焊接發(fā)展歷史

xiaobai0620558 · 發(fā)表于 2010-3-5 13:10:12

焊接技術(shù)　　焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料【焊條或焊絲】將兩塊或兩塊以上的母材【待焊接的工件】連接成一個(gè)整體
的操作方法,。焊接技術(shù)主要應(yīng)用在金屬母材上,，常用的有電弧焊,，氬弧焊,，CO2保護(hù)焊，氧氣-乙炔焊,，激光焊接,，電渣壓力焊等多種，塑
料等非金屬材料亦可進(jìn)行焊接,。
　　焊接(welding)
　　焊接是通過(guò)加熱,、加壓，或兩者并用,，使同性或異性兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式,。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬,，
也可用于非金屬,。
　　焊接技術(shù)的發(fā)展歷史
　　焊接技術(shù)是隨著金屬的應(yīng)用而出現(xiàn)的，古代的焊接方法主要是鑄焊,、釬焊和鍛焊,。中國(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件,，
其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折,，接合良好。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤(pán)龍，是分段釬焊連接而成的,。經(jīng)分析,，所用
的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。
　　戰(zhàn)國(guó)時(shí)期制造的刀劍,，刀刃為鋼,，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過(guò)加熱鍛焊而成的,。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一書(shū)記載：中國(guó)古代將
銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀,、斧,；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨,。中世紀(jì),，在敘利亞大馬士革也曾用
鍛焊制造兵器。
　　古代焊接技術(shù)長(zhǎng)期停留在鑄焊,、鍛焊和釬焊的水平上,，使用的熱源都是爐火，溫度低,、能量不集中,，無(wú)法用于大截面、長(zhǎng)焊縫工件的
焊接,，只能用以制作裝飾品,、簡(jiǎn)單的工具和武器。
　　19世紀(jì)初,，英國(guó)的戴維斯發(fā)現(xiàn)電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫?zé)嵩矗?885～1887年,俄國(guó)的別納爾多斯發(fā)明碳極電弧焊鉗,；
1900年又出現(xiàn)了鋁熱焊。
　　20世紀(jì)初,，碳極電弧焊和氣焊得到應(yīng)用,，同時(shí)還出現(xiàn)了薄藥皮焊條電弧焊，電弧比較穩(wěn)定,，焊接熔池受到熔渣保護(hù),，焊接質(zhì)量得到提高，
使手工電弧焊進(jìn)入實(shí)用階段,，電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法,。
　　在此期間，美國(guó)的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度,，制成自動(dòng)電弧焊機(jī),，從而成為焊接機(jī)械化、自動(dòng)化的開(kāi)端。1930年美國(guó)的
羅賓諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊,，焊接機(jī)械化得到進(jìn)一步發(fā)展,。40年代，為適應(yīng)鋁,、鎂合金和合金鋼焊接的需要,，鎢極和熔化極惰
性氣體保護(hù)焊相繼問(wèn)世。
　　1951年蘇聯(lián)的巴頓電焊研究所創(chuàng)造電渣焊,，成為大厚度工件的高效焊接法,。1953年，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊,，
促進(jìn)了氣體保護(hù)電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展,，如出現(xiàn)了混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護(hù)焊和自保護(hù)電弧焊等,。
　　1957年美國(guó)的蓋奇發(fā)明等離子弧焊,；40年代德國(guó)和法國(guó)發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實(shí)用和進(jìn)一步發(fā)展,；60年代又出現(xiàn)激光焊等離
子,、電子束和激光焊接方法的出現(xiàn)，標(biāo)志著高能量密度熔焊的新發(fā)展,，大大改善了材料的焊接性,，使許多難以用其他方法焊接的材料和結(jié)構(gòu)
得以焊接。
　　其他的焊接技術(shù)還有1887年,，美國(guó)的湯普森發(fā)明電阻焊,，并用于薄板的點(diǎn)焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機(jī)械化焊接方法,，隨著縫焊
過(guò)程的進(jìn)行,，工件被兩滾輪推送前進(jìn)；二十世紀(jì)世紀(jì)20年代開(kāi)始使用閃光對(duì)焊方法焊接棒材和鏈條,。至此電阻焊進(jìn)入實(shí)用階段,。1956年，美
