材料科学与工程学院
————焊接专业认识实习报告
指导老师：XXX XXX
XXX XXX 学生姓名：XXX 学生学号：00000 学生班级：XXXX
日期：2011年7月1日星期五 怀着期待的心情，终于等到了我材料科学与工程学院焊接方向认识实习阶段。该实习大概持续两周时间。接下来我将分阶段来叙述本次认识实习我的经历、收获与总结。
一、实习动员会
本次实习是本一和本三一起实习的。作为本一的班长，我带着同学们坐车来到了南院九教。第一天由薛海涛老师给我们做实习动员以及亲手体验了手工电弧焊。在实习动员会上，薛老师首先和大家进行了互相的认识。其次，薛老师着重的对一些安全问题进行了强调。确实，安全是一切的基础，没有安全作保证，就无法进行正常的学习与工作活动。结合薛老师就安全问题的讲话与我对相关焊接安全知识的搜集，总结如下。
一是要注意交通安全与饮食安全等与实习本身无关的安全问题。二是要注意实习安全。其中包括实验室安全与参观工厂时的安全。要严格按照实验室要求来着装，操作。尤其注意电、热仪器的使用与安全问题。进工厂参观时更要注意机械伤害预防。眼观六路耳听八方。抬头看天车，低头看坑。左右看同学，老师说了几条原则。一不要伤害同学，二不要被同学伤害，三不要伤害自己。要穿劳保服装，要戴头盔。总之小心为上。不要乱摸乱碰。有的看起来不起眼的金属物可能有高温、锋利等危险，要特别小心。由于我们这学期开设有实验室安全学这一院管选修课，对安全知识有一定的了解，这里就不做赘述了。
在介绍完相关的安全问题后，薛老师带领我们去了南院材料楼焊接实验室，进行第一天实习的第二项任务，亲自操作电弧焊。薛老师首先给大家进行了一系列的讲解。我在此再详细的回顾一下。
一、引弧方式：接触式引弧、非接触试引弧。对于熔化极来讲，一般使用接触式引弧方式，对于非熔化极一般使用非接触式引弧方式，这是出于对电极的保护来划分的。
二、为什么会有电弧产生呢？这是由于两方面原因造成的。一是电子发射，二是空气电离。导致这两方面产生的原因有热、场、光、碰撞等各种原因。
三、一般来讲，设备有一下几种，有交流、直流和脉冲。
四、焊条材料。其焊接焊条药皮分为酸性与碱性。酸性的焊接工艺好，碱性的焊接工艺差。但碱性的机械性能好。塑性强。酸性一般为J4XX，其易引燃，容易成型，少飞溅，好脱渣。碱性的一般为J5XX，其机械性能较好
薛老师进行了一系列讲解后，给我们做了规范的操作示范，接下来我们分为了两组，交替使用交流和直流焊机进行实习操作。下面是我通过对两台机器，不同焊条的操作体验和查阅资料的总结。
直流焊机经过整流元件输出。结构复杂。交流焊机经无整流元件。结构简单。直流焊接电弧稳定，小电流不断弧，可焊接很薄的板。焊缝平滑。交流电弧不如直流电弧稳定，小电流易断弧，焊接很薄的板需要很好的技术。焊缝不如直流焊接的焊缝平滑。
在焊条药皮中，如果含有以酸性氧化物(如氧化钛、硅砂)为主的涂料成分，这种焊条称为酸性焊条，如钛铁矿型焊条、钛钙型焊条、高钛型焊条、氧化铁型焊条和纤维素型焊条，如果含有以碱性氧化物(如氧化钙)为主的涂料成分，这种焊条称为碱性焊条，如含碳酸盐和氟石为主的低氢型焊条。
酸性焊条和碱性焊条特性的比较：
1、酸性焊条药皮组分氧化性强；而碱性焊条药皮组分氧化性弱。
2、酸性焊条对水、锈产生气孔的敏感性不大，焊条在使用前经75~150℃烘焙1h；而碱性焊条对水、锈产生气孔的敏感性较大，焊条在使用 前经350~400℃烘焙1~2h。
3、酸性焊条电弧稳定，可用交流或直流施焊；而碱性焊条由于药皮中含有氟化物，恶化电弧稳定性，必须用直流施焊，只有当药皮中加稳弧剂后才可交，直流两用。
4、酸性焊条焊接电流大；而碱性焊条焊接电流较小，较同规格的酸性焊条约小10%左右。
5、酸性焊条宜长弧操作；而碱性焊条宜短弧操作，否则易引起气孔。
6、酸性焊条合金元素过渡效果差；而碱性焊条合金元素过渡效果好。
7、酸性焊条焊缝成形较好，熔深较浅；而碱性焊条焊缝成形尚好，容易堆高，熔深稍深。
8、酸性焊条熔渣结构呈玻璃状；而碱性焊条熔渣结构呈结晶状。
9、酸性焊条脱渣较方便；而碱性焊条坡口内第1层脱渣较困难，以后各层脱渣较容易。
10、酸性焊条焊缝常、低温冲击性能一般；而碱性焊条焊缝常、低温冲击性能较高。
