从2008年第十三届北京•埃森焊接展看焊接技术发展之动向

从2008年第十三届北京·埃森焊接展看焊接技术发展之动向

哈尔滨焊接研究所   林尚扬院士

2008年的“第十三届北京·埃森焊接与切割展览会”上一些展商展出的展品从一个侧面反映了我国焊接生产发展的新需求和新动向，以及有关技术的发展趋势，值得引起关注。

一、“高能束”焊接发展突飞猛进

（1）首先应注意到这次展览会上开始出现了比较多的激光焊接与切割设备和相关的配套件。

往届展出较多的是CO2气体激光数控切割机，而本届新增加了包括激光焊接、激光打标、激光熔敷和表面改性等方面的展品，特别值得注意的是出现了不同功率级别的固体激光器。国际上大功率固体激光器近年来发展很快，商品化产品已经出现了10～30kW甚至更高功率的光纤或碟型固体激光器，这些大功率的固体激光器都是在最近4～5年内才陆续出现的。本届展会上首次出现了能够提供10kW级固体激光器的展商，也首次出现了激光加工的各种外围配套设备，例如不同形式的固体激光焊接和切割枪（光学聚焦系统），在激光焊接枪中带有强力侧吹气流装置，减少了焊接飞溅和金属蒸汽对镜片的污染，以及自动检测镜片污染程度的装置。同时，还展出了高速激光焊接的焊缝跟踪传感器和激光焊缝表面质量的自动检查传感器等。通过本届北京·埃森焊接展可以预测，激光焊接、切割、熔敷以及热处理等激光加工技术将于近期内在我国逐步扩大应用。

（2）在这次展览中继续有国内外的电子束焊接设备的商家参展。

电子束焊接技术在我国已有不少应用，这次展商重点放在提高电子束焊接效率与质量方面。大家都知道电子束焊接大多是在真空环境下进行的，生产效率较低。因此展商提出可以根据企业产品的生产要求，提供“量身定制”的整套自动化电子束焊接系统的一站式服务。目前电子束加工正在从焊接小型薄壁工件向大型厚壁工件发展，不但真空室的容积在加大，加工过程的自动化水平在提高，而且电子束的功率和可控性也有新的发展。由于控制水平的提高，目前电子束的偏转（扫描）速度可高达100kHz，不仅能够实现几十个点“同时”焊接，减少焊接变形，还可以利用电子束一边进行接缝跟踪一边进行焊接，以及利用电子束进行成像和打标、打孔，扩大电子束的加工领域。

（3）高能束专业加工厂（Job Shop）。大功率电子束与激光束被认为是昂贵的“高能束”，设备的一次投资比较大。如果产品的批量不够大，企业购买这些昂贵的设备，设备投资回收期长不合算。因此，应运而生了一种新模式的企业──高能束专业加工厂（Job Shop）。在这次展览会上得知，已经有几家国外的著名公司在我国沿海经济发达地区建立了大功率电子束和激光束的专业加工点，利用他们的先进设备和技术为我国的中小型企业加工零部件，提高产品的技术含量。Job Shop 老板认为生产企业的产量变化一般如图2所示，企业可以在产品定型后的大批量生产阶段购买昂贵的电子束或激光设备，而Job Shop能够在试制阶段、小批量生产阶段、后期生产阶段（设备转用于其他产品）以及超负荷生产时发挥积极的辅助作用，从而也可以减轻企业的风险。这次展览会也预示着这种Job Shop形式将在全国普及开花。

二、数控切割新品开发步伐加快

数控切割设备在我国已经很普及了，各届北京·埃森焊接展都有不少展品展出，包括火焰切割、等离子切割）、射水切割和激光切割等大型机床。这次出现更多的是个性化的新产品，例如不规则曲面上切割带有坡口圆孔的数控切割机，以及无需定心和旋转大口径长管的管端相贯线坡口数控切割机等。将等离子切割技术用于T-K-Y管-管接头的管端相贯线和开孔切割，切割过程中不但割枪要能倾斜、旋转，而且还要变角度。过去这种设备都是国外展商的产品，这次国内的一些展商也开发了类似的产品。国内展商还展出了简易型小车式数控切割机，以前只是国外的展品。这些都反映了近几年来我国在数控切割设备方面的新发展。

三、重型辅助焊接设备渐成亮点

焊接自动化需要不同形式的外围设备，例如十字操作机、变位机、滚轮架和机器人等。这次北京·埃森焊接展出现较多的大型重载的辅助设备，很引人注目，例如负重达300t的旋-倾式两轴变位机，负重1000t的滚轮架，还有不同形式的U形和L形变位机等。特别引起大学兴趣的是负荷达1t的大力士机器人，其重复定位精度仍能达到0.2mm的高水平。这些重型辅助设备将对改善我国重型装备制造过程的效率、质量和机械化、自动化水平有重要的促进作用。

四、焊接环境及劳动卫生备受关注

改善生产环境与改善劳动条件是相辅相成的，本届展会有比较多的展商展出了不同形式、不同功率、不同场合的排烟除尘装置，这充分反映了目前我国制造企业不断提高对生产环境和劳动卫生的重视。展出的装置不仅有简单的抽风机，更多的是带有不同除尘装置的空气净化系统。在过滤装置中已经不仅仅是采用简单的过滤纸袋或无纺布袋，而是多层复合的皱褶式过滤袋，可以增大过滤面积，提高清除细小粉尘的能力，还可以使一些较大颗粒的烟尘容易刷扫和收集，减少过滤袋的消耗。有的还在过滤过程中增加静电除尘的装置。

五、频谱谐波消除应力初露风采

关于振动消除应力方面，出现了频谱谐波消除应力的新技术，这是在原有的亚共振扫频方式的基础上发展起来的，即是通过傅立叶方法对工件进行频谱分析，找出工件的几十种谐波频率，在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果最佳的5种不同振型的谐波频率进行时效处理，达到多维消除应力和提高尺寸精度稳定性的目的。频谱谐波方式不论工件大小、频率刚性高低和材料特性，均能找出5种不同振型的谐波峰。不受激振器的转速范围限制，对激振点和拾振点无特殊要求，能够处理亚共振无法处理的高刚性、高固有频率工件，能够满足对尺寸精度要求高的工件，振动噪声低，在机械行业的覆盖面可接近100％，而亚共振技术可处理的工件在机械制造业覆盖面仅为1/4左右。处理的转速全部在6000r/min以下，也解决了亚共振设备噪声大的问题。希望这种振动消除应力的新方法能对提高我国金属结构的安全性发挥更大的作用。

助焊剂—杭州辛达狼焊接科技有限公司http://xindalang.com

杭州辛达狼焊接科技有限公司是一家专业研发、生产和销售低、中、高温钎焊用助焊剂的科技型企业。产品主要有不锈钢无铅助焊剂，普通型不锈钢锡焊助焊剂，无铅烙铁头专用高效助焊剂，低温液体铝助焊剂，铝/铜异种材料钎焊助焊剂，铜合金用中温膏状助焊剂，中温膏状铝助焊剂和焊膏等系列产品，广泛应用于电子、电器、制冷和汽车等领域。

     公司建有助焊剂研发中心，拥有2名博士和多名助焊剂专家，并与哈尔滨工业大学在助焊剂领域建立了密切的科研合作。

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