《材料加工工程》課件：Chapter 11 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)-2015

1、1焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)第第1111章章 Advanced welding & related Tech 第三講 金屬連接成形工藝2重點(diǎn)重點(diǎn):1) 激光焊激光焊2) 波控焊接波控焊接3) 攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊4) 機(jī)器人焊接機(jī)器人焊接5) 熱切割和噴涂熱切割和噴涂第第1111章章: : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)Advanced welding & related Tech. 第三講 金屬連接成形工藝3I. I. 高能密束焊接高能密束焊接一、激光焊接一、激光焊接 高高能密束作用于焊接件的連接處能密束作用于焊接件的連接處；光光-熱轉(zhuǎn)熱轉(zhuǎn)換提供焊接所

2、需的熱源；換提供焊接所需的熱源；1) 激光束激光束 Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation 第第1111章章: : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)4(1) 激光束性質(zhì)激光束性質(zhì)v單色性單色性-for Inspection & Com.v方向性方向性-for Remote laser Processing & Inspectionv高亮度和高能量密度高亮度和高能量密度第第1111章章: : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)5單色性單色性 單色性常用比值單色性常用比值 / 來(lái)表征，其中來(lái)表征，其

3、中 和和 是輻射波的中心頻率和波長(zhǎng)，是輻射波的中心頻率和波長(zhǎng)， 、是譜是譜 線的線寬線的線寬.原有單色性最好的光源是氪原有單色性最好的光源是氪86燈，其燈，其/ 比值為比值為10-6量量級(jí)。級(jí)。 激光器發(fā)出的全部光輻射只集中在很小的頻率范激光器發(fā)出的全部光輻射只集中在很小的頻率范圍內(nèi)，其單色性很高。因?yàn)楣ぷ髁Ｗ臃崔D(zhuǎn)和激光振蕩圍內(nèi)，其單色性很高。因?yàn)楣ぷ髁Ｗ臃崔D(zhuǎn)和激光振蕩只能發(fā)生在數(shù)目有限的高低能級(jí)之間，只有少數(shù)幾個(gè)只能發(fā)生在數(shù)目有限的高低能級(jí)之間，只有少數(shù)幾個(gè)振蕩頻率振蕩頻率(不同的縱模不同的縱模)能維持振蕩，并且每個(gè)振蕩頻率能維持振蕩，并且每個(gè)振蕩頻率的振蕩寬度遠(yuǎn)比整個(gè)熒光譜線寬度小得多。用

4、選模技的振蕩寬度遠(yuǎn)比整個(gè)熒光譜線寬度小得多。用選模技術(shù)可使激光器實(shí)現(xiàn)單頻振蕩，穩(wěn)頻激光器的輸出單色術(shù)可使激光器實(shí)現(xiàn)單頻振蕩，穩(wěn)頻激光器的輸出單色性性 達(dá)到達(dá)到10-10-10-13量級(jí)，比氪量級(jí)，比氪86燈的單色性要高燈的單色性要高幾萬(wàn)到幾千萬(wàn)倍。幾萬(wàn)到幾千萬(wàn)倍。 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)6n減少透鏡的色散效應(yīng)n/，/ ，1Mhz-1GHzn原有單色性最好的氪86燈： /106n選模穩(wěn)頻的激光器： /10101013RedYellowGreenBlueVioletWhite LightLaser BeamMONOCHROMATICLaser Safety Tra

5、ining Laser Institute of America 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)7高方向性高方向性v激光束的方向性好亦即光線的發(fā)散度小，激光束的方向性好亦即光線的發(fā)散度小，是因?yàn)閺闹C振腔發(fā)出的只能是反射鏡多次是因?yàn)閺闹C振腔發(fā)出的只能是反射鏡多次反射后無(wú)法顯著偏離諧振腔軸線的光波。反射后無(wú)法顯著偏離諧振腔軸線的光波。v q q 2.24 /D 典型典型 q q 1mrad1mradv方向性越好方向性越好 可傳播越長(zhǎng)的距離，獲得可傳播越長(zhǎng)的距離，獲得越小的焦斑，越高的功率密度。越小的焦斑，越高的功率密度。v工業(yè)激光器工業(yè)激光器 q q 5 mrad 5 m

6、rad 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)8高亮度高亮度v激光束也和其他光束一樣，可以通過(guò)凸鏡或金屬激光束也和其他光束一樣，可以通過(guò)凸鏡或金屬反射鏡加以聚焦。經(jīng)聚焦后，可以將激光的巨大反射鏡加以聚焦。經(jīng)聚焦后，可以將激光的巨大能量聚焦到直徑為光波波長(zhǎng)量級(jí)的光斑上，形成能量聚焦到直徑為光波波長(zhǎng)量級(jí)的光斑上，形成極高的能量密度，例如可產(chǎn)生極高的能量密度，例如可產(chǎn)生1061013W/cm2的的功率密度。功率密度。 lBP/SW/cm2.Srl太陽(yáng)光的亮度：太陽(yáng)光的亮度：2103 W/cm2.Srl氣體激光器的亮度：氣體激光器的亮度： 108 W/cm2Srl固體激光器的亮度：固

7、體激光器的亮度： 1011 W/cm2Sr 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)9 第第1111章章: : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)10(2) 激光束模式激光束模式 YAG (yttrium aluminum garnet)Solid Laser;CO2 Gas Laser; Fiber Laser etc Pulsed & Continueced橫模橫模- 沿垂直傳播方向的橫截面內(nèi)的光場(chǎng)強(qiáng)沿垂直傳播方向的橫截面內(nèi)的光場(chǎng)強(qiáng) 度分布度分布 TEMmn.第11章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)11v橫模通常用如下符號(hào)橫模通常用如下符號(hào)TEMmnq標(biāo)記。標(biāo)記。TE

