時(shí)間:2023-12-09 17:44:11
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇焊接技術(shù)的原理,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
一、前言
某石化公司高壓加氫裝置,采用全氫法油高壓加氫技術(shù),高壓段操作介質(zhì)主要為高壓氫氣、高壓熱油,最高操作壓力達(dá)20MPa,最高操作溫度達(dá)480℃;該裝置對于法蘭密封副的施工要求很高。為了減少密封副,于是設(shè)計(jì)了200余臺(tái)Y-型焊接截止止回閥,但對于有些閥門的安裝,設(shè)計(jì)只考慮閥門的安裝空間和操作方便,當(dāng)安裝空間受到限制的時(shí)候就忽視了閥門有安裝角度的要求 ,因此有部分閥門設(shè)計(jì)為水平安裝,通過對閥門工作原理分析,這是不合理的。經(jīng)過與設(shè)計(jì)人員溝通,變更了這些閥門安裝角度,避免不必要的返工。另一方面由于該類閥門為焊接閥,不能拆卸,還具有截止止回功能,吹掃試壓時(shí)就得提前考慮到閥門的這一特殊性,提前編制合理的吹掃試壓方案,再根據(jù)吹掃試壓方案來調(diào)整閥門安裝工序,避免重復(fù)施工,從而提高了施工效率。
二、工作原理
1.截止原理
當(dāng)管路需要切斷流體時(shí),閥門處于全關(guān)狀態(tài),相當(dāng)于閥桿和閥瓣合為一體,利用閥瓣與閥體的球面密封來截?cái)嗔黧w起到了截止作用,見圖一。
2.止回原理
當(dāng)管路需要介質(zhì)流通時(shí),止回閥的閥瓣在流體壓力作用下開啟,流體從進(jìn)口側(cè)流向出口側(cè)。即進(jìn)口側(cè)流體作用在閥瓣底部的力F1大于閥瓣重力分解在閥桿方向的力G1時(shí),閥門處于開啟狀態(tài),此時(shí)F1> G1。當(dāng)進(jìn)口側(cè)壓力低于出口側(cè)時(shí),出口側(cè)的流體通過導(dǎo)壓孔到達(dá)閥瓣頂部,作用在閥瓣頂部的力F2,加上閥瓣重力分解在閥桿方向的力G1,此時(shí)作用在閥座上的力F2+ G1> F1,F(xiàn)1為進(jìn)口側(cè)流體作用在閥瓣底部的力,這樣就能很好的起到防止流體倒流。
三、安裝技術(shù)
1.此類閥門為焊接閥,安裝時(shí)還與角度有關(guān),一旦安裝完畢,要想拆除閥門,只能割除。在該工程中,通過對閥門的工作原理分析,避免了很多不必要的返工,例如,在該工程中設(shè)計(jì)把閥門閥桿安裝方向設(shè)計(jì)為水平,如果按照圖紙施工,在以后的操作中當(dāng)閥門需要起止回作用時(shí)就達(dá)不到目的,任意一側(cè)的介質(zhì)都可以流通,此時(shí)閥門就失去了止回作用,見圖三。此類閥門閥桿的安裝角度應(yīng)在45°>θθ
2.在該工程中,高壓換熱器進(jìn)出口處都有Y-型焊接截止止回閥,而換熱器嘴子與管道為焊接連接,非法蘭連接,由于閥門和設(shè)備嘴子均不能拆卸,管道吹掃時(shí)不能進(jìn)行反向吹掃,且不能把贓物吹入設(shè)備內(nèi),這給管道吹掃帶來了很大麻煩,如果閥門已經(jīng)安裝,這些已焊接的閥門就得割除,待吹掃完畢后再安裝。我們提前考慮到這種情況會(huì)發(fā)生,于是提前編制了一個(gè)合理的吹掃方案。該系統(tǒng)管道的吹掃方案即為,焊接閥先不安裝,預(yù)留2道焊口,把預(yù)留口前后的管道吹掃干凈,在預(yù)留口處安裝臨時(shí)連通管,利用已吹掃干凈的管道作為進(jìn)氣管,對設(shè)備進(jìn)行吹掃,待所有與設(shè)備連接的管道吹掃完畢后,此時(shí)就可以割除臨時(shí)連通管并安裝閥門,這樣既避免了焊接閥的重復(fù)割除和安裝,還能保證管道和設(shè)備的吹掃質(zhì)量。
四、結(jié)束語
Y-型焊接截止止回閥結(jié)構(gòu)簡單,動(dòng)作可靠,還可以一閥二用降低了設(shè)備成本,因此,廣泛應(yīng)用于高壓裝置,由于閥門為焊接閥,并具有截止止回作用的特殊性,這給閥門安裝、設(shè)備和管道吹掃等帶來了不便。該工程通過對閥門的工作原理進(jìn)行分析,并得出閥門的安裝技術(shù)要求,施工前仔細(xì)核實(shí)圖紙中的閥門安裝方向,施工過程中優(yōu)化施工工序,這些對施工帶來的不利因素就可以迎刃而解,既能保證施工質(zhì)量,又能提高施工效率。
激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用已經(jīng)得到普遍的采用的工藝,經(jīng)過80多年的發(fā)展,已經(jīng)逐步發(fā)展成一種應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的技術(shù),在汽車制造中的應(yīng)用更是推動(dòng)激光焊接技術(shù)向工業(yè)化發(fā)展。
一、激光焊接技術(shù)的簡介
(1)激光焊接技術(shù)的原理。激光焊接是一種高速、變形極小、非接觸的焊接方式,適合大量且連續(xù)的在線加工。激光焊接技術(shù)的主要原理是利用激光產(chǎn)生波長單一的光束,選用化學(xué)能或者電能將液態(tài)、固態(tài)或者氣態(tài)介質(zhì),通過光學(xué)震蕩器產(chǎn)生,這些光束的可傳播距離較長,波長差異小,被集中率非常高,形成高功率的激光束,作用于金屬表面,能夠快速達(dá)到沸點(diǎn),將金屬汽化。當(dāng)金屬蒸汽以一定的速度離開金屬熔池的表面時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力反作用,是熔化的金屬向下凹陷,出現(xiàn)一個(gè)小凹坑。進(jìn)行繼續(xù)加熱,此時(shí)會(huì)形成一個(gè)非常細(xì)且長的小孔。隨著激光束的移動(dòng),小孔前方熔化的金屬會(huì)繞過小孔流向后方,冷卻凝固后形成焊縫。激光功率的密度決定著焊縫的深淺,激光功率密度較高時(shí),熔深較大,焊縫深寬也就較大;激光功率的密度較低時(shí),熔深較淺,焊縫的深寬也就較小。(2)激光焊接技術(shù)的分類。在汽車制造業(yè)中主要應(yīng)用兩類激光焊接機(jī)是CO2激光焊機(jī)和YAG激光焊機(jī),相應(yīng)的激光焊接技術(shù)可以分為激光焊接、激光拼焊和激光復(fù)合焊接技術(shù)。(3)激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)。一是能夠給有效的節(jié)約材料,加工的速度較快,可以減輕工作人員工作強(qiáng)度;二是激光焊接不直接接觸零件,工作產(chǎn)生噪音低,環(huán)保性強(qiáng);三是有工作中帶來的熱量影響范圍小,造成產(chǎn)品零件熱變形非常?。凰氖呛缚p焊接質(zhì)量較高,外觀較為美觀;五是激光焊接技術(shù)的實(shí)施設(shè)備功能多,多成套或者成系列,操作方便靈活,提高工作效率;六是焊接精度高,在激光焊接機(jī)中配備計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),能夠進(jìn)行二維立體加工或者三維立體加工;七是對于質(zhì)地堅(jiān)硬、易脆裂、熔點(diǎn)極高和極薄的材料,具有特別的功效。
二、激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用
汽車制造成規(guī)模化發(fā)展已經(jīng)成為一個(gè)重要趨勢,在汽車制造中,焊接工藝是一項(xiàng)重要工藝,也是整車流程中重要的銜接環(huán)節(jié),激光焊接技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使焊接環(huán)節(jié)的工作效率大大提高,從而達(dá)到汽車制造過程優(yōu)化效率的目的。目前在汽車制造中應(yīng)用最為廣泛的焊接方式有激光拼焊、激光焊接和激光焊接技術(shù)。拼焊技術(shù)是汽車制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),普遍應(yīng)用于汽車制造,在車身制造上的應(yīng)用更為突出。激光拼焊幫我們解決了傳統(tǒng)車身制造方式的缺點(diǎn),傳統(tǒng)方式是將各分部件先進(jìn)行沖壓成型,之后再進(jìn)行焊接,焊接的效果總是不盡如人意,融合處處理不是很完美,甚至融合不是很好。激光拼焊過程中,在車身制造時(shí)順序和傳統(tǒng)方式正好相反,先進(jìn)行焊接,再進(jìn)行沖壓成型。激光拼焊使用零件數(shù)量少,可以節(jié)約成本,并且能夠進(jìn)行不同材質(zhì)、不同部位的鋼板焊接,焊接精準(zhǔn)度較高,這項(xiàng)技術(shù)在世界汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用,在奇瑞、一汽等國內(nèi)汽車公司都已近開始使用激光拼焊技術(shù),并且是最先進(jìn)的汽車車身焊接技術(shù)。激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用是從變速器的齒輪焊接開始的,這要求焊接不但要凈度高,還要質(zhì)量高,才可以滿足變速器齒輪對運(yùn)轉(zhuǎn)速度和重量的高要求。激光焊接技術(shù)具有高精度、高凈度的特點(diǎn),可以減輕齒輪負(fù)擔(dān)。這種焊接技術(shù)的興起在20世紀(jì)80年代,克萊斯勒公司、通用公司、福特公司等最先將激光焊接技術(shù)應(yīng)用到汽車制造中,而激光焊接技術(shù)帶來的高效率、高質(zhì)量、低成本,成為美國汽車制造技術(shù)在世界領(lǐng)先地位的保障。隨著新型鎂、鋁等材料在汽車制造中的應(yīng)用,對于焊接技術(shù)的要求也越來越高,激光焊接技術(shù)不但可以減少鎂、鋁化合物的產(chǎn)生,延長使用壽命,滿足功能要求,同時(shí)也兼顧了美觀。將激光焊接和電弧焊接綜合在一起,便是激光復(fù)合焊接技術(shù),也可以看作是激光焊接技術(shù)的改進(jìn)技術(shù),不但提高了激光焊接技術(shù)的穩(wěn)定性,焊接速度高,而且焊接的工作效率和質(zhì)量都得到很大程度上的提高。
