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焊接技术的特点样例十一篇

时间:2024-03-12 14:40:41

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焊接技术的特点

篇1

自我效能感(self-efficacy)概念来源于班杜拉(Albert Bandura.1977)的社会认知学习理论,或者是自我效能感理论。原意是指“个体对自己是否有能力完成某一行为(任务)所进行的主观判断。”[3]教育技术能力是指我国教育部颁布的《中小学教师教育技术能力标准(试行)》中规定的中小学教学、管理、技术支持三类人员的教育技术能力。参照这两个定义,笔者把中小学教师运用教育技术能力的自我效能感定义为:个体对自己是否有能力运用教育技术优化教学过程,帮助学生学习所进行的主观判断。按照普通心理学的解释,能力是一种心理特征,是个体顺利实现某种活动或者任务的心理条件。能力不是指个体现有的成就,而是指个体具有的一种潜力和可能性。在教学活动中,通常能力通过各种具体的活动表现出来,并在活动中得以发展和完善,教育技术能力也不例外。在具体的教学活动中,有人擅长使用言语能力,有人擅长使用教育技术能力。这与教师的信息素养有关。所谓主观判断是指个体根据自己的心理尺度来评判事物的好与坏的心理倾向。

很显然,这里所说的效能感是一种特殊形式的教学效能感,是教师运用教育技术原理和技能帮助学生学习意义下的自我效能感,是教师个体在教学过程中借助教育技术工具、组织实施教学带来的某种结果的自我效能感。它与通常所说的教学结果期待或者教学效能期待既有区别又有联系。教学结果期待是相信那些教学行为会出现某种预料之中的结果。比如:教学生运用某个词组造句,其教学结果期待是预料学生对这个词组有较深入的理解。而自我效能感是相信自己能够做出某种行为后达到某种水平的信念。信念是认知、情感和意志的有机统一体,是人们在一定的认识基础上确立的对某种思想或事物坚信不疑并身体力行的心理态度和精神状态。[4]综合起来,以上诸因素构成了中小学教师运用教育技术的自我效能感内涵。

二、中小学教师运用教育技术的自我效能感的结构

班杜拉提出的“三元交互决定论”认为,人的心理和行为机能是由人的内部因素(认知、动机、情感、生理)P、环境E和行为B三者决定的(如图1所示)。这三者之间相互独立,又是相互作用和相互影响的。这一理论突出了个体的内部因素在人的心理和行为机能方面的作用,而且班杜拉的自我效能理论主要关注的是“三元交互决定论”中的个体内部因素或是主体性因素。

图1 班杜拉的三元交互因果关系图

从班杜拉的三元交互作用决定论入手,把握中小学教师运用教育技术的自我效能感的结构,理解人的自我效能感是一个动态变化的过程,源于个体内部因素、环境和行为三元交互作用,也消失于这三元交互作用,是一个不断消失和重构、螺旋式上升的过程。旧的自我效能感的消失意味着新的、更有活力的自我效能感的重构和生成。教师运用教育技术的自我效能感也是这样一个消失和重构的过程,与中小学教师掌握和运用技术的过程相对应。个体内部因素、环境和行为三元交互作用形成了自我效能,同时,自我效能也对内部因素、环境和行为之间的交互作用产生影响。例如:教师运用教育技术进行教学或是教育技术进入到教学中,首先是一个尝试的阶段,起初他们处于一个陌生的、具有挑战性的环境中。当教师进行尝试之后,发现利用教育技术能更好地进行教学,并且能获取更大的成功,即教师运用教育技术的自我效能感高,因此,教师便会选择运用教育技术手段来进行教学,并且还会积极地改造教育技术下的环境,将技术与学科课程整合起来,甚至会创造出一些新的教学的环境来使学生更好地学习。这样,自我效能便对环境产生了影响。

篇2

中图分类号: TG456.7 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)01-164-2

0 引言

随着我国经济的快速发展,科学技术水平的不断提高,我国焊接技术也有了很大的进步,尤其是激光焊接技术以其独有的优势受到了各行各业的认可和广泛的应用,为我国制造业、电子行业、生物医学等领域都做出了极大的贡献,因此,深入的研究激光焊接技术及其应用不仅能够促进焊接行业的持续发展,而且对于发展我国工业、农业等其他行业也具有非常重要的现实意义。

1 激光焊接技术

1.1 激光焊接技术的工作机理

20世纪60年代以来,伴随CO2、YAG等激光器的诞生,研究人员们也迅速将其利用到了焊接技术中,进而开发了激光焊接技术,它的开发和应用为焊接行业带来了新的希望,并且很快被广泛应用于各个领域中。激光焊接技术的工作机理由于激光器的不同也各有差异,因而,根据激光器提供的功率密度的大小可以将激光焊接技术分为两类,一是激光传热熔化焊,二是激光深熔焊,他们的工作机理也各不相同。激光传热熔化焊所使用的激光器功率密度为105~106w/cm2,其工作机理是被焊工件表面吸收激光束热量,然后利用热传导效应在工件表面形成一定体积的熔池,使被焊部位熔化,然后进行焊接工作。激光深熔焊所使用的激光器功率密度为106~108w/cm2,其工作机理为利用激光器功率密度高的特点,使材料达到瞬间汽化进而在表面形成圆孔空腔,然后再通过控制激光束与工件间的相对运用使空腔附近的金属熔化,进而完成焊接工作。

1.2 激光焊接技术的特点

近年来,经过研究人员不断的探索和创新,激光焊接技术终于被成功开发和应用,并且,在某些领域中,传统的焊接技术已经完全被激光焊接技术所取代。激光焊接技术之所以可以被广泛的应用,一定是有其独有的优势。下面我们就介绍激光焊接技术的突出优点。第一,热影响区域非常小。由于激光焊接技术是将激光束直接打到被焊接的部位,而激光束又具有方向性强和热源集中的特点,因而激光束只作用于被焊接的部位,不会影响其他区域。正是因为这个优点,激光焊接技术可以被应用于焊接非常精密的零部件,大大降低了焊件收缩、变形情况的出现。第二,激光束聚集可以产生很高的热量,因而,利用激光焊接技术所焊接的焊缝强度都很高,保证了焊件的质量,并且焊接工作效率也很高,此外,由于激光束方向性好,不会对非焊接区域造成干扰,因而通常焊缝表面的质量都很好。第三,利用激光焊接可以对非常隐蔽、难以到达的部位进行焊接。这是因为激光焊接技术非常灵活,只需要通过控制激光束的方向就能改变焊接位置。第四,传统的焊接技术对于金属间的焊接还是能够达到的,但是对于异种合金焊接就相对困难了。然而,利用激光焊接技术甚至可以完成金属与非金属之间的焊接,可以说是焊接技术新的突破。

当然,一切事物都有两面性,激光焊接技术虽然有很多突出的优势,但是依旧存在一些不足之处,比如:第一,如果被焊工件要应用激光焊接技术进行焊接,那么就要求其在焊接前进行高标准的处理,通常要处理焊件的加工精度、装配等,因为如果被焊工件达不到高标准的要求,那么利用激光焊接技术在焊接过程中很容易造成缺陷;第二,激光焊接技术相对于普通焊接技术有很多优势,因而受到各行各业的青睐,然而,如果想要应用激光焊接技术,所要购买的激光焊接设备价格相对比较高,对于一些企业而言就需要花费高额的投资成本,这也是有些企业放弃应用激光焊接技术的原因之一。

2 激光焊接技术的应用

2.1 制造业领域

早在20世纪80年代,千瓦级激光器的诞生促使激光焊接技术被成功应用于工业生产中,而在之后的发展中,激光焊接技术被应用最多的就是汽车制造业中。尤其是当今汽车市场非常火爆,汽车制造业迅速发展,激光焊接技术为汽车制造提供了强大的技术支持。就拿发达国家美国和日本来说,两个国家在汽车制造业上都属于世界领先水平,90年代初,美国非常有名的通用、福特和克莱斯特汽车制造公司引入了激光焊技术,虽然相对而言激光焊接技术的引入有些晚,但是,这并没有阻碍激光焊接技术快速发展的脚步,美国相关研究人员对激光焊接技术做出了更大的提升,使得其在汽车制造业上发挥了更大的作用。众所周知,日本的本田、丰田都是非常出色、实力很强的汽车制造企业,它们所生产的汽车覆盖件都利用了激光焊接技术,尤其是高强钢激光焊接装配件具有非常优良的性能,如今被广泛应用于汽车制造业中,促进了汽车制造业的快速发展。

