电子束焊接十篇

电子束焊接篇1

关键词： 电子束；焊接技术；应用

中图分类号：TG439.3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310123－01

电子束焊接是把高能密度电子束作为能量的载体来实现材料和构件焊接的工艺方法，在经过了五十多年的发展之后，电子束焊接技术不仅仅应用在高新的技术领域，已经成为了工业领域当中的一项重要的加工工艺。电子束焊接与激光焊接相比，各有各的优势，电子束焊接的特点有：加热面积小、焊接的速度很快、输入的能力密度很高、电子束的穿透深、控制起来很方便，而且真空焊接没有受到污染。电子束焊接适合用于高效、精密、穿透深度大或者是特殊的焊接。电子束焊接是一种很好的热加工手段，而且是比较成熟的技术，发展趋势也很好，电子束焊接技术的应用领域和质量控制等内容都在迅速发展当中。从上个世纪六十年代开始我们就开始使用电子焊接技术，所涉及到的材料包括有色金属、不锈钢、陶瓷、合金以及高熔点金属等等，所涉及到的工件结构很多，主要是精密的中小型的零件。

1 电子束焊接的特征和分类

1.1 电子束焊接的特征

电子束焊接所使用的是高能量密度的电子束，而且所有的电子束集中作用，这使得电子束焊接的形成机理与其它的焊接有很大的不同。电子束的焊接的程序是：经过高压加速装置，形成高功率的电子束流，之后使用磁透镜得到很小的焦点，之后经过焊接，电子的动能变为热能，实现焊接的目的。电子焊接的特点是：加热功率密度大，焊接速度快；可以得到合适的焊接；真空焊接的焊缝有很高的纯洁度；焊接工艺具有很强的适应性；可以焊接很多金属材料；热影响区域很小，变形小。当然，电子束焊接技术也有不足之处，焊接复杂，所需要的费用会比较高；对接头装配的要求比较严格；真空焊接的时候受到工作室的限制，每次都需要重新抽真空；冷却会快速凝固，很容易引起焊接的缺陷；容易受到磁场的干扰。

1.2 电子束焊接的分类

根据真空度的差异，可以分为非真空电子束焊接、低真空电子束焊接和高真空电子束焊接。非真空电子束焊接是在大气压力的环境下焊接，在焊接的过程当中，束流会进入大气之前先经过充满氦的空间之后，然后会与氦气一起进入到大气当中。低真空电子束焊接比高真空电子束的电束宽、成本低，而且效率高，能够大大减弱焊接过程当中的金属蒸发。高真空电子束焊接的电子散射小，穿透力度大，适合用于质量要求高的焊接当中，而且应用很广泛。根据电子枪加速电压可以分为低压电子束焊接、中压电子束焊接和高压电子束焊接。根据电子束对材料的加热机制可以分为热传导焊接和深熔焊接。

2 电子束的应用

在发电设备当中的应用。电子束焊接技术取代了传统的焊接技术，比如，真空电子束焊接技术取代了埋弧焊接工艺，缩短了焊接的时间。在汽车工业方面的应用。在汽车工业当中使用电子束焊接技术省去了破口的制作准备，在真空条件下焊接可以清除了裂纹和产生气孔的缺陷，获取更多的经济效益。在核工业方面的应用。电子束焊接最早就是应用在核工业当中，也获得了发展，比如，在离子推进系统当中，可以应用到多种金属的焊接当中，焊接不仅仅没有裂纹以及泄漏，而且变形也变得很小。

在电子元器件的应用。真空电子束焊接可以取代传统的焊接技术。一些电子线路以及元器件需要在焊接之后保持在真空装置当中，焊缝不能够有杂质。在机械奇迹当中的应用。把电子束使用到硬度很高的金属的切断当中，可以把高速钢型材料焊接在柔韧的载体带上面去。在航天方面的应用。电子束焊接技术使用到了压缩机箱体以及飞机染料的驱动系统等方面。电子束焊接还应用到了航天飞机发动机的装配焊接当中。

3 保证电子束焊接质量的影响因素

在焊接实践中，会碰到形形的工件，焊缝结构也各不相同，但总体上可分为：对焊缝、端焊缝、角焊缝（包括穿透焊缝），或区分为直线焊缝、环线焊缝、曲线焊缝、点焊缝，还有等截面焊缝和变截面焊缝等。为了达到最佳焊接效果，焊缝结构和配合间隙的设计至关重要，既要考虑工件（部件）在整机中的作用，又必须满足被焊材料可焊性和具体焊接工艺的要求。所以在实施焊接之前，应该与工程设计人员共同讨论焊接件的焊缝结构，或通过工艺试验确定合理的结构与间隙尺寸。

对于某些材料或结构件的焊接，为了防止裂纹的产生，对被焊接的工件需要进行预热或焊后退火处理。电子束预热和退火。利用较小功率并且散焦的电子束轰击工件，使工件具有一定的温度，以达到预热或退火的目的。具体工艺（温差）视不同的材料和工件结构而定，因为它亦涉及到材料组织的相变问题。辅助预热和退火。利用电阻炉来对工件进行预热和退火。我们在进行陶瓷与金属的焊接工艺试验时，化了比较大的精力于电阻炉的试制及预热退火工艺的操作。最终达到了良好效果，取得了陶瓷与金属焊接的成功。

我们通过长期的试验和应用研究，找到了一些通用规律和特殊的经验，虽然不可能包罗全部，但对于从事电子束焊接工作者，可能会有一些帮助。

参考文献：

[1]张海泉、李刘合、张彦华、史建刚、李光、夏立芳，电子束焊接动态过程仿真分析[J].材料科学与工艺，2002.03.

[2]陈芙蓉、霍立兴、张玉凤，电子束焊接技术在工业中的应用与发展[J].电子工艺技术，2002.02.

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[4]张新明、高慧、李慧中、刘瑛、冀东晟，一种高铜铝合金板侵彻后的显微组织分析[J].兵器材料科学与工程，2007.03.

[5]张伏、王凤娟、郝建军、马跃进、马爱军、李建昌，三束表面改性技术的应用及发展趋势[J].河北农业大学学报，2003.S1.

电子束焊接篇2

关键词：电子束焊；多工位焊接；自动控制

中图分类号：TG506 文献标识码：A

电子束焊机工作时需将工作仓抽真空，达到工艺规定的真空度才能进行电子束焊接工作。在较大的电子束焊机上焊接小型零件时，抽真空时间所占比例非常大，可达焊接工作周期的80%。为提高小零件的焊接效率，本文设计了多工位电子束焊接装置，工作时可同时装夹多个零件，在一次抽真空后由原来只能焊接一个零件变为焊接多个零件，使工作效率大大提高。

