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关键词:节能环保;焊接;应用;
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
近年来,很多国家都将节能、环保作为今后发展的方向,我们国家也不例外。在焊接技术的应用上,我国落后于国际先进水平,因此,在今后的发展过程中,我们应当通过技术创新,提高焊接质量,提高工作效率,坚持节能、环保的发展理念,使我国焊接技术跨上一个新的台阶,步入国际先进水平。
一、节能环保高效技术在焊接中的应用
1.逆变焊机
逆变焊机具有焊接性能好、动特性好、动态反应速度快、质量轻、体积小、焊接速度快、效率高、多功能等优点,因此易于实现焊接机械化和自动化;逆变电源功率因数达0.95以上,总体效率可以达到85%~92%,比传统焊机平均节电25%~60%,空载时电耗只有30~50W,节能效果明显。为了说明逆变焊机的节能效果和优越性,把逆变式弧焊整流器和几种传统的弧焊机主要技术性能指标列于表l,以便对比。
表1逆变式弧焊整流器与传统弧焊机主要性能比较
2.熔化极气体保护焊
熔化极气体保护焊(GMAW)具有高效、节能和便于自动化的特点,是目前用得最多的一种焊接方法也是自动线上和焊接机器人的首选熔焊方法。据不完全统计,在汽车零部件、集装箱和工程机械行业中,基本上全部采用气体保护焊;而一般机械、铁路车辆和重型机械行业的比例都超过50%;在造船、锅炉和金属结构行业由于埋弧自动焊的用量较大,CO2气体保护焊的比例相对较低。随着实践的不断深入,人们发现由不同气体组成的混合气体比用单一气体更易得到好的焊接结果。现在,采用混合气体的趋势越来越强,混合气体的种类也越来越多,探索其在GMAW中的影响规律有着极大的社会效益。
3.智能机器人焊接
近些年,随着模糊控制理论和神经网络控制技术及专家系统理论的发展,模拟焊工操作的智能控制方法已经在焊接过程中成功应用,对焊缝成形的质量取得了较好的控制结果。国内外对遥控技术的研究成果较多,遥控焊接正向着实用化的方向发展。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。目前,关节式焊接机器人已在汽车制造、航空航天、工程机械、船舶等行业获得广泛应用,但对一些危险、恶劣及特殊环境下,例如航天空间、深海作业、管道内外焊接等,传统的关节式焊接机器人难以完成,为此需要研究发展新型的特种焊接机器人,我国在管道焊接机器人、水下焊接机器人、爬壁焊接机器人、球罐焊接机器人等方面进行了研究,培养了队伍,取得了一批研究成果,在某些技术方面达到了国际先进水平。
4.振动焊接技术
振动焊接技术是在金属焊接的过程中,对被焊件施加振动处理的一项焊接工艺,它起到细化晶粒的作用,在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力,这样可有效防止焊接裂纹的形成和工件的畸变,提高构件的疲劳寿命,增强焊缝的力学性能,达到提高焊接质量的目的。并且可以省去焊后消应力处理,缩短生产周期,降低生产成本。可以预言,振动焊接的推广和应用必将给焊接生产行业带来巨大的经济效益。大连理工大学的陈源从振动焊接减少焊接变形方面,采用先进的有限元方法进行了计算,论证了振动焊接在控制变形方面的作用;刘峰研究了振动焊接对焊接裂纹的影响,通过理论分析和数值模拟指出振动焊接在防止和减少焊接裂纹方面具有明显的效果。
国外也对振动焊接进行了研究。Tseng研究了焊弧摆动对焊接质量的影响,指出由于摆动的作用,使得焊接速度得以提高有利于焊接凝固,提高焊接区的力学性能。TewariSP详细研究了轴向振动对焊接件拉伸特性的影响,其结论是:经过振动焊接的构件的屈服强度、极限拉伸强度和破坏强度有显著提高。
