DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 6. 总结 本文在学习配送中心与选址问题的基本理论、模拟植物生长算法及其应用等研究的基础上，深入分析了S公司配送中心的选址问题，建立了相应的选址模型，并确立了影响S公司配送中心选址的相关因素以及计算各因素权重的方法，并在分析问题后利用改进后的模拟植物生长算法对所建模型进行求解。最后，带入目标服务城市的实际指标数据进行案例计算与分析，得出在区域内建立配送中心选址的理想坐标方位及布局。具体来讲，本文主要做了如下工作： 1) 本文在分析研究问题后引出了S公司配送中心选址的韦伯型多设施问题，并根据实际运用考虑，在选址模型中加入了配送中心之间的“排斥”作用，区别于传统的韦伯型连续选址模型。 2) 本文为求解构建的S公司配送中心选址模型，建立了相应的评价指标体系，且为了保证赋权的公正客观，使用了一种组合赋权法；并完成华东地区各目标坐标点的坐标转换，将选址问题与GIS学相结合。 3) 根据模拟植物生长算法存在的不足之处提出改进方案：利用有限元思想直接设定初始生长点与改变新枝生长角度，并通过算例验证了改进后算法的有效性。
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user: 摘 要 净水渔业生态修复主要是利用水生生物的吸收、代谢功能将水体有害物质转化迁移出水体，达到改善水质的目的，是环保型、低成本、高效益的水质保护处理技术手段。本研究以哈尔滨市后备水源地西泉眼水库为研究基地进行了净水渔业生态修复保护水质研究。通过发展净水渔业，哈尔滨市西泉眼水源地在2010~2013年的四年内共清除氮肥42，600 t，磷肥29，820 t，吸收二氧化碳145，550 t。有机污染物清除后，水库水质改善效果明显，2010年水库水体氨氮、总磷和总氮含量相比2009年分别下降了42.1%、42.3%和36.2%。净水渔业在消除有机污染的同时，碳汇效果也十分明显，可起到缓解温室效应的作用。 关键词 :净水渔业，水源地，水质，生态修复 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着人口增长和工农业生产的迅猛发展，我国水环境开始不断恶化，其中局部河流和湖泊的水质受到严重污染。水源地污染引起的社会问题相当突出，饮用水水源地保护问题已成为关系国计民生的重大问题。 生活污水、工业废水的大量排放，农药、化肥的大量使用等等，都对水源地水质保护构成严重威胁。水源地集雨面积一般高达几百甚至上千平方公里，一级保护区一般只能限定在几十平方公里内，鉴于我国目前国情，即使是在一级保护区内也很难做到完全消除面源污染。对一级保护区以外的几百乃至几千平方公里范围内的点源污染和面源污染治理，基本上是无能为力。 目前，河流和湖泊污染的程度不断加重，富营养化程度越来越高，饮用水安全受到极大威胁。在我国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中，依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：I类主要适用于源头水、国家自然保护区；II类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；III类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域；劣V类水，污染程度已超过V类的水。根据《中国环境状况公报》，我国重点湖泊(水库)的I类水体由2009年的0%上升到2017年的5.4%，II类水体由3.8%上升到24.1%，III类水体由19.2%上升到33%，但是2017年IV类水体仍占19.6%，V类和劣V类水体仍占17.8%，见图1。 保护水源地，如果采用物理和化学方法控制富营养化会对水体产生污染，而采用生物方法控制富营养化是极为有效的，同时可以带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。如果饮用水水源水质较差或污染较为严重，则自来水厂后期的处理会加大化学药品的使用剂量，势必造成饮用水的二次污染或产生较大的副作用。所以，除利用法律和行政手段尽量消除水源地一级保护区内点源和面源污染，作为第一道水质保护屏障外，还应该利用先进的技术手段，设置一系列后续保护屏障，即利用净水渔业对水质进行生态修复，在饮用水水质基本合格后，再输送到自来水厂进行必要的处理，实现对饮用水的高标准要求。 图1. 2009~2017年各类水体变化情况 净水渔业生态修复主要是利用水生生物的吸收、代谢功能将水体有害物质转化迁移出水体，达到改善水质的目的，是环保型、低成本、高效益的水质保护处理技术手段，符合循环经济学的理论要求。 本研究以哈尔滨市后备水源地西泉眼水库为研究基地进行了净水渔业生态修复保护水质研究。西泉眼水库是哈尔滨市的第二大饮用水水源地，肩负全市人民的饮水安全，保护西泉眼水库具有重要的意义。
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user: 2. 研究基地概况 2.1. 地理位置 西泉眼水库坐落于哈尔滨市阿城区平山镇境内，位于松花江南岸一级支流阿什河上游，地理坐标为东经127˚22'至127˚31'，北纬45˚04'至45˚33'之间。西泉眼水库地处阿城、尚志、五常三市(区)交界处，距离哈尔滨市112公里。阿什河发源于尚志市帽儿山，流经尚志市、阿城市、五常市、哈尔滨市，于哈尔滨市水泥厂附近汇入松花江，流域面积1151 km 2 。西泉眼水库控制流域面积占全流域面积的32%。 2.2. 自然地理环境 西泉眼水库所处区域属于温带大陆性气候。春季风大少雨干旱，夏季湿热多雨，秋季冷凉早霜，冬季漫长寒冷。全年无霜期120 d~140 d，年平均气温3.4℃，年日照时数2400 h~2700 h，有效积温2500℃~2800℃。年平均降雨量为565 mm，坝址以上多年平均降雨量为690 mm。6~9月份降水占全年降水量的70%，流域内径流丰枯变化主要受降雨量的影响，夏季降雨量较丰富，冬季枯水。11月初开始冰冻，冰厚0.7 m~1 m，4月上旬解冻。 2.3. 工程概况 西泉眼水库工程是以防洪、灌溉为主，兼顾除涝、养鱼、发电、旅游、城市供水等综合利用的水利枢纽工程。国家计委于1991年2月将西泉眼水库项目正式批准立项，1996年10月主体工程竣工，2000年10月通过验收。西泉眼水库是阿什河流域的第一个控制性工程，为大(II)型水库，库容量为4.78 × 10 9 m 3 ，正常蓄水位高程为209.9 m。底质为壤土、砂壤土、草甸土和淋溶腐殖土。属丘陵型水库。水库左岸多为耕地和山林，右岸除局部为缓坡沟谷外，多为陡峭的山体，植被茂盛。西泉眼水库建成后淹没了大量农田、耕地、林地和沼泽，大量有机质溶解进入水体。
