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焊接技术概论

时间:2022-10-20 19:06:02 来源:网友投稿

【摘 要】焊接技术在当今工业中占着举足轻重的地位,了解焊接技术的发展过程和基本理念,以及他的常见的锡焊焊接技术、激光焊接技术、二氧化碳气体保护焊进行了原理和优势方面的介绍,并对这项焊接技术的发展进行了分析。

【关键词】焊接;锡焊;激光焊;二氧化碳气体保护焊

1.焊接技术的术语和发展

焊接是通过加热、加压,或两者并用,用或者不用填充材料,使焊接达到结合的一种加工工艺,焊接不仅可以用于金属材料,而且可以实现某些非金属材料的永久性连接,如玻璃焊接、陶瓷焊接、塑料焊接等,在工业生产中多用于金属材料的连接。

焊接技术是随着金属的应用而出现的,古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺,就是铁与铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,接合良好,还有战国时期制造的刀剑,刀刃为钢,刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的,但是由于技术的局限,只能用以制作装饰品、简工具和武器。直至19世纪初,发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源,发明碳极电弧焊钳;1900年又出现了铝热焊。

20世纪初, 美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度,制成自动电弧焊机,从而成为焊接机械化、自动化的开端。到1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊,促进了气体保护电弧焊的应用和发展,如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。

我国的焊接技术也发展迅速,广泛应用于船舶、车辆、航天、锅炉、电机、冶炼设备、石油化工机械、起重机械、建筑及国防各个部门,并利用焊接技术成功的完成一些重大产品的的焊接,如 万吨级远洋考察船“远望号”、人造卫星、太空飞船、三峡水轮机转轮等。焊接以节省大量金属,减小结构的质量;以不需要制作木模和砂型,也不需要专门的熔炼,浇铸、工序简单,生产周期短;以可以选用不同强度和不同耐磨、耐腐蚀、耐高温材料焊接。

2.焊接技术的分类

焊接是金属加工的基本方法之一。通常焊接技术分为熔焊、压焊和钎焊三大类。又可以细分为电弧焊,氩弧焊,CO2保护焊,氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等40种多,下面简单介绍几种焊接技术。

2.1锡焊焊接技术

锡焊焊接是传统的焊接方法,它属于属于钎焊中的软钎焊,是以电烙铁为主要工具,辅以锡丝加热融化连接金属的方式。虽然批量电子产品生产已较少采用手工锡焊焊接了,但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工锡焊焊接。焊接质量的好坏也直接影响到维修效果。

手工锡焊焊接一般分四步骤进行。(1)准备施焊: 准备好焊锡丝和烙铁。清洁被焊元件处的积尘及腐蚀和锈化,同时要强调还是烙铁头部要保持干净,即可以沾上焊锡(俗称吃锡)。(2)加热焊件:将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。要注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触热容量较大的焊件,烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件,以保持焊件均匀受热。(3)熔化焊料:当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点,焊料开始熔化并润湿焊点。(4)移开焊锡,移开烙铁:当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁,注意移开烙铁的方向应该是大致45度的方向。(5)检查焊点:当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。看焊点是否圆润、光亮、牢固,是否有与周围元器件连焊的现象。

2.2激光焊接技术

激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属于热传导型,即以激光束为能源,冲击在焊件接头上。 激光束可由平面光学元件(如镜子)导引,随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。使工件熔化,形成特定的熔池。激光焊接属非接触式焊接,作业过程不需加压,但需使用惰性气体以防熔池氧化,填料金属偶有使用。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法,随着高功率CO2和高功率的YAG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功,使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论,包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等,并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性,焊接现象建模与数值模拟,钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接,激光接头性能评价等方面做了一定的研究。

2.3二氧化碳气体保护焊

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种,是以二氧化碳气为保护气体,进行焊接的方法。在应用方面操作简单,适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风,适合室内作业。

与电弧焊、埋弧焊相比,电弧焊、埋弧焊是以熔渣保护为主的电弧焊方法。随着工业生产和科学技术的迅速发展,各种有色金属、高合金金属、稀有金属的应用增多,对此类的金属进行焊接,上述的焊法难以适应的,而二氧化碳气体保护焊能以焊接成本低、生产效率高、操作简便、焊缝抗裂性能高、焊后变形较小、焊接飞溅小等优点克服上述问题,且具备独特的优越性,使其广泛应用。

3.对焊接技术发展的期望

随着社会的进步,人工成本的不断提高,机器人技术不断地发展使机器人价格逐渐降低,焊接设备将会逐步实现全自动化,提高焊接生产水平;并且要研究新的焊接方法,改进现有的焊接技术的缺陷,运用电子技术和控制技术,研制可靠的电弧跟踪方法。使焊接技术广泛的应用于高端的产品中去,让焊接技术为我们的经济发展贡献力量。

【参考文献】

[1]焊接工艺学.中国劳动社会出版社.2007.8.

[2]机械制图.高教出版社.2001.8.

[3]发展历史资料来源.邯郸焊王技校网站.

[4]焊接方法资料、工艺资料来源.大科普网.

[5]电子工艺实训.机械工业出版社.2010.10.

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