焊接技术基础知识范文

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中图分类号：U22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0072-02

新建武汉至黄石城际铁路是时速250km/h的高速电气化铁路，是湖北省建设“资源节约型、环境友好型”两型社会的运输支撑，也是武汉“1+8”城市圈铁路的主要组成部分，于2014年6月18日开通运营。既便利了沿线群众出行，又促进了省内鄂州、黄石和大冶等地的经济发展，还能与正在建设的武汉至九江客运专线无缝衔接，连接华东地区五省一市，进一步完善路网布局。在本线建设中，道岔采用的是18#可动心轨高速道岔，接触网相应的采用了18#无交叉线岔技术，以满足高速铁路安全运营的要求。以下就武黄城际接触网18#无交叉线岔的原理、安装技术等方面进行分析、探讨，以供运维和有关建设施工参考。

1 标准定位18号无交叉线岔的原理及安装技术要求

1.1 原理分析

18#道岔全长L=69m，前端长度a=31.729mm，后段长度b=37.721m。道岔侧股平面线形选用圆曲线与直线相切的连接方式，满足动车组轮对高速运行。18#无交叉线岔的特点是岔区正、侧线两组接触悬挂彼此分离无相交点，不安装线岔装置，不会产生刮弓事故，也不会因线岔装置而形成硬点，有利于动车组高速运行。且道岔处正、侧线接触网布置互相独立，其在正线高速运行通过时不受侧线接触网影响，而在正侧线相互转换时都能平稳过渡，从而确保列车运营安全。

1.2 平面布置

武黄城际铁路有配线车站一般为两台四线，站线外包正线，两股正线在中间以利于直达列车高速运行，道岔处接触网支柱一般位于侧线侧，如图1。

以道岔理论交点（即岔心）为分界点，A柱位于岔心后25～30m，正线与侧线线间距>1 320mm，机车从任何方向通过时受电弓不与正（侧）线的任何线夹发生碰撞；B柱位于岔心前10m（一般为10～15m），可满足A、B柱跨距中心区域任意一点，正线或侧线受电弓从正线直接通过、正线进侧线或侧线进入正线，即使其处于最大偏移时也保证与导向接触线接触，而不与另一支接触线接触。

武汉至黄石城际铁路采用的受电弓弓头总宽度为1 950mm，弓头工作区为1 450mm，直线区段（含道岔）水平晃动250mm，所以受电弓在通过18#道岔时最大偏移值为弓头工作区/2+水平晃动=1450/2+250=975mm。

始触区：受电弓中心距相邻一支接触线的距离约为600～1 050mm的平面和受电弓最大抬升150mm高度构成的立体空间为始触区，在此区域内接触线不得安装任何线夹，包括定位线夹、吊弦线夹、电连接线夹等，即无线夹区。对于250km/h的正线，接触线的变化坡度为0；侧线由于速度较低，其坡度的变化应考虑受电弓在正线和侧线转换运行时，任何方向都应满足始触区范围内无线夹。

1.3 安装调整技术要求

1.3.1 安装腕臂装置及定位装置

腕臂及定位装置全部按照精确测量、计算后的预配数据采用工厂化预配，严格控制腕臂装置各部尺寸和零部件紧固力矩，安装各种装置时应保证各种紧固力矩到位，不得随意调整腕臂安装形式。其中A柱、B柱处侧线定位管及定位支座位于正线正上方，均需采用特型定位器，以保证侧线处定位支座对正线接触线抬高400mm以上，以避免正线最大动态抬升时打弓、钻弓等弓网事故。

1.3.2 调整拉出值及导高

A柱正线拉出值为-150mm，侧线拉出值为+150mm，侧线导高比正线高20mm；B柱正线拉出值+400mm，侧线拉出值 1 100mm，侧线抬高120mm；C柱正线拉出值-200mm，侧线拉出值1 400mm，侧线抬高450～550mm下锚。

