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自我效能感(self-efficacy)概念來(lái)源于班杜拉(Albert Bandura.1977)的社會(huì)認(rèn)知學(xué)習(xí)理論,或者是自我效能感理論。原意是指“個(gè)體對(duì)自己是否有能力完成某一行為(任務(wù))所進(jìn)行的主觀判斷?!盵3]教育技術(shù)能力是指我國(guó)教育部頒布的《中小學(xué)教師教育技術(shù)能力標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中規(guī)定的中小學(xué)教學(xué)、管理、技術(shù)支持三類人員的教育技術(shù)能力。參照這兩個(gè)定義,筆者把中小學(xué)教師運(yùn)用教育技術(shù)能力的自我效能感定義為:個(gè)體對(duì)自己是否有能力運(yùn)用教育技術(shù)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)所進(jìn)行的主觀判斷。按照普通心理學(xué)的解釋,能力是一種心理特征,是個(gè)體順利實(shí)現(xiàn)某種活動(dòng)或者任務(wù)的心理?xiàng)l件。能力不是指?jìng)€(gè)體現(xiàn)有的成就,而是指?jìng)€(gè)體具有的一種潛力和可能性。在教學(xué)活動(dòng)中,通常能力通過(guò)各種具體的活動(dòng)表現(xiàn)出來(lái),并在活動(dòng)中得以發(fā)展和完善,教育技術(shù)能力也不例外。在具體的教學(xué)活動(dòng)中,有人擅長(zhǎng)使用言語(yǔ)能力,有人擅長(zhǎng)使用教育技術(shù)能力。這與教師的信息素養(yǎng)有關(guān)。所謂主觀判斷是指?jìng)€(gè)體根據(jù)自己的心理尺度來(lái)評(píng)判事物的好與壞的心理傾向。
很顯然,這里所說(shuō)的效能感是一種特殊形式的教學(xué)效能感,是教師運(yùn)用教育技術(shù)原理和技能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)意義下的自我效能感,是教師個(gè)體在教學(xué)過(guò)程中借助教育技術(shù)工具、組織實(shí)施教學(xué)帶來(lái)的某種結(jié)果的自我效能感。它與通常所說(shuō)的教學(xué)結(jié)果期待或者教學(xué)效能期待既有區(qū)別又有聯(lián)系。教學(xué)結(jié)果期待是相信那些教學(xué)行為會(huì)出現(xiàn)某種預(yù)料之中的結(jié)果。比如:教學(xué)生運(yùn)用某個(gè)詞組造句,其教學(xué)結(jié)果期待是預(yù)料學(xué)生對(duì)這個(gè)詞組有較深入的理解。而自我效能感是相信自己能夠做出某種行為后達(dá)到某種水平的信念。信念是認(rèn)知、情感和意志的有機(jī)統(tǒng)一體,是人們?cè)谝欢ǖ恼J(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上確立的對(duì)某種思想或事物堅(jiān)信不疑并身體力行的心理態(tài)度和精神狀態(tài)。[4]綜合起來(lái),以上諸因素構(gòu)成了中小學(xué)教師運(yùn)用教育技術(shù)的自我效能感內(nèi)涵。
二、中小學(xué)教師運(yùn)用教育技術(shù)的自我效能感的結(jié)構(gòu)
班杜拉提出的“三元交互決定論”認(rèn)為,人的心理和行為機(jī)能是由人的內(nèi)部因素(認(rèn)知、動(dòng)機(jī)、情感、生理)P、環(huán)境E和行為B三者決定的(如圖1所示)。這三者之間相互獨(dú)立,又是相互作用和相互影響的。這一理論突出了個(gè)體的內(nèi)部因素在人的心理和行為機(jī)能方面的作用,而且班杜拉的自我效能理論主要關(guān)注的是“三元交互決定論”中的個(gè)體內(nèi)部因素或是主體性因素。
圖1 班杜拉的三元交互因果關(guān)系圖
從班杜拉的三元交互作用決定論入手,把握中小學(xué)教師運(yùn)用教育技術(shù)的自我效能感的結(jié)構(gòu),理解人的自我效能感是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程,源于個(gè)體內(nèi)部因素、環(huán)境和行為三元交互作用,也消失于這三元交互作用,是一個(gè)不斷消失和重構(gòu)、螺旋式上升的過(guò)程。舊的自我效能感的消失意味著新的、更有活力的自我效能感的重構(gòu)和生成。教師運(yùn)用教育技術(shù)的自我效能感也是這樣一個(gè)消失和重構(gòu)的過(guò)程,與中小學(xué)教師掌握和運(yùn)用技術(shù)的過(guò)程相對(duì)應(yīng)。個(gè)體內(nèi)部因素、環(huán)境和行為三元交互作用形成了自我效能,同時(shí),自我效能也對(duì)內(nèi)部因素、環(huán)境和行為之間的交互作用產(chǎn)生影響。例如:教師運(yùn)用教育技術(shù)進(jìn)行教學(xué)或是教育技術(shù)進(jìn)入到教學(xué)中,首先是一個(gè)嘗試的階段,起初他們處于一個(gè)陌生的、具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。當(dāng)教師進(jìn)行嘗試之后,發(fā)現(xiàn)利用教育技術(shù)能更好地進(jìn)行教學(xué),并且能獲取更大的成功,即教師運(yùn)用教育技術(shù)的自我效能感高,因此,教師便會(huì)選擇運(yùn)用教育技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行教學(xué),并且還會(huì)積極地改造教育技術(shù)下的環(huán)境,將技術(shù)與學(xué)科課程整合起來(lái),甚至?xí)?chuàng)造出一些新的教學(xué)的環(huán)境來(lái)使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。這樣,自我效能便對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了影響。
中圖分類號(hào): TG456.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1673-1069(2017)01-164-2
0 引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,我國(guó)焊接技術(shù)也有了很大的進(jìn)步,尤其是激光焊接技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)受到了各行各業(yè)的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用,為我國(guó)制造業(yè)、電子行業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都做出了極大的貢獻(xiàn),因此,深入的研究激光焊接技術(shù)及其應(yīng)用不僅能夠促進(jìn)焊接行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,而且對(duì)于發(fā)展我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)等其他行業(yè)也具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 激光焊接技術(shù)
1.1 激光焊接技術(shù)的工作機(jī)理
20世紀(jì)60年代以來(lái),伴隨CO2、YAG等激光器的誕生,研究人員們也迅速將其利用到了焊接技術(shù)中,進(jìn)而開(kāi)發(fā)了激光焊接技術(shù),它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用為焊接行業(yè)帶來(lái)了新的希望,并且很快被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。激光焊接技術(shù)的工作機(jī)理由于激光器的不同也各有差異,因而,根據(jù)激光器提供的功率密度的大小可以將激光焊接技術(shù)分為兩類,一是激光傳熱熔化焊,二是激光深熔焊,他們的工作機(jī)理也各不相同。激光傳熱熔化焊所使用的激光器功率密度為105~106w/cm2,其工作機(jī)理是被焊工件表面吸收激光束熱量,然后利用熱傳導(dǎo)效應(yīng)在工件表面形成一定體積的熔池,使被焊部位熔化,然后進(jìn)行焊接工作。激光深熔焊所使用的激光器功率密度為106~108w/cm2,其工作機(jī)理為利用激光器功率密度高的特點(diǎn),使材料達(dá)到瞬間汽化進(jìn)而在表面形成圓孔空腔,然后再通過(guò)控制激光束與工件間的相對(duì)運(yùn)用使空腔附近的金屬熔化,進(jìn)而完成焊接工作。
1.2 激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)
近年來(lái),經(jīng)過(guò)研究人員不斷的探索和創(chuàng)新,激光焊接技術(shù)終于被成功開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,并且,在某些領(lǐng)域中,傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)完全被激光焊接技術(shù)所取代。激光焊接技術(shù)之所以可以被廣泛的應(yīng)用,一定是有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。下面我們就介紹激光焊接技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)。第一,熱影響區(qū)域非常小。由于激光焊接技術(shù)是將激光束直接打到被焊接的部位,而激光束又具有方向性強(qiáng)和熱源集中的特點(diǎn),因而激光束只作用于被焊接的部位,不會(huì)影響其他區(qū)域。正是因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)點(diǎn),激光焊接技術(shù)可以被應(yīng)用于焊接非常精密的零部件,大大降低了焊件收縮、變形情況的出現(xiàn)。第二,激光束聚集可以產(chǎn)生很高的熱量,因而,利用激光焊接技術(shù)所焊接的焊縫強(qiáng)度都很高,保證了焊件的質(zhì)量,并且焊接工作效率也很高,此外,由于激光束方向性好,不會(huì)對(duì)非焊接區(qū)域造成干擾,因而通常焊縫表面的質(zhì)量都很好。第三,利用激光焊接可以對(duì)非常隱蔽、難以到達(dá)的部位進(jìn)行焊接。這是因?yàn)榧す夂附蛹夹g(shù)非常靈活,只需要通過(guò)控制激光束的方向就能改變焊接位置。第四,傳統(tǒng)的焊接技術(shù)對(duì)于金屬間的焊接還是能夠達(dá)到的,但是對(duì)于異種合金焊接就相對(duì)困難了。然而,利用激光焊接技術(shù)甚至可以完成金屬與非金屬之間的焊接,可以說(shuō)是焊接技術(shù)新的突破。
當(dāng)然,一切事物都有兩面性,激光焊接技術(shù)雖然有很多突出的優(yōu)勢(shì),但是依舊存在一些不足之處,比如:第一,如果被焊工件要應(yīng)用激光焊接技術(shù)進(jìn)行焊接,那么就要求其在焊接前進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的處理,通常要處理焊件的加工精度、裝配等,因?yàn)槿绻缓腹ぜ_(dá)不到高標(biāo)準(zhǔn)的要求,那么利用激光焊接技術(shù)在焊接過(guò)程中很容易造成缺陷;第二,激光焊接技術(shù)相對(duì)于普通焊接技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì),因而受到各行各業(yè)的青睞,然而,如果想要應(yīng)用激光焊接技術(shù),所要購(gòu)買(mǎi)的激光焊接設(shè)備價(jià)格相對(duì)比較高,對(duì)于一些企業(yè)而言就需要花費(fèi)高額的投資成本,這也是有些企業(yè)放棄應(yīng)用激光焊接技術(shù)的原因之一。
2 激光焊接技術(shù)的應(yīng)用
2.1 制造業(yè)領(lǐng)域
早在20世紀(jì)80年代,千瓦級(jí)激光器的誕生促使激光焊接技術(shù)被成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,而在之后的發(fā)展中,激光焊接技術(shù)被應(yīng)用最多的就是汽車(chē)制造業(yè)中。尤其是當(dāng)今汽車(chē)市場(chǎng)非常火爆,汽車(chē)制造業(yè)迅速發(fā)展,激光焊接技術(shù)為汽車(chē)制造提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。就拿發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)和日本來(lái)說(shuō),兩個(gè)國(guó)家在汽車(chē)制造業(yè)上都屬于世界領(lǐng)先水平,90年代初,美國(guó)非常有名的通用、福特和克萊斯特汽車(chē)制造公司引入了激光焊技術(shù),雖然相對(duì)而言激光焊接技術(shù)的引入有些晚,但是,這并沒(méi)有阻礙激光焊接技術(shù)快速發(fā)展的腳步,美國(guó)相關(guān)研究人員對(duì)激光焊接技術(shù)做出了更大的提升,使得其在汽車(chē)制造業(yè)上發(fā)揮了更大的作用。眾所周知,日本的本田、豐田都是非常出色、實(shí)力很強(qiáng)的汽車(chē)制造企業(yè),它們所生產(chǎn)的汽車(chē)覆蓋件都利用了激光焊接技術(shù),尤其是高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件具有非常優(yōu)良的性能,如今被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)中,促進(jìn)了汽車(chē)制造業(yè)的快速發(fā)展。
2.2 粉末冶金焊接
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,在很多制造業(yè)中,傳統(tǒng)的材料已經(jīng)無(wú)法滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需要,因而,在很多制造業(yè)中都對(duì)材料提出了更高的要求。在眾多新型材料中,粉末冶金材料成為了汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)所青睞的冶鑄材料,而要想很好的利用粉末冶金材料,就必須解決它與其他零件的連接問(wèn)題。傳統(tǒng)的焊接技術(shù)顯然無(wú)法滿足焊接需求,而激光焊接技術(shù)的誕生有效解決了這一問(wèn)題,不僅使粉末冶金材料可以與很多種合金進(jìn)行焊接,而且其焊接強(qiáng)度也非常高。
2.3 電子工業(yè)領(lǐng)域
正如我們上述提到的激光焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一是其焊接熱影響區(qū)域小,而在電子工業(yè)中,所要焊接的通常都是比較微小的電子元件,因而,激光焊接技術(shù)就可以在電子工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。此外,激光焊接技術(shù)在真空器件研制中也得到了應(yīng)用,在過(guò)去,由于傳感器、溫控器中的彈性薄壁波紋片厚度非常小,大約在0.05―0.1mm之間,傳統(tǒng)電弧焊焊接技術(shù)穿透力極強(qiáng),稍微不小心就可能會(huì)穿透波紋片,并且還會(huì)影響到其他區(qū)域,穩(wěn)定性較差,這給焊接工作帶來(lái)了極大的困難,而應(yīng)用激光焊接技術(shù)由于其穩(wěn)定性強(qiáng),激光束容易控制,且熱影響范圍很小,就可以很容易完成波紋片焊接工作。
2.4 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
20世紀(jì)70年代,國(guó)外研究學(xué)者就將激光焊接技術(shù)應(yīng)用到了焊接輸卵管和血管上,并且順利完成了焊接工作,這使得更多的研究人員看到了激光焊接技術(shù)的優(yōu)越性。我國(guó)生物醫(yī)學(xué)研究人員將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于大白鼠膽總管焊接上,經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明激光焊接具有吻合速度快的特點(diǎn),并且在愈合過(guò)程中沒(méi)有異物反映,而被修復(fù)的組織依舊可以按照原生物力學(xué)性狀生長(zhǎng),這為未來(lái)的生物醫(yī)學(xué)發(fā)展又提供了寶貴的參考價(jià)值。
3 結(jié)語(yǔ)
總而言之,近年來(lái),激光焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、輪船等制造業(yè),以及電子工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中,該焊接技術(shù)的原理主要是利用了激光束聚焦后能獲得高能量的特點(diǎn),進(jìn)而在所需焊接的部位打激光束,焊接部位的金屬受到激光束產(chǎn)生的熱能而融化,即可進(jìn)行焊接工作。激光焊接技術(shù)與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比具有突出的優(yōu)越性,促進(jìn)了焊接行業(yè)的快速發(fā)展,同時(shí),也正是因?yàn)榧す夂附蛹夹g(shù)的優(yōu)勢(shì),近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)、粉末冶金焊接、電子產(chǎn)業(yè)以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為各領(lǐng)域在焊接方面做出了突出的貢獻(xiàn),促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)、醫(yī)學(xué)等各行各業(yè)的快速發(fā)展。激光焊接技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)給很多領(lǐng)域的工作帶來(lái)了極大的方便,不僅促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展,而且?guī)?dòng)了工業(yè)、農(nóng)業(yè)等很多行業(yè)的進(jìn)步。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 郭偉強(qiáng),歐玉峰.淺談激光焊接技術(shù)及其應(yīng)用[J].科協(xié)論壇(下半月),2011(04):40.