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user: 4. 净水渔业修复水源地技术路线 内陆水体生态系统是地球生态系统的重要类型。是流域产生的溶解有机物、颗粒有机物的最终汇集场所，也是大气CO 2 的重要交换场所。水库对整个流域汇水，更汇集了来自于大气、点源排放、地表径流和地下渗透水中的所有无机与有机化合物和生物残体，由于其有限的面积和交换能力，浓缩和沉积了丰富的信息和物质，已成为环境变化的载体。 Table 8 Water quality of Xiquanyan reservoir in past years (Unit: Multiplication of over class II water quality 年度 总磷 总氮 水质级别 2000 0.88~2.88 0.08~2.68 III~IV 2001 0.52~46.2 0.5~3.88 III~IV 2002 1.88~5.8 0.06~9.74 III~IV 2003 0.8~4.4 0.69~1.22 III~IV 2004 1.6~1.68 0.89~2.96 III~IV 2005 0.68~2.36 0.56~0.72 III~IV 表8. 西泉眼水库历年水质状况(单位：超II类水质倍数) 数据来源：哈尔滨市环境监测中心站。 在太阳能的驱动下，水体有机物参与了整个生物链的运转，成为水生生态系统最重要的影响因素，利用有机物在复杂的水生态系统生物链中的传递过程，通过有目的地操纵水生生物群落结构，人工干预水生态系统物质循环，将有机污染物源源不断地清除出水体，达到净化水质的目的。 水生态系统中可以净化水质的水生生物群落主要有：浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生高等植物和鱼类。净水渔业主要是利用物质在水生态系统生物链中的传递过程达到去除污染物、修复水质的目标，见图2。 图2. 净水渔业修复水质技术路线
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user: 6. 研究结果 6.1. 净水渔业清除氮磷元素效果 通过鲢鱼、鳙鱼对浮游生物的消耗及浮游生物中N、P含量计算得出，在2010年，西泉眼水库共捕捞鲢鱼3.5 × 10 5 kg，鳙鱼共捕捞1.5 × 10 5 kg，共移出浮游植物1.2 × 10 7 kg，氮元素6.42 × 10 5 kg，相当于6 × 10 6 kg的尿素。磷元素9.37 × 10 4 kg，相当于4.2 × 10 6 kg的过磷酸钙。同时，净水渔业碳汇效果也十分显著，随鲢鱼、鳙鱼也移出6.42 × 10 5 kg的碳元素，相当于吸收固定大气中2.05 × 10 7 kg的CO 2 。 6.2. 净水渔业改善水质效果 有机污染物清除后，水库水质改善效果明显，根据哈尔滨环境监测站监测显示，2010年水库水体氨氮、总磷和总氮含量相比2009年分别下降了42.1%、42.3%和36.2%。
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user: 7. 结论 研究表明西泉眼水库主要是有机污染，通过不断提高滤食性鱼类产量，可以清除大量有机污染。西泉眼水库外源性污染主要是农田面源污染，其次是帽儿山钢铁厂的点源污染。按总氮、总磷折算，西泉眼水库外源性污染年入库相当于过磷酸钙磷肥717 t，尿素氮肥3224 t，净水渔业可以完全消除西泉眼水库的外源性有机污染。 2010年项目研究期间，西泉眼水库共捕捞滤食性鱼类50万kg，相当于每年清除流域内面源污染的氮肥6000 t，磷肥4200 t，从大气中吸收二氧化碳20，500 t。 此后水库不断提高鱼类产量，有机污染去除效果十分明显。2011年滤食性鱼类产量提高到85万kg，相当于清除氮肥10，200 t，磷肥7140 t，吸收二氧化碳34，850 t；2012年滤食性鱼类产量提高到90万kg，相当于清除氮肥10，800 t，磷肥7560 t，吸收二氧化碳36，900 t；2013年滤食性鱼类产量提高到130万kg，相当于清除氮肥15，600 t，磷肥10，920 t，吸收二氧化碳53，300 t。哈尔滨市西泉眼水源地在2010~2013年的四年内共清除氮肥42，600 t，磷肥29，820 t，吸收二氧化碳145，550 t。 净水渔业在消除有机污染的同时，碳汇效果也十分明显，可起到缓解温室效应的作用。
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user: 摘 要 目的：探讨白内障患者超声乳化人工晶体植入术对角膜内皮细胞损伤的危险因素。方法：回顾性分析我院眼科2018年1月~2018年12月行超声乳化白内障摘除人工晶状体植入术的216例患者(278只眼)。观察其术前和术后1 wk、1 mo、2 mo、3 mo角膜内皮细胞密度、六角形细胞百分比，并应用多元Logistic回归分析角膜内皮细胞损伤的危险因素。结果：术后1 wk、1 mo、2 mo、3 mo角膜内皮细胞密度及六角形内皮细胞百分比均明显低于术前，差异有统计学意义(P < 0.05)。采用非条件Logistic逐步回归分析显示，年龄、浅前房、短眼轴、超声时间长、超声能量高、累积释放能高、大量的灌注液及核硬度与角膜内皮细胞损伤有关，差异均有统计学意义(P < 0.05)。其中核硬度、年龄、超声能量高、超声时间长、累积释放能量是角膜内皮细胞损伤的危险因素(P < 0.01)。结论：白内障患者术后角膜内皮细胞密度及六角形内皮细胞百分比均明显低于术前，超声乳化人工晶体植入术对角膜内皮细胞有损伤。核硬度高、年龄大、超声能量高、超声时间长、累积释放能量是白内障超声乳化人工晶体植入术角膜内皮细胞损伤的主要危险因素。 关键词 :白内障，超声乳化术，人工晶体，角膜内皮细胞损伤，危险因素 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 白内障在我国是首要致盲原因，目前尚无有效药物治疗，手术是唯一有效的解决方式。超声乳化术是临床应用最广泛和最先进的一种术式，具有切口小、不用缝合、术后散光小、视力复快等优势 [ 1 ] ，但手术并发症严重影响患者术后视力的改善，其中最常见的是角膜内皮细胞的损伤，出现角膜水肿、混浊，甚至可能导致角膜内皮功能失代偿，大泡性角膜病变，严重影响患者视力的恢复 [ 2 ]。越来越多的研究表明核硬度、年龄、超声能量、超声时间、累积释放能量等多种因素均会对角膜内皮细胞产生影响。为了探讨超声乳化人工晶体植入术对角膜内皮细胞损伤的因素，我院进行了观察分析，现汇报如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 选取2018年1月~2018年12月在本院行白内障超声乳化术的216例患者(278眼)进行回顾性分析。其中男106例(132只眼)，女110例(146只眼)，年龄62~81(平均71. 6 ± 9.5)岁。 2.1.1. 纳入标准 1) 均符合《白内障诊疗指南》中白内障诊断标准；2) 所有患者均签订知情同意书并愿意接受术后随访观察；3) 手术均由同一医师实施； 2.1.2. 排除标准 1) 排除合并青光眼、葡萄膜炎、眼外伤、Fuchs角膜内皮营养不良、糖尿病等影响角膜内皮细胞疾病者；2) 排除不愿意接受观察随访的患者。3) 角膜混浊，顽固性浅前房，瞳孔强直等。 2.2. 仪器与设备 日本产日本高木精工手术显微镜，美国爱尔康公司生产Laureat超声乳化仪。设定能量30%~50%，爆破模式，流量30 ml/min，负压400~450 mmHg。日本全自动非接触式眼压计，其胜医用透明质酸钠凝胶，美国优视人工晶体。 2.3. 方法 2.3.1. 