焊接專業(yè)畢業(yè)論文

1、1.引言古代焊接技術(shù)焊接的歷史源遠(yuǎn)流長。中國商朝制造的鐵刃銅鉞就是鐵與銅的鑄焊件其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折接合良好。春秋戰(zhàn)國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析與現(xiàn)代軟釬料成分相近。戰(zhàn)國時期制造的刀劍刀刃為鋼刀背為熟鐵一般是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開物》一書記載:中國古代將銅和鐵一起入爐加熱熔煉經(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鍛焊大型船錨。西方早在青銅器時代就出現(xiàn)了焊接

2、技術(shù):人們把搭接接頭通過加壓的方式熔接在一起制成圓形的小金盒子。到了鐵器時代埃及人和地中海東部地區(qū)的居民已經(jīng)掌握了將鐵片焊接在一起的技術(shù)。中世紀(jì)的西方出現(xiàn)了鍛造技術(shù)許多鐵制品是通過鍛焊的方法制造的。但現(xiàn)在我們知道直到19世紀(jì)才出現(xiàn)了真正的焊接技術(shù)。近現(xiàn)代焊接技術(shù)碳弧焊1800年HumphryDavy爵士使用電池在兩個碳極之間生成了電弧。1836年英國人EdmundDavy發(fā)現(xiàn)了乙炔。在19世紀(jì)中葉電動機的發(fā)明使電弧得到了廣泛砬用。19世

3、紀(jì)末出現(xiàn)了氣焊和切割碳弧焊和金屬極電弧焊得到了發(fā)展。1881年法國卡伯特實驗室的AugusteDeMeritens利用電弧產(chǎn)生的熱量成功地焊接了蓄電池用鉛板。他的學(xué)生—俄國人NikolaiNBenardos和另一個俄國人StanislausOlszewski在1885年獲得了一項英國專利權(quán)在1887年獲得了一項美國專利權(quán)。這些專利涉及的是一種早期的電極夾他們的研究標(biāo)志著碳弧焊的開端。19世紀(jì)末20世紀(jì)初碳弧焊開始得到廣泛應(yīng)用。金屬極電弧

4、焊1890年美國底特律的CLCoffin利用金屬電極(光焊條或光焊絲)進行電弧焊并獲得了關(guān)于該工藝的首個美國專利權(quán)。2焊接介紹提起焊接人們腦海中馬上浮現(xiàn)出這樣的畫面工人們一手舉著面罩一手拿著焊槍弧光閃閃火花飛濺。在現(xiàn)實生活中焊接無處不在。我們住的樓房的鋼筋需要焊接我們使用的微波爐橋梁船舶小到電子器件焊接都發(fā)揮著舉足輕重的作用。焊接是一種古老而又年輕的加工方法遠(yuǎn)在我國古代就有使用鍛焊和釬焊的實例。近代焊接技術(shù)是在電能

5、成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之后出現(xiàn)的從1882年發(fā)明電弧焊到現(xiàn)在已有一百多年的歷史。在電弧焊的初期不成熟的焊接工藝使焊接在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制直到20世紀(jì)40年代才形成較為完整的焊接工藝體系埋弧焊和電阻焊得到成功的應(yīng)用。20世紀(jì)50年代的電渣焊各種氣體保護焊超聲波焊20世紀(jì)60年代的等離子弧焊電子焊激光焊等先進焊接方法的不斷涌現(xiàn)使焊接達到一個新的水平。現(xiàn)在世界上從外層空間到深海水下從一百萬噸的大油輪到集成電路片是頭發(fā)絲的

