高端裝備制造對焊接材料的需求與挑戰(zhàn)

涂佳明 陳濤

摘 要：從現(xiàn)如今社會發(fā)展的各類產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上看，高端裝備制造業(yè)在新型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的重要性日益突出，在其發(fā)展的過程中，對本身性能較高的焊接材料的應(yīng)用和發(fā)展產(chǎn)生一種比較強烈的需求。從國內(nèi)的焊接材料品種上看，高端裝備在某些方便的應(yīng)用程度明顯不夠，在一定程度上影響了高端裝備焊接技術(shù)的發(fā)展。本文主要對高端裝備制造對焊接材料的需求和挑戰(zhàn)方面進行了深入介紹和分析，并探討了其具體的焊接技術(shù)，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高端裝備制造；焊接技術(shù)；焊接材料

中圖分類號：TG42 文獻標識碼：A

近年來，我國對高端裝備制造業(yè)的重視程度不斷提升，以順應(yīng)市場經(jīng)濟的發(fā)展需求。為了對制造業(yè)的發(fā)展方式進行改變和完善，需要對產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)進行有效的調(diào)整。高端裝備制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)鏈進行的基礎(chǔ)與核心。在進行高端裝備制造的過程中，常常需要進行焊接作業(yè)，而這需要對焊接材料的性質(zhì)和焊接技術(shù)提出較高的需求。其中高端裝備主要包括航空裝備，海洋工程裝備以及其他的智能化制造業(yè)等等。可見，只有先進的焊接技術(shù)加上高性能的材料，才能逐漸提升焊接的穩(wěn)定性和高效性，同時也能夠更加逐漸順應(yīng)市場的需求。

1 國內(nèi)焊接材料和焊接技術(shù)的現(xiàn)狀與存在問題

從我國的焊接材料發(fā)展現(xiàn)狀上看，鋼鐵的產(chǎn)量逐年增加，成為鋼鐵大國。以鋼鐵的生產(chǎn)為主，焊接材料的增長率也得到了穩(wěn)步提升。從焊接技術(shù)的發(fā)展上來看，以往我國的傳統(tǒng)焊接工程中主要采用的是手動焊接技術(shù)方法，在實際的應(yīng)用中降低了裝備制造的效率。而近些年為了滿足高端裝備的制造需求，也對焊接技術(shù)進行了一定的改進。但是無論是焊接材料還是焊接技術(shù)雖然取得了一定的成績，但是從整體上看，焊接材料仍然存在著嚴重的問題，如焊接材料品種缺乏，裝備制造的配套型不完善等，焊接技術(shù)水平也依然低于世界先進水平。最終導(dǎo)致高端裝備制造質(zhì)量的穩(wěn)定性比較差，降低了其市場競優(yōu)勢。

2 高端裝備制造對焊接材料和焊接技術(shù)的需求與挑戰(zhàn)

在高端裝備制造過程中，需要對焊接技術(shù)和焊接材料等兩方面進行深入介紹。現(xiàn)如今，從焊接材料的種類上進行分析，主要有低合金鋼，不銹鋼，鋁合金以及鈦合金等材料，這些焊接材料主要用于釬焊以及特征焊為主。從材料的技術(shù)形態(tài)上看，主要有絲狀、條狀以及帶狀等等。從這些因素上可以看出，高端裝備制造工程對于焊接材料的相關(guān)技術(shù)指標要求比較嚴格，同時其復(fù)雜性也比較突出。需要對材料的技術(shù)性能指標進行明確和保證。通常情況下，材料的技術(shù)性能指標需要達到一定的穩(wěn)定性和高效性，這樣才能保證焊接材料達到相關(guān)技術(shù)標準。