二、节能环保高效技术在焊接辅助工艺中的应用
1.振动时效
振动时效(VSR)是利用一受控振动能量对金属工件进行处理,以消除工件残余应力。振动时效的显著优点是节能环保、降低成本、缩短周期。与热时效相比,节约成本90%以上,节能95%以上,节约投资90%以上。振动时效快,一般仅需30min,最长不超过1h,而且设备轻便,工艺简单,适应性强,优点很突出。VSR在我国从无到有,现已有几千台VSR设备在我国机床、模具、锻压、航空、发电等行业生产中运行[7]。节能减排效果明显的频谱谐波振动时效技术与传统的热时效相比,振动时效技术节能95%以上,完全克服了以煤为燃料的热时效炉存在的严重污染问题,实现零排放。与传统亚共振相比,频谱谐波振动时效技术的应用覆盖而从原有的23%提高到了100%,并彻底解决了传统亚共振技术噪音大、应用而窄、工艺操作复杂、长期无法纳入企业正式生产工艺问题。推广应用频谱谐波振动时效技术具有很好的经济效益和社会效益。
2.随焊锤击
随焊锤击是在焊接过程中通过实时锤击焊缝及近缝区金属材料从而消除或减小焊后金属塑性影响的一种加工工艺。利用随焊锤击技术能够有效地控制焊接横向及纵向收缩变形,实时调整焊接接头的残余应力分布状态,从而真正实现动态低应力、无热裂、小变形焊接。因此,能节约大量的能源和资金,给国家和企业将带来前景广阔的经济效益和社会效益。
对于不同的试件和焊接条件,应采用不同的焊接锤击参数,但现有的随焊锤击装置存在参数调节困难,个别参数调节不可实现等缺点,所以提出了参数可调的随焊锤击方式。可调随焊锤击方式采用锤击频率控制,保证被处理金属在每次锤击间隔中有充分的时间进行塑性反弹,使之在而内产生两维塑性伸长,释放焊接过程中的残余拉应变,大幅度提高了焊接接头的疲劳强度。锤击力、锤击距离的控制均采用按钮控制,电机调节,使其参数的调整方便可靠,从而保证焊接过程中当焊接材料和焊接条件变化时可随时调整锤击参数,进一步提高焊机的工作效率。
三、结束语
虽然我国在节能环保高效焊接技术应用方而做了大量工作,并取得了可喜的成绩,但与先进国家相比,还有相当大的差距。因此要继续大力推广节能环保高效焊接技术.加强消化吸收引进的高效节能焊接技术,并创新提高,克服总是依赖进口的思想。
参考文献:
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【6】关桥.动态控制焊接应力与变形技术基础研究[Z].国家自然科学基金巾请书,1990.3
题组1.已知函数y=f(x),
(1)若f(x)的定义域为[2,3],求f(x+1)的定义域;
(2)若f(x+1)的定义域为[2,3],求f(x)的定义域。
解:(1)由f(x)的定义域为[2,3],得2≤x+1≤3,从而1≤x≤2,因此f(x+1)的定义域为[1,2]。
(2)由f(x+1)的定义域为[2,3],得2≤x≤3,即3≤x+1≤4,于是f(x)的定义域为[3,4]。
题组2.已知函数f(x)=lg(ax+2x+1),
(1)若f(x)的定义域是R,求实数a的取值范围。
(2)若f(x)的值域是R,求实数a的取值范围。
解:(1)条件可等价转化为不等式ax+2x+1>0在x∈R上恒成立。可解得a>1。
(2)条件即f(x)可取遍R上的一切值,所以u=ax+2x+1能取遍(0,+∞)上的一切值。当a=0时,u=2x+1,定义域为(-,+∞),u能取遍(0,+∞)上的一切值。
当a>0时,若Δ
当a
题组3.(1)若函数f(x)=log(-x+logx)在(0,)上有意义,求实数a的取值范围。
(2)若函数f(x)=log(-x+logx)的定义域是(0,),求实数a的取值范围。
解:(1)条件可等价转化为不等式x-logx
(2)条件可等价转化为关于x的不等式x-logx的解集为(0,),也就是说这是一个“恰成立”问题,可解得a=。
