焊接技術在工程機械行業中的應用分析

1.李 飛 2.張海剛

1.身份證號：211403197410058452 2.身份證號：211403197507228411

焊接技術在工程機械行業中的應用分析

1.李 飛 2.張海剛

1.身份證號：211403197410058452 2.身份證號：211403197507228411

焊接是一種連接金屬或熱塑性塑料的制造或雕塑過程。焊接過程中，工件和焊料熔化形成熔融區域，熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。這一過程中，通常還需要施加壓力。隨著焊接機器人在工業應用中的廣泛應用，研究人員仍在深入研究焊接的本質，繼續開發新的焊接方法，以進一步提高焊接質量。 本文主要從機械行業的應用進行分析。

焊接技術；機械；應用

一、機械焊接技術

1.1 電子束焊接

電子束焊接首先應用在德國，之后逐漸發展成熟。較之傳統的焊接工藝，它的能量密度更高，并且熱變形較小，應用的范圍也較為廣泛。

電子束焊接的工作原理是：用電子槍中聚集的告訴電子束對工件的接縫處進行轟擊，在轟擊的過程中，會發生機械能的轉變，即動能轉化為熱能。這樣就產生了焊接所需要的熱源，利用這些熱能，完成焊接工作。

以前，電子束焊接主要被應用于國防、軍工工業中。近些年來，這種焊接技術開始在民用工業中推廣使用。比如汽車工業的齒輪、發電站的鍋爐等。

1.2 激光焊接技術

激光焊接技術是激光加工技術中的重要部分，它是一種高能束的熱傳導性技術。與傳統的焊接工藝相比，激光焊接技術更加快捷方便，同時焊接的質量和穩定性更高，工件產生變形的可能也小，因此被大量投入工業生產。

激光焊接技術主要是利用拋物鏡或者凸透鏡匯集周圍的熱量，這時的激光就是一個高溫度的熱源，將其應用于工件接縫的表面，能夠起到焊接的作用。根據工件的不同，激光焊接的方式也有所不同，常用的激光焊接方式是傳導焊接和小孔焊接兩種。

在航天航空工業中，經常會利用激光焊接技術來進行工件的修復；在汽車制造領域，激光焊接技術被廣泛應用于散熱器、傳動軸等零部件的制造中。隨著激光加工技術的不斷發展，激光焊接技術的應用領域必然還會擴大。

1.3 攪拌摩擦焊接技術

攪拌摩擦焊接技術，顧名思義就是利用摩擦力產生的熱量進行焊接，這就決定了它的使用范圍，即低熔點的金屬焊接。這種焊接技術的自動化水平更高，接頭的質量和穩定性更好，并且節能低碳。

在進行攪拌摩擦焊接過程中，會將一個攪拌針插進焊縫中，利用摩擦力對金屬進行加熱，讓其呈現一種塑性狀態，同時金屬會形成旋轉的空洞，隨著攪拌針的不斷前移，旋轉空洞和塑形金屬各自向相反的方向移動，金屬在冷卻之后，焊接的縫隙密度會更高。

攪拌焊接技術主要用于造船業、航空航天業、建筑業、交通工具等領域。在造船業中，它主要被用來焊接甲板上、船頭上的部件；在航空航天業中，飛機的機身、油箱都會用到它；而交通工具領域，火車、高速列車等的車身、交換器等都要用攪拌摩擦焊焊接技術。

1.4 電渣焊接技術

電渣焊接技術是一種利用電阻熱進行焊接的技術。它能夠一次性焊接鋼材、鐵基金屬等質地較厚的工件，同時生產成本也較低，焊接質量較高。

電渣焊接技術依據的原理是：把電熱組作為一種熱源，用來熔化金屬和木材，之后冷卻凝固，使各金屬原子之間相互連接。常用的電渣焊技術主要有熔嘴、非熔嘴電渣焊技術，絲極電渣焊技術，板級電渣焊技術等。

電渣焊技術主要被應用于一些特殊的地方或行業，比如鐵路各個站點的焊接；鼓風爐殼等厚壁容器的焊接等等。

1.5 等離子弧焊接技術

等離子弧焊接技術是一種基于等離子弧切割工業的新型焊接技術。它是一種較為及其精密的焊接技術。

等離子弧焊接技術準確地說應該是“壓縮電弧焊接”，它是焊炬將整個電弧進行最大限度的壓縮，促使其中的等離子效應加劇，之后電弧就變成了一個具有穩定性、單向性的強大射流熱源，溫度高達16000K～33000K，然后可以直接進行金屬的焊接。通常企業較為常用的等離子弧主要是轉移型的和非轉移型兩種。

1.6 超聲波焊接技術

超聲波焊接技術主要是進行熱塑性塑料制品焊接的高科技技術，這種技術焊接出來的塑料制品檔次和質地較高，同時生產的成本和效率也就高。

在超聲波進行焊接的過程中，發生器會釋放出20KHz或者15KHz具有高壓性、高頻性的信號，通過能量轉換系統，可以將這種信號轉化為一種高頻的機械振動，用于塑料品的工件中。然后通過摩擦力是接口的溫度升高，當溫度達到工件的熔點時，工件會自動融化來填充接口處的縫隙。冷卻定型以后，整個焊接工藝就順利完成。

超聲波焊接技術因為其本身的特性，所以在塑料品加工行業中應用較為廣泛，而在機械類加工工業中，應用較少。

1.7 機器人焊接技術

機器人技術其實是在焊接自動化的基礎上發展而來的。在20世紀末期，首次被應用于焊接技術領域。近年來，隨著市場經濟的發展，各企業訂單量和交易量的不斷增加，生產線不斷擴大，機器人焊接技術已經成為自動化焊接領域的主要發展趨勢。

機器人焊接技術是一種容機械制造、計算機編程、物理力學等為一體的綜合性學科。要使用這種技術，首先要制造符合標準的機器人，通過計算機編程將各種參數計算后安裝至機器人的“大腦”中。這一系列工作完成之后，機器人可以根據工作指令來進行焊接。

機器人焊接技術的發展至今還不太成熟，故而各種行業的使用都比較少。

作為加工制造行業中的關鍵技術，焊接技術和工藝的不斷創新，不僅能夠促進其自身的發展，也能夠促進整個機械制造行業的發展壯大。

二、總結

作為一種工業技術，焊接的出現迎合了金屬藝術發展對新工藝手段的需要。而在另一方面，金屬在焊接熱量作用下所產生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。在今天的金屬藝術創作中，焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現語言而著力加以表現。

[1]單海洋.工程機械中的低合金高強鋼焊接技術的應用研究[J].工業，2017(2)：00257-00257.

[2]凌偉，杜巖，張玲玲.淺談機械焊接中的技術應用[J].中國科技投資，2016(7).

[3]楊鴻強.探討自動化焊接設備在工程機械制造中的運用[J].企業技術開發旬刊，2016，35(7)：67-68.