第十章 其它焊接方法(结题版).pptVIP

第十章　其它焊接方法 第一节　电渣焊(ESW) 　一、定义 　　 电渣焊（Electroslag Welding）——利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热为热源的熔化焊接方法。 　　(1)对非圆形截面焊接较困难，设备复杂；对盘状薄零件和薄壁管件，由于不易夹持固定，施焊也很困难。 　　(2)焊机的一次性投资较大，大批量生产时才能降低生产成本。 但也存在如下的缺点与局限性： 　　摩擦焊的具体形式有很多，分类的方法也各种各样（参见P 图的摩擦焊分类图）。通常根据工件相对摩擦运动的轨迹, 将摩擦焊分为旋转式和轨道式两大类。 旋转式摩擦焊主要用于焊接接头部分具有圆形截面的工件,根据焊接过程中将机械能输入工件的方式，旋转式摩擦焊又分为连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊。 轨道式摩擦焊用于焊接非圆形截面的工件。 除此之外，摩擦焊还可以从焊接时的界面温度、 所采取的工艺措施等方面进 行分类。 二、摩擦焊的分类与应用 摩擦焊的分类 　　摩擦焊是一种专业性较强的焊接方法，其具体形式已由原来的几种发展到现在的十几种。起初主要用于杆、轴、管类零件的接长焊接，在这些领域中的应用具有其它焊接方法无可比拟的优越性。 后来发展的线性摩擦焊、嵌入摩擦焊、搅拌摩擦焊等形式则进一步扩展了摩擦焊的应用，可以焊接板件、航空发动机叶片等形状更加复杂的零件，也扩展了摩擦焊所焊材料的范围和组合，同时极大地提高了焊接质量。 摩擦焊所焊材料已由传统的金属材料（包括不同种类金属材料的组合）拓宽到粉末合金、复合材料、功能材料、难熔材料以及陶瓷－金属等新型材料和异种材料领域。除了通常以连接为目的的焊接外，还用于零件的堆焊。 摩擦焊的应用 　　目前，摩擦焊已在各种工具、轴瓦、阀门、石油钻杆、电机与电力设备、工程机械、交通运输工具以至于航空、航天设备制造等方面获得了越来越广泛的应用。 首先，两待焊工件分别固定在旋转夹具（通常轴向固定）和移动夹具内。工件被夹紧后，移动夹具夹持工件向旋转端移动，旋转端工件开始旋转，待两边工件接触后开始摩擦加热，此后则可进行摩擦时间控制或摩擦缩短量(又称摩擦变形量)控制，当控制量达到设定值时停止旋转并开始顶锻，通常施加较大的顶锻力并维持一定时间以便接头牢固连接，最后夹具松开、退出，取出工件，焊接结束。 三、典型摩擦焊介绍 连续驱动摩擦焊 典型的连续驱动摩擦焊过程如图所示。 　图是惯性摩擦焊示意图。工件的旋转端被夹持在飞轮里,焊接过程开始时，首先将飞轮和工件的旋转端加速到一定的转速，然后飞轮与主电动机脱开，同时，工件的移动端向前移动，两工件接触后开始摩擦加热。在摩擦加热过程中，飞轮受摩擦扭矩的制动作用，转速逐渐降低，当转速为零时，焊接过程结束。这种方法在焊接大截面工件时可以降低主轴电机的功率。 惯性摩擦焊 　相位摩擦焊用于六方钢、八方钢、汽车操纵杆等相对位置有匹配要求的工件的焊接，如要求工件焊后棱边对齐、方向对正或相位满足要求等。根据实现相位配合不同的途径，主要有机械同步相位摩擦焊、插销配合摩擦焊和同步驱动摩擦焊三种类型。 相位摩擦焊 螺柱焊可参看/、/、 /、/、/。 第三节　高　能　束　焊 　　高能束焊通常指功率密度达到105 W／cm2以上的焊接方法，其束流由电子、光子、离子或二种以上的粒子组合而成，属于此类高功率密度的热源有：等离子弧、电子束、激光束以及复合热源如激光束 + 电弧等。 本节介绍电子束焊和激光焊这两种高能束焊方法。 一、电子束焊 电子束焊的原理 电子束焊是把高速运动的电子流会聚成束，轰击工件接缝处，把机械能转变为热能，使被焊金属熔化形成焊缝的一种熔化焊方法。 　电子束作为焊接热源有两个显著的特征： 　 (1)极高的功率密度 电子束焊接时常用的加速电压范围为30～150kV，电子束电流为20～1000mA ，而电子束焦点直径仅为0.1～1mm，这样，电子束的功率密度可高达106 W／cm2以上。 　 (2)精确、快速的可控性 电子的质量极小 (9.l×10-13kg)而带有一定的负电荷(1.6×10-19C)，其荷质比高达1.76×1011C／kg，通过电场、磁场可对电子束作快速而精确的控制。电子束的这一特点明显优于激光，后者只能用光学透镜和反射镜控制，速度较慢。 电子束焊的特点 基于电子束的上述特征，电子束焊接具有下列主要特点： 优点 　　(1)焊缝深宽比大　电子束的穿透能力很强，焊缝的深宽比可达到50:1甚至更高，因此，电子束焊接时可以不开坡口实现大厚度单道焊接，与电弧焊相比可以节省辅助材料和能源消耗数十倍 　　(2)焊接速度快，热影响区小、焊接变形小 电子束焊接速度一般在lm/min以上，焊缝热影响区很小，有时甚至几乎不存在。焊接热输入小以及可获得近似平行焊