高效焊接方法范文第1篇

[关键词]混装电路板；焊接工艺；技术

1混装电路板焊接工艺方法分类

第一，焊接技术中最常见的就是手工焊接，这一种焊接方法兼具优点和缺点，使用手工焊接方法的时候对于电路板的工艺有很强的适应能力，并且在使用的时候有非常强的组织灵活性，并且在进行施工的时候消耗的成本较低，对于单件小批量的生产是非常适用的。但是在使用手工焊接工艺的时候对于焊接工人的技能水平有很高的要求，但是多数工人在施工的时候常常无法做到高质量的操作，除此之外，使用手工焊接的方法在处理BGA元件、高密度的QFP元件以及0603以下的CHIP元件的时候无法做到精湛操作，导致混装电路板的质量下降。另一种常用的焊接方法就是回流焊接的方式，在使用回流焊接的方法的时候，能够提高焊点的质量，并且实现较高的一致性，并且在大批量生产的时候，回流焊接的方法能够确保焊接的进度和质量，有效的降低焊接的成本，并且使用回流焊接的方法的时候可以有效的处理SMT元件，但是此类方法在处理小批量生产的时候经济效率差，所消耗的成本较高，除此之外，回流焊接的方法没有办法对焊接耐热性进行高质量焊接，导致回流焊接的方法不能全面的应用在小批量的生产之中。第三种常用的混装电路的方法就是波峰焊的焊接方法，使用这类焊接方法的优势就在于高效的处理焊点质量，并且使得混装电路的一致性很高，对于焊接的质量有非常高的保障，并且在大批量的生产中确保混装电路的进度以及质量，有效的降低混装电路的成本，但是同回流焊接一样，在处理小批量焊接电路的生产的时候，会消耗大量的成本，焊接的工艺在一定程度上变得更加的复杂，无法有效的处理BGA元件、高密度的QFP元件，并且在施工PCB设计的时候常常不能合理的处理“阴影”的效应。

2混装电路板焊接工艺技术

在对混装电路实施焊接工作的时候，应当按照一定的步骤进行，根据混装电路的生产条件以及未来的应用设置焊接的环节，促使焊接的工作在各个环节都得到质量的保障，下文简述了混装电路板焊接工艺的步骤：首先，一定对混装电路的焊接材料进行恰当的准备，在使用手工焊接的时候，一般需要准备丝状焊料，焊料丝的直径应当确保焊点是否与要求所匹配，常见的树脂基钎剂一般选用的是R（纯树脂基钎剂）或者是RMA（中等活性的树脂基钎剂），例如：丝S-Sn63PbAΦ1-R-1GB/T3131-2001，即用Sn63Pb37焊料制造的，直径为1mm，钎剂类型为R型的树脂单芯丝状焊料。其中当前的SMT焊接工艺材料总体正朝着环保型的状态发展，常用的是SnPb合金焊接材料，并且是免清洗、不含挥发性有机物、无松香型等等，并使用PCB清洁度的有效整理方式处理PCB的污染残留，使得焊接材料能够在准备阶段达到最佳的效果。为了使得焊接的时候更加的方便以及容易，还经常会选择含微锑（Sb）、含微铋（B）i的焊料，以此来加强材料流动性，使得焊料能够在表面张力的作用下增强湿润能力，降低焊接的温度，有效的降低了生产过程中出现的预热状况，并且使得零件端面溶蚀等问题得到有效的处理，同时还能使得混装电路的修补以及拆换零件的作业更加的方便，简单易操作。其次，在准备好了焊接材料之后，需要做好焊前预热的工作，这项工作能够充分的发挥丝状焊料中的树脂芯钎剂的活性，这些能够有效的避免PCB焊锡的过程中出现影响PCB的润湿以及焊点的形成，这使得PCB在焊接前就达到了一定的温度，避免受到热冲击导致混装电路板出现翘曲变形的状况。在进行焊接工作的时候，有效的控制焊接的温度，焊接的温度对于混装电路有非常重要的作用，当焊接的温度很低的时候，焊料的扩展率、润湿性等都会受到影响，并且较低的温度会使得焊盘或者是元器件的焊端湿润不充足，因而就会产生虚焊或者是拉尖、桥接等缺陷；而当焊接的温度较高的时候，就会在焊接的过程中加速了焊盘、元器件，这导致元器件引脚以及焊料产生了氧化，这些都会导致虚焊的状况，上述这些焊接质量问题对于混装电路板的使用有很大的影响，因此在焊接的时候需要严格的控制焊接的温度。在焊接贴片元件的时候，焊料应该加在烙铁头、焊盘和元件的电极之间，这样烙铁头的移动速度就由焊接时间确定，使得焊料在电极的覆盖高度在一定的范围之内，也能够将烙铁头的温度控制在260℃加减10℃的范围内，并且保证焊接的时间不会超过2s，这一过程中，若无法在规定的时间内完成焊接的任务，这就会导致焊点无法在规定的时间内冷却，也没有办法及时的进行再猜焊接的工作，这对于修复焊接的工作有很大的影响。最后，在进行焊接插装元件的时候，应当在烙铁头之前加热焊盘，使得焊盘被充分的预热，之后在烙铁头和焊盘的结合处加入部焊料，使得焊料能够充分的结合，以此覆盖整个焊盘，形成凹形的焊锡轮廓线，为之后的真正的焊接工作打下坚实的基础。在使用回流混装电路焊接的时候，结合PCB的典型布局形式，在PCB的B面布局质量较小表面贴装片式元件，在PCB的A面布局BGA、QFP器件、DIP器件、通孔接插件、电阻和电容等，即正面使用表贴和通孔元件混装，B面采用表面贴装的形式。在试验板上选择无铅BGA，其他的元件是有铅元器件，焊料选用OL-107E有铅焊料。在设置回流焊接曲线时，采用有铅制程下有铅、无铅混装工艺，将峰值温度提高到228℃～235℃之间，液相线上温度的时间为50s～60s，使BGA上的无铅焊料能充分回流，又能避免过高温度对有铅器件的热冲击，得到良好的回流焊接效果。对于回流混装电路质量的检验，BGA器件多为焊球大小均匀，经过偏角测试检验，并且使焊球呈现鼓形，且QFP器件是能够形成良好的湿润，呈现出质量较高的焊点。