[2] 李少華,康蓉娣.激光焊接技術(shù)及其應(yīng)用[J].艦船防化,2011(04):32-36.
[3] 任方杰.激光焊接技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代焊接,2010(11):1-4.
[4] 史強(qiáng).淺談激光焊接技術(shù)原理及其應(yīng)用[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2012(11):297.
汽車(chē)的出現(xiàn)改變了人們的出行方式,為人們節(jié)省了時(shí)間,同時(shí)也推進(jìn)了社會(huì)的快速發(fā)展,大力發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)成為當(dāng)今世界各國(guó)的重要關(guān)注的對(duì)象。激光焊接科技憑借穿透深、適應(yīng)性好、能量密度高、精度高等優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)最重要的技術(shù)之一。通過(guò)激光將幾塊具有一定性能、材質(zhì)以及厚度差異的薄板拼焊在一起,然后進(jìn)行沖壓成形。不僅減少了材料的廢棄,還減輕了整體重量,提升了綜合力學(xué)性能。在汽車(chē)發(fā)展的80多年歷程里面,激光焊接技術(shù)在汽車(chē)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用,受到激光焊接技術(shù)本身的優(yōu)越性與汽車(chē)制造行業(yè)的整體發(fā)展趨勢(shì)以及市場(chǎng)需求的改變等多方面的影響。因此,發(fā)展激光焊接技術(shù)對(duì)推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)有著十分積極的意義。
1激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)
享有“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”等美譽(yù)的激光是指受激光發(fā)射的輻射光放大。激光焊接指將具有高功率聚焦的激光束為熱源,把材料融化并形成高質(zhì)量的焊接接頭,這種焊接方法不僅效率高,而且精度非常精確[1]。在汽車(chē)制造行業(yè)中,根據(jù)激光焊接技術(shù)的差異,可以把激光焊機(jī)分為兩大類:YAG激光焊機(jī)與CO2激光焊機(jī)。在制造汽車(chē)過(guò)程中的主打標(biāo)工序一般由YAG激光焊機(jī)操作的,而表面處理、切割、打孔、焊接等處理過(guò)程一般是采用CO2激光焊機(jī)完成。由于YAG激光器技術(shù)的改善,也會(huì)在焊接和切割方面有所運(yùn)用。激光焊接具備下列特點(diǎn):(1)應(yīng)用范圍比較廣。(2)可用來(lái)對(duì)那些加工材料非常脆弱、硬度極大、高熔點(diǎn)或者相對(duì)薄的高效率加工。(3)熱影響區(qū)與熱變形都很小,焊接縫質(zhì)量高。(4)加工速度快,節(jié)省材料,污染少,噪音低,勞動(dòng)強(qiáng)度低。(5)其設(shè)備功能齊全,操作非常簡(jiǎn)便;具備計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),可以進(jìn)行高精度的立體加工。
2激光焊接技術(shù)在汽車(chē)制造方面的應(yīng)用現(xiàn)狀
一汽大眾企業(yè)是最先使用激光焊接技術(shù)的企業(yè)之一。大約是90年代的時(shí)候,一汽大眾企業(yè)就在300多臺(tái)汽車(chē)使用了激光焊接技術(shù),大多應(yīng)用在底盤(pán)與車(chē)體的焊接上面。激光焊接技術(shù)在汽車(chē)制造領(lǐng)域的運(yùn)用根據(jù)焊接方法的差異大致可以分為下列幾種:
2.1激光焊接
齒輪在汽車(chē)制造占較大的比重,用激光焊接對(duì)變速器齒輪的焊接的運(yùn)用開(kāi)啟了激光焊機(jī)在汽車(chē)制造領(lǐng)域運(yùn)用的先河。變速器對(duì)齒輪質(zhì)量以及轉(zhuǎn)速的要求十分嚴(yán)格,不僅需要高效率的焊接,而且由于考慮到不準(zhǔn)給齒輪增添過(guò)多的負(fù)載,必須采用高凈度焊接方法[2]。因此最先把高效精準(zhǔn)激光焊接運(yùn)用到焊接變速器的齒輪上。1980年期間,以克萊斯勒為首的美國(guó)三大汽車(chē)制造公司相繼把該焊接方式運(yùn)用于汽車(chē)的制造行業(yè)。激光焊接技術(shù)在提升對(duì)傳動(dòng)部件的焊接的性能,同時(shí)大大節(jié)約了生產(chǎn)原料,為世界節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。近些年,隨著汽車(chē)制造材質(zhì)的不斷演進(jìn),目前,由于材料的性能不夠完善以及不能提升整車(chē)的美觀等因素,限制了汽車(chē)制造業(yè)前進(jìn)的步伐。多大數(shù)汽車(chē)制造公司引進(jìn)環(huán)保節(jié)能的新型材料,例如,新型鎂、鋁等質(zhì)量輕的材料。該型材料引進(jìn)意味著需要更高水準(zhǔn)的焊接類型,常規(guī)的點(diǎn)焊技術(shù)造成鎂、鋁材料生成了金屬鍵化合物,它們縮短了焊接材料的使用壽命以及削弱了使用效果,而激光焊接的出現(xiàn)很好地避免了常規(guī)焊接技術(shù)引起的麻煩,因此激光焊接很快成為當(dāng)今世界汽車(chē)制造行業(yè)中比較盛行的焊接技術(shù)。
2.2激光復(fù)合焊接技術(shù)
可以把激光復(fù)合焊接技術(shù)理解成在激光焊接技術(shù)基礎(chǔ)上的改進(jìn)——把電弧與激光的焊接技術(shù)進(jìn)行合理的結(jié)合。一方面,激光復(fù)合焊接技術(shù)在焊接效率與速度方面均優(yōu)于單一的焊接技術(shù),而且具有較好的焊接穩(wěn)定性。另一方面,單一的激光焊接技術(shù)在焊接時(shí)受熱面積窄、焊縫深,這樣對(duì)焊接材料多少有些損傷,而電弧焊接采用受熱面大的導(dǎo)熱焊接方式,不僅擁有較深的焊縫又保證了較為廣泛的受熱面,大幅度增加了焊接工作的質(zhì)量與效率[3]。
2.3激光拼接
汽車(chē)車(chē)身制造的傳統(tǒng)方法是先采用沖壓技術(shù)再進(jìn)行焊接。此類焊接技術(shù)的特點(diǎn)是在完成對(duì)每個(gè)部分沖壓成型工作之后再逐一焊接在一起,以至于每個(gè)成型的部件難以較好地融合成一體,從而焊接成品不夠完美。激光拼焊技術(shù)的研發(fā)很好地解決部件融合所存在的問(wèn)題。激光拼焊改變了以往的車(chē)身制造順序,可將厚度與材質(zhì)相異或者經(jīng)不同表面處理的鋼板通過(guò)激光焊技術(shù),焊接一個(gè)組件整體。
3激光焊接技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
與傳統(tǒng)焊接組件相比激光焊接的組件費(fèi)用略高,因此開(kāi)發(fā)低成本、靈活、簡(jiǎn)便的激光焊接組件是汽車(chē)焊接領(lǐng)域的必經(jīng)之路。目前,在汽車(chē)行業(yè)的焊接工藝中,對(duì)激光器的選擇一般為大功率CO2激光器以及脈沖ZD:YAG激光器。在未來(lái)激光焊接技術(shù)的發(fā)展中,激光器的功力將達(dá)到1000W以上的有光纖激光器單光纖、單模光纖。在汽車(chē)制造業(yè)有貢獻(xiàn)的將是二極管陣列激光焊接技術(shù),運(yùn)用其波長(zhǎng)在近紅以外區(qū)域的激光能量對(duì)汽車(chē)零件進(jìn)行焊接[4]。此外,采用激光加熱與其它熱能相結(jié)合的方式為焊接過(guò)程提供多重?zé)崃康姆绞?,彌補(bǔ)激光單熱源在激光焊接技術(shù)方面的不足。近年來(lái),廣泛運(yùn)用在汽車(chē)制造業(yè)方面的焊接技術(shù)的復(fù)合熱源焊接技術(shù)有激光與電弧、感應(yīng)熱源復(fù)合焊接、雙激光束焊接等技術(shù)。另外,焊接機(jī)器人得到了廣泛的發(fā)展,行動(dòng)靈活,變化多樣,自動(dòng)化水平高、都是焊接機(jī)器人所具備的優(yōu)點(diǎn)。焊接質(zhì)量?jī)?yōu)越、動(dòng)作敏捷、反應(yīng)迅速、機(jī)動(dòng)性好,不存在安全問(wèn)題等等。
4總結(jié)
現(xiàn)在激光焊接技術(shù)發(fā)展的程度已非常高端了,汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)步入到一個(gè)柔性化的生產(chǎn)鏈,對(duì)相應(yīng)的技術(shù)要求也更高了,加大研發(fā)激光焊接技術(shù)和相關(guān)的激光加工技術(shù)對(duì)大力發(fā)展汽車(chē)行業(yè)尤為緊迫。近年來(lái),中國(guó)制造業(yè)在激光焊接技術(shù)方面獲得了重大突破,然而國(guó)內(nèi)的激光焊接設(shè)備制造能力還十分有限,需要借助國(guó)外的力量。我國(guó)制造行業(yè)的首要任務(wù)是大力提升在焊接技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)能力,逐步完成對(duì)激光焊接技術(shù)設(shè)備的制造與生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn):
引言:
焊接技術(shù)的興起和不斷發(fā)展,有效推動(dòng)我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也加速了制造業(yè)的發(fā)展步伐,作為應(yīng)用廣泛的一項(xiàng)技術(shù),當(dāng)前經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的狀態(tài)下是否會(huì)出現(xiàn)窘境,值得我們深思,那么,焊接技術(shù)以后該如何發(fā)展才能真正適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,焊接技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之間結(jié)合會(huì)推動(dòng)焊接技術(shù)自動(dòng)化、安全化發(fā)展,有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1、我國(guó)當(dāng)前焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)概述
