研究现代焊接技术发展的现状及展望 姜辉

研究现代焊接技术发展的现状及展望姜辉

发表时间：2019-07-23T15:05:46.747Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：姜辉

[导读] 摘要：现阶段的焊接技术被广泛的运用在各个领域，并且所涉及到的材料焊接不再是简单的钢结构焊接，开始朝着多样化的方向发展。

湖南三一中阳机械有限公司 413000

摘要：现阶段的焊接技术被广泛的运用在各个领域，并且所涉及到的材料焊接不再是简单的钢结构焊接，开始朝着多样化的方向发展。而在其发展的过程中，人们逐渐发现现代的焊接技术所呈现出来的发展趋势十分复杂，而且能够综合的运用在多个领域当中，所产生的效益也会不断增加。尤其是在采用了较为先进的激光以及电子束焊等技术，能够在多个领域当中针对多种材料发挥最为切实的焊接功能。现代焊接技术在发展的过程中，已衍生出了异种材料的焊接技术，并且能够在产品形状的设计方面进行一定的功能拓展和方法上的创新，使得整个焊接领域得到了全面性的优化，能够被人们所认可和支持。

关键词：焊接技术；发展现状；展望

1现代焊接技术发展的现状

1.1焊接工艺上的全面优化

现代的焊接技术，所选择的主要目标是实现焊接的高速度、高质量，而国内外的焊接技术领域也纷纷在多个领域对焊接技术进行了一定的研究，其中包括对焊接技术的多弧焊接技术、多元化气体保护技术、活性化焊接技术，并且都取得了一定的突破和成效。首先在多弧焊接技术的优化方面，日本、德国等许多的公司都进行了多根焊丝配备多个电源的实验研究，并针对这部分工艺进行了全面的拓展和延伸，尤其在提高焊接的速度方面取得了相当可观的成果。其次，在数字化焊接方面，当代的焊接领域涌现出的功能相当强大的数字处理信息系统，即DPS，并且推出了全新的数字化焊接电源系统，而国际上的公司也纷纷按照这个思路，进行了数字化处理焊接电源的创新生产，最后进入了中国市场。

1.2焊接的总体质量

对于现代的焊接技术而言，其最为明显的焊接效果在于它能够合理的对焊缝进行跟踪，进而全面保障自动焊接具有相当高的质量。而其在焊缝的移动跟踪方面，所采用的技术以及取得的成果都相当多。同时，其在熔滴的过度控制上，由于焊接的电源控制所采用的数字化技术有了切实的发展，并且焊接领域也运用了一些较为先进的电子元件，使得焊接质量控制达到了全新的高度。

2现代焊接技术要点

2.1激光焊

激光焊（LaserWelding）属于熔化焊的一种先进焊接技术，借助激光的高效能对焊接位置进行快速升温，熔化焊接材料形成致密、高强度焊缝，已经成功应用在汽车、能源和电子等领域。与传统焊接技术相比，其在焊接精度、效率、可靠性、自动化程度以及焊接变形量控制等方面具有综合优势。

尽管激光焊对于焊接材料和产品结构的要求较高，但是在高反射率的铝合金焊接上也取得了长足的发展，如铝合金的激光-GMA复合焊、激光填丝焊、双束激光焊和激光辅助搅拌摩擦焊。此外，电子封装行业铝合金盒体的密封要求高，而且受产品材料、结构和装配工序等条件限制，常规焊接方法和设备无法完成，激光焊凭借自身显著的特点实现了盒体的密封。

2.2搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊（Frictionstirwelding）是固相焊接的典型代表，是由英国焊接研究所（TWI）在1991年发明的一项最具革命性的新型材料连接方式。该技术已经应用在国内外的航空航天、船舶制造、轨道交通、冷板散热等众多领域。

搅拌摩擦焊是一项焊接工件不需要熔化的固相连接技术。焊接过程中，搅拌头高速旋转，在压力作用下旋入焊接工件内部，然后通过机械传动沿着焊接位置进行移动实施焊接。高速旋转的搅拌头与工件之间的摩擦，产生的大量摩擦热使得工件的焊接位置处的金属达到热塑性状态（未熔化），并被挤压在一起，随着热量的降低形成新的连接。

