喷焊原理

喷焊原理
喷焊原理

喷焊的原理、工艺、方法简介

喷焊是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000~1300℃,使颗粒熔化,造渣上浮到涂层表面,生成的硼化物和硅化物弥散在涂层中,使颗粒间和基体表面达到良好结合。最终沉积物是致密的金属结晶组织并与基体形成约0.05~0.1mm的冶金结合层,其结合强度约400MPa,抗冲击性能较好、耐磨、耐腐蚀,外观呈镜面。

与喷涂层相比,喷焊层的优点显著。但由于重熔过程中基体局部受热后温度达900℃,会产生较大热变形。因此,喷焊的使用范围有一定局限性。适于喷焊的零件和材料一般是:①受冲击载荷,要求表面硬度高,耐磨性好的易损零件,如抛砂机叶片,破碎机齿板,挖掘机铲斗齿等;②几何形状比较简单的大型易损零件,如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等;

③低碳钢、中碳钢(含碳0.4%以下)、含锰、钼、钒总量<3%的结构钢、镍铬不锈钢、铸铁等材料。

(1)喷焊用自熔性合金粉末

自熔性合金粉末是以镍、钴、铁为基材的合金,其中加入适量硼和硅元素,起脱氧造渣焊接熔剂的作用,同时能降低合金熔点,适于乙炔一氧焰对涂层进行重熔。

国产自熔性合金粉末品种较多,镍基合金粉末有较强的耐蚀性,抗氧化性可达650°C,耐磨性强;钴基合金粉末最大的特点是红硬性好,可在700℃保持较好的耐磨性和耐蚀性;铁基合金粉末耐磨粒磨损性优于其他两类。

(2)喷焊工艺

喷焊的工艺程序基本与喷涂相同,所不同者在喷粉工序中增加了重熔程序。喷焊有一步喷焊法和二步喷焊法。施工前应注意:①工件表面有渗碳层或氮化层,在预处理时必须清除;

②工件的预热温度为一般碳钢200~300℃,耐热奥氏体钢350~400℃。预热火焰用中性或弱碳焰。此外,喷涂层重熔后,厚度减小25%左右,喷熔后在热态测量时,应将此量考虑在内。

一步喷焊法。一步法即喷一段后即熔一段,喷、熔交替进行,使用同一支喷枪完成。可选用中、小型喷焊枪。在工件预热后先喷涂0. 2mm的保护层,并将表面封严,以防氧化,喷熔从一端开始,喷距10~30mm,有顺序地对保护层局部加热到熔融开始湿润(不能流淌)时再喷粉,与熔化反复进行,直至达到预定厚度,表面出现“镜面”反光,再向前扩展,达到表面全部覆盖喷焊层。如一次厚度不足,可重复加厚。一步法适用于小型零件或小面积喷焊。

二步喷焊法。二步法即先完成喷涂层再对其重熔。喷涂与重熔均用大功率喷枪,例如SpH-E喷、焊两用枪,使合金粉末充分在火焰中熔融,在工件表面上产生塑性变形的沉积层。喷铁基粉末时用弱碳火焰,喷镍基和钴基粉末时用中性或弱碳火焰。

喷粉每层厚度<0.2mm,重复喷涂达到重熔厚度,一般可在0.5~0. 6 mm时重熔。如果喷焊层要求较厚,一次重熔达不到要求时,可分几次喷涂和重熔。

重熔是二步法的关键工序,在喷涂后立即进行。用中性焰或弱碳化焰的大功率柔软火焰,

喷距约20 ~ 30mm,火焰与表面夹角为60°~75°,从距涂层约30mm处开始,适当掌握重熔速度,将涂层加热,直至涂层出现“镜面”反光为度,然后进行下一个部位的重熔。

重熔时应防止过熔(即镜面开裂),涂层金属流淌,或局部加热时间过长使表面氧化。多层重熔时,前一层降温至700℃左右,清除表面熔渣后,再作二次喷熔。重熔宜不超过3次。

工件的冷却。中低碳钢、低合金钢的工件和薄焊层、形状简单的铸铁件在空气中自然冷却。对于焊层较厚、形状复杂的铸铁件,锰、铜、钒含量较大的合金钢件,冷硬性高的零件,要埋在石灰坑中缓冷。

