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2高效自動焊接技術(shù)在船舶企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀
第一、焊接工藝方面的現(xiàn)狀。我國船舶焊接工藝發(fā)展得很緩慢,以氣體保護(hù)焊、埋弧焊、普通焊條電焊等為主,其中焊條電焊占據(jù)的比例較大,焊接效率比較慢?,F(xiàn)在一般使用垂直氣電焊接、船用自動化機(jī)械化平角焊接技術(shù)和逆變焊機(jī)、交流焊機(jī)、整流弧焊機(jī)等設(shè)備。在推廣應(yīng)用新技術(shù)和新設(shè)備方面,我國很小一部分造船廠能夠引進(jìn)分段裝焊流水線,采取拼板工位高效自動焊接的新設(shè)備和新工藝,它能對船舶上的板材進(jìn)行拼板和對接,對船體進(jìn)行平面分段焊接。同時也運用自動或者半自動氣體保護(hù)焊等工藝,提高焊接效率。
第二、焊接材料方面,現(xiàn)在大部分使用藥芯焊絲,其具有焊接飛濺少、焊縫質(zhì)量高、熔敷效率強(qiáng)等特點,便于自動化、機(jī)械化焊接?,F(xiàn)在船舶企業(yè)通常運用藥芯焊絲和CO2焊接技術(shù)結(jié)合在一起,因為廣泛應(yīng)用CO2保護(hù)焊,對焊接材料的使用量也大幅度增加。這也促進(jìn)了焊接工藝質(zhì)量的提升、工期縮短以及成本的降低。
3 高效自動焊接技術(shù)在船舶企業(yè)應(yīng)用中存在的問題
第一、在焊接工藝上我國存在的問題表現(xiàn)在兩個方面:首先的焊接工藝的高效化率、自動化率、機(jī)械化率都比較低。很多企業(yè)以焊條電弧焊或者半自動焊為主要工藝,而自動化和機(jī)械化焊接工藝的應(yīng)用范圍較小,應(yīng)用水平較差。另外,氣保焊和埋弧焊等高效率的工藝在研發(fā)以及應(yīng)用等方面投入的精力較小。其次先進(jìn)焊接工藝在我國船舶企業(yè)還沒有得到應(yīng)用,國外重視對焊接工藝的研究,已經(jīng)研發(fā)出機(jī)器人焊接、電弧-激光復(fù)合焊接等工藝,而國內(nèi)才剛剛研究這個領(lǐng)域??蒲型度氩蛔闶呛附庸に嚪矫娴牧硪粋€問題。
第二、焊接材料方面我國船舶企業(yè)出現(xiàn)的問題有:首先焊接材料普遍存在品種單一的現(xiàn)象。通常以焊條為主,其中高效焊條和專用焊條應(yīng)用較少,高端焊接材料基本依賴合資企業(yè)生產(chǎn)或者直接進(jìn)口。其次焊接材料的性能急需提高。國內(nèi)焊接材料特別是高端產(chǎn)品在抗吸潮性、工藝性能以及質(zhì)量穩(wěn)定性等方面都有很大的提升空間。
4 解決高效自動焊接技術(shù)在船舶企業(yè)問題的對策
4.1焊接工藝方面
現(xiàn)在船舶焊接工藝得到快速的發(fā)展,機(jī)械化、高效化、專用化、自動化、機(jī)器人化是解決焊接技術(shù)在船舶企業(yè)出現(xiàn)問題的最佳對策。
高效化的具體表現(xiàn)為:逐漸降低焊條電弧焊的應(yīng)用,增加對氣體保護(hù)焊工藝的使用,并推動高效焊接工藝的研究和開發(fā)。例如MAG/MIG雙絲焊接工藝、TIME焊接工藝(也叫做大電流高熔覆率MAG法)、帶活性焊劑氣體保護(hù)焊、多絲埋弧焊、變極性離弧焊、埋弧自動焊等工藝。
自動化、機(jī)械化就是要推廣普及自動化焊接工藝,運用智能型焊接裝置、實時監(jiān)控裝置、機(jī)器人技術(shù)以及激光焊接技術(shù)等,提高焊接質(zhì)量和焊接效率,降低焊接成本。專業(yè)化就是在船舶特殊構(gòu)建和部位,要選擇專門的裝備和焊接工藝來完成,以達(dá)到符合設(shè)計要求的目的。
隨著平面分段裝焊流水線的不斷投入使用,機(jī)器人焊接技術(shù)體現(xiàn)出其他焊接技術(shù)難以比擬的、獨具特色的優(yōu)勢,為船舶高效自動焊接技術(shù)的發(fā)展提供更加廣闊的空間。
4.2焊接材料方面
首先要調(diào)整焊接材料的結(jié)構(gòu)。隨著工業(yè)化程度的加深,船舶用材的結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整,傳統(tǒng)焊材的使用在逐漸下降中,而藥芯焊材和氣體保護(hù)焊的應(yīng)用量大幅度增加,埋弧用焊材的用量維持在一定水平,變化不大。
其次增加高效自動焊接材料的研究和開發(fā)力度。世界各國越來越重視增強(qiáng)船舶焊接效率,減少建造成本,研發(fā)出高效焊材,并推廣專用焊條、高效焊條、藥芯焊條等焊材。另外鐵粉型焊劑、活性焊劑、高速焊劑以及單面焊材等等對埋弧焊材的研究,會促進(jìn)焊接質(zhì)量的提高。
最后對焊接材料的發(fā)展予以高度重視?,F(xiàn)在要求船舶焊接具有高質(zhì)量,就需要制造出具有良好工藝性能、優(yōu)異力學(xué)性能的焊接材料。美國研發(fā)的酸性渣、高韌性、低氫型的藥芯焊材系列,在沖擊韌性和低氫等方面的工藝性能優(yōu)越,進(jìn)而在船舶企業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。
中圖分類號:TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
近年來,很多國家都將節(jié)能、環(huán)保作為今后發(fā)展的方向,我們國家也不例外。在焊接技術(shù)的應(yīng)用上,我國落后于國際先進(jìn)水平,因此,在今后的發(fā)展過程中,我們應(yīng)當(dāng)通過技術(shù)創(chuàng)新,提高焊接質(zhì)量,提高工作效率,堅持節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念,使我國焊接技術(shù)跨上一個新的臺階,步入國際先進(jìn)水平。
一、節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接中的應(yīng)用
1.逆變焊機(jī)
逆變焊機(jī)具有焊接性能好、動特性好、動態(tài)反應(yīng)速度快、質(zhì)量輕、體積小、焊接速度快、效率高、多功能等優(yōu)點,因此易于實現(xiàn)焊接機(jī)械化和自動化;逆變電源功率因數(shù)達(dá)0.95以上,總體效率可以達(dá)到85%~92%,比傳統(tǒng)焊機(jī)平均節(jié)電25%~60%,空載時電耗只有30~50W,節(jié)能效果明顯。為了說明逆變焊機(jī)的節(jié)能效果和優(yōu)越性,把逆變式弧焊整流器和幾種傳統(tǒng)的弧焊機(jī)主要技術(shù)性能指標(biāo)列于表l,以便對比。
表1逆變式弧焊整流器與傳統(tǒng)弧焊機(jī)主要性能比較
2.熔化極氣體保護(hù)焊
熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)具有高效、節(jié)能和便于自動化的特點,是目前用得最多的一種焊接方法也是自動線上和焊接機(jī)器人的首選熔焊方法。據(jù)不完全統(tǒng)計,在汽車零部件、集裝箱和工程機(jī)械行業(yè)中,基本上全部采用氣體保護(hù)焊;而一般機(jī)械、鐵路車輛和重型機(jī)械行業(yè)的比例都超過50%;在造船、鍋爐和金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)由于埋弧自動焊的用量較大,CO2氣體保護(hù)焊的比例相對較低。隨著實踐的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)由不同氣體組成的混合氣體比用單一氣體更易得到好的焊接結(jié)果?,F(xiàn)在,采用混合氣體的趨勢越來越強(qiáng),混合氣體的種類也越來越多,探索其在GMAW中的影響規(guī)律有著極大的社會效益。
3.智能機(jī)器人焊接
近些年,隨著模糊控制理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及專家系統(tǒng)理論的發(fā)展,模擬焊工操作的智能控制方法已經(jīng)在焊接過程中成功應(yīng)用,對焊縫成形的質(zhì)量取得了較好的控制結(jié)果。國內(nèi)外對遙控技術(shù)的研究成果較多,遙控焊接正向著實用化的方向發(fā)展。美國發(fā)射到火星上的索杰納機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。目前,關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人已在汽車制造、航空航天、工程機(jī)械、船舶等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用,但對一些危險、惡劣及特殊環(huán)境下,例如航天空間、深海作業(yè)、管道內(nèi)外焊接等,傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人難以完成,為此需要研究發(fā)展新型的特種焊接機(jī)器人,我國在管道焊接機(jī)器人、水下焊接機(jī)器人、爬壁焊接機(jī)器人、球罐焊接機(jī)器人等方面進(jìn)行了研究,培養(yǎng)了隊伍,取得了一批研究成果,在某些技術(shù)方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
4.振動焊接技術(shù)
振動焊接技術(shù)是在金屬焊接的過程中,對被焊件施加振動處理的一項焊接工藝,它起到細(xì)化晶粒的作用,在熱狀態(tài)下通過熱塑性變形來調(diào)整應(yīng)變而降低殘余應(yīng)力,這樣可有效防止焊接裂紋的形成和工件的畸變,提高構(gòu)件的疲勞壽命,增強(qiáng)焊縫的力學(xué)性能,達(dá)到提高焊接質(zhì)量的目的。并且可以省去焊后消應(yīng)力處理,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本??梢灶A(yù)言,振動焊接的推廣和應(yīng)用必將給焊接生產(chǎn)行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。大連理工大學(xué)的陳源從振動焊接減少焊接變形方面,采用先進(jìn)的有限元方法進(jìn)行了計算,論證了振動焊接在控制變形方面的作用;劉峰研究了振動焊接對焊接裂紋的影響,通過理論分析和數(shù)值模擬指出振動焊接在防止和減少焊接裂紋方面具有明顯的效果。
國外也對振動焊接進(jìn)行了研究。Tseng研究了焊弧擺動對焊接質(zhì)量的影響,指出由于擺動的作用,使得焊接速度得以提高有利于焊接凝固,提高焊接區(qū)的力學(xué)性能。TewariSP詳細(xì)研究了軸向振動對焊接件拉伸特性的影響,其結(jié)論是:經(jīng)過振動焊接的構(gòu)件的屈服強(qiáng)度、極限拉伸強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度有顯著提高。
二、節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接輔助工藝中的應(yīng)用
1.振動時效
振動時效(VSR)是利用一受控振動能量對金屬工件進(jìn)行處理,以消除工件殘余應(yīng)力。振動時效的顯著優(yōu)點是節(jié)能環(huán)保、降低成本、縮短周期。與熱時效相比,節(jié)約成本90%以上,節(jié)能95%以上,節(jié)約投資90%以上。振動時效快,一般僅需30min,最長不超過1h,而且設(shè)備輕便,工藝簡單,適應(yīng)性強(qiáng),優(yōu)點很突出。VSR在我國從無到有,現(xiàn)已有幾千臺VSR設(shè)備在我國機(jī)床、模具、鍛壓、航空、發(fā)電等行業(yè)生產(chǎn)中運行[7]。節(jié)能減排效果明顯的頻譜諧波振動時效技術(shù)與傳統(tǒng)的熱時效相比,振動時效技術(shù)節(jié)能95%以上,完全克服了以煤為燃料的熱時效爐存在的嚴(yán)重污染問題,實現(xiàn)零排放。與傳統(tǒng)亞共振相比,頻譜諧波振動時效技術(shù)的應(yīng)用覆蓋而從原有的23%提高到了100%,并徹底解決了傳統(tǒng)亞共振技術(shù)噪音大、應(yīng)用而窄、工藝操作復(fù)雜、長期無法納入企業(yè)正式生產(chǎn)工藝問題。推廣應(yīng)用頻譜諧波振動時效技術(shù)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
2.隨焊錘擊
隨焊錘擊是在焊接過程中通過實時錘擊焊縫及近縫區(qū)金屬材料從而消除或減小焊后金屬塑性影響的一種加工工藝。利用隨焊錘擊技術(shù)能夠有效地控制焊接橫向及縱向收縮變形,實時調(diào)整焊接接頭的殘余應(yīng)力分布狀態(tài),從而真正實現(xiàn)動態(tài)低應(yīng)力、無熱裂、小變形焊接。因此,能節(jié)約大量的能源和資金,給國家和企業(yè)將帶來前景廣闊的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
對于不同的試件和焊接條件,應(yīng)采用不同的焊接錘擊參數(shù),但現(xiàn)有的隨焊錘擊裝置存在參數(shù)調(diào)節(jié)困難,個別參數(shù)調(diào)節(jié)不可實現(xiàn)等缺點,所以提出了參數(shù)可調(diào)的隨焊錘擊方式??烧{(diào)隨焊錘擊方式采用錘擊頻率控制,保證被處理金屬在每次錘擊間隔中有充分的時間進(jìn)行塑性反彈,使之在而內(nèi)產(chǎn)生兩維塑性伸長,釋放焊接過程中的殘余拉應(yīng)變,大幅度提高了焊接接頭的疲勞強(qiáng)度。錘擊力、錘擊距離的控制均采用按鈕控制,電機(jī)調(diào)節(jié),使其參數(shù)的調(diào)整方便可靠,從而保證焊接過程中當(dāng)焊接材料和焊接條件變化時可隨時調(diào)整錘擊參數(shù),進(jìn)一步提高焊機(jī)的工作效率。