手术方法 所有手术由同一资深熟练医师完成，术前复方托吡卡胺充分散瞳，4 g/L盐酸奥布卡因眼液表面麻醉，消毒、包头、铺眼科巾，开睑器开睑，使用0.5 g/L碘伏冲洗结膜囊，于角膜缘10点钟位作2.8 mm透明切口，于角膜缘2点钟位作1 mm辅助切口，前房内注入透明质酸钠黏弹剂，连续环形撕囊直径约5.5 mm，水分离水分层，利用拦截劈核法囊袋内超声乳化将核吸出，I/A吸除皮质，后囊膜抛光，囊袋内注入黏弹剂，植入折叠式人工晶体，最后吸净黏弹剂，水密闭合切口，术毕涂典必殊眼膏，单眼包扎 [ 3 ] [ 4 ]。 2.3.2. 观察方法及指标 使用非接触式角膜内皮显微镜(日本)以及相配套的计算机图像处理系统Imagenet-2000对所有患者分别于术前、术后1 wk；1 mo、2 mo、3 mo，检查角膜中央区角膜内皮细胞。具体方法：嘱受检者头部放置托架上，注视角膜内皮镜镜头内的指示光点，每眼连续拍照3次，取中央区角膜内皮细胞，选1张最清晰照片输入计算机图像分析系统。选取最清晰的150个连续的内皮细胞，利用计算机自带软件计算六角形细胞比率、内皮细胞密度(cell density， CD)。 2.3.3. 统计学处理 采用SPSS19.0软件进行统计分析，相关性分析采用非条件Logistic多元回归分析，计数资料进行卡方c 2 检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 术前术后内皮细胞形态的比较 所有患者术后与术前相比，各时间段平均角膜内皮细胞密度减少(CD)、六边形细胞比率减小，差异均具有统计学意义(P < 0.05)，见表1。 Table 1 Average corneal endothelial count， hexagonal cell ratio (%)and statistical probability in each perio 术前 术后 P 1 w 1 mo 2 mo 3 mo CD 2613.6 ± 472.7 2325.3 ± 344.8 2213.9 ± 333.8 2112.7 ± 322.6 2011.3 ± 303.6 0.02 六边形比率(%) 53.18 ± 14.02 44.16 ± 18.15 43.17 ± 19.16 42.06 ± 22.31 40.12 ± 16.35 0.01 表1. 各时间段平均角膜内皮计数及六边形细胞比率(%) 及统计概率 ※比较术前和术后各时间段角膜内皮计数及六边形细胞比率，(P < 0.05)。 3.2. 影响角膜内皮细胞损伤因素 年龄、性别、前房深度、眼轴长度、超声时间、超声能量、累积释放能量、液流量、核硬度可疑危险因素，以平均丢失率10%为界值，将278只眼分为两组，其中角膜内皮细胞损伤较大(丢失率大于10%)的有132例，损伤较小(丢失率小于或等于10%)的有146例。以是否发生角膜内皮细胞减少10%为因变量，年龄、性别、前房深度、眼轴长度、超声时间、超声能量、累积释放能量、液流量、核硬度可疑危险因素作为自变量，进行变量赋值，见表2。将各变量分别引入非条件Logistic回归模型进行分析，结果显示：年龄、核硬度、前房深度、超声能量、超声乳化时间、累积释放能量对角膜内皮损伤有显著影响(P < 0.01)，见表3。 Table 2 Variable code and assignment method of logistic analysis for risk factors of corneal endothelial cell injur 变量名 因素 赋值说明 X1 年龄 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X2 性别 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X3 前房深度 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X4 眼轴长度 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X5 超声乳化时间 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X6 超声能量 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X7 液流量 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X8 核硬度 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 X9 累积释放能量 术后减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 Y 内皮细胞减少 减少 ≤ 12%者 = 0，减少 > 10%者 = 1 表2. 角膜内皮细胞损伤的危险因素Logistic分析的变量代号及赋值方法 Table 3 Logistic analysis of risk factors for endothelial cell reduction after surger 变量 b S b Waldc 2 P OR 年龄 3.597 0.573 50.381 0.001 341.827 性别 0.428 0.359 13.026 0.721 15.081 前房深度 −1.735 0.437 41.324 0.028 83.123 眼轴长度 0.594 0.352 35.913 0.055 22.317 超声乳化时间 3.762 0.461 101.875 0.001 261.573 超声能量 5.229 0.658 121.479 0.001 328.465 液流量 1.267 0.365 15.521 0.064 22.932 核硬度 6.197 0.776 137.478 0.001 442.791 累积释放能量 4.865 0.663 94.371 0.001 426.218 内皮细胞减少 −3.139 0.482 39.582 0.000 0.049 表3. 术后内皮细胞减少危险因素Logistic分析 ※核硬度、超声能量、超声乳化时间、年龄、累积释放能量(P < 0.01)。