隨著我國改革開放的不斷深入,人們生活水平不斷提高,對汽車的需求也逐漸提高,而且對汽車的質(zhì)量、外觀等方面的要求也越來越高,為了滿足這種社會(huì)需求,要求我國汽車制造企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情況,引進(jìn)先進(jìn)的加工工藝,提高汽車制造中的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)降低成本,保證企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。因此,在汽車制造中廣泛應(yīng)用激光焊接技術(shù)等先進(jìn)工藝,已經(jīng)成為國內(nèi)汽車業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。在“九五”期間,激光焊接技術(shù)已經(jīng)被列入機(jī)械行業(yè)十大技術(shù)之一。在未來的發(fā)展中,激光焊接技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;允俏覀兣Φ姆较?。
鋁合金電子束焊接技術(shù)是當(dāng)前一種高能束方法,具有熔透性高、接頭性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),成為了鋁合金焊接的重要方法之一。通過對鋁合金電子束焊接技術(shù)中的參數(shù)研究、原理分析,進(jìn)一步掌握電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn),并在實(shí)際中提高焊接技術(shù)的效果應(yīng)用,更好的促進(jìn)鋁合金在航天、交通、機(jī)械制作、電工化工等行業(yè)中的效果,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的全面提高。
一、簡述鋁合金電子束焊接技術(shù)的含義和應(yīng)用特點(diǎn)
1、整體概念的掌握。鋁合金電子束焊接是指在一定的真空環(huán)境中,通過采用會(huì)聚的告訴電子流轟擊焊件連接部位,在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生大量的熱能,實(shí)現(xiàn)與被焊接金屬融合的一種有效焊接方式。能夠?qū)崿F(xiàn)功率密度高、穿透力強(qiáng)、精準(zhǔn)快速等一些特點(diǎn),通過采用電子束焊接方式,可以有效地減少熱影響區(qū),提升焊接的接頭強(qiáng)度,從而更好的避免熱裂紋等問題的發(fā)生。在采取合理的焊接工藝措施后,接頭中的氣孔缺陷可得到很好的控制,保證焊縫應(yīng)具有的力學(xué)性能,滿足設(shè)計(jì)使用要求。
2、應(yīng)用原理的概述。通過利用電子槍產(chǎn)生的電子,使被高壓電場的速度急劇加大,并經(jīng)過磁透鏡聚焦,形成高密度、高能量的電子流,作用在焊縫處,能量發(fā)生轉(zhuǎn)換(動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能),使焊縫區(qū)的材料迅速熔為一體,在極短的時(shí)間內(nèi)冷卻凝固(冷卻速度約2200℃/s),從而實(shí)現(xiàn)焊接。
3、特征表現(xiàn)的概括。對于鋁合金電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用,主要存在多方面的應(yīng)用特點(diǎn),可以從材料選用、尺寸大小等各個(gè)方面進(jìn)行分析。一是電子束焊接技術(shù)沒有引入焊接材料,要求通過待熔體的熔合,尤其是焊縫的純潔度比較高。二是鋁合金電子束的斑點(diǎn)尺寸很小,功率密度非常大,焊縫深度也比較寬,在焊接一些較厚的板底時(shí),不需要開坡口,能有效節(jié)省材料和能源。三是鋁合金焊接的時(shí)候,焊接熱源的調(diào)節(jié)溫度范圍比較大而且易于精確調(diào)整,能有效的焊接各種貴金屬,并通過現(xiàn)代技術(shù)手段的應(yīng)用,控制電子束的偏移,并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜焊縫的自動(dòng)化焊接,具有具有熔透性高、接頭性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),成為了鋁合金焊接的重要方法之一。
二、分析鋁合金電子束焊接技術(shù)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題
1、接頭缺陷的主要表現(xiàn)。盡管鋁合金電子束焊解決了鋁合金焊接存在的諸多問題,但鋁合金焊接仍存在許多缺陷,主要包括氣孔、裂紋、焊縫成形不良以及合金元素?zé)龘p等。一是針對空心鋁球的電子束焊接,分析了氣孔和裂紋等缺陷產(chǎn)生的原因。二是對鋁合金電子束焊接氣孔進(jìn)行了分析,指出了各參數(shù)條件與氣孔產(chǎn)生之間的關(guān)系。三是研究了5A06鋁合金電子束焊接后熔池內(nèi)Mg元素的分布及其對焊縫硬度的影響,并分析了焊接工藝參數(shù)對Mg元素?zé)龘p行為的影響。四是對2A12鋁合金真空電子束焊接氣孔缺陷進(jìn)行了分析,表明影響焊縫度的主要因素是焊接過程中產(chǎn)生的氣孔缺陷,在采取一定的焊接工藝措施后,接頭中的氣孔缺陷可得到很好地控制,保證了焊縫所需的力學(xué)性能。
2、焊縫成形的方法應(yīng)用。通過對焊縫成形的標(biāo)準(zhǔn)化評價(jià),可以知道焊接質(zhì)量的好壞,因此,焊縫成形是評價(jià)焊縫質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),鋁合金電子束焊接由于具有焊縫深寬比大的優(yōu)勢,更能體現(xiàn)出焊縫成形的體征。熔深作為影響鋁合金電子束焊接接頭性能的重要因素,尤其是在其他參數(shù)基本不變的情況下,電子束焊熔深和加速電壓U、電子束流Ib成正比,與束斑直徑(受聚焦電流If影響)、工作距離D、焊接速度v成反比,據(jù)此可以設(shè)計(jì)合適的工藝參數(shù),確保焊縫成形。采用低加速電壓、大束流、過剩熱輸入和低焊接速度的軟焊接規(guī)范,確保了2219鋁合金焊接中得到良好的焊縫成形和合理提高,為研究焊縫成形提供新方法。
3、綜合技術(shù)的全盤運(yùn)用。盡管鋁合金中的某些低沸點(diǎn)元素對誘導(dǎo)小孔的產(chǎn)生起到促進(jìn)作用,由于其電離能低,鋁合金激光焊,金屬蒸氣易于電離,導(dǎo)致等離子體本身吸收過多激光能量,使得作用于熔池中的激光能量降低,為了消除等離子體的不利影響,通常采取加大保護(hù)氣體流量、附加側(cè)面噴嘴吹除以及改變工件焊接位置等。在焊接過程中熔池中的金屬蒸氣和等離子體還會(huì)以一定的壓力和頻率從熔池中噴出,使得熔池底部的金屬在激光的直接照射下產(chǎn)生較大熔深。
三、探討鋁合金電子束焊接技術(shù)的發(fā)展情景和規(guī)模效益
1、焊接參數(shù)的具體應(yīng)用。在全面權(quán)衡焊接參數(shù)之間的制約性基礎(chǔ)之上,不斷完善設(shè)備參數(shù)之間的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用,對電子束流Ib、聚焦電流I、加速電壓U、焊接速度v和工作距離D等參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制,從設(shè)備上確保參數(shù)精度控制,為獲得理想優(yōu)化的焊接參數(shù)提供保證;另一方面,需要將數(shù)據(jù)庫技術(shù)、專家系統(tǒng)、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等引入到電子束焊設(shè)備中,使設(shè)備能夠具有自調(diào)節(jié)最優(yōu)參數(shù)的能力。
2、鋁合金電子束焊接技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究逐步深入。在加強(qiáng)鋁合金電子束焊接技術(shù)的同時(shí),將理論研究作為提升焊接技術(shù)水平的一個(gè)重要目標(biāo),尤其是在當(dāng)前對鋁合金電子束焊接技術(shù)的理論研究還不夠成熟,有更多不完善的地方,在焊接技術(shù)的理論研討上,將來主要是圍繞電子束的流特性、電子束焊本質(zhì)、電子束焊接熔化原理、參數(shù)掌控、冶金結(jié)晶過程以及溫度控制、熱量吸收等多方面展開,尤其是電子束的缺陷機(jī)理以及防治措施上進(jìn)行深入的探討,在具體操作的基礎(chǔ)上,將實(shí)際應(yīng)用與理論研究結(jié)合起來,針對當(dāng)前鋁合金電子束焊接技術(shù)應(yīng)用中的問題和短腿,為電子束焊接技術(shù)的進(jìn)一步完善提供厚實(shí)的理論支持,并將收到更好的發(fā)展前景。
