焊接技术发展史范文

前言：我们精心挑选了数篇优质焊接技术发展史文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

【关键词】电子束焊接；焊接变形；厚板焊接；异种焊接；穿透深度

一、电子束焊接的发展

电子束的发现距今已有100多年的历史，由于电子具有获得容易并自身带有电荷，在电场下能够很容易被加速从而获得很高的能量，所以电子束很早即被研究。电子束焊接设备与当今一般应用的电子束设备相似，电子束被加速到具有很高的能量并通过电磁透镜聚焦于一点，然后作用于工件表面，电子的动能转变为热能从而进行材料的焊接。电子枪产生电子束，电子束在电磁透镜的聚焦下作用于工件表面，完成对工件的焊接。附属设备包括真空室、抽真空设备、水冷系统、光学观察系统以及各种阀门等。电子束能量密度D由下式决定：

D=k・I0.25V3.5

式中k为电子枪常数、I为电子束电流、V为加速电压，从式中各参数的指数出发，增大加速电压能够较大的增加电子束的能量密度，所以当前电子束焊接设备已发展到了300kV或更高，再配合电磁透镜的汇聚聚焦作用，以及真空度的提高，使得电子束作用于工件表面的能量密度越来越高，获得较好的焊接和加工效果。

二、电子束焊接的优点

电子束焊接在实验室研究以及工业生产方面均得到了广泛的应用，相对于其他焊接方式其具有特点和优势具体如下：

1、最小的焊接变形

扭曲变形与焊接过程中的热传导过程有关，而且一般是热量越高，焊接扭曲变形越大。电子束焊接过程热影响区小，焊接过程中收缩应变较小，所以适用于那些运用传统焊接方法焊接易开裂金属的焊接。

I. Magnabosco等[1]系统研究了电子束焊接过程中三种接头（Cu+AISI 304L不锈钢―接头Ⅰ；Cu+ AISI 304不锈钢―接头Ⅱ和Cu+ AISI 316L不锈钢―接头Ⅲ）热影响区的特性，焊接过程中除电子束电流、电子枪离工件的高度、焊接路径和铜板-钢板的厚度不同外，其他工艺参数均相同。得出以下结论：接头Ⅰ的热影响区基本可以忽略，接头Ⅱ和接头Ⅲ的热影响区仅为几十微米；三种接头热影响区的厚度大小与焊接过程中电子束能量相对应：接头Ⅰ焊接过程中电子枪的功率较小，输出能量较低，所以接头处除了发现一些Cu的渗透外，没有观察到其他缺陷；接头Ⅱ和接头Ⅲ在焊接过程中电子枪的功率较大，Cu的大量扩散使得奥氏体不锈钢颗粒变脆，一般情况下，这种现象会促进由于热作用而导致的微观裂纹的产生，使接头性能变差。

2、长焦长使得焊接过程容易实现

电子束作为粒子束而不能通过传统的光学透镜进行聚焦，能够使其聚焦的电磁透镜的具有较大的焦长，当前一般高压设备中电磁透镜的焦长可达180cm，且通过精确控制电子束能够穿透宽度仅为630μm的缝隙。因此对于那些几何形状较复杂的工件，有些部位不适宜传统焊枪的放置和焊接，但电子束焊接不受工件形状的限制，使得焊接过程更容易实现。

3、电子束焊接能够实现较大厚度范围工件的焊接

通过控制工艺参数，电子束焊接能够实现从千分之一英尺厚的到几英尺厚度金属的焊接。而且同一设备还能实现厚度差异较大工件之间的焊接，这是传统焊接方法所不能达到的。因为传统焊接方法是使工件发热然后熔化完成焊接过程，但这一过程中，如果热量恰好使厚件熔化，由于存在热传递，此时薄件承受不了如此之大的热量。反之，热量不足以使厚件熔化，不能实现焊接。为了改善接头的抗疲劳性能和韧性，必须获得较好的微观组织，这就需要在不改变工艺参数的前提下，改变接头处的组成，以达到目的。试验证明在焊接过程中引入纯Ti为填充物，对改善接头性能具有一定作用。电子束焊接还能实现厚度更薄的工件的焊接，而且焊缝质量良好，所以电子束焊接在薄件焊接方面具有较大优势。

