浅析高效焊接技术研究现状和进展

2014-12-24李兵

山东工业技术 2014年21期

李兵

（沈阳职业技术学院,沈阳 110000）

0 引言

在工业生产的过程中，焊接技术对工业的生产效率起着非常重要的作用。因此，在工业生产的过程中，要积极根据工业生产焊接的需要，选择合适的高校焊接，提高工业生产的效率。在厚板的焊接中，可以选用高熔敷效率焊接，以减少焊接材料熔化所需要的时间，加快熔化的速度。在薄板焊接中，可以选用高速焊接，以提高焊接的速度。

1 高熔敷效率焊接

是高熔敷效率焊接主要代表工艺，其由Transfcrred Ionized Molten Energy Process这几个单词字头的缩写命名[1]。它主要通过增大送丝的速度，提高焊丝熔敷的效率，改善焊接的质量。

T.I.M.E.焊接工艺最早在上个世纪八十年年代应用于加拿大和日本，而在1990年首次被介绍到欧洲[2]。目前，这种工艺已广泛应用于钢结构工程、造船业、机械工程以及汽车制造业。T.I.M.E.焊接工艺主要采用四元保护气（O2、CO2、He、Ar四种气体），He气体所占的比例约为25%，同时，由于He气体的成本较高，所以各国在研究和使用T.I.M.E.焊接工艺的过程中，根据具体的使用情况，开发出了基于三元和二元保护气体的T.I.M.E.替代焊接工艺。瑞典AGA公司开发出了RAPID MELT，MISON8保护气体：+8%CO2+0.03%NO+Ar平衡，这种红衣可以有效提高射流过度的熔敷效率。而德国林德公司的开发出的LINFAST，主要保护气体为30%He+10%CO2或者25%He+3.1%O2，这种工艺技术能够使焊接电弧的挺直度得到有效提高，电弧得到收缩，加大熔深，与此同时还可以对焊接的金属进行清洁。

2 高速焊接

2.1 多丝埋弧焊

当前，工业生产使用较多的是多丝埋弧焊工艺[3]。与此同时，在传统的多丝埋弧焊工艺中，通过应用十分精细的金属粉末，能够使电弧能量的应用效率得到极大的提高，减少金属粉末的浪费，提高熔敷效率并且可以改善焊接接头的力学性能。然而，由于金属粉末过于精细，很容易在保护气流的吹动下飘走，所以这种焊接方法一般不会应用在熔化极气体保护焊。除此之外，精细金属粉末以及导电嘴的加工制作工艺较难，而且成本好特别高，实用的价值和意义不高。正是因为多丝埋弧焊工艺存在着问题，因此，可以在传统埋弧焊工艺的基础上，增加送丝机构，把其他的焊丝通过预热的电源加热到接近熔化状态时，均匀送入埋弧自动焊所形成的熔池里面。

2.2 多丝明弧焊

在最传统的多丝明弧焊工艺中，通常都是使用熔化极填丝方法，一般都是气体保护焊加加热丝或者冷丝，然后在通过熔池的能量或者电弧来熔化焊丝，进而提高熔敷的效率。附加焊丝的熔化可以有效降低熔池的温度，这就使得在电流量较大的情况下，仍然有充分的金属处在电弧的下方，从而避免过多的气体进入到熔池，产生焊缝起皱问题。

当今工业生产应用最为广泛的双弧焊接工艺，其主要代表公司有德国的CLOOS公司和奥地利Fronius公司的TANDEM焊接。德国CLOOS公司的Tandem双丝焊接系统是由两台送丝机、一把焊枪以及两台焊机所组成的，能够和焊接机器人或者自动化专机相互配套使用。送丝机利用送丝管把焊丝送入焊枪的独立导电嘴中。然后在双电弧中被熔化。而奥地利Fronius公司所开发的最新GMA焊接系统，这个系统采用了两套送丝系统和电源。焊接的电流和送焊丝的速度以及电话的电压与短路的相对时序关系都能够进行分开控制，进而有效提高焊接的速度。

3 其他的高效焊接方法

英国的W.Steen早在上个世纪70年代后期就提出了激光电弧复合焊[4]。激光复合焊可以把能量传输机制和物理性质这两种完全不一样的热能源复合在一起，同时作用于同一个焊接的位置，这不仅可以充分发挥这两种热源的优势，又可以使这两种热源互相弥补两者之间的不足，从而形成了一种十分高效的热源。在激光复合高效焊的焊接方法中，主要有双激光束焊接。这种焊接方法主要是采用峰值功率较高的脉冲激光以及连续光速，对焊机的工件进行复合焊接。这种焊接方法可以让等离子体云变得特别小，甚至是消失。由于这种焊机工艺岁激光的厮守和散射相对较小，而工件所吸收能量的效率也相对较高，从而极大焊接的熔深，提高焊接的能力。