18#道岔导线拉出值应严格按照安装图所给定拉出值进行调整。由于无交分道岔是通过导高的变化实现机车的通过，所以对导高的要求较为严格。

1.3.3 检测始触区

18号道岔定义受电弓中心相邻一支接触线的距离为600～1 050mm的范围为始触区，此区域内不可安装任何线夹及金具等，且始触区的长度为8～12m。若上述步骤调整后始触区不满足条件，则需略微调整下A柱与B柱的拉出值，以保证始触区长度在8～12m内，且始触区尽量保证在跨中。

1.3.4 安装交叉吊弦

交叉吊弦指正线承力索在此处悬吊侧线接触线，侧线承力索交叉悬吊正线接触线。交叉吊弦与其他吊弦的间距仍按正常取值，即6～10m。始触区前安装交叉吊弦1组，安装在550～600mm（正线线路中心至侧线接触线在地面投影的距离）处。正线与侧线上的两根吊弦的间距一般为2m。交叉吊弦安装顺序应保证在受电弓从道岔开口方向进入时先接触到的吊弦为侧线承力索与正线接触线间的吊弦；吊弦线夹安装时吊弦载流环安装方向向外，背对主行车方向安装。

2 特殊平面布置（非标定位）18号无交叉线岔的安装调整

如图2所示，在武汉至黄城际铁路接口检查中发现，鄂州站5#、6#、7#、8#道岔在平面布置时D柱距离岔心为33.5m，按18#无交叉线岔标准定位调整不能满足安全运营要求，对此部分道岔的安装参数作如下优化：D柱拉出值分别为正线400mm、侧线400mm，且侧线抬高20mm；E柱处正线拉出值-200mm、侧线50mm，侧线抬高80mm；F柱处正线拉出值200mm、侧线400mm。在进行施工及检修时，应重点关注D柱至E柱间侧线导线高度变化，由D柱开始侧线比正线抬高20mm逐步过渡至E柱处抬高80mm，本跨内应严格控制侧线接触线弛度，满足在本跨内最低导线高度不低于D柱处导线高度。此参数设置满足D（A）柱距离理论岔心大于30m小于35m时的18#无交叉线岔平面布置要求。

始触区检测和交叉吊弦安装同标准定位。

3 结语

武汉至黄石城际铁路葛店南站、鄂州站、黄石北站和大冶北站正线与侧线间道岔均采用18#道岔，接触网相应的采用无交叉线岔技术，其布置方式对受电弓起到导向过渡作用，使受电弓高速、平稳的通过道岔区，满足运行速度250km/h的运营要求。通过武黄城际联调联试和开通运营所反馈的实际情况，采用无交叉线岔技术受电弓对接触网的冲击小、弓网受流性能更佳，且由于其平面布置简单，列车正线能高速通过、弹性好、没有硬点，适合高速列车运行的需要；同时无交叉线岔侧线与正线相对独立，更方便运营维修和事故抢修。

参考文献

[1] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社，2002.

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【辅导科目】语文 数学 英语 物理 化学 地理 历史 政治 奥数

【上课时间】署寒假 双休日 平时 课外 随到随学

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从现有文献调研来看，目前国内大部分高校对于跨专业研究生培养的关注不够，涉及该方面的文献非常有限，大庆石油学院[6]对地质类跨专业研究生、浙江财经学院[7]对管理类跨专业研究生的培养模式进行了一些探索。大庆石油学院在分析地质类跨专业生源的研究生对硕士点建设利弊的基础上，对跨专业地质类研究生的培养进行了探索与实践，认为跨专业研究生作为一个特殊群体，需要作为一个系统工程来设计和实施，即从招生、入学前、授课阶段、开题报告前及进入论文写作阶段等各个环节结合导师、授课教师及管理人员给予共同的特别关注，协同指导，才能在较短时间内克服跨专业研究生的不足，适应地质类研究生教学与培养方式，并发扬其跨专业的知识结构特色，成为高层次的复合型人才，真正成为合格的地质类硕士毕业生。[6]

