摘要:目前,我国的综合国力在不断的加强,焊接技术已经被广泛的应用到了国家建设的各行各业。小至家用产品、大至航空航天设备,焊接技术无疑承担起了社会发展的支柱。因此焊接技术水平的高低是评价一个国家先进制造业和科学发展水准的一个重要标志,焊接技术的发展直接关系到国家的竞争力。文章主要介绍了我国焊接技术的发展现状,通过对现状的分析指出了我国焊接技术的发展前景,希望能够为我国的焊接技术的研究与发展提供一定的思路。
关键词:焊接技术;激光焊接;发展趋势
引言
从目前来看,我国现阶段的工业发展速度飞快,发展情况也比以往有很大的进步,工业焊接已经被广泛应用于各种材料中,对各个领域以及人们的生活带来了极大的便利。随着我国科技的发展和社会的进步,现代工业焊接技术较之于传统的焊接技术已经有了很大的改变,比如近年来新出现的激光、电子束等技术的出现。一个国家要发展、一个民族要壮大,必然离不开工业、航天、医疗等各方面的快速发展,而它们的发展又离不开焊接技术的支持。随着全球化进程的不断加速,我国与世界各国的紧密度也越来越高,我们在焊接产品方面的设计与质量保障等方面有了很大的提高与进步,可以说,工业焊接技术的发展前景是充满希望的,值得我们期待。
1我国焊接技术的发展现状
1.1较长焊缝和厚板焊缝的焊接技术落后
在对钢板进行焊接的过程中,长焊缝和厚板的焊接是不可避免的。焊接技术水平的高低、焊接的效率以及焊接质量深深影响着产品的质量以及产品的成本。除此之外,厚板的对缝焊接、箱形零构件的整体焊接以及T型焊缝的焊接等的工作量是非常巨大的,对焊接技术要求十分严格。在焊接的过程中,焊缝第一层采用的是表面声波(SAW)焊接技术。这种方法产生的垃圾废渣不易清理。所以,焊缝的第一层通常采用表面声波(SAW)盖面和熔化极气体保护焊(GMAW)打底相互结合的工艺来进行处理。使用这种方法的一个缺憾是焊接效率提高受限。
1.2焊接技术自动化水平不高
一个国家要发展壮大,必须依靠工业现代化和加工自动化。只有这样我们才能节省加工成本,为社会创造福利。通过调查可得国外的焊接自动化已经达到80%,而我国焊接自动化水平只占30%,焊接的绝大部分仍采用手工焊接来实现。这就导致了我们的国家和国外的技术差距在焊接部分是不可避免的,在大型的,复杂的发展趋势上,手工焊接将成为发展生产行业实现焊接自动化的绊脚石。自动化焊接的快速发展是必然选择。数字自动化是焊接技术的发展方向,在加工和生产自动化的前景下,焊接技术已经进入了数字化时代,但背后的理论和焊接技术不牢,在我国数字化焊接技术还只停留在浅层次状态的研究上。2014,据报道,最先进的数字化焊接技术的应用,沿海发达地区达到29.7%,导致了在机械、电气、造船业,我国建筑行业等方面的的限制,出现了焊接技术的发展和工业生产中的约束问题,使焊接工业自动化的发展与速度成为难以确保的。
1.3焊接构件易产生冷热裂纹
冷裂纹指的是焊缝在冷却的过程中,如果温度下降到马氏体转变温度范围以下,焊缝就会在焊接后立即出现。这种焊缝通常也叫做延迟裂纹。这种冷焊缝形成的必要条件是:焊缝接头处存在扩散氢、具备淬硬组织、拉伸应力较大并且密集。而热焊缝是在高温状态下产生的,又称之为结晶裂纹或高温裂纹。这些裂缝容易出现在裂缝的内部,也易出现热影响区。热裂纹的形状主要有横向裂纹、弧坑裂纹、纵向裂纹、根部裂纹等等。热裂纹是由力学和冶金制造过程中的因素一起作用才产生的。它形成的主要原因是由于焊接池中的低熔点共晶和杂质共存致使晶体偏析。这样裂纹的强度就非常低,极易产生裂纹。
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2我国工业焊接技术的发展前景分析
2.1寻求新型材料
