時間：2023-12-25 14:42:28
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命題：設(shè)Q是到兩定點F1，F(xiàn)2的距離之差為常數(shù)的點的軌跡。若此常數(shù)的絕對值非零但大于兩定點的連線長，則Q上無實點。Q由一橢圓上的虛點構(gòu)成，此橢圓以給定的兩定點為焦點，以連接兩定點的線段為長軸。
證明：設(shè)Q是到兩定點F1（-c，0），F(xiàn)2（c，0）距離之差為常數(shù)±2a的動點P（x，y）的軌跡，此處2a>2c=|F1F2|，則P必須滿足|■|-|■|=±2a①，即■-■=±2a，整理得■+■=1②。
這是一個以F1，F(xiàn)2為焦點，以2a為長軸，2■為短軸的橢圓。由于它是由①推出來的，Q上的點必在這個橢圓上，于是可見Q不是雙曲線。
我們當然要考察坐標滿足②的點是否都在Q上，因為在導(dǎo)出②時，我們曾將等式平方過兩次。
設(shè)M（x，y）滿足方程②，則y2=（a2-c2）（1-■）=■
|■|=|■x-a|同理|■|=|■x+a|
由②，欲使y取實數(shù)值，則應(yīng)有■≤1，故|x|≤a，|■x|≤■·a=c
故無論x取滿足|x|≤a的任何實數(shù)值，總有■x-a≤0，■x+a≥0
從而|■|-|■|=-（■x-a）-（■x+a）=■x
對于橢圓②上的任意點M（x，y）的橫坐標x，一般地-■x≠±2a，故橢圓②上有無窮多個點不在Q上。
令-■x=±2a得x=？芎■此時y2=-■
這樣，在x取實數(shù)值且滿足|x|≤a的前提下，我們找到了四個虛點（？芎■，±■i），它們都在橢圓②上。
若取|x|>a，則由②，y必取虛數(shù)值。
于是，無論x取何實值，要使橢圓②上的點M（x，y）同時在Q上，縱坐標必取虛數(shù)值。
由②，當y取滿足|y|≤■的實值時，x=±■也是實值，故這樣的點必不在Q上。而當y取滿足|y|>■的實數(shù)值時，x必為虛數(shù)值。
至此我們證明了Q上沒有實點。Q只能由橢圓②上的虛點構(gòu)成。可以證明橢圓②上的所有虛點都在Q上。（證畢）
關(guān)鍵詞：便攜式雙橋；校驗儀；非十進電阻；測量
Abstract: The portable electric double bridge calibrator composed with precision low resistance decimal disk and the standard resistance disk test portable bridge, it is a variety of milli-ohmmeter, micro-ohmmeter standard instrument. The key to test it is non-ten into the resistance to better than 3 × 10-5 Uncertainty of measurement in the DC measurement difficult. The paper points out the inapplicability of the resistance box test method, gives four correct test method.Key words: the portable electric double bridge; calibrator; decade resistor; measurement
中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）
前言
便攜式雙橋校驗儀是由幾個低阻值十進電阻盤組成的測量盤（范圍為11×（10~0.01）Ω）和一多只標準電阻器組成的標準電阻盤構(gòu)成，其準確度在0.01~0.02級之間，測量范圍為10~0.01Ω或10-4~103Ω，它不僅是檢定便攜式雙電橋的標準裝置，也是檢定、各種數(shù)字毫歐、微歐計的理想標準器。檢定該儀器的主要難點是對非十進小電阻的高精度測量，這涉及較多的理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗，難度較大，在實際檢定中往往由于采用了不正確的檢定方法而不能達到正確檢定的目的。本文分析了雙電橋校驗儀測量盤的結(jié)構(gòu)，指出了三種不適用的檢定方法，并介紹了4種正確檢定方法。
1 便攜式雙電橋校驗儀的由來與線路簡介
便攜式直流電橋的檢定是用整體法，即將一標準電阻箱接入被檢電橋的測量端，在各個被檢示值調(diào)電橋平衡后，標準電阻箱的示值即為被檢電橋的實際值。便攜式單電橋用10×（104~0.01）Ω，比被檢電橋高兩級的普通電阻箱做標準即可。而便攜式雙電橋的檢定標準就沒這么簡單了，因為雙電橋的基本檢測范圍是10~0.001Ω（有的擴展至100Ω），我們可以選擇電橋最大量程作為全檢量程，這樣對應(yīng)的電阻箱示值為×1、× 0.01（或×10）Ω盤，不管電阻箱為0.01或0.02級（它的準確度是以最高等級的測量盤、通常是第I盤的準確度定級的），受開關(guān)接觸電阻變差等因素的限制，電阻箱在這些盤的誤差大多為0.1%~0.5%，無法滿足檢定雙電橋（0.05~2.0級，以0.1級、0.2級居多）的要求，所以生產(chǎn)廠生產(chǎn)出ZY4型（0.01級）、ZX71型（0.02級）便攜式雙橋校驗儀，他們實際上由雙刀開關(guān)切換一側(cè)電壓、電流端子的過渡電阻器作為測量盤和由多只單值標準電阻器組成的標準電阻盤構(gòu)成，由于把開關(guān)接觸電阻引入在電壓、電流引線中，即在電阻值的定義點之外，所以開關(guān)接觸電阻不影響它的準確度，因此它們可以做成0.01級、0.02級準確度的校驗儀。
2 雙橋校驗儀標準電阻盤的檢定
雙橋校驗儀標準電阻盤的檢定，按同等級的單值標準電阻器檢定即可，如用三次平均雙電橋或普通的雙電橋以0.001級或二等標準電阻為標準，用替代法測量。當然最理想是用直流比較儀式電橋直接測量。
ZY4型校驗儀有0.0001Ω，如果沒有同標稱值的電阻標準，可用0.001Ω電阻標準作標準，在比較儀式電橋或QJ36等優(yōu)良的0.02級普通電橋上直接測量，該0.0001Ω雖為0.1級，但它低于雙電橋基本量程0.001Ω，所以用普通電橋時要仔細測量并修正電橋。當然用普通電橋時最好用比例替代法測量，即把0.1（0.01）Ω和0.01（0.001）Ω電阻標準接在電橋的RS和RX端鈕上，平衡電橋，然后將0.001Ω和0.0001Ω替代上二個電阻，再平衡電橋，經(jīng)過計算即可由三只電阻標準之值及二次電橋讀數(shù)求出0.0001Ω之值，它消除了電橋的誤差。
3 對橋校驗儀測量盤檢定的誤區(qū)
對0.01或0.02級、1~0.01Ω校驗儀測量盤按普通電阻箱檢定是不行的，因為普通電阻箱×1~×0.01Ω盤精度僅為0.1%~5%，×10Ω盤為0.02%~0.05%，其檢定標準裝置無法勝任0.01~0.02級校驗儀測量盤的檢定。下列幾種方法不適合雙橋校驗儀的檢定。
3.1標準電阻箱法
他們都是普通電阻箱，國內(nèi)生產(chǎn)最高等級的0.005級ZX78電阻箱其1~0.01Ω盤的標準度均大大低于0.02%，根本無法作標準進行替代檢定。
3.2標準電阻電橋法
國產(chǎn)優(yōu)良的雙電橋為0.02級，精度不夠，修正后其不確定度約為0.01%，仍不能滿足要求。
國產(chǎn)最高等級的單電橋為0.002級的HY2501型，但因單電橋測量受導(dǎo)線電阻、端鈕接觸電阻及其變差等影響，加上電橋工作在四臂不匹配狀態(tài)，更無法保證測量準確度。
3.3比較電橋法
比較電橋是專門檢定電橋、電阻箱的，但它本質(zhì)上是單橋四端鈕測量，雖然是按電阻的定義值進行測量，但也因各橋臂的不匹配（阻值相差太大），使電橋靈敏度降低，而且該電橋連接標準電阻與被測電阻的導(dǎo)線的阻值測量精度約為（1~2）×10-4Ω，它要從被測電阻讀數(shù)中減去，這也大大影響了小阻值的測量準確度。
