Chapter+13+焊接新技术及相关技术

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焊接技术的创新与应用

焊接技术的创新与应用

焊接技术的创新与应用随着科技的不断发展,焊接技术也在不断创新与应用。

焊接是一种物理技术,将两个或两个以上的物体通过热应力,使其相互结合或相互连接。

焊接技术是一种重要的制造工艺,广泛应用于船舶、汽车、飞机、建筑及其它相关领域。

本文将从焊接技术的发展历程、现状和未来展望三个方面探讨焊接技术的创新与应用。

一、焊接技术的发展历程焊接工艺悠久的历史可以追溯到早期人类时期。

首次记录的焊接过程是锡焊,在古埃及垦殖时期,锡焊应用于水利和灌溉设施中,这标志着工业焊接的起源。

在早期的黑铁时代,铁器的制造中也使用了焊接技术。

但是,在20世纪初,焊接技术才得到较快的进展。

最早的电弧焊接技术是在1881年由法国工程师特威格(N. T. Bernados)发明的。

随着工业和科技的发展,更高效、更可靠的焊接技术得以出现,比如钨极氩弧焊、激光焊、电子束焊等。

二、焊接技术的现状目前,焊接技术已经成为制造工业中非常重要的技术之一。

在现代焊接技术中,人工焊接、自动化焊接、机器人焊接等技术得到广泛应用。

其中,机器人技术是近年来最具突破性的技术之一。

机器人焊接可以大大提高生产效率和品质,其中MIG焊和TIG焊是最常用的机器人焊接技术。

自动化焊接技术可以通过各种方式自动化机器人,使得焊接过程更加精确、稳定和高效,特别是对于大批量产品的焊接生产更是具有明显的优势。

三、焊接技术的未来展望随着社会和科技的发展,焊接技术也将继续创新和发展。

未来可能会出现的新增焊接技术包括:高功率激光焊、热流焊接等。

近年来,3D打印技术的兴起,为焊接技术的发展提供了广阔的空间。

利用3D打印技术,可以制造出高精度、复杂形状的零件,然后通过焊接技术将这些零件连接起来形成成品。

随着精密制造的需求越来越高,这种结合3D打印和焊接技术的生产方式将越来越受欢迎。

总的来说,焊接技术的创新和应用将继续为各个行业的生产和发展提供必要的基础,而其未来的发展和创新也将受益于人工智能和机器学习等技术的应用。

焊接新技术

焊接新技术

焊接新技术焊接是指通过加热或加压,或者两者并用,使分离的焊件牢固地结合在一起的加工方法。

通常将焊接方法分为熔焊、压焊、和钎焊三类,分类情况如下:气焊焊条电弧焊点焊电弧焊埋弧焊电阻焊缝焊电渣焊气体保护电弧焊摩擦焊对焊熔焊等离子弧焊气压焊电子束焊压焊冷压焊激光焊超声波焊热剂焊高频焊爆炸焊软钎焊(低于450℃)按钎料的熔点硬钎焊(高于450℃高温钎焊(钢件800℃以上铝合金450℃以上)按钎焊的温度中温钎焊(钢件550℃~800℃铝合金300℃~450℃)低温钎焊(钢件550℃以下铝合金300℃以下)火焰钎焊炉中钎焊感应钎焊按照热源的种类和加热方法电阻钎焊浸渍钎焊钎焊气相钎焊烙铁钎焊超声波钎焊钎剂钎焊无钎剂钎焊按照去除母材表面氧化膜的方式自钎剂钎焊气体保护钎焊毛细钎焊真空钎焊按照接头形式铝钎焊银钎焊铜钎焊非毛细钎焊不锈钢钎焊钛合金钎焊按照被连接的木材或钎料的不同高温合金钎焊陶瓷钎焊复合材料钎焊1,等离子弧焊.mp4等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。

气体由电弧加热产生离解,在高速通过水冷喷嘴时受到压缩,增大能量密度和离解度,形成等离子弧。

它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧,因而具有较大的熔透力和焊接速度。

形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。

根据各种工件的材料性质,也有使用氦或氩氦、氩氢等混合气体的。

1.1 等离子弧的产生:(1)等离子弧的概念:自由电弧:未受到外界约束的电弧,如一般电弧焊产生的电弧。

等离子弧:受外部拘束条件的影响使孤柱受到压缩的电弧。

自由电弧弧区内的气体尚未完全电离,能量未高度集中,而等离子弧弧区内的气体完全电离,能量高度集中,能量密度很大,可达10~10W/cm2,电弧温度可高达24000~50000K(一般自由状态的钨极氩弧焊最高温度为10000~20000K,能量密度在10W/cm2以下)能迅速熔化金属材料,可用来焊接和切割。

(2)等离子弧的产生等离子弧发生装置如图6-4-1所示。

浅谈焊接新技术及其应用

浅谈焊接新技术及其应用

浅谈焊接新技术及其应用摘要:随着我国社会和经济的发展,焊接技术也在不断革新,新时代发展对焊接技术的要求也越来越严格。

本文主要阐述了新型焊接工艺的类型和目前的应用状况,简要介绍了电子束焊接、激光焊接、搅拌摩擦焊接等技术。

关键词:焊接;新技术;应用引言:随着科学技术的飞速发展,焊接技术的竞争日趋激烈,许多现代的焊接技术都投入到了焊接中,使焊工所面对的技术问题更加复杂,在这种情况下,焊接技术得到了飞速的发展。

为了提高焊接质量,焊工们积极开发新的焊接工艺。

本文将对一些新的焊接工艺和应用进行分析。

一、焊接发展现状概述(一)焊接技术的高效化焊接技术作为制造业的一个关键环节,其特点和其它制造业一样,都需要高效率的生产。

随着焊接技术的快速、高效发展,焊接工艺取得了很大的进展,国内外大量科研人员和科研人员的共同努力,开发了活性化焊接工艺、多元气体保护焊接工艺,为焊接工艺做出了重大的贡献,焊接速度方面的研究也取得了长足的进展,如今的焊接速度已能达到1.8米/分,大大提高了焊接效率。

而国外的技术发展速度较快,技术水平也较高,因此要借鉴国外的先进技术,并进行完善和推广。

(二)焊接技术质量保障作为生产企业的核心,产品的品质与使用寿命一直是人们最为关心的问题。

如果焊接质量不合格,就会导致产品的使用寿命的大量损失,从而影响到整个行业的发展。

所以作为一个制造业的重要一环,产品的质量和寿命都是最重要的,只有在焊接技术上进行创新,在焊接工艺上进行多项检测和质量控制,在传统的焊接工艺中进行革新,用先进的焊接技术,才能让焊接技术变得更受欢迎。