在工业焊接过程中,有时候材料也会制约着焊接技艺的高效性。因此我国的科研人员以及焊接工业的领域人员可以努力开发新型焊接材料以突破焊接制约,提高焊接产品的质量与工作的高效性。开发新型的耐高温、可焊性能高的材料,但是对于它的开发我们要综合各方面的因素来进行考虑,主要是以实际为基准,开发适合焊接的新型材料,促使焊接领域的发展上升到更高的水平。
2.2低温焊接技术
由于我国地理环境的特殊位置,冬季寒冷时节持续时间相对较长,这就考验着低温环境下焊接技术的性能。近些年来,各个相关学术组织都在积极的解决应对冬季低温焊接的问题以及施工的临界温度的取值问题。例如我国在冬季完成了“鸟巢”万吨级以上的刚结构件的焊接工作。冬季进行焊接作业时影响焊接的因素主要有操作员的工艺水平、焊机的效率、材料的性能、焊法的熟练程度以及环境的作用。仅仅考虑这些因素中的某一项或某两项是不全面的,是无法做出正确评价的。综合考虑这些因素的影响,“鸟巢”在低温作业环境下取得了显著成果,并以此确定了低温焊接的临界温度为150°C。低温焊接能够缩短工期,为企业带来巨大的经济效益。由“鸟巢”焊接任务中获得的低温焊接经验技术必将应用于实践。
2.3建立合理的焊工资格认证体系
现代钢结构的焊接工艺复杂,焊接量对象的多样性、施工环境的变化,在市场上白炽化的竞争等特性比如在进行焊接操作时焊接技术制备的竞争,评估的工程技术参数、产品维护等各种条件。最重要的是,焊接过程更为广泛,并且具有很长的前端。因此,必须要对焊料技术人员进行严格的要求。使他们发挥出自己的聪明和创造性,这给工作管理人员带来了巨大的挑战。焊接技术专业应用人才的培养具有重要的现实意义。这就要求社会各机构和各方面要建立完善的焊工资格认证制度,认真做好焊工人才的培养,同时加强与焊工资格的认证与焊工人才培养。培训是培养人才的必然途径,也是社会发展的必然趋势。该系统的建立可以加快焊接技术的快速发展,提高焊接技术的整体水平。我们通过不断地选拔,培养人才,聚集大家的力量,来加快我国焊接技术的发展与改善,使其在生产生活应用中发挥更大的作用,为社会贡献出更大的利益。
2.5电子焊接技术将被激光焊接取代
激光束经过聚焦后,激光焦点处的能量密度高达10~100W/cm并且加热的范围甚至小于1mm。如果将此技术应用于焊接方面,那将会给焊接工业带来巨大的变革。一方面可以提高焊接的速度,另一方面还可以减小接头处的变形以及减小应力集中。激光焊接术达到的焊接精度比较高,是比较理想的焊接技术。激光焊接的一个显著特点是可以进行长距离的焊接,因为激光具有直线传播的特点。除此之外与电子束相比较而言,激光束的优势显而易见。第一,激光焊接不需要真空环境,节约了设备上的成本投入;第二,激光束不会产生X射线,对人体不会造成伤害,不需要专门的防护用具;第三,激光焊接的生产效率比较高。因此,激光束在不久的将来应该会取代电子束成为焊接主流技术。
结语
总之,我国的工业焊接技术对工业领域的发展起着极其重要的作用。因此,随着时代的快速发展,为了更好的提升我国的综合国力,已经有着越来越多的科研人员投身于建设工业焊接技术的行业之中,把重点放在开发新型材料、提升焊接产品质量上,这对于我国工业焊接技术来说是非常具有现实意义的。倘若我们真的能够开发科学、有效的新型焊接材料,那么对于我国工业焊接技术领域来说是一个重大的突破,这样不仅可以保障有效的焊接产品质量,还能极大促进我国社会的发展以及人们生活水平的提高。
参考文献
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论文作者:张亮,姚超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/11
标签:焊接技术论文; 裂纹论文; 我国论文; 工业论文; 激光论文; 低温论文; 厚板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;