焊接技术的发展趋势范文

导语：如何才能写好一篇焊接技术的发展趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：建筑；钢结构；焊接技术；现状；发展趋势

1 引言

随着现代科学技术的发展，各种新材料、新技术不断涌现，为各个行业和领域提供新的技术方法和支持，焊接技术在建筑领域已经应用了近百年，在建筑中发挥着重要的作用，目前，我国在建筑钢结构的许多技术领域中，已经处于世界领先水平现如今，钢结构建筑在我国随处可见，高层楼房建筑，工业厂房，公共建筑以及桥梁建筑都普遍采用钢结构，但是，建筑钢结构在应用上也存在着很多问题，需要我们注意并解决"焊接技术的水平直接影响着建筑钢结构的质量和结构，因此，研究建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势，对于提高建筑钢结构焊接技术有着重要的意义。

2 建筑钢结构焊接技术发展现状

2.1 建筑钢结构焊接技术和焊接材料的发展

近几十年来，由于建筑钢结构具有结构稳定！使用寿命长，生产效率高，节能环保等优点被普遍应用于厂房，电站，桥梁，楼房和超高建筑之中，钢结构的焊接技术也经历不断的发展和进步，20世纪40年代，焊条电弧焊引入建筑钢结构焊接之中，50年代中期埋弧焊接技术又成为钢结构的主要焊接技术，20世纪70年代又出现了实芯焊丝和药芯焊丝气体保护焊，螺栓焊，熔嘴电渣焊等新的焊接技术。这些焊接技术的发展为现代建筑钢结构的焊接提供了技术支持，尤其是气体保护焊在建筑钢结构中的使用，极大地提高焊接的生产效率，缩短了工期，创造了更好的经济效益。但是，建筑钢结构的焊接并不是只采用一种焊接技术来进行，要根据钢结构采用的钢原料和焊接材料的不同采用不同的焊接技术和焊接工艺，在建筑钢结构焊接过程中，选用的焊接材料和钢原料在硬度和韧性方面要匹配，并根据不同的强度和韧性选择不同的焊接技术。

2.2 焊接设备的生产和应用

进行建筑钢结构焊接就不得不考虑焊接设备的选用，目前，在进行钢结构焊接时采用的设备都是外国生产制造的，国内生产的大多数焊接电源设备无论在技术特性还是自动化程度都远远落后于外国。自80年代初钢结构制造企业引进外国成套的钢结构制造设备以来，国内很多企业都在积极研究生产属于自己的钢结构生产设备，我国生产属于自己的高科技的钢结焊接设备指日可待。

2.3 焊接技术工作者的培养

在我国建筑行业蓬勃发展的今天，建筑钢结构所需要的焊接技术工作者也在与日俱增，也就难免会出现鱼龙混杂的情况。建筑钢结构的焊接技术有很强的专业性和复杂性，要求焊接人员有很强的技术性。虽然我国的焊接工作者很多，相应的焊接工作也能够得以顺利完成，但缺少真正优秀的焊接技术人员。因为建筑行业在我国的发展时间有限，所以与其他发达国家比起来，我国的焊接技术人员的培养、考核、认证制度还不够完善，管理和认证方式比较混乱，不能准确保持焊接人员的技术水平，也就使钢结构焊接存在着安全隐患和质量没有保证，不利于我国建筑钢结构焊接水平的整体提高。

3 建筑钢结构焊接技术发展趋势

3.1 建筑钢结构焊接与切割工艺的创新

建筑钢结构具有空间大，跨度高并且绿色环保的优势得到迅速发展和广泛应用，作为连接钢结构的重要技术，焊接技术是发挥钢结构功能和作用的最重要基础，在建筑钢结构焊接与切割工艺上，不断创新的技术层出不穷，在钢结构的切割和焊接上，智能切割和智能焊接设备正在研究制造之中，采用智慧的焊接方式和切割方式，可以减少原材料的浪费，并能有效提高焊接质量，为制造质量更好和安全性能更强的建筑钢结构提供了可能。

3.2 自动焊接技术的应用

目前，世界工业发达国家已经开始采用自动焊接技术来进行建筑钢结构的焊接，大大提高了整个建筑钢结构的强度和质量，并提高了建造效率，节省了工期"在我国，自动焊接技术而在不断被我国建筑钢结构生产企业所采用，建筑焊接结构可以实现大型化，重型化和高精度方向发展，自动化焊接技术对于焊接技术人员的技术水平要求较低，并且具有焊接质量高，焊缝美观实用，焊接效率高等特点，因此，自动焊接技术在建筑钢结构中会普遍采用。

3.3 焊接技术人员素质的提高

随着建筑钢结构焊接技术的发展，对焊接技术人员的整体素质要求和技术水平要求不断提高，21世纪是一个知识的时代，人的整体能力的提高是社会的发展趋势，社会会更加注重各类人才综合素质的提高"因此，未来的局势要求各类从业人员不断提高自己知识水平，提高数字化技术水平，将自己所学到的知识应用于焊接工作中。完善的制度和规范是对行业持续健康发展的保障，钢结构焊接工作者作为一种高技术工种，其资格认证的体系不严格，全国性统一的资格考试所包括的行业和领域较窄，缺乏统一专业的划分，不能很好的适用于现如今的建筑钢结构焊接行业，所以应建立完善的焊接工作者的考试资格认证系统。

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关键词：专用焊接；转炉；技术；自动化

Abstract: China welding area of the welding process to realize mechanization, automation as the strategic target, has been in various sectors of the development of science and technology into practice, in the development of automation welding production and process control intelligent, research and development and welding production line and flexible manufacturing technology, the development of the application of computer aided design and manufacturing technology and so on, has made good progress. In this paper, this as a brief introduction of.

Keywords: special welding; The converter; Technology; automation

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

我国焊接设备行业形成于五十年代，目前，行业规模已发展到900家以上，产品种类包括交流弧焊机、直流弧焊机、自动、半自动弧焊机、电阻焊机、特种焊机及各类专用成套焊接设备、辅机具等45个系列、150余个品种、1000多个规格。

1.我国焊接技术的发展现状

近年来，国内各大钢厂均在积极进行技术改造，扩大生产规模，引进新设备，以适应钢铁形势的发展，120吨转炉就是其中之一。为此，机械制造业也加快步伐，推行先进的焊接新工艺，以适应转炉容量、参数和炉型的变化，满足转炉新材料的制造要求。与此同时，二氧化碳焊接设备也得到飞速的应用与发展。我公司应用二氧化碳焊接，已成功为莱钢永锋、陕西龙钢等单位制作了多套120吨转炉。下面着重介绍转炉关键部件的焊接技术与二氧化碳焊接工艺发展现状。

1.1转炉关键部件焊接工艺现状

120吨转炉的关键部件主要有炉体、托圈、炉底、水冷炉口等组成，水冷炉口一般为铸件，炉底一般为冲压件。由于炉体、托圈尺寸较大，受运输条件的限制，炉体、托圈一般分体制作，为焊接件。

1.1.1转炉炉体的焊接

炉壳立焊缝采用AUT0一EGW―CNC气电立焊机焊接。焊接时从下向上进行，焊前对焊缝预热，预热温度为100~150℃。根据不同的板厚选择工艺参数进行焊接，焊接工艺参数见表1。

表1 气电立焊工艺参数

环形焊缝和角焊缝采用松下KRII350 C02气体保护焊，多层多道焊。焊前对焊缝预热，预热温度为100～150℃；并且先焊大坡口，然后在焊缝背面用碳弧气刨清根，用砂轮机打磨后再焊小坡口。

1.1.2转炉托圈焊接

120t 转炉是氧气顶吹转炉，托圈是三支点承重，内水冷箱体结构，全部为焊缝联接，托圈内径为Φ6870mm，断面箱形高2000mm，宽800mm，上下盖板厚100mm，腹板厚80mm，箱内筋板厚60mm，托圈箱体分剖分（一）（二）两半体制做，每段重40多吨（如图1），我们把托圈剖分（一）（二）的焊接变形的预防及控制做为重点攻关项目来控制。