1 总体方案设计

根据焊接零件的尺寸及设备的工作空间，多工位焊接装置由分度机构和夹头转动机构组成。焊接时零件旋转的动力由焊机转盘夹头输入，通过齿轮传动系统带动零件旋转。传动系统的输入、输出齿轮啮合尺寸完全相同，保证零件旋转速度与电子束焊机转盘夹头一致，分度时还可使零件通过自转与公转始终保持装夹时的垂直位置。工位转换由伺服电机带动分度盘实现。控制系统可实现定角度的自动分度，也可实现任意角度的手动分度。分度机构由伺服电机、传动机构、分度盘、底座组成。当一个工作位置的焊接工作结束后，分度转盘由伺服电机带动转到下个焊接工作位置。为保证分度过程的平稳，分度盘的旋转速度设计为2rpm。分度角度可预先设置，由控制系统控制伺服电机自动完成预设角度，如需做调整，也可使用设备的手动调整功能，实现正反方向任意角度的手动微调。根据零件细长的外型特点，在设计中采用了主动齿轮与被焊零件分布于分度盘两侧的结构方式，以节省空间，采用专用夹头或通用性很强的自定心三爪卡盘夹持零件，保证零件回转时的精度。

2 多工位焊接装置的控制

多工位焊接装置采用伺服系统实现分度角度、转动速度的控制，同时设置了手动调节控制功能，实现任意方向任意角度的手动调节。分度控制系统设计时选用了带有制动器的伺服电机，保证分度精度及分度后的位置锁定不变。当一个工位的焊接工作结束后，启动分度控制系统，控制系统根据预先置入的分度角度参数及分度转速参数驱动伺服电机自动完成从一个焊接工位到下一个焊接工位的转换。在进行多工位电子束焊接时，同时焊接多个零件，为使操作者更好地了解目前焊接零件的位置，控制系统中还设置了工位显示器，提示操作者目前正在进行焊接的工位。

2.1 控制系统的组成。控制系统由PLC、伺服电机驱动器、伺服电机、操作单元、显示单元等组成。其中PLC选用CP1H-XA40DT-D， 是小型一体化、高功能的可编程序控制器。伺服电机选用MADDT1205交流伺服电机，伺服电机驱动器选用与之相配的MSMD012P1V。由于本装置是独立于电子束焊机，无法构成闭环控制系统，所以只能靠高精度的伺服电机来保证精度。MADDT1205交流伺服电机它内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

2.2 主回路与控制回路。控制系统的电气原理如图1所示。

2.3 电气原理图。HL1为电源指示灯，当QF1闭合后，电源指示灯亮。SB1为给PLC和伺服电机驱动器供电的按钮，按下SB1则继电器KM1吸合，PLC和伺服电机驱动器得电，可以进行对多工位焊接装置的操作。HL2为可以对多工位焊接装置操作的指示灯。SB2为切断PLC和伺服电机驱动器电源的按钮，按下SB2则无法对多工位焊接装置进行操作。两个电源分别为伺服电机驱动器和PLC的24V电源。HL3和HL6分别为他们的指示灯。

2.4 伺服电机驱动器与分度控制。伺服电机驱动器有位置、速度和转矩三种控制方式。我们选用的是位置控制方式，在这种控制方式下，位置信号输出一个脉冲，伺服电机旋转一个角度（由用户自己定义，本文选用一个脉冲旋转60°）。COM+和COM-为伺服电机驱动器的24V电源接口。ALM+，和ALM-为伺服电机驱动器报警信号输出端口，它们之间为一常闭触点，当伺服电机驱动器产生报警后，触点断开。SPV-ON为伺服使能开关，当不需要控制伺服使能时可以长接电源负极。PG为旋转编码器，用来保证伺服电机的精度。分度盘的旋转是由伺服电机带动的，在位置控制方式下，伺服电机驱动器每接收到一个脉冲信号，伺服电机旋转60°，通过减速机带动分度盘旋转一定角度。减速机到分度盘的总传动速比为595×41/20=1219.75。从一个工位转换到下一工位，分度盘旋转45°，伺服电机需旋转1219.75×45/360 =152.47（圈），则位置信号需要发出的脉冲数应为152.5×360/60=914.8（个）。经现场检测验证，使分度盘旋转一个工位需要915个脉冲，与理论计算值相同。

2.5 PLC系统。本系统共有5个开关量输入，5个开关量输出PLC的。通过程序编写实现多工位装置定角度的自动分度，也可实现任意角度的手动分度。按下按钮，分度装置就会旋转一个工位，系统拥有急停按钮、微调旋钮、分度允许指示灯、分度禁止指示灯。

结语

多工位电子束焊接装置最多可同时装夹八个零件，可实现预置角度的自动分度和任意角度的手动分度及工位显示，抽真空时间大幅缩短，加工效率大幅度提高，对小型零件的电子束焊接具有广阔的应用前景。

电子束焊接篇3

1盘轴类转动件中的主要焊接工艺

电子束焊和惯性摩擦焊在国内外先进航空发动机盘轴类转动件中已经有比较成熟的应用，采用上述焊接工艺进行连接的盘轴类转动件主要有：风扇盘、压气机盘/毂筒、涡轴组件。表1列出了电子束焊和惯性摩擦焊在国外先进商用航空发动机盘轴类转动件中的应用情况。由表1可知，国外在进行先进航空发动机盘轴类转动件的焊接工艺设计时，对电子束焊和惯性摩擦焊这两种焊接方法有不同的选择。其中，GE公司最先对转动件采用惯性摩擦焊，其发动机中绝大部分转动件，包括风扇盘、压气机转子、涡轴组件等采用惯性摩擦焊；R.R.公司主要采用电子束焊，但随着压气机压比及出口温度的增加，同时压气机末级盘采用粉末合金，R.R.公司也开始选用惯性摩擦焊，并建立了2000t的惯性摩擦焊生产线，在Trent1000发动机高压压气机转子、涡轮后短轴和涡转子组件上均采用了惯性摩擦焊；P&W公司对使用温度较低的转子部件主要采用电子束焊。

2盘轴类转动件的焊接工艺性分析

材料的可焊性是焊接工艺性分析最重要的考虑因素，针对盘轴类转动件中常用的材料，包括Ti17、IN718等，其电子束焊和惯性摩擦焊的可焊性均较好，可以获得满足设计需求的焊接接头。但是，随着新型高温合金、粉末合金（如U720Li、Rene'88DT、RR1000等）在转动件中的逐步应用，尤其对于异种材料的转动件，电子束焊工艺难以获得满意的焊接接头，主要原因是：（1）新型高温合金中，含有高体积百分比的γ'强化相，成分复杂，熔焊时容易形成结晶裂纹、热影响区液化裂纹和应变时效裂纹，而且这一问题随着γ'相含量的增加而趋严重；（2）异种材料之间的焊接由于组织、熔点、热导率、热膨胀系数等的差异，在熔焊过程中会引起某些化学成分的扩散，造成组织偏析，并可能产生较大的热应力，造成裂纹等缺陷；（3）由晶界液化而产生的微裂纹难以避免，而且难以通过无损检测方法检查出来。惯性摩擦焊的焊接过程是固相焊接，很好地避免了熔化焊过程中产生的裂纹问题和质量检测问题，因此，针对高温盘轴类转动件的同种/异种新型高温合金的连接，惯性摩擦焊成为目前唯一可行的方法。正是由于在Trent1000发动机中应用了RR1000粉末高温合金这种新型高温合金，R.R.公司采用了惯性摩擦焊工艺连接盘轴类转动件。另外，在先进航空发动机盘轴类转动件的结构设计中，为了实现减重和降低成本的目的，异种材料的焊接，尤其是新型高温合金的异种材料连接，成为航空发动机中盘轴类转动件之间进行连接的新形式。GE公司已将异种材料的惯性摩擦焊应用于GE90发动机的盘轴类转动件中，该发动机压气机8~10级毂筒中，既有IN718与Rene'88DT异种材料的焊接，也有Rene'88DT同种材料的焊接。R.R.公司也对U720Li、RR1000新型高温合金相关同种材料以及异种材料的惯性摩擦焊工艺进行了研究。可以看出，对于普通的钛合金、高温合金等盘轴类转动件的焊接，采用电子束焊或惯性摩擦焊都是可行的焊接方法。但针对新型高温合金，尤其是新型高温合金异种材料之间的连接，惯性摩擦焊是目前实现转动件焊接唯一可行的方法。

