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篇1
電弧焊接是應用最早且在材料技術上運用較普遍的焊接的技術,將電能轉換為熱能完成金屬之間的連接,分為非熔化極電弧焊接和熔化極電弧焊接,但是由于電弧能力分布密度特性,導致焊接速度較慢,焊接的深度和熔度較淺,造成材料容易焊接變形,并且生產效率較低。激光焊接可以利用高達107W/cm2的能量密度形成小孔和等離子體時的熱加工,激光焊接速度比較快,材料變形較少,通過較少的熱輸入量形成深度比大的良好焊接效果,從而實現精密焊接。但是也存在著一定的缺點,即焊接接頭的間隙要求較高、焊接過程的穩定性和激光能量的利用率較差、焊接厚度較高的材料成本過高。
為順應時展,綜合焊接需求,針對電弧焊接和激光焊接的優劣,在20世紀70年代末,英國倫敦帝國大學對復合焊接工藝進行了研究,提出了電弧與激光焊接結合的工藝概念,隨后英國學者和美國等科學研究者利用了激光配合一定量的輔助電弧,形成了現如今激光-電弧復合焊接的技術工藝,解決了焊接熔深淺問題和生產成本過高的問題,有效的提升了能量的利用率,提高了焊接的生產效率。
二、激光-電弧復合焊接的原理
激光―電弧復合焊接技術在工作時,激光及電弧同時作用在金屬表面的一點上。在激光的作用下,焊縫的上方會產生一定的等離子體云,這種等離子體云會吸收及散射進行射入過程中的激光,從而降低了激光能量的功能。在原有基礎上加上電弧后,能夠產生一定量的低溫低密度的電弧等離子,從而起到稀釋激光等離子體的作用,進一步提升了激光能量的傳輸效率。外加電弧還可以在進行焊接的同時實現對母材進行加熱,母材溫度的升高能夠提升對激光的吸收效率,從而增加焊接熔深。而且激光作用能夠降低電弧通道的電阻,也能夠加深該項技術的熔深。
三、機械激光-電弧復合焊接技術的特點
(一)提高了焊接過程的穩定性
激光焊接時,等離子體形成較多的帶電粒子,帶電粒子會主動吸收電弧,壓縮電弧的根部使電弧穩定燃燒,既增加了焊接的穩定性,使得電弧不隨意飄逸同時提升了電弧的能量利用率。
(二)實現高效率、低成本的焊接
機械激光-電弧復合焊接技術的最主要優勢和目的便是實現高效率、低成本的焊接。激光和電弧的相互作用下,使得用較小的激光和電弧能量便能完成材料的焊接,相比要達到同等效果所耗費的單獨激光和電弧功率要小許多,極大程度的降低了生產成本。同時與單純電弧或者激光焊接相比,復合焊接技術利用兩種熱源綜合焊接的優勢,輸入的熱量較小造成的熱影響區域面積較小,導致的工藝材料的焊縫變形量較小,較少了焊接后的工序處理,提升了生產工作效率。
(三)增加焊縫熔深,改善焊接成型
熔深淺是焊接技術中易出現的問題,而在激光的作用下,電弧可以深入到工件內部,到達焊縫的深處增加熔深,并且在電弧的作用下也會增強金屬的激光吸收率。形成較深的焊縫熔深改善了金屬的熔化程度,避免了焊縫咬邊的現象出現,同時,激光-電弧復合焊接技術還可以控制激光和電弧的輸出量,根據材料工件需求,單獨調節配比,獲得理想的焊縫熔深和深寬比。
(四)減少焊接缺陷,提升焊接質量
在電弧和激光的復合熱源焊接下,激光的作用減少了焊縫的加熱時間,使得焊接材料受熱面積減少,不易產生較大的晶粒,并且有效的減緩了熔池金屬的凝固時間,增加了熔池相變時間,將熔池的氣體充分排除,減少了諸如氣孔、裂紋等焊接的缺陷,提升了焊接的質量。
(五)降低要求,提升焊接適應性
單獨激光作用時,激光束直徑較小,對焊接接頭的間隙要求小于0.10mm要求較高。而在電弧的作用下,增加了工件材料的熔合區寬度,可以降低焊接接頭間隙的高精度要求。并且更適用于一些特殊的材料,如電弧在激光焊接之前可以清潔焊縫表面,去除氧化膜,從而更有利于焊接鋁合金。
四、機械激光-電弧復合焊接技術的應用
(一)應用到船舶制造業
因船舶制造業中造船所使用的鋼板厚度較厚,對于焊接要求較高,而單一的電弧焊接和激光焊接都無法滿足船舶制造業的需求。激光-電弧復合焊接技術具備著獨特的優勢,對于較大的焊件間隙可以放寬至1mm,相對于激光焊接的0.1mm,極大的提升了間隙距離,減少了焊接前的工作量和成本,使的船舶制造速度加快,成本下降,提升了制造效率。另外主要的優勢在于,激光-電弧復合焊接可減少焊件的變形量,使得焊接后的整形工作量也隨之減少,極大的減輕了人力成本。
(二)應用到汽車制造業
目前在汽車行業中,汽車設備逐漸向更輕薄發展,而汽車框架結構也引進了更多的鋁、鋁鎂等輕質合金,既改善了汽車的機動性能,使汽車流線性速度增快,也節約了能源減少了污染。以往汽車的焊接多采取激光焊和熔化極氣體保護焊,但是目前大多數采取了激光-電弧復合焊工藝的成熟焊接手段,滿足了汽車制造業焊接需求。例如德國大眾汽車工程公司的TGRAF等人自主研發了MIG復合焊接機頭,該焊頭結合電弧和激光焊接的優勢,以極小的幾何尺寸,安裝到弧焊機器人手臂,方便各空間、各角度的焊接。
(三)應用到石油管道中
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0 引言
隨著我國經濟的快速發展,科學技術水平的不斷提高,我國焊接技術也有了很大的進步,尤其是激光焊接技術以其獨有的優勢受到了各行各業的認可和廣泛的應用,為我國制造業、電子行業、生物醫學等領域都做出了極大的貢獻,因此,深入的研究激光焊接技術及其應用不僅能夠促進焊接行業的持續發展,而且對于發展我國工業、農業等其他行業也具有非常重要的現實意義。
1 激光焊接技術
1.1 激光焊接技術的工作機理
20世紀60年代以來,伴隨CO2、YAG等激光器的誕生,研究人員們也迅速將其利用到了焊接技術中,進而開發了激光焊接技術,它的開發和應用為焊接行業帶來了新的希望,并且很快被廣泛應用于各個領域中。激光焊接技術的工作機理由于激光器的不同也各有差異,因而,根據激光器提供的功率密度的大小可以將激光焊接技術分為兩類,一是激光傳熱熔化焊,二是激光深熔焊,他們的工作機理也各不相同。激光傳熱熔化焊所使用的激光器功率密度為105~106w/cm2,其工作機理是被焊工件表面吸收激光束熱量,然后利用熱傳導效應在工件表面形成一定體積的熔池,使被焊部位熔化,然后進行焊接工作。激光深熔焊所使用的激光器功率密度為106~108w/cm2,其工作機理為利用激光器功率密度高的特點,使材料達到瞬間汽化進而在表面形成圓孔空腔,然后再通過控制激光束與工件間的相對運用使空腔附近的金屬熔化,進而完成焊接工作。
1.2 激光焊接技術的特點
近年來,經過研究人員不斷的探索和創新,激光焊接技術終于被成功開發和應用,并且,在某些領域中,傳統的焊接技術已經完全被激光焊接技術所取代。激光焊接技術之所以可以被廣泛的應用,一定是有其獨有的優勢。下面我們就介紹激光焊接技術的突出優點。第一,熱影響區域非常小。由于激光焊接技術是將激光束直接打到被焊接的部位,而激光束又具有方向性強和熱源集中的特點,因而激光束只作用于被焊接的部位,不會影響其他區域。正是因為這個優點,激光焊接技術可以被應用于焊接非常精密的零部件,大大降低了焊件收縮、變形情況的出現。第二,激光束聚集可以產生很高的熱量,因而,利用激光焊接技術所焊接的焊縫強度都很高,保證了焊件的質量,并且焊接工作效率也很高,此外,由于激光束方向性好,不會對非焊接區域造成干擾,因而通常焊縫表面的質量都很好。第三,利用激光焊接可以對非常隱蔽、難以到達的部位進行焊接。這是因為激光焊接技術非常靈活,只需要通過控制激光束的方向就能改變焊接位置。第四,傳統的焊接技術對于金屬間的焊接還是能夠達到的,但是對于異種合金焊接就相對困難了。然而,利用激光焊接技術甚至可以完成金屬與非金屬之間的焊接,可以說是焊接技術新的突破。
當然,一切事物都有兩面性,激光焊接技術雖然有很多突出的優勢,但是依舊存在一些不足之處,比如:第一,如果被焊工件要應用激光焊接技術進行焊接,那么就要求其在焊接前進行高標準的處理,通常要處理焊件的加工精度、裝配等,因為如果被焊工件達不到高標準的要求,那么利用激光焊接技術在焊接過程中很容易造成缺陷;第二,激光焊接技術相對于普通焊接技術有很多優勢,因而受到各行各業的青睞,然而,如果想要應用激光焊接技術,所要購買的激光焊接設備價格相對比較高,對于一些企業而言就需要花費高額的投資成本,這也是有些企業放棄應用激光焊接技術的原因之一。
2 激光焊接技術的應用
2.1 制造業領域
早在20世紀80年代,千瓦級激光器的誕生促使激光焊接技術被成功應用于工業生產中,而在之后的發展中,激光焊接技術被應用最多的就是汽車制造業中。尤其是當今汽車市場非常火爆,汽車制造業迅速發展,激光焊接技術為汽車制造提供了強大的技術支持。就拿發達國家美國和日本來說,兩個國家在汽車制造業上都屬于世界領先水平,90年代初,美國非常有名的通用、福特和克萊斯特汽車制造公司引入了激光焊技術,雖然相對而言激光焊接技術的引入有些晚,但是,這并沒有阻礙激光焊接技術快速發展的腳步,美國相關研究人員對激光焊接技術做出了更大的提升,使得其在汽車制造業上發揮了更大的作用。眾所周知,日本的本田、豐田都是非常出色、實力很強的汽車制造企業,它們所生產的汽車覆蓋件都利用了激光焊接技術,尤其是高強鋼激光焊接裝配件具有非常優良的性能,如今被廣泛應用于汽車制造業中,促進了汽車制造業的快速發展。
2.2 粉末冶金焊接
隨著科學技術水平的不斷提高,在很多制造業中,傳統的材料已經無法滿足產品生產的需要,因而,在很多制造業中都對材料提出了更高的要求。在眾多新型材料中,粉末冶金材料成為了汽車、飛機等制造業所青睞的冶鑄材料,而要想很好的利用粉末冶金材料,就必須解決它與其他零件的連接問題。傳統的焊接技術顯然無法滿足焊接需求,而激光焊接技術的誕生有效解決了這一問題,不僅使粉末冶金材料可以與很多種合金進行焊接,而且其焊接強度也非常高。
2.3 電子工業領域
正如我們上述提到的激光焊接技術的優點之一是其焊接熱影響區域小,而在電子工業中,所要焊接的通常都是比較微小的電子元件,因而,激光焊接技術就可以在電子工業領域中發揮其優勢。此外,激光焊接技術在真空器件研制中也得到了應用,在過去,由于傳感器、溫控器中的彈性薄壁波紋片厚度非常小,大約在0.05―0.1mm之間,傳統電弧焊焊接技術穿透力極強,稍微不小心就可能會穿透波紋片,并且還會影響到其他區域,穩定性較差,這給焊接工作帶來了極大的困難,而應用激光焊接技術由于其穩定性強,激光束容易控制,且熱影響范圍很小,就可以很容易完成波紋片焊接工作。
2.4 生物醫學領域
20世紀70年代,國外研究學者就將激光焊接技術應用到了焊接輸卵管和血管上,并且順利完成了焊接工作,這使得更多的研究人員看到了激光焊接技術的優越性。我國生物醫學研究人員將激光焊接技術應用于大白鼠膽總管焊接上,經過實踐證明激光焊接具有吻合速度快的特點,并且在愈合過程中沒有異物反映,而被修復的組織依舊可以按照原生物力學性狀生長,這為未來的生物醫學發展又提供了寶貴的參考價值。
3 結語
總而言之,近年來,激光焊接技術被廣泛應用于汽車、輪船等制造業,以及電子工業和生物醫學等領域中,該焊接技術的原理主要是利用了激光束聚焦后能獲得高能量的特點,進而在所需焊接的部位打激光束,焊接部位的金屬受到激光束產生的熱能而融化,即可進行焊接工作。激光焊接技術與傳統焊接技術相比具有突出的優越性,促進了焊接行業的快速發展,同時,也正是因為激光焊接技術的優勢,近年來被廣泛應用于汽車制造業、粉末冶金焊接、電子產業以及生物醫學領域,為各領域在焊接方面做出了突出的貢獻,促進了我國工業、醫學等各行各業的快速發展。激光焊接技術以其獨有的優勢給很多領域的工作帶來了極大的方便,不僅促進了焊接技術的發展,而且帶動了工業、農業等很多行業的進步。
參 考 文 獻
[1] 郭偉強,歐玉峰.淺談激光焊接技術及其應用[J].科協論壇(下半月),2011(04):40.