4、电子束焊接能够实现不同金属之间的焊接

为了满足不同的需要，有时需要把不同材料焊接起来，例如承受较大扭矩的轴类件，其传动部分可以用一种材料，但抗疲劳部分需用另一种材料，电子束焊接能够实现这一过程。这样能够集多种材料的优点于一身，获得更好的实用性能。随着航空航天、军事、医学等的发展，Ti及其合金逐渐走进人们的视野，由于其具有好的力学性能、密度小、良好的生物相容性等优点，使得对其可焊性能的研究也逐渐开展起来。但传统焊接方法在Ti及其合金的焊接过程中，Ti极易与气氛中的O、N等气体结合生成化合物，破坏接头的性能。因此电子束焊接成为对Ti及其合金进行焊接的首选方法。

Ti合金具有优良的性能使得其与其他金属组合时能够表现出很多复合的优异性能，所以现在越来的越多的金属间焊接技术被研究。WANG Ting等[2]运用电子束焊接技术对Ti-15-3钛合金和304不锈钢进行了焊接性能研究。实验发现，在靠近Ti合金区域一侧，Cu与Ti的反应优先控制冶金学过程，生成Cu/Ti金属间化合物，具有很高的硬度；焊缝中部是Cu的固溶体并在其中分散着TiFe2，TiFe2不但能够增强焊缝的塑性，而且还能强化较软的Cu固溶体；靠近不锈钢一侧是Cu与Fe的固溶体，其中弥散有TiFe2。对焊缝进行抗拉强度试验，抗拉强度可达234MPa。

5、电子束焊接具有更大的穿透深度

电子束具有较高的能量，所以其可以穿透厚板或穿透与厚板厚度相当的多层板，这使得电子束焊接的应用范围更广，可以实现17mm厚的Ti6Al4V合金的焊接，像氩弧焊等传统的焊接方法是很难达到性能要求的。

三、结论

电子束焊接自20世纪50年展至今，已经在实验室和工业生产中得到了广泛研究与应用。相对于其他几种焊接方式，电子束焊接具有焊接变形小；聚焦透镜焦长大利于实现焊接过程；适用于较大厚度范围工件的焊接；异种金属焊接和更大的穿透深度等优点。因此其在不锈钢、钛合金、铜合金等对焊接条件要求较为苛刻的材料体系方面，特别是厚度较大工件以及绝缘材料焊接方面具有独有的优势和广阔的应用前景，正是由于这一系列优势，电子束焊接在研究及工业生产方面均发挥着不可替代的作用。

参考文献：

第2篇

【关键词】现代 焊接技术 发展 现状

从目前我国工业化发展现状来看，焊接技术已经在多种材料的连接中得到而来使用，同时随着高新技术的快速发展，传统焊接方式也发生了一些改变，转变为现在广泛使用的电子束及激光焊接技术。不管是在建筑行业，还是在机械、车辆等相关行业，焊接技术应用的作用都非常重要。随着我国与国外交流机会的逐渐增多，现代焊接技术也开始应用于一些非金属材料的连接上，并针对产品表面设计做出了创新，焊接技术的发展前景非常广阔。鉴于此，笔者结合自己的工作经验，对现代焊接技术发展的现状展开了分析。

1 现代焊接技术发展的特点分析

焊接这门工艺的发展主要依托于科学技术的发展。到目前为止，焊接工艺从诞生开始已经经历了上百年的历史，它的发展速度非常快熟，从20世纪以来，特别是近二三十年以来，科学技术得到了快速发展，各种现代焊接技术得到了发展，电子束、等离子物理、红外线以及微电子等现代科学技术都在焊接技术上得到了应用。新技术应用为焊接技术的发展奠定了坚实的基础，焊接技术的能力得到了广泛的增强，其应用范围也得到了扩大。现在已经出现了几十种具有特色的焊接方法，焊接技术在交通、机械、能源等多种领域中均得到了广泛应用。我们甚至可以说，现代科学技术的新成就已经在焊接领域中广泛渗透，极大的促进了现代焊接技术的发展。

