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        焊接工藝的歷史及其在工業中的作用

        2013-12-09

        現代的焊接工藝被很多人誤以為是焊接金屬類才稱之為焊接,其實不然,在21世紀的今天,科技的發展已經讓焊接這個次遠遠的超出當初19世紀的定義了,現在的焊接工藝是指在焊接金屬、塑料、樹脂類產品、玻璃等一切能連接起來的物品。下面宏犇實業將為您詳細解答:

        現代的焊接工藝是指通過適當的物理現象使兩個分離的固態物體產生原子(分子)間的結合力而而將兩個本身分離的物體連接成一體的連接方法。被連接的兩個物體可以是各種同類或不同類的金屬、非金屬,也可以是一種金屬與一種非金屬。由于金屬的連接在現代工業中具有很重要的實際意義,因此,狹義地說,焊接通常就是指金屬的焊接。
            早期的焊接是把兩塊金屬加熱到固態和液態狀態后用鍛打的方法連接在一起的鍛打焊接接法。用火烙鐵加熱低熔點錫鉛合金的軟釬焊,已經有300年以上的應用歷史。但是,目前工業中廣泛使用的焊接方法幾乎都是19世紀末到20世紀的科學技術,特別是電子工業技術迅速發展起來后所帶來的現代工業的產物?,F代焊接方法的發展以電弧焊和電阻焊為一個方向。電弧作為一種氣休放電的物理現象,是在19世紀中葉被英國人斯諾發現的。到19世紀末,由于電力生產的迅速發展,人們才有條件研究電弧的實際應用。1885年,俄國人別那爾道斯其發明碳極電弧,是被認為是電弧作為工業熱源應用的開始。但是,電弧焊真正應用于工業是在1892年美國人漢斯其發明的金屬極電弧,特別是在20世紀世紀30年代前后發明了薄皮和厚皮焊條、氬弧焊及埋弧焊以后。1930年以前,焊接技術在制造業中的作用還是微不足道的,當時,造船、鍋爐、飛機等制造業中基本上還是使用鉚接方法。這種方法不僅生產效率低,而且,連接質量也不能完全滿足船體、飛機等產品質量的要求。因此,1930年以后,電弧焊等新型焊接方法開始逐漸取代鉚接方法,成為制造業中的一種基本加工手段。1953年發明的CO2氣體保護電弧焊,1956年發明的電子束焊,1970年發明的激光焊,乃至近代或現代發展的各種焊接新方法,進一步將焊接技術推向了一個全新的發展階段。到目前為止,已經發展出了二十多種基本焊接方法。如果包括各種派生的焊接方法在內,那就更多了,恐怕最權威的人士也說不清楚目前到底有多少種焊接方法。
            如今的焊接技術不僅是一種現代化了的傳統加工技術,而且已發展成為一種將材料永久連接,并使焊接接頭具有給定功能的先進制造技術。國民經濟的諸多行業都薪要焊接技術。幾乎所有的產品,從幾十萬噸級的巨型輪船到不足lg的微型電子元器件,在生產過程中都不同程度地依賴著焊接技術。焊接技術已經滲透到了制造業的各個領域,焊接與金屬切削加工、壓力加工、鑄造、熱處理等其他方法一起構成的金屬加工技術,已成為汽車、船舶、飛機、航天、原子能、石油、化工、電子等工業各部門的基本生產手段,并直接影響著產品的質量、可靠性、壽命,生產的成本、效率以及市場的反應速度。
            在現代國際社會來講,一個科技打國的焊接技術發展水平的高低是其工業和科術現代化發展水平的一個重要標志。80年代改革開放以來,我國的工業有了非常巨大的發展。鋼鐵的產量從 1979年的3178萬噸提高到2005年的3億多噸,增加了近10倍。這為大量采用焊接技術提供了堅實的物質基礎。近年來,我國在大型焊接鋼結構的開發與應用等方面也創造了新中國成立以來的最高水平,有的已發展成為世界第一。