11、酸性焊条抗裂性能较差；而碱性焊条抗裂性能好。
12、酸性焊条焊缝中的含氢量高，易产生“白点”，影响塑性；而碱性焊条焊缝中的含氢量低。
13、酸性焊条焊接时烟尘较少；而碱性焊条焊接时烟尘较多。
虽然实习结束后有些疲惫，但是第一天实习的收获是非常大的，接下来是我们第二天的实习。
二、观看焊接实习录像与体验特种焊。
第二天我们依旧来到了南院教学楼，今天由亢老师给我们进行实习安排。我们本一本三的全部同学在一起观看了由亢老师给大家播放了关于各种焊接的录像，非常珍贵也扩展了我们的眼界，对我们进一步了解焊接这门学科奠定了基础，亢老师对焊接以及相关内容的讲解分析也让大家打开眼界。下面是我通过对录像的一些总结和查阅的相关资料对特种焊接进行的总结：
特种焊接技术是指除常规焊接方法（如手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等）之外的焊接技术。主要针对激光焊、电子束焊、等离子弧焊、真空扩散焊、惰性气体保护焊、冷压焊和热压焊、摩擦焊、超声波焊等一些特殊的焊接方法。
激光焊
激光焊是指以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。
激光焊接原理当高强度激光照射在材料表面上时，部分光能将被材料吸收而转变成热能，使材料熔化，从而达到焊接的目的。 一般要根据金属的光学性质（如反射和吸收）和热学性质（如熔点、热传导率、热扩散率、熔化潜热等）来决定所使用的激光的功率密度和脉宽等，对普通金属来说，光强吸收系数大约在105～109厘当高强度激光照射在材料表面上时，部分光能将被材料吸收而转变成热能，使材料熔化，从而达到焊接的目的。 一般要根据金属的光学性质（如反射和吸收）和热学性质（如熔点、热传导率、热扩散率、熔化潜热等）来决定所使用的激光的功率密度和脉宽等，对普通金属来说，光强吸收系数大约在105～109厘米-1数量级。如果激光的功率密度为105～109瓦/厘米2，则在金属表面的穿透深度为微米数量级。为避免焊接时产生金属飞溅或陷坑，要控制激光功率密度，使金属表面温度维持在沸点附近。对一般金属，激光功率密度常取105～106瓦/厘米2左右。 激光焊接有许多优点。它的突出优点在于高熔点金属或两种不同金属的焊接，而且光斑小，热形变小，还可对透明外壳内的部件进行焊接，适于实现自动化。
激光焊接有两种基本模式：热导焊和深熔焊，前者所用激光功率密度较低（105～106W／cm2），工件吸收激光后，仅达到表面熔化，然后依靠热传导向工件内部传递热量形成熔池。这种焊接模式熔深浅，深宽比较小。后者激光功率密度高（106～107W／cm2），工件吸收激光后迅速熔化乃至气化，熔化的金属在蒸汽压力作用下形成小孔激光束可直照孔底，使小孔不断延伸，直至小孔内的蒸气压力与液体金属的表面张力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动时，小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方，凝固后形成焊缝。这种焊接模式熔深大，深宽比也大。在机械制造领域，除了那些微薄零件之外，一般应选用深熔焊。
深熔焊过程产生的金属蒸气和保护气体，在激光作用下发生电离，从而在小孔内部和上方形成等离子体。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用，因此一般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量。并影响光束的聚焦效果、对焊接不利。通常可辅加侧吹气驱除或削弱等离子体。小孔的形成和等离子体效应，使焊接过程中伴随着具有特征的声、光和电荷产生，研究它们与焊接规范及焊缝质量之间的关系，和利用这些特征信号对激光焊接过程及质量进行监控，具有十分重要的理论意义和实用价值。
电子束焊
电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束，用此电子束去轰击工件，巨大的动能转化为热能，使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接。
