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【摘 要】为了保证焊接的质量和焊接的可靠性,焊接技术的发展方向发生了很大的变化,如焊接设备、方法、材料、热源等,焊接的自动化和机械化水平也在不断提高,焊接工艺在不断提升,这样才能保证焊接技术向更先进的方向发展,符合现代焊接的需要,促进我国制造业的健康快速发展。基于此,本文就焊接技术的发展趋势进行了探讨。
【关键词】焊接技术;发展;趋势
一、我国焊接生产的现状
焊接技术可以将材料永久连接并且具有给定功能的结构。目前,无论是体型庞大的机械设备还是微小的电子元件都离不开焊接技术。可以说,焊接技术已经应用于制造业的各方各面。现阶段,国内钢材产量已跃居世界第一位,是世界上钢材产量最高、钢材消费最高的国家。到目前为止,钢材仍然是国内最主要的结构材料,并且在未来的十年里,钢材必定仍然占有重要的地位。焊接技术是钢材加工转变为给定功能的产品的关键技术,由于焊接结构的低成本、高质量、短周期、高效率等特点使得焊接技术的应用日益增多,焊接技术已然成为国家经济发展和社会建设的关键。因此,国内制造业应当将焊接技术的提高作为行业发展的重要内容。
近的30年来,为了发展国内焊接技术,我国已经自行研制和引进了很多先进的焊接设备。同时,也对先进的焊接技术以及材料进行了全面的了解。经过近几年来国家对焊接技术的大力发展,国内在生产中已经能够熟练的运用国外成熟的焊接技术(比如:电子束焊接技术、激光钎焊技术、激光切割技术、等离子焊接等等),但是运用的范围和规模还与发达国家存在一定的差距。国内的焊接工作者一直都在为缩小国内焊接技术与发达国家的差距而努力,结合中国的实际情况,通过政、产、学、研等各个方面的互相合作争取早日赶上世界先进水平。
二、焊接技术的分类
1、气体保护焊
气体保护焊是利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。依据焊接效果的需求,分为熔化极气体保护焊和非熔化极(钨极)惰性气体保护焊。
2、埋弧焊
埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接,广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。
3、电阻焊
电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间,并施以电流,利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态,使之形成金属结合的一种方法。广泛应用于汽车、航空航天、电子、家用电器等领域。
4、螺柱焊接
螺柱焊接分为储能式和拉弧式两种,都是一种单面焊接。由于不用穿孔,所以螺柱焊接不漏水、漏气,也无需对非焊接面进行再次加工。
5、搅拌摩擦焊
摩擦搅拌焊接以固相状态接合材料,因其材料变形极其微小,广泛应用于铁道车辆、船舶、飞机制造业中,且应用领域正在迅速地扩展。
6、高能束焊接
电子束、等离子束和激光束作为热源对试件进行焊接,其能量集中,效率较高,称为高能束焊接。当前高能束流焊接被关注的主要领域是:①高能束流设备的大型化。②新型设备的研制。③设备的智能化以及加工的柔性化。④束流品质的提高及诊断。⑤束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究。⑥束流的复合。⑦新材料的焊接。⑧应用领域的扩展。
7、复合热源焊接
复合热源焊接中应用较多是激光-氩弧复合焊接技术,它融合了传统激光焊工艺和MIG/MAG工艺的优点,广泛用于汽车及零部件制造业、造船业、航空航天中。8、磁控焊接:磁控焊接是近几年发展起来的新型焊接技术。采用外加磁场控制焊接质量,具有附加装置简单、耗能少、效益高、投入成本低等特点,在国外被称为“无缺陷焊接”,引起了焊接工作者的广泛兴趣。9、多电弧共熔池焊接:由于多个电弧共同在一个熔池上燃烧,不仅提高了总的焊接热输入,而且改变了热量分布的特点,能向熔池及其两侧面提供充足的液体金属和热量,可以大大提高焊接速度和生产效率。