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user: 4. 结论 本研究比较了所有患者白内障超声乳化人工晶体植入手术前后1 wk、1 mo、2 mo、3 mo的角膜内皮细胞密度及六角形内皮细胞百分比均下降，差异有统计学意义(P < 0.05)，得出角膜内皮细胞丢失率为10%。目前认为，超声乳化人工晶体植入术不可避免地造成内皮细胞的减少，细胞密度的下降，术后由于角膜内皮细胞形状的改变导致正常六边形细胞的减少。 本研究采用多元Logistic回归分析，超声乳化人工晶体植入术后角膜内皮细胞减少与年龄、浅前房、短眼轴、超声时间长、超声能量高、累积释放能高、大量的灌注液及核硬度8个因素相关，与性别无关。经多因素回归分析，结果显示：年龄、核硬度、前房深度、超声能量、超声乳化时间、累积释放能量对角膜内皮细胞减少有显著影响(P < 0.01)。研究发现，角膜内皮细胞主要由神经外胚叶发育而来，随着年龄增高，角膜内皮细胞密度减少，六角形细胞百分比降低，手术对高龄白内障患者角膜内皮细胞损伤越严重，也可能与年龄的增长，角膜内皮细胞的功能下降导致其对损伤更为敏感有关 [ 5 ]。晶状体核硬度是决定超声乳化能量大小与手术时间长短的主要因素。核硬度越大、超声乳化时间越长，对角膜内皮损伤越严重。超声波对角膜内皮的损伤和角膜水肿的程度，与手术中所用的累积释放能量大小成正比。累积释放能量与晶状体核硬度、超声时间成正相关，晶状体核越硬，超声时间越长则术中累积释放能量越大 [ 6 ] [ 7 ]。因此，尽量避免过硬晶状体核进行超乳，是减少术中累积释放能量的根本。 超乳头与角膜之间的距离与角膜内皮细胞损伤程度有正相关性 [ 8 ] [ 9 ] ，浅前房和短眼轴患者术中超乳头与角膜之间的距离较近，容易损伤角膜内皮，所以术中保持前房稳定和深度，超乳头与角膜有足够的距离，可减少超声波对角膜内皮细胞的损伤。另外灌注的液流量过大、灌注时间过长或灌注冲洗时眼内压过高等均可引起角膜内皮细胞损伤。 减少白内障超声乳化人工晶体植入术中角膜内皮细胞的损伤，术前综合评估尤为重要。术前常规行角膜内皮计检查角膜内皮细胞，对内皮细胞密度进行分析，针对核硬度大(IV、V级)，角膜内皮细胞计数低(<1000个/mm 2 )的白内障患者慎重选择手术方式。若选用超声乳化手术则手术者要具有丰富的手术经验和高超的技巧，在术中及术后采取相应措施避免引起角膜内皮细胞的损伤，尽可能减少角膜内皮细胞的损伤。 手术操作中超乳头尽量远离角膜内皮，斜面向下使溢出的能量远离角膜内皮。对于角膜内皮细胞密度偏低的患者，术中应降低灌注瓶高度和灌注速度，尽量减少高灌注及核碎片对角膜内皮细胞的损伤。针对不同的晶状体核硬度调整超声能量，对于过硬(V级)晶状体核尽量避免行超声乳化，可采用ECCE手术。术中采用拦截劈核、周边放射状劈核等机械碎核方法和使用微脉冲、扭转摆动能量输出模式可减少累积释放能量，进而减少角膜内皮损伤。术中使用软壳技术可有效保护角膜内皮，提高手术的安全性。 综上所述，白内障超声乳化人工晶体植入手术对角膜内皮细胞的损伤是多种因素同时作用的结果，其中年龄、核硬度、前房深度、超声能量、超声乳化时间、累积释放能量是角膜内皮细胞损伤的主要危险因素。减少白内障超声乳化手术对角膜内皮细胞损伤，需要从多方面加以注意。手术医师要熟练掌握手术操作技巧，术前必须综合评估患者角膜内皮细胞的功能，正确选择手术方式。同时加强白内障超声乳化人工晶体植入术中对角膜内皮细胞的保护措施，才能最大限度地减少角膜内皮细胞的损伤。
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user: 摘 要 本文利用气候变化分析、M-K突变检验和小波分析等方法，分析了邵阳县近59年来的气温变化特征。结果表明：邵阳县近59 a的气温变化主要是冷–暖的大趋势。在20世纪60年代至80年代，这种趋势持续下降，90年代气温在平均气候附近波动，在21世纪开始升高。7月至9月的气温呈下降趋势，而上升趋势在2月和4月最为显著，其次是3月和5月，增幅0.15℃/10a，它们对全年气温的上升影响最大。年平均最高气温和最低气温也在升高，最高气温的升高比最低气温更明显。通过M-K突变检验得出结果：邵阳县气温突变点出现在2003年，并通过0.001置信度检验。邵阳县年平均气温波动约为4 a。此外，准15 a的周期性变化发生在1960年至1990年之间，并且在1990年至2018年期间发生了9 a的周期变化。 关键词 :气温，气候分析，突变，周期 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 如今，IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)于2018年10月8日在韩国仁川举行会议。会上，审议通过了《全球升温1.5℃特别报告》 [ 1 ] 。据报道，根据目前的温室气体状况，地球将在2030年达到这一水平。如今，与工业化前水平相比，全球气温上升了约1℃。近年来，全球气候变暖已经成为当今许多学者的热门话题 [ 2 ] - [ 7 ] 。许多科学家使用不同的研究方法来分析不同观测值的气温变化的特征和影响因素 [ 8 ] - [ 14 ] 。根据林学椿等研究，中国的年平均气温上升了0.04℃/10a [ 15 ] 。中国科学家的研究结果表明，近百年来中国的气温变化与全球变暖相似，而地域差异较大 [ 16 ] - [ 20 ] 。南方变暖程度低于北方，而季节性差异主要体现在冬季明显的变暖。全球变暖可能会导致局地的极端天气和气候事件，如高温和干旱。因此，有必要研究局部区域气温变化的特性。为了解邵阳县气候变化规律，本文运用气候统计诊断方法，用于分析邵阳县气温变化特征。
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user: 2. 资料及方法 2.1. 资料来源 选取1960~2018年邵阳县国家基准气候站的逐月平均气温进行年际、年代际、季际的统计分析。根据月平均气温，形成春、夏、秋、冬数据序列，进行距平处理，得到年度和季节距平序列。四季分为冬季(上年12月至2月)、春季(3至5月)、夏季(6至8月)、秋季(9至11月)。距平基于1960~2018年59年的标准值为基础。 2.2. 分析方法 计算年平均气温和月平均气温以及平均最高、最低气温距平，分析时间曲线；另外，分析了月平均气温距平的累积曲线。并对气温资料序列用线性函数 T = a t + b 拟合( t = 1 ， 2 ， n )，按最小二乘法估计气候变化趋势，用相关系数做置信检验。Manne-Kendall方法用于分析近59 a的年平均气温的突变。Molet小波分析方法对年平均气温的周期变化进行分析。
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user: 3. 分析与结论 3.1. 平均气温的年际变化特征 从年平均气温距平时间变化曲线(见图1)可以初步得出结果：近59 a，邵阳县的平均气温处于缓慢上升中，并以0.1℃/10a的速度上升。相关系数通过0.05的置信区间检验，揭示出气温的显著上升趋势。它可以大致地反应低、波动、高的三阶段演变。1960~1989年大部分处于负距平下，是较长持续时间的偏冷期，期间1984年的负距平达到了−1.0℃，为历年最大的负距平；1990~2005年在正负距平间以每一到两年的变化来回摆动，期间1998年的正距平达到0.9℃，为历年最大的正距平；而进入2006年以后气温偏高开始显著，虽然2011~2012年处于负距平下，但很快又回到正距平上，且历年次高的正距平0.8℃仅接着出现在2013年，是持续时间较长的暖期。 图1. 年平均气温距平时间变化曲线 近59年来，邵阳县存在着由冷到暖的气候波动，距平 < 0℃的年份有32年，最大负距平的绝对值大于最大正距平。自2006年以来，近年的温度升高非常显著，年平均气温异常偏高的频率显著增加。廖春花等 [ 21 ] 认为，长沙在20世纪90年代末已进入快速城市化阶段，长沙变暖可能追溯到城市的影响。相较省会长沙而言，邵阳县的城镇化建设在进入21世纪才开始起步，邵阳国家基准气候站所处的测站周边的城镇建设也才逐步开始，城市效应也较长沙慢将近10年。 本文分析了月平均气温的累积距平(图2)，可以看出，近57 a邵阳县气温有所下降，然后增加，冷-暖波动的特征表现得更明显。