3、數(shù)值模擬技術(shù)的逐步推廣應(yīng)用。在加強(qiáng)對鋁合金電子束焊接技術(shù)的監(jiān)控方面展開研究的基礎(chǔ)上,可以采用圖像處理技術(shù)來檢測鋁合金電子束焊接的全過程,并通過現(xiàn)代化信息技術(shù)的開展,實(shí)現(xiàn)對鋁合金電子束焊接技術(shù)中熔池與焊接質(zhì)量的相關(guān)模型,尤其是是對鋁合金電子束焊接過程中檢測產(chǎn)生的帶電粒子,進(jìn)行深入的檢測,將電子束焊接原理得到進(jìn)一步的完善和提高??梢杂行Ъ訌?qiáng)數(shù)值模擬技術(shù)在鋁合金電子束焊接中的作用現(xiàn)顯示,完善鋁合金電子束焊接的熱源模型,推進(jìn)鋁合金電子束焊溫度場、應(yīng)力場、鋁合金電子束焊焊縫成形、電子束焊接缺陷產(chǎn)生機(jī)理及防止措施等方面的模擬研究工作,并與實(shí)際試驗(yàn)相互結(jié)合,將其結(jié)果用來指導(dǎo)實(shí)際工況。
四、總結(jié)
從鋁合金電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用原理和特征表現(xiàn)出發(fā),在全面分析電子束焊接技術(shù)的現(xiàn)狀,并通過一些其他的焊接技術(shù),譬如MIG 焊、TIG焊,攪拌摩擦焊等的實(shí)踐比較和應(yīng)用,加大對鋁合金電子束焊接技術(shù)的深入研究,并不斷改善設(shè)備管理模式,完善工藝制作技術(shù),更好的推廣鋁合金電子束焊接技術(shù)在各個(gè)工業(yè)以及其他領(lǐng)域的應(yīng)用,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。
0.引言
在時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程中,人們對石油資源的依賴性越來越大,因此隨著石油的開采規(guī)模不斷擴(kuò)大和國家對原油戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫項(xiàng)目的實(shí)施,增大油罐的容量已經(jīng)是當(dāng)前儲(chǔ)油過程中亟待解決的問題,因此大型浮頂油罐在這種時(shí)代背景的要求下應(yīng)運(yùn)而生。大型浮頂油罐不僅具有節(jié)省鋼材和占地面積少的優(yōu)勢,并且方便了工作人員對其進(jìn)行操作管理,有效的節(jié)約了人力和經(jīng)濟(jì)方面的投資。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異以及市場經(jīng)濟(jì)體制不斷完善,對大型浮頂油罐的制造時(shí)必須要求耗時(shí)短并且外形美觀,這就給焊接技術(shù)帶來了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。用傳統(tǒng)的焊條電弧焊施工,不僅浪費(fèi)了大量的鋼鐵資源,而且生產(chǎn)效率不高,對質(zhì)量方面也無法進(jìn)行保證。近幾年來,由于焊接技術(shù)的不斷成熟,自動(dòng)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐中的應(yīng)用技術(shù)日趨完善。自動(dòng)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐的施工應(yīng)用中,不僅有效的節(jié)約了投資成本,而且也浮頂油罐的質(zhì)量和油罐的外在形象。在大型浮頂油罐的制作過程中,應(yīng)用自動(dòng)焊接技術(shù)對有關(guān)進(jìn)行施工的主要部位集中在壁板立縫、環(huán)縫、船艙、加強(qiáng)圈等部位。本文就焊接技術(shù)的原理和具體焊接技術(shù)工藝進(jìn)行了深入的探析,并對焊接技術(shù)在大型浮頂油罐的制造過程中起到的巨大作用進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié)。
1.罐底的氣體保護(hù)焊和埋弧焊技術(shù)
1.1焊接技術(shù)原理
儲(chǔ)罐的底板制造時(shí)焊接量比較大,工藝和焊序要求嚴(yán)格,如果焊接熱輸入控制不當(dāng),就會(huì)引起底板的凹凸變形。由于罐的使用期直接決定于其底板的耐疲勞極限,故罐底板變形超標(biāo)將影響罐體質(zhì)量,降低使用壽命,甚至造成罐底板整體報(bào)廢,因此罐底焊接屬于關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
罐底焊接包括罐底邊緣板和中腹板的焊接,邊緣板材質(zhì)為B610E(08MnNiVR),板厚20mm焊接中采用了CO2:氣體保護(hù)半自動(dòng)焊根焊,焊材選用CHW-65A;填充蓋面采用埋弧自動(dòng)平焊,焊絲JW-9,焊劑為SJl01。
1.2焊接要點(diǎn)
由于邊緣板采用單面V形坡口,產(chǎn)生的變形主要是焊接角變形,從邊緣板外端底部墊起35~40mm,進(jìn)行反變形處理,組對時(shí)外部間隙小一些,一般6~7mm,內(nèi)側(cè)間隙稍大,8~9mm為宜。焊接過程中注意坡口及層間的清理,以防止層間清理不干凈引起的焊接缺陷。
1.3罐底焊接存在的問題
罐底中幅板的焊接存在最大的問題是焊接變形。表現(xiàn)在:焊縫角變形、罐底的局部焊縫翹曲,底板局部凹凸度超標(biāo)、嚴(yán)重時(shí),罐底會(huì)產(chǎn)生較大的波浪變形,致使罐底板幾何尺寸超標(biāo)。
2.壁板采用縱縫立焊技術(shù)
2.1工作原理
氣電立焊是九十年展起來的一種新型焊接工藝。它采用專用藥芯焊絲、CO2氣體保護(hù);采用循環(huán)冷卻水強(qiáng)制成形技術(shù),焊縫正面用水冷滑塊,焊縫背面用水冷銅擋排或陶瓷襯墊;焊接小車攜帶焊槍和滑塊沿剛性軌道運(yùn)行,隨焊縫熔池的上升而同步上升,焊縫水冷強(qiáng)制一次成形,可獲得美觀的焊縫成形和優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量。該工藝的特點(diǎn)是:主要焊接垂直和接近于垂直位置的立向焊接接頭。焊接線能量大、中厚板可一次成形、施工效率高。與厚板焊接中的多層多道焊工藝相比,由于節(jié)約了多層多道焊工藝中每道焊接后的處理工序,使施工速度得到大大提高,在所有電弧焊方法中其焊接生產(chǎn)率為最高,生產(chǎn)效率提高十幾倍甚至幾十倍,它的焊接效率是手弧焊的30多倍,焊接板厚20mm 、長2400mm的立縫,氣電立焊僅用20分鐘,而手弧焊要用10多個(gè)小時(shí)。能使儲(chǔ)罐施工周期大大縮短,目前在大型油氣罐等的建造中得到迅速推廣應(yīng)用。
2.2焊接技術(shù)要點(diǎn)
坡口加工不規(guī)則,造成坡口組對時(shí)不能達(dá)到氣電立焊焊接坡口要求,不規(guī)則的焊縫這樣造成檔塊未在焊縫中心,造成外側(cè)焊縫單邊咬邊,內(nèi)側(cè)焊縫在打磨之后形成內(nèi)深外窄的焊縫,當(dāng)焊接內(nèi)側(cè)焊縫時(shí),當(dāng)焊絲伸到焊縫根部時(shí),當(dāng)熔敷金屬還未填滿時(shí),但熔孔已經(jīng)形成,滑塊自動(dòng)上移,造成內(nèi)側(cè)焊縫雙側(cè)未熔合,夾渣。
施焊中通過平整規(guī)則的坡口和均勻的組對間隙來保證焊接接頭裝配質(zhì)量,并通過提高背面清根打磨質(zhì)量來保證壁板縱縫的焊接質(zhì)量。
3.環(huán)縫采用自動(dòng)埋弧焊技術(shù)
3.1焊接技術(shù)原理
油罐環(huán)縫焊接采用埋弧自動(dòng)焊焊接技術(shù),第一道環(huán)縫采用了傳統(tǒng)的單面埋弧自動(dòng)焊技術(shù),第二道至第八道環(huán)縫采用了新技術(shù)雙面同步埋弧自動(dòng)焊接技術(shù)。現(xiàn)場采用五套雙面埋弧自動(dòng)焊機(jī)均勻分布完成環(huán)縫縫焊接,這種焊機(jī)屬于多功能焊機(jī),還可以進(jìn)行單面埋弧自動(dòng)焊。高強(qiáng)鋼焊接選用遼寧錦泰JW-9焊絲和大西洋焊劑CHF-26H。低碳鋼和低合金鋼采用錦泰JW-1焊絲和SJl01焊劑。環(huán)縫采用雙面焊焊接后,焊道外觀成型優(yōu)美,無表面氣孔、凹陷和咬邊等缺陷。該浮頂油罐環(huán)縫總長度為2008m,焊接工作量較大,采用雙面同步焊,生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量大大提高。
3.2焊接技術(shù)要點(diǎn)
坡口形式為“K”型坡口,坡口角度為45°,鈍邊為0~1mm,采用不對稱形式,焊接過程中,尤其是第一道環(huán)縫根據(jù)焊接工藝要求需進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱方法采用火焰預(yù)熱,將預(yù)熱用的火焰噴燈固定在離焊槍250mm的前方,先空車行走,預(yù)熱兩遍,焊接時(shí)再同步加熱,這樣才能保證預(yù)熱溫度。
