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焊接技术发展样例十一篇

时间:2023-12-25 14:37:57

焊接技术发展

焊接技术发展例1

焊接是现代制造业中最为重要的材料成形和加工技术之一,焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义。对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析,提出未来焊接制造领域的发展策略建议。由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料,应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展;我国是世界最大的电子产品制造国,加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径;以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率,我国应加强其在装备制造业中的研究和应用;对焊接热过程的数值模拟,可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据,近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步,应加强应用技术的研究;自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段,应加强其集成应用技术的研究;我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用,这是确保焊接结构可靠服役的重要前提。

焊接是一门重要的基础工艺,它的发展依托于现代科学技术的发展。焊接技术诞生至今仅有百余年的历史,但是它的发展却是十分迅速的。20世以来,尤其是近二三十年随着科学技术的空前发展,各种新的焊接技术层出不穷,等离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学、微电子等现代科学技术的新成就都在焊接上获得广泛应用。新技术的应用奠定了焊接技术发展的基础,增强了焊接技术的能力,扩大了焊接技术应用的范围。目前,已经形成了几十种各具特色的焊接方法。焊接技术已经在能源、交通、化工、机械、特种设备、电子、航空航天、石油等诸多领域得到广泛的应用。可以说,现代科学技术的新成就日益渗透到焊接领域,促进了现代焊接技术的快速发展。

从早期的气焊、电弧焊发展至今天的近百种焊接方法,焊接技术依托于能源科学的进步而不断前进,当今焊接中已采用了力、热、电、磁、光、声等一切可以利用的能源手段。这些不同形式的能源以不同的方式作用于不同的材料上,通过一系列热力学、冶金学和力学相互作用过程制造出各种工程结构和零件。人们对这个过程进行不懈探究,衍生出独具特色的焊接冶金学、焊接物理和焊接力学等学科,并由此指导焊接材料、焊接制造工艺和焊接结构工程不断向前发展。

电弧熔化焊仍是目前焊接生产中的基础技术,保持高效、优质、低成本的焊接过程是人们一直所关注的方向。以激光束、电子束、等离子束为代表的高能束流焊接技术可大幅度提高生产效率,在进行厚板焊接时甚至可以不开坡口直接对接焊,因此近年来得到了较多的重视和发展,尤其是采用激光复合电弧的焊接技术受到了极大的关注。自动化焊接和智能化焊接是提高焊接生产效率和焊接质量的重要手段。目前在核电工程、重容重机、航空航天等行业中,自动化技术的应用主要是通过不同类型的成套焊接专机,而焊接机器人则在汽车整车及零部件、工程机械、铁路、船舶、航天、一般制造业等行业的焊接生产中有明显的增长。这二者都依赖于成熟的焊接自动化控制技术。综合利用机械、电弧、光等物理信息对焊接过程进行控制和检测,是实现自动化焊接的基础,同时又可以保证焊接过程向智能化发展。在智能化焊接过程时,机器可在敏锐捕捉焊接特征信号和信息的基础上,直接模拟焊工进行操作。

对焊接热过程的数值模拟与仿真,可以为深入理解焊接过程中的复杂物理现象进而实现焊接过程自动化提供重要而实用的理论依据和基础数据。随着现代计算机硬件和软件的高度发展,现在已经能够通过数值模拟和仿真的方法对焊接热过程、焊接冶金过程及焊接结构的应力变形等物理化学现象进行求解和分析,预测焊缝组织、性能及焊接结构的应力与变形,并指导焊接生产。近年来在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了长足的进步。

焊接技术发展例2

引言:

焊接技术的兴起和不断发展,有效推动我国当前经济的发展,也加速了制造业的发展步伐,作为应用广泛的一项技术,当前经济飞速发展的状态下是否会出现窘境,值得我们深思,那么,焊接技术以后该如何发展才能真正适应经济社会的发展,焊接技术与现代科学技术之间结合会推动焊接技术自动化、安全化发展,有效促进经济的发展。

1、我国当前焊接技术的发展现状及特点概述

1.1我国焊接技术的发展现状

在我国现在的经济水平下,人们的生活已经发生了很大的变化,人们对周围事物的质量、环保等各种问题的条件越来越高,在化工石油钢管道的焊接处理中,也需要不断提高焊接要求,以满足化工石油生产的需要。钢管道的焊接工艺也随着人们的需求和社会发展不断提高、改革,目前已经达到了焊接技术的自动化使用,来适应社会的不断发展,这一技术的发展和提高不单单有效促进了焊接技术的发展步伐,而且另一方面也带动了石油化工的快速发展,并且进一步充分利用现代计算机技术对焊接中的问题进行处理。当前我国的焊接技术已经有了很大的发展,有了全面、详细的研究。

1.2 我国焊接技术的发展特点

焊接技术是一项综合性较强的现代技术,目前,在石油化工钢管道焊接中已经引入了现代科技,促进了石油化工产业的发展。

目前,焊接技术已经不仅应用于石油化工产业,还广泛应用在家电、海洋工程、机车、特种设备、桥梁、冶金、煤炭、航空航天甚至核能及电站等行业中,在广泛的应用中,显露着我国的现代科学技术,现代技术的发展业不断的促进着焊接技术的发展,进一步推动其他产业的不断发展。

2、焊接方法与工艺

(一) 目前常用的高效焊接方法

2.1气体保护焊

气体保护焊就是利用气体当做电弧的媒介,并对焊接区域和电弧焊用气体来保护,根据焊接材料的不同使用不同的气体作为保护焊的气体,就能够把气体保护焊分为两大种:⑴ 非熔化极(钨极)惰性气体保护焊。⑵熔化极气体保护焊。

2.2 电阻焊

电阻焊是用两电极来把焊件压紧,加以电流,加热电流,将焊件接触面以及焊件临近区域产生的电阻热效应,一直到塑性状态或者融化,然后将焊件之间结合的一种焊接方式,这类焊接方式一般应用与电器电子、航空等行业中。

2.3螺柱焊接

螺柱焊接根据焊接的不同主要分为拉弧式和储能式,这两两个焊接方式有一个最大的共同点就是采用单面焊接的方式。螺柱焊接并不用穿孔的工序,因此采用螺柱焊接的方式焊接的材料既不漏气也不会漏水,也不需要再次对焊接面处理加工,减轻了一定的工序,操作技术性较强。

2.4 磁控焊接

磁控焊接技术是最近几年里随着现代技术的发展出现的一种高效焊接技术,磁控焊接采用的是对外加磁场进行对焊接的质量的控制。这类焊接技术最大的优势就是投入成本低、效益大、且操作简单,磁控焊接也凭借着缺陷极少的优势在焊接中占据了重要的位置,得到了广泛的使用。

(二)焊接工艺

对不同的焊体、不同的焊接方式有不同的焊接工艺,这里就对石油化工合金钢管道的焊接进行具体分析:

2.2.1 坡口焊接

坡口处的焊接首先要用砂轮机对钢管要打磨,打磨后要用不锈钢丝刷进行清理、着色实验,并且还要用四氯化碳或者丙酮对坡口处在焊接前进行再一次清理。在焊接的过程中必须要保证施错变量小于0.5mm。

2.2.2 焊接的环境要求

焊接的过程要求在在清洁、无风的环境中实施,最好应该搭设装有焊接平台的工棚中进行,且工棚中的环境温度必须要高于5℃。

2.2.3 焊接工艺措施

(1)焊接过程中,要使用99.99%以上纯度的的氩气作为气体保护焊的内保护气体,且必须要保持到第三层焊接。

(2)在坡口处应该采用引弧板来进行工艺的处理。

(3)最大程度上加快焊接速度,尽量使用短弧焊避免横向开会摆动。且处于多层焊的阶段时时,层与层之间的层间温度都不应该高于100℃。

(4)采用氩弧焊,处于打底后,或者是手弧焊的底层焊好后,就应该对焊接口着色打磨,及时清理焊口,仔细检查。

(5)对于石油化工钢管道的焊接一般在焊接前前不需预热,焊接后也不需要热处理。

2.2.4焊后检查

(1)焊接后的每一处焊口都需要进行后期的着色、然后再仔细检查。

(2)检查要根据环缝总数的25%进行X光拍片,严格按照施工要求进行检测。

(3)所有检查均按ASMEB31.3规范的有关要求严格执行。

3、我国焊接技术的发展趋势

目前我国的焊接材料的产量已经处于最高位置,然而在焊接产品的质量方面还与发达国家有一定的距离,在焊接技术的质量方面出现的问题主要有下面几点:①焊接材料的处理过程中缺乏专业的体系和技术,如筛选、检验焊接原材料、处理焊接材料的混合均匀度等。②焊条药皮密实度较差;③在对生产车间的环境治理方面采用敞开式生产方式,而国外采用密闭的方式来进行熔炼焊剂工作,这样就有效控制了焊接的外部环境,降低了外部环境的影响。

