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摘要：焊接作为一种材料加工方法，它既是现代工业和科学技术发展的产物，又是现代工业制造技术的一个重要组成部分。据统计，目前，各种门类的工业制造产品中半数以上都得采用一种或多种焊接与连接技术才能制成。本文笔者探讨几种机械焊接技术。
关键词：机械焊接 技术
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-564-01
随着科学技术的快速发展，人们来越认识到先进工艺和现代化设备对改善产品质量、提升生产状况所起到的重要作用。此外，通过引入先进高效的生产加工工艺能够有效削减生产成本。我国以焊接技术为核心的机械加工制造行业，也一直在努力应用和吸收国际先进的机械焊接工艺。下面笔者介绍了几种机械焊接技术。
一、激光焊接技术
1、激光焊接原理
激光焊接实质上是激光与非透明物质相互作用的过程。其原理为利用激光器产生的高强度的激光束，使其聚能到103W/cm2以上的能量密度。当其作用于焊接件焊缝时，焊件吸收光能而转变为热能，使其金属熔化后冷却结晶形成接头，在激光焊接过程中，当激光束触及金属材料时，其热量通过热传导传输到工件表面及表面以下更深处。在激光热源的作用下，材料熔化、蒸发，并穿透工件的厚度方向形成狭长空洞，随着激光焊接的进行，小孔沿两工件间的接缝移动，进而形成焊缝。
2、激光焊接工艺特点
（1）聚焦后的激光束具有很高的功率密度，加热速度快，可实现深熔焊和高速焊。由于激光加热范围小，在同等功率和焊接厚度条件下，焊接速度快、热影响区小、焊接应力和变形小。
（2）激光能发射、透射，能在空间传播相当距离而衰减很小，可进行远距离或一些难以接近部位的焊接；激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦，特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。
（3）一台激光器可供多个工作台进行不同的工作，既可用于焊接，也可用于切割、合金化和热处理，一机多用。
（4）激光在大气中损耗不大，可以穿过玻璃等透明物体，适合于在玻璃制成的密封容器里焊接被合金等剧毒材料；激光不受电磁场影响，不存在X射线防护，也不需要真空保护。
（5）可以焊一般焊接方法难以焊接的材料，如高熔点金属等，甚至可用于非金属材料的焊接，如陶瓷、有机玻璃：焊后无需热处理，适合于某些对热输入敏感材料的焊接。
二、T型管焊缝自动焊接技术
1、自动控制系统
自动控制系统是T型焊缝自动焊接的核心单元，焊臂的转动，以及焊臂位置的上下、左右调整由三台步进电机来实现，送丝机构的自动送丝由一台伺服电机完成。自动控制系统的主要功能为：
（1）完成对焊臂运动的控制，包括3台电机的运动控制和相关的运动轨迹计算；
（2）实现对焊接电源的起停控制和焊接电压的编程控制；
（3）完成焊接工艺参数的存储、上载、下载和参数的插值运算.
