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浅论我国焊接技术的应用与发展

发布时间:2022-03-11 08:47:29 浏览数:

【摘要】在我国制造业发展的过程中,焊接技术作为一种新兴的综合工艺技术,已广泛应用于核工业、汽车工业、航空航天工业、船舶工业等领域,并发挥着越来越重要的作用。笔者对我国当前焊接技术发展特点、分类以及主要应用领域进行了简要介绍,阐述了我国焊接技术的未来发展趋势,以期更好的研究和应用焊接技术、促进焊接技术的快速发展。

【关键词】焊接技术;应用;特点;发展趋势

随着科学技术的不断发展,焊接技术在国民经济中作用的日益显著,焊接技术的先进程度标志着一个国家工业发展的先进程度。目前,人们为建设创新型、节约型国家,在焊接领域中应用了许多先进的科学技术和科学理念,这不仅有效的加快了焊接施工的工作效率,还大幅的提高了焊接的质量,使焊接技术的应用前景也越来越广泛。

一、我国焊接技术的发展特点

焊接技术是一种新兴的综合工艺技术,它的发展依托于现代科学技术的发展。我国焊接技术在近二三十年得到空前的发展,各种新的焊接技术层出不穷,等离子物理、声学、电子束、红外线、超声、真空、微电子等现代科学技术的新成就都在焊接上获得广泛应用。新技术的应用不仅奠定了焊接技术的发展,也增强了焊接技术的能力,扩大了焊接技术应用的范围。目前,焊接技术已经成为机械制造以及其他产品的现代先进制造技术之一,并广泛应用于电站、核能、航空航天、石化、煤炭、冶金、矿山、建筑、桥梁、特种设备、船舶、汽车、机车、海洋工程、部件、轻工纺织以及家用电器等国民经济的各个领域。可以说,现代科学技术的新成就日益渗透到焊接领域,促进了现代焊接技术的快速发展。

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、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。

四、我国焊接技术的发展趋势

焊接技术是一种较为可靠、低成本、精确并且采用高科技连接金属材料的方法。目前为止还没有哪一种方法比焊接技术在金属材料连接上应用更广泛,并对所焊接产品增加更大的附加值。随着世界加工基地不断的向我国转移,作为工业缝纫和线(材料)的焊割机、焊丝、焊条在数量、质量、品位以及自动化生产水平将会有很大提高。根据专家预测,在未来10年之内,焊接技术仍将是制造业重要的加工工艺。为适应市场需求,焊接设备与制造业将以市场为目标,进行传统、通用产品改造、产品结构调整、质量认证和规范管理;同时加强对现代焊接技术的研究开发,特别是发展高效、节能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及数字化控制技术和焊接材料,取代进口,争取出口。

五、结束语

我国焊接技术的应用与发展,在给人们生活带来便利的同时,也促进了经济的发展,但随着焊接材料的不断变化和先进制造技术的蓬勃发展,对焊接技术的发展提出了越来越高的要求。同时我们也应看到,尽管我国的焊接技术已经进入到了数字化时代,但目前的焊接自动化率仅为百分之三十,而西方发达国家早已经超过了百分之八十。基于此,我们应快速将先进的科学技术和理念应用到其中,加大研发力度,努力研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接机械化、自动化水平和安全可靠性, 从而有效的推动我国制造行业的发展。

参考文献

[1]李亚江,吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术,2010(9).

[2]曹朝霞,主编.特种焊接技术[M].机械工业出版社,2010:8,31.

[3]张晶.搅拌摩擦焊研究现状及创新设想[J].科技信息,2011,11.

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