國(guó)的瓊斯發(fā)明超聲波焊,；蘇聯(lián)的丘季科夫發(fā)明摩擦焊,；1959年，美國(guó)斯坦福研究所研究成功爆炸焊,；50年代末蘇聯(lián)又制成真空擴(kuò)散焊設(shè)備,。
　　焊接工藝
　　金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊,、壓焊和釬焊三大類,。
　　熔焊是在焊接過(guò)程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài),，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時(shí),，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,，形成熔
池。熔池隨熱源向前移動(dòng),，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體,。
　　在熔焊過(guò)程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸,，大氣中的氧就會(huì)氧化金屬和各種合金元素,。大氣中的氮、水蒸汽等進(jìn)入熔池,，還會(huì)在
隨后冷卻過(guò)程中在焊縫中形成氣孔,、夾渣、裂紋等缺陷,，惡化焊縫的質(zhì)量和性能,。
　　為了提高焊接質(zhì)量,，人們研究出了各種保護(hù)方法,。例如，氣體保護(hù)電弧焊就是用氬,、二氧化碳等氣體隔絕大氣,，以保護(hù)焊接時(shí)的電弧
和熔池率；又如鋼材焊接時(shí),，在焊條藥皮中加入對(duì)氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧,，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池
冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫,。
　　壓焊是在加壓條件下,，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)焊接,。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊,，當(dāng)電流通過(guò)兩工件的連接端時(shí)
，該處因電阻很大而溫度上升,，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí),，在軸向壓力作用下連接成為一體。
　　各種壓焊方法的共同特點(diǎn)是在焊接過(guò)程中施加壓力而不加填充材料,。多數(shù)壓焊方法如擴(kuò)散焊,、高頻焊、冷壓焊等都沒(méi)有熔化過(guò)程,，
因而沒(méi)有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p,，和有害元素侵入焊縫的問(wèn)題,，從而簡(jiǎn)化了焊接過(guò)程，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件,。同時(shí)由于
加熱溫度比熔焊低,、加熱時(shí)間短，因而熱影響區(qū)小,。許多難以用熔化焊焊接的材料,，往往可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)接頭。
　　釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料,，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn),、低于工件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕工件,，
填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散,，從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。
　　焊接時(shí)形成的連接兩個(gè)被連接體的接縫稱為焊縫,。焊縫的兩側(cè)在焊接時(shí)會(huì)受到焊接熱作用,，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱
為熱影響區(qū),。焊接時(shí)因工件材料焊接材料,、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過(guò)熱,、脆化,、淬硬或軟化現(xiàn)象，也使焊件
性能下降,，惡化焊接性,。這就需要調(diào)整焊接條件，焊前對(duì)焊件接口處預(yù)熱,、焊時(shí)保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量,。
　　另外，焊接是一個(gè)局部的迅速加熱和冷卻過(guò)程,，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,，冷卻后在焊件中便產(chǎn)
生焊接應(yīng)力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應(yīng)力,，矯正焊接變形,。
　　現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無(wú)內(nèi)外缺陷的、機(jī)械性能等于甚至高于被連接體的焊縫,。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭,，接頭處
