焊接前沿技术

姜峰

【摘  要】现在我国生产制造业中应用最为广泛的焊接前沿技术主要包括搅拌摩擦焊、激光焊以及电子束焊等，而且这些新型焊接技术以在核工业、汽车、航天等关键领域的应用为主。近年来，随着社会发展、产业升级以及技术进步，这些焊接前沿技术势必会在普通工业行业中的到广泛推广和应用。但是因为这些高新技术在工业生产中的应用成本较高，因此，就要求这些技术能够具备较强的信息化和集成化能力，以达到节约人工成本，降低企业总投资的目的。如此可以对焊接先进技术的使用空间进行有效拓展，为其日后在各行各业中的广泛应用提供便利，且可以降低制造成本，提升产品竞争力。

【关键词】焊接技术;前言技术;搅拌摩擦焊;激光焊;电子束焊

焊接技术的应用的有效性是通过加压、加热或者两者并用的方式实现的，应用焊接技术可以实现同种材料或异种材料的不同工件之间的连接。焊接技术不仅可以用于金属材料的连接，还可以用在塑料、陶瓷等非金属材料的连接中。当前国际制造业中所应用的焊接工艺有数十种之多，可以按照焊缝的成型机理，将焊接工艺分成钎焊、压焊、熔化焊三大类[1]。其中，焊接前沿技术主要在智能化、自动化、特殊结构和难焊材料等方面有突出表现。

一、焊接前沿技术应用领域

（一）汽车制造领域

在汽车制造业中焊接技术的应用范围较广，而当前属于焊接前言技术之一的电子束焊技术主要应用在汽车汽缸、行星齿轮框架、发动机、离合器、变速箱齿轮、发动机增压器涡轮以及后轿等部件的焊接处理中。在焊接过程中可以冷作硬化或者热处理强化的材料，在接头部位的力学性能不发生变化。同时，电子束焊技术可以用于靠近热敏元件的焊件、需要保持真空度的密封件以及精密度高且形状复杂的零部件焊接中，而且也可以应用于同时进行两层或两层以上焊件的连接处理中，这种多层焊件中，每层间隔长度可以为几十毫米。

在汽车制造业中，激光焊技术主要应用于零部件焊接、框架结构以及车身拼焊中[2]。拼焊就是在对车身进行设计和制造的时候，结合车身性能要求的不同以及设计要求的差异，所选择的钢板规格是不同的，在此过程中使用激光裁剪和拼装技术能够实现车身某一部位的制造。激光拼焊技术的应用汽车制造中具有许多优势，如减少电焊数量、减少模具数量、减少零件数量等，同时可以减少零件重量，并对材料用量进行优化，减少生产成本，而且能夠提高汽车制造精度和车体刚度。零部件焊接采用激光焊技术，不仅焊接速度快，而且无焊接变形问题发生，可以免除焊后热处理步骤，提高生产效率，这项技术已经在汽车保险杠、车闸以及变速器齿轮生产制造中得到广泛应用[3]。

现在，搅拌摩擦焊已经广泛应用在汽车轮毂、汽车发动机引擎、汽车液压成型管附件、汽车地方车身支架等等制作焊接工作中。

（二）在航空领域中的应用

现在，这几项焊接前言技术在各国航空航天、飞机制造等领域的应用都比较广泛。特别是在飞机制造领域中，先进焊接技术作为未来飞机制作的重要连接手段，必将代替铆接技术成为主要发展趋势。首先在航空航天制造材料的革新方面，环境相容性高、复合化、多功能、高性能的材料必将成为航空材料的发展趋势。随着科学技术的不断发展和创新，对航空航天器材等使用要求也将越来越高，航空设备主体以及发动机材料经过不断革新和发展，已经步入复合材料应用阶段。因此，航空航天制造中应用的焊接技术也呈现多元化趋势。在喷气发动机所有零部件中焊接结构件所占比例在50%以上，在发动机制造总工作量中，焊接工作已经达到10%左右[4]。

在航空航天制造业中，尤其是在飞行器结构和武器装备制造过程中激光焊技术的应用范围越来越广泛，如航空涡轮发动动机叶片的修复、飞机机身附件的装配、蒙皮与长衍的焊接等等，且激光焊技术有逐渐取代铆接技术的趋势。

电子束焊技术作为精密焊接工艺的一种，在航空航天工业以及其他工业的零部件加工中应用范围较广，如飞机腹鳍、飞机起落架、飞机发动机转子部件等焊接中。目前，这项焊接技术已经成为大型飞机制作企业的标准配置，是对飞机制造水平进行衡量的标尺，也是飞机主、次承力结构在制作过程中必选技术之一。

在航空航天制造业中搅拌摩擦焊的应用主要包括以下几方面：熔焊接构件的修理、飞机油箱、尾翼、机翼等部件的焊接。

从上述内容中可以看出，在航空航天制造业中新焊接技术、新材料的应将成为日后主流发展趋势。

二、焊接前沿技术的发展趋势

（一）集成化

当前国际制作业中所应用的焊接前沿技术一般都具备独立运行特性，很少同其他焊接技术配合使用。这种现象在未来发展中将逐渐扭转。虽然焊接前沿技术在实际应用中具有运行复杂、设备庞大等特征，但是，通过何种方式加强其与其他焊接技术的配合，如焊接检测技术、普通焊接技术、表面处理技术等等，如此可以有效提高生产效率以及拓展该项技术与设备的应用空间[5]。

（二）小型化

近年来，随着科学技术的不断创新和发展，工业生产已经实现技术融合，那些在制造过程中应用的体型庞大的设备为适应普通生产要需求将不断向小型化方向发展。同时，还可以在相同的工作要求下，进行设备精简，降低生产成本，实现优质、高效焊接技术在小型企业中的广泛应用。激光辅助搅拌摩擦焊技术就是在激光焊接技术辅助下，提高搅拌摩擦焊技术的应用效率和精密性，增强整体使用效果。还可以实现用同一设备进行不同材料的加工，在很大程度上扩大了设备的应用范围。同时，还可以对现有焊接技术进行嫁接，已达到提高应用效果的目的。

（三）信息化

整个制造业可以通过共同进行一套专业数据库的研发，形成行业标准。可以根据各种工艺和材料要求，从数据库中调取不同的参数，具体可以分为焊前处理、焊接参数、焊接检测、焊后处理等四个阶段。可以让我国工业水平整体提高，实现产业升级。

结束语

综上所述，在制造业发展过程中焊接技术在其中占有重要地位，焊接技术的不断创新和发展，可以对制造业的发展起到促进作用。因此，结合当前我国制造业发展现状以及焊接技术特征，不断创新焊接技术，提高焊接技术水平，以期为我国制造业创造更广阔的发展前景。

参考文献：

[1]禹兴涛，张金涛，伏春平.对高强钢焊接前沿技术探索[J].科学技术创新，2015（34）：101-101.

[2]张维官，周晟宇.KUKA：引领焊接前沿新技术——访库卡机器人（上海）有限公司销售总监华臻[J].金属加工：热加工，2017，000（014）：32-33.

[3]李军.压力容器制造中的焊接新技术及质量控制[J].消费导刊，2017，000（033）：218.

[4]高世鹰.自动控制技术在焊接工程中的创新性应用[J].科技创新导报，2015（1）：61-61.

[5]党杰，李建国，陈镇，等.高能束流焊接技术及应用[J].石油化工设备，2017（03）：45-51.

（作者单位：衡阳技师学院）