焊接，也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)?，F(xiàn)代焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。焊接設(shè)備是指實(shí)現(xiàn)焊接工藝所需要的裝備。焊接設(shè)備包括焊機(jī)、焊接工藝裝備和焊接輔助器具。焊接設(shè)備的主要類型有電焊機(jī)、火焰焊設(shè)備和其他焊接設(shè)備。

　　近日，中國(guó)船舶集團(tuán)七一六所與七二五所聯(lián)袂打造的國(guó)內(nèi)首套大功率龍門式激光電弧復(fù)合焊接系統(tǒng)完成工藝試驗(yàn)及小批生產(chǎn)，正式投入生產(chǎn)使用。該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了18毫米鈦合金激光自融焊焊接技術(shù)，單面焊雙面成型，工件熱變形量小、成型美觀;可以實(shí)現(xiàn)20千瓦激光深熔焊，激光填絲焊及激光電弧復(fù)合焊，焊接跨度、激光功率、焊接方式等方面在國(guó)內(nèi)處于比較好水平。

　　龍門結(jié)構(gòu)通俗地說一根橫梁連接兩個(gè)支腿與地面緊固組成的像一個(gè)門框一樣的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗请p支撐結(jié)構(gòu)區(qū)別于單支撐和懸臂結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單。龍門結(jié)構(gòu)制作方便，承受負(fù)載大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工程上廣泛應(yīng)用。

　　激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。

　　激光深熔焊是激光焊的方式之一。當(dāng)激光功率密度達(dá)到10^6~10^7W/cm^2時(shí)，功率輸入遠(yuǎn)大于熱傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射散熱的速率，材料表面發(fā)生汽化而形成小孔，孔內(nèi)金屬蒸汽壓力與四周液體的靜力和表面張力形成動(dòng)態(tài)平衡，激光可以通過孔中直射到孔底。這種現(xiàn)象稱為小孔效應(yīng)。

　　激光-電弧復(fù)合焊接是用于激光束和電弧等離子體熱源的方法。結(jié)合了激光和電弧兩個(gè)獨(dú)立熱源各自的優(yōu)點(diǎn)(如激光熱源具有高的能量密度、極優(yōu)的指向性、及透明介質(zhì)傳導(dǎo)的特性，電弧等離子體具有高的熱-電轉(zhuǎn)化效率、低廉的設(shè)備成本的運(yùn)行成本、技術(shù)發(fā)展成熟等優(yōu)勢(shì))，極大程度地避免了二者的缺點(diǎn)(如金屬材料對(duì)激光的高反射率造成的激光能量損失、激光設(shè)備高的設(shè)備成本、低的電-光轉(zhuǎn)化效率等，電弧熱源較低的能量密度、高速移動(dòng)時(shí)放電穩(wěn)定性差等)。

　　同時(shí)二者的有機(jī)結(jié)合衍生出了很多新的特點(diǎn)(高能量密度、高能量利用率、高的電弧穩(wěn)定性、較低的工裝準(zhǔn)備精度以及待焊接工件表面質(zhì)量等)，使之成為具有極大應(yīng)用前景的新型焊接熱源?？梢杂糜趶?fù)合的激光：CO2激光、YAG激光、半導(dǎo)體激光等可以用于復(fù)合的焊接電弧熱源：TIG、MIG、MAG、等離子弧等。

　　用于焊接的主要有兩種激光, 即CO2 激光和Nd:YAG激光。CO2 激光和Nd: YAG激光都是肉眼不可見紅外光。Nd: YAG激光功率一般能達(dá)到4 000~ 6 000W左右, 現(xiàn)在最大功率已達(dá)到10 000W。而CO2 激光功率卻能輕易達(dá)到20 000W甚至更大。

　　大功率的CO2 激光通過小孔效應(yīng)來解決高反射率的問題, 當(dāng)光斑照射的材料表面熔化時(shí)形成小孔, 這個(gè)充滿蒸氣的小孔猶如一個(gè)黑體, 幾乎全部吸收入射光線的能量, 孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)25 000 e 左右, 在幾微秒的時(shí)間內(nèi), 反射率迅速下降。

　　CO2 激光器的發(fā)展重點(diǎn)雖然仍集中于設(shè)備的開發(fā)研制, 但已不在于提高最大的輸出功率, 而在于如何提高光束質(zhì)量及其聚焦性能。另外, CO2 激光10 kW以上大功率焊接時(shí), 若使用氬氣保護(hù)氣體, 常誘發(fā)很強(qiáng)的等離子體, 使熔深變淺。因此,CO2 激光大功率焊接時(shí), 常使用不產(chǎn)生等離子體的氦氣作為保護(hù)氣體。

　　電弧焊，是指以電弧作為熱源，利用空氣放電的物理現(xiàn)象，將電能轉(zhuǎn)換為焊接所需的熱能和機(jī)械能，從而達(dá)到連接金屬的目的。主要方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊等，它是應(yīng)用廣泛、較為重要的熔焊方法，占焊接生產(chǎn)總量的60%以上。焊條電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電(俗稱電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。由焊接電源供給的，在工件與焊條兩極間產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象—叫電弧。

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