液压技术与焊接技术的关系综述

第3期（总期82期）2017年5月FluidPower Transmission and ControlNo.3(Serial No.82)May,2017液压技术是一种重要的传动与控制技术，工作介质为液体，通过液体的静压力来实现能量的传递和做功。

液压技术的发展水平可以代表一个国家工业的发展水平，是一个国家工业发展水平的重要标志。

由于液压技术功率重量比大、可实现无级调速、自润滑、易实现自动化等突出的优点，广泛应用于轻工机械、石油机械、矿山机械、冶金机械、工程机械、船舶、机床等。

焊接技术是通过加热或加压，也可同时并用，使用焊材或不使用焊材，使两种或两种以上同种或异种材料形成冶金结合的一种制造工艺和联接方式，可用于金属和非金属。

焊接技术作为一门古老又不断更新的技术现广泛应用于各种机械装备和设备中。

液压技术与焊接技术这两门技术既相对独立又相互关联。

本文将对液压技术和焊接技术分别进行概述，并从液压技术在焊接设备中的应用、液压技术在焊接工艺中的应用、焊接技术在液压系统中的应用、焊接技术在液压元件中的应用等四个方面来综述液压技术和焊接技术的关系。

1液压技术的概述传动技术可以分为机械传动、电气传动、流体传动等三种，其中流体传动又可以分为液压传动、气压传动和液力传动等三种。

所谓液压传动就是利用液体压力势能来传递能量，通过对液体流量、压力、方向等要素的控制，来实现负载的直线往复或旋转运动。

液压传动系统主要由动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件和工作介质（主要有液压油）五部分组成。

收稿日期：2017-04-09作者简介：朱小明（1967-），男，硕士，高级工程师，硕士生导师，从事液压系统及液压元件的应用与研究工作。

液压传动是依据密闭液体上的压强能够大小不变地向各个方向传递的原理建立和发展而来的一门工业技术。

1795年世界上第一台水压机在英国诞生，以此为标志，液压技术在工业中应用；随着石油工业的发展，1905年液压传动将工作介质由水改进为油，技术得到升级；第一次世界大战以后，1925年美国人维克斯发明了压力平衡式叶片泵，为液压元件进入工业生产阶段奠定了基础；20世纪第二次世界大战期间，在军事装备的大量需求的刺激下液压传动技术得到迅速发展。

第二次世界大战后，随着机械工业、电力电子、控制技术的发展，液压技术进入快速成长期。

液压泵已覆盖齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等四种类型，有原来单一的定量泵发展成定量泵和变量泵，变量控制方式有恒压变量、恒功率变量、手动比例变量、液压比例变量和电比例变量等，额定流量和额定压力不断地被刷新。

液压阀包括溢流阀、换向阀、分流集流阀、节流阀、调速阀、单向阀、减压阀、顺序阀和缷荷阀等，安装形式有管式、板式、叠加式、二通插装式和螺纹插装式等，控制方式有开关控制、比例控制、伺服控制和数字控制等，液压阀的参数、性能已经进步很大。

液压马达已覆盖齿轮马达、叶片马达、柱塞马达和摆线马达等，按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。

液压缸有活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式等结构形式，其安装形式各色各样，缓冲装置功能越来越强大，液压缸已实现数字式控制，压力等级也在不断攀升。

液压附件包括密封件、过滤器、蓄能器、管接件、加热器、冷却器、空气滤清器、液位计等，不仅在外观上变得精美，在功能上又有新的突破。

2焊接技术的概述液压技术与焊接技术的关系综述朱小明1，2史龙龙2（1.上海豪高机电科技有限公司上海201102 2.上海理工大学机械工程学院上海200093）摘要：液压技术与焊接技术经常应用于机械装备中，两门技术既相对独立又相互关联。

对液压技术和焊接技术分别进行了概述，从液压技术在焊接技术中的应用和焊接技术在液压技术中的应用来综述液压技术和焊接技术的关系，得出液压技术与焊接技术相互应用又相互推动的关系。

关键词：液压技术；焊接技术；关系；综述中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1672-8904-（2017）03-0012-005机械产品生产工艺过程包括铸造、锻造、冲压、焊接、机加工、热处理、装配、涂装等。

