电流的焊接方式，用于全位置自动焊可能会由于熔敷率较高出现熔滴下垂、流动等焊接缺陷，影响焊缝的成型与质量，因此将埋弧焊应用于管道全位置自动焊接实现起来困难较大。
采用药芯焊丝加气体保护的焊接工艺，若是多遍成型，则每次焊缝表面清渣费工费时；若是强迫成型，则须配加一个与焊枪一起运动的成型铜滑块，并通入循环冷却水，可以大大提高焊接效率，这样一来不仅焊接装置的结构复杂，而且重量增加。因为药芯焊丝的价格较高，同时还要解决保护气体的气源，所以焊接成本较高。单一使用自保护焊丝，虽然节省了保护气体，但存在清渣困难问题。
采用实芯焊丝加气体保护的焊接工艺，若是多遍成型，则焊接过程可简单分为打底、填充、盖面三个阶段，无须对焊缝表面进行清理而直接进行下一道工序，但焊接速度相对强迫成型而言慢一些。保护气体一般为纯二氧化碳气体、二氧化碳和氩气或二氧化碳和氧气的混合气体。二氧化碳和氩气的混合气体可以使得焊接时的电弧燃烧稳定、飞溅较小，但在野外施工时氩气气源难寻、价格较高，从经济方面考虑，在焊接输油管道时，最好尽量使用纯二氧化碳作为保护气体。在有条件的地区施工，使用二氧化碳和氩气作为保护气体较为理想。
5控制方式
焊接自动化技术一直是工业生产中的重点技术，随着时间的推移和其他技术的改进，焊接技术也迎来了优化的时机。经过多项测试和试验，发现焊接自动化技术更加符合需求，并且在实际的应用中取得了较大的积极成果。从概念上来讲，焊接自动化技术主要指的是利用计算机，预先设定好各种焊接的参数，以此来实现焊接工序的自动化。由此可见，利用焊接自动化技术，能够实现多项工作的进步。例如，加入计算机后，焊接参数的确立会更加准确，进而促进焊接的精度和效果提升，对工业生产而言，会得到更加优异的产品。另一方面，锅炉压力容器制造主要指的是，锅炉和压力容器的全程，两种设备都具有一定的特殊性，在工业生产中占有非常重要的地位。通常而言，锅炉主要是利用燃料或者是其他的能源，将水加热，使其成为热水或者是蒸汽的设备，倘若能够承受一定的压力，便称之为压力容器。
2锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用
2.1膜式壁焊机
我国的工业发展比较迅速，伴随着工业的发展，焊接技术也表现出了时代性的特征。由于人口的增加和社会需求的增加，锅炉压力容器的制造水平也获得提升。在焊接自动化技术的应用中，具有代表性的一种叫做膜式壁焊机。该设备主要有气体保护焊和埋弧焊两种工艺。在起初的阶段，我国由于技术不纯熟，因此依赖于进口。后续的研究成功后，便开始应用自己生产的设备。从现有的应用来看，哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂等，主要是运用膜式壁焊机中的气体保护焊；而上海锅炉厂、武汉锅炉厂等主要运用埋弧焊工艺。气体保护焊属于比较简单的焊接自动化工艺，现有的应用范围不是很大，但其稳定性和安全性较高，因此北方运用较多。埋弧焊属于高端一些的焊接自动化技术，同时效率较高，但由于在自动化方面融入的元素不是很多，因此需要在一定程度上增加人工操作，日后的提升空间较大。
2.2直管接长焊机
锅炉压力容器所要承受的压力是非常大的，仅仅凭借膜式壁焊机，并不能长久的满足要求。为此，技术人员通过长期的调查和研究，制定了全新的焊接自动化技术——直管接长焊机。该焊机的优势在于，其拥有的自动化程度较高，能够满足日常焊接中的较多工作，即便是应对一些技术性较强的焊接，也没有表现出较多的问题，总体上的满意度较高。比如说武汉锅炉厂就与美国的阿尔斯通展开了合作，引进了管子预处理线，该线包括管子定长切断、管端数控倒角机、管端内外磨光机、管内清理机等先进的设备和装置，采用了PLC自动化控制技术，实现了自动化生产。在所有的设备当中，管端数控倒角机是一个非常重要的设备，这一设备利用旋转及轴向进刀的过程中，可以根据管子的规格及要求编制相应的切削程序，快速、标准、优质的切割出各种坡口。由此可见，直管接长焊接的功能性较多，日后可以在锅炉压力容器制造中推广应用。
2.3马鞍形焊机
锅炉压力容器在现阶段的应用中，常常是为了满足一些特殊要求而设定的，为此，仅凭上述的两项技术，依然没有完全的满足需求。经过探究，技术人员还研制出了一种名为马鞍形焊机的设备。该设备能够应对较多的特殊形状或者是特殊功能的锅炉压力容器。第一，该焊接技术，利用数控技术建立数学模型，保证设备的形状和具体功能不会发生偏差。第二，主管与焊枪的同步运用，使得焊接的效率和质量稳步提升，并且有效的解决了两直径相近的相关结构焊接质量问题，总体上的焊接效果比较理想。在今后的工作中，可将上述的三种焊接技术，广泛应用与锅炉压力容器制造中，并深入研究，健全技术体系和应用方式，创造更多的效益。
3结语
一、“艺术界”概念的形而上分析