题组4.(1)设函数f(x)=x+kx在[1,+∞)上是单调递增函数,求k的取值范围;
(2)若数列{a}的通项公式为a=n+kn,且满足a
解:(1)f(x)=(x+)-要使f(x)在[1,+∞)上单调递增,只要满足-≤1即可,解得k≥-2。
(2)a=(n+)-要使对任意n∈N,都有a
题组5.已知函数f(x)=2x-2m,g(x)=x+3x-x,其中m为实数,
(1)若对任意x∈[-1,6],有f(x)≤g(x)恒成立,求m取值范围;
(2)若存在x∈[-1,6],有f(x)≤g(x)成立,求m取值范围;
(3)若对任意x,xx∈[-1,6],有f(x)≤g(x)恒成立,求m取值范围;
(4)若对任意x∈[-1,6],存在xx∈[-1,6]使f(x)=g(x),求m取值范围。
解:(1)设h(x)=g(x)-f(x)=x+x-x+2m,h′(x)=3x+2x-1=(3x-1)(x+1)>0,解得x,所以函数h(x)在x∈[-1,]上单调递减,在x∈[,6]上单调递增。且h(-1)=1+2m,h(6)=246+2m所以h(x)的最大值为h(6)=246+2m由题意知246+2m≥0,故m的取值范围为[-123,+∞)。
(2)由(1)知函数在x∈[-1,6]上的最小值是h()=-+2m,由题意知,令-+2m≥0,故m的取值范围为[,+∞)。
(3)函数f(x)对称轴是x=0,由图像知f(x)在x∈[-1,6]上的最大值是f(6)=72-2m,令g′(x)=3x+6x-1>0,得x-1+,可知函数g(x)在[-1,-1+]上单调递减,在[-1+,6]上单调递增。x∈[-1,6]上的最小值是g(-1+)=3-,由题意知,只要3-≥72-2m即可,解之得m≥+,所以m的取值范围为[+,+∞]。
(4)由(3)知f(x)的值域是[-2m,72-2m],g(x)的值域是;[3-,318],由题意知[-2m,72-2m]?哿[3-,318],即-2m≥3-且72-2m≤318,解之得-123≤m≤-,故m的取值范围为[-123,,-]。
关键词:建筑钢结构 焊接技术 材料 企业 发展趋势 分析
中图分类号:TG457 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0035-01
伴随着现代科学技术的持续发展与经济社会现代化建设进程的日益完善,社会大众持续增长的物质与精神文化需求开始得到了极为蓬勃的发展与进步。我国国民经济体系在这一发展过程当中也取得了长足的进步。特别是对于钢铁工业而言,自1996年,我国全年度钢铁产量突破1亿t以来,我国的钢铁产量就始终占据着世界领先地位。特别是对于建筑行业用钢而言,迅速发展的城市化建设使得建筑钢结构的应用备受关注。该文以此为研究背景,现针对建筑钢结构焊接技术的应用及其发展趋势相关问题做详细分析与说明。
1.建筑钢结构焊接技术发展进程分析
20世纪40年代,钢结构行业引入焊条电弧焊接技术,钢结构焊接技术的应用开始引起部分工作人员的特别关注。50年代中期,引入埋弧焊接技术(该项技术自前苏联引进)。直至70年代后期,包括气体保护焊接技术、螺栓焊接技术以及熔嘴电焊焊接技术等焊接技术开始广泛应用于钢结构焊接过程当中。特别是在城市建设的规模化发展过程当中,大量的钢结构建筑物建设蓬勃兴趣,焊接技术的应用与发展备受各方特别关注与重视。
特别是在建筑钢结构箱型柱大量应用于建筑施工实践的背景作用之下,高效焊接技术支持下的栓钉焊接设备以及焊接材料得到了充分且深入的发展。与此同时,建立在CO2气体支持基础之上的气体保护焊接技术也成为了建筑钢结构焊接技术发展中的主流所在。大量的实践研究结果证实:在建筑钢结构大量应用CO2气体保护焊接技术的过程当中,焊接作业的生产效率得到了显著提升,同时也能够大量缩短建筑钢结构焊接施工的工作周期,有着极为显著的综合效益。在此基础之上,建筑钢结构焊接技术所对应的工作人员资质认证、培训有所完善,焊接设备有所发展,焊接材料更为多元。上述发展进程均在不同程度上推动着整个建筑钢结构焊接技术的稳妥前进。