三、結(jié)束語
雖然我國在節(jié)能環(huán)保高效焊接技術(shù)應(yīng)用方而做了大量工作,并取得了可喜的成績,但與先進(jìn)國家相比,還有相當(dāng)大的差距。因此要繼續(xù)大力推廣節(jié)能環(huán)保高效焊接技術(shù).加強(qiáng)消化吸收引進(jìn)的高效節(jié)能焊接技術(shù),并創(chuàng)新提高,克服總是依賴進(jìn)口的思想。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號 S274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2015)24-133-05
1 彭陽縣概況及水資源現(xiàn)狀
彭陽縣位于寧夏回族自治區(qū)東南部、六盤山東麓,西北黃土高原的東部地帶。地理位置處于東經(jīng)106°32′~106°58′,北緯35°41′~36°17′。縣域南北長61.5km,東西寬50.3km,總面積2 532.3km2,耕地11.22萬hm2,其中紅河流域1.884萬hm2,茹河流域7.45萬hm2,安家川流域1.89萬hm2,占總土地面積的44.4%,林地面積3.31萬hm2,草地面積3.83萬hm2,其它用地7.18萬hm2?,F(xiàn)有水澆地0.876萬hm2,其中紅河流域0.27萬hm2,茹河流域0.525萬hm2,安家川流域826.67hm2。西連寧夏固原,東、南、北環(huán)臨甘肅的鎮(zhèn)原、平?jīng)觥h(huán)縣等市縣,轄12個鄉(xiāng)鎮(zhèn),156個行政村???cè)丝?6.65萬人,其中農(nóng)業(yè)人口22.67萬人,占89.5%;回族7.87萬人,占30.0%,人口密度103.9人/km2,是一個以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主的山區(qū)縣。交通便利,309國道橫穿東西,203省道縱貫?zāi)媳?,寶中鐵路跨境而過,等級公路總里程達(dá)到1 524km,等級公路密度達(dá)到60.3km/100km2。
彭陽縣地勢東、南、西低,北漸次增高,海拔1 248~2 418m。地形分為北部黃土丘陵區(qū)、中部河谷殘塬區(qū)和西南部土石質(zhì)山區(qū)3個自然類型區(qū),河流有紅河、茹河、安家川河3條水系,但年徑流量很小,夏季多枯竭。境內(nèi)氣候溫差較大,雨量較少,光照充足,無霜期短,降水和溫度變率大。春季氣溫回長快,干旱多風(fēng),冷暖變化大,多有倒春寒;夏季短暫,氣溫適中;秋季雨量較多,降溫快,霜凍早;冬季長,嚴(yán)寒干燥。四季交替變化不明顯。年平均氣溫7.4~8.5℃,降水量350~550mm。無霜期140~170d。屬典型的溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候,干旱、冰雹、霜凍等自然災(zāi)害頻繁。
彭陽縣多年平均降雨量為450mm,年降水總量11.59億m3;水面蒸發(fā)為850mm,干旱指數(shù)為2,屬半干旱地區(qū);降水量在時空上分布不均,主要集中在7~9月份,且多以暴雨形式出現(xiàn),約占降水量的60%,農(nóng)作物生長期降水量只占年降水量25%??h境內(nèi)水資源總量為12 770萬m3,其中紅河流域2 550萬m3,茹河流域7 350萬m3,安家川流域2 870萬m3;其中地表水資源量為9 820萬m3,地下天然水資源量為3 830萬m3。可開采量為2 950萬m3,其中紅河流域1 100萬m3,茹河流域1 630萬m3,安家川流域220萬m3,占全縣水資源總量的77.53%。多年平均輸沙模數(shù)5 973t/km2?a,水資源短缺是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。
彭陽是一個水資源十分貧乏的地區(qū),人均水資源量為506m3,為黃河流域750m3的67%,不足全國平均值2 200m3的23%。耕地平均占有水資源量為75m3/667m2,是黃河流域平均值的1/5和全國平均值的1/27。旱災(zāi)也由單純的影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展到對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的各個方面都帶來不同程度的影響。嚴(yán)重的干旱缺水不但制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展,而且使保障當(dāng)?shù)厝罕娀旧鏃l件之一的飲水問題也變得相當(dāng)困難。
2 集雨補(bǔ)灌旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)持續(xù)增產(chǎn)技術(shù)
旱作農(nóng)業(yè)持續(xù)增產(chǎn)的核心問題是最大限度地提高農(nóng)田水分利用率。為了提高旱作農(nóng)業(yè)的效率,高效利用有限的降雨資源,筆者在對多項旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行試驗研究、示范的基礎(chǔ)上,根據(jù)黃土丘陵溝壑區(qū)的具體特點集成了干旱半干旱集雨補(bǔ)灌旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)持續(xù)增產(chǎn)技術(shù)體系。
2.1 五墑耕作、蓄水保墑
2.1.1 五墑耕作 土壤是儲藏水分和養(yǎng)分的天然載體,降水、地表水和地下水只有轉(zhuǎn)化為土壤水才能被作物利用。蓄水保墑耕作技術(shù)是干旱缺水地區(qū)最重要的防旱抗旱措施,最大限度地利用土壤水是節(jié)水農(nóng)業(yè)的主要途徑。“五墑耕作法”是一種融蓄水與保墑為一體的抗旱耕作技術(shù),是旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容,防旱增產(chǎn)效果明顯,其核心是適墑耕作,其內(nèi)容為“早耕深耕多蓄墑,過伏合口保底墑,雨后耙耱少耗墑,冬春打碾防跑墑,適時早播用凍墑”。據(jù)測定,深耕20~28cm比淺耕12~15cm土壤容重降低0.02~0.11g/cm3,孔隙度增加2.7%~7.5%,0~30cm土層含水量提高1.4%~10.3%,土壤速效N、P分別增加27.8%~31.4%和32.6%~136.8%,地溫提高0.7~1.0℃,每1g土壤微生物從5.1萬個增加到8.3萬個,小麥、糜子分別增產(chǎn)11.2%和14.6%。冬春打碾的冬麥地早春土壤表層含水量為13.5%,越冬保苗率為67.4%,未打碾的土壤含水量為10.0%,越冬保苗率只有57.1%。春小麥在適期播種范圍內(nèi)趁土壤返漿期搶墑于3月10日早播的比3月20日播種的增產(chǎn)5.0%,比4月9日播種的增產(chǎn)31.7%。
2.1.2 深耕蓄墑 一般宜在伏天和早秋進(jìn)行,春季要盡量避免深翻。對于“一年一熟”小麥、胡麻或豆類后休閑的農(nóng)田,要及早進(jìn)行伏深耕或深松耕,一般耕深以20~22cm為宜,有條件的地方可加深到25~28cm,深松耕深度可至30cm。同一塊地可每2~3a進(jìn)行一次深耕,期間進(jìn)行少耕或免耕,以保證最大限度地減少土壤水分蒸發(fā)。過伏后降雨明顯減少,要及時耙耱合口收墑,形成“上虛下實”的耕作層。秋作物收獲后,進(jìn)行秋深耕時,必須邊耕邊耙耱,防止土壤跑墑。早春耙耱保墑或雨后耙耱破除板結(jié),耙耱深度以3~5cm為宜,耙耱滅茬的深度一般為5~8cm。播種前耙耱,其深度不宜超過播種深度,以免因水分丟失過多而影響種子萌發(fā)出苗。鎮(zhèn)壓一般是在土壤墑情不足時采取的一種抗旱保墑措施,土壤過干或過濕都不宜采用。土壤過干進(jìn)行鎮(zhèn)壓,不僅壓不實,反而會更疏松,容易引起風(fēng)蝕;土壤濕度過大時鎮(zhèn)壓,容易壓死耕層,造成土壤板結(jié)。冬季地面坷垃太多太大,容易透風(fēng)跑墑。在土壤開始凍結(jié)后進(jìn)行冬季鎮(zhèn)壓,壓碎地面坷垃,使碎土比較嚴(yán)密地覆蓋地面,以利于凍結(jié)聚墑和保墑。播前、播后鎮(zhèn)壓,使土壤下層的水分沿毛細(xì)管移動到播種層上來,以利種子發(fā)芽出苗。在黃土高原雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的干旱、半干旱地區(qū)的水平梯田、塬地、臺地等坡度不大于3°地區(qū)都可以采用。
2.2 以肥調(diào)水、水肥耦合 “以肥調(diào)水”的關(guān)鍵是培肥地力,包括有機(jī)與無機(jī)配合增施肥料培肥、糧油作物合理輪作培肥、糧豆糧草輪作培肥以及留高茬還田培肥等措施。采取改春施肥為秋施肥,改淺施肥為分層施肥,改“重N輕P”為“穩(wěn)N增P”。推行N、P配合重施秋肥,多施基肥,適施種肥,補(bǔ)施追肥及有機(jī)肥和無機(jī)肥相結(jié)合,以無機(jī)促有機(jī)的施肥路線。以肥促根,增加根系綜合活力;以根促壯,保證水分和養(yǎng)分的吸收,達(dá)到提高水分利用效率、增產(chǎn)增收的效果。彭陽縣是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū),不能有效地利用降雨就沒有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。留住天上水、保住土壤水、合理調(diào)配水、有效利用水是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)?!耙苑收{(diào)水”、“以肥促水”的水肥耦合技術(shù),把水變成了莊稼的“復(fù)合水溶劑”,既節(jié)約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,又提高了肥水的利用效益?!耙苑收{(diào)水”,結(jié)合梯田建設(shè)、深翻土地、少耕免耕、鎮(zhèn)壓保墑、中耕除草、合理施肥、秸稈還田技術(shù)的應(yīng)用,建立土壤培肥技術(shù)體系,是增加土壤水庫擴(kuò)蓄增容,發(fā)揮其它節(jié)水技術(shù)措施作用的基本保證。在干旱和少P條件下過量施用N,會對作物產(chǎn)量造成負(fù)面影響。試驗研究表明,合理配方施肥可以明顯增加水分利用效率,提高水分轉(zhuǎn)化效率。另外,應(yīng)注意糧草輪作、根茬還田,改進(jìn)土糞積造方法,加深土壤耕作層,合理增施化肥。
2.3 調(diào)整結(jié)構(gòu)、合理輪作 以水窖集流節(jié)灌技術(shù)為發(fā)展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)的突破口,擴(kuò)大耐旱穩(wěn)產(chǎn)型的馬鈴薯、玉米等大秋作物和糜子、谷子、蕎麥、葵花等秋雜作物的種植面積,擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)作物和豆類牧草的種植面積,實行糧油、糧草輪作的農(nóng)牧結(jié)合模式。壓夏擴(kuò)秋后,玉米、馬鈴薯、葵花和秋雜糧的面積增加。應(yīng)把玉米、馬鈴薯、小雜糧和苜蓿納入輪作周期,對新的合理的輪作體系進(jìn)行研究。
2.4 立體復(fù)種、減災(zāi)穩(wěn)產(chǎn) 在彭陽縣,春季干旱少雨,水分和熱量條件有限,因此,應(yīng)充分利用“一季有余、兩季不足”的熱量條件,實行以間作套種為主體的立體復(fù)合種植。以馬鈴薯和玉米為紐帶,推行穩(wěn)產(chǎn)型立體復(fù)合種植模式,提出并構(gòu)建夏糧與秋糧、糧食作物與經(jīng)濟(jì)作物、高稈作物與矮稈作物、耗地作物與養(yǎng)地作物等多種立體復(fù)合種植模式,使復(fù)合群體有效地適應(yīng)以旱為主的復(fù)雜氣候條件,實現(xiàn)夏秋互補(bǔ),耐旱作物與高產(chǎn)作物相得益彰。這樣,既能充分利用當(dāng)?shù)毓鉄岷屯恋刭Y源,較好地利用降雨,使耕地地表綠色覆蓋期延長,減少土壤水分蒸發(fā)和水土流失,增加產(chǎn)值,同時也大大增加了作物收獲的保險系數(shù),達(dá)到旱年減災(zāi)穩(wěn)產(chǎn)保收,豐水年雙雙增產(chǎn)的目的。發(fā)展立體復(fù)合種植,以馬鈴薯和玉米為紐帶進(jìn)行組合,包括胡麻/馬鈴薯、冬小麥/馬鈴薯、(草)豌豆/馬鈴薯等;以玉米為紐帶的組合包括豌豆/玉米、冬小麥/玉米、西葫蘆/玉米等。
2.4.1 胡麻/馬鈴薯 胡麻套種馬鈴薯可以充分利用光熱資源,合理分配降雨,實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)增收。生長前期,管理以胡麻為目標(biāo),覆膜的壟面起到田間微集雨的效果。管理后期以馬鈴薯為目標(biāo),壟上種植可以防止秋雨造成的土壤過濕爛薯。胡麻收獲后可以在溝內(nèi)免耕種植豆科綠肥,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,達(dá)到培肥地力的目的。胡麻套種馬鈴薯時,溝種胡麻帶寬60cm,種植4行;壟覆膜種馬鈴薯帶寬60cm,種2行。壟面高12~15cm,壟面要耱光,壟起好后再切兩邊線后形成覆膜帶型。覆膜時將兩邊地膜緊靠切面壓緊,不能讓地膜平覆,否則將影響播種,播種行應(yīng)緊靠溝邊沿。也可以使用“2BMC-2型覆膜側(cè)播機(jī)”機(jī)播胡麻,馬鈴薯待到適宜的播種期再人工種植。胡麻適宜的播期為4月上、中旬,較4月下旬播種增產(chǎn)12%~28%。馬鈴薯在4月下旬至5月底以前播種,力爭早播。