机械加工工艺分为冷加工工艺和热加工工艺，焊接属于热加工工艺，焊接又被称为铁裁缝，既能裁、又能缝、也能补，是一种常用的热加工工艺。

按工艺过程特点分类，焊接有熔焊、压焊和钎焊三大类，焊接可节省钢材和缩短生产周期。

焊接技术已有数千年的历史，锻焊是最早的焊接，到19世纪，电弧、金属电极、助焊剂的发明推动了电弧焊的成型与发展。

汤姆森发明了电阻焊，经过他的不断改进这一技术得于成熟应用。

乙炔使得可燃气焊接得到发展。

电弧焊、电阻焊、气焊等三项技术开启了现代焊接技术。

20世纪早期，两次世界大战中对军用装备需求较大，焊接技术因可靠廉价受到重视，先后出现了自动焊接、手工电弧焊、气体保护焊接、埋弧焊（潜弧焊）、螺柱焊接（植钉焊）、钨极气体保护电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、药芯焊丝电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、气电焊等多种技术，并得到较大的发展［1］。

20世纪下半叶，电子束焊接由于受热面积狭小，使得深长形工件的焊接成为可能，有效地拓展了焊接技术的使用范围；激光焊接的出现，被认为是最有效的高速自动焊接技术，进一步提高了焊接速度和焊接质量。

发展至今，新的焊接技术层出不穷。

例如增强型单电极弧焊技术包括STT焊接、交流脉冲MIG焊接、CMT焊接、T.I.M.E.焊接、磁控焊接、非熔化极高效气体保护焊接技术（包括变极性等离子弧穿孔焊接、TOPTIG焊接、匙孔TIG焊接、超声波TIG焊接、热丝焊接）、多电极电弧焊接技术（包括双丝焊接、双面双弧焊接、双钨极焊接、三丝焊接、等离子-MIG复合焊接、旁路耦合电弧焊接、缆式焊丝弧焊、缆式焊丝气保焊（MAG）焊接、缆式焊丝埋弧焊接）、埋弧焊接技术（包括数字化多弧高效埋弧焊接、双丝（单丝）窄间隙埋弧焊接）、激光—电弧复合或诱导焊接技术包括激光—电弧复合焊接、高效激光堆焊、激光诱导电弧焊接、搅拌摩擦焊接技术、高效钎焊技术（包括复杂结构多道焊缝一次钎焊、连续式气体（气氛）保护钎焊、节能高效钎焊、自动钎焊技术）。

随着自动化技术与焊接技术的结合，又出现了焊接机器人及自动化焊接成套系统。

新的优质高效先进焊接工艺的出现，也带动着焊接装备和焊接材料的发展。

例如我国已经突破关键技术并正在迈向实用化、产业化的三种弧焊新工艺：三电极聚束脉冲TIG 电弧焊接新技术、动态双丝三电弧焊接技术、交叉耦合电弧焊接技术等。

3液压技术与焊接技术关系分析3.1液压技术在焊接设备中的应用同等功率下，液压执行元件结构更紧凑，液压传动元件配置方便灵活且易于自动化、易调整速度，液压系统因配有溢流阀，不会发生过载危险。

液压技术有以上主要优点。

液压式焊机随着液压技术的发展也发展起来。

从最近资料显示焊机的发展趋势在大型焊机如上百吨级至千吨级或者实现大截面工件焊接的焊接设备大多数采用液压式焊机，相比其他焊接方法更为有效。

液压式焊机综合性能好，液压技术成为实现高效焊接不可或缺的一部分。

汽车拖车车轴和钢轨的对焊，需用到大型闪光对焊设备，此设备惯量大，响应速率要求较高，因此对焊机执行机构提出了很高的要求，根据闪光焊接大功率、高速度、大负载的要求，工件的夹持与送进控制采用了先进的液压传动系统，实现预热闪光焊的全过程［2、3］。