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[3] 任方杰.激光焊接技術及其研究進展[J].現代焊接,2010(11):1-4.
[4] 史強.淺談激光焊接技術原理及其應用[J].企業導報,2012(11):297.
篇3
1 國內外焊接技術中激光焊接技術的研究現狀
1.1 國外激光焊接技術的研究現狀
目前國外的激光焊接技術已比較成熟,以美國為首的發達國家非常注重激光焊接技術的發展狀況。將激光焊接技術列入國家的發展計劃當中,并投入大量資金用于激光焊接技術的研究與人員的培訓。發展過程中也注意傳統產業的優勢,做到激光焊接技術與傳統產業相結合。由于發展比較早,目前發達國家的激光焊接技術存在很多優勢,主要有,熱影響區極小,而且焊接過程中無熱損傷的現象,焊接速度比一般的烙焊要快10-100倍。焊接點極小,最大程度的避免了雜質的污染和腐蝕程度,此外,焊點的抗裂性能也非常高。
1.3 國內激光焊接技術的研究現狀
國內焊接技術由于起步比較晚,發展也相對緩慢。近年來,由于政策的要求以及環保的需要,激光技術才逐漸被廣泛應用。對激光焊接的研究也主要集中在激光焊接的形成機理、檢測、分析、控制等。一些高校也逐漸開展激光焊接的相關課程,比如通過分析超細粒鋼的焊接性及激光焊接的特點,進行了400MPa和800MPa種超細晶粒鋼的激光焊接試驗。目前國內對于高強度的激光焊接焊性方面的研究還存在很多不足的地方,缺少很多相關數據,還需要培訓更多的專業人員進行深入研究。
2 焊接技術中激光焊接技術的應用
隨著激光焊接技術的逐漸成熟,其應用領域也不斷擴大。但是由于激光焊接設備的成本和維修費用比較高,除了一些大批量生產或者規模零件焊接的行業,激光焊接技術很少應用。歐美的激光焊接技術主要應用于金屬加工業和汽車制造業,而亞洲地區的激光焊接技術較多的應用于半導體工業和電器工業。
2.1 制造業的應用
在國外,激光焊接技術在轎車制造中應用十分廣泛,并以比較高的速度增長。日本在世界上首次成功開發了將YAG激光焊用于核反應堆中蒸汽發生器細管的維修;激光焊接技術在造船中也比較普遍,傳統焊接工藝中的焊后變形是造船業面臨的主要問題,而激光焊接由于具有焊后熱影響區小、熱損傷小、焊后抗裂性能高的特點,焊后基本沒有明顯的變形;由于采用激光焊接,一定程度上減輕了船身的重量,在造船業中發揮了很重要的作用。
2.2 冶金行業的應用
現如今,越來越多的粉末冶金材料走向市場,它與其他零件的連接問題逐漸顯現出來,使粉末冶金的應用受到限制。而激光焊接技術由于結合強度低、焊接輕度高以及很好的耐高溫性為粉末冶金材料的發展開辟了新的道路。
2.3 汽車工業的應用
汽車工業作為發達國家的重要經濟來源一直就是各國研究的重點。激光焊接技術在提高車身強度的同時也大大減輕了車身重量,降低了汽車的生產成本。目前激光焊接技術在很多中高檔汽車中已廣泛使用。
2.4 電子工業的應用
由于激光焊接技術在焊接過程中對機械的損傷程度較小而且大都可以避免,特別符合電子行業的要求。激光技術的高精度、無污染、熱影響區小等優點也使得激光焊接技術在電子工業中得到廣泛的應用。目前,激光焊接技術已經逐漸被運用到電子工業中,例如,很多商家均利用激光焊接工藝生產重傳感器。但激光消融、激光電鍍等原理方面還在研究當中。
2.5 生物醫學的應用
1970年以后,有關生物組織的激光焊接開始出現,主要應用于血管和輸卵管的焊接。隨著激光焊接優越性逐漸被研究人員發現,各種生物組織的激光焊接逐漸得到推廣。激光焊接在生物醫學中呈現出不同的焊接優勢。主要有,手術部位吻合速度快。而且愈合過程中沒有異物反應,修復后的組織能夠按照原來的生長特點來生長。研究人員也在進一步研究激光焊機焊接在生物醫學領域的應用。
2.6 航空航天領域的應用
以美國為首的發達國家在20世紀70年代初涉激光焊接技術在航空航天領域的應用。他們培訓了專業的研究人員,對航天工業中的各種容器及輕量級結構立項,開展了長達7年多年的激光焊接應用研究。新的研究成果取代了原有的鉚釗一,提高了機身的強度,減輕了機身的重量。我國在航空航天領域的激光焊接技術也是比較先進的,開始對航天領域中所用的各種合金進行激光焊接技術的研究,并取得了很好的成果,而且已逐漸投入使用。激光焊接由于很高的精密度以及可靠性,使其在該領域應用中顯現的優勢明顯強于其它方法的焊接技術。
2.7 塑料加工中的應用
國外對于塑料加工中的激光焊接已經處于領先水平,而我國仍處于研究開發階段。激光焊接熱損傷小的優點使其在塑料加工方面的優勢突出。焊接過程中激光束大多能夠通過不同層次的材料,而且更容易通過熱傳導被吸收成為焊接區域。塑料加工中的激光焊接比傳統的焊接工藝污染程度更小,質量更好,也為激光焊接技術的應用提供了更廣闊的前景。
3 結語
21世紀以后,隨著激光焊接技術耐高溫、熱損傷小、抗裂性能好等優點逐漸顯現,激光焊接技術的研究領域也將越來越廣泛。研究人員對于焊接技術中的激光焊接研究也在實踐中逐漸進步。激光焊接技術發展到目前,已有逐漸取代傳統焊接技術的趨勢。
參考文獻:
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在汽車制造行業中焊絲、焊條、SnPb和CuZnMe都是比較常用的焊接材料。不同的焊接材料都有不同的特點,各種各樣的電焊條主要是用在手工電焊操作中,操作靈活、使用方便是其主要特性。在氣保護的焊接操作中主要使用的是藥芯焊絲,具有適應性強、焊接強度比較高的特性。SnPb主要適用在釬焊與釬涂的應用對象上。CuZnMe主要用于鋼結構件釬焊,具有成本低、效果好等特點。焊接設備的合理科學的應用促進了焊接技術的高水平發揮,是焊接材料的高效質量服務保障,同時更是不同的焊接工藝、焊接材料以及焊接對象與設備有機統一起來的橋梁和紐帶。因此,實現 焊接在工藝、材料與設備上的高度統一和高效服務能夠有效的減少各項工藝在環節上的復雜多變的銜接過程,便利了生產與其他各項操作和管理。
二、焊接技術的創新發展與汽車工業焊接技術的運用
(一)汽車工業中焊接工藝的現狀。
在汽車制藥業中焊接工藝是其中一項最為關鍵的技術,它與汽車涂裝、沖壓還有汽車整體裝配是汽車工業中的四大技術支柱。焊接技術涉及道路產品的生產工藝、設備的篩選、材料的管理、現場的控制以及計算機的科學應用和機械制造等其他學科,是一種跳躍式的發展,它是集成性能很強的一門綜合應用技術。汽車工業在制造過程中總共可以分為六大部分,分別是汽車的框架、汽車的車身、動力變速箱、汽車發動機、汽車車廂和車橋。在這六大組成中,無處不見焊接工藝的應用,包括了各種焊接技術、焊接工藝和焊接的方法,所以人們常說焊接工藝在汽車工業中的科學應用在汽車生產的珍格格過程中都占據了無可取代的重要地位。從焊接工工藝中的壓力焊、釬焊以及切割焊和電弧焊等遠離,可以將焊接工藝簡單分為點焊、對焊、電弧焊激光焊等等。
(二)焊接工藝中點焊工藝的創新式發展。
1.鎂合金點焊工藝
熱傳遞性能好、導電性強是鎂合金材料的主要熱點,鎂合金材料的熱傳導系數比傳統的金屬材料打出很多,因此在利用鎂合金材料進行焊接時需要使用比較大的電流,電流流經工件時所產生的電阻熱能夠大量融化材料金屬,在比較大的壓力下完成焊點的連接。由此我們可以看出,鎂合金點焊工藝主要是包括焊接的電流以及時間和壓力電極三大元素,鎂合金的點焊工藝主要是一般點焊和墊片附件點焊兩類。墊片附件工藝點焊在鎂合金和銅電極之間設置一定的尺寸,焊點的面積大、直徑大在焊接過程中焊頭可以貫穿工件是該工藝的主要特點。同時因為其焊點面積較大,也很容易產生較大的空洞,我們需要適當增大電流的下降的時間以此來解決這一問題。
2.NdFeB永磁體激光點焊
NdFeB永磁材料是近年來研發出的一種新型復合材料,該材料具有性能突出的磁能和環保性,被廣泛應用在電子和汽車制造業中。但是因為磁體自身具有很大的脆性,因此很容易發生易脆的問題。我們可以將一些具有剛性的材料與磁體材料相結合,進而解決磁體材料易脆的缺點。
三、激光焊接技術的發展
激光焊接技術簡單說就是通過具有較高強度的激光照射作用使材料表面可以通過熱能的吸收進而發生蒸發和融化,沿著實現規定好的方向形成焊縫,以此來達到汽車部件的焊接要求。激光焊接可以分為脈沖焊接和連續激光焊接等。脈沖焊接主要被用于材料質料輕薄的焊接和單點式的連續焊接中,后者適用材料質料較厚的的切割和焊接。總而言之,激光焊接技術的非接觸性焊接所帶來的無磨損特性是其主要的特點,同時還能夠提高焊接效率、降低噪聲污染低、減少環境污染的功能,在未來激光焊接技術必會得到更為全面的發展和創新。
四、焊接工藝在自動化方向的發展
近年來,我國汽車制造業快速發展使得自動化管理模式逐漸應用到汽車生產的每一項工藝中,如電源焊接、機器人焊接和變速箱焊接都是以自動化控制技術為主的。我們很容易就能看出,提高焊接設備的功能與自動化控制技術的發展與應用是分不開的。與此同時,自動化控制工程的高效發展是離不開計算機技術的技術支持,可以說自動化控制技術的發展是隨著計算機系統全面應用而來的。隨著科技的不斷進步,信息化時代的帶來,新的技術手段也在焊接生產的過程中得到應用和創新。汽車制造業中具有生產品種多、生產產品柔性化以及產品小型批量生產的特點,焊接機器人的研發與投入正好解決了汽車生產的現實特點,因此汽車工業在對新型汽車的生產線中,大力推廣焊接機器人的投入與應用是未來汽車行業的必然趨勢。