目前国内大部分高校对于跨学科、跨专业研究生培养的机制、模式及策略等问题还没有给予足够的重视并进行深入研究，对于跨学科、跨专业报考研究生这一特殊群体的成长、成才还缺乏有益的指导。

二、焊接学科跨专业研究生培养的特殊性

南昌航空大学焊接学科是材料加工工程硕士点的方向之一，历来就业前景较好、研究经费充裕、科研条件好，因此，每年都有近60%的生源是跨专业、跨方向报考的。以2009、2010级研究生为例，其本科专业有应用化学、机械设计及自动化、生物医学工程、电子科学与技术、金属材料工程、飞行器制造工程、材料成型及控制工程（锻压方向）、材料成型及控制工程（铸造方向）等。

1.跨专业报考焊接学科研究生的优势

跨专业考生与本专业考生相比，有一些特点和优势[6]：来自不同的专业背景，考虑问题的角度和思路颇有特色，对于圈内传统观点和学说敢于质疑，另辟蹊径。通过问卷调查结果发现，焊接学科研究生，本科所学专业为材料类专业的，往往表现出较强的微观组织结构分析的能力，本科所学专业为机械类专业的，在焊接设备、工装夹具的设计方面和本专业学生相比有优势，这些对本专业生源的研究生构成了激励和促进。

2.跨专业报考焊接学科研究生培养中的问题

跨专业报考焊接学科的研究生虽然有利于选拔更多的具有宽广基础知识的优秀生源入学，从源头上为培养复合型、具有创新能力的焊接技术人才奠定了基础，但也带来了严重的问题和矛盾：

（1）在焊接学科专业课程的教学中存在较大的困难。由于现有研究生的培养计划是针对本科为焊接专业的研究生所制定的，但现在面对的对象有一半左右是对焊接专业一无所知的跨专业研究生，因为统一授课对象的基础不一样，如果授课内容和难度以跨专业研究生为基础来安排，那么本专业研究生会“吃不饱”，如果以本专业研究生为基础来安排，跨专业的考生又“跟不上”。

（2）由于与本专业学生的专业基础相差太远（不同的跨专业生源的基础也还有明显的差别），跨专业报考焊接学科的研究生对于焊接专业的一些基础理论问题不太清楚，一方面在后续的课题研究中无法进行深入研究，硕士论文的质量也不高，在规定的时间内难以完成课题的开题报告，进而影响到整个培养环节的进行。另一方面，部分跨专业学生比较勤奋、努力，虽然能够完成硕士论文、顺利毕业，但硕士论文的撰写中经常会用到一些令人啼笑皆非的词语，反映出其专业基础不扎实，在毕业后的工作中也会出现对焊接专业的很多基本知识掌握程度不够、内行人说外行话的情况。根据问卷调查结果，有相当一部分学生自认为：虽然读了焊接方向的研究生，做了与焊接相关的课题，但并不真正了解焊接，在毕业后的工作中缺乏自信心。

三、焊接学科跨专业研究生培养的策略

针对南昌航空大学焊接学科跨专业报考的研究生日益增多、培养对象的基础相差越来越大这一现状，为了全面提升南昌航空大学焊接学科跨专业报考的研究生的专业基础知识，在跨专业报考研究生的培养中引入了国际焊接工程师培训、认证的新模式。

“国际焊接工程师”是ISO1473l标准中所规定的最高层次的焊接技术人员和质量监督人员，是与焊接相关企业获得国际产品质量认证的要素之一，获得者可从事产品的结构设计、生产制造、质量保证、研究和开发等各个领域的焊接技术和相应的管理工作，在企业中起着极其重要的作用。培训内容包括与焊接专业相关的基础知识和专业知识，既有材料、机械、力学、电子电工等焊接专业基础知识，也有“焊接工艺及设备”、“材料及材料的焊接行为”、“焊接结构与设计”、“焊接生产及应用”四门主干课程，还有国际（ISO）、欧洲（EN）、美国（ASME）、德国（DIN）标准与规程和国际先进的焊接技术、国内著名专家的科研与生产实践经验。