高端裝備制造對焊接材料的技術(shù)性能也提出了一定的挑戰(zhàn)，首先，在研發(fā)方面，焊接材料技術(shù)發(fā)展中所面臨的最大挑戰(zhàn)就是焊接材料的成分、組織以及性能之間關(guān)系的處理。其次，在實際的材料生產(chǎn)制備中，所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要有三點：①高端裝備制造原材料和輔助材料的質(zhì)量需要進行嚴格把關(guān)。②制高端裝備制造焊接技術(shù)和相應(yīng)的焊接裝備性能也是不可忽視的重要因素。③由于焊接材料的系統(tǒng)性比較強，因此焊接材料制備技術(shù)的研究非常重要，不容忽視。每一個焊接技術(shù)環(huán)節(jié)都應(yīng)該嚴格按照相應(yīng)的標準來進行。其中包括焊條大壓力壓涂技術(shù)，潤滑劑匹配技術(shù)以及燒結(jié)焊劑的造粒技術(shù)等等。從比較典型的拉絲工藝上看，國內(nèi)的研究所受到的影響因素較多。為了對拉絲工藝進行優(yōu)化，需要選擇科學(xué)合理的配潤滑劑，以及拉絲的制定工藝等等。④在焊接材料和焊接技術(shù)的質(zhì)量控制方面也面臨著一定的挑戰(zhàn)。具體來說可以從兩個方面來闡述：第一，現(xiàn)如今，信息化和智能化技術(shù)比較發(fā)達，但是從焊接技術(shù)的控制方面來看，在線質(zhì)量檢測技術(shù)的落后現(xiàn)象比較嚴重，焊接技術(shù)檢測還只是停留在對幾何尺寸進行檢測，深入程度不夠。所以，在實際的工作中，對于焊絲的應(yīng)力以及變形的情況等方面還無法進行詳細地檢測。第二，焊接材料的工藝性對于焊接技術(shù)的發(fā)展也提出了較高的要求，但是焊接技術(shù)中涉及到的焊接工藝參數(shù)和材料的質(zhì)量無法達到相關(guān)的標準，不能從本質(zhì)上對焊接功能和材料工藝進行解釋，可見，焊接工作的質(zhì)量控制方面還不健全，亟待改善。

3 高端裝備制造的新型焊接技術(shù)

3.1 活性化焊接技術(shù)?；钚曰附幽芎芎玫目朔胀═IG焊方法熔深淺、對材料成分敏感的缺點。與普通TIG焊方法相比，相同的焊接參數(shù)，活性劑能使熔深增加200%～300%，焊接時間減少50%，焊接效率提高2-6倍，焊接成本也相應(yīng)減少，在高端裝備制造的焊接作業(yè)中能夠發(fā)揮很好的作用。

3.2 高速焊接技術(shù)。高效焊接技術(shù)一直是高端裝備制備焊接技術(shù)的重點發(fā)展方向，目前已經(jīng)取得了一些成就，例如熔化極等離子弧焊接技術(shù)，這種技術(shù)綜合了熔化極氣體保護焊和等離子弧焊的優(yōu)點，非常適宜鋁鎂等輕金屬及合金的焊接。在焊接薄板時，可以實現(xiàn)高速焊，例如對2mm鋁板，焊接速度可達3000mm/min；對于厚板連接，其熔敷效率高，參數(shù)范圍廣，焊接過程穩(wěn)定。由于等離子弧對接頭區(qū)的充分清理作用，焊縫中氣孔缺陷明顯較少，尤其適合在高端裝備這種對焊接質(zhì)量要求較高的焊接作用中使用。

3.3 智能化與自動化焊接技術(shù)。高端裝備制造離不開自動化焊接技術(shù)，對其需求越來越強烈，自動化焊接技術(shù)不但可以大幅度提高焊接效率，還可以保證焊接質(zhì)量。尤其是近些年針對高精度、多品種和小批量產(chǎn)品的需求增加，柔性化加工單元及技術(shù)逐漸被重視。具有初步人工智能的加工單元能夠?qū)崿F(xiàn)自動生成焊接軌跡、焊接參數(shù)、焊槍姿態(tài)等，并能進行動態(tài)仿真。對于大型裝備的焊接結(jié)構(gòu)，也可以實現(xiàn)自動導(dǎo)引焊接機器人進入焊縫起點、自動焊縫對中、自動保證焊縫熔透和成形。

結(jié)語

現(xiàn)如今，高端裝備制造對焊接材料合焊接技術(shù)所提出的要求越來越高。為了提升高端裝備制造的高效性和穩(wěn)定性，需要對焊接材料的性能以及相關(guān)的焊接技術(shù)工藝進行完善，國家應(yīng)該加大對焊接材料優(yōu)化的投入力度，逐漸形成一種自主研發(fā)和獨立生產(chǎn)的模式和體系，并積極研發(fā)新的焊接技術(shù)。從目前我國的焊接技術(shù)和材料生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)方面看，高端裝備制造技術(shù)仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)，所以，需要抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，在實際的工作中提升其焊接材料和技術(shù)的研發(fā)力度，提高我國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展水平。

參考文獻

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