1.1我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
在我國(guó)現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)水平下,人們的生活已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,人們對(duì)周?chē)挛锏馁|(zhì)量、環(huán)保等各種問(wèn)題的條件越來(lái)越高,在化工石油鋼管道的焊接處理中,也需要不斷提高焊接要求,以滿足化工石油生產(chǎn)的需要。鋼管道的焊接工藝也隨著人們的需求和社會(huì)發(fā)展不斷提高、改革,目前已經(jīng)達(dá)到了焊接技術(shù)的自動(dòng)化使用,來(lái)適應(yīng)社會(huì)的不斷發(fā)展,這一技術(shù)的發(fā)展和提高不單單有效促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展步伐,而且另一方面也帶動(dòng)了石油化工的快速發(fā)展,并且進(jìn)一步充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)焊接中的問(wèn)題進(jìn)行處理。當(dāng)前我國(guó)的焊接技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展,有了全面、詳細(xì)的研究。
1.2 我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
焊接技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的現(xiàn)代技術(shù),目前,在石油化工鋼管道焊接中已經(jīng)引入了現(xiàn)代科技,促進(jìn)了石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前,焊接技術(shù)已經(jīng)不僅應(yīng)用于石油化工產(chǎn)業(yè),還廣泛應(yīng)用在家電、海洋工程、機(jī)車(chē)、特種設(shè)備、橋梁、冶金、煤炭、航空航天甚至核能及電站等行業(yè)中,在廣泛的應(yīng)用中,顯露著我國(guó)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展業(yè)不斷的促進(jìn)著焊接技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)一步推動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。
2、焊接方法與工藝
(一) 目前常用的高效焊接方法
2.1氣體保護(hù)焊
氣體保護(hù)焊就是利用氣體當(dāng)做電弧的媒介,并對(duì)焊接區(qū)域和電弧焊用氣體來(lái)保護(hù),根據(jù)焊接材料的不同使用不同的氣體作為保護(hù)焊的氣體,就能夠把氣體保護(hù)焊分為兩大種:⑴ 非熔化極(鎢極)惰性氣體保護(hù)焊。⑵熔化極氣體保護(hù)焊。
2.2 電阻焊
電阻焊是用兩電極來(lái)把焊件壓緊,加以電流,加熱電流,將焊件接觸面以及焊件臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng),一直到塑性狀態(tài)或者融化,然后將焊件之間結(jié)合的一種焊接方式,這類焊接方式一般應(yīng)用與電器電子、航空等行業(yè)中。
2.3螺柱焊接
螺柱焊接根據(jù)焊接的不同主要分為拉弧式和儲(chǔ)能式,這兩兩個(gè)焊接方式有一個(gè)最大的共同點(diǎn)就是采用單面焊接的方式。螺柱焊接并不用穿孔的工序,因此采用螺柱焊接的方式焊接的材料既不漏氣也不會(huì)漏水,也不需要再次對(duì)焊接面處理加工,減輕了一定的工序,操作技術(shù)性較強(qiáng)。
2.4 磁控焊接
磁控焊接技術(shù)是最近幾年里隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)的一種高效焊接技術(shù),磁控焊接采用的是對(duì)外加磁場(chǎng)進(jìn)行對(duì)焊接的質(zhì)量的控制。這類焊接技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是投入成本低、效益大、且操作簡(jiǎn)單,磁控焊接也憑借著缺陷極少的優(yōu)勢(shì)在焊接中占據(jù)了重要的位置,得到了廣泛的使用。
(二)焊接工藝
對(duì)不同的焊體、不同的焊接方式有不同的焊接工藝,這里就對(duì)石油化工合金鋼管道的焊接進(jìn)行具體分析:
2.2.1 坡口焊接
坡口處的焊接首先要用砂輪機(jī)對(duì)鋼管要打磨,打磨后要用不銹鋼絲刷進(jìn)行清理、著色實(shí)驗(yàn),并且還要用四氯化碳或者丙酮對(duì)坡口處在焊接前進(jìn)行再一次清理。在焊接的過(guò)程中必須要保證施錯(cuò)變量小于0.5mm。
2.2.2 焊接的環(huán)境要求
焊接的過(guò)程要求在在清潔、無(wú)風(fēng)的環(huán)境中實(shí)施,最好應(yīng)該搭設(shè)裝有焊接平臺(tái)的工棚中進(jìn)行,且工棚中的環(huán)境溫度必須要高于5℃。
2.2.3 焊接工藝措施
(1)焊接過(guò)程中,要使用99.99%以上純度的的氬氣作為氣體保護(hù)焊的內(nèi)保護(hù)氣體,且必須要保持到第三層焊接。
(2)在坡口處應(yīng)該采用引弧板來(lái)進(jìn)行工藝的處理。
(3)最大程度上加快焊接速度,盡量使用短弧焊避免橫向開(kāi)會(huì)擺動(dòng)。且處于多層焊的階段時(shí)時(shí),層與層之間的層間溫度都不應(yīng)該高于100℃。
(4)采用氬弧焊,處于打底后,或者是手弧焊的底層焊好后,就應(yīng)該對(duì)焊接口著色打磨,及時(shí)清理焊口,仔細(xì)檢查。
(5)對(duì)于石油化工鋼管道的焊接一般在焊接前前不需預(yù)熱,焊接后也不需要熱處理。
2.2.4焊后檢查
(1)焊接后的每一處焊口都需要進(jìn)行后期的著色、然后再仔細(xì)檢查。
(2)檢查要根據(jù)環(huán)縫總數(shù)的25%進(jìn)行X光拍片,嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行檢測(cè)。
(3)所有檢查均按ASMEB31.3規(guī)范的有關(guān)要求嚴(yán)格執(zhí)行。
3、我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
目前我國(guó)的焊接材料的產(chǎn)量已經(jīng)處于最高位置,然而在焊接產(chǎn)品的質(zhì)量方面還與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的距離,在焊接技術(shù)的質(zhì)量方面出現(xiàn)的問(wèn)題主要有下面幾點(diǎn):①焊接材料的處理過(guò)程中缺乏專業(yè)的體系和技術(shù),如篩選、檢驗(yàn)焊接原材料、處理焊接材料的混合均勻度等。②焊條藥皮密實(shí)度較差;③在對(duì)生產(chǎn)車(chē)間的環(huán)境治理方面采用敞開(kāi)式生產(chǎn)方式,而國(guó)外采用密閉的方式來(lái)進(jìn)行熔煉焊劑工作,這樣就有效控制了焊接的外部環(huán)境,降低了外部環(huán)境的影響。
因此,在今后焊接技術(shù)的發(fā)展,要著重對(duì)質(zhì)量提高方面做出一定的研究,培養(yǎng)一定的專業(yè)技術(shù)人才,擴(kuò)散焊接知識(shí),利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù),有效促進(jìn)焊接工藝的發(fā)展,提高專業(yè)技能。進(jìn)一步利用新型技術(shù)人員,努力研發(fā)焊接新方法、設(shè)備等一切有利于提高焊接施工技術(shù)物件,促進(jìn)焊接技術(shù)自動(dòng)化發(fā)展,為我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展提供動(dòng)力,并有效促進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展,進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
4、結(jié)束語(yǔ)
焊接技術(shù)的快速革新發(fā)展,促進(jìn)可以推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展,而且可以有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)還給人們的生活帶來(lái)了更多的方便,焊接技術(shù)進(jìn)入數(shù)字化、自動(dòng)化時(shí)代,將又一次革新焊接技術(shù)的發(fā)展浪潮。對(duì)于焊接技術(shù)的發(fā)下,必須要進(jìn)一步加大研發(fā)力度,開(kāi)發(fā)適合現(xiàn)代化發(fā)展的新型焊接技術(shù)、方法、設(shè)備等,進(jìn)一步促進(jìn)焊接機(jī)械化、安全化、自動(dòng)化發(fā)展,有效提高我國(guó)焊接技術(shù),提高在焊接工藝方面的國(guó)際地位,有效推動(dòng)制造行業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 黃建平,黃永平,肖延江.論我國(guó)焊接行業(yè)的現(xiàn)狀[J].科技與企業(yè),2012,(1).
