特種焊接的案例
納米技術(shù)使特種鋁合金AA7075變得可焊接！
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的工程師借助納米碳化鈦顆粒（大小僅1nm），讓無法被焊接的常用特種鋁合金AA 7075變得可被焊接，得到的產(chǎn)品有望應(yīng)用于汽車制造等領(lǐng)域，使其零件更輕便、更節(jié)能，同時堅固程度不變。
比較常見的鋁合金中強(qiáng)度最好的就是7075合金。它其幾乎與鋼一樣堅固，但重量僅為鋼的三分之一，普遍用在CNC切削制造的零部件，飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼、智能手機(jī)外殼和攀巖登山扣等上。但這種合金很難被焊接，特別是無法用汽車制造中使用的焊接方法焊接，使其無法被廣泛采用。這是因為，當(dāng)這種合金在焊接過程中被加熱時，其分子結(jié)構(gòu)會使其構(gòu)成元素鋁、鋅、鎂和銅流動不均勻，導(dǎo)致焊接出來的產(chǎn)品存在裂縫。
現(xiàn)在，加州大學(xué)洛杉磯分校的工程師將碳化鈦納米顆粒注入AA 7075的焊絲內(nèi)，讓這些納米顆粒充當(dāng)連接件之間的填充材料。使用這種新方法，生產(chǎn)出的焊接接頭的抗拉強(qiáng)度高達(dá)392MPa。相比之下，廣泛用于飛機(jī)和汽車零部件的AA 6061鋁合金焊接接頭的抗拉強(qiáng)度僅為186MPa。
根據(jù)研究，焊后進(jìn)行熱處理，可將AA 7075接頭的抗拉強(qiáng)度提高到551MPa，堪與鋼材相媲美。新研究還顯示，注入了納米粒子的填充焊絲也可以更容易地連接其他難以焊接的金屬和金屬合金。
該研究主要負(fù)責(zé)人說：“新技術(shù)有望使這種高強(qiáng)度的鋁合金廣泛應(yīng)用于那些能大規(guī)模制造的產(chǎn)品，比如汽車或自行車上。公司可以使用他們已經(jīng)擁有的相同工藝和設(shè)備，將這種超強(qiáng)鋁合金納入其制造工藝中，使其產(chǎn)品更輕便、更節(jié)能，同時仍能保持其強(qiáng)度。”研究人員已經(jīng)與一家自行車制造商合作，使用該合金制造自行車車身。（來源：科技日報）
展開 激光焊接技術(shù)在玻璃上的應(yīng)用
技術(shù)背景
伴隨激光技術(shù)的飛速發(fā)展，激光被廣泛應(yīng)用于焊接各種材料。玻璃作為一種透明易碎的脆性材料，傳統(tǒng)激光光源不能輕易被其所吸收，并且吸熱的玻璃由于熱膨脹系數(shù)較大，焊接時容易碎裂，故并不適合以傳統(tǒng)的激光焊接方式加工。
通常激光焊接玻璃、塑料等透明材料主要有兩種方法。一種是在焊接界面處涂覆不透明的顏料或者添加中間層辦法來增加激光吸收率，界面附近材料吸收激光溫度升高，后經(jīng)過材料融化后再凝固實(shí)現(xiàn)透明材料的連接。另一種方法是采用特種焊接光源進(jìn)行焊接，通過高功率密度激光使透明材料之間產(chǎn)生非線性吸收從而形成有效焊點(diǎn)，越來越多的科研工作者和工程師將目光轉(zhuǎn)向了特種光源的激光焊接加工應(yīng)用。
研究現(xiàn)狀
近年來，利用特種光源相繼實(shí)現(xiàn)了多種玻璃、玻璃及單晶硅之間的焊接。美國PolaOnyx公司使用特種激光單線/多線掃描，實(shí)現(xiàn)了玻璃焊接及密封。Hélie等使用激光將100μm厚的玻璃端蓋微焊接到微結(jié)構(gòu)光纖上，成功為標(biāo)準(zhǔn)光纖和微結(jié)構(gòu)光纖焊接端蓋。Tamaki等在研究中使用波長為1558nm的激光成功實(shí)現(xiàn)了異種玻璃之間、玻璃與硅片之間的焊接，分別獲得了9.87MPa和3.74MPa的焊接強(qiáng)度。
但多數(shù)學(xué)者研究激光焊接玻璃的結(jié)果，焊接融合區(qū)域均呈現(xiàn)水滴狀，其主要由3部分組成，分別為頂部的圓形空腔、中部的熔融區(qū)域和底部的微小空腔構(gòu)成的線形結(jié)構(gòu)。其中頂部和底部的空腔容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，參數(shù)控制不好，也易產(chǎn)生裂紋，另外由于其為水滴狀結(jié)構(gòu)，線間距控制不好可能會導(dǎo)致斷續(xù)未連接成型的焊縫。
展開 盾構(gòu)機(jī)刀具堆焊耐磨材料種類多，該如何選擇?