8、M表示橫表示橫電磁波，電磁波，m代表光斑在代表光斑在X方向節(jié)線的數(shù)目，方向節(jié)線的數(shù)目，n代表代表在在y方向節(jié)線的數(shù)目，方向節(jié)線的數(shù)目，q代表在代表在z方向節(jié)線的數(shù)目，方向節(jié)線的數(shù)目，由于由于q值很大，一般可省略。如上圖其中值很大，一般可省略。如上圖其中TEM00表表示在示在X， y方向都沒(méi)有節(jié)線的光斑，稱為基橫模，方向都沒(méi)有節(jié)線的光斑，稱為基橫模，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱基?；！３Ｒ酝獾臋M模均稱。除基模以外的橫模均稱高階橫模高階橫模。TEMl0模代表模代表X方向有一節(jié)線，方向有一節(jié)線，y方向無(wú)節(jié)線；方向無(wú)節(jié)線； TEM02模代表模代表X方向無(wú)節(jié)線，方向無(wú)節(jié)線，y方向有一節(jié)線；方向有一節(jié)線；TEM11模代

9、表模代表X，Y方向各有一節(jié)線，依此類推，方向各有一節(jié)線，依此類推，一般一般 mn均小于均小于10。 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)12Several TEM modes with Gaussian energy intensity.Laser Beam PatternLaser Beam Pattern 第第1111章章: : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)132) 2) 激光焊原理激光焊原理(1) 激光傳熱焊激光傳熱焊 Energy Density less then 105W/cm2 The same as Fusion Welding. 第第1111章

10、章: : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)14(2) 激光深熔焊激光深熔焊 Energy Density large then 106W/cm2 Key Hole Laser WeldingPenetration/ width=12:1 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)15v1-laser beamv2-fusion poolv3-key holev4-weld widthFig.13-2 Deep penetration laser Welding 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)16Kyungson Ki, Pravansu S Mohanty,Jyotirmoy Mazu

11、mder 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)17n深熔焊（deep penetration welding） 106107w/cm2 深寬比12：1n特點(diǎn)特點(diǎn) ： 焊縫深寬比大； HAZ?。?凈化作用。 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)18 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)19 (1) 能量密度能量密度 激光功率激光功率能量密度能量密度焊接熔深焊接熔深 . For CO2 Gas Laser welding: 焊縫深度焊縫深度(in mm) 激光功率激光功率(in kilowatt)3) 3) 激光焊技術(shù)參數(shù)激光焊技術(shù)參數(shù) 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)20d(P)0.7304不

12、銹鋼 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)21(2) (2) 焦距和離焦量焦距和離焦量v d0f f d0 Energy density But f b0 F: -1-2mm ,or F-1/3 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)22離焦量及其對(duì)焊縫的影響離焦量及其對(duì)焊縫的影響 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)23(3) 焊接速度焊接速度Welding speed weld penetration Match with Power and 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)24Laser welding film: 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)25二、電子束焊接二、電子束焊接E

13、lectron Beam Weldingv利用加速和聚焦的利用加速和聚焦的高能電子束流轟擊高能電子束流轟擊焊件接縫，將動(dòng)能焊件接縫，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，使焊轉(zhuǎn)化為熱能，使焊件加熱熔化的一種件加熱熔化的一種熔化焊方法。熔化焊方法。Electron beam welding principle 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)261) 電子束焊接原理電子束焊接原理 從電子槍中產(chǎn)生的電子束在從電子槍中產(chǎn)生的電子束在25300kv的的加速電壓下加速到加速電壓下加速到0.30.7倍的光速，經(jīng)過(guò)倍的光速，經(jīng)過(guò)電子槍中靜電透鏡和電磁透鏡的作用，形成電子槍中靜電透鏡和電磁透鏡的作用，形成的功率密度很高的電子

14、束流得到一個(gè)很小的的功率密度很高的電子束流得到一個(gè)很小的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)。 當(dāng)電子束流撞擊置于真空或非真空的工件當(dāng)電子束流撞擊置于真空或非真空的工件表面時(shí)，電子的動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使金表面時(shí)，電子的動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽菇饘傺杆偃刍驼舭l(fā)，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程屬迅速熔化和蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程. 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)27Vacuum EBW system 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)28 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)29 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)302 2）電子束焊接的特征）電子束焊接的特征v 能量密度高能量密度高，電子束焊接時(shí)常用的加速電壓范圍，電子束焊接時(shí)常用的加速電

15、壓范圍 為為30150kV，電子束電流為，電子束電流為20l000mA，電子束，電子束 焦點(diǎn)直徑約為焦點(diǎn)直徑約為0.11mm，其功率密度可達(dá)，其功率密度可達(dá)106W cm2以上。以上。焊縫尺寸與位置精確可控焊縫尺寸與位置精確可控; v 由于熔池窄小由于熔池窄小, EBW 焊縫焊縫HAZ窄小窄小;v 焊縫金屬具有優(yōu)良的物理焊縫金屬具有優(yōu)良的物理-力學(xué)性能力學(xué)性能;v 變形小變形小;v 難焊金屬難焊金屬,異種金屬焊接的有效方法異種金屬焊接的有效方法. v 真空條件真空條件 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)31Fig. The longitudinal and transverse macrose

16、ctions of the weld closen region in electron beam welding of 150 mm thick steel. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)32 EBW的真空是理想的純化焊縫金屬的的真空是理想的純化焊縫金屬的惰性保護(hù)氣氛惰性保護(hù)氣氛 . 電子束焊控制簡(jiǎn)單電子束焊控制簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的全自動(dòng)化的全自動(dòng)化. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)33v真空電子束焊真空電子束焊: 666 10-4Pav低真空電子束焊低真空電子束焊: 1-13Pav非真空非真空: 與氦同時(shí)進(jìn)入大氣中焊接與氦同時(shí)進(jìn)入大氣中焊接 第第11章章:焊接