2.2 粉末冶金焊接

随着科学技术水平的不断提高,在很多制造业中,传统的材料已经无法满足产品生产的需要,因而,在很多制造业中都对材料提出了更高的要求。在众多新型材料中,粉末冶金材料成为了汽车、飞机等制造业所青睐的冶铸材料,而要想很好的利用粉末冶金材料,就必须解决它与其他零件的连接问题。传统的焊接技术显然无法满足焊接需求,而激光焊接技术的诞生有效解决了这一问题,不仅使粉末冶金材料可以与很多种合金进行焊接,而且其焊接强度也非常高。

2.3 电子工业领域

正如我们上述提到的激光焊接技术的优点之一是其焊接热影响区域小,而在电子工业中,所要焊接的通常都是比较微小的电子元件,因而,激光焊接技术就可以在电子工业领域中发挥其优势。此外,激光焊接技术在真空器件研制中也得到了应用,在过去,由于传感器、温控器中的弹性薄壁波纹片厚度非常小,大约在0.05―0.1mm之间,传统电弧焊焊接技术穿透力极强,稍微不小心就可能会穿透波纹片,并且还会影响到其他区域,稳定性较差,这给焊接工作带来了极大的困难,而应用激光焊接技术由于其稳定性强,激光束容易控制,且热影响范围很小,就可以很容易完成波纹片焊接工作。

2.4 生物医学领域

20世纪70年代,国外研究学者就将激光焊接技术应用到了焊接输卵管和血管上,并且顺利完成了焊接工作,这使得更多的研究人员看到了激光焊接技术的优越性。我国生物医学研究人员将激光焊接技术应用于大白鼠胆总管焊接上,经过实践证明激光焊接具有吻合速度快的特点,并且在愈合过程中没有异物反映,而被修复的组织依旧可以按照原生物力学性状生长,这为未来的生物医学发展又提供了宝贵的参考价值。

3 结语

总而言之,近年来,激光焊接技术被广泛应用于汽车、轮船等制造业,以及电子工业和生物医学等领域中,该焊接技术的原理主要是利用了激光束聚焦后能获得高能量的特点,进而在所需焊接的部位打激光束,焊接部位的金属受到激光束产生的热能而融化,即可进行焊接工作。激光焊接技术与传统焊接技术相比具有突出的优越性,促进了焊接行业的快速发展,同时,也正是因为激光焊接技术的优势,近年来被广泛应用于汽车制造业、粉末冶金焊接、电子产业以及生物医学领域,为各领域在焊接方面做出了突出的贡献,促进了我国工业、医学等各行各业的快速发展。激光焊接技术以其独有的优势给很多领域的工作带来了极大的方便,不仅促进了焊接技术的发展,而且带动了工业、农业等很多行业的进步。

参 考 文 献

[1] 郭伟强,欧玉峰.浅谈激光焊接技术及其应用[J].科协论坛(下半月),2011(04):40.

[2] 李少华,康蓉娣.激光焊接技术及其应用[J].舰船防化,2011(04):32-36.

[3] 任方杰.激光焊接技术及其研究进展[J].现代焊接,2010(11):1-4.

[4] 史强.浅谈激光焊接技术原理及其应用[J].企业导报,2012(11):297.

篇3

汽车的出现改变了人们的出行方式,为人们节省了时间,同时也推进了社会的快速发展,大力发展汽车制造业成为当今世界各国的重要关注的对象。激光焊接科技凭借穿透深、适应性好、能量密度高、精度高等优势成为当前汽车行业最重要的技术之一。通过激光将几块具有一定性能、材质以及厚度差异的薄板拼焊在一起,然后进行冲压成形。不仅减少了材料的废弃,还减轻了整体重量,提升了综合力学性能。在汽车发展的80多年历程里面,激光焊接技术在汽车制造领域中的应用,受到激光焊接技术本身的优越性与汽车制造行业的整体发展趋势以及市场需求的改变等多方面的影响。因此,发展激光焊接技术对推动汽车行业有着十分积极的意义。

1激光焊接技术的特点

享有“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”等美誉的激光是指受激光发射的辐射光放大。激光焊接指将具有高功率聚焦的激光束为热源,把材料融化并形成高质量的焊接接头,这种焊接方法不仅效率高,而且精度非常精确[1]。在汽车制造行业中,根据激光焊接技术的差异,可以把激光焊机分为两大类:YAG激光焊机与CO2激光焊机。在制造汽车过程中的主打标工序一般由YAG激光焊机操作的,而表面处理、切割、打孔、焊接等处理过程一般是采用CO2激光焊机完成。由于YAG激光器技术的改善,也会在焊接和切割方面有所运用。激光焊接具备下列特点:(1)应用范围比较广。(2)可用来对那些加工材料非常脆弱、硬度极大、高熔点或者相对薄的高效率加工。(3)热影响区与热变形都很小,焊接缝质量高。(4)加工速度快,节省材料,污染少,噪音低,劳动强度低。(5)其设备功能齐全,操作非常简便;具备计算机数控系统,可以进行高精度的立体加工。

2激光焊接技术在汽车制造方面的应用现状

一汽大众企业是最先使用激光焊接技术的企业之一。大约是90年代的时候,一汽大众企业就在300多台汽车使用了激光焊接技术,大多应用在底盘与车体的焊接上面。激光焊接技术在汽车制造领域的运用根据焊接方法的差异大致可以分为下列几种:

2.1激光焊接

齿轮在汽车制造占较大的比重,用激光焊接对变速器齿轮的焊接的运用开启了激光焊机在汽车制造领域运用的先河。变速器对齿轮质量以及转速的要求十分严格,不仅需要高效率的焊接,而且由于考虑到不准给齿轮增添过多的负载,必须采用高净度焊接方法[2]。因此最先把高效精准激光焊接运用到焊接变速器的齿轮上。1980年期间,以克莱斯勒为首的美国三大汽车制造公司相继把该焊接方式运用于汽车的制造行业。激光焊接技术在提升对传动部件的焊接的性能,同时大大节约了生产原料,为世界节能环保事业做出了贡献。近些年,随着汽车制造材质的不断演进,目前,由于材料的性能不够完善以及不能提升整车的美观等因素,限制了汽车制造业前进的步伐。多大数汽车制造公司引进环保节能的新型材料,例如,新型镁、铝等质量轻的材料。该型材料引进意味着需要更高水准的焊接类型,常规的点焊技术造成镁、铝材料生成了金属键化合物,它们缩短了焊接材料的使用寿命以及削弱了使用效果,而激光焊接的出现很好地避免了常规焊接技术引起的麻烦,因此激光焊接很快成为当今世界汽车制造行业中比较盛行的焊接技术。

2.2激光复合焊接技术

可以把激光复合焊接技术理解成在激光焊接技术基础上的改进——把电弧与激光的焊接技术进行合理的结合。一方面,激光复合焊接技术在焊接效率与速度方面均优于单一的焊接技术,而且具有较好的焊接稳定性。另一方面,单一的激光焊接技术在焊接时受热面积窄、焊缝深,这样对焊接材料多少有些损伤,而电弧焊接采用受热面大的导热焊接方式,不仅拥有较深的焊缝又保证了较为广泛的受热面,大幅度增加了焊接工作的质量与效率[3]。

2.3激光拼接

汽车车身制造的传统方法是先采用冲压技术再进行焊接。此类焊接技术的特点是在完成对每个部分冲压成型工作之后再逐一焊接在一起,以至于每个成型的部件难以较好地融合成一体,从而焊接成品不够完美。激光拼焊技术的研发很好地解决部件融合所存在的问题。激光拼焊改变了以往的车身制造顺序,可将厚度与材质相异或者经不同表面处理的钢板通过激光焊技术,焊接一个组件整体。

3激光焊接技术在汽车工业的发展趋势

与传统焊接组件相比激光焊接的组件费用略高,因此开发低成本、灵活、简便的激光焊接组件是汽车焊接领域的必经之路。目前,在汽车行业的焊接工艺中,对激光器的选择一般为大功率CO2激光器以及脉冲ZD:YAG激光器。在未来激光焊接技术的发展中,激光器的功力将达到1000W以上的有光纤激光器单光纤、单模光纤。在汽车制造业有贡献的将是二极管阵列激光焊接技术,运用其波长在近红以外区域的激光能量对汽车零件进行焊接[4]。此外,采用激光加热与其它热能相结合的方式为焊接过程提供多重热量的方式,弥补激光单热源在激光焊接技术方面的不足。近年来,广泛运用在汽车制造业方面的焊接技术的复合热源焊接技术有激光与电弧、感应热源复合焊接、双激光束焊接等技术。另外,焊接机器人得到了广泛的发展,行动灵活,变化多样,自动化水平高、都是焊接机器人所具备的优点。焊接质量优越、动作敏捷、反应迅速、机动性好,不存在安全问题等等。

