電子束焊接范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了電子束焊接范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

電子束焊接

電子束焊接范文1

【關鍵詞】電子焊接;電子束;工業

一、電子束焊接的特點

因為是由于電子束是由于高密度電子的聚集而產生的,所以在電子束用于焊接時會使得焊接產生的融化小孔有所變化,根據融化小孔的變化可以推斷出電子束焊接時的真空度的大小。由此可以將電子束焊接分為三個種類高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接。電子束焊接中電子束的形成是經過高壓加速器進行高壓加速,在通過內部的磁透鏡進行匯聚進行成束,在競奪關口被發射出來,在電子束在碰到真空或非真空焊接構建時具有相當大的動力,在接觸瞬間動能轉化為熱能,形成極高溫度進而將金屬消融,達到焊接的作用。其中關于電子束的特點主要具有以下幾個方面:

1、電子束焊接技術能偶產生相當之高的溫度,能夠融化任何材料,并且焊接速度快。鏈接時主要依靠的時材料之間的自我融合。

2、電子束由于是在真空環境中進行焊接,早根本上防止了其他氧化雜雜質的參與,提高了焊接部件的純度。

3、由于電子束中電子含有的能量極高,所致溫度夠高,所以加工的構建焊縫深且窄,并且對于構建的形狀影響較小。

4、由于電子束的束寬小,所以在進行換位焊接時較為方便,并且因為如此他在焊接精細部件上擁有極大的優勢。又由于他溫度極高,所以又可焊接熔點高的材料。尤其在航天領域應用極為平常。

5、能量高、束寬小。焊接成效快,對于手邊幾乎無影響。

二、電子束焊接在電子和儀表工業中的應用

電紙書焊接被應用最為廣泛的兩個行業就是電子加工行業和一起工業,因為這些紅葉在焊接器材才要求的焊接純度較高,只要在高真空度的電子書焊接技術才能夠達到相關標準,所以在這些工業中電子束焊接技術占有著重要的地位。

1、電子元器件焊接

(1)精密電子元器的焊接

由于電子元件太過精密導致在焊接過程中要時刻注意是否對周圍造成影響,這種情形形下采用電子束焊接技術的話就能很好的比秒對于周圍精密部位的影響,而且焊接溫度也能夠達到電子元件的要求。他能夠極大的提高產品的生產率。

(2)特殊工件的焊接

在電子工業中一些部件的整體焊接難度過大,一般對于這種情況就采取分開焊接的手段,在組合成型。

2、儀表元件的焊接

(1)傳感器的封裝焊接

在對一些微小部件機型加工時候,需要的焊接技術相當苛刻,同時還要保證焊接環境的密封性能好和對于焊接部件形狀損害較輕的。特殊者還會對局部的問題有特殊的要求。

(2)封裝焊接

對于在焊接過程中有真空度要求的焊接工藝電子束焊接技術擁有著先天上的優勢。即一些儀表期間的封裝焊接。還有一些超導材料的焊接由于材料的特性,不允許雜質的混入,這個時候真空焊接技術正好使用。

三、電子束焊接在工業中的應用

1、飛機和航天飛行器

電子束已被用來將鈦鍛件焊接成新型直升機的轉翼,現代戰斗機的機翼箱等。發動機上一些其他部件如透平罩、壓縮機箱體以及飛機的燃料驅動系統和著陸起落架等也都采用了電子束焊接。

由于電子束焊接的變形和熱影響區小,已被用于航天飛機發動機的裝配焊接,如主燃燒室、熱氣歧管、高(低)壓燃料渦輪泵、高(低)壓氧化劑渦輪泵、燃料預燃燒室、氧化劑預燃燒器等間的焊接。

2、發電設備

電子束焊接以其獨有的優點正在發電設備的制造方面取代傳統的焊接方法。如美國、日本等國家都已使用真空電子束焊接取代埋弧焊工藝焊接汽輪機定子和汽輪機導向葉片。使用埋弧焊需要幾天才能完成的焊接,使用電子束焊接后僅需幾個小時就能完成。

3、汽車工業

使用電子束焊接方法焊接汽車后橋,省去了坡口的制作的準備。由于在真空條件下施焊,電子束焊接大大地清除了產生氣孔、裂紋、夾渣等這些缺陷的可能,強度得到了保證,獲得了極佳的經濟效益。此外,真空電子束焊接還用來焊接汽車驅動輪、扭矩變換器、行星齒輪支座、飛輪、滑叉等,都取得了前所未有的效果。

4、電子元器件

隨著現代工業對電子線路和元器件的要求越來越高,電子束焊在電子行業發揮著越來越重要的作用。真空電子束用來焊接密封晶體管已取代釬代焊焊接晶體管連接接頭。有些電子線路和元器件要求其焊縫在焊完后繼續保持在真空密封裝置內,焊縫不得有腐蝕性雜質,電子束焊接正是滿足這種要求的最有效方法。

5、機械基礎件

電子束也用來焊接有特殊要求的機械基礎件,如軸、軸承、齒輪、金屬帶鋸、雙金屬帶等。對于硬度極高的金屬的切斷,使用電子束,可將高速鋼型材焊在柔韌的載體帶上。適當選擇高速鋼型材寬度,使得銑鋸齒時,齒間,即斷裂危險區位于柔韌性載體帶上,這樣,就能使高速鋼齒尖達到最佳硬度,帶鋸能在最佳經濟效益下實現最大負荷。

6、核工業產品

電子束焊接最早應用于核工業產品部件,近些年來,在這一領域得到更充分的發展。如:一種核工業多種用途的真空電子束焊機,在離子推進系統中,它應用于難熔、耐蝕金屬的焊接和不同金屬之間的連接,焊縫無裂紋和泄漏,變形也相當小。

四、總結

隨著工業發展的不斷進步,各種高精尖設備的生產將極大的服務人類社會,但是在這背后趨勢對于這些高精尖技術的加工工藝擁有了更加苛刻的要求。電子束焊接技術能夠滿足現階段所有的高精尖技術的焊接要求,這使得他在各個工業領域中得到了極為廣泛的應用。并且在其他正在研究的行業中也發揮出他獨特的作用,如原子、航天、核工業等等。這使得各個國家都在電子束焊接技術的開發研究上投入了大量的人力物力。我國在電子束焊接技術的研究方面也已經在不斷的在加大力度,爭取在世界范圍內保持著領先的地位。但是由于電子束焊接技術涉及到了與金屬塊之間的物理化學作用,導致在現階段的研究上面沒有取得較大的突破,但是這又不斷的研究分析現階段手中的資料以及透徹分析局限性,我想在不久的將來我國關于電子束焊接技術的研究一定能夠取得里程碑式的突破。

電子束焊接范文2

【關鍵詞】電子;電路;組裝;焊接;技術

電子電路的組裝與焊接在電子技術實驗中具有非常重要的地位,它是將理論電路轉換為實際電路的過程。組裝及焊接的優劣,不僅影響外觀質量,還直接影響電路的性能。

1.電路組裝

電子電路的組裝包括電路的布局與元器件的安裝。

電路的布局應合理、緊湊,并滿足檢測、調試及維修等要求。一般需遵循:按電路信號流向布置集成電路和晶體管等,避免輸入輸出、高低電平的交叉;與集成電路和晶體管相關的其他元器件應就近布置,避免兜圈子與繞遠;發熱元器件應與集成電路和晶體管保持足夠的距離,以免影響電路的正常工作;合理布置地線,避免電路間的相互干擾。

安裝元器件時需注意:安裝元器件前,須認真查看各元器件外觀及標稱值,通過儀器檢查元器件的參數與性能;用鑷子等工具彎曲元器件引線,不得隨意彎曲,以免損傷元器件;對所安裝的元器件,應能方便地查看到元器件表面所標注的重要參數信息;元器件在電路板上的分布應盡量均勻、整齊,不允許重疊排列與立體交叉排列;有安裝高度的元器件要符合規定要求,同規格的元器件應盡量有同一高度面;元器件的安裝順序應為先低后高、先輕后重、先易后難、先一般后特殊。

2.元器件焊接

焊接是連接各電子元器件及導線的主要手段,焊接質量直接影響電路的性能。焊接一般分為手工焊接與自動焊接。

2.1手工焊接

手工焊接是最常使用的焊接方法。手工焊接質量的要求是:焊接牢固,焊點光亮、圓滑、飽滿。焊接的質量主要取決于焊接工具、焊料、焊劑和焊接技術。

2.1.1電烙鐵。焊接晶體管、集成電路和小型元器件時,一般選用15 ~30 W的電烙鐵。新購電烙鐵首次使用時,需將電烙鐵加熱后,用其融化松香焊錫絲,使電烙鐵頭部的表面附上一層焊錫,俗稱上錫;烙鐵頭長期使用會使其頭部表面氧化,俗稱燒死,此時可先用銳器清除氧化層,然后重新上錫。

在使用中應保持烙鐵頭的清潔,盡量縮短電烙鐵的通電時間,烙鐵頭的溫度通常可通過改變烙鐵頭伸出的長度進行調節。

2.1.2焊料與焊劑。最常用的焊料是松香焊錫絲,又稱為焊錫絲,其在管狀焊料的內部灌滿松香焊劑。最常用的焊劑是松香或松香酒精溶劑,松香是無腐蝕的中性物質,加熱后可清除金屬表面的氧化物,提高焊接質量。焊錫膏也是一種常用的焊劑,由于其為酸性物質,會腐蝕元器件,除特殊情況外,一般不宜用于焊接電子元器件。

2.1.3焊接操作。焊劑加熱后所揮發的物質可能對人體有害,焊接時焊點與口鼻的距離應大于30cm。

電烙鐵的手持方法,可根據電烙鐵功率、焊接物的熱容量及焊接物位置確定。對于電子電路一般采用類似于握筆的姿勢,這樣可做到拿得穩對得準。

在焊接前,要對焊接部位和元器件進行清潔處理。在焊接后,清潔焊點、鑒別焊接質量,并檢查是否虛焊、錯焊與漏焊。

2.1.4焊接步驟。掌握好電烙鐵的溫度和焊接時間,選擇恰當的烙鐵頭和焊點的接觸位置,才有可能得到良好的焊點。焊接過程可以分成5個步驟:準備施焊。左手拿焊絲,右手握電烙鐵,進入備焊狀態;加熱焊件。用電烙鐵頭部加熱焊件連接處,盡量擴大焊件的加熱面,以縮短加熱時間,保護銅箔不被燙壞;送入焊絲。焊件加熱到一定溫度后,焊絲從電烙鐵對面接觸焊件,使焊絲熔化并浸濕焊點。注意不要把焊絲送到烙鐵頭上;移開焊絲。焊點浸濕后,及時撤離焊絲,以保證焊點不出現堆錫;移開電烙。

為了能焊出高質量的焊點,焊接時還需注意:及時清除烙鐵頭上的殘留物,隨時保持烙鐵頭的潔凈;及時清除元器件引線表面的氧化層;在焊錫凝固前一定要保持焊件的靜止,焊接后要檢查元器件有無松動;焊接晶體管時,用鑷子夾住引腳焊接可預防溫度過高損壞晶體管;對特殊元器件的焊接應按元器件的焊接要求進行,如焊接MOS管時,要求電烙鐵不帶電焊接或電烙鐵金屬外殼加接地線。

2.1.5拆焊操作。拆焊電路板上的元器件比焊接元器件困難,拆焊不當會損壞電路板焊盤與元器件。對于引線不多且每個引線可相對活動的情況,可用電烙鐵直接進行拆焊;對于引腳多的集成電路和貼片元器件通常采用專用工具進行拆焊,常用的有吸錫電烙鐵、吸錫器、吸錫繩及排焊管等工具。

2.1.6克服虛焊。虛焊會造成電子電路工作不穩定,造成虛焊的原因有:元器件引線表面氧化、焊接時焊錫絲未浸濕焊點等。

2.2貼片元件的手工焊接

手工焊接貼片元件的一般過程為:施加焊膏—手工貼裝—手工焊接—焊接檢査等。在手工焊接靜電敏感器件時,需要佩戴接地良好的防靜電腕帶,并在接地良好的防靜電工作臺上進行焊接。焊裝順序為:先焊裝小元件,后焊裝大元件;先焊裝低元件,后焊裝高元件。

2.2.1用電烙鐵焊接。對干引腳較少的貼片元件,可采用電烙鐵直接焊接,焊接前在電路板的焊盤上滴涂焊膏,將貼片元器件的焊端或引腳以不小于1/2厚度浸入焊膏中,一般選用直徑0.5~0.8mm的焊錫絲。然后用電烙鐵蘸小量焊錫和松香進行焊接。

2.2.2用熱風槍焊接。當貼片元件的引腳多而密時,用電烙鐵直接焊接就比較困難,此時一般采用熱風槍焊接。風槍焊接的一般過程為:置錫一點膠—貼片—焊接—清洗—檢查等。

2.2.3貼片元件的手工拆焊手工拆焊。貼片元件一般采用熱風槍或電烙鐵。熱風槍拆焊:用熱風槍吹元件引腳上的焊錫,使其熔化,然后用鑷子取下元件。

電烙鐵拆焊:用電烙鐵加熱貼片元件焊錫,熔化后用吸錫器或吸錫繩去掉焊錫,然后用鑷子取下元件。

3.焊接技術

3.1浸焊

浸焊是將插裝好元器件的電路板放在熔化有焊錫的錫槽內,同時對印制電路板上所有焊點進行焊接。浸焊具有生產效率高、生產程序簡單的特點。浸焊可分為手工浸焊和機器自動浸焊兩種方式。

手工浸焊:將已插好元器件的印制電路板浸入錫槽進行焊點焊接。手工浸焊的過程為:錫槽加熱電路板前期處理浸焊冷卻檢查。

機器自動浸焊:自動完成印制電路板上全部元器件的焊接。機器自動浸焊的過程為:待焊電路板涂焊劑電路板供干電路板在錫槽中浸焊用震動器震去多余的焊錫切除多余引腳。

3.2波峰焊

波峰焊是將插裝好元器件的電路板與熔融焊料的波峰相接觸實現焊接。其具有焊接速度快、質量高、操作方便的優點,適用于大面積、大批量電路板的焊接,是電子產品進行焊接的主要方式,可用于貼片元件的焊接。

電子束焊接范文3

關鍵詞:激光焊接 激光焊接工作臺 鋰離子電池激光焊接 激光焊接焊接影響 應用

中圖分類號:TG456.7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)03(b)-0074-02

1 激光焊接技術概述

激光焊接的工作原理如下所示。

激光焊接工作是應用高能脈沖激光來實現,脈沖氙燈作為泵浦源,激光電源把脈沖氙燈點著,通過激光電源對氙燈放電,形成一定頻率的光波,光波經過激光聚光腔照射到激光晶體上,使晶體受激輻射,再經過諧振腔之后發出波長的脈沖激光,該脈沖激光經過擴束,反射聚焦于所要焊接的物體,在控制器的控制下,移動工作臺面完成焊接[1]。

2 一種鋰離子電池電芯制作中激光焊接系統

鋰電池激光焊接系統主要由激光器、導光系統、工作臺、電池組件固定工裝夾具、控制系統、冷卻系統組成。

2.1 激光器

激光器的選用首先決定于所要求的波長、功率和模式,以及加工對象。同時還要考慮在工作環境下運行的可靠性,維修調整的方便性,尺寸的大小以及占用面積等因素。

2.2 導光系統

導光系統將激光由激光器引導至由聚焦光或勻光光具組成的加工頭。加工頭若是固定的,則導光系統固定不動,若加工頭可以運動,那么導光系統也必須是可動的。

2.3 工作臺

工作臺用于固定電池零件工件,加工過程中確保工件與激光束的相對位置。根據加工要求,工作臺能帶動工件做所需的相對運動,工作臺示意圖見圖1。

工作臺功能及性能介紹如下。

(1)二軸運動模塊:由兩個伺服平臺組合構成,每個伺服平臺采用高精度電機驅動滾珠絲桿運動,線性導軌導向。伺服平臺帶動焊接頭進行焊接。

(2)CCD監視模塊:兩個CCD與兩個準直聚焦頭同軸安裝,在此工序中,CCD能夠實時監控到焊點的焊接情況。

機架:由方鋼鈑金焊接而成,實現機器的牢固穩定、外形美觀、運行穩定。

電控系統:實現對整個系統的控制(包括運動控制和傳感器的檢測)。

軟件系統:實現各個步驟的焊接與激光焊接的配合。

2.4 夾具部分

夾具需對焊接樣件進行完全防護,只漏出焊接區域,能夠有效地防止焊穿現象的發生,防止焊渣飛濺落到產品表面。

(1)夾具機構:采用氣缸夾緊,利用定位板定位,封閉式夾具結構防止焊渣飛濺落到產品表面。

(2)吹氣機構:在不干涉夾具的情況下,使用加裝側吹方式(防飛濺氣刀)吹保護氣體,保證焊接表面效果;在飛濺嚴重的正極兩側,安裝專用氣刀,由壓縮氣體組成屏障,防止飛濺污染保護鏡片。

(3)導向部分:使工件沿導向槽放入夾具中,提高裝夾效率。

2.5 冷卻系統

激光焊接機工作時,泵源對激光器的輸入能量大部分都轉化為燈、工作物質和聚光腔的熱能。工作物質溫度過高時,會嚴重損害激光器的正常工作,因此,必須采取冷卻措施。一般采用閉合回路冷卻系統,包括液泵、熱交換器和容器等。

當前的激光器件已經形成系列化,使用比較成熟,因此,控制系統的性能就對整機功能起到重要影響。要求更加智能化和自動化[2]。

3 激光焊接技術在鋰離子動力電池電芯制作中的應用

3.1 在鋰離子動力電池(疊片工藝)電芯制作過程中的應用

電池蓋板極柱組件極耳軟連接引片厚度、材質,極耳引片(Tab)厚度、材質,焊接面積,焊印形狀,焊接參數等。在使用激光焊接的過程中,要綜合考慮各種因素,并進行大量實驗,才能得到良好的焊接效果。

電池在制作過程中,對于層數較多的軟連接,需通過超聲波焊接機對多層軟連接進行預焊,再將預焊后壓平后的軟連接與蓋板極柱利用激光焊接起來。若軟連接層數較少,可直接對多層軟連接與極柱進行激光焊接,無需超聲波預焊整形處理。

3.2 影響焊接過程因素分析

進行焊接過程,需要保證物件完全加緊壓平,確保有效焦距的位置公差精度,另外焊接過程中要使用氮氣保護器,對焊接位置進行保護,防護產品氧化[3]。

脈沖激光焊接機的規格參數主要為最大電功率、轉換效率,最大激光功率,最大脈沖能量,峰值功率,最大光路分時分光反饋速度、決定了焊機規格的選擇[4]。

在鋰電池生產過程中,此項工序作為特殊關鍵工序規定,一定要進行首件三檢和過程自檢,焊接完成后,需要使用拉力設備檢驗焊接效果,檢驗產品焊接拉力和粘連面積,根據測試結果對焊接參數進行調整,直至焊接效果最佳方能連續生產,保證電池組件焊接質量一致性。針對動力電池殼體、蓋板激光焊接試驗,通過調整激光焊機脈寬、頻率、峰值功率等工藝參數,驗證不同參數對激光單點能量及焊接平均功率的影響,結合平均功率對焊縫熔深影響及不同熔深狀態下與焊縫耐壓強度的對應關系,進而優化激光焊接工藝參數,確保動力電池激光焊接過程的穩定性和焊接質量的一致性[5]。

4 結語

目前,與激光焊機配合的工作臺及焊接工件固定夾具的精度和自動化程度,對焊接的效果及生產效率有很大的影響。在使用焊機的過程中,需要對焊機的環境加以控制。其中若出現保護鏡片過臟,焦距不合適,極柱與軟連接裝夾不到位,存在有間隙,軟連接層間未壓實等因素,均會出現產品虛焊和脫焊不良,影響物件連接強度,對于電池而言,嚴重影響電池內阻和容量性能。激光器冷水機水溫過高,光纖燒壞,激光棒爆裂等故障均為導致設備不出激光。國內的激光焊接廠家數量很多,產品的優點是設備價格適中,但焊接質量及設備穩定性與進口設備相比,仍存在一定差距,而鋰離子電池制造過程對于焊接質量的一致性要求較高。

參考文獻

[1] 梁艷梅.激光焊接中各參數對焊接質量影響的研究[J].價值工程,2015(30):137-139.

[2] 郝新鋒,朱小軍,李孝軒,等.激光焊接技術在電子封裝中的應用及發展[J].電子機械工程,2011(6):43-45.

[3] 劉其斌.激光加工技術及其應用[J].北京:冶金工業出版社,2007.

電子束焊接范文4

關鍵詞:點焊;預裝配;電子束焊;基準面

中圖分類號:TG493.3 文獻標識碼:A

1概述

某燃機靜子葉片焊接組合件,是由多片葉片焊接組成,其中葉片焊接后結構復雜,焊接組合件體積較大。單個葉片定位基準面小,定位不穩定,每個葉片定位尺寸公差大,每組葉片定位尺寸不一致。采用以往電子束焊焊接方法,合格率低、效率低,工人裝夾零件費力,電子束焊參數隨零件來回調整。這種情況下,我們采用點焊預裝配葉片,通過工人調整篩選葉片,把組件調整合格后點焊,再進行電子束焊,提高了該靜子葉片焊接組合件的質量,提高了電子束焊效率,通過與工藝專家、工裝設計專家研究,及翻閱葉片工裝的相關資料和自己在此方面工裝設計上的經驗,該點焊裝配夾具的設計要結合量具,配上基準面、百分表、表座和標準件等對葉片進行測量調整,合格后壓緊每個靜子葉片,再焊上導弧板,確保預裝配組件放在電子束焊夾具上六組一致性,可見點焊裝配夾具結構的設計是靜子葉片組件電子束焊加工中關鍵的一環。

2 某燃機靜子葉片焊接組合件零件結構分析

1) 零件的結構和加工精度要求分析

3 設計點焊裝配夾具的基本要求

1) 精度要求:點焊裝配夾具定位尺寸和形位公差都不大于0.02。

2) 保證電子束焊后靜子葉片焊接組件精度,提高電子束焊效率。

3) 確保點焊裝配夾具裝夾方便,便于工人焊接操作。

4) 預期達到的技術、經濟、質量指標

a)點焊裝配夾具結構必須能檢測篩選葉片,通過對葉片標準件的測量對比,用塞尺調整葉片定位精度,預裝配組件精度滿足工藝要求。b)滿足后續工序電子束焊裝夾和技術要求。

c)確定一種多聯靜子葉片焊接組合件裝配夾具的典型結構,提高多聯靜子葉片焊接組合件焊接質量,探索夾具和測具的融合。

4 點焊裝配夾具結構的設計方案的確定

4.1定位塊設計

4.2壓緊結構設計

壓緊結構在排氣邊方向采用橫梁架結構,葉片上安裝板方向以螺釘和壓板結合,兩個葉片同時壓緊結構,葉片下安裝板壓緊是螺釘壓緊單個葉片,葉片軸向壓緊采用單個葉片壓緊結構,盆向壓緊采用可裝拆移動式螺釘壓緊結構,此結構方便零件裝夾、定位穩定和留出點焊所需空間。

4.3底板結構設計

底板設計結合量具結構和量具設計的標準,在底板設計出兩個基準面,一個端面方向基準面,一個徑向的圓弧基準面,用于百分表座在其上滑動來測量葉片一定高度上的圓周尺寸,用其調整葉片的裝配精確位置。在徑向的圓弧基準面上設計一個檢驗孔,作為理想的葉片中心線用,用于加工其上尺寸加工和裝配精度。為減輕底板重量,底板設計195×95的一個矩形孔。具體結構如下圖:

4.4表座結構設計

5 試驗

把每組葉片(4~6個葉片)放在點焊裝配夾具上,用帶百分表的表座在點焊裝配夾具上滑動,檢測百分表的數值變化和標準件變化對比,調整葉片或篩選葉片,達到工藝精度,用點焊在指定位置焊接,完成每組葉片的預裝配。

結語

應用該點焊裝配夾具預裝配,滿足了后續工序電子束焊靜子葉片組件精度,提高了多聯靜子葉片焊接組合件焊接質量,合格率達95%以上,電子束焊裝夾時間提高了80%,對電子束焊焊接靜子葉片焊接組合件參數固化和研究提供技術保障。為夾具和測具的融合探索出一條新路。

參考文獻

[1]葉片制造技術.

[2] 劉艷.透平機械現代化制造技術叢書[M].北京:科學出版社.2002.

[3]航空工藝裝備設計手冊.

電子束焊接范文5

關鍵詞: 電子束焊;激光焊;攪拌摩擦焊;線性摩擦焊;擴散焊

中圖分類號: V26 文獻標識碼:A

焊接是通過加熱、加壓,或兩者并用,使同性或異性兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接既可用于金屬,也可用于非金屬。在航空航天裝備和材料加工過程中,焊接技術有著舉足輕重的地位。

1電子束焊

電子束焊( EBW)是在真空環境下利用會聚的高速電子流轟擊工件接縫,將電子動能轉變為熱能,使被焊金屬熔合的一種焊接方法。作為高能束流加工技術的重要組成部分,電子束焊具有能量密度高、焊接深寬比大、焊接變形小、可控精度高、焊接質量穩定和易實現自動控制等突出優點,也正是山于這些特點,電子焊接技術在航空、航天、兵器、電子、核工業等領域已得到廣泛的應用。在航空制造業中,電子束焊接技術的應用,大大提高了飛機發動機的制造水平,使發動機中的許多減重設計及異種材料的焊接成為現實,同時為許多整體加工難以實現的零件制造提供了一種加工途徑;另外,電子束焊接本身所具有的特點成功地解決了航空、航天業要求各種焊接結構具有高強度、低重量和極高可靠性的關鍵技術問題。所以在國內外的航空和航大工業中,電子束焊接已成為最可靠的連接方法之一。

2激光焊

激光技術采用偏光鏡反射激光產生的光束使其集中在聚焦裝置中產生巨大能量的光束,如果焦點靠近工件,工件就會在幾毫秒內熔化和蒸發,這一效應可用于焊接工藝。激光焊具有焊接設備裝置簡單、能量密度高、變形小、精度高、焊縫深寬比大、能在室溫或特殊條件下進行焊接、可焊接難熔材料等優點。激光焊接主要用機大蒙皮的拼接和機身附件的裝配。美國在20世紀70年代初的航空航天工業中,已利用15kW的CO2仿激光焊機弧光器針對飛機制造業中的各種材料、零部件進行了激光焊接試驗、評估及工藝的標準化??罩锌蛙嚬続340飛機的全部鋁合金內隔板均采用激光焊接,減輕了機身重量,降低了制造成本。

3攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊技術是英國焊接研究所(簡稱TWI)在1991年發明的新型固相連接技術,是世界焊接技術發展史上自發明到工業應用時間跨度最短和發展最快的一項固相連接新技術。它是利用一種非耗損的攪拌頭,高速旋轉著壓入待焊界面,摩擦加熱被焊金屬界面使其產生熱塑性,在壓力、推力和擠壓力的綜合作用下實現材料擴散連接,形成致密的金屬間固相連接。它具有無飛濺,無需焊接材料,不需要保護氣體,被焊材料損傷小,焊縫熱影響區小,焊縫強度高等特點,被譽為“當代最具革命性的焊接技術。美國 Eclipse公司在Eclipse N500型商務飛機制造中首次大規模成功運用了FSW技術, 包括飛機蒙皮、翼肋、弦狀支撐、飛機地板以及結構件的裝配等基本上全部利用攪拌摩擦焊技術制造,70%的鉚接被焊縫替代,不僅極大地提高了連接質量,而且使生產效率提高了近10倍,生產成本大大降低。波音公司將攪拌摩擦焊技術用于C-17和C-130運輸機地板的制造,利用攪拌摩擦焊代替緊固件連接,簡化了地板結構設計并提高了構件的生產效率,生產成本降低了20%??傊?,FSW技術正處于深入研究和推廣應用階段,存在著巨大的應用發展潛力。

4線性摩擦焊

線性摩擦焊是一種在焊接壓力作用下,利用被焊工件相對做線性往復摩擦運動產生熱量,從而實現焊接的固態連接方法。它具有優質、高效、節能、環保的優點。20世紀80年代后期,MTU公司與羅羅公司合作,成功的將線性摩擦焊用于發動機整體鈦合金葉盤的制造。目前,線性摩擦焊已經廣泛應用于塑料工程和航空發動機葉盤式轉子的制造。

5擴散焊

擴散焊又稱擴散連接,是把兩個或兩個以上的固相材料緊壓在一起,置于真空或保護氣氛中加熱至母材熔點以下溫度,對其施加壓力使連接界面微觀塑性變形達到緊密接觸,再經保溫、原子相互擴散而形成牢固結合的一種連接方法。它具有接頭質量好,焊后無需機加工,焊件變形量小,一次可焊多個接頭等優點。擴散焊已在直升飛機上鈦合金旋翼槳轂、飛機大梁、發動機機匣以及整體渦輪等方面試用,渦輪葉片、鈦合金寬葉弦蜂窩夾層風扇葉片等的擴散焊已應用于生產。

焊接技術是航空航天領域的重要連接技術,它在促進航空航天制造技術的發展、實現飛行器的減重、高效中發揮著越來越重要的作用??梢灶A見,我國航空航天工業在突飛猛進的焊接技術的推動下定將取得快速發展。

參考文獻

[1]黃剛.電子束焊接技術在航空產品中的應用[J]. 四川兵工學報,2010,31(5):73-76.

[2]毛智勇.電子束焊接技術在大飛機中的應用分析[J].航空制造技術,2009,(2):92-94.

[3]張益坤,成志富.電子束焊接技術在航天產品中的應用[J].航空制造技術,2008,(21):52-53.

[4]康文軍,梁養民.電子束焊接在航空發動機制造中的應用[J].航空制造技術,2008,(21):54-56.

[5]王亞軍,盧志軍. 焊接技術在航空航天工業中的應用和發展建議[J].航空制造技術,2008,(16):26-31.

[6]沈以赴,顧冬冬,陳文華.航空航天焊接及成形典型技術[J]. 航空制造技術,2008,(21):40-44.

[7]丁麗麗,何旭斌,胡進.攪拌摩擦焊技術在軍用飛機航空修理中的應用[J].電焊機,2004, 130-134.

[8]巖石. 航空航天先進特種焊接技術應用調查報告[J]. 航空制造技術,2010,(9):58-59.

電子束焊接范文6

【關鍵詞】電子束加工技術;離子特種加工,激光技術;電加工技術復合加工,

【中圖分類號】TG66 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2012)11-0182-01

一、緒論

制造技術同信息科學、材料科學、生物科學一道被以為是促進人類文明與發展的四大關鍵領域。隨著全球經濟一體化的進程和全球化市場的形成,任何制造企業的生產和經營活動都必須面對來自全世界的激烈競爭。能否以最短的交貨期、最好的質量、最低的本錢、最佳的服務來響應多變和多樣化的市場需求,將成為制造業賴以生存的關鍵。由此可見特種加工技術的地位越來越重要,其發展和完善對整個快速制造體系的形成起著關鍵性的作用。然而現有的很多種特種加工方法遠不能適應制造過程信息化的要求,很難適應快速制造的要求。因此發展和完善那些影響深遠的新型特種加工技術尤為重要,在深進研究其工藝規律和工藝特性、建模理論和方法及智能控制技術的同時,重點探索高效、高精度的復合及其組合工藝技術.這對于進步我國制造技術水平,促進經濟和科技進步具有重要意義。

我國特種加工技術起步較晚,目前,特種加工技術正向著自動化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最優化方向發展,在已有的工藝不斷完善和定型的同時,新的特種加工技術不斷涌現,如快速原形制造技術、等離子體熔射成形工藝技術、在線電解修整砂輪鏡面磨削技術、實變場控制電化學機械加工技術、三維型腔簡單電極數控電火花仿銑技術、電火花混粉大面積鏡面加工技術、磁力研磨技術和電鑄技術等。新的特種加工技術是在傳統的特種加工技術的基礎上,緊密結合材料、控制和微電子技術而發展起來的,并隨著產品應快速響應市場需求,正在形成面向快速制造的特種加工技術新體系。

二、特種加工技術的應用和發展狀況。

1.激光加工技術

國外激光加工設備和工藝發展迅速,現已擁有100kW的大功率C02激光器.kW級高光束質量的Nd:YAG固體激光器,有的可配上光導纖維進行多工位、遠距離工作。激光加工設備功率大、自動化程度高,已普遍采用CNC控制、多坐標聯動,并裝有激光功率監控、自動聚焦、工業電視顯示等輔助系統。

國內70年代初已開始進行激光加工的應用研究,但發展速度緩慢。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應用,但質量不穩定。目前已研制出具有光纖傳輸的固體激光加工系統,并實現光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光燒結快速成型原理樣機研制,并采用環氧聚脂和樹脂砂燒結粉末材料,快速成型出典型零件,如葉輪、齒輪。

2.電子束加工技術

電子束加工技術在國際上日趨成熟,應用范圍廣。國外定型生產的40kV-300kV的電子槍(以60kV、150kV為主),已普遍采用CNC控制,多坐標聯動,自動化程度高。電子束焊接已成功地應用在特種材料、異種材料、空間復雜曲線、變截面焊接等方面。目前正在研究焊縫自動跟蹤、填絲焊接、非真空焊接等,最大焊接熔深可達300mm,焊縫深寬比20:1。電子束焊已用于運載火箭、航天飛機等主承力構件大型結構的組合焊接,以及飛機梁、框、起落架部件、發動機整體轉子、機匣、功率軸等重要結構件和核動力裝置壓力容器的制造。

3.離子束及等離子體加工技術

美國及歐洲國家目前多數用微波ECR等離子體源來制備各種功能涂層。等離子體熱噴涂技術已經進入工程化應用,已廣泛應用在航空、航天、船舶等領域的產品關鍵零部件耐磨涂層、封嚴涂層、熱障涂層和高溫防護層等方面。等離子焊接已成功應用于18mm鋁合金的儲箱焊接。配有機器人和焊縫跟蹤系統的等離子體焊在空間復雜焊縫的焊接也已實用化。微束等離子體焊在精密零部件的焊接中應用廣泛。我國等離子體噴涂已應用于武器裝備的研制,主要用于耐磨涂層、封嚴涂層、熱障涂層和高溫防護涂層等。

4.電加工技術

國外電解加工應用較廣,除葉片和整體葉輪外已擴大到機匣、盤環零件和深小孔加工,用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。目前電解加工機床最大容量已達到5萬安培,并已實現CNC控制和多參數自適應控制。電火花加工氣膜孔采用多通道、納秒級超高頻脈沖電源和多電極同時加工的專用設備,加工效率2-3秒/孔,表面粗糙度Ra0.4μm,通用高檔電火花成型及線切割已能提供微米級加工精度,可加工3 μm的微細軸和5 μm的孔。精密脈沖電解技術已達10 μm左右。電解與電火花復合加工,電解磨削、電火花磨削已用于生產。

三、特種加工技術的發展趨勢

今后特種加工技術的發展方向應是:

1.不用機械能

它與加工對象的機械性能無關,有些加工方法,如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學加工等,是利用熱能、化學能、電化學能等,這些加工方法與工件的硬度強度等機械性能無關,故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高強度、特殊性能的金屬和非金屬材料。

2.非接觸加工

不一定需要工具,有的雖使用工具,但與工件不接觸,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低于工件硬度,故使剛性較差的元件及彈性元件得以加工。

3.微細加工

工件表面質量高,有些特種加工,如超聲、電化學、水噴射、磨料流等,加工余量都是微細進行,故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫,還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。

4.穩定性好

不存在加工中的機械應變或大面積的熱應變,可獲得較低的表面粗糙度,其熱應力、殘余應力、冷作硬化等均比較小,尺寸穩定性好。

5.形成新的復合加工

兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復合加工,其綜合加工效果明顯,且便于推廣使用。

亚洲精品一二三区-久久