中圖分類號(hào):P755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
一、我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1、較長(zhǎng)焊縫和厚板焊縫的焊接技術(shù)落后
在對(duì)鋼板進(jìn)行焊接的過(guò)程中,長(zhǎng)焊縫和厚板的焊接是不可避免的。焊接技術(shù)水平的高低、焊接的效率以及焊接質(zhì)量深深影響著產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)品的成本。除此之外,厚板的對(duì)縫焊接、箱形零構(gòu)件的整體焊接以及T型焊縫的焊接等的工作量是非常巨大的,對(duì)焊接技術(shù)要求十分嚴(yán)格。在焊接的過(guò)程中,焊縫第一層采用的是埋弧焊(SAW)焊接技術(shù)。這種方法產(chǎn)生的垃圾廢渣不易清理。所以,焊縫的第一層通常采用埋弧焊(SAW)蓋面和熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)打底相互結(jié)合的工藝來(lái)進(jìn)行處理。使用這種方法的一個(gè)缺憾是焊接效率提高受限。在T型焊接和厚板相互對(duì)接的焊接過(guò)程中通常采用的是碳弧氣刨清根工藝技術(shù)。這種技術(shù)能夠使焊縫進(jìn)行全熔透的焊接,但是增加了加工成本,也對(duì)焊接工藝人員的身體和焊縫質(zhì)量造成影響。
2、焊接技術(shù)自動(dòng)化水平不高
一個(gè)國(guó)家要想發(fā)展強(qiáng)盛,必須依托于工業(yè)現(xiàn)代化、加工自動(dòng)化。只有這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品才能節(jié)約加工成本,給社會(huì)創(chuàng)造出更多的福利。通過(guò)調(diào)查顯示國(guó)外的焊接自動(dòng)化水平已經(jīng)達(dá)到80%,而我國(guó)的焊接自動(dòng)化水平最多只占30%。絕大多數(shù)的焊接依舊是采用手工焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。若想取得工業(yè)的迅速發(fā)展,自動(dòng)化的焊接發(fā)展方向是必然的選擇。
3、焊接構(gòu)件易產(chǎn)生冷熱裂紋
冷裂紋指的是焊縫在冷卻的過(guò)程中,如果溫度下降到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍以下,焊縫就會(huì)在焊接后立即出現(xiàn)。這種焊縫通常也叫做延遲裂紋。這種冷焊縫形成的必要條件是:焊縫接頭處存在擴(kuò)散氫、具備淬硬組織、拉伸應(yīng)力較大并且密集。而熱焊縫是在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的,又稱之為結(jié)晶裂紋或高溫裂紋。這些裂縫容易出現(xiàn)在裂縫的內(nèi)部,也易出現(xiàn)熱影響區(qū)。熱裂紋的形狀主要有橫向裂紋、弧坑裂紋、縱向裂紋、根部裂紋等等。熱裂紋是由力學(xué)和冶金制造過(guò)程中的因素一起作用才產(chǎn)生的。它形成的主要原因是由于焊接池中的低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)共存致使晶體偏析。這樣裂紋的強(qiáng)度就非常低,極易產(chǎn)生裂紋。
4、焊接人員的專業(yè)技術(shù)水平不足
焊縫技術(shù)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量以及整體鋼結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)流程。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品被應(yīng)用到了幾乎所有領(lǐng)域,了解焊接的相關(guān)技術(shù)是對(duì)技術(shù)操作人員的基本規(guī)定。要求操作人員熟練掌握自身業(yè)務(wù)水平是對(duì)其的最起碼的要求。而我國(guó)的焊接技術(shù)人員對(duì)業(yè)務(wù)水平了解的太少,與對(duì)行業(yè)需求存在非常大的距離。
二、我國(guó)焊接技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域
1、航空航天工業(yè)中的應(yīng)用:焊接技術(shù)依其可靠的性能,被廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè),焊接的工作量占全部工時(shí)的百分之十,焊接連接的部件在航空航天領(lǐng)域內(nèi)占百分之五十以上。由于航空航天工業(yè)中對(duì)金屬材料要求的特殊性,促成了特種焊接技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生。目前主要使用的是固態(tài)焊接技術(shù)和高能束流焊接技術(shù)。其中的激光焊、電子束焊、攪拌摩擦焊是在我國(guó)航空航天領(lǐng)域中最常用的三種先進(jìn)焊接技術(shù)。
2、汽車(chē)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用:電子束焊接主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器渦輪、后橋、行星齒輪框架、離合器、汽缸、變速箱齒輪等部件的焊接;激光焊技術(shù)主要用于框架結(jié)構(gòu)、零部件的焊件和車(chē)身拼焊;攪拌摩擦焊主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)引擎、汽車(chē)輪轂、汽車(chē)地方車(chē)身支架、汽車(chē)車(chē)門(mén)預(yù)成型件和液壓成型管附件。
3、船舶工業(yè)中的應(yīng)用:高效焊接技術(shù)在船舶制造中占有重要的地位,是一項(xiàng)技術(shù)性、專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,尤其是CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用率達(dá)到60%-65%,成為我國(guó)現(xiàn)代造船模式中的關(guān)鍵技術(shù)之一。先進(jìn)的造船高效焊接技術(shù),在提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、縮短造船周期,提高船舶建造質(zhì)量,推動(dòng)船舶建造焊接機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展上的作用是不可小視的,也是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。
4、核電建造中的應(yīng)用:焊接技術(shù)作為一種關(guān)鍵的特殊工藝,在中國(guó)核電建造中產(chǎn)生非常重要的作用,核電作為一種“高風(fēng)險(xiǎn)”的清潔領(lǐng)域,對(duì)焊接質(zhì)量的要求非常嚴(yán)格。對(duì)于組成核電站的每條焊縫都要求100%的合格,并對(duì)每條焊縫實(shí)行可追朔性管理,對(duì)焊接技術(shù)的要求非常高,它直接關(guān)系著核電站核安全的狀態(tài)。因此,不斷提高我國(guó)焊接技術(shù),可以有效推進(jìn)核能行業(yè)的發(fā)展,確保核電站運(yùn)行的安全可控,同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)核電領(lǐng)域十二五規(guī)劃的完成奠定基礎(chǔ)。
三、我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展前景
為了積極促進(jìn)我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展,使其滿足我國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的需求,通過(guò)分析我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,能夠推斷出我國(guó)焊接技術(shù)主要會(huì)從以下幾個(gè)發(fā)展方向進(jìn)行。
1、磁控焊接技術(shù)
磁控焊接技術(shù)屬于新興的焊接技術(shù)。它主要是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接。它的投入成本非常低、裝置也比較簡(jiǎn)單、耗能非常少、效益比較好。通過(guò)常年對(duì)磁控焊接技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)了磁控對(duì)電弧焊電弧狀態(tài)的影響。外加磁場(chǎng)對(duì)焊接母材的熔化與焊縫的成形有非常大的影響。利用電磁攪拌技術(shù)能夠改變金屬結(jié)晶過(guò)程中的熱量傳遞過(guò)程,進(jìn)而使結(jié)晶方向發(fā)生變化。通過(guò)組織的細(xì)化作用,能夠使焊縫的一些力學(xué)特點(diǎn)提升的更加明顯。除此之外還能降低焊接過(guò)程中缺陷的敏感性。鑒于磁控焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),這必定是其中的發(fā)展方向之一。
2、低溫焊接技術(shù)
由于我國(guó)地理環(huán)境的特殊位置,冬季寒冷時(shí)節(jié)持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),這就考驗(yàn)著低溫環(huán)境下焊接技術(shù)的性能。近些年來(lái),各個(gè)相關(guān)學(xué)術(shù)組織都在積極的解決應(yīng)對(duì)冬季低溫焊接的問(wèn)題以及施工的臨界溫度的取值問(wèn)題。
例如,我國(guó)在冬季完成了“鳥(niǎo)巢”萬(wàn)噸級(jí)以上的剛結(jié)構(gòu)件的焊接工作。冬季進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)影響焊接的因素主要有操作員的工藝水平、焊機(jī)的效率、材料的性能、焊法的熟練程度以及環(huán)境的作用。僅僅考慮這些因素中的某一項(xiàng)或某兩項(xiàng)是不全面的,是無(wú)法做出正確評(píng)價(jià)的。綜合考慮這些因素的影響“,鳥(niǎo)巢”在低溫作業(yè)環(huán)境下取得了顯著成果,并以此確定了低溫焊接的臨界溫度為150°C。低溫焊接能夠縮短工期,為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由“鳥(niǎo)巢”焊接任務(wù)中獲得的低溫焊接經(jīng)驗(yàn)技術(shù)必將應(yīng)用于實(shí)踐。
3、電子焊接技術(shù)將被激光焊接取代
激光束經(jīng)過(guò)聚焦后,激光焦點(diǎn)處的能量密度高達(dá)10-100W/cm并且加熱的范圍甚至小于1mm。如果將此技術(shù)應(yīng)用于焊接方面,那將會(huì)給焊接工業(yè)帶來(lái)巨大的變革。一方面可以提高焊接的速度,另一方面還可以減小接頭處的變形以及減小應(yīng)力集中。激光焊接術(shù)達(dá)到的焊接精度比較高,是比較理想的焊接技術(shù)。激光焊接的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可以進(jìn)行長(zhǎng)距離的焊接,因?yàn)榧す饩哂兄本€傳播的特點(diǎn)。除此之外與電子束相比較而言,激光束的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。第一,激光焊接不需要真空環(huán)境,節(jié)約了設(shè)備上的成本投入;第二,激光束不會(huì)產(chǎn)生X射線,對(duì)人體不會(huì)造成傷害,不需要專門(mén)的防護(hù)用具;第三,激光焊接的生產(chǎn)效率比較高。因此,激光束在不久的將來(lái)應(yīng)該會(huì)取代電子束成為焊接主流技術(shù)。
結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)焊接技術(shù)水平同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距仍然比較巨大。這就要求我國(guó)焊接技術(shù)人員積極探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),積極加強(qiáng)焊接技術(shù)的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。一方面要提高焊接的質(zhì)量,另一方面更要加強(qiáng)焊接自動(dòng)化水平技術(shù)的提高。只有這樣我國(guó)的焊接技術(shù)才能領(lǐng)超世界強(qiáng)國(guó),排于前列。在新時(shí)期我們要坦然面對(duì)我們自身的不足,尋找自身的發(fā)展特點(diǎn)和方向。我們要積極沿著磁控焊接、高溫焊接等先進(jìn)焊接工藝的目標(biāo)發(fā)展。爭(zhēng)取焊接技術(shù)的更大進(jìn)步,為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):TU393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1.引言
眾所周知,自重輕、適應(yīng)性強(qiáng)、造型豐富是建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),因此,近些年來(lái),鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。上世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)建筑開(kāi)始大量使用鋼結(jié)構(gòu)。2005年,我國(guó)成為了世界上最大的產(chǎn)鋼和用鋼的國(guó)家,鋼鐵年消耗總量達(dá)到了3億多噸,其中用于建筑的剛才高達(dá)1.4億噸。因此,如何保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是迫不及待需要解決的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的分析,提出了保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的方法,及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑主要用于大跨度空間的建筑,包括體育館、展覽中心、歌劇院、機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓、及工業(yè)廠房,另外,橋梁也是鋼結(jié)構(gòu)的主要建筑形式。到目前為止,我國(guó)已建成的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑已有60多幢。由于鋼結(jié)構(gòu)的大量興建,不難總結(jié)出建筑鋼結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn),從外觀上來(lái)看,鋼結(jié)構(gòu)的建筑形式較新穎,可實(shí)現(xiàn)建筑師大膽的設(shè)計(jì)理念,體現(xiàn)時(shí)代個(gè)性;從材料的應(yīng)用來(lái)看,鋼結(jié)構(gòu)的建筑可以做到輕質(zhì)高強(qiáng),發(fā)揮材料的極致特點(diǎn);從建筑規(guī)模來(lái)看,越來(lái)越多的超高層建筑、大跨建筑得到了實(shí)現(xiàn),使人們的生存空間得到了擴(kuò)展。
2.鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的特點(diǎn)
