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盤點6種先進焊接工藝,聽過不一定見過

2021-03-16 10:12:35

1.激光焊接

激光焊接:待加工表面經激光輻射加熱,表面熱經傳熱引導向內部擴散。通過控制激光脈沖寬度、能量、峰值功率、重復頻率等激光參數,對工件進行熔化,形成特定的熔池。

激光焊接可采用連續激光束或脈沖激光束。激光焊接的原理可分為熱傳導焊接和激光深焊。當功率密度小于10-10 w/cm時,熱傳導焊接的特點是熔化淺,焊接速度慢。當功率密度大于10-10 w/cm時,金屬表面在加熱作用下凹進“孔”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深寬比大的特點。

激光焊接技術廣泛應用于汽車、船舶、飛機、高速鐵路等高精度制造領域,很大地提高了人們的生活質量。

2.激光復合焊接

激光復合焊接是目前先進的焊接方法,它將激光束焊接與MIG焊接技術相結合,獲得了好的焊接效果、快速和焊接接頭橋接能力。

激光復合焊接的優點是:速度快,熱變形小,熱影響面積小,保證了焊縫的金屬組織和力學性能。

激光復合焊接不僅應用于汽車薄板結構的焊接,還適用于許多其他應用。例如,該技術應用于需要加工高強度鋼的混凝土泵和移動吊車臂架的生產。傳統技術往往會增加成本,因為需要其他輔助過程(如預熱)。此外,該技術還可以應用于軌道車輛和常規鋼結構(如橋梁、油罐等)的制造。

3.攪拌摩擦焊接

攪拌摩擦焊是一種利用摩擦熱和塑性變形熱的焊接熱源。攪拌摩擦焊工藝是將圓柱體或其他形狀(如帶螺紋的圓柱體)插入工件的連接處。通過焊接頭的高速旋轉,與焊接材料摩擦,使連接部位的溫度升高并軟化。

焊接過程中,攪拌摩擦焊應剛性固定在后墊上,焊頭邊緣高速旋轉,邊緣工件的接頭相對工件移動。

焊接頭的突出部分伸入材料中進行摩擦和攪拌。焊頭肩部與工件表面通過摩擦加熱,用來防止塑性態材料溢出,還可以去除表面的氧化膜。

在攪拌摩擦焊的末端留下一個鑰匙孔。通常鑰匙孔可以用其他焊接方法切斷或密封。

攪拌摩擦焊可以實現不同材料之間的焊接,如金屬、陶瓷、塑料等。攪拌摩擦焊接質量高,不易產生缺陷,易于實現機械化、自動化,質量穩定,成本效益高。

4.電子束焊接

電子束焊接是利用加速聚焦電子束在真空或非真空條件下轟擊焊接部位所產生的熱量進行焊接的一種方法。

電子束焊接因其無焊條、易氧化、工藝重復性好、熱變形小等優點,被廣泛應用于航空航天、原子能、國防軍工、汽車、電氣儀表等領域。

電子束焊接工作原理

電子從電子槍的發射極(陰極)中逸出。在加速電壓的作用下,電子被加速到光速的0.3-0.7倍,具有一定的動能。然后,電子槍中靜電透鏡和電磁透鏡的作用將產生高成功率密度的電子束。這種電子束撞擊工件表面,將電子動能轉化為熱能,使金屬迅速熔化蒸發。在高壓金屬蒸汽的作用下,在工件表面迅速鉆出一個小孔,又稱“鑰匙孔”。隨著電子束與工件的相對運動,液態金屬沿孔周圍流向熔池后部,通過冷卻凝固形成焊縫。

電子束焊接的主要特點

電子束具有較強的熔透能力,功率密度高,焊縫深寬比大,可達50:1,可實現大厚度材料的一次性成形,焊接厚度可達300mm。焊接能做到很好,焊接速度快,一般大于1m/min,熱影響面積小,焊接變形小,焊接結構精度高。電子束的能量可以調節。被焊接金屬的厚度可從0.05mm到300mm不等,不開槽。其他焊接方法不可能一次性成型。該材料可采用電子束焊接,特別適用于活性金屬、難熔金屬和高質量工件的焊接。

5.超聲波金屬焊接

超聲波金屬焊接是利用超聲頻率的機械振動能量連接同金屬或異種金屬的一種特殊方法。超聲波焊接時,金屬既不向工件輸送電流,也不向工件施加高溫熱源。它只是將機架的振動能量轉化為靜壓下工作室間的摩擦功、變形能和有限的溫升。接頭之間的冶金結合是一種不需要母材熔化就能實現的固態焊接。

它能有效地克服電阻焊接過程中的飛濺和氧化現象。超聲波金屬焊機可對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄板材料進行單點焊接、多點焊接和短帶焊接??蓮V泛應用于晶閘管引線、熔斷器、電引線、鋰電池電極、電極耳的焊接。

超聲波金屬焊接是利用高頻振動波傳遞到待焊金屬表面。在壓力下,兩種金屬表面相互摩擦,形成分子層之間的融合。

超聲波金屬焊接的優點是速度快、節能、熔合強度高、導電性好、無火花、接近冷加工。缺點是焊接的金屬件不能太厚(一般小于等于5mm),焊點位置不能太大,需要壓力。

6.閃光對接焊

閃光對焊的原理是通過對焊機使金屬兩端接觸。通過低壓的強電流,將金屬加熱到一定溫度并軟化后,進行軸壓頂鍛,形成對接焊頭。

在兩個焊接部位未接觸前,用兩個鉗電極將其夾緊并連接電源??梢苿訆A具。兩個焊接件接觸面通電加熱。接觸點通過加熱形成液態金屬爆炸,噴射火花形成閃光??蓜訆A具連續移動。閃光燈連續出現。將兩個焊接件加熱后,達到一定溫度后,擠壓兩個工件端面,切斷焊接電源,牢固地焊在一起。接觸點閃動,通過電阻加熱焊接接頭,熔化焊接部分末端的金屬,并施加頂力完成焊接。

鋼筋閃光對焊是將兩根鋼筋壓焊在對焊接頭上的一種焊接方法。利用焊接電流,兩根鋼筋接觸點產生的電阻熱使接觸點金屬熔化,產生強烈飛濺,形成閃光,帶有刺激性氣味,釋放微量分子,迅速施加頂鍛力完成。

盤點6種先進焊接工藝,聽過不一定見過

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