五、結束語
汽車工業的快速迅猛發展對焊接技術工藝提出了更高的要求,隨著人們的物質文化水平與生活水平都不斷提高,汽車工業應該充分根據焊接技術的廣泛應用做出快速調整,體現出了焊機技術舉足輕重的作用和創新的特點,更重要的是焊接技術需要突破傳統觀念的束縛,通過自主創新、完善管理鑒定的向著全自動化、一體化和現代化的發展方向發展。
參考文獻:
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引言
一、我國焊接技術的發展現狀
1、較長焊縫和厚板焊縫的焊接技術落后
在對鋼板進行焊接的過程中,長焊縫和厚板的焊接是不可避免的。焊接技術水平的高低、焊接的效率以及焊接質量深深影響著產品的質量以及產品的成本。除此之外,厚板的對縫焊接、箱形零構件的整體焊接以及T型焊縫的焊接等的工作量是非常巨大的,對焊接技術要求十分嚴格。在焊接的過程中,焊縫第一層采用的是埋弧焊(SAW)焊接技術。這種方法產生的垃圾廢渣不易清理。所以,焊縫的第一層通常采用埋弧焊(SAW)蓋面和熔化極氣體保護焊(GMAW)打底相互結合的工藝來進行處理。使用這種方法的一個缺憾是焊接效率提高受限。在T型焊接和厚板相互對接的焊接過程中通常采用的是碳弧氣刨清根工藝技術。這種技術能夠使焊縫進行全熔透的焊接,但是增加了加工成本,也對焊接工藝人員的身體和焊縫質量造成影響。
2、焊接技術自動化水平不高
一個國家要想發展強盛,必須依托于工業現代化、加工自動化。只有這樣生產的產品才能節約加工成本,給社會創造出更多的福利。通過調查顯示國外的焊接自動化水平已經達到80%,而我國的焊接自動化水平最多只占30%。絕大多數的焊接依舊是采用手工焊接來實現的。若想取得工業的迅速發展,自動化的焊接發展方向是必然的選擇。
3、焊接構件易產生冷熱裂紋
冷裂紋指的是焊縫在冷卻的過程中,如果溫度下降到馬氏體轉變溫度范圍以下,焊縫就會在焊接后立即出現。這種焊縫通常也叫做延遲裂紋。這種冷焊縫形成的必要條件是:焊縫接頭處存在擴散氫、具備淬硬組織、拉伸應力較大并且密集。而熱焊縫是在高溫狀態下產生的,又稱之為結晶裂紋或高溫裂紋。這些裂縫容易出現在裂縫的內部,也易出現熱影響區。熱裂紋的形狀主要有橫向裂紋、弧坑裂紋、縱向裂紋、根部裂紋等等。熱裂紋是由力學和冶金制造過程中的因素一起作用才產生的。它形成的主要原因是由于焊接池中的低熔點共晶和雜質共存致使晶體偏析。這樣裂紋的強度就非常低,極易產生裂紋。
4、焊接人員的專業技術水平不足
焊縫技術直接影響產品的質量以及整體鋼結構的業務流程。鋼結構產品被應用到了幾乎所有領域,了解焊接的相關技術是對技術操作人員的基本規定。要求操作人員熟練掌握自身業務水平是對其的最起碼的要求。而我國的焊接技術人員對業務水平了解的太少,與對行業需求存在非常大的距離。
二、我國焊接技術主要應用領域
1、航空航天工業中的應用:焊接技術依其可靠的性能,被廣泛應用于航空航天工業,焊接的工作量占全部工時的百分之十,焊接連接的部件在航空航天領域內占百分之五十以上。由于航空航天工業中對金屬材料要求的特殊性,促成了特種焊接技術的應運而生。目前主要使用的是固態焊接技術和高能束流焊接技術。其中的激光焊、電子束焊、攪拌摩擦焊是在我國航空航天領域中最常用的三種先進焊接技術。
2、汽車制造領域中的應用:電子束焊接主要用于發動機增壓器渦輪、后橋、行星齒輪框架、離合器、汽缸、變速箱齒輪等部件的焊接;激光焊技術主要用于框架結構、零部件的焊件和車身拼焊;攪拌摩擦焊主要用于發動機引擎、汽車輪轂、汽車地方車身支架、汽車車門預成型件和液壓成型管附件。
3、船舶工業中的應用:高效焊接技術在船舶制造中占有重要的地位,是一項技術性、專業性很強的系統工程,尤其是CO2氣體保護半自動焊接技術應用率達到60%-65%,成為我國現代造船模式中的關鍵技術之一。先進的造船高效焊接技術,在提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、縮短造船周期,提高船舶建造質量,推動船舶建造焊接機械化、自動化發展上的作用是不可小視的,也是企業提高經濟效益的有效途徑。
4、核電建造中的應用:焊接技術作為一種關鍵的特殊工藝,在中國核電建造中產生非常重要的作用,核電作為一種“高風險”的清潔領域,對焊接質量的要求非常嚴格。對于組成核電站的每條焊縫都要求100%的合格,并對每條焊縫實行可追朔性管理,對焊接技術的要求非常高,它直接關系著核電站核安全的狀態。因此,不斷提高我國焊接技術,可以有效推進核能行業的發展,確保核電站運行的安全可控,同時也為實現核電領域十二五規劃的完成奠定基礎。
三、我國焊接技術的發展前景
為了積極促進我國焊接技術的發展,使其滿足我國市場發展的需求,通過分析我國焊接技術的發展現狀,能夠推斷出我國焊接技術主要會從以下幾個發展方向進行。
1、磁控焊接技術
磁控焊接技術屬于新興的焊接技術。它主要是通過磁場來實現焊接。它的投入成本非常低、裝置也比較簡單、耗能非常少、效益比較好。通過常年對磁控焊接技術的研究發現了磁控對電弧焊電弧狀態的影響。外加磁場對焊接母材的熔化與焊縫的成形有非常大的影響。利用電磁攪拌技術能夠改變金屬結晶過程中的熱量傳遞過程,進而使結晶方向發生變化。通過組織的細化作用,能夠使焊縫的一些力學特點提升的更加明顯。除此之外還能降低焊接過程中缺陷的敏感性。鑒于磁控焊接技術的優點,這必定是其中的發展方向之一。
2、低溫焊接技術
由于我國地理環境的特殊位置,冬季寒冷時節持續時間相對較長,這就考驗著低溫環境下焊接技術的性能。近些年來,各個相關學術組織都在積極的解決應對冬季低溫焊接的問題以及施工的臨界溫度的取值問題。
例如,我國在冬季完成了“鳥巢”萬噸級以上的剛結構件的焊接工作。冬季進行焊接作業時影響焊接的因素主要有操作員的工藝水平、焊機的效率、材料的性能、焊法的熟練程度以及環境的作用。僅僅考慮這些因素中的某一項或某兩項是不全面的,是無法做出正確評價的。綜合考慮這些因素的影響“,鳥巢”在低溫作業環境下取得了顯著成果,并以此確定了低溫焊接的臨界溫度為150°C。低溫焊接能夠縮短工期,為企業帶來巨大的經濟效益。由“鳥巢”焊接任務中獲得的低溫焊接經驗技術必將應用于實踐。
3、電子焊接技術將被激光焊接取代
激光束經過聚焦后,激光焦點處的能量密度高達10-100W/cm并且加熱的范圍甚至小于1mm。如果將此技術應用于焊接方面,那將會給焊接工業帶來巨大的變革。一方面可以提高焊接的速度,另一方面還可以減小接頭處的變形以及減小應力集中。激光焊接術達到的焊接精度比較高,是比較理想的焊接技術。激光焊接的一個顯著特點是可以進行長距離的焊接,因為激光具有直線傳播的特點。除此之外與電子束相比較而言,激光束的優勢顯而易見。第一,激光焊接不需要真空環境,節約了設備上的成本投入;第二,激光束不會產生X射線,對人體不會造成傷害,不需要專門的防護用具;第三,激光焊接的生產效率比較高。因此,激光束在不久的將來應該會取代電子束成為焊接主流技術。
結束語
我國焊接技術水平同國外發達國家相比差距仍然比較巨大。這就要求我國焊接技術人員積極探索、總結經驗,積極加強焊接技術的學習與創新。一方面要提高焊接的質量,另一方面更要加強焊接自動化水平技術的提高。只有這樣我國的焊接技術才能領超世界強國,排于前列。在新時期我們要坦然面對我們自身的不足,尋找自身的發展特點和方向。我們要積極沿著磁控焊接、高溫焊接等先進焊接工藝的目標發展。爭取焊接技術的更大進步,為我國的現代化建設貢獻力量。
參考文獻
篇6
1 不銹鋼與碳鋼車體制造
一般軌道客車制造的前期,車體鋼結構材料主要為碳鋼,也就是鐵路客車專用的耐候鋼。
在焊接技術方面,采用的則是焊條電弧焊與常規CO2氣保護焊兩種焊接技術,在此基礎上也研制出了一些相關的焊接工藝,如激光焊工藝、螺柱焊工藝等,這些焊接技術多在小范圍生產中發揮作用。
受生產技術發展的影響,進行鐵路車輛制造的同時,焊接技術也實現了飛速發展,常規焊條電弧焊技術與CO2氣體保護焊技術已經無法滿足軌道客車的要求,所以一些全新的焊接技術逐漸將其替代,然而對新技術進行應用時,其范圍與比例卻體現了一定的差異。在不銹鋼車體鋼結構角度進行分析,客車制造時主要運用的壓焊技術為點焊工藝技術和縫焊工藝技術兩種[1];而熔焊技術方面則包括了熔化極非惰性氣體保護焊、螺柱焊和激光焊工藝等多種技術;一般對于車體鋼結構的焊接而言,釬焊技術比較少使用,只是在少量位置與結構中進行氧乙炔焰的焊接。由此可見,對于不銹鋼鋼結構制造中運用的焊接技術可將其總結為以下內容:將點焊技術作為主要焊接技術,同時針對部分結構的焊接可以運用縫焊工藝技術;另外,在熔焊技術方面,則主要有MAG焊工藝和TIG焊工藝兩種,在此基礎上又研發了螺柱焊與激光焊等多種焊接工藝。
在不銹鋼結構制造角度進行分析,以上所提到的MAG焊、TIG焊等焊接技術均在制造中得到了廣泛的運用,由于不銹鋼材料所具備結構特點的原因,點焊技術對于軌道客車制造也占據了無可取代的地位,按照不銹鋼車體結構與材料特征要求,點焊裝置主要體現了焊鉗剛性、焊接電流與加壓力大,質量與穩定性佳的特點。另外,點焊技術在實際應用時,必須要結合焊接內容使用正確的焊接形式,一般電焊技術根據焊鉗可以被分為單面雙點技術與雙面單點技術,根據形式可以分為輕便式點焊機、移動式點焊機以及定置式點焊機等。與此同時,MAG焊技術的應用,主要是基于普通直流與脈沖直流形式而言,在這兩種焊接領域中獲得了廣泛的推廣。MAG焊技術的焊接電源主要以數字逆變電源為主,這種電源在熔滴穩定性、焊接外型以及效率等方面都體現了極大的優勢。
