焊接技術及焊接的發(fā)展歷史
焊接技術焊接技術自發(fā)明至今已有百余年的歷史，工業(yè)生產中的一切重要產品，如航空、航天及核能工業(yè)中產品的生產制造都離不開焊接技術。當前，新興工業(yè)的發(fā)展迫使焊接技術不斷前進，如微電子工業(yè)的發(fā)展促進了微型連接工藝和設備的發(fā)展；陶瓷材料和復合材料的發(fā)展促進了真空釬焊、真空擴散焊、噴涂以及粘接工藝的發(fā)展。所以焊接技術將隨著科學技術的進步而不斷發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 1能源方面目前，焊接熱源已非常豐富，如火焰、電弧、電阻、超聲、摩擦、等離于、電子束、激光束、微波等等，但焊接熱源的研究與開發(fā)并未終止，其新的發(fā)展可概括為三個方面:首先是對現(xiàn)有熱源的改善，使它更為有效、方便、經濟適用，在這方面，電子束和激光束焊接的發(fā)展較顯著；其次是開發(fā)更好、更有效的熱源，采用兩種熱源疊加以求獲得更強的能量密度，例如在電子束焊中加入激光束等；第三是節(jié)能技術。由于焊接所消耗的能源很大，所以出現(xiàn)了不少以節(jié)能為目標的新技術，如太陽能焊、電阻點焊中利用電子技術的發(fā)展來提高焊機的功率因數(shù)等?！ ?計算機在焊接中的應用弧焊設備微機控制系統(tǒng)，可對焊接電流、焊接速度、弧長等多項參數(shù)進行分析和控制，對焊接操作程序和參數(shù)變化等作出顯示和數(shù)據(jù)保留，從而給出焊接質量的確切信息。目前以計算機為核心建立的各種控制系統(tǒng)包括焊接順序控制系統(tǒng)、PID調節(jié)系統(tǒng)、控制及自適應控制系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)均在電弧焊、壓焊和釬焊等不同的焊接方法中得到應用。計算機軟件技術在焊接中的應用越來越得到人們的重視。目前，計算機模擬技術已用于焊接熱過程、焊接冶金過程、焊接應力和變形等的模擬；數(shù)據(jù)庫技術被用于建立焊工檔案管理數(shù)據(jù)庫、焊接符號檢索數(shù)據(jù)庫、焊接工藝評定數(shù)據(jù)庫、焊接材料檢索數(shù)據(jù)庫等；在焊接領域中，CAD/CAM的應用正處于不斷開發(fā)階段，焊接的柔性制造系統(tǒng)也已出現(xiàn)?！ ?焊接機器人和智能化焊接機器人是焊接自動化的革 命性進步，它突破了焊接剛性自動化的傳統(tǒng)方式，開拓了一種柔性自動化新方式，焊接機器人的主要優(yōu)點是:穩(wěn)定和提高焊接質量，保證焊接產品的均一性；提高生產率，一天可24小時連續(xù)生產；可在有害環(huán)境下長期工作，改善了工人勞動條件；降低了對工人操作技術要求；可實現(xiàn)小批量產品焊接自動化；為焊接柔性生產線提供了技術基礎。為提高焊接過程的自動化程度，除了控制電弧對焊縫的自動跟蹤外，還應實時控制焊接質量，為此需要在焊接過程中檢測焊接坡口的狀況，如熔寬、熔深和背面焊道成形等，以便能及時地調整焊接參數(shù)，保證良好的焊接質量，這就是智能化焊接。智能化焊接的發(fā)展重 點在視覺系統(tǒng)，它的關鍵技術是傳感器技術。雖然目前智能化還處在初級階段，但有著廣闊前景，是一個重要的發(fā)展方向。有關焊接工程的專家系統(tǒng)，近年來國內外已有較深入的研究，并已推出或準備推出某些商品化焊接專家系統(tǒng)。焊接專家系統(tǒng)是具有相當于專家的知識和經驗水平，以及具有解決焊接專門問題能力范圍的計算機軟件系統(tǒng)。在此基礎上發(fā)展起來的焊接質量計算機綜合管理系統(tǒng)在焊接中也得到了應用，其內容包括對產品的初始試驗資料和數(shù)據(jù)的分析、產品質量檢驗、銷售監(jiān)督等，其軟件包括數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)等技術的具體應用?！ ?提高焊接生產率焊接技術提高焊接生產率是推動焊接技術發(fā)展的重要驅動力。提高生產率的途徑有二個方面:其一，是提高焊接熔敷率。手弧焊中的鐵粉焊、重力焊、躺焊等工藝；埋弧焊中的多絲焊、熱絲焊均屬此類，其效果顯著。例如三絲埋弧焊，其工藝參數(shù)分別為2200AX33V；1400AX40V1100AX45V，采用坡口截面較小，背面采用擋板或襯墊，50-6mm的鋼板可一次焊透成形，焊速達到0.4m/min以上，其熔敷效率是手弧焊的100倍以上。其二，是減少坡口截面及熔敷金屬量，近10年來突出的成就是窄間隙焊接。窄間隙焊接采用氣體保護焊為基礎，利用單絲、雙絲或三絲進行焊接。無論接頭厚度如何，均可采用對接形式。例如，鋼板厚度由50-300mm，間隙均可設計為13mm左右，因而所需熔敷金屬量成數(shù)倍、數(shù)十倍地降低，從而大大提高了生產率。窄間隙焊接的主要技術關鍵是如何保證兩側熔透和保證電弧中心自動跟蹤處于坡口中心線上。為解決這兩個問題，世界各國開發(fā)出多種不同方案，因而出現(xiàn)了種類多樣的窄間隙焊接法。電子束焊、激光束焊及等離子弧焊時，可采用對接接頭，且不用開波口，因此是理想的窄間隙焊接法，這是它們受到廣泛重視的重要原因之一。
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