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關鍵詞:焊接技術;發展現狀;展望
焊接技術是以物理、化學方法通過加熱、加壓使金屬或其他塑性材料相結合的加工工藝和聯接方式。焊接技術的應用非常廣泛,從基本的機械制造到航空航天,從建筑工程到微電子技術都離不開焊接技術的支撐。焊接技術的發展是人類科學文明進步和改造自然能力提高的體現,焊接技術貫穿了整個工業制造領域,對國民經濟的發展意義非凡。焊接技術雖然起步時間較晚,但它的發展速度卻很快,近些年,隨著科技的進步和新材料的不斷涌現,焊接技術更是取得了突飛猛進的發展[1-2]。下面我們就簡單介紹一下焊接技術的發展情況。
1 中國焊接技術發展現狀
1.1 焊接技術自動化水平較低
我國的大多數焊接仍然是采用手工焊接來完成的,長期以來焊材生產一直以手工焊的焊條為主,與國外80%的自動化焊接水平相比,我國的30%自動化水平顯得如此相形見絀,這也無可厚非的拉開了我國與國外焊接技術上的距離。隨著焊件復雜化得發展趨勢,手工焊接必將嚴重影響生產發展,要想取得制造業的迅猛發展,必須發展自動化焊接,使我國成為焊接強國[3-4]。
1.2 焊接人員專業技術水平不足
人是高新技術的載體,是企業的核心力量,企業的任何發展都是以人為本的。我國的焊接技術人員對業務水平了解的太少,與行業需求存在非常大的距離,使焊接產品的質量很難得到大的提升。我國焊接技術人員具有高職稱的人員太少,大多企業缺少高學歷的工程師和有經驗的焊接結構設計師,這已是一個不容忽視的嚴峻問題[5-6]。
2 中國焊接技術的發展展望
2.1 焊接材料發展趨勢
焊接材料在焊接工藝中有著非常重要的作用,我國目前焊接材料產量居世界首位,但焊接材料產品結構和工業發達國家相比差距明顯。焊接技術發展到一定水平后,開發新材料也逐漸進入了焊接領域工作者的視線,當下焊接材料正在從黑色金屬轉向有色金屬,由金屬材料轉化為非金屬材料,由結構材料轉化為功能材料,由多維材料轉化為低位材料,由單一材料轉化為復合材料。為了解決材料高性能和可焊接性之間的矛盾,需將新型材料納入到焊接材料中去,以提高焊接產品質量和焊接效率,進而提高焊接領域整體發展水平[7-10]。
2.2 提高焊接產品質量
焊接質量決定了焊接產品的質量,我國雖然焊接材料產量居世界首位,但焊接產品質量卻相對落后。我國目前對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術,無鉛連接材料以及技術應用落后,我國應注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方而的應用,研究更好的焊接工藝,進一步提高焊接質量,進而提高焊接產品質量[11]。
2.3 發展綠色節能焊接技術
隨著科學技術的發展,經濟的進步,人們越來越重視節能減排,綠色環保,焊接技術的發展也必將綠色節能放在首位,清潔生產是對焊接生產的必然要求。高效節能的焊接工藝是高焊接效率的保證。不同的焊接工藝都會對環境釋放有害氣體,煙塵,弧光輻射,噪聲等,目前,國內外已經在研究用更為清潔且高效的焊接技術替代傳統的焊接技術,使具有巨大經濟效益和社會效益的綠色焊接技術真正廣泛應用于不同領域,讓焊接技術向簡單智能的方向發展[12]。
3 結束語
焊接技術在制造業中發揮了舉足輕重的作用,焊接技術的發展將不斷促進制造業的發展。隨著科技的進步,為了提高焊接技術水平,促進制造業發展,需要結合我國制造業實際情況,深入研究,了解焊接技術特征,制定科學有效的焊接技術發展對策,不斷提高焊接技術水平,帶動制造業的發展。
參考文獻
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關鍵詞:現代焊接技術;自動化;智能化;焊接工藝;發展前景 文獻標識碼:A
中圖分類號:TG434 文章編號:1009-2374(2015)21-0076-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.21.038
就我國現階段的工業化發展情況來說,焊接廣泛應用于多種材料的連接,而隨著高新技術的不斷發展,原來的傳統焊接方式也轉化為激光、電子束焊等先進的焊接技術??梢哉f,無論是在建筑行業,還是車輛、機械、醫療設備等方面,離開焊接技術是根本無法運轉的。而隨著與國外交流的增多,現代焊接技術已經有了異種材料的非金屬材料的連接技術,而在產品表面設計方面也有了更好的創新制作方法,可以說,焊接技術的發展前景是非常光明的,焊接技術的未來充滿了希望。
1 現代焊接技術的發展現狀