对“艺术界”概念的形而上讨论出现在后分析美学领域。从词源学上说，“艺术界”作为一个概念首先就是在美学领域出现的。这个概念代表了美学内部一种新观点的出现及壮大，即主张从艺术与社会情境之间的关系出发，对艺术品资格问题进行探讨，其代表人物是阿瑟•丹托和乔治•迪基。1964年，丹托在他的论文《艺术界》中率先创造出“artworld”一词。把某物看作是艺术需要某种眼睛无法看到的东西———一种艺术理论的氛围，一种艺术史知识:这就是艺术界。〔1〕在丹托看来，后现代艺术实践带来的直接问题就是:如果艺术品与日常物在外观上没有差别，那么是什么让艺术品区别于它的日常对应物?而这根本上取决于作品成功地与外在于它的语境———艺术理论与艺术史氛围———建立了联系，并且上述这种区分只有在语言哲学意义上才是成立的。也就是说，决定某个实物成为“艺术品”的不是它外观本身所展示出的东西，而是直指它所涉及的种种观念。在此意义上，丹托显然已经偏离了对艺术品本身的关注，而转向促使一件实物被看作艺术品的特定外在因素。但是就“艺术界”一词的意义而言，虽然丹托指明“艺术界”是一种艺术理论氛围和艺术史知识，在《艺术界》一文中，他其实并没有深入地阐述该概念。对于“艺术理论氛围”和“艺术史知识”的进一步说明出现在他1992年的《超越布里奥盒子》这本著作中。在此书中，丹托提出了“理由话语”(discourseofreasons)的概念。在他看来，艺术界就是体制化了的理由话语系统，而所谓的“理由话语”有以下几个性质:第一，艺术品不是天生存在的，作为一种特殊的文化产品，是“理由话语”赋予作品以意义与结构，即赋予其艺术品的资格;第二，“理由话语”是被体制化了的，它遵从一种历史秩序的演变，艺术品也同样遵从相应的历史秩序;第三，艺术界成员需要非常熟悉艺术史知识或艺术理论等这类话语体系。〔2〕在说明这种“理由话语”系统时，丹托援引了野兽派画家马蒂斯的看法，马蒂斯并未高估自己的才能，他承认单凭个人天赋，艺术家并不可能创造出真正的艺术品，甚至于他自己作为艺术家的身份也不可能存在:“我们并非我们所制造之物的主人。它是被施加于我们的。”〔3〕从丹托对“理由话语”的描述，以及马蒂斯的切身体验中，我们大致可以描摹出“艺术理论氛围”的状况:所谓的“理论氛围”是指弥漫于画廊、展览馆、艺术沙龙等艺术机构中的更为宽泛而惯例化的艺术眼光，而非某种我们一般所认为的得到严格阐述的理论观点。自《艺术界》一文发表以来，丹托的观点便极大地震撼了当时的美学界，以往美学总是热衷于艺术品内在属性，然而，丹托却让人们认识到艺术品所处的外在情境的重要性。其直接后果就是五年后T．J．迪菲的《艺术界》(“TheRepub-licofArt”)和迪基的《何为艺术?》相继问世，这两篇文章都致力于重视艺术实践所处的社会文化结构。而迪基的《何为艺术?》显然影响更著。在这篇文章中，迪基对丹托的理论进行了改造，发展出自己的艺术界观点，即被后人称之为“艺术的体制理论”(theInstitutionalTheoryofArt)。相对于丹托，迪基在“艺术界”概念上的重大突破就在于他离开了语言哲学的思路，把“艺术界”理解为一种社会文化结构。按照迪基的说法，艺术品之所以会是艺术品，是因为某个或某些个代表艺术界的人授予了它作为艺术欣赏对象的资格。类别意义上的艺术品是:1．人工制品;2．代表某种社会制度(即艺术世界)的一个人或一些人授予它具有欣赏对象资格的地位。①与丹托相比，迪基的理论显然具有更鲜明的社会学色彩，在他这里“艺术界”不再局限于艺术史知识和艺术理论氛围，它还涉及了更为结构性的社会体制。在此意义上，迪基把“艺术界”与“艺术体制”相提并论显然极有意味，他进一步淡化了形而上立场，指出艺术品的资格是在社会现实语境下实现的，并将“体制”这一社会学术语引入了艺术界理论中。艺术的体制理论经历过两个发展阶段:即20世纪六七十年代的体制论阶段和80年代的习俗论阶段，其代表作分别是1969年的《何为艺术?》和1984年的《艺术圈》(TheArtCircle:ATheoryofArt)。在这两个阶段，迪基的基本立场主要体现在对“体制”一词的不同态度上。总的说来，迪基是将“体制”理解为文化系统中的“习俗惯例”，即一种“惯例的实践”(customarypractice)〔4〕，它是艺术品得以呈现的特定的文化结构。但所谓“体制”并非如他自己所希望的那么清晰，无论是他自己的论述还是美学家们的反应都体现出这一问题的复杂性，而这一点集中体现在他1969年的文章中。1969年，迪基显然是将“体制”和“授予”一词联合使用的。迪基对“体制”的这种用法引起了后分析美学界的轩然大波，尽管迪基自己在此后的多篇文章中都极力辩解，但他在此文中多用“体制”来代替“习俗”的做法，以及对“授予”一词的频繁使用，都促使人们很轻易地联想到一种带有一定规范性和权威的社会体制，甚至是社会组织。实际上，美学界对迪基理论这种误读既为他引来了最激烈的批评，也奠定了他在后分析美学中不可动摇的地位———诚如《美学百科全书》撰稿人之一的耶纳尔所言，正是这种与“授权”联系在一起的“体制”被认为是迪基理论中最杰出的贡献。〔5〕这种转变进一步体现出当代美学理论中“语境论”路径日益得到了重视。艺术界不仅是艺术品得以呈现的外在场所，更是赋予作品以艺术品资格的活动所发生的体制性环境，这使艺术界具有了规范性和建构性力量。丹托和迪基对艺术品与其所处语境之间的关系的讨论，可以说是“艺术界”理论最引人关注的成果之一。尤其在迪基这里，语境与更为具体的社会结构或社会体制结合了起来。“艺术界”的发现对后分析美学的发展影响极大，无论是诺埃尔•卡罗尔的历史叙事理论和列文森(JerroldLevinson)的“意图－历史”理论对“历史语境”的强调，还是马戈利斯(JosephMargolis)把艺术品看作一个文化实体的做法，抑或诺维茨(DavidNovitz)对艺术在文化认同过程的建构作用的重视都无法离开“艺术界”这一语境。正是基于这一点，斯蒂芬•戴维斯(StephenDavies)等美学家会把他们归为“语境论”。当然综合而言，这种对“艺术界”的讨论仍停留在一种形而上层面，无论是丹托还是迪基都是将它作为一种默认的概念加以运用，以说明艺术何以成为艺术，但他们却少有对这一要素自身状况的阐述。
