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焊接技術(shù) 焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料【焊條或焊絲】將兩塊或兩塊以上的母材【待焊接的工件】連接成一個(gè)整體9 _+ i% z: U+ @3 n# E3 R$ P
的操作方法。焊接技術(shù)主要應(yīng)用在金屬母材上，常用的有電弧焊，氬弧焊，CO2保護(hù)焊，氧氣-乙炔焊，激光焊接，電渣壓力焊等多種，塑% l) Q, K* d Q% d2 |* F
料等非金屬材料亦可進(jìn)行焊接。
0 @- n1 `1 |! P' ` _4 e% j# y& A 焊接(welding)# c4 b" @& |# T. i8 m% y( _
焊接是通過(guò)加熱、加壓，或兩者并用，使同性或異性?xún)晒ぜa(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬，, j& B) j* S# U: e! b" z# }: h
也可用于非金屬。/ s) q9 N1 v& f( @, F) L' j& d
焊接技術(shù)的發(fā)展歷史* a' C7 ^! J! j. Q
焊接技術(shù)是隨著金屬的應(yīng)用而出現(xiàn)的，古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊。中國(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件，9 i2 b$ w) f4 s6 l) D {
其表面銅與鐵的熔合線(xiàn)蜿蜒曲折，接合良好。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤(pán)龍，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用1 k' Q" S# A. K: A# O* t$ T9 k5 W
的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。
7 K; d. [' j% z 戰(zhàn)國(guó)時(shí)期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過(guò)加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一書(shū)記載：中國(guó)古代將
, f! Q( A( u1 G2 L銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨。中世紀(jì)，在敘利亞大馬士革也曾用
) w. S3 s6 M7 V2 y鍛焊制造兵器。
- s; u0 w* b1 y6 ? 古代焊接技術(shù)長(zhǎng)期停留在鑄焊、鍛焊和釬焊的水平上，使用的熱源都是爐火，溫度低、能量不集中，無(wú)法用于大截面、長(zhǎng)焊縫工件的4 t1 e- W' T! a. v- i8 z
焊接，只能用以制作裝飾品、簡(jiǎn)單的工具和武器。: J' s3 ]7 i& ]" E, p
19世紀(jì)初，英國(guó)的戴維斯發(fā)現(xiàn)電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫?zé)嵩矗?885～1887年,俄國(guó)的別納爾多斯發(fā)明碳極電弧焊鉗；
8 G7 A8 b+ R$ e" D9 O9 p% {0 I1900年又出現(xiàn)了鋁熱焊。
* z5 Z1 \3 f/ {! A 20世紀(jì)初，碳極電弧焊和氣焊得到應(yīng)用，同時(shí)還出現(xiàn)了薄藥皮焊條電弧焊，電弧比較穩(wěn)定，焊接熔池受到熔渣保護(hù)，焊接質(zhì)量得到提高，
$ K1 K5 P8 ~5 }0 q: ]! C使手工電弧焊進(jìn)入實(shí)用階段，電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。
" h& R J5 W U6 k8 ? k: n 在此期間，美國(guó)的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動(dòng)電弧焊機(jī)，從而成為焊接機(jī)械化、自動(dòng)化的開(kāi)端。1930年美國(guó)的. d" I. e: m/ {5 h) x' p; C
羅賓諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊，焊接機(jī)械化得到進(jìn)一步發(fā)展。40年代，為適應(yīng)鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要，鎢極和熔化極惰- x& R6 E) ^; v
性氣體保護(hù)焊相繼問(wèn)世。
# L4 d6 G+ |+ u0 S$ @, r6 ?, x; u 1951年蘇聯(lián)的巴頓電焊研究所創(chuàng)造電渣焊，成為大厚度工件的高效焊接法。1953年，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，: V! Q, H8 M: w0 u# e, a$ e
促進(jìn)了氣體保護(hù)電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護(hù)焊和自保護(hù)電弧焊等。/ O, y3 S ]$ A, d
1957年美國(guó)的蓋奇發(fā)明等離子弧焊；40年代德國(guó)和法國(guó)發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實(shí)用和進(jìn)一步發(fā)展；60年代又出現(xiàn)激光焊等離% D& W8 x& \; e$ A0 v
子、電子束和激光焊接方法的出現(xiàn)，標(biāo)志著高能量密度熔焊的新發(fā)展，大大改善了材料的焊接性，使許多難以用其他方法焊接的材料和結(jié)構(gòu): D, C# O; h4 T Q/ c
得以焊接。
; l5 @, C* o% j c" y 其他的焊接技術(shù)還有1887年，美國(guó)的湯普森發(fā)明電阻焊，并用于薄板的點(diǎn)焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機(jī)械化焊接方法，隨著縫焊/ a6 ~- p, F9 a
