焊接工艺对熔敷速度的影响

1、随着科学技术的持续快速进步， 在国民经济发展特别是制造业的 发展中，低能量焊接技术成为一种不可或缺的加工方式 1 。随着节能、 减材和降耗工业的形成与不断发展， 工业生产中产品的轻量化，薄板的应用领域日益广泛，同时需求量也逐渐增大。由于薄板结构具备质量轻、 工艺性好和连接方便等优点， 广泛应 用于许多类型的汽车制造中。对于汽车制造， 薄板焊接是重要的加工过程， 对应的焊接方法有 电阻焊、螺柱焊、气体保护焊、钎焊、摩擦焊等 2 。薄板焊接对焊接热输入的要求十分严格， 焊接过程中极易出现热 变形或者烧穿等缺陷， 控制并降低焊接热输入可以减少焊接热变形和 防止烧穿，因此研究低能量焊接方法具有重要意义

2、。新型低能量焊接技术 - ，以下简称是一种新型焊接方法，它采用 推拉送丝方式完成熔滴短路过渡，能有效降低焊接过程的热输入。在焊接过程中发生短路时， 送丝电机反转， 依靠焊丝回抽的机械 力完成熔滴过渡。在焊丝回抽过程中， 控制电源输出较小的焊接电流， 从而降低焊 接热输入和减少焊接飞溅， 使焊接过程中对母材热输入较小， 工件不 易变形，焊接适用于对热输入比较敏感的薄板焊接。本研究通过焊接试验深入研究焊接工艺参数对焊丝熔敷速度的 影响规律。1 焊接系统控制方案焊丝运动示意如图 1 所示，焊接系统的熔滴 过渡方式是通过机械力回抽焊丝实现的短路过渡形式。焊接过程的控制方案采用电源输出电流与焊丝运动协同

3、配合方 式，通过波形控制使输出电流配合焊丝的运动，保证焊接过程稳定， 进而降低焊接过程的热输入， 确保焊接过程几乎无飞溅和焊缝成形良 好 3 。图 1 焊丝运动示意 1 焊接系统控制方案示意如图 2 所示，图 2 为 焊接过程中的电压波形， 图 2 为燃弧和短路状态所对应的焊丝运动状 况，图 2 为对应的输出电流波形。当电弧电压大于某临界值 0 时判断电弧处于燃弧状态，当小于 0 时为短路状态。为送丝速度，当0时为焊丝送进状态，v0时为焊丝回抽状态。当判断为燃弧状态时，开始计时并给定燃弧峰值电流 1，经过设 定时间 4 后伺服电机以速度 1 正转即焊丝送进， 当时间达到保持时间 1 时，焊接过

4、程进入燃弧后期，此时输出较小的燃弧后期电流2；当检测到短路状态时， 为了避免小桥爆断产生飞溅， 输出小电流 3 并且 开始计时，当时间达到 5时，伺服电机以速度 2 反转回抽焊丝，进而 熔滴被机械力拉断完成短路过渡； 当时间为 3 时，焊接过程进入短路 后期，此时焊接主电源需要输出较大电流 4，此电流既有利于下一周 期电弧的再引燃，又能促进缩颈的产生，进而降低焊接周期时间，提 高焊接效率， 当焊接过程进入下一个燃弧状态， 标志着焊接过程一个 周期的完成 4 。图 2 控制方案示意 2 该焊接系统短路过渡时依靠机械拉力拉断熔 滴液桥，且短路时电流值较小，从而实现低能量焊接。本系统短路过渡均匀，

5、送丝系统与焊接电源配合良好， 整个焊接 过程十分稳定，几乎无飞溅，焊缝均匀美观。2试验方案首先找出能够实现基本焊接的参数范围，然后分析主 要焊接控制参数对焊丝熔敷速度的影响规律， 最后找出较优参数组合 进行验证。焊接工艺试验所用材料和选用参数如表 1和表 2所示。 焊接工艺张玉印， 等新型低能量焊接工艺参数对熔敷速度的影响 第在焊接系统控制方案中，燃弧后期电流值 1 选为 50，该值较小， 主要作用是提供维持电弧加热焊丝的基本能量， 还可降低焊接过程中 的热输入。短路前期电流值 3=40，主要是避免较大电流流过短路前期小桥 的情况出现，从而减少飞溅。保持时间 3=1，短路后期电流值 4=90，

