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科技铸就辉煌 先进焊接技术 1 定义 焊接是通过加热或加压 或两者并用 用或不用填充材料 使工件达到结合的方法 焊接的特点 优点 1 连接性能好 密封性好 承压能力高 2 省料 重量轻 成本低 3 加工装配工序简单 生产周期短 4 易于实现机械化和自动化 不足 高温可能会使金属材料性能降低 焊接分类及特点 熔焊分类压焊钎焊 焊接时待焊处母材熔化 必须对焊件施加压力 用熔点低的钎料 母材不熔化 2 熔焊 压焊 钎焊 电弧焊 气焊 气体保护焊 电渣焊 等离子弧焊 CO2气体保护焊 氩弧焊 氢原子焊 焊条电弧焊 埋弧焊 电阻焊 摩擦焊 扩散焊 爆炸焊 超声波焊 软钎焊 硬钎焊 3 焊接技术发展简况 公元前2000多年中国殷朝用铸焊制造兵器公元前200年前 中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺 4 1801年 英国H Davy发现电弧 1859年 Deville和Debray发明氢氧气焊 1881年 法国人Meritens发明了最早期的碳弧焊机 1888年 俄罗斯人H C 发明金属极电弧焊 1889 1890年 美国人C L Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接 1909年 Schonherr发明了等离子弧 焊接技术发展简况 5 1900年 法国人Fouch和Picard制造出第一个氧乙炔割炬 6 1912年 位于美国费城的EdwardG Budd公司生产出第一个使用电阻点焊焊接的全钢汽车车身 大约1912年 美国福特汽车公司为了生产著名的T型汽车 在自己工厂的实验室里完成了现代焊接工艺 焊接技术发展简况 7 1916年 安塞尔 先特 约发明了焊接区X射线无损探伤法1920年 第一艘全焊接的汽船Fulagar号在英国下水 约1920年 第一艘使用焊接方法制造的油轮在美国下水 焊接技术发展简况 8 1926年 美国Langmuir发明原子氢焊 1926年 美国Alexandre发明CO2气体保护焊原理 1926年 由美国的A O Smith公司率先介绍了在电弧焊接用金属电极外使用挤压方式涂上起保护作用的固体药皮 即手工电弧焊焊条 的制作方法 1930年 前苏联罗比诺夫发明埋弧焊 1931年 由焊接工艺制造全钢结构组成的帝国大厦建成 焊接技术发展简况 9 1935年 美国的LindeAirProducts公司完善了埋弧焊技术 图为埋弧焊在造船中的应用 我校现有的埋弧焊机 10 1941年 美国人Meredith发明了钨极惰性气体保护电弧焊 氦弧焊 1941年 二次世界大战时舰艇 飞机 坦克及各种重武器的制造采用了大量的焊接技术 1943年 美国Behl发明超声波焊 1944年 英国Carl发明爆炸焊 11 1947年 前苏联Bopo e 沃罗舍维奇 发明电渣焊1949年 第一台使用弧焊和电阻焊工艺制造的全焊结构的FORD牌汽车下线 12 1954年 第一艘采用焊接工艺制造的核潜艇TheNautilus号开始为美国海军服役 13 1956年 中国成立了哈尔滨焊接研究所 1956年 前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术 上图为中国最早的摩擦焊设备 14 1960年 美国Maiman发现激光 现激光已被广泛的应用在焊接领域 上图为利用激光的机器人对轿车车门进行切割 1965年 焊接而成的Appllo10号宇宙飞船登月成功 15 1988年 焊接机器人开始在汽车生产线中大量应用 1984年 前苏联女宇航员SvetlanaSavitskaya在太空中进行焊接试验 16 1990年左右 逆变技术得到了长足的发展 其结果使得焊接设备的重量和尺寸大大的下降 17 1993年 使用机器人控制CO2激光器成功的焊接了美国陆军Abrams型主战坦克 18 1996年 以乌克兰巴顿焊接研B K Lebegev院士为首的三十多人的研制小组 研究开发了人体组织的焊接技术 19 2001年 人体组织焊接成功应用于临床 2002年 