三、焊接技术的发展趋势
1、焊接技术的发展特点
焊接技术是制造业中的基础工艺之一,虽然焊接技术的发展时间不长,但是技术却已经很成熟了。特别是近几年,先进的焊接技术不断被发明出来,如电子束、真空、等离子物理、超声、红外线、微电子等,这些新技术都为焊接技术的发展奠定了基础,使焊接技术的应用范围更加广泛。目前常见的焊接技术多种多样,如逆变焊接技术、高速高效气体焊接、二氧化碳焊接设备、短路过渡技术、多丝焊接技术、激光焊接技术等,这些方法为焊接技术的发展指明了方向,并且在交通、机械、能源、化工、电子、石油、航空等多个领域都得到了良好的应用。因此,焊接技术渗透于现代的科学技术的各个方面,促进了工业经济的发展。
2、焊接设备和焊接方法的发展趋势
随着科学技术的不断发展焊接的设备和方法有了很大的发展。对于焊接设备,它最主要的特点是精度高、质量高、可靠性强、多为智能化和数字化控制、集成度比较高、节能环保等。我国的焊接设备也在不断提高产品的质量和档次,大力发展自动化程度较高的焊机,如二氧化碳焊机、电阻焊技术、电磁兼容技术、自动化焊接技术、焊接机器人、智能化焊接等,这些焊接技术正在向低能耗、环保节能的方向发展。它应用的领域广泛,西气东输工程、船舶工程、三峡工程、航天工程等大型工程都离不开先进的焊接技术,并且对焊接技术的性能要求越来越高。
3、焊接材料的发展趋势
焊接材料对焊接质量有着非常重要的作用,它的发展趋势也有了很大的变化。如焊接材料正在从黑色金属向有色金属发展;由金属材料转化为非金属材料;由结构材料转化为功能材料;由多维材料转化为低位材料;由单一材料转化为负荷材料。随着焊接材料的不断发展,对焊接技术的要求更高,这样就促进了焊接技术的发展。新的焊接材料如陶瓷、耐热合金、钦合金等它们之间的连接亟待解决,普通的方法已经不能满足要求,需要研发出更加先进的技术。目前普遍使用的是摩擦焊和扩散焊。 4、节能技术的发展
目前,人们正在不断提倡环保节能,焊接技术的发展也要将节能技术放在重要的位置。焊接工艺应该高效节能,这样才能为保证焊接技术的效率提供了一定的帮助。在现在的焊接技术中,手弧焊机、晶闸管焊机已经不能满足节能的要求,智能化的、能够自动调节参数的逆变焊机得到了广泛的应用。在技术快速发展的今天,操作技能在逐渐地淡化,焊接技术也在向简单化、智能化方向发展。
5、焊接热源的发展趋势
在焊接过程中,热源是保证焊接质量的基本能源,并且热源是不断运动,通过点、线、面来进行热传导。因此,焊接热源的能量密度要高度集中、焊接过程要快速、焊缝要保证质量。焊接热源的种类有很多,如电弧焊、电阻热、摩擦热、化学热、等离子焰、高频感应热、激光束、电子束等,应该根据不同的焊接材料和焊接精度的要求,选择最合适的焊接热源,保证焊接的质量和效率。
6、焊接自动化水平和机械化水平的提高
要保证焊接的质量和效率,在进行焊接前要做好充分的准备,如焊接人员要充分熟悉自身的业务流程、准备好焊接的设备和工件等,因此焊接设备的准备车间非常重要,要不断提高它的机械化和自动化水平,才能更好地工作。现在常对传统的焊接工艺装备进行改造,运用微电子技术来代替,这样大大提高了焊接的自动化水平。将数控技术、焊接机器人、专家系统等运用到焊接机械设备中,使焊接更加地柔性化、自动校正、自动控制等。
结束语
随着制造业的发展,焊接技术的应用越来越广泛,焊接技术的发展也越来越快。焊接技术是在高温和高压的条件下,将两块以上的焊接材料连接在一起的技术。在制造行业中,焊接技术作为一种传统的基础工艺而得到了快速的发展,在汽车、高层建筑、桥梁、航空航天、航洋钻探、造船等各个行业都得到了广泛的应用,极大促进了工业经济的发展。现在的焊接技术在数控、电源等方面有了一定的突破,并且激光焊接技术、焊接机器人等先进的焊接技术逐渐涌现出来。焊接材料、自动化水平、高效性、清洁性等方面也有很大的发展,并且焊接技术的成本在日益地减少,服务的范围更广,使得焊接技术的发展更加专业化。
参考文献:
[1]唐伯钢.现代钢材进展对焊接材料的挑战及若干建议[J].焊接.2009(12).