6、此值较大，主要作用是提 供能够顺利再引燃电弧的基值电流， 并可以促进缩颈的形成， 提高焊 接效率。3 控制参数对熔滴尺寸的影响规律以单位时间内焊丝熔化长度来 代表焊接的熔敷速度，通过调整控制方案中 1、1、1、4、2 和 5 的相 互匹配来研究焊接过程中控制参数对熔敷速度的影响规律。311和 1对熔敷速度的影响规律控制方案中的 1为燃弧峰值电流， 它能够保证电弧顺利的再引燃并促进熔化焊丝形成熔滴以及加热母 材，燃弧峰值电流的保持时间为 1。1和 1是熔化焊丝及向母材输入能量的最主要参数，其作用类似 于传统的脉冲焊中峰值电流和峰值时间 5 。焊接系统采用波形控制方案， 燃弧初期电流值 1 选择

7、150、200、 250和 300四个值，保持时间 1 选择 15、18、21、24、27 和 306 个 值。在其他控制参数不变的情况下， 研究 1和 1 的各种匹配方式对焊 丝熔敷速度的影响。焊接系统所选其他工艺参数如表 3 所示。不同燃弧峰值电流 1 和保持时间 1 匹配下，焊丝熔敷速度的大小 如图 3 所示。燃弧期间通过调整燃弧脉冲电流 1及其持续时间 1 来调整脉冲能 量的大小，这种方法灵活简单，精确性较好。在不同燃弧峰值电流 1 和保持时间 1的匹配下，焊丝熔敷速度也 发生一定的变化。由图 3 可知，在保持时间 1一定时，随着燃弧前期电流值 1 的增 大，焊丝熔敷速度随之增加；在燃

8、弧前期电流值 1 一定时，随着保持 时间 1 的增加，焊丝熔化速度逐渐增大。1 为燃弧峰值能量，对熔化焊丝形成熔滴起着非常重要的作用， 它是加热熔池的主要能量来源， 能够使短路阶段焊丝端头的熔滴向熔 池内更充分地铺展。燃弧脉冲峰值能量 1 与 1 和 1 成正比关系，当 1 和 1 增大时， 1 随之增大，导致焊丝熔敷速度增大。321和 4 对熔敷速度的影响规律由于焊接法采用提前设定的焊丝 运动曲线， 焊接过程中焊接电流、 电弧电压需要根据焊丝运动状态调 节不同的值与其相匹配， 从而完成焊接工艺参数和焊丝运动的协调控 制，这需要通过波形控制方案加以解决。1 为焊丝送进速度， 4 为焊丝送进延迟

9、时间，其表征意义是当判 断为燃弧状态时开始计时，经过时间 4后，焊丝以速度 1 开始送进。试验方案中焊丝送进速度 1 选择 400、450、500 和 5504个值， 焊丝送进延时时间 4 选择 0、1、2、3 和 4 五个值。其他参数值保持不变， 研究 1 和 4 的各种匹配方式对焊丝熔敷速 度的影响。此时，焊接系统所选其他工艺参数如表 4 所示。不同焊丝送进速度 1和延迟时间 4 匹配下焊丝熔敷速度如图 4 所 示。由图 4 可知，随着焊丝送进延迟时间 4 的增大，焊丝熔敷速度逐 渐减小。这是因为 4 代表着当电弧电压大于燃弧电压时开始计时， 经过时 间 4 后，焊丝开始送进，即随着焊丝送

