焊接的发展

2020/3/141FENGDACHENG焊接技术培训——焊接技术的发展焊接技术培训焊接和焊接工艺的起源随着金属的应用而出现焊接长期停留在铸焊、锻焊和钎焊水平上电弧用于焊接，开始了焊接的新纪元。出现药皮焊条，手工电弧焊进入实用阶段发明了埋弧焊和气体保护焊、电渣焊气体保护电弧焊进一步应用和发展随着物理学的进步，高能束应用于焊接在世界范围，焊接已成为成熟的产业焊接产业向数字化、高新技术方向发展。焊接古代19世纪末20世纪初20世纪中20世纪70’20世纪后2020/3/143焊接史话早在公元前，中国、埃及就开始采用铸焊、钎焊、锻焊工艺制造兵器。2020/3/144电弧焊接的起源1801年英国H.Davy发现电弧。1881年法国人De.Meritens，1885年俄罗斯人B.Olszewski发展了碳弧焊接技术。1888年俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。1900年英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。1904年瑞典人OscarKjellberg建立了第一个ESABOK焊条厂，1907年完善了厚药皮焊条。2020/3/145美国焊接学会的成立1919年ComfortA.Adams组建了AWS美国焊接学会。1928年AWS出版《建筑结构中熔化焊和气割规则》即AWSD1.1《钢结构焊接规范》的前身。2020/3/1461926年美国Alexandre发明CO2气体保护焊。1953年苏联柳波夫斯基、日本关口等人完善了CO2气体保护焊技术。1941年美国人Meredith发明了钨极惰性气体保护电弧焊。1930年苏联罗比诺夫发明埋弧焊。1935年美国的LindeAirProducts公司完善了埋弧焊技术。1943年美国Behl发明超声波焊。1944年英国Carl发明爆炸焊。1947年苏联Bopoшeвич沃罗舍维奇发明电渣焊，1950年首次把电渣焊用于生产。焊接的快速发展2020/3/1471931年焊接工艺用于制造钢结构的帝国大厦。1933年电弧焊工艺用于旧金山金门大桥、长输管线。1940年第一艘全焊接船Exchequer号在美国的Ingalls船坞下水焊接的工程应用2020/3/1481956年苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。1957年法国施吉尔发明电子束焊。1960年美国Maiman发现激光，现激光焊已被广泛应用。1962年电子束焊接在超音速飞机和B-70轰炸机上正式使用。1970年晶闸管逆变焊机问世。1980年计算机用来控制焊接与切割过程。1988年焊接机器人开始在汽车生产线中应用。1990年逆变技术得到发展。1991年英国发明了搅拌摩擦焊，成功用于铝合金板焊接。1996年乌克兰巴顿焊接研所研究开发了人体组织的焊接技术。2001年人体组织焊接成功应用于临床。近代焊接技术的发展2020/3/149近代焊接技术的发展2020/3/14101956年苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。1991年英国发明了搅拌摩擦焊，成功用于铝合金板焊接。这是近代焊接方面的较大成果。近代焊接技术的发展2020/3/1411人体组织焊接的原理是，通过热能的作用促使蛋白质分子发生凝变。手术时使用两极焊接钳，用高频低压电流破坏细胞膜，使其分解出凝结液体，然后对伤口处的组织进行压合，从而完成“焊接”过程。一般经过一个月左右，人体组织的形态结构就会完全恢复如初，手术处几乎难以发现。据报道，美国外科专家称人体组织焊接术是医学领域的“一次革命”，具有极大的推广价值。人体组织焊接焊接和焊接的分类在材料的加工，结构的制作过程中，不可避免地需要材料的连接结合。焊接是通过一定的能量的作用，加热、加压，或两者并用；使用或不用填充材料，使两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。按照不同的结合方式，金属焊接主要分为熔化焊、固相焊和钎焊三大类。根据能量类型和作用方式的不同，具体的焊接方法有40种以上。结构焊接最常用的焊接方法是熔化焊，特别是电弧焊。2020/3/1413焊接的分类熔化焊是应用最广泛的金属焊接方法熔化焊是在焊接过程中，将工件接头，加热至熔化状态，不加压力前提下完成焊接的方法。熔化焊时，热源将待焊两工件的接头处，快速加热熔化，形成熔池，熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。根据不同的热源，形成了电弧焊、气焊、电渣焊……等，其中最常用的是电弧焊。在熔焊过程中，为了提高焊接质量，采用了各种保护方法，以保护焊接时的熔池，冷却后获得优质焊缝。例如，用氩、二氧化碳等气体隔绝大气的气体保护电弧焊，用焊剂保护的埋弧焊等。常见的固相焊接是电阻焊,爆炸焊,超声波焊固相焊接是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，所以又称压焊。最常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，因电阻热而升温，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。压焊的特点是，在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法都没有熔化过程，因而没有熔化焊的合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝之类的问题。