振动焊接技术在冶金设备中的应用范文

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摘要：

随着我国科学技术和冶金工业的不断发展，市场对金属材料的需求越来越大，冶金设备在冶金工业中得到了广泛的应用，但是就目前而言，冶金工业的环境非常恶劣，恶劣的环境对冶金设备造成很大的损伤，因此冶金设备的维护和维修应该引起更高的重视。本文主要阐述了振动焊接技术在冶金设备维修中的应用，并结合有效的维修方案，提出加强冶金设备维修的有效措施，不断提高我国冶金设备的使用年限。

关键词：

振动焊接技术；冶金设备；维修

振动焊接技术具有焊接速度快、维修效率高和成本低等特点，将其应用到冶金设备的维修中，可以焊接一些大型的零件，其焊接原理是利用不同零件之间的相互摩擦力转化为热能，在接头面区域通过熔化并进行焊接，是一门较新的焊接技术，凭借着其焊接优点在很多设备的维修中都得到了广泛的应用。

1振动焊接技术的原理和过程

在振动焊接的过程中，焊接的能量来自于不同零件之间的摩擦产生的热能，由于热能的产生，在不同零件之间的交界面就会熔化，熔化之后进行重新焊接。在这个过程中，两个零件之间的摩擦是在压力作用下运动产生的，通过摩擦产生热量，零件之间的接头处材料的温度就会不断升高，在高温下，设备材料达到熔点温度之后会发生熔化。当材料都被熔化之后，零件的运动停止，设备材料在压力作用下就会凝固，最终完成焊接。振动焊接主要包括四个阶段，分别为固态摩擦阶段、瞬态阶段、稳态阶段和冷却阶段。固态摩擦阶段就是两个零件之间通过摩擦产生热量的过程，产生的热量导致温度的升高要达到材料的熔点，而不同的材料熔点是不一样的，所以针对不同的材料摩擦的时间和力度也是不一样的。此外，有一些材料的摩擦系数较大，零件之间很难发生摩擦，这时候需要借助表面润滑促进两件的振动和焊接，在这个过程中，材料还是处于固态的。第二阶段就是瞬态阶段，这个阶段的时间较短，是固态材料转变为液态材料的过程，是一个过渡的阶段。第三阶段是稳态阶段，在这个阶段，固态材料已经全部转化为液态材料，所以溶液层的厚度基本已经是不变的了，所以已经达到了能量平衡。第四阶段是冷却阶段，这时候振动已经停止，材料冷却，在夹紧压力下会凝固，最终完成焊接，冷却阶段其实就是焊接阶段。

2振动焊接技术在冶金设备维修中的应用

2.1振动焊接技术在连铸辊修复中的应用在冶金工业中，随着冶金规模的不断增大，冶金设备的体积也越来越大，大型设备之间的构件本身就是采用焊接连接的，而对于大型的构件来说，对焊接技术的运用也是比较高的。振动焊接技术是在振动实效技术上发展起来的，在构件被焊接成型之后，通过振动的方法来消除构件之间的残余应力，但是构件的材料力学性却不会发生变化。连铸辊辊芯材料一般使用耐热钢，在长久的使用过程中，会出现裂纹和弯曲。对连铸辊修复的传统方式是埋弧焊，虽然具有一定的修复效果，但是却大大降低了连铸辊的使用寿命，这是因为在传统焊接过程中，会由于高温使连铸辊出现磨损和龟裂[1]。使用振动焊接技术，通过摩擦力产生的热量使材料熔化进行焊接，有效降低了对连铸辊的磨损量，在修复完成后也很少出现龟裂的情况。

2.2振动焊接技术在齿轮修复中的应用在冶金设备中，齿轮是一种非常常见的零件，几乎在所有的设备中都可以看到，对齿轮的修复也可以使用振动焊接技术。齿轮在很多设备中都比较常见，齿轮的制作原料一般为低碳合金钢，往往外硬内韧[2]。齿轮的处理工艺十分复杂，包括很多道工序，所以在修复齿轮的过程中，要合理的控制维修的热量，要充分考虑到齿轮淬硬倾向大的特点，只有将热量控制在一定的范围内，才能降低会齿轮的不利影响，避免对齿轮造成较大的损害。采用振动焊接技术就可以很好的修复齿轮，采用振动焊接技术，可以很好的修复轴断齿和齿条断齿等问题，即使对于大型的人字齿轮在使用过程中出现的断齿问题，在焊接过程中，可以适当的增加压力，压力增加适当降低焊接的轻度和温度，使齿轮免遭受高温的损害。

2.3振动焊接技术在叶轮叶片修复中的应用风机叶轮在冶金设备中也比较常见，很多叶轮材料都是钢，它的功能主要是除尘，所以风机的作业条件是相当恶劣的，16Mn钢的材料在使用过程中容易出现磨损和腐蚀等现象，很多风机的叶轮或者叶片在使用3000个小时之后便会出现磨损和腐蚀的现象，最终报废[3]。将振动焊接技术应用到叶轮叶片的修复中，可以很好的延长叶轮叶片的使用寿命，设备的功能也可以很好的发挥。叶轮在制作加工的过程中会受到各种因素的影响，当外界因素消失之后，如果受到的作用力不能完全消失，而仍然存在结构中，我们将这种作用力称为残余应力。叶轮叶片在焊接的过程中也会引起残余应力，从而使叶轮叶片发生二次变形。而使用振动焊接技术，在焊接过程中会给叶轮施加周期性的外力，使叶轮振动，可以降低叶轮的焊接残余应力，避免或者降低叶轮发生二次变形的概率和强度。

3结语

随着冶金工业的不断发展，冶金设备的运用越来越广泛，但是由于冶金环境的恶劣，因此冶金设备常常会被损伤，需要做好维修工作。为了保障冶金设备的安全使用，可以将振动焊接技术应用到冶金设备的维修过程中，维修维护人员需要详细了解振动焊接技术的工作原理和工作过程，在设备发生故障之后，应该保持冷静，找出故障发生的症结所在，合理利用振动焊接技术，顺利解决设备故障问题，保障冶金顺利进行，从而提高企业的经济效益。

参考文献：

[1]朱政强,陈立功,倪纯珍.振动焊接工艺的研究现状及发展方向[J].焊接,2013,21(25):5-6,11.

[2]夏邦一.振动焊接——动摇了塑料连接技术的现状[J].塑料科技,2013,55(42):15-16.

[3]张胜玉.塑料振动焊接技术[J].航空制造技术,2014,22(63):116-119.

作者：崔菊兰 单位：莱钢集团设备检修中心