二、对“艺术界”的结构性分析
20世纪60年代以来，丹托和迪基的“艺术界”概念显然在西方社会影响颇深，它不但影响了当代西方美学的走向，也得到了社会学领域的回应，即使这种回应是批评性的。同样对“艺术界”加以讨论的美国社会学家霍华德•贝克便颇不客气地指出，丹托和迪基的艺术界理论依赖于其讨论对象已经被那一艺术界接受为艺术品的事实，因此需要在更为社会学的意义上看待“艺术界”。〔6〕而以研究“场”闻名的布迪厄一方面赞赏丹托和迪基已经认识到需要从体制中寻找艺术之所以成为艺术的原因，但另一方面他也指出，丹托和迪基仍然遵循着哲学思路，未能对艺术体制的发生及结构加以分析，从而依然掩盖了某种结构性的强制力量，“艺术场(artisticfield)能够完成这样一种制度行为，也就是把艺术品的确认强加给所有(像访问博物馆的哲学家一样)按某种方式(通过应分析其社会条件和逻辑的社会化作用)构成的人(且仅仅是那些人)，以至于这些人(就像他们进博物馆一样)先入为主地认定和把握在社会上被指定为艺术品的东西(尤其通过作品在博物馆的展览)。”〔7〕这类在“艺术界”问题上的学科间交锋让“艺术界”呈现为一个折射出多元维度的关键词。贝克与布迪厄对“艺术界”问题的有益探讨无疑构成了与美学视野之下的“艺术界”的一种互补性对话。总的说来，虽然贝克与布迪厄着手讨论的路径截然有别，但他们都立足于挖掘艺术界作为一种特殊社会关系网络的结构性特征。这种分析视角在社会学、文学、艺术批评领域都影响甚巨，已经成为文学批评、艺术批评中最受欢迎的一种理论。比如说，这便包括了格拉迪斯•兰和库尔特•兰对英美蚀刻画家的分析〔8〕，凯瑟琳•斯卡冷对伦勃朗的研究〔9〕，以及杰弗里•威廉斯等人对文学体制的研究〔10〕。贝克有关“艺术界”的看法现今业已被认可为是有关此问题最权威的见解，《美学百科全书》的“艺术界”词条便是选择让贝克执笔，这无疑体现出了他在该领域的深远影响。〔11〕其代表作便是他在1982年出版的《艺术界》(ArtWorlds)。贝克对“艺术界”的理解受20世纪“符号互动论”影响颇深。20世纪初期，在齐美尔将社会视为个体间“互动的网络”观点的影响下，社会学家们开始关注于从个体互动行为入手对社会结构作微观层面上的研究。在符号互动论者看来，艺术是一种意义不断交流沟通的互动关系网络，贝克也同样这么认为。在贝克那里，艺术界是一个艺术界公众通过协商而进行合作的关系网络:艺术界由所有这些人组成，他们的行为对于特定作品的生产是必要的，而这些作品则会被那一世界、也可能也被其它世界界定为艺术。艺术界成员调整着行为，参照惯例化的理解生产出作品，而这些理解则包含在我们通常的实践和所使用的人造制品之中。同样的一群人常常反复地、甚至是程式化地进行合作，以类似的方式来生产类似的作品，所以我们可以将一个艺术界看成是一个确定的、参与者之间发生合作联系的网络。就贝克的看法而言，“艺术界”具有以下几个基本特征。第一，在现代性语境下，艺术界是不同的行动者所共同存在的社会空间，艺术因而不是独来独往的艺术家的灵感迸发，而是一种协同合作的产物。第二，艺术界在一种协商秩序之下重新定位了艺术与社会之间的关系。艺术不是反映论所认为的那样，是由某些预先存在的社会结构、经济基础、或是社会阶级所决定的。所谓艺术界其本身便是在各种行为及艺术实践的互动中所构成的组织结构，是合作程序化之后所形成的某种模式的集体行动。因而，贝克把艺术界视为“参与者之间的各种合作链的既定网络”〔13〕。艺术界的第三个特征则在于，较之于一般的社会结构，艺术界一方面是各种充满差异的个体经验行为的不断互动交错，它始终是变化和流动的;而另一方面，艺术界却总能通过生成相对稳定的艺术惯例，从而呈现为某种具有结构性、规范性的集体艺术实践行为。如果说贝克的“艺术界”概念是一种基于合作的关系网络，那么，布迪厄则把这一关系网络命名为“场”，他更侧重场中各位置之间的竞争。在此问题上，布迪厄最重要的两部著作是1992年《艺术的法则》以及1993年由约翰逊(RandalJohnson)所编的《文化生产场》〔14〕。布迪厄深受结构主义理论的影响，他相信社会场域中存在着某种持续发挥作用的普遍秩序。正是在此意义上，他把文学场理解为“是一个遵循自身的运行和变化规律的空间，内部结构就是个体中集团占据的位置之间的客观关系结构，这些个体或集团处于为合法性而竞争的形势下。”〔15〕在布迪厄的艺术场理论中，他不仅突出了场是一种由客观关系构成的关系网络，也突出了对文化与权力结构之间的暧昧关系。首先，布迪厄发展了的资本概念，通过把资本形式扩展到文化资本和象征资本，布迪厄指出艺术场通过特殊的文化资本实现了一种新型的社会权力配置，正是文化资本为场内的行动者(如作家、评论家、出版商等人)在艺术场中的竞争提供了斗争的武器。其次，布迪厄对艺术场作为一个关系网络的理解还涉及另一个与权力有关的关键词:占位(Position－tak-ing)。在布迪厄看来，无论是个人还是群体都在艺术场中占据一定的位置，也正是各位置之间文化资本的不平衡及其交错关系构成了特定的关系网络。