4.罐底大角縫采用自動(dòng)角焊
4.1焊接技術(shù)原理
大角縫焊接采用了埋弧自動(dòng)角焊技術(shù)。在同行業(yè)焊接大角縫基本采用焊條電弧焊根焊技術(shù)和埋弧自動(dòng)焊填充蓋面技術(shù)。油罐角焊縫受力情況復(fù)雜,焊接質(zhì)量要求高。本次大角縫施工過程中全部選擇了自動(dòng)焊技術(shù),焊接材料選擇錦泰JW-9焊絲和SJl01焊劑。由4名焊工使用2套埋弧自動(dòng)焊焊機(jī)在6天內(nèi)完成,焊道外觀成型美觀,不需打磨即可滿足要求,真空試漏、根部磁粉及表面磁粉檢驗(yàn)一次合格率均為100%,同時(shí)也減少了對焊工的需求量,勞動(dòng)強(qiáng)度也明顯降低。
4.2焊接技術(shù)要點(diǎn)
中圖分類號:TP13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)30-0117-01
引言:隨著我國科研水平的逐步提高,現(xiàn)代焊接技術(shù)形式也發(fā)生了極大的創(chuàng)新,鋰電池極耳超聲波焊接形式可以突破傳統(tǒng)螺栓連接或焊接模式,同r又打破了傳統(tǒng)焊接中多方面焊接因素的相互影響,成為超聲波焊接技術(shù)的一種新的工藝應(yīng)用方向。鋰電池中極耳連接的超生波焊接的分析是本次研究的主要內(nèi)容。
一、鋰電池極耳超聲波焊接的設(shè)計(jì)原理
鋰電池極耳超聲波焊接技術(shù)是應(yīng)用電磁感應(yīng)傳輸原理進(jìn)行焊接信息的傳輸,鋰電池極耳超聲波焊接將整體焊接的能量儲(chǔ)存和傳輸都是依靠設(shè)計(jì)中的金屬導(dǎo)電完成的,如圖1[1]為鋰電池極耳超聲波焊接設(shè)計(jì)圖。從圖中設(shè)計(jì)的整體進(jìn)行分析,新型鋰電池極耳超聲波焊接設(shè)計(jì)內(nèi)部形成了簡單的電流傳輸線路圖,是焊接技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的動(dòng)力供應(yīng)脫離了外部供應(yīng)的電力資源控制,從而是超聲波焊接技術(shù)的應(yīng)用靈活性更強(qiáng),例如:從圖1中結(jié)構(gòu)來看,電路中具有電能,小型發(fā)電機(jī)等電路傳輸系統(tǒng),焊接作用主要通過傳感系統(tǒng)接受系統(tǒng)的焊接信號,小型供電系統(tǒng)進(jìn)行電流供應(yīng),保障超聲焊接技術(shù)的應(yīng)用。
其二,鋰電池極耳超聲波焊接設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的電流是將電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槌曤姶怕暡ㄟM(jìn)行工作,從圖1中設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,鋰電池極耳超聲波焊接設(shè)計(jì)中換能器是實(shí)電流與超聲波之間電流交換的主要平臺(tái)[2],變幅器能夠在機(jī)械控制領(lǐng)域進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)能隨著需求將超聲波的振幅擴(kuò)大,從而保障了焊接中焊頭、焊座、焊件等壓力整體結(jié)構(gòu)在壓力的作用下順利開展工作,實(shí)現(xiàn)了鋰電池極耳超聲波焊接中的連接效果。
二、鋰電池極耳超聲波焊接的工藝分析研究
(一)焊接過程描述
對鋰電池極耳進(jìn)行超聲波焊接本質(zhì)是一種摩擦焊接的工藝。經(jīng)過設(shè)計(jì)的超聲波焊接的壓頭在變幅器的驅(qū)動(dòng)下開始震動(dòng),從而帶動(dòng)被焊接材料之間進(jìn)行摩擦,摩擦使其產(chǎn)生一定熱量產(chǎn)生局部輕微融化,然后焊頭立即對材料進(jìn)行頂壓焊接,實(shí)現(xiàn)材料之間的連接。該焊接工藝的優(yōu)勢在于能量輸入較少,同時(shí)對極耳表面的清理要求較低。同時(shí)超聲波焊接工藝的施工溫度較低,在焊接過程中熱影響區(qū)非常小,對鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響也較小。
(二)焊接質(zhì)量分析
從超聲焊接技術(shù)的設(shè)計(jì)原理分析來看,新型超聲波焊接技術(shù)能夠保障焊接整體質(zhì)量都處于相對完善的焊接結(jié)構(gòu)中,超聲波焊接能保障焊接中控制箱的資源供應(yīng)結(jié)構(gòu)完善。與傳統(tǒng)的焊接相比,超聲波焊接技術(shù)打破了焊接材質(zhì)的限制,無論焊接的材質(zhì)的熔點(diǎn)性有何不同,都能夠保障鋰電池中極耳焊接的可靠性;同時(shí),超聲波焊接中,焊接整體處于采用外部聲控震動(dòng)頻率的焊接,實(shí)現(xiàn)了焊接技術(shù)和焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化應(yīng)用,在焊接中對鋰電池的損傷性達(dá)到最小,保障了鋰電池的焊接后應(yīng)用壽命,是一種具有高強(qiáng)度穩(wěn)定性和安全性的焊接形式,推進(jìn)我國焊接技術(shù)水平和焊接質(zhì)量的發(fā)展。
此外,還可以從技術(shù)應(yīng)用對鋰電池的應(yīng)用壽命角度進(jìn)行分析,采用超聲波焊接技術(shù)進(jìn)行極耳焊接,可以將后期焊接對鋰電池的損傷降至最低,從而避免鋰電池受到損傷,使鋰電池的應(yīng)用壽命性得到保障。由此可見,超聲波焊接技術(shù)在動(dòng)力電池極耳焊接的工藝過程中具有較高的應(yīng)用優(yōu)勢。
(三)焊接效果分析
鋰電池中極耳的連接質(zhì)量,關(guān)乎鋰電池的應(yīng)用的安全和效率,采用超聲波焊接的應(yīng)用來看,新型超聲波焊接技術(shù)能夠保障焊接極耳之間的接觸面積和連接可靠性,如果采用傳統(tǒng)的焊接方式進(jìn)行焊接,容易發(fā)生焊接高溫融化,焊點(diǎn)飛濺、或者熱傳導(dǎo)破壞鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問題。采用超聲波焊接技術(shù)通過焊頭振動(dòng)摩擦生熱過程,加壓過程冷卻過程,在焊點(diǎn)處無飛濺,同時(shí)產(chǎn)熱量少,減少對鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響,保證焊接整體效果。
(四)焊接材質(zhì)分析
從異種金屬焊接的困難看,超聲波的焊接振幅傳播可以突破多種材質(zhì)的限制,超聲波焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了焊接材質(zhì)的突破,突破了極耳焊接兩側(cè)材質(zhì)不一致帶來的焊接困難,實(shí)現(xiàn)了銅鋁不同金屬間的直接焊接。同時(shí),超聲波焊接技術(shù)可以根據(jù)焊接極耳的介質(zhì)強(qiáng)度進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié),能夠帶來焊接介質(zhì)應(yīng)用的多樣化發(fā)展,保障了鋰電池中極耳連接的焊接質(zhì)量。
從后期質(zhì)量來看,極耳焊接中主要采用銅、鋁等金屬元素作為焊接的介質(zhì),但隨著后期應(yīng)用時(shí)間的逐步延長,傳統(tǒng)焊接介質(zhì)在氧化的作用下出現(xiàn)開裂等問題,如果依舊采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行焊接的補(bǔ)修,會(huì)使極耳的焊接效果受到影響,同時(shí)較強(qiáng)的后期焊接溫度也會(huì)造成鋰電池內(nèi)部的損傷,對鋰電池的安全性帶來隱患。采用超聲波焊接技術(shù)作為焊接方式,應(yīng)為在焊接過程中對材料氧化層進(jìn)行了破壞和清理,降低了極耳后期應(yīng)用發(fā)生焊點(diǎn)腐蝕、開裂的情況,保障極耳焊接的質(zhì)量。
(五)超聲波焊接工藝的不足之處
超聲波焊接技術(shù)在鋰電池極耳焊接上應(yīng)用有著諸多優(yōu)勢,但同時(shí)也有一些不足之處,主要是超聲波焊接的實(shí)現(xiàn)需要焊頭是一套壓緊裝置,因此在應(yīng)用過程中需要充分考慮作業(yè)空間的問題,也就要求進(jìn)行極耳連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)超聲波焊接,往往會(huì)造成設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不夠緊湊,犧牲產(chǎn)品的一些空間。
結(jié)論:超聲波焊接技術(shù)鋰電池極耳焊接上的應(yīng)用,雖然會(huì)造成一些產(chǎn)品內(nèi)部空間的損失,但是其突破了諸多傳統(tǒng)極耳連接的不足之處,實(shí)現(xiàn)了異種金屬的直接焊接,并且保證了使用過程的中載流面積,使鋰電池應(yīng)用的安全性和可靠性得到了較大的提高,延長了焊點(diǎn)的壽命,也延長的鋰電池的使用壽命,一定會(huì)成為超聲波焊接技術(shù)應(yīng)用新趨向。
參考文獻(xiàn)
[1] 李林賀,劉志盛.鋰電池極耳超聲波焊接質(zhì)量分析[J].焊接技術(shù),2012,06:46-49.