因此,在今后焊接技术的发展,要着重对质量提高方面做出一定的研究,培养一定的专业技术人才,扩散焊接知识,利用现代化科学技术,有效促进焊接工艺的发展,提高专业技能。进一步利用新型技术人员,努力研发焊接新方法、设备等一切有利于提高焊接施工技术物件,促进焊接技术自动化发展,为我国焊接技术的发展提供动力,并有效促进制造业的发展,进一步推动我国经济的发展。

4、结束语

焊接技术的快速革新发展,促进可以推动制造业的发展,而且可以有效促进经济的发展。同时还给人们的生活带来了更多的方便,焊接技术进入数字化、自动化时代,将又一次革新焊接技术的发展浪潮。对于焊接技术的发下,必须要进一步加大研发力度,开发适合现代化发展的新型焊接技术、方法、设备等,进一步促进焊接机械化、安全化、自动化发展,有效提高我国焊接技术,提高在焊接工艺方面的国际地位,有效推动制造行业的发展,促进经济的飞速发展。

参考文献:

[1] 黄建平,黄永平,肖延江.论我国焊接行业的现状[J].科技与企业,2012,(1).

焊接技术发展例3

焊接技术是以物理、化学方法通过加热、加压使金属或其他塑性材料相结合的加工工艺和联接方式。焊接技术的应用非常广泛,从基本的机械制造到航空航天,从建筑工程到微电子技术都离不开焊接技术的支撑。焊接技术的发展是人类科学文明进步和改造自然能力提高的体现,焊接技术贯穿了整个工业制造领域,对国民经济的发展意义非凡。焊接技术虽然起步时间较晚,但它的发展速度却很快,近些年,随着科技的进步和新材料的不断涌现,焊接技术更是取得了突飞猛进的发展[1-2]。下面我们就简单介绍一下焊接技术的发展情况。

1 中国焊接技术发展现状

1.1 焊接技术自动化水平较低

我国的大多数焊接仍然是采用手工焊接来完成的,长期以来焊材生产一直以手工焊的焊条为主,与国外80%的自动化焊接水平相比,我国的30%自动化水平显得如此相形见绌,这也无可厚非的拉开了我国与国外焊接技术上的距离。随着焊件复杂化得发展趋势,手工焊接必将严重影响生产发展,要想取得制造业的迅猛发展,必须发展自动化焊接,使我国成为焊接强国[3-4]。

1.2 焊接人员专业技术水平不足

人是高新技术的载体,是企业的核心力量,企业的任何发展都是以人为本的。我国的焊接技术人员对业务水平了解的太少,与行业需求存在非常大的距离,使焊接产品的质量很难得到大的提升。我国焊接技术人员具有高职称的人员太少,大多企业缺少高学历的工程师和有经验的焊接结构设计师,这已是一个不容忽视的严峻问题[5-6]。

2 中国焊接技术的发展展望

2.1 焊接材料发展趋势

焊接材料在焊接工艺中有着非常重要的作用,我国目前焊接材料产量居世界首位,但焊接材料产品结构和工业发达国家相比差距明显。焊接技术发展到一定水平后,开发新材料也逐渐进入了焊接领域工作者的视线,当下焊接材料正在从黑色金属转向有色金属,由金属材料转化为非金属材料,由结构材料转化为功能材料,由多维材料转化为低位材料,由单一材料转化为复合材料。为了解决材料高性能和可焊接性之间的矛盾,需将新型材料纳入到焊接材料中去,以提高焊接产品质量和焊接效率,进而提高焊接领域整体发展水平[7-10]。

2.2 提高焊接产品质量

焊接质量决定了焊接产品的质量,我国虽然焊接材料产量居世界首位,但焊接产品质量却相对落后。我国目前对焊接材料预处理缺少专业的体系及技术,无铅连接材料以及技术应用落后,我国应注意高端焊接产品以及特种助焊剂等方而的应用,研究更好的焊接工艺,进一步提高焊接质量,进而提高焊接产品质量[11]。

2.3 发展绿色节能焊接技术

随着科学技术的发展,经济的进步,人们越来越重视节能减排,绿色环保,焊接技术的发展也必将绿色节能放在首位,清洁生产是对焊接生产的必然要求。高效节能的焊接工艺是高焊接效率的保证。不同的焊接工艺都会对环境释放有害气体,烟尘,弧光辐射,噪声等,目前,国内外已经在研究用更为清洁且高效的焊接技术替代传统的焊接技术,使具有巨大经济效益和社会效益的绿色焊接技术真正广泛应用于不同领域,让焊接技术向简单智能的方向发展[12]。

3 结束语

焊接技术在制造业中发挥了举足轻重的作用,焊接技术的发展将不断促进制造业的发展。随着科技的进步,为了提高焊接技术水平,促进制造业发展,需要结合我国制造业实际情况,深入研究,了解焊接技术特征,制定科学有效的焊接技术发展对策,不断提高焊接技术水平,带动制造业的发展。

参考文献

[1]李文韬.我国焊接生产现状与焊接技术的发展研究[J].无线互联科技,2015:130.

[2]李明智,原孝贞.浅谈焊接技术的发展及焊接工艺的基本原理[J].应用能源技术,2008(7):16-18.

[3]蒋伟波.我国工业焊接技术的现状及发展前景分析[J].科技创新与应用,2014(4):84.

[4]郭新军.中国焊接技术的发展趋势[J].才智,2010(31):205.

[5]林尚扬.我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J].船舶工程,2005,27:15-24.

[6]谢平涛.焊接技术的发展及应用现状[J].河北农机,2016(4):51.

[7]魏娜然,刘明亮,唐文庆.我国焊接技术的发展现状及趋势[J].科技创新导报,2009(3):2.

[8]李光东.现代焊接技术的发展现状及前景[J].中国高新技术企业,2015(21):76-77.

[9]钟浩,石 ,黄健康.焊接技术的发展趋势初研[J].技术与市场,2014,21(10):100.

焊接技术发展例4

中图分类号:TG456 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0053-01

1 激光焊接技术概述

激光焊接技术是激光加工技术的重要内容之一,激光焊接技术国外的研究和应用历史比较长,20世纪90年代欧美国家已经把激光焊接技术应用于工业、农业等行业的加工和生产过程中。随后,我国也对激光加工技术以及激光焊接技术进行了广泛、深入的研究和使用。激光焊接技术是近些年受到广泛关注和重视的焊接技术之一,由于其他焊接技术无法比拟的优势和特点,激光焊接技术的应用价值和发展前景被普遍看好。与其他种类的焊接技术相比,焊接时对于温度的要求比较小,各种温度下都能进行操作,激光焊接设备较简单、搭配灵活,激光焊接的应用范围比较广,能够对各种材料实施焊接,并且能对不同材质的物质进行焊接,焊接效果比较好,激光焊接技术焊接速度快、深度大、变形较小。另外,激光焊接技术对于焊接设备的精度要求比较高,并对操作人员的焊接技术水平要求更高,激光焊接设备的成本较其他焊接设备高出很多。激光焊接技术的诸多要求也阻碍了激光焊接技术的应用。无论是传统的焊接工艺还是新兴的焊接工种,激光焊接技术都能够灵活、自如的进行,且焊接效果比较好,焊接的效率更高。目前已有大量的激光焊接技术生产线投入各个领域的工农业生产过程中。

2 我国的激光焊接技术

目前,我国已经形成了激光焊接技术的研究、开发、生产一条龙的体系,激光焊接技术研发中心、激光焊接设备生产单位逐渐形成,这为激光焊接技术的发展和应用水平的提高提供了充足的资源和环境,对于激光焊接技术和设备的发展和更新注入了动力。国内对激光焊接研究主要集中在激光焊接原理及特性、激光焊接控制、激光焊接质量、激光焊接的领域开发、激光焊接与其他领域合作等方面。广泛、多领域、多渠道的激光焊接技术的研究和应用已经为激光焊接技术在我国的发展注入了更大的生命力,对于我国社会主义建设提供了强大的技术支持也是激光焊接技术得以较快发展的重要原因。现阶段,我国对于高强度钢激光焊接技术研究以及应用是激光焊接技术的薄弱环节,也可以说是我国激光焊接技术的空白,在理论和实践层面都缺乏一定的技术支持,技术不成熟直接导致应用领域发展的滞后,相关的高强度钢焊接生产还在延续传统的焊接方式,在焊接质量和使用方面都不能够达到标准,多数高强度钢焊接的设备和仪器主要依赖于进口,我国应该提高在高强度钢激光焊接技术领域的研究和支持力度。