6、幾十分之一這么粗的細(xì)線的集成電路片的引線焊接都是主要工藝。而且焊接又是一個安全要求非常高的一種先進工藝。因為大家都知道如果焊接質(zhì)量要出現(xiàn)問題所造成的危害是毀滅性的。從最近你們看到一些報紙上面咱們就可以看到比方講咱們四川重慶的綦虹橋突然斷裂是焊接質(zhì)量問題韓國的漢江大橋突然斷裂也是焊接質(zhì)量問題。所以焊接是一項要求極為嚴(yán)格的制造技術(shù)它有許多規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)所有的焊接工程師和焊工要上崗焊接需要經(jīng)過嚴(yán)格的考試和發(fā)證而且現(xiàn)

7、在正在逐漸制定世界標(biāo)準(zhǔn)。因此焊接技術(shù)現(xiàn)在還有很多的科學(xué)規(guī)律需要探索還有很多的一些技術(shù)問題需要去創(chuàng)新它是一項現(xiàn)在正在發(fā)展很快的一項高科技什么是焊接焊接是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要內(nèi)容。我們都知道制造技術(shù)是人類創(chuàng)造財富的基本手段是生產(chǎn)力的核心內(nèi)容也是國強民富的技術(shù)基礎(chǔ)。制造技術(shù)有很多種我想現(xiàn)在簡單地可以歸納一下制造技術(shù)能不能夠歸納成三種基本功能這就是成形、焊接和改性。因為任何機器都是由零部件構(gòu)成的而零部件都是需要按照設(shè)計的要求

8、加工而成的加工成所要求的形狀同時要保證它的尺寸精度這個就是成形比方講我們比較熟悉的機械加工屬于冷加工車、銑、铇、磨、鍛?yīng)嶋H上都是成形工序比方講我們所熟悉的鑄造、鍛壓也是成形工序。改性就是用各種方法改進加工零件的性能和延長加工零件的壽命我們比較常見的像熱處理一個軸承沒有經(jīng)過熱處理可能只能運行幾百個小時經(jīng)過熱處理以后它就可以延長到幾千個小時像化學(xué)處理比如電鍍防銹還有我們現(xiàn)在非常重視的表面工程也就是表面改性等

9、等這些都屬于改性。連接現(xiàn)在也有很多方法如焊接機械的連接最簡單機械連接就是螺釘?shù)倪B接還有鉚接還有膠接等邊接合面的雜質(zhì)實現(xiàn)緊密連接經(jīng)過擴散和化學(xué)作用形成一個塑性變形為主的連接接頭。第三種類型就是兩個分離的元件采用擴散的辦法來進行連接實際上采用擴散的辦法有時候看不到焊縫看不到接頭它的過程是首先進行接觸加壓然后加熱到高溫加熱到多少溫度看不同材料來定然后經(jīng)過長時間的擴散原子之間互相滲透最后形成鍵連接這就是擴散連接

10、的機理。第四種就是釬焊連接的機理它是采用一種比母材低熔點的第三種金屬把這個金屬加熱利用表面張力把它潤濕到要被焊的表面上這個潤濕的金屬和要被結(jié)合的面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)去除氧化膜、氧化皮等等同時利用毛細(xì)管的填縫作用也就是利用表面張力的吸附作用這個熔化的第三種金屬會填縫鉆到這兩個接合面的中間去形成一個接頭這個就是釬焊的接頭。當(dāng)然焊接接頭的形成機理還有一些但是我想比較初步的了解焊接這四種連接機理是比較典型的。可能同學(xué)

11、們也都知道一個優(yōu)秀的焊工是非常不容易的要經(jīng)過很高成本的培訓(xùn)看起來一個焊工操作一根焊條來進行焊接并不復(fù)雜實際上要求焊工眼睛要看著熔池好的焊工能夠觀測出來熔池里邊的一些反應(yīng)比方講如果有夾渣夾在里面好的焊工就能發(fā)現(xiàn)能夠通過一些手法把夾渣熔出來他還能夠發(fā)現(xiàn)氣孔二氧化碳?xì)饪住錃饪转∷材軌蛴萌刍霓k法用多停留的辦法把這個氣孔排出來。手操作著焊條要操作得非常穩(wěn)使它的弧長要保持高度的一致焊條往前移動的速度要非常均勻焊槍