4总结

现在激光焊接技术发展的程度已非常高端了,汽车工业已经步入到一个柔性化的生产链,对相应的技术要求也更高了,加大研发激光焊接技术和相关的激光加工技术对大力发展汽车行业尤为紧迫。近年来,中国制造业在激光焊接技术方面获得了重大突破,然而国内的激光焊接设备制造能力还十分有限,需要借助国外的力量。我国制造行业的首要任务是大力提升在焊接技术领域的研发能力,逐步完成对激光焊接技术设备的制造与生产。

参考文献:

篇4

引言:

焊接技术的兴起和不断发展,有效推动我国当前经济的发展,也加速了制造业的发展步伐,作为应用广泛的一项技术,当前经济飞速发展的状态下是否会出现窘境,值得我们深思,那么,焊接技术以后该如何发展才能真正适应经济社会的发展,焊接技术与现代科学技术之间结合会推动焊接技术自动化、安全化发展,有效促进经济的发展。

1、我国当前焊接技术的发展现状及特点概述

1.1我国焊接技术的发展现状

在我国现在的经济水平下,人们的生活已经发生了很大的变化,人们对周围事物的质量、环保等各种问题的条件越来越高,在化工石油钢管道的焊接处理中,也需要不断提高焊接要求,以满足化工石油生产的需要。钢管道的焊接工艺也随着人们的需求和社会发展不断提高、改革,目前已经达到了焊接技术的自动化使用,来适应社会的不断发展,这一技术的发展和提高不单单有效促进了焊接技术的发展步伐,而且另一方面也带动了石油化工的快速发展,并且进一步充分利用现代计算机技术对焊接中的问题进行处理。当前我国的焊接技术已经有了很大的发展,有了全面、详细的研究。

1.2 我国焊接技术的发展特点

焊接技术是一项综合性较强的现代技术,目前,在石油化工钢管道焊接中已经引入了现代科技,促进了石油化工产业的发展。

目前,焊接技术已经不仅应用于石油化工产业,还广泛应用在家电、海洋工程、机车、特种设备、桥梁、冶金、煤炭、航空航天甚至核能及电站等行业中,在广泛的应用中,显露着我国的现代科学技术,现代技术的发展业不断的促进着焊接技术的发展,进一步推动其他产业的不断发展。

2、焊接方法与工艺

(一) 目前常用的高效焊接方法

2.1气体保护焊

气体保护焊就是利用气体当做电弧的媒介,并对焊接区域和电弧焊用气体来保护,根据焊接材料的不同使用不同的气体作为保护焊的气体,就能够把气体保护焊分为两大种:⑴ 非熔化极(钨极)惰性气体保护焊。⑵熔化极气体保护焊。

2.2 电阻焊

电阻焊是用两电极来把焊件压紧,加以电流,加热电流,将焊件接触面以及焊件临近区域产生的电阻热效应,一直到塑性状态或者融化,然后将焊件之间结合的一种焊接方式,这类焊接方式一般应用与电器电子、航空等行业中。

2.3螺柱焊接

螺柱焊接根据焊接的不同主要分为拉弧式和储能式,这两两个焊接方式有一个最大的共同点就是采用单面焊接的方式。螺柱焊接并不用穿孔的工序,因此采用螺柱焊接的方式焊接的材料既不漏气也不会漏水,也不需要再次对焊接面处理加工,减轻了一定的工序,操作技术性较强。

2.4 磁控焊接

磁控焊接技术是最近几年里随着现代技术的发展出现的一种高效焊接技术,磁控焊接采用的是对外加磁场进行对焊接的质量的控制。这类焊接技术最大的优势就是投入成本低、效益大、且操作简单,磁控焊接也凭借着缺陷极少的优势在焊接中占据了重要的位置,得到了广泛的使用。

(二)焊接工艺

对不同的焊体、不同的焊接方式有不同的焊接工艺,这里就对石油化工合金钢管道的焊接进行具体分析:

2.2.1 坡口焊接

坡口处的焊接首先要用砂轮机对钢管要打磨,打磨后要用不锈钢丝刷进行清理、着色实验,并且还要用四氯化碳或者丙酮对坡口处在焊接前进行再一次清理。在焊接的过程中必须要保证施错变量小于0.5mm。

2.2.2 焊接的环境要求

焊接的过程要求在在清洁、无风的环境中实施,最好应该搭设装有焊接平台的工棚中进行,且工棚中的环境温度必须要高于5℃。

2.2.3 焊接工艺措施

(1)焊接过程中,要使用99.99%以上纯度的的氩气作为气体保护焊的内保护气体,且必须要保持到第三层焊接。

(2)在坡口处应该采用引弧板来进行工艺的处理。

(3)最大程度上加快焊接速度,尽量使用短弧焊避免横向开会摆动。且处于多层焊的阶段时时,层与层之间的层间温度都不应该高于100℃。

(4)采用氩弧焊,处于打底后,或者是手弧焊的底层焊好后,就应该对焊接口着色打磨,及时清理焊口,仔细检查。

(5)对于石油化工钢管道的焊接一般在焊接前前不需预热,焊接后也不需要热处理。

2.2.4焊后检查

(1)焊接后的每一处焊口都需要进行后期的着色、然后再仔细检查。

(2)检查要根据环缝总数的25%进行X光拍片,严格按照施工要求进行检测。

(3)所有检查均按ASMEB31.3规范的有关要求严格执行。

3、我国焊接技术的发展趋势

目前我国的焊接材料的产量已经处于最高位置,然而在焊接产品的质量方面还与发达国家有一定的距离,在焊接技术的质量方面出现的问题主要有下面几点:①焊接材料的处理过程中缺乏专业的体系和技术,如筛选、检验焊接原材料、处理焊接材料的混合均匀度等。②焊条药皮密实度较差;③在对生产车间的环境治理方面采用敞开式生产方式,而国外采用密闭的方式来进行熔炼焊剂工作,这样就有效控制了焊接的外部环境,降低了外部环境的影响。

因此,在今后焊接技术的发展,要着重对质量提高方面做出一定的研究,培养一定的专业技术人才,扩散焊接知识,利用现代化科学技术,有效促进焊接工艺的发展,提高专业技能。进一步利用新型技术人员,努力研发焊接新方法、设备等一切有利于提高焊接施工技术物件,促进焊接技术自动化发展,为我国焊接技术的发展提供动力,并有效促进制造业的发展,进一步推动我国经济的发展。

4、结束语

焊接技术的快速革新发展,促进可以推动制造业的发展,而且可以有效促进经济的发展。同时还给人们的生活带来了更多的方便,焊接技术进入数字化、自动化时代,将又一次革新焊接技术的发展浪潮。对于焊接技术的发下,必须要进一步加大研发力度,开发适合现代化发展的新型焊接技术、方法、设备等,进一步促进焊接机械化、安全化、自动化发展,有效提高我国焊接技术,提高在焊接工艺方面的国际地位,有效推动制造行业的发展,促进经济的飞速发展。

参考文献:

[1] 黄建平,黄永平,肖延江.论我国焊接行业的现状[J].科技与企业,2012,(1).

篇5

中图分类号:P755文献标识码: A

引言

一、我国焊接技术的发展现状

1、较长焊缝和厚板焊缝的焊接技术落后

在对钢板进行焊接的过程中,长焊缝和厚板的焊接是不可避免的。焊接技术水平的高低、焊接的效率以及焊接质量深深影响着产品的质量以及产品的成本。除此之外,厚板的对缝焊接、箱形零构件的整体焊接以及T型焊缝的焊接等的工作量是非常巨大的,对焊接技术要求十分严格。在焊接的过程中,焊缝第一层采用的是埋弧焊(SAW)焊接技术。这种方法产生的垃圾废渣不易清理。所以,焊缝的第一层通常采用埋弧焊(SAW)盖面和熔化极气体保护焊(GMAW)打底相互结合的工艺来进行处理。使用这种方法的一个缺憾是焊接效率提高受限。在T型焊接和厚板相互对接的焊接过程中通常采用的是碳弧气刨清根工艺技术。这种技术能够使焊缝进行全熔透的焊接,但是增加了加工成本,也对焊接工艺人员的身体和焊缝质量造成影响。

