我国焊接行业发展概况

我国焊接行业发展概况

2010-03-07 17:10:25 阅读10 评论0 字号:

焊接是一种低成本、高科技连接材料的可靠工艺方法。到目前为止,还没有另外一种工艺比焊接更为广泛地应用于材料间的连接,并对所焊产品产生更大的附加值。因此无论现在和将来,焊接都是成功地将各种材料加工成可投入市场产品的{sx}工艺。焊接技术已发展成为融材料学、力学、热处理学、冶金学、自动控制学、电子学、检验学等学科为一体的综合性学科。焊接作为一种现代的先进主导制造工艺技术,正逐步集成到产品的主寿命过程,即从设计开发、工艺制定、制造生产,到运行服役、失效分析、维护、再循环等产品的各个阶段。焊接技术从单一的加工工艺发展成新兴的综合性工程技术,已涉及到原材料、结构设计、焊接工艺方法、焊接设备及工艺装备、焊接材料、焊接预热处理、切割下料、坡口加工、焊接工艺制定及相关标准、焊接生产、焊接过程监控和管理、焊后处理和涂装、检验、焊接环境保护、焊接接头运行等众多技术过程。焊接作为一种广泛的系统工程,其应用范围不仅应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业,还扩大到电子器件、家用电器、医疗器械、通讯工程等领域。

1.我国焊接行业与发达国家的差距

我国焊接科技和生产技术水平虽有很大发展,但从整体生产水平看,与发达国家相比还存在很大差距,尤其在高新技术的应用上差距更大。

1.1焊接材料

焊接材料生产的发展趋势应为:焊条产量逐年减少,气体保护焊丝产量逐年增加。世界工业发达国家焊条产量下降到 20-30%,气体保护焊丝产量上升到60-70%。而我国焊接材料产品结构不合理,2000年焊条产量约占77 %,气体保护焊丝约占10%。说明我国使用手工电弧焊的比重仍然很大。

气体保护实芯焊丝、埋弧焊丝品种较少,碳钢、低合金钢焊丝的数量和质量基本能满足国内应用企业的要求,但中合金钢、高合金钢、镍基合金以及其他合金焊丝的品种很少,且质量不尽人意,许多应用企业仍靠进口。

新型焊接材料开发缓慢,压力容器和电站锅炉使用的新材料国内没有匹配的焊接材料,只能通过从国外进口。国内自保护药芯焊丝的生产还是空白,纤维素焊条生产刚刚起步,西气东输所用 X70、X80管线钢国内匹配的焊接材料需要进一步开发。

1.2焊接装备

⑴焊接设备结构不合理

在电弧焊机中交流弧焊机所占比例仍较大,高耗能的旋转式直流焊机仍占有一定的比例, CO2焊机所占比例还有待提高。

⑵焊接设备的自动、半自动化程度不高

以电弧焊机为例,自动、半自动焊机所占比例较小, 1996~2000年统计结果,自动、半自动焊机仅占电弧焊机的10~25%。

⑶数控切割机的制造已形成一定的规模,但配套的等离子切割电源还要大量进口,专用的数控切割设备品种不多。

⑷焊接机器人制造能力、制造水平和推广应用有待进一步提高。

国内投产使用的焊接机器人绝大部分从国外进口,国内一些科研院所和制造厂家具有一定的焊接机器人设计和制造能力,但是没有形成产品的商品化。与日本、美国、西欧等工业发达国家相比较,焊接机器人的数量极少,据统计 2000年全国焊接机器人的数量不到1000台,焊接机器人的正常运行率不理想。

(5) 焊接装备水平相对落后

我国在特种焊机、成套设备及其他焊接装备方面发展较慢,满足不了焊接生产的需要。很多国产新型焊接设备自行研制开发的少,仿制、组装的多。

(6) 焊接设备、TIG、CO 2 焊枪和配件制造的自动化程度不高,手工作业较多,产品性能稳定性和一次合格率有待提高。

1.3焊接技术应用方面

⑴焊接技术应用不广、数量不多

在世界工程技术界已公认将焊接结构用钢量作为衡量一个国家工业发达及焊接技术先进的主要指标。全世界平均 45%的钢材要经过焊接才能成为投入市场的产品。据资料介绍世界工业发达国家焊接结构用钢量占本国钢产量的60%以上。1996~2000年随着我国工业现代化的高速发展,许多重型结构如电站锅炉、压力容器、船舶、建筑工程、冶金装备、重型机械等都趋于大型化、规模化、高效化,焊接结构用钢量将大幅度上升。据不xx统计2000年我国焊接结构用钢在6000万吨左右,约占我国钢材消耗量的45%以上,正接近、超过世界的平均水平。