3电子束焊和惯性摩擦焊接头的组织与性能对比

电子束焊和惯性摩擦焊的焊接机理不同：电子束焊是熔化焊接，而惯性摩擦焊是固态焊接。因此，两种焊接工艺对焊接接头的组织状态、晶粒大小和接头性能也会产生不同的影响。

3.1钛合金焊接接头的组织与性能对比

航空发动机盘轴类转动件常用的钛合金主要为Ti-6Al-4V、Ti17、Ti6246、Ti6242等，其主要应用的盘轴类转动件为风扇盘和压气机低温端。对于钛合金，采用电子束焊和惯性摩擦焊两种方法获得的接头组织不同，但接头性能差别不大。以转动件中常用的α-β型Ti17合金为例，其电子束焊接头的焊缝区显微组织中β相基体上分布着细长针状α相，β晶粒尺寸为50μm~120μm；热影响区显微组织与母材组织一致，平均晶粒尺寸约为180μm[1]。惯性摩擦焊接头为细晶的锻造组织，热影响区组织为α+β相，并且β相呈针状均匀分布在α相的基体上，与母材组织相同，焊缝组织为细小的等轴晶，晶粒度小于母材[2]。Ti17合金的电子束焊和惯性摩擦焊的接头组织相差较小，其接头性能也差别不大：Ti17合金电子束焊接头的抗拉强度和缺口敏感性均高于母材；其惯性摩擦焊接头强度稍高于或等于母材强度，塑形略低于母材，接头疲劳性能与母材相当。因此，在航空发动机钛合金盘轴类转动件焊接结构中，电子束焊和惯性摩擦焊的应用均非常广泛。

3.2高温合金焊接接头的组织与性能对比

在商用航空发动机盘轴类转动件中，应用最为成熟的高温合金是IN718合金，随着航空发动机压比的提高，对盘轴类转动件的使用温度和性能提出了更高要求，因此，新型高温合金U720Li、Rene'88DT、RR1000等成为高压压气机高温端的重要材料。

3.2.1同种高温合金的电子束焊和惯性摩擦焊

（1）IN718合金。针对成熟盘轴类转动件中的IN718合金，国内外分别对其电子束焊和惯性摩擦焊接头的组织和性能进行了系统深入的研究。在焊接过程中，电子束焊的焊缝区的温度达到母材的熔化温度（约1300℃），因此，电子束焊接头的组织会发生较大的变化；惯性摩擦焊焊缝则是在强大的摩擦压力和扭矩的联合作用下形成的，热变形金属的动态再结晶过程进行得相当剧烈而充分，其晶粒组织呈细小均匀的等轴晶特征，同时由于焊接时间很短，致使动态再结晶过程充分而动态回复不足，最终得到细晶和超细晶组织。一般来说，在IN718合金母材晶粒度相同的情况下，电子束焊接头为粗大的铸造枝晶组织，晶粒会达到20μm~30μm，而惯性摩擦焊的焊缝组织为锻态组织，晶粒度为10μm~20μm。另外，电子束焊接头的热影响区在焊接过程中的温度一般会达到700℃~1200℃，即热影响区处于热处理状态，晶粒长大使其成为接头的最薄弱环节；而惯性摩擦焊热影响区很小，且不存在晶粒长大现象，因此对焊接接头性能无明显影响。由于焊接接头的组织差别较大，IN718合金在采用不同焊接方法后，其性能也有较大区别。电子束焊接头由于组织粗大，通常其拉伸性能、断裂性能、高温断裂韧度均低于母材[3-5]。而IN718合金在惯性摩擦焊过程中γ'强化相在邻近焊缝处溶解，并不会发生沉淀，其接头的组织仍是与母材相同的锻态组织，同时晶粒度与母材相近，因此，其接头的强度、塑性、显微硬度和高温持久性能一般接近甚至高于母材[6-7]。可见，IN718合金的电子束焊和惯性摩擦焊接头在组织上存在较大差异，电子束焊接头的粗大组织造成其接头性能低于母材，而惯性摩擦焊接头的细晶组织使得其性能接近甚至高于母材。（2）新型高温合金。由于电子束焊是熔化焊过程，而新型高温合金（U720Li、Rene'88DT、RR1000）中γ'强化相的体积百分比比较高，因此在电子束焊的熔化过程中容易产生各种裂纹缺陷，而惯性摩擦焊过程是固相焊接，通过发生塑性变形和流动进行连接，不会产生熔化，因此不会产生电子束焊接出现的缺陷问题。MTU公司开展多年的粉末冶金高温合金惯性摩擦焊工艺研究，研究结果表明：惯性摩擦焊是焊接粉末高温合金的最佳工艺方法，其中Udimet700、Waspaloy、IN100和Rene'95粉末高温合金焊接接头的力学性能接近母材或与母材等强。近几年，国外先进航空发动机公司针对盘轴类转动件的设计需求，联合各高校对U720Li、RR1000、Rene'88DT、IN718等高温合金同种材料之间的惯性摩擦焊进行了广泛的研究。研究表明：U720Li、RR1000高温合金在进行惯性摩擦焊时，由于发生溶解的γ'强化相在冷却过程中发生大量沉淀，使得其在热影响区的硬度和屈服强度较高[8]。在国内，针对新型粉末高温合金FGH96的惯性摩擦焊工艺尚处于研究阶段。目前的研究结果表明，FGH96惯性摩擦焊接头的拉伸曲线与母材基本相同；焊接接头常温拉伸的断裂位置在接头热影响区细晶组织和粗晶组织的结合处，其断裂方式为韧性断裂[9]。

3.2.2异种高温合金的电子束焊和惯性摩擦焊

为了追求高的压气机效率，先进航空发动机的压气机末级已开始采用新型高温合金、粉末合金，因此异种材料的焊接结构成为必要的结构形式。在先进航空发动机盘轴类转动件中，异种高温合金之间的连接主要涉及到IN718合金和新型高温合金之间进行的连接。由于新型高温合金中γ'强化相的体积百分比较高，成分复杂，异种材料之间的组织和物理性能方面存在较大差异，电子束焊可焊性较差，缺陷不易检测，接头性能不能满足设计需求，因此，针对异种高温合金转动件，惯性摩擦焊成为唯一可行的焊接方法。从国外的研究结果中可以看出，U720Li+IN718、RR1000+IN718异种材料之间的惯性摩擦焊可焊性良好，其焊缝中无微小孔洞、微小裂纹和明显的扩散现象[10]。U720Li+IN718惯性摩擦焊接头性能一般高于较弱的母材，低于较强的母材，例如：其焊接接头的屈服强度、650℃的疲劳性能高于较弱的母材IN718，低于U720Li；650℃的延伸率高于U720Li，低于IN718[11]。RR1000+IN718惯性摩擦焊接头在焊后热处理后，硬度高于IN718和RR1000母材，但由于晶界的氧化，裂纹的扩展速率较母材高[12]。