图1转炉托圈

在构件组装时，要求点焊长度100mm~150mm，以防撕裂，施焊时，随时监测焊点变化。由于托圈腹板自由度大于翼板，所以采用工字钢I56作支撑加固，将此支撑上、下两层固定在腹板上，两层之间拉筋加固，间距1500mm，此方法有效地控制了箱体向心收缩引起的焊接变形。

由于托圈剖分为半圆箱体形结构，刚度大，板材厚，焊接变形较复杂，如果不采取合理的焊接顺序，产生焊接变形将难以修复。为此，我们采用了如下的焊接顺序。先焊一遍箱体内立筋板，由中间向两边焊，对称分段，反向跳焊。（如图2）

图2 焊接顺序图

1.2二氧化碳焊接设备

CO2气体保护焊是一种高效、优质、低成本的焊接方法。国家早在“七五”期间就将此列入重点推广的技术项目之一。1977年天津焊接研究所在《CO2气体保护焊的应用》一书中指出，CO2焊与焊条电弧焊相比，可提高效率2～4倍，降低成本和节约电能50%以上。

1.2.1 CO2焊接具有较高的熔化速度和熔化系数

1.CO2焊熔敷速度是3～5kg/h，是焊条的1~2.5倍，CO2焊采用细焊丝（φ0.8～φ1.6），有较大的电流。电流密度大（CO2焊100―300A/mm2，焊条10～25 A /mm2）电弧热量集中，不需要为熔化药皮消耗能量，熔化系数比焊条大1～3倍，可提高工效1～2倍。

2.CO2焊采用小截面坡口形式，可使焊缝熔敷金属量减少，等于提高了焊接速度。

3.CO2焊无渣，无须清渣打磨，无需清坡口和换焊条，焊缝成形好，熔深大。CO2焊的辅助时间为焊条辅助时间的50%，由此提高工效0.3～0.8倍。

上述三项可得出CO2焊的工效与焊条电弧焊相比可提高工效倍数是2.02～3.88倍。

1.2.2 CO2焊接具有较低的成本

1.CO2焊可以大幅度节约焊材，由于CO2焊采用小截面坡口，焊缝截面积可减少35～50%，可节约35～50%的填充焊丝。

2.CO2可节约大量电能，CO2焊机与硅整流弧焊机相比可节约用电平均达37%，与交流弧焊机相比可节约用电60%以上。

3.CO2生产效率高，减少了清渣和清根的工序，节省诸多辅助时间和辅助人工。

以上表明CO2焊与焊条电弧焊相比使焊接总成本降低50%以上。

1.2.3 CO2焊接的质量问题

1.CO2焊缝中的氢含量降低，焊缝的抗裂性较好。CO2焊是一种低氢焊接方法，焊缝中扩散氢的含量远远低于碱性低氢型焊条，CO2焊对锈和水分不敏感，焊缝中产生气孔的倾向小于碱性低氢焊条，这也是CO2焊十分可贵的优点，是CO2焊的焊接接头质量可靠的主要原因。

2.采用专门牌号的焊丝增加焊缝金属的掺合金作用，改善焊缝的机械性能，众多压力容器制造单位经过大量的焊接工艺评定实验结果证明CO2焊缝具有良好的综合机械性能。

3.CO2焊的焊缝热影响小，焊接接头的变形小，提高了焊接接头承受有效载荷的能力，这是焊条电弧焊所不及的。

4.CO2焊缝成形好，表面缺陷少。一次探伤合格率高于焊条电弧焊，操作容易，焊工培训周期短。

2.焊接设备的发展趋势

2.1逆变式焊接电源所占比重将越来越大

逆变式焊接电源由于具有焊接性能好、动态反应速度快、动特性好、体积小、重量轻、效率高、焊接速度高、多功能、有利于实现焊接机械化、自动化和智能化的优点，已成为弧焊电源的发展方向。

2.2成套、专用焊接设备

成套专用焊接设备的开发、设计是一个国家技术水平的体现，因此无论从满足国民经济需要，还是我国电焊机事业的发展角度出发，我们都要加强这方面的工作。

我们还应注意到，用户会不断给专用成套设备提出更高的要求，我国的成套焊接设备制造企业不但要在提高技术、设计水平上做出努力，还要在企业质量管理、各种基础件、配套件的选用方面投入大功夫，争取在专用、成套焊接设备方面取得新的突破。

3.焊接自动化技术的展望

电子技术、计算机微电子技术和自动化技术的发展，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进了焊接自动化技术革命性的发展。

（1）焊接过程控制系统的智能化是焊接自动化的核心问题之一，也是我们未来开展研究的重要方向。我们应开展最佳控制方法方面的研究，包括线性和各种非线性控制。最具代表性的是焊接过程的模糊控制、神经网络控制，以及专家系统的研究。

（2）焊接柔性化技术也是我们着力研究的内容。在未来的研究中，我们将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合，以实现焊接的精确化和柔性化。用微电子技术改造传统焊接工艺装备，是提高焊接自动化水平的根本途径。将数控技术配以各类焊接机械设备，以提高其柔性化水平，是我们当前的一个研究方向；另外，焊接机器人与专家系统的结合，实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能，是我们近期研究的重点。

（3）焊接控制系统的集成是人与技术的集成和焊接技术与信息技术的集成。集成系统中信息流和物质流是其重要的组成部分，促进其有机地结合，可大大降低信息量和实时控制的要求。注意发挥人在控制和临机处理的响应和判断能力，建立人机一体的友好界面，使人和自动系统和谐统一，是集成系统的不可低估的因素。

（4）提高焊接电源的可靠性、质量稳定性和控制以及优良的动感性，也是我们着重研究的课题。开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态，能探测焊缝坡口、温度场、熔池状态、熔透情况，适时提供焊接规范参数的高性能焊机，并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术。使焊接技术由“技艺”向“科学”演变是实现焊接自动化的一个重要方面。本世纪头十年，将是焊接行业飞速发展的有利时期。我们广大焊接工作者任重而道远，务必树立知难而上的决心。抓住机遇，为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。

总结

在我国专用焊接设备与技术进步的过程中还需要加快对国外先进制造技术的引进步伐，把重点放在消化吸收与发展创新上，立足于发展适合我国国情的焊接自动化技术。相信在今后激烈的市场竞争中，我国焊接界通过重视先进制造技术的发展，并为之不懈努力，专用焊接设备的发展一定能再创辉煌。

参考文献

[1]李刘合，张彦华;激光-电弧复合热源焊接[J];焊接技术;2003年02期

[2]杨惠宁，潘瑞娟;金刚石圆锯片激光焊接的研究[J];金刚石与磨料磨具工程;2002年02期

[3]马志华;大型转炉托圈焊接工艺分析[J];重工与起重技术;2009年03期

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关键词：汽车制造；激光焊接；趋势

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.037

、 汽车的出现改变了人们的出行方式，为人们节省了时间，同时也推进了社会的快速发展，大力发展汽车制造业成为当今世界各国的重要关注的对象。激光焊接科技凭借穿透深、适应性好、能量密度高、精度高等优势成为当前汽车行业最重要的技术之一。通过激光将几块具有一定性能、材质以及厚度差异的薄板拼焊在一起，然后进行冲压成形。不仅减少了材料的废弃，还减轻了整体重量，提升了综合力学性能。在汽车发展的80多年历程里面，激光焊接技术在汽车制造领域中的应用，受到激光焊接技术本身的优越性与汽车制造行业的整体发展趋势以及市场需求的改变等多方面的影响。因此，发展激光焊接技术对推动汽车行业有着十分积极的意义。

1 激光焊接技术的特点

享有“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”等美誉的激光是指受激光发射的辐射光放大。激光焊接指将具有高功率聚焦的激光束为热源，把材料融化并形成高质量的焊接接头，这种焊接方法不仅效率高，而且精度非常精确[1]。