近年來,經濟帶動了制造業的發展,焊接技術也隨之有了極大的進步,焊接產品的效率也越來越高,而現在如何在保證產品質量的前提之下實現焊接生產自動化和智能化已經成為焊接行業的重要任務。現代高新技術比如說智能控制技術、圖像處理與傳感器技術等融入焊接技術,使得現代焊接技術有了更為切合時代潮流的
發展。
1.1 焊接生產自動化和智能化發展
焊接行業的智能化發展主要是體現在焊接智能機器人的發展,焊接自動化水平在一定程度上可以理解為焊接智能機器人的發展水平。目前使用最為廣泛的焊接機器人是示教再現型,即由人工引導機器人末端執行器(安裝于機器人關節結構末端的夾持器、工具、焊槍、噴槍等),或由人工操作導引機械模擬裝置,或用示教盒(與控制系統相連接的一種手持裝置,用以對機器人進行編程或使之運動)來使機器人完成預期的動作,由于此類機器人的編程通過實時在線示教程序來實現,而機器人本身憑記憶操作,故能不斷重復出現。這就形成了焊接智能機器人的自動化焊接過程。
1.2 焊接工藝高速高效化
為實現焊接行業的進一步發展,需要優化現今的焊接工藝,將傳統的焊接工藝轉化為高速、高效、高質量的焊接工藝。而國內外也在焊接工藝的優化上投入了較多的精力,現今已經在活性化焊接工藝、多元氣體保護焊接工藝上取得了不錯的成效。而在焊接速度的研究也有了長足的進步,現今已經可以達到1.8m/min,大大提升了焊接產品的效率。而隨著國外在數字化焊接電源和高新信息處理技術上的關注,中國市場也逐漸引入相關先進產品和技術。數字化焊接電源解決了原先較為刻板的剛性化控制,能夠實現對焊接過程的柔性化控制以及多功能集成,而對焊接的精度、焊接過程系統的穩定性、產品的一致性、產品升級流程等方面都有更高的要求,能夠對現代焊接技術的發展有更好的幫助,使得焊接工藝實現高速和高效化。
1.3 焊接質量的優化保證
對于焊接產品來說,最為重要的就是焊接質量,若是焊接質量不盡如人意,對于產品日后的使用壽命是非常有限制的,而焊縫跟蹤技術對于控制焊接質量是非常關鍵的。在焊縫跟蹤技術方面,焊接行業投入的比較多,也已經有了較為成熟的技術。比如說較為先進的熔滴過渡控制現今由于引入了數字化焊接電源,并且在系統上使用了先進的電子元件,使得對熔淌控制上更為得心應手,在這方面的應用上也絲毫不輸于國外先進水平,這在焊接行業是非常重要的部分,是保證焊接產品質量的重要技術。
1.4 焊接技術現代先進發展
現代焊接技術隨著與國外先進技術的不斷交流與分享,已經達到一個較高的水準,以下筆者將以激光焊接為例闡述其優點與新進展。激光焊接技術屬于熔融焊接的部分,它是以激光束為能源,直接沖擊在焊件接頭上,這種焊接方式對于確定焊件位置的要求是非常高的,需要極為精確,需要保證焊件位置在激光束的聚焦范圍內。激光焊接的最大可焊厚度是有限制的,一般滲透厚度超過19mm的工件是不建議激光焊接的,不僅對于焊接技術有較大的困難,對于焊件產品本身也不容易有較好的焊接質量。此外,激光焊接具有高反射性及高導熱性,焊接性很容易受激光所改變,當使用極高能量的激光束進行焊接時,需要使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除,以確保焊道的再出現,如此才能完成焊接過程。激光焊接在焊接技術上屬于能量轉換效率十分低,一般最高也只有10%左右,而且焊道在快速凝固的狀態下,可能會有氣孔及脆化的問題,特別是進行激光焊接所需的設備是較為昂貴的。為了消除或減少激光焊接的缺陷,使得焊接效率和焊接質量更高,焊接領域內先進工作者提出了一些較有建設性的意見,就是用其他熱源與激光進行復合焊接,復合焊接的方式主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應熱源等,這種復合焊接的方式使得焊接能量轉換效率更高,使得焊接質量更好,對于焊接技術的發展是極其有幫助的。
2 現代焊接技術的未來發展展望
現代焊接技術雖已經處于一個較為先進的發展水平,但仍是有發展之處的,展望未來,針對現代焊接技術面臨的困難與任務,筆者有以下三點建議:
2.1 尋求解決焊接制約新材料的途徑
焊接技術發展到一定水平后,開發新材料也逐漸進入了焊接領域工作者的視線,主要是從材料研制和焊接科技兩方面來入手。先進的新材料對于焊接技術來說不一定是好的,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。鑒于此種情況,為解決此矛盾,焊接行業工程師需要和材料研究工程師密切聯系與合作,將新型材料納入到焊接材料中去,使得焊接產品質量更好,焊接效率更高,焊接領域整體發展水平更上一層樓。
2.2 著力提高焊接產品質量
焊接產品的質量和焊接的質量是息息相關的,為了提高焊接產品的質量,需要從思想上消除焊接是制造焊接產品的薄弱環節的錯誤思想,在此基礎上,焊接工藝工程師需要研究更好的焊接工藝,改善焊接工藝中的漏洞,進一步提高焊接質量,改善焊接產品的性能。
2.3 改善焊接領域整體環境