3总结

焊接工艺对于电子产品的设计以及应用有非常重要的作用，在进行焊接的时候有许多需要重点注意的焊接步骤，尤其是在进行焊接的时候需要重视混装电路板的准备工作，对于焊接的温度、焊接方法的选择、焊接所使用的材料等进行优化以及调整，使得焊接工艺的技术参数能够有效的控制焊接电路的最低温度以及混装电路质量，以此来确保电子产品的质量。

作者:毛含冰 单位:凯迈（洛阳）电子有限公司

[参考文献]

高效焊接方法范文第2篇

关键词：堆焊　补焊　挖掘机斗齿　侧板

一、施工条件分析

蒙古国的常年平均气温低于我国，油田中使用的注水和供水管道的设计埋深管顶达到3.2米，管沟深度平均在3.5米左右。施工区块的砂化较严重，挖掘机的斗齿、护板磨损严重，为了减少多次更换易损件的影响，要求有增强易损件的耐磨面，在处理各种复杂的受损工件时要有针对性的进行补焊，对挖掘机斗齿、侧板等易损件应用堆焊和补焊工艺来增强其耐磨性能并修复受损部位，起到了节约资金，方便生产的作用。

二、挖掘机斗齿及侧板材质结构分析

对工地使用的挖掘机斗齿进行了测试和解剖的基础上，探讨了斗齿的失效机理，并分析了斗齿的形状、结构及材料。挖掘机斗齿通常是用高锰钢制造的。高锰钢铸件经过淬火热处理后的组织成为奥氏体组织，这种高锰钢韧性强度很高，其表面在受到冲击和挤压时会由于冷变形而硬化，使表面硬度非常高，耐磨性非常大。但由于挖掘机斗齿的工作环境及条件所致，加之长期受力，使得高硬度、高耐磨的高锰钢受到严重磨损。有效修复铲斗齿的最好办法就是补焊和堆焊。采用正确的施焊方法对挖掘机铲斗齿进行补焊和堆焊，能有效的控制焊接质量，修复后的斗齿能在挖掘工作中表现出如新的耐磨性。

