西安交通大学材料学院生产实习报告1

西安交通大学材料学院生产实习报告

一. 生产实习的目的与意义

1．通过在工厂车间的参观学习，了解工厂的生产环境和设备，了解生产概况，参观大型先进设备，对其工艺作用有大致了解，获得材料加工材料制备和材料应用等方面的实际感性知识；

2．在学习完专业基础课后，零距离的接触大规模的工厂生产，将理论联系实际，印证巩固和加深所学基本理论知识；

3．扩大知识面，加深对我国材料研究加工和制备等方面的理解，激发从事材料研究和加工的热情。

4．学习模范企业管理人员和工人们的优秀品质和团队精神，树立劳动观点，集体观点和创业精神，培养吃苦耐劳的品质，提高工作竞争力。

二 .生产实习的内容

2010年7月9日至7月28日，为期20天的生产实习分为定点实习和参观实习两部分。定点实习单位是中航工业西安航空发动机（集团）有限责任公司。参观实习单位分别是，陕西汽车集团有限责任公司，中国航天科技集团公司第四研究院第四十三所和西北橡胶塑料研究设计院。

具体的时间安排表如下：

1 定点实习

1．综述

定点实习单位西航公司简介：中航工业西安航空发动机(集团)有限公司(简称“中航工业西航”)建于1958年，是中国大型航空发动机制造基地和国家1000家大型企业集团之一，公司有工程技术人员2500多名，拥有各种国内外先进的冷、热加工设备和计量测试设备4000余台（套），先后取得了150多项省、部级以上科研成果奖。研制生产了涡轮喷气发动机、涡轮发电装置、涡轮风扇发动机、燃气轮机。2001年公司改制组建为由中航工业控股的、华融资产管理公司参股的有限责任公司，并成立了以西航集团公司为母公司、以资产为纽带，母子公司体制的西安航空发动机集团。

中航工业西航以“航空报国，强军富民”为己任，国内外市场并重，形成了以航空产品为主导，国际航空零部件生产、多元化民品和第三产业共同发展的格局。公司还分别与英国罗罗公司、美国普惠公司和以色列叶片技术公司、德国巴克杜尔公司建立了三家合资公司；与众多国际著名的航空企业建立了稳固的合作关系，外贸创汇连续多年位居国内同行首位。公司产品开发形成了以剑杆织机、高速线材精轧机组、燃气轮机、风力发电机组、石化设备、铝型材等为主导、涉及众多行业的高技术、高附加值、多元化的产品群。公司的质量体系通过了ISO9000系列标准认证。公司被列为国家863计划CIMS工程应用示范企业。

在相关技术人员的介绍下，了解了刀具加工和模具加工过程，熟悉了盘类和轴类零件加工、壳体加工、齿轮加工叶片加工以及火焰筒和尾喷筒的加工工艺流程，通过比较加深了对自由端精锻模锻的认识，参观了普通铸造、精铸和铝镁件的铸造，以及数控设备及其加工工艺，探伤、力光、渗透、超声、磁粉等无损检验工艺，理化检测和尺寸检测工艺等等，通过以上数控、机加、精铸、锻压、焊接、热处理、测量、计量等九个专题，使学生通过实习，了解十个工艺流程，每个流程的特点及生产管理等等。以下将对实习的各项内容进行具体介绍:

（1）入场教育

介绍工厂概况，进行安全与保密教育。

1）着装要求：学校统一短袖T恤+长裤+帽子（女生）

2）主义机械设备安全、不擅自操作仪器设备

3）听从知道老师的管理分配，避免不安全事故发生

4）作为国防单位，西航属于保密单位，要求学生不得私自带走所生产的任意零件、图纸、工艺流程等资料卡，严禁擅自拍照。

（2）陈列室

各个历史展板介绍了各个时期西航在民用、军用、外贸领域作出的辉煌业绩，合理的现代企业管理体制真强了企业的活力、市场竞争力、原创力，各界主要领导人的来访，突出了西航重要的战略地位和在中国航空中的重要地位。涡喷五发动机，涡喷八发动机，秦岭发动机、高性能发动机等一批产品反应了西航辉煌的过去和更是我们憧憬西航美好的明天，西航所采用的专业化生产线提高了企业的效率，质保体系展现了航空人精益求精严谨求实的航天人态度。总之，通过参观陈列室，使我们对西航有了初步的了解。