2 现代焊接技术的发展现状简述

2.1 焊接生产自动化和智能化发展

焊接领域智能化发展重点体现在焊接智能机器人的发展上，从一定程度上来说，可以将焊接自动化水平与焊接智能机器人的发展水平等同看待。到目前为止，示教再现型是使用最为广泛的一种焊接机器人，这种智能机器人由人工引导机器人末端执行器或者人工导引机械模拟装置共同组成，其中人工引导机器人末端执行器安装在机械人的关节结构末端，人工导引机械模拟装置或者示教盒与控制系统相连接，是一种手持装置，用来对机器人进行编程，或者使机器人运动，因为这种机械人的编程是利用实时在线示教程序来完成在线示教的，完全评价机械人自身的记忆进行操作，所以不能不断的重复出现，这样一来就形成了焊接智能机器人的自动化焊接过程。

2.2 焊接工艺高速高效化

为了能够使焊接行业的高速发展得到实现，需要对现有的焊接工艺进行优化，国内外在这方面投入了很大的精力，目前活性化焊接工艺、多元气体保护焊接工艺等方面已经获得了很大的成效，同时在焊接速度上也有了很大进步，目前已经能够达到1.8m/min，焊接产品效率得到了极大的提升。目前随着国外数字化焊接技术的发展，我国也引进了相关产品与技术，不仅解决了原来技术上的刻板问题，同时焊接过程柔性化控制以及多功能集成也得到了实现，真正实现了焊接工艺的高效化与高速化。

2.3 焊接质量优化保证

焊接质量对于焊接产品来说是最为重要的，如果质量不尽如人意，那么对于日后产品使用质量将会起到重大限制性作用，同时焊缝跟踪技术对于焊接质量的保证也非常关键。目前我国在焊缝跟踪技术上投入了比较大的精力，目前技术也发展的比较成熟，例如熔滴过渡控制目前也引入了数字化焊接电源，系统中开始使用比较先进的电子元件，在质量控制问题上可以做到得心应手，同时在应用上也不输给国外的技术，成为焊接行业中非常关键的部分，是保证焊接质量的一项重要技术。

3 对现代焊接技术未来发展的展望

3.1 积极寻求解决焊接制约新材料的途径

焊接技术发展到一定阶段以后，新材料的开发也开始进入到该领域工作者的视线中，将工作重点放在新材料研制及焊接科技发展两方面。对于焊接技术来说，新材料不一定是好的，但是它的可焊接性却是需要重新菇凉的，同时要认识到材料的高性能与可焊接性二者之间存在矛盾，鉴于此，为了对这一对矛盾进行解决，焊接工程师应该与材料研究工程师紧密联系，将一些新型材料映入到焊接材料中，这样焊接的质量才能得以保证。

3.2 促进焊接产品质量的提高

焊接产品质量和焊接质量直接相关，为了使焊接产品的质量得到提高，首先应该从思想上将焊接是制造焊接产品中薄弱环节的思想消除掉，并以此为基础对更好的焊接工艺加以研究，并对焊接工艺中存在的不足进行改善，这样才能对焊接质量进行提高，不断改善焊接产品的性能。

3.3 对焊接领域整体环境进行改善

焊接行业在大众眼中就是“脏、乱、差”行业的代表，同时也正因如此使很多高素质人才在迈入这一行业中的步伐受到了阻碍。实际上焊接行业需要大家重视自己的形象，并使烟尘、噪音等因素的影响得到减少，创造良好的焊接环境，这样才能使工作环境更具吸引力。现代焊接行业对焊接自动化非常重视，并针对焊接机械人展开了进一步的研究，相信这将对未来传统焊接行业形象塑造起到一定的帮助，吸引更多高素质人员投入到焊接领域的工作中，使焊接行业得到更好的发展。

4 结语

综上所述，目前我国正处于工业占主导的情况中，对于工业的发展来说现代焊接技术对其推动作用是非常明显的。近年来随着我国社会经济的快速发展，更多研究者开始致力于对焊接新材料的探究上，这对于现代焊接行业来说是非常值得期待的，如果能够在新材料方面取得举世瞩目的成就，将会成为焊接领域的重要革命。

参考文献：

[1] 李方芳.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状及未来发展趋势[J].科技风，2014（18）：165.