三、挖掘机易磨损件堆焊及补焊工艺分析及应用

堆焊是在金属表面用焊接的方法熔敷一层同材质或异材质金属的工艺方法，通过堆焊可使零部件恢复或具有新的耐磨损等性能的工艺。堆焊方法的选择主要取决于如何降低母材的稀释率、提高效率以及简便操作。挖掘机斗齿在长期的使用过程中磨损较大，焊补挖掘机斗齿时可用气割下料。补焊料的来源取自废旧的汽车弓片、机械履带板、火车道轨等，下料尺寸根据磨损情况而定，焊补较宽焊缝可用气割下料坡口，应为V字形，为了减小焊接应力可先焊收缩小的焊缝。焊完后再焊收缩大的焊缝，当焊接较大焊缝时要进行分段退焊法，焊接时为防止高猛钢的母材过热，焊完几段后待焊道稍冷后再继续焊接，并且尽量采用小焊接范围分层焊。

据有关资料分析，常用堆焊方法的稀释率分别为：焊条电弧堆焊为10%~20%，熔化板气体保护电弧堆焊为10%~40%，埋弧堆焊丝极为30%~60%，带极为10%~20%。手工焊条电弧堆焊稀释率低不易产生夹渣等缺陷，应用范围很广，虽效率低些，但其优点在于操作简便、适合不同位置、设备简单、成本低。堆焊及补焊工艺如下：

1.采用D266焊条堆焊各层时，应采用对称交替焊接顺序进行，焊后趁热锤击焊缝。锤击时必须使受力均匀，直至被焊表面出现均匀致密的麻点为止。

2.选小直径焊条（如Φ3.2mm）、小电流(90~120A)； 选直流电焊机用直流反接法。每焊完一根或半根焊条后要等焊接区冷却到不烫手时再施焊。

3.焊条尽量不摆动，如需要摆动，要使其在两侧停留的时间稍长些，以保证堆焊层高度和宽度的均匀一致。摆动幅度不要超过焊条直径的2.5~3倍，注意焊道要窄。

4.当焊接面积较大时，可将被焊表面分成若干区段，先采用不锈钢焊条进行焊补或堆焊各区段， 然后焊接各区段的间隙处，直至过渡层堆焊完毕。最后采用高锰钢焊条进行分段焊补或堆焊。

5.将斗齿斜放，从下往上横向堆焊，堆焊完一层立即打渣，再堆焊另一面。如此反复交替，直至恢复原来的尺寸。

四、堆焊和补焊操作时注意事项

1.高锰钢的热胀冷缩系数比碳钢大，在补焊和堆焊时母材受热较大，则易引起裂纹。对此可以在母材上先用不锈钢焊条焊过渡层，即打底焊，把堆焊层与母材金属隔离开，减小应力和稀释率，防止裂纹，避免堆焊层剥离。然后再使用高锰钢焊条进行焊补或堆焊，焊后及时锤击焊缝以减少收缩应力。

2.防止堆焊层的硬度不符合要求，因为堆焊层的硬度主要依靠堆焊层的合金成分来获得，而合金成分又主要来自焊条而不是母材。所以堆焊时，希望熔深浅，减少熔合比，因此不宜采用大电流。磨损后的高锰钢表面有一层塑性差、硬度高的硬化层，此部位容易产生裂纹。应在焊前将焊补或堆焊的焊接部位用砂轮打磨掉3-4mm。

3.堆焊易产生裂缝和剥离。要采用焊前预热和焊后缓冷的措施。当焊接材料为碳素钢或低合金钢时，预热温度应根据碳当量来计算，当碳当量0.4%时预热在100℃左右，当EC为0.5%时可预热150℃，其他EC在0.6%对应200℃，EC在0.79%对应250℃。由此得出当碳当量增大时，预热温度也增加。

4.注意焊接变形问题，应采取预先反变形法，消除焊后的变形；焊接操作手法采用对称法、跳焊法，安排合理的焊接顺序进行堆焊等。

5.堆焊补焊时要适当调整焊接条件，如：改变电弧电压、焊接电流、焊接速度、运条方式、焊条与焊件距离等都能影响稀释率。焊接电流太大，电弧太长都会增加合金元素的烧损，通常采用向后焊（焊条前倾电弧向后吹），因向前焊易导致气孔不融合。焊条要做适当的横向摆动，这样可以减少夹渣和其他缺陷。两次摆动之间的距离约为焊条直径的1/2倍。当焊完第一条焊道，而开始堆焊第二条焊道时，第二条焊道必须熔化第一条焊道宽度的1/3--1/2，这样就可以使焊道之间连接紧密，减少稀释率。进行大面积多层堆焊时，由于加热次数较多，加热面积大所以焊件堆焊后极易产生变形，严重时产生焊接裂纹。

