特種焊接技術(shù)復(fù)習(xí)資料——河南理工大學(xué)

1、1緒論1特種焊接技術(shù)特種焊接技術(shù)：特種焊接技術(shù)：除焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)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(shù)主要包含電子束焊、激光焊、等高能束流焊接方法及擴(kuò)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(lián)的宇航員在聯(lián)盟號空間站人類第一次在空間站進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，采用電子束焊方法?，F(xiàn)在人類在空間的活動越來越多，空間站是個(gè)熱點(diǎn)方向。幾百噸重的空間站，不可能一次用運(yùn)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(gè)需要的一種工藝，再加上空間站現(xiàn)在要求壽命越來越高，一般空間站現(xiàn)在要求能夠在空間的壽命要超過25年，在穿梭對接時(shí)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(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題。美國趨向于采用激光；日本采用氣體保護(hù)焊。極限環(huán)境下的焊接已成為目前發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。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(jīng)有迫

3、切需要，現(xiàn)在焊接技術(shù)，已經(jīng)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(jìn)行焊接，靠電弧產(chǎn)生的熱量，能夠排出一部分水，產(chǎn)生氣體，形成一個(gè)空泡，然后在空泡里面進(jìn)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(gè)裝置容器，潛下去以后把水排開，然后進(jìn)行焊接。現(xiàn)在西方國家已經(jīng)能夠焊到三百米水深，我們國家能夠達(dá)到二百米左右。特種連接技術(shù)的新近

4、展特種連接技術(shù)的新近展提高焊接生產(chǎn)率提高焊接機(jī)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(shè)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型（尺寸、簡復(fù)）工件厚度（厚薄）焊接位置（平、立、仰、全）生產(chǎn)條件（成本、設(shè)備、人員）特種焊接技術(shù)電子束焊激光焊等離子弧焊研究對象爆炸焊擴(kuò)散焊摩擦焊第1講課程的目的及要求原理、特點(diǎn)、應(yīng)用場合焊接方法產(chǎn)品要求焊接設(shè)備工藝參數(shù)2特種焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

5、概況特種焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)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(shù)（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(yù)為21世紀(jì)最具有發(fā)展前景的焊接技術(shù)，是當(dāng)前發(fā)展最快、研究最多的領(lǐng)域。2特種焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展概況特種焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展概況近年來隨著各種新型結(jié)構(gòu)材料（如高技術(shù)陶瓷、金屬間化合物、復(fù)合材料、非晶材料等）的迅猛發(fā)展，摩擦焊、擴(kuò)散焊的研究和應(yīng)用受到各國研究者的普

6、遍關(guān)注，攪拌摩擦焊、超塑性成形擴(kuò)散焊等新型焊接工藝不斷涌現(xiàn)。特種焊接技術(shù)是一項(xiàng)與新興學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)的先進(jìn)工藝技術(shù)。固相焊效率高、質(zhì)量好摩擦焊適于機(jī)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(shù)發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)60年代20世紀(jì)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(chǎn)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(chǎn)生：電子束從電子槍中產(chǎn)生。一定功率的電子束經(jīng)透鏡聚焦后，電子束電流為20~1000mA，焦點(diǎn)直徑約為0.1~1mm，功率密度可達(dá)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(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽菇饘傺杆偃刍驼舭l(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(shí)很快在被焊焊件上“鉆“出一個(gè)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(gè)匙孔。匙孔的存在，從根本上改變了焊接熔池的傳質(zhì)、傳熱規(guī)律，由一般熔焊方法的“熱導(dǎo)焊“轉(zhuǎn)變?yōu)椤按┛缀浮啊?.1.2電子束焊的特點(diǎn)及分類電子束焊的特點(diǎn)及分類1電子束焊的優(yōu)點(diǎn)電子束穿透能力強(qiáng)，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(zhì)量好。再現(xiàn)性好，工藝適應(yīng)性強(qiáng)?？珊覆牧隙唷?.1.2電子束焊的特點(diǎn)及分類電子束焊的特點(diǎn)及分類2電子束焊的缺點(diǎn)設(shè)備比較復(fù)雜，投資大，費(fèi)用較昂貴；電子束焊要求接頭位

10、置準(zhǔn)確，間隙小而且均勻，焊前對接頭加工、裝配要求嚴(yán)格；真空電子束焊接時(shí)，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(zhì)量；電子束焊接時(shí)產(chǎn)生X射線，需要操作人員嚴(yán)加防護(hù)。1.1.2電子束焊的特點(diǎn)及分類電子束焊的特點(diǎn)及分類3.電子束焊的分類根據(jù)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(diǎn)及分類電子束焊的特點(diǎn)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(jìn)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(hù)“，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(zhì)量要求高的工件焊接，也適用于各種形狀復(fù)雜零件的精密焊接。1.1.2電子束焊的特點(diǎn)及分類電子束焊的特點(diǎn)及分類低真空電子束焊：在真空度為101～10Pa范圍內(nèi)進(jìn)行。由于只需要抽到低真空，減小了抽真空的時(shí)間，從而加速焊接過程，提高了生產(chǎn)效率。適用于大批量零件的焊接和生產(chǎn)線上使用。1.1.2