2.建筑钢结构焊接技术发展趋势分析
传统意义上的建筑钢结构焊接企业处于对自身发展的保障需求,势必需要在剧烈的市场竞争环境下,通过恰当且合理的技术改造与技术升级方式,谋求稳定的生存与发展。而实现这一要求的关键,即在于对建筑钢结构焊接技术的发展与推广。在此过程当中,需要重点关注以下几个方面的问题。
(1)需要逐步加大对高效焊接方法及建筑钢结构焊接工程实践的应用:首先,需要相关工作人员不断针对焊接方法及焊接方式进行研究与完善,以提高焊接熔敷率为目的,加大对于15kg/h单位以上,高效焊接技术方法的研究。与此同时,还可以通过对国外成功焊接方法(包括旋转喷射电弧高效焊接技术以及多丝焊接技术等在内)的引入方式,为自主技术的研制与成功应用提供一定的借鉴与经验;其次,可以通过适当控制接头焊接填充量的方式,一方面提高建筑钢结构焊接的工作质量,另一方面可提高工程应用中的经济效益。从当前技术发展趋势的角度上来看,应当将研究重点集中在对激光焊接技术以及氩弧激光焊接技术的应用方面;最后,需要从技术装备的角度上入手,在合理提升建筑钢结构持续焊接时间的基础之上,降低辅助操作时间。同样从现阶段的技术发展趋势上来看,需要重点关注的发展方向是:一方面,是以连续送丝为中心的自动焊接技术装备;另一方面是以成套性为主的高效焊接技术装备。
(2)需要逐步加大对于高效且优质焊接材料的开发与应用:对于焊接材料的发展重点在于,研发与高效焊接技术相适应的,具备优越综合性能的自动焊丝、保护焊丝以及气电焊丝等。与此同时,结合我国现阶段建筑结构的用钢型号特点,需要将建筑钢结构用钢向着高强度、高耐火性、高纯净性以及高抗震性等多个方面发展。而高性能建筑钢结构焊接材料的规模性开发与应用也势必会在一定程度上推动建筑钢结构焊接技术的蓬勃发展。特别需要注意的一点是:伴随着建筑钢结构的进一步发展与完善,实芯CO2焊丝、药芯CO2焊丝、特种电渣焊材料以及气电焊焊接材料的使用总量势必会不断扩大的推升,由此也带动着上述建筑钢结构焊接材料的国产化发展与升级。
(3)需要逐步加大对于焊接设备生产商的发展与进步:独立的单纯性焊接设备生产商受到整个建筑钢结构焊接市场覆盖面较窄、在工作人员、作业资金以及应用技术等多个方面存在的缺陷问题影响,导致整个行业的发展前景不容乐观。为更好的建筑钢结构焊接技术的发展趋势相适应,需要在充分联合焊接材料以及焊接设备的基础之上,通过对现代化焊接技术工艺以及操作方式的有效综合,提高焊接设备生产商的综合性优势,为焊接技术的发展提供可靠驱动动力。
大连理工大学焊接技术研究所概况
大连理工大学焊接技术研究所是大连理工大学“材料连接技术”二级学科博士点和硕士点、大连理工大学科研创新团队“先进连接技术及材料”的依托单位。研究所由5名教授、5名副教授、3名高级工程师、3名具有博士学位的讲师以及30余名研究生组成。其中教育部新世纪优秀人才2名,辽宁省“百千万”计划百层次人才1名,中国青年科技奖获得者1名,德国洪堡学者1名。主要从事高性能镁合金、铝合金、钛合金等轻合金以及高强钢的高效焊接和防护技术研究。
焊接研究所近五年先后主持国家“十一五”科技支撑计划、“十五”“863”计划、“十五”科技攻关计划、国家自然科学基金、国际合作计划、省部委科研项目以及军工科研课题数十项。在应用基础研究领域取得了开创性成果,同时解决国家重点工程与武器装备关键技术。近五年发表学术论文120余篇。80余篇次被EI检索,50余篇次被SCI检索,论文被SCI引用150次;近三年受邀请作国际学术会议的大会报告或特邀报告15次,在我国新材料焊接技术应用中发挥了突出作用;申请国家发明专利20余项,已获授权11项,其中7项技术成果在船舶、石化、汽车、摩托车、自行车以及国防军工等领域成功实现产业化应用;经鉴定,多项研究成果达到国际领先、国际先进水平,获国家、省部级科研成果奖多项。
