1、电焊技术水平提高与应用研究摘要：焊接是在金属之间，用局部加热或加压等手段，借助于金属内部原子的结合力，使金属连接成整体的一种加工方法。本文主要介绍了焊接技术的基本概念及焊接技术的发展，研究焊接技术水平的不断提高的方法及焊接的安全技术，最后介绍了焊接技术的应用发展概况。 关键词： 焊接技术 安全焊接 应用 1.绪论 焊接是在金属之间，用局部加热或加压等手段，借助于金属内部原子的结合力，使金属连接成整体的一种加工方法。可分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类。 （1）熔化焊是将焊接的金属结合处加热到熔化状态，并加入填充金属，凝固后彼此焊合在一起。常见的有电弧焊、气焊等。 （2）压力焊是施加一定的压力，使两
2、个结合面紧密接触在一起，并产生一定的塑性变形，从而使两焊接件结合起来。接触焊、摩擦焊等都是压力焊。 （3）钎焊是对焊件和填充金属用的钎料进行适当加热，焊件金属不熔化，而熔点比焊件金属低的钎料熔化并填充在焊件间的连接处，使焊件结合起来。 焊接需要用的工具是电焊机和电焊条。 电焊机分为交流电焊机和直流电焊机： 1）交流电焊机。它是一种满足焊接要求的专用降压器，又称焊接变压器。电焊机主要由固定铁芯、活动铁芯、一次线圈（Wl）和二级线圈（W2，W2 ）等组成。电源外特性靠改变二次线圈数量进行粗调节。在接线板上有两种接线方法：一种接法包括全部的 W2，焊接电流小，空载电压高；另一种接法包括部分的 W2，
3、和全部的 W2，焊接电流大空载电压低。细调节是靠摇动手柄移动活动铁芯来进行的。 2）直流电焊机。分为焊接发电机和焊接整流器两种。焊接发电机是由交流电动机和直流电焊机组成。 用直流电焊机，工件接正极，焊条接负极时叫正接法，反之叫反接法。正接法焊件温度高，熔化速度快，反接法焊件温度较低，熔化速度较慢。 3）电焊条。电焊条由焊丝和药皮组成。焊丝主要起填充焊缝金属和传导电流的作用，它的化学成分直接影响焊缝的质量。药皮的主要作用是保证焊缝金属有合乎要求的化学成分和机械性能等，并使焊条有良好的焊接工艺性能。电焊条的牌号以汉字加三位数字表示。汉字表示电焊条的大类，三位数字中前二位数字表示各大类中的若干小类，
4、第三位数字表示药皮类型及电源种类。 2.手工电弧焊及其安全技术 由于手工电弧焊（俗称电焊）具有使用简单，操作灵活，适用性强，成本低等优点，使得手工电弧焊技术广泛应用于各工业领域。 手工电弧焊是用电弧产生的热对金属进行热加工的一种工艺方法。在手工电弧焊接过程中，所使用的电焊机、电焊钳、导线以及工件均是带电体。电焊机的空载电压一般在 6090V 左右，高于安全电压。若电焊设备有故障，电焊工违反安全操作规程或穿戴的防护用品有缺陷，都有可能发生触电事故。特别是在狭小的容器内进行焊接操作时，四周都是金属导电体，触电的危险性更大。 手工电弧焊操作简便、灵活，适用范围十分广泛。因此，有些作业现场可能会存在易
5、燃易爆物品或其他不安全因素。另外，在焊接过程中，焊条、焊件及其周围的空气在焊接电弧高温和强烈弧光的作用下，会产生大量影响人体健康的有害烟尘和臭氧、氮氧化物等有毒气体。而且，强烈的弧光辐射还会损伤人的眼睛和皮肤。由于上述一些不安全、不卫生因素的存在，使得在手工电弧焊焊接作业的过程中，有可能发生触电、火灾、爆炸、中毒、灼烫和高处坠落等事故。 因此有必要研究手工电弧焊的安全技术： 电焊工应掌握电的基本知识，熟悉所使用的设备、器具的性能，遵守其操作规程，预防设备事故或人身事故的发生。工作前，应使焊接场所的工件，用具，工具等放置合理，并检查设备，注意电、气联线及保护接地线正确可靠，电线接线点应接触良好，
