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引言
隨著現代科學技術的發展,各種新材料、新技術不斷涌現,為各個行業和領域提供新的技術方法和支持,焊接技術在建筑領域已經應用了近百年,在建筑中發揮著重要的作用,目前,我國在建筑鋼結構的許多技術領域中,已經處于世界領先水平現如今,鋼結構建筑在我國隨處可見,高層樓房建筑,工業廠房,公共建筑以及橋梁建筑都普遍采用鋼結構,但是,建筑鋼結構在應用上也存在著很多問題,需要我們注意并解決"焊接技術的水平直接影響著建筑鋼結構的質量和結構,因此,研究建筑鋼結構焊接技術的發展現狀和發展趨勢,對于提高建筑鋼結構焊接技術有著重要的意義。
1建筑鋼結構焊接技術發展現狀
目前,建筑鋼結構在我國建筑中觀法采用,主要適用于工業廠房,倉庫,碼頭,高層住宅,公共建設等建筑中,很多制造鋼結構的企業也在不斷提高生產技術和生產質量,紛紛采用高科技技術對鋼結構的生產制造進行有效管理,但是,建筑鋼結構生產企業普遍存在著焊接水平不高,自動化水平較低,生產技術還有待提高。
2.1建筑鋼結構焊接技術和焊接材料的發展
近幾十年來,由于建筑鋼結構具有結構穩定!使用壽命長,生產效率高,節能環保等優點被普遍應用于廠房,電站,橋梁,樓房和超高建筑之中,鋼結構的焊接技術也經歷不斷的發展和進步,20世紀40年代,焊條電弧焊引入建筑鋼結構焊接之中,50年代中期埋弧焊接技術又成為鋼結構的主要焊接技術,20世紀70年代又出現了實芯焊絲和藥芯焊絲氣體保護焊,螺栓焊,熔嘴電渣焊等新的焊接技術。這些焊接技術的發展為現代建筑鋼結構的焊接提供了技術支持,尤其是氣體保護焊在建筑鋼結構中的使用,極大地提高焊接的生產效率,縮短了工期,創造了更好的經濟效益。但是,建筑鋼結構的焊接并不是只采用一種焊接技術來進行,要根據鋼結構采用的鋼原料和焊接材料的不同采用不同的焊接技術和焊接工藝,在建筑鋼結構焊接過程中,選用的焊接材料和鋼原料在硬度和韌性方面要匹配,并根據不同的強度和韌性選擇不同的焊接技術。
2.2焊接設備的生產和應用
進行建筑鋼結構焊接就不得不考慮焊接設備的選用,目前,在進行鋼結構焊接時采用的設備都是外國生產制造的,國內生產的大多數焊接電源設備無論在技術特性還是自動化程度都遠遠落后于外國。自80年代初鋼結構制造企業引進外國成套的鋼結構制造設備以來,國內很多企業都在積極研究生產屬于自己的鋼結構生產設備,我國生產屬于自己的高科技的鋼結構焊接設備指日可待。
2.3焊接技術工作者的培養
在我國建筑行業蓬勃發展的今天,建筑鋼結構所需要的焊接技術工作者也在與日俱增,也就難免會出現魚龍混雜的情況。建筑鋼結構的焊接技術有很強的專業性和復雜性,要求焊接人員有很強的技術性。雖然我國的焊接工作者很多,相應的焊接工作也能夠得以順利完成,但缺少真正優秀的焊接技術人員。因為建筑行業在我國的發展時間有限,所以與其他發達國家比起來,我國的焊接技術人員的培養、考核、認證制度還不夠完善,管理和認證方式比較混亂,不能準確保持焊接人員的技術水平,也就使鋼結構焊接存在著安全隱患和質量沒有保證,不利于我國建筑鋼結構焊接水平的整體提高。
2、建筑鋼結構焊接技術發展趨勢
隨著工業化進程的發展和科學技術的不斷飛躍,建筑鋼結構的焊接技術也會產生質的飛躍"近些年來,不管是外國還是中國,很多人都在積極研究建筑鋼結構的焊接技術,不斷推進技術創新和技術改進,使建筑鋼結構焊接技術更適合建筑鋼結構的生產制造,提高生產效率和質量安全水平,努力實現焊接技術整體質量的飛躍。
2.1建筑鋼結構焊接與切割工藝的創新
建筑鋼結構具有空間大,跨度高并且綠色環保的優勢得到迅速發展和廣泛應用,作為連接鋼結構的重要技術,焊接技術是發揮鋼結構功能和作用的最重要基礎,在建筑鋼結構焊接與切割工藝上,不斷創新的技術層出不窮,在鋼結構的切割和焊接上,智能切割和智能焊接設備正在研究制造之中,采用智慧的焊接方式和切割方式,可以減少原材料的浪費,并能有效提高焊接質量,為制造質量更好和安全性能更強的建筑鋼結構提供了可能。
2.2自動焊接技術的應用
目前,世界工業發達國家已經開始采用自動焊接技術來進行建筑鋼結構的焊接,大大提高了整個建筑鋼結構的強度和質量,并提高了建造效率,節省了工期"在我國,自動焊接技術而在不斷被我國建筑鋼結構生產企業所采用,建筑焊接結構可以實現大型化,重型化和高精度方向發展,自動化焊接技術對于焊接技術人員的技術水平要求較低,并且具有焊接質量高,焊縫美觀實用,焊接效率高等特點,因此,自動焊接技術在建筑鋼結構中會普遍采用。
2.2焊接技術人員素質的提高
隨著建筑鋼結構焊接技術的發展,對焊接技術人員的整體素質要求和技術水平要求不斷提高,21世紀是一個知識的時代,人的整體能力的提高是社會的發展趨勢,社會會更加注重各類人才綜合素質的提高"因此,未來的局勢要求各類從業人員不斷提高自己知識水平,提高數字化技術水平,將自己所學到的知識應用于焊接工作中。
完善的制度和規范是對行業持續健康發展的保障,鋼結構焊接工作者作為一種高技術工種,其資格認證的體系不嚴格,全國性統一的資格考試所包括的行業和領域較窄,缺乏統一專業的劃分,不能很好的適用于現如今的建筑鋼結構焊接行業,所以應建立完善的焊接工作者的考試資格認證系統。
結語
我國建筑行業雖然起點較低,相應的科學技術和專業的設備技能不夠完善,但在近半個世紀的發展與學習中,不斷的縮小與發達國家之間的差距,在某些技術上甚至已處于世界領先水平。但也需要清醒的認識到,我國建筑行業的基礎和技術能力方面存在的不足,健全和完善焊接技術工作人員的培養考核制度,努力學習發達國家先進的焊接技術和理念,同時研究和發展具有自主知識產權的先進焊接技術,提高我國建筑行業的整體水平。
目前的社會發展中,焊接技術越來越受到人們的關注與重視,已成為整個工程中值得我們關注與重視的話題。尤其是在新世紀以來,隨著信息技術、自動化控制技術和管理技術的不斷應用,焊接技術也得到了人們的關注與重視,成為現代化社會發展中最受人們關注和青睞的一個話題。高能束流焊接技術作為目前焊接工作中最為常見的一種新型技術措施和技術方法,在社會發展的現階段越來越受到人們的關注與重視。
一、高能束流焊接技術概述
高能束流加工技術是目前焊接工程中最為常見的一部分,其在應用的過程中包含了各種以激光束、電子束、離子弧等人員結構為主的綜合性結構材料和工作模式,也是現代化機械加工制造領域中最為常見的一種生產模式和工作體系。在現代化機械制造的工程中,高能束流焊(或高能密度焊)是指焊接功率密度比通常的氬弧焊(TIG、MIG)或CO2氣體保護焊高的一類焊接方法。嚴格地講,焊接能量和焊接功率密度是2個不同的概念,但二者具有相關性。習慣上,高能密度焊常被認為是高功率密度焊(功率密度大于105W/cm2),如電子束焊、激光焊、等離子弧焊等。
二、我國焊接技術現狀與高能束流焊接的應用領域
1、我國焊接技術現狀