綜上所述，上述常用的三種電阻箱測量法均不適合對雙橋校驗儀測量盤的檢定。
4 雙橋校驗儀測量盤的正確檢定方法
4.1直流比較儀式電橋法
它在測量十進與非十進小電阻時，準確度都非常高，是檢定雙橋校驗儀的最佳選擇。
將校驗儀四個電阻輸出端對應(yīng)接于比較儀電橋初級被測電阻RX的接線端子上，將校驗儀步進電阻R為最大的十進盤示值置于10，電橋第I測量盤也相應(yīng)置于10，取標稱值為10R的電阻標準RS接于電橋的次級RS的接線端子上，R≥1Ω時電橋兩電流表置于100mA量程，R≤0.1Ω時置于1A量程，按電橋1：1的測量狀態(tài)開機，在RS消耗功率為0.01~0.02W（0.01W最好）的電流下調(diào)好電橋跟蹤和零位，并將檢流計靈敏度調(diào)至變化0.1 C%偏轉(zhuǎn)不低于1mm的狀態(tài)（C為被檢盤的等級指數(shù)），然后按11至0的順序測量，先把RS的相對偏差值放在偏差盤上，則電橋在各被檢示值（包括零）時的讀數(shù)即為被檢示值的實際值。電橋工作狀態(tài)只要磁勢≥3AT、電阻上電壓≥3mV即可。
4.2直流比較儀式電位差計法
檢定校驗儀×1Ω以下的測量盤時，將步進值為R的被檢十進盤與標稱值為10R的電阻標準串聯(lián)接入電位差計初級電路，流過初級額定電流I1，先用電位差計測出RS的電壓US，然后再測出十進盤各示值的電壓Uxi，設(shè)rs為RS的實際值，則各示值的電阻實際值
rxi=（Uxi/US）rs
為了直讀，在測US時，先把測量盤放在與I1rs對應(yīng)的示值上，調(diào)電位差計次級偏差盤平均電位差計，測各Uxi時，保持偏差盤不動，調(diào)測量盤使之平衡，則rxi=（Uxi/US）rs=Uxi/I1，例如Ux2=100.00450mV、I1=50mA，則rx2=2.000090Ω。
當檢定×0.1Ω以下的十進盤時，一定要用電位差計的×0.1或×0.01量程并電流換向讀數(shù)，以減小測量誤差。檢定×0.01Ω十進盤時，應(yīng)換向測量兩次取平均值。
當檢定×10Ω測量盤時，因為被測電勢將超出電位差計測量上限，所以必須分流初級電流，以使電位差計測量上限覆蓋被測電勢的最大值。
將10Ω電阻標準器與測量盤串聯(lián)后，并聯(lián)在另一10Ω標準電阻或20Ω過渡標準電阻上，注意一定不要用普通電阻箱做并聯(lián)電阻，因為電阻箱有開關(guān)接觸電阻變差且其允許功率小，將使阻值不穩(wěn)定，從而使二分支電流不穩(wěn)，嚴重影響測量準確度。
其余的測量方法與×1Ω盤相同。
4.3過渡標準電阻替代法
將與被檢校驗儀測量盤步進電阻同標稱值的有11個元件的BZ11型等過渡標準電阻，先用同標稱值電阻標準對每個元件進行替代法檢定，求出過渡電阻的累加值，然后用各累加值做標準，在雙橋上對被檢測量盤各對應(yīng)值一一進行替代檢定。
ZX71型校驗儀測量盤C2電流端上串聯(lián)著未輸出的步進電阻，所以過渡標準電阻電流端一定要接在ZX71的P1電位端或C1電流端上，以減小電橋跨線電阻，以接P1端為最好，因為C1端內(nèi)還包含開關(guān)接觸電阻。
4.4置換雙電橋法
該法在電橋檢定規(guī)程上已有敘述，不再重復(fù)，但該法接線比較麻煩，盡可能少用。
5 小結(jié)
總之，雙橋校驗儀檢定的主要難點是非十進小阻值的準確測量，涉及較多的理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗，是直流測量中難度比較大的，應(yīng)充分重視。
參考文獻：
[1]JJG506~87直流比較儀式電橋檢定規(guī)程。
[2]JJG505~87直流比較儀式電位差計檢定規(guī)程。
探究取一條定長的細繩，把它的兩端都固定在圖板的同一點處，套上鉛筆，拉緊繩子，移動筆尖，這時筆尖（動點）畫出的軌跡是一個圓。如果把細繩的兩端拉開一段距離，分別固定在圖板的兩點處（圖2.1―1）（圖略），套上鉛筆，拉緊繩子，移動筆尖，畫出的軌跡是什么曲線？
在這一過程中，你能說出移動的筆尖（動點）滿足的幾何條件嗎？
把細繩的兩端拉開一段距離，移動筆尖的過程中，細繩的長度保持不變，即筆尖到兩個定點的距離之和等于常數(shù)。
我們把平面內(nèi)與兩個定點，的距離之和等于常數(shù)（大于）的點的軌跡叫做橢圓。這兩個定點叫做橢圓的焦點，兩焦點間的距離叫做橢圓的焦距。
反例：線段的垂直平分線上任意一點（除垂足之外）與兩個定點，的距離之和都等于常數(shù)，并且，在中，顯然。那么垂直平分線=橢圓？
其實，除了線段（包括端點）上的點之外，平面內(nèi)任意一點與兩個定點，的距離之和都等于常數(shù)，并且，那么整個平面（除了線段（包括端點）上的點）=橢圓？
常數(shù)是固定不變的數(shù)值，與之相反的是變量。這是常數(shù)不變的一面，但是常數(shù)也具有“變化的”一面。
二、關(guān)于雙曲線的錯誤定義分析
思考我們知道，與兩個定點距離的和為非零常數(shù)（大于兩個定點間的距離）的點的軌跡是橢圓。那么，與兩個定點距離的差為非零常數(shù)的點的軌跡是什么？
如圖2.2―1（圖略），取一條拉鏈，拉開它的一部分，在拉開的兩邊上各選擇一點，分別固定在點，上，把筆尖放在點處，隨著拉鏈逐漸拉開或者閉攏，筆尖所經(jīng)過的點就畫出一條曲線。這條曲線是滿足下面條件的點的集合：。
如果使點到點的距離減去到點的距離所得的差等于同一個常數(shù)，就得到另一條曲線（圖2.2―1中左邊的曲線）。這條曲線是滿足下面條件的點的集合：
。這兩條曲線合起來叫做雙曲線，每一條叫做雙曲線的一支。
我們把平面內(nèi)與兩個定點，的距離的差的絕對值等于常數(shù)（小于)的點的軌跡叫做雙曲線。這兩個定點叫做雙曲線的焦點，兩焦點間的距離叫做雙曲線的焦距。
這樣定義雙曲線是錯誤的。
反例：線段的垂直平分線上任意一點與兩個定點，的距離的差的絕對值等于0（常數(shù)），并且顯然。那么垂直平分線=雙曲線？
其實，除了以，為端點（包括端點）的兩條射線之外，平面內(nèi)任意一點與兩個定點、的距離的差的絕對值都等于常數(shù)，并且，那么整個平面（除了以，為端點（包括端點）的兩條射線）=雙曲線？
值得一提的是：思考處有兩個“非零”常數(shù)，第一個“非零”卻是畫蛇添足――大于兩個定點間的距離難道還可以等于零；第二個“非零”必不可少，定義雙曲線時卻“銷聲匿跡”，還有“曇花一現(xiàn)”的“同一個常數(shù)”。
三、關(guān)于拋物線的錯誤定義分析
我們把平面內(nèi)與一個定點和一條定直線的距離相等的點的軌跡叫做拋物線。點叫做拋物線的焦點，直線叫做拋物線的準線。
這樣定義拋物線也是錯誤的。
點與直線的位置關(guān)系有兩種，既然定義中沒有明確說明點不在直線上，那就不能理所當然的認為點不在直線上。
四、橢圓、雙曲線、拋物線的正確定義與理解
我們把平面內(nèi)與兩個定點，的距離之和等于同一個常數(shù)（大于）的點的軌跡叫做橢圓。
我們把平面內(nèi)與兩個定點，的距離的差的絕對值等于同一個非零常數(shù)（小于)的點的軌跡叫做雙曲線。
我們把平面內(nèi)與一個定點和一條定直線（不經(jīng)過點）的距離相等的點的軌跡叫做拋物線。點叫做拋物線的焦點，直線叫做拋物線的準線。
同一個常數(shù)≠常數(shù)，前者更強調(diào)一種不變性、重復(fù)性。橢圓定義中的同一個常數(shù)也可以用常數(shù)、定值等代換，這里不僅表明是常數(shù)，還對常數(shù)進行了限制，即該常數(shù)是而不是1，2，3,……；雙曲線定義中的同一個非零常數(shù)也可以用同一個正（常）數(shù)代換。在歸納出雙曲線的定義時，常數(shù)，常數(shù)。兩式中的常數(shù)不僅大于零而且還相等，即為同一個非零常數(shù)。進一步理解，既然你畫出的圖形已經(jīng)是橢圓、雙曲線，那么一定有、，即它們是“點的軌跡是橢圓、雙曲線”的必要而不充分條件。