2 鋁合金車體制造
鋁合金車體焊接技術主要有以下幾種:1)簡易自動焊。在軌道車輛車體結構制造中,鋁合金材料的應用最早出現于20世紀,因為當時的焊接技術受限,所以也缺乏先進的焊接自動化設備方面作為支持。因此,當時更多的是研制一些較為簡單的自動焊設備進行零部件的焊接,例如仿形自動焊、有軌道自動焊等。盡管當時所研制的那些自動焊技術已經逐漸被替代,但是這些焊接技術所留下的意義與理念依然支持著現代焊接技術的發展。2)專機自動焊。對鋁合金車體大部件進行焊接的過程中,一般在結構角度進行分類,可以將專機分成龍門專機、懸臂專機以及吊掛專機等;在焊縫跟蹤形式角度進行分類,被分為機械跟蹤與激光跟蹤;在送絲角度進行分類,主要有單絲與雙絲焊接兩種形式[2]。專機所呈現的最大優勢其實是體現在調節、操作與維護方面,但是專機也存在一些不足:其一,專機槍頭鎖緊機構的使用過于頻密,導致設備的牢固性降低。此外則是進行焊接時,并沒有在中性方面體現出較好的性能,必須要進行人為干預;其二,專機持槍機缺乏穩定性,行走過程震動會導致焊縫表面紋理雜亂。3)機械手自動焊接。運用該焊接技術進行鋁合金車體焊接時,對于大部件的焊接一般都是運用龍門式與懸臂式焊接技術,對于焊縫跟蹤則是使用激光跟蹤,一般機械手焊接大部件都是使用雙絲,單絲焊接多用于早期設備系統中。該焊接技術的最大特點體現在持槍結構上,持槍結構十分牢固且焊接過程具有較強的穩定性,為焊接狀態的一致性與焊接質量提供了保障。但是機械手自動焊接更換焊絲速度較慢,且操作復雜度,難以維護,以此也為其實際應用帶來了挑戰。
3 轉向架構架焊接
一般軌道客車的轉向架構架多以低合金鋼為主要材料,受近年來高速列車技術發展的影響,這一材料也逐漸被改良,在此之后也被廣泛應用于高速車與A型地鐵。轉向架構架中主要包括了牽引梁、橫梁、側梁以及制動吊座等小件組焊,結構焊接的形狀受結構復雜性與材質焊接性質影響。通常轉向架構架有一定數量的焊縫,且板材厚度也比較大,除了一些小件以外,更多的是厚度超過8mm的厚板,對于這一部分材料的焊接,都是使用多層多道焊接工藝[3]。現階段,側梁外部長大焊縫的焊接多運用機械手單絲(雙絲MAG)焊,對于一些小件弧形與環形焊縫,均是運用小型機械手自動焊工藝,剩余一些無法使用機械手焊接的焊縫則是使用手工MAG焊,只有極少數高質量、高等級且無法用機械手完成的焊縫,才會運用手工TIG焊接。除此之外,也有少數填充量比較大的焊縫是用藥芯焊條實現焊接。
4 結束語
綜上所述,焊接技術是確保軌道客車運行質量的重要前提,只有掌握了焊接技術的精髓,才能在實際焊接過程中保證其焊接質量,進而推動我國軌道客車制造行業的全面發展。
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1不銹鋼與碳鋼車體制造
一般軌道客車制造的前期,車體鋼結構材料主要為碳鋼,也就是鐵路客車專用的耐候鋼。在焊接技術方面,采用的則是焊條電弧焊與常規CO2氣保護焊兩種焊接技術,在此基礎上也研制出了一些相關的焊接工藝,如激光焊工藝、螺柱焊工藝等,這些焊接技術多在小范圍生產中發揮作用。受生產技術發展的影響,進行鐵路車輛制造的同時,焊接技術也實現了飛速發展,常規焊條電弧焊技術與CO2氣體保護焊技術已經無法滿足軌道客車的要求,所以一些全新的焊接技術逐漸將其替代,然而對新技術進行應用時,其范圍與比例卻體現了一定的差異。在不銹鋼車體鋼結構角度進行分析,客車制造時主要運用的壓焊技術為點焊工藝技術和縫焊工藝技術兩種[1];而熔焊技術方面則包括了熔化極非惰性氣體保護焊、螺柱焊和激光焊工藝等多種技術;一般對于車體鋼結構的焊接而言,釬焊技術比較少使用,只是在少量位置與結構中進行氧乙炔焰的焊接。由此可見,對于不銹鋼鋼結構制造中運用的焊接技術可將其總結為以下內容:將點焊技術作為主要焊接技術,同時針對部分結構的焊接可以運用縫焊工藝技術;另外,在熔焊技術方面,則主要有MAG焊工藝和TIG焊工藝兩種,在此基礎上又研發了螺柱焊與激光焊等多種焊接工藝。在不銹鋼結構制造角度進行分析,以上所提到的MAG焊、TIG焊等焊接技術均在制造中得到了廣泛的運用,由于不銹鋼材料所具備結構特點的原因,點焊技術對于軌道客車制造也占據了無可取代的地位,按照不銹鋼車體結構與材料特征要求,點焊裝置主要體現了焊鉗剛性、焊接電流與加壓力大,質量與穩定性佳的特點。另外,點焊技術在實際應用時,必須要結合焊接內容使用正確的焊接形式,一般電焊技術根據焊鉗可以被分為單面雙點技術與雙面單點技術,根據形式可以分為輕便式點焊機、移動式點焊機以及定置式點焊機等。與此同時,MAG焊技術的應用,主要是基于普通直流與脈沖直流形式而言,在這兩種焊接領域中獲得了廣泛的推廣。MAG焊技術的焊接電源主要以數字逆變電源為主,這種電源在熔滴穩定性、焊接外型以及效率等方面都體現了極大的優勢。
2鋁合金車體制造
鋁合金車體焊接技術主要有以下幾種:1)簡易自動焊。在軌道車輛車體結構制造中,鋁合金材料的應用最早出現于20世紀,因為當時的焊接技術受限,所以也缺乏先進的焊接自動化設備方面作為支持。因此,當時更多的是研制一些較為簡單的自動焊設備進行零部件的焊接,例如仿形自動焊、有軌道自動焊等。盡管當時所研制的那些自動焊技術已經逐漸被替代,但是這些焊接技術所留下的意義與理念依然支持著現代焊接技術的發展。2)專機自動焊。對鋁合金車體大部件進行焊接的過程中,一般在結構角度進行分類,可以將專機分成龍門專機、懸臂專機以及吊掛專機等;在焊縫跟蹤形式角度進行分類,被分為機械跟蹤與激光跟蹤;在送絲角度進行分類,主要有單絲與雙絲焊接兩種形式[2]。專機所呈現的最大優勢其實是體現在調節、操作與維護方面,但是專機也存在一些不足:其一,專機槍頭鎖緊機構的使用過于頻密,導致設備的牢固性降低。此外則是進行焊接時,并沒有在中性方面體現出較好的性能,必須要進行人為干預;其二,專機持槍機缺乏穩定性,行走過程震動會導致焊縫表面紋理雜亂。3)機械手自動焊接。運用該焊接技術進行鋁合金車體焊接時,對于大部件的焊接一般都是運用龍門式與懸臂式焊接技術,對于焊縫跟蹤則是使用激光跟蹤,一般機械手焊接大部件都是使用雙絲,單絲焊接多用于早期設備系統中。該焊接技術的最大特點體現在持槍結構上,持槍結構十分牢固且焊接過程具有較強的穩定性,為焊接狀態的一致性與焊接質量提供了保障。但是機械手自動焊接更換焊絲速度較慢,且操作復雜度,難以維護,以此也為其實際應用帶來了挑戰。
3轉向架構架焊接
一般軌道客車的轉向架構架多以低合金鋼為主要材料,受近年來高速列車技術發展的影響,這一材料也逐漸被改良,在此之后也被廣泛應用于高速車與A型地鐵。轉向架構架中主要包括了牽引梁、橫梁、側梁以及制動吊座等小件組焊,結構焊接的形狀受結構復雜性與材質焊接性質影響。通常轉向架構架有一定數量的焊縫,且板材厚度也比較大,除了一些小件以外,更多的是厚度超過8mm的厚板,對于這一部分材料的焊接,都是使用多層多道焊接工藝[3]。現階段,側梁外部長大焊縫的焊接多運用機械手單絲(雙絲MAG)焊,對于一些小件弧形與環形焊縫,均是運用小型機械手自動焊工藝,剩余一些無法使用機械手焊接的焊縫則是使用手工MAG焊,只有極少數高質量、高等級且無法用機械手完成的焊縫,才會運用手工TIG焊接。除此之外,也有少數填充量比較大的焊縫是用藥芯焊條實現焊接。
4結束語
綜上所述,焊接技術是確保軌道客車運行質量的重要前提,只有掌握了焊接技術的精髓,才能在實際焊接過程中保證其焊接質量,進而推動我國軌道客車制造行業的全面發展。
作者:劉佳宇 高 斌 高洪山 寧 朋 單位:中車青島四方機車車輛股份有限公司
【參考文獻】
篇8
1.1滿足了消費者對汽車的造型感與功能性并重的要求
汽車制造并不是一個新鮮的行業,它的存在已經有幾百年的歷史,但是在過去相當長的一個時期內,汽車制造的重點在汽車的功能性和實用性上。隨著家用轎車的不斷增加,汽車制造行業越來越重視對家用轎車市場的份額占領。家用轎車的一個特性就是除了傳統的汽車功能以外,外形上的美感成為消費者選擇購買對象的重要參考因素,激光焊接技術運用到汽車制造行業里,能夠幫助汽車制造商更好的解決這個問題。
1.2為汽車制造行業的競爭提供了有力的競爭手段
市場競爭已經是市場經濟環境下任何一個行業都避免不了的問題。對于汽車制造行業而言,激光焊接技術的出現,能夠幫助他們利用更先進的焊接技術對汽車進行焊接,既保證優秀的焊接質量,同時這種新型的焊接技術不會在重量上對汽車帶來負面的影響,輕便、耐腐、耐磨,這種先進的技術會給汽車制造注入新的活力與動力。
1.3符合汽車制造規模化的發展趨勢
規模化已經成為汽車制造行業的重要趨勢,規模化的一個重要目的就是優化效率。在汽車制造的整個流程中,焊接工作是一個重要的銜接環節,這個環節的所用時間和所耗勞動力對整個汽車制造流程的效率產生重要的影響。采用激光焊接技術,能夠大大提高在焊接環節的工作效率,符合汽車制造優化效率,規模化發展的前景和趨勢。
2激光焊接技術在汽車制造工業中的應用
與傳統的焊接方式和焊接裝備相比,激光焊接的特點是單位時間內融化的面積大,焊接的效率高,可以采用自動化的方式進行,大大節省了制造過程中的勞動力成本。另外,激光焊接技術比較均勻,晶粒很小,不需要其他的填充物質,通過這種焊接方式焊接出來的焊縫比較美觀和干凈。具體到汽車制造的不同環節上,激光焊接技術的具體方式也有所不同,主要有以下幾種焊接方式。