為合理選擇一種適合盾構(gòu)機(jī)刀具耐磨處理的堆焊材料，并根據(jù)盾構(gòu)機(jī)刀具的磨損原理，選取4種耐磨堆焊材料，并對其焊接方法的工藝性能、高溫釬焊后堆焊層的硬度和耐磨性進(jìn)行試驗對比。
一、盾構(gòu)機(jī)堆焊材料
1、KB600耐磨焊絲
KB600耐磨焊絲為鉻鉬鎢系堆焊焊焊絲，地鐵盾構(gòu)施工刀具刃口堆焊專用。KB600不但耐950℃高溫，而且裂紋傾向小，具有良好的抗沖擊性及耐磨性。焊縫表面成型美觀，無渣，單層硬度HRC≥60。KB600耐磨焊絲由北京固本科技有限公司自主研制，北京固本是國內(nèi)唯一一家專業(yè)研發(fā)耐磨堆焊金屬材料的高新技術(shù)企業(yè)，公司是國家級大學(xué)科技園企業(yè)，并獲政府相關(guān)部門專項資助。
2、UTP A DUR 600耐磨焊絲
UTP A DUR 600焊絲用于表面堆焊，具有良好的抗沖擊和耐磨損性能，通常用于承載高的沖擊和中等磨損的部件。UTP A DUR
600耐磨焊絲可用于盾構(gòu)施工刀具刃口堆焊。德國UTP.公司是世界著名的特種焊接材料生產(chǎn)企業(yè)，有著40多年研究、開發(fā)和生產(chǎn)特種焊材的歷史經(jīng)驗。
3、YD212焊條
YD212是鈦鈣型藥皮的CrMo型堆焊焊條，可交直流兩用。堆焊時電弧穩(wěn)定，脫渣容易。用于單層或多層堆焊各種受磨損的機(jī)件表面，如盾構(gòu)機(jī)刀具等。四川大西洋焊接材料股份有限公司生產(chǎn)YD212耐磨焊條，四川大西洋是由國內(nèi)第一家焊接材料制造廠“中國電焊條廠”改制設(shè)立的股份制上市公司。
4、YD628焊條
YD628是石墨型藥皮的抗磨粒磨損高碳、高鉻鑄鐵堆焊焊條。堆焊層為高碳高鉻鑄鐵型彌散碳化物，且堆焊層硬度較高，耐熱強(qiáng)性能較好，但堆焊層硬而脆，承受壓力與沖擊載荷的能力較低。天津市金橋焊材集團(tuán)有限公司生產(chǎn)YD628耐磨焊條，天津金橋是專業(yè)生產(chǎn)焊接材料的大型企業(yè)。
展開 官宣：做新時代“大國工匠”——火箭焊接大師高鳳林亮相國新辦，與中外記者見面
特種熔融焊接工高鳳林
據(jù)《人民日報》10月20日報道，10月15日，在國新辦舉辦的產(chǎn)業(yè)工人優(yōu)秀代表中外記者見面會上，中國航天科技集團(tuán)有限公司第一研究院首都航天機(jī)械有限公司特種熔融焊接工高鳳林對“工匠精神”的闡釋，贏得現(xiàn)場一片嘆服。
從事火箭發(fā)動機(jī)焊接工作30多年來，他多次攻克發(fā)動機(jī)噴管焊接技術(shù)世界級難關(guān)，為北斗導(dǎo)航、嫦娥探月、載人航天等國家重點(diǎn)工程的順利實(shí)施以及長征五號新一代運(yùn)載火箭研制做出了突出貢獻(xiàn)，被稱為火箭“心臟”的“金手天焊”。
央視專訪高鳳林
