焊接技术在生产中的应用与研究

焊接技术在生产中的应用与研究

【Summary】社会经济发展推动科技不断发展，焊接技术作为传统工艺技术，其发展也突飞猛进，并且在各行各业均广泛应用。高质量焊接是保证各行业安全生产的基础，同时也能提高生产效率和质量。比如建筑行业中钢材焊接，航空领域设备焊接以及汽车制造领域等，都需要应用焊接技术。本文基于对焊接技术发展特点以及技术要求进行分析，研究当前焊接技术在不同领域的应用情况，从而为我国焊机技术发展指明方向，并丰富我国焊接技术实践内容，推动我国焊接技术更好发展。【Keys】焊接技术；生产制造；应用和发展1引言焊接技术随着经济发展取得了极大的技术革新，各种焊接技术不断被应用，促使各行各业快速发展，并带来了较高的经济效益。焊接技术是制造业的基础，是衡量一个国家制造业综合实力的重要指标之一。随着我国提出了《中国制造2025》，致力于将我国发展成为世界制造强国。而要建设制造强国，首先需要坚实的焊接技术。[1-2]对此，为了进一步推动我国制造业发展，提高企业的生产效率和经济效益，必须要重点研究焊接技术，对焊接技术在各行业上应用，充实焊接技术要求，推动其快速发展。2焊接技术的特点及技术要求焊接技术应用极其广泛，不管是交通桥梁、还是大型生产设备，或者是微小电子集成设备，都需要高质量焊接技术作为支撑。目前，焊接主要是保证材料之间的连接，即焊接技术与材料是紧密相关的，尤其是加工制造业，无时无刻不在使用焊接技术，我国作为产钢大国，为了保证各行业设备质量，对焊接技术要求非常严格。2.1焊接技术的发展特点（1）先进性。焊接技术是集现代化科学技术和材料科学与一体的工艺技术，从传统的气焊，电弧焊等工艺，逐渐发展到现今的自动焊、埋弧焊、高效TG焊、等离子弧焊等。并且焊接技术所需能源也从传统的火焰和电弧，发展道电子束和激光束等，这些能源均是高密度能源，使得焊接效果更佳。[3]焊接电源控制也逐步向半导体电子控制发展，早期的电磁控制应用逐渐减小，更先进的还有数字控制和计算机程序控制，焊接作业逐渐向智能化和自动化方向发展，日益先进。（2）系统性。随着焊接技术发展，焊接作业已经不再是单一的加工，而是发展成为了综合性的技术体系。并且成为了相互密切的系统，该技术所涉及的材料领域、焊接工艺、接头设计、设备以及自动化控制技术等，均是焊接体系的有机的一环，另外还有焊接质量监控与检测，焊后热处理等，诸多专业有机结合在一起，构成焊接技术体系。（3）完整性。目前，我国焊接结构详细规定了焊接工艺包含的内容，比如焊接标准和焊接技术条件，焊接产品的图样，焊接方案，焊接材料等，对焊接过程的质量控制也非常全面，整个焊接环节均包含在焊接工艺之中，即焊接技术体系具有完整性。2.2焊接质量技术要求焊接技术对材料要求极高，不同的材料，其焊接技术要求有所差别。本文以钢材焊接为主进行讨论分析。根据我国行业规范要求，不管是何种钢材，A类和B类焊缝表面不允许存在气孔，但是C类和D类则要求较低，可视面看不到气孔即可，其他部位是允许存在气孔的，但是气孔的直径不得大于1.5倍焊缝。焊接残渣是焊接工艺中不可避免的物质，但是焊接完成之后，钢材表面不得残余残渣，尤其是A类和B类焊缝，严控焊接表面存在残渣，C类焊接可以在二级钢表面存在残渣，但是仅限于单个夹渣，并且夹渣的直径不能大于钢材的四分之一，同时夹渣长度要小于2，对于D类焊接，二级钢焊接表面同样只允许部分夹渣存在，其尺寸不得超过钢筋直径的四分之一，长度不能超过3。另外，焊接过程还会存在材质飞溅，但是对于要求较高的焊接工艺，是不允许存在焊接飞溅物的，不管是何种钢材，采用A类和B类焊接时，规范要求不得产生飞溅物，即便是C类和D类焊接，其在可视面也不允许存在飞溅。但是焊接工艺中还有一些在任何情况都不允许存在的问题，具体见下表1。表1焊接工艺不允许出现的情况焊接情况问题说明规范要求弧坑缩孔焊接过程中弧坑缩孔主要表现为焊接表面存在缺口或小坑A类和B类焊缝类型不允许出现；C类和D类视情况而定，在一级钢焊接中不允许存在，但是在二级和三级钢中则可以出现裂纹主要表现为肉眼可见的裂纹这种情况是任何焊接过程中不允许出现的电弧擦伤主要表现为局部创伤该问题在一级钢中不允许出现，在其他情况下可以存在，但必须要将焊接表面打磨光虎，并且厚度要保证满足焊接要求3焊接技术在生产中的应用与发展研究3.1焊接技术在航天和汽车制造上应用研究发展航空航天是国家重要战略，而航空航天设备同样需要焊接技术，并且对航空航天焊接技术要求极高，另外，航空航天所需材质特殊，焊接难度较大，不同需求的航空航天设备与材质，需要不同的焊接工艺，近年来搅拌摩擦焊接、电子焊接以及激光焊接等技术相继应用在该领域，[4]并且助力我国航空航天梦想逐步实现。