2.1激光焊接
齒輪是汽車制造中一個重要部件,激光焊接技術在汽車制造中的最早應用,就是在變速器的齒輪焊接上。變速器的齒輪對于自身的重量和運轉速度都有較高的要求,既要有高質量的焊接,同時這種焊接技術的凈度要高,不能給齒輪本身帶來更多的負擔。于是激光焊接技術的高效精準最早就被引入到變速器的齒輪焊接上。在20世紀80年代,以克萊斯勒為代表的美國三大汽車制造公司紛紛將該項技術引進到他們的汽車制造中。這種焊接技術不僅給提高了傳動部件的焊接效率和焊接質量,更是節省了生產資料。這也使得美國的汽車制造技術一直處于世界汽車制造的領先地位。近些年,隨著汽車制造材質的不斷演進,激光焊接也受到越來越多的關注和重視,傳統的汽車制造材料已經不能滿足功能性和美觀性兼顧的需要,汽車制造行業開始越來越多的引進新型鋁、鎂等輕質材料。這種輕質材料對焊接方法和焊接技術的要求很高,傳統的點焊方法會導致鋁、鎂形成金屬鍵化合物,這種化合物會影響焊接的使用效果和使用壽命,而激光焊接恰好能解決傳統焊接帶來的這些不利問題,所以激光焊接已經逐漸成為整個汽車制造工藝的標準楷模,是目前汽車制造中主要推崇的焊接方法。
2.2激光拼焊
拼焊技術在汽車制造中的運用較為普遍,特別是汽車車身的制造上,拼焊技術是重要的環節。傳統的汽車車身制造方式是先沖壓后焊接。這種焊接方式的特點就是將各個部分沖壓成型以后然后再焊接起來,這樣操作的結果就是各個已經成型的部件往往不能很好的融合在一起,或者即使焊接融合效果也差強人意。激光拼焊技術的出現,為這個問題帶來了解決的方案。激光拼焊改變了以往的車身制造順序,它的特點在于先將不同的部分焊接在一起,然后再沖壓成型。采用這種技術可以根據汽車車身的不同部位來選擇不同材質的鋼板進行焊接,這也是當今世界上最先進的汽車車身焊接技術。激光焊接可以減少鋼板在厚度、涂層和材質的相關局限性,采用激光平焊技術可以有效減少零件的使用數量,降低制造成本和提高焊接的精準度,這種拼焊方式不僅能帶來效率的提高,經過考察更是能節省10%以上的生產成本。國內外諸多汽車公司已經開始采用此項技術,例如大眾、通用和奇瑞公司等,這項技術必然會越來越多的應用到汽車制造的其他各個環節中。
2.3激光復合焊接技術
篇9
隨著社會經濟的快速發展,焊接技術也隨之不斷的創新與改革,這不僅有利于我國社會經濟的快速發展,還有效的促進我國制造行業的快速發展,在我國現階段,人們為了推動制造行業的發展,將許多先進的技術應用到制造行業中,焊接技術是制造行業應用較為廣泛的技術,所以,本文就焊機技術的現狀及未來的發展趨勢進行分析與研究,以促進焊接技術在制造行業中快速發展。
1 我國當前焊接技術的發展現狀
在我國現階段,隨著社會經濟的快速發展,人們的生活水平在不斷的提高,我國城市建設及社會發展的主要材料之一就是鋼結構材料,人們對鋼結構的材料質量要求也在不斷的提高,因此在對鋼結構進行加工的時候,對鋼結構焊接技術要進行嚴格的控制,使之達到鋼結構工程設計的相關規定。但是隨著電子信息時代的快速發展,焊接加工技術被廣泛的應用到各個行業中,從而有效的實現了焊接技術的自動化,這不僅加快了焊接技術的快速發展,而且更有效的提高了焊接的施工質量。在現階段,焊接技術已經廣泛的被應用到各個行業中,并且還充分的利用計算機技術對焊接過程中存在的應力變形及相關的問題進行控制。目前,人們已經對焊接技術創新進行了全面的分析與研究,以促進我國焊接技術的快速發展。
2 我國焊接技術的發展特點
焊接技術是一項綜合性很強的工藝技術,焊接技術的發展與現代科技發展相輔相成,近二三十年焊接技術在我國得到了快速的發展,各種焊接技術不斷的增多,真空、紅外線、等離子物理、電子束、聲學微、電子、超聲等現代化科技技術在焊接技術方面得到了廣泛的應用。焊接新技術不僅促進了焊接技術的快速發展,也奠定了焊接技術在制造行業的地位,并且有效的擴大了焊接技術的應用范圍。
在我國現階段,機械制造行業以及其他產業的主要制造技術就是焊接技術,焊接技術廣泛的應用于家用電器、輕工紡織、部件、海洋工程、機車、汽車、船舶、特種設備、橋梁、建筑、礦山、冶金、煤炭、石化、航空航天、核能及電站等我國社會經濟的各個行業中。焊接技術中滲透著現代化的科學技術,有效地促進了我國焊接技術的快速發展。
3 現代工業常用的高效焊接方法
3.1 氣體保護焊
一般以氣體作為電弧的媒介,并且保護焊接區及電弧的電弧焊就是氣體保護焊,依據氣體保護焊焊接效果的不同,分為非熔化極(鎢極)惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊。
3.2 電阻焊
在兩電極之間壓緊被焊接的焊件,并對其加以電流,使電流流經被焊接的焊件接觸面以及焊件臨近區域產生的電阻熱效應將其加熱至塑性狀態或者融化,使焊件形成金屬結合的一種方法叫做電阻焊。電阻焊一般廣泛的應用于航空航天、汽車、家用電器及電子等行業中。
3.3 螺柱焊接
螺柱焊接一般按照焊接方式不同分為拉弧式和分為儲能式兩種,這兩種焊接方式都是單面焊接。由于螺柱焊接不需要穿孔,所以螺柱焊接不漏氣、不漏水,也不需要對非焊接面進行再次焊接或者加工。
3.4 磁控焊接
磁控焊接技術是近幾年發展的新型焊機技術。磁控焊接一般使用外加磁場控制焊接的質量,磁控焊接具有投入成本低、效益高、耗能少及附加裝置簡單等提點,在國外有“無缺陷焊接”的美譽,所以,磁控焊接技術得到了廣泛的應用,也引起了焊接工作人員的興趣。
3.5 多電弧共熔池焊接
由于一個熔池上燃燒多個電弧,不僅可以提高總的焊接熱量,還可以改變焊接熱量的分布特點,能向熔池及焊接兩側面提供一定的熱量和液體金屬,有效地提高了焊接的速度及焊接的生產質量。
4 我國焊接技術在各個領域中的應用
4.1 在航空航天中的應用
眾所周知,焊接技術性能可靠、焊接質量優良,在航空航天工業中被廣泛的應用,在航空航天工業中焊接技術占全部工時的10%,航空航天領域中50%以上的連接部件使用的都是焊接技術。由于航空航天工業對材料的要求比較特殊,所以在航空航天種焊接技術應運而生,在現階段,高能束流焊接技術及固態焊接技術在航空航天工業中應用比較多。其中在我國航空航天工業中最常用的先進焊機技術是攪拌摩擦焊、電子束焊及激光焊,焊接技術在航空航天技術中被廣泛的應用,促進了航天航空業的快速發展。
4.2 汽車制造領域中的應用
在汽車制造領域中汽車的變速箱齒輪、汽缸、離合器、行星齒輪框架、后橋及發動機增壓器渦輪等部件都使用的是電子束焊接技術;而汽車中的車身拼焊、零部件的焊件及框架結構主要使用的是激光焊接技術;在汽車制造領域中汽車的液壓成型管附件、汽車車門預成型件、汽車地方車身支架、汽車輪轂及發動機引擎主要應用的也是攪拌摩擦焊接技術,由此可見,焊接技術廣泛地應用于汽車制造領域。
4.3 船舶工業中的應用
高效焊接技術在船舶制造工業中具有至關重要的地位,高效焊接技術是一項專業性、技術性很強的系統工程,尤其是二氧化碳氣體有效的保護半自動焊接技術的應用率達到60%~65%,高效焊接技術成為我國船舶制造工業中的關鍵技術之一。現階段先進的船舶焊接技術是保證船舶制造質量、縮短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途徑,也可以有效地提高企業的經濟效益。
5 我國焊接技術的發展趨勢
我國焊接材料的產量在全世界位居首位,但是焊接產品的質量以及高品質焊接材料的生產與世界先進國家存在一定的差距,主要表現在以下幾點:①對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術,如對焊接原材料的篩選及檢驗,對焊接材料的混合均勻度及焊接預燒結處理等;②在工作中對于焊條藥皮密實度的改善,就我國目前的油壓式壓涂機的具體工作性能來看,依舊存在很多不完善的方面,比如工作中由于對水玻璃加入量的加大,就會降低藥皮在工作中的實際性能;③在實際的生產車間環境治理方面國外主要是以密閉的方式來進行熔煉焊劑工作中,但是從我國的現狀來看,其主要是使用敞開式的生產方式;④在相關焊劑生產設備的自動化水平方面,對于焊劑的成形以及相關的顆粒度等方面依舊存在很大的差距;⑤在實際工作中的無鉛連接材料以及技術應用方面,就目前我國的實際應用現狀來看,與國際先進水平依舊存在很大差距,相關的釬焊理論與實踐水平只在部分領域取得了一些成績,也就是說,其發展應用的總體技術水平依舊不高,在以后的工作中要特別注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方面的應用以提升工作。
6 結 語
在我國現階段,隨著焊接技術的快速發展,在促進社會經濟快速發展的同時,也給人們的生活帶來了便利,但是隨著焊接材料的不斷變化及焊接技術的快速發展,制造行業對焊接技術提出了更高的要求,同時,在現代化的社會中,焊機技術已經進入了數字化的時代,所以,我們應該盡可能地將先進的科學技術及理念應用在焊接技術中,加大焊接技術的研發力度,努力研發新的焊接技術及方法、發現新的焊接材料及焊接設備,進一步提高焊接機械化、安全可靠性及自動化水平,有效地促進我國焊接技術及制造行業的快速發展,提高經濟效益。
參考文獻:
[1] 黃建平,黃永平,肖延江.論我國焊接行業的現狀[J].科技與企業,2012,(1).
