焊接及自動(dòng)化技術(shù)(存儲(chǔ)版)
【正文】 化學(xué)過程、合理工藝制定與實(shí)現(xiàn)等，尤其是材料、信息學(xué)科新技術(shù)的影響，導(dǎo)致數(shù)十種焊接新工藝的問世，使焊接工藝操作正經(jīng)歷著從手工焊接到自動(dòng)焊，自動(dòng)化、柔性化到智能化的過渡。但是對(duì)工人的技術(shù)水平要求高和生產(chǎn)率較低，環(huán)境污染嚴(yán)重也是手工電弧焊在加工過程中的主要缺點(diǎn)。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%，鋁和鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加。目前攪拌摩擦焊已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，由于攪拌摩擦焊的接頭純凈，質(zhì)量可靠，所以在很多高精尖的技術(shù)如航空航天技術(shù)、船舶、汽車制造等領(lǐng)域使用廣泛。新興的焊接方法在提高接頭性能、提高生產(chǎn)效率、改善工作環(huán)境、解決不同材質(zhì)工件的焊接問題和減少環(huán)境污染等方面有了很大的突破。工業(yè)自動(dòng)化是機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預(yù)的情況下,按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)測(cè)量、操縱等信息處理和過程控制的統(tǒng)稱。焊接的半自動(dòng)化是指焊接機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)和焊絲的給送由機(jī)械完成，焊接過程中焊頭相對(duì)于接縫中心位置和焊絲離焊縫表面的距離仍須由焊接操作工監(jiān)視和手工調(diào)整。例如高溫超導(dǎo)材料、金屬—陶瓷梯度功能材料等，作為先進(jìn)材料的優(yōu)越性與實(shí)用價(jià)值非常明顯，但沒有相應(yīng)的制備與加工技術(shù)來擴(kuò)大這些材料在實(shí)際中的應(yīng)用。例如激光焊接、電子束焊接、擴(kuò)散焊接和摩擦焊接等先進(jìn)連接技術(shù)的發(fā)展解決了高性能先進(jìn)材料的連接問題，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍；攪拌摩擦焊的出現(xiàn)解決了在熔融焊接困難（如金屬基復(fù)合材料）或焊縫質(zhì)量要求特別嚴(yán)格（如宇航與軍事領(lǐng)域）的材料連接問題，使多種新型具有優(yōu)異性能的材料得以應(yīng)用。第四，焊接自動(dòng)化可以在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行焊接作業(yè)，比如各種爬行焊接機(jī)器人、水下焊接機(jī)器人等類型機(jī)器人的應(yīng)用可以減輕或避免焊接人員在焊接過程中所面臨的危險(xiǎn)，擴(kuò)大焊接加工的現(xiàn)場(chǎng)工作范圍。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型焊接方法產(chǎn)生推動(dòng)了新材料的廣泛應(yīng)用；焊接方法向焊接自動(dòng)化方向快速發(fā)展。抓住機(jī)遇，加速在焊接自動(dòng)化和材料加工自動(dòng)化方面的進(jìn)程才可以加速我國(guó)的裝備制造業(yè)的發(fā)展，助力我國(guó)裝備制造業(yè)的崛起，焊接自動(dòng)化的進(jìn)步具有非凡的意義。第三，焊接自動(dòng)化可以整合當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的最尖端的技術(shù)，最大限度的促進(jìn)焊接技術(shù)、方法的進(jìn)步。學(xué)科綜合則體現(xiàn)為傳統(tǒng)三級(jí)學(xué)科（鑄造、塑性加工、熱處理和連接）之間的綜合。 焊接過程是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，所以在發(fā)展焊接自動(dòng)化的過程中如果希望焊接過程有機(jī)械裝置來完成，實(shí)現(xiàn)焊接過程自動(dòng)化，首先需要類似人類感官的傳感器，焊接過程傳感器是一基于對(duì)影響焊接結(jié)果的內(nèi)部和外部條件的探測(cè)器，利用傳感器能實(shí)時(shí)獲取焊接過程信息并用于調(diào)節(jié)焊接操作參數(shù)；在進(jìn)行智能化的過程中，還需要類似于焊工對(duì)焊接過程的認(rèn)識(shí)，能夠描述焊接過程各種狀態(tài)的知識(shí)，建立對(duì)焊接過程模型化；需要類似于人腦思維判決的控制器，以實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行控制規(guī)律。 焊接自動(dòng)化焊接機(jī)械化在焊接方法的基礎(chǔ)上結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)或電氣控制尋求焊接效率的提高和方法的改進(jìn)。因此，自動(dòng)化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。對(duì)于真空電子束焊機(jī)，要焊接的工件置于真空室中，一般裝夾在可直線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上，焊接過程可通過觀察系統(tǒng)觀察。焊接過程是通過將攪拌頭插入焊縫中，攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)，使其與焊接工件材料摩擦，使連接部位的材料升溫軟化并通過攪拌后形成焊縫，攪拌摩擦焊的焊接過程原理如下圖所示：圖1 攪拌摩擦焊示意圖由于攪拌摩擦焊采用獨(dú)特的焊接形式，所以攪拌摩擦焊的接頭性能與其他焊接方法的焊接接頭也有很大的不同。在基礎(chǔ)制造中，如汽車車身加工，船舶制造，機(jī)械零件連接等領(lǐng)域占有著相當(dāng)大的使用比例。 傳統(tǒng)焊接方法在這里傳統(tǒng)的焊接方法主要是指像手工焊條電弧焊、電渣焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、埋弧焊、TIG焊、MAG焊等發(fā)明時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、應(yīng)用也比
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