2、焊接工艺
在自动焊机焊接多圆管与一圆管正交的T形焊接中，为了提高加工效率在制定工艺时，选择先焊接管壁的一侧部分，待全部加工完后再改变方向，焊接另一侧的管壁焊缝.在这种加工工艺要求下，考虑到焊接应力与变形，而且T形接头焊缝容易产生未焊透、咬边、焊偏夹渣等缺陷。并且如果收弧方法的处理不当，会在焊道停弧处形成低洼部分，即形成所谓弧坑.这样的弧坑容易产生裂纹、缩孔等缺陷，所以为了得到良好的焊缝。
三、大电流高效T.I.M.E.焊接技术
T.I.M.E.焊接属于熔化极气体保护焊（MAG）工艺范畴，是一种新型、快速、高效和高性能的气保护电弧焊接技术。
1、焊接工艺机理的分析
T.I.M.E焊接工艺中增加焊丝伸出长度的目的是为了增加焊丝电阻热，从而促使熔敷率得到提高。通过镀铜增加焊丝表面光洁度提高焊丝与导电嘴的接触可靠性，一方面提高电导率；另一方面防止送丝过程的不稳定，避免因电流波动影响焊丝熔化率和熔滴过渡。四元气体O2、CO2、He、Ar为保护气体，其中各组元的作用如下：（1） He具有高电离能，所以能够提高弧压，提高电弧能量，改变电弧形态，使得电弧挺度增加，不易形成飘弧。（2） Ar是保护气体中使用最普遍的组元。由于是惰性气体而且具有较低电离能，因此是大多数材料理想的保护气体。 （3）在焊接中CO2分解成CO和自由氧，使得电弧冷却，促使弧压增高，与Ar相比，形成更为圆润的焊缝截面。（4） O2的存在有利于电弧稳定，同时还能降低熔池的表面张力，降低焊縫余高，改善圆湿性，减小了熔滴尺寸。
2、 T.I.M.E.焊接技术的关键
（1）电源：T.I.M.E.焊接需要配以专用的、高性能的焊接电源，其外特性应为恒压型。电源容量具有宽幅设定；另外，在一定条件下，需要电源的电压反馈校正功能，保证48V左右的高电弧弧压和100%的负载持续率，维护焊接过程电弧电压的稳定。
（2）气体：为了实现大熔敷率高效焊接过程，T.I.M.E.焊接一般采用以Ar为主、加入电位梯度较高的He以及O2、CO2等组分的多元保护气体。需要设计多种组元不同成分配比的多元保护气体（以富Ar为主要气体组元，He含量低于10%），以实现低成本焊接对保护气体的要求，在我国降低或代替He气含量是该领域的研究热点。
（3）焊丝：T.I.M.E.焊接专用焊丝对T.I.M.E.焊接质量在一定程度上来说起着决定性的作用。目前，在实际应用中T.I.M.E.焊接主要使用实心焊丝，但是焊丝选择和使用不当易导致不利于焊缝成形和接头性能的“指状”熔深产生。所以，首先必须从诸多焊丝品种中选择出所需要的T.I.M.E，焊丝，并使用与焊丝匹配的焊接工艺参数，以保证优质高效焊接。其次，就是改进焊丝成分；最近的研究认为，改变实心焊丝的成分或使用药芯焊丝有利于发挥T.I.M.E.焊接的特点，因此，采用新型实心或药芯焊丝研制方法，进行焊丝的改造与研究，并提高焊丝表面光洁程度，以维持更高的T.I.M.E.，焊接熔敷率。
（4）送丝机构：T.I.M.E.焊接高效的焊丝输送装置，要使之能够在较大范围内进行调节，并应具备输送速度偏差的反馈娇正功能。
（5）焊枪：对于T.I.M.E.电弧焊接而言，T.I.M.E.焊枪需要采用水冷方式，如果设计和制造不良，就会增大了焊炬结构的复杂性和笨重性，不适合于焊接作业。因此，需充分考虑电弧的挺度和柔韧性、保护气体的有效保护范围，精心设计焊枪结构，实现高熔敷、灵活的T.LM.E.焊接。
总之，随着社会的不断发展，对焊接技术提出了愈来愈高的要求。所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量，同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。因此，在这一领域内，焊接工作者始终面临复杂而艰巨的技术难题，要不断寻求最佳的解决方案
参考文献：
1.Innovations in welding technology in 1997， Welding and Cutting， 1998（6）：114-112
2. H.Kulke， Automated MAG high capacity welding streamlines prefabrication in shipbuilding， Welding Review International， 1997（8）：38-40
3. 朱海红，唐霞辉.朱国富等.激光焊接技术在粉末冶金材料中的应用.粉末冶金技术，2000， 18（2）：117-121
4. 徐鲁宁，殷树言，卢振洋.T.I.M.E.焊工艺与高效MAG焊的发展，电焊机， 2000（5）：3-7
5. 周孟龙.国内外焊接设备的发展及其展望.焊接技术，2005（6）：1-8.