2、焊接技术自动化水平不高

一个国家要想发展强盛,必须依托于工业现代化、加工自动化。只有这样生产的产品才能节约加工成本,给社会创造出更多的福利。通过调查显示国外的焊接自动化水平已经达到80%,而我国的焊接自动化水平最多只占30%。绝大多数的焊接依旧是采用手工焊接来实现的。若想取得工业的迅速发展,自动化的焊接发展方向是必然的选择。

3、焊接构件易产生冷热裂纹

冷裂纹指的是焊缝在冷却的过程中,如果温度下降到马氏体转变温度范围以下,焊缝就会在焊接后立即出现。这种焊缝通常也叫做延迟裂纹。这种冷焊缝形成的必要条件是:焊缝接头处存在扩散氢、具备淬硬组织、拉伸应力较大并且密集。而热焊缝是在高温状态下产生的,又称之为结晶裂纹或高温裂纹。这些裂缝容易出现在裂缝的内部,也易出现热影响区。热裂纹的形状主要有横向裂纹、弧坑裂纹、纵向裂纹、根部裂纹等等。热裂纹是由力学和冶金制造过程中的因素一起作用才产生的。它形成的主要原因是由于焊接池中的低熔点共晶和杂质共存致使晶体偏析。这样裂纹的强度就非常低,极易产生裂纹。

4、焊接人员的专业技术水平不足

焊缝技术直接影响产品的质量以及整体钢结构的业务流程。钢结构产品被应用到了几乎所有领域,了解焊接的相关技术是对技术操作人员的基本规定。要求操作人员熟练掌握自身业务水平是对其的最起码的要求。而我国的焊接技术人员对业务水平了解的太少,与对行业需求存在非常大的距离。

二、我国焊接技术主要应用领域

1、航空航天工业中的应用:焊接技术依其可靠的性能,被广泛应用于航空航天工业,焊接的工作量占全部工时的百分之十,焊接连接的部件在航空航天领域内占百分之五十以上。由于航空航天工业中对金属材料要求的特殊性,促成了特种焊接技术的应运而生。目前主要使用的是固态焊接技术和高能束流焊接技术。其中的激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊是在我国航空航天领域中最常用的三种先进焊接技术。

2、汽车制造领域中的应用:电子束焊接主要用于发动机增压器涡轮、后桥、行星齿轮框架、离合器、汽缸、变速箱齿轮等部件的焊接;激光焊技术主要用于框架结构、零部件的焊件和车身拼焊;搅拌摩擦焊主要用于发动机引擎、汽车轮毂、汽车地方车身支架、汽车车门预成型件和液压成型管附件。

3、船舶工业中的应用:高效焊接技术在船舶制造中占有重要的地位,是一项技术性、专业性很强的系统工程,尤其是CO2气体保护半自动焊接技术应用率达到60%-65%,成为我国现代造船模式中的关键技术之一。先进的造船高效焊接技术,在提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、缩短造船周期,提高船舶建造质量,推动船舶建造焊接机械化、自动化发展上的作用是不可小视的,也是企业提高经济效益的有效途径。

4、核电建造中的应用:焊接技术作为一种关键的特殊工艺,在中国核电建造中产生非常重要的作用,核电作为一种“高风险”的清洁领域,对焊接质量的要求非常严格。对于组成核电站的每条焊缝都要求100%的合格,并对每条焊缝实行可追朔性管理,对焊接技术的要求非常高,它直接关系着核电站核安全的状态。因此,不断提高我国焊接技术,可以有效推进核能行业的发展,确保核电站运行的安全可控,同时也为实现核电领域十二五规划的完成奠定基础。

三、我国焊接技术的发展前景

为了积极促进我国焊接技术的发展,使其满足我国市场发展的需求,通过分析我国焊接技术的发展现状,能够推断出我国焊接技术主要会从以下几个发展方向进行。

1、磁控焊接技术

磁控焊接技术属于新兴的焊接技术。它主要是通过磁场来实现焊接。它的投入成本非常低、装置也比较简单、耗能非常少、效益比较好。通过常年对磁控焊接技术的研究发现了磁控对电弧焊电弧状态的影响。外加磁场对焊接母材的熔化与焊缝的成形有非常大的影响。利用电磁搅拌技术能够改变金属结晶过程中的热量传递过程,进而使结晶方向发生变化。通过组织的细化作用,能够使焊缝的一些力学特点提升的更加明显。除此之外还能降低焊接过程中缺陷的敏感性。鉴于磁控焊接技术的优点,这必定是其中的发展方向之一。

2、低温焊接技术

由于我国地理环境的特殊位置,冬季寒冷时节持续时间相对较长,这就考验着低温环境下焊接技术的性能。近些年来,各个相关学术组织都在积极的解决应对冬季低温焊接的问题以及施工的临界温度的取值问题。

例如,我国在冬季完成了“鸟巢”万吨级以上的刚结构件的焊接工作。冬季进行焊接作业时影响焊接的因素主要有操作员的工艺水平、焊机的效率、材料的性能、焊法的熟练程度以及环境的作用。仅仅考虑这些因素中的某一项或某两项是不全面的,是无法做出正确评价的。综合考虑这些因素的影响“,鸟巢”在低温作业环境下取得了显著成果,并以此确定了低温焊接的临界温度为150°C。低温焊接能够缩短工期,为企业带来巨大的经济效益。由“鸟巢”焊接任务中获得的低温焊接经验技术必将应用于实践。

3、电子焊接技术将被激光焊接取代

激光束经过聚焦后,激光焦点处的能量密度高达10-100W/cm并且加热的范围甚至小于1mm。如果将此技术应用于焊接方面,那将会给焊接工业带来巨大的变革。一方面可以提高焊接的速度,另一方面还可以减小接头处的变形以及减小应力集中。激光焊接术达到的焊接精度比较高,是比较理想的焊接技术。激光焊接的一个显著特点是可以进行长距离的焊接,因为激光具有直线传播的特点。除此之外与电子束相比较而言,激光束的优势显而易见。第一,激光焊接不需要真空环境,节约了设备上的成本投入;第二,激光束不会产生X射线,对人体不会造成伤害,不需要专门的防护用具;第三,激光焊接的生产效率比较高。因此,激光束在不久的将来应该会取代电子束成为焊接主流技术。

结束语

我国焊接技术水平同国外发达国家相比差距仍然比较巨大。这就要求我国焊接技术人员积极探索、总结经验,积极加强焊接技术的学习与创新。一方面要提高焊接的质量,另一方面更要加强焊接自动化水平技术的提高。只有这样我国的焊接技术才能领超世界强国,排于前列。在新时期我们要坦然面对我们自身的不足,寻找自身的发展特点和方向。我们要积极沿着磁控焊接、高温焊接等先进焊接工艺的目标发展。争取焊接技术的更大进步,为我国的现代化建设贡献力量。

参考文献

篇6

中图分类号:TU393 文献标识码:A

1.引言

众所周知,自重轻、适应性强、造型丰富是建筑钢结构的特点,因此,近些年来,钢结构在建筑上的应用越来越广泛。上世纪80年代以来,我国建筑开始大量使用钢结构。2005年,我国成为了世界上最大的产钢和用钢的国家,钢铁年消耗总量达到了3亿多吨,其中用于建筑的刚才高达1.4亿吨。因此,如何保证建筑钢结构的质量是迫不及待需要解决的问题。本文通过对建筑钢结构焊接技术的分析,提出了保证钢结构质量的方法,及其未来的发展趋势。

我国的钢结构建筑主要用于大跨度空间的建筑,包括体育馆、展览中心、歌剧院、机场候机楼、及工业厂房,另外,桥梁也是钢结构的主要建筑形式。到目前为止,我国已建成的高层钢结构建筑已有60多幢。由于钢结构的大量兴建,不难总结出建筑钢结构具有的特点,从外观上来看,钢结构的建筑形式较新颖,可实现建筑师大胆的设计理念,体现时代个性;从材料的应用来看,钢结构的建筑可以做到轻质高强,发挥材料的极致特点;从建筑规模来看,越来越多的超高层建筑、大跨建筑得到了实现,使人们的生存空间得到了扩展。

2.钢结构焊接技术的特点

2.1建筑钢结构焊接的常见方式

焊条电弧焊(SMAW),主要用在钢结构制作中辅助焊缝的焊接;埋弧焊(SAW),主要用于主焊缝的焊接;CO2实心焊丝气体保护焊(GMAW),主要用于施工现场的主次焊缝的焊接;CO2药芯焊丝气体保护焊(FCAW-G),主要用于现场安装工程、制作工程主次焊缝的焊接;电渣焊(ESW),主要用于构件筋板的焊接;栓钉焊(SW、SW-P),主要用于劲性钢筋构件的栓钉焊和楼板的穿透焊。