（3）模具加工

加工生产不同形状、大小尺寸和精度要求的模具或材料。

其基本加工流程为：毛料-粗加工---精加工---钳工。各工序的改变是通过更换刀架来实现的。

对于孔的加工，可通过镗床来增加孔加工的精度，包括孔位度、孔直、直径精度等。

集成化加工中心成为制造的发展方向，在加工中心可进行多种工艺的操作，如车、铣、磨等。可大大增大生产效率，同时由于一次加工，不需多次寻找基准，大大增加了加工精度。

（4）喷嘴管子制造中心

该车间主要承担发动机喷嘴管子的制造，由于喷嘴管子具有多种形状，因此一般采用原管-焊接-校型的步骤进行，其中，焊接细小的管材采用的是非熔化极的钨极氩弧焊，采用同等母材焊接，通过在管子需要焊接的部位预留母材用于熔化形成熔池。材料主要为不锈钢（NbCr18Ni9Ti）

焊后探伤采用X光探伤、荧光检测和磁粉检测等手段。其中X光探伤用于检测材料内部裂纹，荧光检测用于检测材料表面缺陷，磁粉探伤用于检测磁性材料缺陷。

焊接趋势为自动焊，即焊枪转动零件不动。该种焊接方法效率高，质量稳定，具有可控性，对焊工的要求可以大大降低。

（5）精密铸造

精密铸造车间时具有一定技术含量的车间，可以生产空心叶片，主要是采用熔模铸造，经过制芯，制模和制壳，浇注以及铸后处理等工艺。工艺流程如下：

制芯

制模

制壳

融化浇注

精密铸造的最大不足在于不能重复使用，自动化机械化程度较低，在制模过程中为纯手工作业，制壳工作中工作环境很差粉尘较多，且石蜡不能回收再利用，造成一定的浪费。

抛光清理

（6）表面处理

该车间运用化学和物理手段，改造零件的表面物理化学状态，主要是运用电镀、出油、氧化、腐蚀，除挂灰、除蜡、喷漆、喷砂等方法。

表面处理的主要步骤：

表面机械平整（磨光抛光）——碱液除油或抛光——弱腐蚀——电镀——水洗——除H——钝化——中叶——水洗——烘干——其他加工

电镀：利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程，是利用电解作用是金属或其他材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观的作用；该车间电镀均为功能性用途，即为了防止氧化镀层金属膜，加工完成后在进行除去；主要镀铅、锡、铜、银等；阳极化：铝的阳极化处理是利用氧化原理使用电解氧化处生成氧化铝，本身自发生成带色的阳极氧化膜，具有抗腐蚀，抗氧化的功能；电解除油：除铁锈等杂质；腐蚀：检查缺陷。

（7）有色铸造

该车间主要采用非真空熔化浇注的方法，进行Cu、Al、Sn、Mg等有色金属的铸造。分砂型铸造、金属型铸造和压力铸造三个部分。

铸造的主要流程为：模具铸型→砂型→浇注→冷却成型→热处理及表面处理。

浇注镁件的特点：

a.浇温低，充型能力差，需提高熔炼和浇注温度增加了合金熔炼，吸氢倾向，极易出现气孔和夹渣；

b.铸件组织粗大，易出现缩孔，气孔缺陷

（8）锻造

主要分为自由锻、胎膜锻、模锻三个部分，同时由于锻造后进行切边必须在较高的温度下进行，因此一般情况下加热、锻造、切边设备应该安置在相邻或紧邻位置，以方便操作

基本工序：加料→加热→锻造（模锻：切边）→热处理→清理

该车间由于锻造工艺决定了生产环境的恶劣，噪音和热较为突出，对工人的身体健康又较大的影响

（9）叶片优良制造中心

该中心对精锻中心加工的叶片（不包括叶身）进行再加工，主要为精细的机械加工、形状检测、化学作用、焊接、抛光等，生产出高精度的各种仪器上叶片。

压气机叶片

转子叶片：风扇转子叶片；涡轮叶片

组成：叶身：浇注→精锻轴套→定位低温合金→车削成型

叶尾榫头：用投影仪放大与标准样对比检测

纵铸型榫头

销孔式转子叶片：两平面→拉削成型，先钻孔再镗孔

阻尼式叶片转子：叶身、阻尼台均有余量，需要进一步加工成形

定子叶片：高温合金材料，有安装板

阻尼台叶片：阻尼台，防震动；白色涂漆，防腐

立式拉床→铝合金叶片五轴联动，拉力机拉完打孔

外圆磨床安装板、叶身磨光

抛光间：抛光轮抛光；振动光式机→去应力等；叶身的波纹：真空去应力后抛光

（10）精锻

该车间主要利用螺旋压力机主要和曲柄压力机进行精密锻造，主要产品为叶片毛坯（民用：汽轮机叶片；航空航天：发动机涡轮机叶片），叶片主要材料为铝合金、钛合金、高温合金、不锈钢。