通過以上對橢圓、雙曲線、拋物線的錯誤定義分析，加深了我們對橢圓、雙曲線、拋物線的定義的深刻理解。
數(shù)學(xué)概念有些是從生產(chǎn)、生活實際問題中抽象出來的，有些是從數(shù)學(xué)自身的發(fā)展而產(chǎn)生的，許多數(shù)學(xué)概念源于生活實際，但又依賴已有的數(shù)學(xué)概念而產(chǎn)生。我認為抽象出來一個新的數(shù)學(xué)概念需要注意歸納推理的正確應(yīng)用。
五、歸納推理的正確應(yīng)用
（1）謹防生搬硬套
歸納推理是由部分到整體、有個別到一般的推理。這種特征決定了我們不能由個別結(jié)論生搬硬套得出一般結(jié)論。
例如：把細繩的兩端拉開一段距離，移動筆尖的過程中，細繩的長度保持不變，即筆尖到兩個定點的距離之和等于常數(shù)。――這一段話是沒有錯誤的，因為這里的常數(shù)等于繩長（實質(zhì)上是動點到兩定點的距離的和），而定義中――我們把平面內(nèi)與兩個定點，的距離之和等于常數(shù)（大于）的點的軌跡叫做橢圓。但此常數(shù)非彼常數(shù)。
（2）不容忽視的前提條件
上文已提及，。這兩式中的常數(shù)不僅大于零而且還相等即實質(zhì)為同一個非零常數(shù)。這是得出雙曲線定義的前提條件。
其實，方程不一定無解，太陽不一定東升西落，騎白馬的不一定是王子。
（3）不容忽視的特殊情況
是的，最近在北京的街頭，也多見該產(chǎn)品的路牌廣告，從傳播上看來，“愛運動愛音樂”的主張，確實給沉悶的手機推廣帶來一絲亮色，從這也可見該公司對該產(chǎn)品的匠心獨運與重視?？墒牵搹V告映入我眼簾后，想來想去，總覺得不是滋味！什么是愛運動愛音樂？到底是愛運動，還是愛音樂？還是必須愛運動的同時來愛音樂？
看來，該產(chǎn)品的定位不是一眼就能看出的清晰，還是有探討的余地！
憑空想出來的雙定位，想將運動與音樂人士一網(wǎng)打盡
不可否認，諾基亞公司的市場人員還是花了很多的功夫在該產(chǎn)品的構(gòu)思上：現(xiàn)在手機基本不在通話功能上下功夫，而只在能體現(xiàn)娛樂、運動、音樂、游戲這些功能以及獨特的個性、情感上絞盡腦汁。那么，將運動、音樂功能進行組合與提升，應(yīng)該是一條發(fā)現(xiàn)藍海、沖出紅海的道路。于是，他們想出了這款5500 SPORT運動音樂手機，既不同于以前的運動功能手機，也不同于現(xiàn)在泛濫的音樂手機，以求突破。分析一下，他們當初的創(chuàng)意思路，應(yīng)該基本如下圖所示：
從上面看來，他們的目的昭然若揭，即通過打造一種獨有的裝備，來體現(xiàn)該產(chǎn)品對目的消費者的“可運動、可音樂”的需求的滿足。如下：
眼睛只會聚集一點，想一網(wǎng)打盡反而顯得含混不清，消費者莫衷一是
可是，從消費者分析圖可看出，愛運動的人的特性與愛音樂的人的特性雖有一些共同點，但更多的是不同的消費者特征，一種更傾向于自我的、自然的、外向的、活潑的、注重團隊的、寓樂于苦的甚至領(lǐng)導(dǎo)型的；一種則是個性的、城市的、外向的、追求輕松愜意與無拘無束的。所以，最初的想一箭雙雕住這兩部分消費者，想奪得大眾市場的好感，反而變成了特殊人群的特性裝備，目標消費者群變成了：
所以，其產(chǎn)品消費者定位也發(fā)生了變化：
到這里，我們相信諾基亞公司不僅是為了那一小撮“特殊人”來專門規(guī)劃的這個產(chǎn)品?；诉@么大的代價，最后精心為大眾消費者準備的新產(chǎn)品卻只是為極少一部分人服務(wù)，公司老板確定不干！
深挖一步，別有洞天。只要去想，世上總有圓滿的解決辦法
其實，這款產(chǎn)品無論從設(shè)計、外觀、功能、創(chuàng)意上都還是有可取之處。只要稍微作些調(diào)整，該款產(chǎn)品還是能出彩的。我們不能拿模糊來說是為了重視與對準所有消費者，也不能含含糊糊、不下功夫研究與細想就想一箭雙雕。營銷能力就是向前再走一步的能力。如果進行以下的發(fā)掘，相信會有更好的產(chǎn)品定位，也說明了對消費者有了更認真、更透徹的了解與認識：
【摘要】 采用3種不同衍生方法對胺類化合物進行標記，比較衍生效率的差別，給出最優(yōu)方法：5-(2-羥乙基)-(苯并吖啶酮與N，N-羰基雙咪唑(CDI)縮合形成的雙敏感探針2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC)與胺的衍生效率最高，產(chǎn)物穩(wěn)定。BAEIC在N，N-二甲基甲酰胺 (DMF) 溶劑中以4-二甲氨基吡啶 (DMAP) 為催化劑，在80 ℃條件下與胺反應(yīng)生成的親核取代物，不僅表現(xiàn)出強烈的熒光，同時具有很強的質(zhì)譜離子化能力。估算了衍生物在乙腈和甲醇水溶液中百分離子化值δ在5.62%～58.08%和2.14%～56.58%范圍內(nèi)。本方法具有良好的重現(xiàn)性，激發(fā)和發(fā)射波長為λex/λem=280/510 nm，熒光檢出限為0.12～0.59 μg/L(8.6～79 fmol)； 在線APCI-MS檢出限為1.9～14 μg/L(544～825 fmol)。
【關(guān)鍵詞】 液相色譜-質(zhì)譜； 脂肪胺； 5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮； 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯
Abstract With comparison of three different methods for the marking of amines compound，an optimal derivatization method was selected.5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine（HBA) reacts with coupling agent N，N′-carbonyldiimidazole（CDI) to form an activated amide intermediate 2-(benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate（BAEIC).BAEIC，which is dual-sensitive probe，reacts preferably with amino compounds at 80 ℃ in the presence of 4-dimethylaminopyridine（DMAP) catalyst in N，N-dimethylformamide（DMF) solvent to give the corresponding sensitively fluorescent derivatives with an excitation maximum at λex of 280 nm and an emission maximum at λem of 510 nm.BAEIC-amine derivatives simultaneously exhibited high ionization potential with percent ionization（ changing from 5.62% to 58.08% in aqueous acetonitrile and from 2.14% to 56.58% in aqueous methanol.Derivatives were not only sensitive to fluorescence but also to MS ionizable potential.The fluorescence detection limits（S/N=3) were 0.12-0.59 μg/L.The online APCI-MS detection limits were 1.9-14 μg/L(S/N=5).