[2]孔萌,林涛,陈善本.机器人焊接智能化技术的现状与最新发展[J].航空制造技术.2008(8).
【关键词】焊接技术;发展;趋势
一、我国焊接生产的现状
焊接技术可以将材料永久连接并且具有给定功能的结构。目前,无论是体型庞大的机械设备还是微小的电子元件都离不开焊接技术。可以说,焊接技术已经应用于制造业的各方各面。现阶段,国内钢材产量已跃居世界第一位,是世界上钢材产量最高、钢材消费最高的国家。到目前为止,钢材仍然是国内最主要的结构材料,并且在未来的十年里,钢材必定仍然占有重要的地位。焊接技术是钢材加工转变为给定功能的产品的关键技术,由于焊接结构的低成本、高质量、短周期、高效率等特点使得焊接技术的应用日益增多,焊接技术已然成为国家经济发展和社会建设的关键。因此,国内制造业应当将焊接技术的提高作为行业发展的重要内容。
近的30年来,为了发展国内焊接技术,我国已经自行研制和引进了很多先进的焊接设备。同时,也对先进的焊接技术以及材料进行了全面的了解。经过近几年来国家对焊接技术的大力发展,国内在生产中已经能够熟练的运用国外成熟的焊接技术(比如:电子束焊接技术、激光钎焊技术、激光切割技术、等离子焊接等等),但是运用的范围和规模还与发达国家存在一定的差距。国内的焊接工作者一直都在为缩小国内焊接技术与发达国家的差距而努力,结合中国的实际情况,通过政、产、学、研等各个方面的互相合作争取早日赶上世界先进水平。
二、焊接技术的分类
1、气体保护焊
气体保护焊是利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。依据焊接效果的需求,分为熔化极气体保护焊和非熔化极(钨极)惰性气体保护焊。
2、埋弧焊
埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接,广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。
3、电阻焊
电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间,并施以电流,利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态,使之形成金属结合的一种方法。广泛应用于汽车、航空航天、电子、家用电器等领域。
4、螺柱焊接
螺柱焊接分为储能式和拉弧式两种,都是一种单面焊接。由于不用穿孔,所以螺柱焊接不漏水、漏气,也无需对非焊接面进行再次加工。
5、搅拌摩擦焊
摩擦搅拌焊接以固相状态接合材料,因其材料变形极其微小,广泛应用于铁道车辆、船舶、飞机制造业中,且应用领域正在迅速地扩展。
6、高能束焊接
电子束、等离子束和激光束作为热源对试件进行焊接,其能量集中,效率较高,称为高能束焊接。当前高能束流焊接被关注的主要领域是:①高能束流设备的大型化。②新型设备的研制。③设备的智能化以及加工的柔性化。④束流品质的提高及诊断。⑤束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究。⑥束流的复合。⑦新材料的焊接。⑧应用领域的扩展。
7、复合热源焊接
复合热源焊接中应用较多是激光-氩弧复合焊接技术,它融合了传统激光焊工艺和MIG/MAG工艺的优点,广泛用于汽车及零部件制造业、造船业、航空航天中。8、磁控焊接:磁控焊接是近几年发展起来的新型焊接技术。采用外加磁场控制焊接质量,具有附加装置简单、耗能少、效益高、投入成本低等特点,在国外被称为“无缺陷焊接”,引起了焊接工作者的广泛兴趣。9、多电弧共熔池焊接:由于多个电弧共同在一个熔池上燃烧,不仅提高了总的焊接热输入,而且改变了热量分布的特点,能向熔池及其两侧面提供充足的液体金属和热量,可以大大提高焊接速度和生产效率。
三、焊接技术的发展趋势
1、焊接技术的发展特点