17、新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)34KL -134 electron beam welding machine with “sliding” gun 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)電子束焊設(shè)備35 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)電子束焊設(shè)備36 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)電子束焊設(shè)備37vEBW 的局限的局限: 設(shè)備昂貴設(shè)備昂貴; 受真空室尺寸限制受真空室尺寸限制; 抽真空費(fèi)時(shí)抽真空費(fèi)時(shí); 焊前準(zhǔn)備費(fèi)用大焊前準(zhǔn)備費(fèi)用大; 焊接過(guò)程中產(chǎn)生焊接過(guò)程中產(chǎn)生X-射線射線; 快速凝固容易導(dǎo)致一些材料的開(kāi)裂快速凝固容易導(dǎo)致一些材料的開(kāi)裂;vEBW 缺陷缺陷Undercutting; P

18、orosity;Cracking;Underfill;Lack of fusion; Shrinkage voids; Missed joints 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)383 3）電子束焊的控制參數(shù)）電子束焊的控制參數(shù)v電子束電流電子束電流 束流與加速電壓一起決定著電子束的功率。在電子束焊接過(guò)程中，加速電壓往往不變，所以常常要調(diào)整電子束流值來(lái)滿足不同的焊接工藝需要。增加電子束流，熔深和熔寬都會(huì)增加。v加速電壓加速電壓 在電子束焊接中，加速電壓的增加可使熔深加大，但加速電壓的參數(shù)根據(jù)電子槍的類型通常選取某一數(shù)值不變。在保持其他參數(shù)不變的條件下，焊縫橫斷面深寬比與加速電壓成正比。v焊

19、接速度焊接速度 焊接速度太快會(huì)使焊縫變窄，熔深減小。 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)39v 聚焦電流聚焦電流 電子束聚焦?fàn)顟B(tài)對(duì)熔深及焊縫成形影響很大。焦點(diǎn)變小可使焊縫變窄，熔深增加。厚板焊接時(shí)，應(yīng)使焦點(diǎn)位于工件表面以下0.5-0.75mm的熔深處；薄板焊接時(shí)，應(yīng)使焦點(diǎn)位于工件表面。v 工作距離工作距離 工作距離應(yīng)在設(shè)備最佳范圍內(nèi)。工作距離變小時(shí)，電子束的斑點(diǎn)直徑變小，可增加電子束功率密度。但工作距離過(guò)小會(huì)造成放電現(xiàn)象，因而在不影響電子槍的穩(wěn)定工作的前提下，可以采用盡可能短的工作距離。v 對(duì)于確定的電子束焊接設(shè)備，加速電壓一般固定不變，必須時(shí)也只做較小的調(diào)整。焊接電流和焊接速度是主要調(diào)整的工

20、藝參數(shù)。熱輸入與電子束焊接功率成正比，與焊接速度成反比。利用焊接熱輸入與焊接厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，初步選定焊接工藝參數(shù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)修正后方可作為實(shí)際使用的焊接工藝參數(shù)。此外，還應(yīng)考慮焊縫橫斷面、焊縫外形及防止產(chǎn)生焊縫缺陷等因素，綜合選擇和實(shí)驗(yàn)確定焊接工藝參數(shù)。 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)404）電子束焊的應(yīng)用）電子束焊的應(yīng)用 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)41 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)電子束焊接在汽車行業(yè)中的應(yīng)用電子束焊接在汽車行業(yè)中的應(yīng)用對(duì)液壓成型的凸輪軸進(jìn)行電子束焊接，然后研磨在自動(dòng)無(wú)級(jí)變速裝置中，電子束焊接 行星齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪行星齒輪架和驅(qū)動(dòng)齒輪的焊接電子

21、束焊接的摩托車鑄鋁輪箍42電子束焊接在鐵路交通中的應(yīng)用電子束焊接在鐵路交通中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)鐵軌分叉處的電子束焊接在火車鋁制部件上的電子束焊接 ，焊深40 mm 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)43 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)電子束焊接在航空航天中的應(yīng)用電子束焊接在航空航天中的應(yīng)用衛(wèi)星燃料箱衛(wèi)星軌道推進(jìn)器上用的錐形噴口在火箭上的錐形噴口，調(diào)壓器或燃料推進(jìn)器上大量應(yīng)用電子束焊接技術(shù)44 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)45用電子束焊接義肢上的小齒輪或行星齒輪在固定斷裂的骨頭上使用骨釘，它經(jīng)過(guò)電子束焊接和退火處理可以將各種鉆頭焊接在柔性曲軸上，然后用于

22、骨頭的鉆孔電子束焊接在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用電子束焊接在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)46銅/鋼，焊深30 mm鋼，焊深150 mm 鋁，焊深40 mm銅， 焊深35 mm 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)47電子束焊接高靈敏部件電子束焊接高靈敏部件高靈敏部件的焊接，例如閥或傳感器 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)48 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)用電子束焊接的壓鑄鋁熱交換器用電子束焊接的壓鑄鋁熱交換器49用電子束焊接汽車減震器，包括用電子束焊接汽車減震器，包括 12條焊縫和條焊縫和電子束

