異種鋼的焊接工藝設(shè)計(jì)

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1、河南機(jī)電高等?？飘厴I(yè)論文1緒論在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，焊接已經(jīng)成功地完成了自身的蛻變。很少有人注意到這個(gè)過(guò)程何時(shí)開始，何時(shí)結(jié)束。但它確確實(shí)實(shí)地發(fā)生在過(guò)去的某個(gè)時(shí)段。我們今天面對(duì)著這樣一個(gè)事實(shí)：焊接已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學(xué)、電子等多門類科學(xué)為一體的工程工藝學(xué)科。而且，隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，不斷有新的知識(shí)融合在焊接之中。1.1焊接技術(shù)概述焊接是一種將材料永久性的連接，并成為具有給定功能結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。幾乎所有的產(chǎn)品，從幾十萬(wàn)噸巨輪到不足１克的微電子元件，在生產(chǎn)制造中都不同程度地應(yīng)用

2、到焊接技術(shù)。焊接已經(jīng)滲透到制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和壽命以及生產(chǎn)的成本、效率和市場(chǎng)反應(yīng)速度。近年來(lái)，焊接已由一個(gè)單一的加工工藝發(fā)展成為有科學(xué)基礎(chǔ)有廣泛應(yīng)用范圍和前景的焊接工程和焊接產(chǎn)業(yè)，在這些產(chǎn)業(yè)中，焊接在其中占有重要地位，是決定其產(chǎn)品使用安全的關(guān)鍵。有些直接出焊接產(chǎn)品或在現(xiàn)場(chǎng)裝焊接后投入使用，有些是作成主體結(jié)構(gòu)然后在其上安裝動(dòng)力和機(jī)電設(shè)備后應(yīng)用，有焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全保證在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的情況下，主要決定與焊接聯(lián)結(jié)部位的結(jié)構(gòu)、材料匹配、工藝設(shè)計(jì)、先進(jìn)的焊接制造工藝及設(shè)備和準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，這些都決

3、定了焊接聯(lián)結(jié)部位的的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，形成了分布在各工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)部門各具特色的焊接結(jié)構(gòu)行業(yè)，同時(shí)也形成了結(jié)構(gòu)焊接需要的焊接設(shè)備行業(yè)和焊接材料行業(yè)。這些行業(yè)是互相關(guān)聯(lián)促進(jìn)的行業(yè)。焊接結(jié)構(gòu)已有日新月異的發(fā)展:在裝備制造業(yè)結(jié)構(gòu)中用焊接結(jié)構(gòu)局部或全部代替鑄件或鍛件結(jié)構(gòu)和由局部鑄件或鍛件焊接成組合結(jié)構(gòu)是大重型結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向，可大大節(jié)約大型鑄鍛車間及其設(shè)備的基本建設(shè)投資和生產(chǎn)過(guò)程的能源消費(fèi)，同時(shí)還可縮短生產(chǎn)周期;在各種建筑行業(yè)廣泛采用鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可達(dá)到大跨度、輕自重、工廠造、設(shè)計(jì)優(yōu)、工程在建周期短、環(huán)境污染少，3

4、8河南機(jī)電高等?？飘厴I(yè)論文基礎(chǔ)費(fèi)用省，折除后材料可循環(huán)使用，因而符合目前綠色制造和資源循環(huán)利用建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大潮流。目前我國(guó)微電子及IT行業(yè)中的發(fā)展，高強(qiáng)有色金屬、光釬、超導(dǎo)和復(fù)合材料及高分子材料的應(yīng)用，都對(duì)焊接工藝、設(shè)備和材料提出了很多新的要求，因而得到了相應(yīng)發(fā)展。1.2現(xiàn)代焊接的特征1.2.1焊接已成為最流行的連接技術(shù)在當(dāng)今工業(yè)社會(huì)，沒(méi)有哪一種連接技術(shù)象焊接那樣被如此廣泛、如此普遍地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。而其中最主要的原因就是其極具競(jìng)爭(zhēng)力的性價(jià)比。1.2.2焊接顯現(xiàn)了極高的技術(shù)含量和附加值在人類社會(huì)步入二十一世紀(jì)的今天，焊接

5、已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。當(dāng)今世界的許多最新科研成果、前沿技術(shù)和高新技術(shù)，諸如：計(jì)算機(jī)、微電子、數(shù)字控制、信息處理、工業(yè)機(jī)器人、激光技術(shù)等，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于焊接領(lǐng)域，這使得焊接的技術(shù)含量得到了空前的提高，并在制造過(guò)程中創(chuàng)造了極高的附加值。1.2.3焊接已成為關(guān)鍵的制造技術(shù)焊接作為組裝工藝之一，通常被安排在制造流程的后期或最終階段，因而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有決定性作用。正因?yàn)槿绱耍谠S多行業(yè)中，焊接被視為一種關(guān)鍵的制造技術(shù)。1.3異種材料焊接的發(fā)展近年來(lái)，環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，汽車工業(yè)為了節(jié)約燃料保護(hù)環(huán)境，不斷努力減

6、輕汽車重量，因此對(duì)汽車用材料提出了更高的要求。增加鋁材的使用量是其中的重要措施之一，所以在汽車工業(yè)生產(chǎn)中，采用“鋼+鋁”雙金屬焊接結(jié)構(gòu)成為汽車輕量化的首選方案，這必然涉及到鋁和鋼兩種材料之間的連接。從21世紀(jì)初開始，國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)和汽車生產(chǎn)廠家便一直在尋找一種有效的焊接方法來(lái)減輕汽車的重量。美國(guó)成立了“新一代汽車合作計(jì)劃”，即PNGV。1994年以來(lái)，美國(guó)政府已為此投入了15億美元的研究開發(fā)資金，減輕整車重量是其中的一個(gè)核心目的。布什新政府在38河南機(jī)電高等專科畢業(yè)論文2002年則推出了一個(gè)自由車項(xiàng)目，該項(xiàng)目的長(zhǎng)期目標(biāo)是

7、高教，價(jià)廉，無(wú)污染，汽車輕量化也是重要研究?jī)?nèi)容之一。汽車輕量化的要求必然涉及到鋁鋼之間的焊接。而鋁鋼之間的焊接一直是焊接領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題，鋁鋼焊接的主要問(wèn)題是兩者之間的的固溶度較低、熱物理性能差異較大，并且兩者極易反應(yīng)生成脆性的金屬問(wèn)化合物，這種脆性的金屬間化合物極大地降低了焊接接頭的力學(xué)性能。從20世紀(jì)60年代開始，許多學(xué)者便對(duì)鋁鋼之間的連接進(jìn)行了詳細(xì)的研究。鋁鋼之間的焊接幾乎涉及到焊接領(lǐng)域的各種方法，大體上可將其分為壓焊，釬焊和熔焊。文中分別闡述了以上三種方法的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展，并且論述了不同方法的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，對(duì)今

8、后鋁鋼焊接研究進(jìn)行了展望。1.4異種材料焊接的方法異種材料焊接常用的方法分為壓焊，釬焊和熔焊三大類1.4.1壓焊壓焊時(shí)基體金屬通常并不熔化，焊接溫度低于金屬的熔點(diǎn)。有的也加熱至熔化狀態(tài)，然后加壓將液態(tài)金屬擠出，但仍以固相結(jié)合而形成接頭。異種材料焊接常采用的壓焊方法有電阻焊、冷壓焊、擴(kuò)散焊、