特色研究成果
大连理工大学焊接技术研究所立足于学科研究的发展前沿。既重视学科体系自身的发展,也重视面向社会企业技术问题的研究。近年来解决了我国轻合金及高强钢产业化战略发展所需求的关键焊接与防护技术:
1)低能耗激光电弧复合焊接集成技术
焊接技术研究所在发现低功率激光诱导增强电弧现象的基础上,开发出低能耗激光电弧复合高效焊接技术。目前该技术已经成功实现镁合金、铝合金、船用钢等复杂焊接结构件的高效优质焊接。采用该技术焊接镁合金,使镁合金焊接结构件的动、静载荷由传统焊接技术的60%~70%提高到95%以上(与母材对比),突破了传统焊接技术的“瓶颈”。实现了镁合金焊接构件的实际产业化应用,该技术已经应用于镁合金自行车、摩托车、汽车结构件的研制和生产开发,取代传统胶接和机械紧固的方式,显著节省原材料。提高生产效率,降低生产成本。该技术的应用突破了镁合金焊接技术的壁垒,镁合金焊接自行车已批量出口欧盟国家,成功抢占了国际市场,获得了显著的经济和社会效益,经鉴定。镁合金激光电弧复合焊接技术属于国内外首创。达到了国际领先水平;同时,针对系列船体结构用钢,包括典型的945、980、901、921船体结构钢。以及Q235等普通船用钢,研究所开发出了具有自主知识产权的船舶用成套低能耗高效激光一电弧复合热源焊接装备,进行系列工艺(包括系列厚度、材质)试验。获得最佳的工艺参数数据库及焊接工艺流程,控制焊接变形,从而实现大尺寸船板结构件高效、高质、低成本的焊接,大大降低建造单位吨级船舶所用工时,显著提高造船效率。
本研究方向相继得到了国家“十一五”科技支撑计划、“十五”“863”计划、“十五”科技攻关计划、教育部优秀青年教师资助计划、教育部新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金以及中美国际合作等项目的资助。项目研究成果得到国内外权威焊接专家的高度关注和认可,已发表学术论文50余篇。其中SCI检索30余篇。他引50余次。申请国家专利8项,获得国家专利授权5项,主要研究成果以技术转让、技术入股的方式已经实现了产业化应用。其中部分产品已出口,取得了显著的经济和社会效益。鉴于本研究方向所取得的原创性成果,“低能耗激光增强电弧高效焊接集成技术”获得2007年国家科学技术发明奖二等奖。
2)镁合金先进焊接技术
焊接研究所依据国家镁合金产业化战略发展需求,在国家“十五”“863”计划“镁合金先进焊接技术”、“十五”科技攻关计划“镁合金变形加工与焊接技术研究开发”以及“十一五”国家科技支撑计划项目“镁合金防护与连接工程技术研究开发”的支撑下,已开发出低能耗激光一电弧复合热源焊接技术、活性焊接技术以及激光胶接焊技术等系列先进焊接技术。采用该技术能够成功实现镁合金之间以及镁合金与铝合金、高强钢等异质材料之间焊接接头的优质、高效连接。镁合金焊接接头的抗拉强度、疲劳强度等动静载荷性能均达到镁合金母材的性能,达到了产业化应用的要求。镁合金焊接技术已经得到多项国家发明专利授权,并成功实现技术转让,镁合金焊接结构件已批量生产,实现了产业化。
镁合金焊接材料是实现镁合金连接结构件产业化应用的关键环节。焊接研究所在“十五”期间致力于高性能镁合金焊丝的研发,在镁合金焊丝成分设计及焊丝制备方法等方面均取得了突破性进展,已获得0.8mm~5mm系列镁合金焊丝低成本、高效制备技术,获得国家发明专利3项。目前镁合金焊丝制备技术已经实现技术转让,取得了显著的经济和社会效益。