这种液压试焊机满足系统负载的参数要求，在同等大功率下对能源利用率较高，而且通用性较强，可用于钢坯闪光焊接或其他大截面焊机上。

由于液压式的线性摩擦焊机综合性能好，承载的载荷较大，可焊接大质量工件，并且可以通过管道传递液压能量，安装极为方便，设备更紧凑，更能适应多种元件的焊接［4］。

根据摩擦焊接的特性，必须进行机电液的结合才能完成摩擦焊接过程［5］。

为产生足够的摩擦热量和顶锻压力，需要大功率的主轴电机和高压力的液压系统，以增大两摩擦面的压力和相对运动速度，使材料达到热塑性状态。

顶锻加压通过轴向加压系统来执行，从而完成焊接。

这种机构能承受大负载（高达几十吨），可以调节频率和位移，激振力大，更利于工件的安装调试，可加工各种各样的工件［6］。

图1为穆格与汤普森摩擦焊有限公司联合研发出世界最大的线性摩擦焊机。

图1E100型线性摩擦焊焊机2017年5月朱小明，等：液压技术与焊接技术的关系综述页第13可见液压技术在大型先进焊接设备中应用越来越广泛，推动着焊接领域的发展，大型的焊接机器人与液压技术是不可分离的。

3.2液压技术在焊接工艺中的应用液压技术也直接影响到焊接质量。

现代科技的迅猛发展对焊接工艺的要求逐渐提高。

采用液压传动与控制系统可保证较高的焊接效率和焊接质量。

在大功率闪光焊机液压系统中，根据预定的位移曲线采用液压比例阀运动闭环控制工控机，保证闪光过程的强烈和稳定［7］。

顶锻液压部分是直接影响焊缝质量的关键，工件在焊接时，所需的夹持力及顶锻力都极高，采用先进的液压传动系统来实现工件的夹持与送进控制，保证了顶锻焊接的速度和压力的工艺要求，从而保证了焊接质量。

有些复杂不规则工件部位焊接方位、角度各有不同，为便于工作和保证焊接质量要求，设计了焊修专用设备——液压升降翻转机、液压式罐体焊接翻转机。

由于平焊可用较大的电流焊接，生产率高，焊缝成形好，按照平焊位置施焊时，熔滴可借助重力落入熔池，熔池中气体、熔渣容易逸出表面，焊接质量容易保证。

通过液压式翻转机的翻转，使工件之间的焊缝均为平焊缝和船形焊缝，利于焊缝成形，提高生产率，液压系统提供动力来完成设备的升降、翻转和夹紧的全部动作［8、9］。

该设备为焊缝的成形提供最有利的条件，提高了焊接工艺。

焊接过程易出现变形、裂纹等问题。

反变形工艺是控制焊接变形的常用工艺，对控制焊接变形有着十分重要的作用。

采用多层多道焊接、焊后烤火矫正和反变形法对焊接变形进行控制［10］。

转台焊接系统预变形高效液压夹具是一种机械焊接行业用的转台夹具定位工件种类多，能够实现高精度定位和高效率装夹，在焊接过程中可进行反变形控制，工件焊后变形小，减少了焊后矫形工序工作量，提高了产品质量和生产效率。

其他类似的焊接工艺设备还有液压反变形船形焊接翻转胎型液压系统也可利用反变形来提高焊接质量。

国外很多先进焊机采用比例溢流阀调压，响应速度快，控制精度高、柔性好，可靠性高［11］。

通过电液比例控制方式能够精确地控制焊接位移，可以方便地实现多种焊接工艺，有效减少了焊接问题，为生产优质产品提供保障。

3.3焊接技术在液压系统中的应用液压行业使用广泛的液压油箱、液压油管、液压支架、液压缸、电磁阀等产品的制造加工及其泄漏的维修，均使用了焊接技术。

液压油箱是液压系统的重要元件，在液压系统中油箱起着储油、散热、分离气泡、沉淀杂质等作用。

油箱构造复杂，焊缝较多，焊缝位置差，难以焊接，因此焊缝不良，容易产生飞溅和焊瘤，并隐藏在难以清理的位置，在油液冲刷下，会加速液压零件的磨损、烧伤、破坏或引起阀动作失灵和噪声，在液压系统制造中提高油箱清洁度显得极为重要［12］。