五、新购挖掘机的加固处理

1.齿根处的加强保护：齿根安装板的加强非常有必要，如果在此处的加强不好，会导致磨损将剧烈，牙齿怎么也装不上去了。对于此处的加固可以采取两种方案，一种是贴加强筋，一种是包耐磨块。需要注意的是，贴加强筋的做法简便，经济，但是焊接时要注意不能与齿根的焊缝产生叠焊，这样会影响齿根焊接强度。

2.边板及侧边加强：边板的剧烈磨损会使挖斗的有效斗容减小，影响施工效率。同时，边刀也起到利于切入物料，保护边板的效果，所以挖斗需安装边刀。由于侧边并不是高磨损区，故侧边的加强不用太坚固，以免影响挖斗的整体重量。

3.底板加强：底板加强是非常有必要的。让新机底板加强筋的油漆磨掉后(约一周时间)再进行底板的加固，这样的焊接效果更好。底板的加强筋要选择坚硬、耐磨的长型板材做原料，要保护挖斗的整体形状，以免影响切入角度，影响产能。加强筋的焊接要顺着原机筋板焊接的方向，在两块板上叠焊。

4.挖斗内面的加强：内面加强使用硬面堆焊，虽然耗时长。但是它的耐磨性跟实效性是最强的，或者也可以选择贴部分加强筋，不宜过多。

5.对于挖斗的加强要有效，牢固。最后的硬面堆焊也可以用在其他地方的加强。对于挖斗的加固中切忌像牛皮膏药一样乱张贴，也不可过于多的加强保护，为了保护挖斗而损失施工效率是不可取的。

高效焊接方法范文第3篇

关键词：节能环保；焊接；应用；

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

近年来，很多国家都将节能、环保作为今后发展的方向，我们国家也不例外。在焊接技术的应用上，我国落后于国际先进水平，因此，在今后的发展过程中，我们应当通过技术创新，提高焊接质量，提高工作效率，坚持节能、环保的发展理念，使我国焊接技术跨上一个新的台阶，步入国际先进水平。

一、节能环保高效技术在焊接中的应用

1.逆变焊机

逆变焊机具有焊接性能好、动特性好、动态反应速度快、质量轻、体积小、焊接速度快、效率高、多功能等优点，因此易于实现焊接机械化和自动化；逆变电源功率因数达0.95以上，总体效率可以达到85%~92%，比传统焊机平均节电25%~60%，空载时电耗只有30~50W，节能效果明显。为了说明逆变焊机的节能效果和优越性，把逆变式弧焊整流器和几种传统的弧焊机主要技术性能指标列于表l，以便对比。

表1逆变式弧焊整流器与传统弧焊机主要性能比较

2.熔化极气体保护焊

熔化极气体保护焊(GMAW)具有高效、节能和便于自动化的特点，是目前用得最多的一种焊接方法也是自动线上和焊接机器人的首选熔焊方法。据不完全统计，在汽车零部件、集装箱和工程机械行业中，基本上全部采用气体保护焊；而一般机械、铁路车辆和重型机械行业的比例都超过50%；在造船、锅炉和金属结构行业由于埋弧自动焊的用量较大，CO2气体保护焊的比例相对较低。随着实践的不断深入，人们发现由不同气体组成的混合气体比用单一气体更易得到好的焊接结果。现在，采用混合气体的趋势越来越强，混合气体的种类也越来越多，探索其在GMAW中的影响规律有着极大的社会效益。

3.智能机器人焊接

近些年，随着模糊控制理论和神经网络控制技术及专家系统理论的发展，模拟焊工操作的智能控制方法已经在焊接过程中成功应用，对焊缝成形的质量取得了较好的控制结果。国内外对遥控技术的研究成果较多，遥控焊接正向着实用化的方向发展。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。目前，关节式焊接机器人已在汽车制造、航空航天、工程机械、船舶等行业获得广泛应用，但对一些危险、恶劣及特殊环境下，例如航天空间、深海作业、管道内外焊接等，传统的关节式焊接机器人难以完成，为此需要研究发展新型的特种焊接机器人，我国在管道焊接机器人、水下焊接机器人、爬壁焊接机器人、球罐焊接机器人等方面进行了研究，培养了队伍，取得了一批研究成果，在某些技术方面达到了国际先进水平。

