1.李 飛 2.張海剛
1.身份證號:211403197410058452 2.身份證號:211403197507228411
焊接技術(shù)在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用分析
1.李 飛 2.張海剛
1.身份證號:211403197410058452 2.身份證號:211403197507228411
焊接是一種連接金屬或熱塑性塑料的制造或雕塑過程。焊接過程中,工件和焊料熔化形成熔融區(qū)域,熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。這一過程中,通常還需要施加壓力。隨著焊接機(jī)器人在工業(yè)應(yīng)用中的廣泛應(yīng)用,研究人員仍在深入研究焊接的本質(zhì),繼續(xù)開發(fā)新的焊接方法,以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。 本文主要從機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行分析。
焊接技術(shù);機(jī)械;應(yīng)用
電子束焊接首先應(yīng)用在德國,之后逐漸發(fā)展成熟。較之傳統(tǒng)的焊接工藝,它的能量密度更高,并且熱變形較小,應(yīng)用的范圍也較為廣泛。
電子束焊接的工作原理是:用電子槍中聚集的告訴電子束對工件的接縫處進(jìn)行轟擊,在轟擊的過程中,會發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)變,即動能轉(zhuǎn)化為熱能。這樣就產(chǎn)生了焊接所需要的熱源,利用這些熱能,完成焊接工作。
以前,電子束焊接主要被應(yīng)用于國防、軍工工業(yè)中。近些年來,這種焊接技術(shù)開始在民用工業(yè)中推廣使用。比如汽車工業(yè)的齒輪、發(fā)電站的鍋爐等。
激光焊接技術(shù)是激光加工技術(shù)中的重要部分,它是一種高能束的熱傳導(dǎo)性技術(shù)。與傳統(tǒng)的焊接工藝相比,激光焊接技術(shù)更加快捷方便,同時焊接的質(zhì)量和穩(wěn)定性更高,工件產(chǎn)生變形的可能也小,因此被大量投入工業(yè)生產(chǎn)。
激光焊接技術(shù)主要是利用拋物鏡或者凸透鏡匯集周圍的熱量,這時的激光就是一個高溫度的熱源,將其應(yīng)用于工件接縫的表面,能夠起到焊接的作用。根據(jù)工件的不同,激光焊接的方式也有所不同,常用的激光焊接方式是傳導(dǎo)焊接和小孔焊接兩種。
在航天航空工業(yè)中,經(jīng)常會利用激光焊接技術(shù)來進(jìn)行工件的修復(fù);在汽車制造領(lǐng)域,激光焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用于散熱器、傳動軸等零部件的制造中。隨著激光加工技術(shù)的不斷發(fā)展,激光焊接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域必然還會擴(kuò)大。
攪拌摩擦焊接技術(shù),顧名思義就是利用摩擦力產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接,這就決定了它的使用范圍,即低熔點(diǎn)的金屬焊接。這種焊接技術(shù)的自動化水平更高,接頭的質(zhì)量和穩(wěn)定性更好,并且節(jié)能低碳。
在進(jìn)行攪拌摩擦焊接過程中,會將一個攪拌針插進(jìn)焊縫中,利用摩擦力對金屬進(jìn)行加熱,讓其呈現(xiàn)一種塑性狀態(tài),同時金屬會形成旋轉(zhuǎn)的空洞,隨著攪拌針的不斷前移,旋轉(zhuǎn)空洞和塑形金屬各自向相反的方向移動,金屬在冷卻之后,焊接的縫隙密度會更高。
攪拌焊接技術(shù)主要用于造船業(yè)、航空航天業(yè)、建筑業(yè)、交通工具等領(lǐng)域。在造船業(yè)中,它主要被用來焊接甲板上、船頭上的部件;在航空航天業(yè)中,飛機(jī)的機(jī)身、油箱都會用到它;而交通工具領(lǐng)域,火車、高速列車等的車身、交換器等都要用攪拌摩擦焊焊接技術(shù)。
電渣焊接技術(shù)是一種利用電阻熱進(jìn)行焊接的技術(shù)。它能夠一次性焊接鋼材、鐵基金屬等質(zhì)地較厚的工件,同時生產(chǎn)成本也較低,焊接質(zhì)量較高。
電渣焊接技術(shù)依據(jù)的原理是:把電熱組作為一種熱源,用來熔化金屬和木材,之后冷卻凝固,使各金屬原子之間相互連接。常用的電渣焊技術(shù)主要有熔嘴、非熔嘴電渣焊技術(shù),絲極電渣焊技術(shù),板級電渣焊技術(shù)等。
電渣焊技術(shù)主要被應(yīng)用于一些特殊的地方或行業(yè),比如鐵路各個站點(diǎn)的焊接;鼓風(fēng)爐殼等厚壁容器的焊接等等。
