第五章-优质高效焊接及切割技术.ppt

第五章优质高效焊接及切割技术第一节精密焊接精密焊接：是指可以达到精确成形制造目的焊接工艺。一、激光焊接：1、概述：激光焊接的概念：激光焊接：是利用能量密度很高的激光束聚焦到工件表面，使辐射作用区表面的金属“烧熔”粘合而形成焊接接头的焊接方法。激光焊接的特性：一束高亮度的激光、经聚焦后光斑直径可小到几微米而产生巨大的能量密度，在千分之几秒甚至更短时间内使任何可熔化、不可分解的材料熔化，而进行激光焊接。,激光焊接的特征：是小孔效应的焊接。如图。2、激光焊接的特点：激光焊接是一种高效率的焊接工艺：焊接速度高。激光照射时间短，被焊材料不医氧化、焊点小、焊缝窄，焊接变形小，精度高。激光焊接不产生焊渣。激光焊接的材料，不需要预先或焊后热处理。可焊接同种金属，也可焊接异种金属。焊缝的承载能力高于母体的承载能力。激光焊接设备成本高，焊接件拼装精度要求高。3、激光焊接设备：,激光焊接设备主要由激光器、激光电源、光学系统、控制系统和机械系统等五部分组成。激光器：将电能转变成光能。激光电源：为激光器提供所需要的能源。光学系统：将激光束聚焦。控制系统：控制焊缝轨迹。机械系统：运动执行机构。4、激光焊接工艺：保护气体：激光焊接采用保护气体，防止焊缝氧化。焊接速度：在一定激光功率下，降低焊接速度，则熔深增加。但速度过低，熔深不会再增加，而使焊缝变宽。对于给定的激光功率条件，存在一维持深熔焊接的最低焊接速度。熔深：在维持深熔焊接的最低焊接速度下，可得到最大熔深。,材料的焊接性：激光焊接的材料焊接性，与普通焊接相似。激光焊接的焊接性如图。二、电子束焊接：1、电子束焊接的概念：电子束焊接：是在真空条件下，利用聚焦后被加速的能量密度很高的电子束，以极高速度冲击到工件表面极小面积上。在极短时间内，其能量大部分转变为热能，从而引起材料的局部熔化达到焊接目的的焊接方法。2、电子束焊接设备：主要由电子枪系统、真空系统、控制系统和电源系统等四大系统组成。电子枪系统：用来发射高速电子流，并加以聚集的系统。真空系统：保证真空里所需的真空度，电子束只有在真空下才能高速运动。,控制系统：控制电子束大小、方向以及工作台移动的系统。电源系统：为电子束提供能源。3、电子束焊接的特点：焊接不用焊条，在真空中进行，焊缝化学成分与母材相同。非接触式焊接，工件不受机械力作用。电子束可聚焦到微米级，是一种精密微细加工方法。第二节特殊环境下焊接成型技术一、空间焊接：1、空间焊接的概念：空间焊接：就是在太空条件下进行焊接操作的焊接方法。2、空间焊接方法：电子束焊接可用于空间焊接。电弧焊接加少量气体来维持电弧稳定，也可用于空间焊接。,二、水下焊接：1、水下焊接的概念：水下焊接：在水下进行焊接操作的焊接方法。2、水下焊接方法：湿法焊接：焊接部件浸泡在水中的焊接方法。适用于水深为3060米较浅水深的焊接作业。干法焊接：使用水下压力仓，使焊接时水被排出仓外，在高压气下焊接的焊接方法。适用于水深较大的焊接作业。局部干法焊接：采取特殊措施使待焊接部位形成局部无水空间进行焊接的焊接方法。此法正处于研究试用阶段。,第三节现代切割技术一、激光切割：1、概述：激光切割的概念：激光切割：是利用经聚焦的高功率激光束照射工件，使被照射处的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点，同时借助光束同轴的高速气体流吹除熔融物质，从而实现割开工件的一种切割方法。激光切割方式：气化切割：切口部分的材料以蒸汽或渣的形式排出。适用于不熔化的材料（如木材）的切割。熔化切割：在气流作用下，切口料以熔融物质形式由切口底部排出。,激光切割的特点：质量好：切割面光洁美观，切口宽度窄，热变形小。效率高：可实现高速切割，切割速度可达到每分钟数十米。柔性高：易实现自动控制，可切割任意形状、尺寸的板材。材料适应性好：几乎可切割任何金属和非金属材料。2、激光切割设备：激光切割设备主要由激光器、数控工作台和辅助设备等三大部分组成。3、激光切割工艺参数：激光功率：由切割厚度、切割速度和切口宽度确定。辅助气体的种类和压力：例如，切割低碳钢采用氧气作辅助气体，压力大切割效果好。切割速度：主要由板厚确定。,焦点位置：与切割材料有关。如切割低碳钢把聚焦的光斑设在工件上表面。二、超声切割：1、超声切割的概念：超声切割：是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或磨料中，产生磨料的冲击、液压冲击以及由此产生的气蚀作用来去除材料的切割方法。原理如图。2、超声切割的特点：适合硬脆材料的切割，尤其适合不导电非金属硬脆材料。工件表面切削力和切削热很小，不会产生变形和烧伤，表面质量好：主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用来切除材料。加工金属硬脆材料时，加工效率较低。,三、高压水射流切割：1、高压水射流切割的概念：高压水射流切割：是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，在经储液畜能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成高速液体束流，喷射到工件表面，去