23、蝕刻標(biāo)記電子束蝕刻標(biāo)記 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)50 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)51II. 波形控制焊接技術(shù)波形控制焊接技術(shù)1.1.短路期間波形控制短路期間波形控制 Short circuit waveform control適用于適用于:CO2焊焊和熔化極氣體和熔化極氣體保護(hù)焊保護(hù)焊(GMAW) 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)飛濺影片52 2. 表面張力過(guò)渡波形控制表面張力過(guò)渡波形控制 Surface Tension Transfer (STT) Welding1. The electrode approaches the wor

24、k piece with the amps and volts maintaining steady levels.2. As the electrode shorts, the voltage drops dramatically and the amperes begin to rise. The next two steps differentiate conventional GMAW from STT because of STTs precise control of the waveform.3. The electrode has come in contact (shorte

25、d) with the work piece and is depositing the filler metal. At this point, the voltage is approximately zero, and the amperes have increased immensely.4. The increase in amperes causes the filler metal to separate from the rest of the electrode in a violent and unpredictable manner, producing greater

26、 spatter and smoke than STT.5. After the separation between the weld deposit and the welding wire, the voltage and amperes decrease back to their preset levels.6. Repeats the process as in step one. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)5354 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù) 2. 表面張力過(guò)渡波形控制表面張力過(guò)渡波形控制 Surface Tension Transfer (STT) Weldin

27、gT0-T1. STT produces a uniform molten ball and maintains it until the “ball” shorts to the puddle.T1-T2. When the “ball” shorts to the puddle, the current is reduced to a low level allowing the molten ball to wet into the puddle.T2-T3. Automatically, a precision PINCH CURRENT waveform is applied to

28、the short. During this time, special circuitry determines that the short is about to break and reduces the current to avoid the spatter producing “explosion”.T3-T4. STT circuitry re-establishes the welding arc at a low current level.T5-T7. STT circuitry senses that the arc is re-stablished, and auto

29、matically appliesPEAK CURRENT, which sets the proper arc length. Following PEAK CURRENT,internal circuitry automatically switches to the BACKGROUND CURRENT,which serves as a fine heat control.BACKGROUNDCURRENTPINCHCURRENTPEAKCURRENTTAIL-OUTSPEED55vSTT,源于美國(guó)林肯公司源于美國(guó)林肯公司,利用波形控制利用波形控制技術(shù)在整個(gè)焊接過(guò)程中精確而迅速地技術(shù)在

30、整個(gè)焊接過(guò)程中精確而迅速地控制焊接電流控制焊接電流.獨(dú)特的技術(shù)既不是恒流獨(dú)特的技術(shù)既不是恒流也不是恒壓也不是恒壓.而是電源根據(jù)電弧的瞬時(shí)而是電源根據(jù)電弧的瞬時(shí)熱需求自動(dòng)調(diào)整焊接電流熱需求自動(dòng)調(diào)整焊接電流. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)56STT 方法的優(yōu)點(diǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)vSTT方法采用了具有波形控制的高頻逆變技術(shù)方法采用了具有波形控制的高頻逆變技術(shù)改進(jìn)了改進(jìn)了MIG的短路過(guò)渡工藝能夠得到高質(zhì)量的短路過(guò)渡工藝能夠得到高質(zhì)量的焊縫且減少了煙塵和飛濺的焊縫且減少了煙塵和飛濺.vSTT方法克服了其他工藝的問(wèn)題且利用了其優(yōu)方法克服了其他工藝的問(wèn)題且利用了其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn).v可能比可能比GTAW的打底焊的效率提

31、高的打底焊的效率提高3-4倍倍,具有具有低的熱輸出和熔透率高低的熱輸出和熔透率高. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)57 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)58 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)59 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)60v 攪拌摩擦焊（攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding），簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱FSW是基于摩擦焊技術(shù)的基本原理，由英國(guó)焊接研究所是基于摩擦焊技術(shù)的基本原理，由英國(guó)焊接研究所（TWITWI）于）于19911991年發(fā)明的一種新型固相連接技術(shù)。年發(fā)明的一種新型固相連接技術(shù)。與常規(guī)摩擦焊相比，其不受軸類零件的限制，可進(jìn)與常規(guī)摩擦焊相比，其不受軸類零件的限制

32、，可進(jìn)行板材的對(duì)接、搭接、角接及全位置焊接。被譽(yù)為行板材的對(duì)接、搭接、角接及全位置焊接。被譽(yù)為“繼激光焊后又一次革命性的焊接技術(shù)繼激光焊后又一次革命性的焊接技術(shù)”。. .攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)61與傳統(tǒng)的熔化焊方法相比與傳統(tǒng)的熔化焊方法相比: :v生產(chǎn)成本低生產(chǎn)成本低。 不用填充材料，也不用保護(hù)氣體；厚焊不用填充材料，也不用保護(hù)氣體；厚焊件邊緣不用加工坡口；不必進(jìn)行去除氧化膜處理（只需要件邊緣不用加工坡口；不必進(jìn)行去除氧化膜處理（只需要去除油污即可）；不苛求裝配精度，也不需要事先打底焊去除油污即可）；不苛求裝配精度，也不需要事先打底焊。v接

33、頭質(zhì)量高接頭質(zhì)量高。 可以得到等強(qiáng)度接頭，塑性降低很少甚可以得到等強(qiáng)度接頭，塑性降低很少甚者不降低；屬于固態(tài)焊接，接頭是在塑性狀態(tài)下受擠壓完者不降低；屬于固態(tài)焊接，接頭是在塑性狀態(tài)下受擠壓完成的，避免了熔焊時(shí)熔池凝固過(guò)程中產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺成的，避免了熔焊時(shí)熔池凝固過(guò)程中產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷；解決了熔焊方法不能焊接的一些鋁合金的高質(zhì)量連接陷；解決了熔焊方法不能焊接的一些鋁合金的高質(zhì)量連接問(wèn)題，如對(duì)航天領(lǐng)域中裂紋敏感性強(qiáng)的高強(qiáng)鋁合金的焊接問(wèn)題，如對(duì)航天領(lǐng)域中裂紋敏感性強(qiáng)的高強(qiáng)鋁合金的焊接。8.3.8.3.攪拌摩擦攪拌摩擦焊焊 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)v安全環(huán)保型的連