3 我国激光焊接技术的发展

3.1 复合焊接方面

总体上看,激光焊接技术有其优势和好处,相比传统的焊接技术具有很强的实用性和先进性。但是,无论是那种焊接技术包括激光焊接技术在内,都有各自的缺点和不足之处。对于激光焊接技术来讲,其本身也有许多不足之处。在激光焊接过程中,焊接原材料在受热后熔化、汽化,形成小孔,孔中充满金属蒸汽,金属蒸汽在激光束的作用下形成等离子云。等离子云可以吸收和反射激光,在等离子云的作用下,金属材料只能吸收一部分激光束,降低了激光的使用效率,激光的能量利用率降低,常常原材料形成疏松和裂纹,焊接过程不稳定等问题。单纯的依靠激光焊接技术本身很难彻底解决上述问题。因此,为减少或消除激光焊接的缺点和不足,通过研究,在保持激光焊接技术优点的基础上,把激光热源和其他热源结合使用,在保证激光焊接的优点的基础上,减少或者消除其缺点和不足,把激光与其他热源进行复合焊接。复合热源焊接方式可以有效的解决激光焊接技术的缺点和不足,形成良性、合理利用。

3.2 激光焊接技术的应用方面

现阶段,激光焊接技术在应用方面已经覆盖了工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域,激光焊接技术的应用范围已经比较广泛。有关于焊接的相关领域都能够看到激光焊接技术的应用价值和贡献。随着激光焊接技术的更新和不断完善、创新,激光焊接技术的应用领域以及应用空间的广度和深度也会随之加深,激光焊接技术的不断完善和提升直接导致激光焊接技术应用领域的不断扩大。在今后的发展过程中,激光焊接技术的应用不只停留于简单的设备和机器,逐渐会向各领域的高、精、尖机械设备方面发展。这也会加大的提高激光焊接技术的技术含量和科技成分,提高激光焊接技术的应用深度和广度。

4 结语

激光焊接技术随着科学技术的不断发展也会呈现出快速、全面发展的态势,激光焊接技术由于本身的技术优势和价值其发展前景非常可观。我国通过多年的激光焊接技术的研究与开发,逐步建立了生产、研究、开发相结合的激光焊接发展体制,并在个别的技术环节和应用方面取得了一定的研究成果。相关的激光焊接技术科研成果逐步的应用于工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域。

参考文献

[1] 梅汉华,肖荣诗,左铁钏.采用填充焊丝激光焊接工艺的研究[J].北京工业大学学报,1996,22(3):38-42.

[2] 刘亚林,李长义,吴海树.异种金属激光焊接熔焊区的组织合金化[J].现代口腔医学杂志,2002,16(4):310-312.

焊接技术发展例5

焊接技术是在高温或高压条件下,使用焊接材料(焊条或焊丝)将两块或两块以上的母材(待焊接的工件)连接成一个整体的操作方法。焊接技术作为制造业中传统的基础工艺和技术,虽然应用到工业中的历史并不长,但是发展却非常迅速。短短几十年间,焊接已被广泛应用于航空航天、汽车、桥梁、高层建筑、造船以及海洋钻探等许多重要的工业领域,并且为促进工业的经济发展做出了重要的贡献,使得焊接已经成为一个重要的制造技术和材料科学的重要专业学科。焊接技术随着工业以及科学技术的不断发展和进步,其发展的趋势呈现出以下几个特点:

1 提高焊接生产率是推动焊接技术发展的重要驱动力

连接简单的构件以及制造毛坯是最初的焊接方式,随着技术的不断更新,焊接已经成为制造行业中一项不可代替的基础工艺以及生产精确尺寸制成品的生产手段。目前,焊接技术最需要的就是有效的保证焊接产品质量的稳定性以及提高劳动生产效率。提高生产率的途径有二:第一提高焊接熔敷率,焊条电弧焊中的铁粉焊条、重力焊条、躺焊条等工艺以及埋弧焊中的多丝焊、热丝焊均属此类,其效果显著。第二减少坡口断面及熔敷金属量,其中窄间隙焊接效果最显著。窄间隙焊接采用气体保护焊为基础,利用单丝、双丝或三丝进行焊接。无论接头厚度如何,均可采用对接型式,所需熔敷金属量会数倍、数十倍地降低,从而大大提高生产率。窄间隙焊接的关键是保证两侧熔透和电弧中心自动跟踪处于坡口中心线上。为解决这两个问题,世界各国开发出多种不同方案,因而出现了种类多样的窄间隙焊接法。如果能够在以下方面取得进展,焊接方法的先进性会得到更高的评价:提高熔敷速度、减少生产周期、提高过程控制水平、减少返修率、减少接头准备时间、避免焊工在有害区域工作、减小焊缝尺寸、减少焊后操作、改进操作系数、降低潜在的安全风险、简化设备设置。高效快速优质焊接方法将成为主力军。

2 焊接过程自动化,智能化

国外焊接技术发展速度快,国内焊接技术发展存在较大差距。工业发达国家焊接机械化、自动化率水平,由1996年的19.6%增加到2008年的70-80%以上,目前焊接技术与现代制造技术、焊接科学与工程、焊接自动化与焊接机器人不断融合,焊接技术已经向自动化,智能化方向发展。焊接过程自动化,智能化以提高焊接质量稳定性,推进焊接自动化进程,学习、吸收、借鉴、提高是十分重要的环节,应加强现有工艺的学习和提高。但是我国目前的工艺大多数都为手工操作,存在一定的局限性。目前我国焊接的自动化率还不到30%,相对而言,焊接生产的机械化以及自动化水平非常低,但是如果能够在学习的基础上利用现代的自动化技术进行嫁接改造,往往可以实现一定的突破。20世纪90年代以来,我国逐渐在各个行业推广气体保护焊来取代传统的手工电弧焊,现在已经取得了一定的效果。目前我国在焊接生产自动化、过程控制智能化、研究和开发焊接生产线以及柔性制造技术、发展应用计算机辅助设计以及制造技术等方面取得了很大的进步。计算机技术、控制理论、人工智能、电子技术及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础,并已渗透到焊接各领域中,取得了很多成果,焊接过程自动化已成为焊接技术的生长点之一。焊接过程控制系统的智能化是焊接自动化的核心问题之一,也是我们未来开展研究的重要方向。

3 热源的研究和开发

热源是可提供热能以实现基本的焊接过程的能源,热源是运动的。在焊接过程中,热源以点、线、面等的传热方式来传导热能。焊接热源具有如下特点:能量密度高度集中、快速实现焊接过程、保证高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。当前,焊接热源已十分丰厚,如电弧焊、化学热、电阻热、高频感应热、摩擦热、电子束、等离子焰、激光束等。焊接热源的研讨与开拓始终在延续,焊接新热源的开发将推动焊接工艺的发展,促进新的焊接方法的产生。每出现一种新热源,就伴随一批新的焊接方法出现。焊接工艺已成功地利用各种热源形成相应的焊接方法。今后的发展将从改善现有热源使它更为有用、便利、经济合用和开发新的更有效的热源两方面着手。改善现有热源,提高效率方面,如扩大激光器的能量、有效利用电子束能量、改善焊机性能、提高能量利用率都取得了较好成绩。开拓更好、更有用的热源,采用两种热源叠加以求取得更强的能量密度,例如在电子束焊中参加激光束等。

4 节能技术

随着社会的发展,节约能源已经成为各行各业首要考虑的问题,焊接行业也不例外。焊接产业发展节能、环保的焊接已成为必然的趋势;同时,高效焊接工艺的应用,对提高焊接效率,节约能源消耗意义很大。为了顺应节约环保的要求,手弧焊机以及普通的晶闸管焊机正在逐步被高效节能并能够自动调节参数的智能型的逆变焊接取代,同时为了适应当今淡化操作技能的趋势,焊接的操作也逐渐趋向智能化、简单化。像这样节能环保高效技术在焊接生产中的应用越来越广泛。