在目前的社會發展中,我國逐漸實現了焊接新技術發展要求。自從上個世紀八十年代起,我國工作人員就逐漸開始將信息技術應用在焊接行業之中,也促使了焊接系統化和新技術的實現。在現代化社會發展中,各種工程技術和先進理論的不斷實現為新技術的發展提供了理論依據,也為工程項目的全部處理與總結提供了相關的理論依據和技術支持平臺。尤其是在近年來,隨著計算機應用技術的日益普及和廣泛,其為焊接工藝、焊接跟蹤和焊接技術方面提出了全面系統的檢測標準和基礎平臺,也為現代化社會的發展提供了良好的歷史依據和理論平臺,成為現代化社會發展中一項不可缺少的部分,更是目前國際水平和國家評獎制度的核心環節。
就目前現代化社會發展而言,國內自上個世紀八十年代就開始選用了焊接熱彈塑性理論的研究,尤其是在新世紀以來,隨著各種新技術、新概念和新理論的出現,使得我們在工作的過程中從多個方面都實現了研究要求和基礎動力模式,就目前的管理和完善處置提出了系統而又全面的工作標準,也促使了計算機和新技術在焊接行業的應用成為可能。
2、當前高能束流焊接技術應用領域
當前高能束流焊接被關注的主要領域是:
⑴高能束流設備的大型化—功率大型化及可加工零件(乃至零件集成)的大型化。⑵新型設備的研制,諸如,脈沖工作方式以及短波長激光器等。⑶設備的智能化以及加工的柔性化。⑷束流品質的提高及診斷。⑸束流、工件、工藝介質相互作用機制的研究。(6)新材料的焊接
三、關于電子束焊接和等離子弧焊接的最新進展
國外電子束焊接發展可歸結為:超高能密度裝置研制、設備智能化柔性化、電子束流特性診斷、束流與物質作用機制研究以及非真空電子束焊設備及工藝的研究等。
在日本,加速電壓600kV、功率300kW的超高壓電子束焊機已問世,一次可焊200mm的不銹鋼,深寬比達70∶1。
日、俄、德開展了雙槍及填絲電子束焊技術的研究。在對大厚度板第一次焊接的基礎上,通過第二次填絲來彌補頂部下凹或咬邊缺陷;日本采用雙搶實現了薄板的超高速焊接,反面無飛濺,成形良好。
四、我國高能束流焊接現狀
在國內,高能束流焊接越來越引起更多相關人士諸如焊接、物理、激光、材料、機床、計算機等工作者的關注。國內在設備水平上,與國外有一定差距,但在工藝研究上,水平則較為接近,甚至在某些方面還有自己的特色。
1、激光焊接
在設備生產與研究上,主要有華工的氣體激光加工國家工程中心、電子部11所的固體激光加工國家工程中心、中國大恒激光工程公司、上海團結百超數控激光設備有限公司等,主要生產千瓦級的CO2激光設備和1千瓦以下的固體YAG激光設備。
國內對激光焊接研究主要集中在激光焊接等離子體形成機理、特性分析、檢測、控制、深熔激光焊接模擬、激光—電弧復合熱源的應用、激光堆焊、超級鋼焊接、水下激光焊接、寬板激光拼焊(Tailored Blank Laser Welding)、填絲激光焊、鋁合金激光焊、激光切割質量控制等。從事激光焊接研究比較多的主要有華中理工大學、國家產學研激光技術中心、清華大學、哈爾濱焊接研究所、北京航空工藝研究所、哈爾濱工業大學、西北工業大學等。
2、電子束焊接
我國自行研制電子束焊機始于60年代,至今已研制生產出不同類型和功能的電子束焊機上百臺,并形成了一支研制生產的技術隊伍,能為國內市場提供小功率的電子束焊機。
近年來,出現了關鍵部件(電子槍,高壓電源等)引進、其它部件國內配套的引進方式,這種方式的優點是:設備既保持了較高的技術水平,又能大大降低成本,同時還能對用戶提供較完善的售后服務。北京航空工藝研究所以此方式為某航空廠實施設備的總體設計和總成,實現了某重要構件的真空電子束焊接;桂林電器科學研究所也通過這種方式開發了HDG(Z)-6型雙金屬帶材高壓電子束連續自動焊接生產線,該機加速電壓120kV、束流0~50mA、電子束功率6kW,帶材運行速度0~15m/min,從而使我國擠身于世界上能生產這種生產線的幾個國家之一。北京中科電氣高技術公司近期為上海通用汽車公司研制成功自動變速車液力扭變器渦輪組件電子束焊機,70s內可完成兩條端面圓焊縫的焊接,并已投入商業化生產。
目前,以科學院電工所的EBW系列為代表的汽車齒輪專用電子束焊機占據了國內汽車齒輪電子束焊接的主要市場份額;我國的中小功率電子束焊機已接近或趕上國外同類產品的先進水平,而價格僅為國外同類產品的1/4左右,有明顯的性能價格比優勢。
中圖分類號:U671.8 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)32-0007-01
隨著社會經濟的快速發展,焊接技術也隨之不斷的創新與改革,這不僅有利于我國社會經濟的快速發展,還有效的促進我國制造行業的快速發展,在我國現階段,人們為了推動制造行業的發展,將許多先進的技術應用到制造行業中,焊接技術是制造行業應用較為廣泛的技術,所以,本文就焊機技術的現狀及未來的發展趨勢進行分析與研究,以促進焊接技術在制造行業中快速發展。
1 我國當前焊接技術的發展現狀
在我國現階段,隨著社會經濟的快速發展,人們的生活水平在不斷的提高,我國城市建設及社會發展的主要材料之一就是鋼結構材料,人們對鋼結構的材料質量要求也在不斷的提高,因此在對鋼結構進行加工的時候,對鋼結構焊接技術要進行嚴格的控制,使之達到鋼結構工程設計的相關規定。但是隨著電子信息時代的快速發展,焊接加工技術被廣泛的應用到各個行業中,從而有效的實現了焊接技術的自動化,這不僅加快了焊接技術的快速發展,而且更有效的提高了焊接的施工質量。在現階段,焊接技術已經廣泛的被應用到各個行業中,并且還充分的利用計算機技術對焊接過程中存在的應力變形及相關的問題進行控制。目前,人們已經對焊接技術創新進行了全面的分析與研究,以促進我國焊接技術的快速發展。
2 我國焊接技術的發展特點
焊接技術是一項綜合性很強的工藝技術,焊接技術的發展與現代科技發展相輔相成,近二三十年焊接技術在我國得到了快速的發展,各種焊接技術不斷的增多,真空、紅外線、等離子物理、電子束、聲學微、電子、超聲等現代化科技技術在焊接技術方面得到了廣泛的應用。焊接新技術不僅促進了焊接技術的快速發展,也奠定了焊接技術在制造行業的地位,并且有效的擴大了焊接技術的應用范圍。
在我國現階段,機械制造行業以及其他產業的主要制造技術就是焊接技術,焊接技術廣泛的應用于家用電器、輕工紡織、部件、海洋工程、機車、汽車、船舶、特種設備、橋梁、建筑、礦山、冶金、煤炭、石化、航空航天、核能及電站等我國社會經濟的各個行業中。焊接技術中滲透著現代化的科學技術,有效地促進了我國焊接技術的快速發展。
3 現代工業常用的高效焊接方法
3.1 氣體保護焊
一般以氣體作為電弧的媒介,并且保護焊接區及電弧的電弧焊就是氣體保護焊,依據氣體保護焊焊接效果的不同,分為非熔化極(鎢極)惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊。
3.2 電阻焊
在兩電極之間壓緊被焊接的焊件,并對其加以電流,使電流流經被焊接的焊件接觸面以及焊件臨近區域產生的電阻熱效應將其加熱至塑性狀態或者融化,使焊件形成金屬結合的一種方法叫做電阻焊。電阻焊一般廣泛的應用于航空航天、汽車、家用電器及電子等行業中。
3.3 螺柱焊接
螺柱焊接一般按照焊接方式不同分為拉弧式和分為儲能式兩種,這兩種焊接方式都是單面焊接。由于螺柱焊接不需要穿孔,所以螺柱焊接不漏氣、不漏水,也不需要對非焊接面進行再次焊接或者加工。
3.4 磁控焊接