布迪厄对艺术场中“占位”现象的分析，无疑把握住了艺术场作为一种冲突的关系网络的那一面。其研究者罗宾斯就曾指出，与传统结构主义理论相比，“占位”体现出以下一些特征:第一，艺术场中行动者所占据的位置首先带有着强烈的历史性和地域性，它只是一种在结构及其它关系影响之下的相对位置。第二，由于行动者在结构中所占据的是相对的位置，并且这种位置不是生而有之，而是在各种关系中生成的，因而，他们总是带有变化的潜在可能性，处于不稳定状态中。第三，由于行动者在结构中所占据的位置是动态的而不具备恒久稳定性，因而，一方面各种位置所构成的关系构成了相对稳定和客观的关系网络，而另一方面，从长期情况来看，行动者在场中不断试图占据位置的行为也持续地冲击着那种相对稳定的关系结构，推动它的变化。〔16〕可见，对布迪厄而言，艺术场的性质不仅在于它呈现出了动态结构的特征，并且，这种动态性质的根源是在于场中各方力量之间的冲突与不平衡性，艺术场从而成为一个斗争的场所，是一个进行着权力争夺并实现区分的客观关系结构。其表现就是文化、价值、艺术观念不仅被持续地产生出来，并且还随着行动者的占位行为而不断地调整或是此消彼长。所谓的各种文化“现象”其实乃是深深地扎根在艺术场的结构性动力之中。布迪厄在对艺术场的分析中所注入的对社会权力的理解无疑为思索“艺术界”提供了更为深邃的思想资源。
【关键词】油田管道；焊接技术；问题及对策
长输管道的出现解决了油气运输的问题，为油气资源的分配提供了方便，但是长输管道的焊接却成为了油气运输的重要先决条件，所以要注重长输管道的焊接问题，因地制宜，根据不同的环境和复杂的地形还采取不同的方法。
一、油田管道焊接特点的分析
长输管道焊接质量想要得到一定的保证，首先就需要确保使用的钢材相对高级，而在焊接的过程中需要运用相关的技术、资料以及丰富的经验进行判定，并根据管道质量对焊接工艺进行选择。举例来说，根焊焊接的速度对整个工程施工的速度有着直接的影响，而在实地操作的过程中有着相对较高的难度和相对较大的工作量。另外，不同地区的环境特点与地质结构也有着一定的差异，为了对当地的环境地貌与气孔特征进行适应，管道焊接的施工工艺就需要多样化。举例来说，在低温环境下实施焊接技术的时候，需要对焊缝冷却速度作充分的重视。这主要是因为在低温环境进行焊接的时候，会引起焊缝冷却速度与硬度的增加，而这在一定程度上也会加大冷裂纹的敏感性，需要进行低温下作业避免以上可能出现的情况。
二、油田管道焊接技术存在的问题
1、社会、人文、自然环境的影响
风雨、日照、温度等都会对管道焊接质量产生一定的影响，而施工点的社会环境与人文环境也会对工程质量造成一定的影响。例如一些长输管道的施工因当地居民产生的影响被迫中断，就容易引起现场留头较多的问题并增加连头数量。这在一定程度上会对管道质量造成不良的影响，并使施工成本得到额外的抬高。
2、地形地貌的影响
长输管道焊接的方法需要随着地形地貌的变化而变换，在穿越山区的时候可以选择半自动焊向下焊技术或者手工下向焊技术使生产效率得到一定的提高，并对管道焊接质量作一定的保障；而在平坦地区的时候可以选择全自动焊技术使工程进度与工作效率得到进一步的提高，并对管道焊接质量作一定的保障。
3、施工流动性的影响
施工进度与施工点的变化会对长输管道建设造成一定的影响，而施工流动性也在一定程度上影响到焊接质量。这主要是因为长输管道建设并不是流水线一样的生产操作，其施工质量管理的难度也要相对较大，而管道质量高低也受到现场作业管理的直接影响。
三、油田管道焊接技术的研究
1、油田长输管道焊接的常见方法
（1）复合型下向焊
复合型下向焊主要是采用热焊层与根焊层向下焊接，再通过向上焊进行填充与盖面，其特点主要是相对适用于壁厚较大的一些管道进行焊接工作。
（2）混合型下向焊
混合型下向焊主要是利用纤维素型焊条进行热焊与打底焊，再通过低氢型的焊条进行盖面与填充，其特点主要包括相对较好的抗冲击韧性、抗冷裂纹以及高可适用性等，能够在恶劣环境或者气候下进行使用。此外，其溶化速度也有相对较慢的特点。
（3）手工下向焊
手工下向焊的发展已经相对成熟且得到了广泛的应用，其特点主要包括相对较快的焊接速度和相对较好的根焊性能。另外，该种方法所形成的焊缝在通常情况下，可以一次通过相关的焊缝射线探伤测试工作。
2、油田管道焊接工艺技术
（1）全自动和手工的焊接技术
油气管道全自动向下焊接，有效的将焊接区域输送保护气体，空气中的有害物质进行隔离。通过焊金属和可熔化的焊丝之间的电弧为热焊，溶化钢管、焊丝。这种焊接技术是在焊接过程中，焊接区便于观察、保证其生产效率。同时，焊接工艺便于操作，程序简单容易控制。手工向下焊接技术的顺序为根焊、热焊、填充焊和盖帽焊。根焊，一般以直拉式运条，不摆动操作。还可以采用往返运条，防止过热烧穿。热焊在根焊方式上提高，确保焊道保持高温。通过热量的输入，避免根焊产生开裂。填充焊道分为单道和多道，做好焊层厚度的焊接工作，保证焊道饱满。
（2）低氢焊条下向焊接技术
在进行油田管道焊接过程中，通过使用低氢型的焊条，来向下焊接低氢焊条，这种方法不仅可以有效的提高焊条的抗裂性能以及低温韧性，与此同时还可以更好的在高寒条件以及腐蚀环境中保存，在纤维素焊条速度高于根焊的焊接速度时，通常选择充填焊和盖面焊等方式，以此来保证纤维素焊条与焊接速度的同步性。
（3）组合焊接技术