在汽车制造行业中，根据激光焊接技术的差异，可以把激光焊机分为两大类：YAG激光焊机与CO2激光焊机。在制造汽车过程中的主打标工序一般由YAG激光焊机操作的，而表面处理、切割、打孔、焊接等处理过程一般是采用CO2激光焊机完成。由于YAG激光器技术的改善，也会在焊接和切割方面有所运用。激光焊接具备下列特点：

（1）应用范围比较广。

（2）可用来对那些加工材料非常脆弱、硬度极大、高熔点或者相对薄的高效率加工。

（3）热影响区与热变形都很小，焊接缝质量高。

（4）加工速度快，节省材料，污染少，噪音低，劳动强度低。

（5）其设备功能齐全，操作非常简便；具备计算机数控系统，可以进行高精度的立体加工。

2 激光焊接技术在汽车制造方面的应用现状

一汽大众企业是最先使用激光焊接技术的企业之一。大约是90年代的时候，一汽大众企业就在300多台汽车使用了激光焊接技术，大多应用在底盘与车体的焊接上面。激光焊接技术在汽车制造领域的运用根据焊接方法的差异大致可以分为下列几种：

2.1 激光焊接

齿轮在汽车制造占较大的比重，用激光焊接对变速器齿轮的焊接的运用开启了激光焊机在汽车制造领域运用的先河。变速器对齿轮质量以及转速的要求十分严格，不仅需要高效率的焊接，而且由于考虑到不准给齿轮增添过多的负载，必须采用高净度焊接方法 [2]。因此最先把高效精准激光焊接运用到焊接变速器的齿轮上。

1980年期间，以克莱斯勒为首的美国三大汽车制造公司相继把该焊接方式运用于汽车的制造行业。激光焊接技术在提升对传动部件的焊接的性能，同时大大节约了生产原料，为世界节能环保事业做出了贡献。近些年，随着汽车制造材质的不断演进，目前，由于材料的性能不够完善以及不能提升整车的美观等因素，限制了汽车制造业前进的步伐。多大数汽车制造公司引进环保节能的新型材料，例如，新型镁、铝等质量轻的材料。该型材料引进意味着需要更高水准的焊接类型，常规的点焊技术造成镁、铝材料生成了金属键化合物，它们缩短了焊接材料的使用寿命以及削弱了使用效果，而激光焊接的出现很好地避免了常规焊接技术引起的麻烦，因此激光焊接很快成为当今世界汽车制造行业中比较盛行的焊接技术。

2.2 激光复合焊接技术

可以把激光复合焊接技术理解成在激光焊接技术基础上的改进――把电弧与激光的焊接技术进行合理的结合。一方面，激光复合焊接技术在焊接效率与速度方面均优于单一的焊接技术，而且具有较好的焊接稳定性。另一方面，单一的激光焊接技术在焊接时受热面积窄、焊缝深，这样对焊接材料多少有些损伤，而电弧焊接采用受热面大的导热焊接方式，不仅拥有较深的焊缝又保证了较为广泛的受热面，大幅度增加了焊接工作的质量与效率 [3]。

2.3 激光拼接

汽车车身制造的传统方法是先采用冲压技术再进行焊接。此类焊接技术的特点是在完成对每个部分冲压成型工作之后再逐一焊接在一起，以至于每个成型的部件难以较好地融合成一体，从而焊接成品不够完美。激光拼焊技术的研发很好地解决部件融合所存在的问题。激光拼焊改变了以往的车身制造顺序，可将厚度与材质相异或者经不同表面处理的钢板通过激光焊技术，焊接一个组件整体。

3 激光焊接技术在汽车工业的发展趋势

与传统焊接组件相比激光焊接的组件费用略高，因此开发低成本、灵活、简便的激光焊接组件是汽车焊接领域的必经之路。目前，在汽车行业的焊接工艺中，对激光器的选择一般为大功率CO2激光器以及脉冲ZD：YAG激光器。在未来激光焊接技术的发展中，激光器的功力将达到1000W以上的有光纤激光器单光纤、单模光纤。

在汽车制造业有贡献的将是二极管阵列激光焊接技术，运用其波长在近红以外区域的激光能量对汽车零件进行焊接[4]。此外，采用激光加热与其它热能相结合的方式为焊接过程提供多重热量的方式，弥补激光单热源在激光焊接技术方面的不足。近年来，广泛运用在汽车制造业方面的焊接技术的复合热源焊接技术有激光与电弧、感应热源复合焊接、双激光束焊接等技术。另外，焊接机器人得到了广泛的发展，行动灵活，变化多样，自动化水平高、都是焊接机器人所具备的优点。焊接质量优越、动作敏捷、反应迅速、机动性好，不存在安全问题等等。

4 总结

现在激光焊接技术发展的程度已非常高端了，汽车工业已经步入到一个柔性化的生产链，对相应的技术要求也更高了，加大研发激光焊接技术和相关的激光加工技术对大力发展汽车行业尤为紧迫。近年来，中国制造业在激光焊接技术方面获得了重大突破，然而国内的激光焊接设备制造能力还十分有限，需要借助国外的力量。我国制造行业的首要任务是大力提升在焊接技术领域的研发能力，逐步完成对激光焊接技术设备的制造与生产。

参考文献：

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【关键词】先进焊接技术；电子束焊；激光焊；搅拌摩擦焊

前言

与传统的焊接技术相比较，当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势，目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术，无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论，并且阐述在实际中的应用。

一、先进焊接技术应用领域

（一）在航空领域的应用

在当前，新的焊接技术在世界上应用的都比较广发，主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造，也使用这种新的焊接技术，已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新，高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步，在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高，飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展，正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构（以复合材料为主）、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%，焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。

激光焊广泛应用于航空航天制造业，特别是武器装备和飞行器结构制造中，如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配（如腹鳍和襟翼的翼盒）、薄壁零件的制造（如进气道、波纹管等）以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。

搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面：机翼、机身、尾翼；飞机油箱；飞机外挂燃料箱；运载火箭、航天飞机的低温燃料筒；军用和科学研究火箭和导弹；熔焊结构件的修理等。

由以上资料可以看出，随着新材料、新技术的出现，在航空航天领域，先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。

（二）在汽车制造领域的应用

电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛，影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是，接头的力学性能不发生变化。同时，可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件，也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件，这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。

激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量，减少电焊数目，优化材料用量，减小零件重量，降低成本，提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件，无焊接变形，焊接速度快，不需要焊后热处理，激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。

目前，搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为：发动机引擎和汽车地方车身支架，汽车轮毂，液压成型管附件，汽车车门预成型件，轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架，载货车的尾部升降平台汽车起重器，汽车燃料箱，公共汽车，和机场运输车，铝合金电梯，铝合金汽车修理等。

二、技术创新的趋势

当前，新的焊接技术主要应用在大型的设备行业，这些行业关系着国计民生，但是随着科技的进步，技术方面也会相应的有所创新，相对也会渐渐的融入到民生行业当中，就当前发展情况来看，在未来主要有以下三方面发展趋势：小型化、集成化、信息化。

（一）小型化

随着各种新技术的涌现和融合，这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本，使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊（LAFSW），就是在焊前通过激光进行辅助加工，得到满意效果，还可以加工非金属和不导电的材料，大大扩大了该技术的使用范围。同时，还可以将已有焊接技术进行嫁接，以期达到更佳效果。目前，已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。

（二）集成化

当前主流的焊接技术在使用的过程中，很少出现与其他的技术共同使用的情况，基本上都是独立运行的，而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大，而且运行也十分复杂，与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高，也会有更广阔的发展空间，相应的也提高了生产效率。

（三）信息化

随着科技发展，计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合，使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用，也使得焊接技术可以基于网络信息的平台，建立一个庞大的数据库，通过数据库，完成了焊接技术的信息化。信息化的出现，方便了整个行业对该技术的使用与共享，从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考，在使用中也会有详细的记录，对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助，这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次，从而达到产业升级。

三、结语

焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步，品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠，性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，加强对现代焊接技术的研究开发，特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料，另一方面，先进制造技术的蓬勃发展，正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进焊接自动化技术革命性的发展。

参考文献

[1]李亚江，吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术，2010 （9）.