4.振动焊接技术

振动焊接技术是在金属焊接的过程中，对被焊件施加振动处理的一项焊接工艺，它起到细化晶粒的作用，在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力，这样可有效防止焊接裂纹的形成和工件的畸变，提高构件的疲劳寿命，增强焊缝的力学性能，达到提高焊接质量的目的。并且可以省去焊后消应力处理，缩短生产周期，降低生产成本。可以预言，振动焊接的推广和应用必将给焊接生产行业带来巨大的经济效益。大连理工大学的陈源从振动焊接减少焊接变形方面，采用先进的有限元方法进行了计算，论证了振动焊接在控制变形方面的作用;刘峰研究了振动焊接对焊接裂纹的影响，通过理论分析和数值模拟指出振动焊接在防止和减少焊接裂纹方面具有明显的效果。

国外也对振动焊接进行了研究。Tseng研究了焊弧摆动对焊接质量的影响，指出由于摆动的作用，使得焊接速度得以提高有利于焊接凝固，提高焊接区的力学性能。TewariSP详细研究了轴向振动对焊接件拉伸特性的影响，其结论是：经过振动焊接的构件的屈服强度、极限拉伸强度和破坏强度有显著提高。

二、节能环保高效技术在焊接辅助工艺中的应用

1.振动时效

振动时效(VSR)是利用一受控振动能量对金属工件进行处理，以消除工件残余应力。振动时效的显著优点是节能环保、降低成本、缩短周期。与热时效相比，节约成本90%以上，节能95%以上，节约投资90%以上。振动时效快，一般仅需30min,最长不超过1h，而且设备轻便，工艺简单，适应性强，优点很突出。VSR在我国从无到有，现已有几千台VSR设备在我国机床、模具、锻压、航空、发电等行业生产中运行[7]。节能减排效果明显的频谱谐波振动时效技术与传统的热时效相比，振动时效技术节能95%以上，完全克服了以煤为燃料的热时效炉存在的严重污染问题，实现零排放。与传统亚共振相比，频谱谐波振动时效技术的应用覆盖而从原有的23%提高到了100%，并彻底解决了传统亚共振技术噪音大、应用而窄、工艺操作复杂、长期无法纳入企业正式生产工艺问题。推广应用频谱谐波振动时效技术具有很好的经济效益和社会效益。

2.随焊锤击

随焊锤击是在焊接过程中通过实时锤击焊缝及近缝区金属材料从而消除或减小焊后金属塑性影响的一种加工工艺。利用随焊锤击技术能够有效地控制焊接横向及纵向收缩变形，实时调整焊接接头的残余应力分布状态，从而真正实现动态低应力、无热裂、小变形焊接。因此，能节约大量的能源和资金，给国家和企业将带来前景广阔的经济效益和社会效益。

对于不同的试件和焊接条件，应采用不同的焊接锤击参数，但现有的随焊锤击装置存在参数调节困难，个别参数调节不可实现等缺点，所以提出了参数可调的随焊锤击方式。可调随焊锤击方式采用锤击频率控制，保证被处理金属在每次锤击间隔中有充分的时间进行塑性反弹，使之在而内产生两维塑性伸长，释放焊接过程中的残余拉应变，大幅度提高了焊接接头的疲劳强度。锤击力、锤击距离的控制均采用按钮控制，电机调节，使其参数的调整方便可靠，从而保证焊接过程中当焊接材料和焊接条件变化时可随时调整锤击参数，进一步提高焊机的工作效率。

三、结束语

虽然我国在节能环保高效焊接技术应用方而做了大量工作，并取得了可喜的成绩，但与先进国家相比，还有相当大的差距。因此要继续大力推广节能环保高效焊接技术.加强消化吸收引进的高效节能焊接技术，并创新提高，克服总是依赖进口的思想。

参考文献:

【1】卢薇，李之中，马新国.逆变焊机的研究与探讨[J].山西机械，2001

【2】林尚扬，关桥.我国制造业焊接生产现状与发展战略研究[J].热加工,2004

【3】许燕玲，林涛，陈善本.焊接机器人应用现状与研究发展趋势[J].金属加工，2010.