通过对近几年跨专业、跨方向报考南昌航空大学焊接学科的研究生的本科专业、知识结构进行调研，与国际授权的机械工业哈尔滨焊接技术培训中心进行研讨，确定焊接学科研究生参加国际焊接工程师培训的入学条件和资格，结合国际焊接工程师培训的入学要求，对焊接学科研究生培养的现有课程体系进行了优化和改革，将部分焊接本科专业的核心必修课程如“焊接理论基础”、“弧焊电源”、“焊接结构”、“材料焊接性”等设置成研究生培养计 划的选修课程，供跨专业、跨方向学生选修，使其具备一定的焊接基础理论，以满足国际焊接工程师培训的入学资格审查。通过中期考试后，对这些学生进行国际焊接工程师的培训，并按照国际焊接工程师培训体系的要求，将部分培训内容和现有课程有机融合，全面提高其焊接理论基础知识、专业知识。按照“国际焊接工程师”培训体系，对参与培养的研究生进行40学时的焊接技能实训，包括焊条电弧焊、气焊、气割、二氧化碳气体保护焊和氩弧焊操作，提升这些研究生的操作技能和对焊接的感性认识。

四、焊接学科跨专业研究生培养新模式的实施效果

3年来，共有23名跨专业报告的研究生参与了该培养模式的试点，取得了良好效果。2011年毕业的硕士研究生吴某，本科所学专业为电子科学与技术，与焊接专业相差甚远，通过该模式的培养顺利毕业并拿到国际焊接工程师证书，毕业后成为某学校焊接专业的教师，能够胜任焊接专业课程的教学；2012年毕业的硕士研究生龚某，本科所学专业为化学工程，通过该模式的培养顺利毕业并拿到国际焊接工程师证书，毕业后成为某公司焊接责任工程师，硕士论文被推荐为省级优秀硕士论文；2013年毕业的硕士研究生姜某，本科所学专业为机械设计及其自动化，通过该模式的培养顺利毕业并拿到国际焊接工程师证书，并签约某高铁车厢生产企业。

五、结论

焊接学科跨专业研究生的专业基础和本专业研究生不同，且各个个体之间的差别也较大，导致跨专业研究生的培养在课程教学、课题研究和硕士论文的撰写等方面存在较大差异。

通过改革现有培养模式，在跨专业研究生的培养体系中引入国际焊接工程师培训课程，夯实了跨专业研究生的焊接专业基础知识，提高其焊接专业的技能，培养了焊接学科研究生的国际视野和工程实践能力，增强了研究生的就业优势。

参考文献：

[1]杨春艳，王晨.21世纪以来欧美研究生教育改革新趋势[J].学位与研究生教育，2010，（9）：60-65.

[2]沈以赴，夏品奇.国际化培养：高质量研究生教育的重要举措[J].中国高等教育，2010，（1）：36-38.

[3]熊玲，李忠，赵伟.基于大工程观的工程研究生培养目标及相关思考[J].学位与研究生教育，2010，（4）：60-65.

[4]杨华.基于工科特点的研究生教育培养模式创新研究与实践[J].河南教育，2010，（12）：3-4.