34、接技術(shù)安全環(huán)保型的連接技術(shù)。 整個(gè)焊接過(guò)程中無(wú)熔化、無(wú)整個(gè)焊接過(guò)程中無(wú)熔化、無(wú)飛濺、無(wú)煙塵、無(wú)輻射、無(wú)噪聲、無(wú)污染等有害物質(zhì)。飛濺、無(wú)煙塵、無(wú)輻射、無(wú)噪聲、無(wú)污染等有害物質(zhì)。v廣泛的工藝適用性廣泛的工藝適用性。 不受是否軸類零件的限制，可實(shí)現(xiàn)不受是否軸類零件的限制，可實(shí)現(xiàn)多種形式，不同位置的焊接，可進(jìn)行平板的對(duì)接和搭接，可焊接直焊多種形式，不同位置的焊接，可進(jìn)行平板的對(duì)接和搭接，可焊接直焊縫、角焊縫及環(huán)焊縫，可進(jìn)行大型框架結(jié)構(gòu)、大型筒體制造及大型平縫、角焊縫及環(huán)焊縫，可進(jìn)行大型框架結(jié)構(gòu)、大型筒體制造及大型平板對(duì)接等。由于不受重力的影響，可以進(jìn)行仰焊。板對(duì)接等。由于不受重力的影響，可以進(jìn)行仰焊。

35、v便于機(jī)械化、自動(dòng)化操作。質(zhì)量比較穩(wěn)定便于機(jī)械化、自動(dòng)化操作。質(zhì)量比較穩(wěn)定，重復(fù)性高。，重復(fù)性高。 v焊接后結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力和變形小，更適合焊接后結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力和變形小，更適合于薄板焊接于薄板焊接。攪拌摩擦焊焊接過(guò)程中加熱溫度低，焊接不易攪拌摩擦焊焊接過(guò)程中加熱溫度低，焊接不易變形，這對(duì)較薄鋁合金結(jié)構(gòu)（如船艙板、小板拼成大板）的焊接極為變形，這對(duì)較薄鋁合金結(jié)構(gòu)（如船艙板、小板拼成大板）的焊接極為有利。有利。62631. 1. 攪拌摩擦焊焊接原理攪拌摩擦焊焊接原理8.3.8.3.攪拌摩擦攪拌摩擦焊焊 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)攪拌摩擦焊接過(guò)程示意圖攪拌摩擦焊接過(guò)程示意圖

36、 648.3.8.3.攪拌摩擦攪拌摩擦焊焊 攪拌焊頭邊旋轉(zhuǎn)邊沿著接縫與焊件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，攪拌焊頭前面的材料發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形。隨著攪拌焊頭向前移動(dòng)，前沿高度塑性變形的材料被擠壓到攪拌焊頭的背后。在攪拌頭軸肩與焊件表層摩擦產(chǎn)熱和鍛壓共同作用下，形成致密的固相連接接頭。 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)v分為四個(gè)區(qū)域：分為四個(gè)區(qū)域：v A區(qū)為母材區(qū)在最外邊，無(wú)熱影響也無(wú)變形的影響；區(qū)為母材區(qū)在最外邊，無(wú)熱影響也無(wú)變形的影響；v B區(qū)為熱影響區(qū)，沒(méi)有受到變形的影響，但受到了從焊接區(qū)為熱影響區(qū)，沒(méi)有受到變形的影響，但受到了從焊接區(qū)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量影響；區(qū)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量影響；v C區(qū)為

37、變形熱影響區(qū)，該區(qū)受到了塑性變形的影響，也受區(qū)為變形熱影響區(qū)，該區(qū)受到了塑性變形的影響，也受到了焊接溫度的影響；到了焊接溫度的影響；v D區(qū)為焊核，是兩塊焊件的共有部分區(qū)為焊核，是兩塊焊件的共有部分.65攪拌摩擦焊焊縫組織攪拌摩擦焊焊縫組織2. 攪拌摩擦焊的技術(shù)接參數(shù)攪拌摩擦焊的技術(shù)接參數(shù)2.1 攪拌摩擦焊接頭形式攪拌摩擦焊接頭形式6667 2. 2. 攪拌摩擦焊的技術(shù)接參數(shù)攪拌摩擦焊的技術(shù)接參數(shù)2.2 2.2 焊接參數(shù)焊接參數(shù)v 攪拌摩擦焊接參數(shù)主要包括焊接速度（攪拌焊頭沿?cái)嚢枘Σ梁附訁?shù)主要包括焊接速度（攪拌焊頭沿焊縫方向的行走速度）、攪拌焊頭轉(zhuǎn)速、焊接壓力焊縫方向的行走速度）、攪拌焊頭轉(zhuǎn)

38、速、焊接壓力、攪拌頭傾角、攪拌頭插入速度和保持時(shí)間等。、攪拌頭傾角、攪拌頭插入速度和保持時(shí)間等。v 焊接速度一定，焊接攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度提高，焊核區(qū)焊接速度一定，焊接攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度提高，焊核區(qū)越來(lái)越大，層狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，接頭性能更好。越來(lái)越大，層狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，接頭性能更好。v 攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度一定，隨著焊接速度減小，焊件兩攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度一定，隨著焊接速度減小，焊件兩側(cè)的材料流動(dòng)更加均勻，接頭外形更好。側(cè)的材料流動(dòng)更加均勻，接頭外形更好。8.3.8.3.攪拌摩擦攪拌摩擦焊焊 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)v(1)焊接速度焊接速度V v從焊接熱輸入可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速為定值且焊接速度較

