淺析高效焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展

李 兵

（沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,沈陽 110000）

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，焊接技術(shù)對工業(yè)的生產(chǎn)效率起著非常重要的作用。因此，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，要積極根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)焊接的需要，選擇合適的高校焊接，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。在厚板的焊接中，可以選用高熔敷效率焊接，以減少焊接材料熔化所需要的時間，加快熔化的速度。在薄板焊接中，可以選用高速焊接，以提高焊接的速度。

1 高熔敷效率焊接

是高熔敷效率焊接主要代表工藝，其由Transfcrred Ionized Molten Energy Process這幾個單詞字頭的縮寫命名[1]。它主要通過增大送絲的速度，提高焊絲熔敷的效率，改善焊接的質(zhì)量。

T.I.M.E.焊接工藝最早在上個世紀(jì)八十年年代應(yīng)用于加拿大和日本，而在1990年首次被介紹到歐洲[2]。目前，這種工藝已廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程、造船業(yè)、機(jī)械工程以及汽車制造業(yè)。T.I.M.E.焊接工藝主要采用四元保護(hù)氣（O2、CO2、He、Ar四種氣體），He氣體所占的比例約為25%，同時，由于He氣體的成本較高，所以各國在研究和使用T.I.M.E.焊接工藝的過程中，根據(jù)具體的使用情況，開發(fā)出了基于三元和二元保護(hù)氣體的T.I.M.E.替代焊接工藝。瑞典AGA公司開發(fā)出了RAPID MELT，MISON8保護(hù)氣體：+8%CO2+0.03%NO+Ar平衡，這種紅衣可以有效提高射流過度的熔敷效率。而德國林德公司的開發(fā)出的LINFAST，主要保護(hù)氣體為30%He+10%CO2或者25%He+3.1%O2，這種工藝技術(shù)能夠使焊接電弧的挺直度得到有效提高，電弧得到收縮，加大熔深，與此同時還可以對焊接的金屬進(jìn)行清潔。

2 高速焊接

2.1 多絲埋弧焊

當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)使用較多的是多絲埋弧焊工藝[3]。與此同時，在傳統(tǒng)的多絲埋弧焊工藝中，通過應(yīng)用十分精細(xì)的金屬粉末，能夠使電弧能量的應(yīng)用效率得到極大的提高，減少金屬粉末的浪費(fèi)，提高熔敷效率并且可以改善焊接接頭的力學(xué)性能。然而，由于金屬粉末過于精細(xì)，很容易在保護(hù)氣流的吹動下飄走，所以這種焊接方法一般不會應(yīng)用在熔化極氣體保護(hù)焊。除此之外，精細(xì)金屬粉末以及導(dǎo)電嘴的加工制作工藝較難，而且成本好特別高，實(shí)用的價值和意義不高。正是因?yàn)槎嘟z埋弧焊工藝存在著問題，因此，可以在傳統(tǒng)埋弧焊工藝的基礎(chǔ)上，增加送絲機(jī)構(gòu)，把其他的焊絲通過預(yù)熱的電源加熱到接近熔化狀態(tài)時，均勻送入埋弧自動焊所形成的熔池里面。

2.2 多絲明弧焊

在最傳統(tǒng)的多絲明弧焊工藝中，通常都是使用熔化極填絲方法，一般都是氣體保護(hù)焊加加熱絲或者冷絲，然后在通過熔池的能量或者電弧來熔化焊絲，進(jìn)而提高熔敷的效率。附加焊絲的熔化可以有效降低熔池的溫度，這就使得在電流量較大的情況下，仍然有充分的金屬處在電弧的下方，從而避免過多的氣體進(jìn)入到熔池，產(chǎn)生焊縫起皺問題。

當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用最為廣泛的雙弧焊接工藝，其主要代表公司有德國的CLOOS公司和奧地利Fronius公司的TANDEM焊接。德國CLOOS公司的Tandem雙絲焊接系統(tǒng)是由兩臺送絲機(jī)、一把焊槍以及兩臺焊機(jī)所組成的，能夠和焊接機(jī)器人或者自動化專機(jī)相互配套使用。送絲機(jī)利用送絲管把焊絲送入焊槍的獨(dú)立導(dǎo)電嘴中。然后在雙電弧中被熔化。而奧地利Fronius公司所開發(fā)的最新GMA焊接系統(tǒng)，這個系統(tǒng)采用了兩套送絲系統(tǒng)和電源。焊接的電流和送焊絲的速度以及電話的電壓與短路的相對時序關(guān)系都能夠進(jìn)行分開控制，進(jìn)而有效提高焊接的速度。

3 其他的高效焊接方法

英國的W.Steen早在上個世紀(jì)70年代后期就提出了激光電弧復(fù)合焊[4]。激光復(fù)合焊可以把能量傳輸機(jī)制和物理性質(zhì)這兩種完全不一樣的熱能源復(fù)合在一起，同時作用于同一個焊接的位置，這不僅可以充分發(fā)揮這兩種熱源的優(yōu)勢，又可以使這兩種熱源互相彌補(bǔ)兩者之間的不足，從而形成了一種十分高效的熱源。在激光復(fù)合高效焊的焊接方法中，主要有雙激光束焊接。這種焊接方法主要是采用峰值功率較高的脈沖激光以及連續(xù)光速，對焊機(jī)的工件進(jìn)行復(fù)合焊接。這種焊接方法可以讓等離子體云變得特別小，甚至是消失。由于這種焊機(jī)工藝歲激光的廝守和散射相對較小，而工件所吸收能量的效率也相對較高，從而極大焊接的熔深，提高焊接的能力。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)對高效焊接技術(shù)的要求也越來越高。高效焊接技術(shù)的研究是工業(yè)生產(chǎn)重要研究和發(fā)展的對象。積極加強(qiáng)對高效焊接技術(shù)的研究和應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)社會工業(yè)的生產(chǎn)。

[1]陳姬,武傳松.高速GMAW駝峰焊道形成過程的數(shù)值分析[J].金屬學(xué)報,2012,25(09):156-157.

[2]張永達(dá),孫成文,于小虎,張雪彪.船舶高效焊接工藝及存在的問題[J].造船技術(shù),2012,35(16):166-168.

[3]陳紹全.船舶建造中的焊接技術(shù)進(jìn)步淺談——大連造船重工近期焊接建造技術(shù)研究幾點(diǎn)建議[J].現(xiàn)代焊接,2012,20(11):201-204.

[4]趙伯楗,曹凌源,鄭惠錦,毛信順.船舶高效焊接工藝及裝備[J].國防制造技術(shù),2012,14(03):130-133.