为了使焊接能够有效的达到预期的设计效果，我们通常会焊成一道焊缝的时候多种不一样的组合焊接工艺同时进行，一般情况下在焊接油田管道过程中，纤维素焊条向下焊接方法普遍用于热焊以及根焊条件下，与此同时盖帽以及充填可使用向上焊接方法，焊接管道较厚时增加焊接层数会直接导致其厚度的加厚，从而使整个管道焊接过程中变长，耽误整个工期的进程，所以在进行管道焊接过程中出现管道钢较厚的情况下，我们可以使用向上焊以及向下焊的焊接技术进行组合焊接。
（4）高压缓冲器焊接技术的应用
高压缓冲器最为重要的组成是两个缓压半球和数根丝头接管，将这些部件进行焊接从而形成高压缓冲器。在焊接的时候，对焊接质量的要求是十分严格的，并且焊接技术也比较复杂。为了提高焊接效果，在进行焊接之前，要全面仔细掌握焊接材料性能和特征，明确焊接工艺的需要，对相关数据进行分析和计算，从而合理选择焊接材料和焊接工艺。
3、油田长输管道焊接的操作规范
就长输管道焊接的操作规范而言，主要是在启动相关焊接设备前需要检查电源极性、开关位置、指示仪表以及设备等，并在正式施工前于试板上作相关的实验焊接工作，对工艺参数作一定的调试，要避免坡口以外管道表面出现起弧的情况。焊机底线放置的相关规范主要是在靠近焊缝处放置底线，并通过应用卡的使用使寒风接触与底线的良好得到一定的确保，从而避免电弧对母材可能造成的击伤。为了对焊接的飞溅烧伤作有效的预防，可以在焊口两侧覆盖具有足够耐热性、耐烧性以及宽度的覆盖物。在通常情况下，管口两侧必须有两名焊工各自进行焊接工作。另外，要避免各层焊道焊接在热焊后出现中断的情况，使层间温度保持在100℃至200℃之间。而在焊接过程中如果出现了表面气孔、偏吹等异常情况，需要立刻停止焊接作业。
4、重视焊接技术研究与创新
注重对焊接技术的研究，改进焊接工艺，将焊接技术与科技结合起来，加强数字化技术的研究，促进其在焊接技术中得到更好的应用。引进智能技术、自动化、半自动化焊接设备或者辅助装置，促进焊接工艺的智能化、自动化发展，提高焊接技术在油田建设中的使用效果。
5、加强焊接施工技术资料管理
焊接施工前进行图纸会审，由领导，设计、施工、监理、技术人员等共同进行会审，明确焊接施工意图，把握施工要点，当图纸会审后才能进行焊接施工。另外还要注重对焊接技术资料的管理，做好记录和保管，详细记录施工各项情况，包括施工内容，规范及出现的问题和改进措施等。
6、重视焊接施工人员管理与培训
注重提高焊接施工人员素质，不断提高他们的业务技能，掌握焊接施工规范，提高责任心，确保焊接施工质量。注重对优秀人才的引进，建立高素质，高水平焊接施工队伍。完善相应的奖惩激励机制，调动他们施工的积极性，促进施工人员做好自己的每一项工作，提高油田建设焊接施工质量。
结束语
焊接施工是整个油田建设的重要内容，在油田建设焊接施工中，必须遵循相关的施工规范和流程，合理应用焊接技术，还应加强焊接施工人员的培训工作，提高他们的焊接施工技能，重视焊接施工经验的总结，促进焊接技术得以更好的发挥作用。
参考文献
【关键词】三角函数；问题教学；解题技能
三角函数作为解决生活实际问题的有效工具，学生在实际解答中需要具有行之有效、针对性的解题技能。而解题技能作为学生学习能力水平的重要表现，在三角函数章节问题教学活动中，成为新课标下高中数学教师能力教学的重要内容和目标。近年来，本人结合教学纲要以及重难点内容，在实际教学中进行了粗浅的尝试和探究，现简要论述三角函数问题教学中学生数形结合、划归思想以及分类讨论等解题技能培养的体悟及策略。
一、利用三角函数的生动性，培养学生数形结合的解题技能
华罗庚先生曾用“数缺形时少直观，形少数时难入微；数形结合百般好，隔裂分家万事非”对数形结合解题技能进行了精辟论述。众所周知，三角函数作为高中数学学科知识体系的重要分支，无论在表现形式上，还是在现实生活中，都表现出显著的多样性、生动性和趣味性。同时，通过对三角函数整体章节内容的分析，可以发现，三角函数实际是平面图形内容与函数知识的有效结合体。因此，教师在解答三角函数章节问题时，首先要树立数形结合的解题思想，将三角函数问题看作是平面图形和数学内涵有效结合的“存在体”，利用“数”的精准性和“形”的直观性，相互兼容，有效渗透，进行三角函数问题的有效解答。
二、利用三角函数的关联性，培养学生转化与化归的解题技能
化归与转化解题技能是解决数学问题的根本思想。化归与转化就是通过观察、分析、联想、类比等思维过程，选取恰当的方法进行变化，将所要解答问题转化到能够解决或容易解决的问题。三角函数章节与其他知识点内容之间有着深刻的联系，其中在解答三角函数实际运用问题时，就要运用到转化与化归解题技能。因此，在实际解答三角函数问题时，要善于抓住三角函数与其他知识的紧密联系特性，按照化生为熟、化繁为简、和谐化、直观化等相关原则，进行问题的有效解答。
问题：已知函数 。（1）若f(x)既不是奇函数又不是偶函数，求实数a的取值范围，并证明之。（2）是否存在正实数a，对于f(x)定义域内的任意实数x1，都能构造出一个无穷数列{xn}，使其满足条件 。
解：（1）
证明：若a＞0，函数定义域为 ，
不对称，所以为非奇非偶函数。同理，a＜0时，也是非奇非偶函数。当a=0时， ，是奇函数。
所以， ；
（2）由题意可知，函数f(x)的值域B应为定义域A的子集，即 ，
求出函数定义域为 ，利用单调性（或导数）可求出函数值域为 ，不满足 ，所以这样的正实数a不存在。