39、從焊接熱輸入可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速為定值且焊接速度較低時(shí)，攪拌頭低時(shí)，攪拌頭/焊件界面的整體摩擦熱輸入較高。焊件界面的整體摩擦熱輸入較高。如果焊接速度過(guò)高，使塑性軟化材料填充攪拌針如果焊接速度過(guò)高，使塑性軟化材料填充攪拌針行走所形成的空腔的能力變?nèi)?，軟化材料填充空行走所形成的空腔的能力變?nèi)酰浕牧咸畛淇涨荒芰Σ蛔悖缚p內(nèi)容易形成一條狹長(zhǎng)且平行于腔能力不足，焊縫內(nèi)容易形成一條狹長(zhǎng)且平行于焊接方向的隧道溝，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度降低。焊接方向的隧道溝，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度降低。 6869a) DP 980, 1200 rev min-1, 3.3 mm s-1; b) DP 980, 1200 rev min-1, 17.

40、0 mm s-1Weld zone in DP 980Material C Mn P S Si Cr DP 980 0.150 1.440 0.011 0.007 0.320 0.020焊接速度對(duì)焊接速度對(duì)顯微組織的顯微組織的影響影響 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)a.大量馬氏體b.馬氏體和大塊貝氏體或魏氏體第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)v(2)攪拌頭轉(zhuǎn)速攪拌頭轉(zhuǎn)速n v旋轉(zhuǎn)速度較低時(shí)，焊接熱輸入較低，攪拌頭前后旋轉(zhuǎn)速度較低時(shí)，焊接熱輸入較低，攪拌頭前后不能形成足夠的軟化材料填充攪拌頭后方所形成不能形成足夠的軟化材料填充攪拌頭后方所形成的空腔，焊

41、縫內(nèi)易形成孔洞缺陷或攪拌頭的后邊的空腔，焊縫內(nèi)易形成孔洞缺陷或攪拌頭的后邊有一條溝槽，不能形成良好的焊縫，從而弱化接有一條溝槽，不能形成良好的焊縫，從而弱化接頭強(qiáng)度。頭強(qiáng)度。v在一定范圍內(nèi)隨著攪拌頭轉(zhuǎn)速的提高，焊接峰值在一定范圍內(nèi)隨著攪拌頭轉(zhuǎn)速的提高，焊接峰值溫度升高，熱輸入增加，有利于提高軟化材料填溫度升高，熱輸入增加，有利于提高軟化材料填充空腔的能力，避免接頭內(nèi)缺陷的形成，充空腔的能力，避免接頭內(nèi)缺陷的形成，v當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到一定值時(shí)，焊縫外觀良好，內(nèi)部孔當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到一定值時(shí)，焊縫外觀良好，內(nèi)部孔洞也逐漸消失。洞也逐漸消失。707126mm,母材2.0mm, 400rev min-110.0

42、mm, 800rev min-1Fe0.016C0.48Si0.49Mn0.023P0.001S17.78Ni19.82Cr6.13Mo0.20N0.63Cu旋轉(zhuǎn)速度對(duì)顯微組織的影響 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)72 a) DP 590, 800 rev min-1; b) DP 590, 1200 rev min-1Micrographs of weld zone for two different tool speeds: feedrate was same in both cases (17 mm s-1); magnification was 2500 第第1

43、1章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)a) a large amount of primary ferrite with grain boundary carbides and bainite.b)martensite, primary ferrite, and possibly other low transformation temperature products such as bainite.v（3）焊接壓力）焊接壓力P v 攪拌頭與被焊焊件表面之間的接觸狀態(tài)對(duì)焊縫的成形也有攪拌頭與被焊焊件表面之間的接觸狀態(tài)對(duì)焊縫的成形也有較大的影響。當(dāng)壓緊力不足時(shí)，表面熱塑性金屬較大的影

44、響。當(dāng)壓緊力不足時(shí)，表面熱塑性金屬“上浮上浮”，溢出焊接表面，焊縫底部在冷卻后會(huì)由于金屬的，溢出焊接表面，焊縫底部在冷卻后會(huì)由于金屬的“上浮上浮”而形成孔洞。而形成孔洞。v 當(dāng)壓緊力過(guò)大時(shí)，軸肩與焊件表面摩擦力增大，摩擦熱將當(dāng)壓緊力過(guò)大時(shí)，軸肩與焊件表面摩擦力增大，摩擦熱將使軸肩發(fā)生使軸肩發(fā)生“粘頭粘頭”現(xiàn)象，使焊縫表面出現(xiàn)飛邊、毛刺等現(xiàn)象，使焊縫表面出現(xiàn)飛邊、毛刺等缺陷。缺陷。v 攪拌摩擦焊壓力適中時(shí)，焊核呈規(guī)則橢圓狀，接頭區(qū)域有攪拌摩擦焊壓力適中時(shí)，焊核呈規(guī)則橢圓狀，接頭區(qū)域有明顯分區(qū)，焊縫底部完全焊透。焊接時(shí)攪拌針首先從前面明顯分區(qū)，焊縫底部完全焊透。焊接時(shí)攪拌針首先從前面帶動(dòng)材料往回撤

