特種焊接技術復習資料——河南理工大學

1、1緒論1特種焊接技術特種焊接技術：特種焊接技術：除焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊等傳統(tǒng)焊接方法之外的非常規(guī)焊接方法。特種焊接技術主要包含電子束焊、激光焊、等高能束流焊接方法及擴散焊、摩擦焊、高頻焊等固相焊接方法?？臻g焊接：空間焊接：1970年前蘇聯的宇航員在聯盟號空間站人類第一次在空間站進行焊接實驗，采用電子束焊方法。現在人類在空間的活動越來越多，空間站是個熱點方向。幾百噸重的空間站，不可能一次用運載火箭發(fā)射上去，所以都是采用螞蟻搬家的

2、辦法，一次發(fā)射一塊，一次發(fā)射一塊，然后在空間把它連接起來，因此焊接就成為一個需要的一種工藝，再加上空間站現在要求壽命越來越高，一般空間站現在要求能夠在空間的壽命要超過25年，在穿梭對接時發(fā)生碰撞，在宇宙空間有各種各樣的粒子流的撞擊，空間站本身的變形、維修、堵漏，也是一個很現實的問題。美國趨向于采用激光；日本采用氣體保護焊。極限環(huán)境下的焊接已成為目前發(fā)展的一個熱點。水下焊接：水下焊接：近海油田，水下建筑，水下管道越來越多，水下焊接已經有迫

3、切需要，現在焊接技術，已經能夠解決一部分水下焊接的問題，水下焊接一般還是采用弧焊的辦法，分為兩種，干法和濕法。所謂濕法，就是潛水員下去，拿了焊條在水下進行焊接，靠電弧產生的熱量，能夠排出一部分水，產生氣體，形成一個空泡，然后在空泡里面進行焊接，但是這樣的深度，一般在幾十米深度。還有一種是干法的水下焊接，就是有一個裝置容器，潛下去以后把水排開，然后進行焊接?，F在西方國家已經能夠焊到三百米水深，我們國家能夠達到二百米左右。特種連接技術的新近

4、展特種連接技術的新近展提高焊接生產率提高焊接機械化、自動化和集成化焊接過程的智能化新熱源的不斷開發(fā)焊接設備的不斷更新（逆變電源）特種連接方法的選擇考慮因素：母材性能（熱物理性能）產品結構類型（尺寸、簡復）工件厚度（厚?。┖附游恢茫ㄆ?、立、仰、全）生產條件（成本、設備、人員）特種焊接技術電子束焊激光焊等離子弧焊研究對象爆炸焊擴散焊摩擦焊第1講課程的目的及要求原理、特點、應用場合焊接方法產品要求焊接設備工藝參數2特種焊接技術的應用現狀及發(fā)展

5、概況特種焊接技術的應用現狀及發(fā)展概況在熔焊方法中，氣焊的比例明顯減小，電弧焊仍然是主角，而高能束流焊接技術（電子束焊、激光焊、等離子弧焊）的比重在不斷增大。高能束流焊接被譽為21世紀最具有發(fā)展前景的焊接技術，是當前發(fā)展最快、研究最多的領域。2特種焊接技術的應用現狀及發(fā)展概況特種焊接技術的應用現狀及發(fā)展概況近年來隨著各種新型結構材料（如高技術陶瓷、金屬間化合物、復合材料、非晶材料等）的迅猛發(fā)展，摩擦焊、擴散焊的研究和應用受到各國研究者的普

6、遍關注，攪拌摩擦焊、超塑性成形擴散焊等新型焊接工藝不斷涌現。特種焊接技術是一項與新興學科發(fā)展密切相關的先進工藝技術。固相焊效率高、質量好摩擦焊適于機械化航空航天、儀表、電子哈工大、航空所、西北工大特種連接技術發(fā)展現狀20世紀60年代20世紀80年代激光焊功率迅速增長（25kW）LW＋MIG汽車、船舶、有色金屬華中科技、北工大AZ81A鎂合金攪拌摩擦焊焊縫的外觀成型31.1.3電子束焊的適用范圍電子束焊的適用范圍1.1.1電子束焊的基本原

7、理電子束焊的基本原理電子束焊（ElectronicBeamWelding，EBW）是指在真空或非真空環(huán)境中，利用匯聚的高速電子流轟擊焊件接縫處所產生的熱能，使被焊金屬熔合的一種焊接方法。電子束焊是一種高能束流焊接方法。1.1.1電子束焊的基本原理電子束焊的基本原理電子束的產生：電子束從電子槍中產生。一定功率的電子束經透鏡聚焦后，電子束電流為20~1000mA，焦點直徑約為0.1~1mm，功率密度可達106Wcm2以上，比普通電弧功率密度

8、高100~1000倍，屬于高能束流。1.1.1電子束焊的基本原理電子束焊的基本原理電子束撞擊到焊件表面，電子的動能就轉變?yōu)闊崮?，使金屬迅速熔化和蒸發(fā)。在高壓金屬蒸氣的作用下熔化的金屬被排開，電子束就能繼續(xù)撞擊深處的固態(tài)金屬，同時很快在被焊焊件上“鉆“出一個匙孔（見圖），小孔的周圍被液態(tài)金屬包圍。隨著子束與焊件的相對移動，液態(tài)金屬沿小孔周圍流向熔池后部，逐漸冷卻、凝固形成了焊縫。1.1.1電子束焊的基本原理電子束焊的基本原理在電子束焊接過

9、程中，焊接熔池始終存在一個匙孔。匙孔的存在，從根本上改變了焊接熔池的傳質、傳熱規(guī)律，由一般熔焊方法的“熱導焊“轉變?yōu)椤按┛缀浮啊?.1.2電子束焊的特點及分類電子束焊的特點及分類1電子束焊的優(yōu)點電子束穿透能力強，焊縫深寬比大。焊接速度快，熱影響區(qū)小，焊接變形小。焊縫純度高，接頭質量好。再現性好，工藝適應性強?？珊覆牧隙唷?.1.2電子束焊的特點及分類電子束焊的特點及分類2電子束焊的缺點設備比較復雜，投資大，費用較昂貴；電子束焊要求接頭位

10、置準確，間隙小而且均勻，焊前對接頭加工、裝配要求嚴格；真空電子束焊接時，被焊工件尺寸和形狀常常受到工作室的限制；電子束易受雜散電磁場的干擾，影響焊接質量；電子束焊接時產生X射線，需要操作人員嚴加防護。1.1.2電子束焊的特點及分類電子束焊的特點及分類3.電子束焊的分類根據被焊工件所處環(huán)境的真空度可將電子束焊分為：高真空電子束焊、低真空電子束焊和非真空電子束焊三種。1.1.2電子束焊的特點及分類電子束焊的特點及分類高真空電子束焊接是在真空

11、度為104～101Pa的環(huán)境下進行，具有良好的真空條件，電子束很少發(fā)生散射，可以保證對熔池的“保護“，防止金屬元素的氧化和燒損。適用于活性金屬、難熔金屬和質量要求高的工件焊接，也適用于各種形狀復雜零件的精密焊接。1.1.2電子束焊的特點及分類電子束焊的特點及分類低真空電子束焊：在真空度為101～10Pa范圍內進行。由于只需要抽到低真空，減小了抽真空的時間，從而加速焊接過程，提高了生產效率。適用于大批量零件的焊接和生產線上使用。1.1.2