篇10
隨著國內經濟發展,軌道交通在社會經濟生活中扮演著極重要的角色。地鐵是軌道交通的重要組成部分。隨著經濟發展,重視軌道交通技術革新是非常重要的。軌道交通車輛用鋁合金電焊技術是當前較為先進的生產工藝技術。該技術具有不易變形,而且環保并且操作方便。重視該技術的應用研究是非常必要的。
1 軌道交通車輛用鋁合金焊接技術簡介
軌道交通主要包括地鐵、輕軌、有軌電車和磁懸浮列車等等。軌道交通是現代社會交通的重要組成部分。地鐵又被稱為“重軌”,屬于電氣化鐵路系統。例如:上海地鐵1號、2號線。地鐵具有運輸量大的特點,因此備受現代化城市青睞。輕軌也是一種電氣化鐵路系統,但機車重量和載客量都較小。有軌電車的運量最小。磁懸浮列車的最大的特點是速度快。軌道交通是現代社會必不可少的交通方式。國內各大城市也積極開展地鐵交通的建設。北京、天津、香港、上海、廣州、深圳等城市都已經建立了完善的地鐵交通線,許多城市也正緊鑼密鼓的建設地鐵。軌道交通具有舒適、快捷、便利的特點,因此是現代社會重要的交通工具。鋁合金電焊技術在軌道交通車輛建設方面有重要意義。現對相關技術做簡單的介紹。
1.1 鋁合金焊接技術的產生
鋁合金具有重量輕、高強度、耐銹蝕、熱穩定、易成形、易再生性等一系優點。因此鋁合金是比較優良的建筑材料。國內軌道交通在不斷發展的同時也在不斷追求速度的提升。為了適應軌道交通發展的需要,鋁合金是軌道交通車輛的最佳原材料。在軌道交通車輛的制造和修理過程中都需要面臨鋁合金的焊接工作。為了更好的做好軌道交通車輛用的鋁合金焊接工作質量和效率,由此產生了相關的技術應用研究。鋁合金焊接技術在國外已經發展有一段的歷史了,焊接技術發展的也較為成熟。例如:交流電源的鋁合金焊接技術、氣體保護鋁合金焊接技術、鋁合金激光焊等等。國內相關技術發展才剛剛開始。
1.2 鋁合金焊接技術的難點
鋁合金的焊接不同于一般鋼鐵的焊接技術。鋁合金焊接也有其特色。首先,鋁合金表面的氧化膜是鋁合金焊接技術需要攻克的難點。其次,鋁合金的導熱性和導電性較好,因此鋁合金的焊接線的性能要比鋼鐵焊接線的性能高2~4倍。尋找合適的焊接線是鋁合金焊接的技術難點。最后,焊接過程需要產生大量熱量,在焊接過程中焊件容易產生裂紋。軌道交通車輛的鋁合金焊接技術需要攻克這些難點,才能真正服務生產實踐。
2 軌道交通車輛用鋁合金焊接工藝的應用策略
鋁合金可以大大減輕軌道交通車輛的重量,提高車輛運行的速度。鋁合金已經是當前軌道交通車輛的主要原材料。重視鋁合金焊接技術是軌道交通車輛生產的重要環節,重視相關工藝的技術研究和應用研究是非常必要的。
2.1 重視鋁合金焊接工藝的創新
國內鋁合金焊接工藝發展是近幾年的時間,在應用實踐方面還是存在一些不足。在實踐中常會暴露出一些問題,作為軌道交通車輛生產企業應鼓勵廣大生產一線的職工重視技術創新實踐探索。目前比較成熟的鋁合金焊接技術種類比較多,組織鋁合金焊接工走出企業甚至走出國門,參加必要的技術學習。國外的鋁合金焊接技術相對比較發達,向國外優秀的鋁合金點焊工學習對技術的提升是非常有效。另一方面,在企業內部或行業內部開展技術競賽,通過競技的方式促進點焊技術的不斷提升。
2.2 重視鋁合金激光焊接技術的應用
鋁合金激光焊接技術是當前比較先進的焊接技術。該技術具有能量密度高、熱量小的特點,因此焊接過程中不會造成焊件的變形和裂紋。而且該種技術冷卻速度快,因此對一些細微的焊件有較好的焊接效果。總體來說,激光焊接的速度快,精度高,可靠性強。現代社會對軌道交通車輛的堅固性、穩定性、美觀性都有要求。為適應現代社會的需要,只有鋁合金激光焊接技術能實現。但激光焊接技術工藝并不成熟,還需要在克服一些技術難點。在國內積極開展相關技術公關,借助高校科研力量和企業的實踐經驗,開展技術公關。相信激光焊接技術的發展將對國內制造也發展有重要意義。
2.3 重視鋁合金焊接設備的開發研究
焊接設備是鋁合金焊接的關鍵。焊接設備的功率、焊束的能量密度、焊接速度等等因素都會影響到焊接的質量和效率。另外,焊接設備的先進性直接影響到工人的工作環境。綜合考慮,開發性能高、效率高、安全系數高的自動化焊接設備是提高鋁合金焊接工藝水平的關鍵。最后,國內的焊接技術工的人力資源相對還比較匱乏。重視鋁合金焊接設備自動化水平的提升還可以緩解當前技術工人短缺的問題。
2.4 不斷改善焊接工人的作業環境
任何工藝水平的提升都是建立在人的基礎上的。為焊接工人營造一個安全舒適的工作環境是非常必要的。焊接過程大多是在高溫環境下進行,焊接使用的化學材料大多對環境和工人身體有一定的影響。例如:使用單一氣體保護焊接過程會紫外線和臭氧。在軌道交通車輛生產過程中要盡量避免這種污染性高的焊接工藝。重視工人作業環境的改善是非常必要的,也是鋁合金技術應用的重要標準。
3 結論
軌道交通是國內社會重要的交通工具。隨著國內軌道交通的發展,國內對軌道交通車輛需求不斷增長。鋁合金材料是軌道交通車輛制造的重要材料,同時鋁合金焊接工藝也是軌道車輛生產和維修中常用的工藝。重視相關工藝的技術創新研究對整個軌道交通發展有重要意義。
參考文獻
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1、引言
塑料在汽車當中的運用非常多,無論是汽車的內飾還是外飾,都需要用到塑料配件。受到市場經濟與大環境的影響,傳統的汽車制造行業已經無法滿足當前社會法發展的需求,急需對當代汽車進行改進。新能源汽車行業已經成為當代汽車制造領域主要研發的方向,在國家的大力支持下,新能源的配套設備已經逐步鋪設,研發方面也經取得了巨大的成果。新能源汽車作為新興時代環保、節能的交通工具,在不久之后將會成為交通市場的主力軍,成為人們出行的主選方式。新能源汽車的設計,與傳統設計方式有很大區別,在設計、選材、施工等環節都是采用節能環保材料與技術,最為明顯的是采用塑料代替了傳統的金屬材料,盡可能降低汽車自身的重量與能耗,減少能源的浪費。
2、塑料配件在汽車當中的運用
本文為了更好地研究塑料焊接技術,需要事先對塑料配件在汽車當中的運用進行分析。因此,通過分析新能源汽車當中的塑料配件的使用,來進一步證明塑料及塑料焊接技術的重要性。
首先是從汽車內飾的塑料配件運用進行研究。汽車內飾設計當中的儀表盤主要材料為塑料,是一種高分子合成塑料,無論是韌性、塑性、抗腐蝕性等都非常好。在新能源汽車當中,儀表盤通過測量來進行尺寸的定位讓人操控起來更加方便,儀表盤的設計打破常規了常規儀表盤的一體式設計,把原有的一體式的儀表盤打破重組,功能分區更加明顯又不失功能性,并從線條的運用去表現速度與沖擊力的感覺,來強調與車聲外部的結合與呼應更加的體現速度。這些功能實現需要采用塑料配件,使用塑料焊接技術將其固定在汽車內部。如果采用傳統的金屬材料,根本達不到這種效果,同時浪費資源,增加汽車自身的重量。只有使用高分子合成的塑料儀表盤,才能夠體現出儀表盤的審美價值與實用價值。
我們之所以采用實體按鍵設計是為了提高駕駛的安全性,試想一下如果設計為全觸控式的控制設計,我們在操控中就需要去花費更大的盡力去操控,并且增加操控的反復性,需要我們隊操控界面今次那個反復的操作,
汽車內飾當中的方向盤與門把手,這些也是采用的塑料材質。方向盤是駕駛人控制汽車方向的重要工具,因為方向盤比較特殊,所以自身的質量必須輕;再加上人手直接與方向盤接觸,必須使人感到舒適。就這兩方面因素,就必須要選用塑料材質,一是為了降低方向盤自身的重量,二是沒有金屬那樣的冰冷,能夠根據實際需求設計的更加合理、舒適。門把手則是汽車門系統的重要部件,他需要根據人手的曲線合理的設計,同時還需要滿足人的觸感,所以也需要采用塑料材質。除此之外,汽車內部的塑料配件還有很多,例如中控臺、駐車制動器操作桿把手、座椅把手等都是采用的塑料材質。這些塑料的合成必須要通過塑料焊接技術才能夠完成。
3、塑料焊接技術研究
塑料焊接技術種類非常多,根據焊接方式的不同,大致可以將塑料焊接技術分為感應焊接技術、熱工焊接技術、熱氣焊接技術、電阻焊技術、高頻焊接技術、激光焊接技術、振動焊接技術、旋轉焊接技術、超聲波焊接技術等多種塑料焊接技術。
3.1 熱工塑料焊接技術
熱工焊接技術是現實生活與生產當中應用最為廣泛的一種技術,它能夠將兩種同樣的材料進行融合重組,連接成一個整體。在汽車的塑料配件當中,采用熱工焊接技術的部件主要有集水室、蓄電池燈、前后尾燈等。熱工焊接技術的具體施工方式是將需要焊接的兩個部件進行加熱,當其達到臨界點之后,材料會發生融化,在將融化的部分進行連接,再加上壓力冷卻形成焊接縫,完成焊接任務。