在大眾的視野里,焊接領域一直是較為“臟亂差”的代表,這也阻止了更多的高素質人才邁入焊接行業發光發熱,貢獻自己的才華。而焊接行業需要注重自己的行業形象,盡可能減少煙塵、噪音、輻射等的影響,創造感覺整潔的整體焊接環境,這樣的工作環境才能更具吸引力。而現代焊接行業對于焊接自動化的重視,及其焊接機器人的進一步投入研究,相信對于改變傳統焊接行業的形象是十分有幫助的,也會有更多的年輕科技工作者愿意踏入焊接行業領域,讓焊接行業有更好的
發展。
3 結語
在我國仍處于工業占主導行業的狀況下,現代焊接技術對于工業的推動發展作用是不言而喻的。隨著經濟技術的發展,越來越多的研究者和科學家將重點放在了探究焊接新材料的角度上,這對于我們現今焊接行業的現狀來說是非常值得期待的,是尚未深入接觸過的領域,若是能在新材料上取得讓國內外矚目的研究成果,這將是焊接領域幾十年來的一場革命。
參考文獻
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關鍵詞:建筑 鋼結構 焊接技術 發展現狀 發展趨勢
引言
隨著現代科學技術的發展,各種新材料、新技術不斷涌現,為各個行業和領域提供新的技術方法和支持,焊接技術在建筑領域已經應用了近百年,在建筑中發揮著重要的作用,目前,我國在建筑鋼結構的許多技術領域中,已經處于世界領先水平現如今,鋼結構建筑在我國隨處可見,高層樓房建筑,工業廠房,公共建筑以及橋梁建筑都普遍采用鋼結構,但是,建筑鋼結構在應用上也存在著很多問題,需要我們注意并解決"焊接技術的水平直接影響著建筑鋼結構的質量和結構,因此,研究建筑鋼結構焊接技術的發展現狀和發展趨勢,對于提高建筑鋼結構焊接技術有著重要的意義。
1建筑鋼結構焊接技術發展現狀
目前,建筑鋼結構在我國建筑中觀法采用,主要適用于工業廠房,倉庫,碼頭,高層住宅,公共建設等建筑中,很多制造鋼結構的企業也在不斷提高生產技術和生產質量,紛紛采用高科技技術對鋼結構的生產制造進行有效管理,但是,建筑鋼結構生產企業普遍存在著焊接水平不高,自動化水平較低,生產技術還有待提高。
2.1建筑鋼結構焊接技術和焊接材料的發展
近幾十年來,由于建筑鋼結構具有結構穩定!使用壽命長,生產效率高,節能環保等優點被普遍應用于廠房,電站,橋梁,樓房和超高建筑之中,鋼結構的焊接技術也經歷不斷的發展和進步,20世紀40年代,焊條電弧焊引入建筑鋼結構焊接之中,50年代中期埋弧焊接技術又成為鋼結構的主要焊接技術,20世紀70年代又出現了實芯焊絲和藥芯焊絲氣體保護焊,螺栓焊,熔嘴電渣焊等新的焊接技術。這些焊接技術的發展為現代建筑鋼結構的焊接提供了技術支持,尤其是氣體保護焊在建筑鋼結構中的使用,極大地提高焊接的生產效率,縮短了工期,創造了更好的經濟效益。但是,建筑鋼結構的焊接并不是只采用一種焊接技術來進行,要根據鋼結構采用的鋼原料和焊接材料的不同采用不同的焊接技術和焊接工藝,在建筑鋼結構焊接過程中,選用的焊接材料和鋼原料在硬度和韌性方面要匹配,并根據不同的強度和韌性選擇不同的焊接技術。
2.2焊接設備的生產和應用
進行建筑鋼結構焊接就不得不考慮焊接設備的選用,目前,在進行鋼結構焊接時采用的設備都是外國生產制造的,國內生產的大多數焊接電源設備無論在技術特性還是自動化程度都遠遠落后于外國。自80年代初鋼結構制造企業引進外國成套的鋼結構制造設備以來,國內很多企業都在積極研究生產屬于自己的鋼結構生產設備,我國生產屬于自己的高科技的鋼結構焊接設備指日可待。
2.3焊接技術工作者的培養
在我國建筑行業蓬勃發展的今天,建筑鋼結構所需要的焊接技術工作者也在與日俱增,也就難免會出現魚龍混雜的情況。建筑鋼結構的焊接技術有很強的專業性和復雜性,要求焊接人員有很強的技術性。雖然我國的焊接工作者很多,相應的焊接工作也能夠得以順利完成,但缺少真正優秀的焊接技術人員。因為建筑行業在我國的發展時間有限,所以與其他發達國家比起來,我國的焊接技術人員的培養、考核、認證制度還不夠完善,管理和認證方式比較混亂,不能準確保持焊接人員的技術水平,也就使鋼結構焊接存在著安全隱患和質量沒有保證,不利于我國建筑鋼結構焊接水平的整體提高。
2、建筑鋼結構焊接技術發展趨勢
隨著工業化進程的發展和科學技術的不斷飛躍,建筑鋼結構的焊接技術也會產生質的飛躍"近些年來,不管是外國還是中國,很多人都在積極研究建筑鋼結構的焊接技術,不斷推進技術創新和技術改進,使建筑鋼結構焊接技術更適合建筑鋼結構的生產制造,提高生產效率和質量安全水平,努力實現焊接技術整體質量的飛躍。
2.1建筑鋼結構焊接與切割工藝的創新
