国外焊接技术最新进展情况.docx

国外焊接技术最新进展情况国外焊接技术最新进展情况电阻点焊被认为是汽车车身制造中最重要的连接工艺。尽管有激光束焊接和粘结剂粘接等新技术，但点焊在汽车车身制造中仍然会保留其稳固的地位。由于许多因素都会影响点焊的加工质量，而且点焊的质量标准要求很高，因此有必要系统地检查点焊接头的质量。为此，过去的作法是采用损伤性测试方法进行随机测试。由于这种方法存在一些缺点，例如：会毁坏测试样件或使其变形，测试时间长，在凿击过程中会损坏和松动工件，当使用“锌粘结剂”时使用凿击的方法会找不到粘接点，所以它已不适合现代制造技术和成本核算意识。这里提供了一种补救方法??“点线超声测试法”，用这种方法，在焊接过程中就可进行焊点的检查。“IQR系统”是电阻点焊过程中在线质量测试和优化的一种新的控制工艺。这种方法可以在使用U-I特性评价的基础上补偿控制中一些参数变化的干扰，如板材厚度的变化、镀层厚度的变化、电极磨损损耗等的变化。由于操作简单，IQR控制器保证了稳定可靠的高质量点焊，并且节省了时间和成本。在电阻点焊领域，人们可以清楚地看到焊接设备中使用伺服马达驱动的明显趋势。在2001年的国际埃森焊接展览会上，不少于12家制造商展示了使用伺服电机驱动技术的焊接设备(安装在微型点焊机、手动和机器人焊枪，以及基座式点焊机上)。根据专家预测，由于焊接质量好和焊接周期较短，所以气动焊接设备将会越来越多地被伺服驱动的焊接设备所取代。另外，一些制造商展示的焊枪采用气冷伺服电机驱动，对电极需要施力和对焊接周期时间有要求的焊接任务有广泛的应用前景。带有焊头压电线性驱动的微型点焊装置，具有理想的重新设定参数的特性，并能方便地对移动路线进行编程。由于其机械结构坚固稳定和采用了压电驱动技术，所以使焊接前后定位所需的时间很短。因此，可以不失时机地从工作清理阶段转换到工作阶段，积蓄焊接的动力。由于机构坚固和采用了动态性能极高的驱动系统，使焊枪电极头更适用于自动焊接装置中，焊接效率很高。用于冲法铆接和点焊的普通焊枪，在运动速度和精度方面受到要求更加严格的高生产率的机器人的挑战。为了能够达到较大的工作范围，而折弯程度最小，通过精心设计开发了新一代的机器人焊枪，制造材料采用了结构极轻的碳纤维加强塑料(CFRP)。根据研究成果，经过精心试验优化后制造了一个焊枪样品。最近研制的结构有一个纵向加强的非常坚固的弯曲臂和可提供强大的反作用力，竟然可以通过在线控制补偿角度的偏移。这一应用促进了人们进一步开发更好的现代纤维材料制造轻型结构的潜力。二、激光技术和使用激光束加工材料尽管功率在12mm×mrad4kW以上的Nd：YAG固体激光器的光束质量极高，也不可能达到CO2激光器的应用广度。正是由于CO2激光器的使用成本和维修成本较低，因此它能够得到广泛的应用。例如，3kW的层流CO2激光器可工作大约40000h，每小时的工作成本约为6马克。这种激光用普通CO2激光器的功率的一半时，在1.5m/min的焊接速度不变时，几乎仍能达到同样的焊接熔透深度。当对钢材的焊接熔透深度为4mm，激光束的功率一样时，Nd：YAG固体激光器的焊接速度只有CO2激光器的'一半。只有在用三维多轴铰接臂机器人的时候，使用Nd：YAG激光器的总投资才低于使用CO2激光器的情况，原因是通过光学纤维Nd：YAG激光器的光束传输比较简单。而在远距离焊接时，CO2激光器的激光束要通过镜头聚焦，扫描器的光学系统可以自由地将激光束定位在工件表面。聚焦透镜安装在一个电动滑轨上，可以在1500mm×1500mm×400mm的空间确定加工点。选用移动式反射镜装置，能够延伸到干扰边缘后面的焊点。将激光束焊接与弧焊工艺相结合可以获得一种值得注意的焊接工艺：即CO2激光束与气体保护金属极电弧焊工艺相结合的工艺。采用该工艺，能对不同级别的钢材进行高效率的焊接。使用这种工艺的目的是为了确定对焊接不同厚度的钢板时允许的最大间隙宽度amax。在钢板厚度t=5mm时，间隙宽度为2mm;当t=8mm时，宽度为1.35mm;当t=12mm时，宽度为0.7mm。焊缝是在重力状态下加工形成的，无需任何焊缝背后的熔液支持。在对20mm厚的钢板进行横向焊接时，可搭接的间隙宽度asssmax可达0.7mm，而不会产生任何技术问题。最佳工艺的其他方面还包括设定焊接和焊丝送丝的速度和选择焊丝的直径。人们对这种组合式的焊接工艺进行了试验，并在实际的焊接工作中进行了演示。例如，在迈尔造船厂，成功地焊接了几张7.5~12mm厚、10m长的钢板，焊接速度达到2m/min。在上述的组合式焊接工艺中，增加电弧的组合还可以进一步提高该工艺的优点，例如将每单位长度的能量降到最小，提高焊接速度及搭