【4】朱政强，陈立功，倪纯珍.振动焊接}_艺的研究现状及发展方向[J].焊接,2003

【5】马晓丽，华学明，吴毅雄.高效焊接技术研究现状及进展[J].焊接,2007

【6】关桥.动态控制焊接应力与变形技术基础研究[Z].国家自然科学基金巾请书，1990.3

高效焊接方法范文第4篇

关键词：激光焊接　工艺　质量

激光是辐射的受激发射光放大的简称，由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性，自诞生以来，其在工业加工中的应用十分广泛，成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束，激光束经过光学系统聚焦后，其激光焦点的功率密度为104～107W／cm2，加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化，熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。

一、激光焊接的一般特点

激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺，它与电子束等离子束和一般机械加工相比较，具有许多优点：(1)激光束的激光焦点光斑小。功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；(2)激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接加工；(3)激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；(4)激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；(5)激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；(6)激光束易于导向、聚焦。实现各方向变换；(7)激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，(8)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好。

二、激光焊接工艺与方法

1、双／多光束焊接

双／多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来。随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。

2、激光－电弧复合焊

激光－电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高，此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光－电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具有间隙敏感性低、焊接适应性好的特点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于：

可降低工件装配要求，间隙适应性好。

有利于减小气孔倾向。

可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。

电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。

利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义。

激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴复合焊和同轴复合焊。旁轴激光一电弧复合焊方法实现较为简单，但最大缺点是热源为非对称性，焊接质量受焊接方向影响很大，难以用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊接过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。

三、激光焊接过程监测与质量控制

激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和发展的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传感器，通过人工智能和计算机处理方法，针对不同的激光焊接过程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等，并通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现高质量的自动化激光焊接过程。

(1)激光焊接过程监测

利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检测是常用和有效的方法，如图1所示。根据检测信号的不同，激光焊接质量检测主要包括以下几种方式：

①光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体(包括工件上方和小孔内部)光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄像机，以及光谱分析仪等。

②声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。

③等离子体电荷信号。检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。

利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明。利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度，焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。

(2)激光焊接过程控制

高效焊接方法范文第5篇

关键词：药芯焊丝；电弧焊；工艺分析；掘进机截割头；应用形式

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.046

药芯焊丝电弧焊方法（FMAW）是在熔化极气体保护焊（GMAW）上发展起来的，与GMAW工作原理类似，FMAW能够利用连贯性的电弧热达到熔化焊接接头金属的目标，从而有效的将焊丝和工件衔接在一起[1]。FMAW焊丝为管状构造，电弧维护是药芯内药剂分解的气体（通常为CO2）。基于药芯焊丝电弧焊可以实现优化工艺性能等实况，本文对其工艺特点与在工业制造领域具体应用形式进行研究。

1 药芯焊丝电弧焊工艺特点分析

（1）焊接工艺性能优良。与实芯焊丝气保护焊相比较，药芯焊丝电弧焊在获得优良焊缝金属方面体现出巨大优越性。对其原因进行剖析，主要是由于药芯内存有稳弧剂与造渣剂，从而保证电弧的稳定性与柔韧性，熔滴过渡环节的均匀性，残渣溅出量的极少性与易脱落性，焊道的优质性。（2）生产效率高。焊接生产效率可以由熔敷速度间接体现出来。对于药芯焊丝电弧焊而言，因为药芯导电性不强，且大部分电流汇聚在横截面积较小的金属位置，所以焊接电流密度变大，焊丝熔敷速率势必会提高。与手工电弧焊相比较，药芯焊丝电弧焊熔敷速度更大，两者速度比大概为1：4。基于电弧焊熔敷速度又与焊丝半径相关联这一实况，适度减少焊丝半径，可以确定增加熔敷速度的效果，目前科研人员正研究半径（r≤010.8mm）的芯半径。（3）焊接成本相对较低。相关资料记载，药芯焊丝CO2保护焊的成本花销不足手工电弧焊的90%。尽管其成本与实芯焊丝CO2大体持平，但是仅仅是药芯焊丝成本略高于实芯焊丝，其他方面制造成本均低于实芯焊丝[2]。这能够间接的推测出随着药芯焊丝的改良发展，以及其单价的压缩，药芯焊丝电弧焊的经费开销势必会低于实芯焊丝CO2保护焊。