国内已有很多技术保证了焊接的质量,经过了无数的科研团队和员工的努力,我们的技术水平并不比国外差,所以我们在这方面的话语权还是很大的。

二、焊接新技术及其应用(一)电子束焊接电子束焊接技术起源于德国,由于电子束焊接技术的发展,该技术在国际上引起了广泛的重视。

20世纪六十年代初期,该技术在原子能、航空等领域得到了广泛的应用。

新型焊接方法和技巧

新型焊接方法和技巧

新型焊接方法和技巧
1、熔敷法
熔敷法是把熔接材料放入焊接过程中做出的裂缝或切口内,再加热使其固化的焊接方法。

该方法要求焊接材料需具备柔韧性和填充性,可根据焊接对象的状况选择合适的焊接材料,并注意补焊的厚度应该与原基材厚度相同,当焊接金属的线条细腻时,可以采用熔敷方法。

2、点焊法
点焊法是把熔接材料以点的形式焊接结构体的焊接方法,在焊接过程中一点一点的把熔接材料放入两片金属板之间的缝隙,再加热逐点固化。

点焊法能有效的防止金属板之间的锈蚀,对结构体的坚固性也起到很好的作用,而且还能保护结构体的精度,是一种比较常用的焊接技术。

3、无源焊接
无源焊接是指用金属线形材料折绕成柔软的粘合剂,把两片金属板粘合在一起的焊接技术。

无源焊接可以把多层金属板分开烘烤,使其焊接平整,它比传统的熔接要安全,操作简便,尤其适用于金属板表面精度要求高的场合,因为它不会改变金属板表面的结构。

4、碳钢焊
碳钢焊是用碳钢材料加热到液态后,再用金属材料润湿,使其形成一种新的焊熔材料,来制作钢材零件的高强度焊接方法。

焊接工程师培训中焊接工艺的先进材料与新技术应用

焊接工程师培训中焊接工艺的先进材料与新技术应用

焊接工程师培训中焊接工艺的先进材料与新技术应用焊接作为一种常见的连接工艺,在工业制造领域扮演着重要的角色。

随着科技的不断发展,焊接工艺也在不断进步,新的先进材料和技术的应用为焊接工程师培训带来了新的挑战和机遇。

本文将探讨焊接工艺的先进材料与新技术应用,帮助焊接工程师提升技能水平。

一、先进材料在焊接工艺中的应用1. 高强度钢材高强度钢材在汽车、航空航天等领域广泛应用,但其焊接工艺相对复杂,容易产生焊接缺陷。

为了克服这一问题,焊接工程师需要掌握先进材料的应用技术,如预热、焊接参数优化等。

此外,还可以利用超声波焊接、激光焊接等新技术来提高焊接质量。

2. 铝合金铝合金在航空、轨道交通等领域具有广泛的应用前景,但其焊接过程中易产生气孔、裂纹等缺陷。

通过选择适当的填充材料、调节焊接工艺参数等措施,可以实现对铝合金焊接的优化,提高焊接强度和可靠性。

3. 复合材料复合材料由不同的基体和增强材料组成,常见的有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。

复合材料具有重量轻、强度高等特点,但其焊接工艺较为复杂。

焊接工程师需要掌握复合材料的特性和热力学知识,采用适当的预热和热补偿技术,有效控制焊接过程中产生的应力和变形。

二、新技术在焊接工艺中的应用1. 激光焊接技术激光焊接是一种高能量密度焊接方式,具有焊接速度快、焊缝质量高等优点。

在焊接工程师培训中,学习激光焊接技术可以提高焊接效率和质量。

激光焊接还可以应用于微细焊接,如电子元器件的焊接,对于微观电子器件的加工焊接具有重要意义。

2. 超声波焊接技术超声波焊接是一种利用超声波振动产生的摩擦热进行焊接的方法。

它具有焊接速度快、热影响区小等特点,适用于焊接塑料、金属等材料。

焊接工程师培训中,学习超声波焊接技术可以有效解决焊接过程中的温控问题,提高焊接效率和质量。

3. 电弧增材制造技术电弧增材制造技术是一种将焊丝逐层熔化和沉积的3D打印技术。

它不仅可以制造出复杂形状的零件,还可以实现材料的局部改性和修复。

焊接规范培训课件焊接技术的创新与应用

焊接规范培训课件焊接技术的创新与应用
电站关键部件的焊接质量控制为例,采用射线检测和超声波检测等方法对焊缝进行全面检测,确 保焊接质量符合设计要求。
在线监测系统在焊接过程中的应用
要点一
在线监测系统概述
在线监测系统是指利用传感器、计算 机等技术对焊接过程进行实时监测和 控制的系统。该系统能够实时监测焊 接过程中的各项参数,如电流、电压 、焊接速度等,并对这些参数进行分 析和处理,以实现对焊接质量的控制 。
典型案例分析:核电站关键部件无损检测实践
案例背景介绍
检测过程和方法
检测结果和结论
某核电站关键部件的焊接质量对于核 电站的安全运行至关重要。为了确保 焊接质量符合设计要求,采用了无损 检测技术对焊缝进行全面检测。
首先,对焊缝进行外观检查,确保表 面无裂纹、夹渣等缺陷。然后,采用 射线检测和超声波检测等方法对焊缝 内部进行无损检测,以发现可能存在 的内部缺陷。
经过无损检测,发现部分焊缝存在内 部缺陷,如气孔、未熔合等。针对这 些问题,及时采取了相应的补救措施 ,如重新焊接、修补等,最终确保了 焊接质量符合设计要求。该案例表明 ,无损检测技术在核电站关键部件的 焊接质量控制中具有重要作用。
06
安全生产与环保要求
焊接作业安全操作规程及注意事项
安全操作规程
备的制造和安装。
其他领域
此外,焊接技术还被应用于艺 术品的制作、文物修复等领域

02
焊接技术创新
新型焊接方法与工艺
搅拌摩擦焊
一种固相连接技术,通过搅拌头 与工件的摩擦热和塑性变形热实 现焊接,具有高效、优质、节能
、环保等优点。
激光焊
以高能激光束为热源,通过“小孔 效应”实现深熔焊,具有高精度、 高效率、高质量等优点。
远程监控与诊断

焊工新技术,新标准

焊工新技术,新标准

焊工新技术,新标准一、激光焊接技术激光焊接技术是一种利用高能激光束与材料表面相互作用,实现高效、高质量焊接的方法。

与传统的焊接技术相比,激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、变形小、可焊接材料种类广泛等优点。