熱工焊接技術之所以被廣泛的應用在塑料焊接當中,是因為有著諸多的優點,讓人們不得不重視它的應用。熱工塑料焊接技術的優點在于焊接面平整、溫度控制精確、焊接素材限制性小。這種塑料焊接技術能夠在最大程度上降低焊接縫的影響,保證焊接縫的平整度;熱工本身是一種金屬加熱元件,可以說是焊接的主要部位,能夠精準的把握焊接材料的溫度,防止因為加工過度與不足影響焊接任務;熱工塑料焊接對材料種類的限制性非常小,能夠實現同種與異種材料的焊接,而且還可以根據具體的材料采用不同溫度焊接。
3.2 熱氣塑料焊接技術
熱氣塑料焊技術主要的加熱方式是熱氣流,焊槍會形成一種熱氣流,這種熱氣流的溫度非常高,當其噴射到需要焊接的塑料上時,這些塑料會慢慢軟化,再加上填充棒加以補充,就可以完成塑料焊接工作。
熱氣塑料焊接技術的優點是它的靈活性非常強,可以應用在大型設備、構復雜的零件、小部件等方面。但是,熱氣塑料焊接技術是在多焊道焊接時容易產生氣泡,從影響到焊接材料的表面平整度。
3.3 感應塑料焊接技術
感應塑料焊接技術主要是通過磁場變化進行加熱的,內部有鐵磁性材料,需要充分的利用磁場效應才能夠完成焊接。具體焊接過程中是:將鐵磁性材料放置在需要焊接的塑料零件或部位上,充分利用交變磁場融化需要焊接的塑料部位,將融化的不額外進行對接融合,進行加工,從而完成焊接。感應塑料焊接技術的焊接成功率非常高,很少有失敗的現象發生,還可以應用在塑模焊接當中。
3.4 激光塑料焊接技術
激光塑料焊接技術是當前社會當中的一種新型焊接技術,這種焊接技術的效率非常高,但是限制性非常強,對焊接材料的要求比較高。激光塑料焊機技術的施工不有一個前提條件,那就是焊接的材料一個需要吸收光束,另一個能夠透過光束,這樣才能夠將兩個零件連接到一起。激光塑料焊接技術與傳統的焊接技術相比,更加的干凈整潔、表面平整,特別適用于汽車制品或電子傳感器一類的焊接。同時,激光焊接技術無視材料的限制,能夠實現異種材料焊接。
3.5 超聲波塑料焊接技術
超聲波塑料焊接技術是最常見的一種塑料焊接方式之一,它的實施充分利用了超聲波原理。高頻率的機械振動,逐漸塑料加工部位慢慢變熱,最終慢慢熔化,之后將兩者熔化部位進行加工,結合成一個整體,完成焊接任務。
4、結束語
汽車塑料焊接技術已經是汽車生產當中必不可少的一件生產技術,尤其是近幾年來新能源汽車的出現,對可回收、再利用塑料的使用更加廣泛,導致塑料焊接技術工作量大大增加。為了保證汽車的質量,就需要對汽車塑料焊接技術進行研究,為汽車制造業提供高質量的技術服鍘
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一、建筑鋼結構焊接技術現狀
1.1 建筑鋼結構焊接技術和焊接材料
在20世紀后,建筑鋼結構的焊接技術經歷了多個技術過度,由之前的焊條電弧焊的焊接到埋弧焊接,再由70年代出現的實芯焊絲以及藥芯焊絲為材料的氣體保護焊接技術和螺旋焊接技術,在這些焊接技術的基礎上逐步發展出了現代化的建筑鋼結構的焊接技術,使現代鋼結構的焊接技術大大縮短了工期,提高了生產效率,為企業創造了更多的經濟效益。但有時,建筑鋼結構焊接不是僅僅采用一種焊接技術就能夠完成,需要根據鋼結構所采用的鋼鐵原料和焊接技術所需的原料相結合,采用多種焊接技術和工藝。
1.2 建筑鋼結構焊接技術中焊接設備的應用
建筑鋼結構的焊接還需要考慮焊接設備的應用,雖然我國鋼結構的很多技術都已處于世界領先水平,但現階段我國的鋼結構焊接所采用的設備大都是由國外生產制造的,國內的建筑鋼結構焊接設備相比,在技術性和自動化程度上遠遠低于國外的焊接設備,我國的建筑鋼結構企業在努力學習國外的先進建筑鋼結構焊接技術的同時,也在積極努力的研究探尋屬于自己的更為先進的鋼結構焊接技術設備[1]。
1.3 焊接技術工作者的培養
在我國建筑行業蓬勃發展的今天,建筑鋼結構所需要的焊接技術工作者也在與日俱增,也就難免會出現魚龍混雜的情況。建筑鋼結構的焊接技術有很強的專業性和復雜性,要求焊接人員有很強的技術性。雖然我國的焊接工作者很多,相應的焊接工作也能夠得以順利完成,但缺少真正優秀的焊接技術人員。因為建筑行業在我國的發展時間有限,所以與其他發達國家比起來,我國的焊接技術人員的培養、考核、認證制度還不夠完善,管理和認證方式比較混亂,不能準確保持焊接人員的技術水平,也就使鋼結構焊接存在著安全隱患和質量沒有保證,不利于我國建筑鋼結構焊接水平的整體提高。
二、建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢研究
2.1 焊接技術人員素質的提高
隨著建筑鋼結構焊接技術的發展,對焊接技術人員的整體素質要求和技術水平要求不斷提高。21世紀是一個知識的時代,人的整體能力的提高是社會的發展趨勢,社會會更加注重各類人才綜合素質的提高。因此,未來的局勢要求各類從業人員不斷提高自己知識水平,提高數字化技術水平,將自己所學到的知識應用于焊接工作中。
2.2 加大對建筑鋼結構焊接工程實踐
首先,需要相關工作人員不斷針對焊接方法及焊接方式進行研究與完善,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(包括旋轉噴射電弧高效焊接技術以及多絲焊接技術等在內)的引入方式,為自主技術的研制與成功應用提供一定的借鑒與經驗;其次,可以通過適當控制接頭焊接填充量的方式,一方面提高建筑鋼結構焊接的工作質量,另一方面可提高工程應用中的經濟效益。從當前技術發展趨勢的角度上來看,應當將研究重點集中在對激光焊接技術以及氬弧激光焊接技術的應用方面;最后,需要從技術裝備的角度上入手,在合理提升建筑鋼結構持續焊接時間的基礎之上,降低輔助操作時間。同樣從現階段的技術發展趨勢上來看,需要重點關注的發展方向是:一方面,是以連續送絲為中心的自動焊接技術裝備;另一方面是以成套性為主的高效焊接技術裝備[2]。
2.3 建筑鋼結構焊接與切割工藝的創新
建筑鋼結構具有空間大、跨度高并且綠色環保的優勢得到迅速發展和廣泛應用。作為連接鋼結構的重要技術,焊接技術是發揮鋼結構功能和作用的最重要基礎。在建筑鋼結構焊接與切割工藝上,不斷創新的技術層出不窮,在鋼結構的切割和焊接上,智能切割和智能焊接設備正在研究制造之中,采用智慧的焊接方式和切割方式,可以減少原材料的浪費,并能有效提高焊接質量,為制造質量更好和安全性能更強的建筑鋼結構提供了可能。
2.4 焊接設備生產商的發展
獨立的單純性焊接設備生產商受到整個建筑鋼結構焊接市場覆蓋面較窄、在工作人員、作業資金以及應用技術等多個方面存在的缺陷問題影響,導致整個行業的發展前景不容樂觀。為更好的建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢相適應,需要在充分聯合焊接材料以及焊接設備的基礎之上,通過對現代化焊接技術工藝以及操作方式的有效綜合,提高焊接設備生產商的綜合性優勢,為焊接技術的發展提供可靠驅動動力。
2.5 自動焊接技術的應用
目前,世界工業發達國家已經開始采用自動焊接技術來進行建筑鋼結構的焊接,大大提高了整個建筑鋼結構的強度和質量,并提高了建造效率,節省了工期。在我國,自動焊接技術而在不斷被我國建筑鋼結構生產企業所采用。建筑焊接結構可以實現大型化、重型化和高精度方向發展。自動化焊接技術對于焊接技術人員的技術水平要求較低,并且具有焊接質量高,焊縫美觀實用,焊接效率高等特點。因此,自動焊接技術在建筑鋼結構中會普遍采用。
2.6 優質焊接材料的開發與應用
對于焊接材料的發展重點在于,研發與高效焊接技術相適應的,具備優越綜合性能的自動焊絲、保護焊絲以及氣電焊絲等。與此同時,結合我國現階段建筑結構的用鋼型號特點,需要將建筑鋼結構用鋼向著高強度、高耐火性、高純凈性以及高抗震性等多個方面發展。而高性能建筑鋼結構焊接材料的規模性開發與應用也勢必會在一定程度上推動建筑鋼結構焊接技術的蓬勃發展。特別需要注意的一點是:伴隨著建筑鋼結構的進一步發展與完善,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大的推升,由此也帶動著上述建筑鋼結構焊接材料的國產化發展與升級[3]。
2.7 完善建筑鋼焊接工作人員考核制度
完善的制度和規范是對行業持續健康發展的保障,鋼結構焊接工作者作為一種高技術工種,其資格認證的體系不嚴格,全國性統一的資格考試所包括的行業和領域較窄,缺乏統一專業的劃分,不能很好的適用于現如今的建筑鋼結構焊接行業,所以應建立完善的焊接工作者的考試資格認證系統。
三、結語