产品特点：加工余量小，材料利用率高；叶身精度高，不需要加工；生产周期长；主要生产高温合金叶片。

主要工艺流程：

加热——模锻——切边——热处理——表面处理——清理——检验

（11）热处理中心

1）该中心的热处理工艺包括：

a、化学热处理：如渗碳、渗氮等

b、渗金属处理：包括渗铝、渗硅、渗铬等。渗铝可以使材料表面生成三氧化二铝薄膜，可防止氧化。

c、普通热处理：淬火、回火等

d、真空热处理：固溶

2）主要工艺简介：

a、吹砂：在渗金属时先去除表面氧化皮，并使表面有一定的活性，可以大大加快渗金属的速度

b、压力淬火：用于对平面度有一定要求的工件，防止零件表面淬裂或者变形，并能确保淬火尺寸，保证工件的平整度。

c、销蚀处理：部分取代回火工艺，以消除应力

d、渗氮：增加耐磨性，不需渗氮处镀锡保护；产生的氢气需做燃烧处理，否则累计后会发生爆炸事故。

e、TNT硝烟槽：用于Al的固溶处理，属于一级危险点

（12）无损探伤

1）超声波检测：

分为接触法和水浸法

扫描方式有A扫描、B扫描、C扫描

超声波检测的优点：检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量。

超声波探伤的缺点：对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，超声波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度较大的零件检验，使超声波探伤也具有其局限性。

2）荧光渗透检测：

原理：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。

再通过显象剂将渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在

适用于非疏松性金属，非金属，对表面状态要求高，需要预清洗

3）磁粉检测：

原理：铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁场，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度．

需要用丙酮进行预清洗。适用于检测铁磁性材料工件表面和近表面尺寸很小，间隙极窄的裂纹和目视难以看出的缺陷

4）X光检测：

基本过程：

基本原理：X射线在船头物体时候由于缺陷的存在而使投射线不均匀，得到强度分布不同的胶片用以表征缺陷。

透照参数：加速电压；透照时间；管电流大小

X射线一般不用于检测锻件

（13）机匣中心

机匣优良制造中心建于2007年2月，拥有职工300人，该单位为十一五重点建设项目，承担着复杂航空发动机机匣和零件的制造任务，进行机械技工，精密测量及焊接等特种工艺，中心90%设备为精密数控设备。

该中心主要以数控设备为主，工种包括：数控车工，加工中心，操作工，双工作台机床，工作起来较为方便，转子叶盘装在定子上，机匣作为外壳包在转子叶片处，叶片由机器铣出来。

典型的环形机匣，开很多孔，用来焊叶片（电子束焊）。

测量：该中心的测量大部分用人工检测，主要检测零件的长度尺寸，高度尺寸，直径尺寸等，所需仪器为卡尺、千分尺、等高尺、内径表等。

（14）刀具生产

51和56车间加工刀具，以生产拉刀为主，拉刀属于特别刃。56车间主要生产车刀，铣刀；51车间主要生产拉刀，材料为超硬高速合金钢M42.

航空材料要求高硬度，高精度，如钛合金，相应的刀具材料硬度材料也要求高，其选择原则为：

a.经济性——低成本；

b.耐热性——使用温度高；

c.耐磨性——使用寿命长；

d.韧性——加微量元素调节脆性

e.可加工性

不同材料刀具的简介：锻造钢刀具，如M42锻造高速钢，通过熔化状态下四个方向的锻造，使其经历细小，达到强化的效果，但总有较多的不均匀和内部缺陷。粉末冶金高速钢，工艺：雾化后高温高压压制而成，缺陷少，由于雾化晶粒小，因此耐磨性比M42高30%-40%

拉刀材料：钛合金，硬，韧性高，但难加工，冒口细化不均匀；粉末冶金高速钢，受力均匀，无应力集中，耐磨性好，寿命高；硬质合金，硬、耐磨，一般

难加工，砂轮去余量超硬高速合金，鉻、鉬可提高耐热性、耐加工性。

（15）机加工

机加工中心有加工设备92台，检测仪8台，齿轮加工35台。通过对机加车间的参观学习，对齿轮的加工原理、材料以及加工工艺均有了详细的了解。

硬齿面轴类齿轮加工路线：毛料→初车后调值→半精车→滚齿→去毛刺工序→渗碳→车碳层工序→淬火+低温回火→车工、铣工工序→磨中心孔→磨外圆工序→磨齿→磁粉探伤→检验盘类齿轮无需修中心孔→磨内圆，磨端面