同时,激光焊接技术也存在着设备成本高、焊接工艺参数要求严格等缺点。

二、搅拌摩擦焊接技术搅拌摩擦焊接技术是一种新型的固相焊接技术,利用高速旋转的搅拌头与被焊材料表面相互作用,产生大量的摩擦热和塑性变形,从而实现材料的连接。

与传统的焊接技术相比,搅拌摩擦焊接技术具有焊接过程中不产生熔化、变形小、接头强度高等优点。

同时,搅拌摩擦焊接技术也存在着焊接速度较慢、搅拌头寿命较短等缺点。

三、电子束焊接技术电子束焊接技术是一种利用高能电子束轰击材料表面,使材料熔化并快速凝固实现焊接的方法。

与传统的焊接技术相比,电子束焊接具有能量密度高、焊接深度大、焊接质量高等优点。

同时,电子束焊接技术也存在着设备成本高、真空环境下操作等缺点。

四、高能束焊接技术高能束焊接技术是一种利用高能束流(如激光束、等离子束等)与材料表面相互作用,实现高效、高质量焊接的方法。

与传统的焊接技术相比,高能束焊接具有能量密度高、焊接速度快、变形小等优点。

同时,高能束焊接技术也存在着设备成本高、工艺参数要求严格等缺点。

五、复合焊接技术复合焊接技术是一种结合两种或多种焊接技术的优点,实现高效、高质量焊接的方法。

常见的复合焊接技术包括激光-电弧复合焊接、激光-MIG复合焊接等。

复合焊接技术可以充分发挥各种焊接技术的优势,提高焊接效率和质量。

同时,复合焊接技术也存在着设备成本高、工艺参数匹配难度大等缺点。

六、焊接自动化与智能化随着工业自动化和智能化的快速发展,焊工新技术在自动化与智能化方面也有着明显的进展。

现代焊接技术可以运用自动化控制、机器视觉和人工智能等技术进行精准控制和自动化操作,从而提高生产效率、稳定产品质量,同时也能减轻工人的劳动强度。

在智能装备领域,焊工机器人已广泛应用在汽车制造、航空航天和造船等行业,提高了生产效率和产品质量。

焊接技术的新进展

焊接技术的新进展

焊接技术的新进展引言随着科技的不断进步和发展,焊接技术作为一项重要的工艺技术也在不断创新和进步。

焊接技术广泛应用于制造业、建筑业以及航空航天等领域,它对于产品质量和安全性有着重要的影响。

本文将介绍焊接技术的新进展,包括新材料的应用、智能化设备的使用以及焊接过程的优化等方面。

一、新材料的应用新材料的出现为焊接技术带来了革命性的改变。

传统的焊接主要集中在金属材料的焊接,如钢铁、铝合金等。

然而,随着新材料的发展,如纳米材料、复合材料等,对焊接技术提出了新的挑战。

这些新材料具有更高的强度、更轻的重量以及更好的耐腐蚀性能,在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。

为适应新材料的焊接需求,研发人员开展了一系列的工作,包括开发新的焊接工艺、改进焊接材料和设备等。

例如,针对纳米材料的焊接,研究人员发现传统的焊接方法往往难以实现,因此开发了新的纳米焊接技术,如激光纳米焊接、电子束纳米焊接等。

这些新技术能够实现对纳米材料的精确焊接,提高产品的性能和可靠性。

此外,焊接技术在新材料的应用方面也有了更广泛的探索。

例如,激光焊接技术可以实现对复合材料的焊接,而传统焊接方法往往难以处理复合材料的不匹配问题。

通过激光焊接,不仅可以实现复合材料的精确焊接,还可以保持材料的原始性能。

二、智能化设备的使用随着人工智能的快速发展,智能化设备在焊接技术中的应用也日益增多。

智能化设备能够通过传感器和控制系统实现对焊接过程的监测和控制,提高焊接的精确度和稳定性。

一方面,智能化设备可以实时监测焊接过程中的参数,如温度、电流、电压等,从而实现对焊接质量的监控。

当焊接参数超过设定的范围时,智能化设备会自动进行调整,以保证焊接质量的稳定和一致性。

另一方面,智能化设备还可以根据焊接过程中的数据反馈,优化焊接工艺。

通过分析焊接过程中的温度变化、熔池形态等信息,智能化设备可以提供更准确的焊接参数建议,从而实现焊接工艺的优化和改进。

这些优化措施可以更好地满足产品的工艺性能要求,提高产品的质量和可靠性。

焊接技术的最新进展与应用

焊接技术的最新进展与应用

焊接技术的最新进展与应用近年来,随着科技与工程技术的不断发展,焊接技术也在不断更新与进步。

焊接技术在工程领域中占有非常重要的地位,它可以将金属、合金等材料连接在一起,以满足工程应用的需要。

本文将讨论焊接技术的最新进展和应用,从材料、设备、工艺和应用等方面进行深入探讨。

一、焊接材料的新型应用1. 铝合金焊接:随着航空工业和汽车工业的发展,铝合金焊接技术变得越来越重要。

为了实现铝合金材料的可靠焊接,现在已经出现了一些新的焊接材料,例如铝矽合金,该材料可以将铝合金与钢材等其他材料进行可靠焊接。

2. 高温合金焊接:高温合金是一种在高温下稳定且具有良好的机械性能和化学性质的材料。

为了实现高温下高强度的焊接,新的焊接材料,例如钨铜合金,已被广泛地应用于高温合金的焊接中。

二、焊接设备的现代技术现代高效焊接需要配备先进的焊接设备,因此,现代焊接设备需要具有更高的可靠性和性能。

如下列一些现代化的焊接设备:1. 焊接机器人:自动化的焊接机器人在重复工作上表现得比人类更为高效、可靠,它为工程师提供了完美的焊接解决方案。

2. 激光焊接:激光焊接技术可以在焊接过程中对焊接材料进行高精度的焊接控制和监测,从而达到较高的可靠性和效率。

三、现代焊接工艺技术现代焊接工艺技术通过提高焊接的质量、生产率和可靠性,使焊接成为工业领域中最广泛应用的加工方式之一。

以下是几种最新的焊接工艺技术:1. 电弧增强焊接:电弧增强焊接可以提高焊接接头质量,同时提高焊接效率和可使用寿命,并消除焊缝缺陷。

2. 激光加热焊接:通过激光加热可以实现快速焊接和清除固态物中的表面氧化物,使焊接过程更为高效。

3. 感应焊接:感应焊接利用电磁感应原理来加热焊接材料,这种焊接方法适用于各种金属和非金属材料,可用于小型零件和在高温下进行焊接的大型部件。

四、焊接技术的应用领域1. 航空领域:随着航空工业的发展,焊接技术在航空工业中的应用得到了广泛的关注。

航空工业需要焊接材料具有良好的耐热性、耐腐蚀性和机械性能,这些要求要求焊接技术具有高度可靠性和精确性。

Chapter 13 焊接新技术及相关技术

Chapter 13 焊接新技术及相关技术
Electron beam welding principle
33
第13章: 焊接新技术及相关技术
1) 电子束焊接原理
从电子枪中产生的电子束在25~300kv的 加速电压下加速到0.3~0.7倍的光速,经过电 子枪中静电透镜和电磁透镜的作用,形成的 功率密度很高的电子束流得到一个很小的焦 点。 当电子束流撞击置于真空或非真空的工件 表面时,电子的动能迅速转变为热能,使金 属迅速熔化和蒸发,实现焊接过程.
8
第13章:
△υ
焊接新技术及相关技术
MONOCHROMATIC
减少透镜的色散效应
/υ ,△/ ,△υ ~1Mhz-1GHz
原有单色性最好的氪86灯:
White Light
Red Yellow Green Blue Violet
△υ /υ =10-6
Laser Beam
选模稳频的激光器:
34
第13章:焊接新技术及相关技术
偏压栅极的控制和聚束作用下 形成一束电子从阳极孔中穿过
1、阴极 2、聚束极 3、阳极 4、光学观察系统 5、聚焦磁透镜 6、偏转磁透镜 7、焊接工件 8、枪室真空系统 9、焊室真空系统 10、隔离阀
Vacuum EBW system
35
第13章:焊接新技术及相关技术
10
第13章:
焊接新技术及相关技术
高亮度
激光束也和其他光束一样,可以通过凸镜或金属 反射镜加以聚焦。经聚焦后,可以将激光的巨大 能量聚焦到直径为光波波长量级的光斑上,形成 极高的能量密度,例如可产生106~1013W/cm2的 功率密度。