45、面旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)回撤面?zhèn)纫淮位蚨啻涡D(zhuǎn)后帶動(dòng)材料往回撤面旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)回撤面?zhèn)纫淮位蚨啻涡D(zhuǎn)后沉積。沉積。73v（4）攪拌頭傾角）攪拌頭傾角v攪拌頭傾角是指攪拌頭與焊接工件法線的夾角，攪拌頭傾角是指攪拌頭與焊接工件法線的夾角，表示攪拌頭向后傾斜的程度，攪拌頭向后傾斜的表示攪拌頭向后傾斜的程度，攪拌頭向后傾斜的目的是對(duì)焊縫施加壓力。目的是對(duì)焊縫施加壓力。v傾角主要是通過(guò)改變接頭致密性、軟化材料填充傾角主要是通過(guò)改變接頭致密性、軟化材料填充能力、熱循環(huán)和殘余應(yīng)力來(lái)影響接頭性能。傾角能力、熱循環(huán)和殘余應(yīng)力來(lái)影響接頭性能。傾角較小，則軸肩壓入量不足，軸肩下方軟化材料填較小，則軸肩壓入量不足，軸肩下方軟化材料填

46、充空腔的能力較弱，焊核區(qū)充空腔的能力較弱，焊核區(qū)/熱熱-機(jī)影響區(qū)界面處機(jī)影響區(qū)界面處易形成孔洞缺陷，導(dǎo)致焊接接頭強(qiáng)度降低。傾角易形成孔洞缺陷，導(dǎo)致焊接接頭強(qiáng)度降低。傾角增大，則攪拌頭軸肩與焊件的摩擦力增大，焊接增大，則攪拌頭軸肩與焊件的摩擦力增大，焊接熱作用程度增大。熱作用程度增大。74v（5）攪拌頭插入速度和保持時(shí)間）攪拌頭插入速度和保持時(shí)間v攪拌摩擦焊接過(guò)程起始插入速度不可過(guò)快，否則攪拌摩擦焊接過(guò)程起始插入速度不可過(guò)快，否則容易造成攪拌頭折損。但過(guò)慢則造成生產(chǎn)率低下容易造成攪拌頭折損。但過(guò)慢則造成生產(chǎn)率低下。選擇適當(dāng)?shù)牟迦胨俣确浅Ｖ匾２迦胨俣鹊目?。選擇適當(dāng)?shù)牟迦胨俣确浅Ｖ匾２迦胨俣鹊目?/p>

47、慢最終決定焊接起始階段預(yù)熱溫度是否足夠，以慢最終決定焊接起始階段預(yù)熱溫度是否足夠，以便產(chǎn)生足夠的塑性變形和流體流動(dòng)。而保持時(shí)間便產(chǎn)生足夠的塑性變形和流體流動(dòng)。而保持時(shí)間一般為一般為1015s,過(guò)短則產(chǎn)生塑性材料不足，過(guò)長(zhǎng)容過(guò)短則產(chǎn)生塑性材料不足，過(guò)長(zhǎng)容易造成局部過(guò)熱和生產(chǎn)率的下降。易造成局部過(guò)熱和生產(chǎn)率的下降。v攪拌頭的形狀直接決定了攪拌摩擦焊過(guò)程的產(chǎn)熱攪拌頭的形狀直接決定了攪拌摩擦焊過(guò)程的產(chǎn)熱及焊縫金屬的塑性流動(dòng)，最終影響焊縫的成形及及焊縫金屬的塑性流動(dòng)，最終影響焊縫的成形及焊縫性能。焊縫性能。7576v3.3.攪拌摩擦焊焊頭攪拌摩擦焊焊頭 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)

48、技術(shù)774 4攪拌摩擦焊的應(yīng)用攪拌摩擦焊的應(yīng)用8.3.8.3.攪拌摩擦攪拌摩擦焊焊 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)784 4攪拌摩擦焊的應(yīng)用攪拌摩擦焊的應(yīng)用8.3.8.3.攪拌摩擦攪拌摩擦焊焊 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)79 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)80攪拌摩擦焊視頻 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)81 機(jī)器人焊接技術(shù)機(jī)器人焊接技術(shù) Robot welding v 焊接機(jī)器人焊接機(jī)器人 Welding robotv工業(yè)機(jī)器人被認(rèn)為是焊接自動(dòng)化最有前途工業(yè)機(jī)器人被認(rèn)為是焊接自動(dòng)化最有前途的工

49、具的工具.v焊接機(jī)器人在制造業(yè)中獲得廣泛的使用焊接機(jī)器人在制造業(yè)中獲得廣泛的使用.v它是柔性制造技術(shù)它是柔性制造技術(shù);v高質(zhì)量的焊接性能高質(zhì)量的焊接性能;v極大改善勞動(dòng)條件極大改善勞動(dòng)條件. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)82 Robot welding 1) 1) 點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人 Spot welding robots廣泛應(yīng)用于汽車制造等行業(yè)。汽車焊點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車制造等行業(yè)。汽車焊點(diǎn)4000-5000點(diǎn)。點(diǎn)。在生產(chǎn)線上，通過(guò)傳感器將車型信息通知機(jī)器在生產(chǎn)線上，通過(guò)傳感器將車型信息通知機(jī)器人的控制器，選擇預(yù)存的程序執(zhí)行任務(wù)。人的控制器，選擇預(yù)存的程序執(zhí)行任務(wù)。可將機(jī)器人系統(tǒng)與可將機(jī)

50、器人系統(tǒng)與CAD/CAM技術(shù)結(jié)合，大大提技術(shù)結(jié)合，大大提高生產(chǎn)效率。高生產(chǎn)效率。 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)83v2) 弧焊機(jī)器人弧焊機(jī)器人 Arc welding robotsv弧焊是工業(yè)中機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之弧焊是工業(yè)中機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一一. vMIG焊機(jī)器人起始于焊機(jī)器人起始于 1970s.v系統(tǒng)由系統(tǒng)由6部分組成部分組成:焊槍焊槍;液壓驅(qū)動(dòng)的夾緊裝液壓驅(qū)動(dòng)的夾緊裝置置;自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置自驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置;集成控制器集成控制器;焊接電焊接電源源. 第第11章章:焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)84 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)8586v弧焊機(jī)器人順序控制弧焊機(jī)器人順序控制v

