《其他特种加工技术》课件

其他特种加工技术除了常见的切削、锻造、焊接等传统加工工艺之外，还有许多其他特种加工技术可以满足不同产品的制造需求。这些技术包括化学镀、电镀、激光加工、电火花加工等，具有独特的优势和应用场景。课程目标掌握特种焊接技术原理学习等离子弧焊、电子束焊、激光焊等新兴焊接方法的基本原理和工艺特点。了解设备结构与性能熟悉这些特种焊机的主要组成部件及其功能,掌握设备的调试与操作。掌握焊接工艺参数根据不同工艺选择合适的焊接电流、焊接速度、焊接位置等关键工艺参数。了解应用领域与特点探讨各种特种焊接技术在航天、汽车等领域的典型应用,认识其优势与局限性。内容大纲1.等离子弧焊等离子弧焊是一种利用高温等离子体进行焊接的特种焊接工艺。其定义、原理、设备组成、焊缝特点及应用领域将在本节进行详细介绍。2.电子束焊电子束焊是一种利用高能电子束作为热源进行焊接的特种焊接工艺。其定义、原理、设备组成、焊缝特点及应用领域将在本节进行详细介绍。3.激光焊激光焊是一种利用高能激光作为热源进行焊接的特种焊接工艺。其定义、原理、设备组成、焊缝特点及应用领域将在本节进行详细介绍。等离子弧焊等离子弧焊是一种先进的焊接技术,利用高温等离子弧来实现焊接。它具有高能量密度、高焊接速度和良好的焊接质量等特点,在多个行业中得到广泛应用。电阻焊定义电阻焊是通过两种导电材料之间形成的电阻发热而产生的焊接过程。利用电流在焊件之间的电阻发热实现焊接。原理电阻焊基于焊件之间的电阻产生热量的原理,通过控制电流、焊接时间和焊压等参数实现焊接。设备组成电阻焊设备主要由变压器、电极、压力机构等部分组成,能够提供所需的电流和压力。焊后热处理目的焊后热处理旨在改善焊接接头的性能,如减少残余应力、提高强度和抗腐蚀性。分类常见的焊后热处理工艺包括退火、正火、回火等,每种工艺针对不同材料和性能要求而采用。设备焊后热处理需要使用电炉、感应加热设备等专用设备,确保工件能够达到所需的温度和时间。焊缝特点高质量等离子弧焊焊缝表面光洁平整，内部组织细小致密，机械性能优良。深穿透等离子弧焊具有较大的焊深，可焊接厚板材。焊缝熔深较深，可有效减少多层焊接次数。高效率等离子弧焊焊速较快，生产效率高。同时焊接过程控制也较为简单。低变形等离子弧焊热输入较小，焊接变形较少。可大大减少焊后矫正工作。应用领域航空航天等离子弧焊广泛应用于航空航天领域的金属结构焊接，如飞机机体、导弹机身等。其高能密度和深熔透性非常适合这些场景。能源工业电子束焊在核电站设备制造、石油化工管线焊接等高要求领域得到广泛应用，可实现无缝隙、无气孔的高质量焊接。汽车制造激光焊主要应用于汽车车身、发动机零部件等薄板金属的高速焊接，实现快速、高效的焊接生产。电子束焊电子束焊是利用高速电子束对金属进行局部加热熔融的一种特种焊接工艺。它以高度集中的能量束击中金属表面,迅速熔化并形成焊缝。这种焊接方式具有高能密度、热效率高、熔深大、变形小等优点。电子束焊定义电子束焊是利用高能电子束聚焦在被焊材料表面进行加热熔化而实现焊接的一种特种焊接工艺。原理电子束在真空环境中高速运动,并聚焦于被焊材料表面产生高能量密度,从而快速熔化并凝固形成焊缝。优势热输入小、熔深大焊接速度快、生产效率高焊缝形状窄细、热影响区小设备组成电子枪电子束焊接设备的核心部件，用于产生高能电子束。采用热阴极或冷阴极设计。真空舱用于在真空环境中进行焊接操作。含有真空腔体、真空泵和真空测量系统。焊接机构负责控制电子束的扫描和工件位置移动。包括电磁扫描系统和工件操作机构。电源系统提供电子枪所需的加速电压和聚焦电压。精确控制电子能量和焊接功率。电子束焊的焊缝特点高能量密度电子束焊利用高能量密度的电子束,可以快速融化金属,形成深而窄的焊缝。低热输入电子束焊热量集中在焊缝区域,使焊接过程中产生的热量较少,有利于降低变形。高纯净性电子束焊在真空环境下进行,可以避免空气中杂质的进入,提高焊缝的纯净度。高精度电子束可以准确聚焦在目标位置,实现高精度的焊接,适用于精密零件的制造。电子束焊的应用领域航空航天制造电子束焊可精密焊接航空发动机、卫星以及其他航空航天领域的关键元件。核电装备生产电子束焊擅长焊接核反应堆关键部件,可确保焊缝质量与密封性。汽车制造加工电子束焊可实现复杂零件的高效自动化焊接,提高生产效率。电子电气设备电子束焊适用于电子元器件、电路板等精密焊接。激光焊激光焊接是一种特种焊接方法,利用高能量密度的激光束对材料进行局部熔融,从而实现焊接的过程。它具有高能量密度、高焊透深度、热影响区小等特点,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。