【文章內(nèi)容簡介】 005時，接頭強度應大于6005A強度的80%；焊接7005與7005時，接頭強度應大于7005強度的70%；③ 接頭處焊縫平滑，無明顯的裂紋、氣孔、熔合不良等缺陷；④ 焊絲的剛度滿足自動焊機連續(xù)送料的要求。如焊絲成分不恰當，就可能不能進行焊接，或者即使能夠焊接，也可能在焊縫中或焊接熱影響區(qū)出現(xiàn)晶粒粗大問題致使強度達不到要求，甚至還產(chǎn)生裂紋、熔合不良等問題。為了找到合適的焊料成分，中南大學在“九五”期間進行研制時已設計好了兩種合金的主要成分，1號焊絲的主要成分相當于鋁合金4043，2號焊絲的主要成分相當于鋁合金5356；為了避免焊縫中和焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生晶粒粗大和出現(xiàn)熱裂紋問題，通過試驗研究已找到復合添加微量元素的方法，用于焊接后有氵彌 散的強化相析出，細化晶粒，提高焊接處的強度和耐熱性，通過樣本試驗和鐵道部長春客車廠小批量試用，已達到了上述質(zhì)量指標。本項目下一步的主要任務之一是此技術適應大批生產(chǎn)焊絲的需要。為此，需要摸索并掌握一整套可以穩(wěn)定生產(chǎn)的工藝技術，在現(xiàn)有工藝技術裝備的基礎上建成一條適于焊絲規(guī)模批量生產(chǎn)的生產(chǎn)線，進一步調(diào)整合金成分，特別是適當降低價格昂貴的微量元素的含量，優(yōu)化擠壓、拉絲工藝。只要投入一些資金，在現(xiàn)有實驗室小批量試制的基礎上進行批量生產(chǎn)的工藝研究，配制幾種成分的合金并制成焊絲，通過實際應用，最終形成產(chǎn)品標準及相關工藝文件，就能解決這個問題。（2） 焊接工藝的選擇與優(yōu)化是另一項關鍵技術。它成為關鍵技術的原因是：因鐵道車輛要求高安全性，焊接質(zhì)量十分重要；在確定焊絲成分之后，焊接工藝的選擇與優(yōu)化是保證焊接質(zhì)量的決定性因素。鋁合金材料的焊接具有不同于其他金屬材料焊接的特點，給選擇和優(yōu)化焊接工藝增加了難度。這些特點主要是：① 鋁合金熔點低，合金元素容易燒損；② 極易氧化，生成氧化膜渣，不及時清除，即形成裂紋源；③ 極易吸氫，故焊接時容易形成氣孔；④ 熱膨脹系數(shù)很大，如果焊接工藝參數(shù)選擇不當，熱膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應力就會導致鋁合金材料開裂；⑤ 導熱性高因而散熱快，比熱大因而升溫慢，因此，必須供給能量很集中的熱源才能進行焊接。但是，這些問題對于本項目承擔單位所擁有的材料專家們來說，都是有辦法解決的：采用在惰性氣體的保護之下進行焊接等方法就能有效地防止鋁合金在熔融狀態(tài)下氧化，保持物料和工作環(huán)境的干燥能避免焊接時鋁合金吸氫產(chǎn)生氣孔，采用大電流焊接能解決散熱快、升溫慢的問題，并減少合金元素的燒損，等等，只要提供必要的物質(zhì)條件和檢測手段，通過試驗研究可在較短時間內(nèi)找出適合的焊接工藝參數(shù)，達到優(yōu)化焊接工藝的目的。 產(chǎn)品技術性能水平與國內(nèi)外同類產(chǎn)品的比較由于目前國內(nèi)市場上尚無國產(chǎn)的同類產(chǎn)品，也未找到適于本項目檢測比較的同類進口產(chǎn)品，因此，本項目試制產(chǎn)品的技術性能無法與國內(nèi)外同類產(chǎn)品直接進行比較。但是，中南大學在“九五”期間研制的焊絲曾在長春客車廠鋁合金車體試制過程中與國外進口的AlcoTec專用焊絲及進口的車體分解試樣進行對比試驗，試驗結(jié)果表明研制產(chǎn)品綜合性能已達到進口同類產(chǎn)品的水平，為下一步實施此類焊絲的產(chǎn)業(yè)化提供了技術方面的依據(jù)。