焊接接合技术

时间:2017-11-17来源:互联网

焊接接合技术
?????? ?焊接接合技术有很多种类。按焊接·接合时生成的相进行分类时,可分为熔融接合法、液相-固相反应接合法和固相接合法三大类。每种方法又可以进一步分类为更多的方法。此外,焊接·接合技术还与各种焊接接合设备、模拟技术和检查技术有密切关系。
液相-固相反应接合技术和固相接合技术
?????? 液相-固相反应接合工艺有钎焊和液相扩散接合。固相接合工艺有摩擦压接、摩擦搅拌接合、常温压接、锻接、爆炸压接和超声波压接等方法。本节对液相扩散接合和近年来应用不断扩大的摩擦搅拌接合的开发动向进行介绍。

?????? 液相扩散接合法是在接合面插入嵌料,在嵌料融化而母材不融化的状态下使工件接合的方法。液相扩散接合法适用于精密部件、形状复杂部件、特殊材料部件和异种材料的接合。

  液相扩散接合法可以在比较低的温度下进行接合,其优点是由于液相的作用提高了接合面的密着性。该方法适用于燃气轮机和喷气发动机中一些部件的接合。液相扩散接合法在异种材料的接合方面是一个非常有效的接合方法,可用于难于进行熔融焊接的Ti合金和钢的接合。大同公司的这种结合技术已用于汽车涡轮机涡轮的制造。

?????? 摩擦搅拌接合的方法是:一面使作为工具的园柱状机件旋转,一面压入接合部,利用产生的摩擦热和加工热使接合部软化,同时,由于工具的旋转使被接合材发生塑性流动进行接合。工具通常采用的是工具钢。接合部由于塑性流动,其晶粒比母材细密,力学性能得到提高。此外,由于是非熔融焊接,最高加热温度比较低,所以热影响区较小。这是该方法的一个特点。该方法已经在Al合金这类低熔点材料上得到应用,可用于铁道车辆、宇宙航空等多个领域。在汽车制造业,对有Al合金车梁的汽车已经用改进的摩擦搅拌接合—摩擦搅拌点接合技术代替电阻点焊。最近的研究报告指出,提高对工具材质的改进,摩擦搅拌接合可以进行碳素钢、不锈钢、Ti材和Ti合金的接合。
表面改质技术
?????? 在改变表面材质方面,除了堆焊(电弧、等离子、激光)和真空镀膜(PVD、CVD),对热喷涂技术也正在进行研究。本节对堆焊技术和最近受人关注的热喷涂技术进行介绍。

?????? 近年来,为能够在苛刻环境下使用,要求部件具有耐磨性、耐蚀性和耐热性。堆焊是能够廉价满足这些要求的一种方法。同时,堆焊还是修补部件损伤的不可缺少的一种焊接方法。堆焊焊接工艺有:电弧焊堆焊、粉末等离子弧堆焊、粉末激光堆焊等方法。电弧焊堆焊用于土砂磨耗部件和金属模具的修补。粉末等离子弧堆焊,由于可以制造多种功能粉末,所以,除了用于发动机阀门堆焊和石油精练裂化炉炉管的粉末等离子弧堆焊,还可用于很多方面。粉末激光堆焊,由于以激光为热源,所以适用于细小部位的堆焊,今后可望用于精密制品模具修补、喷气发动机修补等许多方面。?

???????表面改质技术有氮化、渗碳等使部件本身表面的组织和性能发生变化的技术和镀层、离子喷镀等使其他高性能材料附着在部件表面的技术。热喷涂法属于第2种技术,适用于提高锅炉管件的耐蚀性、提高轧辊和冷作模具的耐磨性。最近,根据汽车轻量化提高燃料利用率的要求,采用热喷涂技术代替将铸造汽缸套筒压入发动机汽缸的方法,引起人们的关注。

  热喷涂方法是:用能源(热源)将熔融或半熔融状态的金属或陶瓷等热喷涂材料(细丝、粉末、棒材)高速冲击母材,使之在母材上堆积成膜的技术(见图2)。热喷涂用的能源有:燃料燃烧或爆炸产生的化学能、火花放电和等离子产生的电能。此外,最近仅利用粒子运动能进行成膜的冷喷涂技术引起人们的关注。热喷涂法的特点有,(1)热喷涂材料选择范围宽;(2)对母材的材质和尺寸没有限制;(3)成膜速度快;(4)可生成厚膜;(5)可生成多孔皮膜;(6)可在现场进行施工。

 
焊接的相关技术
?????? 对焊接材料一般要进行焊接后的各种评价实验。主要有:微观组织观察、硬度实验、拉伸实验、夏比冲击实验、焊接裂纹实验等等。此外,对焊接过程中的评价和解析在今后开发焊接材料中起着重要作用。在此,对焊接电弧现象的解析技术做一介绍。

?????? 用高速摄影机对焊接电弧现象进行拍照,不仅可以判断焊接熔滴移动形态,而且可以准确了解焊接过程中产生的电弧形态和焊接熔池的情况。通过对这些图象的解析使更高精度焊接材料和焊接技术的开发成为可能。大同公司开发出独有的焊接电弧现象解析技术,利用该技术可以快捷地测定焊丝前端的振动、熔滴尺寸、电弧长度、熔滴脱离时焊丝前端角度、焊丝喂丝速度、飞溅数等等参数,并可进行高精度的解析工作。

  可以预期,将该技术得到的解析结果反馈到焊接过程中,可实现更高质量、更高精度的焊接。