三峡水轮机的焊接完成 是已建造和目前正在建造的世界上最大的水轮机 20 焊接事业的蓬勃发展 焊接应用领域 航空航天建筑交通桥梁容器 管道汽车等 21 航空航天 22 神州6号载人飞船探索太空05年10月12日 前排左费俊龙 右聂海胜 后排左至右分别是翟志刚 吴杰 刘伯明 景海鹏 17日4时33分着陆 23 神州七号太空船08年9月25号发射升空 航天员 翟志刚 刘伯明与景海鹏 28号下午飞船将返回地球 24 嫦娥1号2007年10月24日18 05发射升空 三级氢氧发动机的喷管 1米多高 每个喷管由两百多根合金管焊接而成 内部中空 推进剂流入 可起到冷却作用 25 建筑 26 国家大剧院2007年9月25日试演 椭球形穹顶长轴212 2m 短轴143 64m 高46 28m 27 由歌剧院 音乐厅 戏剧场和公共大厅及配套用房组成 歌剧院 戏剧场 音乐厅 28 29 30 东倒西歪的新央视大楼 L型 09年竣工 高236米 51层 钢结构总用钢量高达12万吨 混凝土总用量达33万立方米 工程结构采用钢结构框架 支撑结构体系 是一个截面尺寸为67 0m 61 0m 高约227m的立型巨型框架结构 整个结构是在建筑的四角布置4个巨型 L 复合巨型柱 巨型柱之间用巨型钢桁架相连 组成巨型桁架支撑体系 31 上海环球金融中心 07年9月14日封顶 工程主楼高492m 地上101层 为世界第二高楼 总投资约为11亿美元总建筑面积377300平方米 钢结构总用量57744吨 主体结构为钢骨及钢筋混凝土混合结构 位与周边的巨型结构和中心核心筒是塔楼受力体系的核心部分 32 492米 480米 33 世界第一高楼 台北101大厦 508米 耗用了6万吨钢材 34 35 国家体育场 鸟巢 鸟巢造型呈双曲面马鞍形 东西向结构高度为68米 南北向结构高度为41米 钢结构最大跨度长轴333米 短轴297米 由24榀门式桁架围绕体育场内部碗状看台旋转而成 结构组件相互支撑 形成网格状构架 组成体育场整个的 鸟巢 造型 36 鸟巢中的焊接 鸟巢钢结构焊缝总长达30多万米 相当于北京二环的长度 其中现场焊接焊缝长达6万多米 GDC 1型焊接机器人焊接 手工焊 37 水立方 入选2006全球最受关注七大创新工程 38 水立方 中的焊接 北京2008年奥运会使用的游泳场馆 水立方 有5个泳池 可容纳17000名观众 水立方的焊接施工也非常难 对于工程量仅有六干多吨的复杂结构 现场全位置一级焊缝高达96534条的全位置焊缝 整个水立方工程使用的焊接球9843个 杆件20670根 构件总数30513个 由于多数是细长的杆件 设计总重量6700吨 不含埋件和加强板 ETFE膜材料用于 水立方 的外墙和屋顶 总的使用面积大约11万平方米 膜的宽度大约1 2 1 5米 由于膜生产时为带状 需要通过焊接连接在一起 接缝本身在外墙上并非清晰可见 虽然 水立方 表面免不了会出现拼缝 但郑方说 在巨大表面上出现因工艺产生的连接缝 反而有利于创造出建筑的特色感觉 39 铁路桥梁 40 香港昂船洲大桥 横跨香港蓝巴勒海峡全长1600m 主跨1018m 竣工后将成为世界跨度最大的斜拉桥 钢结构总重3 5万吨 钢板主要材质为S420M和S420ML高强度结构钢 41 格尔木市南山口焊轨厂无缝线路焊接作业 2004年9月20日凌晨实现了沪宁线303公里没有接缝攀钢生产出第四代钢轨PG4 强度级别为1300MPa 42 无缝钢轨焊接接头的打磨 43 中铁一局技术人员在探伤检测作业 44 容器管道 45 国产7000米载人潜水器 03 05年863立项 第九届高交会2007年10月12日 17日深圳会展中心可探测99 8 的洋底 钛合金制 采用电子束焊接 46 大型热壁加氢反应器 中国一重 上图为焊接制造了总重量达千吨级的大型热壁加氢反应器 该反应器重2100吨 直径5 5m 壁厚334mm 全长57 8m 内容积688立方米 在10 25MPa高压 400 480 高温 临氢及硫化氢等条件下工作 堆焊中 47 2004年8月3日最后一道焊口焊接 48 2004年8月3日最后一道焊口焊接完毕 2000年3月开始启动2002 7 4全线正式开工管道干线全长 4200公里焊口周围的总长度 110