Keywords High performance liquid chromatography/mass spectrometry； Aliphatic amines； 5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine； 2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1- carboxylate
1 引言
質(zhì)譜和熒光技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、毒物學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域中，用于確定諸多生物活性分子的含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)[1~3]。環(huán)境中的胺多是由蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮類有機化合物經(jīng)生物降解而成。大多數(shù)胺類化合物在亞硝化劑存在下可生成強致癌性的N-亞硝基化合物[4~8]，因此，檢測環(huán)境中的胺具有重要意義。目前，檢測胺的方法主要有氣相色譜法[9]和離子交換法[10]。盡管方法簡便易行，但由于靈敏度低而受到限制。為提高檢測靈敏度和改善選擇性，采用柱前或柱后衍生化是一種行之有效的手段。但測定胺類化合物所用試劑較多[11~14]，如常用熒光試劑FMOC-Cl衍生化時，過量試劑易造成柱效降低。此外，試劑對脯氨酸和半胱氨酸衍生物表現(xiàn)出很弱的熒光，準確定量存在困難。
盡管多種胺類測定試劑[15~18]具有很強的熒光靈敏度，然而它們在APCI-MS中的質(zhì)譜離子化能力相對低，這對同時獲得在線的高靈敏質(zhì)譜鑒定十分不利。本研究制備了一種能同時滿足熒光和質(zhì)譜增敏的雙敏感探針分子。結(jié)果表明，2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC)中間體與胺的親核取代產(chǎn)物具有高熒光靈敏度及很強的質(zhì)譜離子化能力。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
1100 離子阱液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，配備四元梯度泵、在線真空脫氣機、熒光檢測器和自動進樣器(美國 Agilent公司)；大氣壓化學(xué)電離源(APCI Source)； Delta 600半制備色譜(美國Waters公司)。F-7000熒光分光光度計(日本Hitachi公司)。12種脂肪胺標準品(美國Sigma公司)； 乙腈(色譜純，禹王試劑公司)； 5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(HBA，自制)； 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC，自制)； N，N-羰基二咪唑(CDI)、 4-二甲氨基吡啶(DMAP)等其它試劑均為分析純。
2.2 標準溶液配制
分別稱取12種脂肪胺標品，用乙腈配成濃度為0.1 mol/L溶液，相應(yīng)低濃度12種脂肪胺混合溶液(2.0×10-3 mol/L)用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)稀釋而成。稱取0.1156 g HBA用DMF定容至10 mL，濃度為0．04 mol/L。稱取0.1532 g BAEIC用DMF定容至10 mL，濃度為0．04 mol/L。稱取0.2 g DMAP，用DMF定容至10 mL，濃度為20 g/L。稱取0.1 g CDI，用DMF定容至10 mL，濃度為10 g/L。
2.3 色譜與質(zhì)譜條件
Akasil-C18色譜柱（250 mm×4.6 mm， 5 μm， 美國艾杰爾科技公司)。流動相A：30 %乙腈(含20 mmol/L HCOONH4， pH 3.74)； 流動相B：100%乙腈。梯度洗脫程序：0~30 min，10 %~100% B，保持10 min。流速為1.0 mL/min，進樣量10 μL，柱溫30 ℃。熒光激發(fā)和發(fā)射波長分別為280和510 nm。質(zhì)譜條件：大氣壓化學(xué)電離源(APCI source)，正離子模式，噴霧壓力413 kPa，干燥氣流量5 L/min，干燥氣溫度350 ℃，氣化溫度450 ℃，毛細管電壓3500 V，電暈電流4000 nA(Pos)。
2.4 衍生方法
按3種方法進行衍生反應(yīng)（見圖解1）：（1）一步法 依次向安培瓶中加入200 μL HBA，200 μL DMAP，350 μL CDI和210 μL胺標準品，密封后于80 ℃水浴中振蕩反應(yīng)60 min，取10 μL，加190 μL乙腈稀釋，進樣；（2）兩步法 依次向安培瓶中加入200 μL HBA，200 μL DMAP，350 μL CDI溶液，密封后于60 ℃水浴中振蕩反應(yīng)20 min，使HBA與CDI作用形成中間體BAEIC，加入210 μL 12種混合胺的標準溶液，密封后于80 ℃反應(yīng)60 min，取10 μL， 加乙腈190 μL稀釋， 進樣；（3）中間體法 依次向安培瓶中加入200 μL BAEIC，200 μL DMAP，350 μL DMF，210 μL 12種混合胺標品，密封后于80 ℃反應(yīng)60 min， 取10 μL， 加乙腈190 μL稀釋進樣。
圖解1 衍生反應(yīng)概況圖（略）
Scheme 1 Derivatization scheme of 3 methods
HBA：5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)；BAEIC：2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate)；DMAP：4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylamiopyridine)
2.5 樣品處理
取適量污水，用HCl調(diào)節(jié)至pH 3.0，超聲振蕩1 min，使水中的脂肪胺變?yōu)橄鄳?yīng)的有機鹽，過濾，量取濾液150 mL，旋干后，加80%乙腈5 mL，用0.1 mol/L NaOH調(diào)至堿性后直接用于衍生化。
2.6 百分離子化估計
中間體HBA的母核屬含N、O雜環(huán)的高共軛平面分子，由于N和羰基O原子處于特殊的對位結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)的異構(gòu)化轉(zhuǎn)變相對容易（見圖解2）。
圖解2 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯衍生物在含乙腈水流動相中的異構(gòu)化機理（略）
Scheme 2 Isomerization mechanism of 2-(benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate derivatives in aqueous acetonitrile
分子A中N原子的孤電子對首先通過異構(gòu)化作用轉(zhuǎn)移至O原子，形成兩性離子B。B的過渡態(tài)包含一個酚氧負離子，極易接受H+而產(chǎn)生季銨離子C導(dǎo)致分子的熒光猝滅。其猝滅程度與體系內(nèi)含質(zhì)子給予體(H2O)的濃度有關(guān)。借助不同質(zhì)子給予體濃度下的熒光猝滅強度，即可計算出分子A在水相體系下的百分離子化δ值。當探針A溶在水相有機體系時，存在探針分子A、質(zhì)子給予體E(H2O)和質(zhì)子接受體AE的平衡，熒光猝滅常數(shù)表達為：
K=[AE] [A]·［E］（1）
[A]，[E]和[AE]為相應(yīng)的平衡濃度，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，百分離子化值δ可定義為：
δ＝[AE] [A]0＝[AE] [A]＋［AE］（2）
假設(shè)未被離子化的A最初濃度為[A]0，熒光強度為F0，則：
F0＝K′φf[A]0(3)
Κ′為與儀器相關(guān)的常數(shù)，φf為A的量子產(chǎn)率。當A部分被質(zhì)子化后，剩余A的熒光強度為F， 此時F可表達為:
F=K′φf(1-δ)［A］0（4）
（此處，δ＝［AE］／［A］0），結(jié)合等式（3）和（4）得出：
（F0-F）／F＝δ／（1-δ）（5）
結(jié)合等式(2)，(3)和(7)得到下式：
（F0／F）／F＝K［E］（6）
（[E]為質(zhì)子給予體的平衡濃度，其值遠比[A]或[AE]大，這樣[E]≈CE，CE為質(zhì)子給予體的最初摩爾濃度），于是(6)式改寫為：
（F0-F）／F＝KCE（7）
將等式(7)中（F0-F）／F代于等式(7)得到：
δ＝KCE／（1＋KCE）（8）
根據(jù)不同質(zhì)子給予體濃度下的熒光猝滅值，求得等式(7)中的猝滅常數(shù)K值后，代入等式(8)中獲得相應(yīng)的百分離子化值δ。
3 結(jié)果與討論
3.1 熒光光譜性質(zhì)
當水相體系處于恒溫條件時，隨體系中質(zhì)子給予體濃度的增高，BAEIC-癸胺衍生物的熒光強度降低，這主要是探針分子與質(zhì)子給予體形成季銨離子導(dǎo)致熒光猝滅的結(jié)果。表1為探針分子在不同濃度乙腈和甲醇水溶液中的相對熒光強度及發(fā)射波長。結(jié)果表明：隨質(zhì)子給予體濃度增加，熒光強度逐漸降低，且發(fā)射波長明顯紅移，在乙腈中紅移約39 nm，甲醇中紅移約13 nm。
理論上，百分離子化值δ與加入水的體積百分數(shù)應(yīng)呈線性關(guān)系。在乙腈中，水的體積分數(shù)為0~70%時線性良好； 進一步升高則偏離線性，主要是探針分子在低濃度乙腈中溶解度降低的緣故(δ=2.77+0.2414x，r=0.9921，x為水的體積百分數(shù))。甲醇中也有相似的結(jié)果。當甲醇中水的體積百分數(shù)在0~40%時線性良好（δ=0.30+0.17996x，r=0.9896），再高則偏離線性。上述百分離子化值δ很好地揭示了探針分子具有良好的質(zhì)譜離子化能力，因為APCI-MS離子化主要是分子在質(zhì)譜離子室中被水分子溶劑化的結(jié)果。
表1 不同濃度乙腈、甲醇水溶液中BAEIC-癸胺的熒光強度及百分離子化值（略）
Table 1 Fluorescence intensity of BAEIC-decylamine in the presence of varying amount of water and corresponding calculated percent ionization δ values
注（note）：乙腈水或甲醇水中BAEIC-癸胺濃度為1.0×10-6 mol/L； F0為純乙腈或甲醇中熒光強度，K由公式(7)得出，δ值由公式(8)得出（Final concentration of BAEIC- decylamine in each aqueous acetonitrile or methanol is kept at 1.0×10-6 mol/L；F0 was measured in 100% acetonitrile or methanol.K values were calculated according to the Eq.7；δ values were calculated according to the Eq.8 in each corresponding K value obtained）。
3.2 色譜分離
HBA或BAEIC與脂肪胺的衍生化反應(yīng)隨堿性催化劑、CDI用量、溶劑、衍生溫度、衍生時間的不同，衍生產(chǎn)率有顯著差異。以辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺等對以上的衍生條件分別進行了優(yōu)化。實驗表明：衍生溫度80 ℃，衍生時間60 min，催化劑為DMAP，共溶劑為DMF時具有最高衍生產(chǎn)率。在最優(yōu)化條件下，考察了3種不同衍生化方法對衍生產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明，在3種衍生方法中，方法A最差，方法C給出最高的衍生產(chǎn)率，方法B與C比較略差(強度降低約25 %) (見圖1中A，B，C)。其主要原因為一步衍生過程中，胺先與縮合劑CDI反應(yīng)形成中間體ACDI，隨后HBA的羥基與中間體ACDI的反應(yīng)是一個慢親核取代過程，從而導(dǎo)致極低的衍生產(chǎn)率。方法C是一個直接親核取代過程，產(chǎn)率達最高。盡管方法B采用兩步法先形成中間體BAEIC，但部分胺優(yōu)先與過量CDI反應(yīng)形成中間體ACDI，因而產(chǎn)率低于方法C。此外，衍生過程存在少量水時，BAEIC峰強度大為降低，相應(yīng)HBA和(HBA)2的峰強度加強(圖1D)，主要原因是中間體BAEIC水解，生成的HBA在堿性催化劑下與過量的BAEIC作用形成雙取代的雙-(2-羥乙基苯并吖啶酮)-碳酸酯(HBA)2(m/z 605.6)。另外分離中產(chǎn)生小峰DMA，是堿性條件下DMF水解產(chǎn)生少量二甲胺的結(jié)果(m/z 361.7)。
圖1 標準脂肪胺衍生物的色譜圖 （略）
Fig.1 Chromatograms for standard aliphatic amine derivatization
A：一步法(One step method)；B：兩步法(Two step method)；C：中間體法(Intermediate reaction)；D：衍生過程存在少量水（Derivatization in the presence of a small of quantity water）； 峰（Peaks）：C1.甲胺(Methylamine)；C2.乙胺(Ethylamine)；C3.丙胺(Propylamine)；C4.丁胺(Butylamine)；C5.戊胺(Pentylamine)；C6.己胺(Hexylamine)；C7.庚胺(Heptylamine)；C8.辛胺(Octylamine)；C9.壬胺(Nonylamine)；C10.癸胺(Decylamine)；C11.十一胺(Undecylamine)；C12.十二胺(Dodecylamine)；DMY：二甲胺(Dimethylamine)；HBA：5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)；BAEIC：2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯 (2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate)；(HBA)2：雙-(2-羥乙基苯并吖啶酮)-碳酸鹽（bis-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)-carbonate）。
3.3 質(zhì)譜鑒定
所有BAEIC胺衍生物產(chǎn)生特征碎片離子峰質(zhì)譜數(shù)據(jù)見表2。代表性C10胺衍生物的一級質(zhì)譜、二級質(zhì)譜及裂解模式見圖2。
圖2 BAEIC-癸胺衍生物質(zhì)譜圖:一級質(zhì)譜(A)，二級質(zhì)譜(B)（略）
Fig.2 APCI-MS/MS spectra of representative decylamine derivative：MS spectra(A)，MS/MS spectra(B)
3.4 線性回歸方程、檢出限和重現(xiàn)性
采用衍生方法C，進樣量在21 fmol～43 pmol范圍內(nèi)，依據(jù)峰面積和進樣量，對胺類化合物進行線性回歸，所得各衍生物的回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限(S/N=3)見表2。對43 pmol脂肪胺衍生物平行測定6次，保留時間和峰面積的相對標準偏差在0.05%~0.08%和1.9%~2.5%范圍內(nèi)。
表2 脂肪胺衍生物的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、線性范圍和質(zhì)譜數(shù)據(jù)（略）
Table 2 Linear regression equations，correlation coefficients，detection limits，linear range and MS data of amine derivatives
Y：峰面積（Peak area）；X：注射量（Injected amount）pmol；質(zhì)譜線性范圍未測 （Linear ranges of APCI-MS were not tested）.