插齿机：是一种金属切削机床，是使用插齿刀按展成法加工内﹑外直齿和斜齿圆柱齿轮以及其它齿形件的齿轮加工机床。

滚齿机：主要用滚刀按展成法加工圆柱齿轮、蜗轮、链轮等齿面的齿轮加工机床。

刨齿机，是一种金属切削机床，以专用刀具（刨齿刀）来加工直齿圆锥齿的齿形。

压气机：燃气涡轮发动机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的部件。压气机由涡轮驱动，其主要性能参数有：转速、空气流量、增压比和效率等。

焊接机匣类零件：板金、数控、焊接、机加工艺

摇臂钻床：臂可绕立柱回转和升降，通常主轴箱在摇臂上作水平移动的钻床

钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。按用途和结构分类，钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。

冲压：使板料经分离或成形而得到制件的工艺。

压力旋转机：压力、硬度大，弹性好，塑性差的零件处理。

电阻焊(resistance welding)是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。

固相缝焊机：在室温下对接合处加压使之产生显著变形而焊接的固态焊接方法。

铆接机是铆钉机、旋铆机、鸡眼机等铆接设备的统称！通常人们是单独指旋铆机，旋铆机按动力方式可分为：气动旋铆机和液压旋铆机。

（16）计量中心

该中心主要负责几何量方面的测量，测量精度高，范围广，可作螺纹，尺齿，长度方面的测量。

1）PMM 12106计量仪

a、量程为长1.2米，宽1米，高0.6米

b、该仪器为三坐标测量仪，采用通道测量系统，由平台和探测系统组成，平台由大理石材料制成，其对温度，水的变化率较小，以保证精度

c、探头为球形红宝石，采用回退测量方式进行精确测量

2）151210三坐标测量仪

a、量程长1.5m，宽1.2m，高1m

b、可在垂直于平台和平行于平台的两个平面内旋转，自有度高。

3）可倾分度盘

4）万能工具显微镜

5）粗糙度仪

（17）理化检测中心

该中心主要对材料的宏观力学性能做定量分析，并通过金相分析对组织给出微观解释

力学性能研究：50t电压伺服万能试验机，采用液压夹头；半自动布氏硬度机；短时高温拉伸

金相室：金相样品的制备，取样→磨样→腐蚀→观察；端口分析和断裂类型分析；试样显示、彩色金相、图像分析等。

（18）盘环优良制造中心

本中心主要生产外贸产品，年产值8300万左右，效益节节攀升。通过对本中心的参观了解了优良盘环类零件的加工工艺、材料（高温合金和钛合金）及自身特点。

仪器设备：SRHE 32/4500，规格为额定拉力32t，行程4.5米；三刀位拉床；采用西门子840D数控系统；JTTB 1200投影仪

三坐标检测：采用接触式红宝石扫描，可直接生成零件公差。精度高

喷丸：用0.2-0.4mm直径的钢球高速撞击零件表面，以达到消除应力，增加工件抗震性和耐用性的工艺。

高架库：加快生产准备，大大提高生产效率。

（19）盘轴优良制造中心

该中心主要通过数控车，铣，磨，电火花加工制造盘轴类零件。其加工质量达到国际先进水平。

主要设备有：电铣削设备，数控立车，数控卧车，插齿机，双面车，三坐标和五坐标镗铣床，磨床，平衡机，电火花设备，带卧轴的镗铣床，精密镗床，车

铣床。

双面车加工：用于加工薄壁盘，数控双面车的数控程序由四部分组成，可对双面的两个刀具进行分别控制，且具有自动对刀的功能

（20）冲焊

冲焊分为冲压、焊接、机加三个车间。主要材料为高温合金和不锈钢。该车间的焊接采用的熔焊和电阻焊。焊接设备有：纵横两用滚焊机、交流滚焊机、圆周自动氩弧焊机、纵向焊缝机。

薄壁板件成型：冲压，滚圆，弯边。

焊接方法：手工氩弧焊、埋弧焊、激光焊、离子束焊、电阻焊

埋弧焊时需使用起弧板和收弧板，其材料和被焊母材为同等成分，用以减少在起弧过程中产生的电流电压不稳定等现象，可以很大程度改善焊件质量。激光焊多用于焊接薄件。电阻焊分为点焊和滚焊，采用高电流瞬时短时间放电来焊接，保证操作工人的安全。电阻焊时零件的厚度不能太大，否则效果很差。