焊接對比試驗中表明我們的研制產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品達到同一水平的主要質(zhì)量指標如下：① ，適用于自動焊機焊接；② 焊絲的剛度滿足自動焊機連續(xù)送絲的要求；③ 焊絲表面無氧化夾雜、凹坑、毛刺和折痕，表面粗糙度；④ 焊絲達到了表3所列的力學性能；表3 焊絲的力學性能品種狀態(tài)δb（Mpa）(Mpa)δ(%)1焊絲H14017014516565182焊絲H340310260250110720⑤ 接頭處焊縫平滑，無明顯的裂紋、氣孔、熔合不良等缺陷；⑥ 焊接接頭強度：6005A與6005A、6005A與7005鋁合金焊接接頭強度大于6005A強度的80%，7005與7005鋁合金焊接接頭強度大于7005強度的70% 。三、 項目成熟程度及相關知識產(chǎn)權 中南大學材料學與工程系在本項目前期工作中已取得了下列研究成果：（1） 完成了“高強高韌可焊含鈧鋁合金的研究與開發(fā)”項目的研究，并于1998年8月通過中國有色金屬總公司的鑒定（中色科鑒字[1998]第065號），板材和焊絲均符合項目合同書的要求。（2） 主持編制了車輛用大型鋁合金材配用鋁合金焊絲標準。（3） 對本項目擬產(chǎn)業(yè)化的相當于鋁合金4045355183的焊絲進行了研究和試制，用戶對小批量試制焊絲初步反映良好，將于2001年6月進行技術鑒定。 因受大型鋁合金型材批量試制尚未提交用戶使用的限制，現(xiàn)在無法進行生產(chǎn)條件下焊絲使用工藝性能和焊縫的性能檢測，但根據(jù)目前實驗室的檢測結(jié)果，焊縫性能已達到國外同類產(chǎn)品的要求，個別指標還優(yōu)于外國樣品。因此，只要配置齊全生產(chǎn)工藝裝備，就可以進行大批焊絲的試生產(chǎn)，通過大批量工藝性試驗的檢驗之后，即可轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。 本項目合作雙方已就與本項目有關的知識產(chǎn)權的歸屬及知識產(chǎn)權股份化的資本設置等問題進行了協(xié)商，達成了共識，形成了緊密的合作關系，十分有利于大型鋁合金型材配用焊絲產(chǎn)業(yè)化的項目的具體實施。四、 項目實施進度計劃 2001年7月至2002年6月 購入焊絲生產(chǎn)所需的全部固定資產(chǎn)，其中包括適用的意大利拉絲設備，并完成安裝、調(diào)試工作；配備生產(chǎn)操作人員、生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控人員和設備維修人員，并組織培訓，提高素質(zhì)以符合生產(chǎn)要求。 2002年7月至2003年6月 組織本項目承擔單位的技術人員及所培訓的操作人員進行熔鑄、擠壓、拉伸各工序生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，然后進行小批量試生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過程中，完成對焊絲合金成分的優(yōu)選、焊絲加工工藝的研究，以及與鐵道部客車廠合作完成焊接工藝研究及焊接性能評估，并組織進行總結(jié)和鑒定。在此基礎上擴大試生產(chǎn)批量。 2003年7月至2004年6月 完善生產(chǎn)工藝操作規(guī)程和設備安全操作維護規(guī)程，健全質(zhì)量監(jiān)測體系和質(zhì)量管理制度，實行大規(guī)模試生產(chǎn)，并加強市場開拓工作。五、 總投資估算、資金籌措及資金使用計劃 項目投資估算本項目系技術改造項目。充分利有原有的許多固定資產(chǎn)，如場地，廠房及輔助用房，工藝設備擠壓機，廠房內(nèi)的運輸設備單梁橋式吊車，用于廠內(nèi)聯(lián)系和對外聯(lián)系的各種車輛，等等，可以大大減少本項目的新增投資。本項目的新增投資估算為3000萬元，由下列三部分組成：第一部分是新增固定資產(chǎn)，投資金額合計1960萬元。具體組成如表4所列。