[2]航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].岩石航空制造技术.2010（9）：58.

[3]殷声.燃烧合成[M].北京：冶金工业出版社，1999，8，31.

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关键词：钢结构；焊接；技术；质量

1、我国钢结构焊接技术发展现状

随着现代人们对建筑外形美感的要求，钢结构工程因其空间可塑性越来越受到人们的青睐，最具代表性的当属国家体育场――鸟巢，国家游泳中心――水立方，超高、大跨度钢结构工程一次又一次出现在人们的视野中，造型新颖，独具美感。但是，结构复杂，节点繁多，对焊接技术的超高要求也随之而来，比如，“鸟巢”中空间弯扭构件多分支节点，“水立方”中非对称、不规则球状节点，2014青岛世界园艺博览会空间管桁架立体拼接节点，这些都对钢结构的焊接技术提出了新要求，难度大大提高。但也可以从这些成功建成的建筑中看到，我们钢结构焊接技术人员克服了一个又一个技术难题，发展迅速。

2、建筑钢结构焊接技术探讨

2.1、主要焊接技术

连接件接头受拉（压）时的静载强度计算：（全焊透对接接头的各种受力示意，如图1，F为接头所受的拉（压）力，Q为剪切力，M为平面内弯矩）。

图1

焊缝受拉（压）时的强度验算：

焊缝弯矩、剪力时的强度验算：

式中L――焊缝长度（mm）；M――焊缝截面的截面模量（mm3）；I――焊缝截面对其中和轴的惯性矩（mm4）；S――焊缝截面剪力处以上对中和轴的面积矩（mm3）；δ1――连接件中较薄板的厚度（mm）；σ――连接件受拉（σt）或受压（σα）时焊缝所承受的应力（N/mm2）――连接件受剪力焊缝中所承受的应力（N/mm2）〔σ′t、σ′α、σ′V〕――分别为焊缝抗拉、抗压、抗剪时的许用应力设计值（N/mm2）

因为焊接发生的高温，会致使钢材内部的晶体排列发生变化，反应在钢结构使得焊缝处的钢材塑性减弱，脆性加强，增大了钢构件发生脆断的可能。受焊接时的高温影响，在焊缝附近焊接主体中会存在一部分“热影响区”这个区的大小会随着焊接参数的不同而变化，在焊接所产生的高温影响下其内部的金相组织和性能会发生较大的变化，此区域内金属晶粒会变粗，这会导致这部分区域金属的塑性与韧性降低，硬度变大，为了有效避免这种不利情况的出现，规范规定同一焊缝处，焊接的次数不应超过两次。

2.2、电加热技术

电加热凭借其加热均匀、温度易控等优点已被广泛地应用于施工焊接中。根据焊接热处理构件的形状、尺寸、厚度定制带工装强力碳钢的优质陶瓷电加热器，如陶瓷磁铁式，固定在焊缝坡口对应两侧，有的焊件截面比较复杂可以用铁丝绑扎，然后用接长导线连接到电脑温控仪通电加热。采用电加热预热升温速度应缓慢，一般情况控制在50℃/h以内，即保证温度的均匀性。预热宽度从对口中心开始，在焊缝及其两侧100mm处进行加热。加热范围每侧不小于焊件厚度的1.5倍且≥100mm。根据不同材质、不同厚度设定加热温度，采用红外线测温仪检测加热温度。预热和后热的温度都由电脑温控仪设定并自动控温。整条焊道焊完后，应立即后热，后热温度为250～300℃，恒温1～2h，然后保温缓冷。后热温度不小于规定值，在零下温度下焊接时，适当提高后热温度100～200℃左右，保温时间按工件板厚及相关要求执行，达到保温时间后缓冷至常温。设置专门的防风防雨措施，确保焊接加热温度。

3、强化钢结构焊接质量的管理

3.1、焊接变形控制

如果要减少或杜绝在焊接过程中出现焊接变形情况，那就要在焊接过程中及时进行矫正，当形变情况刚刚出现时就进行矫正，不但工作量较小，取得效果也是最佳。而当变形情况严重时，矫正工作就较为复杂，在矫正过程中也会产生参与变形，因此对于这种情况就需要进行多次矫正，但是这种矫正也是存在一定风险的，最终钢结构很可能会由于多次矫正失败而直接导致报废。由此看出，及早发现并纠正焊接过程中出现的变形情况，对于整个工程质量来说是非常重要的，如果早期不及时进行介入，不但会之间影响钢结构整体质量，同时也会影响全部施工进度。

3.2、残余应力控制

钢结构焊接如果在施工过程中出现残余应力会对钢结构材料的刚性属性产生严重影响，从而导致钢结构材料承受能力出现严重下降，而这又有可能会造成更为严重的质量问题。因此如果要保证钢结构焊接质量，就需要加大相关实践和探究工作，在焊接过程中，加强相关技术事项管理和控制工作，使焊接过程在人员、材料、设备等方面可以及时做好规划工作，从而提升工作效率。

4、钢结构焊接技术的发展趋势

4.1、技术与工艺的创新

建筑钢结构的优势在于其空间较大、跨度较高且较为环保节能。因此建筑钢结构在近几十年间得到了迅速的发展与广泛的应用，其焊接技术与焊接工艺也在不断改革与创新。建筑钢结构焊接技术是用来连接建筑中钢结构的重要技术，它的焊接工艺与切割工艺对于整个焊接工作来说十分重要。在未来，智能切割与智能焊接设备的研究生产会为建筑钢结构焊接技术的发展带来新的能量。

4.2、向自动化焊接发展

现如今，国外发达国家的建筑钢结构焊接技术已经纷纷开始走向自动化，自动化焊接技术的应用范围越来广，其技术水平也越来越发达。利用自动化焊接技术来进行钢结构的焊接工作，可以有效提高建筑钢结构的整体质量与其建设效率，并能大大缩短建设工期，可谓省时、省力、省钱。而在我国，自动化焊接技术也正在越来越多地受到业内工作者的关注和使用。应用自动化焊接技术，可以在一定程度上弥补我国专业焊接技术人才不足的缺点，因为自动化焊接技术对焊接人员的素质要求比较低，因此在未来一段时间内，自动化焊接技术将会是我国建筑钢结构焊接行业内的重点发展方向。

总言之，目前焊接技术的发展迅速，焊接工艺已经广泛应用于钢结构的连接当中。焊接方式比较灵活，能满足连接部位的刚度、强度以及延性，焊接质量易于保证，所以焊接是当前钢结构的主要连接方式。而新型焊接技术的开发与运用也将加快钢结构在越来越多建筑工程中的运用。在以后的实际工作中，钢结构焊接技术和质量管理应进一步得到我们的重视和发展。

参考文献

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[2]魏孝贤.钢结构焊接技术与质量管理[J].中国建筑金属结构，2013，08：26.

[3]范洁群.钢结构主承建项目质量控制研究[D].重庆大学，2005.

