焊接前沿技術(shù)

姜峰

【摘??要】現(xiàn)在我國生產(chǎn)制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的焊接前沿技術(shù)主要包括攪拌摩擦焊、激光焊以及電子束焊等，而且這些新型焊接技術(shù)以在核工業(yè)、汽車、航天等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用為主。近年來，隨著社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級以及技術(shù)進步，這些焊接前沿技術(shù)勢必會在普通工業(yè)行業(yè)中的到廣泛推廣和應(yīng)用。但是因為這些高新技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用成本較高，因此，就要求這些技術(shù)能夠具備較強的信息化和集成化能力，以達(dá)到節(jié)約人工成本，降低企業(yè)總投資的目的。如此可以對焊接先進技術(shù)的使用空間進行有效拓展，為其日后在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用提供便利，且可以降低制造成本，提升產(chǎn)品競爭力。

【關(guān)鍵詞】焊接技術(shù);前言技術(shù);攪拌摩擦焊;激光焊;電子束焊

焊接技術(shù)的應(yīng)用的有效性是通過加壓、加熱或者兩者并用的方式實現(xiàn)的，應(yīng)用焊接技術(shù)可以實現(xiàn)同種材料或異種材料的不同工件之間的連接。焊接技術(shù)不僅可以用于金屬材料的連接，還可以用在塑料、陶瓷等非金屬材料的連接中。當(dāng)前國際制造業(yè)中所應(yīng)用的焊接工藝有數(shù)十種之多，可以按照焊縫的成型機理，將焊接工藝分成釬焊、壓焊、熔化焊三大類[1]。其中，焊接前沿技術(shù)主要在智能化、自動化、特殊結(jié)構(gòu)和難焊材料等方面有突出表現(xiàn)。

一、焊接前沿技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

（一）汽車制造領(lǐng)域

在汽車制造業(yè)中焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，而當(dāng)前屬于焊接前言技術(shù)之一的電子束焊技術(shù)主要應(yīng)用在汽車汽缸、行星齒輪框架、發(fā)動機、離合器、變速箱齒輪、發(fā)動機增壓器渦輪以及后轎等部件的焊接處理中。在焊接過程中可以冷作硬化或者熱處理強化的材料，在接頭部位的力學(xué)性能不發(fā)生變化。同時，電子束焊技術(shù)可以用于靠近熱敏元件的焊件、需要保持真空度的密封件以及精密度高且形狀復(fù)雜的零部件焊接中，而且也可以應(yīng)用于同時進行兩層或兩層以上焊件的連接處理中，這種多層焊件中，每層間隔長度可以為幾十毫米。

在汽車制造業(yè)中，激光焊技術(shù)主要應(yīng)用于零部件焊接、框架結(jié)構(gòu)以及車身拼焊中[2]。拼焊就是在對車身進行設(shè)計和制造的時候，結(jié)合車身性能要求的不同以及設(shè)計要求的差異，所選擇的鋼板規(guī)格是不同的，在此過程中使用激光裁剪和拼裝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)車身某一部位的制造。激光拼焊技術(shù)的應(yīng)用汽車制造中具有許多優(yōu)勢，如減少電焊數(shù)量、減少模具數(shù)量、減少零件數(shù)量等，同時可以減少零件重量，并對材料用量進行優(yōu)化，減少生產(chǎn)成本，而且能夠提高汽車制造精度和車體剛度。零部件焊接采用激光焊技術(shù)，不僅焊接速度快，而且無焊接變形問題發(fā)生，可以免除焊后熱處理步驟，提高生產(chǎn)效率，這項技術(shù)已經(jīng)在汽車保險杠、車閘以及變速器齒輪生產(chǎn)制造中得到廣泛應(yīng)用[3]。

現(xiàn)在，攪拌摩擦焊已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車輪轂、汽車發(fā)動機引擎、汽車液壓成型管附件、汽車地方車身支架等等制作焊接工作中。

（二）在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用

現(xiàn)在，這幾項焊接前言技術(shù)在各國航空航天、飛機制造等領(lǐng)域的應(yīng)用都比較廣泛。特別是在飛機制造領(lǐng)域中，先進焊接技術(shù)作為未來飛機制作的重要連接手段，必將代替鉚接技術(shù)成為主要發(fā)展趨勢。首先在航空航天制造材料的革新方面，環(huán)境相容性高、復(fù)合化、多功能、高性能的材料必將成為航空材料的發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，對航空航天器材等使用要求也將越來越高，航空設(shè)備主體以及發(fā)動機材料經(jīng)過不斷革新和發(fā)展，已經(jīng)步入復(fù)合材料應(yīng)用階段。因此，航空航天制造中應(yīng)用的焊接技術(shù)也呈現(xiàn)多元化趨勢。在噴氣發(fā)動機所有零部件中焊接結(jié)構(gòu)件所占比例在50%以上，在發(fā)動機制造總工作量中，焊接工作已經(jīng)達(dá)到10%左右[4]。