搅拌摩擦焊接过程中热输入较少，工件温度低，无烟尘、飞溅，结构变形小，可以焊接所有系列的铝合金材料，是一项绿色环保的焊接技术。由于在整个焊接过程中，工件不熔化，成型的焊缝不存在裂纹和气孔等缺陷，接头的强度显著提高，大大降低了产品在工程使用中的安全隐患。

2.3扩散焊

扩散焊（Diffusionwelding）是一种精密的固相焊接技术，它是指在不高于母材熔点的温度和不致引起母材产生宏观变形的压力作用下，使相互接触的两零件表面发生微观塑性变形，实现紧密的物理接触，并通过表层原子相互扩散和再结晶而实现冶金结合的过程。扩散焊特别适合异种金属材料、耐热合金和陶瓷、金属间化合物、复合材料等新材料的接合，尤其是对熔焊方法难以焊接的材料，扩散焊具有明显的优势，日益引起人们的重视。

扩散焊特别适用于要求真空密封，要求接头与母材等强度，要求无变形的小零件。它是制造真空密封、耐热、耐振和不变形接头的唯一方法，因此在工业生产中得到广泛的应用。在电真空设备中金属与非金属的焊接，切削刀具中硬质合金、陶瓷、高速钢与碳钢的焊接，都有采用扩散焊接的方法。

2.4真空钎焊

钎焊是不同于熔化焊和固相焊接的第三类焊接方法。钎焊技术是在加热条件下，利用钎料熔化后的浸润性实现工件（不熔化）间的连接。其中，真空钎焊技术（Vacuumbrazing）已成为一种极有发展前途的焊接技术。

真空钎焊最早出现在电子工业上钎焊铜和不锈钢的零件，后来又应用到航空工业、原子能工业，在1959年开始应用到制造不锈钢的板翅式换热器上。现在，被广泛应用于空气分离设备、石油化工设备、工程机械、车、船和家电等工业部门的板翅式换热器和冷却器中。 3现代焊接技术未来发展的主要趋势

3.1 自动化，智能化

从现阶段的焊接技术的发展情况来看，焊接技术在实际应用过程中与现代制造技术、焊接自动化、焊接科学与工程等各项内容进行合理融合。现阶段，我国焊接工艺自动化率较低，焊接生产机械化及自动化水平都较低，但是，在实际作业过程中，在学习基础上，对现代

自动化技术进行合理嫁接改造，通常可以实现突破。近几年，我国在焊接生产自动化、研究焊接生产线、过程中控制智能化等多个方面都取得了显著进步。计算机技术、人工智能、控制理论等都为焊机过程中自动化的实现提供强有力的基础，并且也合理地渗透到了焊机领域中，从实际情况来看，也取得了不错的成果，焊接过程中自动化已经成为了焊机技术在应用与发展过程中的一项要点。焊接过程中控制系统的智能化是焊接自动化的核心，同时也是人们在对焊接技术进行研究的主要方向。

3.2 加强对热源的研究

焊接热源应当具有以下特点：能量密度高度集中、可以快速完成焊接、确保焊缝具有较高质量、焊接热影响区小。现阶段，焊接热源十分丰富，常见的焊接热源有化学热、电弧焊、高频高应热、电子束等。人们对焊机技术的应用与研究过程中，始终都未停止对焊接热源的研究，焊接新热源开发将推动焊接工艺发展，促进新焊接方法产生，每出现一种新热源，都伴随着一批新焊接方法。焊接应用与发展过程中，对现有热源进行改善，对现有热源的开发，应从更加便利、经济方面入手。改善原有热源，在提高效率方面可以扩大激光器能量，对电子束能量进行合理应用，对焊机的性能进行改善，使能量的利用率得到进一步提高，开拓新的更高能量密度的热源，例如将激光添加到电子束中，就是一种不错的方法。

结论

现代焊接技术对于工业发展的重要性不言而喻。近几年，越来越多的科学家和研究学者在工作中都将重点放在焊接新材料的研究上，这对于现阶段我国焊接行业的整体发展现状十分重要，同时也会促进我国焊接行业的发展。

参考文献：

[1]张雪飞，路芳宇.现代焊接技术中的电子束焊接技术[J].科技创新与应用，2017（36）：45+47.

[2]张广军，李永哲.工业4.0语义下智能焊接技术发展综述[J].航空制造技术，2016（11）：28-33.