关键词：机械焊接 技术
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-564-01
随着科学技术的快速发展，人们来越认识到先进工艺和现代化设备对改善产品质量、提升生产状况所起到的重要作用。此外，通过引入先进高效的生产加工工艺能够有效削减生产成本。我国以焊接技术为核心的机械加工制造行业，也一直在努力应用和吸收国际先进的机械焊接工艺。下面笔者介绍了几种机械焊接技术。
一、激光焊接技术
1、激光焊接原理
激光焊接实质上是激光与非透明物质相互作用的过程。其原理为利用激光器产生的高强度的激光束，使其聚能到103W/cm2以上的能量密度。当其作用于焊接件焊缝时，焊件吸收光能而转变为热能，使其金属熔化后冷却结晶形成接头，在激光焊接过程中，当激光束触及金属材料时，其热量通过热传导传输到工件表面及表面以下更深处。在激光热源的作用下，材料熔化、蒸发，并穿透工件的厚度方向形成狭长空洞，随着激光焊接的进行，小孔沿两工件间的接缝移动，进而形成焊缝。
2、激光焊接工艺特点
（1）聚焦后的激光束具有很高的功率密度，加热速度快，可实现深熔焊和高速焊。由于激光加热范围小，在同等功率和焊接厚度条件下，焊接速度快、热影响区小、焊接应力和变形小。
（2）激光能发射、透射，能在空间传播相当距离而衰减很小，可进行远距离或一些难以接近部位的焊接；激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦，特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。
（3）一台激光器可供多个工作台进行不同的工作，既可用于焊接，也可用于切割、合金化和热处理，一机多用。
（4）激光在大气中损耗不大，可以穿过玻璃等透明物体，适合于在玻璃制成的密封容器里焊接被合金等剧毒材料；激光不受电磁场影响，不存在X射线防护，也不需要真空保护。
（5）可以焊一般焊接方法难以焊接的材料，如高熔点金属等，甚至可用于非金属材料的焊接，如陶瓷、有机玻璃：焊后无需热处理，适合于某些对热输入敏感材料的焊接。
二、T型管焊缝自动焊接技术
1、自动控制系统
自动控制系统是T型焊缝自动焊接的核心单元，焊臂的转动，以及焊臂位置的上下、左右调整由三台步进电机来实现，送丝机构的自动送丝由一台伺服电机完成。自动控制系统的主要功能为：
（1）完成对焊臂运动的控制，包括3台电机的运动控制和相关的运动轨迹计算；
（2）实现对焊接电源的起停控制和焊接电压的编程控制；
（3）完成焊接工艺参数的存储、上载、下载和参数的插值运算.