2.4.2 (草)豌豆/馬鈴薯 溝種(草)豌豆帶寬60cm,4行,壟種馬鈴薯帶寬60cm,2行。覆膜要求同胡麻套種馬鈴薯。
2.4.3 冬小麥/馬鈴薯 覆膜要求同胡麻套種馬鈴薯。溝壟比冬小麥∶鈴薯=60∶60,借秋雨人工或用“2BMC-2型覆膜側(cè)播機(jī)”種植冬小麥,春季膜上種植2行馬鈴薯。冬小麥?zhǔn)斋@前管理以冬小麥為主;冬小麥?zhǔn)斋@后免耕復(fù)種豆科綠肥。
2.4.4 豌豆/玉米 溝種豌豆帶寬60cm,4行,壟覆膜種玉米帶寬60cm,2行。
2.4.5 冬小麥/玉米 覆膜要求同胡麻套種馬鈴薯。溝壟比冬小麥∶玉米=60∶60,借秋雨人工或用“2BMC-2型覆膜側(cè)播機(jī)”種植冬小麥,春季膜上坐水種植2行玉米。冬小麥?zhǔn)斋@前管理以冬小麥為主;冬小麥?zhǔn)斋@后免耕復(fù)種豆科綠肥。
2.4.6 西葫蘆/玉米 玉米帶寬110cm,膜寬60cm,使用早熟品種(利馬12號),膜側(cè)種2行;西葫蘆膜上種1行。
2.5 應(yīng)用抗旱優(yōu)良品種 根據(jù)彭陽縣氣候特點,調(diào)整作物結(jié)構(gòu)與布局,推廣課題研究已篩選出的抗旱新品種、新組合。發(fā)展玉米、馬鈴薯、蕎麥、谷子、糜子、葵花等需水規(guī)律與降水特征相吻合的耐旱作物,更新冬小麥、胡麻、豌豆等品種,增強(qiáng)總體抗旱耐旱能力,建立健全種子推廣、銷售、服務(wù)體系,真正讓農(nóng)民能買到好種子。
2.6 化控抗旱、抑制蒸發(fā) 在提高逆境成苗、保墑和抑蒸減耗、提高作物水分利用率的化學(xué)調(diào)控技術(shù)試驗,已初步形成了以保水劑為基質(zhì)的多功能復(fù)合包衣劑拌(浸)種抗旱播種、逆境成苗技術(shù);農(nóng)作物需水關(guān)鍵期噴施黃腐酸類抑制蒸騰劑,抑蒸節(jié)流減耗技術(shù);農(nóng)田噴施土壤保墑及結(jié)構(gòu)改良劑減少土壤水分蒸發(fā)技術(shù)等相互配套的旱地作物抗旱增產(chǎn)化學(xué)調(diào)控技術(shù),已在一些作物上大面積示范應(yīng)用。在馬鈴薯生育期內(nèi)使用聚丙烯酸鈉鹽處理,WUE可以提高25%左右。
2.7 節(jié)水栽培,高效利用降水 在建立土壤擴(kuò)蓄增容抗旱耕作技術(shù)、土壤培肥技術(shù)、良好的農(nóng)田生態(tài)、減災(zāi)穩(wěn)產(chǎn)保收、種子繁殖推廣和化控抗旱技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過田間微集雨疊加利用技術(shù)、二元覆蓋保水技術(shù)、水窖集雨補(bǔ)灌技術(shù)的應(yīng)用,建立高效利用天然降水的農(nóng)業(yè)節(jié)水栽培技術(shù)體系,實現(xiàn)降水資源的時控調(diào)配和疊加利用。
2.7.1 田間微集雨疊加利用技術(shù) 中、小尺度降水,采用田間微集水技術(shù),能夠提高降雨量產(chǎn)流入滲效率,依靠徑流增加土壤貯水量。微集流膜側(cè)種植時,單次降雨≥5mm即可產(chǎn)生有效徑流;微集流膜溝種植時,單次降雨≥3mm即可產(chǎn)生有效徑流。利用微集流種植技術(shù)種植667m2面積的作物,降雨產(chǎn)流增滲量相當(dāng)于容量50~70m3的水窖集雨蓄水量的總和。
2.7.2 覆蓋保水技術(shù) 在旱作農(nóng)田水分平衡中,降水是土壤水分的主要來源,而蒸發(fā)、蒸騰、徑流、滲漏是土壤失水的主要形式,在水平梯田,尤以土壤蒸發(fā)對土壤水分的損耗最為嚴(yán)重。旱地農(nóng)業(yè)蓄水與保墑關(guān)系密切,蓄水與保住土壤水分在旱作農(nóng)業(yè)中的地位同等重要。通過地膜、可降解地膜和液態(tài)地膜等新型節(jié)水覆蓋技術(shù)研究和玉米地膜秸稈二元覆蓋(壟面地膜覆蓋、壟溝秸稈覆蓋)技術(shù)研究認(rèn)為:二元覆蓋是一種極有效的保墑措施,可減少土壤水分蒸發(fā),阻止水分徑流,提高增加土壤入滲,增加土壤水庫貯水量,抑制土壤蒸發(fā),涵養(yǎng)土壤水分。種植地膜玉米時,借雨施肥起壟,壟背成弓型,壟寬60cm,溝寬40cm,覆膜后注意在膜上隔5cm左右壓一土帶,防止大風(fēng)把地膜撕毀。在距壟邊10cm處玉米種植帶開一寬10cm,深8cm的溝后覆膜。每667m2用麥草500~650kg,均勻平鋪在壟溝內(nèi),壓厚約1cm土防止被風(fēng)吹走。
2.7.3 集雨補(bǔ)灌技術(shù) 根據(jù)作物的需水量、示范區(qū)的降雨量(圖1),制定了主要作物的補(bǔ)灌方式及補(bǔ)灌水量。玉米全生育期灌水2~3次,其中6月中旬灌溉1次、7月20日左右灌溉1次、8月15日左右灌溉1次??刹捎醚ü唷瞎?、隔溝灌溉。溝灌次灌水量20m3/667m2,全生育期補(bǔ)充灌水40~60m3/667m2;隔溝灌溉次灌水量10m3/667m2,全生育期補(bǔ)充灌水20~30m3/667m2;穴灌次灌溉水量3~5m3/667m2,全生育期補(bǔ)充灌水10~15m3/667m2。馬鈴薯每667m2栽植3 000~5 500株,種植采用坐水種,灌水量0.5~1kg/株,灌水量1.5~5.5m3/667m2;全生育期灌水2~3次,采用隔溝灌溉或溝灌,隔溝灌溉次灌水量15m3/667m2,全生育期補(bǔ)充灌水30~45m3/667m2;溝灌次灌溉水量30m3/667m2,全生育期補(bǔ)充灌水60~90m3/667m2。向日葵坐水種植1~2kg/株,現(xiàn)蕾期灌頭水、開花期灌2水、灌漿期灌3水,采用溝灌,次灌水量20m3/667m2,全生育期補(bǔ)充灌水60m3/667m2。果樹全生育期灌水3~4次,采用穴灌。每次灌水在果樹四周開挖灌水穴4個,每穴灌水5~10kg,每株灌水20~40kg,全生育期每株果樹灌水60~160kg。
機(jī)修梯田應(yīng)提倡擴(kuò)大玉米種植面積??拷矗孛嫫秸ㄆ骄露刃∮?°),溝壟種植。補(bǔ)充灌溉要抓住生育的關(guān)鍵時期。一般在玉米拔節(jié)期和大喇叭口期分2次灌溉,每次灌溉水量20m3左右。
3 旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)模式
3.1 小流域集雨綜合調(diào)配利用模式 小流域集雨綜合調(diào)配模式主要是利用水庫、塘壩、澇池集蓄的雨水,通過庫壩池窖聯(lián)合調(diào)度,集中發(fā)展補(bǔ)灌高效農(nóng)業(yè),主要應(yīng)用在水庫、塘壩的臺地。根據(jù)模式的內(nèi)涵,農(nóng)業(yè)技術(shù)模式主要包括高效優(yōu)良作物品種的種植,覆蓋技術(shù)、栽培技術(shù)、耕作技術(shù)、化控抗旱技術(shù)、作物生育關(guān)鍵期的補(bǔ)水灌溉等技術(shù)配套。適合在水庫、塘壩溝臺地種植的主要作物有地膜玉米、向日葵、蔬菜、苗木、中藥材。在作物的旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系和主要作物的節(jié)水栽培規(guī)程中,已將各作物栽培配套的覆蓋技術(shù)、栽培技術(shù)、耕作技術(shù)、化控抗旱技術(shù)、作物生育關(guān)鍵期的補(bǔ)水灌溉等技術(shù)進(jìn)行了綜合集成,可參考相應(yīng)的栽培技術(shù)規(guī)程實施。
3.2 坡面集雨林草利用模式 坡面集雨林草利用模式主要是利用自然坡面集蓄降雨徑流,利用水平溝、魚鱗坑攔蓄徑流,溝內(nèi)種植經(jīng)果林、魚鱗坑內(nèi)種植水保林,坡耕地退耕種苜蓿,發(fā)展畜牧業(yè),改善生態(tài)環(huán)境,保持水土。根據(jù)模式的內(nèi)涵,農(nóng)業(yè)技術(shù)模式主要包括優(yōu)良樹種、牧草地選育,經(jīng)果林、水保林的撫育管理,草畜轉(zhuǎn)化技術(shù)配套。課題的研究,已篩選出優(yōu)質(zhì)苜蓿中苜1號和寧苜1號,可在示范區(qū)推廣應(yīng)用;對經(jīng)果林嫁接紅梅杏改造,對水保林進(jìn)行正常的撫育管理;結(jié)合退耕地苜蓿種植,地膜玉米秸稈、糜子谷子秸稈,引進(jìn)優(yōu)良的秦川牛、小尾寒羊,配合溫棚養(yǎng)殖以及飼草青貯技術(shù)、氨堿化技術(shù)、酶化技術(shù),發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。
3.3 道路集雨農(nóng)田補(bǔ)灌利用模式 示范區(qū)的治理水平較高,坡面經(jīng)流基本在坡面進(jìn)行攔蓄利用,達(dá)到水不下山,流域降雨產(chǎn)生的徑流主要來源于庭院、道路。道路集雨農(nóng)田補(bǔ)灌利用模式主要是利用流域內(nèi)的各類道路作為集流面,利用道路邊溝,攔蓄道路徑流,在道路沿線,修建水窖,儲存路面徑流,補(bǔ)灌道路沿線農(nóng)田,達(dá)到水資源的高效利用、保持水土。根據(jù)模式的內(nèi)涵,農(nóng)業(yè)技術(shù)模式主要包括適合道路沿線優(yōu)良作物種植,覆蓋技術(shù)、栽培技術(shù)、耕作技術(shù)、化控抗旱技術(shù)、作物生育關(guān)鍵期的補(bǔ)水灌溉等技術(shù)配套。適合道路沿線種植的優(yōu)良作物主要有玉米、馬鈴薯、向日葵,課題的研究已篩選出適宜的優(yōu)良品種,在各類作物的高效栽培規(guī)程中,已對相關(guān)的旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行了集成,可參照技術(shù)規(guī)程實施。道路集雨農(nóng)田補(bǔ)灌,應(yīng)根據(jù)集雨量的多少,在道路沿線的梯田內(nèi)適水種植。
3.4 屋面集雨庭院經(jīng)濟(jì)利用模式 庭院、屋面、場院是流域降雨產(chǎn)流的主要區(qū)域。屋面集雨庭院經(jīng)濟(jì)利用模式主要是利用屋面、場院、庭院、人工集雨面集蓄降雨徑流,結(jié)合庭院內(nèi)的土圓井,在保證人畜飲水的前提下,發(fā)展庭院高效種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和小型加工業(yè)。根據(jù)模式的內(nèi)涵,農(nóng)業(yè)技術(shù)模式主要包括高效種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)。高效種植業(yè)包括庭院經(jīng)果林、庭院蔬菜、庭院蔬菜溫室,庭院經(jīng)果林以紅梅杏、早酥梨為主;庭院蔬菜以番茄、辣椒、甘藍(lán)、白菜、大蔥、蘿卜等為主,采用果樹、蔬菜立體套種技術(shù);庭院溫室反季節(jié)種植蔬菜,以辣椒、番茄、油菜、芹菜、甘藍(lán)為主;利用庭院集蓄的雨水進(jìn)行節(jié)水灌溉,同時配套應(yīng)用高效栽培、覆蓋、化控抗旱等技術(shù),高效利用庭院徑流,發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì),提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入,改善生存條件,提高生活質(zhì)量。庭院溫室養(yǎng)殖主要結(jié)合退耕還林草,擴(kuò)大庭院牛、羊、豬、家禽的舍飼養(yǎng)殖,利用庭院集蓄的降雨徑流,滿足養(yǎng)殖業(yè)的用水要求。庭院小型加工業(yè)主要以加工制作豆制品、馬鈴薯粉條等為主,提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值。
3.5 旱作農(nóng)田雨水就地高效利用模式 示范區(qū)的旱作農(nóng)田主要指水平梯田和少量的坡耕地。旱作農(nóng)田雨水就地高效利用模式主要是利用已經(jīng)建設(shè)的水平梯田擴(kuò)蓄增容,就地攔蓄降雨徑流,選擇適宜種植的優(yōu)良作物品種,配合深耕翻蓄水技術(shù),結(jié)合地膜、秸稈、化學(xué)覆蓋技術(shù),高效栽培技術(shù),微集雨技術(shù),化控抗旱技術(shù),輪作、立體套種技術(shù),提高雨水資源的利用效率,提高旱作農(nóng)田的產(chǎn)量。適合中下部梯田種植的主要作物有玉米、馬鈴薯、葵花,可結(jié)合道路水窖、水庫、塘壩、澇池的水資源進(jìn)行補(bǔ)灌,其農(nóng)業(yè)配套技術(shù)已在作物的旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系和主要作物的節(jié)水栽培規(guī)程中進(jìn)行了綜合集成,可參考相應(yīng)的栽培技術(shù)規(guī)程實施。適合中上部梯田種植的作物主要有冬小麥、胡麻、莜麥、糜子、谷子、草豌豆、蕎麥等,應(yīng)配合深耕翻蓄水技術(shù),結(jié)合地膜、秸稈、化學(xué)覆蓋技術(shù),高效栽培技術(shù),微集雨技術(shù),化控抗旱等技術(shù),提高雨水資源的利用效率,提高旱作農(nóng)田的產(chǎn)量。
4 結(jié)語
由本次研究可知,把保墑耕作、以水調(diào)肥、合理輪作、立體種植、抗旱品種、化控抗旱與節(jié)水栽培技術(shù)結(jié)合起來,可以做到優(yōu)勢互補(bǔ),充分發(fā)揮不同節(jié)水措施的疊加效應(yīng),實現(xiàn)水肥高效結(jié)合,保證產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益,最大限度地提高降水資源的利用率,節(jié)水效果明顯,為貧困山區(qū)治理農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)脫貧致富和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了有力的技術(shù)支撐。
參考文獻(xiàn)
[1]揚天.節(jié)水灌溉技術(shù)手冊[M].北京:中國大地出版社,2002.