2.1建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的常見(jiàn)方式
焊條電弧焊(SMAW),主要用在鋼結(jié)構(gòu)制作中輔助焊縫的焊接;埋弧焊(SAW),主要用于主焊縫的焊接;CO2實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊(GMAW),主要用于施工現(xiàn)場(chǎng)的主次焊縫的焊接;CO2藥芯焊絲氣體保護(hù)焊(FCAW-G),主要用于現(xiàn)場(chǎng)安裝工程、制作工程主次焊縫的焊接;電渣焊(ESW),主要用于構(gòu)件筋板的焊接;栓釘焊(SW、SW-P),主要用于勁性鋼筋構(gòu)件的栓釘焊和樓板的穿透焊。
2.2建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的主要施工技術(shù)
一般來(lái)說(shuō),一幢鋼結(jié)構(gòu)建筑要采用多種施工技術(shù)來(lái)完成整個(gè)建筑工程,目前鋼結(jié)構(gòu)建筑常用的施工技術(shù)有Q460焊接性試驗(yàn)研究新技術(shù)、大規(guī)模采用電加熱預(yù)后熱技術(shù)、后板復(fù)合技術(shù)、仰焊技術(shù)、大流量防風(fēng)技術(shù)、桿結(jié)構(gòu)低溫焊接技術(shù)、鑄鋼及其異種鋼焊接技術(shù)、防止冷、熱裂紋技術(shù)、層狀撕裂防止和處理技術(shù)、特殊焊縫處理技術(shù)、焊接機(jī)器人焊接技術(shù)、鋼筋T形焊接接頭壓力埋弧焊新工藝、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變控制技術(shù)、特殊鋼結(jié)構(gòu)合攏技術(shù)等等。
以上是建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中常采用的基本焊接施工技術(shù),建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)發(fā)展均在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。
3.鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
首先,由于建筑的發(fā)展,厚板鋼構(gòu)件的焊接是目前鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要焊接問(wèn)題,由于鋼板的厚度增加,大大增加了焊接的難度。由于規(guī)范的制定是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的,因此,現(xiàn)有規(guī)范中對(duì)于鋼板厚度的規(guī)定僅為100mm,這在多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)工程中都超過(guò)了這個(gè)限制,對(duì)焊接技術(shù)提出了較為超前的考驗(yàn)。目前常采用的厚鋼板的焊接方法包括厚板焊接破口的設(shè)計(jì),采用遠(yuǎn)紅外電加熱技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)熱和后熱,組合焊接的技術(shù),以及多層多道接頭錯(cuò)位焊接技術(shù)。
其次,由于我國(guó)冬季可施工的地域范圍較大,因此,鋼結(jié)構(gòu)的冬季施工問(wèn)題也得到了較多的關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各國(guó)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的低溫施工技術(shù)也在不斷的更新進(jìn)步。鋼結(jié)構(gòu)的冬季施工不僅要求鋼材和焊材本身的承受能力,還應(yīng)從施工人員的技術(shù)水平、機(jī)械狀況、環(huán)境條件等多方面來(lái)綜合考慮。北京為了08奧運(yùn)會(huì)所建設(shè)的國(guó)家體育館“鳥(niǎo)巢”就涉及到了大規(guī)模的低溫焊接工程,通過(guò)試驗(yàn),得到了良好的效果,并因此制定了《國(guó)家體育館鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接規(guī)程》,并且突破了國(guó)外對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊接工程設(shè)定的最低溫度,達(dá)到了-15oC。這一低溫焊接技術(shù)的發(fā)展,帶來(lái)了較為直觀的經(jīng)濟(jì)效益,并爭(zhēng)取了寶貴的工程時(shí)間,應(yīng)給予廣泛的推廣應(yīng)用。
仰焊技術(shù)的大量應(yīng)用也是建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中難度較高的焊接技術(shù),這主要是因?yàn)槿藗冎豢吹搅搜龊鸽y操作的片面問(wèn)題,而忽略了仰焊會(huì)帶來(lái)的高焊接質(zhì)量,既然一種技術(shù)是客觀存在的,那么就必然有它存在的原因。
焊接是不可避免會(huì)產(chǎn)生焊接裂紋的,在鋼結(jié)構(gòu)的施工中需要對(duì)焊接裂紋提高警惕,因其彎曲可能會(huì)影響整個(gè)工程的質(zhì)量,降低結(jié)構(gòu)的整體剛度。而且焊接裂紋的存在是具有一定的隱蔽性的,因此,需要對(duì)焊接工作高度警惕,在焊接凝固冶金和固相冶金過(guò)程中嚴(yán)格控制這種致命缺陷的產(chǎn)生。在焊接工程中主要有三種焊接裂紋的形式,一是復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系中的熱裂紋、冷裂紋,以及后半施工中的層狀撕裂。
由于建筑設(shè)計(jì)的多樣性以及建筑師的設(shè)計(jì)思路,致使鋼結(jié)構(gòu)工程中出現(xiàn)了眾多的異型鋼、異種鋼的焊接工作。一般來(lái)說(shuō),可采用遠(yuǎn)紅外電加熱技術(shù),對(duì)預(yù)熱、層間及后熱的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的控制,從而達(dá)到整條焊縫能夠均勻受熱;另外,不論采用什么鋼種進(jìn)行焊接,一旦開(kāi)始工作,就應(yīng)將整條焊縫一次性連續(xù)焊接完畢,不得間斷。最后,在焊接工作完成后,應(yīng)進(jìn)行保溫處理,使溫度緩慢降下來(lái),以確保焊縫的質(zhì)量。
鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)是保證鋼結(jié)構(gòu)建筑得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,鋼種不斷的推陳出新也給焊接技術(shù)提出了較高的要求。由于組料中增加了各種合金元素,對(duì)鋼材產(chǎn)生不同的焊接性能,最直接的影響為焊接裂紋及環(huán)境接頭的出現(xiàn),影響了鋼結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此,如何提高合金鋼材的焊接性能是急待解決的問(wèn)題。
由于鋼結(jié)構(gòu)向大型、高度方向發(fā)展,增加了手工焊接的難度,因此,自動(dòng)焊接技術(shù)的發(fā)展解決了這一難題。目前,自動(dòng)焊技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家已大量使用,可完成工程80%的焊接工作,大大的提高了施工速度和焊接質(zhì)量。另外,由于鋼結(jié)構(gòu)規(guī)模的增加,厚板的使用也有所增加。可采用多層多道錯(cuò)位焊接的技術(shù)來(lái)提高傳統(tǒng)焊接的質(zhì)量。
綜上所述,由于焊接是鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中主要的連接方式,其重要性是不言而喻的,隨著鋼結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的多元化,對(duì)焊接技術(shù)也提出了發(fā)展的要求。提升焊接技術(shù)水平是保證鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)安全度、提高結(jié)構(gòu)耐久性的重點(diǎn)問(wèn)題,因此,焊接技術(shù)會(huì)隨著科技的發(fā)展而更加成熟、更加先進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
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[2] 童根樹(shù),陳勝平.與穩(wěn)定計(jì)算相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)分類體系[J]. 工業(yè)建筑. 2003(05)
[3] 郝仕玲,陳瑞金.框架支撐類型判別中的若干問(wèn)題[J]. 工業(yè)建筑. 2003(05)
中圖分類號(hào):P755.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)11-0267-01
1 引言
焊接技術(shù)的優(yōu)良程度直接影響著零件或產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展,大量新的焊接技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來(lái),而這些不同的焊接技術(shù)又表現(xiàn)出不同的工藝特性和應(yīng)用環(huán)境。為了能全面地了解各種焊接技術(shù)的特點(diǎn),本文對(duì)現(xiàn)有焊接技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了對(duì)比分析、研究,并結(jié)合實(shí)際情況總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn),為工程實(shí)際應(yīng)用提供一些參考意見(jiàn)。在此基礎(chǔ)上,探討了焊接技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
2 焊接技術(shù)現(xiàn)狀
現(xiàn)工業(yè)中常用的焊接技術(shù)主要有下面幾種:
2.1 氣體保護(hù)焊
氣體保護(hù)電弧焊是利用電弧作為熱源,氣體作為保護(hù)介質(zhì)的熔化焊。在焊接過(guò)程中,保護(hù)氣體在電弧周?chē)斐蓺怏w保護(hù)層,將電弧、熔池與空氣隔開(kāi),防止有害氣體的影響,并保證電弧穩(wěn)定燃燒。
2.2 埋弧焊
埋弧焊是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用較普通的工藝方法之一。由于焊接熔深大、生產(chǎn)效率高、機(jī)械化程度高、因而適用中厚板長(zhǎng)焊縫的焊接。
埋弧焊有自動(dòng)埋弧焊和半自動(dòng)埋弧焊兩種方式,前者焊絲的送進(jìn)和電弧的移動(dòng)均由專用焊接小車(chē)完成,后者焊絲送進(jìn)由機(jī)械完成,而電弧的移動(dòng)則由操作者手持移動(dòng)完成,但是由于半自動(dòng)埋弧焊工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)很少使用。
2.3 電阻焊
電阻焊是工件組合后通過(guò)電極施加壓力,利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法,屬于壓力焊。電阻焊是一種焊接質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的連接方法,廣泛應(yīng)用于在汽車(chē)、航空航天、電子、家用電器等領(lǐng)域。
2.4 螺柱焊接
螺柱焊接主要有儲(chǔ)能式和拉弧式兩種焊接方式。儲(chǔ)能式焊接熔深小,主要應(yīng)用于薄板焊接;拉弧式焊接熔深較大,廣泛用于重工業(yè)生產(chǎn)。無(wú)論哪種螺柱焊,總的來(lái)說(shuō)是一種單面焊接,其最主要的優(yōu)勢(shì)是:無(wú)需鉆孔、打洞、攻螺紋、粘結(jié)、鉚接等連接方式,即使是在油漆件、瓷釉件、電鍍板、塑料包封件上焊接,也無(wú)需對(duì)非焊接面進(jìn)行再次加工,因?yàn)闆](méi)有穿孔,所以螺柱焊接不漏水、漏氣。
2.5 攪拌摩擦焊
1991 年由英國(guó)焊接研究所(TWI)開(kāi)發(fā)出了摩擦攪拌焊接(以下簡(jiǎn)稱FSW)技術(shù),在其后短短的十余年間就被應(yīng)用于鐵道車(chē)輛、船舶、飛機(jī)制造業(yè)中,且應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速地?cái)U(kuò)展。原因在于以固相狀態(tài)接合的材料與其他熔融焊接方式相比,因其材料的變形極其微小,也無(wú)需修正變形工序或可省略修正變形等工序,所以在制造工藝中它具有明顯減少工時(shí)數(shù)的特點(diǎn)。以往,上述應(yīng)用領(lǐng)域中的主要焊接材料是鋁合金,最近,F(xiàn)SW 技術(shù)也被應(yīng)用于鋁合金以外材料的接合。在攪拌摩擦焊過(guò)程中,因?yàn)槠湫D(zhuǎn)棒的旋轉(zhuǎn)方向與前進(jìn)方向的原因,所以接合部的左右是非對(duì)稱的。
2.6 高能束焊接
電子束、等離子束和激光束由于其能量集中,效率較高被俗稱為“三束”,用這“三束”作為熱源對(duì)試件進(jìn)行焊接稱為高能束焊接。等離子束焊接技術(shù)是通氬弧焊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的,其電弧的產(chǎn)生原理與鎢極氬弧焊的電弧相近,只是在電弧上施加了電磁作用力、機(jī)械作用力和熱作用力進(jìn)行了三力約束作用,使得等離子弧的電弧密度和電弧挺度有了很大的提高,成為高能量焊接技術(shù)。
3 焊接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
上述焊接方法都是根據(jù)其設(shè)備的原理產(chǎn)生單一熱源對(duì)工件進(jìn)行加熱并實(shí)施焊接。由于它們各自熱源的特性使其在實(shí)際應(yīng)用中各有其優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)上述存在的問(wèn)題,現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的焊接技術(shù) 。
3.1 復(fù)合熱源焊接技術(shù)
現(xiàn)在應(yīng)用比較多的復(fù)合技術(shù)就是激光-氬弧復(fù)合焊接技術(shù),它將激光焊MIG/MAG焊相結(jié)合融合了傳統(tǒng)激光焊工藝和MIG/MAG工藝的優(yōu)點(diǎn),使獲得更佳的焊接性能成為現(xiàn)實(shí),而且激光混合焊工藝已經(jīng)成功地用于汽車(chē)及零部件制造業(yè)、造船業(yè)、航空航天中。
激光焊和MAG焊的結(jié)合,產(chǎn)生以下綜合效果:
(1) 由于電弧和激光束的相互作用,焊接過(guò)程很穩(wěn)定,幾乎不產(chǎn)生飛濺。
(2) 接頭熔合良好。
(3) 由于焊縫熔池小于單純 MAG 電弧的熔池,焊接HAZ區(qū)很小,這就使得接頭變形小,焊后處理簡(jiǎn)單。
(4) 焊接時(shí)間縮短。
(5) 節(jié)省焊接過(guò)程中焊絲的消耗、縮短焊接工時(shí),降低生產(chǎn)成本。
3.2 多絲及帶極高速焊接技術(shù)
同單電弧焊接技術(shù)相比,多電弧共熔池焊接技術(shù)是高效化焊接的一種主要方式,具有明顯優(yōu)點(diǎn)。由于多個(gè)電弧共同在一個(gè)熔池上燃燒,不僅提高了總的焊接熱輸入,而且改變了熱量分布的特點(diǎn),能向熔池及其兩側(cè)面提供充足的液體金屬和熱量。電弧之間的相互熱作用可以降低后續(xù)焊絲的電能輸入,在進(jìn)行高速焊時(shí)能有效避免咬邊等多種缺陷,因而可以大大提高焊接速度和生產(chǎn)效率,得到優(yōu)質(zhì)美觀的焊縫。例如雙絲焊的速度和熔敷效率是單絲焊的3-4倍,三絲焊又是單絲焊的4-5倍以上。