4围绕商用航空发动机盘轴类转动件需开展的焊接工艺研究

电子束焊和惯性摩擦焊作为商用航空发动机盘轴类转动件制造的重要焊接工艺，已经成功应用于国外多种先进商用航空发动机型号，同时，国外不断开展对新材料和新结构焊接工艺的研究，积累了大量试验数据。国内在这方面仍存在较大的差距，不能完全满足商用航空发动机的研制需求，需要从以下两个方面进行系统研究。（1）新材料/新结构焊接工艺的研究。随着国内大客发动机研制项目的开展，盘轴类转动件需要采用新材料和新结构以满足商用航空发动机长寿命、高可靠性和低成本等设计要求。但由于国内针对新材料和新结构的焊接技术研究基础较为薄弱，因此需要尽快针对新材料（如新型钛合金、高温合金、粉末合金）开展相关焊接工艺研究，包括可焊性研究、组织与性能研究、焊前/焊后热处理制度研究等。（2）焊接接头性能数据的测试。盘轴类转动件的载荷条件严苛，根据商用航空发动机盘轴类转动件的使用条件，主要对焊接接头的以下性能，包括拉伸、冲击、扭转、蠕变、持久、疲劳等性能有明确要求，并且需要通过对焊接接头进行断裂韧性、裂纹扩展等性能的分析，对焊接结构进行寿命预测。国内目前针对盘轴类转动件焊接接头的性能数据测试不充分，需要系统地进行接头性能数据的测试，为焊接结构的设计提供数据支持。

5结束语

电子束焊接篇4

关键词：激光焊接　工艺　质量

激光是辐射的受激发射光放大的简称，由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性，自诞生以来，其在工业加工中的应用十分广泛，成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束，激光束经过光学系统聚焦后，其激光焦点的功率密度为104～107W／cm2，加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化，熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。

一、激光焊接的一般特点

激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺，它与电子束等离子束和一般机械加工相比较，具有许多优点：(1)激光束的激光焦点光斑小。功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；(2)激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接加工；(3)激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；(4)激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；(5)激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；(6)激光束易于导向、聚焦。实现各方向变换；(7)激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，(8)激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。

二、激光焊接工艺与方法

1、双／多光束焊接

双／多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来。随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。

2、激光－电弧复合焊

激光－电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高，此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光－电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具有间隙敏感性低、焊接适应性好的特点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于：

可降低工件装配要求，间隙适应性好。

有利于减小气孔倾向。

可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。

电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。

利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义。

激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴复合焊和同轴复合焊。旁轴激光一电弧复合焊方法实现较为简单，但最大缺点是热源为非对称性，焊接质量受焊接方向影响很大，难以用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊接过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。

三、激光焊接过程监测与质量控制

激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和发展的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传感器，通过人工智能和计算机处理方法，针对不同的激光焊接过程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等，并通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现高质量的自动化激光焊接过程。

(1)激光焊接过程监测

利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检测是常用和有效的方法，如图1所示。根据检测信号的不同，激光焊接质量检测主要包括以下几种方式：

①光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体(包括工件上方和小孔内部)光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄像机，以及光谱分析仪等。

②声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。

③等离子体电荷信号。检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。

利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明。利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度，焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。

(2)激光焊接过程控制

电子束焊接篇5

[关键词]焊接技术 现状 发展趋势

中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0267-01

1 引言

焊接技术的优良程度直接影响着零件或产品的质量。随着焊接技术的发展，大量新的焊接技术不断涌现出来，而这些不同的焊接技术又表现出不同的工艺特性和应用环境。为了能全面地了解各种焊接技术的特点，本文对现有焊接技术的应用情况进行了对比分析、研究，并结合实际情况总结其优缺点，为工程实际应用提供一些参考意见。在此基础上，探讨了焊接技术未来的发展趋势。

2 焊接技术现状

现工业中常用的焊接技术主要有下面几种：

2.1 气体保护焊

气体保护电弧焊是利用电弧作为热源，气体作为保护介质的熔化焊。在焊接过程中，保护气体在电弧周围造成气体保护层，将电弧、熔池与空气隔开，防止有害气体的影响，并保证电弧稳定燃烧。

2.2 埋弧焊

埋弧焊是焊接生产中应用较普通的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高、因而适用中厚板长焊缝的焊接。

埋弧焊有自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种方式，前者焊丝的送进和电弧的移动均由专用焊接小车完成，后者焊丝送进由机械完成，而电弧的移动则由操作者手持移动完成，但是由于半自动埋弧焊工人劳动强度大，目前国内已经很少使用。

2.3 电阻焊

电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，属于压力焊。电阻焊是一种焊接质量稳定，生产效率高，易于实现机械化、自动化的连接方法，广泛应用于在汽车、航空航天、电子、家用电器等领域。

2.4 螺柱焊接

螺柱焊接主要有储能式和拉弧式两种焊接方式。储能式焊接熔深小，主要应用于薄板焊接；拉弧式焊接熔深较大，广泛用于重工业生产。无论哪种螺柱焊，总的来说是一种单面焊接，其最主要的优势是：无需钻孔、打洞、攻螺纹、粘结、铆接等连接方式，即使是在油漆件、瓷釉件、电镀板、塑料包封件上焊接，也无需对非焊接面进行再次加工，因为没有穿孔，所以螺柱焊接不漏水、漏气。

2.5 搅拌摩擦焊

1991 年由英国焊接研究所（TWI）开发出了摩擦搅拌焊接（以下简称FSW）技术，在其后短短的十余年间就被应用于铁道车辆、船舶、飞机制造业中，且应用领域正在迅速地扩展。原因在于以固相状态接合的材料与其他熔融焊接方式相比，因其材料的变形极其微小，也无需修正变形工序或可省略修正变形等工序，所以在制造工艺中它具有明显减少工时数的特点。以往，上述应用领域中的主要焊接材料是铝合金，最近，FSW 技术也被应用于铝合金以外材料的接合。在搅拌摩擦焊过程中，因为其旋转棒的旋转方向与前进方向的原因，所以接合部的左右是非对称的。

2.6 高能束焊接

电子束、等离子束和激光束由于其能量集中，效率较高被俗称为“三束”，用这“三束”作为热源对试件进行焊接称为高能束焊接。等离子束焊接技术是通氩弧焊技术发展起来的，其电弧的产生原理与钨极氩弧焊的电弧相近，只是在电弧上施加了电磁作用力、机械作用力和热作用力进行了三力约束作用，使得等离子弧的电弧密度和电弧挺度有了很大的提高，成为高能量焊接技术。

3 焊接技术发展趋势

上述焊接方法都是根据其设备的原理产生单一热源对工件进行加热并实施焊接。由于它们各自热源的特性使其在实际应用中各有其优缺点。针对上述存在的问题，现在出现了一系列新的焊接技术 。