5 新材料,新技术发展

材料作为21世纪的支柱已显示出几个方面的变化趋势,即从黑色金属向有色金属变化;从金属材料向非金属材料变化,从结构材料向功能材料变化,从多维材料向低维材料变化;从单一材料向复合材料变化,新材料连接必然要对焊接技术提出更高的要求。新材料的出现成为焊接技术发展的重要推动力,许多新材料,如耐热合金,钛合金,陶瓷等的连接都提出了新的课题。特别是异种材料之间的连接,采用通常的焊接方法,已经无法完成,固态连接的优越性日益显现,扩散焊与磨擦焊已成为焊接界的热点,比如金属与陶瓷已经能够进行扩散连接,这在以前是不可想象的,所以固态连接是21世纪将有重大发展的连接技术。新兴工业的发展迫使焊接技术不断前进,焊接新技术更迅速地投入使用可以提高产品质量和性能。任何一个重要的新技术、新方法(如STT、CMT、Cold Arc等),无不与焊接工艺相关。这说明逆变焊机产品的技术竞争焦点已经开始从电源技术、控制技术转移到焊接工艺性能方面。熔化极气体保护焊逐渐取代手工电弧焊将成为焊接的主流、逆变焊机、智能机器人、振动焊接技术、激光复合焊和低应力无变形焊接新技术――LSND焊接法等,这些节能环保高效技术广泛应用于焊接中。

6 机械化,自动化水平提高

想要很好的完成焊接工作,得充分做好准备工作,包括焊工个人业务熟悉、工件准备和焊接设备的准备等。因此人们也逐渐重视起了焊接设备(电焊机)的放置车间即准备车间的改造。提高准备车间的机械化,自动化水平是当前世界先进工业国家的重点发展方向。如用微电子技术改造传统焊接工艺装备,是提高焊接自动化水平的根本途径。将数控技术配以各类焊接机械设备,以提高其柔性化水平;焊接机器人与专家系统的结合,实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能。简单来说就是数字化控制:把“粗活”做成“细活、快活”。

焊接技术自诞生以来,一直受到很多学科最新发展的影响和引导,在新材料以及信息科学技术的影响下,出现了数十种焊接的新工艺,并且使得焊接工艺正从手工焊向自动焊以及智能化过渡。焊接技术进步的需求是在经济和社会等多方面因素影响下形成的,这显著地促进了高效材料和设备的开发以及自动化技术的应用,规模生产和专业化生产开创新局面,高效快速优质焊接方法成为主力军,一个明显的趋势是在传统焊接过程中使用更先进的控制和监测技术。焊接新方法和先进材料技术的引入,提高了焊接技术的水平,同时也提出了新的挑战。国外专家认为,焊接作为一种精确、可靠、低成本并且采用高科技连接材料的方法,到2020年仍旧是制造业的重要加工工艺。我们广大焊接工作者任重而道远,务必树立知难而上的决心。抓住机遇,为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。

参考文献:

[1]李洪涛.浅析中国焊接技术的现状与发展[J].黑龙江科技信息,2009(05).

[2]郭新军.中国焊接技术的发展趋势[J].才智,2010(31).

[3]陈字刚.现代焊接技术的应用与发展[J].大连铁道学院学报,1987年01期.

焊接技术发展例6

中图分类号:TG434 文章编号:1009-2374(2015)21-0076-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.21.038

就我国现阶段的工业化发展情况来说,焊接广泛应用于多种材料的连接,而随着高新技术的不断发展,原来的传统焊接方式也转化为激光、电子束焊等先进的焊接技术。可以说,无论是在建筑行业,还是车辆、机械、医疗设备等方面,离开焊接技术是根本无法运转的。而随着与国外交流的增多,现代焊接技术已经有了异种材料的非金属材料的连接技术,而在产品表面设计方面也有了更好的创新制作方法,可以说,焊接技术的发展前景是非常光明的,焊接技术的未来充满了希望。

1 现代焊接技术的发展现状

近年来,经济带动了制造业的发展,焊接技术也随之有了极大的进步,焊接产品的效率也越来越高,而现在如何在保证产品质量的前提之下实现焊接生产自动化和智能化已经成为焊接行业的重要任务。现代高新技术比如说智能控制技术、图像处理与传感器技术等融入焊接技术,使得现代焊接技术有了更为切合时代潮流的

发展。

1.1 焊接生产自动化和智能化发展

焊接行业的智能化发展主要是体现在焊接智能机器人的发展,焊接自动化水平在一定程度上可以理解为焊接智能机器人的发展水平。目前使用最为广泛的焊接机器人是示教再现型,即由人工引导机器人末端执行器(安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等),或由人工操作导引机械模拟装置,或用示教盒(与控制系统相连接的一种手持装置,用以对机器人进行编程或使之运动)来使机器人完成预期的动作,由于此类机器人的编程通过实时在线示教程序来实现,而机器人本身凭记忆操作,故能不断重复出现。这就形成了焊接智能机器人的自动化焊接过程。

1.2 焊接工艺高速高效化

为实现焊接行业的进一步发展,需要优化现今的焊接工艺,将传统的焊接工艺转化为高速、高效、高质量的焊接工艺。而国内外也在焊接工艺的优化上投入了较多的精力,现今已经在活性化焊接工艺、多元气体保护焊接工艺上取得了不错的成效。而在焊接速度的研究也有了长足的进步,现今已经可以达到1.8m/min,大大提升了焊接产品的效率。而随着国外在数字化焊接电源和高新信息处理技术上的关注,中国市场也逐渐引入相关先进产品和技术。数字化焊接电源解决了原先较为刻板的刚性化控制,能够实现对焊接过程的柔性化控制以及多功能集成,而对焊接的精度、焊接过程系统的稳定性、产品的一致性、产品升级流程等方面都有更高的要求,能够对现代焊接技术的发展有更好的帮助,使得焊接工艺实现高速和高效化。

1.3 焊接质量的优化保证

对于焊接产品来说,最为重要的就是焊接质量,若是焊接质量不尽如人意,对于产品日后的使用寿命是非常有限制的,而焊缝跟踪技术对于控制焊接质量是非常关键的。在焊缝跟踪技术方面,焊接行业投入的比较多,也已经有了较为成熟的技术。比如说较为先进的熔滴过渡控制现今由于引入了数字化焊接电源,并且在系统上使用了先进的电子元件,使得对熔淌控制上更为得心应手,在这方面的应用上也丝毫不输于国外先进水平,这在焊接行业是非常重要的部分,是保证焊接产品质量的重要技术。

1.4 焊接技术现代先进发展

现代焊接技术随着与国外先进技术的不断交流与分享,已经达到一个较高的水准,以下笔者将以激光焊接为例阐述其优点与新进展。激光焊接技术属于熔融焊接的部分,它是以激光束为能源,直接冲击在焊件接头上,这种焊接方式对于确定焊件位置的要求是非常高的,需要极为精确,需要保证焊件位置在激光束的聚焦范围内。激光焊接的最大可焊厚度是有限制的,一般渗透厚度超过19mm的工件是不建议激光焊接的,不仅对于焊接技术有较大的困难,对于焊件产品本身也不容易有较好的焊接质量。此外,激光焊接具有高反射性及高导热性,焊接性很容易受激光所改变,当使用极高能量的激光束进行焊接时,需要使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现,如此才能完成焊接过程。激光焊接在焊接技术上属于能量转换效率十分低,一般最高也只有10%左右,而且焊道在快速凝固的状态下,可能会有气孔及脆化的问题,特别是进行激光焊接所需的设备是较为昂贵的。为了消除或减少激光焊接的缺陷,使得焊接效率和焊接质量更高,焊接领域内先进工作者提出了一些较有建设性的意见,就是用其他热源与激光进行复合焊接,复合焊接的方式主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源等,这种复合焊接的方式使得焊接能量转换效率更高,使得焊接质量更好,对于焊接技术的发展是极其有帮助的。

2 现代焊接技术的未来发展展望

现代焊接技术虽已经处于一个较为先进的发展水平,但仍是有发展之处的,展望未来,针对现代焊接技术面临的困难与任务,笔者有以下三点建议:

2.1 寻求解决焊接制约新材料的途径

焊接技术发展到一定水平后,开发新材料也逐渐进入了焊接领域工作者的视线,主要是从材料研制和焊接科技两方面来入手。先进的新材料对于焊接技术来说不一定是好的,它的可焊接性、材料的性能都是需要重新估量的,而往往材料的高性能和其可焊接性都是相互矛盾的。鉴于此种情况,为解决此矛盾,焊接行业工程师需要和材料研究工程师密切联系与合作,将新型材料纳入到焊接材料中去,使得焊接产品质量更好,焊接效率更高,焊接领域整体发展水平更上一层楼。