中圖分類號 S511.048 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1007-5739(2012)03-0115-02
水稻覆膜旱作是水稻在無水層條件下進(jìn)行的旱管節(jié)水栽培技術(shù),整個生育期采用黑地膜覆蓋,不建立水層,利用自然降水及主要生育時期適當(dāng)補(bǔ)水來保持土壤濕潤,以滿足整個生育過程需水量的一項高效節(jié)水栽培措施。該技術(shù)是集“優(yōu)良種、旱育秧、全層肥、地膜蓋、規(guī)模栽、濕潤管”六位一體的綜合節(jié)水高產(chǎn)栽培技術(shù),其核心是改長期以來水稻在自然狀態(tài)下生長為保護(hù)狀態(tài)下生長,改傳統(tǒng)的水稻在稻田淹水條件下渡過全程為在濕潤條件下完成一生的栽培模式。真正達(dá)到了水稻生產(chǎn)的節(jié)水、高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、高效的效果,是農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的良好途徑。
2007年在遼陽市太子河區(qū)沙嶺鎮(zhèn)后青堆村試驗2 000 m2,試驗品種為改良遼粳9,用水量3 000 m3/hm2,比水田節(jié)水9 000 m3/hm2,產(chǎn)量達(dá)到10 515 kg/hm2。2008年試種1 hm2,試驗品種為改良遼粳9和沈農(nóng)606(超級稻),用水2 100 m3/hm2,比水田節(jié)約用水9 900 m3/hm2,平均產(chǎn)量達(dá)9 525 kg/hm2。2009年種植面積達(dá)到25.93 hm2,試驗田最高產(chǎn)量達(dá)到10 800 kg/hm2,最低產(chǎn)量達(dá)到9 922.5 kg/hm2,試驗田平均產(chǎn)量達(dá)10 428 kg/hm2。生產(chǎn)田平均產(chǎn)量在9 000 kg/hm2以上,而且米質(zhì)優(yōu)良,適口性好。
1 水稻覆膜旱作的優(yōu)點
水稻覆膜旱作是水稻在無水層條件下進(jìn)行的旱管節(jié)水栽培技術(shù),整個生育期采用黑地膜覆蓋,不建立水層,利用自然降水及主要生育時期適當(dāng)補(bǔ)水來保持土壤濕潤以滿足整個生育過程需水量的一項高效節(jié)水栽培措施。通過3年的種植實踐和探索,初步認(rèn)為該技術(shù)主要有以下優(yōu)點:優(yōu)化了稻作土、肥、水、光、熱、氣環(huán)境,顯示出巨大的增溫早發(fā)、抗旱節(jié)水、改土保肥、隔氧除草、省工節(jié)本、病蟲減輕、污染降低、增產(chǎn)增效的綜合效益。
1.1 增溫促早發(fā),改土促根壯
分蘗發(fā)生和溫度有重要關(guān)系,分蘗生長最適溫度為30~32 ℃,低于20 ℃或于37 ℃對分蘗生長不利,16 ℃以下分蘗停止生長發(fā)育。因此,覆膜可提高早春地溫,人為地營造了一個早發(fā)、快發(fā)、壯發(fā)的營養(yǎng)生長條件,這是水稻地膜濕潤栽培早發(fā)增穗的一個重要原因。同時,隨著早發(fā)快發(fā),促進(jìn)了早抽穗、早成熟。同時,抽穗揚花早且持續(xù)時間長,是穗實粒增加的一個主要因素。在覆膜濕潤栽培條件下,改善土壤結(jié)構(gòu),覆膜使表土避免了雨水直接沖刷和風(fēng)干,有利于保持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),使土壤通透性得到改良,土壤孔隙度增加,有利于微生物活力,加速有機(jī)質(zhì)分解,促進(jìn)潛在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分。同時,加強(qiáng)氧化作用,減少有毒物質(zhì)的積累,改良土壤環(huán)境,促進(jìn)根系發(fā)育。由于根系活力增強(qiáng),生育領(lǐng)域擴(kuò)展,活動深度加深,保證根系有較強(qiáng)的呼吸和吸收等生理機(jī)能。
1.2 保肥促轉(zhuǎn)化,濕潤促節(jié)水
覆膜可防止表土風(fēng)蝕、水蝕,可避免養(yǎng)分流失和揮發(fā)。由于覆膜增溫與濕潤管理,土壤容重降低,孔隙度增加,為好氣性微生物(如真菌、細(xì)菌、固氮菌等)活動創(chuàng)造了良好的條件。提高了投入肥料的利用率,促進(jìn)了土壤自身潛在養(yǎng)分向有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。此外,土壤含水量保持在65%以上即可滿足旱作水稻對水分的需求,覆膜旱作與常規(guī)淹水栽培相比,其節(jié)水率約為80%。
1.3 覆蓋促滅草,保護(hù)促減災(zāi)
由于地膜平鋪泥面,形成膜泥之間斷氧層,加之陽光輻射,可窒息殺死雜草幼芽,減少了田間雜草爭光、爭肥、爭水危害。地膜水稻不僅具有早發(fā)快發(fā)、根系發(fā)達(dá)、植株老壯、碳氧優(yōu)化、抗性增強(qiáng)、減輕病蟲危害的功能,覆膜地面蒸發(fā)基本上被阻隔,地面15 cm處叢間相對濕度比水田低,因此病害較少,如稻水象甲為半水生昆蟲,成蟲一般在水淹后隨著取食卵巢逐漸成熟開始產(chǎn)卵,水對成蟲產(chǎn)卵十分重要,而且具有明顯的抗旱減災(zāi)作用。
1.4 節(jié)本增效,提高產(chǎn)量
采用該技術(shù)的優(yōu)點在于:一是省工省時、減輕勞動強(qiáng)度。減少了追肥、除草、防治病蟲害等繁重體力勞動,而且與水田泥水里作業(yè)相比,全部農(nóng)事作業(yè)都在旱地上進(jìn)行,既能提高工效,又減輕了勞動強(qiáng)度。二是提高了產(chǎn)品質(zhì)量。由于全生育期不用或少量用藥,肥料以農(nóng)家肥和有機(jī)肥為主,大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。三是拓寬了水稻的種植區(qū)域,為社會增加了稻米總量。水稻旱作實現(xiàn)了旱田區(qū)優(yōu)質(zhì)大米的生產(chǎn),改善了旱田區(qū)農(nóng)民的生活水平;為種植業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和低洼易澇低產(chǎn)田改造提供了新的途徑。
但是,覆膜稻由于田間覆蓋地膜,不方便水稻生長期間的追肥。因此,必須應(yīng)用配方施肥技術(shù)進(jìn)行一次性施肥。另外,秋收過后應(yīng)將地膜清理干凈,避免造成土地污染。
2 水稻覆膜旱作栽培技術(shù)
2.1 品種選擇
選擇抗逆性強(qiáng)、品質(zhì)好、產(chǎn)量高的水稻品種,如沈農(nóng)606、遼粳9號、遼星1號等。
2.2 選地整地與扣膜
應(yīng)用水稻覆膜旱作栽培技術(shù)生產(chǎn)水稻,宜選擇地勢平坦、土壤保水力強(qiáng)、有灌水與排水條件的地塊以及低洼易澇地塊。秋季進(jìn)行旋耕滅茬,待翌年4月中旬土壤解凍后,進(jìn)行一次性深施肥,然后平整土地,做成寬1.2~1.5 m、長度不限的栽培畦,畦間留30 cm寬的作業(yè)道,再扣上黑色地膜,保墑,提高地溫,在膜上可適當(dāng)覆土,防止大風(fēng)將膜刮壞。注意必須用黑色地膜覆蓋,栽培畦面必須保持水平。
2.3 培育壯苗
4月5―10日,應(yīng)用無紡布缽盤育苗技術(shù)培育壯苗,育苗方法與普通水稻育苗方法基本相同,播種量要略大于普通水稻育苗,每孔落粒5~6粒,一般434孔中眼缽盤,每盤播種干籽75 g,一般應(yīng)準(zhǔn)備缽盤495~525盤/hm2。
2.4 移栽
5月中旬開始移栽秧苗。在黑地膜上按27 cm×12 cm或27 cm×15 cm的行株距打孔,將秧苗栽在孔內(nèi),隨即用細(xì)土封閉苗孔,并及時灌水,栽一畦灌一畦,灌水量以膜下土壤水分飽和為宜。
2.5 合理施肥
水稻覆膜旱作需要覆蓋地膜,不能像普通水稻栽培一樣進(jìn)行追肥,因此施肥要以一次性深施底肥為主,輔以葉面追肥,保證水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量[1-3]。常見的施肥配方有以下4種:一是施沼氣肥。底肥結(jié)合整地,施沼渣45~75 t/hm2。6月上旬追肥,水稻進(jìn)入分蘗期,噴施沼液750 kg/hm2、尿素3.00~3.75 kg/hm2;7月20日左右,水稻進(jìn)入拔節(jié)孕穗期,可噴施沼液750 kg/hm2、尿素0.75~1.50 kg/hm2、磷酸二氫鉀1.50~2.25 kg/hm2;8月15日左右,水稻齊穗后,進(jìn)入灌漿期,噴施沼液750 kg/hm2、磷酸二氫鉀2.25~3.00 kg/hm2。注意,噴施沼液應(yīng)該選擇在晴天的下午16:00后進(jìn)行。二是商品有機(jī)肥。底肥結(jié)合整地施商品有機(jī)肥1 800 kg/hm2、長效碳酸氫銨450 kg/hm2。追肥與施用沼氣肥相同。三是一次性施用化肥。結(jié)合整地,施三元復(fù)合肥(15-15-15)525 kg/hm2、長效碳酸氫銨750 kg/hm2,全生育期不追肥。四是多次性施用化肥。底肥結(jié)合整地,施三元復(fù)合肥(15-15-15)375 kg/hm2、長效碳酸氫銨450 kg/hm2。追肥在分蘗期、孕穗期、灌漿期各噴施0.5%尿素水1次,每次用量750 kg/hm2,灌漿期噴施時,可對磷酸二氫鉀2.25~3.00 kg/hm2。
2.6 科學(xué)灌溉
栽秧后立即灌1次透水;返青分蘗期灌水2~3次;拔節(jié)孕穗期灌水2~3次;抽穗灌漿期灌水2~3次,每次灌水量為300 m3/hm2左右,全生育期灌水7~10次,可視自然降水情況增減灌水次數(shù)。
2.7 病蟲害防治
扣地膜前,在畦面上撒1層毒土,防止地下害蟲咬苗,保證田間秧苗數(shù)量。水稻生長中后期應(yīng)注意防治蟲害[4-6]。
3 參考文獻(xiàn)
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(1)若f(x)的定義域為[2,3],求f(x+1)的定義域;
(2)若f(x+1)的定義域為[2,3],求f(x)的定義域。
解:(1)由f(x)的定義域為[2,3],得2≤x+1≤3,從而1≤x≤2,因此f(x+1)的定義域為[1,2]。
(2)由f(x+1)的定義域為[2,3],得2≤x≤3,即3≤x+1≤4,于是f(x)的定義域為[3,4]。
題組2.已知函數(shù)f(x)=lg(ax+2x+1),
(1)若f(x)的定義域是R,求實數(shù)a的取值范圍。
(2)若f(x)的值域是R,求實數(shù)a的取值范圍。
解:(1)條件可等價轉(zhuǎn)化為不等式ax+2x+1>0在x∈R上恒成立。可解得a>1。
(2)條件即f(x)可取遍R上的一切值,所以u=ax+2x+1能取遍(0,+∞)上的一切值。當(dāng)a=0時,u=2x+1,定義域為(-,+∞),u能取遍(0,+∞)上的一切值。
當(dāng)a>0時,若Δ
當(dāng)a