自動(dòng)焊接技術(shù)是將焊接原理、自動(dòng)控制原理、機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理等進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合的一種加工技術(shù),它實(shí)現(xiàn)了焊接過程的自動(dòng)化。在自動(dòng)焊接技術(shù)中,通過工件夾緊機(jī)構(gòu)、脫料機(jī)構(gòu)、焊槍夾緊機(jī)構(gòu)、焊槍氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等裝置完成了對工件和焊接設(shè)備的安裝與定位,再通過導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、氣動(dòng)尾頂滑臺(tái)機(jī)構(gòu)等裝置實(shí)現(xiàn)了焊槍與工件的前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)前,自動(dòng)焊接技術(shù)不僅采用了上述的各種原理和技術(shù),同時(shí)大量運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù)和人工智能化技術(shù),使得自動(dòng)焊接技術(shù)向更高的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)延伸。埋弧焊、等離子弧焊、激光焊、激光復(fù)合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、機(jī)器人焊接等都是自動(dòng)焊接常用的設(shè)備與方法[1]。
二、機(jī)械加工行業(yè)對自動(dòng)焊接的需求
在當(dāng)今這個(gè)科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達(dá)的時(shí)代,以往那種手動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)很難滿足時(shí)展的需要,隨著自動(dòng)焊接技術(shù)的不斷發(fā)展,該技術(shù)對機(jī)械行業(yè)造成了非常深遠(yuǎn)的影響,自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械加工領(lǐng)域中不可缺失的一部分。我國于五年前就已經(jīng)成為了世界上最大的鋼材消耗國,用鋼量已經(jīng)超過了2億噸,2014年我國的焊接材料生產(chǎn)總量為568萬噸,其中僅埋弧焊絲的產(chǎn)量占比約10.5%,59.6萬噸,年均增長率保持在10%左右。截止目前為止,從我國焊接領(lǐng)域的現(xiàn)狀來看,自動(dòng)焊接及時(shí)滿足了機(jī)械加工領(lǐng)域中以下四個(gè)方面的需求。
(一)降低了人工成本
從企業(yè)的成本方面來講,自動(dòng)焊接技術(shù)因其工作效率高,大大降低了人工成本。在當(dāng)今這個(gè)人工成本高漲的時(shí)代,自動(dòng)焊接技術(shù)大大緩解了企業(yè)的用人成本,因此降低了企業(yè)的投入成本。
(二)降低了焊接危害
焊接技術(shù)被人們認(rèn)為是一種對工作者身體有害的工種,手動(dòng)弧焊中產(chǎn)生的弧光、煙塵、高溫對人體的健康有著較大的影響,同時(shí)長時(shí)間的焊接操作對于工作者來講是屬于高強(qiáng)度的勞動(dòng)。隨著自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用,不僅降低了工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,還進(jìn)一步緩解了人工焊接對工作者帶來的壓力與危害。
(三)滿足了較高的焊接質(zhì)量要求
對于高強(qiáng)度的焊接作業(yè)要求,如果僅僅是依靠人工手動(dòng)來完成,焊接質(zhì)量難以保證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高,對于需要焊接加工的產(chǎn)品也逐漸向精細(xì)化、多元化的方向傾斜。因此,自動(dòng)焊接因其種種優(yōu)勢取代了人工手動(dòng)焊接。
(四)滿足了企業(yè)競爭的要求
隨著我國市場化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,企業(yè)之間的競爭力也在不斷的升溫,隨著機(jī)械加工與制造行業(yè)全球化的到來,一個(gè)企業(yè)焊接設(shè)備與焊接工藝的好壞直接決定了該企業(yè)的核心競爭力[2]。自動(dòng)焊接作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的先進(jìn)加工設(shè)備和工藝,無疑在很大程度上提高了企業(yè)的競爭力。
三、自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用
自動(dòng)焊接設(shè)備是一種具有較高自動(dòng)化程度的焊接設(shè)備,屬于自適應(yīng)控制類專機(jī)。它通過自身配備的傳感器與電子檢測線路,可自動(dòng)跟蹤焊縫的軌跡導(dǎo)向,甚至還可以自動(dòng)完成對焊接參數(shù)地設(shè)置與調(diào)整。此外,它還能夠利用諸如視覺傳感觸角傳感器、光敏傳感器等高等級傳感器,通過與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件、數(shù)據(jù)庫的配合,實(shí)現(xiàn)對參數(shù)調(diào)整的智能化,且人工操作十分簡便。但是由于受到很多條件的限制,智能化焊接在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少 [3]。本文主要從自動(dòng)化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人兩方面來探討自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用。
(一)自動(dòng)化焊接專機(jī)的應(yīng)用
自動(dòng)化焊接專機(jī)常用于一些大型設(shè)備的批量生產(chǎn)中,雙絲焊接是自動(dòng)化焊接專機(jī)采用的主要焊接方式,比如在推土機(jī)的焊接生產(chǎn)中,雙絲焊接主要應(yīng)用于主臂和車架的焊接。自動(dòng)化焊接專機(jī)的使用大大提高了機(jī)械加工的生產(chǎn)效率,雙絲焊接的效率一般是人工單絲焊接的2倍,而且采用雙絲焊接,熔深較深,焊縫的力學(xué)性能更好。焊接自動(dòng)化專機(jī)可用于直線、曲線等多種形式焊縫的焊接,焊接效率高,焊接過程中焊件的變形小,質(zhì)量易于保障,適合大批量生產(chǎn)作業(yè),同時(shí)還具有操作簡單、成本低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),在機(jī)械加工中的應(yīng)用較為廣泛。自動(dòng)化焊接專機(jī)具有很高的性價(jià)比。
(二)焊接機(jī)器人的應(yīng)用
焊接機(jī)器人因其柔性化和數(shù)字化程度高、精度高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn),在機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力與競爭力方面起了非常重要的作用。焊接機(jī)器人在復(fù)雜的焊件中表現(xiàn)更為優(yōu)異,它能夠滿足復(fù)雜焊接件的加工要求。
中圖分類號:P755.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)11-0267-01
1 引言
焊接技術(shù)的優(yōu)良程度直接影響著零件或產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展,大量新的焊接技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來,而這些不同的焊接技術(shù)又表現(xiàn)出不同的工藝特性和應(yīng)用環(huán)境。為了能全面地了解各種焊接技術(shù)的特點(diǎn),本文對現(xiàn)有焊接技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了對比分析、研究,并結(jié)合實(shí)際情況總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn),為工程實(shí)際應(yīng)用提供一些參考意見。在此基礎(chǔ)上,探討了焊接技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。
2 焊接技術(shù)現(xiàn)狀
現(xiàn)工業(yè)中常用的焊接技術(shù)主要有下面幾種:
2.1 氣體保護(hù)焊
氣體保護(hù)電弧焊是利用電弧作為熱源,氣體作為保護(hù)介質(zhì)的熔化焊。在焊接過程中,保護(hù)氣體在電弧周圍造成氣體保護(hù)層,將電弧、熔池與空氣隔開,防止有害氣體的影響,并保證電弧穩(wěn)定燃燒。
2.2 埋弧焊
埋弧焊是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用較普通的工藝方法之一。由于焊接熔深大、生產(chǎn)效率高、機(jī)械化程度高、因而適用中厚板長焊縫的焊接。
埋弧焊有自動(dòng)埋弧焊和半自動(dòng)埋弧焊兩種方式,前者焊絲的送進(jìn)和電弧的移動(dòng)均由專用焊接小車完成,后者焊絲送進(jìn)由機(jī)械完成,而電弧的移動(dòng)則由操作者手持移動(dòng)完成,但是由于半自動(dòng)埋弧焊工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,目前國內(nèi)已經(jīng)很少使用。
2.3 電阻焊
