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摘要：焊接技术是在高温或高压条件下，使用焊接材料（焊条或焊丝）将两块或两块以上的母材（待焊接的工件）连接成一个整体的操作方法。焊接技术作为制造业中传统的基础工艺和技术，虽然应用到工业中的历史并不长，但是发展却非常迅速。短短几十年间，焊接已被广泛应用于航空航天、汽车、桥梁、高层建筑、造船以及海洋钻探等许多重要的工业领域，并且为促进工业的经济发展做出了重要的贡献，使得焊接已经成为一个重要的制造技术和材料科学的重要专业学科。文章就焊接技术新技术发展趋势进行了简单的阐述。
关键词： 焊接;新技术;发展趋势
1焊接新技术
随着金属加工业的快速发展，焊接新技术层出不穷。当前，主流的焊接新技术主要有：激光焊接技术、电子束焊接技术、焊接机器人技术、搅拌摩擦焊接技术。下面就这几种焊接新技术做详细介绍。
1.1激光焊接技术
利用等离子体的光、声、电荷信号对激光焊接过程进行检测，近年来已成为国内外研究的热点，少数研究成果已达到了闭环控制的程度。激光焊接质量检测和控制系统所用传感器及其功能简单介绍如下：
（1）等离子体监测传感器
1）等离子体光学传感器（PS）：它的作用是采集等离子体的特征光一紫外光信号。
2）等离子体电荷传感器（PCS）：利用喷嘴做探针检测由于等离子体带电粒子（正离子、电子）的不均匀扩散而在喷嘴和工件之间形成的电位差。
（2）系统功能
1）识别激光焊接过程属于何种方式。稳定深熔焊过程，有等离子体，PS、PCS信号均很强；稳定热导焊过程，不产生等离子体，PS、PCS信号几乎等于零；模式不稳定焊过程，等离子体间断性地产生和消失，相应地PS、PCS信号间断性地上升和下降。
2）诊断传输到焊接区的激光功率是否正常、当其他参数一定时，PS和PCS信号的强弱与入射到焊接区的功率大小有对应关系。因此，监视PS和PCS信号就可以知道导光系统是否正常，焊接区的功率是否发生了波动。
3）喷嘴高度自动跟踪。PCS信号随喷嘴-工件距离的增加而减小。利用这一规律进行闭环控制可以保证喷嘴-工件距离不变，实现高度方向的自动跟踪。
4）焦点位置自动寻优和闭环控制。在深熔焊范围内，光束焦点位置发生波动时，PS接收到的等离子体光信号亦随之变化，以最佳焦点位置处（此时小孔最 深）PS信号最小。依据所发现的这个规律，可以实现焦点位置自动寻优与闭环控制，使焦点位置波动小于0.2mm，熔深波动小于0.05mm。
1.2电子束焊接技术
电子束焊接技术具有独特的有点，其焊接深度是其他焊接技术无法比拟的，同时具有优良的焊缝性能，产生的焊接变形更小，焊接精度更高。电子束焊接技术的这些特点大大提高了焊接生产率。与此同时，电子束焊接技术很够对难焊材料以及难熔合金进行有效焊接。当亲，电子束焊接技术已经被广泛应用于航天、航空、压力容器、汽车、电子及电力等工业领域。
电子束焊接技术原理如下：通过电子透镜对真空焊室中高速运动的定向电子束进行聚焦，对工件进行撞击。撞击过程中，高速运动的电子束部分动能被转化为高能量的热能，将焊接部位进行瞬间融化。
1.3搅拌摩擦焊接技术
搅拌摩擦焊接技术是基于传统的摩擦焊接技术改进而来的。当前搅拌摩擦焊接技术已经被广泛应用于机车车辆、飞机制造以及船舶制造等工业领域。搅拌摩擦焊接主要针对一下几类有色金属的焊接：铜合金、铝铝合金、钛合金、镁合金、锌、铅等等。搅拌摩擦焊接技术的应用大大降低了焊接成本，同时大大提高了接头性能。
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搅拌摩擦焊接技术是一种基于传统摩擦焊技术改造的新型固相连接技术，于1991年由英国焊接研究所发明。搅拌摩擦焊接接以摩擦热作为直接焊接热源，在搅拌摩擦焊接过程中，带有轴肩与搅拌针的特殊搅拌头起到了重要作用。首先，焊缝中插入搅拌针，搅拌针不断的摩擦，高速的摩擦产生大量的热能，足以将被焊金属加热变为塑性状态。与此同时，搅拌针对金属进行摩擦的过程中形成旋转空洞，该空洞随搅拌针前移过程中，塑性状态金属向相反方向不断流动，最终在冷却后形成一道致密的焊缝。