3.3 磁控焊接技術(shù)
磁控焊接技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型焊接技術(shù)。采用外加磁場(chǎng)控制焊接質(zhì)量,具有附加裝置簡(jiǎn)單、投入成本低、效益高、耗能少等特點(diǎn),引起了焊接工作者的廣泛興趣。外加磁場(chǎng)作用下的焊接技術(shù)改變了電弧焊的電弧形態(tài),影響母材熔化和焊縫成形,通過(guò)電磁攪拌作用,改變焊接熔池液態(tài)金屬結(jié)晶過(guò)程中的傳質(zhì)和傳熱過(guò)程,從而改變晶粒的結(jié)晶方向,細(xì)化一次組織,減小偏析,提高焊縫的力學(xué)性能,降低氣孔、裂紋等焊接缺陷的敏感性,在國(guó)外被稱為“無(wú)缺陷焊接”。國(guó)內(nèi)的磁控焊接技術(shù)出現(xiàn)較晚,現(xiàn)在還處于研究階段。
4 小結(jié)
本文主要介紹了現(xiàn)階段各種焊接技的發(fā)展現(xiàn)狀,在對(duì)各種焊接方法進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上,得出其各自的優(yōu)缺點(diǎn),最后探討了焊接技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
激光焊接技術(shù)在汽車(chē)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用,既受到激光焊接技術(shù)本身的優(yōu)越性影響,同時(shí)也是受到汽車(chē)制造行業(yè)的整體發(fā)展和市場(chǎng)需要的改變所影響。激光焊接技術(shù)對(duì)汽車(chē)制造領(lǐng)域帶來(lái)的積極意義主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。
1.1滿足了消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)的造型感與功能性并重的要求
汽車(chē)制造并不是一個(gè)新鮮的行業(yè),它的存在已經(jīng)有幾百年的歷史,但是在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi),汽車(chē)制造的重點(diǎn)在汽車(chē)的功能性和實(shí)用性上。隨著家用轎車(chē)的不斷增加,汽車(chē)制造行業(yè)越來(lái)越重視對(duì)家用轎車(chē)市場(chǎng)的份額占領(lǐng)。家用轎車(chē)的一個(gè)特性就是除了傳統(tǒng)的汽車(chē)功能以外,外形上的美感成為消費(fèi)者選擇購(gòu)買(mǎi)對(duì)象的重要參考因素,激光焊接技術(shù)運(yùn)用到汽車(chē)制造行業(yè)里,能夠幫助汽車(chē)制造商更好的解決這個(gè)問(wèn)題。
1.2為汽車(chē)制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)提供了有力的競(jìng)爭(zhēng)手段
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下任何一個(gè)行業(yè)都避免不了的問(wèn)題。對(duì)于汽車(chē)制造行業(yè)而言,激光焊接技術(shù)的出現(xiàn),能夠幫助他們利用更先進(jìn)的焊接技術(shù)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行焊接,既保證優(yōu)秀的焊接質(zhì)量,同時(shí)這種新型的焊接技術(shù)不會(huì)在重量上對(duì)汽車(chē)帶來(lái)負(fù)面的影響,輕便、耐腐、耐磨,這種先進(jìn)的技術(shù)會(huì)給汽車(chē)制造注入新的活力與動(dòng)力。
1.3符合汽車(chē)制造規(guī)?;陌l(fā)展趨勢(shì)
規(guī)模化已經(jīng)成為汽車(chē)制造行業(yè)的重要趨勢(shì),規(guī)?;囊粋€(gè)重要目的就是優(yōu)化效率。在汽車(chē)制造的整個(gè)流程中,焊接工作是一個(gè)重要的銜接環(huán)節(jié),這個(gè)環(huán)節(jié)的所用時(shí)間和所耗勞動(dòng)力對(duì)整個(gè)汽車(chē)制造流程的效率產(chǎn)生重要的影響。采用激光焊接技術(shù),能夠大大提高在焊接環(huán)節(jié)的工作效率,符合汽車(chē)制造優(yōu)化效率,規(guī)模化發(fā)展的前景和趨勢(shì)。
2激光焊接技術(shù)在汽車(chē)制造工業(yè)中的應(yīng)用
與傳統(tǒng)的焊接方式和焊接裝備相比,激光焊接的特點(diǎn)是單位時(shí)間內(nèi)融化的面積大,焊接的效率高,可以采用自動(dòng)化的方式進(jìn)行,大大節(jié)省了制造過(guò)程中的勞動(dòng)力成本。另外,激光焊接技術(shù)比較均勻,晶粒很小,不需要其他的填充物質(zhì),通過(guò)這種焊接方式焊接出來(lái)的焊縫比較美觀和干凈。具體到汽車(chē)制造的不同環(huán)節(jié)上,激光焊接技術(shù)的具體方式也有所不同,主要有以下幾種焊接方式。
2.1激光焊接
齒輪是汽車(chē)制造中一個(gè)重要部件,激光焊接技術(shù)在汽車(chē)制造中的最早應(yīng)用,就是在變速器的齒輪焊接上。變速器的齒輪對(duì)于自身的重量和運(yùn)轉(zhuǎn)速度都有較高的要求,既要有高質(zhì)量的焊接,同時(shí)這種焊接技術(shù)的凈度要高,不能給齒輪本身帶來(lái)更多的負(fù)擔(dān)。于是激光焊接技術(shù)的高效精準(zhǔn)最早就被引入到變速器的齒輪焊接上。在20世紀(jì)80年代,以克萊斯勒為代表的美國(guó)三大汽車(chē)制造公司紛紛將該項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)到他們的汽車(chē)制造中。這種焊接技術(shù)不僅給提高了傳動(dòng)部件的焊接效率和焊接質(zhì)量,更是節(jié)省了生產(chǎn)資料。這也使得美國(guó)的汽車(chē)制造技術(shù)一直處于世界汽車(chē)制造的領(lǐng)先地位。近些年,隨著汽車(chē)制造材質(zhì)的不斷演進(jìn),激光焊接也受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視,傳統(tǒng)的汽車(chē)制造材料已經(jīng)不能滿足功能性和美觀性兼顧的需要,汽車(chē)制造行業(yè)開(kāi)始越來(lái)越多的引進(jìn)新型鋁、鎂等輕質(zhì)材料。這種輕質(zhì)材料對(duì)焊接方法和焊接技術(shù)的要求很高,傳統(tǒng)的點(diǎn)焊方法會(huì)導(dǎo)致鋁、鎂形成金屬鍵化合物,這種化合物會(huì)影響焊接的使用效果和使用壽命,而激光焊接恰好能解決傳統(tǒng)焊接帶來(lái)的這些不利問(wèn)題,所以激光焊接已經(jīng)逐漸成為整個(gè)汽車(chē)制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)楷模,是目前汽車(chē)制造中主要推崇的焊接方法。
2.2激光拼焊
拼焊技術(shù)在汽車(chē)制造中的運(yùn)用較為普遍,特別是汽車(chē)車(chē)身的制造上,拼焊技術(shù)是重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的汽車(chē)車(chē)身制造方式是先沖壓后焊接。這種焊接方式的特點(diǎn)就是將各個(gè)部分沖壓成型以后然后再焊接起來(lái),這樣操作的結(jié)果就是各個(gè)已經(jīng)成型的部件往往不能很好的融合在一起,或者即使焊接融合效果也差強(qiáng)人意。激光拼焊技術(shù)的出現(xiàn),為這個(gè)問(wèn)題帶來(lái)了解決的方案。激光拼焊改變了以往的車(chē)身制造順序,它的特點(diǎn)在于先將不同的部分焊接在一起,然后再?zèng)_壓成型。采用這種技術(shù)可以根據(jù)汽車(chē)車(chē)身的不同部位來(lái)選擇不同材質(zhì)的鋼板進(jìn)行焊接,這也是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的汽車(chē)車(chē)身焊接技術(shù)。激光焊接可以減少鋼板在厚度、涂層和材質(zhì)的相關(guān)局限性,采用激光平焊技術(shù)可以有效減少零件的使用數(shù)量,降低制造成本和提高焊接的精準(zhǔn)度,這種拼焊方式不僅能帶來(lái)效率的提高,經(jīng)過(guò)考察更是能節(jié)省10%以上的生產(chǎn)成本。國(guó)內(nèi)外諸多汽車(chē)公司已經(jīng)開(kāi)始采用此項(xiàng)技術(shù),例如大眾、通用和奇瑞公司等,這項(xiàng)技術(shù)必然會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用到汽車(chē)制造的其他各個(gè)環(huán)節(jié)中。
2.3激光復(fù)合焊接技術(shù)
中圖分類號(hào):TG456 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)06-0011-02
21世紀(jì)是現(xiàn)代科技高速發(fā)展的時(shí)代,而激光技術(shù)作為目前時(shí)展中人們所最為矚目的可擊之一,其不僅僅是應(yīng)用于現(xiàn)代軍事領(lǐng)域,同樣隨著激光技術(shù)的日益嫻熟以及其本身的制造工藝和應(yīng)用工藝的普遍化,未來(lái)能夠在更多的行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,其中就包括傳統(tǒng)制造業(yè)。由于傳統(tǒng)焊接本身更多是依賴于焊接人員自身的工作經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)于焊接目標(biāo)的目測(cè)實(shí)現(xiàn)焊接,其往往精度存在一定的偏差性,很難實(shí)現(xiàn)高精度項(xiàng)目的作業(yè),而激光焊接無(wú)疑能夠有效解決這一難題,利用激光技術(shù)準(zhǔn)確對(duì)現(xiàn)有的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的焊接,從而大大提升了焊接的準(zhǔn)確性和有效性。未來(lái)隨著工業(yè)現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展,激光焊接技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用空間。鑒于此,本文主要通過(guò)對(duì)激光焊接技術(shù)的內(nèi)涵以及分類出發(fā),就目前國(guó)內(nèi)外激光焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合性、系統(tǒng)性的分析,并由此結(jié)合未來(lái)制造業(yè)發(fā)展需求以及激光焊接的特點(diǎn),對(duì)其未來(lái)的應(yīng)用以及發(fā)展進(jìn)行展望。
1 激光焊接技術(shù)的內(nèi)涵及分類
激光焊接顧名思義就是傳統(tǒng)焊接技術(shù)與現(xiàn)代激光科技的結(jié)合,其主要是利用利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法,利用激光本身的高度聚焦,在短時(shí)間內(nèi)形成強(qiáng)烈的脈沖,從而對(duì)材料進(jìn)行加工和切割。相對(duì)于傳統(tǒng)焊接而言,其本身精度更高,更加的靈敏,焊接小了也更高,因而適用于在材料的微小區(qū)域進(jìn)行焊接。激光焊接技術(shù)借助于特定的戒指的往復(fù)振蕩,將其轉(zhuǎn)化為高輻射能量,并且對(duì)這一輻射能量進(jìn)行聚焦,由此超過(guò)材料的燃點(diǎn),最終實(shí)現(xiàn)不同材料之間的粘連。
從現(xiàn)代激光焊接的發(fā)展現(xiàn)狀以及特點(diǎn)來(lái)看,其主要分為兩類,一是激光深焊接,其主要是通過(guò)將大功率激光束直接投射到材料表面,利用熱能與光能的轉(zhuǎn)化,從而使得材料在持續(xù)照射下軟化直至融化;另一類是是熱傳導(dǎo)焊接技術(shù),與激光深焊接的主要差異在于材料表層的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)方式繼續(xù)向材料內(nèi)部傳送,最終實(shí)現(xiàn)使焊接材料合二為一。
上述兩種激光焊接其主要是利用了不同能量之間的轉(zhuǎn)換從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于不同材料的粘連,即實(shí)現(xiàn)了焊接。由于激光焊接本身精度更高,更加容易對(duì)能量進(jìn)行聚焦,因而更加容易控制,且能夠?qū)崿F(xiàn)較遠(yuǎn)距離的焊接,因此其本身的應(yīng)用更多的是在現(xiàn)代高新技術(shù)行業(yè),例如電子器件以及儀表器件等對(duì)于焊接精度要求較高的行業(yè),借助于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),目前已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。而未來(lái)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步,對(duì)于激光焊接的應(yīng)用以及發(fā)展也變得更加的多元化,從而形成更多的分類,例如雙光束復(fù)合焊、激光-MIG復(fù)合焊、激光-電弧復(fù)合焊等等,他們的出現(xiàn)無(wú)疑能夠進(jìn)一步拓寬激光焊接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,提升整體傳統(tǒng)制造業(yè)的焊接效率和精準(zhǔn)度。
2 當(dāng)前激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
2.1 國(guó)外對(duì)其研究現(xiàn)狀
由于國(guó)外激光技術(shù)以及制造業(yè)較為發(fā)達(dá),因此他們?cè)缭谏鲜兰o(jì)八十年代就已經(jīng)逐步開(kāi)始研究以及分析如何將現(xiàn)代激光技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)制造業(yè)中。以歐盟、美國(guó)等西方國(guó)家和亞洲的日本為例,他們借助于自身發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)實(shí)力以及良好的制造業(yè)基礎(chǔ),在政府合理的引導(dǎo)以及財(cái)政支持下,激光焊接技術(shù)發(fā)展非??焖伲貏e是進(jìn)入新世紀(jì)以后,已經(jīng)在許多的制造業(yè)和其他行業(yè)中能夠看到激光焊接結(jié)束的應(yīng)用,包括電子工業(yè)、造船工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)等等,都能夠看到現(xiàn)代激光焊接技術(shù)的應(yīng)用。并且,他們?yōu)榱四軌驅(qū)φ麄€(gè)技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用,已經(jīng)初步形成了焊接技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從而使得其能夠在一個(gè)合理可控的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。與此同時(shí),為了進(jìn)一步提升焊接效率,使得激光焊接技術(shù)能夠更好地應(yīng)用于現(xiàn)代大型生產(chǎn),特別是大型制造業(yè)以及建筑業(yè),西方發(fā)達(dá)國(guó)家近年來(lái)在積極研究如何提升激光焊接的效率,通過(guò)大功率激光器的研究,進(jìn)一步推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)大功率激光焊接技術(shù)的實(shí)現(xiàn),由此真正將其應(yīng)用到大型制造業(yè)、建筑業(yè)甚至是軍事領(lǐng)域,進(jìn)行潛艇以及軍艦的制造。