2.2建筑钢结构焊接的主要施工技术

一般来说,一幢钢结构建筑要采用多种施工技术来完成整个建筑工程,目前钢结构建筑常用的施工技术有Q460焊接性试验研究新技术、大规模采用电加热预后热技术、后板复合技术、仰焊技术、大流量防风技术、杆结构低温焊接技术、铸钢及其异种钢焊接技术、防止冷、热裂纹技术、层状撕裂防止和处理技术、特殊焊缝处理技术、焊接机器人焊接技术、钢筋T形焊接接头压力埋弧焊新工艺、复杂钢结构应力应变控制技术、特殊钢结构合拢技术等等。

以上是建筑钢结构工程中常采用的基本焊接施工技术,建筑钢结构的焊接技术发展均在此基础上发展而来的。

3.钢结构焊接技术的发展趋势

首先,由于建筑的发展,厚板钢构件的焊接是目前钢结构建筑的主要焊接问题,由于钢板的厚度增加,大大增加了焊接的难度。由于规范的制定是根据以往的经验来完成的,因此,现有规范中对于钢板厚度的规定仅为100mm,这在多数的钢结构工程中都超过了这个限制,对焊接技术提出了较为超前的考验。目前常采用的厚钢板的焊接方法包括厚板焊接破口的设计,采用远红外电加热技术来实现预热和后热,组合焊接的技术,以及多层多道接头错位焊接技术。

其次,由于我国冬季可施工的地域范围较大,因此,钢结构的冬季施工问题也得到了较多的关注。随着科学技术的不断发展,各国对于钢结构的低温施工技术也在不断的更新进步。钢结构的冬季施工不仅要求钢材和焊材本身的承受能力,还应从施工人员的技术水平、机械状况、环境条件等多方面来综合考虑。北京为了08奥运会所建设的国家体育馆“鸟巢”就涉及到了大规模的低温焊接工程,通过试验,得到了良好的效果,并因此制定了《国家体育馆钢结构低温焊接规程》,并且突破了国外对于钢结构焊接工程设定的最低温度,达到了-15oC。这一低温焊接技术的发展,带来了较为直观的经济效益,并争取了宝贵的工程时间,应给予广泛的推广应用。

仰焊技术的大量应用也是建筑钢结构施工中难度较高的焊接技术,这主要是因为人们只看到了仰焊难操作的片面问题,而忽略了仰焊会带来的高焊接质量,既然一种技术是客观存在的,那么就必然有它存在的原因。

焊接是不可避免会产生焊接裂纹的,在钢结构的施工中需要对焊接裂纹提高警惕,因其弯曲可能会影响整个工程的质量,降低结构的整体刚度。而且焊接裂纹的存在是具有一定的隐蔽性的,因此,需要对焊接工作高度警惕,在焊接凝固冶金和固相冶金过程中严格控制这种致命缺陷的产生。在焊接工程中主要有三种焊接裂纹的形式,一是复杂钢结构体系中的热裂纹、冷裂纹,以及后半施工中的层状撕裂。

由于建筑设计的多样性以及建筑师的设计思路,致使钢结构工程中出现了众多的异型钢、异种钢的焊接工作。一般来说,可采用远红外电加热技术,对预热、层间及后热的温度进行准确的控制,从而达到整条焊缝能够均匀受热;另外,不论采用什么钢种进行焊接,一旦开始工作,就应将整条焊缝一次性连续焊接完毕,不得间断。最后,在焊接工作完成后,应进行保温处理,使温度缓慢降下来,以确保焊缝的质量。

钢结构的焊接技术是保证钢结构建筑得以实现的关键,钢种不断的推陈出新也给焊接技术提出了较高的要求。由于组料中增加了各种合金元素,对钢材产生不同的焊接性能,最直接的影响为焊接裂纹及环境接头的出现,影响了钢结构的安全性和耐久性。因此,如何提高合金钢材的焊接性能是急待解决的问题。

由于钢结构向大型、高度方向发展,增加了手工焊接的难度,因此,自动焊接技术的发展解决了这一难题。目前,自动焊技术在工业发达的国家已大量使用,可完成工程80%的焊接工作,大大的提高了施工速度和焊接质量。另外,由于钢结构规模的增加,厚板的使用也有所增加。可采用多层多道错位焊接的技术来提高传统焊接的质量。

综上所述,由于焊接是钢结构建筑施工中主要的连接方式,其重要性是不言而喻的,随着钢结构体系的发展、钢结构构件的多元化,对焊接技术也提出了发展的要求。提升焊接技术水平是保证钢结构建筑结构安全度、提高结构耐久性的重点问题,因此,焊接技术会随着科技的发展而更加成熟、更加先进。

参考文献:

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中图分类号:P755.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)11-0267-01

1 引言

焊接技术的优良程度直接影响着零件或产品的质量。随着焊接技术的发展,大量新的焊接技术不断涌现出来,而这些不同的焊接技术又表现出不同的工艺特性和应用环境。为了能全面地了解各种焊接技术的特点,本文对现有焊接技术的应用情况进行了对比分析、研究,并结合实际情况总结其优缺点,为工程实际应用提供一些参考意见。在此基础上,探讨了焊接技术未来的发展趋势。

2 焊接技术现状

现工业中常用的焊接技术主要有下面几种:

2.1 气体保护焊

气体保护电弧焊是利用电弧作为热源,气体作为保护介质的熔化焊。在焊接过程中,保护气体在电弧周围造成气体保护层,将电弧、熔池与空气隔开,防止有害气体的影响,并保证电弧稳定燃烧。

2.2 埋弧焊

埋弧焊是焊接生产中应用较普通的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高、因而适用中厚板长焊缝的焊接。

埋弧焊有自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种方式,前者焊丝的送进和电弧的移动均由专用焊接小车完成,后者焊丝送进由机械完成,而电弧的移动则由操作者手持移动完成,但是由于半自动埋弧焊工人劳动强度大,目前国内已经很少使用。

2.3 电阻焊

电阻焊是工件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法,属于压力焊。电阻焊是一种焊接质量稳定,生产效率高,易于实现机械化、自动化的连接方法,广泛应用于在汽车、航空航天、电子、家用电器等领域。

2.4 螺柱焊接

螺柱焊接主要有储能式和拉弧式两种焊接方式。储能式焊接熔深小,主要应用于薄板焊接;拉弧式焊接熔深较大,广泛用于重工业生产。无论哪种螺柱焊,总的来说是一种单面焊接,其最主要的优势是:无需钻孔、打洞、攻螺纹、粘结、铆接等连接方式,即使是在油漆件、瓷釉件、电镀板、塑料包封件上焊接,也无需对非焊接面进行再次加工,因为没有穿孔,所以螺柱焊接不漏水、漏气。

2.5 搅拌摩擦焊

1991 年由英国焊接研究所(TWI)开发出了摩擦搅拌焊接(以下简称FSW)技术,在其后短短的十余年间就被应用于铁道车辆、船舶、飞机制造业中,且应用领域正在迅速地扩展。原因在于以固相状态接合的材料与其他熔融焊接方式相比,因其材料的变形极其微小,也无需修正变形工序或可省略修正变形等工序,所以在制造工艺中它具有明显减少工时数的特点。以往,上述应用领域中的主要焊接材料是铝合金,最近,FSW 技术也被应用于铝合金以外材料的接合。在搅拌摩擦焊过程中,因为其旋转棒的旋转方向与前进方向的原因,所以接合部的左右是非对称的。

2.6 高能束焊接

电子束、等离子束和激光束由于其能量集中,效率较高被俗称为“三束”,用这“三束”作为热源对试件进行焊接称为高能束焊接。等离子束焊接技术是通氩弧焊技术发展起来的,其电弧的产生原理与钨极氩弧焊的电弧相近,只是在电弧上施加了电磁作用力、机械作用力和热作用力进行了三力约束作用,使得等离子弧的电弧密度和电弧挺度有了很大的提高,成为高能量焊接技术。

3 焊接技术发展趋势

上述焊接方法都是根据其设备的原理产生单一热源对工件进行加热并实施焊接。由于它们各自热源的特性使其在实际应用中各有其优缺点。针对上述存在的问题,现在出现了一系列新的焊接技术 。

3.1 复合热源焊接技术

现在应用比较多的复合技术就是激光-氩弧复合焊接技术,它将激光焊MIG/MAG焊相结合融合了传统激光焊工艺和MIG/MAG工艺的优点,使获得更佳的焊接性能成为现实,而且激光混合焊工艺已经成功地用于汽车及零部件制造业、造船业、航空航天中。