1980年，技校畢業(yè)的高鳳林進(jìn)入火箭發(fā)動機(jī)焊接車間氬弧焊組。為了練好基本功，他吃飯時習(xí)慣拿筷子比劃著焊接送絲的動作，喝水時習(xí)慣端著盛滿水的缸子練穩(wěn)定性，休息時舉著鐵塊練耐力，更曾冒著高溫觀察鐵水的流動規(guī)律。漸漸地，高鳳林日益積攢的能量迸發(fā)出來。
上世紀(jì)90年代，為我國主力火箭長三甲系列運(yùn)載火箭設(shè)計的新型大推力氫氧發(fā)動機(jī)，其大噴管的焊接曾一度成為研制瓶頸。全部焊縫長度近900米，管壁比一張紙還薄，焊槍停留0.1秒就有可能把管子燒穿或者焊漏，一旦出現(xiàn)燒穿和焊漏，不但大噴管面臨報廢，損失百萬，而且影響火箭研制進(jìn)度和發(fā)射日期。這項艱巨的任務(wù)，落在了高鳳林身上。
長三甲運(yùn)載火箭騰空而起
經(jīng)過不斷摸索，高鳳林和同事攻克了燒穿和焊漏兩大難關(guān)。最后，第一臺大噴管被成功送上了試車臺，這一新型號大推力發(fā)動機(jī)的成功應(yīng)用，使我國火箭的運(yùn)載能力得到大幅提升。
“我在航天一線干了38年，在我看來，工匠精神的核心，就是要做到讓人豎大拇指。”高鳳林說，“此外，個人目標(biāo)一定要與企業(yè)的、國家的發(fā)展目標(biāo)相一致，如此才能實(shí)現(xiàn)個人價值。”
在航天工作一線，大家都知道高鳳林有把“不可能”變?yōu)椤翱赡堋钡谋臼隆＿@源于他在工作中敢闖敢試，不斷創(chuàng)新突破。
展開 
TiO2活性劑對不銹鋼激光焊接等離子體聲發(fā)射效應(yīng)的影響
重慶市特種焊接材料與技術(shù)高校工程研究中心，重慶 400054
摘 要：針對不銹鋼采用添加TiO2活性劑進(jìn)行活性脈沖激光焊接研究，通過實(shí)時檢測焊接過程的結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射信號，研究了激光焊接過程等離子體信息的表征方法及其活性焊接機(jī)理. 結(jié)果表明，添加TiO2活性劑增強(qiáng)了材料對激光能量的吸收，增強(qiáng)了等離子體的能量及其對材料的傳熱，從而影響焊接過程傳熱效應(yīng)，這是添加TiO2活性劑的脈沖激光焊接熔深增加的主要機(jī)理.
利用實(shí)時檢測焊接過程中的等離子體聲發(fā)射信號可以對活性脈沖激光焊接過程的等離子體變化行為進(jìn)行檢測和評估.
由焊接過程中采集得到的等離子體聲發(fā)射信號統(tǒng)計而來的振鈴計數(shù)特征值，以及計算而來的RMS波形和相應(yīng)信號的功率譜分布，均反映了活性劑的添加增強(qiáng)了激光焊接過程等離子在時頻域上的活動.
關(guān)鍵詞：活性劑；脈沖激光焊；等離子體；聲發(fā)射
0 序 言
激光焊接是一種具有高能量密度熱源特征和高效率的焊接方法，在工業(yè)制造領(lǐng)域獲得了非常廣泛的應(yīng)用.
而添加活性劑的活性激光焊可以顯著增大焊縫熔深，進(jìn)一步提高焊接效率，這也已在行業(yè)內(nèi)形成共識.