2.2 着力提高焊接产品质量

焊接产品的质量和焊接的质量是息息相关的,为了提高焊接产品的质量,需要从思想上消除焊接是制造焊接产品的薄弱环节的错误思想,在此基础上,焊接工艺工程师需要研究更好的焊接工艺,改善焊接工艺中的漏洞,进一步提高焊接质量,改善焊接产品的性能。

2.3 改善焊接领域整体环境

在大众的视野里,焊接领域一直是较为“脏乱差”的代表,这也阻止了更多的高素质人才迈入焊接行业发光发热,贡献自己的才华。而焊接行业需要注重自己的行业形象,尽可能减少烟尘、噪音、辐射等的影响,创造感觉整洁的整体焊接环境,这样的工作环境才能更具吸引力。而现代焊接行业对于焊接自动化的重视,及其焊接机器人的进一步投入研究,相信对于改变传统焊接行业的形象是十分有帮助的,也会有更多的年轻科技工作者愿意踏入焊接行业领域,让焊接行业有更好的

发展。

3 结语

在我国仍处于工业占主导行业的状况下,现代焊接技术对于工业的推动发展作用是不言而喻的。随着经济技术的发展,越来越多的研究者和科学家将重点放在了探究焊接新材料的角度上,这对于我们现今焊接行业的现状来说是非常值得期待的,是尚未深入接触过的领域,若是能在新材料上取得让国内外瞩目的研究成果,这将是焊接领域几十年来的一场革命。

参考文献

[1] 刘强.现代焊接技术发展的现状及前景[J].科技致富向导,2012,(2).

[2] 姚河清,陈亚政,孟庆芹.现代焊接技术发展的现状及展望[J].河海大学常州分校学报,2004,18(3).

焊接技术发展例7

前言

与传统的焊接技术相比较,当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势,目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术,无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论,并且阐述在实际中的应用。

一、先进焊接技术应用领域

(一)在航空领域的应用

在当前,新的焊接技术在世界上应用的都比较广发,主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造,也使用这种新的焊接技术,已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新,高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步,在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高,飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展,正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构(以复合材料为主)、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%,焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。

激光焊广泛应用于航空航天制造业,特别是武器装备和飞行器结构制造中,如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配(如腹鳍和襟翼的翼盒)、薄壁零件的制造(如进气道、波纹管等)以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。

搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面:机翼、机身、尾翼;飞机油箱;飞机外挂燃料箱;运载火箭、航天飞机的低温燃料筒;军用和科学研究火箭和导弹;熔焊结构件的修理等。

由以上资料可以看出,随着新材料、新技术的出现,在航空航天领域,先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。

(二)在汽车制造领域的应用

电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛,影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是,接头的力学性能不发生变化。同时,可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件,也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件,这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。

激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中,根据车身不同的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量,减少电焊数目,优化材料用量,减小零件重量,降低成本,提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件,无焊接变形,焊接速度快,不需要焊后热处理,激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。

目前,搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为:发动机引擎和汽车地方车身支架,汽车轮毂,液压成型管附件,汽车车门预成型件,轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架,载货车的尾部升降平台汽车起重器,汽车燃料箱,公共汽车,和机场运输车,铝合金电梯,铝合金汽车修理等。

二、技术创新的趋势

当前,新的焊接技术主要应用在大型的设备行业,这些行业关系着国计民生,但是随着科技的进步,技术方面也会相应的有所创新,相对也会渐渐的融入到民生行业当中,就当前发展情况来看,在未来主要有以下三方面发展趋势:小型化、集成化、信息化。

(一)小型化

随着各种新技术的涌现和融合,这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本,使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊(LAFSW),就是在焊前通过激光进行辅助加工,得到满意效果,还可以加工非金属和不导电的材料,大大扩大了该技术的使用范围。同时,还可以将已有焊接技术进行嫁接,以期达到更佳效果。目前,已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。

(二)集成化

当前主流的焊接技术在使用的过程中,很少出现与其他的技术共同使用的情况,基本上都是独立运行的,而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大,而且运行也十分复杂,与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高,也会有更广阔的发展空间,相应的也提高了生产效率。

(三)信息化

随着科技发展,计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合,使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用,也使得焊接技术可以基于网络信息的平台,建立一个庞大的数据库,通过数据库,完成了焊接技术的信息化。信息化的出现,方便了整个行业对该技术的使用与共享,从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考,在使用中也会有详细的记录,对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助,这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次,从而达到产业升级。

三、结语

焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步,品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠,性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求,焊接设备与制造业将以市场为目标,加强对现代焊接技术的研究开发,特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料,另一方面,先进制造技术的蓬勃发展,正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求,推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入,促进焊接自动化技术革命性的发展。

参考文献

[1]李亚江,吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术,2010 (9).

[2]航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].岩石航空制造技术.2010(9):58.

焊接技术发展例8

中图分类号:TK226 文献标识码:A

随着经济的不断发展,锅炉之间广泛的应用,无论是大型发电厂火力发电还是小区居民集中供暖,锅炉都是人们日常生活中不可或缺的设备。本文以锅炉为切入点,分析了现阶段我国的锅炉使用情况、锅炉制造和焊接技术现状,切实探讨锅炉制造和焊接技术发展趋势。

一、现阶段我国的锅炉使用情况

众所周知,锅炉是一种能量转换设备,可将燃料中的化学能转化成热能或电能。随着锅炉出现在大众视野中,其应用越来越广泛,例如火力发电是我国主要的发电方式,而锅炉是火力电站的三大主机设备之一;再如我国大部分城市、农村至今仍然沿用传统的锅炉集中供暖或独立供暖的取暖方式。锅炉的发展对于我国的发展有着不可忽视的影响,必须从锅炉制造技术与锅炉焊接技术着手,确保锅炉有着良好的使用性能,推动锅炉制造业的发展。

二、锅炉制造技术发展现状分析

在过去一段时间,我国锅炉制造技术都处于较为稳定的发展状态,随着科学技术的不断发展,将科学技术与锅炉制造技术有机融合后,实现了锅炉制造技术方面上的飞跃发展,越来越多高质量、高效率、性能优异的锅炉被引进或制造出来,形成了锅炉制造业特色化发展的局面。以下是对锅炉制造技术发展现状的具体分析。

1 超临界锅炉发展迅速

所谓的超临界锅炉是指锅炉内工质的压力在临界点以上的锅炉,通常来讲,锅炉内工质为水,可以说,超临界锅炉是指工质压力在22.115MPa以上的锅炉。超临界锅炉最早起源于欧洲,煤耗低、环保性能好、技术含量高,是最为先进的锅炉设备。超临界锅炉引入我国后,广受认可,并在2002年将开发超临界锅炉列为国家863重大项目攻关计划,自那之后,超临界锅炉得到了全面发展及应用,不仅节省了大量的煤矿资源,还在一定程度上改善了大气环境质量。

2 循环流化床锅炉发展良好

循环流化床锅炉广泛应用于生产用汽、供热、热电联产、电站锅炉等,具有良好的应用效果。其最大的特点就在于燃料适应性广、燃烧效率高、可在流化床内直接脱硫,实现低氮、低碳、低硫排放,更利于实现灰渣综合利用,相比于一般锅炉,性价比非常之高。可以说,现阶段,循环流化床锅炉是我国最为安全、环保的锅炉。

3 锅炉制造材料的发展应用

以往的锅炉制造材料主要以钢材为主,有些钢材绝热性过差,导致锅炉正常运作时,会有一部分的热量传递到钢材所制的炉壁上,造成热量的损失,大大减少了能量利用率,在一定程度上造成了一种燃料资源损耗。现阶段,随着人们对锅炉的认知不断的提高,更多优质钢材被开发利用,绝热性相对较好,减少了部分能量损耗,提高锅炉工作效率,有着良好的发展应用前景。综上,锅炉制造技术在逐步发展,锅炉的结构以及性能都得到了不同程度上的改善,一些具有独特结构以及优异性能的锅炉广泛应用很大程度上推动着锅炉制造业的进一步发展。