6、以免发热或产生火花。若必须在潮湿地带工作，焊工站立的地方应铺有绝缘物，避免电流通过人体。若焊接有色金属器件及在有毒、有害气体场所作业，应加强通风，戴供氧面罩或戴防毒面具。在狭小的场所作业，应配备抽风机更换空气，以减少焊接烟尘对焊工的危害。 当确认工作场所无危险因素后，便可合闸（或按下启动按钮）送电开始焊接。焊接过程中应注意避免被灼热的焊条头及工件烫伤；更换焊条时，身体不可直接触及焊钳与工件，以免遭到电击。 工作结束停机时，应先按动停止按钮，切断电焊机电源，再扭断电源刀闸开关。切不可在有人焊接时带负荷拉闸，烧伤拉闸者。离开场地前应灭残留的火星。 3.现代焊接生产技术发展及应用 焊接既是一门重要的
7、加工技术，又是一门特殊 的工艺技术，其最大的特殊性在于施焊时金属经历 了一个复杂的相变循环周期，但又无法完全实施监控，常用焊后无损检测方法本身就有一定的局限性，对焊接试板的测试意义也有限。所以，为了保证焊接质量，在重要的焊接产品生产全过程中，围绕焊接要做大量的工作，其成本往往要超过焊接加工本身。在即将进入 21 世纪的今天我们不得不考虑这种现状还要维持多久。 现代焊接生产技术首先是计算机应 用于每一个焊接产品质量形成的全过程。工厂装备以计算机为基础的 CIMS 技术，产品设计要根据不同行业的专业特点采用先进合适的设计软件和强度验算软件，并且充分考虑焊接结构的合理性；工艺准备要充分依靠 焊接专家
8、系统”和CAD/CAM、CAPP 技术，编制出最优的包含工艺参数的工件程序和加工工艺卡；具有柔性化的焊接车问里装备高度自动化和机械化。 采用“模糊逻辑” 、 “神经元网络”等原理构成第二代的智能控制技术的智能焊接 设备，加上优良的企业管理，在不具备高技能焊工的条件下焊接一次合格率 99.5 以上，一般结构件不必进行焊后无损检测，重要结构件则进行小比例的无损检测。高效率的生产、高质量的焊接产品，制造成本却被降低。这种生产模式是现代科学技术应用的产物，是 21 世纪现代化焊接生产的标志。 我国绝大部分企业在今后十年里要做到将计算机充分应用于产品设计、工艺编制和产品检验上，也就是我们经常说的 CAD
9、、CAM、CAPP 和CAPM 技术，焊接 工艺在编制上要采用 焊接专家系统” 、制造过程中所有的记录都将存人计算机，以作为过程参数调整的资源，在焊接车问焊接机械化、自动化程度要达到 50 以上焊工上岗前必须得到足够的培训并通过考试合格。工厂应在科学的管理体系下从事优质产品生产。 提高工艺编制水平.依靠以计算机技术为基础的 CAPP 和“焊接专家系统” ，提高焊接工艺编制的合理性和准确率，减少编制的周期和成本，这是一项以低投入实现高效率的技术项目 指望在五年里行业内所有焊接工艺均实现以“焊接专家系统”为支撑的计算机辅助编制。 4.结论 同国际上发达工业国相比，我国的焊接技术还是落后的，我们行业
10、的焊接技术水平更低。但也应该看到近十年来我国的焊接技术发展步伐还是快的，随着市场经济体系的完善，企业将全身心的投入到经济建设中去，届时产品竞争必然导致技术竞争，必将推动企业的技术进步，焊接技术也必将同其他技 术一样高速度的向前发展。 参考文献 1 张应立，张莉. 焊接安全与卫生技术M. 北京：中国电力出版社，2003. 2 刘国政. 用电安全基础M. 郑州： 黄河水利出版社，2001. 3 刘兴龙.基于 ANSYS 的厚板补焊焊接温度场的数值分析J.火灾科学，2009，18（1）：15-18. 4 孙盼，李文，姬庆玲.Q235 钢焊接温度场的数值模拟J.中国水运，2012，10（7）：235-236.