2.2 國(guó)內(nèi)對(duì)其研究現(xiàn)狀
相對(duì)于國(guó)外成熟的技術(shù)而言,我國(guó)指導(dǎo)改革開(kāi)放之后在開(kāi)始逐步接觸和了解激光技術(shù),而直到上世紀(jì)九十年代末才開(kāi)始逐漸將激光技術(shù)與傳統(tǒng)焊接應(yīng)用相結(jié)合。目前,激光焊接技術(shù)研究在國(guó)內(nèi)走在前列的當(dāng)屬哈爾濱焊接研究所。近年來(lái),其除了進(jìn)一步拓寬和研發(fā)新的激光焊接種類以及設(shè)備之外,也在積極模仿以及參照國(guó)外研究的最新動(dòng)向,不斷尋求大功率激光焊接技術(shù)的突破與發(fā)展。而最新的研究成果顯示,他們成功克服了國(guó)內(nèi)大型構(gòu)件的焊接難題,這無(wú)疑標(biāo)志著我國(guó)在激光焊接技術(shù)領(lǐng)域的重大突破,也為未來(lái)大型工程重大應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
除此之外,目前國(guó)內(nèi)的激光焊接技術(shù)研究還集中在激光熱絲焊、異種金屬焊等領(lǐng)域,他們都是現(xiàn)代激光焊接技術(shù)研究的最新課題。而國(guó)外在相關(guān)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破,特別是德國(guó)已經(jīng)初步掌握了異種金屬焊的技巧和方式,而未來(lái)我國(guó)要想真正熟練的應(yīng)用以及掌握激光焊接技術(shù),將其應(yīng)用到更多的領(lǐng)域以及行業(yè)內(nèi),無(wú)疑就必須要攻破上述課題,要進(jìn)一步完善以及優(yōu)化激光焊接技術(shù)。
總體而言,雖然國(guó)內(nèi)的激光焊接技術(shù)與國(guó)外目前的研究以及發(fā)展進(jìn)度存在一定的差距,但是隨著研究的不斷深入,這一差距正在被逐步縮短,未來(lái)其必然會(huì)被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和生活中。
3 激光焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
激光焊接作為現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合體,其相對(duì)于傳統(tǒng)焊接技術(shù)而言,尤其獨(dú)特之處并且本身的應(yīng)用領(lǐng)域以及應(yīng)用層面更加廣泛,可以極大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量釋放快,從而更好的提高了工作效率,同時(shí)其本身的聚焦點(diǎn)更小,無(wú)疑使得縫合的材料之間的黏連度更好,不會(huì)造成材料的損傷和變形,所以焊接之后也無(wú)需進(jìn)行后續(xù)處理。由此,其本身主要是應(yīng)用于高新技術(shù)領(lǐng)域,而未來(lái)隨著人們對(duì)于這一技術(shù)的了解以及掌握的不斷深入,必然可以應(yīng)用于更多的行業(yè)以及領(lǐng)域。
可以說(shuō)激光焊接技術(shù)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)焊接技術(shù)所無(wú)法應(yīng)用領(lǐng)域,其能夠簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)、金屬與非金屬等多種焊接需求,并且因?yàn)榧す獗旧淼拇┩感院驼凵湫裕沟闷淠軌蛞罁?jù)光速本身的運(yùn)行軌跡,實(shí)現(xiàn)360度范圍內(nèi)的隨意焦,而這無(wú)疑是傳統(tǒng)焊接技術(shù)發(fā)展下所無(wú)法想象的。除此之外,因?yàn)榧す夂附幽軌蛟诙虝r(shí)間內(nèi)釋放大量熱量實(shí)現(xiàn)快速焊接,因而其對(duì)于環(huán)境要求更低,能夠在一般室溫條件下進(jìn)行,而無(wú)需再在真空環(huán)境或是氣體保護(hù)狀態(tài)下。
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,人們對(duì)于激光技術(shù)的了解以及認(rèn)知程度最高,其也從最初的軍事領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到現(xiàn)代民用領(lǐng)域,而激光焊接技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步拓展了激光技術(shù)的應(yīng)用范圍。未來(lái)激光焊接技術(shù)不僅僅能夠用于汽車(chē)、鋼鐵、儀器制造等領(lǐng)域,其必然還可以在軍事、醫(yī)學(xué)等等更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用,特別是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,借助于其本身的高熱量、高融合、衛(wèi)生等特點(diǎn),更好的在神經(jīng)醫(yī)學(xué)、生殖醫(yī)學(xué)等臨床診治中應(yīng)用。而其本身的精度優(yōu)勢(shì)也會(huì)在更多的精密儀器制造業(yè)中得到應(yīng)用,從而不斷造福人類以及社會(huì)的發(fā)展。
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從目前我國(guó)工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,焊接技術(shù)已經(jīng)在多種材料的連接中得到而來(lái)使用,同時(shí)隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)焊接方式也發(fā)生了一些改變,轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在廣泛使用的電子束及激光焊接技術(shù)。不管是在建筑行業(yè),還是在機(jī)械、車(chē)輛等相關(guān)行業(yè),焊接技術(shù)應(yīng)用的作用都非常重要。隨著我國(guó)與國(guó)外交流機(jī)會(huì)的逐漸增多,現(xiàn)代焊接技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用于一些非金屬材料的連接上,并針對(duì)產(chǎn)品表面設(shè)計(jì)做出了創(chuàng)新,焊接技術(shù)的發(fā)展前景非常廣闊。鑒于此,筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀展開(kāi)了分析。
1 現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)分析
焊接這門(mén)工藝的發(fā)展主要依托于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。到目前為止,焊接工藝從誕生開(kāi)始已經(jīng)經(jīng)歷了上百年的歷史,它的發(fā)展速度非??焓欤瑥?0世紀(jì)以來(lái),特別是近二三十年以來(lái),科學(xué)技術(shù)得到了快速發(fā)展,各種現(xiàn)代焊接技術(shù)得到了發(fā)展,電子束、等離子物理、紅外線以及微電子等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)都在焊接技術(shù)上得到了應(yīng)用。新技術(shù)應(yīng)用為焊接技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),焊接技術(shù)的能力得到了廣泛的增強(qiáng),其應(yīng)用范圍也得到了擴(kuò)大。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了幾十種具有特色的焊接方法,焊接技術(shù)在交通、機(jī)械、能源等多種領(lǐng)域中均得到了廣泛應(yīng)用。我們甚至可以說(shuō),現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新成就已經(jīng)在焊接領(lǐng)域中廣泛滲透,極大的促進(jìn)了現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展。
2 現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)述
2.1 焊接生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化發(fā)展
焊接領(lǐng)域智能化發(fā)展重點(diǎn)體現(xiàn)在焊接智能機(jī)器人的發(fā)展上,從一定程度上來(lái)說(shuō),可以將焊接自動(dòng)化水平與焊接智能機(jī)器人的發(fā)展水平等同看待。到目前為止,示教再現(xiàn)型是使用最為廣泛的一種焊接機(jī)器人,這種智能機(jī)器人由人工引導(dǎo)機(jī)器人末端執(zhí)行器或者人工導(dǎo)引機(jī)械模擬裝置共同組成,其中人工引導(dǎo)機(jī)器人末端執(zhí)行器安裝在機(jī)械人的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)末端,人工導(dǎo)引機(jī)械模擬裝置或者示教盒與控制系統(tǒng)相連接,是一種手持裝置,用來(lái)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程,或者使機(jī)器人運(yùn)動(dòng),因?yàn)檫@種機(jī)械人的編程是利用實(shí)時(shí)在線示教程序來(lái)完成在線示教的,完全評(píng)價(jià)機(jī)械人自身的記憶進(jìn)行操作,所以不能不斷的重復(fù)出現(xiàn),這樣一來(lái)就形成了焊接智能機(jī)器人的自動(dòng)化焊接過(guò)程。
2.2 焊接工藝高速高效化
為了能夠使焊接行業(yè)的高速發(fā)展得到實(shí)現(xiàn),需要對(duì)現(xiàn)有的焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化,國(guó)內(nèi)外在這方面投入了很大的精力,目前活性化焊接工藝、多元?dú)怏w保護(hù)焊接工藝等方面已經(jīng)獲得了很大的成效,同時(shí)在焊接速度上也有了很大進(jìn)步,目前已經(jīng)能夠達(dá)到1.8m/min,焊接產(chǎn)品效率得到了極大的提升。目前隨著國(guó)外數(shù)字化焊接技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)也引進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù),不僅解決了原來(lái)技術(shù)上的刻板問(wèn)題,同時(shí)焊接過(guò)程柔性化控制以及多功能集成也得到了實(shí)現(xiàn),真正實(shí)現(xiàn)了焊接工藝的高效化與高速化。
2.3 焊接質(zhì)量?jī)?yōu)化保證
焊接質(zhì)量對(duì)于焊接產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是最為重要的,如果質(zhì)量不盡如人意,那么對(duì)于日后產(chǎn)品使用質(zhì)量將會(huì)起到重大限制性作用,同時(shí)焊縫跟蹤技術(shù)對(duì)于焊接質(zhì)量的保證也非常關(guān)鍵。目前我國(guó)在焊縫跟蹤技術(shù)上投入了比較大的精力,目前技術(shù)也發(fā)展的比較成熟,例如熔滴過(guò)渡控制目前也引入了數(shù)字化焊接電源,系統(tǒng)中開(kāi)始使用比較先進(jìn)的電子元件,在質(zhì)量控制問(wèn)題上可以做到得心應(yīng)手,同時(shí)在應(yīng)用上也不輸給國(guó)外的技術(shù),成為焊接行業(yè)中非常關(guān)鍵的部分,是保證焊接質(zhì)量的一項(xiàng)重要技術(shù)。
3 對(duì)現(xiàn)代焊接技術(shù)未來(lái)發(fā)展的展望
3.1 積極尋求解決焊接制約新材料的途徑
焊接技術(shù)發(fā)展到一定階段以后,新材料的開(kāi)發(fā)也開(kāi)始進(jìn)入到該領(lǐng)域工作者的視線中,將工作重點(diǎn)放在新材料研制及焊接科技發(fā)展兩方面。對(duì)于焊接技術(shù)來(lái)說(shuō),新材料不一定是好的,但是它的可焊接性卻是需要重新菇?jīng)龅模瑫r(shí)要認(rèn)識(shí)到材料的高性能與可焊接性二者之間存在矛盾,鑒于此,為了對(duì)這一對(duì)矛盾進(jìn)行解決,焊接工程師應(yīng)該與材料研究工程師緊密聯(lián)系,將一些新型材料映入到焊接材料中,這樣焊接的質(zhì)量才能得以保證。
3.2 促進(jìn)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的提高
焊接產(chǎn)品質(zhì)量和焊接質(zhì)量直接相關(guān),為了使焊接產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高,首先應(yīng)該從思想上將焊接是制造焊接產(chǎn)品中薄弱環(huán)節(jié)的思想消除掉,并以此為基礎(chǔ)對(duì)更好的焊接工藝加以研究,并對(duì)焊接工藝中存在的不足進(jìn)行改善,這樣才能對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行提高,不斷改善焊接產(chǎn)品的性能。
3.3 對(duì)焊接領(lǐng)域整體環(huán)境進(jìn)行改善
焊接行業(yè)在大眾眼中就是“臟、亂、差”行業(yè)的代表,同時(shí)也正因如此使很多高素質(zhì)人才在邁入這一行業(yè)中的步伐受到了阻礙。實(shí)際上焊接行業(yè)需要大家重視自己的形象,并使煙塵、噪音等因素的影響得到減少,創(chuàng)造良好的焊接環(huán)境,這樣才能使工作環(huán)境更具吸引力?,F(xiàn)代焊接行業(yè)對(duì)焊接自動(dòng)化非常重視,并針對(duì)焊接機(jī)械人展開(kāi)了進(jìn)一步的研究,相信這將對(duì)未來(lái)傳統(tǒng)焊接行業(yè)形象塑造起到一定的幫助,吸引更多高素質(zhì)人員投入到焊接領(lǐng)域的工作中,使焊接行業(yè)得到更好的發(fā)展。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,目前我國(guó)正處于工業(yè)占主導(dǎo)的情況中,對(duì)于工業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)現(xiàn)代焊接技術(shù)對(duì)其推動(dòng)作用是非常明顯的。近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,更多研究者開(kāi)始致力于對(duì)焊接新材料的探究上,這對(duì)于現(xiàn)代焊接行業(yè)來(lái)說(shuō)是非常值得期待的,如果能夠在新材料方面取得舉世矚目的成就,將會(huì)成為焊接領(lǐng)域的重要革命。
參考文獻(xiàn):
[1] 李方芳.我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].科技風(fēng),2014(18):165.