焊接技术是制造业中的基础工艺之一,虽然焊接技术的发展时间不长,但是技术却已经很成熟了。特别是近几年,先进的焊接技术不断被发明出来,如电子束、真空、等离子物理、超声、红外线、微电子等,这些新技术都为焊接技术的发展奠定了基础,使焊接技术的应用范围更加广泛。目前常见的焊接技术多种多样,如逆变焊接技术、高速高效气体焊接、二氧化碳焊接设备、短路过渡技术、多丝焊接技术、激光焊接技术等,这些方法为焊接技术的发展指明了方向,并且在交通、机械、能源、化工、电子、石油、航空等多个领域都得到了良好的应用。因此,焊接技术渗透于现代的科学技术的各个方面,促进了工业经济的发展。
2、焊接设备和焊接方法的发展趋势
随着科学技术的不断发展焊接的设备和方法有了很大的发展。对于焊接设备,它最主要的特点是精度高、质量高、可靠性强、多为智能化和数字化控制、集成度比较高、节能环保等。我国的焊接设备也在不断提高产品的质量和档次,大力发展自动化程度较高的焊机,如二氧化碳焊机、电阻焊技术、电磁兼容技术、自动化焊接技术、焊接机器人、智能化焊接等,这些焊接技术正在向低能耗、环保节能的方向发展。它应用的领域广泛,西气东输工程、船舶工程、三峡工程、航天工程等大型工程都离不开先进的焊接技术,并且对焊接技术的性能要求越来越高。
3、焊接材料的发展趋势
焊接材料对焊接质量有着非常重要的作用,它的发展趋势也有了很大的变化。如焊接材料正在从黑色金属向有色金属发展;由金属材料转化为非金属材料;由结构材料转化为功能材料;由多维材料转化为低位材料;由单一材料转化为负荷材料。随着焊接材料的不断发展,对焊接技术的要求更高,这样就促进了焊接技术的发展。新的焊接材料如陶瓷、耐热合金、钦合金等它们之间的连接亟待解决,普通的方法已经不能满足要求,需要研发出更加先进的技术。目前普遍使用的是摩擦焊和扩散焊。 4、节能技术的发展
目前,人们正在不断提倡环保节能,焊接技术的发展也要将节能技术放在重要的位置。焊接工艺应该高效节能,这样才能为保证焊接技术的效率提供了一定的帮助。在现在的焊接技术中,手弧焊机、晶闸管焊机已经不能满足节能的要求,智能化的、能够自动调节参数的逆变焊机得到了广泛的应用。在技术快速发展的今天,操作技能在逐渐地淡化,焊接技术也在向简单化、智能化方向发展。
5、焊接热源的发展趋势
在焊接过程中,热源是保证焊接质量的基本能源,并且热源是不断运动,通过点、线、面来进行热传导。因此,焊接热源的能量密度要高度集中、焊接过程要快速、焊缝要保证质量。焊接热源的种类有很多,如电弧焊、电阻热、摩擦热、化学热、等离子焰、高频感应热、激光束、电子束等,应该根据不同的焊接材料和焊接精度的要求,选择最合适的焊接热源,保证焊接的质量和效率。
6、焊接自动化水平和机械化水平的提高
要保证焊接的质量和效率,在进行焊接前要做好充分的准备,如焊接人员要充分熟悉自身的业务流程、准备好焊接的设备和工件等,因此焊接设备的准备车间非常重要,要不断提高它的机械化和自动化水平,才能更好地工作。现在常对传统的焊接工艺装备进行改造,运用微电子技术来代替,这样大大提高了焊接的自动化水平。将数控技术、焊接机器人、专家系统等运用到焊接机械设备中,使焊接更加地柔性化、自动校正、自动控制等。
结束语
随着制造业的发展,焊接技术的应用越来越广泛,焊接技术的发展也越来越快。焊接技术是在高温和高压的条件下,将两块以上的焊接材料连接在一起的技术。在制造行业中,焊接技术作为一种传统的基础工艺而得到了快速的发展,在汽车、高层建筑、桥梁、航空航天、航洋钻探、造船等各个行业都得到了广泛的应用,极大促进了工业经济的发展。现在的焊接技术在数控、电源等方面有了一定的突破,并且激光焊接技术、焊接机器人等先进的焊接技术逐渐涌现出来。焊接材料、自动化水平、高效性、清洁性等方面也有很大的发展,并且焊接技术的成本在日益地减少,服务的范围更广,使得焊接技术的发展更加专业化。
参考文献:
[1]唐伯钢.现代钢材进展对焊接材料的挑战及若干建议[J].焊接.2009(12).
[2]孔萌,林涛,陈善本.机器人焊接智能化技术的现状与最新发展[J].航空制造技术.2008(8).