磁控焊接技術是近幾年發展的新型焊機技術。磁控焊接一般使用外加磁場控制焊接的質量,磁控焊接具有投入成本低、效益高、耗能少及附加裝置簡單等提點,在國外有“無缺陷焊接”的美譽,所以,磁控焊接技術得到了廣泛的應用,也引起了焊接工作人員的興趣。
3.5 多電弧共熔池焊接
由于一個熔池上燃燒多個電弧,不僅可以提高總的焊接熱量,還可以改變焊接熱量的分布特點,能向熔池及焊接兩側面提供一定的熱量和液體金屬,有效地提高了焊接的速度及焊接的生產質量。
4 我國焊接技術在各個領域中的應用
4.1 在航空航天中的應用
眾所周知,焊接技術性能可靠、焊接質量優良,在航空航天工業中被廣泛的應用,在航空航天工業中焊接技術占全部工時的10%,航空航天領域中50%以上的連接部件使用的都是焊接技術。由于航空航天工業對材料的要求比較特殊,所以在航空航天種焊接技術應運而生,在現階段,高能束流焊接技術及固態焊接技術在航空航天工業中應用比較多。其中在我國航空航天工業中最常用的先進焊機技術是攪拌摩擦焊、電子束焊及激光焊,焊接技術在航空航天技術中被廣泛的應用,促進了航天航空業的快速發展。
4.2 汽車制造領域中的應用
在汽車制造領域中汽車的變速箱齒輪、汽缸、離合器、行星齒輪框架、后橋及發動機增壓器渦輪等部件都使用的是電子束焊接技術;而汽車中的車身拼焊、零部件的焊件及框架結構主要使用的是激光焊接技術;在汽車制造領域中汽車的液壓成型管附件、汽車車門預成型件、汽車地方車身支架、汽車輪轂及發動機引擎主要應用的也是攪拌摩擦焊接技術,由此可見,焊接技術廣泛地應用于汽車制造領域。
4.3 船舶工業中的應用
高效焊接技術在船舶制造工業中具有至關重要的地位,高效焊接技術是一項專業性、技術性很強的系統工程,尤其是二氧化碳氣體有效的保護半自動焊接技術的應用率達到60%~65%,高效焊接技術成為我國船舶制造工業中的關鍵技術之一。現階段先進的船舶焊接技術是保證船舶制造質量、縮短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途徑,也可以有效地提高企業的經濟效益。
5 我國焊接技術的發展趨勢
我國焊接材料的產量在全世界位居首位,但是焊接產品的質量以及高品質焊接材料的生產與世界先進國家存在一定的差距,主要表現在以下幾點:①對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術,如對焊接原材料的篩選及檢驗,對焊接材料的混合均勻度及焊接預燒結處理等;②在工作中對于焊條藥皮密實度的改善,就我國目前的油壓式壓涂機的具體工作性能來看,依舊存在很多不完善的方面,比如工作中由于對水玻璃加入量的加大,就會降低藥皮在工作中的實際性能;③在實際的生產車間環境治理方面國外主要是以密閉的方式來進行熔煉焊劑工作中,但是從我國的現狀來看,其主要是使用敞開式的生產方式;④在相關焊劑生產設備的自動化水平方面,對于焊劑的成形以及相關的顆粒度等方面依舊存在很大的差距;⑤在實際工作中的無鉛連接材料以及技術應用方面,就目前我國的實際應用現狀來看,與國際先進水平依舊存在很大差距,相關的釬焊理論與實踐水平只在部分領域取得了一些成績,也就是說,其發展應用的總體技術水平依舊不高,在以后的工作中要特別注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方面的應用以提升工作。
6 結 語
在我國現階段,隨著焊接技術的快速發展,在促進社會經濟快速發展的同時,也給人們的生活帶來了便利,但是隨著焊接材料的不斷變化及焊接技術的快速發展,制造行業對焊接技術提出了更高的要求,同時,在現代化的社會中,焊機技術已經進入了數字化的時代,所以,我們應該盡可能地將先進的科學技術及理念應用在焊接技術中,加大焊接技術的研發力度,努力研發新的焊接技術及方法、發現新的焊接材料及焊接設備,進一步提高焊接機械化、安全可靠性及自動化水平,有效地促進我國焊接技術及制造行業的快速發展,提高經濟效益。
參考文獻:
[1] 黃建平,黃永平,肖延江.論我國焊接行業的現狀[J].科技與企業,2012,(1).
中圖分類號: TU391 文獻標識碼: A
引言:隨著我國經濟和科學技術的快速發展,我國的建筑行業已逐漸達到世界先進水平,在建筑鋼結構的很多技術方面甚至已達到世界領先,然而建筑鋼結構的焊接技術上仍然存在著一些不足和問題需要我們的探索與解決,同時也要對建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢進行研究。
一、建筑鋼結構概述
結構是建筑物的受力骨架,由基本構件和連接構成,工程應用中常見的梁、板、柱屬于結構構件。鋼結構 (steeltructure)是以鋼材為主要材料構成建筑物的受力骨架,大型庫房或者工業廠房中的變截面門式剛架 (portal fram e),多、高層建筑 (m ulti―storey and tall buildings)中的多跨多層框架,都屬于平面結構體系。平面結構體系構造簡單,傳力明確,易于實現標準化、定型化,制作簡單,安裝方便,施工進度較快。大跨度房屋中的平板網架、網殼、高層建筑中鋼框架 -支承結構、核心筒鋼框架結構、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構等均屬于空間結構體系,空間結構體系形式多樣,易滿足使用功能和建筑造型要求,缺點是難于實現標準化、定型化,制作和安裝難度大。建筑行業中建筑鋼結構的應用有著基礎性的作用,而建筑鋼結構又是以鋼結構的焊接技術為中心進行的,所以建筑鋼結構的焊接技術和焊接材料關系著建筑行業的質量和發展水平。
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二、建筑鋼結構焊接技術現狀
2.1 建筑鋼結構焊接技術和焊接材料
在 20 世紀后,建筑鋼結構的焊接技術經歷了多個技術過度,由之前的焊條電弧焊的焊接到埋弧焊接,再由 70 年代出現的實芯焊絲以及藥芯焊絲為材料的氣體保護焊接技術和螺旋焊接技術,在這些焊接技術的基礎上逐步發展出了現代化的建筑鋼結構的焊接技術,使現代鋼結構的焊接技術大大縮短了工期,提高了生產效率,為企業創造了更多的經濟效益。但有時,建筑鋼結構焊接不是僅僅采用一種焊接技術就能夠完成,需要根據鋼結構所采用的鋼鐵原料和焊接技術所需的原料相結合,采用多種焊接技術和工藝。
2.2 建筑鋼結構焊接技術中焊接設備的應用
建筑鋼結構的焊接還需要考慮焊接設備的應用,雖然我國鋼結構的很多技術都已處于世界領先水平,但現階段我國的鋼結構焊接所采用的設備大都是由國外生產制造的,國內的建筑鋼結構焊接設備相比,在技術性和自動化程度上遠遠低于國外的焊接設備,我國的建筑鋼結構企業在努力學習國外的先進建筑鋼結構焊接技術的同時,也在積極努力的研究探尋屬于自己的更為先進的鋼結構焊接技術設備。
2.3 焊接技術工作者的培養
在我國建筑行業蓬勃發展的今天,建筑鋼結構所需要的焊接技術工作者也在與日俱增,也就難免會出現魚龍混雜的情況。建筑鋼結構的焊接技術有很強的專業性和復雜性,要求焊接人員有很強的技術性。雖然我國的焊接工作者很多,相應的焊接工作也能夠得以順利完成,但缺少真正優秀的焊接技術人員。因為建筑行業在我國的發展時間有限,所以與其他發達國家比起來,我國的焊接技術人員的培養、考核、認證制度還不夠完善,管理和認證方式比較混亂,不能準確保持焊接人員的技術水平,也就使鋼結構焊接存在著安全隱患和質量沒有保證,不利于我國建筑鋼結構焊接水平的整體提高。