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【关键词】工程机械焊接焊接工艺发展现状趋势

工程机械是一个国家的战略支柱型产业，随着我国进入经济高速发展、城市化快速推进的过程，工程机械也进入了大发展阶段，在我国的现代化建设中占据重要地位。随着近些年我国的发展，我国的工程机械行业已经成为全球最大的工程机械加工和制造大国。我国的工程机械加工制造企业也从最初的技术含量较低、粗放式发展进入到发展核心技术、健康持续发展的阶段。工程机械加工中机械焊接工艺是重要的核心技术，工程机械加工制造企业为提高自身的核心竞争力，开始注重其机械焊接工艺的发展。机械焊接工艺的进步能够提高机械焊接的生产效率，提高机械产品的质量和稳定性、降低生产成本等优势。

1工程机械焊接结构件及其特点

工程机械产品中焊接结构件占据主要位置，一般约占整个机械设备重量的50%到70%，机械焊接结构件的质量直接关系到整个机械设备的质量、性能和稳定性。工程机械的焊接结构件主要包括车架类结构件、转台类结构件以及壁架类结构件三种。焊接结构件的设计和制造能力已经成为工程机械制造企业的重点研究内容，这也是提高焊接质量和水平的重要组成。随着工程机械加工行业间的竞争的加剧，专业化、智能化、自动化已经成为目前工程机械加工生产的主要发展方向，这也对工程机械焊接结构件有了更高的要求，工程机械焊接件主要有以下特点，一是尺寸大、厚板焊接焊缝多，为了提高大型工程机械设备的使用性能，工程机械行业中应用大尺寸和厚板焊接焊缝较多，这就对焊接焊缝形成的质量要求更高;二是，高强度焊接结构件和薄板的增加，高强度钢材的使用对减轻工程机械设备重量、提高工程机械设备性能帮助很大，但是这些材料焊接性能较差，这对焊接工艺和焊接设备的稳定性、可靠性提出了更高要求;三是，由于工程机械设备逐渐应用于更多的行业和领域，并具有更广泛的运用范围，因此对于焊缝结构的要求形式多样。

2我国焊接技术的发展现状

焊接技术最早起始于我国的古代，当时主要用于制造兵器。随着19世纪科学家发现能集中热源来焊接金属的氧乙炔火焰和电弧，使得焊接使用范围变广，紧接着铝热剂技术发明使得铝热焊接技术得到广泛的使用。随着20世纪科学技术的进步，气焊技术和电弧焊技术的出现推动了工程机械焊接行业的出现，也使得工程机械生产效率的变高，期间焊条的研发和使用使得焊接技术得到更进一步的提高，电弧焊接技术一度成为工程机械焊接的主要工艺。由美国科学家发明的将焊接技术和电气技术融合的自动电焊接机的出现，标志着机械焊接技术从手工阶段转入自动焊接阶段，机械焊接行业也进入了快速发展的阶段，新的技术和工艺相继出现，20世纪以来，气体保护状态下的电弧焊、二氧化碳保护下的焊接、混合气体焊接、自保护电弧焊接等先进的焊接技术不断出现，并开始应用于航天航空、军事、建筑等多个国家关键领域。

3我国工程机械焊接技术的发展趋势

我国的工程机械焊接行业在国家大建设大发展的背景下得到了快速的发展，但是我国的工程机械焊接技术的整体水平与国外先进水平尚有一定的差距，我国工程机械焊接领域主要向以下方向发展:

3．1数字化焊接机控制

随着数字化控制技术应用于焊接技术和设备，机械焊接机的控制准确度和焊接产品的稳定性得到了很大提高，我国现有的电焊接机主要是用于模拟控制技术，但是依旧处于简单的数字化程度，还不能很好的满足生产需求，全数字化焊接设备具有在大规模、有害生产环境中使用等优点。

3．2智能化焊接控制

随着传感技术、计算机技术及智能控制技术的发展，这些技术开始逐渐应用于自动化焊接，这使得焊接过程实现智能化操控，可以应用与不同的复杂环境和生产要求，我国现有的智能化焊接设备和技术还不完善，不能实现输入焊接工艺要求就能自行进行焊接生产等功能，焊接专家系统也不够完善。

3．3网络化系统集成

为减少对于焊接工作人员的健康损害，利用计算机网络技术可以代替传统的工人手工操作，变成工人利用计算机及远程通讯技术来控制焊接机进行生产，还可以实现自我诊断以及检查功能。开放式的焊接系统，操作者可以通过数据库中现有的焊接工艺数据生成焊接工艺参数。

3．4焊接自动化和焊接机器人

焊接机器人和自动化焊接专机的使用可以替代焊接工作人员进行难度较大、危害较大的机械生产，可以改善操作人员劳动强度和劳动条件，也可以提高机械焊接的稳定性和质量。人们对自身健康的重视也使得机械焊接生产时恶劣的环境对工人的损害不被接收，且社会整体用人成本的上升使得使用焊接机器人和焊接专机更能提高生产力，也能为机械生产企业带来更大的利益。

4结语

工程机械焊剂技术是工程机械加工生产中的重要技术，一定程度上决定了所生产的机械设备的质量、性能和稳定性，加大工程机械焊接工艺的研究对于我国整个工程机械制造行业来说都具有十分重要的意义，不仅能够促进机械生产行业发展，对于促进我国其他领域的发展、促进我国经济的进一步发展和综合国力的提高都具有一定的作用。因此，我们需要不断的借鉴先进技术和经验，对现有的技术和工艺进行改进和完善，并对机械焊接技术进行创新研究，不断提高我国的机械焊接工艺水平，促进我国机械焊接行业更好的发展。

参考文献:

［1］刁荣飞．浅谈机械工程及自动化技术的发展［J］．科技创新与应用，2014(35)．

［2］吕金波．工程机械焊接技术发展趋势［J］．专家视点，2013(06)．

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关键词 现代科技；汽车；焊接技术；工艺

中图分类号TG4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）119-0210-01

0 引言

汽车加工与制造以及汽车维修领域，都会涉及汽车的焊接技术。目前，随着技术的不断发展，尤其是汽车生产制造业的蓬勃发展，已经可以实现汽车车身以及车辆配件的无缝焊接技术。车身的加工甚至采用模具化加工的形式，从而减少了因为焊接造成的不足。因此，目前，焊接工艺在汽车后市场应用比较广泛，尤其是在汽车的维修市场中，当汽车出现事故的时候，就会采用焊接技术进行维修，从而让汽车能够保证正常的使用。此外，在汽车的加装方面，焊接技术更加的适用，并且通过引进先进的现代科技，从而让焊接效果与质量都更加完善。

1 汽车焊接工艺的应用领域分析

在汽车领域中，由于越来越多的高新技术被应用，是的汽车生活更加丰富。对于我国而言，随着汽车保有量的不断增加，汽车后市场出现了井喷的状态。在汽车后市场中，汽车的维修与保养占据着非常重要的地位，也让汽车的服务产业有了较大的发展。对于汽车的焊接工艺而言，最早是应用于汽车的车身焊接。但是，随着技术的发展以及车身制造工艺的发展，汽车车身开始使用模具制作，从而降低了因为焊接而造成的车身问题。那么，对于现代化的汽车生产而言，汽车的焊接工艺主要应用于哪些领域呢？

第一，在汽车的维修领域中有非常广泛的应用；汽车维修属于汽车后市场领域，由于汽车驾驶的过程中，难免会出现碰撞的现象，从而造成了汽车车身或者是相关配件的损坏。因此，在这种情况下，就可以使用汽车的焊接工艺，将损坏的部分采用焊接的方式，从而进行汽车的维修工艺。

第二，人们对于汽车的装饰和改装越来越感兴趣。虽然在汽车检测的过程中，对于擅自改装会进行处罚，但是有车一族们仍然热衷于对于汽车的改装和装饰。其中，对于汽车尾翼的安装非常常见。汽车安装尾翼以后，就显得非常运动动感，有一种非常霸气的感觉。因此，为了让汽车的外观更加个性鲜明，需要对汽车的外观进行相关的改装，从而实现车主所需要的效果。而对于尾翼的加装而言，就一定要采用焊接技术，从而使得汽车的尾翼牢固坚实。因为安装尾翼还是存在一定的风险的，当车速达到一定程度的时候，就需要保证汽车的尾翼的稳定性。

第三，对于汽车的车身配件的焊接工艺；汽车在使用的过程中，经常需要在配件方面进行焊接，此外对于在配件之间的结合方面，也需要在适当的情况下使用汽车焊接技术。因此，对于汽车的焊接工艺而言，主要在车身焊接、汽车改装以及汽车配件之间主要进行应用。