的強(qiáng)度除受焊縫質(zhì)量影響外，還與其幾何形狀,、尺寸,、受力情況和工作條件等有關(guān),。接頭的基本形式有對(duì)接、搭接,、丁字接(正交接)和
角接等,。
　　對(duì)接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式,。焊接較厚的鋼板時(shí),，為了焊透而在接邊處開(kāi)出
各種形狀的坡口,，以便較容易地送入焊條或焊絲,。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時(shí),，除保證焊透外還應(yīng)
考慮施焊方便,，填充金屬量少,，焊接變形小和坡口加工費(fèi)用低等因素。
　　厚度不同的兩塊鋼板對(duì)接時(shí),，為避免截面急劇變化引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中,，常把較厚的板邊逐漸削薄，達(dá)到兩接邊處等厚,。對(duì)接接頭
的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度比其他接頭高,。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接,，常優(yōu)先采用對(duì)接接頭的焊接,。
　　搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單,，裝配方便,，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時(shí)常采用,。一般來(lái)說(shuō),，
搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì),、高溫或低溫等條件下工作,。
　　采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點(diǎn)與搭接接頭的角焊縫相似,。當(dāng)焊縫與外力方
向垂直時(shí)便成為正面角焊縫,，這時(shí)焊縫表面形狀會(huì)引起不同程度的應(yīng)力集中；焊透的角焊縫受力情況與對(duì)接接頭相似,。
　　角接頭承載能力低,，一般不單獨(dú)使用，只有在焊透時(shí),，或在內(nèi)外均有角焊縫時(shí)才有所改善,，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處,。
　　焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,，對(duì)于交通運(yùn)輸工具來(lái)說(shuō)可以減輕自重,，節(jié)約能量。焊接的密封性好,，適于制造各類容器,。
發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使焊接與鍛造,、鑄造相結(jié)合,，可以制成大型、經(jīng)濟(jì)合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu),，經(jīng)濟(jì)效益很高,。采用焊接工藝能有
效利用材料，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料,，充分發(fā)揮各種材料的特長(zhǎng),，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì),。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種
不可缺少,，而且日益重要的加工工藝方法。
　　在近代的金屬加工中,，焊接比鑄造,、鍛壓工藝發(fā)展較晚，但發(fā)展速度很快,。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%,，鋁和鋁合金焊接
結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加。
　　未來(lái)的焊接工藝,，一方面要研制新的焊接方法,、焊接設(shè)備和焊接材料，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性,，如改進(jìn)現(xiàn)有電弧,、
等離子弧、電子束,、激光等焊接能源,；運(yùn)用電子技術(shù)和控制技術(shù)，改善電弧的工藝性能,，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法,。
　　另一方面要提高焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平，如焊機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制,、數(shù)字控制,；研制從準(zhǔn)備工序,、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過(guò)程自動(dòng)化
的專用焊機(jī)；在自動(dòng)焊接生產(chǎn)線上,，推廣,、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機(jī)械手和焊接機(jī)器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平,，改善焊接衛(wèi)生安全條件,。
　　塑料焊接
　　采用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料制品的兩個(gè)或多個(gè)表面熔合成為一個(gè)整體的方法。
　　焊接作業(yè)中發(fā)生火災(zāi),、爆炸事故的原因