51、使用焊接順序控制來(lái)決定不同焊縫的焊接順序使用焊接順序控制來(lái)決定不同焊縫的焊接順序，其要考慮焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率，其要考慮焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率.。v設(shè)置目標(biāo)函數(shù)并發(fā)展了有效焊接順序算法優(yōu)化設(shè)置目標(biāo)函數(shù)并發(fā)展了有效焊接順序算法優(yōu)化包括焊縫數(shù)包括焊縫數(shù),焊接層數(shù)和焊接機(jī)器人的焊接參焊接層數(shù)和焊接機(jī)器人的焊接參數(shù)。數(shù)。 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)87v機(jī)器人焊接程序是非常費(fèi)時(shí)的工序機(jī)器人焊接程序是非常費(fèi)時(shí)的工序;v在機(jī)器人技術(shù)和焊接工藝兩者都需要堅(jiān)實(shí)的在機(jī)器人技術(shù)和焊接工藝兩者都需要堅(jiān)實(shí)的專門(mén)技術(shù)專門(mén)技術(shù);v機(jī)器人弧焊程序中所作的努力集中在離線編機(jī)器人弧焊程序中所作的努力集中在離線編程程,包括規(guī)劃包

52、括規(guī)劃,模擬模擬,修改和在遙控計(jì)算機(jī)再寫(xiě)修改和在遙控計(jì)算機(jī)再寫(xiě)程序程序. 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)88弧焊機(jī)器人順序控制的特點(diǎn)弧焊機(jī)器人順序控制的特點(diǎn)v對(duì)焊接順序主要關(guān)心的是生產(chǎn)率以及優(yōu)良對(duì)焊接順序主要關(guān)心的是生產(chǎn)率以及優(yōu)良的焊接質(zhì)量。的焊接質(zhì)量。v因此因此,在質(zhì)量和生產(chǎn)率之間需要折中妥協(xié)。在質(zhì)量和生產(chǎn)率之間需要折中妥協(xié)。v為了改善焊接可靠性，在厚板制造的結(jié)構(gòu)為了改善焊接可靠性，在厚板制造的結(jié)構(gòu)中和鋁合金結(jié)構(gòu)中使用多道焊。中和鋁合金結(jié)構(gòu)中使用多道焊。v使用多道焊能夠減少脆性斷裂和拉伸殘余使用多道焊能夠減少脆性斷裂和拉伸殘余應(yīng)力。應(yīng)力。 第第11章章 : 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)89v典

53、型的工藝規(guī)劃包括焊接順序，多道焊規(guī)典型的工藝規(guī)劃包括焊接順序，多道焊規(guī)劃，碰撞空程規(guī)劃，和含有焊接次序，劃，碰撞空程規(guī)劃，和含有焊接次序，機(jī)器人和位置運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，焊縫跟蹤以及機(jī)機(jī)器人和位置運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，焊縫跟蹤以及機(jī)器人手臂和工件位置校準(zhǔn)的焊接操作規(guī)劃。器人手臂和工件位置校準(zhǔn)的焊接操作規(guī)劃。 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)90Classification of welding operations 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)91Operation Example 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)92摩托車車架摩托車車架弧焊機(jī)器人焊接影片弧焊機(jī)器人焊接影片 第第11章章: 焊接新技

54、術(shù)及相關(guān)技術(shù)93 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) Related technology1. Thermal cutting1) Air-Carbon-Arc CuttingAir-carbon-arc cutting and gouging severs or removes metal by melting it with the heat of an arc struck between a carbon-graphite electrode and the base metal. A stream of compressed air, usually at 80-100 PSI, blows the

55、molten metal out of the kerf or groove. 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)94 2) Mixed gas cuttingvTwo-tube attachments mix oxygen and gas in the larger bottom tube; the mixed gas flows through the tube, enters the torch head, and leaves from the tip. vPortable manual oxyacetylene equipment comprises oxygen and fuel

56、 gases stored under pressure in steel cylinders fitted with regulators and flexible hoses that lead to a torch assembly. 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)95vGas cutting removes metal by melting it with the heat of an oxyfuel flamevA stream of compressed air, usually at 80-100 PSI, blows the molten metal out of the

57、 kerf or groove.voxyfuel cutting can use multiple cutting torches for accurate, high-quality, large-volume cutting. vTravel carriages cut straight, contoured or beveled edges. The cutting torch on a mechanized setup mounts to a motor-driven carriage that adjusts for torch height and travel speed. 第第

58、11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)96 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)973)Plasma-Arc CuttingvOne of the popular methods to cut galvanized steel is plasma-arc cutting (PAC) unique in its ability to make fast, clean cuts. vCompared to oxyfuel cutting, PAC cuts materials four to five times faster. vThe fast travel speed and the narrow

59、, localized heating of the metal produces little or no distortion. 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)983)Plasma-Arc Cutting The small heat-affected zone (HAz) from PAC minimizes any changes in the zinc coating, maintaining the corrosion resistance of the coating.vThe PAC process starts making cuts without preheatin

60、g, reducing throughput time and minimizing cutting time when making interrupted cuts, such as on metal grating or mesh. vThis method applies to parts with complicated geometries or with many surfaces. vThe kerf of a typical PAc cut is 1.5 to 2 times the orifice diameter. 第第11章章: 焊接新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)99vPlasma-arc cutting requir