不仅如此，焊接技术在汽车制造领域应用也极其重要。汽车行业是重要的制造行业，其涉及到诸多部件，体系庞杂，并且多个环节需要采用焊接技术。比如气缸、发动机、涡轮等重要部件，还有汽车钢架、增压器以及行星齿轮等，都需要不同程度的焊接，并且在现代化汽车生产线上，这些都是采用现代化电子焊接技术完成。另外，汽车整车的车身焊接和框架结构焊接是采用激光焊接技术完成，对于某些部位，如车门预成型件以及一些附件等，则是采用搅拌摩擦焊接技术完成。[5]后期可以根据汽车制造要求，进一步优化上述焊接技术，并开创更高效的焊接工艺，是汽车行业发展重点，比如将焊接技术与人工智能相结合，完成高精尖的焊接作业。3.2焊接技术在管道、造船方面生的应用我国是一个资源分布不均衡的国家，西气东输、南水北调等，都需要利用管道输送才能完成，而管道需要采用大量焊接作业才能保证总长度，并且保证管道不会泄露，如西气东输的管道长度超过了4000千米，还要保证管道密封性良好，能够承受一定压力。这种情况下，若只采用管道对接或者其他连接手段和技术，无法达到安装要求，必须要采用焊接技术，才能保证整个工程顺利开展。并且在该工程中，不止采用一种焊接技术，而是由多种焊接技术组合完成，比如下降焊接技术、螺旋管焊接技术等，特别是为了应对西北地区寒冷环境，其焊接要求较高，采用焊接工艺也不断优化，能够满足当地施工环境。另外，焊接技术在我国桥梁方面的应用也相当广泛，国内多座全钢式大桥，全部靠焊接才能建设完成。比如上海的卢浦大桥，其桥梁结构主体全部是钢结构，其主体支撑也采用钢构，使用多年仍然坚固如初，这得益于高质量的焊接作业。在船舶建设中，焊接技术同样至关重要，近些年我国造船业突飞猛进，其中一个关键原因是船舶高效焊接技术取得新突破，推动了我国造船业不断向前发展。[6]3.3焊接技术在水利工程中应用研究水利工程建设同样需要采用大量钢材和工程设备，特别是我国改革开放以来，我国农业和工业开始飞速发展，对钢铁需求量不但增加，同时钢铁材料的应用范围不断推广，其中，水利工程建设规模不断扩大。随着焊接技术发展，大型水利工程所需的大型设备需要焊接组装才能完成，并且要保证长期安全运行，需要极高的焊接质量。[7]比如，我国三峡水利枢纽工程，其采用大量的钢材，对需要采用大型钢结构，所以对焊接技术要求极高，经过我国技术人员探索，顺利完成了三峡工程大型钢结构设备焊接工作，如直径长达10.7米、重达4401吨的矩形不锈钢焊接水轮机转轮。另外，水利工程中的钢结构电机定子也是通过焊接完成，该设备直径高达22米，重量超过800t，并且能够在水环境中长期运行，焊接部位没有遭受破坏，为我国经济发展做出极大贡献。3.4焊接技术在建筑施工项目中应用网架是建筑行业最常用的工具之一，其制作简单非常简单，主要通过焊接完成。在制作过程中，将同种型号刚才摆放成网状后，采用焊接手段，把交叉点焊接完成。但实际上这种焊接需要根据网状结构进行焊接，并且焊接出来的节点是球形，这种焊接球可以根据不同的网架造型进行变化，是非常适合网架焊接的技术设计。[8]但是在网架焊接过程，这种焊接球的大小要严格控制，焊接球过大，则焊接过程的操作面积就大，影响整个网架的重量和外观效果。空心焊接球则可以避免上述问题，它是一种专业的网架焊接结构，作业过程中不受具体尺寸规格限制，使得焊接工作非常便捷，并且还能节省焊接材料。4结论综上所述，文章对焊接技术的特点和焊接要求进行分析，指出当前焊接技术应用情况，特别是在制造领域的应用，取得了良好的效果。随着经济发展，科技不断创新，制造业对焊接技术要求也日益提高。对此，国家要从多方面考虑，为焊接技术发展奠定人才与资金基础，推动我国制造业更快更好发展，并进一步促使焊接技术创新与实践应用。Reference[1]王小川.自动化焊接技术在钢结构生产中的研究与应用[J].内燃机与配件,2020(11):2.[2]唐勇.焊接技术在生产中的应用与发展[J].汽车世界,2019(11):1.[3]段东磊.激光焊接技术在汽车制造中的应用现状及发展趋势[J].世界制造技术与装备市场,2019(5):7.[4]冯瑞.焊接技术在航空航天工业中的应用[J].科技创新导报,2020,17(29):3.[5]刘静波,王巳宁,马磊,等.电阻焊技术在车体制造中的仿真与