三、 建筑鋼結構焊接技術發展趨勢分析
傳統意義上的建筑鋼結構焊接企業處于對自身發展的保障需求,勢必需要在劇烈的市場競爭環境下,通過恰當且合理的技術改造與技術升級方式,謀求穩定的生存與發展。而實現這一要求的關鍵,即在于對建筑鋼結構焊接技術的發展與推廣。在此過程當中,需要重點關注以下幾個方面的問題。
(1)需要逐步加大對高效焊接方法及建筑鋼結構焊接工程實踐的應用:
首先,需要相關工作人員不斷針對焊接方法及焊接方式進行研究與完善,以提高焊接熔敷率為目的,加大對于15 k g/ h 單位以上,高效焊接技術方法的研究。與此同時,還可以通過對國外成功焊接方法(包括旋轉噴射電弧高效焊接技術以及多絲焊接技術等在內)的引入方式,為自主技術的研制與成功應用提供一定的借鑒與經驗;其次,可以通過適當控制接頭焊接填充量的方式,一方面提高建筑鋼結構焊接的工作質量,另一方面可提高工程應用中的經濟效益。從當前技術發展趨勢的角度上來看,應當將研究重點集中在對激光焊接技術以及氬弧激光焊接技術的應用方面;最后,需要從技術裝備的角度上入手,在合理提升建筑鋼結構持續焊接時間的基礎之上,降低輔助操作時間。同樣從現階段的技術發展趨勢上來看,需要重點關注的發展方向是:一方面,是以連續送絲為中心的自動焊接技術裝備;另一方面是以成套性為主的高效焊接技術裝備。
(2)需要逐步加大對于高效且優質焊接材料的開發與應用:
對于焊接材料的發展重點在于,研發與高效焊接技術相適應的,具備優越綜合性能的自動焊絲、保護焊絲以及氣電焊絲等。與此同時,結合我國現階段建筑結構的用鋼型號特點,需要將建筑鋼結構用鋼向著高強度、高耐火性、高純凈性以及高抗震性等多個方面發展。而高性能建筑鋼結構焊接材料的規模性開發與應用也勢必會在一定程度上推動建筑鋼結構焊接技術的蓬勃發展。特別需要注意的一點是:伴隨著建筑鋼結構的進一步發展與完善,實芯C O2焊絲、藥芯C O2焊絲、特種電渣焊材料以及氣電焊焊接材料的使用總量勢必會不斷擴大的推升,由此也帶動著上述建筑鋼結構焊接材料的國產化發展與升級。
3)需要逐步加大對于焊接設備生產商的發展與進步:
獨立的單純性焊接設備生產商受到整個建筑鋼結構焊接市場覆蓋面較窄、在工作人員、作業資金以及應用技術等多個方面存在的缺陷問題影響,導致整個行業的發展前景不容樂觀。為更好的建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢相適應,需要在充分聯合焊接材料以及焊接設備的基礎之上,通過對現代化焊接技術工藝以及操作方式的有效綜合,提高焊接設備生產商的綜合性優勢,為焊接技術的發展提供可靠驅動動力。
四、 完善建筑鋼焊接工作人員考核制度
完善的制度和規范是對行業持續健康發展的保障,鋼結構焊接工作者作為一種高技術工種,其資格認證的體系不嚴格,全國性統一的資格考試所包括的行業和領域較窄,缺乏統一專業的劃分,不能很好的適用于現如今的建筑鋼結構焊接行業,所以應建立完善的焊接工作者的考試資格認證系統。
五、結語
我國建筑行業雖然起點較低,相應的科學技術和專業的設備技能不夠完善,但在近半個世紀的發展與學習中,不斷的縮小與發達國家之間的差距,在某些技術上甚至已處于世界領先水平。但也需要清醒的認識到,我國建筑行業的基礎和技術能力方面存在的不足,健全和完善焊接技術工作人員的培養考核制度,努力學習發達國家先進的焊接技術和理念,同時研究和發展具有自主知識產權的先進焊接技術,提高我國建筑行業的整體水平。
參考文獻
焊接技術在我國的工業生產中發揮了重要作用,因而越來越受到人們的廣泛關注。焊接技術主要是在加熱、加壓或者加熱加壓條件下使用焊接材料(焊條或焊絲)將兩塊或兩塊以上的母材(待焊接的工件)連接成一個整體的操作方法。我國焊接技術雖然出現時間很短,但是卻給制造業帶來了巨大的改變,在短短幾十年間,無論是航空航天、交通運輸還是建筑橋梁海洋鉆井都廣泛的應用了焊接技術,因而促使焊接技術逐漸發展為一種重要的技術。
1、焊接生產現狀
一個國家的焊接技術的總體水平是可以通過該國焊接消耗材料的生產情況來反應的。我國焊材的總體增長是與鋼材同步的,加上進口的焊材,我國是世界最大的焊材生產和消費國家。但若從種類不一的焊材產值結合來看,我國當前的問題也就明顯了。焊條中手工焊產值超過普通的機械化和焊接的自動形式的總量的三倍,如此算來,中國焊接機械化和焊接自動化水平遠低于世界發達工業國家。在世界上我國只是屬于焊接應用大國并不是焊接實力強國。
2、常用焊接方法
目前金屬焊接方法的種類很多,按照焊接過程的特點區分,可以分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。熔焊可分為:電弧焊、氣焊、等離子弧焊、電渣焊、激光焊、電子束焊、鋁熱焊等。壓焊可以分為爆炸焊、接觸焊、摩擦焊、超聲波焊、冷壓焊、高頻焊、真空擴散焊等。釬焊可分為烙鐵釬焊、火焰釬焊、爐中釬焊、感應釬焊、浸漬釬焊、電阻釬焊、特種釬焊等。
2、1熔焊
熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池,冷卻后獲得優質焊縫。
2、2壓焊
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連接成為一體。各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。
2、3釬焊
釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料,將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度,利用液態釬料潤濕工件,填充接口間隙并與工件實現原子問的相互擴散,從而實現焊接的方法。3、焊接技術的發展
3、1焊接材料的發展
我國的焊接材料產量居于世界第一,但是在焊接材料的產品結構以及科技密集度方面仍然和發達國家存在一定的差距,為了進一步提高焊接生產的效率與質量,實現焊接生產的低成本自動化,我國需要不嘟行焊接材料生產產業結構調整。現階段發達國家的焊接生產自動化與半自動化水平很高,達到了焊接工作量的80%,因而西方國家的半自動化、自動化焊接用焊絲、焊劑生產在焊接材料生產中有著絕對的優勢,我國也要根據這一發展優勢做好自身焊接生產結構的轉變,以適應焊條電弧焊用焊條生產逐漸減少,半自動化、自動化和焊接用的焊絲與藥芯焊絲生產比例逐漸增加的發展趨勢。
我國現階段自動焊與半自動焊需要的焊絲生產量仍然不高,而普通焊材如焊條與焊劑431卻存在著生產力膨脹的問題,市場上形成了惡性的價格競爭,不利于我國焊接工業的發展。現階段,我國在保護實芯焊絲與埋弧焊實芯品質與種類上都不能滿足市場需求,尤其是不同強度等級的高強鋼焊絲、耐熱鋼焊絲、不銹鋼焊絲等。除此之外,自保護與堆焊用藥芯焊絲的生產制造水平不高,產品焊接效果不夠理想,有待相關工作人員的繼續努力。
3、2焊接設備的發展趨勢?