B=P/SΩ 太阳光的亮度:
W/cm2.Sr 2×103 W/cm2.Sr

焊接新技术应用 - 教案

焊接新技术应用 - 教案

焊接新技术应用教案一、引言1.1焊接技术的发展历程1.1.1从传统的火焰焊接到现代的激光焊接1.1.2焊接技术在工业生产中的应用领域1.1.3新型焊接技术对传统焊接的改进和提升1.2焊接新技术的重要性1.2.1提高生产效率和产品质量1.2.2减少材料浪费和能源消耗1.2.3增强焊接结构的可靠性和安全性1.3本课程的教学目的和意义1.3.1培养学生对焊接新技术的基本理解和应用能力1.3.2拓宽学生的知识面和视野,了解焊接技术的发展趋势1.3.3提高学生的实践操作技能和创新能力二、知识点讲解2.1焊接新技术的基本概念和原理2.1.1焊接新技术的定义和分类2.1.2焊接新技术的原理和特点2.1.3焊接新技术与传统焊接技术的区别和联系2.2常见的焊接新技术及其应用2.2.1激光焊接技术及其在航空工业中的应用2.2.2等离子焊接技术及其在汽车制造中的应用2.2.3电子束焊接技术及其在核工业中的应用2.3焊接新技术的优势和挑战2.3.1焊接新技术在提高生产效率和产品质量方面的优势2.3.2焊接新技术在减少材料浪费和能源消耗方面的优势2.3.3焊接新技术在实践应用中面临的挑战和问题三、教学内容3.1焊接新技术的基本原理和工艺流程3.1.1焊接新技术的原理和工艺流程的讲解3.1.2焊接新技术中常用的设备和材料介绍3.1.3焊接新技术中常见的焊接缺陷和解决方法3.2焊接新技术的应用案例和实操演示3.2.1焊接新技术在实际生产中的应用案例分享3.2.2焊接新技术的实操演示和练习指导3.2.3焊接新技术在实操中的注意事项和安全要求3.3焊接新技术的未来发展趋势和研究方向3.3.1焊接新技术在未来的发展趋势和前景展望3.3.2焊接新技术在科研领域的研究方向和课题3.3.3焊接新技术在人才培养和技能提升方面的需求四、教学目标4.1知识与技能目标4.1.1掌握焊接新技术的基本概念和原理4.1.2了解常见的焊接新技术及其应用领域4.1.3能够运用焊接新技术解决实际生产中的问题4.2过程与方法目标4.2.1培养学生的实践操作能力和创新能力4.2.2培养学生分析和解决实际问题的能力4.2.3培养学生的团队合作和沟通协调能力4.3情感态度与价值观目标4.3.1培养学生对焊接新技术学习的兴趣和热情4.3.2培养学生的职业素养和职业道德观念4.3.3培养学生的责任感和使命感五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.1焊接新技术的原理和工艺流程的理解和应用5.1.2焊接新技术中常见的焊接缺陷和解决方法的掌握5.1.3焊接新技术在实操中的技巧和安全要求的熟练运用5.2教学重点5.2.1焊接新技术的基本概念和原理的讲解5.2.2常见的焊接新技术及其应用领域的介绍5.2.3焊接新技术在实践中的应用案例和实操演示六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.1焊接设备模型或实物,包括激光焊接机、等离子焊接机和电子束焊接机6.1.2焊接材料样品,如不同类型的金属板材和焊条6.1.3焊接工艺流程图和原理示意图的展示板或幻灯片6.1.4安全防护装备,如手套、眼镜和防护服6.2学具准备6.2.1笔记本和文具,用于记录课堂笔记和要点6.2.2焊接相关的教材和参考资料,用于课前预习和课后复习6.2.3实验报告和作业纸,用于完成实验报告和课后作业6.2.4计算器和测量工具,用于实验数据的计算和测量6.3教学辅助材料6.3.1焊接新技术的教学视频和案例分析,用于辅助教学和加深理解6.3.2焊接新技术的最新研究论文和期刊,用于拓宽学生的知识面6.3.3焊接新技术的专家讲座和研讨会,用于提供实践经验和行业动态6.3.4焊接新技术的在线资源和论坛,用于促进学生的互动交流和合作学习七、教学过程7.1导入新课7.1.1通过引入一个实际焊接问题的案例,引起学生的兴趣和思考7.1.2提出问题,引导学生回顾已学的焊接知识,并引出新课的内容7.1.3通过展示焊接新技术的应用实例,激发学生的学习欲望和探究动力7.1.4通过讲解焊接新技术的重要性和发展趋势,引起学生的关注和认识7.2课堂讲解与演示7.2.1详细讲解焊接新技术的基本原理和工艺流程,配合示意图或模型进行演示7.2.2通过实验演示或视频展示,让学生直观了解焊接新技术的操作过程和效果7.2.3引导学生参与课堂讨论和提问,解答学生的疑问和困惑7.2.4通过案例分析和讨论,让学生深入理解焊接新技术的应用领域和优势7.3实践操作与练习7.3.1安排学生进行焊接新技术的实操练习,提供必要的指导和帮助7.3.2鼓励学生尝试不同的焊接参数和工艺,观察焊接效果和质量7.3.3引导学生进行实验数据的记录和分析,培养学生的实验能力和观察力7.3.4组织学生进行小组合作和交流,促进学生的合作学习和问题解决能力八、板书设计8.1焊接新技术的基本概念和原理8.1.1板书焊接新技术的基本概念和原理8.1.2主要内容:激光焊接、等离子焊接、电子束焊接的定义和原理8.1.3关键点:焊接新技术的特点和应用领域8.1.4图表和示意图:焊接新技术的原理示意图和工艺流程图8.2焊接新技术的应用案例和实操演示8.2.1板书焊接新技术的应用案例和实操演示8.2.2主要内容:焊接新技术在不同行业中的应用案例和实操演示过程8.2.3关键点:焊接新技术的优势和挑战8.2.4图表和示意图:焊接新技术的应用领域和实操演示图解8.3焊接新技术的未来发展趋势和研究方向8.3.1板书焊接新技术的未来发展趋势和研究方向8.3.2主要内容:焊接新技术的发展前景和研究领域的介绍8.3.3关键点:焊接新技术在科研和人才培养方面的需求8.3.4图表和示意图:焊接新技术的未来发展趋势图和研究方向分布图九、作业设计9.1课后作业9.1.1要求学生完成一份焊接新技术的实验报告,包括实验数据、结果分析和结论9.1.3要求学生设计一项焊接新技术的创新项目,包括项目目标、实施方案和预期成果重点和难点解析1.教学难点与重点的设定教学难点与重点的设定是确保教学内容有效传达的关键。

