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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。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。
未來的焊接工藝,一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料,以進一步提高焊接質量,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝性能,研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。
另一方面要提高焊接機械化和自動化水平,如焊機實現程序控制、數字控制;研制從準備工序、焊接到質量監(jiān)控全部過程自動化的焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛(wèi)生安全條件。
(1)焊接過程控制系統的智能化是焊接自動化的核心問題之一,也是未來開展研究的重要方向。應開展佳控制方法方面的研究,包括線性和各種非線性控制。具代表性的是焊接過程的模糊控制、神經網絡控制,以及系統的研究。
(2)焊接柔性化技術也是著力研究的內容。在未來的研究中,將各種光、機、電技術與焊接技術有機結合,以實現焊接的化和柔性化。用微電子技術改造傳統焊接工藝裝備,是提高焊接自動化水平淡的根本途徑。將數控技術配以各類焊接機械設備,以提高其柔性化水平,是當前的一個研究方向;另外,焊接機器人與系統的結合,實現自動路徑規(guī)劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能是研究的重點。
?。?)焊接控制系統的集成是人與技術的集成和焊接技術與信息技術的集成。集成系統中信息流和物質流是其重要的組成部分,促進其有機地結合,可大大降低信息量和實時控制的要求。注意發(fā)揮人在控制和臨機處理的響應和判斷能力,建立人機圣誕的友好界面,使人和自動系統和諧統一,是集成系統的不可低估的因素。
?。?)提高焊接電源的可靠性、質量穩(wěn)定性和控制,以及優(yōu)良的動感性,也是著重研究的課題。開發(fā)研制具有調節(jié)電弧運動、送絲和焊槍姿態(tài),能探測焊縫坡開頭、溫度場、熔池狀態(tài)、熔透情況,適時提供焊接規(guī)范參數的焊機,并應積極開發(fā)焊接過程的計算機模擬技術。使焊接技術由“技藝”向“科學”演變輥實現焊接自動化的一個重要方面。本世紀頭十年,將是焊接行業(yè)飛速發(fā)展的有利時期。我們廣大焊接工作者而道遠,務必樹立知難而上的決心。抓住機遇,為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。
為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池,冷卻后獲得焊縫。焊接是通過加熱、加壓,或兩者并用,用或者不用焊材,使兩工件產生原子間相互擴散,形成冶金結合的加工工藝和聯接方式。
焊接工藝幾乎運用了世界上一切可以利用的熱源,其中包括火焰、電弧、電阻、超聲波、摩擦、等離子、電子束、激光束、微波等等(我司主要以弧焊、電阻焊自動化焊接設備為主),歷史每一種熱源的出現,都伴有新的焊接工藝的出現。但是,至今焊接熱源的開發(fā)與研究并未終止。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下,所產生的美妙的變化,也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。
超聲波金屬焊接缺點:
缺點:
1.把超聲波應用于金屬材料焊接中,雖然可以得到很好的焊接效果,但是超聲波發(fā)生器和聲學系統與機械系統相結合的整個系統,其穩(wěn)定性、可操作性、可靠性等方面還存在問題。所以聲學系統(換能器、變幅桿、連接部分)的設計,以及聲學系統與試件的連接方式等,都是十分關鍵的問題。
2.對金屬超聲波焊接機理的認識不足。超聲金屬焊接是否無金屬熔化,僅僅是一種固相焊接方法,或者說是金屬間的“鍵和”過程,還有待進一步研究。
3.超聲波金屬焊接影響工藝參數因素較多,不易進行總結。
4.由于焊接所需的功率隨工件厚度及硬度的提高而呈指數增加,而大功率超聲波焊機的制造困難,且成本很高。隨著焊接功率的進一步提高,不僅在聲學系統的設計及制造方面將會面臨一系列較難解決的問題,而且未必能取得預期的工藝效果。因此目前于焊接絲、箔、片等細薄件。
5.超聲波焊機的“開敞性”比較差,工件的伸入尺寸也不能超過焊接系統所允許的范圍。接頭形式目前只限于搭接接頭。
6.焊點表面容易出高頻機械振動而引起邊緣的疲勞破壞,對焊接硬而脆的材料不利。
7.目前來講,對超聲波焊接的焊接質量的檢測還是比較難做的,無損檢測設備還沒有普及,常用方法無法用來監(jiān)控,這也給大批量生產造成一定困難。