镁合金在铸造、机械加工和使用过程中产生的缺陷严重地影响了产品的质量,目前镁合金铸件的补焊主要采用电弧焊工艺,普通电弧焊单道焊接熔深约为2mm,因此补焊时需要采用电弧气刨等方法开坡口、进行多道焊接,需要层间预热,工艺复杂,效率很低,并且容易造成氧化夹杂等,降低补焊件使用性能,制约了镁合金的应用。焊接技术研究所在发现镁合金活性焊接理论的基础上,首次提出活性补焊工艺,即利用活性剂增大熔深200%~300%的特点,对镁合金大型铸件进行活性补焊研究,将铸件中各种缺陷部位重熔以达到消除缺陷的目的,并且补焊工艺简便,该技术具有低成本、高效率等优点。能够满足实际工程中大型镁合金铸件补焊的需求。
本方向研究成果得到国内外同行专家的认可,在《Metallurqical and Materials Transactions A》、《MaterialsTransactions》、《金属学报》等国内外学术期刊上20余篇。经鉴定“镁合金活性焊接技术”达到国际先进水平,并获得2007年中国材料研究学会科学技术二等奖;“优质、高效镁合金焊接材料制备及其应用技术”,获得2007年中国机械科学技术奖二等奖。
产业化应用及国际合作交流
大连理工大学焊接技术研究所依托于大连理工大学创新产业园、国家级船舶制造工程中心,构建了完善的产、学、研发展体系,与国内外科研院所、知名企业开展了广泛的技术合作。其中具有完全自主知识产权的镁合金系列先进焊接技术,已在北京、大连、营口等地进行产业化。目前已实现镁
合金自行车车架批量生产,焊接镁合金自行车已达到国际标准,并已批量出口欧盟;研制开发的摩托车镁合金结构件、混合动力车镁合金结构件,已通过试车实验,达到了产品的技术指标,并满足用户使用要求。焊接研究所与国际著名汽车公司开展了密切国际合作,正致力于复杂结构镁合金汽车焊接零部件的研发,已取得了突破进展。
“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,大连理工大学焊接技术研究所已经具备承担国家各类重大科研计划项目、企事业重大课题的能力,研究所全体研究人员将继往开来,以提高我国装备制造业焊接技术水平为使命,不断攀登新的科学高峰。
湖南大学:配电网先进节能技术和系列装置
湖南大学海捷制造技术有限公司及“配电网先进节能技术和系列装置”项目分别荣获第三届中国技术市场协会金桥奖先进集体奖和优秀项目奖。另外,由湖南省成果与技术市场协会推荐的学校科技处张晓同志被评选为先进个人。
关键词:激光焊接技术;存在的问题;应用与发展
0 引言
激光的研究与发展已经有五十年左右的历史了,是通过光源在被辐射过程被动放大化后产生的。它的使用功率和质量在不断改进中有了很大的提高,激光加工技术因此成了二十一世纪在材料加工方向最有发展前景的应用技术之一。激光焊接技术是在材料加工方面应用最广泛的一种,运用在很多行业,包括轮船制造业、汽车制造业、建筑业及航天制造业等。正确的运用激光焊接技术可以带来很多方面的便捷和高效,是工业的一项新型技术,值得广泛推广。
1 当前激光焊接技术还存在的一些问题
1.1 焊接过程存在气孔
焊接过程为什么会有气孔的伴随出现一直还是个谜,人们一般的猜测是,激光在焊接冷却中由于氢的溶解性突然变差所以产生了氢气孔或者是激光束会引发熔解池金属变化匙孔发生变动[1],熔池内的金属发生紊流从而产生了气孔。科学的解释一般有两种,一种是在高温条件下氢大量融入导致了焊接微型气孔的生成,另一种则是认为气孔不规则的生成是由于其中镁元素的蒸发燃烧损耗导致的。
1.2 焊接过程容易不稳定
激光在深熔的焊接过程中往往会伴随匙孔效应的发生,由于匙孔主要是由等离子体和金属蒸汽组成的,这些气体会对激光有较强的吸收辐射作用,所以导致了在焊接过程中出现了不稳定。只要激光辐射照明度低于一定的标准,就会发生深熔焊和热传导焊不停发生变幻,形成了焊接的不稳定。