隨著現代工業自動化程度的增加,技術發展正向著高效、自動化、智能型、節能環保等方向發展。
【中圖分類號】TG40
1.我國目前焊接生產狀況
焊接是一種將材料永久連接,成為具有給定功能結構的制造技術。從微小的電子元件到巨大的載重輪船無一不依賴焊接技術。焊接對產品的質量、可靠性和壽命,以及生產成本、效率和市場反應速度有著直接影響。鋼材目前仍是我國最主要的結構材料并將繼續在我國的今后幾十年里占有重要地位,但是,鋼材要成為有給定功能的產品則必須經過加工。而焊接結構由于具有質輕、成本低、生產周期短、高效益等優點,其應用必將日益增多。
我國為應對許多重要產品的焊接任務在近幾十年來先后研制、開發和引進了一些先進的焊接設備、技術和材料。除應用規模和廣度不同,國外生產中采用的成熟焊接技術等我國也都開始應用。但若要真正趕上世界水平,光靠焊接技術人員本身智能的提高是不夠的,還需要政、產、學、研的共同努力。
1.1中國焊接材料的現狀
一個國家的焊接技術的總體水平是可以通過該國焊接消耗材料的生產情況來反應的。我國焊材的總體增長是與鋼材同步的,加上進口的焊材,我國是世界最大的焊材生產和消費國家。但若從種類不一的焊材產值結合來看,我國當前的問題也就明顯了。焊條中手工焊產值超過普通的機械化和焊接的自動形式的總量的三倍,如此算來,在我們中國能達到焊接的機械化和焊接的自動化的是我們國家焊接機械化35%以上,遠低于世界發達工業國家的60%以上。由此看來,我國焊接生產的總體在焊接的自動化比重中占得仍相當低,以上的數據已經證明中國在世界上只是屬于焊接的一個大的國家并不是焊接實力很強的國家。
1.2焊接機器人在我國的應用狀況
經過一段摸索期后,我國焊接機器人的應用在汽車制造業等方面的應用迅速加快。其中弧焊機器人多于點焊機器人,占全部的76%。近年來焊接機器人在金屬家具行業中的應用明顯增多,開始分布在全國各大經濟區。但仍以東部沿海和東北地區最為集中。
焊接機器人在我國造船業的應用基本為空白,且機器人最多的日本目前也不足2%。單件生產以及工件尺寸大特點使得焊接技術難以達到很高的裝配精度,也就使得焊接機器人在造船業的推廣應用難度很大。但當今世界國際競爭激烈,為提高造船質量,縮短生產周期,高度自動化的焊接機器人系統的研發不容忽視。應采取企業主導的聯合攻關方式,全面解決相關問題。
1.3焊接技術和焊接工人的技能狀況
人是企業的核心競爭力。高新技術的競爭實質上也就是相應人才的競爭,包括技術人員的創新能力和工人素質。當前我國企業中高學歷和高職稱的焊接技術人員鳳毛麟角。我國培養的焊接專業博士、碩士生并不少,當卻并不在生產第一線工作鍛煉。這成為焊接產業一個不容忽視的問題。
焊接技師是具有熟練技能和專門知識與經驗的高級焊工,但目前企業中焊接技師與焊工的比例較低,不足5%。企業對培養焊接技師的培養力度不夠,應引起企業與社會的重視。
2.我國焊接的發展趨勢
2.1焊接材料的發展趨勢
從美日西歐等發達國家和地區焊接材料的發展來看,手工電弧焊用焊條的減少,自動焊焊接材料不斷增加時一個發展的必然趨勢。我國焊接材料發展的主要關卡是氣保護實芯焊絲及埋弧焊實芯焊絲的品種品質滿足不了市場的需求。除此之外,自保護和堆焊用藥芯額也是我國亟需研制和生產的方向。而至于國內外各廠家退出的無鍍銅焊絲,又被叫做特別的涂層焊絲技術,其性能因為每個廠家在涂層的成分和表皮的處理方式的差異而不一樣。質量技術很好的焊絲可以起到防止銹的產生還起到的效果,在焊接的應用時為了不會產生銅煙塵,并且能夠提高焊絲在電弧應用時的牢固作用還可以在焊接時降低飛濺。從現在來看這種焊絲的各種技術依舊在不斷的發展改良中,也屬于我國今后的焊接材料發展方向。
2.2焊接設備的發展趨勢
隨著現代工業自動化程度的增加,技術發展正向著高效、自動化、智能型、節能環保等方向發展。
我國正在向國外看齊,要調整產品結構、增加產品的層次,則需向著自動逆變方式的電源焊接盒、還有在半自動焊接機中的節能高效率的二氧化碳機器發展;電阻焊技術則大多數的研發內容和發展的方向是以不一樣的功率作為研究;在焊接設備技術上得到推廣運用的是電磁容的技術,在焊接設備產業中現在是需要低消耗和環保無害的設施;焊接的自動化功能以及設備正迅速發展。西氣東輸、航天事業、船舶事業等大型的國家重點發展基礎事業以及在國內汽車工程的迅猛發展都加快了先進的焊接技術進步。在特指的領域中焊接機器人和智能型的焊接也是應用廣泛。焊接設備的需求在成套和和專業的焊接中不斷的增加,運用的地方越來越多,對技術的要求也越來越嚴苛,為了使得新工藝的設施能夠更加完善和應用,在我國的設施制作企業必須要突破專用、成套設施的發展。
2.3焊接人才的發展
在未來的焊接業發展中,全面提高我國的總體焊接生產技術水平,與國際接軌;培養與吸引一批優秀的焊接專業技術人才,提高自主創新能力;在一些國際焊接相關尖端前沿科技領域占有一席之地等一系列措施是我國增加焊接業中核心競爭力的有效措施。
我國未來焊接技術發展的方向一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料;另一方面要提高焊接機械化和自動化水平,這都對焊接工作者提出了更高的要求,因此我們要運用現代科學技術,努力促進焊接技術的進步與發展。
【參考文獻】:
改革開放以來,我國的國民經濟取得了尤為迅速的發展,而隨著物質基礎的日趨牢固,當前對各種基礎設施建設的需求也越來越大,對各型建筑的要求無論是數量還是質量都有極大的增長,這一方面是生產力發展的迫切需要,另一方面是建筑行業本身能力與水平不斷提升的內在要求。鋼結構建筑作為當前建筑物中的一種主要形式,可以說與混凝土建筑具有同等重要的地位,并且鋼結構建筑還具有諸多混凝土建筑不具備的性能,因此被越來越多的應用到建筑之中。時代的發展對于建筑提出了更高的要求,鋼結構建筑的焊接技術也需要保持與時俱進。
1 我國鋼材的使用情況概述
我國每年的鋼產量是非常大的,而巨大的鋼產量意味著巨大的焊接需求。建筑行業是鋼鐵的消耗大戶,因此探究建筑鋼結構的焊接技術具有重要的意義。相較于其他的建筑形式,鋼結構建筑的施工周期更短,適應性強、外形豐富、施工方便,因而鋼結構被廣泛應用于高層建筑、廠房、倉庫、碼頭、橋梁等的施工中,現代經濟的發展使得各種基礎設施的建設項目越來越多,對于鋼材的用量越來越大的同時,對鋼結構的焊接技術也提出了更高的要求。
2 建筑鋼結構焊接技術現狀分析
2.1 焊接技術和焊接材料的發展現狀