例如,世界關注的長江三峽水利工程,其水電站的水輪機轉輪直徑達10.7m,高54m,重4401,為世界最大、最重的不銹鋼焊接轉輪;長江三峽水電站的電機定子座和蝸殼的結構也是巨大的,其電機定子座直徑達22m,高6m,重832t,是我國焊接的最大鋼結構機座;蝸殼的進水口直徑為12.4m,總重量達750t,為世界最大、最重的焊接蝸殼。西氣東輸工程的天然氣管線,全長約4300k m,是我國鋪設的第一條高強度鋼的長距離管線。在鋪設中不僅采用了大it的螺旋管焊接、直縫管焊接和下降焊等先進技術,而且還采用了很多的自動化焊接技術;在橋梁和高層建筑方面,焊接結構的應用也取得了很大的進步。“世界第一拱橋”—上海盧浦大橋,全長3900m ,跨度550m,為世界上跨度最大的全焊鋼結構拱橋。上海的金茂大廈目前是我國的摩天大樓之一,它采用焊接鋼結構框架,共有88層,高420m;我國的造船業在過去的20年間也有了很大的發展,造船的總噸位從1985年的每年50萬t提高到2002年的463萬t,成為世界第三的造船大國。這也是在造船行業中大力推廣先進、高效焊接技術的結果;在鋁合金、鐵合金及其他合金的焊接方面,大量的成就集中休現在航天、航空工業的發展方面。例如,“神舟號”載人飛船和長征系列運載火箭的嫩料箱,都是全焊接的鋁合金結構。國產J-11飛機上全焊接的欽合金重要承力構件,其總重a已達飛機總重量的15%。上述這些焊接結構的例子都是我國近年來最具有代表性的重要產品。它們的成功制造表明我國焊接技術及其設備的制造和應用水平有了顯著的提高,也表明焊接技術和焊接設備在一個國家國民經濟的建設和社會發展中發揮著不可替代的重要作用。
            在討論21世紀焊接的作用和發展方向,以及當今的知識經濟時代里焊接是否還是一種重要的生產手段等問題時,歐美等發達國家的專家對焊接的作用給予了高度的重視。他們認為到2020年,焊接仍將是制造業的重要加工技術或手段,且將進一步發展成為一種精確、可靠、低成本的連接方法。目前,還沒有哪一種方法能夠比焊接更為廣泛地應用于金屬的連接,并對所焊產品增加更多的技術附加值;無論是現在還是將來,焊接技術(包含連接、切割、徐敷等)都將是各種材料、產品加工的首選方法;焊接不會再是一種“應召工藝”,它將逐步集成到產品的全壽命過程中。從產品的設計、開發、制造,再到維修、再循環的各個階段,都將出現焊接的身影;在降低產品全壽命過程的成本,提高產品的質量和可靠性,增強產品的市場競爭力等方面,焊接技術都將起著至關重要的作用。
            焊接技術的發展離不開現代工業和科學技術的進步??梢院敛豢鋸埖卣f,沒一育現代焊接方法的發展,就不會有現代工業和科學技術的今天。近五十年來,現代工業和科學技術的發展,特別是汽車、船舶、飛機、航天、原子能、石油、化工、電子等工業各部門的迅猛發展,一方面,提出了各種使用要求(如高溫、高壓、低溫、強韌性、耐腐蝕、耐磨等)、各種結構形式及各種有色與黑色金屬材料的焊接問題,需要焊接工作者去研究和解決。另一方面,現代工業和科學技術的大t成就又為焊接技術和方法的發展提供了寬廣的技術基礎,這一切都促進了焊接技術的發展。例如,計算機技術的發展,為各種自動化焊接技術的發展提供了堅實的技術基礎;高新技術的快速發展,裝備的輕量化、節能化、高性能化,使輕金屬、復合材料等新型材料的應用范圍不斷擴大。這些材料都需要用新的焊接技術和設備來制成給定功能的結構。另外,無論是鋼還是其他材料的發展,都會在焊接技術及其工藝、耗材、裝備、自動化、效率、成本、壽命以及維修、再制造等諸多方面提出更新、更高、更多的要求。焊接方法就是在現代工業和科學技術發展的推動下相輔相成地發展起來的??梢灶A見,隨著現代工業和科學技術的不斷發展,焊接技術和設備也必將會有新的發展。

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