3.5 實際樣品的分析
曲阜小沂河水色譜分離見圖3，水樣中加胺標準品(5.0×10-4 mol/L)，按照實驗方法處理并衍生化，所得河水中脂肪胺化合物含量及回收率見表3。
圖3 小沂河水中游離脂肪胺色譜分離圖（略）
Fig.3 Chromatogram of aliphatic amine from water in Yihe river
色譜條件和峰號同圖1C(Chromatographic conditions and peaks same as in Fig．1C)。
表3 沂河水中脂肪胺的含量及回收率（略）
Table 3 Content and recoveries of aliphatic amines from water in Yihe river
*由于與未知組分共洗脫故未進行定量(C2 was not determined owing to co-eluting with unknowcomponents)； **組分同時進行在線的質(zhì)譜鑒定(The component was appraised by the online mass spectrum simultaneously)。
4 結(jié)論
利用HBA和新合成的含N、O雜原子的雙敏感探針BAEIC，對胺類化合物進行標記，比較了3種不同衍生方法產(chǎn)率的不同。結(jié)果表明：在建立的條件下，中間體BAEIC與胺的衍生產(chǎn)率最高，所得胺的衍生物不僅具有較強的熒光發(fā)光特性，同時具有很強的質(zhì)譜離子化能力。本方法具有線性范圍寬、重現(xiàn)性好、操作簡便等特性，對實際樣品小沂河水中游離脂肪胺的分析結(jié)果滿意。
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關(guān)鍵詞 獨立學(xué)院 國際貿(mào)易專業(yè) 雙語教學(xué)
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
雙語教學(xué)（Bilingual teaching）一般是指課堂教學(xué)過程中使用兩種語言作為媒介，尤其是第二語言或外語作為教和學(xué)的媒介，在我國正在實行的雙語教學(xué)，是指用英語進行學(xué)科教學(xué)的一種體系。近幾年，中國高等學(xué)校的雙語教學(xué)得到了較快發(fā)展。無論是部屬重點高校，還是地方高等院校，幾乎都設(shè)置了雙語教學(xué)的課程。
1 獨立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)的目標定位
1.1 依據(jù)獨立學(xué)院層次，培養(yǎng)注重實踐，有一定理論基礎(chǔ)的學(xué)生
獨立學(xué)院屬于三本層次的學(xué)校，因此在專業(yè)理論課程的設(shè)置上比一本、二本的學(xué)院要少，實踐課程要多；相較于?？坡殬I(yè)教育，在注重實踐課程的基礎(chǔ)上，又應(yīng)設(shè)置一定的理論課程，使得學(xué)生在具有實操能力之外，有從公司的基層員工發(fā)展為管理人員的潛力，或是為將來學(xué)業(yè)深造打下基礎(chǔ)。因此，在雙語課程開設(shè)時，應(yīng)主要集中在實踐性較強的課程中，而對于一本二本院校開設(shè)的必修理論雙語課程，如國際貿(mào)易、國際經(jīng)濟學(xué)等可設(shè)為選修課，供學(xué)有余力的學(xué)生選擇，而其他絕大部分學(xué)生注重國際貿(mào)易中基本實操能力的培養(yǎng)。
1.2 依據(jù)學(xué)生水平，開展程度不同的雙語教學(xué)
獨立學(xué)院學(xué)生的英語水平較一本、二本院校的學(xué)生有一定的差距，在學(xué)習(xí)的自覺性上也相對落后。對此，是否應(yīng)該減少雙語教學(xué)的比例？筆者認為，與一本二本院校相比，獨立學(xué)院的學(xué)生應(yīng)該從總量上增加雙語課程的比例，但要采取循序漸進的方法。根據(jù)筆者在獨立學(xué)院國貿(mào)專業(yè)中進行的問卷調(diào)查，91.2%的學(xué)生每周學(xué)習(xí)英語的時間少于7個小時，即平均每天一個小時的英語學(xué)習(xí)時間都不到。因此，多增加課堂學(xué)習(xí)專業(yè)英語的時間，有利于解決學(xué)生自學(xué)過程中的疑問，并具有一定的約束性，借此提高學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣，從而有利于其掌握必要的專業(yè)知識。但由于學(xué)生的水平有限，剛開始進行雙語教學(xué)時要相對降低英文講授的比例，重點放在國際貿(mào)易基本詞匯的積累上，由于國際貿(mào)易專業(yè)很多實踐性課程具有一定的關(guān)聯(lián)性和交叉性。
1.3 依據(jù)地方經(jīng)濟發(fā)展需要，開展方向不同的雙語教學(xué)
以廣州大學(xué)松田學(xué)院為例，其所在的增城市汽車及其零配件、農(nóng)副產(chǎn)品以及紡織服裝為其支柱產(chǎn)業(yè)，尤其是該地生產(chǎn)的水果蔬菜以及牛仔衣褲都遠銷海外，因此在雙語教學(xué)中可以多穿插有關(guān)產(chǎn)業(yè)的詞匯，有利于學(xué)生就業(yè)時適應(yīng)本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。
2 獨立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)的實踐探索
2.1 獨立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)存在的問題
從課程設(shè)置上來說，目前獨立學(xué)院開展雙語教學(xué)的水平較落后，設(shè)置課程少，連貫性差，使得雙語教學(xué)流于形式，學(xué)生很難真正掌握專業(yè)知識。
從學(xué)生層面來說，學(xué)生整體的英語水平相對較低。根據(jù)筆者的問卷調(diào)查，在大二第二學(xué)期開設(shè)雙語課程時，只有19.1%的學(xué)生通過了四級考試，有23.6%的學(xué)生認為雙語教學(xué)雖然重要，但由于英語水平有限，上課跟不上教學(xué)速度，希望采用中文教學(xué)。此外，學(xué)生在開放性建議中，希望能夠延長雙語課程的課時，放慢授課的速度，這些都表明獨立學(xué)院的學(xué)生在開展雙語教學(xué)方面有一定的困難。