電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法,屬于壓力焊。電阻焊是一種焊接質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的連接方法,廣泛應(yīng)用于在汽車、航空航天、電子、家用電器等領(lǐng)域。
2.4 螺柱焊接
螺柱焊接主要有儲(chǔ)能式和拉弧式兩種焊接方式。儲(chǔ)能式焊接熔深小,主要應(yīng)用于薄板焊接;拉弧式焊接熔深較大,廣泛用于重工業(yè)生產(chǎn)。無論哪種螺柱焊,總的來說是一種單面焊接,其最主要的優(yōu)勢是:無需鉆孔、打洞、攻螺紋、粘結(jié)、鉚接等連接方式,即使是在油漆件、瓷釉件、電鍍板、塑料包封件上焊接,也無需對非焊接面進(jìn)行再次加工,因?yàn)闆]有穿孔,所以螺柱焊接不漏水、漏氣。
2.5 攪拌摩擦焊
1991 年由英國焊接研究所(TWI)開發(fā)出了摩擦攪拌焊接(以下簡稱FSW)技術(shù),在其后短短的十余年間就被應(yīng)用于鐵道車輛、船舶、飛機(jī)制造業(yè)中,且應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速地?cái)U(kuò)展。原因在于以固相狀態(tài)接合的材料與其他熔融焊接方式相比,因其材料的變形極其微小,也無需修正變形工序或可省略修正變形等工序,所以在制造工藝中它具有明顯減少工時(shí)數(shù)的特點(diǎn)。以往,上述應(yīng)用領(lǐng)域中的主要焊接材料是鋁合金,最近,F(xiàn)SW 技術(shù)也被應(yīng)用于鋁合金以外材料的接合。在攪拌摩擦焊過程中,因?yàn)槠湫D(zhuǎn)棒的旋轉(zhuǎn)方向與前進(jìn)方向的原因,所以接合部的左右是非對稱的。
2.6 高能束焊接
電子束、等離子束和激光束由于其能量集中,效率較高被俗稱為“三束”,用這“三束”作為熱源對試件進(jìn)行焊接稱為高能束焊接。等離子束焊接技術(shù)是通氬弧焊技術(shù)發(fā)展起來的,其電弧的產(chǎn)生原理與鎢極氬弧焊的電弧相近,只是在電弧上施加了電磁作用力、機(jī)械作用力和熱作用力進(jìn)行了三力約束作用,使得等離子弧的電弧密度和電弧挺度有了很大的提高,成為高能量焊接技術(shù)。
3 焊接技術(shù)發(fā)展趨勢
上述焊接方法都是根據(jù)其設(shè)備的原理產(chǎn)生單一熱源對工件進(jìn)行加熱并實(shí)施焊接。由于它們各自熱源的特性使其在實(shí)際應(yīng)用中各有其優(yōu)缺點(diǎn)。針對上述存在的問題,現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的焊接技術(shù) 。
3.1 復(fù)合熱源焊接技術(shù)
現(xiàn)在應(yīng)用比較多的復(fù)合技術(shù)就是激光-氬弧復(fù)合焊接技術(shù),它將激光焊MIG/MAG焊相結(jié)合融合了傳統(tǒng)激光焊工藝和MIG/MAG工藝的優(yōu)點(diǎn),使獲得更佳的焊接性能成為現(xiàn)實(shí),而且激光混合焊工藝已經(jīng)成功地用于汽車及零部件制造業(yè)、造船業(yè)、航空航天中。
激光焊和MAG焊的結(jié)合,產(chǎn)生以下綜合效果:
(1) 由于電弧和激光束的相互作用,焊接過程很穩(wěn)定,幾乎不產(chǎn)生飛濺。
(2) 接頭熔合良好。
(3) 由于焊縫熔池小于單純 MAG 電弧的熔池,焊接HAZ區(qū)很小,這就使得接頭變形小,焊后處理簡單。
(4) 焊接時(shí)間縮短。
(5) 節(jié)省焊接過程中焊絲的消耗、縮短焊接工時(shí),降低生產(chǎn)成本。
3.2 多絲及帶極高速焊接技術(shù)
同單電弧焊接技術(shù)相比,多電弧共熔池焊接技術(shù)是高效化焊接的一種主要方式,具有明顯優(yōu)點(diǎn)。由于多個(gè)電弧共同在一個(gè)熔池上燃燒,不僅提高了總的焊接熱輸入,而且改變了熱量分布的特點(diǎn),能向熔池及其兩側(cè)面提供充足的液體金屬和熱量。電弧之間的相互熱作用可以降低后續(xù)焊絲的電能輸入,在進(jìn)行高速焊時(shí)能有效避免咬邊等多種缺陷,因而可以大大提高焊接速度和生產(chǎn)效率,得到優(yōu)質(zhì)美觀的焊縫。例如雙絲焊的速度和熔敷效率是單絲焊的3-4倍,三絲焊又是單絲焊的4-5倍以上。
3.3 磁控焊接技術(shù)
磁控焊接技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型焊接技術(shù)。采用外加磁場控制焊接質(zhì)量,具有附加裝置簡單、投入成本低、效益高、耗能少等特點(diǎn),引起了焊接工作者的廣泛興趣。外加磁場作用下的焊接技術(shù)改變了電弧焊的電弧形態(tài),影響母材熔化和焊縫成形,通過電磁攪拌作用,改變焊接熔池液態(tài)金屬結(jié)晶過程中的傳質(zhì)和傳熱過程,從而改變晶粒的結(jié)晶方向,細(xì)化一次組織,減小偏析,提高焊縫的力學(xué)性能,降低氣孔、裂紋等焊接缺陷的敏感性,在國外被稱為“無缺陷焊接”。國內(nèi)的磁控焊接技術(shù)出現(xiàn)較晚,現(xiàn)在還處于研究階段。
4 小結(jié)
本文主要介紹了現(xiàn)階段各種焊接技的發(fā)展現(xiàn)狀,在對各種焊接方法進(jìn)行對比分析的基礎(chǔ)上,得出其各自的優(yōu)缺點(diǎn),最后探討了焊接技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
一、窄間隙焊接技術(shù)的分類和原理
(一)窄間隙埋弧焊
此項(xiàng)技術(shù)是主要應(yīng)用于低合金鋼厚壁容器及其它重型焊接的結(jié)構(gòu),這種焊接技術(shù)的焊接接頭是有著不錯(cuò)的抗延遲冷裂的能力的,極大地提高了焊接的效率,還有一點(diǎn)就是此技術(shù)節(jié)約了成本,在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上不僅節(jié)約了焊絲,還節(jié)約了焊劑。現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出了不同種類的單絲、雙絲和多絲的成套設(shè)備,是為高難度的水平位置的焊接所量身定做的。正因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)有著熔熬速度高、飛濺范圍小、制作出的焊道外形好質(zhì)量高的這些優(yōu)點(diǎn),窄間隙埋弧焊技術(shù)在全球工業(yè)生產(chǎn)中成為應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。
(二)窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊
為了解決坡口側(cè)壁的熔透問題,在1975年研制開發(fā)出了一種新型的技術(shù),利用電弧擺動(dòng)到達(dá)鋼板內(nèi)壁的兩側(cè),來進(jìn)行焊接的窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊技術(shù),此項(xiàng)技術(shù)是以表面張力過渡工藝為基礎(chǔ)而發(fā)展的,這次的發(fā)展可以說是一次偉大的技術(shù)改革,解決了以往焊接鋼板內(nèi)部兩側(cè)困難的問題,區(qū)別于傳統(tǒng)的過渡工藝,此工藝在某一程度上減少了焊接中存在的飛濺問題,提高了作業(yè)人員的安全,不只是這樣,此項(xiàng)技術(shù)減少了對周圍環(huán)境的污染,煙塵少、低輻射,符合我國的可持續(xù)發(fā)展觀的思想。
(三)窄間隙鎢極弧焊
窄間隙鎢極弧焊技術(shù)在安全問題和保護(hù)環(huán)境的環(huán)節(jié)上,似乎是做的更到位,以為這種技術(shù)基本上就不會(huì)產(chǎn)生飛濺和熔渣,利用的原理是電弧的穩(wěn)定性。但此工藝的應(yīng)用范圍比較小,只是運(yùn)用于打底焊還有一些重要的結(jié)構(gòu)中,不只是這樣,這種焊接技術(shù)也存在不少的缺陷,工作效率比較低,但是要提高作業(yè)的工作效率,就必須采用熱電阻線焊接法,這樣做雖然能在一定程度上提高效率,但是如果通電量過多,就會(huì)導(dǎo)致磁沖擊,形成電弧的不穩(wěn)定,可是,電弧的穩(wěn)定性正是此技術(shù)的關(guān)鍵所在,因此,只能單純的將單方面的電流交流化,來保證電弧的穩(wěn)定性。
(四)窄間隙焊條電弧焊
在工業(yè)的機(jī)械化自動(dòng)生產(chǎn)中,窄間隙焊條電弧焊有著其獨(dú)特的作用,焊條電弧焊使用方便,小巧靈活而且設(shè)備簡單,在某些領(lǐng)域是有著無法撼動(dòng)的地位的。如果沒有此項(xiàng)技術(shù),建筑中鋼筋的焊接便成了問題,是無法避免鋼筋焊接時(shí)造成的偏心受力的問題的,如此說來,雖然與窄間隙焊技術(shù)中其他的工藝相比,窄間隙焊條電弧焊的運(yùn)用領(lǐng)域不是很廣,但是此工藝的重要性還是很明顯可以看出來的。
二、窄間隙焊接的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,該技術(shù)的成功在工業(yè)生產(chǎn)的諸多方面得到了很好的體現(xiàn),比如在壓力容器和鍋爐中的利用率是百分之五十二點(diǎn)五,在產(chǎn)業(yè)機(jī)械中的利用率是百分之二十五,在海洋結(jié)構(gòu)和造船業(yè)中的利用率為百分之十二點(diǎn)五。由此可以看出,現(xiàn)有的工藝水平已接近成熟,創(chuàng)造出的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都是無法估量的。
