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摘要:焊接是材料加工的主要方法之一。焊接是指通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使焊件达到原子结合,而形成永久性连接的一种加工工艺方法。笔者结合自身工作经验,简要介绍了基础工业中常用的焊接方法,希望能为业内研究人士提供一些参考价值。
关键词:基础工业;焊接方法;熔化焊接;钎焊
引言
焊接是一种特殊的加工和生产方法,在基础工业的生产和制造中有着广泛的应用,特别在特殊部位、特殊材质、特殊系统的设备、器材和结构中,焊接具有不可替代的作用,是快速形成设备性能,实现结构功能,提升元器件强度的主要加工和生产技术。基础工业中焊接技术的运用十分广泛,并具有相当多的分类,为了更好地研究焊接技术,提高焊接质量,必须从基础性的焊接分类入手,找到各类型焊接技术运用的要点,在提升焊接质量的基础上,打造出焊接的精品,使其更好地为基础工业的发展服务。
一、基础工业焊接的概述
焊接是被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子层面形成永久性连接的工艺过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。焊接技术发展概况在人类社会步入21世纪的今天,焊接已经进入了一个崭新的发展阶段。当今世界的许多最新科研成果、前沿技术和高新技术,诸如:计算机、微电子、数字控制、信息处理、工业机器人、激光技术等,已经被广泛地应用于焊接领域,这使得焊接的技术含量得到了空前的提高,并在制造过程中创造了极高的附加值。焊接作为一种通用的共性技术,在制造业中被相当数量的企业用作关键的加工工艺,焊接直接决定着其产品质量的好坏。这些企业构成了焊接技术应用的主体。
二、基础工业的常用焊接方法
(一)熔化极气体保护焊
(1)熔化极气体保护焊定义:熔化极气体保护焊是利用焊丝与工件间产生的电弧作热源将金属熔化的焊接方法。焊接过程中,电弧熔化焊丝和母材形成的熔池及焊接区城在惰性气体或活性气体的保护下,可以有效地阻止周围环境空气的有害作用。
(2)熔化极气体保护焊优点:a.气体保护焊是一种明瓠焊;b.气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝,所以焊接过程没有熔渣,焊后不需要清渣,省掉了清渣的辅助工时,因此能降低焊接成本;c.适用范围广,生产效率高,易进行全位置焊及实现机械化和自动化。
(3)熔化极气体保护焊缺点:焊接时采用明弧和使用的电流密度大,电弧光辐射较强;其次,熔化极气体保护焊不适于在有风的地方或露天施焊;设备也比较复杂。
(二)钎焊
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。它包括硬钎焊、软钎焊等。钎焊的优点是容易保证焊件的尺寸精度,同时对于焊件母材的组织及性能的影响也比较小;适用于各种金属材料、异种金属和金属与非金属的连接。钎焊的缺点是钎焊接头的耐热能力比较差,接头强度比较低,钎焊时表面清理及焊件装配质量的要求比较高。
钎焊又分为软钎焊和硬钎焊。(1)软钎焊:软钎焊的钎料熔点低于450°C,接头强度较低(小于70MPa)。(2)硬钎焊:硬钎焊的钎料熔点高于450°C,接头强度较高(大于200MPa)。钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此,钎焊一般采用搭接接头和套件镶接,以弥补钎焊强度的不足。
(三)气焊
(1)气焊的概念:利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源,熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。由于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体,所以该方法是所有焊接方法中危险性最高的之一。
(2)气焊的优点:a.设备简单,移动方便,在无电力供应地区可以方便进行焊接;b.可以焊接很薄的工件;c.焊接铸铁和部分非铁金属时好。
(3)气焊的缺点:a.热量较分散,热影响区及;b.生产率较低,不易焊较厚的;c.某种金属因气焊火焰中氧、氢等气体与熔化金属发生作用,会降低焊缝性能;d.难以实现自动化。
常见可燃气体的发热量及火焰温度见表
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(四)固相焊接技术在基础工业中的应用
固相焊接技术的实质是被焊材料在固态下通过加压、摩擦或扩散等工艺措施,克服工件表面不平或存在于表面的氧化物等杂质的影响,使其分子或原子间接近到晶格以内的距离,从而形成不可拆连接的一类焊接方法。以下是我们简单列举的一些常见的固相焊接技术,电阻焊接、摩擦焊以及超声波焊。
(1)电阻焊接
电阻焊接的技术特点和基础工业应用:电阻焊接技术的优点在于焊接生产率高和成本低廉,并且采用电阻焊接可以收到较高的焊接质量。由于电阻焊接技术过程简单、节奏性强的特点,在基础工业中一般以机械化、自动化的形式出现,在各类加工工业中有电阻焊接的广泛应用。
(2)摩擦焊
摩擦焊的技术特点和基础工业应用摩擦焊的生产率高,焊接接头质量好、稳定,废品率低,摩擦焊所实现的固态焊接,通常有较好的机械性能和较窄的热影响区。在工业生产和加工中一般应用摩擦焊加工较为精确的设备。
(3)超声波焊
超声波焊是一种快捷,干净,有效的装配工艺,用来装配处理热塑性塑料配件,及一些合成构件的方法。目前被运用于塑胶制品之间的粘结,塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘,它取代了溶剂粘胶,机械固定及其它的粘接工艺,是一种先进的装配技术,超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。
超声波的优点:a.节能;b.无需装备散烟散热的通风装置;c.成本低,效率高;d.容易实现自动化生产。
结束语
随着工业生产的发展,对焊接技术提出了多种多样的要求。如对焊接产品的使用方面、结构形式上、焊接材料的选择上提出了要求。只有根据焊接材料及其结构形式的特点,选择合理适用的焊接方法、焊接工艺和焊接参数,才能获得优质的焊接质量,为基础工业法人生产发挥出应有的作用,进而促进我国工业生产的健康、快速发展。
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