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激光焊接
由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。介质受到激发至高能量状态时,开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射,形成光电的串结效应,将光波放大,并获得足够能量而开始发射出激光。
激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频(紫外光、可见光或红外光)的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发,便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-激光。由于具同相位及单一波长,差异角均非常小,在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。
金属焊接的方法,除熔焊和压焊外,还有一些可以用于异种金属焊接的方法,例如钎焊就是钎料与母材之间的异种金属焊接方法,这里说的是特殊的钎焊方法。有一种方法称作熔焊,钎焊,即对异种金属接头中的低熔点母材称为熔焊,对高熔点母材称为钎焊。而且通常以低熔点母材相同的金属为钎料。因此钎料与低熔点母材之间就是同种金属的熔焊过程,不存在特殊困难。钎料与高熔点母材之间则是钎焊过程,母材不发生熔化、结晶,可以避免许多焊接性方面的问题,但要求钎料对母材能良好润湿。
金属焊接还有一种方法称作共晶钎焊或共晶扩散钎焊。这是将异种金属接触表民加热到一定温度,使两种金属在接触面表面形成低熔点的共晶体,该低熔点共晶体在此温度下呈液态,实质上成了一种不用外加钎料的钎焊方法。当然,这要求两种金属之间能够形成低熔点的共晶体。异种金属扩散时加入中间层材料,在很低压力下加热使中间层材料熔化,或与被焊金属接触形成低熔点共晶体,此时形成的薄层液体,经一定时间的保温过程,使得中间层材料全部扩散到母材中并均匀化,就能形成没有中间材料的异种金属接头。这类方法在焊接过程中都会出现少量液态金属。因而又被称作液相过渡焊,他们的共同特点就是接头中不存在铸造组织。
金属焊接焊口的位置要符合以下要求:
焊口应避开应力集中区,便于施焊、检验及热处理。
锅炉受热面管子焊口,其中心线距离管子弯曲起点或汽包、联箱外壁或支吊架边缘至少70,同根管子两个对接,焊口间距离不得小于150mm。
管道对接焊口,其中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径,且不小于100mm(焊接、锻制成型管件除外),距支吊架边缘至少50mm,同管道两个对接焊口间距不得小于150mm,当管道公称直径大于500mm,同管道两个对接焊口间距离不得小于50mm。
焊条的基本要求:焊缝金属应具有良好的力学性能或其他的物理性能,如结构钢焊条要求焊缝金属应具有规定的抗拉强度等力学性,不锈钢、耐热钢条不但要求焊缝金属应具有规定的抗拉强度等力学性能,还应具备耐腐蚀、耐热等物理性能。
焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分,以其使用性能的要求。
焊条应具有良好的焊接工艺性能,如电弧稳定、飞溅小、脱渣性好和焊缝成型好、生产率高、低尘毒等性能。
要求焊条应具有良好的抗气孔、抗裂纹能力。
焊条应具有良好的外观质量、药皮均匀、光滑的包覆在焊芯周围。
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时,焊芯有两个作用:传导焊接电流。产生电弧把电能转换成热能。二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
通常金属之间的连接有六种方式,具体是螺纹连接、焊接、铆接、胶结、销连接和型面连接。每种连接方式的特点和应用环境都各有不同,也都有其优点和缺点。如螺纹连接的特点是结构简单,拆卸方便,但不适合连接厚度尺寸太大的物件。而铆接就具有接头强度高,紧密性好,但不宜拆卸等特点。胶接的优点是适合连接材料范围广泛,但接头强度较低,在湿热和温度变化等环境中易脱落。焊接相对于其他连接方式来说,同样有其自身优点和缺点。结合焊接的具体工艺特点,其优势在于焊接速度快,变形小;设备简单,能在室温或其他特殊条件下操作;可以连接材料多样化,并能对异性材料施焊,效果良好;高功率器件焊接时,可达很大的深宽比;可进行微型焊接,定位,可加工小型工件;可大批量自动化生产。
而焊接工艺的局限性在于焊接口通常无法拆卸;焊接自动化设备成本较高;若工件装配精度和焊接光束定位精度达不到要求,容易造成焊接缺憾;有些特殊材料无法进行焊接连接。