激光焊和MAG焊的结合,产生以下综合效果:

(1) 由于电弧和激光束的相互作用,焊接过程很稳定,几乎不产生飞溅。

(2) 接头熔合良好。

(3) 由于焊缝熔池小于单纯 MAG 电弧的熔池,焊接HAZ区很小,这就使得接头变形小,焊后处理简单。

(4) 焊接时间缩短。

(5) 节省焊接过程中焊丝的消耗、缩短焊接工时,降低生产成本。

3.2 多丝及带极高速焊接技术

同单电弧焊接技术相比,多电弧共熔池焊接技术是高效化焊接的一种主要方式,具有明显优点。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。电弧之间的相互热作用可以降低后续焊丝的电能输入,在进行高速焊时能有效避免咬边等多种缺陷,因而可以大大提高焊接速度和生产效率,得到优质美观的焊缝。例如双丝焊的速度和熔敷效率是单丝焊的3-4倍,三丝焊又是单丝焊的4-5倍以上。

3.3 磁控焊接技术

磁控焊接技术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、投入成本低、效益高、耗能少等特点,引起了焊接工作者的广泛兴趣。外加磁场作用下的焊接技术改变了电弧焊的电弧形态,影响母材熔化和焊缝成形,通过电磁搅拌作用,改变焊接熔池液态金属结晶过程中的传质和传热过程,从而改变晶粒的结晶方向,细化一次组织,减小偏析,提高焊缝的力学性能,降低气孔、裂纹等焊接缺陷的敏感性,在国外被称为“无缺陷焊接”。国内的磁控焊接技术出现较晚,现在还处于研究阶段。

4 小结

本文主要介绍了现阶段各种焊接技的发展现状,在对各种焊接方法进行对比分析的基础上,得出其各自的优缺点,最后探讨了焊接技术未来的发展趋势。

参考文献

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激光焊接技术在汽车制造领域中的应用,既受到激光焊接技术本身的优越性影响,同时也是受到汽车制造行业的整体发展和市场需要的改变所影响。激光焊接技术对汽车制造领域带来的积极意义主要表现在一下几个方面。

1.1满足了消费者对汽车的造型感与功能性并重的要求

汽车制造并不是一个新鲜的行业,它的存在已经有几百年的历史,但是在过去相当长的一个时期内,汽车制造的重点在汽车的功能性和实用性上。随着家用轿车的不断增加,汽车制造行业越来越重视对家用轿车市场的份额占领。家用轿车的一个特性就是除了传统的汽车功能以外,外形上的美感成为消费者选择购买对象的重要参考因素,激光焊接技术运用到汽车制造行业里,能够帮助汽车制造商更好的解决这个问题。

1.2为汽车制造行业的竞争提供了有力的竞争手段

市场竞争已经是市场经济环境下任何一个行业都避免不了的问题。对于汽车制造行业而言,激光焊接技术的出现,能够帮助他们利用更先进的焊接技术对汽车进行焊接,既保证优秀的焊接质量,同时这种新型的焊接技术不会在重量上对汽车带来负面的影响,轻便、耐腐、耐磨,这种先进的技术会给汽车制造注入新的活力与动力。

1.3符合汽车制造规模化的发展趋势

规模化已经成为汽车制造行业的重要趋势,规模化的一个重要目的就是优化效率。在汽车制造的整个流程中,焊接工作是一个重要的衔接环节,这个环节的所用时间和所耗劳动力对整个汽车制造流程的效率产生重要的影响。采用激光焊接技术,能够大大提高在焊接环节的工作效率,符合汽车制造优化效率,规模化发展的前景和趋势。

2激光焊接技术在汽车制造工业中的应用

与传统的焊接方式和焊接装备相比,激光焊接的特点是单位时间内融化的面积大,焊接的效率高,可以采用自动化的方式进行,大大节省了制造过程中的劳动力成本。另外,激光焊接技术比较均匀,晶粒很小,不需要其他的填充物质,通过这种焊接方式焊接出来的焊缝比较美观和干净。具体到汽车制造的不同环节上,激光焊接技术的具体方式也有所不同,主要有以下几种焊接方式。

2.1激光焊接

齿轮是汽车制造中一个重要部件,激光焊接技术在汽车制造中的最早应用,就是在变速器的齿轮焊接上。变速器的齿轮对于自身的重量和运转速度都有较高的要求,既要有高质量的焊接,同时这种焊接技术的净度要高,不能给齿轮本身带来更多的负担。于是激光焊接技术的高效精准最早就被引入到变速器的齿轮焊接上。在20世纪80年代,以克莱斯勒为代表的美国三大汽车制造公司纷纷将该项技术引进到他们的汽车制造中。这种焊接技术不仅给提高了传动部件的焊接效率和焊接质量,更是节省了生产资料。这也使得美国的汽车制造技术一直处于世界汽车制造的领先地位。近些年,随着汽车制造材质的不断演进,激光焊接也受到越来越多的关注和重视,传统的汽车制造材料已经不能满足功能性和美观性兼顾的需要,汽车制造行业开始越来越多的引进新型铝、镁等轻质材料。这种轻质材料对焊接方法和焊接技术的要求很高,传统的点焊方法会导致铝、镁形成金属键化合物,这种化合物会影响焊接的使用效果和使用寿命,而激光焊接恰好能解决传统焊接带来的这些不利问题,所以激光焊接已经逐渐成为整个汽车制造工艺的标准楷模,是目前汽车制造中主要推崇的焊接方法。

2.2激光拼焊

拼焊技术在汽车制造中的运用较为普遍,特别是汽车车身的制造上,拼焊技术是重要的环节。传统的汽车车身制造方式是先冲压后焊接。这种焊接方式的特点就是将各个部分冲压成型以后然后再焊接起来,这样操作的结果就是各个已经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强人意。激光拼焊技术的出现,为这个问题带来了解决的方案。激光拼焊改变了以往的车身制造顺序,它的特点在于先将不同的部分焊接在一起,然后再冲压成型。采用这种技术可以根据汽车车身的不同部位来选择不同材质的钢板进行焊接,这也是当今世界上最先进的汽车车身焊接技术。激光焊接可以减少钢板在厚度、涂层和材质的相关局限性,采用激光平焊技术可以有效减少零件的使用数量,降低制造成本和提高焊接的精准度,这种拼焊方式不仅能带来效率的提高,经过考察更是能节省10%以上的生产成本。国内外诸多汽车公司已经开始采用此项技术,例如大众、通用和奇瑞公司等,这项技术必然会越来越多的应用到汽车制造的其他各个环节中。

2.3激光复合焊接技术

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中图分类号:TG456 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)06-0011-02

21世纪是现代科技高速发展的时代,而激光技术作为目前时展中人们所最为瞩目的可击之一,其不仅仅是应用于现代军事领域,同样随着激光技术的日益娴熟以及其本身的制造工艺和应用工艺的普遍化,未来能够在更多的行业得到广泛应用,其中就包括传统制造业。由于传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接,其往往精度存在一定的偏差性,很难实现高精度项目的作业,而激光焊接无疑能够有效解决这一难题,利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接,从而大大提升了焊接的准确性和有效性。未来随着工业现代化的迅猛发展,激光焊接技术有着广阔的应用空间。鉴于此,本文主要通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发,就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析,并由此结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点,对其未来的应用以及发展进行展望。

1 激光焊接技术的内涵及分类

激光焊接顾名思义就是传统焊接技术与现代激光科技的结合,其主要是利用利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,利用激光本身的高度聚焦,在短时间内形成强烈的脉冲,从而对材料进行加工和切割。相对于传统焊接而言,其本身精度更高,更加的灵敏,焊接小了也更高,因而适用于在材料的微小区域进行焊接。激光焊接技术借助于特定的戒指的往复振荡,将其转化为高辐射能量,并且对这一辐射能量进行聚焦,由此超过材料的燃点,最终实现不同材料之间的粘连。

从现代激光焊接的发展现状以及特点来看,其主要分为两类,一是激光深焊接,其主要是通过将大功率激光束直接投射到材料表面,利用热能与光能的转化,从而使得材料在持续照射下软化直至融化;另一类是是热传导焊接技术,与激光深焊接的主要差异在于材料表层的热量通过热传导方式继续向材料内部传送,最终实现使焊接材料合二为一。