冲压和机加：有冷冲压和热冲压，需根据要求的不同进行选择；旋压机用来加工板料，对板料进行压迫成型。

2．重点材料加工工艺

（1）焊接

a. TIG焊

钨极惰性气体保护焊英文简称TIG（Tungsten Inert Gas Welding）焊。它是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而可获得优质的焊缝。保护气体可采用氩气、氦气或氩氦混合气体。在特殊应用场合，可添加小量的氢。用氩气作为保护气体的称钨极氩弧焊，用氦气的称钨极氦弧焊，由于氦气价格昂贵，在工业上钨极氩弧焊的应用要比氦弧焊广泛的多。以钨极氩弧焊为典型，介绍钨极惰性气体保护焊,某些地方也对氦气和钨极氦弧焊特有的性能做了说明。

钨极氩弧焊按操作方式分为手工焊、半自动焊和自动焊三类。手工钨极氩弧焊时，焊枪的运动和添加填充焊丝完全靠手工操作；半自动钨极氩弧焊时，焊枪运动靠手工操作，但填充焊丝则由送丝机构自动送进；自动钨极氩弧焊时，如工件固定电弧运动，则焊枪安装在焊接小车上，小车的行走和填充焊丝可以用冷丝或热丝的方式添加。热丝是指提高熔敷速度。某些场合，例如薄板焊接或打底焊道，有时不必添加填充焊丝。

上述三种焊接方法中，手工钨极氩弧焊应用最广泛，半自动钨极氩弧焊则很少应用。

钨极氩弧焊具有下列优点：

(ⅰ)氩气能有效地隔绝周围空气；它本身又不溶于金属，不和金属反应；钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接易氧化，氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。

(ⅱ)钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流（＜10A）下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板，超薄板材料焊接。

(ⅲ)热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面盛开的理想方法。

(ⅳ)由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。

不足之处是：

(ⅰ)熔深浅，熔敷速度小，生产率较低。

(ⅱ)钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，渣成污染（夹钨）。

(ⅲ)隋性气体（氩气、氦气）较贵，和其它电弧焊方法（如手工电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等）比较，生产成本较高。钨极氩弧焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，通常多用于焊接铝、镁、钛、铜等有色金属，以及不锈钢、耐热钢等。对于低熔点和易蒸发的金属（如铅、锡、锌），焊接较困难。钨极氩弧焊所焊接的板材厚度范围，从生产率考虑3mm以下为宜。对于某些黑色和有色金属的厚壁重要构件（如压力容器及管道），在根部熔透焊道接，全位置焊接和窄间隙接时，为了保证高的焊接质量，有时也采用钨极氩弧焊。

b. 电阻焊

电阻焊(Resistance Welding)是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。

电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊。

点焊（Spot Welding）

点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。

点焊的工艺过程：

(ⅰ)预压，保证工件接触良好。

(ⅱ)通电，使焊接处形成熔核及塑性环。

(ⅲ)断电锻压，使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。

缝焊(Seam Welding)

缝焊的过程与点焊相似，只是以旋转的圆盘状滚轮电极代替柱状电极，将焊件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。

缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构，板厚一般在3mm

以下。

对焊(Butt Welding)

对焊是使焊件沿整个接触面焊合的电阻焊方法。

凸焊(Projection Welding)

凸焊是点焊的一种变型形式;在一个工件上有预制的凸点，凸焊i时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。

电阻对焊(Resistance Butt Welding)

电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。电阻对焊主要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要求不太高的焊件。

闪光对焊(Flash Butt Welding)

闪光对焊是将焊件装配成对接接头，接通电源，使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点，在大电流作用下，产生闪光，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。

闪光焊的接头质量比电阻焊好，焊缝力学性能与母材相当，而且焊前不需要清理接头的预焊表面。闪光对焊常用于重要焊件的焊接。可焊同种金属，也可焊异种金属；可焊0.01mm的金属丝，也可焊20000mm的金属棒和型材。

电阻焊接的品质是由以下4个要素决定的：

①电流；②通电时间；③加压力；④电阻顶端直径。

电阻焊的优点

(ⅰ)熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。

(ⅱ)加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。

(ⅲ)不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氢等焊接材料，焊接成本低。

(ⅳ)操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。

(ⅴ)生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。

电阻焊的缺点

(ⅰ)目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。

(ⅱ)点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板焊接熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。