连续驱动摩擦焊基本原理

连续驱动摩擦焊基本原理 1.焊接过程 连续驱动摩擦焊接时,通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内,工件被夹紧后,位于滑台上的移动夹具随滑台一起向旋转端移动,移动至一定距离后,旋转端工件开始旋转,工件接触后开始摩擦加热。此后,则可进行不同的控制,如时间控制或摩擦缩短量(又称摩擦变形量)控制。当达到设定值时,旋转停止,顶锻开始,通常施加较大的顶锻力并维持一段时间,然后,旋转夹具松开,滑台后退,当滑台退到原位置时,移动夹具松开,取出工件,至此,焊接过 程结束。 对于直径为16mm的45号钢,在2000r/min转速、8.6MPa摩擦压力、0.7s摩擦时间和161MPa的顶锻压力下,整个摩擦焊接过程如图10所示。从图中可知,摩擦焊接过程的一个周期可分成摩擦加热过程和顶锻焊接过程两部分。摩擦加热过程又可以分成四个阶段,即初始摩擦、不稳定摩擦、稳定摩擦和停车阶段。顶锻焊接过程也可以分为纯顶锻和顶锻维持两个阶段。 (1)初始摩擦阶段(t1)此阶段是从两个工件开始接触的a点起,到摩擦加热功率显着增大的b 点止。摩擦开始时,由于工件待焊接表面不平,以及存在氧化膜、铁锈、油脂、灰尘和吸附气体等,使得摩擦系数很大。随着摩擦压力的逐渐增大,摩擦加热功率也慢慢增加,最后摩擦焊接表 面温度将升到200~300℃左右。 在初始摩擦阶段,由于两个待焊工件表面互相作用着较大的摩擦压力和具有很高 的相对运动速度,使凸凹不平的表面迅速产生塑性变形和机械挖掘现象。塑性变形破坏了界面的金属晶粒,形成一个晶粒细小的变形层,变形层附近的母材也沿摩擦方向产生塑性变形。金属互相压入部分的挖掘,使摩擦界面出现同心圆痕迹,这样又增大了塑性变形。因摩擦表面不平,接触不连续,以及温度升高等原因,使摩擦表面产生振动,此时空气可能进入摩擦表面,使高温下的金属氧化。但由于t1时间很知,摩擦表面的塑性变形和机械挖掘又可以破坏氧化膜,因此,对接头的影响不大。当焊件断面为实心圆时,其中心的相对旋转速度为零,外缘速度最大,此时焊接表面金属处于弹性接触状态,温度沿径向分布不均匀,摩擦压力在焊接表面上呈双曲线分布,中心压力最大,外缘最小。在压力和速度的综合影响下,摩擦表面的加热往往从距圆心半径2/3 左右的地方首先开始。 (2)不稳定摩擦阶段(t2)不稳定摩擦阶段是摩擦加热过程的一个主要阶段,该阶段从摩擦加热功率显着增大的b点起,越过功率峰值c点,到功率稳定值的d点为止。由于摩擦压力较初始摩擦阶段增大,相对摩擦破坏了焊接金属表面,使纯净的金属直接接触。随着摩擦焊接表面的温度升高,金属的强度有所降低,而塑性和韧性却有很大的提高,增大了摩擦焊接表面的实际接触面积。这些因素都使材料的摩擦系数增大,摩擦加热功率迅速提高。当摩擦焊接表面的温度继续增高时,金属的塑性增高,而强度和韧性都显着下降,摩擦加热功率也迅速降低到稳定值d点。因此,摩擦焊接的加热功率和摩擦扭矩都在c点呈现出最大值。在45号钢的不稳定摩擦阶段,待焊表面的温度由200~300℃升高到1200~1300℃,而功率峰值出现在600~700℃左右。这时摩擦表面的机械挖掘现象减少,振动降低,表面逐渐平整,开始产生金属的粘结现象。高温塑性状态的

点焊基本原理

点焊基本原理 1.1 点焊接头的形成 电阻点焊原理和接头形成如图1所示。可简述为:将焊件3压紧在两电极2之间,施加电极压力后,阻焊变压器1向焊接区通过强大的焊接电流,在焊件接触面上形成真实的物理接触点,并随着通电加热的进行而不断扩大。塑变能与热能使接触点的原子不断激活,消失了接触面,继续加热形成熔化核心4,简称熔核。熔核中的液态金属在电动力作用下发生强烈搅拌,熔核内的金属成分均匀化,结合界面迅速消失。加热停止后,核心液态金属以自由能最低的熔核边界半熔化晶粒表面为晶核开始结晶,然后沿与散热相反方向不断以枝晶形式向中间延伸。通常熔核以柱状晶形式生长,将合金浓度较高的成分排至晶叉及枝晶前端,直至生长的枝晶相互抵住,获得牢固的金属键合,接合面消失了,得到了柱状晶生长较充分的焊点,如图2所示。或因合金过冷条件不同,核心中心区同时形成等轴晶粒,得到柱状晶与等轴晶两种凝固组织并存的焊点,如图3所示。同时,液态熔核周围的高温固态金属,在电极压力作用下产生塑性变形和强烈再结晶而形成塑性环①〔注:塑性环(corona bond)熔核周围具有一定厚度的塑性金属区域称为塑性环,它也有助于点焊接头承受载荷〕,该环先于熔核形成且始终伴随着熔核一起长大,如图4所示。它的存在可防止周围气体侵入和保证熔核液态

金属不至于沿板缝向外喷溅。 熔核凝固组织为全部柱状晶者,以65Mn熔核为例,其形成过程模型如图5所示。图中: 图5a 凝固前,在熔合线上(固-液相界面)有许多晶粒处于半熔化状态,显然熔核的液态金属能很好的润湿取向不同的半熔化晶粒表面,为异质成核进行结晶提供了有利条件。 图5b 液态熔核的温度降低时,由于成分过冷较大,以半熔化晶粒作底面沿<100>向长出枝晶束。 在电极与母材的急冷作用下,凝固界面前形成较大的温度梯度,因而使枝晶主干伸入液体中较远,枝晶生长很快,枝晶臂间距H与冷却速度V间存在以下关系。 一次枝晶臂间距H1∝V-? 二次枝晶臂间距H2∝V-(?~?) 由于薄件脉冲点焊熔核尺寸小,电极与母材的急冷作用强,液体金属的冷却速度极快,因此枝晶臂的间距甚小。 图5c 枝晶继续生产、凝固层向前推进,液体向枝晶间充填。 枝晶间的液体逐渐向枝晶上凝固,使枝晶变长变粗,靠近母材处由于温度低,液体向枝晶上凝固快,以至形成连续的凝固层。由于65Mn合金具有较宽的凝固温度范围,故凝固层呈锯齿形起状,由于晶界在凝固层内形成,这就造成柱状

摩擦焊

摩擦焊 1摩擦焊接概述: 摩擦焊接是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。 摩擦焊的分类 2摩擦焊原理简介: 摩擦焊是利用金属焊接表面摩擦生热的一种热压焊接法。摩擦焊接时,通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内,工件被夹紧后,位于滑台上的移动夹具随滑台一起向旋转端移动,移动至一定距离后,旋转端工件开始旋转,工件接触后开始摩擦加热。此后,则可进行不同的控制,如时间控制或摩擦缩短量(又称摩擦变形量)控制。当达到设定值时,旋转停止,顶锻开始,通常施加较大的顶锻力并维持一段时间,然后,旋转夹具松开,滑台后退,当滑台退到原位置时,移动夹具松开,取出工件,至此,焊接过程结束。