近些年來我國除了在經濟方面取得了舉世矚目的成就,在工業方面同樣實現了跨越式的進步。隨著鋼結構建筑在建筑領域中的應用越來越廣泛,各種新型建筑鋼結構的焊接技術也層出不窮,焊接技術的進步帶來了鋼結構建筑的發展。當前各種焊接技術種類繁多,但是并沒有出現哪一種焊接技術能夠廣泛適用于各種建筑鋼結構的焊接之中,鋼結構建筑的施工仍舊需要根據建筑的原材料以及焊接材料來確定焊接技術與焊接工藝。
2.2 建筑鋼結構焊接設備的發展現狀
焊接設備的質量與建筑鋼結構焊接的質量息息相關,雖然我國的鋼結構建筑越來越多,對于焊接技術的應用也越來越多,但是在焊接設備方面的發展卻一直處于停滯狀態,當前焊接施工中很多設備都是從國外進口或者采用國外技術在中國制造,我國并不具有核心知識產權,這不僅帶來了更加高昂的焊接成本,也不利于我國鋼結構行業的發展。從當前的情況來看我國的鋼結構制造企業與國外企業仍舊存在一定的差距亟待彌補。
2. 3 焊接技術人員的培養現狀
隨著市場上的鋼材的種類日益增多,鋼結構的焊接工作對于技術人員的技術水平及綜合素質的要求也越來越高,雖然我國的鋼結構建筑被廣泛的應用,但是對于專業技術人員的培養卻仍舊稍顯不足,與發達國家相比我國在對相關技術人員的培訓、管理以及資質考核等方面還有諸多差距,這就導致了從事建筑鋼結構焊接的工作人員職業素質參差不齊,既不利于建筑工程的施工也不利于我國焊接技術的發展。
3 建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢
3.1 新技術的創新應用
1) 高強鋼焊接技術。隨著城市土地資源的日益稀缺,城市的建筑越來越高,這就對建筑鋼結構的強度提出了更高的要求。當前將高強鋼應用于建筑鋼結構中的情況也越來越多,為了保證高強鋼焊接之后的強度能夠達到要求,高強鋼的焊接技術更為嚴格,需要控制好焊接電壓、電流、焊接速度、冷卻時間以及焊縫當中碳氧等元素的配置比例,同時還要控制好應力和變形。
2) 低溫焊接技術。建筑鋼結構的焊接同樣會受到溫度的影響,在低溫下焊接時焊縫會出現裂紋,在工作狀態下容易發生脆斷,而低溫焊接技術的出現則很好地解決了低溫天氣對于鋼結構施工的影響,國家體育場“鳥巢”的鋼結構工程就是最顯著的代表。一般來說低溫焊接技術的應用溫度要在 -15 ℃以上,溫度太低時測溫儀以及送絲機的工作狀態難以保障。
3) 組合樓板栓釘穿透焊技術。當前我國高層建筑鋼結構對于組合樓板的使用也越來越多,這使得組合樓板栓釘穿透焊技術應時而生。所謂的組合樓板栓釘穿透焊技術指的是在焊接時通過電弧的燃燒使得栓釘穿透壓型鋼板并焊接在鋼梁的表面上,栓釘將組合樓板緊密結合在一起,使得樓板的強度能夠達到設計使用的需求。
4) 鑄鋼及鑄鋼節點焊接技術。對于一些跨度比較大的大型廠房建筑或者體育館類的建筑,鑄鋼及鑄鋼節點焊接技術得到了很好的應用。鑄鋼及鑄鋼節點焊接技術在處理復雜多變的建筑造型時更為有效,但是這種焊接方式也不是最完美的,因其含碳量比較高,在焊接時容易帶入各種雜質,而且鑄態時的組織晶粒比較大,導致了其焊接性能會相對差,所以鑄鋼節點對于焊接工藝的要求也很高,主要表現在減少殘余應力來防止裂紋的產生。
3. 2 焊接設備的創新發展
隨著科技的發展,焊接設備也處在不斷的更新換代之中,當前建筑鋼結構焊接施工中主要使用的機械有手工電焊機、電渣焊機、MIG 和 MAG 焊機、埋弧焊機等,隨著科技的發展以及人們對于可持續發展的不斷追求,焊接設備必將朝著高效節能的方向發展。新型焊接設備可以采用逆變電源以及微處理器,逆變電源的出現能夠顯著降低焊接設備的質量和體積,而微處理器的應用則能夠提高其智能性,用同一臺焊接設備實現多種焊接技術。
3. 3 提高焊接技術人員的素質
焊接技術人員的職業素質對于建筑鋼結構的焊接質量的影響至關重要,而隨著各種新型焊接技術的發展,焊接技術人員必須不斷地提高自身的職業素質才能滿足建筑鋼結構焊接的要求。作為一門專業性非常強的技術,從事建筑鋼結構焊接技術的人員需要進行嚴格的培訓和考核,獲取相關的操作資格,以此來保證操作的質量。而各種新型鋼材的出現使得新興的焊接技術也層出不窮,想要提高建筑鋼結構的焊接質量,相關焊接的工作人員需要不斷提高自身的知識水平,了解各種新型鋼材的物理性能和焊接方法,從而推動焊接技術的發展。
4 結語
高層建筑的形式層出不窮,鋼結構建筑的廣泛使用對焊接技術提出了更高的要求,筆者從焊接技術和焊接材料的發展現狀及建筑鋼結構焊接設備的發展現狀、建筑技術人員的培養現狀探究了建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢,作為我國經濟發展的支柱型產業,建筑鋼結構焊接技術在建筑行業中占有舉足輕重的地位,建筑行業需要審度當前科技發展的形勢,從新技術、新設備、新人員三個角度來考慮建筑鋼結構焊接技術的發展趨勢,從多個方面來提高建筑鋼結構的焊接質量,以便充分保證建筑物的整體質量,繼而創造更大的經濟效益和社會價值。
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中圖分類號:TG457 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(c)-0091-01
近年來,鍋爐在發電裝備制造行業中發揮著極為重要的作用,鍋爐工藝的技術改進,直接推動著鍋爐使用價值的改進。我國各大鍋爐廠不斷地在技術上優化改進,通過引進新工藝設備來推動焊接工藝的發展。分析鍋爐制造焊接工藝的現狀,更好地分析其改進的空間,來推動鍋爐制造生產行業的發展,更好地發揮其價值。
1 鍋爐焊接工藝技術的發展現狀
就現在中國鍋爐焊接工藝技術發展現狀而言,我國各大鍋爐廠都處于積極地技術改進狀態,不管是通過引進國外先進的設備或者是技術,還是通過自我的研發和改進,其目的就是更好地推動鍋爐焊接工藝的發展,生產更加高質量的鍋爐。下文主要介紹鍋爐關鍵部件的焊接技術和發展現狀,以及相應采用的焊接材料,更好地從基礎開始分析來了解鍋爐焊接。
1.1 關鍵部件焊接
關鍵部件焊接,其中關鍵部件主要包括:汽包、集箱、膜式壁和蛇形管。而每一種發展的現狀又是存在著一定的差異的。從每一類重要部件焊接的實際情況出發,可以更好地分析其作用。
(1)汽包焊接,汽包在鍋爐中起到的作用非常大的,它的主要作用是承擔著集汽、集水和汽水分離的關鍵作用,可以說這是鍋爐焊接中關鍵性作用的步驟。而汽包主要由封頭、筒節、汽水連接管座、下降管管座、汽包內件和水位表管座構成。
因為汽包在鍋爐中的作為極為重要,可以說也極為突出,所以汽包焊接的作用也極為重要。國家對于這一個檢驗有著極為明確嚴格的標準,需要相關的工作者也極為重視。因此,強化汽包焊接的作用,能夠更好地起到集汽、集水和汽水分離的關鍵作用。