20世纪60年代初期气温的上升时间很短；从20世纪60年代中期至90年代中期，有一段持续降温的时期，从20世纪90年代中期至2018年，经历了一段持续变暖的时期。降温期明显长于升温期，因而升温比降温更快，这进一步表明近10年来气温升温显著。 3.2. 年代变化特征 为了解各年代的气温变化，本文将每10 a划为一个年代，具体为：1960~1969 a、1970~1979 a、1980~1989 a、1990~1999 a、2000~2009 a、2010~2018 a。表2列出了邵阳县年平均气温的各年代距平值和对应频次的出现次数。 从表1可以看出，气温在20世纪60~80年代持续下降。特别是80年代平均气温偏低0.31℃，偏高频次仅为2年。90年代的气温在气候平均值附近波动。气温在21世纪开始上升，气温的偏高频次上升而偏低频次下降。 图2. 月平均气温距平累加图 Table 1 Anomalies and high (positive anomalies) and low (negative anomalies) frequency of annual average temperatures in various year 起止年 1960~1969 1970~1979 1980~1989 1990~1999 2000~2009 2010~2018 平均距平/℃ −0.10 −0.22 −0.31 0.04 0.12 0.31 偏高频次 3 3 2 5 7 7 偏低频次 7 7 8 5 3 2 表1. 各年代年平均气温的距平及偏高(正距平)、偏低(负距平)频次 3.3. 平均最高、最低气温的变化特征 在过去的59 a中，邵阳县的年平均最高气温和最低气温呈缓慢上升趋势(见图3)，并且都通过了0.001置信度的极显著性检验。平均最高气温上升率为0.17℃/10a，上升趋势更明显；平均最低气温的上升速度稍慢，0.11℃/10a。这表明白天和夜间的气温变化是不对称性的，并且显示出日较差变大的趋势。 图3. 年平均最高、最低气温距平时间变化曲线 3.4. 月变化特征 本文拟合气温数据序列的线性函数 T = a t + b ， ( t = 1 ， 2 ， n ) ，通过最小二乘法估计气候变化趋势，a是趋势项，并使用相关系数进一步作置信检验。从表2中给出的趋势率a和平均温度的相关系数r分析来看，2月份的气温上升最快，为0.34℃/10a，其次是4月份以0.033℃/10a；而后依次是3、5、11、10、1、6、12月；7月、8月和9月的气温趋势为负，表明7月至9月气温是呈下降的趋势，且8月气温以0.10℃/10a的速率下降的。廖春花等人的研究 [ 21 ] 表明，长沙的气温上升、下降速度最显著的月份与邵阳县是一致的。 Table 2 Estimation of linear trend of average temperatur 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 a 0.07 0.34 0.20 0.33 0.17 0.05 −0.04 −0.10 −0.05 0.11 0.12 0.04 r 0.077 0.266 * 0.219 0.431 ** 0.252 * 0.109 −0.072 −0.167 −0.074 0.185 0.164 0.056 表2. 各月平均气温的线性倾向估计 注： * 表示通过信度为0.05的显著性检验， ** 表示通过信度为0.01的显著性检验，a为倾向率(℃/10a)，r为相关系数。 3.5. 气候突变特征 通过参考由魏凤英编著的《现代气候统计诊断与预测技术》 [ 22 ] ，使用Mann-Kendall (曼·肯德尔)方法对检验了1960年至2018年邵阳县的气温。从图4中UF曲线可见，年平均气温在20世纪90年代中期之前呈下降趋势，并在20世纪90年代中后期开始上升(这与前面的结论一致)。UF曲线在2004年突破了+1.96信度线，表明2004年起增暖显著，同时UF和UB曲线在±1.96置信区间相交，证实邵阳县的年平均气温突变点出现在2003年，均通过了0.001的极显著置信检验，与湖南省气候变化突变点基本一致 [ 19 ] 。 图4. 年平均气温的M-K 方法的气候突变检验 3.6. 周期分析 为了更好地研究时间序列问题，清楚地揭示时间序列中隐藏的各种变化周期，充分反映系统在不同时间尺度上的变化趋势。在20世纪80年代早期，Morlet提出了一种具有时–频和多分辨率的小波分析。本文对1960~2018年邵阳县年平均气温的距平值进一步做Morlet连续小波变换，能更清晰的反映邵阳县气温的周期变化特征。在平均气温距平值的小波变换中，正值越大表示气温越高，负值越大表示气温越低。 通过小波分析(见图5)可以看出，1960~2018年邵阳县年平均气温波动约为4 a。此外，准15a的周期性变化发生在1960年至1990年之间，并且在1990年至2018年期间发生了9 a的周期变化。
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user: 4. 结论 通过分析邵阳县1960~2018年的年平均气温、平均最高气温、平均最低气温和月平均气温，分析气温突变和变化周期，得出以下结论： 图5. 年平均气温小波标准化功率谱 ① 近59 a年来邵阳县气温的气温变化趋势主要是冷–暖的整体趋势。20世纪60~80年代气温持续下降，90年代持平，21世纪维持增幅。 ② 7至9月期间气温维持下降趋势，而其他月份都是升温。其中，上升趋势在2月和4月最为显著，其次是3月和5月，增幅0.15℃/10a，它们对全年气温的上升影响最大。 ③ 年平均最高气温和最低气温也在升高，最高气温的升高趋势较最低气温更明显。 ④ 通过M-K突变检验得出结果：邵阳县气温突变点出现在2003年，并通过了0.001置信度检验。 ⑤ 1960~2018年邵阳县年平均气温波动约为4 a。此外，准15 a的周期性变化发生在1960年至1990年之间，并且在1990年至2018年期间发生了9 a的周期变化。
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user: 摘 要 利用天津市生态环境监测中心2018年1月~3月期间的黑碳、颗粒物和气象因素观测数据，探究天津市冬季黑碳气溶胶浓度的变化趋势及其污染特征。结果表明，观测期间，黑碳气溶胶浓度均值为2.92 μg/m 3 ，占PM10质量浓度的3.04%，其吸收消光占气溶胶总体消光的15.3%。受人类活动和气象条件影响，黑碳气溶胶浓度日变化呈双峰型，8:00达到峰值，14:00~16:00最小，22:00达到一天中最大值。黑碳气溶胶浓度随风速升高呈下降趋势，当风速大于4 m/s时，黑碳气溶胶浓度较低。西风、西南风及西北风对天津城区黑碳气溶胶输送作用明显，易出现大于10 μg/m 3 的高黑碳气溶胶事件。 关键词 :黑碳气溶胶，吸收特性，颗粒物相关性，天津 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 黑碳气溶胶(BC)是大气气溶胶的重要组成部分，是由生物质燃料和化石燃料的不完全燃烧产生，其中生物质燃料燃烧主要来自于森林火灾、秸秆焚烧等，而化石燃料燃烧主要包括燃煤和石油燃烧等 [ 1 ] [ 2 ] 。其对太阳辐射吸收作用较为强烈，是大气中首要的吸收性气溶胶成分，具有直接和间接的气候效应；由于黑碳气溶胶表面可以吸附有毒、有害物质，对人类健康造成了威胁 [ 3 ] ；黑碳气溶胶也是大气中非均相反应和气粒转化过程中重要的载体和催化剂，对大气化学过程产生积极影响 [ 4 ] 。在20世纪80年代末，全球大气监测网(GAW)已将黑碳气溶胶作为一个重要的气溶胶观测项目，我国相关的研究工作开展较晚，到20世纪90年代，才开始在临安 [ 5 ] 、拉萨、北京 [ 6 ] 、瓦里关 [ 7 ] 、南京 [ 8 ] 等地尝试系统的黑碳气溶胶观测。 本研究通过对2018年1月~3月天津市黑碳气溶胶监测数据进行系统分析，从与颗粒物相关性、气象条件及污染气团后向轨迹等多个方面探究天津市黑碳气溶胶污染特征，旨在为开展城市和区域气溶胶特征研究奠定基础，并积累相关科学数据。