在大型机床、阀门制造中,以焊代铸、以锻焊代铸的技术应加快开发并逐步推广使用,在大型建筑钢架、铁路及公路桥梁和城市交通建设中应该进一步扩大焊接技术的应用。

⑵焊接生产机械化、自动化水平低

为提高生产率、降低工人劳动强度,国外焊接生产机械化、自动化已达到很高程度,而我国手工焊所占比例却很大。按焊丝与焊接材料的比来计算机械化、自动化的比例, 1999年日本为80.6%,西欧为74%,美国为71%,2000年我国为23%。

从生产工艺装备看,近年来我国生产了一些成套的焊接工艺装备和焊接生产线,也有的厂家从国外引进了一些设备,数量远不能满足国内工业生产的需要。

计算机在焊接生产工艺中的应用,国外较普遍,可用于焊接过程规范参数的控制,还可用于整条生产线、焊机的群控,还可根据材料厚度自动选择、预置焊接规范,对焊接过程实现自适应控制、{zj0}控制和智能控制。日本生产的微处理控制的焊机,具有电流、电压、弧坑处理、焊丝直径选择等 90多种规范参数的存储和再现功能,美、德、法等国家生产了许多由计算机控制的焊机和生产线,并建立了焊接专家系统。我国计算机在焊接中的应用工作起步较晚,经 “ 九五 ” 期间的研制,取得了很好的进展,但很多没有达到生产实用的水平,与国外相比,相差甚远,这也是今后提高焊接技术水平、实现机械化、自动化的课题之一。

⑶特种工程条件下的特种材料焊接应用较少

我国在特种工程条件下(高温、低温、石化、海洋、核能、航空航天、酸碱腐蚀等)特种工程材料的焊接领域,不论是工艺水平,还是实际应用范围均满足不了目前工业生产发展的需要。在充分发挥焊接结构使用性能、节约材料、降低成本的异种钢材料焊接应用和工艺水平方面,近年来虽有很大进展,但总体仍落后于美、日、德等国家。

⑷信息技术在焊接生产管理和技术管理的应用上滞后

在信息技术飞速发展的今天,它在各个行业应用得越来越广,发达国家在焊接行业也越来越多地使用了信息技术来管理生产,而我国起步较晚,只有少数企业得以应用。

1.3我国焊接行业的发展趋势

经过“十五”,特别是加入“ WTO ” 以后,我国各行业将有不同程度的发展,焊接行业也会有更大的发展。总的发展趋势是:

⑴扩大焊接结构的应用,大力推广优质高效节能的焊接技术

扩大焊接结构的应用是焊接技术发展的趋势,重点是在机床、冶金机械、动力机械等行业。

焊接材料正在向着适应焊接生产向高效率、高质量、低成本及自动化方向发展。增加焊丝特别是药芯焊丝产品比重,开发气体保护焊丝、埋弧焊丝、药芯焊丝、焊剂的新品种。

焊接设备要提高高效节能、自动、半自动焊机产品的比例,研制、开发和生产专用、特种、成套和生产线焊接设备。

焊接辅机具产品的制造要形成一批骨干企业,组织专业化定点生产,开发多种焊接辅助装置,逐步实现标准化、系列化。

热切割设备要提高自动及半自动切割机的品种和产品性能,从安全保护用品、专用器具及附件、到环保防护产品均成系列化生产,而且有一整套与生产和检测相关的标准。

⑵提高焊接机械化、自动化水平,实现焊接工艺及装备的现代化

没有焊接技术现代化,就没有当代工业的现代化。焊接工艺及装备的现代化,是焊接技术现代化的重要标志,是焊接产品高质量的重要保证。高新技术带动焊接技术的发展,焊接技术的发展又推动科学技术的进步。在高新技术高速发展的今天,我们要把现代高新技术引入到焊接技术中来,加快实现焊接工艺及装备的现代化。要建立各种钢材、焊接材料、焊接工艺数据库和焊接专家系统,实现焊接生产的现代化管理和焊接过程的自适应控制、智能控制。使我国的焊接工艺和装备水平、焊接生产机械化和自动化水平、焊接质量和生产率都得到大幅度提高。

⑶提高焊接质量,降低成本

提高焊接质量,降低成本是我们焊接行业各个领域应该重视的问题。通过开发和采用更先进、高质量、高效率的焊接技术,加强产品质量的现代化管理,研制和使用先进的快速检测技术确保焊接产品的整体质量。在保证焊接质量的前提下,通过先进技术和现代化管理降低成本,提高企业竞争力,保持持续发展。

