焊接方法与过程控制：焊接技术的优化

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：随着功率器件、微电子、计算机以及工业与其他科学技术的发展，焊接技术不断创新和发展。本书除介绍成熟或比较成熟的焊接技术外，将简单介绍焊接技术的新发展及其趋势。

随着功率器件、微电子、计算机以及工业与其他科学技术的发展，焊接技术不断创新和发展。本书除介绍成熟或比较成熟的焊接技术外，将简单介绍焊接技术的新发展及其趋势。

1.高效优质

提高生产效率和质量是驱动焊接技术发展的目标和巨大动力，也是永恒的方向。其主要途径和技术如下：

（1）提高焊接熔敷率除了过去采用的铁粉焊条、重力焊条外，正在继续发展双丝/多丝/热丝气体保护电弧焊、埋弧高速焊等技术，使熔敷效率比焊条电弧焊增加上百倍、焊接速度甚至提高数倍，而且构件变形小，焊缝成形美观优质。

（2）减小坡口熔敷量发展窄间隙单丝/双丝/多丝气体保护电弧焊，厚度50～300mm甚至更厚，间隙仅有12～14mm，熔敷金属量数倍、数十倍减小，大大提高生产效率和质量。如采用高能束（电子束、等离子弧、激光）焊甚至可不开坡口对接，可获得更理想的效果。

2.自动智能

发展焊接过程自动化、智能化技术，可大大提高焊接质量稳定性、生产率和改善焊工劳动条件，是发展焊接技术的另一重要方向。在劳动力成本越来越高和科技水平不断提高的今天，各种自动化、智能化专机、设备、自动焊接生产线等技术不断创新、涌现。其中焊接机器人从开环程控的第一代，到设有电弧传感、视觉传感、信息采样处理、跟踪焊缝成形、质量控制的实时过程闭环智能控制等的第三、四代技术，越来越广泛应用于汽车、管道、容器、航天、航空等领域。

3.热源开发

焊接工艺几乎应用了世界上所有一切可利用的热源，其中包括火焰、电弧、电阻、超声、摩擦、电渣、等离子、电子束、激光束、微波等。从发展史来看，每一种热源的出现，都伴随着焊接新工艺的出现。随着科技的进步，研究、开发和利用焊接热源技术还不断在发展，主要表现可归纳为以下两方面：

（1）改善优化原有的热源提高热能密度、热效应和品质，使之更有效、方便、经济适用，如电子束、激光束等。

（2）开发和综合利用热源开发和综合利用复合热源，使之更有效地发挥不同热源的特点和优势，以便获得更高性价比的焊接结果，如“等离子弧+激光”、“MIG电弧+激光”等。

4.节能减排

节能减排是全世界工业界的共同努力方向。传统的焊接电源、设备不仅耗电很大，而且焊接工艺过程所产生的金属飞溅和烟雾，也是一个不容忽视的污染源。通过功率变频、逆变技术以及计算机、数字化控制焊接电源的输出波形、动态性能、功率因数等技术，不仅实现节能20%～35%，减少制造材料60%～80%和大大减小体积、占地，还可大幅度减小金属飞溅和烟雾对环境的污染。此外，还从焊接材料（焊丝、焊条、焊剂和气体）的成分和性能改进及其优化匹配焊接参数，来减少焊接过程的飞溅、烟雾的污染。

5.发展工艺

尽管目前的焊接技术和工艺方法足以满足当今焊接结构生产需求，但是新兴产业和材料品种发展及其结构性能提高需求，需要发展新工艺来适应它。如微电子工业的发展促进微连接工艺及其设备的发展，生物材料、陶瓷和复合材料的发展又促进了喷涂、粘接、真空扩散钎焊等技术的发展。

6.安全防护

通常焊接作业的条件较差，为改善焊接工作环境和人身安全防护条件，除了提高面罩、工作服的防护性能外，还要开发通风、除尘效果更好的环保设备，同时发展抗电磁干扰能力强和减少电磁干扰的新型焊接电源、设备技术。

焊接方法与过程控制：焊接技术的优化

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