2 现代科技在汽车焊接工艺中的应用

随着现代科技的不断发展，汽车焊接工艺中也不断的引入了现代的科技技术。其中最为重要的就是计算机技术，计算机的单片机远程通信技术以及3Dmax等技术开焊接始不断应用到汽车的焊接工艺中。由于人工焊接技术容易在焊接的过程中出现失误，无法实现循迹操作，从而造成焊接的不完美。因此，采用计算机单片机技术，可以进行程序编译，将需要焊接的部分利用3Dmax进行仿真，从而保证在焊接的过程中，其能够实现完美的循迹焊接，降低了焊接过程中出现的失误。此外，在焊接的工艺方面，又引入了一些工艺以及化工技术。传统的高温焊接技术，不仅仅容易造成伤害，更是对操作人员有一定的影响。因此，使用现在的氩弧焊焊接技术，虽然温度更高，但是焊接的质量有所提高。对于焊接的接口以及焊面的平整度，都有了显著的提高。因此，随着现代科技的不断发展，促进了多个行业工艺的提升。对于汽车的焊接工艺而言，引入计算机技术并且实现真正的智能化以及自动化焊接，从而让焊接工艺更加安全方便，有效的提升焊接的效率，保证在焊接的过程中，达到质量的提升以及客户的满意提升。总之，要充分适应时代的发展，让更多的现代科技不断的应用到汽车的焊接工艺之中，从而保证其在不断的发展过程中，符合现有时代的发展理念，满足客户不断提升的硬性要求，实现现代化的汽车焊接工艺。

3 结论

汽车维修行业中的汽车焊接行业，其技术要求相对较高，并且直接影响着汽车的维修效果。焊接技术，一般是针对出现重大事故或者是问题车辆等进行焊接。为了让焊接的痕迹最小化，实际上就是为了能够更好的实现高精度焊接，需要不断引入现代科技技术。计算机技术的引入，让焊接工艺能够以一种循迹的方式进行，从而避免了焊接过程中出现的认为失误。此外，在汽车的生产以及制造的过程中，依然需要不断的引入高新科学技术，让焊接工艺更加精湛，从而实现汽车的高精度和高密度 ，实现汽车质量的全面提升。

参考文献

[1]刘一鸣，陈斌，滕勤，左承基.煤层气发动机爆震的检测与控制[J].内燃机与动力装置，2007（2）：1-5.

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关键词：焊接 焊接材料 无铅焊料 高能束流焊接 数值模拟 焊接自动化

21世纪在基础结构材料发展中，钢铁仍然是占主导地位的基础材料。焊接技术作为现代制造业最重要的加工与成形技术之一，随着焊接能源的不断创新与发展，其焊接方式与焊接工艺也实现了较快的发展与提高，如广泛采用的热、光、电、机械、化学、声等能源，借助于热力学、力学、以及冶金学的相互作用，逐步衍生出独具特色的焊接物理、焊接冶金学等学科，并推动了焊接制造技术、焊接材料、以及焊接结构工程的快速发展。

一、我国当前焊接技术的发展现状

随着钢铁材料性能的不断提升，焊接用钢向高纯度、轻质化、高强化、微合金化的方向发展，与之对应的焊接材料却难以满足焊接冶金理论的发展，传统的焊接评价方式已经落后，尤其是在电子电气产品的生产中，WEEE、RoHS指令的生效，对无铅替代钎料的技术挑战，迫切需要我国加大对无铅元器件制造、无铅产品装备及制造工艺等方面的研究。同时，对铝、镁、钛等轻质材料的不断应用，扩散焊、高频焊及摩擦焊等非熔性焊接技术、钎焊、高能束流焊接技术也获得了快速发展。焊接技术的自动化水平已经成为提高焊接效率和提升焊接质量的重要途径，特别是在航天航空业、重机制造业、核电工程业等领域，焊接机器人以其成熟的自动化控制技术，实现了对焊接过程中综合利用电弧焊、压焊、钎焊等技术的检测和控制，从而能够敏锐地在捕捉焊接特征信号的基础上，实现直接焊接操作。为了实现对焊接过程中复杂物理化学焊接过程的模拟和仿真，利用计算机技术和仿真技术，来实现对焊接热过程、焊接冶金过程中的应力变形进行分析，从而科学预测焊缝组织与焊接结构的残余应力及变形参数，从而推动焊接理论的发展。

二、当前我国焊接学科研究成就及进展

1.高品质焊接材料的生产与应用

钢铁生产技术，特别是精炼炼钢技术与控压控冷轧技术的发展，使得钢铁材料的性能得到了广泛提升，而与之相对的焊接金属，由于其自身的非平衡性结晶组织，其冲击韧度普遍低于母材，因此，发展高品质的焊接材料已经成为当前焊缝金属亟待解决的重要难题。结合焊接洁净度的要求，在焊接材料的选择上，要严格控制其铁合金、矿物质等含量，如高纯度钢带或焊丝盘圆。同时利用钢铁精炼技术，有效减少P、S、O、N等杂质，近些年来对复合合金材料的应用，也在提高冶金净化工艺上发展了焊接冶金理念。药芯焊丝技术是焊接材料生产中的关键技术，与美国、日本、德国等国家的生产技术相比，我国药芯焊丝制造技术还有一定的差距，随着对新进设备和技术的消化吸收，由我国研制的国产药芯焊丝制造设备，也相继通过了欧洲机电（CE认证）认证，其自动化技术与检测技术也达到了欧洲技术要求。

2.对无铅连接材料及无铅可靠性技术与标准的突破

随着2006年WEEE和RoHS指令对电子电气产品中铅含量等有毒有害物质的限制与禁止，我国电子工业面临着开发无铅连接材料的严峻挑战。在多年来各相关研究机构与高校的通力配合下，在无铅合金钎料与可靠性方面取得了较大进展。作为当前重要的无铅合金钎料SnCu（SC）和SnAgCu（SAC），不仅改善了无铅合金材料的整体性能，也通过添加微量元素，改善了钎料物理性能，也提高了连接接头的可靠性，如稀土Re的应用，可以有效改善钎料的润湿、蠕变抗疲劳性能。广东省作为率先颁布无铅技术的产业区域，在无铅焊接材料、无铅片式元器件，以及无铅电子制造设备等方面成立了研究联盟，推动了我国绿色电子产品制造技术的发展。如格力、华为、格兰仕、美的等电子制造企业对新型无铅连接材料的应用，提高了我国产品无铅化制造水平。

3.高能束流焊接技术的应用与发展

激光技术在焊接产业中的应用，特别是激光束与电弧的复合，推动了高能束流焊接技术的迅速发展。借助于新型激光器的应用，如激光与钨极惰性气体的复合、与熔化极惰性气体的复合等，从而取得较好的激光-电弧联合焊的焊接效果。如百瓦级激光能量与电弧复合技术，对于薄板焊接具有较好的效果，千瓦级激光能量与电弧复合技术，能够充分发挥激光与电弧的性能优势，对于镁合金、铝合金、高强钢等材料具有较好的焊接效果；对于万瓦级激光能量与电弧复合技术，比较适宜对大深度焊缝的焊接，如船板等厚板的焊接要求。在工业生产中，采用12kWCO2激光或10kWCO2光纤激光与熔化极电弧复合技术，来实现对钢板或筋板的焊接需要。

4.对焊接热过程中的数值模拟与仿真技术的研究

对于焊接热过程中的数值进行模拟与仿真，利用计算机技术来获得焊接过程中的各类复杂边界条件、残余应力与变形特征、热源分布、以及焊接冶金理论基础数据，如通过对焊接热过程中的准稳态和瞬态数值的模拟与计算，实现了对焊缝尺寸、热循环参数，以及热影响区域的准确预测，从而改进复合焊技术。由上海交通大学与西安交通大学联合开展的焊接热弹塑性理论研究工作，能够实现对大型复杂结构焊接中的应力与变形分布进行预测，如在大型舰艇制造中，对船体框架结构进行焊接变形分析，从而改进焊接工艺和方法，提升焊接器件的稳定性具有重要的指导意义。