三、锅炉焊接技术发展现状分析

锅炉焊接时锅炉制造过程中一项非常重要的技术,锅炉焊接技术直接决定焊接质量,而锅炉的焊接质量直接影响应用质量,故而高水平的锅炉焊接技术对锅炉制造业的发展来说有着非常重要的意义。以下是对锅炉焊接技术发展现状的具体分析。

1 焊接材料的发展应用

近年来,锅炉焊接材料不断的更新完善,在应用方面取得了较大的进展,其主要表现在以下几个方面:气体保护焊焊丝质量提升较快,焊丝直径更加均匀、氩弧焊焊丝的包装更加合理,焊丝镀铜质量和送线性都有了大幅度提高;在开发药芯焊丝方面成绩显著,开发出性能优越的碳钢焊丝,并在此基础上研究出E811-B2、B3等新型药芯焊丝;埋弧焊丝的盘装和镀铜大大方便了生产、有效提升了焊接质量。焊接材料发展越来越国际化,更多的优质焊接材料被开发利用,未来的焊接材料将更适用于锅炉焊接,改善锅炉焊接质量,全面推动锅炉制造业的发展。

2 计算机控制焊接过程

21世纪初,计算机商用软件平台就开始走入锅炉生产企业,被运用到焊接材料的管理和验收、焊接工艺规程管理和自动编程等方面,焊工管理网络系统的开发和利用让异地焊工管理成为可能。可以说,计算机与锅炉焊接技术结合是锅炉焊接历史上一次质的飞跃,逐渐向着焊接自动化方向发展,未来几年内可以相继实现机器人焊接锅炉,大幅度提升焊接质量;管道、集箱以及汽水分离部件环缝的焊接方法将逐步被窄间隙热丝TIG或者该焊接方法加埋弧焊取代;集箱大小管座的自动焊接在设备和技术上将得到突破,立体马鞍焊缝的焊缝和自动排道跟踪问题将得到解决;自动焊接设备的效率将进一步提高。

3 焊接环境问题

目前我国的焊接环境较为恶劣,仅有的焊接方法无法实现环保焊接,在焊接过程中产生很多烟尘,并且没有有效的烟尘处理设备,加之现阶段的锅炉焊接均以人力为主,故而对焊接人员来说,无疑是一种损害。不仅如此,这些烟尘排放到大气中,也在一定程度上造成了大气污染,不利于可持续发展,所以必须要重视起锅炉焊接环境问题。在未来的发展过程中,可以通过优化焊接方法、引进有效烟尘处理设备等,切实维护好锅炉焊接环境。现阶段焊接技术的发展除了以上几种情况之外,还存在着其他的发展情况。就焊接方式而言,气体保护焊接较传统的焊接方式来说具有明显的优势,现已广泛应用于汽包附件、膜式壁、集箱大管座等的焊接中,具有焊接效率高、焊接质量好等特点,未来将会应用到更多构件的焊接上,自动气体保护焊和药芯焊丝气体保护焊将成为今后的发展方向。

结语

综上所述,锅炉制造业的发展对于我国经济发展与民生发展来说至关重要,锅炉焊接技术影响锅炉质量,而锅炉质量又影响着锅炉制造业的发展,如此一来,环环相扣,只有应用好锅炉焊接技术与锅炉制造技术,才能确保更多高质量、性能优良的锅炉被制造、利用,更好的服务民生,促进经济发展。

参考文献

焊接技术发展例9

引言:

压力容器在石油化工、能源工业、科研和军工领域等各个方面都有着重要的作用。压力容器的内部或者外部要承受来自气体或者液体的压力,需要较高的密封性来保证其使用安全,这样就对压力容器的焊接技术提出了高水平的需求。压力容器焊接自动化技术不仅可以提高焊接质量、减少事故发生,还可以提高人员利用率、改善劳动条件,在压力容器焊接工作中的应用有着十分重要的意义。

一、压力容器以及焊接自动化技术的简介

()一压力容器

压力容器一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程,并能承受压力载荷(内力、外力)的密闭容器,主要有圆柱形,也有球形或其他形状。随着化工和石油化工等工业的发展,压力容器的工作温度范围越来越宽,容量不断增大,有些还要求耐介质腐蚀。为了保证压力容器在使用过程中的安全性,根据压力容器的不同分类做出了等级划分,对于危险程度较大的压力容器提出了特殊要求。

压力容器在制造过程中要经历很多工序,其中焊接是非常重要的工序之一。对于不同的焊接工艺有不同的焊接方法,要根据材质、牌号、化学成分等具体情况来确定,之后再根据焊接方法制定相应的工艺参数。由于压力容器造成事故后危害十分严重,所以要有严格的安装检验要求,在制造、修理、安装和改造时,需要加强焊接管理,提高焊接质量并按规范要求进行热处理和探伤,同时加强材料管理,避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。

(二)焊接自动化技术

焊接是通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接技术的自动化程度已经成为了衡量现代国家科学技术和工业发展水平的重要标志之一。焊接自动化是采用具有自动控制,能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表,按照规定的程序或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。应用于现代的自动化技术主要是依靠计算机控制技术来实现的。焊接自动化技术是焊接结构生产技术未来发展的一个重要方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备,在现有的基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线,最终实现焊接计算机集成制造系统。焊接自动化系统主要分为电弧焊自动化系统、电阻点焊自动化系统、微型计算机控制的焊接自动化系统和焊接机器人。

二、压力容器焊接自动化技术的现状

压力容器焊接自动化技术主要受到硬件因素和软件因素两方面的影响。硬件因素是指压力容器自动焊接的相关设备;软件因素除了技术人员的素质外还包括将计算机技术、电子技术、自动控制技术以及信息技术等和压力容器焊接领域有机结合而形成的焊接技术、人工智能技术及专家系统等.。

(一)当前压力容器焊接自动化的设备

(1)逆变焊机

逆变焊机是目前国内外公认的最先进的焊机,是一种具有优良的焊接性能和电气性能的新技术和新工艺机具,可对压力容器的多位置使用不同的焊接方法进行焊接。逆变焊机在国外的应用程度较高,美国、日本已达到接近三分之一的程度。我国经过对逆变焊机的研究,目前已形成了三代产品,逆变频率最高在20~30kHz之间。由于逆变焊机的独特优势,发展前景十分良好。

(2)全位置自动焊机

我国曾经从瑞典等国家引进过全位置自动焊机,在国内一些锅炉厂进行使用。经过近年来的研究发展,我国自行研制出了多头埋弧自动焊机和多头MAG自动专用焊机,国内的许多锅炉厂已经使用上了国产的专用成套焊接设备。

(3)现代焊接机器人

现代焊接机器人具有效率高、质量稳定等优点,在压力容器焊接领域受到高度重视。焊接机器人采用离线CAD仿真编程,用计算机进行控制,大多是柔性自动化工作站或焊接生产线。随着科技的进步,焊接机器人在我国逐步的广泛应用,成为了未来焊接设备的发展方向。

(二)当前压力容器焊接自动化的技术

(2)焊接方法

对不同材质和不同厚度的压力容器进行焊接需要用到不同的焊接方法,常用的方法主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊:

气体保护焊电弧在保护气流的压缩下热量集中,焊接速度较快,熔池较小,热影响区窄,焊件焊后变形小,操作方便,有利于焊接过程的机械化和自动化;埋弧焊有焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点,使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法;堆焊技术有效的发挥了对焊层的作用,是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技术;窄间隙焊接技术已成为现代工业生产中厚板结构焊接的首选技术,其巨大的技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一。

(2)焊接控制

焊接自动控制技术在国际范围内发展迅速,成为了现代焊接自动化的主要标志之一。已出现的一些现代高精度的自动控制系统,如最优控制系统、自适应控制系统及自学习控制系统等,在工业生产中得到了一定程度的应用。其中焊缝跟踪是焊接自动化控制系统的一个重要组成部分,对实现压力容器生产过程的焊接自动化意义深远。

三、压力容器焊接自动化技术的未来发展

我国压力容器焊自动化接技术正在逐步的广泛使用,总体技术水平相比于国际最高水平仍有一定的差距,在此方面的研究还有待深化。对压力容器焊接自动化技术未来的发展依然分为硬件和软件两方面来进行分析。

(一)硬件

大多数焊接过程都需要一种特定静态和动态性能的电源。未来的新型电源应具备高频化、智能化和网络化的特点,供能稳定,绿色环保。研制可用于自动化焊接过程新型电源是目前焊接设备的未来发展方向之一。