分析：上述问题案例的解答过程中，教师就引导学生利用转化与化归解题策略，采用化繁为简的原则，进行等价互换，从而实现该类型问题的有效解答。
三、利用三角函数的丰富性，培养学生分类讨论的解题技能
分类讨论是数学问题解答中经常运用到的数学解题方法之一，也是学生思维全面性、合理性的重要表现条件之一。它是指对问题中的各种情况进行分类或对所涉及的范围进行分割，然后分别加以研究和求解。学生分类讨论解题方法的运用，能够有效避免审题不清、考虑不完善等情况的发生。
问题：已知函数 是R上的偶函数，其图像关于点 对称，且在区间
上是单调函数，求 的值。
解：由f(x)是偶函数，得f(-x)=f(x)
关键词 ：产业结构调整与升级；偏离-份额模型；经济增长
改革开放以来，武汉市的经济一直保持稳定快速发展的良好态势。“十一五”以来，2005-2012 年武汉市的GDP 增加了3.58倍。这个数字高于同期全国累计同比增长率，为全国经济持续增长做出了极大贡献，发挥了武汉市作为中部地区中心城市的示范作用。但近年来武汉市经济增长步伐明显减缓，呈现增长乏力的疲软态势。虽然在全球经济危机大背景下，武汉市的发展难以独善其身，但武汉市自身的产业结构确实存在许多问题和弊端。所以，找出其中的短板和瓶颈，提出相应的有建设性的对策建议，为经济增长提供强劲的动力支持已是当务之急。
一、武汉市产业结构发展的现状与特点
三大产业对经济增长率贡献的背后是产业产值的增加和产业结构调整与升级。武汉市产业结构在经济发展过程中不断调整和优化，但由于种种原因，最终结果并不如人意。
1.第一产业占比不断下降，生产方式比较落后
武汉市第一产业比重波动较小，除在2011年到2012年略微有所上升外，在其他年份都持续小幅下降。内部结构不断优化，但主要生产经营方式还是以传统的为主。产业化水平较低，投入产出率低，难以满足市场多样化需求，不利于收入的增加。传统的农业贡献了第一产业的大部分产值，农村居民家庭人均纯收入中农业占比近四分之三，而林、牧、畜业的发展明显力度不够，未能充分利用丰富的水资源和湿地资源的优势，发展特色农业。
2.第二产业占比略微上升，内部轻重工业比重失衡
第二产业比重呈轻微振荡，总体略微有所上升。从2005 年的45.57% 升至2012 年的48.22%。工业占据了第二产业产值的绝大部分，一般在82%以上。但内部轻重工业比例严重失调，呈现明显的重工业化，以汽车、钢铁、冶金、石油化工为主导产业，却以资源过度使用及环境污染为代价。造成不可逆转的对环境的破坏，产业选择重合度较高，利润空间被压缩,工业低水平结构性等矛盾突出。致使地方性产能过剩，虽然在短期内可以保证短期较高的产值，但难以为继。同时，轻工业的发展被严重忽视，不仅损失了大量的产值，也割断了一、二产业间的联系，使产业关联度过低，联动效果不佳。
3.第三产业占比振荡变化，新兴产业发展不足
第三产业的比重呈现先升后降的态势，从2005年的49.57%一路升至2010年的51.44%，而后便出现小幅下降，直至2012年的48.02%。在第三产业的比重总体偏低的情况下，发展速度滞后，而第三产业大多是劳动密集型产业，较低的水平使得原本就供过于求的劳动力市场的就业形势更为严峻。内部结构也局限于传统的商务服务业、仓储业和运输服务业，经营方式落后，竞争力低下，发展空间小，而具有“三高”特征的金融、信息、软件、旅游等新兴服务业发展力度不足，导致武汉市第三产业的总体发展情况不佳，难以形成竞争力。
从总体看，武汉市的二、三产业产值占比95%以上，是经济增长的强劲推动力（见表一）。产业结构不断优化，内部结构日趋合理。但与上海、北京等城市进行类比后，不难发现武汉市产业结构调整和优化的速度和深度还差强人意。武汉市第二产业比重严重偏高（占比50%以上），第三产业发展明显不足。产业结构升级的速度远远落后于东部发达地区。不合理的产业结构导致了市场要素价格的扭曲，对资源的有效配置极为不利。也使得武汉市与东部地区的差距越来越明显，并且过度偏重工业的发展模式，致使产业结构发展的协调性和关联度不高。
由此可知，在武汉市产业结构不断调整和优化过程中，确实存在制约经济快速发展的弊端和问题。为确保要素的合理流动，资源的更好配置，总体效益的不断提升，经济的持续增长，产业结构调整与升级必须提到议事日程上来。同时，产业结构调整与升级是一项涉及风险和外部性的创新活动，在路径选择时必须深思熟虑，考虑周全。
二、基于偏离-份额模型对武汉市产业结构的实证研究和分析
偏离-份额分析法是把区域经济的变化看成一个动态过程，以其所在地区或整个国家的经济发展为参照系，将区域自身经济总量在某一时期的变动分解为份额、结构偏离分量和竞争力偏离三个分量，说明区域经济发展和衰退的原因，评价区域经济结构优劣和自身竞争力的强弱，找出区域具有相对竞争优势的产业门类，进而确定区域未来经济发展的合理方向和产业结构调整的原则。
本文选取了目标区域武汉市及其所在大区域湖北省2005—2012年的国内生产总值（GDP）、第一、二、三产业产值，将数据的单位换算为亿元，基于偏离-份额模型，计算得到武汉市各个产业的偏离-份额数据（见表二）。
1.对武汉市各产业的份额偏离的分析