2、焊接工艺
在自动焊机焊接多圆管与一圆管正交的T形焊接中，为了提高加工效率在制定工艺时，选择先焊接管壁的一侧部分，待全部加工完后再改变方向，焊接另一侧的管壁焊缝.在这种加工工艺要求下，考虑到焊接应力与变形，而且T形接头焊缝容易产生未焊透、咬边、焊偏夹渣等缺陷。并且如果收弧方法的处理不当，会在焊道停弧处形成低洼部分，即形成所谓弧坑.这样的弧坑容易产生裂纹、缩孔等缺陷，所以为了得到良好的焊缝。
三、大电流高效T.I.M.E.焊接技术
T.I.M.E.焊接属于熔化极气体保护焊（MAG）工艺范畴，是一种新型、快速、高效和高性能的气保护电弧焊接技术。
1、焊接工艺机理的分析
T.I.M.E焊接工艺中增加焊丝伸出长度的目的是为了增加焊丝电阻热，从而促使熔敷率得到提高。通过镀铜增加焊丝表面光洁度提高焊丝与导电嘴的接触可靠性，一方面提高电导率；另一方面防止送丝过程的不稳定，避免因电流波动影响焊丝熔化率和熔滴过渡。四元气体O2、CO2、He、Ar为保护气体，其中各组元的作用如下：（1） He具有高电离能，所以能够提高弧压，提高电弧能量，改变电弧形态，使得电弧挺度增加，不易形成飘弧。（2） Ar是保护气体中使用最普遍的组元。由于是惰性气体而且具有较低电离能，因此是大多数材料理想的保护气体。 （3）在焊接中CO2分解成CO和自由氧，使得电弧冷却，促使弧压增高，与Ar相比，形成更为圆润的焊缝截面。（4） O2的存在有利于电弧稳定，同时还能降低熔池的表面张力，降低焊縫余高，改善圆湿性，减小了熔滴尺寸。
2、 T.I.M.E.焊接技术的关键
（1）电源：T.I.M.E.焊接需要配以专用的、高性能的焊接电源，其外特性应为恒压型。电源容量具有宽幅设定；另外，在一定条件下，需要电源的电压反馈校正功能，保证48V左右的高电弧弧压和100%的负载持续率，维护焊接过程电弧电压的稳定。
（2）气体：为了实现大熔敷率高效焊接过程，T.I.M.E.焊接一般采用以Ar为主、加入电位梯度较高的He以及O2、CO2等组分的多元保护气体。需要设计多种组元不同成分配比的多元保护气体（以富Ar为主要气体组元，He含量低于10%），以实现低成本焊接对保护气体的要求，在我国降低或代替He气含量是该领域的研究热点。
（3）焊丝：T.I.M.E.焊接专用焊丝对T.I.M.E.焊接质量在一定程度上来说起着决定性的作用。目前，在实际应用中T.I.M.E.焊接主要使用实心焊丝，但是焊丝选择和使用不当易导致不利于焊缝成形和接头性能的“指状”熔深产生。所以，首先必须从诸多焊丝品种中选择出所需要的T.I.M.E，焊丝，并使用与焊丝匹配的焊接工艺参数，以保证优质高效焊接。其次，就是改进焊丝成分；最近的研究认为，改变实心焊丝的成分或使用药芯焊丝有利于发挥T.I.M.E.焊接的特点，因此，采用新型实心或药芯焊丝研制方法，进行焊丝的改造与研究，并提高焊丝表面光洁程度，以维持更高的T.I.M.E.，焊接熔敷率。
（4）送丝机构：T.I.M.E.焊接高效的焊丝输送装置，要使之能够在较大范围内进行调节，并应具备输送速度偏差的反馈娇正功能。
（5）焊枪：对于T.I.M.E.电弧焊接而言，T.I.M.E.焊枪需要采用水冷方式，如果设计和制造不良，就会增大了焊炬结构的复杂性和笨重性，不适合于焊接作业。因此，需充分考虑电弧的挺度和柔韧性、保护气体的有效保护范围，精心设计焊枪结构，实现高熔敷、灵活的T.LM.E.焊接。
总之，随着社会的不断发展，对焊接技术提出了愈来愈高的要求。所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量，同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。因此，在这一领域内，焊接工作者始终面临复杂而艰巨的技术难题，要不断寻求最佳的解决方案
参考文献：
1.Innovations in welding technology in 1997， Welding and Cutting， 1998（6）：114-112
2. H.Kulke， Automated MAG high capacity welding streamlines prefabrication in shipbuilding， Welding Review International， 1997（8）：38-40
3. 朱海红，唐霞辉.朱国富等.激光焊接技术在粉末冶金材料中的应用.粉末冶金技术，2000， 18（2）：117-121
4. 徐鲁宁，殷树言，卢振洋.T.I.M.E.焊工艺与高效MAG焊的发展，电焊机， 2000（5）：3-7
5. 周孟龙.国内外焊接设备的发展及其展望.焊接技术，2005（6）：1-8.