周敬麗

（身份證號：232303197608080662）

先進焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

周敬麗

（身份證號：232303197608080662）

目前先進的焊接技術(shù)包括無人工廠用的編程型焊接機器人、電子束焊接、激光焊、攪抖摩擦焊等，這些先進的焊接技術(shù)在核工業(yè)、航空航天工業(yè)、船舶工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域正在發(fā)揮著越來越重要的作用。

先進焊接技術(shù)；電子束焊；激光焊

引言

焊接是一種較為可靠、成本較低、而且較為精確的金屬材料連接方法，截止目前為止還沒有哪一種方法能比焊接的方法在連接金屬材料方面更好、更可靠。隨著近幾年高科技、汽車、路橋、鐵路、建筑業(yè)等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，焊接技術(shù)的應用前景也越來越廣泛。目前，我國的焊接技術(shù)已經(jīng)進入到了數(shù)字化時代。在數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展的帶動下，在數(shù)字化控制技術(shù)日益成熟的大背景下，數(shù)字焊機已經(jīng)開始在我國的發(fā)達地區(qū)開始應用于生產(chǎn)。我國的焊接技術(shù)研發(fā)部門要加大研發(fā)力度，提高我國的焊接自動化水平。

1　先進焊接技術(shù)應用領(lǐng)域

1.1在航空領(lǐng)域的應用

焊接在航空航天領(lǐng)域的應用極為廣泛，航空航天工業(yè)中的許多金屬材料都需要使用先進的焊接工藝焊接在一起。航空航天工業(yè)中由于使用的金屬材料的特殊性，使得應用于航空航天領(lǐng)域的焊接技術(shù)也必須具有一定的先進性。航空航天工業(yè)中許多新材料的廣泛應用促成了特種焊接技術(shù)的應運而生。下面我們就把航空航天工業(yè)中常用的幾種焊接方法分別進行闡述：

1.1.1激光焊接技術(shù)的應用

激光焊接可以焊接的金屬種類較多，并且激光焊接的速度極快，可以達到傳統(tǒng)的弧焊的幾十倍，這種速度的提高是驚人的，而且激光焊接產(chǎn)生的焊縫的深寬比也可以達到12：1，在焊接的過程中因熱量引起的變形也較小，是較為適宜實現(xiàn)柔性自動化的焊接方法。激光焊也因為上述的優(yōu)點而入選21世紀最有前途、最有開發(fā)潛力的高能束流焊技術(shù)。激光焊在航空航天的工業(yè)中主要用于武器裝備與飛行器的結(jié)構(gòu)的制過程之中。飛行器的合金飛行舵翼就需要使用激光焊接技術(shù)進行完美焊接。

1.1.2電子束焊接技術(shù)的應用

電子束焊接技術(shù)即指以高能高密度的電子束作為能量載體對被連接件進行焊接加工的一種精密焊接技術(shù)。電子束焊接技術(shù)的特點是功率密度極高但是焊接的熱量輸入?yún)s反而可以很小，這就使得零修的的變形也極小，焊接以后幾乎沒有殘余應力，焊縫的深寬比也較大，與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比神奇的是焊接的接頭部分無氧化。電子束焊接技術(shù)主要用在飛行器的腹、鰭、框、架以及繼電器、波紋管等部分?，F(xiàn)在，電子束焊接技術(shù)已經(jīng)成為大型飛機制造公司的標準配置，是制造飛機主、次承力結(jié)構(gòu)件和機翼骨架的必選技術(shù)之一，也是衡量飛機制造水平的一把標尺。

1.1.3攪拌摩擦焊在航空航天業(yè)的應用

主要包括以下幾個方面：機翼、機身、尾翼；飛機油箱；飛機外掛燃料箱；運載火箭、航天飛機的低溫燃料筒；軍用和科學研究火箭和導彈；熔焊結(jié)構(gòu)件的修理等。

由以上資料可以看出，隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，在航空航天領(lǐng)域，先進焊接技術(shù)這逐漸取代傳統(tǒng)制造技術(shù)而成為主流發(fā)展趨勢。

1.2在汽車制造領(lǐng)域的應用

（1）電子束焊接主要用于變速箱齒輪、行星齒輪框架、后橋、汽缸、離合器、發(fā)動機增壓器渦輪等部件的焊接。焊接熱處理強化或冷作硬化的材料是，接頭的力學性能不發(fā)生變化。同時，可以焊接內(nèi)部需保持真空度的密封件、靠近熱敏元件的焊件、形狀復雜且精密的零部件，也可以同時施焊具有兩層或多層接頭的焊件。

（2）激光焊技術(shù)主要用于車身拼焊、框架結(jié)構(gòu)和零部件的焊件。激光拼焊是指在車身設計制造中，根據(jù)車身不同的設計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過激光裁剪和拼裝技術(shù)完成車身某一部位的制造。

（3）攪拌摩擦焊在汽車制造工業(yè)中的應用主要為：發(fā)動機引擎和汽車地方車身支架，汽車輪轂，液壓成型管附件，汽車車門預成型件。

2　技術(shù)創(chuàng)新的趨勢

目前的設備主要用于航天、軍工、船舶、交通等關(guān)系國計民生的行業(yè)，隨著各種技術(shù)尤其是先進連接技術(shù)的創(chuàng)新，會逐漸進入到普通民用工業(yè)領(lǐng)域。有如下3個趨勢：①小型化。②集成化。③信息化。

2.1小型化

隨著各種新技術(shù)的涌現(xiàn)和融合，這些應用于大型結(jié)構(gòu)的設備將不斷的小型化以適應普通的生產(chǎn)需求。同時還可以在同等工作要求下精簡設備、降低成本，使普通的小企業(yè)也可以享受這種高效、優(yōu)質(zhì)的技術(shù)。

2.2集成化

現(xiàn)在主流的先進焊接技術(shù)大部分都是獨立運行，很少與其他的焊接技術(shù)一同使用。這一狀況將逐步扭轉(zhuǎn)。先進焊接技術(shù)固然設備龐大，運行復雜。

2.3信息化

整個行業(yè)共同研發(fā)一套專業(yè)數(shù)據(jù)庫，形成行業(yè)標準。使得對各種材料和各種工藝要求可以有不同的參數(shù)可供選擇，具體如焊前處理、焊接參數(shù)、焊接檢測與監(jiān)控、焊后處理四個模塊。使我國工業(yè)整體上水平，達到產(chǎn)業(yè)升級。

3　結(jié)語

焊接作為一種傳統(tǒng)技術(shù)又面臨著21世紀的挑戰(zhàn)。一方面，材料作為21世紀的支柱已顯示出5個方面的變化趨勢，即從黑色金屬向有色金屬變化；從金屬材料向非金屬材料變化；從結(jié)構(gòu)材料向功能材料變化；從多維材料向低維材料變化；從單一材料向復合材料變化。新材料的連接對焊接技術(shù)提出了更高的要求。另一方面，先進制造技術(shù)的蓬勃發(fā)展，正從信息化、集成化、系統(tǒng)化、柔性化等幾個方面對焊接技術(shù)的發(fā)展提出了越來越高的要求。先進焊接技術(shù)將逐步實現(xiàn)上述要求，提升整個制造業(yè)水平。

[1]李亞江，吳娜.先進焊接技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應用[J].航空制造技術(shù)，2010（9）.

[2]張晶.攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀及創(chuàng)新設想[J].科技信息，2011，11.

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2015-6-5