3.1 复合热源焊接技术

现在应用比较多的复合技术就是激光-氩弧复合焊接技术，它将激光焊MIG/MAG焊相结合融合了传统激光焊工艺和MIG/MAG工艺的优点，使获得更佳的焊接性能成为现实，而且激光混合焊工艺已经成功地用于汽车及零部件制造业、造船业、航空航天中。

激光焊和MAG焊的结合，产生以下综合效果：

（1） 由于电弧和激光束的相互作用，焊接过程很稳定，几乎不产生飞溅。

（2） 接头熔合良好。

（3） 由于焊缝熔池小于单纯 MAG 电弧的熔池，焊接HAZ区很小，这就使得接头变形小，焊后处理简单。

（4） 焊接时间缩短。

（5） 节省焊接过程中焊丝的消耗、缩短焊接工时，降低生产成本。

3.2 多丝及带极高速焊接技术

同单电弧焊接技术相比，多电弧共熔池焊接技术是高效化焊接的一种主要方式，具有明显优点。由于多个电弧共同在一个熔池上燃烧，不仅提高了总的焊接热输入，而且改变了热量分布的特点，能向熔池及其两侧面提供充足的液体金属和热量。电弧之间的相互热作用可以降低后续焊丝的电能输入，在进行高速焊时能有效避免咬边等多种缺陷，因而可以大大提高焊接速度和生产效率，得到优质美观的焊缝。例如双丝焊的速度和熔敷效率是单丝焊的3-4倍，三丝焊又是单丝焊的4-5倍以上。

3.3 磁控焊接技术

磁控焊接技术是近几年发展起来的新型焊接技术。采用外加磁场控制焊接质量，具有附加装置简单、投入成本低、效益高、耗能少等特点，引起了焊接工作者的广泛兴趣。外加磁场作用下的焊接技术改变了电弧焊的电弧形态，影响母材熔化和焊缝成形，通过电磁搅拌作用，改变焊接熔池液态金属结晶过程中的传质和传热过程，从而改变晶粒的结晶方向，细化一次组织，减小偏析，提高焊缝的力学性能，降低气孔、裂纹等焊接缺陷的敏感性，在国外被称为“无缺陷焊接”。国内的磁控焊接技术出现较晚，现在还处于研究阶段。

4 小结

本文主要介绍了现阶段各种焊接技的发展现状，在对各种焊接方法进行对比分析的基础上，得出其各自的优缺点，最后探讨了焊接技术未来的发展趋势。

参考文献

[1] 尤建兵.螺柱焊接技术的发展趋势[J].电焊机.2014，36（1）：9～10.

电子束焊接篇6

关键词：激光焊接  工艺  质量

        0 引言

        激光焊接与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵，一次性投资大，技术要求高的问题，使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其中，激光焊接在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，也为许多大功率激光器制造商和激光焊接设备制造商提供了更为诱人的 经济 效益前景。

        1 激光焊接的一般特点

        激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺，它与 电子 束等离子束和一般机械加工相比较，具有许多优点：①激光束的激光焦点光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；②激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接加工；③激光焊接自动化程度高，可以用 计算 机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；④激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；⑤激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；⑥激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换；⑦激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便；⑧激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。 

        2 激光焊接工艺与方法 

        2.1 双/多光束焊接 双/多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来，随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。 

        2.2 激光－电弧复合焊 激光－电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高，此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光－电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具有间隙敏感性低、焊接适应性好的特点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于： 

        可降低工件装配要求，间隙适应性好。 

        有利于减小气孔倾向。 

        可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。 

       电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。 

        利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义。 

        激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴复合焊和同轴复合焊。旁轴激光-电弧复合焊方法实现较为简单，但最大缺点是热源为非对称性，焊接质量受焊接方向影响很大，难以用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊接过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。

        3 激光焊接过程监测与质量控制

        激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和 发展 的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传感器，通过人工智能和 计算 机处理方法，针对不同的激光焊接过程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等，并通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现高质量的自动化激光焊接过程。   

        3.1 激光焊接过程监测 利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检测是常用和有效的方法。根据检测信号的不同，激光焊接质量检测主要包括以下几种方式： 

        3.1.1 光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体（包括工件上方和小孔内部）光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、ccd和高速摄像机，以及光谱分析仪等。 

        3.1.2 声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。 

        3.1.3 等离子体电荷信号。检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。 

        利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明，利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度、焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。 

电子束焊接篇7

关键词：温度继电器；焊接；固定；线束处理

中图分类号：TG431 文献标识码：A

0.引言

温度继电器通常用在温度异常时自动切断电路，实现电器过热保护、温度控制、火灾报警、自动点火等功能，有效地避免了事故的发生。但由于温度继电器外形结构，决定了两个引脚的焊接质量，在操作者焊接的时候常常出现一些焊接不当，造成温度继电器外壳短路而失效，还有一些不正确的安装时的温度继电器没有起到对应的监控作用，从而影响其所在产品的质量。本文主要通过一些实验对比，以及数据统计，从而制定出温度继电器的一些焊接和安装处理规范，有效避免由于一些人为原因造成温度继电器失效。

1.基本原理

1.1 温度继电器工作原理。航空用温度继电器与民用温度继电器工作原理基本相同，通常选用碟形双金属片作为动作元件，利用双金属的工作特性[1]，即当温度升高时，双金属片产生弯曲，当弯曲到一定程度便带动电触点，实现接通或断开负载电路；当温度降低时，双金属片逐渐恢复原状，恢复到一定程度反向带动电触点，实现断开或接通负载电路。其原理如图1所示。

1.2 温度继电器焊接失效分析。在焊接处理温度继电器引脚焊锡流动正常时，电流通过正常；在温度继电器焊接不当时，焊锡流动到温度继电器外壳，造成引脚点位失效，温度继电器电路失效分析如图2所示。

左图分析，当外部热传递到温度继电器的蝶形双金属片时，外部通过的电流从左边的引脚传过右边的引脚，通过导线传到温控检测单元，温度继电器在电路中正常工作，可以控制电路的开断。

右图分析，当外部热传递到温度继电器的蝶形双金属片时，外部通过的电流从温度继电器左边的引脚传过右边引脚，可以到达导线和温度继电器的圆形外壳，但是由于导线电阻远远大于外壳电阻：

R导线>R外壳

所以电流就近选择路径，电流将从圆形安装外壳接入地面（可以是金属及其他散热平面），而不会传递到对应的传到温控检测单元，温度继电器在电路中失效，不能控制电路的开断。

2.焊接方式研究

对现有的温度继电器外形进行分析，寻找焊接最佳方式。

平放：此种方式可以将温度继电器放置平稳，但是焊接时液态焊锡顺着引脚流到外壳上，外壳和温度继电器引脚距离仅有1.75mm，容易造成温度继电器外壳焊接短路。

侧放：温度继电器自身的结构特点，操作时将温度继电器放在桌子上焊接，左手拿着焊锡丝右手拿烙铁，根本无法固定温度继电器。

综合以上两种方式，为保证质量，选择第二种方式进行焊接，如图3、图4所示。

3.相关防呆防错工艺方法介绍

3.1 方案设计

如何在侧放的情况下降焊锡流动控制，首先得保证温度继电器不动，需要考虑以下因素：

（1）由于其结构相对比较特殊，在定位时由于其表面为敏感器件，所以在定位时需要对其外观保护；（2）从效率方面考虑，需要一种快速定位的方法；（3）焊接完成后，取下时应很方便；（4）焊接过程中能够有效将焊接区域和外壳有效隔离；（5）焊接时还需要考虑到焊锡丝的定位。

