姜振平

[摘 要]焊接技術水平是一個國家機械制造和科學技術發(fā)展水平的重要標志之一。焊接技術的發(fā)展和應用直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。本文主要介紹現(xiàn)階段焊接技術的現(xiàn)狀，并通過對各種焊接方法進行對比分析揭示其各自的優(yōu)越性及其應用工況，最后對焊接技術的發(fā)展趨勢進行了展望。

[關鍵詞]焊接技術 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

中圖分類號：P755.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）11-0267-01

1 引言

焊接技術的優(yōu)良程度直接影響著零件或產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著焊接技術的發(fā)展，大量新的焊接技術不斷涌現(xiàn)出來，而這些不同的焊接技術又表現(xiàn)出不同的工藝特性和應用環(huán)境。為了能全面地了解各種焊接技術的特點，本文對現(xiàn)有焊接技術的應用情況進行了對比分析、研究，并結(jié)合實際情況總結(jié)其優(yōu)缺點，為工程實際應用提供一些參考意見。在此基礎上，探討了焊接技術未來的發(fā)展趨勢。

2 焊接技術現(xiàn)狀

現(xiàn)工業(yè)中常用的焊接技術主要有下面幾種：

2.1 氣體保護焊

氣體保護電弧焊是利用電弧作為熱源，氣體作為保護介質(zhì)的熔化焊。在焊接過程中，保護氣體在電弧周圍造成氣體保護層，將電弧、熔池與空氣隔開，防止有害氣體的影響，并保證電弧穩(wěn)定燃燒。

2.2 埋弧焊

埋弧焊是焊接生產(chǎn)中應用較普通的工藝方法之一。由于焊接熔深大、生產(chǎn)效率高、機械化程度高、因而適用中厚板長焊縫的焊接。

埋弧焊有自動埋弧焊和半自動埋弧焊兩種方式，前者焊絲的送進和電弧的移動均由專用焊接小車完成，后者焊絲送進由機械完成，而電弧的移動則由操作者手持移動完成，但是由于半自動埋弧焊工人勞動強度大，目前國內(nèi)已經(jīng)很少使用。

2.3 電阻焊

電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法，屬于壓力焊。電阻焊是一種焊接質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)機械化、自動化的連接方法，廣泛應用于在汽車、航空航天、電子、家用電器等領域。

2.4 螺柱焊接

螺柱焊接主要有儲能式和拉弧式兩種焊接方式。儲能式焊接熔深小，主要應用于薄板焊接；拉弧式焊接熔深較大，廣泛用于重工業(yè)生產(chǎn)。無論哪種螺柱焊，總的來說是一種單面焊接，其最主要的優(yōu)勢是：無需鉆孔、打洞、攻螺紋、粘結(jié)、鉚接等連接方式，即使是在油漆件、瓷釉件、電鍍板、塑料包封件上焊接，也無需對非焊接面進行再次加工，因為沒有穿孔，所以螺柱焊接不漏水、漏氣。

2.5 攪拌摩擦焊

1991 年由英國焊接研究所（TWI）開發(fā)出了摩擦攪拌焊接（以下簡稱FSW）技術，在其后短短的十余年間就被應用于鐵道車輛、船舶、飛機制造業(yè)中，且應用領域正在迅速地擴展。原因在于以固相狀態(tài)接合的材料與其他熔融焊接方式相比，因其材料的變形極其微小，也無需修正變形工序或可省略修正變形等工序，所以在制造工藝中它具有明顯減少工時數(shù)的特點。以往，上述應用領域中的主要焊接材料是鋁合金，最近，F(xiàn)SW 技術也被應用于鋁合金以外材料的接合。在攪拌摩擦焊過程中，因為其旋轉(zhuǎn)棒的旋轉(zhuǎn)方向與前進方向的原因，所以接合部的左右是非對稱的。

2.6 高能束焊接

電子束、等離子束和激光束由于其能量集中，效率較高被俗稱為“三束”，用這“三束”作為熱源對試件進行焊接稱為高能束焊接。等離子束焊接技術是通氬弧焊技術發(fā)展起來的，其電弧的產(chǎn)生原理與鎢極氬弧焊的電弧相近，只是在電弧上施加了電磁作用力、機械作用力和熱作用力進行了三力約束作用，使得等離子弧的電弧密度和電弧挺度有了很大的提高，成為高能量焊接技術。

3 焊接技術發(fā)展趨勢

上述焊接方法都是根據(jù)其設備的原理產(chǎn)生單一熱源對工件進行加熱并實施焊接。由于它們各自熱源的特性使其在實際應用中各有其優(yōu)缺點。針對上述存在的問題，現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的焊接技術 。

3.1 復合熱源焊接技術

現(xiàn)在應用比較多的復合技術就是激光-氬弧復合焊接技術，它將激光焊MIG/MAG焊相結(jié)合融合了傳統(tǒng)激光焊工藝和MIG/MAG工藝的優(yōu)點，使獲得更佳的焊接性能成為現(xiàn)實，而且激光混合焊工藝已經(jīng)成功地用于汽車及零部件制造業(yè)、造船業(yè)、航空航天中。

激光焊和MAG焊的結(jié)合，產(chǎn)生以下綜合效果：

（1） 由于電弧和激光束的相互作用，焊接過程很穩(wěn)定，幾乎不產(chǎn)生飛濺。

（2） 接頭熔合良好。

（3） 由于焊縫熔池小于單純 MAG 電弧的熔池，焊接HAZ區(qū)很小，這就使得接頭變形小，焊后處理簡單。

（4） 焊接時間縮短。

（5） 節(jié)省焊接過程中焊絲的消耗、縮短焊接工時，降低生產(chǎn)成本。

3.2 多絲及帶極高速焊接技術

同單電弧焊接技術相比，多電弧共熔池焊接技術是高效化焊接的一種主要方式，具有明顯優(yōu)點。由于多個電弧共同在一個熔池上燃燒，不僅提高了總的焊接熱輸入，而且改變了熱量分布的特點，能向熔池及其兩側(cè)面提供充足的液體金屬和熱量。電弧之間的相互熱作用可以降低后續(xù)焊絲的電能輸入，在進行高速焊時能有效避免咬邊等多種缺陷，因而可以大大提高焊接速度和生產(chǎn)效率，得到優(yōu)質(zhì)美觀的焊縫。例如雙絲焊的速度和熔敷效率是單絲焊的3-4倍，三絲焊又是單絲焊的4-5倍以上。

3.3 磁控焊接技術

磁控焊接技術是近幾年發(fā)展起來的新型焊接技術。采用外加磁場控制焊接質(zhì)量，具有附加裝置簡單、投入成本低、效益高、耗能少等特點，引起了焊接工作者的廣泛興趣。外加磁場作用下的焊接技術改變了電弧焊的電弧形態(tài)，影響母材熔化和焊縫成形，通過電磁攪拌作用，改變焊接熔池液態(tài)金屬結(jié)晶過程中的傳質(zhì)和傳熱過程，從而改變晶粒的結(jié)晶方向，細化一次組織，減小偏析，提高焊縫的力學性能，降低氣孔、裂紋等焊接缺陷的敏感性，在國外被稱為“無缺陷焊接”。國內(nèi)的磁控焊接技術出現(xiàn)較晚，現(xiàn)在還處于研究階段。

4 小結(jié)

本文主要介紹了現(xiàn)階段各種焊接技的發(fā)展現(xiàn)狀，在對各種焊接方法進行對比分析的基礎上，得出其各自的優(yōu)缺點，最后探討了焊接技術未來的發(fā)展趨勢。

參考文獻

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