整体上来看，武汉市各产业的份额份量具有相同特征：第三产业最大，第二产业次之，第一产业最小。随着时间的推移，武汉市各产业的份额分量呈现稳步增长的良好态势。但也不难看出，发展的同时差距也在逐步显现：二、三产业的增长速度明显快于第一产业，且份额分量之和远远大于第一产业。第二、三产业的份额分量相当，差异较小，说明武汉市经济整体水平处于工业化和服务业并进的阶段。
2.对武汉市各产业的产业结构偏离的分析
从纵向时间序列上看，武汉市第一产业的产业结构分量一直为负数，且绝对值不断增加，表明第一产业结构不太合理，层次低下，阻碍了武汉市经济的发展。第二产业的产业结构分量除2007年为-4.18外，总体上为正值，且保持增长趋势，说明武汉市第二产业结构整体优化程度较高，对经济发展的促进作用明显，并且促进作用在逐步强化。第三产业的产业结构分量在2006-2007年为正值，促进了经济发展，但在2008 年后发生逆转，2008-2012年内一直保持为负值，且其绝对值还在不断增加，严重阻碍了经济的健康发展，产生了负面的影响。从截面上进行分析可知，虽然总体上武汉市产业结构份量总量为正，但也存在很多不和谐因素，需要予以重视。每年均有两个不合理的产业结构抑制了经济的增长，这些结构未能自行调整，反而进一步加剧。因此，武汉市产业结构确实存在许多不合理和不协调问题，产业结构调整与优化势在必行。
3.对武汉市产业竞争力偏离的分析
第一产业竞争力除在2006 年为0.44 和2012 年为12.76 外，其他年份一直为负，竞争力不断下降。第二产业竞争力除在2007年具有0.14微弱竞争优势外，在其他年份一直为负，竞争力严重不足。第三产业在开始的2006-2007 年里，其竞争力为负，难以与其他产业抗衡。但在接下来的年份中，竞争力呈上升态势，得到显著提高，市场占有率极大提升。总的来说，武汉市的三大产业，在近些年内，除第三产业的竞争力略有上升外，第一、二产业竞争力不断下降。因此，调整和优化第一、二产业的结构，提升竞争力已是当务之急。
综上所述，武汉市产业结构的主要问题表现在第一产业占比过高，内部结构较为单一，投入产出低，整体效率水平低下；第二产业占比总体上较为合理，整体发展较好，但以重工业为主的发展模式导致产业同构现象明显，资源配置不合理，规模效应较低，缺乏竞争力；第三产业的占比有待提高，内部结构急需完善，技术含量有待提升，对人才的吸纳能力需要。
三、武汉市产业结构调整和升级的对策建议
1.兼顾质量和效益，推进农业产业化，实现农产品多样化和特色化
武汉市自然资源得天独厚，水资源极为充足。由于第一产业发展模式单一，以传统的水稻、小麦、玉米和大豆为主，未能充分发挥好比较优势，种植水生经济作物，发展渔业和养殖业。今后，应在原有单个家庭承包责任制基础上，加快土地扭转，鼓励多样化合作；改变传统的种植模式，使水面动、植物生产互补，实现水陆“双赢”；按照市场需求，丰富农产品的种类，提高农作物的经济价值和附加值，带动关联的食品加工制造业的发展。
2.统筹发展轻重工业，集约发展主导产业，大力培育优势产业
在大力发展制造业基调下，第二产业整体发展状况良好。但由于“重型化”较为明显，产值主要是由汽车、钢铁、冶金、石化等重型工业贡献的，不仅对资源依赖性较强，而且是以牺牲环境为代价的。所以，需要通过平衡轻重工业的比重，保持产业内的良性互动。作为主导产业的重工业应通过产业集聚，加强对资源的整合，实现集约发展；通过技术创新提升企业对工业“三废”的处理能力，发展循环经济，提高资源的利用效率；针对产业中的国有比重过大的问题，应加快国有企业改革进程，使经营体制更灵活。并通过加强与周边地区的合作与交流，比如，针对作为主导产业的汽车行业，发挥与襄阳、十堰、宜昌等地区的产业联动作用，实现规模经济，实现共同协调发展；对具有优势的烟草、食品、纺织等轻工业应加大扶持力度，使其能在服务于农产业的基础上，形成完善的产业链，创造值得信赖的品牌，增强产业竞争力。
3.利用区位优势，发展生产业，重视新兴科技产业
第三产业总体规模不大，具有明显的结构缺陷。由于以传统的餐饮和商贸零售服务为主，金融、信息、咨询、物流、旅游等生产业发展严重不足。首先，武汉市应增强发展第三产业意识，在发展工业的同时兼顾第三产业；其次，武汉市位于中国的中部腹心部位，水陆空交通枢纽完备，具有明显的区位优势。应大力发展物流产业；同时，应通过大力发展旅游文化产业，弘扬武汉具有特色的汉味文化和历史文化古迹；最后，武汉东湖地区是中国较大的智力密集区，集聚了大批高校，科研实力雄厚。应做好产学研对接，充分提升自主创新能力，大力发展新兴科技产业。
四、对武汉市产业结构调整与升级的研究结论与展望
基于对产业结构调整研究的结论和武汉市产业结构的现状，利用偏离-份额模型对产业结构进行实证分析，我们得出武汉市产业结构具有第一产业占比过高，结构单一，缺乏竞争力；第二产业占比较为合理，但以“重型化”为主，同构现象明显，内部亟待升级；第三产业占比有待提高，应发展新兴服务业的结论。并从三大产业的角度，对武汉市产业结构调整与升级给出了第一产业兼顾质量和效益，推进农业产业化，实现农产品的多样化和特色化；第二产业统筹发展轻重工业，集约发展主导产业，大力培育优势产业；第三产业整合利用区位优势，发展生产业，重视新兴科技产业的对策建议。
参考文献
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[5]李武军,黄炳南.基于偏离一份额分析法的中部地区产业结构研究[J].经济经纬,2010(6).
