焊接技術在工程機械行業(yè)中的應用分析

1.李 飛 2.張海剛

1.身份證號：211403197410058452 2.身份證號：211403197507228411

焊接技術在工程機械行業(yè)中的應用分析

1.李 飛 2.張海剛

1.身份證號：211403197410058452 2.身份證號：211403197507228411

焊接是一種連接金屬或熱塑性塑料的制造或雕塑過程。焊接過程中，工件和焊料熔化形成熔融區(qū)域，熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。這一過程中，通常還需要施加壓力。隨著焊接機器人在工業(yè)應用中的廣泛應用，研究人員仍在深入研究焊接的本質，繼續(xù)開發(fā)新的焊接方法，以進一步提高焊接質量。 本文主要從機械行業(yè)的應用進行分析。

焊接技術；機械；應用

一、機械焊接技術

1.1 電子束焊接

電子束焊接首先應用在德國，之后逐漸發(fā)展成熟。較之傳統(tǒng)的焊接工藝，它的能量密度更高，并且熱變形較小，應用的范圍也較為廣泛。

電子束焊接的工作原理是：用電子槍中聚集的告訴電子束對工件的接縫處進行轟擊，在轟擊的過程中，會發(fā)生機械能的轉變，即動能轉化為熱能。這樣就產(chǎn)生了焊接所需要的熱源，利用這些熱能，完成焊接工作。

以前，電子束焊接主要被應用于國防、軍工工業(yè)中。近些年來，這種焊接技術開始在民用工業(yè)中推廣使用。比如汽車工業(yè)的齒輪、發(fā)電站的鍋爐等。

1.2 激光焊接技術

激光焊接技術是激光加工技術中的重要部分，它是一種高能束的熱傳導性技術。與傳統(tǒng)的焊接工藝相比，激光焊接技術更加快捷方便，同時焊接的質量和穩(wěn)定性更高，工件產(chǎn)生變形的可能也小，因此被大量投入工業(yè)生產(chǎn)。

激光焊接技術主要是利用拋物鏡或者凸透鏡匯集周圍的熱量，這時的激光就是一個高溫度的熱源，將其應用于工件接縫的表面，能夠起到焊接的作用。根據(jù)工件的不同，激光焊接的方式也有所不同，常用的激光焊接方式是傳導焊接和小孔焊接兩種。

在航天航空工業(yè)中，經(jīng)常會利用激光焊接技術來進行工件的修復；在汽車制造領域，激光焊接技術被廣泛應用于散熱器、傳動軸等零部件的制造中。隨著激光加工技術的不斷發(fā)展，激光焊接技術的應用領域必然還會擴大。

1.3 攪拌摩擦焊接技術

攪拌摩擦焊接技術，顧名思義就是利用摩擦力產(chǎn)生的熱量進行焊接，這就決定了它的使用范圍，即低熔點的金屬焊接。這種焊接技術的自動化水平更高，接頭的質量和穩(wěn)定性更好，并且節(jié)能低碳。

在進行攪拌摩擦焊接過程中，會將一個攪拌針插進焊縫中，利用摩擦力對金屬進行加熱，讓其呈現(xiàn)一種塑性狀態(tài)，同時金屬會形成旋轉的空洞，隨著攪拌針的不斷前移，旋轉空洞和塑形金屬各自向相反的方向移動，金屬在冷卻之后，焊接的縫隙密度會更高。

攪拌焊接技術主要用于造船業(yè)、航空航天業(yè)、建筑業(yè)、交通工具等領域。在造船業(yè)中，它主要被用來焊接甲板上、船頭上的部件；在航空航天業(yè)中，飛機的機身、油箱都會用到它；而交通工具領域，火車、高速列車等的車身、交換器等都要用攪拌摩擦焊焊接技術。

