铝合金焊接工艺技术展望 摘要 简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展，并对国内外铝合 金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术 的最新发展和应用前景，其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束 焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度 和焊接结构安全评定技术。 关键词 铝合金，焊接，航天。 Prospects for Welding Technology of Aluminum Alloy in Aerospace Industry in 21st Century Liu Zhihua Zhao Bing Zhao Qing (Beijing Institute of Material and Technology,Beijing ,100076) Abstract The development of welding technology of aluminum alloy in aerospace industry is reviewed and the application of aluminum alloy in spacecrafts is summarized and analysed in this paper. The uptodate development and application prospect of welding technologies of aluminum alloy are introduced. These welding technologies include variable polarity plasma welding, local vacuum electronic beam welding, air pulse welding, stirring friction welding, welding reparing technique, and the evaluation techniques of welding technological margin and welded construction safety. Key Words Aluminum alloy, Welding, Aerospace. 1 前 言 铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐 腐蚀稳定性，同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性，因此成 为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。 例如，铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的 阿波罗飞船的指挥舱、登月舱，航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱 等也都采用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦 广泛选用了铝合金作为主要结构材料。 航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的 联系，本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极 有应用前景的铝合金焊接工艺技术。 2 铝合金焊接技术的发展 2.1 LD10CS 铝合金焊接回顾 早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要采用 AlMg 系列合金，特别是退火和半冷作硬化状态的 LF3、LF6 防锈铝 的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能［1］。 随着航天技术的发展，运载火箭的推进剂贮箱结构材料，从使用 非热处理强化的防锈铝，转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。 LD10CS 合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。 由于它的超低温性能较好，因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上 也获得了应用。 需要指出的是 LD10 合金的焊接性能较差，焊接时形成热裂纹的倾 向较大，对焊接过程中的各种因素也比较敏感，焊接接头的断裂韧度 较低，特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时，液压强度试验时试验件经 常发生低压爆破。 20 世纪 70 年代，在研制 LD10 合金火箭推进剂贮箱初期，在焊接 工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层 焊”工艺（正面打底、盖面，背面清根封焊）使焊接接头性能达到了 设计要求。在 LD10 焊接生产实践中总结得出：如果焊接接头区的延 伸率不小于 3%，则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许 多年中，一直以“延伸率不小于 3%”作为一个重要的验收指标。 几十年来，焊接工艺主要是氩弧焊（TIG），包括手工氩弧焊和自 动氩弧焊。从焊接工艺方面看，为了减少焊接结构的焊接残余应力和 变形，通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于 热处理强化铝合金，由于焊接热过程的作用，在焊接热影响区存在软 化区，塑性较好，强度较低。焊接接头强度系数为 0.5～0.7。 为什么 LD10CS 贮箱采用两面三层焊工艺？理论分析和实践结果 表明，若不采用此焊接方法，就会造成 LD10CS 铝合金焊接接头塑性 较差，且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时，清根和封底焊 可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大，热影响区发生不同程度的
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现场总线技术综述 现场总线（Fieldbus）是 80 年代末、90 年代初国际上发展形成的，用于过程自 动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工 厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管 理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布 控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合 技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化 系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度 上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的 底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性 好、成本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载 稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从 网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作 FCS——现场总线控制系统。 人们一般把 50 年代前的气动信号控制系统 PCS 称作第一代，把 4～20mA 等电 动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而 把 70 年代中期以来的集散式分布控制系统 DCS 称作第四代。现场总线控制系统 FCS 作为新一代控制系统，一方面，突破了 DCS 系统采用通信专用网络的局限， 采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方 面把 DCS 的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把 控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统 最显著的特征。 