综合以上要求，在经过大量的实验和实践之后得出以下方案，如图5所示。

（1）底板。用于支撑整个温度继电器包括焊锡丝的定位温度继电器的一些组件，共6个孔，前排3个，后排3个，后续如果需要两个人同时在一个桌面操作时备用。

（2）焊接板。主要用于限制温度继电器的旋转自由度，小槽内部均需打磨，以保证不会再定位时将引脚刮伤。和底板安装配合处采用腰孔形式，以调节前后距离

（3）具有弹性的密封条20×5，主要用于保护温度继电器外壳，同时起到缓冲作用。

（4）具有弹性的密封条20×10，作用同第3点。

（5）后挡板主要用于调节安装尺寸，和件2可以前后移动以控制温度继电器的安装前后尺寸。

（6）根据焊锡丝通常使用的尺寸，我们制定出可以将焊锡丝固定的结构，不锈钢棒前端向上倾斜20°，它通过焊接方式和底板固定，后端预留一根焊锡丝挂钩，后续如果需要两个人同时在一个桌面操作时备用。

3.2 规范上锡手法和焊接线束制作

（1）线束剥线长度为10±1mm，对折长度为4±0.5mm。

（2）为保证制作线束的一致性，套管统一定为左边1点，右边定为2点，以其上温度的方向为参照。

（3）为保证焊接的可靠性，我们规定温度继电器的焊接处理方式为勾焊。所穿线束的直径推荐小于或等于0.5平方。引脚焊接温度通常控制在350℃，线径较粗的可以稍调高，最多不超过390℃。焊接时上锡方向如图6所示，从温度继电器引脚开始到线束端，如图中黄色箭头所示。如图6所示。

（4）对于一些需要从两侧引线焊接的温度继电器，需要保证其焊接时成一个“八”字形，以保证其线束焊接后不会影响其螺钉安装。如图7所示。

结论

通过监控12个月的数据，发生焊接接地数量为零，证明以上的焊接方式在大批量生产中取得了显著成效，有效避免焊锡在焊接过程中流动到外壳上，同时也使得此类温度继电器的制作更加规范化。文中提到的温度继电器焊接定位装置已经应用在大批量温度继电器焊接中。

参考文献

[1]钟国民，王改名，等.一种温度控制系统[J].自动化学报，1993，19（2）：223～226.

[2]姜凤贤，王燕涛，马军辉，等.手工焊接操作基本步骤及焊点质量检查修改[J].甘肃科技，2011（14）：69-70.

[3]孟贵华.电子技术工艺基础[M].北京：电子技术工业出版社，2005.

[4]张勇.电子产品手工焊接技巧[M].北京：电子技术工业出版社，2007.

[5]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社，1992.

[6]尹成湖，李保章，杜金萍.机械制造技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，2003.

电子束焊接篇8

关键词：激光;焊接;技术;应用

中图分类号： TG456.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）01-164-2

0 引言

随着我国经济的快速发展，科学技术水平的不断提高，我国焊接技术也有了很大的进步，尤其是激光焊接技术以其独有的优势受到了各行各业的认可和广泛的应用，为我国制造业、电子行业、生物医学等领域都做出了极大的贡献，因此，深入的研究激光焊接技术及其应用不仅能够促进焊接行业的持续发展，而且对于发展我国工业、农业等其他行业也具有非常重要的现实意义。

1 激光焊接技术

1.1 激光焊接技术的工作机理

20世纪60年代以来，伴随CO2、YAG等激光器的诞生，研究人员们也迅速将其利用到了焊接技术中，进而开发了激光焊接技术，它的开发和应用为焊接行业带来了新的希望，并且很快被广泛应用于各个领域中。激光焊接技术的工作机理由于激光器的不同也各有差异，因而，根据激光器提供的功率密度的大小可以将激光焊接技术分为两类，一是激光传热熔化焊，二是激光深熔焊，他们的工作机理也各不相同。激光传热熔化焊所使用的激光器功率密度为105～106w/cm2，其工作机理是被焊工件表面吸收激光束热量，然后利用热传导效应在工件表面形成一定体积的熔池，使被焊部位熔化，然后进行焊接工作。激光深熔焊所使用的激光器功率密度为106～108w/cm2，其工作机理为利用激光器功率密度高的特点，使材料达到瞬间汽化进而在表面形成圆孔空腔，然后再通过控制激光束与工件间的相对运用使空腔附近的金属熔化，进而完成焊接工作。

1.2 激光焊接技术的特点

近年来，经过研究人员不断的探索和创新，激光焊接技术终于被成功开发和应用，并且，在某些领域中，传统的焊接技术已经完全被激光焊接技术所取代。激光焊接技术之所以可以被广泛的应用，一定是有其独有的优势。下面我们就介绍激光焊接技术的突出优点。第一，热影响区域非常小。由于激光焊接技术是将激光束直接打到被焊接的部位，而激光束又具有方向性强和热源集中的特点，因而激光束只作用于被焊接的部位，不会影响其他区域。正是因为这个优点，激光焊接技术可以被应用于焊接非常精密的零部件，大大降低了焊件收缩、变形情况的出现。第二，激光束聚集可以产生很高的热量，因而，利用激光焊接技术所焊接的焊缝强度都很高，保证了焊件的质量，并且焊接工作效率也很高，此外，由于激光束方向性好，不会对非焊接区域造成干扰，因而通常焊缝表面的质量都很好。第三，利用激光焊接可以对非常隐蔽、难以到达的部位进行焊接。这是因为激光焊接技术非常灵活，只需要通过控制激光束的方向就能改变焊接位置。第四，传统的焊接技术对于金属间的焊接还是能够达到的，但是对于异种合金焊接就相对困难了。然而，利用激光焊接技术甚至可以完成金属与非金属之间的焊接，可以说是焊接技术新的突破。

当然，一切事物都有两面性，激光焊接技术虽然有很多突出的优势，但是依旧存在一些不足之处，比如：第一，如果被焊工件要应用激光焊接技术进行焊接，那么就要求其在焊接前进行高标准的处理，通常要处理焊件的加工精度、装配等，因为如果被焊工件达不到高标准的要求，那么利用激光焊接技术在焊接过程中很容易造成缺陷;第二，激光焊接技术相对于普通焊接技术有很多优势，因而受到各行各业的青睐，然而，如果想要应用激光焊接技术，所要购买的激光焊接设备价格相对比较高，对于一些企业而言就需要花费高额的投资成本，这也是有些企业放弃应用激光焊接技术的原因之一。