摩擦焊接是一种优质、高效、节能的固态连接技术,被广泛应用于航空、航天、石油、汽车等领域中。在摩擦焊接过程中,主轴转速、焊接压力、焊接时间以及焊接变形量是影响焊接质量的重要工艺参数。对这些参数实现精确的检测和控制,是获得优质焊接接头的保障。因此,研制一套控制精度高、响应速度快、具有丰富的数据处理能力且易于升一级和扩充的开放式控制系统具有重要意义。 摩擦焊流程示意图 摩擦焊具有下列优点: (1)焊接质量好而稳定。由于摩擦焊是一种热压焊接法,摩擦不仅能消除焊接表面的氧化膜, 同时在较大的顶锻压力作用下, 还能挤碎和挤出由于高速摩擦而产生的塑性变形层中氧化了的部分和其它杂质, 并使焊缝金属得到锻造组织。(2)摩擦焊不仅能焊接黑色金属、有色金属、同种异种金属, 而且还能焊接非金属材料, 如塑料、陶瓷等。 (3)对具有紧凑的回转断面的工件的焊接,都可用摩擦焊代替闪光焊、电阻焊及电弧焊。并可简化和减少锻件和铸件, 充分利用轧制的棒材和管材。 (4)焊件尺寸精度高。采用摩擦焊工艺生产的柴油发动机预燃烧室, 全长最大误差为士0.1毫米。专用的摩擦焊机可以保证焊件的长度公差为士0.2 毫米, 偏心度小于0.2毫米 (5)焊接生产率高, 易实现机械化、自动化, 操作技术简单。 (7)焊接费用低。由于摩擦焊节省电能、金属变形量小(焊接缩短量少)、接头焊前不需要清理、焊接时不需要填料和保护气体、接头上的飞边有时可以不必去除, 所以焊接费用显著降低。 (8)工作场地卫生, 无火花、弧光及有害气休。适于和其它先进的金属加工方法一起列入自动生产线。

焊接基本原理要点

焊接:被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺。 比热流:单位时间内通过单位面积传入焊件的热能。 焊接温度场:焊件上包括内部某瞬时的温度分布称为温度场。 稳定温度场:焊接温度场各点的温度不随时间而变动时,称为稳定温度场;随时间而变动时,称为非稳定温度场。 准稳定温度场:经过一段时间后达到饱和状态,形成暂时稳定的温度场。 焊接线能量:电弧在单位焊缝长度上所释放的能量。 熔滴比表面积:熔滴的表面积与其质量之比 . R V A ρρ / 3/ S = = 短渣:随温度升高粘度急剧下降,随温度下降粘度急剧上升。(适 用所有焊) 长渣:随温度升高粘度下降缓慢的熔渣。 联生结晶:焊接过程中,焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半融 化的晶粒为核心 向 内生长,生长方向为散热最快方向,最终长成柱状晶粒。晶粒前沿伸展到焊缝中心,呈柱状铸态组织,此种结晶方式为联生结晶。 竞争生长:晶粒长大具有一定结晶位向,当晶粒最大结晶位向与散热最快方向一致,最有利于晶粒长大,晶粒优先得到生长,当这两个

方向不一致时,晶粒长大停止。 短段多层焊:多层焊时每道焊缝长度在50至400mm,在这种情况下,前层焊缝冷却到较低温度才开始焊接下一道焊缝。 长段多层焊:多层焊时每道焊缝长度在1m以上,在这种情况下,前层焊缝冷却到较低温度才开始焊接下一道焊缝。 焊接热循环:焊接过程中热源沿焊件移动时,焊件上某点温度由低而高,达到最高值后,又由高而低随时间的变化称为焊接热循环。碳当量:把钢中合金元素按其对淬硬的影响程度折合成碳的相当含量。 焊接热影响区:在焊接热循环作用下,焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域,称为焊接热影响区。 焊接拘束度:R单位长度焊缝,在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力。 焊接拘束应力:热应力、组织应力、结构自身拘束条件所造成的应力,三种应力的综合作用统称为拘束应力。 焊接的优点:成形方便、生产成本低、适应性强 1、节省材料,减轻结构重量,经济效益好; 2、生产周期短、效率高; 3、结构强度高,接头密封性好; 4、易实现机械化和自动化。

焊接原理

焊接原理 一、锡焊、是将表面清洁的焊件与焊料加热到一定温度,焊料熔化并湿润焊件表面,在其界面上发 生金属扩散并形成结合层,从而实现金属的焊接;焊件表面的清洁,焊件的加热是达到其扩散的基本条件。 二、焊接的工具与材料 工具: 1、电烙铁(常用的是直热式) 2、调温及恒温烙铁(不受电源电压、环境温度的影响;升温时间快;烙铁不会过热) 3、吸锡器 工具的选用:烙铁头的温度的高低,可以用热电偶或表面温度计测量,一般可根据助焊剂发烟状态粗略估计,温度低,冒烟小。 焊件及工作性质烙铁头温度(室温220V)选用烙铁 一般印刷电路,安装导线20W内热式,30W外热式, 恒温式 集成电路250℃---400℃20W 内热式,恒温式 焊片,电位器,2-8W电阻,大电解功率管350℃---450℃ 35-50W内热式,调温式 50-75W外热式 8W以上大电阻,φ2以上导线等较大的元器件400℃---550℃ 100W内热式,150-200W外 热式 金属板550℃---630℃300W以上外热式观察法估计烙铁温度 观 察 时 间 烟细长,持续时 间长,>20S 烟稍大,持续时 间10-15S 烟大,持续时间 短,约7-8S 烟很大,持续时 间短,3-5S 估计温度小于200℃230-250℃300-350℃大于350 焊接达不锡焊温度PCB及小型焊点导线焊接、预热 等较大焊点 粗导线、板材及 大焊点 注意:烙铁通电后一定要立刻蘸上松香,否则表面会生成难镀锡的氧化层。