焊接新技术与新材料应用 - 教案

焊接新技术与新材料应用 - 教案

焊接新技术与新材料应用教案一、引言1.1焊接技术的发展历程1.1.1古代焊接技术:铁器时代的焊接方法,如锻接和钎焊。

1.1.2近现代焊接技术:电弧焊、激光焊等技术的出现和发展。

1.1.3当代焊接技术:自动化、智能化焊接技术的发展。

1.1.4未来焊接技术:预测焊接技术的发展趋势,如3D打印焊接。

1.2新材料在焊接领域的应用1.2.1高性能合金材料:提高焊接接头的性能和耐腐蚀性。

1.2.2复合材料:增强焊接结构的轻量化、耐磨损性。

1.2.3纳米材料:改善焊接接头的微观结构和性能。

1.2.4生物可降解材料:在生物医学领域的焊接应用。

1.3焊接新技术与新材料的应用前景1.3.1航空航天领域:提高飞行器的性能和安全性。

1.3.2汽车制造领域:减轻车身重量,提高燃油效率。

1.3.3生物医学领域:制造人工器官和组织工程支架。

1.3.4新能源领域:太阳能电池板、风能发电设备的制造。

二、知识点讲解2.1焊接新技术的基本原理2.1.1激光焊接:利用激光束加热材料,实现焊接过程。

2.1.2电子束焊接:利用高速运动的电子束撞击材料,产生热量进行焊接。

2.1.3等离子弧焊接:利用等离子弧的高温进行焊接。

2.1.4钨极惰性气体保护焊:使用惰性气体保护焊接区域,防止氧化。

2.2新材料的特点与应用2.2.1高性能合金材料:具有高强度、高耐腐蚀性等特点,应用于航空航天、海洋工程等领域。

2.2.2复合材料:轻质、高强度、耐磨损,应用于汽车制造、体育器材等领域。

2.2.3纳米材料:具有独特的物理和化学性能,应用于电子器件、医疗器械等领域。

2.3焊接新技术与新材料的发展趋势2.3.1焊接技术的自动化和智能化:提高焊接质量和效率。

2.3.2新材料的研发与应用:推动焊接技术的发展和创新。

2.3.3焊接过程的环保与节能:减少焊接过程中的污染和能源消耗。

2.3.4焊接技术的多功能化:实现焊接与其他加工技术的结合。

三、教学内容3.1焊接新技术的基本原理与应用3.1.1激光焊接的基本原理和应用领域。

焊接技术的应用与发展课件

焊接技术的应用与发展课件

焊接技术的未来发展趋势
01
绿色环保焊接
随着环保意识的提高,绿色环保焊接技术成为未来的发展趋势。例如,
采用气体保护焊接、无害化焊接材料等,减少焊接过程中的污染排放。
02 03
新材料与新工艺的结合
随着新材料和先进工艺的发展,未来的焊接技术将更加注重与新材料和 新工艺的结合。例如,采用新型的焊接材料和工艺,实现对难熔、难焊 材料的连接。
THANK YOU
感谢各位观看
搅拌摩擦焊接技术具有高效低热输入和环保的特 点,能够实现快速、高质量的焊接,同时避免了 传统焊接方法产生的有害气体和弧光辐射等污染 。
发展趋势
随着材料科学和机械加工技术的不断发展,搅拌 摩擦焊接技术也在不断进步,未来将朝着更高效 、更稳定可靠、更广泛适用的方向发展。
06
结论:焊接技术的未来展望
焊接技术的重要地位与作用
激光焊接技术是一种利用高能激光束照射材料表面,使材 料熔化并连接在一起的焊接方法。
高效能与高精度
激光焊接技术具有高效能和高精度的特点,能够实现快速 、高质量的焊接。
焊接材料与工艺
激光焊接技术适用于各种金属材料的焊接,如不锈钢、铝 合金、钛合金等。同时,激光焊接技术也适用于各种工艺 ,如填丝焊接、窄间隙焊接等。
智能化与数字化焊接
随着数字化和智能化技术的发展,未来的焊接技术将更加注重智能化和 数字化技术的应用。通过引入人工智能、大数据等技术,实现对焊接过 程的智能监控与优化,提高焊接质量和效率。
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焊接技术在各领域的应用
焊接技术在各领域的应用
卧室里
手机1台 objection ‫ذ‬枕头1个
客厅里有
电脑 acquisition咨1台、键盘邻居1个忡个、ammatory1的基础上ibus bh1 kä 个通讯补助

焊接新技术应用案例分析

焊接新技术应用案例分析

焊接新技术应用案例分析导言焊接是一种将金属工件加热至熔点并使其相互连接的方法,在各个工业领域都有着广泛的应用。

随着科技的不断进步,焊接技术也在不断创新与发展。

本文将分析并讨论焊接新技术在不同领域的应用实例,以期帮助读者更好地了解和掌握焊接新技术的实际应用。

一、汽车制造在汽车制造领域,焊接是关键的工艺之一,它直接影响着汽车结构的牢固性和安全性。

而现如今,新一代的高强度钢材的广泛应用对传统焊接工艺提出了更高的要求。

近年来,激光焊接技术的应用大大提升了汽车制造的效率和质量。

激光焊接技术利用激光束高能量的聚焦性,将焊点加热至几千摄氏度,从而实现金属工件的连接。

与传统焊接方法相比,激光焊接技术具有焊缝尺寸小、变形小、焊接速度快等优点,能够满足高强度材料的焊接需求。

二、航空航天航空航天领域对焊接技术的要求更加严苛,因为飞机等飞行器的安全性直接关系到乘客的生命安全。

近年来,现代焊接技术的发展已经在航空航天行业展示了广阔的应用前景。

例如,摩擦搅拌焊接技术(Friction Stir Welding,FSW)是一种利用转动和推进来形成焊缝的热机械连接技术,其优点包括焊缝强度高、变形小、翅片间隙小等。

