焊接技术hanjie jishuwelding technique
通过适当的方法,使两个(或多个)分离的固态物体产生原子(分子)间结合力而连接成一体的技术。
根据焊接工艺特征,可将各种焊接方法分为三大类型:
❶熔化焊。依靠某种热源使被连接的物体表面局部熔化,然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊。按照热源形式不同,可分为电弧焊(以电极与工件之间产生的电弧为热源)、气焊(以氧乙炔或其他可燃气体燃烧火焰为热源)、铝热焊(以铝热剂放热反应为热源)、电渣焊(以熔渣导电时的电阻热为热源)、电子束焊(以高速运动的电子束为热源)和激光焊(以聚焦的激光束为热源)等,其中电弧焊应用最广。熔化焊时必须采用隔离保护措施以防止空气对熔池及高温区金属的有害影响,其基本形式有熔渣保护(埋弧焊)、气体保护(氩弧焊和CO2气体保护焊等)、气渣联合保护(手工电弧焊)和真空保护(电子束焊);
❷压力焊。利用摩擦、扩散和加压等物理作用克服两个被连接表面的不平度,除去(挤走)表面氧化膜及其他污染物,使连接表面的原子相互接近到晶格距离,从而在固态条件下实现连接的方法,统称固相焊接。固相焊接时通常必须加压,故又称压力焊。除冷压焊外,其他几种在加压的同时还加热,但加热温度远低于焊件熔点,无需保护措施(扩散焊除外)。按加热的方式,压力焊可分为冷压焊(不加热)、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、扩散焊(电阻炉加热)和电阻焊(电流通过焊件的电阻热)等。有些电阻焊(点焊和缝焊)连接处有熔化结晶过程,不属纯固相焊接,但在加压条件下进行,仍属压力焊;
❸钎焊。被焊材料本身不熔化,利用某些熔点低于被焊材料的金属(钎料)作连接媒介体,其熔化后在连接界面上流散浸润,然后结晶形成结合面的方法称钎焊。按照加热源的不同可分为火焰钎焊、感应钎焊、炉钎焊、盐浴钎焊和电子束钎焊等。
焊接是现代制造工业中最重要的加工方法之一。在工业发达国家,每年用于焊接结构的钢材占钢总产量的45%以上。而且焊接不仅可以解决各种钢材的连接,也可以解决各种有色金属及特种金属的连接,还可解决各种非金属(陶瓷、石墨、玻璃和塑料等)的连接;不仅能实现同种金属的连接,也可以实现异种金属和金属与非金属之间的连接。它已广泛应用于造船、航空、航天、汽车、石油化工、机械制造、冶金、能源、交通、建筑、电子、核以及武器制造等工业部门。
焊接技术的发展动向是:
❶焊接结构的应用范围将更加扩大。“以焊代铆、代铸和代锻”成为机械和金属结构制造业发展的趋势;
❷高质量和高效焊接工艺进一步发展。如厚板窄间隙埋弧焊,双丝、三丝电弧焊,采用铁粉焊条的手工电弧焊、重力焊和躺焊等新工艺将更加普遍;
❸先进焊接技术的开发和推广应用。为了适应空间、海洋开发和低温工程领域等的需要,将进一步发展各种特殊材料及水下和太空中的焊接技术,推动激光焊、电子束焊及等离子焊等高能密度焊接和真空扩散焊及特种钎焊等固相焊接的更大发展;
❹焊接的机械化、自动化和智能化水平进一步提高。电子计算机和焊接机器人将获得更广泛的应用,还将进一步实现焊接过程的人工智能控制,使焊接机器人或其他自动焊机配备视觉系统和实时专家系统等,以人工智能进一步提高焊接质量和生产率,改善劳动条件并解决如深水、高温、放射性和真空等施焊者根本无法进入的环境下的焊接问题;
❺焊接材料的高纯净化、高均匀化、少或无污染化技术等将进一步发展。