傳統意義上的建筑鋼結構焊接企業處于對自身發展的保障需求,勢必需要在劇烈的市場競爭環境下,通過恰當且合理的技術改造與技術升級方式,謀求穩定的生存與發展。而實現這一要求的關鍵,即在于對建筑鋼結構焊接技術的發展與推廣。焊接技術的發展不單單體現為焊接工藝以及焊接技術本身的發展,同時也體現在對焊接材料以及焊接設備生產商的發展方面,這對于現代意義上建筑鋼結構焊接技術的發展而言同樣如此。總而言之,該文針對有關建筑鋼結構焊接技術發展過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明,希望能夠引起各方工作人員的特別關注與重視。
參考文獻
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一、我國當前焊接技術的發展現狀
焊接是一種將材料永久連接,并成為具有給定功能結構的制造技術。幾乎所有的產品,從幾十萬噸巨輪到不足1克的微電子元件,在生產中都不同程度地依賴焊接技術。焊接已經滲透到制造業的各個領域,直接影響到產品的質量、可靠性和壽命以及生產的成本、效率和市場反應速度。目前,鋼材是我國最主要的結構材料,在今后20 年鋼材仍將占有重要的地位。然而,鋼材必須經過加工才能成為有給定功能的產品。由于焊接結構具有重量輕、成本低、質量穩定、生產周期短、效率高及市場反應速度快等優點,因而焊接結構的應用日益增多。與世界工業發達國家一樣,我國焊接加工的鋼材總量比其他加工方法多。因此,發展我國制造業,尤其是裝備制造業,必須高度重視焊接技術的同步提高。
當前,隨著電子信息化時代的到來,人們也將許多先進的科學技術應用到了焊接加工技術當中,從而實現了焊接技術的自動化。這不僅有效地加快了焊接施工的工作效率,還大幅的提高了焊接質量。目前,我們也已經將焊接技術應用到各個行業當中,并且還充分的利用了計算機技術,來對焊接過程中產生的應力變形進行相關的控制。如今,在我國焊接技術創新發展的過程中,人們已經開始全面的對焊接介紹的內容展開了全面的分析,進而有利于我國焊接技術的發展。
二、焊接技術的歷史發展進程和應用
(一)焊接技術的歷史回顧
焊接是一種使工件的原子相互之間發生結合的工藝技術。它通常采用加壓或者加熱的方法。隨著金屬的發展使用,焊接工藝最早出現在我國的戰國時間。直至十九世紀初科學家發現了氧乙炔焰與電弧之間能產生高溫熱源,焊接技術才有了迅猛的發展機遇。發展至今天,各種電子束焊接、離子束焊接以及激光焊接術等出現在了大眾的視野中。
(二)焊接技術的工藝特點及分類
焊接技術的發展離不開科學技術的創新。焊接技術指的是在高溫、高壓環境下,用焊接材料將焊接件連成整體的一個過程。如今焊接產品能夠達到沒有缺陷、機械性能超強的程度。根據焊接過程中金屬的熔融狀態可以將焊接分為熔焊、壓焊與釬焊三種類型。熔焊是將待焊接件的接頭處的高溫融化之后所采用的加工方法。壓焊是通過對待焊接件施壓的方法來實現的。釬焊是選用比母材熔點低的材料作為釬料,然后將待焊件和釬料同時加熱到一定溫度,通過釬料與木材處于液態時的相互流動來實現焊接的方法。
(三)焊接技術的應用范圍廣
焊接技術已經滲透到了各個行業、各個領域里面。金屬、非金屬材料的連接幾乎都應用到了焊接技術。焊接技術隨著科學技術的飛升有了十足的進步空間。尤其是近三四十年以來,各種的新技術、新材料與焊接技術融合實現了技術的提升。紅外線、真空、聲學等一些科學技術擴大了焊接技術的適用范圍。焊接技術已經擴展到了航空領域、能源領域、化工領域等等,這將促使焊接技術更快發展。
三、機械焊接技術
(一)電子束焊接 電子束焊接首先應用在德國,之后逐漸發展成熟。較之傳統的焊接工藝,它的能量密度更高,并且熱變形較小,應用的范圍也較為廣泛。
電子束焊接的工作原理是:用電子槍中聚集的高速電子束對工件的接縫處進行轟擊,在轟擊的過程中,會發生機械能的轉變,即動能轉化為熱能。這樣就產生了焊接所需要的熱源,利用這些熱能,完成焊接工作。
以前,電子束焊接主要被應用于國防、軍工工業中。近些年來,這種焊接技術開始在民用工業中推廣使用。比如汽車工業的齒輪、電站鍋爐等。
(二)激光焊接技術
激光焊接技術是激光加工技術中的重要部分,它是一種高能束的熱傳導性技術。與傳統的焊接工藝相比,激光焊接技術更加快捷方便,同時焊接的質量和穩定性更高,工件產生變形的可能也小,因此被大量投入工業生產。
激光焊接技術主要是利用拋物鏡或者凸透鏡匯集周圍的熱量,這時的激光就是一個高溫度的熱源,將其應用于工件接縫的表面,能夠起到焊接的作用。根據工件的不同,激光焊接的方式也有所不同,常用的激光焊接方式是傳導焊接和小孔焊接兩種。
在航天航空工業中,經常會利用激光焊接技術來進行工件的修復;在汽車制造領域,激光焊接技術被廣泛應用于散熱器、傳動軸等零部件的制造中。隨著激光加工技術的不斷發展,激光焊接技術的應用領域必然還會擴大。
(三)攪拌摩擦焊接技術
攪拌摩擦焊接技術,顧名思義就是利用摩擦力產生的熱量進行焊接,這就決定了它的使用范圍,即低熔點的金屬焊接。這種焊接技術的自動化水平更高,接頭的質量和穩定性更好,并且節能低碳。 在進行攪拌摩擦焊接過程中,會將一個攪拌針焊縫中,利用摩擦力對金屬進行加熱,讓其呈現一種塑性狀態,同時金屬會形成旋轉的空洞,隨著攪拌針的不斷前移,旋轉空洞和塑形金屬各自向相反的方向移動,金屬在冷卻之后,焊接的縫隙密度會更高。
攪拌焊接技術主要用于造船業、航空航天業、建筑業、交通工具等領域。在造船業中,它主要被用來焊接甲板上、船頭上的部件;在航空航天業中,飛機的機身、油箱都會用到它;而交通工具領域,火車、高速列車等的車身、交換器等都要用攪拌摩擦焊接技術。
(四)電渣焊接技術
電渣焊接技術是一種利用電阻熱進行焊接的技術。它能夠一次性焊接鋼材、鐵基金屬等質地較厚的工件,同時生產成本也較低,焊接質量較高。
電渣焊接技術依據的原理是:把電熱組作為一種熱源,用來熔化金屬和木材,之后冷卻凝固,使各金屬原子之間相互連接。常用的電渣焊技術主要有熔嘴、非熔嘴電渣焊技術,絲極電渣焊技術,板級電渣焊技術等。 電渣焊技術主要被應用于一些特殊的地方或行業,比如鐵路各個站點的焊接;鼓風爐殼等厚壁容器的焊接等等。
(五)等離子弧焊接技術
等離子弧焊接技術是一種基于等離子弧切割工業的新型焊接技術。它是一種較為及其精密的焊接技術。 等離子弧焊接技術準確地說應該是“壓縮電弧焊接”,它是焊炬將整個電弧進行最大限度的壓縮,促使其中的等離子效應加劇,之后電弧就變成了一個具有穩定性、單向性的強大射流熱源,溫度高達16000K~33000K,然后可以直接進行金屬的焊接。通常企業較為常用的等離子弧主要是轉移型的和非轉移型兩種。
(六)超聲波焊接技術
超聲波焊接技術主要是進行熱塑性塑料制品焊接的高科技技術,這種技術焊接出來的塑料制品檔次和質地較高,同時生產的成本和效率也就高。 在超聲波進行焊接的過程中,發生器會釋放出20KHz或者15KHz具有高壓性、高頻性的信號,通過能量轉換系統,可以將這種信號轉化為一種高頻的機械振動,用于塑料品的工件中。然后通過摩擦力是接口的溫度升高,當溫度達到工件的熔點時,工件會自動融化來填充接口處的縫隙。冷卻定型以后,整個焊接工藝就順利完成。 超聲波焊接技術因為其本身的特性,所以在塑料品加工行業中應用較為廣泛,而在機械類加工工業中,應用較少。
四、焊接技術的前景展望
(一)新焊接材料是焊接技術的發展動力
新的焊接材料無疑對焊接技術發起了挑戰, 促使焊接技術不斷要對新材料實現是的工藝要求。新材料的形式是各種各樣的,包括耐熱的熱合金、陶瓷材料、鈦合金金屬等等,它們的出現使焊接技術有了長足的發展。尤其是一些異型材料的相互之間的焊接,假如采用常規焊接方法往往是不能實現的。因此新的焊接工藝亟待出現。焊接屆的新熱點整逐步向擴散焊與摩擦焊的方向轉變。固體連接技術將會是新時期發展的重要連接工藝技術之一。
(二)焊接工藝自動化
提高焊接件的產品質量, 提高焊接勞動生產率是焊接技術發展過程中一直存在的一對矛盾問題。這種矛盾要求對焊接工藝須盡快實現自動化控制, 打造工藝過程的自動化進程工藝。隨著計算機技術領域的擴展,控制技術的前進以及人工智能方面的發展,焊接自動化有了實現的可能性。有的工藝技術已經滲透了焊接領域中,例如焊機由程序進行控制或者由數值控制等等,在這些方面均取得了一些成績。焊接自動化無疑是以后焊接技術發展的重要方向和生長點。焊接自動化必將是時代召喚的產物。
結語
由此可見,焊接技術在當前我國社會發展的過程中,已經被人們廣泛的應用到了各個領域當中,這不僅有利于我國社會經濟的發展建設,還給人們的生活帶來了便利。而且為了提高焊接加工工藝的水平和工作效率,人們也將許多先進的科學技術和理念應用到了其中,從而有效的推動我國制造行業的發展。
參考文獻