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user: 2. 资料和方法 天津市位于东经116˚43'~118˚04'、北纬38˚34'~40˚15'之间，地处华北平原北部，东临渤海，北依燕山。在海河下游，地跨海河两岸，是北京通往东北、华东地区铁路的交通咽喉和远洋航运的港口。主要工业包括石油化工、电子、机械制造、冶金等。天津地处北温带位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属暖温带半湿润季风性气候。采样点位于南开区天津市生态环境监测中心四楼顶，距地面约20 m左右，周围没有明显局地污染源。距北50 m为复康路，交通较为繁忙。南侧30 m为7层高楼。东西方向较为开阔，无遮挡物，西南方向20 m为南开大学附属小学，东侧为绿化带。点位分布见图1。 观测采用美国MAGEE科技公司研制和生产的AE-31型七波段黑碳仪。该型号仪器能够对黑碳气溶胶质量浓度进行连续在线观测，其工作原理是在石英滤纸带上收集的粒子对光的吸收造成的衰减，属于光学灰度测量法。黑碳仪具有内制泵，流量控制在5 L∙min −1 ，采样时通过一根软管将PM2.5 (particulate matter ≤ 2.5 μm，即大气中直径 ≤ 2.5 μm的颗粒物)采样切割头和仪器相连。在仪器内部安装有滤纸带，平均每5 min获取1组黑碳浓度数据。它可同时在紫外，可见和近红外等7个波长对大气黑碳气溶胶进行长期观测，即同时使用370，470，520，590，660，880和950 nm七波段的光源测量气溶胶的光吸收。颗粒物浓度分别采用美国热电公司生产的1405、1405f颗粒物分析仪，利用震荡天平法，实时获取PM10、PM2.5质量浓度，采样周期为5 min。 图1. 天津市采样点位分布图
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 黑碳气溶胶逐日变化趋势 图2显示，观测期间，天津市黑碳气溶胶平均浓度为2.92 μg/m 3 ，最大值为8.97 μg/m 3 ，出现在2018年3月13日；最小值为0.45 μg/m 3 ，出现2018年1月10日。其浓度通常与源地的排放、干湿沉降过程、风和大气边界层等气象条件有关 [ 9 ] [ 10 ] 。 图2. 2018年1月~3月天津市黑碳气溶胶逐日变化特征 表1为天津市黑碳气溶胶浓度与国内外主要城市的对比情况。与国外城市相比，天津市黑碳气溶胶浓度要高于国外的一些城市，天津市黑碳气溶胶浓度是其浓度的1~2倍。与国内一些城市相比，明显低于长春、西安、北京和深圳，又是兰州和敦煌黑碳浓度水平的约1倍。这说明天津市空气中黑碳气溶胶污染较为严重，主要是受机动车尾气排放、冬季采暖和工业企业排放的影响，造成了空气中黑碳气溶胶浓度的上升；而冬季经常出现静稳天气、低层大气逆温现象不利于黑碳的扩散，导致低层大气中黑碳浓度较高且长期存在。 Table 1 Comparison of black carbon aerosol concentration in Tianjin and other major cities at home and abroa 采样地点 采样时间 黑碳浓度/(μg/m 3 ) 天津 2018年1月~3月 2.92 北京 [ 11 ] 2003年7月~8月 8.80 深圳 [ 12 ] 2009年1月~2月 7.2 长春 [ 13 ] 2007年10月 16.04 西安 [ 14 ] 2003年9月 8.2 西安 [ 14 ] 2003年10月 11.3 西安 [ 14 ] 2003年11月 11.8 兰州 [ 15 ] 2006年5月 2.12 敦煌 [ 15 ] 2006年5月 1.89 芬兰赫尔辛基 [ 16 ] 1996年11月 1.44 美国洛杉矶 [ 17 ] 1994年 2.4 美国芝加哥 [ 17 ] 1997年10月~11月 1.2 美国费城 [ 17 ] 1998年8月~9月 1.1 表1. 天津市黑碳气溶胶浓度与国内外主要城市的对比 3.2. 黑碳气溶胶日变化特征 图3为黑碳气溶胶浓度日变化趋势，由图可见，黑碳日浓度呈双峰型变化趋势，有相对明显的两个峰值和一个谷值，其中上午8:00出现一个峰值3.47 μg/m 3 ，晚上22:00出现另一个峰值3.56 μg/m 3 ，谷值出现在下午15:00为2.03 μg/m 3 。黑碳气溶胶浓度的变化主要取决于测点周边污染源的变化以及城市大气边界层内气象要素的变化。清晨7:00~10:00主要是由于上班高峰期机动车辆逐渐增加，城市开始出现交通拥堵情况，汽车低速行驶导致燃料不完全燃烧，汽车尾气中大量黑碳排放到空气中，黑碳浓度急剧增加；另外，由于该时段正处于日出后不久，太阳辐射不断增强，大气升温较快，但冷的地面升温较慢，因此形成了清晨大气逆温现象，这也导致黑碳浓度不断累积。次峰值出现在傍晚18:00以后，此阶段正是下班高峰期，机动车辆流动量较大，不断地排放出大量尾气，黑碳浓度迅速上升；同时，居民开始烹饪与取暖活动，所用的能源均排放出大量的黑碳。由于最初排放的黑碳尚未完全扩散清除，又有大量新的污染物产生进入大气，所以各种颗粒物在大气中聚集、凝聚，导致黑碳浓度较高。并在22:00左右出现一天中的最大值，有时可持续到次日凌晨03:00。主要是由于夜间大气处于稳定状态，边界层较低，地面产生的气溶胶粒子不能向上快速扩散。午后12:00~17:00为黑碳浓度全天中的低值时段，随着太阳辐射不断加强，地面的温度上升速度明显高于大气的升温速度，与大气之间形成热力对流，此种天气下对污染物的扩散相对有利；另外，与清晨和傍晚相比，午后人为活动会明显减弱，机动车辆也明显减少，尾气排放降低，这也可能导致午后黑碳浓度降低。 图3. 天津市黑碳气溶胶的日变化特征 3.3. 黑碳气溶胶与PM10、PM2.5的相关性 分别对黑碳和PM10、PM2.5做相关性分析，由图4可以看出，PM10、PM2.5与黑碳气溶胶日均浓度Pearson相关系数分别为0.7011、0.7716，均达到0.7以上，具有较强相关性，其中与PM2.5的相关性略高于PM10，表明黑碳更多以细粒子形式存在。由于观测地点处于天津市中心城区毗邻中环线，周边交通繁忙，由此可推断天津市冬季黑碳主要来源于机动车尾气及城市集中供暖燃煤等。 图4. 天津市黑碳气溶胶与PM10、PM2.5相关性 3.4. 