(ⅳ)设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。

（2）锻造

利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

锻造的分类

根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻：

①自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。

②模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。

按变形温度，锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。

不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；冲孔；矫正；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。

锻造用料除了通常的材料，如各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金之外，铁基高温合金，镍基高温合金，钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成，只是这些合金由于其塑性区相对较窄，所以锻造难度会相对较大，不同材料的加热温度，开锻温度与终锻温度都有严格的要求。

与铸件相比，金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。

3．重点工艺流程

精密铸造

所谓精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料（例如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型，然后把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧（如采用高强度型壳时，可不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧），铸型或型壳经焙烧后，于其中浇注熔融金属而得到铸件。

精密铸造包括：熔模铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、消失模铸造。其中较为常用的是熔摸铸造：选用适宜的熔模材料制造熔模；在熔模上重复沾涂料与撒砂工序，硬化型壳及干燥；再将内部的熔模溶化掉，获得型腔；焙烧型壳以获得足够的强度，烧掉残余的熔模材料；浇注所需要的金属材料；脱壳后清砂，从而获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理与冷加工。

熔模铸件尺寸精度较高，一般可达CT4-6（砂型精密铸造为CT10~13，压铸为CT5~7）,当然由于精密铸造的工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素较多，例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件的变形等，所以普通熔模铸件的尺寸精度虽然较高，但其一致性仍需提高（采用中、高温蜡料的铸件尺寸一致性要提高很多）。

压制熔模时，采用型腔表面光洁度高的压型，因此，熔模的表面光洁度也比较高。此外，型壳由耐高温的特殊粘结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂在熔模上而制成，与熔融金属直接接触的型腔内表面光洁度高。所以，熔模铸件的表面光洁度比一般精密铸造件的高，一般可达Ra.1.6~3.2μm。

精密铸造最大的优点就是由于熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度，所以可减少机械加工工作，只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可，甚至某些铸件只留打磨、抛光余量，不必机械加工即可使用。由此可见，采用精密铸造方法可大量节省机床设备和加工工时，大幅度节约金属原材料。

精密铸造方法的另一优点是，它可以精密铸造各种合金的复杂的铸件，特别可以精密铸造高温合金铸件。如发动机的叶片，其流线型外廓与冷却用内腔，用机械加工工艺几乎无法形成。用精密铸造工艺生产不仅可以做到批量生产，保证了铸件的一致性，而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。

工艺流程图如下：

2．参观实习

（1）陕西汽车集团有限责任公司

a. 公司简介

陕西汽车集团有限责任公司（以下简称陕汽集团）始建于1968年，总部位于陕西西安，现已发展成为占地面积450万平方米，拥有资产总额149亿元，从业人员2.3万余人的特大型汽车企业集团。

公司产品范围覆盖重型越野车、重型卡车、大中型客车（底盘）、中轻型卡车、重型车桥、康明斯发动机及汽车零部件等领域，是国家选型对比试验后保留的唯一指定越野车生产基地和首批汽车出口基地企业。目前已拥有陕西重型汽车有限公司、宝鸡华山工程车辆有限责任公司、陕西欧舒特汽车股份有限公司、陕西汉德车桥有限公司、西安康明斯发动机有限公司等20个参（控）股子公司。

陕汽集团有限责任公司以实现企业可持续发展为目标，大力开展对外合资合作，通过广泛吸收社会资本，使集团生产能力迅速提升，规模不断壮大，现已达到年产重型卡车5万辆，中型卡车2万辆，大客车(底盘)1500辆，重型车桥8万根的能力，并拥有散热器、油箱、传动轴及其它汽车零部件生产能力5亿元以上。陕汽集团占地面积326万平方米，拥有固定资产19.8亿元，职工近11000人，其中工程技术人员和专业管理人员2000

余名，公司具有完整的产品开发、生产制造、检测调试、市场营销和零部件生产制造体系，并首批通过了中国国家强制认证（3C）、GJB9001A-2001国军标认证及ISO9001：2000质量体系认证。通过与德国MAN公司的长期合作，陕汽集团独家引进畅销全球的MAN F2000系列重卡技术，从而形成了中国重型汽车升级换代新产品，2010年初又提出了具有全部德国MAN公司技术的F3000系列。目前陕汽集团产品覆盖重型军用越野车、重型卡车、大客车（底盘）、中型卡车、重型车桥、康明斯发动机等领域，具有特色鲜明、规格齐全、性能可靠的四大类一千多个品种序列。并在重型军用越野汽车、大吨位商用车和高档大客车(底盘)制造领域具有独特的优势，技术水平始终保持国内领先，成为国家选型对比试验后保留的唯一指定装备我军的重型军用越野车生产基地。