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。由于激光焊接设备价格昂贵,在压力容器方面应用很少。但激光焊接自动化程度高,功率大,应用范围广以及无污染的等优点仍然不可忽略,有待于进一步研究。

此外,对传统的焊接工艺设备进行智能改造,提高机械化和自动化水平,要加大焊接材料的研究力度,也亟需引进先进的科学技术,尽快与国际一流水平接轨。

(二)软件

将人工智能技术引入到焊接设备形成了焊接设备的智能控制系统,这一领域具有代表性的焊接过程是模糊控制系统、神径网络控制系统和焊接专家系统。未来的具有智能性的模糊控制和神经网络等手段可以渗透到焊缝跟踪控制中,以增强非线性系统控制的准确性。焊接工程中专家系统的建立成为了智能化焊接设备的研究基础。以焊接机器人为核心的柔性智能焊接自动化技术在将来也会得到广泛应用,焊接专家系统的普及已是国内外公认的发展方向。

总结:

压力容器焊接自动化技术涉及到了诸多领域,想要进一步的提高需要多门学科的密切合作综合利用。压力容器的制造材料在不断更新,焊接技术的自动化也需要随之进步,要充分的利用计算机技术、电子技术、自动控制技术以及信息技术实现焊接过程的高度自动化。对现有的焊接设备智能改造,提高技术人员素质,引进研发先进焊接技术,让压力容器焊接自动化技术迈入更高的层次。

参考文献:

焊接技术发展例10

中图分类号 U671 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)092-0180-02

随着中国经济的快速发展,作为现代工业技术的基础技术的造船焊接技术是评价造船质量的一个重要指标,焊接的工时和成本在船体建造中占整个船体建造工时和成本的30%至50%,焊接效率直接影响到造船周期和船舶建造成本。因此,充分认识到的发展和应用焊接技术的应用现状,深刻分析当前存在的主题要问题,并采用新技术,加快发展的步伐是摆在世人面前的重要课题。

1 船舶焊接技术的应用现状

经多年发展的动力积蓄,船舶焊接技术在国际船舶工业结构调整的浪潮中抓住机遇,在生产技术的生产数量,生产效率等方面得到了很大的提高,实现了跨越式发展,在国际航运业中占据越来越重要的位置。船舶焊接工艺实现发展和进步,在造船业的焊接工艺的应用水平不断提高,焊接材料,焊接设备和焊接方法,实现了不断更新,在造船行业的发展起着重要的作用。

1.1 焊接方法实现不断优化

随着焊接工艺以及焊接设备和焊接材料,先进的开发,焊接方法也进行了改进,得到了优化发展。现在被广泛应用的CO2气体保护角焊缝角焊自动或半自动的方法大大提高了焊接的效率,促进船舶工业的快速发展。

1.2 焊接材料更加优质化

船舶焊接工艺的逐步推进,更接近国际化的发展方向,焊接材料也将被更新。当前,国内造船过程中,主要使用的电极,CO2气体保护焊丝和埋弧焊焊接材料的焊接材料。其中,当建造的船体,普通的手动重力焊接杆和高效铁粉电极的电极。一般分为不同的实芯焊丝和药芯焊丝CO2气体保护电弧焊接制造工艺生产的目的,一般分为普通药芯焊丝,金属芯药芯焊丝气体保护焊和垂直通量芯线。金属芯药芯焊丝具有良好的性能,开发和利用国际先进船厂的竞争。此外,埋弧焊焊接材料是一种已经被下的青睐,造船业,焊接材料,它的工作环境,并确保在造船行业使用的焊材焊接缝隙的质量比。逐步优化国内焊接材料的发展正在迅速减少,国内各大船厂手工焊条,焊接材料生产和应用的不断更新和发展。双丝埋弧自动焊接,如国内焊材逐步替代进口焊材金属粉芯药芯焊丝本地化,药芯焊丝用量稳步增长,继续优化其性能。

1.3 焊接新工艺得到应用与推广

重要的国内船厂积极学习国外先进技术,引进外国飞机的子装配和焊接生产线,自动焊接单面焊双面成型的新技术,同时,使用半自动或全自动的平面焊接的船体分段的体系结构气渐渐保护角焊接工艺。CO2气电垂直自动焊工艺在船上台大折叠,焊接垂直的煤层已被广泛使用,可以使可达15 cm~30 cm的稳定接缝牢固地焊接在一起,使焊接效率大大提高,远远性能超过旧的技术。

1.4 焊接设备逐步机械化、自动化

焊接过程中,焊接设备更换的进展迅速,逐步淘汰原来的旋转式直流弧焊机,CO2气体保护焊机可广泛的应用,这是一个长期的经济价值的新设备。目前,国内各大船厂的应用SCR CO2气体保护焊,焊接技术的改进,逆变CO2气体保护焊应用程序的频率逐渐提高。 CO2气体保护焊机的应用和推广,可以减少焊接耗材,降低了焊工的数量,降低成本的焊接工艺,提高焊接效率的焊接工艺的发展,有着深远的影响。

2 焊接存在的问题及缺陷

2.1 气孔

焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来形成的空穴就是气孔。焊接中存在气孔,会降低焊缝的强度,破坏焊缝的密封性,焊缝的有效面积减小。一般在两种情况下生成并分为两类:一是在高温下溶解在液态金属中,气体的突然下降的溶解度,如氢气,氮气等,二是溶解在液态金属的气体,如CO等。主要是因为芯锈蚀或药皮变质,剥落;焊条或焊剂未烘烤;焊伞边缘不洁,存在水分、油脂和铁锈;保护湿气体污染或交通,焊接电流过大、电压太高、太长电极伸长率;焊接太快。

2.2 咬边

焊接时焊接参数选择不当或操作工艺不正确,当焊接金属没能填满母材焊趾或焊根的熔化凹槽时,使焊缝边缘留下的凹陷称为咬边。咬边使母材金属接头的有效工作界面减少,从而在咬边处造成应力集中,减弱了焊接接头的强度,承载后有可能在咬边处产生裂纹,甚至引起结构的破坏。造成咬边的主要原因有:焊接电流过大;焊接速度过快或运条不稳,以致没能加上足够的填充金属;在角焊时,造成咬边的主要原因是运条角度不准或电焊电弧拉得太长等。

2.3 夹渣

夹渣或夹杂物是由于炉渣不干净,在焊缝金属中的残余物。炉渣将焊接接头的延展性和韧性的降低;尖角渣,导致应力集中,特别是用于淬火倾向较大的焊接金属,容易产生焊接裂纹,在所说的熔渣风口浪尖上形成巨大的压力。形成的主要原因是焊件表面,焊接前清理不良(如油,锈等),焊料层之间的清理不彻底,覆盖潮湿和焊接材料选择不当,电极;焊缝边缘有氧切或碳弧气刨残留渣,焊接电流过小,焊接速度太快。另外,使用酸电极时,由于电流太小或所输送的物品和不当形成糊剂残余物。

2.4 裂纹

焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现称为焊缝裂纹。焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化,有较大的冷收缩应力存在,而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力,更加上母材非焊接部位处于冷固态状况,与焊接部位存在很大的温差,从而产生热应力等等,这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限,材料将发生塑性变形,超过材料的强度极限则导致开裂。焊接裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部,或者在焊缝附近的母材热影响区内,或者位于母材与焊缝交界处。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度,并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点,成为结构断裂的起源。

2.5 未焊透、未熔合

未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透,抑或是焊件边缘或者前一道焊层未能充分受热熔化,熔敷金属却已覆盖上了,造成熔敷金属未能很好和焊件边缘熔合在一起。未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。运条速度太快;焊条角度不当或电弧发生偏吹;坡口角度或对口间隙太小;焊件散热太快;氧化物和熔渣等阻碍了金属间充分的熔合等是产生未焊透产生的原因。在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象称为未熔合。焊接线能量太低;电弧发生偏吹;坡口侧壁有锈垢和污物;焊层间清渣不彻底等是产生未熔合的原因。未焊透和未熔合不仅使焊接接头的机械性能降低,而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点,承载后会引起裂纹。

3 船舶焊接三大主要方法及提高焊接质量的措施

船舶焊接工件巨大的,形状复杂,施工环境差。常见方法有:①自动埋弧焊焊接:普通的单核和双丝埋弧焊,FCB法,射频法,FAB法;②的CO气体保护焊:传统的CO半自动焊,双丝自动焊(MAG)、自动角焊,二氧化碳气体保护单面焊,二氧化碳气电垂直自动焊;③手工焊条焊接:焊接下游铁粉焊条电弧焊、深穿透焊、重力焊等等。为了提高焊接质量,需要做好以下工作。