題組3.(1)若函數(shù)f(x)=log(-x+logx)在(0,)上有意義,求實數(shù)a的取值范圍。
(2)若函數(shù)f(x)=log(-x+logx)的定義域是(0,),求實數(shù)a的取值范圍。
解:(1)條件可等價轉(zhuǎn)化為不等式x-logx
(2)條件可等價轉(zhuǎn)化為關(guān)于x的不等式x-logx的解集為(0,),也就是說這是一個“恰成立”問題,可解得a=。
題組4.(1)設(shè)函數(shù)f(x)=x+kx在[1,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù),求k的取值范圍;
(2)若數(shù)列{a}的通項公式為a=n+kn,且滿足a
解:(1)f(x)=(x+)-要使f(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞增,只要滿足-≤1即可,解得k≥-2。
(2)a=(n+)-要使對任意n∈N,都有a
題組5.已知函數(shù)f(x)=2x-2m,g(x)=x+3x-x,其中m為實數(shù),
(1)若對任意x∈[-1,6],有f(x)≤g(x)恒成立,求m取值范圍;
(2)若存在x∈[-1,6],有f(x)≤g(x)成立,求m取值范圍;
(3)若對任意x,xx∈[-1,6],有f(x)≤g(x)恒成立,求m取值范圍;
(4)若對任意x∈[-1,6],存在xx∈[-1,6]使f(x)=g(x),求m取值范圍。
解:(1)設(shè)h(x)=g(x)-f(x)=x+x-x+2m,h′(x)=3x+2x-1=(3x-1)(x+1)>0,解得x,所以函數(shù)h(x)在x∈[-1,]上單調(diào)遞減,在x∈[,6]上單調(diào)遞增。且h(-1)=1+2m,h(6)=246+2m所以h(x)的最大值為h(6)=246+2m由題意知246+2m≥0,故m的取值范圍為[-123,+∞)。
(2)由(1)知函數(shù)在x∈[-1,6]上的最小值是h()=-+2m,由題意知,令-+2m≥0,故m的取值范圍為[,+∞)。
(3)函數(shù)f(x)對稱軸是x=0,由圖像知f(x)在x∈[-1,6]上的最大值是f(6)=72-2m,令g′(x)=3x+6x-1>0,得x-1+,可知函數(shù)g(x)在[-1,-1+]上單調(diào)遞減,在[-1+,6]上單調(diào)遞增。x∈[-1,6]上的最小值是g(-1+)=3-,由題意知,只要3-≥72-2m即可,解之得m≥+,所以m的取值范圍為[+,+∞]。
中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)09-0009-01
Study on the Water Saving Benefits of All Membrane Double Ridge Culture Technology in the Alpine and Arid Mountainous Areas
WANG Mai-fen
(Agricultural Technology Extension Station in Qinghai Province,Xining Qinghai 810000)
Abstract Due to inadequate water resources and prominent spring and summer drought during the agricultural production in the alpine and arid mountainous areas of Qinghai Province,the study of a planting method is applied in corn. All membrane double ridge culture technology was designed.Results showed that compared with the water production rate and moisture productive benefit of the traditional planting of spring wheat in bare fields,all membrane double ridge culture technology promoted the growth and development of the corn because of the significant improvement of the water and temperature conditions of the soil.Since of the utilization of this planting method,the per unit yield and per unit area benefits were substantially increased,which was up to 197%.
Key words corn;all membrane double ridge culture technology;water production rate;moisture productive benefit;alpine and arid mountainous areas
青海省地處青藏高原東北部,太陽輻射強(qiáng),日照時間長,光能資源豐富,晝夜溫差大,年平均氣溫在-3.7~8.5 ℃,無霜期短,降水少而集中,時空分布不均,年降水量250~450 mm。旱作區(qū)占全省總耕地面積的67%,該區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,水資源利用效率低,十年九旱,干旱是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要制約因素[1-3]。全膜雙壟栽培技術(shù),以提高天然降水生產(chǎn)效率和土地產(chǎn)出率為核心,集“覆蓋、集雨、抑蒸、保墑、增溫”為一體,可有效增強(qiáng)土壤的蓄水抗旱能力,實現(xiàn)降水的綜合利用,大幅度提高降水的利用率,是解決旱作區(qū)干旱缺水最有效的措施[4-6]。因此,青海省進(jìn)行了旱作區(qū)玉米全膜雙壟栽培技術(shù)效益研究,探討該項技術(shù)天然降水高效利用效果和增產(chǎn)增收效果,為指導(dǎo)大田生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗概況
試驗設(shè)在民和縣巴州鎮(zhèn)祁家垣。試驗點海拔2 146 m,無霜期118 d,年降水量360.5 mm,試驗地土壤為栗鈣土,前茬為小麥。整個生育期沒有灌水;無可利用的地下水;地勢平坦;作物生育期內(nèi)沒有大降雨或連續(xù)幾天降水過程。供試作物玉米,品種為金穗3號;地膜規(guī)格為1.2 m×0.008 mm;供試肥料為玉米配方肥(14-11-10)。
1.2 試驗設(shè)計
試驗共設(shè)2個處理,分別為玉米春覆膜(全膜雙壟)、裸地春小麥(常規(guī)種植,CK)。試驗采用大區(qū)對比試驗,面積375 m2(25 m×15 m)。
1.3 試驗方法
1.3.1 土壤含水量測定。測定時間:2010年3月15日、9月10日。測定層次0~20、20~40、40~60、60~200 cm。測定方法:烘干法。計算公式如下:
土壤含水量(%)= ×100(1)
作物蒸騰蒸發(fā)量(ET,mm)=P+M+W+S-D+T(2)
式(2)中,P為當(dāng)?shù)啬杲邓浚╩m,為360.5 mm);M為作物生育期內(nèi)灌水量,為零;W為作物生育期內(nèi)地下水補(bǔ)給量,為零;S為作物生育期內(nèi)地表水流入量與流出量之差,為零;D為水分深層滲漏量,為零,T為土壤水蓄變量。
1.3.2 土壤溫度測定。對試驗地進(jìn)行了每月(10日、25日)2次土壤溫度檢測工作,地溫檢測的深度為0~20 cm。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤墑情
對不同層次土壤的墑情進(jìn)行測定,結(jié)果表明:0~20、20~40、40~60、60~200 cm分別為1.18、1.28、1.23、1.20 g/cm3。覆膜處理各土層含水量為:3月15日測量0~20、20~40、40~60、60~200 cm分別為13.1%、14.3%、13.1%、11.6%;9月10日0~20、20~40、40~60、60~200 cm分別為13.9%、14.5%、13.4%、11.7%。對照各土層含水量為:3月15日測量0~20、20~40、40~60、60~200 cm分別為10.5%、12.1%、12.0%、11.6%;9月10日0~20、20~40、40~60、60~200 cm分別為13.2%、13.7%、13.1%、11.9%。
經(jīng)計算,春覆膜與對照的土壤水蓄變量分別為4.818、18.214 mm,作物蒸騰蒸發(fā)量分別為365.318、378.714 mm。由表1可知,玉米春覆膜平均產(chǎn)量為9 000 kg/hm2;裸地春小麥平均產(chǎn)量為3 030 kg/hm2。則春覆膜的水分生產(chǎn)效率為24.64 kg/(mm?hm2),對照為8.00 kg/(mm?hm2)。玉米春覆膜平均產(chǎn)值21 000元/hm2(包括秸稈收入3 000元/hm2),生產(chǎn)成本4 365元/hm2;對照產(chǎn)值7 272元/hm2(包括秸稈收入1 212元/hm2),生產(chǎn)成本1 650元/hm2。則春覆膜的水分生產(chǎn)效益為45.60元/(mm?hm2),對照為14.85元/(mm?hm2)。
2.2 土壤溫度
由表2可知,春覆膜0~20 cm平均土層溫度16.5 ℃,對照14.2 ℃,春覆膜比對照高2.3 ℃。
3 結(jié)論與討論
試驗結(jié)果表明,玉米全膜覆蓋與裸地春小麥相比,由于當(dāng)?shù)責(zé)崃?、水分條件不能滿足陸地玉米的生長需要,在不覆膜的情況下玉米很難成熟,只能種植春小麥,通過全膜雙壟集雨栽培技術(shù),種植全膜玉米產(chǎn)量9 000 kg/hm2,而裸地春小麥產(chǎn)量3 030 kg/hm2,產(chǎn)量增加5 970 kg/hm2,增幅達(dá)197%;水分生產(chǎn)效率增加16.64 kg/(mm?hm2),增幅208.0%;水分生產(chǎn)效益增加30.75元/(mm?hm2),增幅207.1%。全膜雙壟集雨栽培技術(shù)由于顯著改善了土壤水、溫狀況,從而促進(jìn)了玉米的生長發(fā)育,擴(kuò)大了玉米的種植面積,大幅度提高了單位面積產(chǎn)量和單位面積效益。因此,在青海省低位干旱地區(qū)可以進(jìn)一步加大全膜玉米的推廣力度,加快該省旱作區(qū)農(nóng)民群眾脫貧致富的步伐。
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[3] 張文柱.玉米機(jī)械鋪膜穴播及節(jié)水滴灌技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2013(11):101.
