GUIDE
导读
焊接技术是航空航天、装备制造、汽车制造等高精制造领域的核心支撑,本文聚焦六种主流先进焊接技术,提炼其核心原理、特点与关键应用,助力快速理解制造工艺革新方向。
激光焊接通过调控参数实现热传导型与深熔型焊接,深熔焊速度快、深宽比大,已用于大众 42 米无缝车身、海尔激光洗衣机;激光复合焊接融合激光与 MIG 技术,热变形小,能降低高强度钢(如起重机臂架)加工成本。
搅拌摩擦焊靠摩擦热焊异种材料,易自动化;电子束焊穿透力极强,焊缝深宽比达 50:1,可一次焊 0.05-300mm 材料,适配航空航天难熔金属。超声波焊借超声振动冷态连接,无飞溅,用于锂电池极片;闪光对焊靠强电流加热加压,适用于钢筋焊接。这些技术各展所长,推动制造向高效高精度升级。
1、激光焊接
激光焊接:激光辐射加热待加工表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
▲对焊接件进行点焊固定
▲进行连续激光焊接
激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于10~10 W/cm为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于10~10 W/cm时,金属表面受热作用下凹成"孔穴",形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。
激光焊接技术广泛被应运在汽车、轮船、飞机、高铁等高精制造领域,给人们的生活质量带来了重大提升,更是引领家电行业进入了精工时代。
特别是在大众汽车创造的42米无缝焊接技术,大大提高了车身整体性和稳定性之后,家电领头企业海尔集团隆重推出首款采用激光无缝焊接技术生产的洗衣机,先进的激光技术可以为人民的生活带来巨大的改变。2
2、激光复合焊接
激光复合焊接是激光束焊接与MIG焊接技术相结合,获得最佳焊接效果,快速和焊缝搭桥能力,是当前最先进的焊接方法。
激光复合焊的优点是:速度快,热变形小,热影响区域小,并且确保了焊缝的金属结构与机械属性。
激光复合焊除了汽车薄板结构件的焊接,还适用于很多其它应用。例如将这项技术应用于混凝土泵和移动式起重机臂架的生产,这些工艺需对高强度钢进行加工,传统技术往往会因为需要其它辅助工艺(如预热)而导致成本的增加。
再则,该技术也可应用于轨道车辆的制造及常规钢结构(如桥梁,油箱等)。
3、搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处,通过焊头的高速旋转,使其与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的材料温度升高软化。
搅拌摩擦焊在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上,焊头边高速旋转,边沿工件的接缝与工件相对移动。
焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌,焊头的肩部与工件表面摩擦生热,并用于防止塑性状态材料的溢出,同时可以起到清除表面氧化膜的作用。
搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。
搅拌摩擦焊可实现异种材料间焊接,如金属、陶瓷、塑料等。搅拌摩擦焊焊接质量高,不易产生缺陷,容易实现机械化、自动化、质量稳定、成本低效率高。
4、电子束焊接
电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。
电子束焊接工作原理
电子束焊接的主要特点
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