從教師層面來說，雙語教學(xué)對教師提出了更高的要求，不但要求教師很好地掌握各項知識，而且能夠用通俗易懂的英語介紹給學(xué)生，并且把握好中英文授課比例。從目前獨立學(xué)院的情況來看，能夠承擔雙語課程的教師較少，這也制約了系統(tǒng)開設(shè)雙語課程的目標的實現(xiàn)。
從教材層面來說，76.3%的學(xué)生認為目前使用的雙語教材內(nèi)容繁雜，內(nèi)容的邏輯性較差；60.3%的學(xué)生認為可以參考的其他雙語教材較少。筆者認為，國際貿(mào)易專業(yè)課程的雙語教材水平參差不齊，適合獨立學(xué)院學(xué)生水平的教材不多，大多數(shù)雙語教材的內(nèi)容都是援引國際慣例或國際公約的內(nèi)容，語言相對較難，且在成為雙語教材后，案例、練習(xí)減少，教材不如一般中文教材的內(nèi)容豐富，對于學(xué)生來說減少了可讀性，降低了趣味性。
2.2 獨立學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)開展雙語教學(xué)的建議
（1）樹立雙語教學(xué)是一個系統(tǒng)工程的理念。雙語教學(xué)對于獨立學(xué)院的學(xué)生來說應(yīng)該是一個系統(tǒng)工程，期待一門課程就能掌握專業(yè)英語詞匯是不現(xiàn)實的。雙語言教學(xué)的課程體系要分階段實施：前期開設(shè)的課程第一階段主要采用“維持母語”模式和“雙語過渡”模式，以專業(yè)知識的理解為主，專業(yè)英語詞匯的積累為輔。第二階段課程可以在第一階段的基礎(chǔ)上，加大英語教學(xué)的比例在學(xué)生能夠基本通過英語四六級，掌握一定專業(yè)課程詞匯的基礎(chǔ)上，推行英語沉浸式教學(xué)法和案例教學(xué)法。
（2）培養(yǎng)學(xué)生興趣、加強學(xué)生學(xué)習(xí)能力，分流實現(xiàn)雙語教學(xué)目標。在開展雙語教學(xué)前，要提高學(xué)生的認識，在入學(xué)后的“專業(yè)導(dǎo)論”等課程中就要向?qū)W生介紹雙語教學(xué)在該專業(yè)中的重要性，對后續(xù)課程的作用等內(nèi)容。在雙語教學(xué)的過程中，適當降低教學(xué)的難度，不是一味灌輸英語詞匯，而是以專業(yè)知識的理解為重點，輔以英語專業(yè)詞匯的積累，逐步加強學(xué)生用專業(yè)英語表達的能力。此外，對部分學(xué)有余力的同學(xué)，應(yīng)該通過選修課或者分班教學(xué)的形式進行更高層次的雙語教學(xué)。在雙語教學(xué)課后，還應(yīng)通過開展英語角、英語競賽等活動，為學(xué)生創(chuàng)造英語學(xué)習(xí)的環(huán)境。
（3）加強教師隊伍建設(shè)，引進符合雙語教學(xué)目標的教師。教師隊伍的水平是直接決定雙語教學(xué)開展水平高低的關(guān)鍵性因素。因此，加強教師隊伍的培訓(xùn)，制定雙語教師的授課標準，引進有留學(xué)背景的教師，對于雙語教學(xué)的開展都是十分必要的，如雙語授課教師必須通過BEC、雅思等語言類考試，或是具有專業(yè)英語或海外留學(xué)的背景等方能進行雙語教學(xué)。
參考文獻
[1] 劉金平.國際貿(mào)易雙語教學(xué)中“五位一體”模式的思考[J].巢湖學(xué)院學(xué)報，2010（4）.
關(guān)鍵詞：水平固定管 單面焊雙面成型機理 焊接工藝
一、低碳鋼焊條電弧焊單面焊雙面成形
焊條電弧焊單面焊雙面成形廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道維修及其他重要焊接結(jié)構(gòu)中，是主要的單面焊雙面成形工藝方法。由于焊條電弧焊工藝靈活，適應(yīng)性強，設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本較低，不受環(huán)境、焊接位置等因素的限制，因而盡管工藝較為落后，但在生產(chǎn)和培訓(xùn)中仍被列為首位。
二、單面焊雙面成形機理
1.擊穿成形機理
在母材選用一定的坡口、間隙、鈍邊條件下，選擇合適的焊條角度，采用鋸齒形或月牙形運條方法，焊條均勻向前擺動，使坡口鈍邊處的母材金屬和填充金屬共同镕化形成熔池，從而形成背面焊道；或采用斷弧焊法打底焊，采用一點或兩點擊穿使母材坡口根部鈍邊金屬熔化形成熔池，從而形成背面焊道，這種成形機理稱為擊穿成形機理。
無論是連弧焊法還是斷弧焊法，在打底焊時擊穿成形機理的關(guān)鍵是熔孔效應(yīng)。在電弧高溫和吹力作用下，坡口根部部分金屬被熔化形成金屬熔池，在熔池前沿會產(chǎn)生一個略大于坡口裝配間隙的孔洞，稱為熔孔。液態(tài)金屬通過熔孔送向焊縫背面，使背面焊縫成形。同時，焊條藥皮熔化時所形成的熔渣和氣體可以對焊縫背面進行保護，背面焊道的質(zhì)量是由熔孔尺寸大小、形狀、移動均勻程度決定的。在不同的焊接位置觀察熔孔有所差別，在平焊時，由于熔渣的超前影響，熔孔不如其他焊接位置容易觀察到，但在實際中熔孔也是必須存在的。
2.滲透成形機理
滲透成形機理是：在坡口無間隙或間隙很小、鈍邊較厚的情況下，焊接時采用較小的焊接電流和較大的焊條傾角，焊接電弧沿焊縫方向在坡口根部做直線運行，熔化的液態(tài)金屬通過間隙滲透到焊縫背面，與坡口鈍邊形成緊密結(jié)合，使焊件背面形成焊縫。
滲透成形由于坡口間隙小、鈍邊厚，且焊接速度較快，因而不能形成均勻攪拌的熔池，熔池的快速冷卻使根部金屬難于良好熔合，易出現(xiàn)“虛焊”現(xiàn)象，焊縫力學(xué)性能很差，因此在單面焊雙面操作中很少采用。
三、單面焊雙面成形方法的應(yīng)用
按成形方法不同，焊條電弧焊單面焊雙面成形可分為斷弧焊法和連弧焊法兩種。對于薄板、帶障礙、間隙較大工藝條件下及使用酸性焊條焊接時，可使用斷弧焊法，以有效控制熔池溫度。在間隙或坡口角度很大的情況下，也能保證液態(tài)熔滴向熔池正常輸送，實現(xiàn)單面焊雙面成形。對于焊件厚度較大、間隙加減法上及坡口角度較小的工藝條件下及使用堿性焊條焊接時，可采用連弧焊法實現(xiàn)單面焊雙面成形。連弧焊法電弧穩(wěn)定，熱量集中，可通過較窄的間隙實現(xiàn)均勻操作，進行各種位置的單面焊雙面成形，且焊接缺陷少，特別適用于堿性焊條的焊接。
