谈焊接的特点、分类及应用

焊接技术是指通过物理或者化学方法，使原本分离的器件重新产生分子间或者原子间的作用力，形成一种具有某种属性的整体结构。焊接技术是现代工业中一种重要的连接方式和一种广泛使用的机械制造生产技术，其应用领域在汽车制造、机械制造、轮船制造、粉末冶金、微电子和航空航天等都得到了广泛的应用。焊接技术的全力发展对我国的机械制造行业及其密切相关的行业都很重呀，对我国的我国由制造大国走向制造强国其在关键作用。

一、焊接技术的特点

（1）焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。所以焊接是一种把分离的金属件连接成为不可拆卸的一个整体的加工方法。 在焊接被广泛应用以前，不同拆卸连接的主要方法是铆接。与铆接相比，焊接具有节省金属、生产率高、致密性好、操作条件好、易于实现机械化和自动化。所以现在焊接已基本取代铆接。

（2）焊接的另一个特点是可以化大为小、以小拼大。在制造大型机件与结构件或复杂的机器零件时，可以化大为小、化复杂为简单的方法准备坏料，用铸-焊、锻-焊联合工艺，用小型铸、锻设备生产大或复杂零件。例如我国生产的大型水压机立柱或发电机主轴等。

（3）焊接可以制造双金属结构。用焊接方法可制不同材料的复杂层容器，对焊不同材料的零件或工具（如较粗的钻头，就是用45号作钻柄，高速钢作钻头的切削部分）等。 所以，焊接是进行金属构件、机器零件等的重要加工方法，如桥梁、建筑构件、船体、锅炉、车箱、容器等。此外，焊接还是修补铸、锻件的缺陷和磨损零件的重要方法。

二、焊接方法的分类

焊接的方法很多，按焊接过程的特点不同可分为：熔焊、压焊和钎焊三大类。用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称接头），焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。被焊的工件材料称为母材（或称基本金属）。焊缝是焊接后所形成的结合部分（即在焊接时，经受加热熔化后冷却凝固的那部分金属）；热影响区是焊接或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域；熔合区是焊缝向热影响区过渡的区域。因此，焊接质量常用焊接接头的性能来评价。

三、机床行业中应用的主要焊接技术有以下几个方面：

（1）钢板预处理技术应用。机床行业的钢板预处理生产线，是1993年由济南第二机床厂开始使用的，它是在造船行业、重机行业、矿山行业使用的基础上开始的。该预处理生产线是由该厂和青岛第三铸造机械厂联合开发制造，其主要工艺流程为：钢板校平、预热、抛丸除锈、自动喷漆、烘干，全长60米。主要技术参数为：钢板校平厚度8～40mm，校平宽度3m；预处理钢板厚度8～160mm，有效宽度3m；处理结构件最大规格为1500（宽）×800（高）；预处理速度为0～4m/min；年处理能力为4万吨/年；采用了PC自动控制和手动控制两种方式。该钢板预处理生产线，解决了原材料的锈蚀、氧化皮等不良因素，提高了数控切割落料质量和机床产品的外观质量。

（2）数控切割技术应用。1982年由济南第二机床厂开始将国产数控切割机应用于钢板零件的切割落料之中，1988年开始应用了计算机自动编程套料技术，使钢板利用率由70%提高到74%；1992年济南第一机床厂引进了美国等离子数控切割机和激光数控切割机，开始了机床行业数控等离子和激光切割的应用，使厚度为0.5～8mm的薄钢板切割精度达到了0.5～1mm。“七五”期间，济南第二机床厂开发研究了厚钢板数控精密切割技术，使厚钢板数控精密切割厚度达到了275mm，该项目获得了机械部机床行业"七五"工艺成果一等奖。1993年，济南第二机床厂通过引进数控水下氧气等离子切割机，使机床行业数控等离子碳钢切割厚度由8mm提高到了25mm，减少了中厚板的切割变形，提高了中厚钢板零件的切割精度和切割质量。

（3）气体保护焊等高效率焊接技术的应用。随着国外技术的引进，1981年由济南第二机床厂首先应用了Φ1.6实芯CO2气体保护焊技术替代美国VERSON全钢机械压力机公司的Φ2.4药芯富氩气体保护焊工艺，对压力机大型焊接件焊接工艺进行了攻关，并取得成功。该项目获得了机械部科技进步成果三等奖。1986年齐齐哈尔第二机床厂应用了Φ1.2实芯富氩气体保护焊技术，解决了压力机大型焊接件的焊接问题，并用丝极氩弧铜堆焊技术，对活塞、气缸等工件表面铜层堆焊，替代我国传统的铜套获得成功。1992年济南第一机床厂在机床的薄板罩壳结构件上首次应用了Φ0.8实芯CO2气体保护焊。

（4）振动时效技术应用。振动时效新工艺是二十世纪60年展起来的新型工艺技术，该工艺具有适用性强，节约能源，减少环境污染，缩短生产周期，提高生产效率等优点。济南第二机床厂，1981年开始将此工艺推广应用到引进产品的焊接件上，取得了较好效果。黄石锻压机床厂在"七五"期间对振动时效工艺进行了深入的研究与应用，并获得了机械部机床行业"七五"工艺成果二等奖。目前，该工艺在机床行业得到了普遍应用。

（5）焊接自动化、机械化技术的应用。机床行业焊接自动化除CO2半自动焊以外，主要体现在埋弧自动焊的应用上，主要应用于钢板的拼焊和压力容器的筒体焊接上。济南第二机床厂，1993年通过引进美国的焊缝自动跟踪系统和焊接电源，改造了1988年购置的国产十字操作架自动埋弧焊设备，实现了18mm厚以下压力容器筒体、封头不开坡口对接双面自动跟踪埋弧焊，取得了园满成功。焊接机械化，主要是焊接变位机的应用，1981年济南第二机床厂，在引进产品的焊接齿轮上开始了变位机的应用研究，但没有得到推广，仅将该变位机改造作了齿轮辐板的自动切割设备。1988年以后，焊接变位机相应在上海锻压机床厂、营口锻压机床厂、黄石锻压机床厂得到了应用，提高了焊接机械化程度。另外，1998年济南二机床集团有限公司在与日本小松的合作中成功的将变位机应用于40GrMo高合金齿轮的焊接中。

（6）丙烷高效节能环保切割气体的应用。丙烷等液化切割气体是国家“八五”、“九五”推广的高效节能环保型气体。1993年济南二机床集团有限公司开始对丙烷液化气体的工业应用进行了研究，经过大量的对比试验，1998年用C3系列液化燃气全面替代了乙炔气体，大大降低了生产成本，提高了生产安全性和切割质量，配以新型燃气割嘴，提高了生产效率。