黑碳气溶胶的吸收特性 已知黑碳气溶胶质量浓度，可以得到黑碳气溶胶的吸收系数，其经验公式 [ 12 ] 如下： (1) 式中：M BC 是AE-31在880 nm波长测量的黑碳气溶胶浓度，μg/m 3 ；A 532 nm 是黑碳气溶胶在532 nm波长的吸收系数，Mm − 1 。而根据世界气象组织推荐值，可实现能见度和消光系数的转换，其公式为 [ 18 ] ： (2) 式中：bext指大气消光系数，m -1 ；V R 为大气能见度，m。 利用式(1)获取天津城区黑碳气溶胶的消光系数；利用式(2)通过能见度仪获取天津地区大气的消光系数，对两者进行比较，黑碳气溶胶占大气中PM10的3.04%，其吸收作用贡献大气消光的15.3%。 3.5. 风速和风向对黑碳气溶胶的影响 由图5可见，天津市近地面处黑碳气溶胶浓度的变化受风速影响显著，在静风与小风条件下，易形成高黑碳气溶胶质量浓度，这与较低风速导致的较差的扩散条件有关；当风速 > 2 m/s后，黑碳浓度开始降低且极难形成8μg/m 3 以上的高黑碳气溶胶污染事件；当风速大于4 m/s时，黑碳浓度容易出现低值，这表明高的风速可以加快黑碳气溶胶的扩散，使得黑碳气溶胶浓度降低。对于来自不同方向的风对天津市黑碳气溶胶的输送，当风向为西北风、西风、西南风时，尤其是出现西北风时，易出现超过10 μg/m 3 高黑碳气溶胶事件；而风向为东北风、东风、东南风、南风时，黑碳气溶胶高于10 μg/m 3 出现概率很小。究其原因，天津东部为渤海，西部为内陆地区，西北部与北京相邻，黑碳气溶胶为人为气溶胶，天津西部、西北部人为活动更为剧烈，因此黑碳气溶胶明显高于海洋，使得西风条件天津的黑碳气溶胶高于东风条件。 图5. 风向、风速对天津市黑碳气溶胶浓度的影响
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user: 4. 结论 1) 天津市2018年1~3月黑碳气溶胶质量浓度均值为2.92 μg/m 3 ，占大气中PM10的3.04%，其吸收作用贡献大气消光的15.3%。 2) 天津市黑碳气溶胶日浓度变化趋势呈双峰型，有相对明显的两个峰值和一个谷值，其中每日的上午8:00达到峰值，晚上22:00出现另一个峰值，也一天中最大值，谷值出现在午后15:00。 3) 结合颗粒物监测数据，黑碳气溶胶日均浓度与PM10、PM2.5的Pearson相关系数分别为0.7011、0.7716，均达到0.7以上，具有较强相关性，其中与PM2.5的相关性略高于PM10，表明黑碳更多以细粒子状态存在。 4) 天津市近地面黑碳气溶胶质量浓度的变化受风速影响显著，在静风和小风条件，易形成高黑碳气溶胶质量浓度；当风速 > 2 m/s后，黑碳浓度开始降低且极难形成8 μg/m 3 以上的高黑碳气溶胶污染事件；当风速大于4 m/s时，黑碳浓度容易出现低值。当风向为西北风、西风、西南风时，易出现超过10 μg/m 3 高黑碳气溶胶事件，其对天津市黑碳气溶胶的输送要明显强于偏东风条件。
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user: 摘 要 本文研究了Al-Mg-In焊丝，用MIG方法焊接5052铝合金板时所得焊接接头的力学性能，并与ER5356焊丝进行了对比。结果表明在相同的MIG焊接工艺参数下，两种焊丝所得焊缝的强度相差不大。当焊接电流为90 A，焊接速度为40 mm/min时，用Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝焊接时所得焊接接头的抗拉强度为204.7 MPa，达到母材的86.9%；而用ER5356焊丝时，则为202.9 MPa，达到母材的86.1%。在相同的MIG焊接工艺参数下，用Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝的焊接所得焊缝的铺展面积明显大于ER5356焊丝，Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝熔池具有好的流动性。 关键词 :Al-Mg合金，铟(In)，MIG焊接法，5052铝合金，ER5356焊条，强度 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，随着节能减排和绿色出行的推行，铝合金作为一种环境友好型材料得到了高速的发展。在铝合金使用过程中，焊接技术是重要的连接技术，往往决定了铝合金产品的服役性能及使用寿命 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。铝镁合金焊丝在焊接过程中容易产生化学元素的烧损、气孔和夹杂等缺陷而使得焊接强度不足，高强铝合金的发展也对焊接强度提出了更高的要求，如何增加焊接接头的强度，以及提高抗应力腐蚀性能和耐蚀性，是一个值得研究探索的问题 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。 铝镁合金焊丝典型的牌号有ER5356、ER4043和ER5083等，其中ER5356焊丝是使用最为广泛的 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 。对于提高铝合金焊接接头性能的相关研究已有很多，主要集中于添加合金元素、热处理，焊接工艺等方面 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 。稀土金属能够显著提高铝合金的综合性能，在焊丝中添加稀土元素有望提高焊接接头性能和耐蚀性 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] 。将金属In添加在Al-Mg合金焊丝中可以改善焊接熔池液滴的润湿性，具有焊缝成形性好和少飞溅的优点，该类研究国内外鲜有报道。本文研究了一种Al-Mg-In焊丝，采用MIG方法以5052铝合金作为母材进行焊接时所得到的焊接接头的性能，并与市面上常用的ER5356焊丝进行对比，探讨其焊接接头的组织及性能的差异。
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user: 2. 试验材料及方法 试验原料为99.7%工业纯铝、99.9%工业纯镁、Al-10 Mn中间合金、金属Ce和金属In。使用中频感应熔炼炉进行熔炼，浇注成棒状铸锭，铸锭的化学成分如表1所示，下文用Al-5.4 Mg-0.13 In表示。 Table 1 Chemical composition of Al-Mg-In welding wir 元素 Mg In Ce Mn Si Fe Ti Al 含量(wt.%) 5.4 0.13 0.10 0.599 0.05 0.15 0.10 余量 表1. 制备的Al-Mg-In焊丝的化学成分(wt.%) 棒状铸锭经过均匀化热处理处理后，再进行挤压、拉拔减径，最后刮皮提高表面质量后得到直径为1.2 mm的焊丝。 焊接母材为3 mm厚的5052铝合金板材，采用自动化熔化极惰性气体保护焊(MIG)方法，单面焊双面成型。焊缝间隙为1 mm。焊接电流选择75 A~90 A，焊接速度为40 mm/min。焊接过程通入纯度为99.9%的氩气(Ar)作为保护气体，气体流量为15 L/min，脉冲频率设置为60 Hz。 对Al-Mg-In焊丝焊接接头横截面进行了显微硬度分布测试。载荷力为1 Kgf，加载时间为15 s，以焊缝中心为基点，间距为1 mm进行打点测试显微硬度。按照国标GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验》进行Al-Mg-In焊丝焊接件和ER5356焊丝焊接件的抗拉强度测试，拉伸试样标距为38 mm，宽度为12.5 mm，厚度为3 mm。焊缝垂直于标距长度方向，位于标距中心。