　　(1)焊接切割作業(yè)時(shí),，尤其是氣體切割時(shí)，由于使用壓縮空氣或氧氣流的噴射,，使火星,、熔珠和鐵渣四處飛濺（較大的熔珠和鐵渣能
飛濺到距操作點(diǎn)5m以外的地方），當(dāng)作業(yè)環(huán)境中存在易燃,、易爆物品或氣體時(shí),，就可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。
　　(2)在高空焊接切割作業(yè)時(shí),，對(duì)火星所及的范圍內(nèi)的易燃易爆物品未清理干凈,，作業(yè)人員在工作過(guò)程中亂扔焊條頭，作業(yè)結(jié)束后未認(rèn)
真檢查是否留有火種,。
　　(3)氣焊,、氣割的工作過(guò)程中未按規(guī)定的要求放置乙炔發(fā)生器，工作前未按要求檢查焊（割）炬,、橡膠管路和乙炔發(fā)生器的安全裝置,。
　　(4)氣瓶存在制定方面的不足，氣瓶的保管充灌,、運(yùn)輸,、使用等方面存在不足,，違反安全操作規(guī)程等,。
　　(5)乙炔、氧氣等管道的制定,、安裝有缺陷,，使用中未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改其不足。
　　(6)在焊補(bǔ)燃料容器和管道時(shí),，未按要求采取相應(yīng)措施,。在實(shí)施置換焊補(bǔ)時(shí)，置換不徹底,，在實(shí)施帶壓不置換焊補(bǔ)時(shí)壓力不夠致使外
部明火導(dǎo)入等,。
　　焊接作業(yè)中發(fā)生火災(zāi),、爆炸事故的防范措施
　　(1)焊接切割作業(yè)時(shí)，將作業(yè)環(huán)境l Om范圍內(nèi)所有易燃易爆一380．
　　物品清理干凈,，應(yīng)注意作業(yè)環(huán)境的地溝,、下水道內(nèi)有無(wú)可燃液體和可燃?xì)怏w，以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內(nèi)可燃易爆物質(zhì),，
以免由于焊渣,、金屬火星引起災(zāi)害事故。
　　(2)高空焊接切割時(shí),，禁止亂扔焊條頭,，對(duì)焊接切割作業(yè)下方應(yīng)進(jìn)行隔離，作業(yè)完畢應(yīng)做到認(rèn)真細(xì)致的檢查,，確認(rèn)無(wú)火災(zāi)隱患后方
可離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng),。
　　(3)應(yīng)使用符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求的氣瓶,，在氣瓶的貯存,、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,。
　　(4)對(duì)輸送可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w的管道應(yīng)按規(guī)定安裝,、使用和管理，對(duì)操作人員和檢查人員應(yīng)進(jìn)行專門(mén)的安全技術(shù)培訓(xùn),。
　　(5)焊補(bǔ)燃料容器和管道時(shí),，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況確定焊補(bǔ)方法。實(shí)施置換法時(shí),，置換應(yīng)徹底,，工作中應(yīng)嚴(yán)格控制可燃物質(zhì)的含影實(shí)施
帶壓不置換法時(shí)，應(yīng)按要求保持一定的電壓,。工作中應(yīng)嚴(yán)格控制其含氧量,。要加強(qiáng)檢測(cè)，注意監(jiān)護(hù),，要有安全組織措施,。
　　內(nèi)容摘要:作為一種工業(yè)技術(shù),焊接的出現(xiàn)迎合了金屬藝術(shù)發(fā)展對(duì)新工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產(chǎn)生
的獨(dú)特美妙的變化也滿足了金屬藝術(shù)對(duì)新的藝術(shù)表現(xiàn)語(yǔ)言的需求,。在今天的金屬藝術(shù)創(chuàng)作中,焊接可以而且正在被作為一種獨(dú)特的藝術(shù)
表現(xiàn)語(yǔ)言而著力加以表現(xiàn),。本文對(duì)這一技術(shù)的出現(xiàn)與運(yùn)用進(jìn)行了分析。
　

見(jiàn)習(xí)生小王 · 發(fā)表于 2010-3-5 13:26:46

本文系對(duì)焊接技術(shù)歷史進(jìn)行概述的科普文章，謝謝分享,。

yusixway · 發(fā)表于 2010-3-5 14:09:19

謝謝樓主的分享,！學(xué)習(xí)一下！

guxiangjun2008 · 發(fā)表于 2010-3-5 21:26:22

學(xué)習(xí)一下,！呵呵

chenhuyin · 發(fā)表于 2011-12-15 13:56:56

謝謝樓主的分享,！學(xué)習(xí)一下！

juanxincai · 發(fā)表于 2012-7-28 11:42:42

謝謝分享{:soso_e100:}

wujinmin · 發(fā)表于 2012-7-28 15:28:54

學(xué)習(xí)

xuqunde · 發(fā)表于 2012-7-31 21:15:28

d學(xué)習(xí)了,，謝謝樓主的分享

┆Γ寅У/gz · 發(fā)表于 2012-8-7 14:48:03

謝分享,，學(xué)到不少東西。

liu565224715 · 發(fā)表于 2012-12-1 15:28:44

學(xué)習(xí)了,，謝謝

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