1.4 電渣焊接技術

電渣焊接技術是一種利用電阻熱進行焊接的技術。它能夠一次性焊接鋼材、鐵基金屬等質地較厚的工件，同時生產(chǎn)成本也較低，焊接質量較高。

電渣焊接技術依據(jù)的原理是：把電熱組作為一種熱源，用來熔化金屬和木材，之后冷卻凝固，使各金屬原子之間相互連接。常用的電渣焊技術主要有熔嘴、非熔嘴電渣焊技術，絲極電渣焊技術，板級電渣焊技術等。

電渣焊技術主要被應用于一些特殊的地方或行業(yè)，比如鐵路各個站點的焊接；鼓風爐殼等厚壁容器的焊接等等。

1.5 等離子弧焊接技術

等離子弧焊接技術是一種基于等離子弧切割工業(yè)的新型焊接技術。它是一種較為及其精密的焊接技術。

等離子弧焊接技術準確地說應該是“壓縮電弧焊接”，它是焊炬將整個電弧進行最大限度的壓縮，促使其中的等離子效應加劇，之后電弧就變成了一個具有穩(wěn)定性、單向性的強大射流熱源，溫度高達16000K～33000K，然后可以直接進行金屬的焊接。通常企業(yè)較為常用的等離子弧主要是轉移型的和非轉移型兩種。

1.6 超聲波焊接技術

超聲波焊接技術主要是進行熱塑性塑料制品焊接的高科技技術，這種技術焊接出來的塑料制品檔次和質地較高，同時生產(chǎn)的成本和效率也就高。

在超聲波進行焊接的過程中，發(fā)生器會釋放出20KHz或者15KHz具有高壓性、高頻性的信號，通過能量轉換系統(tǒng)，可以將這種信號轉化為一種高頻的機械振動，用于塑料品的工件中。然后通過摩擦力是接口的溫度升高，當溫度達到工件的熔點時，工件會自動融化來填充接口處的縫隙。冷卻定型以后，整個焊接工藝就順利完成。

超聲波焊接技術因為其本身的特性，所以在塑料品加工行業(yè)中應用較為廣泛，而在機械類加工工業(yè)中，應用較少。

1.7 機器人焊接技術

機器人技術其實是在焊接自動化的基礎上發(fā)展而來的。在20世紀末期，首次被應用于焊接技術領域。近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，各企業(yè)訂單量和交易量的不斷增加，生產(chǎn)線不斷擴大，機器人焊接技術已經(jīng)成為自動化焊接領域的主要發(fā)展趨勢。

機器人焊接技術是一種容機械制造、計算機編程、物理力學等為一體的綜合性學科。要使用這種技術，首先要制造符合標準的機器人，通過計算機編程將各種參數(shù)計算后安裝至機器人的“大腦”中。這一系列工作完成之后，機器人可以根據(jù)工作指令來進行焊接。

機器人焊接技術的發(fā)展至今還不太成熟，故而各種行業(yè)的使用都比較少。

作為加工制造行業(yè)中的關鍵技術，焊接技術和工藝的不斷創(chuàng)新，不僅能夠促進其自身的發(fā)展，也能夠促進整個機械制造行業(yè)的發(fā)展壯大。

二、總結

作為一種工業(yè)技術，焊接的出現(xiàn)迎合了金屬藝術發(fā)展對新工藝手段的需要。而在另一方面，金屬在焊接熱量作用下所產(chǎn)生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現(xiàn)語言的需求。在今天的金屬藝術創(chuàng)作中，焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現(xiàn)語言而著力加以表現(xiàn)。

[1]單海洋.工程機械中的低合金高強鋼焊接技術的應用研究[J].工業(yè)，2017(2)：00257-00257.

[2]凌偉，杜巖，張玲玲.淺談機械焊接中的技術應用[J].中國科技投資，2016(7).

[3]楊鴻強.探討自動化焊接設備在工程機械制造中的運用[J].企業(yè)技術開發(fā)旬刊，2016，35(7)：67-68.