现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，尽管已有一定范围的 磋商合并，但至今尚未形成完整统一的国际标准。其中有较强实力和影响的有 :FoudationFieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline 等。它 们具有各自的特色，在不同应用领域形成了自己的优势。本文将在简要描述现场 总线技术特点的基础，紧扣系统的可靠性、实用性等，介绍现场总线网络结构、 体系结构等关键技术及目前较为流行的几种有实力的现场总线技术的现状，最后 阐述现场总线的发展趋势与技术展望。 一、现场总线的技术特点 1、系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行 互连并实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的 开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵 从。一个开放系统，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具 有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给 了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系 统。 2、互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的 信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不 同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。 3、现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与 控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功 能，并可随时诊断设备的运行状态。 4、系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能， 使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现 有 DCS 集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠 性。 5、对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线， 是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红 外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可 满足本质安全防爆要求等。
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现场总线技术综述 现场总线（Fieldbus）是 80 年代末、90 年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制 造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络 的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它 不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、 控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成 为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实 力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设 备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、 容错能力强、安全性好、成本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还 具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线 系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作 FCS——现场总线控制系统。人们一 般把 50 年代前的气动信号控制系统 PCS 称作第一代，把 4～20mA 等电动模拟信号控制 系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把 70 年代中期以来的集 散式分布控制系统 DCS 称作第四代。现场总线控制系统 FCS 作为新一代控制系统，一方 面，突破了 DCS 系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案， 克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把 DCS 的集中与分散相结合的集散系统结构， 变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数 字通讯是现场总线系统最显著的特征。 现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，尽管已有一定范围的磋商合 并，但至今尚未形成完整统一的国际标准。其中有较强实力和影响的有 :FoudationFieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline 等。它们具有 各自的特色，在不同应用领域形成了自己的优势。本文将在简要描述现场总线技术特点 的基础，紧扣系统的可靠性、实用性等，介绍现场总线网络结构、体系结构等关键技术 及目前较为流行的几种有实力的现场总线技术的现状，最后阐述现场总线的发展趋势与 技术展望。 一、现场总线的技术特点 1、系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实 现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里 的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它 可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系 统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象 把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 2、互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送 与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性 能类似的设备可进行互换而实现互用。 3、现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功 能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断 设备的运行状态。 4、系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场 总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有 DCS 集中与分 散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。 5、对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为 在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等， 具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。 二、现场总线的优点 由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计、安装、 投运到正常生产运行及其检修维护，都体现出优越性。 1、节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多 种传感、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、 计算单元等，也不再需要 DCS 系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接 线，还可以用工控 PC 机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设备的减少， 还可减少控制室的占地面积。