激光焊定义激光焊接是利用高能量密度的激光束加热金属表面而熔化并连接的一种焊接方法。原理激光束将大部分能量集中在极小的区域上,产生高温使金属熔化,形成焊缝。特点激光焊接具有能量密度高、热影响区小、能量利用率高等优点。设备组成1电子束发生器产生高能电子束的关键部件，包括电子枪及加速装置。2真空室提供真空环境以避免电子束受空气阻碍。3定焦系统用于调节电子束焦点大小,确保焊缝质量。4数控系统实现焊接过程的自动化控制和焊缝轨迹规划。焊缝特点高精度激光焊缝具有高热量集中、聚焦性强的特点,可以实现精细和深度焊接。小变形激光焊工艺产生的热量小、热影响区小,因此焊件的变形和残余应力也较小。高焊深率激光焊能够实现深度焊接,焊深宽比可达20:1以上,非常适用于厚板焊接。激光焊的应用领域工业制造激光焊广泛应用于汽车、航空航天、电子等行业的金属结构焊接。高能量密度和焊深优势使其能够实现快速、高效的焊接。医疗器械激光焊可以精准焊接各种医疗植入物,如人工关节、骨科植入物等,确保尺寸精度和连接强度。电子电气激光焊可以精密焊接各类电子元件,如集成电路、LED等,优势在于低热输入和高焊点质量。超声波焊超声波焊接是一种利用高频振动的特殊焊接技术。它通过将金属零件置于超声波振动场中而实现焊接。该技术对焊接精度和速度有着独特优势,广泛应用于电子、汽车等领域。超声波焊定义超声波焊接是利用高频机械振动能量从而产生的摩擦热量来焊接金属的一种特种焊接技术。它通过将工件压在一起并施加超声振动将其焊接在一起。原理超声波焊接利用高频振动产生交错的剪切和压缩应力,从而打断表面氧化膜和污染层,使洁净的金属表面接触,在机械压力和摩擦热的作用下产生金属间的冶金结合。设备组成高功率激光器激光焊机的核心部件,通过高度集中的激光束产生大量的热量,实现快速熔化金属并形成焊缝。光路系统将激光束准确引导到焊接位置,同时调节焦点大小和位置,确保最佳的焊接效果。数控系统控制激光束的移动轨迹,实现复杂形状的焊接,并可编程实现自动焊接。激光焊缝特点高能密度激光焊采用高度集中的能量束,可实现深穿透焊接,焊缝宽窄比大。低热输入激光焊热输入小,对母材的热影响区较窄,翘曲和变形较少。高精度激光焊可控性强,焊缝形状和尺寸稳定一致,适合自动化生产。应用领域航空航天超声波焊广泛应用于飞机和航天器的制造中,用于焊接金属结构件和复合材料。电子制造电阻焊被广泛应用于电子设备和电子元件的焊接,如电池、PCB板等。汽车制造激光焊和电阻焊经常应用于汽车车身和电子系统的焊接。电阻焊电阻焊是一种通过电流产生的焦耳热来实现焊接的特种焊接工艺。该工艺具有设备简单、焊接速度快、适用范围广等优点,广泛应用于汽车、家电、电力等行业。电阻焊-定义与原理定义电阻焊是通过两个导电物体之间形成的电阻热来实现焊接的一种焊接方法。基本原理在施加一定的压力下,利用工件本身的电阻产生热量,使焊区达到熔融状态从而实现焊接。优点电阻焊操作简单、焊接质量稳定、生产效率高,适合大规模自动化生产。设备组成电源设备提供高压电流为焊机供电,确保焊接过程的稳定和可靠。焊枪将焊丝和保护气体准确输送到焊接位置,完成焊接作业。焊丝送线装置精准控制焊丝的进给速度,确保焊接质量。保护气体装置为焊接区域提供惰性气体,防止氧化和气孔。焊缝特点外观优美电阻焊可以得到光滑平整的焊缝表面,无需后续处理即可满足审美需求。强度高电阻焊连接处往往比原材料本身更加牢固可靠,能够承受较大的外力负荷。接合牢固电阻焊产生的焊缝渗透深度大,界面结合良好,具有稳定可靠的连接性能。电阻焊的应用领域汽车制造电阻焊广泛应用于汽车车身、底盘和内饰部件的制造。它能快速可靠地连接金属件。建筑结构电阻焊用于钢结构建筑物、桥梁和脚手架的制作,提高了生产效率。家用电器电阻焊在制造冰箱、洗衣机等白色家电中应用广泛,确保了结构的牢固性。焊后热处理在焊接作业完成后,通过对焊接接头进行特殊的热处理方式,可以进一步优化焊缝的性能和质量。这种方法通常被称为"焊后热处理"。焊后热处理1目的焊后热处理主要目的是调整焊接材料的性能,如调整组织结构、改善性能、减小残余应力等。2分类常见的焊后热处理工艺包括回火处理、应力释放退火、正火处理、淬火等。主要工艺退火处理焊后退火是为了缓解焊接过程中产生的内部应力,通过控制温度和时间来调整金属组织结构。淬火处理焊后淬火主要用于提高焊缝硬度和耐磨性,通过快速加热和快速冷却来获得较硬的马氏体组织。回火处理焊后回火可以降低金属硬度,提高韧性和抗冲击性,通过中等温度加热和缓慢冷却来调整组织结构。应用举例汽车制造业电阻焊主要应用于汽车车身装配、电池组焊接等工艺中，确保焊接质量和生产效率。航空航天行业电子束焊和激光焊适用于航空零部件的精密焊接，满足苛刻的强度和重量要求。电