FSW技术在航空航天领域的应用已经取得了显著的成果,例如在航天器燃烧室的生产中大量使用。

三、能源行业焊接技术在能源行业中也有广泛的应用,尤其是在核能和风能等领域。

例如,核能电站的压水堆反应堆压力容器的制造需要高质量的焊接工艺。

传统的焊接工艺在这一领域中可能存在问题,因为焊接过程中产生的热量会对材料的性能产生影响。

而超声波焊接技术的出现填补了这一空白,它通过超声波的振动来实现焊缝的连接,焊接过程中热量较小,从而减少了对材料性能的损害。

结论随着科技的不断进步,焊接新技术的应用范围越来越广泛。

从汽车制造到航空航天,从能源行业到电子领域,焊接新技术都在不断改善传统焊接工艺的不足之处,并为各个行业带来了更高的效率和品质。

然而,任何新技术的应用都需要慎重考虑其适用性和可行性,以确保焊接质量和工程安全。

焊接技术的进展与应用

焊接技术的进展与应用

焊接技术的进展与应用随着工业发展和科技进步,焊接技术已经成为各个领域不可或缺的一部分。

从最早的手工焊接到现在的全自动焊接、激光焊接等先进技术,焊接技术的进展和应用已经不断扩大和深化,推动着人类社会的不断发展。

一、焊接技术的概述焊接技术是指将两种或两种以上的金属或非金属熔为一体,形成牢固连接的工艺。

在现代工业生产中,焊接技术已经广泛应用于机械制造、航空航天、建筑工程、汽车制造等领域,对于促进经济社会的发展和升级发挥了重要作用。

以传统的手工焊接而言,其过程繁琐、危险,效率低下,不利于现代化生产需求。

为提高焊接效率和质量,新型的自动化焊接设备不断涌现,例如半自动焊接机、机器人焊接系统、激光焊接等等。

这些技术的出现不仅提高了工作效率,减少了人工成本,同时还大大降低了产品质量缺陷率,做到了高效、便捷、精度更高的批量化生产。

二、焊接技术的发展历程焊接技术最早由应用于古代青铜和铁器制造上,随着人类认识和科技水平的提高不断发展和改进。

在人类社会进入工业化时期,随着钢铁行业的发展,焊接技术在各个领域得到广泛应用,并开始涌现出一系列新型焊接装置和自动化设备,不断推动焊接技术的进展。

20世纪的技术革命为焊接技术的进步带来了新的机遇,使得焊接技术从单纯的气焊、电弧焊升级为更加先进的TIG焊、MIG焊、激光焊等技术。

同时,焊接工艺的处理、预加热和后处理技术也逐步发展完善,使得焊接工艺满足了人类生产和生活的各种需求。

三、焊接技术的应用领域焊接技术最早应用于机械加工、建筑工程等方面,但是随着人类认识的不断提高,其应用领域已经逐渐扩展到各个相关行业。

例如,在航空航天领域,各种高性能的合金材料已经广泛应用,而焊接技术在这种材料的加工和修补中发挥了重要作用。

在汽车工业中,焊接技术被用于车身连接、车轮组件、零部件等方面,应用广泛。

在日复一日的电气设备制造中,焊接技术处理了导线和元器件接触点等。

大型桥梁、高压设备、压力容器等也是焊接技术的应用方向。

新型焊接方法和技巧

新型焊接方法和技巧

新型焊接方法和技巧随着科技的不断发展,焊接技术也在不断改进。

新型焊接方法和技巧的出现,不仅提高了焊接的效率,还使焊接质量得到了极大的提升。

本文将介绍一些新型焊接方法和技巧,帮助读者掌握这些新的技术并在实践中运用。

一、激光焊接技术激光焊接技术是一种利用激光束的高能量和高浓度进行焊接的方法。

与传统的焊接方法相比,激光焊接具有焊缝狭窄、热影响区小、焊接速度快等优势。

激光焊接适用于多种材料的焊接,包括金属材料、塑料材料等。

在激光焊接过程中,需要注意焊接设备和工作环境的安全防护,避免激光对人体和设备造成伤害。

二、电弧焊接技巧电弧焊接是一种常用的焊接方法,通过电流通过两个电极之间的电弧来完成焊接过程。

在电弧焊接中,需要注意焊接电流的选择、电弧稳定性的控制等。

此外,优化焊接工艺参数也是提高焊接质量的重要方法。

例如,通过合理选择焊接速度、焊接电流和电极间距等参数,可以控制焊接过程中的温度分布,从而减少热影响区,提高焊接强度和韧性。

三、等离子焊接技术等离子焊接技术是一种利用等离子体来完成焊接的方法。

等离子体是由气体电离产生的带电粒子群,它的高温和高能量可以用于材料的熔化和焊接。

等离子焊接技术适用于各种材料的焊接,如金属、塑料和陶瓷等。

在等离子焊接过程中,需要注意选择合适的等离子源和气体组合,控制等离子体的形成和传输,以及适当调整焊接参数,如电流、电压等。

四、超声波焊接技巧超声波焊接技术是一种利用超声波振动产生的热能来完成焊接的方法。

超声波焊接适用于各种热塑性材料的连接,如塑料、橡胶等。

在超声波焊接过程中,需要注意选择合适的超声波频率和振幅,控制焊接时间和压力等参数。

此外,通过加入适当的添加剂或改变焊接表面的形态,可以改善焊接质量和提高焊接强度。

五、搅拌摩擦焊接技术搅拌摩擦焊接技术是一种利用工具在两个接触材料间进行摩擦和搅拌,实现材料的连接的方法。

这种焊接方法适用于铝合金、镁合金等热可塑性材料的焊接。

在搅拌摩擦焊接过程中,需要注意选择合适的工具形状、转速和下压力,以及控制焊接温度和时间等参数。

焊接技术和材料的创新和应用

焊接技术和材料的创新和应用

焊接技术和材料的创新和应用随着工业的不断发展,焊接技术和材料的创新已经成为了当今社会中至关重要的一环。

在各个领域中,焊接技术是必不可少的,它已经深深的融入到了我们的生活中。

而随着科技的不断进步,焊接技术和材料的创新也在不断的被提升,为我们的工业生产和生活带来更多的优势。

一、焊接技术的创新焊接技术作为一种传统工艺,其创新也在不断的进行着。

随着科学技术的进步,越来越多的新型焊接技术也逐渐被提出。

比如TIG氩弧焊技术、激光焊接技术、等离子焊接技术等等。

这些新型技术不仅可以提高生产效率,同时也可以降低生产成本、减小环境污染、提高产品质量等等。