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现在船舶行业的快速发展，船舶焊接所需的人才越来大，但是目前在岗工人大多是初中毕业生或者是八十年代末期的技校毕业生，知识和技能水平偏低，只能从事简单的焊接操作，对于先进设备的操作和新技术的应用显得力不从心，同时我国焊接生产一线严重缺乏高素质技术人才。我院高职焊接技术及自动化专业（以下简称焊接专业）人才规格定位：不仅能操作，还应读懂图纸、制定工艺参数、安排生产工序、分析工件焊接缺陷产生的原因、确定修复工艺、熟悉产品质量检验标准与方法等。造船焊接技术是现代船舶建造工程的关键工艺技术。在船体建造过程中，焊接工时占船体建造工时的30%～40%，焊接成本约占船体建造成本的30%～50%，焊接生产效率是影响船舶建造周期与生产成本的主要因素之一。因此，焊接技术进步对推动船舶工业或其他行业的发展具有十分重要的意义，培养越来越需要具有综合职业能力和全面素质的、直接从事生产、技术、管理和服务第一线的应用型、技能型的高级实用人才是非常重要的。为此，担负这一类人才培养任务的高职教育，必须切实加强实训教学的改革和建设。

1.适应行业发展的需要，学习先进的焊接技能及理论知识

随着社会科技的进步，对于焊接技术而言“高效焊接”越来越多的出现在我们的视线中。高效焊接方法主要指熔敷效率高、焊接速度快、操作方便且易于实现自动化的焊接工艺方法。高教焊接工艺方法的共同特点是生产效率高、焊接质量好、节约能源。在中国造船工业中，常用的高效焊接方法有：铁粉焊条手工焊、下行焊、重力焊、药芯焊丝CO2 焊、多丝埋弧焊、垂直自动气电焊等。推广应用低成本自动化焊接设备及技术，并在此基础上组建平面分段自动装焊流水线，从而可望进一步提高产品的生产效率。

2.教学改革，在教学内容、方式、方法、考核做出调整

一基础知识以够用为度，三学制的培养周期短，要培养出合格的高技能人才，就必须注重专业知识的学习。

二是课程内容改革，将社会需求量大、技能要求高的焊条电弧焊技术、气焊气割技术、C02 气体保护焊技术单列出来，作为核心课程和核心技能。重点学习《焊接结构生产》、《焊接方法与设备》、《焊接生产检验及管理》、《材料焊接性》、《金属材料与热处理》、《焊接专业英语》等，在学习过程中大量采用案例教学，突出针对性和应用性，强化新工艺、新技术、新设备的实际应用，组织编写相关课程的实验指导书、课程设计、生产实习和毕业设计指导书。英语越来越多的应用于焊接领域中，特别是船厂。

三是改革考核方法，在考核中采用开卷和闭卷相结合、理论考试与技能考核相结合、书面考试与答辩考试相结合的方式，把考核重点放在专业实践能力和创新能力上。

四是改革理论教学与实践教学环节，注重焊接技术应知应会，增加专业技能实训，强化焊接操作技能训练，培养焊接技术高等技能操作和技术性工艺规程编制人才并取得相应的资格证书。

3.专业实践能力的培养

焊接专业毕业生的工作岗位归纳为焊接工艺员、施工技术员、焊接检验员、产品推销员，所以要找到适合对焊接专业学生的实践能力的培养的方式。制定了适合于焊接专业实践能力培养的可行性方案；学生的实践技能得以提高，动手能力增强。

第一是对学生基本焊接实践技能的培养。该技能培养主要安排在大一学年的第二学期进行，此时学生正在进行专业知识的初步学习，通过实践技能的培养将能进一步掌握所学习的内容。

第二现是对现代焊接技术的掌握和软件培训。该技能培养主要安排在大二学年进行。通过半的专业知识的学习，学生已经对焊接专业的绝大多数理论课进行了较为系统的学习，因此，该阶段实践能力的培养一方面侧重于现代焊接技术的掌握，包括埋弧自动焊、C02气体保护焊、钨极氩弧焊、激光焊，以学生掌握技能为目标，在实训教学中加以渗透，并考取相关的资格鉴定证书如中级焊工证、CCS焊工证等，从而提升学生在就业时的实力。

第三是对综合实践技能的培养。该技能培养主要安排在大三学年的第一学期进行，借助于专科毕业设计，来提高学生的综合实验技能，为学生将来从事焊接工艺员、焊接检验员打下坚实的基础。