1.焊前準備
1.1試件加工
選用20#無縫鋼管，規(guī)格為Φ114Х6mm。將鋼管用氧-乙炔切成125mm長的管段，單面坡口角度為30度，如圖1-1。
1.2試件的清理
將管子的坡口里外邊緣20mm范圍內(nèi)清除鐵銹、油質(zhì)、氧化皮及其它污垢， 使之呈現(xiàn)出金屬光澤。如圖1-2。
1.3試件的裝配與定位焊
試件在裝配定位焊時，所使用的焊條和正式焊接時使用的焊條相同。定位焊共兩處，每處定位焊縫長約10mm，分布在鋼管10點鐘和2點鐘位置處。
定位焊除在管子坡口內(nèi)直接進行外，也可用連接板在坡口外進行裝配點固。試件裝配定位可采用下述三種形式中的任意一種，如圖1-3所示。
試件固定好后，將定位焊縫的兩端打磨成緩坡形。待正式焊接時，焊至定位焊處，只需將焊條稍向坡口內(nèi)給送，以較快的速度通過定位焊縫，過渡到前面的坡口處，繼續(xù)向前施焊。
無論采用哪種定位焊，都不允許在仰焊位置進行點固。
定為焊時，注意平焊部位的間隙要大于仰焊部位的間隙約0.5mm左右，以防止焊接時的收縮，造成平焊部位間隙變小而影響焊接。仰焊部位的間隙為2.0mm，平焊部位的間隙為2.5mm，試件裝配尺寸見圖1-4和表1-1。
1.4焊接材料和焊接電源
焊條選用E5015Φ2.5mm和Φ3.2mm兩種規(guī)格的。要求焊條不得受潮變質(zhì)，焊心無銹，藥皮不得開裂和脫落。用前烘至350-400℃，恒溫2h。電源采用直流反接。
2.焊接操作工藝
2.1焊接工藝參數(shù)
焊接工藝參數(shù)見表1-2，焊縫外觀尺寸要求表1-3，焊接分為三層三道，見圖1-5。
2.2焊接操作
2.2.1根部焊道
要求根部焊透，背面焊縫成形良好。
打底層焊縫的焊接，沿垂直中心線將管件分為兩半周，稱前半周和后半周，各分別進行焊接，仰焊—立焊—平焊。在焊接前半周焊縫時，在仰焊位置的起焊點和平焊位置的中焊點都必須超過試件的半周（超越中心線約5-10mm），如圖1-6所示，焊條角度如圖1-7所示。
2.2.1.1前半周從仰焊位置開始，在7點處引燃電弧后將焊條送到坡口根部的一側(cè)預(yù)熱施焊并形成局部焊縫，然后將焊條向另一側(cè)坡口進行搭焊，待連上后將焊條向上頂送，當坡口根部邊緣熔化形成熔孔后，壓低電弧作鋸齒形向上連續(xù)施焊。橫向擺動到坡口兩側(cè)時稍作停頓，以保證焊縫與母材根部熔合良好。
2.2.1.2焊接仰焊位置時，易產(chǎn)生內(nèi)凹、未焊透和夾渣等缺陷。因此焊接時焊條應(yīng)向上頂送至根部，盡量壓低電弧，使整個電弧在管內(nèi)燃燒，熔化坡口根部邊緣兩側(cè)形成熔孔。焊條橫向擺動幅度較小，向上運條速度要均勻，不宜過大，并且要隨時調(diào)整焊條角度熔孔大時，減小焊條角度，熔孔小時增大焊條角度，以防止熔池金屬下墜而造成焊縫背面產(chǎn)生內(nèi)凹和正面焊縫出現(xiàn)焊瘤。
2.2.1.3焊接立焊位置時，焊條向管件坡口內(nèi)的給送應(yīng)比仰焊淺些。電焊弧柱透過內(nèi)壁約1/2，熔化坡口根部邊緣兩側(cè)，橫向擺動的幅度比仰焊可稍大些。平焊位置焊條向試件坡口內(nèi)的給送應(yīng)比立焊更淺些，電焊弧柱透過內(nèi)壁約1/3，熔化坡口根部邊緣兩側(cè)，以防止背面焊縫過高和產(chǎn)生焊瘤、氣孔等缺陷。
2.2.1.4更換焊條進行焊縫中間接頭時，采用熱接法和冷接法均可。
熱接法更換條時要迅速，在熔池尚沒有完全冷卻，呈紅熱狀態(tài)時，在熔孔前方約10mm處引弧施焊，引燃電弧后，退至原弧坑處焊條稍做橫向擺動待添滿弧坑焊至熔孔時，將焊條向管件坡口內(nèi)壓，并稍做停頓，當聽到擊穿聲形成新熔孔時，焊條再進行橫向擺動向上正常施焊。采用冷接法，在接頭施焊前，先將收弧處打磨成緩坡，然后按熱接法的引弧位置、操作方法進行施焊。
2.2.1.5后半周焊縫下接頭樣仰焊位置的施焊：在后半周焊縫起焊處易產(chǎn)生的氣孔、未焊透等缺陷清除掉，然后打磨成緩坡。施焊時在前半周焊縫前約10mm處引弧，預(yù)熱、施焊，焊至緩坡末端時將焊條向上頂送，待聽到擊穿聲根部熔透形成熔孔時，即可正常運條向前施焊。其它位置焊法均同前半周。
2.2.1.6焊縫上接頭水平位置的施焊：在后半周焊縫施焊前，應(yīng)將前半周焊縫在水平位置的收弧處打磨成緩坡形，當后半周焊縫與前半周焊縫接頭封閉時，要將電弧稍向坡口內(nèi)壓送，并稍做停頓，待根部熔透超過前半周焊縫約10mm，填滿弧坑后在熄弧。
在整周焊縫焊接過程中，經(jīng)過正式定位焊縫時，只要將電弧稍向坡口內(nèi)壓送，以較快的速度通過定位焊縫，過渡到前方坡口處進行施焊即可。
2.2.2填充焊
要求坡口兩側(cè)熔合好，填充焊道表面平整。
2.2.2.1填充層施焊前應(yīng)將打底層的熔渣，飛濺清理干凈，并將焊縫接頭處的焊瘤等打磨平整，施焊時的焊條角度與打底層相同，采用鋸齒形運條方法，焊條擺動的幅度較打底層寬，電弧要控制短些，兩側(cè)稍做停頓穩(wěn)弧，但焊接時應(yīng)注意不能損壞坡口邊緣的棱邊。
2.2.2.2仰焊位運條速度要稍快，形成中間較薄的凹形焊縫。立焊位置運條采用上凸的月牙形擺動，防止焊縫下墜。平焊仍采用鋸齒形運條，使填充焊道表面平整或稍凸起。
2.2.2.3填充層焊完后的焊道，應(yīng)比坡口邊緣稍低1～1.5mm，保持坡口邊緣的原始狀態(tài)，以便在蓋面層施焊時能看清楚坡口邊緣，以保證蓋面層焊縫的齊、直。
2.2.2.4填充層焊縫中間接頭，更換焊條要迅速，在弧坑上方約10mm處引弧，然后把焊條拉至弧坑處，按弧坑的形狀將它添滿，然后正常焊接。進行中間焊縫接頭時，切不可直接在焊縫接頭處直接引弧施焊，這樣易使焊條端部的焊心在引弧時，因無藥皮的保護而產(chǎn)生的密集氣孔留在焊縫中，而影響焊縫的質(zhì)量。
2.2.3蓋面焊
要求保證焊縫尺寸，外形美觀、熔合好、無缺陷。
蓋面層施焊前應(yīng)將填充層的熔渣和飛濺清除干凈。清除后施焊時的焊條角度與運條方法均同填充焊，但焊條水平橫向擺動的幅度應(yīng)比填充焊更寬，當擺至坡口兩側(cè)時，電弧應(yīng)進一步縮短，并要稍做停頓以避免咬邊。從一側(cè)擺至另一側(cè)時應(yīng)稍快一些，以防止熔池金屬下墜而產(chǎn)生焊瘤。
處理好蓋面層焊縫中間接頭是焊好蓋面層焊縫的重要一環(huán)。當接頭位置偏下時，接頭處過高；偏上時，則造成焊縫脫節(jié)。焊縫接頭方法如填充層。
四、結(jié)論
通過大量的焊接施工，證明了該工藝具有可行性，既提高了生產(chǎn)效率，又得到良好的焊接質(zhì)量。
參考文獻