等離子弧焊接技術(shù)是一種基于等離子弧切割工業(yè)的新型焊接技術(shù)。它是一種較為及其精密的焊接技術(shù)。
等離子弧焊接技術(shù)準(zhǔn)確地說應(yīng)該是“壓縮電弧焊接”,它是焊炬將整個電弧進(jìn)行最大限度的壓縮,促使其中的等離子效應(yīng)加劇,之后電弧就變成了一個具有穩(wěn)定性、單向性的強(qiáng)大射流熱源,溫度高達(dá)16000K~33000K,然后可以直接進(jìn)行金屬的焊接。通常企業(yè)較為常用的等離子弧主要是轉(zhuǎn)移型的和非轉(zhuǎn)移型兩種。
超聲波焊接技術(shù)主要是進(jìn)行熱塑性塑料制品焊接的高科技技術(shù),這種技術(shù)焊接出來的塑料制品檔次和質(zhì)地較高,同時生產(chǎn)的成本和效率也就高。
在超聲波進(jìn)行焊接的過程中,發(fā)生器會釋放出20KHz或者15KHz具有高壓性、高頻性的信號,通過能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),可以將這種信號轉(zhuǎn)化為一種高頻的機(jī)械振動,用于塑料品的工件中。然后通過摩擦力是接口的溫度升高,當(dāng)溫度達(dá)到工件的熔點(diǎn)時,工件會自動融化來填充接口處的縫隙。冷卻定型以后,整個焊接工藝就順利完成。
超聲波焊接技術(shù)因?yàn)槠浔旧淼奶匦?,所以在塑料品加工行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛,而在機(jī)械類加工工業(yè)中,應(yīng)用較少。
機(jī)器人技術(shù)其實(shí)是在焊接自動化的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在20世紀(jì)末期,首次被應(yīng)用于焊接技術(shù)領(lǐng)域。近年來,隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各企業(yè)訂單量和交易量的不斷增加,生產(chǎn)線不斷擴(kuò)大,機(jī)器人焊接技術(shù)已經(jīng)成為自動化焊接領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。
機(jī)器人焊接技術(shù)是一種容機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)編程、物理力學(xué)等為一體的綜合性學(xué)科。要使用這種技術(shù),首先要制造符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人,通過計(jì)算機(jī)編程將各種參數(shù)計(jì)算后安裝至機(jī)器人的“大腦”中。這一系列工作完成之后,機(jī)器人可以根據(jù)工作指令來進(jìn)行焊接。
機(jī)器人焊接技術(shù)的發(fā)展至今還不太成熟,故而各種行業(yè)的使用都比較少。
作為加工制造行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù),焊接技術(shù)和工藝的不斷創(chuàng)新,不僅能夠促進(jìn)其自身的發(fā)展,也能夠促進(jìn)整個機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展壯大。
作為一種工業(yè)技術(shù),焊接的出現(xiàn)迎合了金屬藝術(shù)發(fā)展對新工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產(chǎn)生的獨(dú)特美妙的變化也滿足了金屬藝術(shù)對新的藝術(shù)表現(xiàn)語言的需求。在今天的金屬藝術(shù)創(chuàng)作中,焊接可以而且正在被作為一種獨(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)語言而著力加以表現(xiàn)。
[1]單海洋.工程機(jī)械中的低合金高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)的應(yīng)用研究[J].工業(yè),2017(2):00257-00257.
[2]凌偉,杜巖,張玲玲.淺談機(jī)械焊接中的技術(shù)應(yīng)用[J].中國科技投資,2016(7).
[3]楊鴻強(qiáng).探討自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的運(yùn)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)旬刊,2016,35(7):67-68.