第五章-優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù).ppt

第五章優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)第一節(jié)精密焊接精密焊接：是指可以達(dá)到精確成形制造目的焊接工藝。一、激光焊接：1、概述：激光焊接的概念：激光焊接：是利用能量密度很高的激光束聚焦到工件表面，使輻射作用區(qū)表面的金屬“燒熔”粘合而形成焊接接頭的焊接方法。激光焊接的特性：一束高亮度的激光、經(jīng)聚焦后光斑直徑可小到幾微米而產(chǎn)生巨大的能量密度，在千分之幾秒甚至更短時(shí)間內(nèi)使任何可熔化、不可分解的材料熔化，而進(jìn)行激光焊接。,激光焊接的特征：是小孔效應(yīng)的焊接。如圖。2、激光焊接的特點(diǎn)：激光焊接是一種高效率的焊接工藝：焊接速度高。激光照射時(shí)間短，被焊材料不醫(yī)氧化、焊點(diǎn)小、焊縫窄，焊接變形小，精度高。激光焊接不產(chǎn)生焊渣。激光焊接的材料，不需要預(yù)先或焊后熱處理?？珊附油N金屬，也可焊接異種金屬。焊縫的承載能力高于母體的承載能力。激光焊接設(shè)備成本高，焊接件拼裝精度要求高。3、激光焊接設(shè)備：,激光焊接設(shè)備主要由激光器、激光電源、光學(xué)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等五部分組成。激光器：將電能轉(zhuǎn)變成光能。激光電源：為激光器提供所需要的能源。光學(xué)系統(tǒng)：將激光束聚焦。控制系統(tǒng)：控制焊縫軌跡。機(jī)械系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4、激光焊接工藝：保護(hù)氣體：激光焊接采用保護(hù)氣體，防止焊縫氧化。焊接速度：在一定激光功率下，降低焊接速度，則熔深增加。但速度過低，熔深不會(huì)再增加，而使焊縫變寬。對(duì)于給定的激光功率條件，存在一維持深熔焊接的最低焊接速度。熔深：在維持深熔焊接的最低焊接速度下，可得到最大熔深。,材料的焊接性：激光焊接的材料焊接性，與普通焊接相似。激光焊接的焊接性如圖。二、電子束焊接：1、電子束焊接的概念：電子束焊接：是在真空條件下，利用聚焦后被加速的能量密度很高的電子束，以極高速度沖擊到工件表面極小面積上。在極短時(shí)間內(nèi)，其能量大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而引起材料的局部熔化達(dá)到焊接目的的焊接方法。2、電子束焊接設(shè)備：主要由電子槍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)等四大系統(tǒng)組成。電子槍系統(tǒng)：用來發(fā)射高速電子流，并加以聚集的系統(tǒng)。真空系統(tǒng)：保證真空里所需的真空度，電子束只有在真空下才能高速運(yùn)動(dòng)。,控制系統(tǒng)：控制電子束大小、方向以及工作臺(tái)移動(dòng)的系統(tǒng)。電源系統(tǒng)：為電子束提供能源。3、電子束焊接的特點(diǎn)：焊接不用焊條，在真空中進(jìn)行，焊縫化學(xué)成分與母材相同。非接觸式焊接，工件不受機(jī)械力作用。電子束可聚焦到微米級(jí)，是一種精密微細(xì)加工方法。第二節(jié)特殊環(huán)境下焊接成型技術(shù)一、空間焊接：1、空間焊接的概念：空間焊接：就是在太空條件下進(jìn)行焊接操作的焊接方法。2、空間焊接方法：電子束焊接可用于空間焊接。電弧焊接加少量氣體來維持電弧穩(wěn)定，也可用于空間焊接。,二、水下焊接：1、水下焊接的概念：水下焊接：在水下進(jìn)行焊接操作的焊接方法。2、水下焊接方法：濕法焊接：焊接部件浸泡在水中的焊接方法。適用于水深為3060米較淺水深的焊接作業(yè)。干法焊接：使用水下壓力倉(cāng)，使焊接時(shí)水被排出倉(cāng)外，在高壓氣下焊接的焊接方法。適用于水深較大的焊接作業(yè)。局部干法焊接：采取特殊措施使待焊接部位形成局部無水空間進(jìn)行焊接的焊接方法。此法正處于研究試用階段。,第三節(jié)現(xiàn)代切割技術(shù)一、激光切割：1、概述：激光切割的概念：激光切割：是利用經(jīng)聚焦的高功率激光束照射工件，使被照射處的材料迅速熔化、氣化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助光束同軸的高速氣體流吹除熔融物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)割開工件的一種切割方法。激光切割方式：氣化切割：切口部分的材料以蒸汽或渣的形式排出。適用于不熔化的材料（如木材）的切割。熔化切割：在氣流作用下，切口料以熔融物質(zhì)形式由切口底部排出。,激光切割的特點(diǎn)：質(zhì)量好：切割面光潔美觀，切口寬度窄，熱變形小。效率高：可實(shí)現(xiàn)高速切割，切割速度可達(dá)到每分鐘數(shù)十米。柔性高：易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可切割任意形狀、尺寸的板材。材料適應(yīng)性好：幾乎可切割任何金屬和非金屬材料。2、激光切割設(shè)備：激光切割設(shè)備主要由激光器、數(shù)控工作臺(tái)和輔助設(shè)備等三大部分組成。3、激光切割工藝參數(shù)：激光功率：由切割厚度、切割速度和切口寬度確定。輔助氣體的種類和壓力：例如，切割低碳鋼采用氧氣作輔助氣體，壓力大切割效果好。切割速度：主要由板厚確定。,焦點(diǎn)位置：與切割材料有關(guān)。如切割低碳鋼把聚焦的光斑設(shè)在工件上表面。二、超聲切割：1、超聲切割的概念：超聲切割：是利用超聲振動(dòng)的工具在有磨料的液體介質(zhì)中或磨料中，產(chǎn)生磨料的沖擊、液壓沖擊以及由此產(chǎn)生的氣蝕作用來去除材料的切割方法。原理如圖。2、超聲切割的特點(diǎn)：適合硬脆材料的切割，尤其適合不導(dǎo)電非金屬硬脆材料。工件表面切削力和切削熱很小，不會(huì)產(chǎn)生變形和燒傷，表面質(zhì)量好：主要依靠磨粒瞬時(shí)局部的沖擊作用來切除材料。加工金屬硬脆材料時(shí)，加工效率較低。,三、高壓水射流切割：1、高壓水射流切割的概念：高壓水射流切割：是利用水或水中加添加劑的液體，經(jīng)水泵至增壓器，在經(jīng)儲(chǔ)液畜能器使高壓液體流動(dòng)平穩(wěn)，最后由人造藍(lán)寶石噴嘴形成高速液體束流，噴射到工件表面，去