什么是焊接技術(shù)

　　焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的工件）連接成一個(gè)整體的操作方法。

　　焊接技術(shù)是隨著金屬的應(yīng)用而出現(xiàn)的，古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊。中國(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折，接合良好。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤(pán)龍，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。

　　焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

　　近年來(lái)隨著制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，提高焊接生產(chǎn)的生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化越來(lái)越受到焊接生產(chǎn)企業(yè)的重視。現(xiàn)代智能控制技術(shù)、數(shù)字化信息處理技術(shù)、圖像處理及傳感器技術(shù)、高性能CPU芯片等現(xiàn)代高新技術(shù)的融入，使現(xiàn)代焊接技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。

　　1.焊接工藝高速高效化

　　以實(shí)現(xiàn)高速度、高熔敷率、高質(zhì)量的焊接工藝為目標(biāo)，國(guó)內(nèi)外在多牡多弧焊接工藝、多元?dú)怏w保護(hù)焊接工藝、活性化焊接新工藝等方面開(kāi)展了廣泛深入的研究，且取得了顯著成效。在多絲多弧焊接新：工藝方面，日本、瑞士、德國(guó)等國(guó)公司在多根焊絲配以單個(gè)或多個(gè)電源方面開(kāi)展了大量的焊接研究丁作，在提高焊接生產(chǎn)速度和金屬熔敷率方面取得了一些實(shí)用化的成果。

　　2.焊接質(zhì)量控制智能化技術(shù)

　　焊縫跟蹤是保證自動(dòng)焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。在焊縫自動(dòng)跟蹤方面，采用的技術(shù)及獲得的成果比較多。在熔滴過(guò)渡控制方面，由于焊接電源控制數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展及先進(jìn)電子元件在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用，使得對(duì)熔淌控制的研究達(dá)到了相當(dāng)高水平。

　　3.焊接生產(chǎn)自動(dòng)化及智能化技術(shù)水平

　　焊接過(guò)程的自動(dòng)化與智能化水平主要體現(xiàn)在焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展水平。目前應(yīng)用廣泛的焊接機(jī)器人大多屬于示教再現(xiàn)型。此類(lèi)機(jī)器人不具備對(duì)工件裝配誤差、焊接過(guò)程中的熱變形等環(huán)境變化，以及對(duì)工作對(duì)象變化的自適應(yīng)能力，因此，研制新一代具有多種傳感功能的、能夠自動(dòng)制訂運(yùn)動(dòng)軌跡、焊矩姿態(tài)和焊接參數(shù)的智能機(jī)器人將成為主要的發(fā)展方向。

　　現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展成果

　　1.激光焊接

　　在設(shè)備生產(chǎn)與研究上，主要生產(chǎn)千瓦級(jí)的CO2激光設(shè)備和1千瓦以下的固體YAG激光設(shè)備。國(guó)內(nèi)對(duì)激光焊接研究主要集中在激光焊接等離子體形成機(jī)理、特性分析、檢測(cè)、控制、深熔激光焊接模擬、激光-電弧復(fù)合熱源的應(yīng)用、激光堆焊等。清華大學(xué)從聲和電的角度，分析了熔透狀態(tài)的聲信號(hào)，提出了激光焊接等離子體的等效電路及電特性數(shù)學(xué)模型；在抑制等離子體的負(fù)面效應(yīng)方面，國(guó)家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心的肖榮詩(shī)、左鐵釧提出了雙層內(nèi)外圓管吹送異種氣體法；西北工業(yè)大學(xué)的劉金合提出了外加磁場(chǎng)法。

　　2.電子束焊接

　　我國(guó)自行研制電子束焊機(jī)始于1960年代，至今已研制生產(chǎn)出不同類(lèi)型和功能的電子束焊機(jī)上百臺(tái)，并形成了一支研制生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍，能為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提供小功率的電子束焊機(jī)。目前，以科學(xué)院電工所的EBW系列為代表的汽車(chē)齒輪專(zhuān)用電子束焊機(jī)占據(jù)了國(guó)內(nèi)汽車(chē)齒輪電子束焊接的主要市場(chǎng)份額；我國(guó)的中小功率電子束焊機(jī)已接近或趕上國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而價(jià)格僅為國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的1/4左右，有明顯的性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)。