其中，中頻無鐵芯電爐240萬元，采用它是因為用它熔煉制造焊絲的鋁合金最有利于保證合金成分和性能的均勻性，還能減少價格特別昂貴的合金元素鈧的燒損；從國外進口的焊絲拉伸及光化處理設備580萬元，采用這種設備是因為它不僅生產(chǎn)效率高，而且能從焊絲表面去掉一薄層，切實消除焊絲表面缺陷對以后焊接強度的不利影響；項目所需的檢測儀器和設備，使焊絲的化學成分、金相組織、力學性能、物理性能和焊接性能均處于有效的監(jiān)控之中?？傊略龅倪@些固定資產(chǎn)與原有的固定資產(chǎn)相配合，為產(chǎn)品質(zhì)量符合使用要求和年產(chǎn)量達到設計生產(chǎn)能力1500噸，提供了可靠的物質(zhì)保證。表4 新增固定資產(chǎn)一覽表序號名 稱投資金額（萬元）1中頻感應電爐及其輔助設備2402半連續(xù)鑄造機及其輔助設施803鑄錠均勻化處理爐及其輔助設備604鋸切設備及鋸屑、幾何廢料、工藝廢品處理設備405擠壓機擠出桿料的成卷設備及拉伸機開卷設備206焊絲拉伸及機械光化處理設備（國外進口）5807焊絲光亮退火設備408擠壓修模設備及拉伸修模設備609擠壓桿料及粗拉坯料的制頭設備4010光譜分析、化學分析、氣體分析、金相檢驗、力學性能檢驗、物理性能檢驗及焊接性能檢驗的設備42011精密計量工具和設備（各種量具和衡器）6012供電配電設備（含功率因素自動補償設備等）24013其他輔助設備、設施及未預計到的費用80合 計1960第二部分是對本項目技術開發(fā)工作的投資，合計400萬元，技術開發(fā)的具體內(nèi)容列于表5。在本項目的前期工作中所進行的實驗研究，雖然已獲重大成果，找到了解決技術關鍵問題的方法，但主要工作限于實驗室階段，為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，還需要在生產(chǎn)規(guī)模的條件下，進行一系列與生產(chǎn)工藝密切相關的試驗研究工作，以制訂最合適的熔煉、鑄造、擠壓、拉伸工藝制度，優(yōu)化焊絲的化學成分，并優(yōu)化焊絲的工藝性能，即焊接工藝。對于技術難度相當大、生產(chǎn)成本比較高的本項目來說，在技術開發(fā)方面的這種投資是必要的，也是值得的。表5 技術開發(fā)的內(nèi)容及投資序號內(nèi) 容投資金額（萬元）1熔煉、鑄造、擠壓、拉絲工藝優(yōu)化的試驗研究2002焊絲成分優(yōu)化的試驗研究803焊接工藝優(yōu)化及焊接接頭性能檢測的試驗研究120合 計400第三部分是本項目正常運營時所需要的流動資金，合計620萬元。其中包括在月產(chǎn)焊絲150噸的條件下，為一個月所消耗的原材料、輔助材料、動力而支出的資金，以及管理人員、技術人員、生產(chǎn)人員和設備維修人員的工資，還有熔鑄工具、擠壓模具、拉伸模具消耗所需的資金，以及銷售費用、管理費用和財務費用。 資金籌措方案新增投資2980萬元擬采取下列方案籌集：申請省經(jīng)貿(mào)委撥款300萬元，銀行貸款1800萬元，項目承擔單位自籌880萬元。 資金使用計劃本項目的資金使用計劃是以建成完整的年產(chǎn)1500噸的大、中型鋁合金型材配用焊絲生產(chǎn)線，并確保產(chǎn)品質(zhì)量達到國際先進水平為目標，按照先進合理、加快進度、力求節(jié)省投資的原則編制的。具體內(nèi)容列于表6。表6 資金使用計劃時間目 標工作內(nèi)容投資金額（萬元）第1年~ 建成焊絲生產(chǎn)線； 培訓生產(chǎn)操作骨干隊伍； 做好生產(chǎn)規(guī)模的技術開發(fā)和試生產(chǎn)的準備工作。訂購、安裝、調(diào)試熔煉爐、鑄造機、均勻化爐、鋸切設備及它們的輔助設備和設施420外委（或自行）制造、安裝、調(diào)試擠壓桿料的成卷、開卷設備20訂購、安裝、調(diào)試光亮退火設備40訂購、安裝、調(diào)試焊絲拉伸及光化處理設備580訂購、安裝、調(diào)試拉伸制頭設備，以及擠壓模具和拉伸模具的修模設備100訂購、安裝、調(diào)試各種檢測儀器和設備420訂購、安裝、調(diào)試供電、配電設備240第2年~ 進行小批量試