相比传统的熔化焊技术，搅拌摩擦焊接技术具有明显的优势：一是大大降低了与熔化有关的焊接缺陷，例如气孔、合金元素烧损、裂纹等;二是扩大了可用于焊接材料范围;三是焊接过程中不再需要保护气体以及填充材料，大大节省了焊接成本;四是省略了焊接前预处理过程，简化了焊接程序;五是焊接后变形小、残余应力小;六是焊接途中噪音低、无弧光辐射，同时杜绝了烟尘飞溅。总的来说，搅拌摩擦焊接技术是一种高效、经济的绿色焊接新技术。
2焊接检验新技术
2.1超声波无损检测
超声波无损检测在焊接检验中应用很广泛，不仅对产品生产质量起着保障作用，而且用于在役构件的评估中。超声波无损检测中，数字信号处理技术对超声波信号的频谱、相位谱、倒谱等加以分析，以寻找缺陷信息，并配合随后的机器识别等缺陷识别手段，以准确判断缺陷的种类、尺寸、方位等性质。
2.2射线检测（RT）
射线检测（RT）是较准确而又可靠的焊接无损检测方法之一，它可以检验焊缝内部缺陷，并直接显示其内部缺陷的形状、大小和性质，便于缺陷的定性、定量和定位，并可检查几乎所有的材料。射线照相底片还可以留作永久性记录。常用的射线检测方法有X射线和γ射线、中子射线照相法、X射线荧光屏观察法、X光工业电视探伤和高速加速器X射线照相法。
3焊接新技术发展趋势
3.1 焊接设备行业的发展趋势
我国近几年国民经济形势持续向好，为焊接设备行业的发展创造了有利条件。 世界制造中心向中国转移，使我国成为世界制造大国，大量的焊接设备出口订单，也是行业高速发展源源不断的推动力量。
交流弧焊机所占比重继续缩小，自动、半自动焊机的比例稳步上升。逆变焊机的市场占有率将继续增大。替代焊工技能和降低劳动强度的数字化焊机的应用也会越来越广。专用、特种、成套和生产线焊接设备的需求量将不断增加。
未来我国焊接的发展趋势可以概括为“发展高效、自动化、智能型、节能、环保型的焊接，并适应21世纪新型工程材料发展趋势的焊接工艺、设备和耗材”。
3.2焊接设备的市场容量巨大
国内通用焊接设备的水平与发达国家还有一定的差距，而专用、成套焊接设备的差距更大。如果我们能在提高产品可靠性上下功夫，替代进口的市场潜力将相当可观，引导市场发展方向是一个行业兴旺的基础。希望国家相关部门能重视对行业的发展引导，我们行业厂家要不断地开发出各具特色的适应市场需求的高可靠性、高效节能的新产品，使我国焊接设备行业能越来越健康的高速发展。
小结
人们在广泛应用激光焊接技术的同时，亦不断对其进行深入的研究，针对其存在的缺点，利用其他热源的加热性能来改善激光对工件的加热，在保持激光加热优点 的基础上，从而把激光与其他热源一起进行复合热源焊接，主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接以及双激光束焊接等。复合焊接可增加焊 接熔深，改善接头性能，降低设备成本，提高焊接速度与生产率。总之，激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益良好。在新设备、新材料、 新技术和新工艺层出不穷、不断更新的时代，生产者不仅要了解激光焊接的特性、优点和要求，还应认识到此领域的诸多创新和未来趋势，只有这样才能把握技术流 行趋势，才能时刻走在时代的前沿。
参考文献:
[1]陈彦宾.现代激光焊接技术[M].北京：科学出版社，2017
[2]刘必利，谢颂京，姚建华.激光焊接技术应用及其发展趋势[J].激光与光电子学进展，2015，42（9）：43-46
论文作者:李晓鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/20
标签：焊接技术论文; 摩擦论文; 激光论文; 等离子体论文; 电子束论文; 射线论文; 新技术论文; 《防护工程》2019年10期论文;