2 药芯焊丝电弧焊在掘进机截割头制造中的应用分析

（1）焊接方法的选择。为了确保药芯焊丝电弧焊在掘进机截割头焊接质量，对焊接方式方法进行正确选择是极为必要的，从而降低淬硬与冷裂纹等现象出现的概率，当然掘进机截割头的焊接质量也得到根本性保障。参照药芯焊丝电弧焊的工艺性能，在对掘进机截割头焊接之时可以采用熔渣-气体联合保护这一焊接方法，这一焊接方法实质上就是将药芯焊丝与CO2气体作为维护的方法。应用原理与气体保护焊大体一致，只是焊丝内部的焊剂混合物、焊丝与焊件金属在与维护气体发生冶炼反应的过程中，产出薄薄的一层液态熔渣，利用该焊接方法可以对掘进机截割头装置的完整性起到维护作用。

（2）焊接材料的选择。基于截割头与齿座材质上存在差异性这一实况，药芯焊丝在选择过程中始终要遵循焊缝与材质一致的原则，依据《焊接性试验 斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》中的试验状况，选择那些产效高、易操作的药芯焊丝。优质型焊接材料可以使金属接头熔敷效率高达90%，同时压缩了电弧溅出量，保证了焊缝的平整性，为自动化机械式焊接目标的实现提供基础条件。

（3）焊接参数的选择。在对焊接参数选择之时，不但要使接头的熔敷性以及焊缝塑型质量有所保障，同时要对影响焊头性能的其他要素进行整体分析。参照线能量计算与工艺评价结果可以编制出焊接参数（见表1）。

（4）掘进机截割头施工方案的编制。首先，药芯焊丝电弧焊焊接技术应用之前，务必要做好焊接钢板表皮水分、坡口氧化皮、锈迹、污脂等杂物的清除工作；其次，做好装配定位焊缝的选择工作，其理想焊缝应该同属一个类别，在对掘进机截割头的焊接进程中，点固焊焊缝长度取值范围为30～50mm，高度被设置为6mm，间距200～300mm，施焊过程中每侧定位焊必须要保证2次；再次，焊件配对不能采取强行手段，那么为了确保配对质量，焊接工作开展之前应该细致的查看点固焊点质量，在有所保障之时才能开展掘进机截割头焊接工作；最后，药芯焊丝电弧焊采用多层多道焊接模式，打底焊在焊缝环节应用是必要的，焊缝的打底焊厚度一般控制在5～6mm之间。另外，在对掘进机截割头焊接过程中技术人员应该提高对V形坡口施焊环节的重视程度，务必要在单侧实施焊接手段，焊枪倾向于立板，达到增加掘进机截割头熔合性的目标。

3 药芯焊丝电弧焊的应用要点

目前，在工业制造行业中，气保护型药芯焊丝已经获得较高应用率，其与实芯焊丝GMAW方法相比较，操作上更能出简易性。气保护型药芯焊丝在焊接过程中，对焊丝干伸长度体现出较高的的敏感性，在干伸长度增加的情况下，焊丝熔敷速度将会有显著的提升[3]。所以，可以推测的是一旦气保护药芯焊丝缺少气体保护的辅助时，其可允许的干伸长度就会受到制约。为了确保药芯焊丝电弧焊焊接质量，获得较高水平的熔敷效率，适度的增加焊丝长度是极为有效的对策。理论上讲，药芯焊丝电弧焊应用过程中采用长型干伸长度开展焊接工作，并应用带有抽除焊接烟尘的绝缘套管式焊枪。FCAW的应用范围是较为广阔的，在普通钢结构、特质型高强钢厚构件等焊接环节中均有所应用。并且，FCAW在化工设施厂、土建与采矿机械等领域的应用，发挥了修复焊缝的作用。

4 结束语

由全文论述的内容，对药芯焊丝电弧焊的工艺特点有了一个较为全面的了解，并且知道了其在掘进机截割头施焊过程中的应用选好焊接方法，设定焊接参数均是优化焊接质量的有效对策。FCAW作为GMAW改良发展的焊接形式，在低碳钢、合金钢以及不锈钢等焊接环节中的应用大幅度提升了生产效率，优化了焊接质量。

参考文献：

[1]陈和兴，易江龙.海洋工程焊接技术现状与分析[J].中国材料进展，2015（12）：938-943.

[2]孙咸.工程应用中的钛型CO_2气体保护药芯焊丝熔滴过渡[J].金属加工（热加工），2014（06）：87-90.