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; Y/ h Y! g' J7 W f 焊接工藝 # d. |' W9 V# `- ?* n! n' A3 {
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,。
% _2 F# h/ v' ` \2 m! D* _! E 熔焊是在焊接過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,，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，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體,。 , [3 b: B" \# `" v5 c
在熔焊過程中,，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素,。大氣中的氮,、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔,、夾渣,、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能,。
& o7 b0 {6 b9 `$ Z. l4 q 為了提高焊接質量,，人們研究出了各種保護方法。例如，氣體保護電弧焊就是用氬,、二氧化碳等氣體隔絕大氣,，以保護焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時,，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,，就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池,，冷卻后獲得優(yōu)質焊縫,。 ; s' s! o0 K1 l( o3 v8 j
壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結合,，又稱固態(tài)焊接,。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時,，該處因電阻很大而溫度上升,，當加熱至塑性狀態(tài)時，在軸向壓力作用下連接成為一體,。
& A+ D5 K( e) A4 Y6 w* o# d 各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料,。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊,、冷壓焊等都沒有熔化過程,，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問題,，從而簡化了焊接過程,，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低,、加熱時間短,，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度的優(yōu)質接頭,。 1 F' D' F* Z" P9 T
釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點,、低于工件熔點的溫度,，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散,，從而實現(xiàn)焊接的方法,。
f& I7 v3 L1 o* w 焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,，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)可能產生過熱,、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象,，也使焊件性能下降,，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件,，焊前對焊件接口處預熱,、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質量。 : b8 `8 u6 _8 \: _ j
另外,，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,，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生焊接應力和變形,。重要產品焊后都需要消除焊接應力,，矯正焊接變形。 3 j7 ?/ b9 d, h3 O$ I
現(xiàn)代焊接技術已能焊出無內外缺陷的,、機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，接頭處的強度除受焊縫質量影響外,，還與其幾何形狀,、尺寸、受力情況和工作條件等有關,。接頭的基本形式有對接,、搭接、丁字接(正交接)和角接等,。
6 y1 j; N. A3 F7 y1 r 對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,，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，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，除保證焊透外還應考慮施焊方便,，填充金屬量少,，焊接變形小和坡口加工費用低等因素。 9 @2 {7 b4 s' c
厚度不同的兩塊鋼板對接時,，為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中,，常把較厚的板邊逐漸削薄,，達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高,。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)先采用對接接頭的焊接,。
7 J) t. y5 P: l+ _5 I 搭接接頭的焊前準備工作簡單,，裝配方便，焊接變形和殘余應力較小,，因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常采用,。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷,、腐蝕介質,、高溫或低溫等條件下工作。
! o1 T+ I2 E0 h7 W! l* x r+ p/ u 采用丁字接頭和角接頭通常是由于結構上的需要,。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似,。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫，這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中,；焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似,。
+ E( o! |# e) Y2 O5 V v 角接頭承載能力低，一般不單獨使用,，只有在焊透時,，或在內外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結構的拐角處,。 + q. h3 O$ u9 _- t$ S" ^- v
焊接產品比鉚接件,、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重,，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、鑄造相結合,，可以制成大型,、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構，經濟效益很高,。采用焊接工藝能有效利用材料,，焊接結構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,，達到經濟,、優(yōu)質,。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,。
2 A$ @$ H% o* g. R& j 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。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,，鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加,。
8 Q( {: \5 W4 [; } 未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料，以進一步提高焊接質量和安全可靠性，如改進現(xiàn)有電弧,、等離子弧、電子束,、激光等焊接能源,；運用電子技術和控制技術，改善電弧的工藝性能,，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法,。
5 ~, X8 j; j7 z8 _. ? 另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現(xiàn)程序控制,、數字控制,；研制從準備工序、焊接到質量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊機,；在自動焊接生產線上,，推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,，可以提高焊接生產水平,，改善焊接衛(wèi)生安全條件。 |
發(fā)表于 2006-10-21 22:09:19
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