12、的角度要把握得非常準(zhǔn)確等等。還要用耳朵聽聲音有經(jīng)驗的焊工就能聽出來焊接過程是否平穩(wěn)飛濺是不是多了等等。因此手工焊對焊工的要求是非常高的同樣一個焊條同樣一種材料不同的焊工焊出來的結(jié)果可能會天差地別。因此焊接的基本原理就是采用施加外部能量的辦法促使分離材料的原子接近形成原子鍵的結(jié)合。在這個同時又能去除掉一切阻礙原子鍵結(jié)合的一切表面膜和吸附層以形成一個優(yōu)質(zhì)的焊接接頭4.焊接案例三峽水利樞紐的水電裝備就是一套龐大的焊接系

13、統(tǒng)包括導(dǎo)水管、蝸殼、轉(zhuǎn)輪、大軸、發(fā)電機機座等其中馬氏體不銹鋼轉(zhuǎn)輪直徑10.7M高5.4M重440T為世界最大的鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪。該轉(zhuǎn)輪由上冠、下環(huán)和13或15個葉片焊接而成每個轉(zhuǎn)輪的焊接需要用12T焊絲耗時4個多月。神舟6號飛船的成功發(fā)射與回收標(biāo)志著中國航天事業(yè)的巨大進步其中兩名航天員活動的返回艙和軌道艙都是鋁合金的焊接結(jié)構(gòu)而焊接接頭的氣密性和變形控制是焊接制造的關(guān)鍵。2005年底由第一重型機械集團為神華公司制造的中國第一

14、個煤直接液化裝置的加氫反應(yīng)器直徑5.5M長62M厚337MM重2060T為當(dāng)今世界最大、最重的鍛?yīng)『附Y(jié)構(gòu)加氫反應(yīng)器采用國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動雙絲窄間隙埋弧焊技術(shù)每條環(huán)焊縫需連續(xù)焊接5天。現(xiàn)在正在進行的幾千公里長的西氣東輸?shù)墓艿拦こ酞」艿赖闹圃飒∷玫穆菪摴芎椭笨p鋼管全部是板焊形式的焊接管。國內(nèi)制造的30萬噸超級油輪、新型5668標(biāo)箱集裝箱船、15萬噸散裝貨船以及為世界矚目的被稱為“中華第一盾”的170艦以及上海中瀘浦

15、大橋是世界最長的全焊鋼拱橋國家大劇院的橢球型穹頂、奧林匹克主體育場的鳥巢式鋼結(jié)構(gòu)焊接都是最主要的工藝5.幾種常用的現(xiàn)代焊接方法5.1.1手工焊條電弧焊原理手工電弧焊是利用焊條與焊件之間的電弧熱使焊條金屬與母材熔化形成縫的一種焊接方法。焊接時母材為一電極焊條為另一電極。電弧是在焊條—母材之間的空隙內(nèi)通過外加電壓引燃。。5.1.2手工焊條電弧焊焊接設(shè)備焊接電源是焊條電弧焊的主要設(shè)備。電源外特性、動特性及焊接參數(shù)調(diào)節(jié)特性的優(yōu)劣直接

16、影響電弧和焊接過程的穩(wěn)定性所以焊條電弧焊電源應(yīng)滿足下列要求(1)、對弧焊電源外特性形狀的要求焊條電弧焊電極尺寸較大電流密度低。在電弧穩(wěn)定燃燒條件下其負(fù)載特性處于U形曲線的水平段故首先要求電源外特性曲線與電弧靜特性曲線的水平段相交即要求焊條電弧焊的電源應(yīng)具有下降的外特性。再從焊接參數(shù)穩(wěn)定性考慮要求電源外特性形狀陡降一些為好因為對于相同的弧長變化陡降外特性電源所引起的電流變化比緩降外特性電源所引起的電流變化小得多。焊條電弧