上述两种激光焊接其主要是利用了不同能量之间的转换从而实现了对于不同材料的粘连,即实现了焊接。由于激光焊接本身精度更高,更加容易对能量进行聚焦,因而更加容易控制,且能够实现较远距离的焊接,因此其本身的应用更多的是在现代高新技术行业,例如电子器件以及仪表器件等对于焊接精度要求较高的行业,借助于其独特的优点,目前已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。而未来随着现代科学技术的发展以及不断进步,对于激光焊接的应用以及发展也变得更加的多元化,从而形成更多的分类,例如双光束复合焊、激光-MIG复合焊、激光-电弧复合焊等等,他们的出现无疑能够进一步拓宽激光焊接技术的应用领域,提升整体传统制造业的焊接效率和精准度。

2 当前激光焊接技术的研究现状

2.1 国外对其研究现状

由于国外激光技术以及制造业较为发达,因此他们早在上世纪八十年代就已经逐步开始研究以及分析如何将现代激光技术应用在传统制造业中。以欧盟、美国等西方国家和亚洲的日本为例,他们借助于自身发达的科学技术实力以及良好的制造业基础,在政府合理的引导以及财政支持下,激光焊接技术发展非常快速,特别是进入新世纪以后,已经在许多的制造业和其他行业中能够看到激光焊接结束的应用,包括电子工业、造船工业、汽车工业等等,都能够看到现代激光焊接技术的应用。并且,他们为了能够对整个技术进行合理的应用,已经初步形成了焊接技术的行业标准,从而使得其能够在一个合理可控的范围内得到应用。与此同时,为了进一步提升焊接效率,使得激光焊接技术能够更好地应用于现代大型生产,特别是大型制造业以及建筑业,西方发达国家近年来在积极研究如何提升激光焊接的效率,通过大功率激光器的研究,进一步推动和实现大功率激光焊接技术的实现,由此真正将其应用到大型制造业、建筑业甚至是军事领域,进行潜艇以及军舰的制造。

2.2 国内对其研究现状

相对于国外成熟的技术而言,我国指导改革开放之后在开始逐步接触和了解激光技术,而直到上世纪九十年代末才开始逐渐将激光技术与传统焊接应用相结合。目前,激光焊接技术研究在国内走在前列的当属哈尔滨焊接研究所。近年来,其除了进一步拓宽和研发新的激光焊接种类以及设备之外,也在积极模仿以及参照国外研究的最新动向,不断寻求大功率激光焊接技术的突破与发展。而最新的研究成果显示,他们成功克服了国内大型构件的焊接难题,这无疑标志着我国在激光焊接技术领域的重大突破,也为未来大型工程重大应用奠定了基础。

除此之外,目前国内的激光焊接技术研究还集中在激光热丝焊、异种金属焊等领域,他们都是现代激光焊接技术研究的最新课题。而国外在相关研究领域已经取得了突破,特别是德国已经初步掌握了异种金属焊的技巧和方式,而未来我国要想真正熟练的应用以及掌握激光焊接技术,将其应用到更多的领域以及行业内,无疑就必须要攻破上述课题,要进一步完善以及优化激光焊接技术。

总体而言,虽然国内的激光焊接技术与国外目前的研究以及发展进度存在一定的差距,但是随着研究的不断深入,这一差距正在被逐步缩短,未来其必然会被广泛应用于实际生产和生活中。

3 激光焊接技术的发展趋势

激光焊接作为现代科技与传统技术的结合体,其相对于传统焊接技术而言,尤其独特之处并且本身的应用领域以及应用层面更加广泛,可以极大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量释放快,从而更好的提高了工作效率,同时其本身的聚焦点更小,无疑使得缝合的材料之间的黏连度更好,不会造成材料的损伤和变形,所以焊接之后也无需进行后续处理。由此,其本身主要是应用于高新技术领域,而未来随着人们对于这一技术的了解以及掌握的不断深入,必然可以应用于更多的行业以及领域。

可以说激光焊接技术的出现,实现了传统焊接技术所无法应用领域,其能够简单的实现不同材质、金属与非金属等多种焊接需求,并且因为激光本身的穿透性和折射性,使得其能够依据光速本身的运行轨迹,实现360度范围内的随意焦,而这无疑是传统焊接技术发展下所无法想象的。除此之外,因为激光焊接能够在短时间内释放大量热量实现快速焊接,因而其对于环境要求更低,能够在一般室温条件下进行,而无需再在真空环境或是气体保护状态下。

经过几十年的发展,人们对于激光技术的了解以及认知程度最高,其也从最初的军事领域逐步扩展到现代民用领域,而激光焊接技术的出现进一步拓展了激光技术的应用范围。未来激光焊接技术不仅仅能够用于汽车、钢铁、仪器制造等领域,其必然还可以在军事、医学等等更多的领域得到应用,特别是在医学领域,借助于其本身的高热量、高融合、卫生等特点,更好的在神经医学、生殖医学等临床诊治中应用。而其本身的精度优势也会在更多的精密仪器制造业中得到应用,从而不断造福人类以及社会的发展。

参考文献

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从目前我国工业化发展现状来看,焊接技术已经在多种材料的连接中得到而来使用,同时随着高新技术的快速发展,传统焊接方式也发生了一些改变,转变为现在广泛使用的电子束及激光焊接技术。不管是在建筑行业,还是在机械、车辆等相关行业,焊接技术应用的作用都非常重要。随着我国与国外交流机会的逐渐增多,现代焊接技术也开始应用于一些非金属材料的连接上,并针对产品表面设计做出了创新,焊接技术的发展前景非常广阔。鉴于此,笔者结合自己的工作经验,对现代焊接技术发展的现状展开了分析。

1 现代焊接技术发展的特点分析

焊接这门工艺的发展主要依托于科学技术的发展。到目前为止,焊接工艺从诞生开始已经经历了上百年的历史,它的发展速度非常快熟,从20世纪以来,特别是近二三十年以来,科学技术得到了快速发展,各种现代焊接技术得到了发展,电子束、等离子物理、红外线以及微电子等现代科学技术都在焊接技术上得到了应用。新技术应用为焊接技术的发展奠定了坚实的基础,焊接技术的能力得到了广泛的增强,其应用范围也得到了扩大。现在已经出现了几十种具有特色的焊接方法,焊接技术在交通、机械、能源等多种领域中均得到了广泛应用。我们甚至可以说,现代科学技术的新成就已经在焊接领域中广泛渗透,极大的促进了现代焊接技术的发展。

2 现代焊接技术的发展现状简述

2.1 焊接生产自动化和智能化发展

焊接领域智能化发展重点体现在焊接智能机器人的发展上,从一定程度上来说,可以将焊接自动化水平与焊接智能机器人的发展水平等同看待。到目前为止,示教再现型是使用最为广泛的一种焊接机器人,这种智能机器人由人工引导机器人末端执行器或者人工导引机械模拟装置共同组成,其中人工引导机器人末端执行器安装在机械人的关节结构末端,人工导引机械模拟装置或者示教盒与控制系统相连接,是一种手持装置,用来对机器人进行编程,或者使机器人运动,因为这种机械人的编程是利用实时在线示教程序来完成在线示教的,完全评价机械人自身的记忆进行操作,所以不能不断的重复出现,这样一来就形成了焊接智能机器人的自动化焊接过程。

2.2 焊接工艺高速高效化

为了能够使焊接行业的高速发展得到实现,需要对现有的焊接工艺进行优化,国内外在这方面投入了很大的精力,目前活性化焊接工艺、多元气体保护焊接工艺等方面已经获得了很大的成效,同时在焊接速度上也有了很大进步,目前已经能够达到1.8m/min,焊接产品效率得到了极大的提升。目前随着国外数字化焊接技术的发展,我国也引进了相关产品与技术,不仅解决了原来技术上的刻板问题,同时焊接过程柔性化控制以及多功能集成也得到了实现,真正实现了焊接工艺的高效化与高速化。

2.3 焊接质量优化保证

焊接质量对于焊接产品来说是最为重要的,如果质量不尽如人意,那么对于日后产品使用质量将会起到重大限制性作用,同时焊缝跟踪技术对于焊接质量的保证也非常关键。目前我国在焊缝跟踪技术上投入了比较大的精力,目前技术也发展的比较成熟,例如熔滴过渡控制目前也引入了数字化焊接电源,系统中开始使用比较先进的电子元件,在质量控制问题上可以做到得心应手,同时在应用上也不输给国外的技术,成为焊接行业中非常关键的部分,是保证焊接质量的一项重要技术。

3 对现代焊接技术未来发展的展望

3.1 积极寻求解决焊接制约新材料的途径

焊接技术发展到一定阶段以后,新材料的开发也开始进入到该领域工作者的视线中,将工作重点放在新材料研制及焊接科技发展两方面。对于焊接技术来说,新材料不一定是好的,但是它的可焊接性却是需要重新菇凉的,同时要认识到材料的高性能与可焊接性二者之间存在矛盾,鉴于此,为了对这一对矛盾进行解决,焊接工程师应该与材料研究工程师紧密联系,将一些新型材料映入到焊接材料中,这样焊接的质量才能得以保证。