過(guò)程的進(jìn)行，工件被兩滾輪推送前進(jìn)；二十世紀(jì)世紀(jì)20年代開(kāi)始使用閃光對(duì)焊方法焊接棒材和鏈條。至此電阻焊進(jìn)入實(shí)用階段。1956年，美
+ H4 ~5 N K/ t' x5 r國(guó)的瓊斯發(fā)明超聲波焊；蘇聯(lián)的丘季科夫發(fā)明摩擦焊；1959年，美國(guó)斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末蘇聯(lián)又制成真空擴(kuò)散焊設(shè)備。! n8 h2 `! b2 K1 s
焊接工藝1 F7 o. N. o1 S# e! y$ j
金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類(lèi)。
0 d: \5 q/ D; h 熔焊是在焊接過(guò)程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時(shí)，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔; |4 k' p1 C! L+ s5 z
池。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。
" n! ~5 |; E& ^& i" w3 S2 e 在熔焊過(guò)程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會(huì)氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進(jìn)入熔池，還會(huì)在
2 N: Z; t+ M4 G: P7 e+ w隨后冷卻過(guò)程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。
0 U3 }/ Q# e( R. ~1 t( i- o 為了提高焊接質(zhì)量，人們研究出了各種保護(hù)方法。例如，氣體保護(hù)電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護(hù)焊接時(shí)的電弧
5 x: z ?! B9 q3 A和熔池率；又如鋼材焊接時(shí)，在焊條藥皮中加入對(duì)氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池# N9 a7 X7 X' F- O: g
冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。* H0 L! a: c: `4 O& V
壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱(chēng)固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊，當(dāng)電流通過(guò)兩工件的連接端時(shí)# Q) ~( g. K$ b- }6 K
，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力作用下連接成為一體。* S! X" g E5 u- r
各種壓焊方法的共同特點(diǎn)是在焊接過(guò)程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴(kuò)散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒(méi)有熔化過(guò)程，( A" y' N J3 ] O) \4 G# }8 V5 U
因而沒(méi)有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p，和有害元素侵入焊縫的問(wèn)題，從而簡(jiǎn)化了焊接過(guò)程，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時(shí)由于6 r6 z7 p+ }/ z# W, p8 d2 W% g
加熱溫度比熔焊低、加熱時(shí)間短，因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)接頭。2 t: k" p; C/ _
釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于工件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕工件，
+ T6 H6 O/ y# U7 Z% ^" t填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。 i) j, V' x4 o" u" g
焊接時(shí)形成的連接兩個(gè)被連接體的接縫稱(chēng)為焊縫。焊縫的兩側(cè)在焊接時(shí)會(huì)受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱(chēng)
! `' T$ l- W, G: u& w9 q為熱影響區(qū)。焊接時(shí)因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過(guò)熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象，也使焊件
7 j+ Q, H1 G: S0 W3 _( k性能下降，惡化焊接性。這就需要調(diào)整焊接條件，焊前對(duì)焊件接口處預(yù)熱、焊時(shí)保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量。
# R( ?1 ~7 a. ?! k4 B. {) y* t 另外，焊接是一個(gè)局部的迅速加熱和冷卻過(guò)程，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)
! R g% Z) b* V; c1 r! Z3 x5 b生焊接應(yīng)力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應(yīng)力，矯正焊接變形。* b' \# W; C) F% m" s