2005年，陕汽集团新基地建设进展迅速,占地2700亩,国内一流并与世界接轨的商用汽车产业园一期工程顺利投产，该产业园包括投资5000万美元的康明斯发动机合资项目、重卡公司、车桥公司、车架工厂、汽车工程研究院、管理中心等，拥有具备轿车涂装水平的驾驶室涂装生产线、国内重卡行业首次开发应用的德国AFT驾驶室内饰装配宽滑板全自动流水线、德国引进的全套一级整车安全检测线等9条现代化流水生产线，工艺装备精良、自动化程度高，保证了产品质量整体达到国际先进水平，形成双班年产重型车3万辆的生产能力。

b.公司产品

产品覆盖重型军用越野车、重型卡车、大中客车（底盘）、中轻型卡车、重型车桥、康明斯发动机等领域，具有特色鲜明、规格齐全、性能可靠的六大类一千多个品种序列。并在重型军用越野汽车、大吨位商用车和高档大客车(底盘)制造领域具有独特的优势，技术水平始终保持国内领先，成为国家选型对比试验后保留的唯一指定装备我军的重型军用越野车生产基地。

注：典型军工重汽产品为：SX250系列、SX2190系列、SX250K系列、SX2300系列、SX2110系列。

典型的四大民品型号为：斯太尔S98、奥龙、德龙F2000、F3000

c. 重型汽车的结构

发动机部分：陕汽主要采用潍柴和康明斯发动机，而发动机的组成包括：供给（燃油）系：燃油箱、燃油管路、燃油滤清器、高压油泵（化油器）、喷油嘴、（电喷机系统、天燃气机系统）、曲轴、凸轮轴、连杆、活塞；进气系：空气滤清器、进气管、进气门；排气系：排气门、排气管、消声器；润滑系：机油滤清器、机油泵、油底壳、机油尺；冷却系——水泵、水道、风扇、散热器、（中冷器）等。

传动系：基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。

（离合器—变速器—传动轴—驱动桥）

离合器：保证汽车平稳起步，换挡时工作平顺，防止传动系过载。

变速器、分动器：陕汽主要采用富勒（S29、K29、SX2190等）、采夫(ZF)(N56、O46等)、艾里逊自动挡（码头车）三种变速器。

万向传动装置：由万向节和传动轴组成，用来实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间动力的传递

驱动桥

车架：支撑连接汽车各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。

车桥和车轮：用来传递车架与车轮之间各方向的作用力及其力矩。

悬架：是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称，用于将路面作用与车轮上的垂直反力（支成立）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架上，以保证汽车正常行驶。由弹性元件（钢板弹簧）、减震器、推力杆（纵/横向）、横向稳定杆组成。

转向系：保证汽车能按驾驶员意志而进行转向行驶

制动系统：使行驶的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定以及使正行驶的汽车保持不动。

车身：驾驶室、车厢

以及汽车仪表、照明、附属装置等。

（2）航天科技集团四院四十三所

a. 研究所简介：

西安航天复合材料研究所（中国航天科技集团公司43所），成立于1970年5月，座落于西安市东郊灞桥河之畔的航天科技工业园内，工业建筑面积4万多平方米，资产总量逾12亿元，下设3个中心、3个研究室、3个生产车间、两个分厂、两个控股公司，拥有复合材料制备成型、检测分析等各类先进仪器设备千余台，是集开发、研制、生产为一体的复合材料及工艺研究所，是我国固体火箭发动机复合材料壳体、喷管和大型复合材料导弹发射筒只要的承制单位，国家教委和国务院学位委员会批准的材料科学与工程一级学科硕士学位授权点，大型结构复合材料设计与成型技术、高性能炭/炭复合材料应用技术居国内领先水平，在各类结构复合材料、功能复合材料的研究、开发、生产、分析、监测方面具有雄厚的技术与设备实力，通过了ISO9002质量体系认证。

43所现有职工1500余人，拥有430多名中高级专业技术人员，其中省部级专家、学术学科带头人和研究员20余人，博士、硕士100余人，技师及高级技师500余人，构成了一支知识层次较高、专业结构合理、制能力突出的职工队伍。

b.主要产品

炭/炭复合耐高温材料

炭/炭复合耐高温材料是由纯碳元素组成的炭纤维增强炭基复合材料。其主要优点包括：密度低、升华温度高（≥3800℃）、高强度和高刚度、高温尺寸稳定、强度随温度的升高而升高，抗烧蚀、抗热震、抗辐射和化学惰性等，特别适用于高温领域，现已成为航天和航空及高技术工程的重要基础材料之一。