[2] 李刚卿，邢立伟，郑浩敏，路浩. 高速列车制造焊接技术应用展望[J].焊接，2011（5）：14-19+69-70.

第3篇

【关键词】焊接技术 ；低温焊接 ；材料； 趋势；

中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：

一、 当代钢结构焊接技术

当代我国的焊接技术经过几十年的发展取得了较为突出且迅猛的进步，其中诸多新技术及方法的应用使焊接的牢固性明显增强，但其中存在的一些问题也不容忽视，下面就对此进行相应总结。

1. 出现冷热裂纹

冷裂纹即指焊缝冷却过程中，温度降低到马氏体转变温度范围(300-200℃以下)时产生的裂纹，在焊接后较长时间或立即后出现，因此也被称为延迟裂纹。其焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在及浓集和较大焊接拉伸应力的存在是冷裂缝形成的3个基本条件。

热裂纹又被称为高温裂纹或结晶裂纹，是指高温下产生的裂纹，通常在焊缝内部产生，也可能出现于热影响区内；以纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹为主要的表现形式。在冶金因素和力学因素的共同作用下即产生热裂纹，其产生原因是在结晶过程中焊接熔池中的低熔点共晶和杂质以液态间层形式存在而导致出现偏析现象，其强度在凝固后也较低，当焊接应力足够大时，液态间层或凝固不久的金属将被拉开而形成裂纹。另外，若低熔点共晶和杂质存在于母材晶界表面，焊接应力足够大时也可形成裂纹。

2. 厚板、长焊缝焊接技术不完善

建筑钢结构的焊接制作过程中的厚板、长焊缝的焊接效率及质量对钢结构的实体质量和成本有极其关键的影响。厚板对接和箱型构件、T型焊缝的角接全熔透焊缝焊接不仅工作量最大，对技术要求最高，而且在焊接过程中焊缝第一层采取SAW技术进行清渣工作也十分困难。因此，在实际中常采用以GMAW打底和SAW盖面结合的工艺，但焊接效率的提高却受到较大影响；在厚板对接和T型焊缝焊接中，为了达到焊缝全熔透、无缺陷的效果而广泛采用碳弧气刨清根工艺，然而，此工艺一方面增加了成本，另一方面对接头质量和焊工身体也有较大影响。

3. 现代钢结构焊接技术缺乏自动化

现在工业发达国家焊接自动化水平已达到80%以上，因而其在工作质量和效率上都占有很大优势。而相较于我国按照手工焊和自动焊耗材估计得出的，名义上的30%自动化水平，两者间差距极大。伴随着建筑焊接结构向大型化、重型化及高参数精密化发展的趋势，效率低下、质量不稳定的手工焊将成为阻碍生产效率和产品质量稳定性提高的首要因素。

在制造厂和施工现场，我国焊接操作还停留在半机械或机械焊甚至是手工焊的水平上，焊接的自动化并未取得任何实质性的发展；相较于邻国日本也有不小差距，其已实现工厂内钢结构焊接的自动化，极大的降低了人工成本，也使工效及质量得到提高。由于我国经济及社会保障的不断发展，增长的人工成本将不可避免的阻碍其发展。

4. 钢结构焊接从业人员技术水平有限

焊接技术对整个钢结构业务流程的影响可以说是举足轻重，因为自钢结构设计到整个钢行业，焊接技术的应用几乎贯穿了所有的行业流程。所以，了解熟悉相关的技术应用是作为钢结构焊接行业的技术人员的基本要求，而掌握自身业务所涉及的焊接应用技术已是对从业人员的最低要求。但是现实不容乐观，我国焊接从业人员与钢行业的规模并不协调，钢结构焊接人员中懂得焊接应用技术的少之又少，更不要说精通了，其人员配备与钢结构行业本身需求间存在较大的差距。

二、未来我国钢结构焊接技术发展趋势

根据我国现钢结构焊机技术的发展现状，促进我国焊接技术的发展，使其适应钢结构行业及我国市场经济的需求，赶超工业强国焊接技术发展水平，可预测我国钢结构焊接技术主要有以下几个发展趋势。