在航空航天制造業(yè)中，尤其是在飛行器結(jié)構(gòu)和武器裝備制造過程中激光焊技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，如航空渦輪發(fā)動動機葉片的修復(fù)、飛機機身附件的裝配、蒙皮與長衍的焊接等等，且激光焊技術(shù)有逐漸取代鉚接技術(shù)的趨勢。

電子束焊技術(shù)作為精密焊接工藝的一種，在航空航天工業(yè)以及其他工業(yè)的零部件加工中應(yīng)用范圍較廣，如飛機腹鰭、飛機起落架、飛機發(fā)動機轉(zhuǎn)子部件等焊接中。目前，這項焊接技術(shù)已經(jīng)成為大型飛機制作企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，是對飛機制造水平進行衡量的標(biāo)尺，也是飛機主、次承力結(jié)構(gòu)在制作過程中必選技術(shù)之一。

在航空航天制造業(yè)中攪拌摩擦焊的應(yīng)用主要包括以下幾方面：熔焊接構(gòu)件的修理、飛機油箱、尾翼、機翼等部件的焊接。

從上述內(nèi)容中可以看出，在航空航天制造業(yè)中新焊接技術(shù)、新材料的應(yīng)將成為日后主流發(fā)展趨勢。

二、焊接前沿技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）集成化

當(dāng)前國際制作業(yè)中所應(yīng)用的焊接前沿技術(shù)一般都具備獨立運行特性，很少同其他焊接技術(shù)配合使用。這種現(xiàn)象在未來發(fā)展中將逐漸扭轉(zhuǎn)。雖然焊接前沿技術(shù)在實際應(yīng)用中具有運行復(fù)雜、設(shè)備龐大等特征，但是，通過何種方式加強其與其他焊接技術(shù)的配合，如焊接檢測技術(shù)、普通焊接技術(shù)、表面處理技術(shù)等等，如此可以有效提高生產(chǎn)效率以及拓展該項技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用空間[5]。

（二）小型化

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)技術(shù)融合，那些在制造過程中應(yīng)用的體型龐大的設(shè)備為適應(yīng)普通生產(chǎn)要需求將不斷向小型化方向發(fā)展。同時，還可以在相同的工作要求下，進行設(shè)備精簡，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效焊接技術(shù)在小型企業(yè)中的廣泛應(yīng)用。激光輔助攪拌摩擦焊技術(shù)就是在激光焊接技術(shù)輔助下，提高攪拌摩擦焊技術(shù)的應(yīng)用效率和精密性，增強整體使用效果。還可以實現(xiàn)用同一設(shè)備進行不同材料的加工，在很大程度上擴大了設(shè)備的應(yīng)用范圍。同時，還可以對現(xiàn)有焊接技術(shù)進行嫁接，已達(dá)到提高應(yīng)用效果的目的。

（三）信息化

整個制造業(yè)可以通過共同進行一套專業(yè)數(shù)據(jù)庫的研發(fā)，形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。可以根據(jù)各種工藝和材料要求，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取不同的參數(shù)，具體可以分為焊前處理、焊接參數(shù)、焊接檢測、焊后處理等四個階段。可以讓我國工業(yè)水平整體提高，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。

結(jié)束語

綜上所述，在制造業(yè)發(fā)展過程中焊接技術(shù)在其中占有重要地位，焊接技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，可以對制造業(yè)的發(fā)展起到促進作用。因此，結(jié)合當(dāng)前我國制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及焊接技術(shù)特征，不斷創(chuàng)新焊接技術(shù)，提高焊接技術(shù)水平，以期為我國制造業(yè)創(chuàng)造更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹興濤，張金濤，伏春平.對高強鋼焊接前沿技術(shù)探索[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2015（34）：101-101.

[2]張維官，周晟宇.KUKA：引領(lǐng)焊接前沿新技術(shù)——訪庫卡機器人（上海）有限公司銷售總監(jiān)華臻[J].金屬加工：熱加工，2017，000（014）：32-33.

[3]李軍.壓力容器制造中的焊接新技術(shù)及質(zhì)量控制[J].消費導(dǎo)刊，2017，000（033）：218.

[4]高世鷹.自動控制技術(shù)在焊接工程中的創(chuàng)新性應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015（1）：61-61.

[5]黨杰，李建國，陳鎮(zhèn)，等.高能束流焊接技術(shù)及應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備，2017（03）：45-51.

（作者單位：衡陽技師學(xué)院）