焊接工艺评定标准

近日，美国可持续服装联盟(SAC)发布了生态服装的新评定标准(Higg Index)。 Higg Index标准是由SAC根据现有的行业环保评定标准，经讨各成员论研究后制定的。SAC期望该标准能更好地评估服装制作销售过程中对社会及环境造成的影响。 　　Higg Index不仅用于衡量服装产业链的各个环节是否符合“持久发展”原则，同时，也给期望长远发展的相关企业一个更准确的参考，促进技术革新。目前，HiggIndex标准主要考察以下几个方面的因素：生产过程中的用水量及对水质的影响、能源损耗及二氧化碳排放量、化学制剂的使用及是否产生有毒物质。 　　可持续服装联盟成员包括服装品牌商、零售商、制作商、行业专家及社会机构，如阿迪达斯、Gap、H&M、玛莎百货和沃尔玛等。其致力于设定共同目标，降低全球成衣制造和销售对生态环境及社会产生的不良影响。

UL(UnderwritersLaboratoriesInc。)是美国一家从事产品安全认证和标准安全制订的组织，在北美乃至全世界都有很大影响。总部位于美国，从事产品评估和标准编制已有110年的历史，每年测试的产品有18,000多种，使用在产品上的UL标志有超过190亿，遍布与世界各地的子公司有60多家。据UL公司照明策划商务部总经理EliPuszkar透露：UL正在着手开发一系列涉及LED(产品)的安全评定标准。 　　在照明领域的技术革新中，LED的应用毫无疑问是最令人振奋的，它将改变整个照明市场的结构，其广泛应用指日可待。说到LED,其技术本身并不是一个很新的东西，在很多年之前，就已开始使用LED来作仪器和设备的指示灯。随着技术发展，芯片和材料在性能上都有新的改善和提高，使得LED的亮度和寿命都有了极大的改进，从而也推动了LED更为广泛的使用。 　　如今，很多厂商都推出了自己的LED灯具产品，随着LED灯具产品大规模的使用，不久以后我们就会看到LED将是照明应用的主流。超长的寿命和几乎不需要维护这两大特点深深地吸引着众多的灯具设计者，再加上其耗能低、适应性强、颜色和亮度的可控性好等优点，使LED灯具成为照明产品的新宠儿。 　　为了保证新的LED照明产品能够像普通照明灯具一样为大众所接受和信赖，UL已开始着手编制LED的安全性评定标准。 　　当开发设计一款新产品的时候，生产商应该考虑以下几个影响安全的因素： 　　触电： 　　为了防止触电，一般针对两种情况分别对待：①用Class2电源供电器供电的LED产品；②直接连接到电网中或使用非Class2电源供电器供电的LED灯具。对于①使用Class2电源供电的器具，由于电源自身有电压和电流的限制，故不存在触电的危险；对于②使用其它电源供电的产品则需要对其绝缘性能和带电体的可触及性进行评估，并符合标准的要求。但是使用Class2电源供电，要考虑到一个特殊的使用场合--潮湿环境，如果产品使用在潮湿环境，则其开路电压不能超过15V交流(30V直流)。 　　火灾： 　　为避免引起火灾，要对产品作很多方面的测试和评估，如LED间距、散射片的构造和用料、外壳的类别和安装位置及工作方式等等。尽管在设计产品时我们使用了Class2类型的电源供给器来限制产品的能量从而避免或减少火灾，但根据UL以往的经验，该类产品仍然有可能达到90℃度以上的高温(美国国家建筑法规里面规定安装在普通可燃性材料表面设备温度不能超过90℃)。因此，在设计LED灯具产品时，应考虑到这一方面，并且需要通过温度测试(灯具中各元件的表面温度均应在自己的额定温度范围之内)。 　　生理危害： 　　LED发出的光对视力或皮肤等其它生理部位可能会产生危害，这一直受人们关注，但到目前为止，一直未能有一个决议性的研究来表明使用LED不会引起重大生理危害。对于任何类光源，使用散射片来减弱光强度可以有效地降低对人身的辐射伤害。 　　UL在LED方面的举措： 　　大概到今年1月底，UL将正式发布一个新的标准UL8750--灯具用LED的评估草案。以此为依据，UL将对使用LED作为光源的灯具进行LED安全方面的评估。UL强调UL8750是一个与其它标准并列的标准(并不隶属于哪一个具体的灯具标准)，在评定产品时，除了用该标准评估LED的安全性外，整个灯具产品仍然以现有的灯具标准为评定依据。例如：固定式灯具，如果使用LED作为光源，就要使用UL8750来评估LED光源本身，除此之外，还要使用UL1598来评估整个灯具的安全性能。同样地，对于使用LED作为光源的可移式灯具，也要使用UL8750和UL153进行产品安全性的评估。 　　标准技术专家组(STP)： 　　2007年第一季度，UL将形成由生产者、测试认证机构、建筑监理员、政府官员、消费者、商业/工业用户等等组成的标准技术专门小组(就是我们熟悉的STP-StandardTechnicalPanel)，该小组以上述草案为基础，将起草并发布一个合适的LED美国国家标准(ANSI标准)，用来评定销往北美的LED灯具产品。

