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真空電弧焊接技術(shù)
2018-09-11 15:09:23

它是可以對不銹鋼、鈦合金和高溫合金等金屬進(jìn)行熔化焊及對小試件進(jìn)行快速高效的局部加熱釬焊的最新技術(shù)。該技術(shù)由俄羅斯發(fā)明,并迅速應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的焊接中。使用真空電弧進(jìn)行渦輪葉片的修復(fù)、鈦合金氣瓶的焊接,可以有效地解決材料氧化、軟化、熱裂、抗氧化性能降低等問題。

    窄間隙熔化極氣體保護(hù)電弧焊技術(shù)

    它具有比其他窄間隙焊接工藝更多的優(yōu)勢,在任意位置都能得到高質(zhì)量的焊縫,且具有節(jié)能、焊接成本低、生產(chǎn)效率高、適用范圍廣等特點(diǎn)。利用表面張力過渡技術(shù)進(jìn)行熔化極氣體保護(hù)電弧焊表明,該技術(shù)必將進(jìn)一步促進(jìn)熔化極氣體保護(hù)電弧焊在窄間隙焊接的應(yīng)用。

    激光填料焊接

    是指在焊縫中預(yù)先填入特定焊接材料后用激光照射熔化或在激光照射的同時(shí)填入焊接材料以形成焊接接頭的方法。廣義的激光填料焊接應(yīng)該包括兩類:激光對焊與激光熔覆。其中,激光熔覆是利用激光在工件表面熔覆一層金屬、陶瓷或其它材料,以改善材料表面性能的一種工藝。激光填料焊接技術(shù)主要應(yīng)用于異種材料焊接、有色及特種材料焊接和大型結(jié)構(gòu)鋼件焊接等激光直接對焊不能勝任的領(lǐng)域。

    高速焊接技術(shù)

    它使MIG/MAG的焊接生產(chǎn)率成倍增長,它包括快速電弧技術(shù)和快速熔化技術(shù)。由于采用的焊接電流大,所以熔深大,一般不會(huì)產(chǎn)生未焊透和熔合不良等缺陷,焊縫成形良好,焊縫金屬與母材過渡平滑,有利于提高疲勞強(qiáng)度。

    攪拌摩擦焊(FSW)

    1991年FSW技術(shù)由英國焊接研究所發(fā)明,作為一種固相連接手段,它克服了熔焊的諸如氣孔、裂紋、變形等缺陷,更使以往通過傳統(tǒng)熔焊手段無法實(shí)現(xiàn)焊接的材料可以采用FSW實(shí)現(xiàn)焊接,被譽(yù)為“繼激光焊后又一革命性的焊接技術(shù)”。

    FSW主要由攪拌頭的摩擦熱和機(jī)械擠壓的聯(lián)合作用下形成接頭,其主要原理和特點(diǎn)是:焊接時(shí)旋轉(zhuǎn)的攪拌頭緩緩進(jìn)入焊縫,在與工件表面接觸時(shí)通過摩擦生熱使周圍的一層金屬塑性化。同時(shí),攪拌頭沿焊接方向移動(dòng)形成焊縫。

    作為一種固相連接手段,F(xiàn)SW除了可以焊接用普通熔焊方法難以焊接的材料外(例如可以實(shí)現(xiàn)用熔焊難以保證質(zhì)量的裂紋敏感性強(qiáng)的7000、2000系列鋁合金的高質(zhì)量連接),F(xiàn)SW還具有溫度低,變形小、接頭力學(xué)性能好(包括疲勞、拉伸、彎曲),不產(chǎn)生類似熔焊接頭的鑄造組織缺陷,并且其組織由于塑性流動(dòng)而細(xì)化、焊接變形小、焊前及焊后處理簡單、能夠進(jìn)行全位置的焊接、適應(yīng)性好,效率高、操作簡單、環(huán)境保護(hù)好等優(yōu)點(diǎn)。

    尤其值得指出的是,攪拌摩擦焊具有適合于自動(dòng)化和機(jī)器人操作的優(yōu)點(diǎn),諸如:不需要填絲、保護(hù)氣(對于鋁合金)、可以允許有薄的氧化膜、對于批量生產(chǎn),不需要進(jìn)行打磨、刮擦之類的表面處理非損耗的工具頭、一個(gè)典型的工具頭就可以用來焊接6000系列的鋁合金達(dá)1000米等。

    激光-電弧復(fù)合熱源焊接(Laser Arc Hybrid)

    Laser Arc Hybrid在1970年就已提出,然而,穩(wěn)定的加工直至近幾年才出現(xiàn),這主要得益于激光技術(shù)以及弧焊設(shè)備的發(fā)展,尤其是激光功率和電流控制技術(shù)的提高。復(fù)合焊接時(shí),激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定;復(fù)合焊接可提高加工效率;可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性;可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性;通常,激光加絲焊是很敏感的,通過與電弧的復(fù)合,則變的容易而可靠。激光 ― 電弧復(fù)合主要是激光與TIG、Plasma以及MAG。通過激光與電弧的相互影響,可克服每一種方法自身的不足,進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。MAG成本低,使用填絲,適用性強(qiáng),缺點(diǎn)是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。激光焊可形成深而窄的焊縫,焊速高、熱輸入低,但投資高,對工件制備精度要求高,對鋁等材料的適應(yīng)性差。

    Laser-MAG的復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)在:電弧增加了對間隙的橋接性,其原因有二:一是填充焊絲,二是電弧加熱范圍較寬;電弧功率決定焊縫頂部寬度;激光產(chǎn)生的等離子體減小了電弧引燃和維持的阻力,使電弧更穩(wěn)定;激光功率決定了焊縫的深度;更進(jìn)一步講,復(fù)合導(dǎo)致了效率增加以及焊接適應(yīng)性的增強(qiáng)。激光電弧復(fù)合對焊接效率的提高十分顯著。這主要基于兩種效應(yīng),一是較高的能量密度導(dǎo)致了較高的焊接速度,工件對流損失減小;二是兩熱源相互作用的疊加效應(yīng)。焊接鋼時(shí),激光等離子體使電弧更穩(wěn)定,同時(shí),電弧也進(jìn)入熔池小孔,減小了能量的損失;焊接鋁時(shí),由于疊加效應(yīng)幾乎與激光波長無關(guān),其物理機(jī)制和特性尚待進(jìn)一步研究。

     Laser-TIG Hybrid可顯著增加焊速,約為TIG焊接時(shí)的2倍;鎢極燒損也大大減小,壽命增加;坡口夾角亦減小,焊縫面積與激光焊時(shí)相近。阿亨大學(xué)弗朗和費(fèi)激光技術(shù)學(xué)院研制了―種激光雙弧復(fù)合焊接(HyDRA-Hybrid Welding With Double Rapid Arc),與激光單弧復(fù)合焊相比,焊接速度可增加約三分之一,線能量減小25% 。


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