根据电子束焊接的基本原理，西方国家在70年代末期研究开发出双金属锯带电子束焊接新工艺生产线，代替传统的普通高速钢锯带生产工艺，从而大量节省了高速钢，并提高了锯带的使用寿命。双金属锯带就是把具有弹性性能好的弹簧钢和切削能力强的高速钢通过电子束焊接方法而获得的一种新型锯带。我国在80年代后期相继从德国引进若干条生产线以满足国内市场高速发展的需要，但还不能完全满足其市场要求。
由于电子束焊接包含了机械、真空、高电压和电磁场理论、电子光学、自动控制和计算机等多学科技术，对国内一般厂商来说技术难度较大，而引进费用又昂贵，为此桂林电气科学研究所结合国外技术及多年从事电子束技术研究开发经验，研制成功了我国第一条国产双金属锯带生产线设备。其中高压电源是双金属锯带焊接设备的关键技术之一，它主要为电子枪提供加速电压，其性能好坏直接决定电子束焊接工艺和焊接质量。为此许多电子束焊机制造商及研究机构均对高压电源的可靠性、高压保护、高压打火对焊件的影响进行了研究，并相应制造出具有较高性能的高压电源，以满足不同的电子束焊机的需要。由于双金属焊接要求平行焊缝，要用高压电子束焊机(100kV以上)焊接双金属锯带,为此开展高压电源的开发和研究工作是非常必要的。
电子束焊接技术起源于德国。1948年，德国物理学家Steigarwald博士在研究高功率密度束流源在电子显微镜上的应用时，发现电子束可用于热加工，尤其适用于机械表上宝石的打孔，以及真空条件下金属的熔化和焊接。
电子束焊接技术的诞生和最初应用都是和当时核能工业技术的需求紧密联系着的。1954年法国的J.A.Stohr博士用自行研制的一台电子束焊接装置, 为法国原子能委员会成功焊接了核反应堆的燃料包壳。这标志着用电子束焊接金属获得了成功，使得电子束焊接技术受到世界的普遍关注，尤其受到英国、美国、德国、法国和前苏联等先进工业国家的高度重视，争相开发。在20世纪60年代初期，我国紧随世界电子束加工技术的发展，开始设备及工艺的研究工作。
20世纪70年代，随着电子束焊接技术日益成熟，电子束焊接设备的稳定性和操作过程自动化程度的提高，以及当时机械制造领域技术改造的需要，使电子束焊接技术不仅牢固立足于尖端工业中，而且以其精密化焊接的特点迅速普及到一般机械制造业。从20世纪80年代末开始，电子束焊接又充分发挥其深穿透的特点向大型、大厚度、重型零件的焊接领域进军。同时，在研发超大型真空室、开发高功率电子枪和电源、实现大厚度非真空电子束焊接的工程应用等方面都取得很大进展。
进入21世纪，随着人类活动空间向太空的进一步扩展，电子束焊接技术的应用也从地面扩展到太空。电子束技术在空间结构焊接和加工中的作用将为人们进一步认识和发展发挥重要作用
等离子弧焊
等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。根据各种工件的材料性质，也有使用氦或氩氦、氩氢等混合气体的
等离子弧有两种工作方式。一种是“非转移弧”，电弧在钨极与喷嘴之间燃烧，主要用於等离子喷镀或加热非导电材料；另一种是“转移弧”，电弧由辅助电极高频引弧后，电弧燃烧在钨极与工件之间，用於焊接。形成焊缝的方式有熔透式和穿孔式两种。前一种形式的等离子弧只熔透母材，形成焊接熔池，多用於0.8～3毫米厚的板材焊接；后一种形式的等离子弧只熔穿板材，形成钥匙孔形的熔池，多用於 3～12毫米厚的板材焊接。此外，还有小电流的微束等离子弧焊，特别适合於0.02～1.5毫米的薄板焊接。等离子弧焊接属于高质量焊接方法。焊缝的深/宽比大，热影响区窄，工件变形小，可焊材料种类多。特别是脉冲电流等离子弧焊和熔化极等离子弧焊的发展，更扩大了等离子弧焊的使用范围。
接下来亢老师给我们演示了高能磁场焊与氩弧焊。由于人数较多我们没有亲手去操作。但这两种特种焊都给我们留下了较深的印象。
第三天由于天气不好，我们无法室外焊接，是由董天顺老师带着我们实习观看了焊接与当下如汽车飞机等高新热门行业的关系与关联。可以说大家看的是热血沸腾啊，因为我们焊接涉及到了法拉利赛车等让我们很心动的行业。同学们认真的观看了此方面的视频，表示激情澎湃，现在好好学习专业知识，将来投身于自己喜爱的行业。