炭/炭复合材料在航空、航天、医疗和核工业等领域都有应用。炭/炭复合材料的强度与骨头相近，并具有良好的生物相容性，通过相应的设计，可将其作为生物植入材料，替代骨头、牙齿、心脏瓣膜等器官。另外，炭/炭复合材料在核反应堆燃气衬套、蓄电池电极、发热元件及热压模具等方面都有实际应用。固体火箭发动机喷管通常由收敛段、喉衬和扩散段等几部分组成，主要依靠采用炭/炭复合材料来减轻重量，提高性能。就当前世界炭/炭复合材料的消耗情况而言，刹车系统的消耗量最大，约占70％；其次为宇航和航天工业所用的防热和耐烧蚀结构材料，约占15％；医疗构件约占7％；其他领域约占8％。.。

纤维缠绕复合材料压力容器

纤维缠绕复合材料压力容器大致有Φ150mm及两种规格，所用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维及有机纤维。

玻璃纤维：密度较大，约为2.5g/cm3左右；其压力容器性能（中温固化环氧配方）为：Φ150mm：容器特性系数PV/W值为20.2km；纤维强度发挥率为95％左右；Φ480mm：容器特性系数PV/W值为21.1km；纤维强度发挥率为95％左右。

碳纤维：种类有T700；T800；T1000；其密度分别为：1.8 g/cm３：1.77 g/cm ３：1.8 g/cm３；其压力容器性能如下（均使用4319配方）：

T700：Φ150mm：容器特性系数PV/W值为43.0km；纤维强度发挥率为83.4％；Φ480mm：容器特性系数PV/W值为39.5km；纤维强度发挥率为91.5％；

T800：Φ150mm：容器特性系数PV/W值为42.9km；纤维强度发挥率为89％；Φ480mm：容器特性系数PV/W值为35.4km；纤维强度发挥率为80.6％；

T1000：Φ150mm：容器特性系数PV/W值为46.6km；纤维强度发挥率为93.5％；

有机纤维：种类较多，主要有芳纶纤维，PBO纤维，超高分子量聚乙烯UHWMPE 等等；其中芳纶纤维又包括国产芳纶，Kevlar纤维，F－12纤维等等。

国产芳纶1414压力容器的性能为：芳纶1414/4306B Φ150mm：容器特性系数PV/W值为24.3km；纤维强度发挥率为65.0％；芳纶1414/4306B Φ480mm：容器特性系数PV/W值为23.0km；纤维强度发挥率为69.5％；

Kevlar－49纤维压力容器的性能为： Kevlar－49/4304 Φ150mm：容器特性系数PV/W值为27.2km；纤维强度发挥率为55.8％；Kevlar－49/4303A

Φ480mm：容器特性系数PV/W值为27.6km；纤维强度发挥率为73.0％；

F-12纤维纤维压力容器的性能为：F-12/4304 Φ150mm：容器特性系数PV/W 值为39.1km；纤维强度发挥率为73.0％；F-12/4304 Φ480mm：容器特性系数PV/W值为37.0km；纤维强度发挥率为73.3％。

PBO纤维压力容器的性能（干法及湿法配方均为环氧基体）为：干法缠绕

Φ150mm：容器特性系数PV/W值为46.8km左右；纤维强度发挥率为78％左右；湿法缠绕Φ150mm：容器特性系数PV/W值为60.4km左右；纤维强度发挥率为91.5％左右。

复合材料裙

复合材料裙是复合材料实现连接的重要结构部件，主要承受轴压、轴拉及弯曲等载荷。在九五、十五期间，本所经过预先研究及技术攻关，突破了复合材料裙成型、连接及一体化制造等多个关键技术，先后研制出了混杂纤维复合裙，碳纤维复合材料裙及全复合材料裙等多种复合裙，并经过了一系列的考核。

同金属裙相比，复合材料连接裙具有以下特点：首先复合裙可以较大幅度减轻结构重量（与同尺寸铝裙相比，减轻重量30%-35%）；其次采用复合裙，实现复合材料一体化制造技术,可以减轻连接部位的应力集中，提高可靠性；此外可以实现低成本、短周期，与铝裙相比，可以节约经费20%-50%，具有较好的经济效益。

该项成果作为一种先进的材料及成型技术，广泛应用于航空、航天、压力容器制造等领域。