10、进延时时间 4 的增大，燃弧时 间变长，进而使单周期时间变长， 由 4 对熔滴过渡频率和熔滴尺寸的 影响可知， 4 越大，熔滴过渡频率越小，熔滴尺寸变大，但是 4 的变 化对熔滴过渡频率的影响比对熔滴尺寸的影响显著， 最终导致焊丝熔 敷速度减小。在焊丝送进延时时间一定时， 随着焊丝送进速度的增大， 焊丝熔 敷速度略有增大，由 1 对熔滴过渡频率和熔滴过渡尺寸的影响规律可 知，1 越大，熔滴过渡频率越大，熔滴尺寸基本保持不变，所以单位 时间内过渡到熔池的金属量越多，最终导致焊丝熔敷速度增加。332和 5对熔敷速度的影响规律 2为焊丝回抽速度， 5 为焊丝回 抽延时时间，其表征意义是当发生短路时开

11、始计时，经过时间 5 后， 焊丝以速度 2 开始回抽。焊接系统采用波形控制方案，焊丝回抽速度 2 选择 300、 350、 400、450和 500五个值，焊丝回抽延时时间 5选择 0、03、06和 094 个值。在其他参数值保持不变的前提下， 使 2和 5相互匹配来研究其对 焊丝熔敷速度的影响。焊接系统所选其他工艺参数如表 5 所示。不同焊丝送进速度 2和延迟时间 5 匹配下焊丝熔敷速度如图 5 所 示。由图 5 可知，随着回抽延时时间 5 的增大，焊丝熔敷速度略有增 大，这是因为随着回抽时间的延迟，焊丝送进时间加大，熔滴向熔池 过渡时间越长， 熔滴在熔池内的铺展越充分， 最终使焊丝端头的熔

12、滴 尺寸变大。由 5 对熔滴过渡频率的影响可知， 熔滴过渡频率随着 5 的增大而 略有减小，最终导致焊丝熔敷速度略有增加。在焊丝送进延时时间一定时， 随着焊丝回抽速度的增加， 焊丝熔 化速度略有增大，但不明显。由 2 对熔滴尺寸和熔滴过渡频率的影响规律可知， 2 越大，短路 时间越小，加之惯性的存在，焊丝回抽速度越大，导致燃弧时间变长， 而燃弧期间的功率大于短路期间， 因此会产生更多的能量加热焊丝和 母材，使熔滴尺寸变大，熔滴过渡频率略有减小，最终导致焊丝熔敷 速度变化不大。4结论焊接系统能够使焊接电流输出和焊丝送进、回抽运动配合 良好，焊接工艺参数可调节范围广，焊接能量低，熔滴过渡平稳，无

13、飞溅，焊缝美观，焊接效果良好。通过焊接工艺试验得到控制参数对焊丝熔敷速度的影响规律如 下 1 随着 1 和 1 的增大，焊丝熔敷速度增加。这是由于 1和 1的增大会产生更多的燃弧峰值能量来加热熔池和 熔化焊丝形成熔滴，最终导致熔敷速度变大。2 随着 4 的增大，焊丝熔敷速度减小，这是因为 4 越大，熔滴过 渡频率越小，熔滴尺寸变大， 但是 4的变化对熔滴过渡频率的影响比 对熔滴尺寸的影响显著， 最终导致焊丝熔敷速度减小； 随着 1 的增大， 焊丝熔敷速度略有增大， 1 越大，熔滴过渡频率越大，熔滴尺寸基本 保持不变，所以焊丝熔敷速度增加。3 随着 5 增大，焊丝熔敷速度略有增大，这是因为 5

14、的增大使短 路时间增加，熔滴向熔池过渡时间越长， 熔滴在熔池内的铺展更充分， 进而使熔敷速度略有增加； 2 越大，熔滴尺寸变大，同时熔滴过渡频 率略有减小，最终导致 2 对焊丝熔敷速度的变化影响不大。参考文献 1 王永峰焊接工艺要点分析 中国科技纵横， 20135110-1102 袁绮声，苗振汽车制造中的焊接技术 电焊 机， 1994， 2431-7 3 黄鹏飞，冯伟，路永全推拉送丝焊接设备及 工艺 电焊机， 2014，44932-354 路永全，黄鹏飞新型低能量焊接 设备及工艺研究 北京北京工业大学， 20155 张撼鹏，殷树言新型 低能量输入电弧焊接系统及其过程控制研究 北京北京工业大学，

15、 2007作者张玉印马修亮杨威潘雷亮单位北京汽车股份有限公司本 word 为可编辑版本，以下内容若不需要请删除后使用，谢谢您的理解 篇一：重症肺炎的诊断标准及治疗重症肺炎 【概述】肺炎是严重危害人类健康的一种疾病，占感染性疾病中死亡率之首， 在人类总 死亡率中排第 56 位。重症肺炎除具有肺炎常见呼吸系统症状外 , 尚有呼吸衰竭和其他系统 明显受累的表现 , 既可发生于社区获得性肺炎 (community -acquired pneumonia, CAP), 亦可发 生于医院获得性肺炎 (hospital acquired pneumonia, HAP)。在HAP中以重症监护病房(intens

16、ive care unit ,ICU)内获得的肺炎、 呼吸机相关肺炎(ventilator associated pneumonia ,VAP)和健康护 理(医疗)相关性肺炎(health care -associated pneumonia ,HCAP)更为常见。免疫抑制宿主发 生的肺炎亦常包括其中。 重症肺炎死亡率高，在过去的几十年中已成为一个独立的临床综合 征，在流行病学、风险因素和结局方面有其独特的特征， 需要一个独特的临床处理路径和初 始的抗生素治疗。重症肺炎患者可从ICU综合治疗中获益。临床各科都可能会遇到重症肺炎 患者。在急诊科门诊最常遇到的是社区获得性重症肺炎。 本章重点介绍重

17、症社区获得性肺炎。 对重症院内获得性肺炎只做简要介绍。【诊断】首先需明确肺炎的诊断。 CAP 是指在医院外罹患的感染性肺实质(含肺泡壁即广义上的肺间质 ) 炎症 ,包括具有明确潜伏期的病原体感染而在入院后平均潜伏期内发病的 肺炎。简单地讲 ,是住院 48 小时以内及住院前出现的肺部炎症。 CAP 临床诊断依据包括 : 新近出现的咳嗽、咳痰,或原有呼吸道疾病症状加重，并出现脓性痰；伴或不伴胸痛。 发热。 肺实变体征和(或)湿性啰音。WBC 1099 X 10 / L或重症肺炎通常被认为是需要收入ICU的肺炎。关于重症肺炎尚未有公认的定义。在中华医学会呼吸病学分会公布的 CAP 诊断和治疗指南中将

18、下列症征列为重症 肺炎的表现：意识障碍；呼吸频率30次/minPaO25d、机械通气4d)和存在高危因 素者 , 即使不完全符合重症肺炎规定标准 , 亦视为重症。美国胸科学会 (ATS) 2001 年对重症肺炎的诊断标准：主要诊断标准 需要机械通气 ； 入院48h内肺部病变扩大 50%;少尿(每日177卩mol/L( 2mg/dl)。次要标准：呼吸 频率30次/min;PaO2/FiO2 2007年 ATS 和美国感染病学会 ( IDSA) 制订了新的社区获得性肺炎治 疗指南，对重症社区获得性肺炎的诊断标准进行了新的修正。主要标准： 需要创伤性机械通气 需要应用升压药物的脓毒性血症休克。 次要

19、标准包括： 呼吸频率30次/min; 氧合指数（PaO2/FiO2） 20 mg/dL） 白细胞减少症（WBC计数v 4X 109 /L） 血小板减少症（血小板计数v100 X 10gL） 体温降低（中心体温v 36 C） 低血压需要液体复苏。符合 1 条主要标准，或至少 3项次要标准可诊断。重症医院获得性肺炎（SHAP的定义与SCAP相近。2005年ATS和美国感染病学会（IDSA） 制订了成人HAR VAP HCAP处理指南。指南中界定了 HCAP的病人范围：在90d内因急 性感染曾住院2d;居住在医疗护理机构；最近接受过静脉抗生素治疗、化疗或者30d内有感染伤口治疗；住过一家医院或进行过

20、透析治疗。因为HCAP患者往往需要应用针对多重耐药（MDR）病原菌的抗菌药物治疗，故将其列入HAP和VAP的范畴内。【临床表现】重症肺炎可急性起病，部分病人除了发热、咳嗽、咳痰、呼吸困难等呼 吸系统症状外，可在短时间内出现意识障碍、 休克、肾功能不全、肝功能不全等其他系统表 现。少部分病人甚至可没有典型的呼吸系统症状， 容易引起误诊。也可起病时较轻，病情逐 步恶化，最终达到重症肺炎的标准。在急诊门诊遇到的主要是重症CAP患者，部分是HCAP患者。重症 CAP 的最常见的致病病原体有：肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、军团菌、革兰 氏阴性杆菌、流感嗜血杆菌等，其临床表现简述如下：肺炎链球菌为重症 CA

21、P最常见的病原体，占30%70%。呼吸系统防御功能损伤（酒 精中毒、抽搐和昏迷）可是咽喉部大量含有肺炎链球菌的分泌物吸入到下呼吸道。病毒感染和吸烟可造成纤毛运动受损， 导致局部防御功能下降。 充血性心衰也为细菌性肺炎的先兆因 素。脾切除或脾功能亢进的病人可发生暴发性的肺炎链球菌肺炎。多发性骨髓瘤、低丙种球蛋白血症或慢性淋巴细胞白血病等疾病均为肺炎链球菌感染的重要危险因素。典型的肺炎链球菌肺炎表现为肺实变、寒战，体温大于39.4 C,多汗和胸膜痛疼，多见于原先健康的年轻 人。而老年人中肺炎链球菌的临床表现隐匿， 常缺乏典型的临床症状和体征。 典型的肺炎链 球菌肺炎的胸部X线表现为肺叶、肺段的实变

22、。肺叶、肺段的实变的病人易合并菌血症。肺 炎链球菌合并菌血症的死亡率为30%70%，比无菌血症者高 9 倍。金葡菌肺炎 为重症CAP的一个重要病原体。 在流行性感冒时期，CAP中金葡菌的发 生率可高达 25%，约 50%的病例有某种基础疾病的存在。呼吸困难和低氧血症较普遍， 死亡率为64%。胸部X线检查常见密度增高的实变影。常出现空腔，可见肺气囊，病变变化较快，常伴发肺脓肿和脓胸。MRSA（耐甲氧西林金葡菌）为 CAP中较少见的病原菌，但一旦明确诊断，则应选用万古霉素治疗。革兰氏阴性菌 CAP重症CAP中革兰氏阴性菌感染约占 20%,病原菌包括肺炎克雷白 杆菌、不动感菌属、变形杆菌和沙雷菌属等

23、。肺炎克雷白杆菌所致的CAP约占1%5%,但其临床过程较为危重。 易发生于酗酒者、慢性呼吸系统疾病病人和衰弱者， 表现为明显的中 毒症状。胸部 X 线的典型表现为右上叶的浓密浸润阴影、边缘清楚，早期可有脓肿的形成。 死亡率高达 40%50%。非典型病原体 在CAP中非典型病原体所致者占3%40%。大多数研究显示肺炎支原体在非典型病原体所致 CAP中占首位，在成人中占 2%30%,肺炎衣原体占6%22%,嗜肺军团菌占2%15%。但是肺炎衣原体感染所致的CAP,其临床表现相对较轻，死亡率较低。肺炎衣原体可表现为咽痛、声嘶、头痛等重要的非肺部症状，其 他可有鼻窦炎、气道反应性疾病及脓胸。 肺炎衣原体

