焊接是通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。
焊接技术的发展历史
焊接技术是随着金属的应用而出现的,古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺,就是铁与铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线婉蜒曲折,接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙,是分段钎焊连接而成的。经分析,所用的与现代软钎料成分相近。
战国时期制造的刀剑,刀刃为钢,刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载:中国古代将铜和铁一起入炉加热,经锻打制造刀、斧;用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上,分段煅焊大型船锚。中世纪,在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。
古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上,使用的热源都是炉火,温度低、能量不集中,无法用于大截面、长焊缝工件的焊接,只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。
19世纪初,英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源;1885~1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳;1900年又出现了铝热焊。
20世纪初,碳极电弧焊和气焊得到应用,同时还出现了薄药皮焊条电弧焊,电弧比较稳定,焊接熔池受到熔渣保护,焊接质量得到提高,使手工电弧焊进入实用阶段,电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。
在此期间,美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度,制成自动电弧焊机,从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展。40年代,为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要,钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。
1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊,成为大厚度工件的高效焊接法。1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊,促进了气体保护电弧焊的应用和发展,如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。
1957年美国的盖奇发明等离子弧焊;40年代德国和法国发明的电子束焊,也在50年代得到实用和进一步发展;60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大改善了材料的焊接性,使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。
其他的焊接技术还有1887年,美国的汤普森发明电阻焊,并用于薄板的点焊和缝焊;缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法,随着缝焊过程的进行,工件被两滚轮推送前进;二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年,美国的琼斯发明超声波焊;苏联的丘季科夫发明摩擦焊;1959年,美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊;50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。
焊接工艺
金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。
为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。
对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。
厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。
采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。
角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。
焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。
在近代的金属加工中,焊接比铸造、锻压工艺发展较晚,但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%,铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。
未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。
另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
(塑料)焊接 采用加热和加压或其他方法使热塑性塑料制品的两个或多个表面熔合成为一个整体的方法。
电焊安全技术操作规程3.1 操作规程3.1.1 严格按照焊机铭牌上标的数据使用焊机,不得超载使用。3.1.2 应在空载状态下调节电流,焊机工作时,不允许有长时间短路。3.1.3 使用焊机前,应检查焊机接线正确、电流范围符合要求、外壳接地可靠、焊机内无异物后,方可合闸工作。3.1.4 工作时,焊机铁心不应有强烈震动,压紧铁心的螺丝应拧紧。工作中焊机及电流调节器的温度不应超过60°C。3.1.5 加强维护保养工作,保持焊机内外清洁,保证焊机和焊接软线绝缘良好,若有破损或烧伤应立即修好。3.1.6 定期由电工检查焊机电路的技术状况及焊机各处的绝缘性能,如有问题应及时排除。3.2 安全操作规程3.2.1 施工人员在操作时,必须穿戴好各种劳保用品,如工作服、工作帽、手套、脚盖等工作服不要束在裤腰里,脚盖应捆在裤脚筒里。3.2.2 在焊接和切割工作场所,必须有防火设备,如消防栓、灭火器、砂箱以及装满水的水桶等。3.2.3 在非固定场所进行电焊作业时,必须先办理动火证,并要求设有监护人员和防火措施后,方可作业。3.2.4 高空作业时应先办理高空作业许可证,施工人员应配带安全带并遵守高空作业的其它有关规定。3.2.5 施工人员在施工过程中,应谨防触电,注意不被弧光和金属飞溅伤害,预防爆炸及其它伤害事故发生。3.2.6 当焊接或切割工作结束后,要仔细检查焊接场地周围,确认没有起火危险后,方可离开现场。气焊工安全操作规程:1、必须遵守焊、割设备一般安全规定及气焊设备安全操作规程。 2、施焊场地周围应清除易燃易爆物品,或进行覆盖、隔离,必须在易燃易爆气体或液体扩散区施焊时,应经有关部门检试许可后,方可进行。 3、乙炔发生器必须设有回火防止安全装置。氧气瓶、乙炔瓶、氧气、乙炔表及焊割工具上,严禁沾染油脂。 4、乙炔发生器的零件和管路接头,不得采用紫铜制作。 5、高、中压乙炔发生器应可靠接地,压力表、安全阀应定期校验。 6、乙炔发生器不得放在民线的正下方,与氧气瓶不得放一处,距易燃易爆物品和明火的距离,不得少于10米。检验是否漏气,要用肥皂水,严禁用明火。 7、氧气瓶、乙炔瓶应有防震胶圈,旋紧安全帽,避免碰撞和剧烈震动,并防止曝晒。 8、乙炔气管用后需清除管内积水,胶管防止回火的安全装置冻结时,应用热水加热解冻,不准用火烤。 9、点火时,焊枪口不准对人,正在燃烧的焊枪不得放在工件或地面上。带有乙炔和氧气时,不准放在金属容器内,以防气体逸出,发生燃烧事故。 10、不得手持连接胶管的焊枪爬梯、登高。 11、严禁在带压的容器或管道上焊、割,带电设备应先切断电源。 12、在贮存过易燃易爆及有毒物品的容器或管道上焊、割时,应先清除干净,并将所有孔、口打开。 13、铅焊时,场地应通风良好,皮肤外露部分应涂护肤油脂。工作完毕应洗漱。 14、工作完毕,应将氧气瓶、乙炔气瓶阀关好,拧上安全罩。检查操作场地,确认无着火危险,方准离开。 15、氧气瓶、乙炔气瓶分开,贮放在通风良好的库房内。吊运时应用吊篮,工地搬运时,严禁在地面上滚,应轻抬轻放。 16、焊、割作业人员从事高处、水上等作业,必须遵守相应的安全规定。 17、严禁无证人员从事焊、割作业。 相关资料电焊安全技术操作规程 http://www.maihanji.com/article/item/2007-6/20076674847.htm电焊工气焊工安全操作规程 http://hi.baidu.com/jxc1015/blog/item/710621d85fbc1a3433fa1cf5.html
气保焊指二氧化碳或氩气保护的焊接方法,不用焊条用焊丝。CO2焊效率高,氩气保护焊主要焊铝、钛、不锈钢等材料。
埋弧焊是用焊丝焊接,焊剂保护。焊剂像沙子把电弧埋住。主要用于焊接厚板。
手工焊就是平时常见的用焊条的焊接方法。优势是比较灵活,适应性强,但效率低
凸轮轴位置传感器的作用和原理
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凸轮轴位置传感器是一种传感装置,也叫同步信号传感器,它是一个气缸判别定位装置,向ECU输入凸轮轴位置信号,是点火控制的主控信号。
凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor,CPS),其功用是采集凸轮轴动角度信号,并输入电子控制单元(ECU),以便确定点火时刻和喷油时刻。凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor,CPS)又称为气缸识别传感器(Cylinder Identification Sensor,CIS),为了区别于曲轴位置传感器(CPS),凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。