在汽车制造、航空航天制造、军事制造等领域中,新型的焊接技术也在扮演着越来越重要的角色。

在新材料的应用方面,电子束焊接技术、激光焊接技术等也在不断的创新和发展。

这些新技术的应用不仅有助于新材料的焊接,还可以增强材料的使用性能和耐用性。

这对于提高生产效率和节约成本也是非常有帮助的。

二、焊接材料的创新随着科技的不断进步,焊接材料的创新也在不断被提升。

在焊接材料方面,有更多的新型材料被开发和应用。

比如混合材料、复合材料、纳米材料等,这些材料在焊接过程中具有更高的强度和耐用性。

与传统材料相比,新型材料可以有效地避免焊件变形、焊接裂纹等问题的产生。

在焊接过程中,还有许多辅助材料需要使用。

例如焊接电极、焊接线、焊接粉等,这些辅助材料的发展也在不断地推进。

与此同时,粉末冶金技术的发展也为焊接提供了新的选择。

这些新型辅助材料的应用可以有效地提高焊接效率,减少焊缝中产生的气孔等问题。

在应用方面,焊接技术已经深入到越来越多的领域中。

例如,在航空航天制造领域,新型材料和焊接技术的应用可以有效地提高产品质量和使用寿命,减少维修成本。

在家电、汽车生产等领域,新材料和焊接技术的应用可以提高制造效率,同时降低制造成本。

因此,焊接技术和材料的创新可以为不同领域中的生产过程带来显著的优势。

总结随着科技的不断进步,焊接技术和材料的创新也在不断提升。

焊接新工艺新技术简介

焊接新工艺新技术简介

焊接新工艺新技术简介焊接是一种常见的金属连接技术,广泛应用于许多行业和领域。

近年来,随着科技的不断进步和创新,焊接领域也迎来了新的工艺和技术的出现。

本文将介绍焊接新工艺和新技术的一些简要概述,包括激光焊接、磁脉冲焊接和摩擦振动焊接。

一、激光焊接激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。

激光焊接利用激光束对工件进行加热,使金属材料熔化并形成焊缝。

与传统焊接方法相比,激光焊接具有以下优点:1. 高精度:激光束的聚焦能力使焊接过程更加精确,可以实现微米级的焊接精度;2. 无接触:激光焊接过程中不需要物理接触,避免了材料变形和损坏的风险;3. 高效率:激光焊接速度快,生产效率高,适用于大批量生产。

二、磁脉冲焊接磁脉冲焊接是一种利用瞬态电磁场作用的焊接技术,可以有效地实现金属材料的连接。

磁脉冲焊接利用电流通过工件,产生短暂的磁场,并对材料表面施加冲击力,从而实现焊接。

磁脉冲焊接具有以下特点:1. 低热输入:磁脉冲焊接的热输入量较低,可以减少焊接区域的热影响;2. 无需预热:磁脉冲焊接不需要对工件进行预热处理,提高生产效率;3. 适用范围广:磁脉冲焊接可用于焊接不同类型的金属材料,如铝合金、钢铁等。

三、摩擦振动焊接摩擦振动焊接是一种利用摩擦热和机械振动产生焊接连接的技术。

摩擦振动焊接通过在接触面上施加振动力,使材料表面产生高温和高压,从而实现焊接。

摩擦振动焊接具有以下优势:1. 高强度连接:摩擦振动焊接可以形成均匀、紧密的焊缝,提高了焊接接头的强度;2. 节能环保:摩擦振动焊接过程不需要外部热源,节约能源并减少环境污染;3. 适应性强:摩擦振动焊接适用于多种金属材料的连接,如铝、镁、铜等。

总结:随着科技的不断发展,焊接领域出现了许多新的工艺和技术,如激光焊接、磁脉冲焊接和摩擦振动焊接。

这些新工艺和新技术在提高焊接精度、效率和强度方面具有重要意义,为各行各业的发展提供了新的可能性。

焊接新工艺、新技术简介

焊接新工艺、新技术简介

焊接新工艺、新技术简介(一) 焊接机器人焊接技术进步的突出的表现就是焊接过程由机械化向自动化、智能化和信息化发展。

智能焊接机器人的应用,是焊接过程高度自动化的重要标志。

焊接机器人突破了焊接自动化的传统方式,使小批量自动化生产成为可能。

焊接机器人大多为固定位置的手臂式机械,有示教型和智能型两种。

示教型机器人:通过示教,记忆焊接轨迹及焊接参数,并严格按照示教程序完成产品的焊接。

只需一次示教,机器人便可以精确地再现示教的每一步操作。

这类焊接机器人的应用较为广泛,适宜于大批量生产,用于流水线的固定工位上,其功能主要是示教再现,对环境变化的应变能力较差。

对于大型结构在工地上的小批量生产没有用武之地。

智能型机器人:可以根据简单的控制指令自动确定焊缝的起点、空间轨迹及有关参数,并能根据实际情况自动跟踪焊缝轨迹、调整焊炬姿态、调整焊接参数、控制焊接质量。

这是最先进的焊接机器人,具有灵巧、轻便、容易移动等特点,能适应不同结构、不同地点的焊接任务,目前实际应用很少,尚处在研究开发阶段。

焊接机器人中,点焊机器人占50%~60%,它由机器人本体、点焊系统和控制系统三大部分组成。

机器人本体的自由度为1~5个,控制系统分本体控制和焊接部分控制。

焊接系统主要包括:焊接控制器、焊钳和水、电气等辅助部分(水下焊接)。

(二)计算机软件的应用计算机软件系统在焊接领域中的应用主要有以下几个方面:1.计算机模拟技术包括模拟焊接热过程、焊接冶金过程、焊接应力和变形等。

焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等学科的复杂过程。

一旦焊接中的各个过程都实现了计算机模拟,就能够通过计算机系统来确定焊接各种结构和各种材料时的最佳设计方案、工艺方法和焊接参数。

传统上,焊接工艺总是要通过一系列的实验或根据经验来确定,以获得可靠而经济的焊接结构,计算机模拟只要通过少量验证试验证明数值方法在处理某一问题上的适用性,大量筛选工作即可由计算机完成,省去了大量的试验工作,从而大大节约了人力、物力和时间,在新的工程结构及新材料的焊接方面具有很重要的意义。