三、焊料 1、一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料。成分一般是含锡量为60%-65%锡铅合金。 2、焊剂一般是优质松香添加一定活化剂。 四、手工锡焊基本操作 1、焊接操作姿势 一般烙铁离开鼻子的距离应不小于30CM,通常以40CM时为宜,因为烟气对人体有害。 电烙铁拿法有三种:A,反握法,适于大功率烙铁的操作;B,正握法,适于中等功率的烙铁或带弯头的电烙铁的操作;C,握笔法,焊件时多采用的一种方法。 使用烙铁一定要稳妥放在烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁头。 2、焊接五步 A、准备施焊:准备好锡丝和烙铁,特别强调烙铁头要保持干净,即可以沾上烛焊锡;(俗 称吃锡) B、加热焊件:将烙铁接触焊点,注意先要保持烙铁加热焊件各部分,例如PCB板上引脚 和焊盘都使之受热,其次要注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触较大的焊件, 烙铁头的侧面或边缘部分接触较小的焊件,以保持焊件均匀受热; C、熔化焊料:当焊件加热到能熔化焊料的温度后将锡丝置于焊点,焊料开始熔化并湿润 焊点; D、移开焊锡:当熔化一定量的焊锡后交将锡线移开; E、移开烙铁:当焊锡完全湿润焊点后移开烙铁,注意移开烙铁的方向应该是大约45度的 方向; 这一过程,对一般焊点大约2-3秒。 3、手工焊锡要点: A、掌握好加热时间:锡焊时可以采用不同的加热速度,在大多数情况下延长加热时间对 电子产品装配都是有害的,一般为2-3秒;这是因为: 1)焊点的结合层由于长时间加热会超过合适的厚度引起焊点性能劣化; 2)塑料等材料受热过多会变形、老化; 3)元器件受热后性能变化甚至失效; 4)焊点表面由于助焊剂挥发,失去保护而氧化。 B、保持合适的温度:一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50℃较为适宜。 C、用烙铁头对焊点施力是有害的:烙铁头把热量传给焊点主要靠增加接触面积,用烙铁 头对焊点加力对加热是无用的,很多情况下会造成焊件的损伤。 4、锡焊操作要领 A、焊件表面处理 手工烙铁焊接中遇到的焊件都要进行表面的清理工作,去除焊接面上的锈迹,油污,

摩擦焊

摩擦焊原理简介

连续驱动摩擦焊基本原理 1.焊接过程 连续驱动摩擦焊接时,通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内,工件被夹紧后,位于滑台上的移动夹具随滑台一起向旋转端移动,移动至一定距离后,旋转端工件开始旋转,工件接触后开始摩擦加热。此后,则可进行不同的控制,如时间控制或摩擦缩短量(又称摩擦变形量)控制。当达到设定值时,旋转停止,顶锻开始,通常施加较大的顶锻力并维持一段时间,然后,旋转夹具松开,滑台后退,当滑台退到原位置时,移动夹具松开,取出工件,至此,焊接过程结束。 对于直径为16mm的45号钢,在2000r/min转速、8.6MPa摩擦压力、0.7s摩擦时间和161MPa的顶锻压力下,整个摩擦焊接过程如图10所示。从图中可知,摩擦焊接过程的一个周期可分成摩擦加热过程和顶锻焊接过程两部分。摩擦加热过程又可以分成四个阶段,即初始摩擦、不稳定摩擦、稳定摩擦和停车阶段。顶锻焊接过程也可以分为纯顶锻和顶锻维持两个阶段。 (1)初始摩擦阶段(t1)此阶段是从两个工件开始接触的a点起,到摩擦加

热功率显著增大的b点止。摩擦开始时,由于工件待焊接表面不平,以及存在 氧化膜、铁锈、油脂、灰尘和吸附气体等,使得摩擦系数很大。随着摩擦压力 的逐渐增大,摩擦加热功率也慢慢增加,最后摩擦焊接表面温度将升到200~ 300℃左右。 在初始摩擦阶段,由于两个待焊工件表面互相作用着较大的摩擦压力和具有很高 的相对运动速度,使凸凹不平的表面迅速产生塑性变形和机械挖掘现象。塑性 变形破坏了界面的金属晶粒,形成一个晶粒细小的变形层,变形层附近的母材 也沿摩擦方向产生塑性变形。金属互相压入部分的挖掘,使摩擦界面出现同心 圆痕迹,这样又增大了塑性变形。因摩擦表面不平,接触不连续,以及温度升 高等原因,使摩擦表面产生振动,此时空气可能进入摩擦表面,使高温下的金 属氧化。但由于t1时间很知,摩擦表面的塑性变形和机械挖掘又可以破坏氧化 膜,因此,对接头的影响不大。当焊件断面为实心圆时,其中心的相对旋转速 度为零,外缘速度最大,此时焊接表面金属处于弹性接触状态,温度沿径向分 布不均匀,摩擦压力在焊接表面上呈双曲线分布,中心压力最大,外缘最小。 在压力和速度的综合影响下,摩擦表面的加热往往从距圆心半径2/3左右的地方 首先开始。 (2)不稳定摩擦阶段(t2)不稳定摩擦阶段是摩擦加热过程的一个主要阶段, 该阶段从摩擦加热功率显著增大的b点起,越过功率峰值c点,到功率稳定值 的d点为止。由于摩擦压力较初始摩擦阶段增大,相对摩擦破坏了焊接金属表 面,使纯净的金属直接接触。随着摩擦焊接表面的温度升高,金属的强度有所 降低,而塑性和韧性却有很大的提高,增大了摩擦焊接表面的实际接触面积。 这些因素都使材料的摩擦系数增大,摩擦加热功率迅速提高。当摩擦焊接表面 的温度继续增高时,金属的塑性增高,而强度和韧性都显著下降,摩擦加热功 率也迅速降低到稳定值d点。因此,摩擦焊接的加热功率和摩擦扭矩都在c点 呈现出最大值。在45号钢的不稳定摩擦阶段,待焊表面的温度由200~300℃升 高到1200~1300℃,而功率峰值出现在600~700℃左右。这时摩擦表面的机械 挖掘现象减少,振动降低,表面逐渐平整,开始产生金属的粘结现象。高温塑 性状态的局部金属表面互相焊合后,又被工件旋转的扭力矩剪断,并彼此过渡。 随着摩擦过程的进行,接触良好的塑性金属封闭了整个摩擦面,并使之与空气 隔开。 (3)稳定摩擦阶段(t3)稳定摩擦阶段是摩擦加热过程的主要阶段,其范围 从摩擦加热功率稳定值的d点起,到接头形成最佳温度分布的e点为止,这里