1.低温焊接技术得到广泛应用

因我国地处温带，冬季持续时间长且覆盖范围广，故钢结构焊接冬季施工历来是业内人士关注的重点。多年来不管是学术界还是工程界均致力于解决焊接工程冬季施工及确定施工临界温度问题。

在国家体育场“鸟巢”的焊接工程中1万吨以上的钢结构焊接工作是在冬季完成的。冬季焊接施工的临界温度要从人、焊机、材料、焊法及环境五个方面来确定，而仅从钢材、焊材的承受力进行判断是不全面的。根据此观点在“鸟巢”组织的大规模低温焊接试验取得了较好效果，据此进而确定了停止焊接作业的临界温度为150℃，《国家体育场钢结构低温焊接规程》也得到了相应的确定。建筑钢结构的冬季焊接施工不仅可以显著缩短工期，也必将创造极大的经济价值。因此，在“鸟巢”钢结构焊接中采用的相关低温焊接技术、经验具有极大的实践价值，必将被广泛接受并将在未来施工中得到推广应用。

2.焊工资格认证制度建立

由于现代钢结构工程复杂，施工环境多样，焊接对象不确定，市场竞争严酷，工程过程中始终是焊接方案编写、工艺评定、检修等许多工作交叉进行的情况，且钢结构的安装及焊接过程战线长、点多面广的特点和因素的影响，使准确科学的安排使用焊接人员，充分发挥其最大的能力和能动性成为了极具挑战的管理学要求。焊接管理对于“天时、地利、人和”三方面的要求造成了其独特的管理困难。此外，培养造就大量熟练掌握钢结构焊接应用技术的专业性极强的从业人员的满足行业的巨大需求具有极大的现实意义。因此，基于各方面的需要创立焊工资格认证机制是钢结构行业发展的必然趋势。焊工资格认证机制的建立也必将在很大程度上促进我国钢结构焊接技术的发展和进步。

3.激光焊将部分取代电子焊

激光束在聚焦后焦点处能量密度为10~10W/cm且加热范围小于1.0mm,若将此特应用于金属材料的焊接技术，除可提高焊接速度，还可将焊接接头处的形变及应力减小。激光焊也是比较理想的精密焊接技术，满足精密焊接的高要求。激光焊可以在较远的距离内进行钢结构的焊接是因为激光束能在空气中直线传播不受干扰。与电子束焊接技术比较，激光焊具有很明显的优势，首先在焊接中不像电子焊需要真空环境，在成本及投入费用上可以得到明显的缩减；其次，激光束焊接过程中不会产生X射线，焊工在焊接过程中不需要射线防护设备的保护。因此，在中、薄厚度的板材焊接中，其发展的趋势将是激光焊部分取代电子焊而得到较普遍的应用。

4.厚钢板焊接技术得到更广泛应用

建筑钢结构厚度并非越厚越好，且焊接难度随钢板厚度而递增，这两方面在不管是理论还是实践中都得到了很好的证明。但是，鉴于设计者理念的需要建筑钢材焊接工程中较厚板材的使用量明显增多，这极大的促进了厚板焊接技术的不断发展。而“鸟巢”的钢结构焊接工程中采用焊接革新的组合工艺，既保证了焊接效率也提高了焊接质量，具有很高的厚板焊接借鉴意义。故在未来的建筑钢结构行业的发展中，厚板焊接技术的应用将得到更大和更深的推广。

总结：我国钢结构的焊接应用技术与世界工业发达国家的焊接水平在整体水平上人上仍有较大的差距，为赶超世界先进技术，我们必须从各个基础方面加强焊接技术，从整体上提升我国焊接技术水平。我国的钢结构焊接应用技术的发展趋势不管是从焊接技术从业人员还是焊接工艺均可以得到可靠的预测。

参考文献：

【1】贾宝华，张建芳.我国钢结构焊接技术现状及发展趋势[J],现代焊接，2008（6）

【2】段斌，孙少忠.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J],焊接技术，2012,5（41）

【3】曾乐．现代焊接技术手册，［M］．上海: 上海科技出版社，2009