建筑鋼結構具有空間大,跨度高并且綠色環保的優勢得到迅速發展和廣泛應用,作為連接鋼結構的重要技術,焊接技術是發揮鋼結構功能和作用的最重要基礎,在建筑鋼結構焊接與切割工藝上,不斷創新的技術層出不窮,在鋼結構的切割和焊接上,智能切割和智能焊接設備正在研究制造之中,采用智慧的焊接方式和切割方式,可以減少原材料的浪費,并能有效提高焊接質量,為制造質量更好和安全性能更強的建筑鋼結構提供了可能。
2.2自動焊接技術的應用
目前,世界工業發達國家已經開始采用自動焊接技術來進行建筑鋼結構的焊接,大大提高了整個建筑鋼結構的強度和質量,并提高了建造效率,節省了工期"在我國,自動焊接技術而在不斷被我國建筑鋼結構生產企業所采用,建筑焊接結構可以實現大型化,重型化和高精度方向發展,自動化焊接技術對于焊接技術人員的技術水平要求較低,并且具有焊接質量高,焊縫美觀實用,焊接效率高等特點,因此,自動焊接技術在建筑鋼結構中會普遍采用。
2.2焊接技術人員素質的提高
隨著建筑鋼結構焊接技術的發展,對焊接技術人員的整體素質要求和技術水平要求不斷提高,21世紀是一個知識的時代,人的整體能力的提高是社會的發展趨勢,社會會更加注重各類人才綜合素質的提高"因此,未來的局勢要求各類從業人員不斷提高自己知識水平,提高數字化技術水平,將自己所學到的知識應用于焊接工作中。
完善的制度和規范是對行業持續健康發展的保障,鋼結構焊接工作者作為一種高技術工種,其資格認證的體系不嚴格,全國性統一的資格考試所包括的行業和領域較窄,缺乏統一專業的劃分,不能很好的適用于現如今的建筑鋼結構焊接行業,所以應建立完善的焊接工作者的考試資格認證系統。
結語
我國建筑行業雖然起點較低,相應的科學技術和專業的設備技能不夠完善,但在近半個世紀的發展與學習中,不斷的縮小與發達國家之間的差距,在某些技術上甚至已處于世界領先水平。但也需要清醒的認識到,我國建筑行業的基礎和技術能力方面存在的不足,健全和完善焊接技術工作人員的培養考核制度,努力學習發達國家先進的焊接技術和理念,同時研究和發展具有自主知識產權的先進焊接技術,提高我國建筑行業的整體水平。
參考文獻
【關鍵詞】無鉛焊接;助焊劑;焊接設備
1.引言
鉛是一種多親害性、對人體有毒的物質,主要損害人的神經系統、造血系統、消化系統,鉛中毒也是引發白血病、腎病、心臟病、精神異常的重要因素之一。鉛毒不僅對水污染,而且對土壤、空氣均可產生污染,一旦環境產生嚴重鉛污染,其治理的難度很大、周期甚長、經費支出巨大。電子制造業中大量使用的錫鉛合金焊料(Sn/Pb)是污染人類生存環境的重要根源之一。實現電子制造的全面無鉛化,以減少環境污染,提升綠色制造競爭能力,以適應國內外市場對綠色電子產品的需求,是我國電子制造業以后勢在必行的舉措。
2.無鉛焊接技術的發展現狀
目前,無鉛焊料的成分并沒有統一的標準,通常是以錫為主體,添加其他金屬,近幾年來有關無鉛焊料的研究工作發展很迅速。目前最常見的無鉛焊料,主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi為基體,在其中添加適量的其他金屬元素所組成的三元合金和多元合金?,F在市場上主要以錫/銀/銅合金為主,取代錫/鉛焊料的錫/銀/銅合金,3種存在不同的配比形式:日本傾向于96.5%錫/3.0%銀/0.5%銅,北美更傾向于95.5%錫/3.9%銀/0.6%銅,傾向于95.EU5%錫/3.8%銀/0.7%銅。IPC推薦的三種焊料合金是:96.5%錫/3.0%銀/0.5%銅,95.5%錫/3.8%銀/0.7%銅,95.5%錫/4.0%銀/0.5%銅。
3.無鉛焊接技術未來發展趨勢
無鉛焊技術主要應用在電子元件組裝領域,其存在的形態為焊條、焊絲、焊膏。其應用范圍主要在各種電子、電器產品,印制電路板(PCB)的組裝。影響無鉛焊接技術的應用的因素很多。要使無鉛焊接技術得到廣泛應用,還必須從電子組裝焊接這個系統工程的角度來解析和研究。
3.1 元器件目前開發已用于電子產品組裝的無鉛焊料,熔點一般要比有鉛焊料高,所以要求元器件耐高溫,而且無鉛化,即元器件內部連接和引出端(線)也要采用無鉛焊料和無鉛鍍層。尤其塑封器件,耐熱力要達到280℃/5S,與錫/鉛元器件相同,使用前按要求對元器件進行預處理,減少焊接過程中缺陷的產生,同時要求元器件端電極材料均為無鉛。
3.2 在PCB板方面,無鉛焊接要求PCB的基礎材料耐更高溫度,焊接后不變形,表面鍍覆的無鉛共晶合金材料與組裝焊接用無鉛焊料兼容,而且要考慮低成本。為了適應更高的溫度,防止板的變形和銅箔的翹起,以滿足無鉛焊接的溫度特性的要求,制造商多在板的表面涂覆一層有機可焊性保護層OSP,該涂層厚0.2~0.5um,它在預熱區因較高溫度而失去活性,在活性區被助焊劑中的酸和溶劑溶解而變成助焊劑的一部分,在回流區揮發掉。
3.3 焊接工藝與設備焊接設備要適應新的焊接溫度的要求,例如需要加長預熱區或更換新的加熱元件。若采用波峰焊,錫爐內壁、波峰馬達等始終與無鉛焊料接觸的部件,其抗溶蝕能力應比錫鉛焊爐中的部件要更高。波峰焊技術是將印制電路板組裝件以平面直線運動方式,與熔融的呈波峰狀隆起的焊料接觸鉛焊連接的方法。波峰焊是一種先進的生產工藝,具有焊接質量穩定、生產一致性強、自動化程度高等。
3.4 助焊劑為滿足無鉛焊料焊接的要求,需要開發新型的氧化還原能力更強和潤濕性更好的助焊劑。新開發的助焊劑要與焊接預熱溫度和焊接溫度相匹配,而且要滿足環保的要求。迄今為止,實際測試證明,免清洗助焊劑用于無鉛焊料焊接效果更好。
3.5 無鉛焊接的質量管理。只要滿足無鉛焊料的溫度特性,采用與傳統錫鉛焊的相同的質量控制方法,那么,無鉛焊接的質量和Sn-Pb共晶并沒有太大的區別?;芈泛附拥牟涣悸室矝]有增加。以感應式充電器為例,其充電性能、溫度試驗、冷熱循環沖擊試驗、附著力測試、振動試驗、吸附試驗、潮態試驗等效果均十分理想。焊接缺陷統計顯示也沒有明顯差別。唯一要指出一點的手工修理時要注意對焊工進行培訓,因為焊接溫度翹起和損壞元件,同時,鐵烙頭更容易氧化,必須定期更換。
4.影響SMT無鉛焊技術的幾個因素
工藝溫度在無鉛回流焊接中,無鉛焊錫影響工藝溫度,因此影響到加熱溫度曲線。為了以較低的維護停機時間保持機器的清潔,需要一個適當的助焊劑流動管理系統。冷卻系統無鉛焊接中推薦一個受控的冷卻系統,因為一旦爐子具有適當的冷卻能力,液化以上的時間,晶粒結構和板子出來的溫度都可以界定自然需要更多的室溫風扇。而推薦使用的是一個高級的直接空氣、完全集成的、排熱系統。這個系統設計用于以較低的氮氣消耗提供良好的冷卻。
助焊劑的選擇由于較高的工藝溫度,無鉛焊接要求與含鉛焊錫不同的助焊劑。助焊劑類型決定哪一種預熱配置最適合干該工藝。選擇一種具有快速變換配置靈活性的波峰焊接機器。預熱模塊應該容易交換,以找到對每個個別工藝的最佳安排。焊腳和空洞在無鉛焊接中,會發生一些特別的缺陷,諸如焊腳開起。焊腳開起的主要原因是合金化合物、銅焊盤、板厚度與材料的溫度膨脹系數的不匹配。
5.結束語
我國已成為電子組裝業的大國,隨著全球經濟一體化和我國進入WTO ,禁鉛令對我國電子工業形成強大沖擊,主要表現在印刷電路板、IC 封裝、電機、電子半導體、電訊、家電產業、光學儀器等諸多領域,若不盡快開發應用新型環保焊接材料,將直接影響電子產品出口和人居環境的改善。目前我們在無鉛焊膏的開發應用方面還相當落后,面臨日本和歐洲的含鉛焊錫禁用政策和國際環保政策,對無鉛焊膏的開發應用不僅勢在必行,還必須加大開發力度,盡快跨入無鉛技術領域,各相關產業在制作工藝上必須相互配合,共同促進其發展。
參考文獻
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[關鍵詞]建筑;鋼結構;焊接技術;發展現狀;趨勢;
中圖分類號:TG457.11 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)18-0239-01
一、建筑鋼結構焊接技術現狀
1.1 建筑鋼結構焊接技術和焊接材料
在20世紀后,建筑鋼結構的焊接技術經歷了多個技術過度,由之前的焊條電弧焊的焊接到埋弧焊接,再由70年代出現的實芯焊絲以及藥芯焊絲為材料的氣體保護焊接技術和螺旋焊接技術,在這些焊接技術的基礎上逐步發展出了現代化的建筑鋼結構的焊接技術,使現代鋼結構的焊接技術大大縮短了工期,提高了生產效率,為企業創造了更多的經濟效益。但有時,建筑鋼結構焊接不是僅僅采用一種焊接技術就能夠完成,需要根據鋼結構所采用的鋼鐵原料和焊接技術所需的原料相結合,采用多種焊接技術和工藝。
1.2 建筑鋼結構焊接技術中焊接設備的應用
建筑鋼結構的焊接還需要考慮焊接設備的應用,雖然我國鋼結構的很多技術都已處于世界領先水平,但現階段我國的鋼結構焊接所采用的設備大都是由國外生產制造的,國內的建筑鋼結構焊接設備相比,在技術性和自動化程度上遠遠低于國外的焊接設備,我國的建筑鋼結構企業在努力學習國外的先進建筑鋼結構焊接技術的同時,也在積極努力的研究探尋屬于自己的更為先進的鋼結構焊接技術設備[1]。
1.3 焊接技術工作者的培養
在我國建筑行業蓬勃發展的今天,建筑鋼結構所需要的焊接技術工作者也在與日俱增,也就難免會出現魚龍混雜的情況。建筑鋼結構的焊接技術有很強的專業性和復雜性,要求焊接人員有很強的技術性。雖然我國的焊接工作者很多,相應的焊接工作也能夠得以順利完成,但缺少真正優秀的焊接技術人員。因為建筑行業在我國的發展時間有限,所以與其他發達國家比起來,我國的焊接技術人員的培養、考核、認證制度還不夠完善,管理和認證方式比較混亂,不能準確保持焊接人員的技術水平,也就使鋼結構焊接存在著安全隱患和質量沒有保證,不利于我國建筑鋼結構焊接水平的整體提高。
二、建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢研究
2.1 焊接技術人員素質的提高
隨著建筑鋼結構焊接技術的發展,對焊接技術人員的整體素質要求和技術水平要求不斷提高。21世紀是一個知識的時代,人的整體能力的提高是社會的發展趨勢,社會會更加注重各類人才綜合素質的提高。因此,未來的局勢要求各類從業人員不斷提高自己知識水平,提高數字化技術水平,將自己所學到的知識應用于焊接工作中。
2.2 加大對建筑鋼結構焊接工程實踐
首先,需要相關工作人員不斷針對焊接方法及焊接方式進行研究與完善,以提高焊接熔敷率為目的,加大對于15kg/h單位以上,高效焊接技術方法的研究。與此同時,還可以通過對國外成功焊接方法(包括旋轉噴射電弧高效焊接技術以及多絲焊接技術等在內)的引入方式,為自主技術的研制與成功應用提供一定的借鑒與經驗;其次,可以通過適當控制接頭焊接填充量的方式,一方面提高建筑鋼結構焊接的工作質量,另一方面可提高工程應用中的經濟效益。從當前技術發展趨勢的角度上來看,應當將研究重點集中在對激光焊接技術以及氬弧激光焊接技術的應用方面;最后,需要從技術裝備的角度上入手,在合理提升建筑鋼結構持續焊接時間的基礎之上,降低輔助操作時間。同樣從現階段的技術發展趨勢上來看,需要重點關注的發展方向是:一方面,是以連續送絲為中心的自動焊接技術裝備;另一方面是以成套性為主的高效焊接技術裝備[2]。
2.3 建筑鋼結構焊接與切割工藝的創新
建筑鋼結構具有空間大、跨度高并且綠色環保的優勢得到迅速發展和廣泛應用。作為連接鋼結構的重要技術,焊接技術是發揮鋼結構功能和作用的最重要基礎。在建筑鋼結構焊接與切割工藝上,不斷創新的技術層出不窮,在鋼結構的切割和焊接上,智能切割和智能焊接設備正在研究制造之中,采用智慧的焊接方式和切割方式,可以減少原材料的浪費,并能有效提高焊接質量,為制造質量更好和安全性能更強的建筑鋼結構提供了可能。
2.4 焊接設備生產商的發展
獨立的單純性焊接設備生產商受到整個建筑鋼結構焊接市場覆蓋面較窄、在工作人員、作業資金以及應用技術等多個方面存在的缺陷問題影響,導致整個行業的發展前景不容樂觀。為更好的建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢相適應,需要在充分聯合焊接材料以及焊接設備的基礎之上,通過對現代化焊接技術工藝以及操作方式的有效綜合,提高焊接設備生產商的綜合性優勢,為焊接技術的發展提供可靠驅動動力。
2.5 自動焊接技術的應用
目前,世界工業發達國家已經開始采用自動焊接技術來進行建筑鋼結構的焊接,大大提高了整個建筑鋼結構的強度和質量,并提高了建造效率,節省了工期。在我國,自動焊接技術而在不斷被我國建筑鋼結構生產企業所采用。建筑焊接結構可以實現大型化、重型化和高精度方向發展。自動化焊接技術對于焊接技術人員的技術水平要求較低,并且具有焊接質量高,焊縫美觀實用,焊接效率高等特點。因此,自動焊接技術在建筑鋼結構中會普遍采用。
2.6 優質焊接材料的開發與應用
對于焊接材料的發展重點在于,研發與高效焊接技術相適應的,具備優越綜合性能的自動焊絲、保護焊絲以及氣電焊絲等。與此同時,結合我國現階段建筑結構的用鋼型號特點,需要將建筑鋼結構用鋼向著高強度、高耐火性、高純凈性以及高抗震性等多個方面發展。而高性能建筑鋼結構焊接材料的規模性開發與應用也勢必會在一定程度上推動建筑鋼結構焊接技術的蓬勃發展。特別需要注意的一點是:伴隨著建筑鋼結構的進一步發展與完善,實芯CO2焊絲、藥芯CO2焊絲、特種電渣焊材料以及氣電焊焊接材料的使用總量勢必會不斷擴大的推升,由此也帶動著上述建筑鋼結構焊接材料的國產化發展與升級[3]。
2.7 完善建筑鋼焊接工作人員考核制度
完善的制度和規范是對行業持續健康發展的保障,鋼結構焊接工作者作為一種高技術工種,其資格認證的體系不嚴格,全國性統一的資格考試所包括的行業和領域較窄,缺乏統一專業的劃分,不能很好的適用于現如今的建筑鋼結構焊接行業,所以應建立完善的焊接工作者的考試資格認證系統。
三、結語
傳統意義上的建筑鋼結構焊接企業處于對自身發展的保障需求,勢必需要在劇烈的市場競爭環境下,通過恰當且合理的技術改造與技術升級方式,謀求穩定的生存與發展。而實現這一要求的關鍵,即在于對建筑鋼結構焊接技術的發展與推廣。焊接技術的發展不單單體現為焊接工藝以及焊接技術本身的發展,同時也體現在對焊接材料以及焊接設備生產商的發展方面,這對于現代意義上建筑鋼結構焊接技術的發展而言同樣如此。總而言之,該文針對有關建筑鋼結構焊接技術發展過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明,希望能夠引起各方工作人員的特別關注與重視。
參考文獻
[1]張友權,侯敏. 淺談建筑鋼結構焊接技術在我國的發展[J]. 鋼結構,2012,(S1).
【關鍵詞】高能束流焊接技術;焊接;機械生產
目前的社會發展中,焊接技術越來越受到人們的關注與重視,已成為整個工程中值得我們關注與重視的話題。尤其是在新世紀以來,隨著信息技術、自動化控制技術和管理技術的不斷應用,焊接技術也得到了人們的關注與重視,成為現代化社會發展中最受人們關注和青睞的一個話題。高能束流焊接技術作為目前焊接工作中最為常見的一種新型技術措施和技術方法,在社會發展的現階段越來越受到人們的關注與重視。
一、高能束流焊接技術概述
高能束流加工技術是目前焊接工程中最為常見的一部分,其在應用的過程中包含了各種以激光束、電子束、離子弧等人員結構為主的綜合性結構材料和工作模式,也是現代化機械加工制造領域中最為常見的一種生產模式和工作體系。在現代化機械制造的工程中,高能束流焊(或高能密度焊)是指焊接功率密度比通常的氬弧焊(TIG、MIG)或CO2氣體保護焊高的一類焊接方法。嚴格地講,焊接能量和焊接功率密度是2個不同的概念,但二者具有相關性。習慣上,高能密度焊常被認為是高功率密度焊(功率密度大于105W/cm2),如電子束焊、激光焊、等離子弧焊等。
二、我國焊接技術現狀與高能束流焊接的應用領域
1、我國焊接技術現狀
在目前的社會發展中,我國逐漸實現了焊接新技術發展要求。自從上個世紀八十年代起,我國工作人員就逐漸開始將信息技術應用在焊接行業之中,也促使了焊接系統化和新技術的實現。在現代化社會發展中,各種工程技術和先進理論的不斷實現為新技術的發展提供了理論依據,也為工程項目的全部處理與總結提供了相關的理論依據和技術支持平臺。尤其是在近年來,隨著計算機應用技術的日益普及和廣泛,其為焊接工藝、焊接跟蹤和焊接技術方面提出了全面系統的檢測標準和基礎平臺,也為現代化社會的發展提供了良好的歷史依據和理論平臺,成為現代化社會發展中一項不可缺少的部分,更是目前國際水平和國家評獎制度的核心環節。
就目前現代化社會發展而言,國內自上個世紀八十年代就開始選用了焊接熱彈塑性理論的研究,尤其是在新世紀以來,隨著各種新技術、新概念和新理論的出現,使得我們在工作的過程中從多個方面都實現了研究要求和基礎動力模式,就目前的管理和完善處置提出了系統而又全面的工作標準,也促使了計算機和新技術在焊接行業的應用成為可能。
2、當前高能束流焊接技術應用領域
當前高能束流焊接被關注的主要領域是:
⑴高能束流設備的大型化—功率大型化及可加工零件(乃至零件集成)的大型化。⑵新型設備的研制,諸如,脈沖工作方式以及短波長激光器等。⑶設備的智能化以及加工的柔性化。⑷束流品質的提高及診斷。⑸束流、工件、工藝介質相互作用機制的研究。(6)新材料的焊接
三、關于電子束焊接和等離子弧焊接的最新進展
國外電子束焊接發展可歸結為:超高能密度裝置研制、設備智能化柔性化、電子束流特性診斷、束流與物質作用機制研究以及非真空電子束焊設備及工藝的研究等。
在日本,加速電壓600kV、功率300kW的超高壓電子束焊機已問世,一次可焊200mm的不銹鋼,深寬比達70∶1。
日、俄、德開展了雙槍及填絲電子束焊技術的研究。在對大厚度板第一次焊接的基礎上,通過第二次填絲來彌補頂部下凹或咬邊缺陷;日本采用雙搶實現了薄板的超高速焊接,反面無飛濺,成形良好。
四、我國高能束流焊接現狀
在國內,高能束流焊接越來越引起更多相關人士諸如焊接、物理、激光、材料、機床、計算機等工作者的關注。國內在設備水平上,與國外有一定差距,但在工藝研究上,水平則較為接近,甚至在某些方面還有自己的特色。
1、激光焊接
在設備生產與研究上,主要有華工的氣體激光加工國家工程中心、電子部11所的固體激光加工國家工程中心、中國大恒激光工程公司、上海團結百超數控激光設備有限公司等,主要生產千瓦級的CO2激光設備和1千瓦以下的固體YAG激光設備。
國內對激光焊接研究主要集中在激光焊接等離子體形成機理、特性分析、檢測、控制、深熔激光焊接模擬、激光—電弧復合熱源的應用、激光堆焊、超級鋼焊接、水下激光焊接、寬板激光拼焊(Tailored Blank Laser Welding)、填絲激光焊、鋁合金激光焊、激光切割質量控制等。從事激光焊接研究比較多的主要有華中理工大學、國家產學研激光技術中心、清華大學、哈爾濱焊接研究所、北京航空工藝研究所、哈爾濱工業大學、西北工業大學等。
2、電子束焊接
我國自行研制電子束焊機始于60年代,至今已研制生產出不同類型和功能的電子束焊機上百臺,并形成了一支研制生產的技術隊伍,能為國內市場提供小功率的電子束焊機。
近年來,出現了關鍵部件(電子槍,高壓電源等)引進、其它部件國內配套的引進方式,這種方式的優點是:設備既保持了較高的技術水平,又能大大降低成本,同時還能對用戶提供較完善的售后服務。北京航空工藝研究所以此方式為某航空廠實施設備的總體設計和總成,實現了某重要構件的真空電子束焊接;桂林電器科學研究所也通過這種方式開發了HDG(Z)-6型雙金屬帶材高壓電子束連續自動焊接生產線,該機加速電壓120kV、束流0~50mA、電子束功率6kW,帶材運行速度0~15m/min,從而使我國擠身于世界上能生產這種生產線的幾個國家之一。北京中科電氣高技術公司近期為上海通用汽車公司研制成功自動變速車液力扭變器渦輪組件電子束焊機,70s內可完成兩條端面圓焊縫的焊接,并已投入商業化生產。
目前,以科學院電工所的EBW系列為代表的汽車齒輪專用電子束焊機占據了國內汽車齒輪電子束焊接的主要市場份額;我國的中小功率電子束焊機已接近或趕上國外同類產品的先進水平,而價格僅為國外同類產品的1/4左右,有明顯的性能價格比優勢。
在機理及工藝研究上,北京航空工藝研究所、北京航空航天大學、天津大學、上海交通大學、西北工業大學、中國科學電工所、桂林電器科學研究所、西安航空發動機公司、航天材料及工藝研究所、哈爾濱焊接研究所開展的工作涉及熔池小孔動力學、電子束釬焊、接頭疲勞裂紋擴展行為、接頭殘余應力、填絲焊接、局部真空焊接時的焊縫軌跡示教等。
【關鍵詞】現代 焊接技術 發展 現狀
從目前我國工業化發展現狀來看,焊接技術已經在多種材料的連接中得到而來使用,同時隨著高新技術的快速發展,傳統焊接方式也發生了一些改變,轉變為現在廣泛使用的電子束及激光焊接技術。不管是在建筑行業,還是在機械、車輛等相關行業,焊接技術應用的作用都非常重要。隨著我國與國外交流機會的逐漸增多,現代焊接技術也開始應用于一些非金屬材料的連接上,并針對產品表面設計做出了創新,焊接技術的發展前景非常廣闊。鑒于此,筆者結合自己的工作經驗,對現代焊接技術發展的現狀展開了分析。
1 現代焊接技術發展的特點分析
焊接這門工藝的發展主要依托于科學技術的發展。到目前為止,焊接工藝從誕生開始已經經歷了上百年的歷史,它的發展速度非??焓?,從20世紀以來,特別是近二三十年以來,科學技術得到了快速發展,各種現代焊接技術得到了發展,電子束、等離子物理、紅外線以及微電子等現代科學技術都在焊接技術上得到了應用。新技術應用為焊接技術的發展奠定了堅實的基礎,焊接技術的能力得到了廣泛的增強,其應用范圍也得到了擴大。現在已經出現了幾十種具有特色的焊接方法,焊接技術在交通、機械、能源等多種領域中均得到了廣泛應用。我們甚至可以說,現代科學技術的新成就已經在焊接領域中廣泛滲透,極大的促進了現代焊接技術的發展。
2 現代焊接技術的發展現狀簡述
2.1 焊接生產自動化和智能化發展
焊接領域智能化發展重點體現在焊接智能機器人的發展上,從一定程度上來說,可以將焊接自動化水平與焊接智能機器人的發展水平等同看待。到目前為止,示教再現型是使用最為廣泛的一種焊接機器人,這種智能機器人由人工引導機器人末端執行器或者人工導引機械模擬裝置共同組成,其中人工引導機器人末端執行器安裝在機械人的關節結構末端,人工導引機械模擬裝置或者示教盒與控制系統相連接,是一種手持裝置,用來對機器人進行編程,或者使機器人運動,因為這種機械人的編程是利用實時在線示教程序來完成在線示教的,完全評價機械人自身的記憶進行操作,所以不能不斷的重復出現,這樣一來就形成了焊接智能機器人的自動化焊接過程。
2.2 焊接工藝高速高效化
為了能夠使焊接行業的高速發展得到實現,需要對現有的焊接工藝進行優化,國內外在這方面投入了很大的精力,目前活性化焊接工藝、多元氣體保護焊接工藝等方面已經獲得了很大的成效,同時在焊接速度上也有了很大進步,目前已經能夠達到1.8m/min,焊接產品效率得到了極大的提升。目前隨著國外數字化焊接技術的發展,我國也引進了相關產品與技術,不僅解決了原來技術上的刻板問題,同時焊接過程柔性化控制以及多功能集成也得到了實現,真正實現了焊接工藝的高效化與高速化。
2.3 焊接質量優化保證
焊接質量對于焊接產品來說是最為重要的,如果質量不盡如人意,那么對于日后產品使用質量將會起到重大限制性作用,同時焊縫跟蹤技術對于焊接質量的保證也非常關鍵。目前我國在焊縫跟蹤技術上投入了比較大的精力,目前技術也發展的比較成熟,例如熔滴過渡控制目前也引入了數字化焊接電源,系統中開始使用比較先進的電子元件,在質量控制問題上可以做到得心應手,同時在應用上也不輸給國外的技術,成為焊接行業中非常關鍵的部分,是保證焊接質量的一項重要技術。
3 對現代焊接技術未來發展的展望
3.1 積極尋求解決焊接制約新材料的途徑
焊接技術發展到一定階段以后,新材料的開發也開始進入到該領域工作者的視線中,將工作重點放在新材料研制及焊接科技發展兩方面。對于焊接技術來說,新材料不一定是好的,但是它的可焊接性卻是需要重新菇涼的,同時要認識到材料的高性能與可焊接性二者之間存在矛盾,鑒于此,為了對這一對矛盾進行解決,焊接工程師應該與材料研究工程師緊密聯系,將一些新型材料映入到焊接材料中,這樣焊接的質量才能得以保證。
3.2 促進焊接產品質量的提高
焊接產品質量和焊接質量直接相關,為了使焊接產品的質量得到提高,首先應該從思想上將焊接是制造焊接產品中薄弱環節的思想消除掉,并以此為基礎對更好的焊接工藝加以研究,并對焊接工藝中存在的不足進行改善,這樣才能對焊接質量進行提高,不斷改善焊接產品的性能。
3.3 對焊接領域整體環境進行改善
焊接行業在大眾眼中就是“臟、亂、差”行業的代表,同時也正因如此使很多高素質人才在邁入這一行業中的步伐受到了阻礙。實際上焊接行業需要大家重視自己的形象,并使煙塵、噪音等因素的影響得到減少,創造良好的焊接環境,這樣才能使工作環境更具吸引力。現代焊接行業對焊接自動化非常重視,并針對焊接機械人展開了進一步的研究,相信這將對未來傳統焊接行業形象塑造起到一定的幫助,吸引更多高素質人員投入到焊接領域的工作中,使焊接行業得到更好的發展。
4 結語
綜上所述,目前我國正處于工業占主導的情況中,對于工業的發展來說現代焊接技術對其推動作用是非常明顯的。近年來隨著我國社會經濟的快速發展,更多研究者開始致力于對焊接新材料的探究上,這對于現代焊接行業來說是非常值得期待的,如果能夠在新材料方面取得舉世矚目的成就,將會成為焊接領域的重要革命。
參考文獻:
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