激光焊接基本原理讲解-共14页

一、激光基本原理 1、 LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。 YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率 b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。 d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、 YAG 激光焊接

激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l 、激光焊接加工方法的特征 A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、 特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境 (可在空气中直接进行、不会像电子束那样在空气中产生 X 射线的危险。 E 、与接触焊工艺相比 . 无电极、工具等的磨损消耗。 F 、无加工噪音,对环境无污染。 G 、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。 H 、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 I 、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 J 、很容易搭载到自动机、机器人装置上。

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绪论 1)焊接:焊接是指被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料,使工件 的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。 2)焊接、钎焊和粘焊本质上的区别: 焊接:母材与焊接材料均熔化,且二者之间形成共同的晶粒; 钎焊:只有钎料熔化,而母材不熔化, 在连接处一般不易形成共同晶粒,只有在母材和钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合; 粘焊:既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散,只是靠粘接剂与母材的粘接作用。 3)熔化焊热源:电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热。 压力焊和钎焊热源:电阻热、摩擦热、高频感应热。 4)焊接加热区可分为活性斑点区和加热斑点区 5)焊接温度场:焊接时焊件上的某瞬时的温度分布称为焊接温度场。 6)稳定温度场:当焊件上温度场各点温度不随时间变化时,称之 7)准稳定温度场:恒定功率的热源作用在焊件上做匀速直线运动时,经过一段时间后,焊件传热达到饱和状态,温度场会达到暂时稳定状态,并可随着热源以同样速度移动。 8)焊接热循环:在焊接热源的作用下, 焊件上某点的温度随时间的变化过 程。 第一章 1)平均熔化速度:单位时间内熔化焊芯质量或长度。 平均熔敷速度:单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔敷速度。 损失系数:在焊接过程中,由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。 熔合比:焊缝金属中,局部熔化的母材所占的比例。 熔滴的比表面积:表面积与质量之比 2)熔滴过渡的形式:短路过渡、颗粒状 过渡和附壁过渡。 3)熔池:焊接热源作用在焊件上所形成 的具有一定几何形状的液态金属部分就是 熔池。 4)焊接过程中对金属的保护的必要性: (1)防止熔化金属与空气发生激烈的相互 作用,降低焊缝金属中氧和氮的含量。 (2)防止有益合金元素的烧损和蒸发而减 少,使焊缝得到合适的化学成分。(3)防 止电弧不稳定,避免焊缝中产生气孔。 5)手工电弧焊时的反应区:药皮反应 区、熔滴反应区和熔池反应区。 6)药皮反应区主要物化反应有 : 1水分蒸发:2有机物燃烧和分解: 3铁合金氧化: 7)熔滴反应区的特点: 1熔滴温度高,熔滴金属过热度大; 2熔滴与气体和熔渣的接触面积大; 3各相之间的反应时间短; 4熔滴与熔渣发生强烈的混合。 8)焊接区气体来源: 1焊接材料:焊接区内的气体主要来源 于焊接材料。焊条药皮、焊剂及焊丝药芯 中都含有造气剂。 2热源周围的气体介质:热源周围 的空气是难以避免的气体来源,而焊接材 料中的造气剂所产生的气体,不能完全排 除焊接区内的空气。 3焊丝和母材表面上的杂质:焊丝表面 和母材表面的杂质,如铁锈、油污、氧化 铁皮以及吸附水等,在焊接过程中受热而 析岀气体进入气相中。 气体的产生: 1有机物的分解和燃烧 2碳酸盐和高价氧化物的分解 3材料的蒸发 9)氮对金属的作用: 焊接时电弧气氛中氮的主要来源 是周围的空气。 焊接时空气中的氮总是或多或少地会 侵入焊接区,与熔化金属发生作用。 氮对焊接质量的影响: 1促使焊缝产生气孔:液态金属在高温时 可以溶解大量的氮,凝固结晶时氮的溶解 度突然下降,过饱和氮以气泡形式从熔池 中逸岀,若焊缝金属的结晶速度大于氮的 逸岀速度时,就形成气孔。 2氮是提高低碳、低合金钢焊缝强度,降 低塑性和韧性的元素。如果熔池中含有比 较多的氮,一部分氮将以过饱和的形式存 在于固溶体中;另一部分氮则以针状氮化 物Fe q N的形式析出,分布于晶界或晶 内,因而使焊缝金属的强度、硬度升高, 而塑性、韧性,特别是低温韧度急剧下 降。 3氮是促使焊缝金属时效脆化的元素:焊 缝金属中过饱和的氮处于不稳定状态,随 着时间的延长,过饱和的氮逐渐析岀,形 成稳定的碳氮化物Fe4N,因而使焊缝金属的 强度增加、塑性、韧性降低。 4氮可以作为合金元素加入钢中。在焊缝 金属中加入能形成稳定氮化物元素,女口 RE A1、Ti、Zr等,可以抑制或消除时效 现象。 控制焊缝合氮量的措施 1加强焊接区的保护 (1)焊条药皮的保护作用,取决于药皮 的成分和数量。 (2)药芯焊丝的保护效果,取决于保护 成分含量和形状系数。 2焊接工艺参数的影响 (1)U T(电弧长度T),氮可以与熔 滴作用时间T T, ST,应尽量采用短弧焊。 (2)I T,熔滴过渡频率 f T ,熔滴阶段作 用时间T J , S N J。 直流正极性焊接时焊缝含氮量比反 极性(焊条接正极,工件接负极)时高。 (3)焊接速度对焊缝的含氮量影响不 大。 (4)增加焊丝直径,熔滴变粗,焊缝含 氮量下降。 (5)多层焊时焊缝含氮量比单层焊时 高,这与氮的逐层积累有关 3利用合金元素控制焊缝合氮量:

焊接冶金学基本原理

1.第一章 1、氮对焊接质量的影响? (1).有害杂质(2).促使产生气孔(3).促使焊缝金属时效脆化。 影响焊缝含氮量的因素及控制措施? 1)、机械保护2)、焊接工艺参数(采用短弧焊;增加焊接电流; 直流正接高于交流,高于直流反接(焊缝含N量); 增加焊丝直径;N%,多层焊>单层焊;N%,小直径焊条>大直径焊条3)合金元素( 增加含碳量可降低焊缝含氮量;Ti、Al、Zr和稀土元素对氮有较大亲和力 2.、氢对焊接质量的影响? 1).氢气孔2)、白点3)、氢脆4)、组织变化和显微斑点5)、产生冷裂纹控制氢的措施? 1)、限制焊接材料的含氢量,药皮成分2)、严格清理工件及焊丝:去锈、油污、吸附水分3)、冶金处理4)、调整焊接规范5)、焊后脱氢处理 3、氧对焊接质量的影响? 1)、机械性能下降;化学性能变差2)、产生CO气孔,合金元素烧损3)、工艺性能变差应采取什么措施减小焊缝含氧量? 1)纯化焊接材料2)控制焊接工艺参数3)脱氧 4.CO2保护焊焊接低合金钢时,应采用什么焊丝,为什么? 答:采用高锰高硅焊丝,原因:(1)Mn,Si被烧损;(2)Mn,Si联合脱氧。 5.既然熔渣的碱度越高,其中的自由氧越多,为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低? 答:L=(FeO)/[FeO] T↑L↓,焊接温度下L>1 同样温度下,FeO在碱性渣中比酸性渣中更容易向金属中分配 在熔渣含FeO量相同的情况下,碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多。 然而碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条低 碱性焊条药皮的氧化势小的缘故 6为什么焊接高铝钢时,即使焊条中不含SiO2,只是由于水玻璃作粘结剂焊缝还会严重增硅? 答:Al和O的亲和力比Si和O的亲和力大,Si烧损少,水玻璃中的Si能大量的过渡到金属中。 7.为什么酸性焊条用锰铁作为脱氧剂,而碱性焊条用硅铁、锰铁和钛铁为脱氧剂? 答:酸性焊条含SiO2多,与MnO2 (脱氧产物)形成复合氧化物,,降低O含量,使渣中MnO2含量降低,浓度降低,从而使熔敷金属中的氧化物向渣中过渡,达到脱氧的目的。在碱性渣中MnO的活度系数较大,不利于锰脱氧而碱性渣中Si的脱氧效果较好,硅的脱氧能力比锰大,但生成的SiO2熔点高,不易聚合为大的质点,SiO2与钢液的界面张力小,润湿性好,不易从钢中分离,易造成夹杂锰和硅按适当比例加入金属中进行联合脱氧时可以得到较好的脱氧效果. 优点:脱氧产物MnO·SiO2熔点低,比重小,易聚成球,浮到渣中去,减少焊缝夹杂物[Mn]/[Si]=3~7时效果最佳 8.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。 答:1)氧化问题:碱度大,则含SiO2等酸性氧化物就少,使FeO的活度大,容易向金属中扩散,使焊缝增氧。因此在熔渣含FeO含量相同的情况下碱性渣的焊缝含氧量比酸性渣多。 2)脱氧问题:碱性渣中MnO活度较大,不利于Mn脱氧,且碱度越大,Mn的脱氧

摩擦焊

特种焊接方法与工艺大作业——摩擦焊焊接技术 姓名:武颂昆 学号: 20 班级: 10焊接 天津滨海职业学院 2011年12月

摩擦焊焊接技术 一、摩擦焊的定义 摩擦焊(Friction Welding,FW)是利用焊件接触的端面相对运动中相互摩擦所产生的热,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种固相焊接方法。 二、摩擦焊的基本原理 摩擦焊焊接过程是在压力的作用下,相对运动的待焊材料之间产生摩擦,使界面及附近温度升高并达到热塑性状态,随着顶锻力的作用,界面氧化膜破碎,材料发生塑性变形与流动,通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头。 焊接过程不加填充金属,不需焊剂,也不用保护气体,全部焊接过程只需几秒钟。 两焊件结合面之间在较高的压力下高速旋转相互摩擦产生了两个重要的效果:一是破坏了结合面的氧化膜或其他污物,使纯净金属暴露出来;另一个是摩擦生热,使结合面很快形成热塑性层。在随后的摩擦扭矩和轴向压力作用下这些破碎的氧化物和部分塑性层被挤出结合面外形成飞边,剩余的塑性变形金属就构成了焊缝金属,最后的顶锻使焊缝金属获得进一步锻造,形成了质量良好的焊接接头。 三、摩擦焊的特点 (1)焊接施工时间短,生产效率高。 (2)焊接热循环引起的焊接变形小,焊后尺寸精度高,不用焊后校形和消