對于MIG、TIG這一類電弧焊接方法的活性焊，國內(nèi)外研究者往往認(rèn)為活性劑改變?nèi)鄢乇砻鎻埩α骱褪湛s電弧導(dǎo)電通道是熔深增加的主要機(jī)理[1, 2]. 而激光焊形成的熔池更小，熔池存在于液態(tài)的時間也遠(yuǎn)小于電弧焊. 這使得表面張力在促進(jìn)熔池對流的驅(qū)動力中不能起到電弧焊接方法中的主要作用. 因此，活性激光焊的熔深增加機(jī)制是研究活性激光焊并提高焊接質(zhì)量和效率的關(guān)鍵.
王小博等人[3]研究了鹵化物活性劑對Nd:YAG激光焊接鋁合金焊縫熔深的影響，并運(yùn)用高速攝像及光譜診斷的方法來分析鹵化物活性劑對鋁合金激光焊接熔深增加的作用機(jī)理，結(jié)果表明，鹵化物活性劑使等離子體對激光的散射、折射和逆韌致吸收減小，可以導(dǎo)致透過等離子體照射在試件表面的激光功率密度增大.
展開 航天工業(yè)攪拌摩擦焊裝備
作為國內(nèi)最早應(yīng)用攪拌摩擦焊技術(shù)的行業(yè)之一——航天工業(yè)，早在2003年就開始了與賽福斯特公司的合作，本期為您介紹賽福斯特為于航天工業(yè)領(lǐng)域開發(fā)的攪拌摩擦焊接裝備。
2004年，航空工業(yè)賽福斯特公司向中國航天集團(tuán)某單位交付了第一臺用于導(dǎo)彈殼體攪拌摩擦焊接的特種裝備。
Type: FSW-3LM-025
Max Thickness:25mm
X Axis:0-2400mm
Y Axis:0-1000mm
Z Axis:0-400mm
Control System:SIEMENS 840D
Closed loop control:Force Control
2005至2008年期間，航空工業(yè)賽福斯特公司向上海航天某單位交付了用于運(yùn)載火箭燃料貯箱環(huán)縫焊接的數(shù)控懸臂式攪拌摩擦焊裝備、用于運(yùn)載火箭燃料貯箱縱縫焊接的立式縱縫攪拌摩擦焊裝備、用于大厚度雷達(dá)面板焊接的雙梁重載攪拌摩擦焊裝備及用于平面二維散熱器焊接的平面二維攪拌摩擦焊裝備。
展開 首鋼“兩機(jī)”重大專項材料研發(fā)取得突破
目前，首鋼北冶公司成功研發(fā)出鑄造高溫母合金、變形高溫合金、高溫刷絲密封、高端焊接等特種材料，可用于航空發(fā)動機(jī)的動力部件、控制系統(tǒng)等的制造；同時，在重型燃?xì)廨啓C(jī)葉片首批材料項目攻關(guān)中，成功研發(fā)出具有耐高溫、耐腐蝕、使用壽命長等特點(diǎn)的鈷基高溫母合金、鎳基高溫母合金樣品材料。
首鋼北冶公司黨委書記、董事長降向冬介紹，為了滿足“兩機(jī)”核心材料對先進(jìn)工藝裝備設(shè)計和制造的要求，他們投資進(jìn)行冶煉生產(chǎn)線改造，新建了容量為3噸的真空冶煉爐，同時組建起一支高技術(shù)人才團(tuán)隊，從材料的調(diào)研、設(shè)計到實(shí)驗展開一系列攻關(guān)。
由于“兩機(jī)”材料制造工藝極其復(fù)雜，世界上只有少數(shù)國家能夠獨(dú)立研制。“沒有參考資料，時間緊迫是研發(fā)過程中遇到的最大困難。”首鋼北冶公司材料研究所所長李振瑞介紹，“‘兩機(jī)’核心材料的開發(fā)，必須借助大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。由于國外技術(shù)的嚴(yán)密封鎖，我們只能靠自己摸索，不斷實(shí)驗，獲得數(shù)據(jù)。攻關(guān)團(tuán)隊為了一項數(shù)據(jù)，有時一個星期都吃住在辦公室，夜以繼日，反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗。”
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