【关键词】钛合金 钢管 焊接技术
1 概述
钛合金具有很多优良的性能，低密度、高的比强度、导热系数小 、硬度高，无毒、无磁性，另外具有耐热、耐蚀性及断裂韧性等性能，在航空、航天、等领域有着很大的应用。2012年，“天宫一号”航天飞船胜利遨游太空；“蛟龙”号深水探测器成功下潜超越7000m，这两个重大的科技项目，在很多关键区域都使用了钛合金以及焊接技术。随着钛合金的应用的广泛，应用工矿的更加复杂化，钛合金的焊接问题也变成更加重要，本论对就钛合金与钢管焊接问题做了详细的分析，并对目前的焊接技术做了详细的论述。
2 钛合金与钢管的焊接问题分析
钛合金与钢管之间的焊接性主要取决于它们二者的差异以及它们在冶金学上的相容性，目前钛合金和钢管焊接的主要问题有以下二点：
（1）钛合金和钢管在焊接过程中形成较大的内应力，并且无法清除。主要原因是钛合金和钢管的线膨胀系数差异很大，在焊接冷热过程中变形程度不同引起的。
（2）钛和铁二种金属的互溶度很小，一般在焊接过程中都会会形成硬脆的金属间化合物，主要是TiFe。它形成的原理是，焊接时钛与铁之间相互扩散，一定时间铁在钛中的过饱和，从而生成TiFe。另外，钛同与钢管中的碳元素生成TiC，其次钛还容易与钢管中的铬、镍、铁形成金属间化合物，脆化增大。
所以，对钛合金与钢管成功实现可连接，并且接头的性能要比较优秀的话，就必须针对工况选择不同的焊接方法和焊接工艺来实现。其目的还是为了降低接头内应力而导致材料形成脆性相。目前对于钛合金与钢管的焊接，也有很多学者进行了研究，已形成了具有钎焊、爆炸焊、扩散焊、激光焊等多种方法的一套系统。每种固体的工艺都有固有的特点，一种工艺不能满足所有构件的工程实际要求。本论文综述了目前常用的各种钛合金与钢管的焊接技术，为我们在实际的工况的选择做一定的参考。
3 钛合金与钢管焊接技术的现状
根据钛合金和钢管的特点，早期采用埋弧焊配盐基焊剂焊，效果极差。随着焊接设备技术的进步及多年焊接技术的研究，一些新的焊接方法的运用，使得钛合金和钢管的出现了很多焊接方法，具体有以下几种：
3.1 钎焊
钛合金与钢采用钎焊的一个重要问题是钎料的选择，选择钎料的原则：
（l）选择钎料的熔点在882℃以下。
（2）钎料的固相线与液相线温差较大。
（3）不使用能与钛有很强的化合能力的元素的钎料。
钛合金与钢进行接触反应钎焊进行焊接，其原理是钛与铁在1985℃形成共晶，加热到高于共晶温度，依靠钛与铁的相互扩散，在界面处形成共晶体，从而连接起来。但这种方法的缺点是工艺上较难掌握，主要是形成液相共晶体的数量难以控制。
3.2 爆炸焊
很多国家都致力于爆炸焊的研究，目前爆炸焊很重要的应用是且来制造钛合金-钢复合板。钛-钢复合板接头的强度取决于爆炸焊的工艺参数，炸药质量大小与悬置板质量大小的比值，爆炸速度和两相邻板间的起始距离，最好的情况可达350-380MPa。
3.3 扩散焊
俄罗斯一期刊报道了钛合金BT5-1与X25H15耐蚀钢的扩散焊方法，焊接温度为500-1000℃、压力6.9-17.6MPa，时间为10-20min。重庆大学的伍光凤等详细论述了钛合金和不锈钢的扩散焊接的研究进展。
3.4 MIG焊
MIG焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，在焊枪喷嘴喷出的气体保护下进行焊接的一种方法。该焊接方法的主要优点是可以进行全位置焊接，具有焊接速度快、熔敷率高等优点。MIG 焊在低合金高强钢、铝合金等材料的焊接方面已经大量应用，但在钛合金的焊接方面应用还不是很多，主要是由于钛及钛合金电阻率较大，不能稳定传递MIG焊所需的大电流，且钛的硬度较大，容易磨损喷嘴而影响焊接稳定性。
3.5 激光焊
激光焊的优点是：能量密度高；焊缝宽度小；可在大气中作业；磁场稳定性高。在大厚度钛合金结构的焊接中，激光焊具有更加明显的优势，但激光焊也有其自身的缺陷，就是容易造成气孔，因此激光焊接时需要注意焊缝接口形式，焊接参数及保护环境的选择等问题。
3.6 等离子弧焊
等离子弧焊的原理是：让等离子枪的阴阳二极间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧，利用这个高能量来进行于焊接。它有二种焊接方式：小孔型等离子弧焊及熔透型等离子弧焊，其中30A以下的熔透型等离子弧又称为微束等离子弧焊。小孔型等离子弧焊可用于焊接厚板，熔透型等离子弧主要用在焊接薄板。等离子弧焊中，保护气体一般是5%-7%氢气和93%-95%的氩气，其目的是为了提高电弧的收缩性，但是在某些钛合金与钢管的焊接中，有时也使用纯的氩气或氩与氦的混合气，避免钛和氢气生成钛氢化物。
4 结束语
随着科技的进一步发展，钛合金在各个行业应用得更大广泛，钛合金和钢的焊接技术在在超厚板结构以及异种材料连接结构应用很多，因此在焊接技术上也存在很多问题要解决。这些都优待我们的焊接学者们多努力，提供多种新的途径，来实现不同工况下钛合金和钢管的焊接技术问题。论文作者水平有限，不足之处请各位多多理解。
参考文献
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