另外常见的固相焊还有超声波焊、爆炸焊等。钎焊特别适合于有色金属钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，在钎剂的作用下，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙，并与工件材料实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。钎焊最大的特征是工件母材不熔化。钎焊可以简化焊接的过程，特别适合于特殊的材料、部件，如铜的银钎焊、不锈钢的铜钎焊、电子器件的锡焊等。由于钎料的强度往往低于母材，所以一般采用搭接接头，依靠扩大搭接面积的剪切强度保证接头强度的。焊接的发展方向未来的焊接技术，首先要改进焊接方法，研制新的焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接效率、焊接质量和安全可靠性。大力推广应用机械化和自动化焊接，扩大应用的范围，提高应用水平。焊接设备实现程序控制、数字控制、模糊控制；形成从准备、焊接到质量监控全过程的自动化专用焊机；在焊接生产线上，推广应用数控的焊接机械手和焊接机器人。另一个重要方面是要提高焊接生产水平，降低焊工劳动强度、改善焊接作业环境、卫生安全条件。焊接的发展现状世界现代焊接技术以高效、节能、优质及其工艺过程数字化、自动化、智能化控制为特征。在国内，无论是从目前焊接设备、焊接材料产量和构成比的发展趋势，还是从焊接设备和材料的制造技术和发展方向上看，国内现化焊接技术已有很大发展，焊接技术水平部分产品技术已达到或接近国外先进水平。造船、海洋工程、钢结构、桥梁、锅炉、压力容器、长输管道和港口机械等行业的焊接技术工艺水平已达到或接近国外先进水平。波控、智能及自动焊接技术快速发展自动、半自动气体保护焊机、埋弧焊机、电阻焊机等产品，作为实现优质、高效焊接工艺的必备条件，已占了焊接设备很大的比例；数以千计的弧焊机器人已用于生产。通过模糊控制、数字化控制、数据库（专家系统）、IC卡等，对焊接电流进行精细和智能调节，模糊化处理，把焊接“粗活”做细，扩大了适应范围，降低了对操作者的要求。。焊接设备整体制造能力与水平较大提高，发展出现较好的势头。成套、专用焊接设备整体制造能力与水平较大提高，但特种焊接设备和重大装备的生产水平不能满足国内用户的需求。波控、智能及自动焊接技术快速发展数字化焊接系统以计算机为控制核心的自动化焊接系统为特征，系统中焊接电源的参数由计算机编程控制。因此只有具备远控接口的焊接电源才能应用在数字化焊接系统中。国内焊接的发展历史在焊接技术发展过程中，埋弧焊、气保焊、电渣焊和氩弧焊等工艺，在达到实用阶段后，基本上在第一时间就进入国内。但是由于焊接设备、焊接材料、产品市场等因素的限制，无法进一步的发展。一直到80年代初，改革开放，改革开放，产品真正进入国际市场后，才真正得到发展，焊接制造业的发展，带动了焊接设备、焊接材料配套行业的崛起。焊接设备、焊接材料配套行业的发展，反过来又推动了焊接制造业的发展。2020/3/1422焊接方法的发展沿革药皮焊条手工焊方法，虽然具有制作简单、品种多、适应范围广、使用简单灵便等优点，但对技能依赖性高，生产效率低下，且无法实现机械化自动化焊接。2020/3/1423焊接方法的发展沿革埋弧自动焊的应用，大大提高了焊接生产效率，但埋弧自动焊只解决了水平俯焊位置，连续、规则工况的焊接。2020/3/1424焊接方法的发展沿革只有在熔化极气体保护焊方法问世后，才使全位置自动化高效率焊接成为可能。也正是因为气体保护焊方法能够有助于机械化自动化焊接的实现，才使这一焊接工艺具有强大的生命力。如今，熔化极气体保护焊已经成为了制造业不可缺少的、主要焊接工艺。2020/3/1425高效率焊接方法的使用率焊接方法的使用，取决于工件的基本性能，工件的工作条件和使用要求，工件的复杂程度、刚度大小和焊接部位等结构特点，焊接工地、现场设备、施焊位置等施工条件以及焊接的经济性和生产效率。以造船为例：焊接方法国外先进水平国内水平手工焊气保焊埋弧焊其他＜10%70-80%10-20%＜5%30-40%30-50%20-30%＜5%为了达到高效率焊接的目的，在原有焊接工艺方法的基础上，可从多种途径着手，加以提高和改进。2020/3/1426焊接方法的高效率化—大力推广应用气体保护焊工艺，取代手工焊条焊接；—从焊接材料着手，采用混合气体保护焊、药性焊丝气保焊；—在半自动气体保护焊的基础上，向自动焊接过渡；—或采用自动机械器具，实现简易自动化焊接；—采用多种类型的单面焊双面成型工艺；—在普通埋弧焊基础上，采用大电流、多电极、窄间隙、高速焊剂、不开坡口等工艺改进；—采用专用化设备，实现流水线、准流水线生产作业；—淘汰落后的高能耗电源，推广使用新一代节能焊接电源；—应用传感器跟踪、微机控制、数控编程等先进控制技术；—条件许可的前提下，焊接机器人焊接等。2020/3/1427埋弧焊和气保焊与手工焊操作上的差异。不同的焊接工艺有不同的技能要求。在推广高效率焊接、新方法、新工艺时，还存在很多问题。值得一提的是，埋弧焊等工艺，微小的焊接条件的变化，都会有较大差异的结果。所以，对于埋弧焊焊工，不仅要教会如何设定、操作，还要培训焊工如何根据不同的接头条件，焊接后的结果，进行焊接参数的微调，达到最佳的效果。目前气体保护焊焊工大多是由手工焊条焊焊工转化而来，气体保护焊的操作和手工焊条焊有较大的区别，需要选择、设定的条件项目不少、调节的参数较多，因此不仅要训练焊工如何操作，还要教会焊工根据焊接后的实际结果，进行焊接参数的微调，达到最佳的效果。