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第13章:焊接新技术及相关技术
电子束焊设备
KL -134 electron beam welding machine with “sliding” gun
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第13章:焊接新技术及相关技术
电子束焊设备
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第13章:焊接新技术及相关技术
电子束焊设备
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第13章:焊接新技术及相关技术
离焦量及其对焊缝的影响
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第13章: 焊接新技术及相关技术
(3) 焊接速度
Welding speed↑ →weld penetration ↓ Match with Power and Off-focus distance Off26
第13章: 焊接新技术及相关技术
Laser welding film:
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第13章:
焊接新技术及相关技术
MONOCHROMATIC
减少透镜的色散效应 △υ/υ,△λ/ λ,△υ~1Mhz-1GHz 原有单色性最好的氪86灯: △υ/υ=10-6 选模稳频的激光器: △υ/υ=10-10~10-13
Laser Beam
White Light
Red Yellow Green Blue Violet
EBW的真空是理想的纯化焊缝金属的 的真空是理想的纯化焊缝金属的 惰性保护气氛 . 电子束焊控制简单,易于实现焊接过程 电子束焊控制简单 易于实现焊接过程 的全自动化. 的全自动化
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第13章:焊接新技术及相关技术 焊接新技术及相关技术
真空电子束焊: 真空电子束焊 666 ×10-4Pa 低真空电子束焊: 低真空电子束焊 1-13Pa 非真空: 非真空 与氦同时进入大气中焊接
第13章: 焊接新技术及相关技术
1) 电子束焊接原理
从电子枪中产生的电子束在25~300kv的 的 从电子枪中产生的电子束在 加速电压下加速到0.3~0.7倍的光速,经过电 倍的光速, 加速电压下加速到 倍的光速 子枪中静电透镜和电磁透镜的作用, 子枪中静电透镜和电磁透镜的作用,形成的 功率密度很高的电子束流得到一个很小的焦 点。 当电子束流撞击置于真空或非真空的工件 表面时,电子的动能迅速转变为热能, 表面时,电子的动能迅速转变为热能,使金 属迅速熔化和蒸发,实现焊接过程. 属迅速熔化和蒸发,实现焊接过程
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第13章:焊接新技术及相关技术
Vacuum EBW system
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第13章:焊接新技术及相关技术
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第13章:焊接新技术及相关技术
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第13章:焊接新技术及相关技术
2)电子束焊接的特征
能量密度高, 能量密度高,电子束焊接时常用的加速电压范围 为30~150kV,电子束电流为 ,电子束电流为20~l000mA,电子束 , 焦点直径约为0.1~1mm,其功率密度可达 6W/ 焦点直径约为 ,其功率密度可达10 / cm2以上。焊缝尺寸与位置精确可控; 以上。焊缝尺寸与位置精确可控; 由于熔池窄小, 焊缝HAZ窄小 窄小; 由于熔池窄小 EBW 焊缝 窄小 焊缝金属具有优良的物理-力学性能 力学性能; 焊缝金属具有优良的物理 力学性能 变形小; 变形小 难焊金属,异种金属焊接的有效方法 难焊金属 异种金属焊接的有效方法. 异种金属焊接的有效方法 真空条件
一、激光焊接 Laser Beam Welding 1) 激光束
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
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第13章: 焊接新技术及相关技术 13章
(1)激光束性质 激光束性质 单色性--for Inspection & Com. 单色性 方向性---for Remote laser Processing 方向性 & Inspection 高亮度和能量密度
Laser Safety Training © Laser Institute of America
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第13章:
焊接新技术及相关技术
高方向性
激光束的方向性好亦即光线的发散度小, 激光束的方向性好亦即光线的发散度小, 是因为从谐振腔发出的只能是反射镜多次 反射后无法显著偏离谐振腔轴线的光波。 反射后无法显著偏离谐振腔轴线的光波。 θ ≈2.24λ/D 典型 θ ≈1mrad λ 可传播越长的距离, 方向性越好 → 可传播越长的距离,获得 越小的焦斑,越高的功率密度。 越小的焦斑,越高的功率密度。 工业激光器 θ =± 5 mrad
重点: 重点 1) 激光焊 2) 波控焊接 3) 搅拌摩擦焊 4) 机器人焊接 5) 热切割和喷涂
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第13章: 13章
焊接新技术及相关技术
I.
高能密束焊接
a) 高能密束作用于焊接件的连接处; 能密束作用于焊接件的连接处; b) 光-热转换提供焊接所需的热源; 热转换提供焊接所需的热源; 热转换提供焊接所需的热源
焊接新技术及相关技术
横模通常用如下符号TEMmnq标记。TEM表示横 标记。 横模通常用如下符号 表示横 电磁波, 代表光斑在 方向节线的数目, 代表 代表光斑在X方向节线的数目 电磁波,m代表光斑在 方向节线的数目,n代表 方向节线的数目, 代表在 方向节线的数目, 代表在z方向节线的数目 在y方向节线的数目,q代表在 方向节线的数目, 方向节线的数目 由于q值很大 一般可省略。如上图其中TEM00表 值很大, 由于 值很大,一般可省略。如上图其中 示在X, 方向都没有节线的光斑 称为基横模, 方向都没有节线的光斑, 示在 , y方向都没有节线的光斑,称为基横模, 简称基模 除基模以外的横模均称高阶横模 基模。 高阶横模。 简称基模。除基模以外的横模均称高阶横模。 TEMl0模代表 方向有一节线,y方向无节线; 模代表X方向有一节线 方向有一节线, 方向无节线 方向无节线; TEM02模代表 方向无节线,y方向有一节线; 模代表X方向无节线 方向无节线, 方向有一节线 方向有一节线; 模代表X, 方向各有一节线 依此类推, 方向各有一节线, TEM11模代表 ,Y方向各有一节线,依此类推, 均小于10。 一般 mn均小于 。 均小于
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第13章:焊接新技术及相关技术
Fig. The longitudinal and transverse macrosections of the weld closen region in electron beam welding of 150 mm thick steel. 34
第13章:焊接新技术及相关技术
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第13章:
焊接新技术及相关技术
高亮度
激光束也和其他光束一样, 激光束也和其他光束一样,可以通过凸镜或金属 反射镜加以聚焦。经聚焦后, 反射镜加以聚焦。经聚焦后,可以将激光的巨大 能量聚焦到直径为光波波长量级的光斑上, 能量聚焦到直径为光波波长量级的光斑上,形成 极高的能量密度,例如可产生106~1013W/cm2的 极高的能量密度,例如可产生 功率密度。 功率密度。
B=P/SΩ = Ω 太阳光的亮度: 太阳光的亮度: W/cm2.Sr 2×103 W/cm2.Sr ×
气体激光器的亮度: 气体激光器的亮度: 108 W/cm2Sr 固体激光器的亮度: 固体激光器的亮度: 1011 W/cm2Sr
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第13章: 13章
焊接新技术及相关技术
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第13章: 13章
焊接新技术及相关技术
Several TEM modes with Gaussian energy intensity.
Laser Beam Pattern
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焊接新技术及相关技术
2) 激光焊原理 (1) 激光传热焊
Energy Density less then 105W/cm2 The same as Fusion Welding.
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焊接新技术及相关技术
单色性
单色性常用比值∆ν ∆λ/λ来表征,其中ν 单色性常用比值∆ν / ν = ∆λ λ来表征,其中ν和λ 是辐射波的中心频率和波长, ∆λ是谱 线的线宽. 是辐射波的中心频率和波长, ∆ν 、∆λ是谱 线的线宽 ∆λ/λ比值为10 原有单色性最好的光源是氪86灯,其∆λ λ比值为 -6量 级。 激光器发出的全部光辐射只集中在很小的频率范 围内,其单色性很高。 围内,其单色性很高。因为工作粒子反转和激光振荡 只能发生在数目有限的高低能级之间, 只能发生在数目有限的高低能级之间,只有少数几个 振荡频率(不同的纵模 能维持振荡, 不同的纵模)能维持振荡 振荡频率 不同的纵模 能维持振荡,并且每个振荡频 率的振荡宽度远比整个荧光谱线宽度小得多。 率的振荡宽度远比整个荧光谱线宽度小得多。用选模 技术可使激光器实现单频振荡, 技术可使激光器实现单频振荡,稳频激光器的输出单 色性∆ν 达到10 量级, 色性∆ν / ν达到 -10--10-13量级,比氪86灯的单色性要 高几万到几千万倍。 高几万到几千万倍。
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3) 激光焊技术
激光焊工艺参数: 激光焊工艺参数 (1) 能量密度 激光功率→能量密度 能量密度→焊接熔深 激光功率 能量密度 焊接熔深 . For CO2 Gas Laser welding: 焊缝深度(in 激光功率(in 焊缝深度 mm) ≈激光功率 激光功率 kilowatt)
(2)激光束模式 激光束模式
★ YAG (yttrium aluminum garnet)Solid Laser; CO2 Gas Laser; Fiber Laser etc ★ Pulsed & Continueced 横模--横模--- 沿垂直传播方向的横截面内的光场分 布 TEMmn.
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第13章:
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