3.1 焊缝的焊前检验

焊接缝钉焊接缝间隙、槽和所谓的焊缝错边了,定位焊和焊接质量的清洁状况做好检查焊前检查。焊接前检查内容、精度标准、试验方法,涉及多个项目,还应注意下面的问题:

1)清除焊缝坡口区域的铁锈,氧化皮,油污,杂物和车间底漆,并保持清洁和干燥。

2)焊接必须在潮湿,多风或过冷的开放空间进行,反应正确的屏蔽焊接作业区,一般强度船体结构钢,如焊接环境温度低于0,材料的碳当量大于0.41%,采取焊前预热措施。

3)高强度钢,铸钢和锻钢船体结构件的焊接,应咨询有关工艺文件对船舶进行检查,严格执行焊接电弧,定位焊,预热和焊后保温隔热或热处理等措施。

3.2 焊缝的焊接规格和表面质量检验

焊接的焊接规范对接焊缝类型和规模的要求。焊接型对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝和塞焊。角焊缝类型分别角焊缝的单面,双面全熔透角焊、缝交错断续角焊、接链断续角焊、缝挖孔焊接。焊缝表面质量检验焊接质量的检验应首先检查的项目,即使检验和批准后,其内部最终焊缝气密性试验的质量抽查。

3.3 焊缝内部检验质量

焊缝质量检查中发现的焊接规格尺寸和表面质量的检查和修复缺损的完成,并重新检查和批准。内部品质的焊接,可用于测试射线,超声波,渗透,磁粉探伤,或其它适当的方法。另外,液压、气动、煤油(实际上渗透探伤试验)也可以被用作内部的焊缝质量检查装置。

4 船舶焊接工艺的发展展望

船舶焊接工艺随着信息技术的发展,仍呈现出较大的发展空间。焊接工艺更加趋向机械化、自动化发展方向,并注重节能、高效的发展模式。

1)焊接工艺的机械化、自动化发展方向焊接工艺机械化、自动化是船舶工业的一大发展趋势。

2)焊接材料的发展将不断促进焊接工艺进步。到2010年时,我国已经成为世界一流的造船大国,但不得不承认,在船舶制造中,焊接技术水平相比于日本和韩国等国家,还存在着一定的差距,焊接材料的使用上,还明显落后于这些先进国家。未来的发展中,应努力实现焊接材料的现代化,以推动焊接工艺的发展。

3)研究机械手、机器人焊接。科学技术的飞速发展,数字化信息技术的日新月异,都将对船舶焊接工艺产生重要影响。 在焊接工艺未来的发展中,相关技术人员也应充分意识到这一点,并大胆进行创新,尝试研发更高端的、具有引领性的焊接工艺。

参考文献

[1]通八达,沈建斌.船舶焊接中常见缺陷的形成机理及防止与修正措施研究与探讨[J].中国水运,2010,10(11):119-120.

焊接技术发展例11

引言

随着我国市场经济的快速发展,建筑的主流趋势朝着大跨度及高层建筑方向发展。而钢结构作为建筑中最常用的建筑主体,因其建设时间短、自重较轻、维护便捷、抗震性能强以及建筑外形可多样化等特性被越来越多的应用在工程建设中。这就涉及到建筑钢结构构件的连接方式,最常用的连接方式有焊接、栓接、以及铆接等。因为当前我们国家在投入使用钢材之前,大约有50%及以上的必须要通过一定的焊接加工处理工艺,所以焊接就成为了最常用的建筑钢结构连接方式。同时,由于焊接这种连接方式具备构造简单、对焊接的结构形状没有限制、节约材料并且效率高,另一方面可以实现自动化操作,就大大提升了生产效率,基于以上的诸多优点,使得钢结构焊接在工业建筑以及民用建筑中占据了绝对的发展优势。

一、使用智能切割、智慧工厂模式将是钢结构制作工程的趋向

我们国家的产钢量和用钢量现在跃升为是世界第一,但同时,也成为了世界上的钢材料的浪费大国。在切割焊接中,我国和美国、日本以及德国等发达国家相比较,钢材的浪费率同比增加近10%,核算下来一年大约浪费3000万吨钢材之多,统计价值达1500亿元,是宝钢一年的产量。1钢材的浪费率和切割质量有直接影响,切割速度也是影响生产效率的因素之一,所以,在钢结构加工中必须重视切割技术。在实际操作中可以引进一些先进的软件作为辅助,例如,Fast CAM套料软件(由上海的发思特软件有限公司研发,具备自我知识产权),可以实现缩减成本、提升效率、实现自动化的生产,从而达到提升钢结构焊接质量的目的,应用其不仅可以学习国外前沿的管理及技术,而且可以改变目前我国的建筑钢结构切割技术落后的局面,并可大大的提高生产效率和节约成本。

二、钢结构焊接技术中的难重点将是新钢种焊接试验

伴随着我们国家建筑钢结构技术的逐步发展,钢材的不断优化,高强钢以及超高强钢达到了大力的推广使用,同时,以往的焊接设计技术必定会受到猛烈的冲击,重要的是对建筑钢结构焊接技术也提出了更多的要求。我国钢材在向更加适用、更加先进的趋势大步迈进的同时,人们对节能减排的可持续发展的要求也必定会加快建筑钢结构焊接技术的变革,那就是新钢种的不断涌现。但对于钢结构的焊接来说,新钢种带来的新技术新工艺问题不可忽视,组料中增加的合金元素也可对钢材的焊接性能造成很大的挑战,钢材中合金元素含量不断增多,会导致焊接裂纹及焊接接头的缺陷,而会使得焊接结构在应用中安全性、可靠性不断的下降,在建筑投入使用初期就造成了焊接结构质量的下降。另外,不同钢种,所产生的焊接缺陷也不尽相同。所以,钢结构在焊接技术上必须做到防患于未然,工程技术人员必须增强自身的专业水平,切实掌握以鸟巢等为代表的钢结构焊接应用技术及工艺,在实践中能够推广应用,不断创新并克服难题。

三、自动焊技术将是建筑钢结构主要采用的焊接技术

随着建筑焊接结构朝大型化及高参数精密化方向发展,手工焊接操作的效率低和质量的不稳定是提升生产效率和保证产品质量稳定不得不面对的问题。目前,世界上大部分工业发达国家在焊接技术,自动化程度等技术方面已经有大幅度提升,比例占到了80%,这一点就使得其在生产效率及质量上占据了很大的优势。而在我国,按照手工操作和自动焊接所消耗的焊材来计算,自动化焊接比例仅占到不足30%,相比可见,我们国家和其它工业发达国际的平均水准有着很大的差距。为了满足高强、厚板及长焊缝的敢接工艺的特殊要求,加快实现建筑钢结构发展,关键在于提升焊接水平,尤其是自动焊程度的水平。所以,迅速提升我国自动焊技术就成为当下一个刻不容缓的课题。

四、建筑钢结构厚板焊接必须推行多层多道错位焊接技术

传统的摆动运条手法不能适应有一定淬硬倾向的高强钢焊接,易使焊接接头综合性能下降,甚至会给接头质量造成影响。实验研究结果显示,不摆动和摆动运条手法的试件相互比较起来,冲击、晶粒度大小、拉伸、弯曲及微观金相等各项指标,前者都比后者好很多。这个实验使用的材质为Q345C的钢材试件,假如使用更高强度级别的钢材试件,不摆动和摆动试件两者间的差别会变得更大。研究结果一方面让人们对摆动和不摆动运条手法有了重新认识,另一方面在实际应用技术方面也有了很大的提升和突破。对比试验的派生结果,可直接用于焊接工艺的制定和焊接过程中出现质量问题的分析处理,推行使用标准的多层多道错位焊接技术势必成为推行建筑钢结构焊接技术发展的又一项任务。

五、结论

通过以上论述可知,在建筑钢结构中,焊接作为主要的连接方式,其重要性越来越不可估量。所以,为顺应钢结构快速发展的趋势,提升焊接水平成了行业中的重点研究问题,焊接技术也会朝着更先进的技术方向发展。

注释:

1 世界钢铁统计年鉴。

参考文献:

[1]程中朋,马妮娜.钢结构的焊接[J].黑龙江科技信息.2010(06).

[2]戴为志.从“鸟巢”钢结构焊接工程看钢结构焊接技术发展趋势[J].现代焊接. 2007(09).

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