焊接也被称作熔接，通常是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接工艺多用于制造业，主要用途就是把小的金属材料连接成大的（按图纸或需要的尺寸），或通过连接（焊接）做出所需要的几何体。诸如造船厂、飞机制造业、汽车制造、桥梁等都离不开焊接。热源能量的分布即热量的传播和分布很大程度上与这些参数相关，然而由于热量的分布是呈现梯度的，从而造成焊缝周围的材料会受到影响，即所谓的“热影响区”（HAZ）。热影响区的形成原理非常简单，在焊缝周围的材料受到了热源的影响，而温度低于材料的熔点，但其温度足以让周围材料的显微组织发生变化。显微组织的变化可导致机械性能的变化，如可能会出现硬度增加和屈服强度降低。同时由于显微组织的发生变化，热影响区更容易出现开裂和腐蚀情况，所以热影响区通常是构件最薄弱的结构点。因此，了解热影响区和减少焊接所产生的不良热效应是至关重要。焊缝和热影响区的典型尺寸通常为数百微米至几毫米。为了研究由于焊接过程引起的局部材料变化，仪器化压痕测试方法是首选，因为它们提供了合适的位移分辨率。例如，安东帕微观组合测试仪（MCT3）可以获取焊缝或热影响区等等不同区域的硬度、弹性模量等力学性能。磨损量和摩擦性能可以很容易地通过摩擦磨损分析仪来测量，该分析仪测量摩擦系数并可用于估计磨损率。微观组合测试仪MCT3本文将展示焊缝及其邻近局部区域的机械性能的表征手段的实际例子，同时也将总结所用表征手段对于焊接工艺好坏的评定和意义。焊缝横截面的硬度分布情况图1： 焊缝及其热影响区的横截面的视图和相对应位置上的硬度变化情况如图1所示，使用Anton-Paar微观组合测试仪MCT3对采用弧焊工艺对球墨铸铁进行焊接后所产生的热影响区进行表征。简单来说，就是在焊缝截面上沿着从母材到焊缝的方向采用MCT3对材料进行压痕测试。压痕试验主要在两个位置上进行：焊缝区域横截面和焊缝顶面。使用的最大载荷为5 N，加载和卸载速率选择为30 N/min，在最大载荷下保载1 sec。具体是沿着从未受影响的母材穿过HAZ到焊芯进行压痕测试，单个压痕的间距为0.25 mm。压痕测试的大致位置和相应硬度分布如图1所示，结果清楚地表明了焊缝附近硬度的变化情况。靠近焊缝–在HAZ中–硬度在过渡区降低之前显著增加，在远离焊缝的未受影响母材中稳定在~3 GPa。在焊缝的上表面上发现了类似的结果（过渡区和热影响区的硬度增加），这证实了在横截面上获得的结果。该应用案例展示的是仪器化压痕测试方法对于测量焊接工艺产生的热影响区HAZ的材料性能变化的意义所在，用图1中所示的方法可以直观的获取相应位置的力学性能变化情况。从而，有助于科研人员及焊接工作者去估算HAZ的区域尺寸以及所检测出的焊缝及其周围局部区域的力学性能是否达标，更为如何优化焊接工艺参数提供一份助力。堆焊工艺下焊缝的摩擦学性能研究堆焊是将硬质金属焊接在母材上的一种工艺，旨在提高母材的耐磨性，是一个很广泛的焊接应用。它用于磨机锤、挤压螺钉、高性能轴承和土方设备。它也可用于压水反应堆的阀座和泵。与其他部件摩擦接触的此类堆焊焊缝的磨损和摩擦学性能对于实际应用至关重要。以下示例显示了对球墨铸铁进行的摩擦学试验，其中铸铁的堆焊层采用等离子转移电弧工艺焊接。图2： 热影响区和母材的摩擦系数变化情况由于焊接工艺也属于快速凝固的一种冷却方式，从而得到了3mm厚度的热影响区且发现该HAZ的微观结构中存在渗碳体结构，而且硬度明显高于铸铁。总共进行了两次摩擦试验：一次在母材上，另一次在焊接材料的热影响区内。在线性往复模式下均进行共5000次循环的摩擦学表征试验，而且在最大固定载荷为1 N情况下的最大线速度为1.6 cm/s，选取的摩擦副为直径为6 mm的100Cr6钢球。摩擦试验结果如图2所示：焊接层的热影响区（HAZ）的摩擦系数（~0.8）高于母材（~0.5）。图3： 采用表面轮廓仪测量并记录母材和热影响区的磨损轨迹轮廓图3展示的是运用表面轮廓仪采集并记录母材和热影响区在摩擦学试验后磨损轨迹的轮廓。通过比较图3的结果表明，热影响区的磨损远高于母材；母材的耐磨性高于热硬化区的耐磨性。图2和图3的表明，焊接工艺对焊接层热硬化区的摩擦系数和耐磨性产生了负面影响，尽管同一层的硬度有所增加。该问题的解决方案可以是改变焊接参数以提高热硬化区的耐磨性，或者减小其尺寸以最小化其对零件耐磨性的负面影响。总的来说，Anton-Paar自研自产的压痕仪和摩擦学表征仪器均能为焊接工艺的研究和生产提供非常大的助力，其新一代检测手段的开发对于焊接行业是非常有意义的。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn