1、焊接方法與設備 其他焊接方法2022/9/201楊建國第十章 其他焊接方法電渣焊螺栓焊電子束焊激光焊接摩擦焊接高頻焊接2022/9/202楊建國第一節(jié) 電渣焊2022/9/203楊建國第一節(jié) 電渣焊-原理及分類定義：利用電流通過液態(tài)熔渣產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。2022/9/204楊建國第一節(jié) 電渣焊-原理及分類2022/9/206楊建國第一節(jié) 電渣焊-原理及分類2022/9/207楊建國第二節(jié) 螺柱焊-定義及原理將螺柱的一端與板件表面接觸，通電引弧，待接觸面熔化后，給螺柱一定的壓力完成焊接的方法稱為螺柱焊。螺栓板接觸面電弧熔化區(qū)力力2022/9/209楊建國第二節(jié) 螺柱焊-特點及分類焊接時

2、間短（1s）熔深淺節(jié)省材料設備簡單全位置焊接冷卻速度快，影響接頭延性2022/9/2010楊建國第二節(jié) 螺柱焊-特點及分類電弧螺柱焊電容儲能螺柱焊短周期螺柱焊2022/9/2011楊建國第二節(jié) 螺柱焊-特點及分類2022/9/2012楊建國第二節(jié) 螺柱焊-特點及分類2022/9/2013楊建國第二節(jié) 螺柱焊-特點及分類2022/9/2014楊建國第二節(jié) 螺柱焊-特點及分類2022/9/2016楊建國第三節(jié) 高能束焊接2022/9/2017楊建國第三節(jié) 高能束焊接-電子束焊電子束極高的功率密度（加速電壓：30-150kV,焦點直徑?。┚_、快速的可控性2022/9/2019楊建國第三節(jié) 高能束焊

3、接-電子束焊焊接方法的優(yōu)點：深寬比大速度快、熱影響區(qū)小、變形小焊縫質(zhì)量高（真空作用）適應性強（材料，板厚）可達性好可控性好2022/9/2020楊建國第三節(jié) 高能束焊接-電子束焊焊接方法的缺點設備貴裝配嚴格真空室限制電磁干擾射線2022/9/2021楊建國第三節(jié) 高能束焊接-激光焊2022/9/2022楊建國一、激光焊接原理 熱導焊接 深熔焊接 熱導焊焊縫 深熔焊焊縫 激光焊接原理及應用2022/9/2023楊建國二、激光深熔焊的幾何特征、熔池流動、小孔對光吸收 激光深熔焊幾何特征1 激光束 2 焊接熔池 3 小孔 4 焊縫寬度 5 熔池深度激光深熔焊腔內(nèi)液體金屬的流動1 激光束 2 小孔后部

4、流動區(qū) 3 小孔內(nèi)流動區(qū) 小孔內(nèi)激光的吸收過程1 激光束 2 等離子體3 熔池后部熔化區(qū)4 焊件運動方向 2022/9/2024楊建國2、方向性好、亮度高 從光源發(fā)出的激光平行傳播的程度成為方向性。 激光器輸出的光束發(fā)散角度很小，可以小于或等于10-310-5弧度。 激光通過直徑為D的孔徑時，由于衍射會產(chǎn)生一定發(fā)散：激光的方向性帶來兩個結(jié)果： 光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。 一個具有10mW功率的He-Ne激光器可產(chǎn)生比太陽高幾千倍的亮度，可在屏幕上形成面積很小但照度很大的光斑。2022/9/2026楊建國3、相干性好 以適當方法將統(tǒng)一光源發(fā)出的光分成兩束，再 使兩束光重 合便產(chǎn)生明

5、暗相間的條紋，這就是 光的干涉。 自然光由無數(shù)的原子與分子發(fā)射，產(chǎn)生波長各不相同的雜亂光，合成后不能形成整齊有序的大振幅光波。 激光的相位在時間上是保持不變的，合成后能形成相位整齊、規(guī)則有序的大振幅光波。 2022/9/2027楊建國遠距離焊接系統(tǒng)原理2022/9/2029楊建國激光焊接的主要問題：設備貴反射問題組裝定位合金元素的揮發(fā) 焊接過程中一些高揮發(fā)性的合金元素(如硫和磷)從熔池中揮發(fā)出來，會導致氣孔的產(chǎn)生，而且有很可能產(chǎn)生咬邊。冷卻速度非?？?材料的含碳量成為一個非常重要的影響參數(shù)，對材料的脆化、微裂紋及疲勞強度都會有影響。2022/9/2030楊建國第三節(jié) 高能束焊接-激光焊原理自由