5.对焊接技术自动化与智能化的应用与发展

焊接技术的自动化与智能化已经成为未来焊接产业发展的方向，特别是视觉传感与跟踪技术的发展，对焊接过程中的熔滴过渡控制技术的应用，可以实现对机械、电弧、光等物理信息的准确检测与控制，从而对待焊接过程智能化的发展。如常见的焊接跟踪系统多以激光为光源，结合不同的应用领域，以点式光或条纹式光来完成焊接过程。

三、我国焊接技术的发展趋势

从我国当前焊接材料的产量来看，虽然从总量上位居世界首位，但产品的结构与高品质焊接材料的生产却与世界先进国家差距较大，主要表现有：一是在对焊接材料预处理上缺少专门的技术与体系，如对原材料的筛分与检验，对混合均匀度的控制与预烧结处理等；二是在改善焊条药皮密实度上，我国的油压式压涂机的性能还不够完善，对水玻璃的加入量需求加大，降低了药皮的整体性能；三是在生产车间环境治理上，国外多以密闭方式来进行熔炼焊剂，而我国多以敞开式进行生产；四是焊剂生产设备的自动化水平上，在焊剂的成形与颗粒度等方面还有很大差距；五是在无铅连接材料与连接技术的应用上，与国际领先技术相比，钎焊理论与应用水平只在部分领域获得成功，在总体技术水平，以及高端焊接产品、特种助焊剂方面还有待提升。

为此，发展焊接技术，提升焊接设备及焊接材料的研究水平，加大对新型焊接工艺与焊接装备的研究投入，主要从以下几个方面来着手：一是从焊接材料的钢芯制造上，与钢材企业深入合作，提高钢芯的纯净度与高韧性；二是加大对无铅产品及工艺的研究，特别是对钎焊工艺与焊点缺陷的检测与评价，建立无铅连接材料可靠性与寿命预测模型，鼓励行业内的优秀企业强强联合，共同推进钎焊材料的研制进度；三是加大对激光焊接技术的应用研究，如对大功率激光器的研究，扩大其在焊接、切割等领域，对大型钢结构设施的加工能力。借助于微观机制法语宏观热效应法，来实现对焊接热过程的数值建模与仿真，通过分析与计算焊接热过程中的动力学状态数据，为准确表征焊接过程，综合评估焊接过程中各类因素的优缺点，进而推动焊接加工工艺水平的逐步提高。

参考文献

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关键词：焊接技术；油气储运；钻采机械；石油化工机械；海洋平台

中图分类号：TG4文献标识码： A 文章编号：

0前言

油气储运设备中的各种储油罐、油气管道、油槽车和油轮等都是以焊接为主要加工手段的制造工程；石油化工机械中各种化工容器、反应塔、加热炉和换热器的制造与安装等都需要进行大量的焊接工作；在钻采机械方面，焊接可用于架体、泵体、钻杆、抽油杆和钻头等各种金属结构的制造及安装修理；海洋钻探及采油平台、海洋钻井船的制造等也都离不开焊接技术。焊接技术在石油工程建设领域中占有重要地位。

1油气储运中的焊接技术

1．1储罐焊接

储罐是一种存储气体、液体或液化气体的压力容器。根据其应用条件的不同，油气储罐有多种类型。焊接是储罐建造的主要工序，储罐焊接的主要方法有焊条电弧焊、埋弧自动焊、气电立焊和药芯焊丝气体保护全位置自动焊。在大型浮顶储罐的建造中，国外罐体普遍采用自动焊工艺。

埋弧自动焊是大型储罐建造中应用最早的自动焊方法，主要应用于正装法施工的浮顶储罐的罐壁环焊缝、罐底对接焊缝和大角缝等。近年来，国内在借鉴正装储罐自动焊技术的基础上，开发出了倒装储罐自动焊设备及工艺，并将该技术应用到大庆、胜利、辽河、长庆等多个油田，到 2005 年累计焊接储罐总容量达 66 万 m3。为提高生产效率，在大型储罐的施工中，埋弧自动焊已开始向双丝和多丝焊方向发展。

1．2 油气管道焊接

管道输送是石油、天然气最为经济合理的运输方式，全世界目前油气管线的总长度已超过 2．30×106km，并以每年(4～5)×104km 的速度增加。管道施工焊接的主要方法有纤维素焊条下向焊、低氢焊条下向焊和药芯焊丝半自动下向焊。20 世纪 80 年代开始推行下向焊工艺，采用纤维素焊条和低氢焊条。低氢焊条下向焊主要用于气候条件极端恶劣、输送酸性气体及高含硫油气介质和对低温韧性要求较高的管道或者厚壁管的焊接。20世纪 90 年代我国正式推广应用自保护药芯焊丝半自动焊。该项技术于 1995 年首次在突尼斯工程中获得应用，并成为后来的库鄯线、鄯乌线、苏丹工程，涩宁兰、兰成渝等管道工程中的主要焊接方法。自保护药芯焊丝半自动焊采用下向焊工艺，实现了连续送丝，施工效率高。

目前，国内油气输送管道正朝着大管径、高工作压力、远距离输送的方向发展。随着管道建设用钢管强度等级的提高，管径和壁厚的增大，在管道施工中逐渐开始应用自动焊技术。如西气东输一期工程全长4 200 km 中大约有 650 km 采用了自动焊。西气东输二线干线总长近5 000 km，由于钢的强度等级较高，管径和板厚较大，管线建设中主要以自动焊和半自动焊为主，以焊条电弧焊为辅，自动焊根焊主要采用 STT 半自动焊。在部分大直径厚壁管道施工中，应用了全位置GMAW自动焊技术，这也代表了目前世界管道建设的较高水平，标志着我国管线建设已迈向国际先进行列。

2 海洋石油工程中的焊接技术

开发海洋石油离不开海洋构筑物的建造和安装，包括海洋平台、导管架、海底管线及海洋管道铺设船等。随着海洋石油开发的水深不断加大，海洋结构不断加重，结构物体积和使用的钢板厚度也不断加大，水下焊接技术已成为组装、维修诸如采油平台、输油管线以及海底仓等大型海洋结构的关键技术。目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，按焊接所处的环境大体上分为三类焊接技术：湿法水下焊接、干法水下焊接和局部干法水下焊接。

湿法水下焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应性较强等优点。因此，湿法水下焊接技术被广泛用于海洋条件好的浅水区以及承受低应力构件的焊接。但由于湿法水下焊接难以获得高质量的焊接接头，一般只用于水深几米至几十米的海岸工程非重要结构物的维修。局部干法焊接能够满足水下较重要工程结构的焊接质量要求，也是当前水下焊接的重要研究方向。英国曾将此方法用于北海大陆架挪威海域，修复被冬季风暴破坏的Ekofisk钻井平台两根位于水深 7 m、直径 3 500 mm 的管子。美国在水深 12 m 处用此法修复了采油平台管径406 mm 的立管。

水下焊接技术在我国一直受到高度重视。早在20世纪 50 年代，水下湿法焊条电弧焊已得到应用。20世纪 70 年代后期哈尔滨焊接研究所在上海海难救助打捞局和天津石油勘探局的协助下，开发了水下局部排水气体 CO2保护焊技术，简称 LD－CO2焊接法。近年来，国内部分单位针对海底管道泄露的水下维修问题，开展了水下局部干法焊接技术的研究，并取得突破性进展，从而推动了我国水下焊接技术的实用化进程。

由于湿法水下焊接和局部干法水下焊接主要局限于几米至几十米水深非重要结构物修复，实际应用水深一般不超过 40 m，为了适应海洋工程向深海发展需要，许多国家加大了对高压干法水下焊接技术的研究与应用。挪威 STATOIL 公司的 PRS 系统于1994 年进行了 334m 水深的管道焊接，获得成功。

3结论

我国石油工业正处于稳步发展时期，随着国民经济的快速增长，石油需求量也迅速增加，中国的石油工业将进入一个新的发展阶段。石油工程离不开钢铁材料，随着其使用条件的严酷复杂，对钢铁材料的性能要求也越来越高。石油工业建设用钢正朝着高强度、高韧性方向发展，并要求焊接各种高、低温及耐各种腐蚀介质的压力容器，从而对新钢种和特殊性能材料如高强钢、超高强钢、耐热钢、不锈钢、铝合金、钛合金、耐热合金及异种金属材料的焊接问题也提出了更高要求。解决有关焊接关键技术也是未来石油工程建设中的重要发展方向。

参考文献：

[1] 冯 标．石油工程建设自动焊技术进程及面临的新课题[J]．石油工程建设，2005，31(1)：14－17．

[2] 朱新昭．浅谈油气管道焊接工艺方法、应用及发展前景[J]．管理观察，2009(5)：99－100．

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[4] 刘成玉，许先果，赵建华，等．长输管道焊接方法的选择与应用[J]．电焊机，2007，37(11)：56－59．

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篇10

关键词：热风焊接；电磁焊接；红外焊接；软接触焊接；导电胶带焊接

中图分类号：TM910 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0180-01

国内光伏行业发展至今已有十几年的历史，从整个产品制作过程分铸锭、切片、电池、组件四个环节，组件环节下又可细分为焊接、敷设、层压、装框、测试等主要工序，焊接技术随着光伏产业的发展，由最初的手工焊，发展到当前的自动焊接，焊接技术正朝着多样化发展，选择不同的焊接技术，设备性能及维修成本方面各不相同，大概有以下几种，一是热风焊接、二是电磁焊接、三是红外焊接、四是软接触焊接，另外区别此类焊接还有导电胶带焊接技术。这几种焊接技术在市场上均占据一定的份额。

一、热风焊接

此焊接技术，加热单元采用的压缩空气给热风管通气体，利用加热管给压缩空气加热，将热量传递给焊带，使焊带与电池片进行焊接。

热风管结构：（1）往不锈钢筒中注入干燥空气；（2）通过安装在玻璃管内的加热器加热空气；（3）放出加热后的空气；（4）通过加热器出口端的温度测定部的K热电偶对温度进行测量；（5）由于测定部的热电偶是位于玻璃管内部的，所以不会受到外部空气的影响。

控制方法：通过三菱制造的PLC的温度控制单元控制；以1秒为周期对热电偶的温度进行测量，通过PID（注1）控制，为使其与设定温度保持一致不出误差，自动进行SSR的输出调整。

注1：PID控制；PID动作即为比例动作、积分动作和微分动作相互结合的动作方式，可以使控制对象得到最精准优秀的控制效果。因为此控制方式可以通过比例动作防止发生逆向现象，通过积分动作自动进行OFF-SET的修正，并通过微分动作加快对外部问题的响应时间。

异常处理：1秒周期的控制中，管理对热电偶断线、加热器断线、温度异常的检测功能，有异常情况的话可以强制关闭加热器。

设定温度和实际温度的差异：与一般的加热器那种通过加热铁或者铝制材料，测量加热部件的温度的控制状态不同，这里是通过直接放出加热后的空气，在出口处通过热电偶进行温度管理的。热电偶的检测温度直接显示在触摸屏上，在一秒周期内，若检测出热电偶的断线、加热器的断线等异常情况，立即强制关闭加热器。因此，触摸屏上显示的温度应该不会与热电偶的实际温度有差异。此焊接技术焊接质量可靠，操作方便，碎片率低，唯一的缺陷就是焊接产生的助焊剂粉尘未经过处理，直接排到室外，影响了市区环境，这是后期待改进的地方。

二、电磁焊接

电磁焊接部分由传输带，加热板、焊台、焊带加紧机构，除烟装置组成。

此焊接技术原理采用低温闭环电池焊接技术，完全系统控制焊接温度，静态电磁场内的正反面焊带同时感应到磁场产生涡电流，从而使正面和背面焊带熔化焊接，通常焊接时焊带和电池片的焊接温度只有180-200度；电磁焊接方式可以基本达到激光焊接的效果。采用快速响应温度传感器，配合智能化的PID控制焊接程序和反馈控制。精准的PID读温和在焊接过程中，利用红外非接触式温度计读取电池片和焊带连接处的焊接真实温度，温度变化被模拟成温度变化曲线，采用PID（比例、积分、微分控制模式）的控制，使系统自动调整控制温度，焊接材料的温度实际控制在±2℃。电磁焊接将焊带、电池置于感应线圈产生的交变磁场中，由此产生的感应电流将其加热。从高频焊接电源主电路的结构特点来看，电源周围分布着不同频率的电磁场，有工频的电磁场以及不同逆变频率的电磁场，在高频变压器的原边，电压值较小，而变压器的次级电压值较大。其中，工频交流来自于电网，但是由于焊接电源内开关器件对电流的调制作用，此交流信号的高次谐波分量较大，严重时谐波分量的幅值甚至高于基波分量，所以在焊接电源周围会产生工频电场并带有谐波。此焊接技术采用低温焊接，碎片率低，焊接质量可靠，能把能量集中在焊带焊接上，相比于热风焊接或红外焊接等大面积散布热量的方式，减少了许多能量浪费。

三、红外焊接

此焊接技术焊接装置由两个预热单元和加热单元组成。每个预热单元包括8个短波红外灯，下部装有高温计的温度控制，焊接过程产生的废气，经排放管道排出。

预热区温度设定范围，从50℃到200℃之间，焊接单元加热区控制并可调到250℃，加热区终结段，用于冷却电池串，控制并可调范围从50℃到200℃。先进的预加热功能设计，电池片、焊带、助焊剂在加热平台上加热，通过电池片温度控制，确保工艺的可重复性。

为了保证焊接质量，当助焊剂喷涂在电池片上后，电池片先被预加热，然后进行红外焊接，焊接温度由温度控制器精确的控制焊接循环，焊接完成后，自控冷却系统，已最大程度的降低电池片的热应力。

红外焊接技术优点是非接触式焊接，六段独立温控的加热平台，使电池片的温度稳步上升到焊接温度。焊接后，控制温度缓慢下降，从而避免电池片因温度激变造成破碎，实践证明，碎片率较低，焊接稳定可靠且设备维护低。

四、软接触焊接

软接触焊接技术是将多个焊接烙铁头，有序并联在一起，通过PID控制程序，分别对每个焊接头进行温度控制。在焊接时，烙铁头下压接触焊带，焊锡熔化后，焊头抬起，背面通过热传导使背面焊锡熔化，完成焊接。此焊接技术维护简单，备件成本较低，焊接稳定。

五、导电胶带焊接

此焊接技术不同于传统焊接，传统焊接均采用助焊剂作为辅助材料，完成焊接。而此焊接技术，是通过机械手将导电胶带贴附在电池主栅上，在焊接单元通过焊接压头温度及压头压力完成焊接。

此焊接优势是不会产生异味，对环境不会造成影响。能够焊接薄片电池片且碎片率低。目前市场上应用还很少，随着技术进步，薄片电池片在将来会是一个发展趋势，此焊接技术会应用越来越广。

六、总结

市场上应用的焊接技术，品种繁多，我这里仅是列举了一些占有一定市场的技术。置于哪个焊接技术，能够被各组件厂认可，还需市场来证明，每种焊接技术的存在都会有的优势和缺点。大家在选择的时候，既要考虑技术是否先进，是否满足现有需求及未来升级的空间，能否引导行业发展，同时也要关注电池的发展方向，原材料的投入，综合成本在设备运行中是否是最优的等一系列的问题。

参考文献：