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user: 3. 试验结果与分析 3.1. 不同焊接电流下焊缝的宏观形貌 外购ER5356焊丝和自制Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝在不同焊接电流下焊缝的宏观形貌如图1所示。用ER5356焊丝焊接所得的焊缝外观平整致密，呈鱼鳞状；当焊接速度为40 cm/min，随着焊接电流从75 A增大到90 A，焊接热输入增大，焊缝区域的熔宽变大。在相同热输入条件下，Al-Mg-In焊丝所得焊缝的铺展面积明显大于ER5356焊丝，见图1(b’)和图1(d’)，但前者表面光泽度较差，有较多黑色物质，这可能是由于Al-Mg-In焊丝是在实验室条件下制备的，其熔体除杂、除气等铸造工艺不到位而使得夹杂较多，在电弧加热时生成较多的氧化物所致。 图1. 不同焊接电流下焊缝的宏观形貌及焊缝的横截面 3.2. 焊接接头的显微组织 图2为用制备的Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝焊接5052铝合金板材所得焊接接头的显微组织。母材(BM)的组织比较均匀，为等轴晶。焊接区域分为三个部分：焊缝区(WZ)、熔合区(FZ)和热影响区(HAZ)，当焊接电流为75 A和90 A，焊缝区为树枝晶，在等轴晶与树枝晶之间为熔合区和热影响区，但各区域之间的界限并不明显。焊缝区的树枝晶是由于焊丝熔化后迅速冷却，造成了非平衡的凝固；熔合区和热影响区的形貌处于等轴晶和树枝晶之间，是由于母材和熔池金属的共同影响。由图2可知，焊接电流从75 A增大到90 A而其它的焊接工艺不变时，焊接热输入增大，母材受到热影响的区域扩大。 图2. Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝在不同焊接电流时所得焊接接头的显微组织；(a)焊接电流为75 A的焊缝区；(b) 焊接电流为75 A的熔合区与热影响区；(c)焊接电流为90 A的熔合区与热影响区；(d)焊接电流为90 A的焊缝区 3.3. 焊接接头的力学性能 3.3.1. 焊接接头的显微硬度 图3是不同焊接电流下焊接接头截面的维氏硬度分布，从焊缝中心到热影响区再到母材，显微硬度首先下降，在熔合区达到了最低的显微硬度，再沿远离焊缝中心方向显微硬度逐渐上升，最后趋于稳定，达到母材5052的硬度(约为70 HV)。显微硬度分布的总体趋势为母材区 > 焊缝区 > 热影响区 > 熔合区。 图3. 两种焊丝在不同焊接电流下所得焊接接头的显微硬度 对ER5356焊丝而言(见图3(b))，焊接接头的焊缝区随着焊接电流从75 A增加到90 A，其接头软化程度增加，焊缝中心区显微维氏硬度从68.27 HV降低到62.43 HV，接近母材区域的硬度趋近于67~70 HV，焊接接头区域的显微硬度相比母材显微硬度降低了大约8.0 HV，硬度最低值出现在熔合区和热影响区的临界处。随着焊接电流的增大，热输入量增大，焊缝区宽度增大；同时硬度最低值出现的位置也不一致，大概在距离焊缝中心3~5 mm处。焊缝熔池区凝固以后的硬度低、塑性较差，主要是因为热输入量大造成镁元素的烧损，冷却后焊缝中不能析出足够多的Al 3 Mg 2 等弥散强化相。对自制Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝而言(见图3(c))，焊接接头的硬度分布区域与图3(b)相对应，焊缝区硬度最小值为51 HV，低于ER5356焊丝。这是因为Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝是在实验室制备的，焊丝本身的气孔、氧化皮夹渣、组织不均匀等缺陷较多导致焊接缺陷较多，也使得热输入量对硬度的影响规律与ER5356焊丝焊接接头相比不明显。 3.3.2. 焊接接头的拉伸性能 5052铝合金用不同的焊丝焊接时所得接头的拉伸性能如表2所示。对ER5356焊丝而言，焊接速度为40 cm/min时，焊接电流从75 A增大到90 A，随着热输入量逐渐增大，抗拉强度先增大后减小。这是因为热输入量过大，表面会有大量的黑色沉积物，焊缝区晶粒粗大，以及热影响区受热过多，使得焊接接头局部发生过热，温度远高于再结晶温度，形成一个过时效区，晶粒组织粗大，强化相也会被溶解，从而降低力学性能。ER5356焊丝的焊接接头抗拉强度都达到了母材的83%以上。ER5356焊丝最佳焊接工艺是焊接电流为80 A，焊接速度为40 cm/min时，焊接接头最大抗拉强度为214.2 MPa，延伸率为13.9%，强度达到母材的90.86%。自制Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝当焊接电流为90 A，焊接速度为40 cm/min时，焊接接头的抗拉强度为约204.7 MPa，达到母材的87%，与ER5356焊丝焊接接头的最大抗拉强度相差不大。ER5356焊丝的断裂位置多在热影响区，而Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝的断裂位置多在焊缝区。 3.4. Al-Mg-In系焊丝焊接接头断口形貌 图4为用Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝焊接5052母材时所得接头断口的形貌。当焊接电流为75 A时，为韧性断口，韧窝较深较大，但在韧窝的窝低有较多的颗粒状的裂纹源；当焊接电流为85 A时，也为韧性断口，韧窝较深较小，塑性较好；焊接电流为90 A时，韧窝变得较浅，塑性较差。上述断口的分布规律与表2中用Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝焊接5052母材时所得到的抗拉强度相一致。 Table 2 Tensile properties of welded joints of 5052 aluminum alloy using different welding wire 焊丝 焊接电流/A 焊接速度/cm/min 抗拉强度/MPa 达到母材强度百分比/% 断裂位置 ER5356焊丝 75 40 197.5 83.8 热影响区 80 40 214.2 90.9 热影响区 85 40 204.3 86.7 热影响区 90 40 202.9 86.1 热影响区 Al-5.4 Mg-0.13 In 焊丝 75 40 203.5 86.4 焊缝区 80 40 193.7 82.2 焊缝区 85 40 162.4 68.9 焊缝区 90 40 204.7 86.9 热影响区 表2. 5052铝合金用两种不同焊丝焊接时所得焊接接头的拉伸性能 图4. Al-5.4 Mg-0.13 In焊丝焊接5052铝合金所得拉伸断口的SEM；(a) 75 A、40 cm/min；(b) 85 A、40 cm/min；(c) 90 A、40 cm/min