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盘点6种先进焊接工艺,听过不一定见过

2021-03-16 10:12:35

1.激光焊接

激光焊接:待加工表面经激光辐射加热,表面热经传热引导向内部扩散。通过控制激光脉冲宽度、能量、峰值功率、重复频率等激光参数,对工件进行熔化,形成特定的熔池。

激光焊接可采用连续激光束或脉冲激光束。激光焊接的原理可分为热传导焊接和激光深焊。当功率密度小于10-10 w/cm时,热传导焊接的特点是熔化浅,焊接速度慢。当功率密度大于10-10 w/cm时,金属表面在加热作用下凹进“孔”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。

激光焊接技术广泛应用于汽车、船舶、飞机、高速铁路等高精度制造领域,很大地提高了人们的生活质量。

2.激光复合焊接

激光复合焊接是目前先进的焊接方法,它将激光束焊接与MIG焊接技术相结合,获得了好的焊接效果、快速和焊接接头桥接能力。

激光复合焊接的优点是:速度快,热变形小,热影响面积小,保证了焊缝的金属组织和力学性能。

激光复合焊接不仅应用于汽车薄板结构的焊接,还适用于许多其他应用。例如,该技术应用于需要加工高强度钢的混凝土泵和移动吊车臂架的生产。传统技术往往会增加成本,因为需要其他辅助过程(如预热)。此外,该技术还可以应用于轨道车辆和常规钢结构(如桥梁、油罐等)的制造。

3.搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊是一种利用摩擦热和塑性变形热的焊接热源。搅拌摩擦焊工艺是将圆柱体或其他形状(如带螺纹的圆柱体)插入工件的连接处。通过焊接头的高速旋转,与焊接材料摩擦,使连接部位的温度升高并软化。

焊接过程中,搅拌摩擦焊应刚性固定在后垫上,焊头边缘高速旋转,边缘工件的接头相对工件移动。

焊接头的突出部分伸入材料中进行摩擦和搅拌。焊头肩部与工件表面通过摩擦加热,用来防止塑性态材料溢出,还可以去除表面的氧化膜。

在搅拌摩擦焊的末端留下一个钥匙孔。通常钥匙孔可以用其他焊接方法切断或密封。

搅拌摩擦焊可以实现不同材料之间的焊接,如金属、陶瓷、塑料等。搅拌摩擦焊接质量高,不易产生缺陷,易于实现机械化、自动化,质量稳定,成本效益高。

4.电子束焊接

电子束焊接是利用加速聚焦电子束在真空或非真空条件下轰击焊接部位所产生的热量进行焊接的一种方法。

电子束焊接因其无焊条、易氧化、工艺重复性好、热变形小等优点,被广泛应用于航空航天、原子能、国防军工、汽车、电气仪表等领域。

电子束焊接工作原理

电子从电子枪的发射极(阴极)中逸出。在加速电压的作用下,电子被加速到光速的0.3-0.7倍,具有一定的动能。然后,电子枪中静电透镜和电磁透镜的作用将产生高成功率密度的电子束。这种电子束撞击工件表面,将电子动能转化为热能,使金属迅速熔化蒸发。在高压金属蒸汽的作用下,在工件表面迅速钻出一个小孔,又称“钥匙孔”。随着电子束与工件的相对运动,液态金属沿孔周围流向熔池后部,通过冷却凝固形成焊缝。

电子束焊接的主要特点

电子束具有较强的熔透能力,功率密度高,焊缝深宽比大,可达50:1,可实现大厚度材料的一次性成形,焊接厚度可达300mm。焊接能做到很好,焊接速度快,一般大于1m/min,热影响面积小,焊接变形小,焊接结构精度高。电子束的能量可以调节。被焊接金属的厚度可从0.05mm到300mm不等,不开槽。其他焊接方法不可能一次性成型。该材料可采用电子束焊接,特别适用于活性金属、难熔金属和高质量工件的焊接。

5.超声波金属焊接

超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量连接同金属或异种金属的一种特殊方法。超声波焊接时,金属既不向工件输送电流,也不向工件施加高温热源。它只是将机架的振动能量转化为静压下工作室间的摩擦功、变形能和有限的温升。接头之间的冶金结合是一种不需要母材熔化就能实现的固态焊接。

它能有效地克服电阻焊接过程中的飞溅和氧化现象。超声波金属焊机可对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄板材料进行单点焊接、多点焊接和短带焊接。可广泛应用于晶闸管引线、熔断器、电引线、锂电池电极、电极耳的焊接。

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到待焊金属表面。在压力下,两种金属表面相互摩擦,形成分子层之间的融合。

超声波金属焊接的优点是速度快、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷加工。缺点是焊接的金属件不能太厚(一般小于等于5mm),焊点位置不能太大,需要压力。

6.闪光对接焊

闪光对焊的原理是通过对焊机使金属两端接触。通过低压的强电流,将金属加热到一定温度并软化后,进行轴压顶锻,形成对接焊头。

在两个焊接部位未接触前,用两个钳电极将其夹紧并连接电源。可移动夹具。两个焊接件接触面通电加热。接触点通过加热形成液态金属爆炸,喷射火花形成闪光。可动夹具连续移动。闪光灯连续出现。将两个焊接件加热后,达到一定温度后,挤压两个工件端面,切断焊接电源,牢固地焊在一起。接触点闪动,通过电阻加热焊接接头,熔化焊接部分末端的金属,并施加顶力完成焊接。

钢筋闪光对焊是将两根钢筋压焊在对焊接头上的一种焊接方法。利用焊接电流,两根钢筋接触点产生的电阻热使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,带有刺激性气味,释放微量分子,迅速施加顶锻力完成。

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