(2)集箱焊接,集箱的焊接也是關鍵部件的焊接,其也是鍋爐焊接過程中關鍵的承壓部件。在鍋爐中起到集汽分汽、集水分水的作用。
集箱焊接是整個鍋爐焊接過程的難點之一,其焊接結構較為復雜,材料的品種也較為復雜,規格多樣化,對于焊接的要求也較為高。因此,就目前而言,自動化的焊接仍是一個較難的課題,需要進行進一步研究改進。而相關的研究者正致力于這一領域的發展研究,推動其更好地發展。
(3)膜式壁焊接,膜式壁焊接也是鍋爐焊接過程中較為關鍵性的步驟。當前,膜式壁焊接最為先進的技術在日本的三菱重工公司和德國BOBCOCK公司。而我國在這幾年取得了不錯的成就,但是仍然需要不斷地改進。尤其這幾年,中國電力處于井噴式地發展,鍋爐公司更應該采用膜式壁自動焊接技術,更好地促進鍋爐焊接的發展。
(4)蛇形管焊接。蛇形管焊接,就目前我國而言,仍然處于鍋爐小管直管采用的焊接工藝,即主要是自動TIG+MIG焊接工藝及自動熱絲TIG焊接工藝。這兩種工藝有著其相應的特點和應用。因此,相關的使用者需要結合實際的需要來進行優化選擇。
1.2 焊接材料
焊接材料也是鍋爐制造焊接工藝中的重要組成部分,分析焊接材料的作用能夠更好地推進鍋爐焊接工藝的發展。焊接材料,由于其使用的場合差異,用于鍋爐的焊接主要是針對耐熱鋼焊材體系。其品種包括多個方面的內容,如:手工焊條、埋弧焊焊絲、氬弧焊絲、藥芯焊絲、氣體保護焊實心等。近些年來,鍋爐行業的各大廠家對于焊接材料的認識有了一定的改進,主要在材料品種、生產規模等多個方面進行優化。其主要進步表現在:
(1)氣體保護焊絲的質量有了顯著地提升。比如,氬弧焊絲實現筒裝,焊絲送線性、焊絲直徑均勻度和焊絲鍍銅質量真正優化改進。
(2)藥芯焊絲的開發進一步優化,不僅在耐熱鋼強度級別上進一步提升,更是提升了其質量。
(3)埋弧焊絲基本實現了盤裝、鍍銅,其目的是簡便生產過程,進而更好地提高焊接的質量。
但結合日本和德國等先進國家的情況以及我國市場需求情況,我國在焊接材料上仍然有著較大的改進空間,需要在一些高溫參數情況下的焊接材料有著進一步的優化和改進。
2 鍋爐焊接技術介紹
中國鍋爐行業經過數十年的發展,取得了一定的成就,尤其是最近5年,其成就更是顯著。中國鍋爐生產的廠家數量增加,同時其制造工藝水平也在進一步地優化改進。
2.1 MPM焊接技術
MPM焊接技術一般擁有12頭的GMAW焊頭,可以在管屏正反兩個面進行同時的焊接,在整個焊接過程中形成穩定的脈沖噴射。這樣可以保證焊接效果的美觀性以及質量性。
(1)管屏埋弧焊接技術,管屏埋弧焊接技術。這是利用1.2~1.6 mm的焊絲和高效焊劑。其速度范圍一般在1200~300 mm/min左右。埋弧焊接所形成的效果較為美觀。但具體的工作環境有待改進。
(2)窄間隙熱絲TIG焊接,窄間隙熱絲TIG焊接,其主要解決了焊接技術中長期困擾筒身點焊與轉動的問題,使焊接整體效果更加的理想。
(3)馬鞍埋弧焊接,馬鞍埋弧焊接,最早是北京京藝公司開發設計了馬鞍埋弧焊接設備,經過這幾年的改進優化,在中國大多數鍋爐廠得到了廣泛地應用,可以說這是中國鍋爐焊接技術中較為成熟的一大焊接工藝技術。
3 結語
總的來說,鍋爐制造焊接工藝取得了較大的進步,對于中國鍋爐行業發展來說,這是一大值得肯定的地方。鍋爐焊接技術的優化,能夠更好地服務于社會,創造更大的價值。
參考文獻
一、窄間隙焊接技術的分類和原理
(一)窄間隙埋弧焊
此項技術是主要應用于低合金鋼厚壁容器及其它重型焊接的結構,這種焊接技術的焊接接頭是有著不錯的抗延遲冷裂的能力的,極大地提高了焊接的效率,還有一點就是此技術節約了成本,在傳統技術的基礎上不僅節約了焊絲,還節約了焊劑。現在這種技術已經開發出了不同種類的單絲、雙絲和多絲的成套設備,是為高難度的水平位置的焊接所量身定做的。正因為此項技術有著熔熬速度高、飛濺范圍小、制作出的焊道外形好質量高的這些優點,窄間隙埋弧焊技術在全球工業生產中成為應用最為廣泛的技術之一。
(二)窄間隙熔化極氣體保護焊
為了解決坡口側壁的熔透問題,在1975年研制開發出了一種新型的技術,利用電弧擺動到達鋼板內壁的兩側,來進行焊接的窄間隙熔化極氣體保護焊技術,此項技術是以表面張力過渡工藝為基礎而發展的,這次的發展可以說是一次偉大的技術改革,解決了以往焊接鋼板內部兩側困難的問題,區別于傳統的過渡工藝,此工藝在某一程度上減少了焊接中存在的飛濺問題,提高了作業人員的安全,不只是這樣,此項技術減少了對周圍環境的污染,煙塵少、低輻射,符合我國的可持續發展觀的思想。
(三)窄間隙鎢極弧焊
窄間隙鎢極弧焊技術在安全問題和保護環境的環節上,似乎是做的更到位,以為這種技術基本上就不會產生飛濺和熔渣,利用的原理是電弧的穩定性。但此工藝的應用范圍比較小,只是運用于打底焊還有一些重要的結構中,不只是這樣,這種焊接技術也存在不少的缺陷,工作效率比較低,但是要提高作業的工作效率,就必須采用熱電阻線焊接法,這樣做雖然能在一定程度上提高效率,但是如果通電量過多,就會導致磁沖擊,形成電弧的不穩定,可是,電弧的穩定性正是此技術的關鍵所在,因此,只能單純的將單方面的電流交流化,來保證電弧的穩定性。
(四)窄間隙焊條電弧焊
在工業的機械化自動生產中,窄間隙焊條電弧焊有著其獨特的作用,焊條電弧焊使用方便,小巧靈活而且設備簡單,在某些領域是有著無法撼動的地位的。如果沒有此項技術,建筑中鋼筋的焊接便成了問題,是無法避免鋼筋焊接時造成的偏心受力的問題的,如此說來,雖然與窄間隙焊技術中其他的工藝相比,窄間隙焊條電弧焊的運用領域不是很廣,但是此工藝的重要性還是很明顯可以看出來的。
二、窄間隙焊接的應用現狀
目前,該技術的成功在工業生產的諸多方面得到了很好的體現,比如在壓力容器和鍋爐中的利用率是百分之五十二點五,在產業機械中的利用率是百分之二十五,在海洋結構和造船業中的利用率為百分之十二點五。由此可以看出,現有的工藝水平已接近成熟,創造出的社會價值和經濟價值都是無法估量的。
力學原理在窄間隙焊接技術的各種很好的性能上得到了完美體現,進而使得此項工藝有著高的生產率、低的生產成本以及成品較高的保持形態的特性,這就保證了該工藝在鋼焊領域中不可忽視的超強運用力和廣闊的使用范圍,但是我們必須要正視的是,以經濟的角度來說,是存在一個問題的,當此技術在運用的時候,所創造出來的經濟效益的板厚的范圍。我們都知道,厚板大則效益大,但是,不是所有的厚板都是可以創造經濟效益的,所以當下就出現了“厚板范圍”。在當前這個注重經濟建設的關鍵時刻,很多的大型機械結構都離不開該技術,但是我國對于更深層次的“大厚板連接技術”的運用還是不很熟練,還停留在焊條電弧焊接的水平,但我們實在不必妄自菲薄,因為我們相信,在科技高速發展的今天,我們一定會克服現存的困難,成功的運用這項技術的。