廿一世纪焊接技术正进入崭新的发展阶段,当前{zxj}的高科技技术,如网络控制、纳米技术、高能束物理、真空技术、机器人技术都将在焊接领域逐步广泛应用,从而把焊接技术推进到现代实用科学的前沿,给焊接技术带来新的革命。

一、 在生产中的连接的种类

二、 焊接:通过加热或加压,或两者并用,用或不用填充材料,使焊件达到原子结合的一种加工方法。

三、焊接件的性能特点:

1. 焊接件的主要优点

1.1焊接件的强度较高:①母材本身力学性能较高,只要焊件结构、工艺参数、操作正确,则强度有保征。②与铸件比,在强度相同的条件下,焊接件的重量要轻得多。

1.2焊接件的密封性好:焊缝组织致密,性能好,无气孔、缩孔等缺陷。

1.3焊接件可满足多方面的性能要求:能生产出导电、导热性很好的焊接件,如石油化工机械中的构件、容器和管道等。

2. 焊接件的主要缺点

2.1焊接接头韧性较差:焊缝及焊接热影响区容易出现贝氏体、马氏体等淬硬组织,导致焊接接头的韧性降低。

2.2焊件易残留焊接应力:焊缝收缩受到周围冷金属的牵制作用,所以在焊接接头内必然存在残余焊接应力。

2.3焊件质量容易受焊工操作水平和管理水平的影响

四、 焊接的分类

1. 熔焊:将两被焊工件局部加热并熔化,以克服固体间阻碍结合的障碍,然后冷却结晶成为一体接头的方法。

1. 熔焊接特性与优点

1) 焊接点像铜一样,是分子结合,没有机械性压力,不会松弛、不会老化,不受腐蚀性产物的影响。

2) 能经受反复多次的大浪涌(故障)电流而不退化;

3) 焊接点的载流能力(熔点)与导线的载流能力相等。

4) 进行焊接时,无需外接电源或热源。

5) 从外观便能核查焊接的质量。

6) 供焊接用材料很轻,携带方便。

7) 焊接方法简单,易于学习掌握。

8) 放热熔焊在几秒钟之内完成快速焊接。

9) 可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热源材料。

1. 熔焊接操作程序

1)将导线和熔模模腔、流道、型腔清洁干净,如果导线或模具潮湿需先将其烘干,以免放热过程中产生水气,影响熔焊质量。

2)夹紧模具,放下金属隔离片,封住流道口。注意不要让熔焊剂流入型腔。

3)倒入熔焊剂,然后将引燃粉撒在表层及模口,盖好模具顶盖。

4)点燃引燃粉,注意人要站在点火口侧面。

5)焊剂即在模具腔中作放热反应。

6)待熔焊剂反应完毕后约20秒,即可开启模具,将导线取出,用专用工具xx焊渣。

2. 压焊:将被焊工件在固态下通过加压(加热或不加热)措施,克服其连接表面的不平度和氧化物等杂质的影响,使其分子或原子间接近晶格之间的距离,从而形成不可拆连接接头的一类焊接方法。

2. 1 压焊的特点

1)热效率高 内部热 损失少 热效高

2)焊缝致密 焊缝在外界压力作用下凝固结晶,具有锻压的特点,比较容易避免产生缩孔、疏松和裂缝等缺陷,从而获得致密焊缝。

3. 钎焊:用某些熔点低于被连接物体材料熔点的金属(即钎料)作为连接的媒介,利用钎料与母材间的扩散将两被焊工件连接在一起的焊接方法。

3.1钎焊概述

钎焊与熔焊不同,它是采用液相线温度比母材固相线温度低的金属材料作钎料,将零件和钎料加热到钎料熔化,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而实现连接零件的方法。

3.2同熔焊方法相比,钎焊具有以下优点:

1)钎焊接头平整光滑,外形美观;

2)钎焊加热温度较低,对母材组织和性能的影响较小;

3)焊件变形较小。尤其是采用均匀加热(如炉中钎焊)的钎焊方法,焊件的变形可减小到{zd1}程度,容易保证焊件的尺寸精度;

4)某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝,生产率高;

5)可经实现异种金属或合金,金属与非金属的连接。

3.3钎焊也有它本身的缺点。钎焊接头比较低,耐热能力比较差,装配要求比较高等。

3.4根据使用钎料的不同,钎焊一般分为:

1)软钎焊_钎料液相线温度低于450 ℃ ;

2)硬钎焊_钎料液相线温度高于450 ℃ 。

此外,某些国家将钎焊温度超过900 ℃ 而又不使用钎剂的钎焊方法(如真空钎焊,气体保护钎焊)称作高温钎焊。

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