2 激光焊接技术的应用

2.1 制造业领域

早在20世纪80年代，千瓦级激光器的诞生促使激光焊接技术被成功应用于工业生产中，而在之后的发展中，激光焊接技术被应用最多的就是汽车制造业中。尤其是当今汽车市场非常火爆，汽车制造业迅速发展，激光焊接技术为汽车制造提供了强大的技术支持。就拿发达国家美国和日本来说，两个国家在汽车制造业上都属于世界领先水平，90年代初，美国非常有名的通用、福特和克莱斯特汽车制造公司引入了激光焊技术，虽然相对而言激光焊接技术的引入有些晚，但是，这并没有阻碍激光焊接技术快速发展的脚步，美国相关研究人员对激光焊接技术做出了更大的提升，使得其在汽车制造业上发挥了更大的作用。众所周知，日本的本田、丰田都是非常出色、实力很强的汽车制造企业，它们所生产的汽车覆盖件都利用了激光焊接技术，尤其是高强钢激光焊接装配件具有非常优良的性能，如今被广泛应用于汽车制造业中，促进了汽车制造业的快速发展。

2.2 粉末冶金焊接

随着科学技术水平的不断提高，在很多制造业中，传统的材料已经无法满足产品生产的需要，因而，在很多制造业中都对材料提出了更高的要求。在众多新型材料中，粉末冶金材料成为了汽车、飞机等制造业所青睐的冶铸材料，而要想很好的利用粉末冶金材料，就必须解决它与其他零件的连接问题。传统的焊接技术显然无法满足焊接需求，而激光焊接技术的诞生有效解决了这一问题，不仅使粉末冶金材料可以与很多种合金进行焊接，而且其焊接强度也非常高。

2.3 电子工业领域

正如我们上述提到的激光焊接技术的优点之一是其焊接热影响区域小，而在电子工业中，所要焊接的通常都是比较微小的电子元件，因而，激光焊接技术就可以在电子工业领域中发挥其优势。此外，激光焊接技术在真空器件研制中也得到了应用，在过去，由于传感器、温控器中的弹性薄壁波纹片厚度非常小，大约在0.05―0.1mm之间，传统电弧焊焊接技术穿透力极强，稍微不小心就可能会穿透波纹片，并且还会影响到其他区域，稳定性较差，这给焊接工作带来了极大的困难，而应用激光焊接技术由于其稳定性强，激光束容易控制，且热影响范围很小，就可以很容易完成波纹片焊接工作。

2.4 生物医学领域

20世纪70年代，国外研究学者就将激光焊接技术应用到了焊接输卵管和血管上，并且顺利完成了焊接工作，这使得更多的研究人员看到了激光焊接技术的优越性。我国生物医学研究人员将激光焊接技术应用于大白鼠胆总管焊接上，经过实践证明激光焊接具有吻合速度快的特点，并且在愈合过程中没有异物反映，而被修复的组织依旧可以按照原生物力学性状生长，这为未来的生物医学发展又提供了宝贵的参考价值。

3 结语

总而言之，近年来，激光焊接技术被广泛应用于汽车、轮船等制造业，以及电子工业和生物医学等领域中，该焊接技术的原理主要是利用了激光束聚焦后能获得高能量的特点，进而在所需焊接的部位打激光束，焊接部位的金属受到激光束产生的热能而融化，即可进行焊接工作。激光焊接技术与传统焊接技术相比具有突出的优越性，促进了焊接行业的快速发展，同时，也正是因为激光焊接技术的优势，近年来被广泛应用于汽车制造业、粉末冶金焊接、电子产业以及生物医学领域，为各领域在焊接方面做出了突出的贡献，促进了我国工业、医学等各行各业的快速发展。激光焊接技术以其独有的优势给很多领域的工作带来了极大的方便，不仅促进了焊接技术的发展，而且带动了工业、农业等很多行业的进步。

参 考 文 献

[1] 郭伟强，欧玉峰.浅谈激光焊接技术及其应用[J].科协论坛（下半月），2011（04）：40.

[2] 李少华，康蓉娣.激光焊接技术及其应用[J].舰船防化，2011（04）：32-36.

[3] 任方杰.激光焊接技术及其研究进展[J].现代焊接，2010（11）：1-4.

[4] 史强.浅谈激光焊接技术原理及其应用[J].企业导报，2012（11）：297.

[5] 王蕾.我国激光焊接技术及其发展[J].科技资讯，2012（30）：53.

电子束焊接篇9

目前全世界使用的能源，石化燃料(含石油、煤炭与天然气等)约占所有使用能源的八成，然而因石化燃料日渐枯竭，使得石油相关燃料持续上涨，造成能源成本一直增加，而且因使用石化燃料的过程中，会排放大量的二氧化碳等气体，使得温室效应日益严重，造成地球环境生态的恶化。为解决上述问题，使得一度因安全问题而式微的核能再度受到青睐。各大工业国计划逐步兴建与扩充核电厂，因此提升核电厂的安全，乃当务之急。

在过去核电厂的运转纪录，曾发现镍基600合金与SUS 308不锈钢的异材焊接处，构件出现龟裂之现象，其破损主要原因经调查为材料耐蚀性不足与焊件开槽形式不当所导致，因此选用耐蚀性更佳之替代材料是有效的改善方法之一。本研究以耐蚀性更佳之镍基690合金取代镍基600合金，以及以SUS 304L不锈钢取代SUS 308不锈钢，配合电子束异种对接焊并进行耐蚀能力分析。

镍基690合金(29wt%Cr–60wt%Ni–10wt%Fe–0.02wt%C)的Cr含量高于镍基600合金(16wt%Cr–75wt%Ni–8wt%Fe–0.04wt%C)近一倍，可减少因晶界的碳化物偏析，所造成之缺铬现象，镍基690合金与镍基600合金化学成份表(wt-%)；而SUS 304L不锈钢(18wt%Cr–8wt%Ni–72wt%Fe–0.01wt%C)之碳含量则低于SUS 308不锈钢(19wt%Cr–10wt%Ni–70wt%Fe–0.08wt%C)甚多，可减少焊道碳化物之析出，SUS 304L不锈钢与SUS 308不锈钢化学成份表(wt-%)。因此，在焊接冶金问题可克服之情形下，镍基690合金–SUS 304L不锈钢之异材焊接比镍基600合金–SUS 308不锈钢应有较佳之耐蚀性能。

在核电厂构件的焊接上中，过去以采用传统的SMAW (Shielded Metal Arc Welding)、Gas Metal Arc Welding (GMAW)和Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)制程为主。在Lee et al.的研究显示，焊道常因在焊接时产生低熔点、低强度且极脆的共晶组织，导致产生凝固热裂。而在焊条中添加Nb, Ti等合金元素，虽有细晶强化的效果，提升一部份的机械性能，但因焊道在晶界容易析出碳化铬与共晶组织，耐蚀性亦不见提升。此外，因核电厂很多构件较厚常须增加焊接的道次，产生较多的热循环、高的总入热量以及较宽的焊件热影响区，皆不利于焊件之机械性质与耐蚀特性。

相较于传统焊接制程，高能量密度束焊接因具有低总入热量、可降低焊接应力生成，减少应力腐蚀裂纹产生，因此是应用在电厂构件焊接之适合方法之一。其中雷射焊接因对材料之反射率高、吸收率较低，故仅适用于薄件焊接；另一高能量密度束焊接—电子束焊接(Electron Beam Welding，EBW)因没反射率的问题，具有能量集中、可以单道次完成焊接、低总入热量、高宽深比、低变形、高焊速等优点，适合对厚构件进行单道次焊接。此外，EBW可自动焊接能防止在焊接时的人为疏失，已逐渐应用在核电厂构件的焊接上。而可缩短焊接构件的时间、提高焊接的效率及增进核电厂构件的质量与可靠度。