力學(xué)原理在窄間隙焊接技術(shù)的各種很好的性能上得到了完美體現(xiàn),進(jìn)而使得此項(xiàng)工藝有著高的生產(chǎn)率、低的生產(chǎn)成本以及成品較高的保持形態(tài)的特性,這就保證了該工藝在鋼焊領(lǐng)域中不可忽視的超強(qiáng)運(yùn)用力和廣闊的使用范圍,但是我們必須要正視的是,以經(jīng)濟(jì)的角度來說,是存在一個(gè)問題的,當(dāng)此技術(shù)在運(yùn)用的時(shí)候,所創(chuàng)造出來的經(jīng)濟(jì)效益的板厚的范圍。我們都知道,厚板大則效益大,但是,不是所有的厚板都是可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的,所以當(dāng)下就出現(xiàn)了“厚板范圍”。在當(dāng)前這個(gè)注重經(jīng)濟(jì)建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)刻,很多的大型機(jī)械結(jié)構(gòu)都離不開該技術(shù),但是我國對于更深層次的“大厚板連接技術(shù)”的運(yùn)用還是不很熟練,還停留在焊條電弧焊接的水平,但我們實(shí)在不必妄自菲薄,因?yàn)槲覀兿嘈?,在科技高速發(fā)展的今天,我們一定會(huì)克服現(xiàn)存的困難,成功的運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的。
三、窄間隙焊接技術(shù)的發(fā)展前景
當(dāng)前,大厚板已經(jīng)慢慢的投入到了生產(chǎn)中了,但我們不能僅僅滿足于此,在今天的基礎(chǔ)上,加大對該工藝的使用,提高作業(yè)利用率,學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的焊接技術(shù),與我國的工藝交相輝映,將已有的優(yōu)點(diǎn)無限放大,避免缺陷,開發(fā)出更經(jīng)濟(jì),更實(shí)用,更安全的窄間隙焊技術(shù)來,以下的幾個(gè)方面正是提出了該技術(shù)的發(fā)展方向:開發(fā)更低熱輸入的工藝;開發(fā)飛濺率更低的工藝;開發(fā)抗輻射抗干擾的工藝。而且要將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與此項(xiàng)工藝結(jié)合在一起,更加準(zhǔn)確的調(diào)控一些焊接誤差,跟蹤監(jiān)測成品的殘余變形的大小,做到在細(xì)微之處完善窄間隙焊接技術(shù),有了這樣的工藝,必定使我國的制造業(yè)更上一層樓。
四、結(jié)束語
在系統(tǒng)的分析過窄間焊接技術(shù)的一系列相關(guān)的問題后,我們不難發(fā)現(xiàn),幾種技術(shù)各有千秋,根據(jù)我國此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,我認(rèn)為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的引入將會(huì)對我國的此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展有著很大的作用。但是不論是如何完善的技術(shù),都會(huì)存在或多或少的缺陷,不過,我們相信,隨著科技的高速發(fā)展,更省力,更經(jīng)濟(jì)的窄間焊接技術(shù)會(huì)相繼問世,造福人類工業(yè)生產(chǎn),從而生產(chǎn)出高科技的產(chǎn)品,便利人們的生活。這些都不會(huì)只是設(shè)想,我相信在無數(shù)的研究工作者的辛勤探索中,我國的窄間隙焊技術(shù)已經(jīng)看到了曙光。
參考文獻(xiàn):
[1]張良鋒;楊公升;許威;宋國祥;文海龍;;窄間隙熱絲TIG焊技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性分析與發(fā)展現(xiàn)狀[J];石油工程建設(shè);2011年02期
[2]馮志鵬;超窄間隙焊接焊劑帶開發(fā)及工藝試驗(yàn)[D];蘭州理工大學(xué);2011年
[3]周方明;王江超;周涌明;張軍;;窄間隙焊接的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];焊接技術(shù);2007年04期
[4]牛永紅;李中文;王粉連;;MAG窄間隙環(huán)縫焊在油缸焊接中的應(yīng)用[J];煤礦機(jī)械;2012年08期
隨著焊接工藝在汽車制造中的不斷應(yīng)用和發(fā)展,對于焊接的功能實(shí)現(xiàn)和外觀都有著不斷提高的要求,為適應(yīng)社會(huì)需求,人們不斷研究新的焊接技術(shù)工藝,以達(dá)到高質(zhì)量、高效率、成本低、美觀大方的目的?;旌霞す夂附蛹夹g(shù)的應(yīng)用,讓我們離目標(biāo)越來越近。
一、混合激光焊接技術(shù)的工作原理
混合激光焊接技術(shù)是采用傳統(tǒng)的金屬及氣體電弧焊和激光焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)行合理化結(jié)合,主要利用電弧加熱填充金屬和工件,達(dá)到金屬融合的效果。
混合激光焊接技術(shù)受氣體等因素的影響較多,為達(dá)到降低機(jī)器成本的目的,我們要通過對各個(gè)有影響的參數(shù)進(jìn)行控制,減小諧振腔的尺寸,降低混合激光焊接技術(shù)的供能成本,確定混合激光焊接中焊絲的給進(jìn)位置。激光推動(dòng)焊絲進(jìn)入熔融焊池,降低熔融焊絲所需的二次能量,這個(gè)過程中為提高焊接速度,我們采用了拖尾式的混合激光焊接技術(shù)進(jìn)行焊絲給進(jìn)。混和激光焊接的電弧在焊絲填充到達(dá)尾部時(shí)產(chǎn)生等離子,并對基底材料進(jìn)行蒸發(fā),這時(shí)會(huì)在熔融焊接池的邊緣出現(xiàn)一個(gè)小凹陷,這個(gè)凹陷能夠起到降低激光光束需要穿透的深度,提高了穿透性能。
二、混合激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)
混合激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用有以下特點(diǎn):(1)在進(jìn)行混合激光焊接過程中添加的輔助材料,施加給焊縫晶格組織的影響,使得焊縫的韌性較高;(2)熔深更大,焊縫焊接能力強(qiáng);(3)減少人工,減少投資;(4)焊縫背面下垂在沒有燒穿時(shí)的適用范圍更加廣泛;(5)焊接速度快;(6)焊接熱量產(chǎn)生的少;(7)焊縫的寬度和突出小,強(qiáng)度高;(8)生產(chǎn)效率高;(9)光學(xué)設(shè)備配置性能高;(10)對焊接產(chǎn)生的縫隙彌補(bǔ)合理,效果高;(11)鈑金件縫隙的連接能力提高;(12)提高車身剛度,提升汽車安全性;(13)車身重量減小,有省油效果;(14)焊接精度高;(15)前期投入太高,包括配套設(shè)備和保護(hù)氣體的投資。
三、混合激光焊接技術(shù)中對保護(hù)氣體的選擇
現(xiàn)在在汽車制造中使用最多的是二氧化碳、氬和氦等氣體作為電弧和熔池的保護(hù)氣體,在這些保護(hù)氣體中,氦氣控制粒子大小最為合理,這是由其平均蒸汽粒子最小決定的。但是在電離率和等離子體電壓方面,氦氣雖然有著很大的優(yōu)勢,但是分子質(zhì)量卻比氬氣小。因此,我們發(fā)現(xiàn),在選用氦氣作為保護(hù)氣時(shí),只有保證流速足夠能將激光光束路徑上的金屬進(jìn)行蒸發(fā)并排出,雖然效果非常好,但是氦氣的價(jià)格卻較高,這無疑是增加了焊接成本,增加了汽車整車成本。為了彌補(bǔ)氦保護(hù)氣的價(jià)格缺陷,同時(shí)實(shí)現(xiàn)抑制等離子體,排出蒸汽粒子,達(dá)到優(yōu)化保護(hù)氣,降低成本的目的,我們引進(jìn)了使用40%~50%的氬氣混合氣體,這種混合氣體的比重越高,對于排除蒸汽粒子的流速需要就越低?;旌蠚怏w在汽車制造中進(jìn)行焊接工藝時(shí)產(chǎn)生的惰性對焊接起到加速的作用,降低報(bào)廢率。將二氧化碳或者氦氣按照一定的比例混合氬氣,用于混合激光焊接過程中的二次保護(hù)氣,使焊接的性能得到很大的提高,產(chǎn)生電弧電壓更高,焊珠的外形擴(kuò)大,增強(qiáng)了電弧穩(wěn)定性。因?yàn)檫@些氣體的價(jià)格高昂,因此在運(yùn)輸過程中一定要確保安全,同時(shí)還要相對更為經(jīng)濟(jì),這樣我們才能真正達(dá)到降低制造成本的目的。
四、混合激光焊接技術(shù)在現(xiàn)代汽車制造中的應(yīng)用
隨著激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展,各個(gè)汽車企業(yè)紛紛引進(jìn)最新的焊接工藝,直接影響著其在汽車制造業(yè)中的行業(yè)競爭力,混合激光焊接技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)在汽車制造中發(fā)揮充分,可以大大降低制造成本,提高鋁合金材料性能,已經(jīng)在大眾、寶馬等知名制造公司。例如:寶馬5系列轎車的鋁合金隔板;大眾Phaeton D1的車門;大眾Golf、Audi A4和A6、Passat的車頂?shù)鹊?。在汽車制造中使用混合激光焊接技術(shù)的主要汽車公司有:大眾、通用、奔馳、日產(chǎn)、菲亞特、福特、寶馬、豐田,還有國內(nèi)的奇瑞。
目前,混合激光焊接技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)中,并不斷完善,推動(dòng)汽車制造業(yè)的發(fā)展,同時(shí)汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展,不斷提出新的需求,從而反過來促進(jìn)混合激光焊接技術(shù)的不斷優(yōu)化。為了滿足人們對汽車質(zhì)量、功能和外觀的新需求,要求我國汽車制造企業(yè)一定要根據(jù)實(shí)際情況,引進(jìn)最新的焊接工藝,提高汽車制造中的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)降低成本,從而達(dá)到企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。因此,在汽車制造中廣泛應(yīng)用混合激光焊接技術(shù)等先進(jìn)工藝,已經(jīng)成為國內(nèi)汽車業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。在汽車制造業(yè)的發(fā)展中,混合激光焊接技術(shù)的優(yōu)化,降低成本,運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性和安全性仍需要我們不斷探索,推動(dòng)我國汽車制造業(yè)的快速發(fā)展。