三、窄間隙焊接技術的發展前景
當前,大厚板已經慢慢的投入到了生產中了,但我們不能僅僅滿足于此,在今天的基礎上,加大對該工藝的使用,提高作業利用率,學習國外先進的焊接技術,與我國的工藝交相輝映,將已有的優點無限放大,避免缺陷,開發出更經濟,更實用,更安全的窄間隙焊技術來,以下的幾個方面正是提出了該技術的發展方向:開發更低熱輸入的工藝;開發飛濺率更低的工藝;開發抗輻射抗干擾的工藝。而且要將計算機控制技術與此項工藝結合在一起,更加準確的調控一些焊接誤差,跟蹤監測成品的殘余變形的大小,做到在細微之處完善窄間隙焊接技術,有了這樣的工藝,必定使我國的制造業更上一層樓。
四、結束語
在系統的分析過窄間焊接技術的一系列相關的問題后,我們不難發現,幾種技術各有千秋,根據我國此項技術的應用現狀,我認為計算機控制技術的引入將會對我國的此項技術的發展有著很大的作用。但是不論是如何完善的技術,都會存在或多或少的缺陷,不過,我們相信,隨著科技的高速發展,更省力,更經濟的窄間焊接技術會相繼問世,造福人類工業生產,從而生產出高科技的產品,便利人們的生活。這些都不會只是設想,我相信在無數的研究工作者的辛勤探索中,我國的窄間隙焊技術已經看到了曙光。
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工程機械是一個國家的戰略支柱型產業,隨著我國進入經濟高速發展、城市化快速推進的過程,工程機械也進入了大發展階段,在我國的現代化建設中占據重要地位。隨著近些年我國的發展,我國的工程機械行業已經成為全球最大的工程機械加工和制造大國。我國的工程機械加工制造企業也從最初的技術含量較低、粗放式發展進入到發展核心技術、健康持續發展的階段。工程機械加工中機械焊接工藝是重要的核心技術,工程機械加工制造企業為提高自身的核心競爭力,開始注重其機械焊接工藝的發展。機械焊接工藝的進步能夠提高機械焊接的生產效率,提高機械產品的質量和穩定性、降低生產成本等優勢。
1工程機械焊接結構件及其特點
工程機械產品中焊接結構件占據主要位置,一般約占整個機械設備重量的50%到70%,機械焊接結構件的質量直接關系到整個機械設備的質量、性能和穩定性。工程機械的焊接結構件主要包括車架類結構件、轉臺類結構件以及壁架類結構件三種。焊接結構件的設計和制造能力已經成為工程機械制造企業的重點研究內容,這也是提高焊接質量和水平的重要組成。隨著工程機械加工行業間的競爭的加劇,專業化、智能化、自動化已經成為目前工程機械加工生產的主要發展方向,這也對工程機械焊接結構件有了更高的要求,工程機械焊接件主要有以下特點,一是尺寸大、厚板焊接焊縫多,為了提高大型工程機械設備的使用性能,工程機械行業中應用大尺寸和厚板焊接焊縫較多,這就對焊接焊縫形成的質量要求更高;二是,高強度焊接結構件和薄板的增加,高強度鋼材的使用對減輕工程機械設備重量、提高工程機械設備性能幫助很大,但是這些材料焊接性能較差,這對焊接工藝和焊接設備的穩定性、可靠性提出了更高要求;三是,由于工程機械設備逐漸應用于更多的行業和領域,并具有更廣泛的運用范圍,因此對于焊縫結構的要求形式多樣。
2我國焊接技術的發展現狀
焊接技術最早起始于我國的古代,當時主要用于制造兵器。隨著19世紀科學家發現能集中熱源來焊接金屬的氧乙炔火焰和電弧,使得焊接使用范圍變廣,緊接著鋁熱劑技術發明使得鋁熱焊接技術得到廣泛的使用。隨著20世紀科學技術的進步,氣焊技術和電弧焊技術的出現推動了工程機械焊接行業的出現,也使得工程機械生產效率的變高,期間焊條的研發和使用使得焊接技術得到更進一步的提高,電弧焊接技術一度成為工程機械焊接的主要工藝。由美國科學家發明的將焊接技術和電氣技術融合的自動電焊接機的出現,標志著機械焊接技術從手工階段轉入自動焊接階段,機械焊接行業也進入了快速發展的階段,新的技術和工藝相繼出現,20世紀以來,氣體保護狀態下的電弧焊、二氧化碳保護下的焊接、混合氣體焊接、自保護電弧焊接等先進的焊接技術不斷出現,并開始應用于航天航空、軍事、建筑等多個國家關鍵領域。
3我國工程機械焊接技術的發展趨勢
我國的工程機械焊接行業在國家大建設大發展的背景下得到了快速的發展,但是我國的工程機械焊接技術的整體水平與國外先進水平尚有一定的差距,我國工程機械焊接領域主要向以下方向發展:
3.1數字化焊接機控制
隨著數字化控制技術應用于焊接技術和設備,機械焊接機的控制準確度和焊接產品的穩定性得到了很大提高,我國現有的電焊接機主要是用于模擬控制技術,但是依舊處于簡單的數字化程度,還不能很好的滿足生產需求,全數字化焊接設備具有在大規模、有害生產環境中使用等優點。
3.2智能化焊接控制
隨著傳感技術、計算機技術及智能控制技術的發展,這些技術開始逐漸應用于自動化焊接,這使得焊接過程實現智能化操控,可以應用與不同的復雜環境和生產要求,我國現有的智能化焊接設備和技術還不完善,不能實現輸入焊接工藝要求就能自行進行焊接生產等功能,焊接專家系統也不夠完善。
3.3網絡化系統集成
為減少對于焊接工作人員的健康損害,利用計算機網絡技術可以代替傳統的工人手工操作,變成工人利用計算機及遠程通訊技術來控制焊接機進行生產,還可以實現自我診斷以及檢查功能。開放式的焊接系統,操作者可以通過數據庫中現有的焊接工藝數據生成焊接工藝參數。
3.4焊接自動化和焊接機器人
焊接機器人和自動化焊接專機的使用可以替代焊接工作人員進行難度較大、危害較大的機械生產,可以改善操作人員勞動強度和勞動條件,也可以提高機械焊接的穩定性和質量。人們對自身健康的重視也使得機械焊接生產時惡劣的環境對工人的損害不被接收,且社會整體用人成本的上升使得使用焊接機器人和焊接專機更能提高生產力,也能為機械生產企業帶來更大的利益。
4結語
工程機械焊劑技術是工程機械加工生產中的重要技術,一定程度上決定了所生產的機械設備的質量、性能和穩定性,加大工程機械焊接工藝的研究對于我國整個工程機械制造行業來說都具有十分重要的意義,不僅能夠促進機械生產行業發展,對于促進我國其他領域的發展、促進我國經濟的進一步發展和綜合國力的提高都具有一定的作用。因此,我們需要不斷的借鑒先進技術和經驗,對現有的技術和工藝進行改進和完善,并對機械焊接技術進行創新研究,不斷提高我國的機械焊接工藝水平,促進我國機械焊接行業更好的發展。
參考文獻:
[1]刁榮飛.淺談機械工程及自動化技術的發展[J].科技創新與應用,2014(35).