新疆是多民族聚居區(qū), “語言從屬于民族。民族人口的地理分布,必然影響其語言的分布”新疆人口分布呈現(xiàn)出主題少數(shù)民族大雜居、民漢雜居和不同少數(shù)民族相互雜居的格局,從語言環(huán)境來看差異程度較大??紤]到社會語言環(huán)境和基礎(chǔ)教育師資,新疆教育部門推出三種教育模式:模式一,理科課程及外語用漢語授課,其他課程用母語;模式二,民族語文用民族語言授課;音樂等課程中涉及民族傳統(tǒng)音樂和傳統(tǒng)文化的內(nèi)容,可以用民族語言,其他課程用漢語;模式三,全部課程用漢語授課,開設(shè)民族語文課程。
國內(nèi)少數(shù)民族地區(qū)在雙語背景下三語教學(xué)的實施使學(xué)者們對少數(shù)民族三語教學(xué)現(xiàn)狀引起了關(guān)注。姜秋霞等對西北地區(qū)少數(shù)民族中小學(xué)三語教學(xué)研究得出母語、第二語言 (漢語) 和外語三種語言的相互遷移,外語學(xué)習(xí)具有特殊性和復(fù)雜性;發(fā)現(xiàn)外語師資不足、學(xué)歷偏低和知識結(jié)構(gòu)單一等問題;少數(shù)民族學(xué)生的外語學(xué)習(xí)動機(jī)較低而且單一;第二語言即漢語的干擾和遷移也成為少數(shù)民族學(xué)生英語學(xué)習(xí)的困難之一。張貞愛等對北方民族地區(qū)包括維吾爾族、蒙古族、朝鮮族、哈薩克族學(xué)生的三語教育認(rèn)同研究中顯示上述民族中學(xué)生與西部其他少數(shù)民族相比有較高的三語教育認(rèn)同度,在學(xué)習(xí)三語時原語及二語語音、詞匯和語法系統(tǒng)具有支撐性。文華俊對新疆維吾爾族“民考民”學(xué)生英語現(xiàn)狀調(diào)查中顯示學(xué)生在開口說英語方面能力較好,但從學(xué)習(xí)環(huán)境來看條件簡陋、教材不當(dāng)、課時少、教師專業(yè)水平有待提高,從內(nèi)部因素分析得知維吾爾學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)英語,但是母語和漢語對英語學(xué)習(xí)干擾明顯。阿不都克尤木江在對新疆烏魯木齊市民漢合校中學(xué)少數(shù)民族雙語班學(xué)生英語學(xué)習(xí)現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生外部學(xué)習(xí)動機(jī)較高,但是對學(xué)英語的時間投入普遍較低,主要是因為英語課程沒有被納入到升學(xué)必考科目中,以及教材設(shè)計和教師教學(xué)方法等因素影響少數(shù)民族雙語中學(xué)生英語學(xué)習(xí)。
二、新疆高校少數(shù)民族雙語班三語教育現(xiàn)狀
少數(shù)民族雙語班學(xué)生的漢語水平在進(jìn)入高等教育階段之前幾乎都達(dá)到了免漢語預(yù)科的標(biāo)準(zhǔn),使得新疆高校調(diào)整對其的語言教育模式。少數(shù)民族理科專業(yè)學(xué)生課程授課基本實現(xiàn)了漢語授課,同時為雙語班學(xué)生開設(shè)了英語課程,并其納入到高校正規(guī)教學(xué)范疇,使外語教學(xué)更為規(guī)范。
通過對新疆高校少數(shù)民族學(xué)生英語教育的研究發(fā)現(xiàn)“學(xué)習(xí)英語的動機(jī)具有工具性和文化性并存、外語文化指向與母語文化指向并存、社會責(zé)任與個人發(fā)展目標(biāo)并存、長遠(yuǎn)性目標(biāo)與近期行目標(biāo)并存”的特點。嚴(yán)兆府提到英語學(xué)習(xí)態(tài)度調(diào)有以下差異:(1)性別差異,男生學(xué)習(xí)的情感傾向低于女生,女生對學(xué)習(xí)的愿望較男生強(qiáng);(2)學(xué)齡層次差異,預(yù)科生對學(xué)習(xí)態(tài)度不穩(wěn)定,大二表現(xiàn)出很高的熱情并付諸行動,大三至大五英語學(xué)習(xí)行動減少;(3)院校差異,綜合性大學(xué)學(xué)生與師范類學(xué)校相比有更高的積極性;(4)生源差異,北疆學(xué)生對英語的認(rèn)識評價高于南疆學(xué)生。文華俊研究顯示維吾爾族“民考民”大學(xué)生熱愛英語,重視英語,英語學(xué)習(xí)上投入的時間和精力不夠語言遷移情況復(fù)雜。
筆者對新疆師范大學(xué)大一、大二理科雙語班共計119名少數(shù)民族學(xué)生就目前學(xué)校針對雙語班學(xué)生的英語教學(xué)現(xiàn)狀隨堂征求意見發(fā)放問卷和課后訪談了解到大一學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高于大二學(xué)生,但是對學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)目的沒有清晰的思路;大二學(xué)生有明確的學(xué)習(xí)目的和方法。針對英語課納入到必修課范圍內(nèi)態(tài)度調(diào)查示25%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)按個體興趣以選修課的形式學(xué)習(xí);對大學(xué)英語教材滿意度調(diào)查發(fā)現(xiàn)43%的學(xué)生覺得教材編寫不合理,希望教材附有少數(shù)民族母語注解的詞匯部分和語法部分;授課方式調(diào)查顯示36%的學(xué)生希望在講解語法部分時使用母語說明。54%的學(xué)生認(rèn)為中學(xué)英語教學(xué)不夠正規(guī)導(dǎo)致對英語學(xué)習(xí)的興趣降低。
三、中學(xué)少數(shù)民族英語學(xué)生與高校少數(shù)民族英語教育比較
中學(xué)與高校少數(shù)民族英語教學(xué)現(xiàn)狀的比較有助于發(fā)現(xiàn)英語教育的銜接問題。筆者通過三個角度對其進(jìn)行比較:
(一)教學(xué)比較。中學(xué)少數(shù)民族英語教學(xué)的總體目標(biāo)是使學(xué)生初步了解到英語基礎(chǔ)知識,但是沒有具體的教學(xué)目標(biāo);從目前的教學(xué)性質(zhì)來看中學(xué)英語由于未被納入到升學(xué)考試學(xué)校并未給予很大的關(guān)注;教學(xué)方法上雖授課教室都配備多媒體設(shè)備但使用率不高,仍以傳統(tǒng)教學(xué)為主。大學(xué)少數(shù)民族英語教學(xué)結(jié)合教育部高等教育要求納入到正規(guī)教學(xué)范疇內(nèi),以英語語言知識與應(yīng)用技能、跨文化交際和學(xué)習(xí)策略為主要內(nèi)容,注重聽說能力和自主學(xué)習(xí)能力。
(二)動機(jī)比較。對烏魯木齊市民漢合校中學(xué)少數(shù)民族雙語學(xué)生英語學(xué)習(xí)動機(jī)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)外部動機(jī)大于內(nèi)部動機(jī),英語課程成績在中學(xué)階段不影響學(xué)生升學(xué),英語課稱為學(xué)生的“娛樂”課,缺少更多的動力因素。少數(shù)民族大學(xué)生焦慮動機(jī)較高,英語課作為三語學(xué)習(xí)不但有母語和二語的干擾,而且更讓學(xué)生焦慮的是考試成績。與中學(xué)相比,大學(xué)生對英語認(rèn)可度高,學(xué)習(xí)目的更清楚。工具性動機(jī)也較高,示意出通過學(xué)習(xí)英語掌握所學(xué)專業(yè)的前沿性知識或為今后的研究生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。
(三)態(tài)度比較。通過對31所烏魯木齊市民漢合校中學(xué)生的問卷調(diào)查和采訪得出學(xué)生對英語學(xué)習(xí)示意出積極的態(tài)度,但是在英語學(xué)習(xí)上的投入?yún)s并不多。對于大學(xué)組來說,雙語班少數(shù)民族大學(xué)生的問卷調(diào)查和采訪得出對英語學(xué)習(xí)持積極態(tài)度,多數(shù)學(xué)生有學(xué)習(xí)目標(biāo)并為實現(xiàn)目標(biāo)作出相應(yīng)的努力。
四、解決民漢合校中學(xué)雙語班與大學(xué)少數(shù)民族雙語班英語教學(xué)的策略
中圖分類號:TG457 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(b)-0035-01
伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的日益完善,社會大眾持續(xù)增長的物質(zhì)與精神文化需求開始得到了極為蓬勃的發(fā)展與進(jìn)步。我國國民經(jīng)濟(jì)體系在這一發(fā)展過程當(dāng)中也取得了長足的進(jìn)步。特別是對于鋼鐵工業(yè)而言,自1996年,我國全年度鋼鐵產(chǎn)量突破1億t以來,我國的鋼鐵產(chǎn)量就始終占據(jù)著世界領(lǐng)先地位。特別是對于建筑行業(yè)用鋼而言,迅速發(fā)展的城市化建設(shè)使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用備受關(guān)注。該文以此為研究背景,現(xiàn)針對建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢相關(guān)問題做詳細(xì)分析與說明。
1.建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展進(jìn)程分析
20世紀(jì)40年代,鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)引入焊條電弧焊接技術(shù),鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的應(yīng)用開始引起部分工作人員的特別關(guān)注。50年代中期,引入埋弧焊接技術(shù)(該項技術(shù)自前蘇聯(lián)引進(jìn))。直至70年代后期,包括氣體保護(hù)焊接技術(shù)、螺栓焊接技術(shù)以及熔嘴電焊焊接技術(shù)等焊接技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)焊接過程當(dāng)中。特別是在城市建設(shè)的規(guī)?;l(fā)展過程當(dāng)中,大量的鋼結(jié)構(gòu)建筑物建設(shè)蓬勃興趣,焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展備受各方特別關(guān)注與重視。
特別是在建筑鋼結(jié)構(gòu)箱型柱大量應(yīng)用于建筑施工實踐的背景作用之下,高效焊接技術(shù)支持下的栓釘焊接設(shè)備以及焊接材料得到了充分且深入的發(fā)展。與此同時,建立在CO2氣體支持基礎(chǔ)之上的氣體保護(hù)焊接技術(shù)也成為了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展中的主流所在。大量的實踐研究結(jié)果證實:在建筑鋼結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用CO2氣體保護(hù)焊接技術(shù)的過程當(dāng)中,焊接作業(yè)的生產(chǎn)效率得到了顯著提升,同時也能夠大量縮短建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的工作周期,有著極為顯著的綜合效益。在此基礎(chǔ)之上,建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)所對應(yīng)的工作人員資質(zhì)認(rèn)證、培訓(xùn)有所完善,焊接設(shè)備有所發(fā)展,焊接材料更為多元。上述發(fā)展進(jìn)程均在不同程度上推動著整個建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的穩(wěn)妥前進(jìn)。
2.建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展趨勢分析
傳統(tǒng)意義上的建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接企業(yè)處于對自身發(fā)展的保障需求,勢必需要在劇烈的市場競爭環(huán)境下,通過恰當(dāng)且合理的技術(shù)改造與技術(shù)升級方式,謀求穩(wěn)定的生存與發(fā)展。而實現(xiàn)這一要求的關(guān)鍵,即在于對建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展與推廣。在此過程當(dāng)中,需要重點關(guān)注以下幾個方面的問題。
(1)需要逐步加大對高效焊接方法及建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程實踐的應(yīng)用:首先,需要相關(guān)工作人員不斷針對焊接方法及焊接方式進(jìn)行研究與完善,以提高焊接熔敷率為目的,加大對于15kg/h單位以上,高效焊接技術(shù)方法的研究。與此同時,還可以通過對國外成功焊接方法(包括旋轉(zhuǎn)噴射電弧高效焊接技術(shù)以及多絲焊接技術(shù)等在內(nèi))的引入方式,為自主技術(shù)的研制與成功應(yīng)用提供一定的借鑒與經(jīng)驗;其次,可以通過適當(dāng)控制接頭焊接填充量的方式,一方面提高建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的工作質(zhì)量,另一方面可提高工程應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)效益。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢的角度上來看,應(yīng)當(dāng)將研究重點集中在對激光焊接技術(shù)以及氬弧激光焊接技術(shù)的應(yīng)用方面;最后,需要從技術(shù)裝備的角度上入手,在合理提升建筑鋼結(jié)構(gòu)持續(xù)焊接時間的基礎(chǔ)之上,降低輔助操作時間。同樣從現(xiàn)階段的技術(shù)發(fā)展趨勢上來看,需要重點關(guān)注的發(fā)展方向是:一方面,是以連續(xù)送絲為中心的自動焊接技術(shù)裝備;另一方面是以成套性為主的高效焊接技術(shù)裝備。
(2)需要逐步加大對于高效且優(yōu)質(zhì)焊接材料的開發(fā)與應(yīng)用:對于焊接材料的發(fā)展重點在于,研發(fā)與高效焊接技術(shù)相適應(yīng)的,具備優(yōu)越綜合性能的自動焊絲、保護(hù)焊絲以及氣電焊絲等。與此同時,結(jié)合我國現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)的用鋼型號特點,需要將建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼向著高強(qiáng)度、高耐火性、高純凈性以及高抗震性等多個方面發(fā)展。而高性能建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接材料的規(guī)模性開發(fā)與應(yīng)用也勢必會在一定程度上推動建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的蓬勃發(fā)展。特別需要注意的一點是:伴隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展與完善,實芯CO2焊絲、藥芯CO2焊絲、特種電渣焊材料以及氣電焊焊接材料的使用總量勢必會不斷擴(kuò)大的推升,由此也帶動著上述建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接材料的國產(chǎn)化發(fā)展與升級。
前言