現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無(wú)內(nèi)外缺陷的、機(jī)械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱(chēng)為焊接接頭，接頭處, p) @( N3 S i; w2 E9 v2 [
的強(qiáng)度除受焊縫質(zhì)量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關(guān)。接頭的基本形式有對(duì)接、搭接、丁字接(正交接)和0 C, ^, H+ g' l- }. {5 V3 K
角接等。
1 t6 D3 x' P. Y: ?( N; i$ |% m$ c. P 對(duì)接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時(shí)，為了焊透而在接邊處開(kāi)出, g! M2 E3 L0 Q9 l3 R
各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時(shí)，除保證焊透外還應(yīng)% i/ @* d1 [$ j' T8 E. \! W
考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費(fèi)用低等因素。
# E7 s* B# e# A' Q8 S 厚度不同的兩塊鋼板對(duì)接時(shí)，為避免截面急劇變化引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，常把較厚的板邊逐漸削薄，達(dá)到兩接邊處等厚。對(duì)接接頭# ]: `# y! ^0 V5 O7 Q9 ~4 Q7 ]) Y
的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接，常優(yōu)先采用對(duì)接接頭的焊接。% c9 q3 m: b& C6 v) J9 Q3 c
搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，裝配方便，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時(shí)常采用。一般來(lái)說(shuō)，3 a, I2 N/ c5 s" m# G
搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。1 @$ D& ?' r) }0 Z, y+ K
采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點(diǎn)與搭接接頭的角焊縫相似。當(dāng)焊縫與外力方( ]( ~: ~ ^$ }2 z6 W# K
向垂直時(shí)便成為正面角焊縫，這時(shí)焊縫表面形狀會(huì)引起不同程度的應(yīng)力集中；焊透的角焊縫受力情況與對(duì)接接頭相似。3 d" L/ A% x: O( b) W, E
角接頭承載能力低，一般不單獨(dú)使用，只有在焊透時(shí)，或在內(nèi)外均有角焊縫時(shí)才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。7 Z; `( L8 Z* v* R5 V; R- J- o
焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對(duì)于交通運(yùn)輸工具來(lái)說(shuō)可以減輕自重，節(jié)約能量。焊接的密封性好，適于制造各類(lèi)容器。
; O+ l O) |6 B) L, p5 g發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合，可以制成大型、經(jīng)濟(jì)合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益很高。采用焊接工藝能有- O9 i9 R% f+ I/ v
效利用材料，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長(zhǎng)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種4 w* {# m9 F: |7 d% Q: d
不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。
' H$ S. k9 [4 G: B 在近代的金屬加工中，焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚，但發(fā)展速度很快。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%，鋁和鋁合金焊接+ j8 S5 {+ f% p8 R
結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加。% F: d+ B B- z/ T
未來(lái)的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設(shè)備和焊接材料，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性，如改進(jìn)現(xiàn)有電弧、9 w. W0 S% F/ X' ?/ _ o, q
等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運(yùn)用電子技術(shù)和控制技術(shù)，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。
2 q$ P' D# n. l; Z5 a( s# r 另一方面要提高焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平，如焊機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制、數(shù)字控制；研制從準(zhǔn)備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過(guò)程自動(dòng)化
, |8 Q. A) u9 ~的專(zhuān)用焊機(jī)；在自動(dòng)焊接生產(chǎn)線(xiàn)上，推廣、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機(jī)械手和焊接機(jī)器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件。8 T1 Y* J+ D- M, e" e