　　3.等離子弧焊接

　　在等離子弧焊設(shè)備方面，西北工業(yè)大學(xué)開(kāi)展了脈動(dòng)等離子噴焊技術(shù)研究，通過(guò)在工件和噴槍陽(yáng)極（噴嘴）間接入高頻的IGBT無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，成功地實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)移弧和非轉(zhuǎn)移弧的高頻交替工作，實(shí)現(xiàn)了單一電源下的等離子噴焊。西安交通大學(xué)開(kāi)展了適宜于Al、Mg及其合金的變極性等離子弧焊設(shè)備的研究，主弧的正、負(fù)半波分別由兩臺(tái)直流電源供電，對(duì)工件（鋁）實(shí)現(xiàn)了變極性焊接，它不僅使電弧穩(wěn)定，而且還有可靠的陰極清理作用。北京航空工藝研究所開(kāi)展了脈沖等離子弧焊的“一脈一孔”的工藝研究；在穿孔等離子弧焊小孔特征及行為檢測(cè)方面，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空工藝研究所以及清華大學(xué)分別通過(guò)光譜信息、電弧電壓和電流的頻譜分析，檢測(cè)小孔的建立、閉合以及小孔尺寸；在重要的應(yīng)用方面，西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司利用自制的電源設(shè)備配以進(jìn)口的等離子焊槍?zhuān)瑢?shí)現(xiàn)了某航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝的改進(jìn)。

　　現(xiàn)代焊接技術(shù)展望

　　1.尋求解決制約焊接新材料、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用途徑

　　在研究開(kāi)發(fā)新材料的焊接技術(shù)時(shí)，應(yīng)從材料的研制與焊接技術(shù)兩個(gè)方面著手。由于先進(jìn)的材料在實(shí)際焊接過(guò)程中并不一定容易焊接，造成材料的高性能和良好的焊接性要求之間的矛盾，而往往這又是難以協(xié)調(diào)的，所以要把矛盾的主要方面指向材料的研制，并且在研制高性能材料時(shí)，要把焊接性納入材料高性能的技術(shù)指標(biāo)。因此，尋求解決制約焊接新材料、新結(jié)構(gòu)的途徑時(shí)，焊接工程師必須和材料工程師進(jìn)行合作，使新型材料的焊接質(zhì)量更好、成本更低、生產(chǎn)效率更高、焊接產(chǎn)品更受市場(chǎng)歡迎。

　　2.提高焊接產(chǎn)品質(zhì)量，使焊接不再成為制造過(guò)程中的“薄弱環(huán)節(jié)”

　　在實(shí)際焊接工程中，形成了焊接是制造過(guò)程中的“薄弱環(huán)節(jié)”這一固化思維，我們必須消除這種老化思維的影響，提高焊接質(zhì)量。為此，焊接界將進(jìn)行長(zhǎng)期的研究工作，開(kāi)發(fā)新的焊接工藝，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量控制的智能化技術(shù)水平，使焊縫達(dá)到“零缺陷”，并提出實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的可行性方法。

　　3.改善焊接能效，提高生產(chǎn)效率，降低焊接成本

　　新材料的研制將向著高效能、高性能和有益于保護(hù)環(huán)境的方向發(fā)展，焊接界將研究出更佳的焊接工藝，研制出更優(yōu)良的焊接電源并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的控制技術(shù)，提高自動(dòng)化程度，擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用范圍；減少?gòu)U品率和返修率，降低焊接成本，提高生產(chǎn)效率，徹底消除“焊接是制造工序障礙”的觀念。

　　4.全面改善焊接生產(chǎn)環(huán)境，提升焊接行業(yè)的整體形象，吸引高素質(zhì)人才的加盟

　　新材料的研制、先進(jìn)焊接工藝的應(yīng)用不僅降低了材料與能源的消耗，而且將焊接對(duì)自然資源的影響降到最低程度，通過(guò)消除煙塵、噪音和輻射，使焊接工作環(huán)境更具吸引力；新型焊接技術(shù)的應(yīng)用、焊接自動(dòng)化及機(jī)器人的發(fā)展和多種高新技術(shù)在焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用，必將改變焊接行業(yè)的負(fù)面影響，吸引更多的年輕科技工作者，保證焊接技術(shù)領(lǐng)域的人才需求。