6、輻射受激吸收受激輻射條件粒子集居數(shù)反轉(zhuǎn)（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)）2022/9/2031楊建國第三節(jié) 高能束焊接-激光焊激光的形成過程 工作物質(zhì) 激勵、受激輻射 自激振蕩增益 外界能量注入（泵浦） 光學諧振腔 2022/9/2032楊建國第三節(jié) 高能束焊接-激光焊2022/9/2033楊建國CO2激光的產(chǎn)生1. 激光束2. 切向排風機3. 氣流方向4. 熱交換器5. 后鏡6. 折疊鏡7. 高頻電極8. 輸出鏡9. 輸出窗口 CO2激光器系統(tǒng) 一般氣流的流動速度較慢,將熱量從放電腔中帶走。2022/9/2034楊建國YAG激光的產(chǎn)生根據(jù)工作物質(zhì)分類： 紅寶石：激活離子Cr3+，波長：694.3nm，三能級；

7、Nd:YAG：激活離子：Nd，波長：1.06m，四能級； 釹玻璃： 激活離子：Nd，波長:1.06m，四能級 脈沖寬度：100500ns，頻率：幾百62kHz。 2022/9/2035楊建國YAG激光的產(chǎn)生燈泵浦Nd:YAG激光器 大功率激光器中，典型的Nd:YAG棒一般是長150mm，直徑710mm。泵浦過程中激光棒發(fā)熱，限制了每個棒的最大輸出功率。單棒Nd:YAG激光器的功率范圍約為50800W。 2022/9/2036楊建國燈泵浦Nd:YAG體激光器 將幾個Nd:YAG棒串聯(lián)起來可獲得高功率的激光束，每個獨立的棒可通過透鏡引導并規(guī)則的排列起來。 目前的Nd:YAG激光器系統(tǒng)多達8個腔。輸

8、出4kW功率。 1kW的脈沖Nd:YAG激光器YAG激光的產(chǎn)生2022/9/2037楊建國激光TIG復合electrodearclaser beam旁軸激光與TIG復合 雙束激光與TIG同軸復合 多電極TIG與激光同軸復合laser beam 1lensarclaser beam 22022/9/2038楊建國激光MIG復合利用填絲提高熔深、改善焊縫成型和接頭性能。對間隙、錯邊、對中的適應性更好，可焊接厚板。適合焊接鋁合金、鎂合金、銅合金材料2022/9/2039楊建國激光等離子弧復合加熱區(qū)更窄，對外界敏感更小，引燃性好。密度更大，弧長更長?？膳暂S復合，也可同軸復合。適合薄板對接、高速焊、鍍鋅

9、板、鋁合金焊接。環(huán)狀電極同軸復合Laser beamPlasma torchPlasma arcWorkpieceLaser beamPlasma torchPlasma arcWorkpiece空心電極同軸復合2022/9/2040楊建國激光雙電弧復合能量輸入比普通激光MIG復合減少，熔深增大。焊接速度更高，焊接過程更穩(wěn)定。相互之間位置的排布非常重要。尤其適合焊接厚板。激光雙MIG復合2022/9/2041楊建國第四節(jié) 摩擦焊2022/9/2042楊建國第四節(jié) 摩擦焊定義：在壓力作用下，通過待焊界面的摩擦界面及其附近溫度升高，材料的變形抗力降低、塑性提高、界面氧化膜破碎，伴隨著材料產(chǎn)生塑性變

10、形和流動，通過界面的擴散及再結(jié)晶而實現(xiàn)焊接的固態(tài)焊接方法2022/9/2043楊建國第四節(jié) 摩擦焊原理機械能轉(zhuǎn)化為熱能塑性變形頂鍛保持擴散再結(jié)晶2022/9/2044楊建國第四節(jié) 摩擦焊優(yōu)點質(zhì)量好異種金屬焊接效率高、質(zhì)量穩(wěn)定節(jié)電、干凈、設備操作簡單缺點設備貴非圓構(gòu)件、薄件2022/9/2045楊建國第四節(jié) 摩擦焊2022/9/2046楊建國第四節(jié) 摩擦焊2022/9/2047楊建國第四節(jié) 摩擦焊2022/9/2048楊建國第四節(jié) 摩擦焊2022/9/2049楊建國第五節(jié) 高頻焊2022/9/2050楊建國第五節(jié) 高頻焊定義：利用流經(jīng)焊件連接面的高頻電流所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，使該表面達到熔化或者塑性狀態(tài)，同時施加或者不施加頂鍛力，使金屬結(jié)合的一種方法。2022/9/2051楊建國第五節(jié) 高頻焊集膚效應（控制電流密度）（現(xiàn)象、頻率、電阻率、磁導率）鄰近效應（控制位置、路徑）2022/9/2052楊建國第五節(jié) 高頻焊高頻焊特點速度高、無跳焊現(xiàn)象熱影響區(qū)小清理要求低高頻對設備人體危害振蕩器