电子束焊接篇10

关键词：汽车；线束；焊接；接头；修理技术

在长期的汽车维修实践中发现，汽车发生故障的原因有32%是因为电路故障而引起的，因此汽车电路故障的维修是汽车维修工作的主要内容之一。而在电路的维修中，线束是重点维修的对象，因为很多汽车的电路故障往往是因为导线断开或老化而引起。为此，一般在修理汽车的线束故障时，常常采用两种方法，即把断开的导线连接起来，或者是重新加进一段导线将线束连接起来。而将导线连接起来也可以采用两种方法，一是焊接，二是平接头连接。以下本文中笔者就从焊接和平接头的基本技术要求开始论述，来探讨汽车线束的连接技术。

一、焊接技术要点

在汽车线束的连接技术中，焊接是较为常见的修理技术，其操作简单，快捷，在很多种类的线路连接中都能很好的发挥连接作用，并且只需要一个小小的电烙铁就可以实现。但是其却要求焊接人员必须要具备较高的焊接技能，丰富的焊接经验，以保证焊接成功。通常线束的焊接需要注意：选择焊条，在汽车的线束连接中，通常是选择松香芯焊锡条；保证焊接处的干净清洁，不得有油漆、黄油、机油、蜡以及其他绝缘体等物质，以免影响焊接质量；预热，先利用电烙铁使焊接处得到预热，预热时间几秒即可，然后再把焊条熔化在导线连接部位。需要注意的是，不能让焊条直接在电烙铁上熔化，以免所熔化的液体不能完全渗入金属导线，出现连接不完全的现象；因此要保证所熔化的焊条都已经渗入到导线连接处才能完成焊接；移去焊条与电烙铁时，不能触碰导线，要等锡条液体都凝固后才能移动导线。

二、平接头连接技术要点

所谓平接头连接技术，就是指不需要改变导线或接头的物理性质而实现导线的连接技术。其既可以使用在导线与导线之间的连接，也可以使用在导线与接头之间的连接，一般需要借助扎线工具来实现。扎线工具包括切线、剥线与扎线三大部分。在其使用的过程中需要注意：合理选择剥线孔，以免损害到导线内部的金属材料；所剥绝缘层的长度大小要根据实际接头情况来确定，以能够使金属材料完全伸入接头中为准；然后将剥去绝缘体的金属材料放在需要连接的接头或平接管中，再利用扎线工具将其牢牢的扎紧，一般线段接头扎两折，平接管中扎四折；扎完以后要用绝缘胶带或热缩胶管将连接处包裹起来，以实现绝缘防氧化的效果；为了保证扎线效果，可以通过轻轻拉扯的方式来判断导线之间的连接是否牢固；之后再利用欧姆表对其进行检测，以判断连接后的导线两端之间的电阻为0。这样，才算是一个成功的平接头连接。

三、汽车线束修理技术方法

在汽车的故障判断中，若发现有线束断开、老化、暴露或者其他损坏时，就应该及时将其修复。由于汽车的电路系统较为复杂，在连接线束时需要根据不同的情况选择不同的修复方法。在此笔者介绍了几种常见的汽车线束修理方法，以供参考。

1、硬壳接头的线束修理

硬壳接头不像固定接头，大部分硬壳接头的线端接头都可以取出更换。他们一般都可防水（如固态点火控制模块接头）。有的硬壳接头的线端模压在硬壳中不能取出和更换。当接头外壳出现任何烧坏、熔化和开裂迹象时，应及时更换。任何单个线端出现烧坏、腐蚀和松脱等，都应更换。更换接头中线端接头的步骤如下：从接头外壳中取出线端接头；在离线端最近处切断导线；使用正确工具，剥去导线的绝缘层。导线应伸入到线端接头中约超出导线接头片1/16英寸。

2、安培式接头的线束修理

安培式接头中销头和套管靠锁条固定于硬壳内。更换销头和套管插座的步骤如下：掀按两扣脚的后端，分离接头；将专用工具插入接头接合端要更换的销头套管的插线孔内；将导线向硬壳内轻推以松开锁条；进一步推入并旋转专用工具，以使锁条缩入销头或套管内；将线向外拉，使销头或套管从壳体拔出；按规定的方法，将新的规格和形式的销头或套管扎在导线上；将销头或套管插入硬壳内，使锁条在壳体中肩部后边张开。

3、楔锁式接头的线束修理

楔锁式接头壳体上的定位挡指将销头套管固定在壳体中，挡指卡在销头或套管上两个凸起之间。楔子完全落座后，楔子通过其一端的弹簧锁锁入接头壳体上的小窗而固定在接头壳体中。楔锁式接头中的线端接头的步骤如下）：抬起锁舌、将接头两半分离；将楔子向内压，并往上挑（向壳体的对接方向）直到将其挤出口槽；用一只I/8英寸的螺丝刀将挡指从销头或套管上的沟中挑开；向外拉导线，将线端接头的销头或套管拉出；按规定的方法，换上适当规格和形式的销头或套管；将线端接头的销头或套管插入壳体；推入线端接头直到挡指凸起卡入线端接头的销头或套管上的沟内。

4、片式接头的线束修理

片式接头的特征是壳体插座一侧接合端的T形（或连T形、I型）插孔和壳体插头一侧明显的片式线端接头。接头接合时，线端片式插头的两面牢牢地与接头另一半的套筒插座相接。更换线端接头的片式插头和套筒插座的步骤如下：抬起锁舌，将接头两半向外拉，使其分离；用1/8英寸的螺丝刀挑起卡住片式插头或套筒插座的挡指，这类挡指上的凸起要比楔锁式接头的挡指深。必须用力抬起挡指才能使片式插头或套筒插座松开；向外拉导线将线端片式插头或套筒插座拉出；按规定的方法，换上相应规格和形式的新的片式插头或套筒插座；将线端片式插头或套筒插座插入接头壳体；推入线端片式插头或套筒插座直到其卡住。

5、柄舌式接头的线束修理

廷柄舌式接头一般用于连接线束与点火开关。其锁舌较有特色，有2个塑料弹簧。线端接头的插座部分的锁柄卡入壳体的唇瓣，使插座固定在壳体中。柄舌式接头的修理步骤如下：按弹簧一端的锁舌，将接头分开；用1/8英寸的螺丝刀插入插座旁边的狭槽；稍将线端向接头方向推，并用螺丝刀将锁柄向下按使其与插座相平；向外拉导线将插座拉出壳体；按规定的方法，换上相应规格和形式的插座部分；将线端插座上的锁柄对准接头壳体上的狭槽；将线端插座推入直到锁柄卡入壳体上的唇瓣。

四、结语

随着汽车数量越来越多，对汽车的维修技术要求就越来越高。对于由于线束问题而引起的汽车故障，在维修时需要注意严格遵照相关的维修技术方法进行修复，只有不断的提高线束焊接技术与平接头技术水平，并根据不同的电路接头连接形式来使用不同的线束连接方法，才能保证车辆的正常行驶，降低其其故障发生率和维修的重复率。

参考文献