中圖分類號:V261.34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)01(b)-0077-02
τ諍附蛹際趵此擔(dān)主要是利用加熱以及加壓的方式來將同性或者是異性的工件產(chǎn)生原子間的結(jié)合,從而來完成零件的加工以及工件的連接。焊接技術(shù)可以用于技術(shù)焊接,同時(shí)在非金屬焊接中也將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。尤其是在航空航天大型工業(yè)制造中,在材料的加工以及連接方面將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。為了保證航空航天的焊接質(zhì)量,那么必須要采用先進(jìn)的焊接技術(shù),以此來提升焊接的效率。
1 電子束焊
現(xiàn)今來看,在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,航空航天事業(yè)得到了很大發(fā)展,在航空航天制造中,焊接技術(shù)是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié),能夠有效提升制造的效率,促進(jìn)航空航天事業(yè)的發(fā)展[1]。對于電子束焊來說,主要工作原理就是在真空的環(huán)境下,利用匯聚的高速電子流來進(jìn)行工件接縫處的轟擊,這樣會(huì)將電子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,將其溶合成一種焊接方式,這也是高能束流加工技術(shù)中重要的組成部分。電子束焊的主要優(yōu)勢就是能量密度較高,同時(shí)焊接的深寬比比較大,焊接變形較小,其控制的精確度比較高,焊接的質(zhì)量穩(wěn)定較為容易實(shí)現(xiàn),自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)也比較明顯,電子焊接技術(shù)在航空航天等工業(yè)領(lǐng)域中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用,同時(shí)也會(huì)對其的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。在航空制造業(yè)中,電子束焊技術(shù)的應(yīng)用會(huì)在很大程度上提升飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造水平,將發(fā)動(dòng)機(jī)中的一些減重設(shè)計(jì)以及異種材料進(jìn)行有效焊接,同時(shí)為一些整體加工無法實(shí)現(xiàn)的零件制造提供加工的途徑,以此來提升加工的質(zhì)量。同時(shí)電子束焊自身將會(huì)有效提升航空航天工業(yè)中焊接結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度以及低重量、高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問題,保證航空航天材料的焊接質(zhì)量。所以現(xiàn)今在航空航天領(lǐng)域中,電子束焊技術(shù)是最為重要的焊接技術(shù)之一。
2 激光焊接技術(shù)
對于激光焊接技術(shù)來說,也是一種較為重要的焊接技術(shù),主要工作原理就是利用偏光鏡反射激光,從而來產(chǎn)生光束,將光束集中聚焦在裝置中,產(chǎn)生較大的能量光束,如果焦點(diǎn)逐漸靠近工件,那么工件將會(huì)在瞬間熔化以及蒸發(fā),該方式將會(huì)用于焊接的工藝[2]。激光焊接的焊接設(shè)備裝置較為簡單,并且能量的密度也比較高,變形較小,其焊接的精確度比較高,同時(shí)焊縫的深寬比也比較大,這樣將會(huì)在室溫以及一些特殊條件下進(jìn)行焊接,對于一些難熔材料的焊接具有很明顯的優(yōu)勢。激光焊接主要是應(yīng)用在飛機(jī)大蒙皮的拼接上以及機(jī)身附件的裝配上。在美國激光焊接技術(shù)在航空航天的應(yīng)用較廣,其中已經(jīng)利用15 kW的CO2仿激光焊接弧光器對飛機(jī)中的各種材料以及零部件進(jìn)行全面的交工,以此來保證其工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)在很多領(lǐng)域激光焊接技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用,其生產(chǎn)制造成本也將有所降低。
3 攪拌摩擦焊接技術(shù)
對攪拌摩擦焊接技術(shù)來說,這是一種新技術(shù),主要是利用一種非耗損的攪拌頭,并且利用高速旋轉(zhuǎn)的壓倒待焊接的截面,這樣在不斷地摩擦與加熱中被焊金屬面將會(huì)產(chǎn)生熱塑性,同時(shí)在壓力、推力以及擠壓力的作用下來對材料進(jìn)行有效擴(kuò)散連接,這樣將會(huì)形成較為致密的金屬間固相連接。同時(shí)不需要對其進(jìn)行氣體的保護(hù),一些被焊接的材料損傷比較小,并且焊縫熱影響區(qū)也較小,焊縫的強(qiáng)度也比較高。該技術(shù)具有很大的優(yōu)勢,因此被譽(yù)為是當(dāng)代最具有革命性的焊接技術(shù)。在美國等很多航空公司都進(jìn)行了廣泛應(yīng)用,在飛機(jī)蒙皮與翼肋以及飛機(jī)地板等結(jié)構(gòu)件的裝配中都得到了廣泛的應(yīng)用,這樣將會(huì)在很大程度上提升連接的質(zhì)量。利用攪拌摩擦技術(shù)提升連接的質(zhì)量,同時(shí)也降低了成本,提高了生產(chǎn)效率,因此其存在較大的應(yīng)用開發(fā)潛能[3]。
4 線性摩擦焊
對于線性摩擦焊來說,主要是在焊接壓力作用下,利用被焊工件做相對線性往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng),從而來產(chǎn)生熱量,最終實(shí)現(xiàn)焊接的固態(tài)連接。在焊接壓力的作用下,其中一個(gè)焊件將會(huì)對另外一個(gè)焊件沿直線方向利用一定的振幅以及頻率來進(jìn)行直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng),這樣將會(huì)利用摩擦生熱的方式來加熱待焊接部位的表面,在摩擦表面達(dá)到粘塑性的狀態(tài)時(shí),則要迅速停止摩擦運(yùn)動(dòng),之后對其進(jìn)行頂鍛力的施加,從而來充分完成焊接。該方式具有較大的優(yōu)勢,工作效率較高,并且質(zhì)量優(yōu)勢比較明顯,具有較高的節(jié)能價(jià)值[4]。經(jīng)過相關(guān)研究人員的不斷研究,最終將線性摩擦焊接主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)整體鈦合金葉盤制造中,并且其焊接的質(zhì)量也比較高,優(yōu)勢較為明顯。
5 擴(kuò)散焊接技術(shù)
對于焊接技術(shù)來說,也就是所謂的擴(kuò)散連接,可以將2個(gè)或者是2個(gè)以上的固相材料充分緊壓在一起,這樣將其在真空以及保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱處理,讓其保持在母材熔點(diǎn)以下溫度[5]。對其施加壓力,導(dǎo)致其連接界面圍觀塑性變形,從而來達(dá)到緊密接觸的狀況,之后利用保溫、原子相互擴(kuò)散等進(jìn)行牢固結(jié)合,從而來實(shí)現(xiàn)焊接以及兩個(gè)工件之間的連接。對于該方式的主要優(yōu)勢就是接頭質(zhì)量比較好,并且在焊接之后不需要進(jìn)行加工處理,焊接變形量也比較小,一次可以進(jìn)行多個(gè)接頭,其優(yōu)點(diǎn)較為明顯[6]。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,擴(kuò)散焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了直升機(jī)的鈦合金旋翼、飛機(jī)的大梁以及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣與整體的渦輪等方面,經(jīng)過不斷應(yīng)用,取得了較大成果。
6 結(jié)語
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在航空航天領(lǐng)域中,焊接技術(shù)得到了很大應(yīng)用,發(fā)揮了較大作用。焊接技術(shù)必須要充分保證各個(gè)零件的運(yùn)用,能夠針對一些特定的工件來進(jìn)行焊接技術(shù)的選擇?,F(xiàn)今有很多先進(jìn)的焊接技術(shù)逐漸應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域中,這在很大程度上提升了焊接的質(zhì)量,并且提高飛機(jī)工件生產(chǎn)的效率,有效降低了成本,充分實(shí)現(xiàn)了高效生產(chǎn)。所以,在航空航天事業(yè)不斷發(fā)展的過程中,我國的焊接技術(shù)也會(huì)得到迅速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 李亞江,吳娜,P.U.Puchkov.先進(jìn)焊接技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù),2010(9):36-40.
[2] 王亞軍,盧志軍.焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展建議[J].航空制造技術(shù),2008(16):26-31.
[3] 張穎云,李正.先進(jìn)焊接技術(shù)在飛機(jī)制造中的應(yīng)用[J].西安航空技術(shù)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2008(26):8-11.