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有色金属合金制造 2026 年应急演 练方案 （行业代码：3240） 编制单位：企安文库（安全生产文档模板专业服务平台） 编制日期：2026 年 3 月 官方网站：www.qiandoc.com 第一章 总则 1.1 编制目的 为切实提高有色金属合金制造行业应对突发事件的能力，规范应急管理工作程序，保障从 业人员生命财产安全，减少事故损失，维护社会稳定，依据国家相关法律法规和标准规范 ，制定本应急演练方案。本方案旨在通过系统化、规范化的应急演练，提升行业整体应急 管理水平。 1.2 编制依据 1. 《中华人民共和国安全生产法》（2021 年修订） 2. 《中华人民共和国突发事件应对法》 3. 《生产安全事故应急条例》（国务院令第 708 号） 4. 《GB/T 29639-2020 生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》 5. 《GB/T 4754-2017 国民经济行业分类》 6. 有色金属合金制造行业相关安全生产标准和规范 7. 《危险化学品安全管理条例》（国务院令第 591 号） 8. 《特种设备安全监察条例》（国务院令第 549 号） 9. 地方性安全生产法规和规章 10. 行业主管部门发布的指导性文件 1.3 适用范围 本方案适用于有色金属合金制造行业所有生产经营单位，包括但不限于： 1. 生产作业场所的应急演练组织和实施 2. 储存设施区域的应急演练组织和实施 3. 运输装卸环节的应急演练组织和实施 4. 办公生活区域的应急演练组织和实施 5. 相关方在本单位区域内的应急演练组织和实施 6. 跨单位、跨区域的联合应急演练组织和实施 1.4 工作原则 1.4.1 生命至上，安全第一 始终把保障人民群众生命安全和身体健康放在首位，最大限度地预防和减少突发事件造成 的人员伤亡和危害。在应急演练中重点突出人员疏散、医疗救护等生命安全保障环节。 1.4.2 预防为主，防救结合 坚持预防与应急相结合，常态与非常态相结合，做好应对突发事件的各项准备工作。通过 演练检验预防措施的有效性，提升应急救援能力。 1.4.3 统一领导，分级负责 建立健全统一指挥、分级负责、反应灵敏、协调有序、运转高效的应急管理机制。明确各 级职责，确保应急指挥体系高效运行。 1.4.4 依法规范，科学处置 依法开展应急管理工作，运用先进技术和方法，提高应急处置的科学性和有效性。遵循行 业标准和规范，确保演练科学规范。 1.4.5 全员参与，注重实效 加强应急宣传教育，提高从业人员应急意识和自救互救能力，确保演练取得实效。注重演 练成果转化，提升整体应急水平。 1.4.6 结合实际，突出重点 结合有色金属合金制造行业特点和风险特征，突出重点环节、重点部位、重点人员的应急 演练，增强针对性和可操作性。
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锌合金压铸技术 熱流道設計已廣泛應用在注塑工藝上，而且證明相當成功， 它的好處是減少流道回收，提高注塑件質量，熱室鋅壓鑄的熱流 道系統是嶄新的設計，要充分瞭解它的好處，最好先探討鋅流道 的基本原理及其隱藏成本。文章上半部詳述壓鑄流道對成本的影 響，下半部分則介紹壓鑄熱流道的好處及應用。 鑄件流道的損耗 對壓鑄有所認識的都會知道，流道或余料是鑄件的一部分，雖然 沒有利潤價值，但在生產過程中是無法避免。這部分的成本一般 只計算為鑄件成本的固定比率。同時，鑒於鋅合金的可回收性， 本地最常見的處理方法是實時投回機爐翻熔，由於需要控制質量 問題，用中央熔爐回收流道或廢品亦漸為業界所接受(圖１)。至 於爐渣，規模較大的壓鑄廠可能會自行回收，一般會把這些余料 售回原料供貨商，換回新料。本地的鋅料回收價一般為新料的五 至七成。若沒有良好的環保條件，處理爐渣易造成空氣污染。 以一台 160 噸熱室壓鑄機為例，每次生產至少 150 克流道(不包 括溢流井)，假設以三班生產，生產週期為 20 秒，機器使用率有 80%，年產澆口流道便達 190 噸。另一例子：以一台 80 噸機計算， 每次生產 100 克流道，同樣的假設但生產週期改為 12 秒，年產 流道更超過 210 噸。 由此可見，流道設計影響成本的重要性。 各種回收方式 在回收方法當中，直接把流道投回機爐為最 簡單和節省成本的方法。翻熔剛生產的流道 無須預熱，而且減少存放的空間，但很難控 制熔料的質量，包括爐渣較多，爐溫難以控 制，合金成份亦無法得知；更重要的是，它 依賴操作員工的工藝，如投入新料的比例， 觀察爐水的變化，而員工把溢流井、飛邊投 入機爐，不但會令情況更差，這種把廢品直 接翻熔的方法亦隱藏了高次品率、模具設計 及壓鑄參數不穩定的問題，令管理人員無法 有效地作出改善。此方法不適宜生產表面質 量要求較高之鑄件，且難以正確計算流道損 耗成本。 中央熔爐回收水口及次品開始流行於產量大的壓鑄廠，它的好處 非常明顯，就是集中處理回收料可以提高熔爐效率，控制合金質 量。如果以金屬液從中央爐直接加入機爐，壓鑄機料溫可保持穩 定，少爐渣，如配以自動加料控制，液面高度變化可減至最低。
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铁合金安全规程 【颁文单位】冶金工业部 （1988 年 4 月 22 日 冶金工业部[88]冶安环字第 367 号文颁发） 1 总则 1.1 为贯彻安全生产方针，加强铁合金厂劳动保护工作，保障职工的安全与健康， 促进铁合金生产的发展，特制订本规程。 1.2 本规程适用于冶金系统铁合金厂（车间）的设计、施工、验收、生产、维修 和管理工作。 新建、改建、扩建或技术改造工程项目、均须遵守本规程的规定。 因采用新技术或引用技术不能招待本规程的有关条款时，应提出相应的安全规 定，经省、市冶金厅（局）批准后，报冶金部备案。 现有铁合金厂的各项设施，不符合本规程要求的，应限期改造。改造完成之前， 应采取必要的安全措施。 1.3 新建、扩建和技术改造的工程项目，必须有保证安全生产、安全检修和消除 有毒有害物质的设施，并与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。 1.4 施工必须按设计进行。如需变更安全设施，应经设计单位书面同意；变更较 大的，应报上级主管部门批准。 工程中的隐蔽部分，应经生产单位和施工单位共；同检查合格方，方可进行隐。 施工完毕，施工单位应将竣工说明书及竣工图交付使用单位。 1.5 铁合金厂必须设置由厂长直接领导的安全机构。 1.6 必须建立、健全安全生产制度， 建立完整的安全管理体制。 1.7 必须认真执行安全大检查，对查出的问题，应责成有关部门或人员限期解决。 1.8 认真做好职工安全生产教育普及安全知识，加强技术业务培训，定期进行考 核。 1.9 新工人进厂必须进行安全技术培训，经考试合格，方可上岗工作。 1.10 对调换工种的人员，应进行新岗位安全操作教育。采用新工艺，应对有关人 员进行培训。 1.11 对违反本规程的人员，应根据情节轻重，分别给予批语教育、罚款、行政处 分，直至追究刑事责任。 2 厂址选择和厂区布置 2.1 铁合金厂的主要建（构）筑物。应避开不良地质地段。 2.2 厂址标高，应高出当地历史最高洪水位 0.5m 以上或高出历史最高潮水位 1m 以上。 2.3 新建铁合金厂，应位于居民区夏季最小频率风向的上风侧。 2.4 厂区办公室和生活室宜建在厂区夏季最小频率风向的下风侧，距电炉 100m 以外。炉前休息室、浴室和更衣室可不受此限。 2.5 氧气站、油库、煤气柜等火灾危险性较大的设施，以及产生大量烟、尘或有 害气体待设施，应布置在厂区夏季最小频率风向的上风侧。 2.6 弃渣场应位于厂区、居民区和水源等的卫生防护距离、爆炸安全距离以外。 2.7 电炉煤气净化设备，宜布置在厂房外。设备间应保证通风良好，主要设备之 间的净利间距，应不小于 1m。设备与建筑物的净间距离，应不小于 2m。 2.8 电炉煤气净区区域，不宜设置生活室和净化无关的操作室。 2.9 精整工作场地，不宜设在浇注间。 2.10 电炉间距间符合表 1 的规定，如果在两座电炉之间建除尘净化设施，则炉间 距宜相应加大 6m。同一厂房内，电炉不宜多于 5 座
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