第四天是由郑振太老师带我们去无损检测实验室进行的实习。他用一上午的时间给我们介绍了五种检测方法并就其中四种方法进行了亲手操作演示并给我们流出了自己动手的时间。其中包括有射线检测，超声波检测，漏磁检测，涡流检测，渗透检测。下面是我关于对实验的观察总结和相关网络资料的搜集进行的整理: 在射线检测方面，射线成像和缺陷自动识别技术、射线计算机辅助成像技术（CR）、射线实时成像技术（DR）和射线断层扫描技术（CT）都获得了广泛的应用。检测集装箱的快速X射线实时成像系统、以X射线、γ射线、直线加速器为射线源的各种工业CT装置已被广泛地应用到各个工业领域。微焦点X射线CT可以检测微米级的微小缺陷。
在超声检测方面，各种数字化超声波探伤仪广泛使用。TOFD超声检测系统、超声成像检测系统、磁致伸缩超声导波检测系统、相控阵超声检测系统已经获得了广泛应用。在检测方法和应用技术研究方面，主要针对自动化超声检测技术、超声成像检测技术、人工智能与机器人检测技术、TOFD超声检测技术、超声导波检测技术、非接触超声技术、相控阵超声检测技术、激光超声检测技术等都取得了大量的研究成果。在管棒材和焊管自动化检测线使用的多通道超声波探伤仪，通道数多达128个，采样速率最高可达240MHz 。超声导波检测系统和磁致伸缩导波检测方法已经用于带保温层工业管道和埋地管道腐蚀缺陷的长距离检测。
漏磁检测技术已广泛用于大型常压储罐底板腐蚀检测、管道制造过程的在线检测、钢丝绳检测、石油钻杆检测和无保温层工业管道腐蚀检测等。磁记忆检测在电站锅炉、压力容器、压力管道、汽轮机、风力发电机和桥梁等结构上已广泛应用。巴克豪森噪声技术在残余应力检测中的应用更加广泛。
渗透检测(penetration testing,缩写符号为PT），又称渗透探伤，是一种表面无损检测方法，属于无损检测五大常规方法之一。利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显像剂将渗入的渗透液析出到表面显示缺陷的存在。渗透检测方法，即在测试材料表面使用一种液态染料，并使其在体表保留至预设时限，该染料可为在正常光照下即能辨认的有色液体，也可为需要特殊光照方可显现的黄/绿荧光色液体。
此液态染料由于“毛细作用”进入材料表面开口的裂痕。毛细作用在染色剂停留过程中始终发生，直至多余染料完全被清洗。此时将某种显像剂施加到被检材质表面，渗透入裂痕并使其着色，进而显现。具备相应资质的检测人员可对该显现痕迹进行解析。渗透检测可广泛应用于检测大部分的非吸收性物料的表面开口缺陷，如钢铁，有色金属，陶瓷及塑料等，对于形状复杂的缺陷也可一次性全面检测。无需额外设备，便于现场使用。
其局限性在于，检测程序繁琐，速度慢，试剂成本较高，灵敏度低于磁粉检测，对于埋藏缺陷或闭合性表面缺陷无法测出，对被检测物体表面光洁度有一定要求。
涡流检测（ET）的英文名称是：Eddy Current Testing 工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工件内会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。 ; 以上就是对于无损检测我的一些相关理解。第一周的实习也就到此结束了，第二周我们将外出一些工厂进行参观。
第二周周一，我们跟随老师们来到了唐王焊机，在工厂参观过程中，我们认识了很多只在书上看到了实际的生产设备，体会到了工厂具体工作的情况，中午和工人们一起吃了午饭，实践出真知，不下到第一线，我们是无法了解学问和生产之间的联系与差别的，今天虽然很累，但是收获很大。
在周三的实习当中，上午我们跟随董老师进行了手工电弧焊的练习和小测试，但我本人还是操作的不很熟练，对电流与焊条的选择配合仍不熟悉，不过算是较好的完成了任务。下午我们跟随郑老师进行了钎焊的联系，这是很细微的焊接，我们都进行了尝试，对钎焊有了一个初步的认识。
经过了两周的实习，我们由基本不了解我们专业的特性到了解焊接的课程安排，具体内容，亲手操作，下车间观摩，有了很大的认识提高，也和同学们相互熟悉了，和老师们也有了相互的了解，知道了很多实际的，学术的知识，圆满完成了本次专业认识实习，在此，我谨代表焊接专业本一十五位同学向学校，向学院，向付出辛苦的老师们表示感谢！
2011/7/1