中圖分類號(hào):U465 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)09-0347-01
1、引言
塑料在汽車(chē)當(dāng)中的運(yùn)用非常多,無(wú)論是汽車(chē)的內(nèi)飾還是外飾,都需要用到塑料配件。受到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與大環(huán)境的影響,傳統(tǒng)的汽車(chē)制造行業(yè)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前社會(huì)法發(fā)展的需求,急需對(duì)當(dāng)代汽車(chē)進(jìn)行改進(jìn)。新能源汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)代汽車(chē)制造領(lǐng)域主要研發(fā)的方向,在國(guó)家的大力支持下,新能源的配套設(shè)備已經(jīng)逐步鋪設(shè),研發(fā)方面也經(jīng)取得了巨大的成果。新能源汽車(chē)作為新興時(shí)代環(huán)保、節(jié)能的交通工具,在不久之后將會(huì)成為交通市場(chǎng)的主力軍,成為人們出行的主選方式。新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì),與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式有很大區(qū)別,在設(shè)計(jì)、選材、施工等環(huán)節(jié)都是采用節(jié)能環(huán)保材料與技術(shù),最為明顯的是采用塑料代替了傳統(tǒng)的金屬材料,盡可能降低汽車(chē)自身的重量與能耗,減少能源的浪費(fèi)。
2、塑料配件在汽車(chē)當(dāng)中的運(yùn)用
本文為了更好地研究塑料焊接技術(shù),需要事先對(duì)塑料配件在汽車(chē)當(dāng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析。因此,通過(guò)分析新能源汽車(chē)當(dāng)中的塑料配件的使用,來(lái)進(jìn)一步證明塑料及塑料焊接技術(shù)的重要性。
首先是從汽車(chē)內(nèi)飾的塑料配件運(yùn)用進(jìn)行研究。汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)計(jì)當(dāng)中的儀表盤(pán)主要材料為塑料,是一種高分子合成塑料,無(wú)論是韌性、塑性、抗腐蝕性等都非常好。在新能源汽車(chē)當(dāng)中,儀表盤(pán)通過(guò)測(cè)量來(lái)進(jìn)行尺寸的定位讓人操控起來(lái)更加方便,儀表盤(pán)的設(shè)計(jì)打破常規(guī)了常規(guī)儀表盤(pán)的一體式設(shè)計(jì),把原有的一體式的儀表盤(pán)打破重組,功能分區(qū)更加明顯又不失功能性,并從線條的運(yùn)用去表現(xiàn)速度與沖擊力的感覺(jué),來(lái)強(qiáng)調(diào)與車(chē)聲外部的結(jié)合與呼應(yīng)更加的體現(xiàn)速度。這些功能實(shí)現(xiàn)需要采用塑料配件,使用塑料焊接技術(shù)將其固定在汽車(chē)內(nèi)部。如果采用傳統(tǒng)的金屬材料,根本達(dá)不到這種效果,同時(shí)浪費(fèi)資源,增加汽車(chē)自身的重量。只有使用高分子合成的塑料儀表盤(pán),才能夠體現(xiàn)出儀表盤(pán)的審美價(jià)值與實(shí)用價(jià)值。
我們之所以采用實(shí)體按鍵設(shè)計(jì)是為了提高駕駛的安全性,試想一下如果設(shè)計(jì)為全觸控式的控制設(shè)計(jì),我們?cè)诓倏刂芯托枰セㄙM(fèi)更大的盡力去操控,并且增加操控的反復(fù)性,需要我們隊(duì)操控界面今次那個(gè)反復(fù)的操作,
汽車(chē)內(nèi)飾當(dāng)中的方向盤(pán)與門(mén)把手,這些也是采用的塑料材質(zhì)。方向盤(pán)是駕駛?cè)丝刂破?chē)方向的重要工具,因?yàn)榉较虮P(pán)比較特殊,所以自身的質(zhì)量必須輕;再加上人手直接與方向盤(pán)接觸,必須使人感到舒適。就這兩方面因素,就必須要選用塑料材質(zhì),一是為了降低方向盤(pán)自身的重量,二是沒(méi)有金屬那樣的冰冷,能夠根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)的更加合理、舒適。門(mén)把手則是汽車(chē)門(mén)系統(tǒng)的重要部件,他需要根據(jù)人手的曲線合理的設(shè)計(jì),同時(shí)還需要滿足人的觸感,所以也需要采用塑料材質(zhì)。除此之外,汽車(chē)內(nèi)部的塑料配件還有很多,例如中控臺(tái)、駐車(chē)制動(dòng)器操作桿把手、座椅把手等都是采用的塑料材質(zhì)。這些塑料的合成必須要通過(guò)塑料焊接技術(shù)才能夠完成。
3、塑料焊接技術(shù)研究
塑料焊接技術(shù)種類非常多,根據(jù)焊接方式的不同,大致可以將塑料焊接技術(shù)分為感應(yīng)焊接技術(shù)、熱工焊接技術(shù)、熱氣焊接技術(shù)、電阻焊技術(shù)、高頻焊接技術(shù)、激光焊接技術(shù)、振動(dòng)焊接技術(shù)、旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)、超聲波焊接技術(shù)等多種塑料焊接技術(shù)。
3.1 熱工塑料焊接技術(shù)
熱工焊接技術(shù)是現(xiàn)實(shí)生活與生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù),它能夠?qū)煞N同樣的材料進(jìn)行融合重組,連接成一個(gè)整體。在汽車(chē)的塑料配件當(dāng)中,采用熱工焊接技術(shù)的部件主要有集水室、蓄電池?zé)簟⑶昂笪矡舻?。熱工焊接技術(shù)的具體施工方式是將需要焊接的兩個(gè)部件進(jìn)行加熱,當(dāng)其達(dá)到臨界點(diǎn)之后,材料會(huì)發(fā)生融化,在將融化的部分進(jìn)行連接,再加上壓力冷卻形成焊接縫,完成焊接任務(wù)。
熱工焊接技術(shù)之所以被廣泛的應(yīng)用在塑料焊接當(dāng)中,是因?yàn)橛兄T多的優(yōu)點(diǎn),讓人們不得不重視它的應(yīng)用。熱工塑料焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于焊接面平整、溫度控制精確、焊接素材限制性小。這種塑料焊接技術(shù)能夠在最大程度上降低焊接縫的影響,保證焊接縫的平整度;熱工本身是一種金屬加熱元件,可以說(shuō)是焊接的主要部位,能夠精準(zhǔn)的把握焊接材料的溫度,防止因?yàn)榧庸み^(guò)度與不足影響焊接任務(wù);熱工塑料焊接對(duì)材料種類的限制性非常小,能夠?qū)崿F(xiàn)同種與異種材料的焊接,而且還可以根據(jù)具體的材料采用不同溫度焊接。
3.2 熱氣塑料焊接技術(shù)
熱氣塑料焊技術(shù)主要的加熱方式是熱氣流,焊槍會(huì)形成一種熱氣流,這種熱氣流的溫度非常高,當(dāng)其噴射到需要焊接的塑料上時(shí),這些塑料會(huì)慢慢軟化,再加上填充棒加以補(bǔ)充,就可以完成塑料焊接工作。
熱氣塑料焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是它的靈活性非常強(qiáng),可以應(yīng)用在大型設(shè)備、構(gòu)復(fù)雜的零件、小部件等方面。但是,熱氣塑料焊接技術(shù)是在多焊道焊接時(shí)容易產(chǎn)生氣泡,從影響到焊接材料的表面平整度。
3.3 感應(yīng)塑料焊接技術(shù)
感應(yīng)塑料焊接技術(shù)主要是通過(guò)磁場(chǎng)變化進(jìn)行加熱的,內(nèi)部有鐵磁性材料,需要充分的利用磁場(chǎng)效應(yīng)才能夠完成焊接。具體焊接過(guò)程中是:將鐵磁性材料放置在需要焊接的塑料零件或部位上,充分利用交變磁場(chǎng)融化需要焊接的塑料部位,將融化的不額外進(jìn)行對(duì)接融合,進(jìn)行加工,從而完成焊接。感應(yīng)塑料焊接技術(shù)的焊接成功率非常高,很少有失敗的現(xiàn)象發(fā)生,還可以應(yīng)用在塑模焊接當(dāng)中。
3.4 激光塑料焊接技術(shù)
激光塑料焊接技術(shù)是當(dāng)前社會(huì)當(dāng)中的一種新型焊接技術(shù),這種焊接技術(shù)的效率非常高,但是限制性非常強(qiáng),對(duì)焊接材料的要求比較高。激光塑料焊機(jī)技術(shù)的施工不有一個(gè)前提條件,那就是焊接的材料一個(gè)需要吸收光束,另一個(gè)能夠透過(guò)光束,這樣才能夠?qū)蓚€(gè)零件連接到一起。激光塑料焊接技術(shù)與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比,更加的干凈整潔、表面平整,特別適用于汽車(chē)制品或電子傳感器一類的焊接。同時(shí),激光焊接技術(shù)無(wú)視材料的限制,能夠?qū)崿F(xiàn)異種材料焊接。
3.5 超聲波塑料焊接技術(shù)
超聲波塑料焊接技術(shù)是最常見(jiàn)的一種塑料焊接方式之一,它的實(shí)施充分利用了超聲波原理。高頻率的機(jī)械振動(dòng),逐漸塑料加工部位慢慢變熱,最終慢慢熔化,之后將兩者熔化部位進(jìn)行加工,結(jié)合成一個(gè)整體,完成焊接任務(wù)。
4、結(jié)束語(yǔ)
汽車(chē)塑料焊接技術(shù)已經(jīng)是汽車(chē)生產(chǎn)當(dāng)中必不可少的一件生產(chǎn)技術(shù),尤其是近幾年來(lái)新能源汽車(chē)的出現(xiàn),對(duì)可回收、再利用塑料的使用更加廣泛,導(dǎo)致塑料焊接技術(shù)工作量大大增加。為了保證汽車(chē)的質(zhì)量,就需要對(duì)汽車(chē)塑料焊接技術(shù)進(jìn)行研究,為汽車(chē)制造業(yè)提供高質(zhì)量的技術(shù)服鍘