3.2 促进焊接产品质量的提高

焊接产品质量和焊接质量直接相关,为了使焊接产品的质量得到提高,首先应该从思想上将焊接是制造焊接产品中薄弱环节的思想消除掉,并以此为基础对更好的焊接工艺加以研究,并对焊接工艺中存在的不足进行改善,这样才能对焊接质量进行提高,不断改善焊接产品的性能。

3.3 对焊接领域整体环境进行改善

焊接行业在大众眼中就是“脏、乱、差”行业的代表,同时也正因如此使很多高素质人才在迈入这一行业中的步伐受到了阻碍。实际上焊接行业需要大家重视自己的形象,并使烟尘、噪音等因素的影响得到减少,创造良好的焊接环境,这样才能使工作环境更具吸引力。现代焊接行业对焊接自动化非常重视,并针对焊接机械人展开了进一步的研究,相信这将对未来传统焊接行业形象塑造起到一定的帮助,吸引更多高素质人员投入到焊接领域的工作中,使焊接行业得到更好的发展。

4 结语

综上所述,目前我国正处于工业占主导的情况中,对于工业的发展来说现代焊接技术对其推动作用是非常明显的。近年来随着我国社会经济的快速发展,更多研究者开始致力于对焊接新材料的探究上,这对于现代焊接行业来说是非常值得期待的,如果能够在新材料方面取得举世瞩目的成就,将会成为焊接领域的重要革命。

参考文献:

[1] 李方芳.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状及未来发展趋势[J].科技风,2014(18):165.

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中图分类号:U465 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0347-01

1、引言

塑料在汽车当中的运用非常多,无论是汽车的内饰还是外饰,都需要用到塑料配件。受到市场经济与大环境的影响,传统的汽车制造行业已经无法满足当前社会法发展的需求,急需对当代汽车进行改进。新能源汽车行业已经成为当代汽车制造领域主要研发的方向,在国家的大力支持下,新能源的配套设备已经逐步铺设,研发方面也经取得了巨大的成果。新能源汽车作为新兴时代环保、节能的交通工具,在不久之后将会成为交通市场的主力军,成为人们出行的主选方式。新能源汽车的设计,与传统设计方式有很大区别,在设计、选材、施工等环节都是采用节能环保材料与技术,最为明显的是采用塑料代替了传统的金属材料,尽可能降低汽车自身的重量与能耗,减少能源的浪费。

2、塑料配件在汽车当中的运用

本文为了更好地研究塑料焊接技术,需要事先对塑料配件在汽车当中的运用进行分析。因此,通过分析新能源汽车当中的塑料配件的使用,来进一步证明塑料及塑料焊接技术的重要性。

首先是从汽车内饰的塑料配件运用进行研究。汽车内饰设计当中的仪表盘主要材料为塑料,是一种高分子合成塑料,无论是韧性、塑性、抗腐蚀性等都非常好。在新能源汽车当中,仪表盘通过测量来进行尺寸的定位让人操控起来更加方便,仪表盘的设计打破常规了常规仪表盘的一体式设计,把原有的一体式的仪表盘打破重组,功能分区更加明显又不失功能性,并从线条的运用去表现速度与冲击力的感觉,来强调与车声外部的结合与呼应更加的体现速度。这些功能实现需要采用塑料配件,使用塑料焊接技术将其固定在汽车内部。如果采用传统的金属材料,根本达不到这种效果,同时浪费资源,增加汽车自身的重量。只有使用高分子合成的塑料仪表盘,才能够体现出仪表盘的审美价值与实用价值。

我们之所以采用实体按键设计是为了提高驾驶的安全性,试想一下如果设计为全触控式的控制设计,我们在操控中就需要去花费更大的尽力去操控,并且增加操控的反复性,需要我们队操控界面今次那个反复的操作,

汽车内饰当中的方向盘与门把手,这些也是采用的塑料材质。方向盘是驾驶人控制汽车方向的重要工具,因为方向盘比较特殊,所以自身的质量必须轻;再加上人手直接与方向盘接触,必须使人感到舒适。就这两方面因素,就必须要选用塑料材质,一是为了降低方向盘自身的重量,二是没有金属那样的冰冷,能够根据实际需求设计的更加合理、舒适。门把手则是汽车门系统的重要部件,他需要根据人手的曲线合理的设计,同时还需要满足人的触感,所以也需要采用塑料材质。除此之外,汽车内部的塑料配件还有很多,例如中控台、驻车制动器操作杆把手、座椅把手等都是采用的塑料材质。这些塑料的合成必须要通过塑料焊接技术才能够完成。

3、塑料焊接技术研究

塑料焊接技术种类非常多,根据焊接方式的不同,大致可以将塑料焊接技术分为感应焊接技术、热工焊接技术、热气焊接技术、电阻焊技术、高频焊接技术、激光焊接技术、振动焊接技术、旋转焊接技术、超声波焊接技术等多种塑料焊接技术。

3.1 热工塑料焊接技术

热工焊接技术是现实生活与生产当中应用最为广泛的一种技术,它能够将两种同样的材料进行融合重组,连接成一个整体。在汽车的塑料配件当中,采用热工焊接技术的部件主要有集水室、蓄电池灯、前后尾灯等。热工焊接技术的具体施工方式是将需要焊接的两个部件进行加热,当其达到临界点之后,材料会发生融化,在将融化的部分进行连接,再加上压力冷却形成焊接缝,完成焊接任务。

热工焊接技术之所以被广泛的应用在塑料焊接当中,是因为有着诸多的优点,让人们不得不重视它的应用。热工塑料焊接技术的优点在于焊接面平整、温度控制精确、焊接素材限制性小。这种塑料焊接技术能够在最大程度上降低焊接缝的影响,保证焊接缝的平整度;热工本身是一种金属加热元件,可以说是焊接的主要部位,能够精准的把握焊接材料的温度,防止因为加工过度与不足影响焊接任务;热工塑料焊接对材料种类的限制性非常小,能够实现同种与异种材料的焊接,而且还可以根据具体的材料采用不同温度焊接。

3.2 热气塑料焊接技术

热气塑料焊技术主要的加热方式是热气流,焊枪会形成一种热气流,这种热气流的温度非常高,当其喷射到需要焊接的塑料上时,这些塑料会慢慢软化,再加上填充棒加以补充,就可以完成塑料焊接工作。

热气塑料焊接技术的优点是它的灵活性非常强,可以应用在大型设备、构复杂的零件、小部件等方面。但是,热气塑料焊接技术是在多焊道焊接时容易产生气泡,从影响到焊接材料的表面平整度。

3.3 感应塑料焊接技术

感应塑料焊接技术主要是通过磁场变化进行加热的,内部有铁磁性材料,需要充分的利用磁场效应才能够完成焊接。具体焊接过程中是:将铁磁性材料放置在需要焊接的塑料零件或部位上,充分利用交变磁场融化需要焊接的塑料部位,将融化的不额外进行对接融合,进行加工,从而完成焊接。感应塑料焊接技术的焊接成功率非常高,很少有失败的现象发生,还可以应用在塑模焊接当中。

3.4 激光塑料焊接技术

激光塑料焊接技术是当前社会当中的一种新型焊接技术,这种焊接技术的效率非常高,但是限制性非常强,对焊接材料的要求比较高。激光塑料焊机技术的施工不有一个前提条件,那就是焊接的材料一个需要吸收光束,另一个能够透过光束,这样才能够将两个零件连接到一起。激光塑料焊接技术与传统的焊接技术相比,更加的干净整洁、表面平整,特别适用于汽车制品或电子传感器一类的焊接。同时,激光焊接技术无视材料的限制,能够实现异种材料焊接。

3.5 超声波塑料焊接技术

超声波塑料焊接技术是最常见的一种塑料焊接方式之一,它的实施充分利用了超声波原理。高频率的机械振动,逐渐塑料加工部位慢慢变热,最终慢慢熔化,之后将两者熔化部位进行加工,结合成一个整体,完成焊接任务。

4、结束语

汽车塑料焊接技术已经是汽车生产当中必不可少的一件生产技术,尤其是近几年来新能源汽车的出现,对可回收、再利用塑料的使用更加广泛,导致塑料焊接技术工作量大大增加。为了保证汽车的质量,就需要对汽车塑料焊接技术进行研究,为汽车制造业提供高质量的技术服铡