我國科技在不斷的發(fā)展,船舶的建造直接影響著經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我國船舶的建造已得到突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,同時得到了相關(guān)部門的大力支持,因此可見船舶建造的重要性。焊接工藝成為建設(shè)船舶的重要事項,其工藝直接影響著船舶的使用性及安全性。
1 焊接技術(shù)在船舶建設(shè)中的重要性
1.1 焊接技術(shù)
在以往的建設(shè)中我國普遍采用柳接焊接技術(shù),隨著科技的發(fā)展,這種焊接技術(shù)已被停止使用,而是采用了科技比較先進(jìn)的焊接技術(shù),其主要作用可以減少金屬材料的浪費,不但減少成本開支,同時也對船舶起著一定的保護(hù)作用。與以往的鑄件相比,焊機(jī)技術(shù)生產(chǎn)不需要制作木模與砂型。而是直接將金屬進(jìn)行焊接,在工藝制造方面較為簡單[1]。
焊接在船舶方面引起了造船工業(yè)的革命,極大程度地促進(jìn)了造船事業(yè)的發(fā)展。船舶焊接代替了船舶柳接后,不僅出現(xiàn)了全焊接船舶,并使船體從散裝建造方式發(fā)展到分段建造,以及現(xiàn)在的區(qū)域造船法,極大程度上縮短了造船所需時間,減少人力及財力的消耗。在船舶的建造中,焊接工藝主要起著支撐作用,焊接工藝直接影響著船舶的使用年限及安全性,因此可見焊接工藝成為船舶建造的重要環(huán)節(jié),焊接技術(shù)直接反應(yīng)出船舶整體的使用性能,因此我國相關(guān)部門研制出機(jī)械化、自動化的高科技焊接技術(shù),為造船企業(yè)提供高效的船舶質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率、降低造價成本、縮短造船周期成為造船技術(shù)的有效途徑。如今我國的焊接技術(shù)與高科技發(fā)展有著密切關(guān)系,船舶焊接技術(shù)已達(dá)到嶄新的發(fā)展階段,以往焊接方式主要采取電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊,相關(guān)工作人員在此基礎(chǔ)上發(fā)明了高效的機(jī)械焊、自動焊接,同時將計算機(jī)、微電子技術(shù)融入到焊接技術(shù)中,有效的節(jié)省船舶建造周期,降低生產(chǎn)成本。新技術(shù)的研發(fā)為船舶建造提供著方便有利的條件,使我國的焊接技術(shù)達(dá)到嶄新的高峰。
1.2 船舶的焊接技術(shù)
我國船舶焊接技術(shù)已處于世界領(lǐng)先位置,通過相關(guān)人員的不斷研究與實踐,船舶在焊接過程中已得到突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。船舶建造前期,相關(guān)的設(shè)計工作者將對船舶進(jìn)行周密的設(shè)計,其目的是確保日后的正常使用[2]。船體的建造是船舶建設(shè)的重要環(huán)節(jié),因船體建造面積較大,涉及工作人員較多,船體主要作用是對船舶整體的載重,船體外板、甲板對縫焊接技術(shù)尤為重要,直接影響著日后的安全性,比較合理的建造工藝是當(dāng)錯開板縫時,先橫向焊縫,后焊縱向焊縫,當(dāng)平衡板縫時,則先焊縱向焊縫,后焊橫向焊縫,其有效增加船體的整體密度。在船舶整體的焊接過程中,應(yīng)選用分段焊接方式,然后逐一進(jìn)行合并,完成船舶的整體焊接。在分段焊接中,應(yīng)對焊接的金屬進(jìn)行仔細(xì)的拼接工作,避免在焊接結(jié)束后產(chǎn)生裂縫,影響著船舶的正常使用,分段焊接完成后應(yīng)進(jìn)行拼接焊接,這項焊接尤為重要,它代表著船舶整體的實用性,因此在焊接工程中應(yīng)嚴(yán)格按照相規(guī)定進(jìn)行操作,避免出現(xiàn)隱性危險。
2 船舶焊接的現(xiàn)狀與發(fā)展
2.1 我國船舶焊接的現(xiàn)狀
就目前我國造船業(yè)主要集中在長江口、環(huán)渤海灣和珠江口,三大造船基地占據(jù)我國造船數(shù)量的重要比例,其中長江三角洲所占比例在高,至少一半船舶出自此地,同時數(shù)量也在不斷增多。隨著三大船舶工業(yè)基地的建設(shè),各地方船舶工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,我國船舶工業(yè)必須實現(xiàn)“形成與先進(jìn)造船國家抗衡的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和規(guī)模,形成以大企業(yè)為主力,規(guī)?;c專業(yè)化相結(jié)合、軍民品協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局,產(chǎn)業(yè)技術(shù)、配套能力、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益全面進(jìn)步,并接近世界先進(jìn)水平”的中長期發(fā)展總體目標(biāo)。
我國船舶焊接工藝已經(jīng)過40多年的發(fā)展,在材料的品質(zhì)、操作技能、生產(chǎn)質(zhì)量等方面得到了較大程度的提升,為我國造船事業(yè)提供有利條件,隨著我國市場對船舶需求的增加,因此應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù),從而實現(xiàn)船舶的大量生產(chǎn)。
2.2 造船焊接技術(shù)的發(fā)展
船舶業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和拉動作用巨大,但其發(fā)展需要巨大的資金支持,中國已邁向全球三大造船業(yè)的前三名,中國的船舶市場規(guī)模也在日益擴(kuò)大,船舶市場能帶動較大的經(jīng)濟(jì)市場、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提升效果明顯、關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)拉動力度大等優(yōu)勢。造船事業(yè)具有技術(shù)密集、資金密集、勞動力密集的突出特點。為了縮短造船周期、降低造船成本、保證焊接質(zhì)量、改善勞動條件,必須大力推廣應(yīng)用高效化焊接技術(shù)。氣體保護(hù)焊與自動化焊接技術(shù)是推動我國高效化造船焊接事業(yè)突飛猛進(jìn)的有利條件。造船普遍廣泛的使用氣保焊接工藝具有現(xiàn)實與長遠(yuǎn)的技術(shù)經(jīng)驗價值,氣保護(hù)焊的用量大幅度增加,才能減少焊工人數(shù)、減少焊條的用量、降低焊材與鋼材的比例、降低生產(chǎn)成本、提高造船焊接效率,并為焊接生產(chǎn)過程中的機(jī)械化與自動化奠定基礎(chǔ)。氣保焊機(jī)可以充分利用弧焊逆變器控制性能優(yōu)異,動特性好的特點,實現(xiàn)可靠引弧、最佳收弧的效果[3]。
為促使我國造船事業(yè)得到突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,首先應(yīng)極大對高科技焊機(jī)的宣傳力度,大力度宣傳其主要功能,因為只有正確了解后才能正確使用及推廣高科技焊接技術(shù)。在焊接操作過程中,應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)程序進(jìn)行操作,不斷的積累經(jīng)驗,總結(jié)經(jīng)驗,才能更好地運用焊接技術(shù)的實際操作,為我國船舶建設(shè)提供潛在條件。
3 結(jié)束語
我國船舶技術(shù)的發(fā)展中處于發(fā)展階段,相關(guān)工作人員應(yīng)對焊接技術(shù)進(jìn)行不定期經(jīng)驗總結(jié),確保我國焊接技術(shù)走在世界的前端。同時在船舶的建造過程中,焊接技術(shù)起著重要作用,有效的提升船舶的整體使用性,為人們生活提供便利條件。
參考文獻(xiàn)
船舶焊接技術(shù)是船舶工業(yè)的主要關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。目前,世界各主要造船企業(yè)在20世紀(jì)90年代中期已普遍完成了一輪現(xiàn)代化改造。同時,在此基礎(chǔ)上又陸續(xù)啟動了新一輪現(xiàn)代化改造計劃。投資目標(biāo)很顯然集中于高新技術(shù)投資力度進(jìn)一步加大,大量采用全新的造船焊接工藝流程,高度柔性的自動化焊接生產(chǎn)系統(tǒng)和先進(jìn)的焊接機(jī)器人技術(shù),以保證這些造船強(qiáng)國在國際競爭中具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢。
進(jìn)入21世紀(jì),面對新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,對我國船舶焊接技術(shù)進(jìn)行綜合分析研究是極有現(xiàn)實性和針對性的,并以此來激勵我們?nèi)プ龊卯?dāng)前必須做的各項工作,大力推進(jìn)高效焊接技術(shù),加快焊接技術(shù)改造步伐,努力將相對資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為科技競爭優(yōu)勢,促進(jìn)船舶產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。否則,將不但難以實現(xiàn)船舶工業(yè)振興的宏偉發(fā)展計劃,甚至?xí)霈F(xiàn)我國現(xiàn)有的國際市場份額都難以維持的嚴(yán)峻局面。
一、船舶焊接技術(shù)現(xiàn)狀
受20世紀(jì)70年代中期和20世紀(jì)80年代中期兩次嚴(yán)重造船危機(jī)打擊,世界造船業(yè)總局面發(fā)生了重要變化。日本、韓國、中國(包括臺灣?。┰齑瑯I(yè)迅速發(fā)展起來,使世界造船中心由歐洲轉(zhuǎn)向東亞,東亞地區(qū)的造船量占世界造船總量的78%(以總噸計算),在東亞地區(qū)造船諸國中又形成了日本、韓國、中國大連和上海的世界造船“金三角”地區(qū)。
這個狹小的“金三角”地區(qū)聚集著眾多的世界一流的造船企業(yè)、研究開發(fā)中心及其船舶配套設(shè)備廠,其造船量占世界造船量的70%以上,有“世界造船基地“之稱。
中國的造船能力和市場份額有明顯增長,并將成為世界造船格局演變的重要推動力量。我國造船業(yè)的規(guī)模據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計,1999年年銷售額超過500萬元人民幣的修造船企業(yè)有461家,職工達(dá)29.6萬人銷售總額達(dá)345.95億元人民幣,其中海船造修廠有72家,職工有12.4萬人,銷售額達(dá)到 201.51億元。
目前,我國至少有30家船廠在建造出口鋼質(zhì)海船。其中中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司9家,中國船舶重工集團(tuán)公司4家,其他17家。
自20世紀(jì)90年代后半期起,我國造船業(yè)發(fā)展的一個重要特點是;地方的和中外合資的與外方獨資的造船企業(yè)發(fā)展迅猛,并形成了與中國船舶工業(yè)、中國船舶重工兩大集團(tuán)公司“三分天下”的格局。
自改革開放以來我國造船業(yè)在技術(shù)水平、船舶類型、建造質(zhì)量以及建造周期等方面都取得了長足的進(jìn)步,具備了一定的國際競爭力。其中船舶焊接技術(shù)的長足進(jìn)步貢獻(xiàn)突出,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
1、造船生產(chǎn)中應(yīng)用的高效焊接工藝方法。這些高效的焊接方法從20世紀(jì)70年代末期的3-5種發(fā)展到現(xiàn)在的35種,基本滿足了建造出口船舶,海洋石油平臺以及各類非船舶產(chǎn)品的需要。
2、焊接高效化率大幅度提高。焊接機(jī)械化自動化率自20世紀(jì)90年代以后有了較大幅度的提高。
3、船廠的焊接設(shè)備構(gòu)成逐漸趨于合理旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)已從1983年的56.45%下降到2001年的65%,最終將全部被淘汰,取而代之的是整流弧焊機(jī)、CO2氣保護(hù)焊機(jī)、交流焊機(jī)、埋弧焊機(jī)以及船用機(jī)械化自動化平角焊機(jī)、垂直氣電焊機(jī)等。
4、船舶焊接新工藝、新技術(shù)、新材料的應(yīng)用與推廣。由于部分船廠的產(chǎn)品特點是多品種、小批量,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料變化頻繁。近年來,隨著轉(zhuǎn)換現(xiàn)代造船模式,大力推進(jìn)區(qū)域造船法,使船舶焊接技術(shù)也發(fā)生了較大的變化,其中比較突出的是一些重點骨干船廠先后都引進(jìn)了國外先進(jìn)的平面分段裝焊流水線,采用了拼板工位多絲埋弧自動焊,單面焊雙面成形新工藝、新裝備。其焊接范圍可分別用于5-20mm和10-35mm的船用板材的對接拼板,同時在按區(qū)域造船的理論指導(dǎo)下,對船體的平面分段構(gòu)架的裝焊也采用了半自動或自動氣保護(hù)角焊工藝使焊接效率大大提高。
對于船臺大合攏時的垂直對接縫(長度達(dá)15-30m)的焊接,原采用手工電弧立焊工藝,其缺點是生產(chǎn)效率低,勞動強(qiáng)度大,對焊工操作技術(shù)要求高,焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。我國造船行業(yè)從20世紀(jì)80年代中期開始應(yīng)用CO2氣電垂直自動焊工藝,焊接時,在焊縫背面安放梯形槽陶質(zhì)襯墊,焊縫正面采用水冷銅滑塊強(qiáng)制成形,以保持熔池穩(wěn)定和焊縫成形良好,其焊接生產(chǎn)效率比常規(guī)手工焊提高5-7倍,焊接質(zhì)量穩(wěn)定,目前已在船廠得到應(yīng)用。
5、焊接材料應(yīng)用方面。近幾年藥芯焊絲的應(yīng)用異軍突起,由于藥芯焊絲具有熔敷效率高,焊縫質(zhì)量好、焊接飛濺少、容易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化焊接。目前船廠已普遍采用藥芯焊絲來焊接船舶結(jié)構(gòu)。同時它又與CO2焊接工藝技術(shù)相結(jié)合,使船廠在生產(chǎn)中嘗到了甜頭,所以目前一些船廠認(rèn)為CO2氣保護(hù)藥芯焊絲焊接將是作為船廠的主要焊接工藝與焊接材料。
由于大量推廣應(yīng)用CO2氣保護(hù)藥芯焊絲,從而也大大提高了我國船廠焊工人均日消耗的焊接材料量,這也進(jìn)一步降低了我國的造船成本,縮短了船舶的建造周期。另外,在一些高附加值船的建造與非船產(chǎn)品(如大型鋼結(jié)構(gòu)高層建筑大型橋梁等)的焊接技術(shù)上也開創(chuàng)了許多創(chuàng)新的焊接技術(shù),取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
二、高效焊接工藝設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用在船舶方面的作用
為提高船舶焊接機(jī)械化、自動化水平,在引進(jìn)消化的基礎(chǔ)上開發(fā)研制了垂直自動焊機(jī),目前已基本結(jié)束了依賴進(jìn)口的局面,其焊接質(zhì)量基本上能達(dá)到100%的合格,這也是我國船舶焊接技術(shù)中有顯著特點的技術(shù)與裝備。根據(jù)中國船舶行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,我國船舶工業(yè)將進(jìn)入世界造船強(qiáng)國的行列。在船舶焊接技術(shù)方面我們雖然有10多年來的經(jīng)驗與基礎(chǔ),但同時也看清了與國際先進(jìn)造船大國的差距。
近年來,我們又集中力量,緊跟國際先進(jìn)造船焊接技術(shù),跳躍式的自行開發(fā)研制適合船廠專用雙絲單面MAG焊接技術(shù)與裝備。該項技術(shù)目前已在滬東造船廠進(jìn)行考核和應(yīng)用階段,其主要特點是可無間隙裝配、坡口內(nèi)定位焊、添加切斷細(xì)焊絲,背面應(yīng)用陶瓷襯墊,正面雙絲單面活性氣體保護(hù)焊,板厚在12-22 mm范圍內(nèi)可一次成形,焊接速度快、焊接效率高、焊接質(zhì)量好、應(yīng)用前景良好。該設(shè)備在日本也是1998年才剛推出的新穎單面焊雙面成形船舶專用設(shè)備,目前已在船廠廣泛應(yīng)用。近年來又開發(fā)了船舶專用垂直自動立角焊機(jī),該機(jī)帶有液面自動跟蹤功能,焊接工藝方法基本和原有的垂直自動焊機(jī)相同,即正面用銅滑塊,反面用陶瓷襯墊。經(jīng)試驗分析,焊接效率為原來方法的 6倍,同時也大大地改善了焊工的勞動環(huán)境,目前該設(shè)備在進(jìn)一步完善,不久即可在船舶建造中廣泛使用。
三、展望21世紀(jì)的船舶焊接技術(shù)
進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著國際船舶市場的復(fù)蘇,給我國船舶工業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇,尤其是我國加入了WTO以后給我國船舶制造業(yè)帶來了更激烈的競爭和機(jī)遇,我們必須清醒地認(rèn)識到我國船舶焊接技術(shù)還嚴(yán)重地制約著造船的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本、周期。我國的船舶焊接技術(shù)與國外同行業(yè)先進(jìn)水平相比,差距不是縮小,而是在繼續(xù)拉大,日本已在20世紀(jì)末初步完成了造船焊接的機(jī)械化與自動化改造計劃,20世紀(jì)90年代后期焊接機(jī)器人已批量應(yīng)用。結(jié)合我國國情,我們認(rèn)為船舶焊接技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)是努力提高造船焊接機(jī)械化、自動化水平,推廣高效、節(jié)能型焊接設(shè)備,結(jié)合新產(chǎn)品的開發(fā),研究應(yīng)用焊接新工藝、新技術(shù)、新材料,進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)效率。掌握先進(jìn)技術(shù)應(yīng)當(dāng)遵循客觀規(guī)律,應(yīng)當(dāng)循序漸進(jìn),但也不能排除跳躍式的發(fā)展。造船焊接要實現(xiàn)機(jī)器人焊接是我國造船界專業(yè)人士夢寐以求的,但要實現(xiàn)這一目的,必須要開展這方面的研究和探索,首先要解決好船用鋼板的切割下料的技術(shù)更新,要形成火焰切割、等離子切割和激光切割三足鼎立的局面。其次在焊接電弧跟蹤技術(shù)方面要有成熟的實用技術(shù)。
要實現(xiàn)船舶焊接技術(shù)更新、更快地發(fā)展船舶工業(yè)要處理好以下幾個關(guān)系。
1、處理好重點與一般的關(guān)系要充分考慮實際與可能有所為有所不為以點帶面逐步實現(xiàn)先進(jìn)焊接技術(shù)在船廠的推廣與應(yīng)用。
2、處理好發(fā)展常規(guī)船舶與發(fā)展高技術(shù)、高附加值船舶的關(guān)系。在船舶市場中油船、散貨船和雜貨船屬常規(guī)船型,約占整個市場的70%,集裝箱船約占 15%-20%,而其余高新技術(shù)、高附加值船舶僅占少數(shù)。因此,焊接技術(shù)也要大力發(fā)展適合不同船型的便攜、簡易的機(jī)械化、自動化焊接設(shè)備,同時要大力開發(fā)國產(chǎn)的適合各種船用材料的系列化高效焊接材料。
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所是大連理工大學(xué)“材料連接技術(shù)”二級學(xué)科博士點和碩士點、大連理工大學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊“先進(jìn)連接技術(shù)及材料”的依托單位。研究所由5名教授、5名副教授、3名高級工程師、3名具有博士學(xué)位的講師以及30余名研究生組成。其中教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才2名,遼寧省“百千萬”計劃百層次人才1名,中國青年科技獎獲得者1名,德國洪堡學(xué)者1名。主要從事高性能鎂合金、鋁合金、鈦合金等輕合金以及高強(qiáng)鋼的高效焊接和防護(hù)技術(shù)研究。
焊接研究所近五年先后主持國家“十一五”科技支撐計劃、“十五”“863”計劃、“十五”科技攻關(guān)計劃、國家自然科學(xué)基金、國際合作計劃、省部委科研項目以及軍工科研課題數(shù)十項。在應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性成果,同時解決國家重點工程與武器裝備關(guān)鍵技術(shù)。近五年發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇。80余篇次被EI檢索,50余篇次被SCI檢索,論文被SCI引用150次;近三年受邀請作國際學(xué)術(shù)會議的大會報告或特邀報告15次,在我國新材料焊接技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮了突出作用;申請國家發(fā)明專利20余項,已獲授權(quán)11項,其中7項技術(shù)成果在船舶、石化、汽車、摩托車、自行車以及國防軍工等領(lǐng)域成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用;經(jīng)鑒定,多項研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平,獲國家、省部級科研成果獎多項。
特色研究成果
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所立足于學(xué)科研究的發(fā)展前沿。既重視學(xué)科體系自身的發(fā)展,也重視面向社會企業(yè)技術(shù)問題的研究。近年來解決了我國輕合金及高強(qiáng)鋼產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略發(fā)展所需求的關(guān)鍵焊接與防護(hù)技術(shù):
1)低能耗激光電弧復(fù)合焊接集成技術(shù)
焊接技術(shù)研究所在發(fā)現(xiàn)低功率激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,開發(fā)出低能耗激光電弧復(fù)合高效焊接技術(shù)。目前該技術(shù)已經(jīng)成功實現(xiàn)鎂合金、鋁合金、船用鋼等復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)件的高效優(yōu)質(zhì)焊接。采用該技術(shù)焊接鎂合金,使鎂合金焊接結(jié)構(gòu)件的動、靜載荷由傳統(tǒng)焊接技術(shù)的60%~70%提高到95%以上(與母材對比),突破了傳統(tǒng)焊接技術(shù)的“瓶頸”。實現(xiàn)了鎂合金焊接構(gòu)件的實際產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于鎂合金自行車、摩托車、汽車結(jié)構(gòu)件的研制和生產(chǎn)開發(fā),取代傳統(tǒng)膠接和機(jī)械緊固的方式,顯著節(jié)省原材料。提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。該技術(shù)的應(yīng)用突破了鎂合金焊接技術(shù)的壁壘,鎂合金焊接自行車已批量出口歐盟國家,成功搶占了國際市場,獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益,經(jīng)鑒定。鎂合金激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)屬于國內(nèi)外首創(chuàng)。達(dá)到了國際領(lǐng)先水平;同時,針對系列船體結(jié)構(gòu)用鋼,包括典型的945、980、901、921船體結(jié)構(gòu)鋼。以及Q235等普通船用鋼,研究所開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的船舶用成套低能耗高效激光一電弧復(fù)合熱源焊接裝備,進(jìn)行系列工藝(包括系列厚度、材質(zhì))試驗。獲得最佳的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫及焊接工藝流程,控制焊接變形,從而實現(xiàn)大尺寸船板結(jié)構(gòu)件高效、高質(zhì)、低成本的焊接,大大降低建造單位噸級船舶所用工時,顯著提高造船效率。
本研究方向相繼得到了國家“十一五”科技支撐計劃、“十五”“863”計劃、“十五”科技攻關(guān)計劃、教育部優(yōu)秀青年教師資助計劃、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃、國家自然科學(xué)基金以及中美國際合作等項目的資助。項目研究成果得到國內(nèi)外權(quán)威焊接專家的高度關(guān)注和認(rèn)可,已發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇。其中SCI檢索30余篇。他引50余次。申請國家專利8項,獲得國家專利授權(quán)5項,主要研究成果以技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)入股的方式已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。其中部分產(chǎn)品已出口,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。鑒于本研究方向所取得的原創(chuàng)性成果,“低能耗激光增強(qiáng)電弧高效焊接集成技術(shù)”獲得2007年國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
2)鎂合金先進(jìn)焊接技術(shù)
焊接研究所依據(jù)國家鎂合金產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略發(fā)展需求,在國家“十五”“863”計劃“鎂合金先進(jìn)焊接技術(shù)”、“十五”科技攻關(guān)計劃“鎂合金變形加工與焊接技術(shù)研究開發(fā)”以及“十一五”國家科技支撐計劃項目“鎂合金防護(hù)與連接工程技術(shù)研究開發(fā)”的支撐下,已開發(fā)出低能耗激光一電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)、活性焊接技術(shù)以及激光膠接焊技術(shù)等系列先進(jìn)焊接技術(shù)。采用該技術(shù)能夠成功實現(xiàn)鎂合金之間以及鎂合金與鋁合金、高強(qiáng)鋼等異質(zhì)材料之間焊接接頭的優(yōu)質(zhì)、高效連接。鎂合金焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等動靜載荷性能均達(dá)到鎂合金母材的性能,達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的要求。鎂合金焊接技術(shù)已經(jīng)得到多項國家發(fā)明專利授權(quán),并成功實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓,鎂合金焊接結(jié)構(gòu)件已批量生產(chǎn),實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
鎂合金焊接材料是實現(xiàn)鎂合金連接結(jié)構(gòu)件產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。焊接研究所在“十五”期間致力于高性能鎂合金焊絲的研發(fā),在鎂合金焊絲成分設(shè)計及焊絲制備方法等方面均取得了突破性進(jìn)展,已獲得0.8mm~5mm系列鎂合金焊絲低成本、高效制備技術(shù),獲得國家發(fā)明專利3項。目前鎂合金焊絲制備技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
鎂合金在鑄造、機(jī)械加工和使用過程中產(chǎn)生的缺陷嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量,目前鎂合金鑄件的補(bǔ)焊主要采用電弧焊工藝,普通電弧焊單道焊接熔深約為2mm,因此補(bǔ)焊時需要采用電弧氣刨等方法開坡口、進(jìn)行多道焊接,需要層間預(yù)熱,工藝復(fù)雜,效率很低,并且容易造成氧化夾雜等,降低補(bǔ)焊件使用性能,制約了鎂合金的應(yīng)用。焊接技術(shù)研究所在發(fā)現(xiàn)鎂合金活性焊接理論的基礎(chǔ)上,首次提出活性補(bǔ)焊工藝,即利用活性劑增大熔深200%~300%的特點,對鎂合金大型鑄件進(jìn)行活性補(bǔ)焊研究,將鑄件中各種缺陷部位重熔以達(dá)到消除缺陷的目的,并且補(bǔ)焊工藝簡便,該技術(shù)具有低成本、高效率等優(yōu)點。能夠滿足實際工程中大型鎂合金鑄件補(bǔ)焊的需求。
本方向研究成果得到國內(nèi)外同行專家的認(rèn)可,在《Metallurqical and Materials Transactions A》、《MaterialsTransactions》、《金屬學(xué)報》等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上20余篇。經(jīng)鑒定“鎂合金活性焊接技術(shù)”達(dá)到國際先進(jìn)水平,并獲得2007年中國材料研究學(xué)會科學(xué)技術(shù)二等獎;“優(yōu)質(zhì)、高效鎂合金焊接材料制備及其應(yīng)用技術(shù)”,獲得2007年中國機(jī)械科學(xué)技術(shù)獎二等獎。
產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及國際合作交流
大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所依托于大連理工大學(xué)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園、國家級船舶制造工程中心,構(gòu)建了完善的產(chǎn)、學(xué)、研發(fā)展體系,與國內(nèi)外科研院所、知名企業(yè)開展了廣泛的技術(shù)合作。其中具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的鎂合金系列先進(jìn)焊接技術(shù),已在北京、大連、營口等地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。目前已實現(xiàn)鎂
合金自行車車架批量生產(chǎn),焊接鎂合金自行車已達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn),并已批量出口歐盟;研制開發(fā)的摩托車鎂合金結(jié)構(gòu)件、混合動力車鎂合金結(jié)構(gòu)件,已通過試車實驗,達(dá)到了產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo),并滿足用戶使用要求。焊接研究所與國際著名汽車公司開展了密切國際合作,正致力于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鎂合金汽車焊接零部件的研發(fā),已取得了突破進(jìn)展。
“乘風(fēng)破浪會有時,直掛云帆濟(jì)滄?!?,大連理工大學(xué)焊接技術(shù)研究所已經(jīng)具備承擔(dān)國家各類重大科研計劃項目、企事業(yè)重大課題的能力,研究所全體研究人員將繼往開來,以提高我國裝備制造業(yè)焊接技術(shù)水平為使命,不斷攀登新的科學(xué)高峰。
湖南大學(xué):配電網(wǎng)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和系列裝置