除应力。 (3)机械化、自动化程度高,焊接质量稳定。当给定焊接条件后,操作简单,不需要特殊的焊接技术人员。 (4)适合各类异种材料的焊接,对常规熔化下不能焊接的铝-钢、铝-铜、钛-铜、金属间化合物-钢等都可以进行焊接。 (5)可以实现同直径、不同直径的棒材和管材的焊接。 (6)焊接时不产生烟雾、弧光以及有害气体等,不污染环境。同时,与闪光焊相比,电能节约5-10倍。 四、摩擦焊的应用 目前我国摩擦焊技术的应用比较广泛,可焊接直径3.0~120mm的工件以及8000mm2的大截面管件,同时还开发了相位焊和径向摩擦焊技术,以及搅拌摩擦焊技术。不仅可焊接钢、铝、铜,而且还成功焊接了高温强度级相差很大的异种钢和异种金属,以及形成低熔点共晶和脆性化合物的异种金属。如高速钢—碳钢、耐热钢—低合金钢、高温和金—合金钢、不锈钢—低碳钢、不锈钢—电磁铁以及铝—铜、铝—钢等。 近年来随着我国航空航天事业的发展,也加速了摩擦焊技术向这些领域的渗透,进行了航空发动机转子、起落架结构件、紧固件等材料(Ln718Ti17300MGH159GH4169)以及金属与陶瓷、复合材料、粉末高温合金的摩擦焊工艺试验研究,某些电工材料的钎焊工艺也开始用摩擦焊接所取代。如电磁铁—不锈钢、钨铜合金等。目前我国采用摩擦焊接方法焊接的产品有:锅炉行业的蛇形管摩擦焊接,阀门行业的阀门法兰和阀体密封座的摩擦焊接,轴瓦行业的止推边轴瓦的摩擦焊接,工具行业的钻头、铣刀、铰刀的刃部与柄部的摩擦焊接,汽车及机车行业发动机的双金属排气阀、气门顶杆、柴油机预热室喷咀、半轴、扭力管、内燃机增压器涡轮轴,潜水电泵转轴,紫铜不锈钢水接头,铝铜过渡接头,纺织机梭子芯,关节轴承,泥瓦工具,地质钻杆,石油钻杆、实心、空心抽油杆,航空发动机集成齿轮,木工多用机床上的刀轴等等。 我国现有六百余台摩擦焊机,绝大部分是连续驱动摩擦焊机。近年来由于加强了与德国KUKA、日东株氏会社、美国MTI公司等摩擦焊机制造公司的交流与引进样机,焊机先后采用了液压马达驱动的主轴系统,串联轴承组——平衡油缸

激光焊接基本原理

激光焊接基本原理 一、激光基本原理 1、LASER是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱 导放出实现光能增幅)的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕(ND)的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a、单色性——激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(波长、频率) b、方向性——激光传播时基本不向外扩散。 c、相干性——激光的位相(波峰和波谷)很有规律,相干性好。 d、高输出功率——用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、YAG激光焊接 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系

统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l、激光焊接加工方法的特征 A、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。 D、不需要填充金属、不需要真空环境(可在空气中直接进行)、不会像电子束那样在空气中产生X射线的危险。 E、与接触焊工艺相比.无电极、工具等的磨损消耗。 F、无加工噪音,对环境无污染。 G、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。 H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 I、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 J、很容易搭载到自动机、机器人装置上。 K、对带绝缘层的导体可直接进行焊接,对性能相差较大的异种金属也可焊接。 2、脉冲激光焊接的机理 脉冲激光焊接可分为传热溶化焊接和深穿入熔化焊接 传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。材料表面层的热以传导方式继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。

摩擦焊知识

摩擦焊 ?摩擦焊原理与分类 ?惯性摩擦焊 ?搅拌摩擦焊 ?摩擦焊设备 定义:摩擦焊是利用焊件相对摩擦运动产生的热量来实现材料可靠连接的一种压力焊方法。其焊接过程是在压力的作用下,相对运动的待焊材料之间产生摩擦,使界面及其附近温度升高并达到热塑性状态,随着顶锻力的作用界面氧化膜破碎,材料发生塑性变形与流动,通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头 一、摩擦焊原理及分类 ?1.1 摩擦焊的分类 ?摩擦焊的方法很多,一般根据焊件的相对运动和工艺特点进行分类,主要方法如图1所示。在实 际生产中,连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊应用的比较普遍。 ?通常所说的摩擦焊主要是指连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和轨道摩擦焊,统称 为传统摩擦焊,它们的共同特点是靠两个待焊件之间的相对摩擦运动产生热能。而搅拌摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三体摩擦焊和摩擦堆焊,是靠搅拌头与待焊件之间的相对摩擦运动产生热量而实现焊接。 1.2 摩擦焊原理 ?同种材质焊接时,最初界面接触点上产生犁削-粘合现象。由于单位压力很大,粘合区增多。继续 摩擦使这些粘合点产生剪切撕裂,金属从一个表面迁移到另一个表面。界面上的犁削-粘合-撕裂过程进行时,摩擦力矩增加时界面温度增高。当整个界面上形成一个连续塑性状态薄层后,摩擦力矩降低到一最小值。界面金属成为塑性状态并在压力作用下不断被挤出形成飞边,工件轴向长度也不断缩短 ?异种金属的机理比较复杂,除了犁削-粘合-剪切撕裂无力现象外,金属的物理与力学性能、相互 间固溶度及金属间化和物等,在结合机理中都会起作用,焊接时由于机械混合和扩散作用,在结合面附近很窄的区域内有可能发生一定程度的合金化,这一薄层的性能会对整个接头的性能有重要影响。机械混合和相互镶嵌对结合也会有一定作用。这种复杂性使得异种金属的摩擦焊接性很难预料。 1.2.1.连续驱动摩擦焊1.2.2 惯性摩擦焊1.2.3 相位摩擦焊1.2.4 径向摩擦焊1.2.5 摩擦堆焊1.2.6 线性摩擦焊1.2.7 搅拌摩擦焊 二、连续驱动摩擦焊 ?2.1 连续驱动摩擦焊基本原理 ? 2.1.1 焊接过程 ?连续驱动摩擦焊接时,通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内,工件被夹紧后, 位于滑台上的移动夹具随滑台一起向旋转端移动,移动至一定距离后,旋转端工件开始旋转,工件接触后开始摩擦加热。此后,则可进行不同的控制,如时间控制或摩擦缩短量(又称摩擦变形量)控制。当达到设定值时,旋转停止,顶锻开始,通常施加较大的顶锻力并维持一段时间,然后,旋转夹具松开,滑台后退,当滑台退到原位置时,移动夹具松开,取出工件,至此,焊接过