1.3 焊接过程容易导致金属有裂痕
激光的功率和密度一般很高,所以热影响区域一般很小。被焊接的金属材料在冷却过程中速度很快,导致有些合金,在最后的凝固状态的柱状形态晶体区域发生低熔点性共晶组织现象,从而导致结晶破裂,金属表面形成裂痕。
2 当前激光焊接技术的广泛应用
2.1 激光焊接技术在汽车工业的应用
随着人们生活水平的提高,汽车已经走进了千家万户,汽车市场的需求也在与日俱增。如何提高汽车制造工业的水平和效率一直是个待攻克的难关。世界上很多的知名汽车企业如奔驰、大众已经从上世纪八十年代开始就研究了激光焊接技术对汽车的应用,主要包括了车身、侧框、车顶灯部位的钒金材料的焊接。九十年代更多的知名汽车制造商如福特、通用也加入了激光焊接技术[2]。日本的汽车公司运用激光焊接和切割技术来制造车身的覆盖件等,因性能的卓越,使得越来越多的高强钢硬激光焊接配件被应用到汽车的制造中。激光的焊接技术也应用到了汽车车体部位部件的加工,如离合器、散热器和排气管及增压器轮轴等等,成了又一项标准的汽车零部件制造技术。而由于我国的汽车发展起步较晚,所以目前只有少数汽车制造商会采用激光焊接技术对汽车进行改造,但是激光技术已经成了市场主流,相信不久我国的汽车制造商都会逐步采用的。而与之相对的是我国的科学研究机构对激光焊接技术的研究却处于前列,并且已经取得了多项骄人的成绩。
2.2 激光焊接技术在医疗方面的应用
激光焊接技术在生物医疗组织方面的应用已经存在了将近四十年的历史。最早的是一名医疗人员成功运用激光焊接技术吧血管和输卵管连接在了一起,并且效果显著,从而给后面的医疗工作者提供了一个争相模仿的典范。更多医学人员大胆的把这项技术从生物组织转移到了其他组织上。例如激光焊接技术在人体神经方面的应用,是国内外医疗人员研究的热点之一,其中主要是存在激光波长的差距、剂量的多少适宜以及使用何种激光焊接材料对功能更好的恢复方面的争议。激光焊接还运用在了牙科方面的治疗,可以修复口腔内的多种问题[3]。材料的选择也很多,可以是钛合金或者钴铬合金等,制作的产品也有很多,从铸造支架到烤瓷官桥再到附着体,激光焊接技术和以前的医疗技术相比无不体现出了其绝对的优越性。
2.3 激光技术在轮船制造业的应用
轮船上使用的木板一般都有比较厚、焊接缝隙比较长等特点。所以容易经常性引发在焊接过后的船板翘动,甚者严重的发生变形等问题。根据粗略的统计结果表明,如果使用普通的焊接技术焊接轮船上的木板,大概有四分之一以上的总工作量都要花在船板的整理改动过程中,浪费时间和资源,相当的不合理。但是如果使用激光焊接技术就完全不同了,根据激光自身特有的性质,激光焊接在一定区域能量集中高,同时光束面积一般也很小,导致热影响到的区域和普通的弧焊方式相比较会小很多。所以焊接过后船板不会发生较明显的形变,可以很好的应用到轮船制造业中。还有一方面就是,由于船板的制造有很多道不同的工序,要在不同的地方分别完成,材料在一个工作台被切割后要送到另一个工作台中进行焊接部分,如果使用的是激光焊接技术,那么可以通过使用适合的传输设备和发射器,让材料的切割和焊接部分在一个地方一起完成,提高了工作效率,节约了时间和资源。同时由于激光焊接有很大的深宽比值,所以在很小焊缝不变形的情况下也能完成对大船板的焊接工作,所以国外最高可以完成十厘米厚的船板焊接。而目前我国这方面还处于起步阶段,仍然需要大量进口一些激光焊接先进设备。
3 结语
激光焊接技术作为激光应用中的重要组成部分,尽管还存在一些小问题,但是由于其自身的卓越优点,已经在全世界各个行业领域取得了广泛的应用,给工业的制造和人们的生活带来了便捷与高效,正确运用好这项技术一定能提高我国的科技发展水平,最终促进社会的不断发展。
参考文献:
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