塑料焊接1 t- z7 L, y* A% m7 {
采用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料制品的兩個(gè)或多個(gè)表面熔合成為一個(gè)整體的方法。
* `$ k8 }5 f/ S `9 s. R 焊接作業(yè)中發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的原因1 Q! I. P' ` g! q: X3 ]
(1)焊接切割作業(yè)時(shí)，尤其是氣體切割時(shí)，由于使用壓縮空氣或氧氣流的噴射，使火星、熔珠和鐵渣四處飛濺（較大的熔珠和鐵渣能2 G1 @+ e* p% Y/ U
飛濺到距操作點(diǎn)5m以外的地方），當(dāng)作業(yè)環(huán)境中存在易燃、易爆物品或氣體時(shí)，就可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。( n, N6 \1 J1 }# b
(2)在高空焊接切割作業(yè)時(shí)，對(duì)火星所及的范圍內(nèi)的易燃易爆物品未清理干凈，作業(yè)人員在工作過(guò)程中亂扔焊條頭，作業(yè)結(jié)束后未認(rèn)% b# w6 M- p4 ~9 U( |
真檢查是否留有火種。
( D" v& |2 T" c (3)氣焊、氣割的工作過(guò)程中未按規(guī)定的要求放置乙炔發(fā)生器，工作前未按要求檢查焊（割）炬、橡膠管路和乙炔發(fā)生器的安全裝置。
K0 T. |7 R, x2 a* t (4)氣瓶存在制定方面的不足，氣瓶的保管充灌、運(yùn)輸、使用等方面存在不足，違反安全操作規(guī)程等。7 z; K% {% o; a7 Q: D6 ?2 p
(5)乙炔、氧氣等管道的制定、安裝有缺陷，使用中未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改其不足。
- t l" e$ } l# k3 { (6)在焊補(bǔ)燃料容器和管道時(shí)，未按要求采取相應(yīng)措施。在實(shí)施置換焊補(bǔ)時(shí)，置換不徹底，在實(shí)施帶壓不置換焊補(bǔ)時(shí)壓力不夠致使外
9 h+ R$ R. p$ e, B部明火導(dǎo)入等。
( m; n6 {+ C( r4 B4 n; r3 ~ 焊接作業(yè)中發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的防范措施
4 p' f- n% o, D8 A, M (1)焊接切割作業(yè)時(shí)，將作業(yè)環(huán)境l Om范圍內(nèi)所有易燃易爆一380．
6 r( `' m* t' [0 O: { 物品清理干凈，應(yīng)注意作業(yè)環(huán)境的地溝、下水道內(nèi)有無(wú)可燃液體和可燃?xì)怏w，以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內(nèi)可燃易爆物質(zhì)，5 Q2 I! L% W1 _& b, N
以免由于焊渣、金屬火星引起災(zāi)害事故。7 K$ m* q* k9 L! B+ x: x4 \& u
(2)高空焊接切割時(shí)，禁止亂扔焊條頭，對(duì)焊接切割作業(yè)下方應(yīng)進(jìn)行隔離，作業(yè)完畢應(yīng)做到認(rèn)真細(xì)致的檢查，確認(rèn)無(wú)火災(zāi)隱患后方2 c6 ?4 p H3 x( \
可離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。& A% T' m0 M6 A8 c2 ^6 x7 M
(3)應(yīng)使用符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求的氣瓶，在氣瓶的貯存、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。
; P3 S4 P8 z7 q4 V (4)對(duì)輸送可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w的管道應(yīng)按規(guī)定安裝、使用和管理，對(duì)操作人員和檢查人員應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的安全技術(shù)培訓(xùn)。
. }/ c0 {: j6 \. U5 s: ]4 m h! t (5)焊補(bǔ)燃料容器和管道時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況確定焊補(bǔ)方法。實(shí)施置換法時(shí)，置換應(yīng)徹底，工作中應(yīng)嚴(yán)格控制可燃物質(zhì)的含影實(shí)施
- K" i5 c" k5 J帶壓不置換法時(shí)，應(yīng)按要求保持一定的電壓。工作中應(yīng)嚴(yán)格控制其含氧量。要加強(qiáng)檢測(cè)，注意監(jiān)護(hù)，要有安全組織措施。
8 I/ C. V0 y& A+ g. n$ K 內(nèi)容摘要:作為一種工業(yè)技術(shù),焊接的出現(xiàn)迎合了金屬藝術(shù)發(fā)展對(duì)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
* I" n, @+ A/ a% @的獨(dú)特美妙的變化也滿(mǎn)足了金屬藝術(shù)對(duì)新的藝術(shù)表現(xiàn)語(yǔ)言的需求。在今天的金屬藝術(shù)創(chuàng)作中,焊接可以而且正在被作為一種獨(dú)特的藝術(shù)5 F) z+ i( Q1 E( J* G
表現(xiàn)語(yǔ)言而著力加以表現(xiàn)。本文對(duì)這一技術(shù)的出現(xiàn)與運(yùn)用進(jìn)行了分析。
3 Y: t% v/ [% p) _2 N, b4 I2 g+ x |
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發(fā)表于 2010-3-5 13:10:12
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伸手黨/灌水/看不懂