焊接基本原理

焊接基本原理 焊接:被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺。 比热流:单位时间内通过单位面积传入焊件的热能。 焊接温度场:焊件上包括内部某瞬时的温度分布称为温度场。稳定温度场:焊接温度场各点的温度不随时间而变动时,称为稳定温度场;随时间而变动时,称为非稳定温度场。 准稳定温度场:经过一段时间后达到饱和状态,形成暂时稳定的温度场。焊接线能量:电弧在单位焊缝长度上所释放的能量。熔滴比表面积:熔滴的表面积与其质量之比. S A / V 3 / R 短渣:随温度升高粘度急剧下降,随温度下降粘度急剧上升。(适用所有焊) 长渣:随温度升高粘度下降缓慢的熔渣。

联生结晶:焊接过程中,焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半融化的晶粒为核心内生长,生长方向为散热最快方向,最终长成柱状向 晶粒。晶粒前沿伸展到焊缝中心,呈柱状铸态组织,此种结晶方式为联生结晶。 竞争生长:晶粒长大具有一定结晶位向,当晶粒最大结晶位向与散热最快方向一致,最有利于晶粒长大,晶粒优先得到生长,当这两个方向不一致时,晶粒长大停止。 短段多层焊:多层焊时每道焊缝长度在50至400mm在这种情况下, 前层焊缝冷却到较低温度才开始焊接下一道焊缝。 长段多层焊:多层焊时每道焊缝长度在1m以上,在这种情况下, 前层焊缝冷却到较低温度才开始焊接下一道焊缝。 焊接热循环:焊接过程中热源沿焊件移动时,焊件上某点温度由低而高,达到最高值后,又由高而低随时间的变化称为焊接热循环。碳当量:把钢中合金元素按其对淬硬的影响程度折合成碳的相当含量。 焊接热影响区:在焊接热循环作用下,焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域,称为焊接热影响区。 焊接拘束度:R 单位长度焊缝,在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力。 焊接拘束应力:热应力、组织应力、结构自身拘束条件所造成的应力,三种应力的综合作用统称为拘束应力。 焊接的优点:成形方便、生产成本低、适应性强

激光焊接基本原理

一、激光基本原理 1、LASER是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕(ND)的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(波长、频率) b、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c、相干性――激光的位相(波峰和波谷)很有规律,相干性好。 d、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、YAG激光焊接 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l、激光焊接加工方法的特征 A、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。

工业机器人焊接工作站基本原理与操作

机器人焊接工作站基本原理与操作 一.机器人焊接工作站基本原理 1.机器人系统构成 2.机器人控制器硬件 3.示教盒介绍 A、示教盒(TP)的作用

1)移动机器人 2)编写机器人程序 3)试运行程序 4)生产运行 5)查看机器人状态(I/O设置,位置信息等) 6)手动运行 B、认识 TP上的键 1)Status Inicators(状态指示灯):指示系统状态。 2)ON/OFF Switch(开关):与DEADMAN开关一起启动或禁止 机器人运动 3)PREV:显示上一屏幕。 4)SHIFT key(键):与其它键一起执行特定功能。 5)MENUS key(键):使用该键显示屏幕菜单。 6)Cursor keys(光标键):使用这些键移动光标。 7)STEP key(键):使用这个键在单步执行和循环执行之间切 换。 8)RESET key(键):使用这个键清除告警。 9)BACK SPACE key(键)::使用这个键清楚光标之前的字符 或者数字。 10)ITEM key(键):使用这个键选择它所代表的项。 11)ENTER key(键):使用该键输入数值或从菜单选择某个 项。

12)POSN key(键):使用该键显示位置数据。 13)ALARMS key(键):使用该键显示告警屏幕。 14)QUEUE key(键):使用该键显示任务队列屏幕。 15)APPL INST key(键):使用该键显示测试循环屏幕。 16)SATUS key(键):使用该键显示状态屏幕。 17)MOVE MENU key(键):使用该键来显示运动菜单屏幕。 18)MAN FCTNS key(键):使用该键来显示手动功能屏幕。 19)Jog Speed keys(键):使用这些键来调节机器人的手 动操作速度。 20)COORD key(坐标系键):使用该键来选择手动操作坐标 系。 21)Jog keys(键):使用这些键来手动手动操作机器人。 22)BWD key(键):使用该键从后向前地运行程序。 23)FWD key(键):使用该键从前至后地运行程序。 24)HOLD key(键):使用该键停止机器人。 25)Program keys(程序键):使用这些键选择菜单项。 C、如何通过TP移动机器人

焊管高频焊接原理

焊管高频焊接原理 高频焊接起源于上世纪五十年代,它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应,将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟,直接推动了直缝焊管产业的巨大发展,它是直缝焊管(ERW生产的关 键工序。高频焊接质量的好坏,直接影响到焊管产品的整体强度,质量等级和生产速度。作为焊管生产制造者,必须深刻了解高频焊接的基本原理;了解高频焊接设备的结构和工作原理;了解高频焊接质量控制的要点。 1高频焊接的基本原理所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指50KHz~400KHZ勺高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行钢管的焊接的。那么,这两个效应是怎么回事呢?集肤效应是指以一定频率的交流电流通过同 一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体 的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁 导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,电流就越集中在钢板的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:钢铁虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当钢板温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。邻近效应是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面;而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热,熔融,并通过挤压实现对接。 2 高频焊接设备的结构和工作原理了解了高频焊接原理,还得要有必要的技

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