24、可与其他病原菌发生共同感染, 特 别是肺炎链球菌。老年人肺炎衣原体肺炎的症状较重, 有时可为致死性的。肺炎衣原体培养、 DNA检测、PCR血清学（微荧光免疫抗体检测）可提示肺炎衣原体感染的存在。军团菌肺 炎占重症CAP病例的12%23%,仅次于肺炎链球菌，多见于男性、年迈、体衰和抽烟者， 原患有心肺疾病、糖尿病和肾功能衰竭者患军团菌肺炎的危险性增加。 军团菌肺炎的潜伏期 为 210 天。病人有短暂的不适、发热、寒战和间断的干咳。肌痛常很明显,胸痛的发生率为 33%,呼吸困难为 60%。胃肠道症状表现显著，恶心和腹痛多见，33%的病人有腹泻。不少病人还有肺外症状， 急性的精神神志变化、急性肾功能

25、衰竭和黄疸等。 偶有横纹肌炎、 心肌 炎、心包炎、肾小球肾炎、血栓性血小板减少性紫癜。50%的病例有低钠血症，此项检查有助于军团菌肺炎的诊断和鉴别诊断。军团菌肺炎的胸部X线表现特征为肺泡型、斑片状、肺叶或肺段状分布或弥漫性肺浸润。有时难以与ARDS区别。胸腔积液相对较多。此外，20%40%的病人可发生进行性呼吸衰竭，约15%以上的病例需机械通气。流感嗜血杆菌肺炎 约占CAP病例的8%20%,老年人和 COPD病人常为高危人群。 流感嗜血杆菌肺炎发病前多有上呼吸道感染的病史， 起病可急可慢， 急性发病者有发热、 咳 嗽、咳痰。 COPD 病人起病较为缓慢，表现为原有的咳嗽症状加重。婴幼儿肺炎多较

26、急重， 临床上有高热、 惊厥、呼吸急促和紫绀， 有时发生呼吸衰竭。 听诊可闻及散在的或局限的干、 湿性罗音， 但大片实变体征者少见。 胸部 X 线表现为支气管肺炎， 约 1/4 呈肺叶或肺段实变 影，很少有肺脓肿或脓胸形成。卡氏孢子虫肺炎（PCP PCP仅发生于细胞免疫缺陷的病人，但PCP仍是一种重要的肺炎，特别是HIV感染的病人。PCP常常是诊断AIDS的依据。PCP的临床特征性表现有干 咳、发热和在几周内逐渐进展的呼吸困难。病人肺部症状出现的平均时间为4周，PCP相对进展缓慢可区别于普通细菌性肺炎。PCP的试验室检查异常包括：淋巴细胞减少，CD4淋巴细胞减少，低氧血症，胸部 X 线片显示双

27、侧间质浸润，有高度特征的 “毛玻璃 ”样表现。但 30%的胸片可无明显异常。PCP为唯一有假阴性胸片表现的肺炎。【辅助检查】1.病原学：诊断方法 包括血培养、 痰革兰氏染色和培养、血清学检查、胸水培养、支气管吸出 物培养、或肺炎链球菌和军团菌抗原的快速诊断技术。此外，可以考虑侵入性检查，包括经皮肺穿刺活检、经过防污染毛刷（PSB经过支气管镜检查或支气管肺泡灌洗（BAL）。 血培养 一般在发热初期采集，如已用抗菌药物治疗，则在下次用药前采集。采样以无菌法静脉穿刺，防止污染。成人每次1020ml，婴儿和儿童 0.55ml。血液置于无菌培养瓶中送检。 24 小时内采血标本 3 次，并在不同部位采集可提高血培养的阳性率。在大规模的非选择性的因 CAP 住院的病人中，抗生素治疗前的血细菌培养阳性率为 5%-14%，最常见的结果为肺炎球菌。假阳性的结果，常为凝固酶阴性的葡萄球菌。抗生素治疗后血培养的阳性率减半，所以血标本应在抗生素应用前采集。但如果有菌 血症高危因素存在时， 初始抗生素治疗后血培养的阳性率仍高达 15%。因重症肺炎有菌血症 高危因素存在，病原菌极可能是金葡菌、铜绿假单胞菌和其他革兰氏阴性杆菌， 这几种细菌培养的阳性率高， 重症肺炎时每一位病人都应行血培养， 这对指 导抗生素的应用有很高的价值。另外，细菌清除能力低的病人（如脾切除的病人）、慢性