《其他特種加工技術(shù)》課件

其他特種加工技術(shù)除了常見的切削、鍛造、焊接等傳統(tǒng)加工工藝之外，還有許多其他特種加工技術(shù)可以滿足不同產(chǎn)品的制造需求。這些技術(shù)包括化學(xué)鍍、電鍍、激光加工、電火花加工等，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。課程目標(biāo)掌握特種焊接技術(shù)原理學(xué)習(xí)等離子弧焊、電子束焊、激光焊等新興焊接方法的基本原理和工藝特點(diǎn)。了解設(shè)備結(jié)構(gòu)與性能熟悉這些特種焊機(jī)的主要組成部件及其功能,掌握設(shè)備的調(diào)試與操作。掌握焊接工藝參數(shù)根據(jù)不同工藝選擇合適的焊接電流、焊接速度、焊接位置等關(guān)鍵工藝參數(shù)。了解應(yīng)用領(lǐng)域與特點(diǎn)探討各種特種焊接技術(shù)在航天、汽車等領(lǐng)域的典型應(yīng)用,認(rèn)識(shí)其優(yōu)勢(shì)與局限性。內(nèi)容大綱1.等離子弧焊等離子弧焊是一種利用高溫等離子體進(jìn)行焊接的特種焊接工藝。其定義、原理、設(shè)備組成、焊縫特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃诒竟?jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。2.電子束焊電子束焊是一種利用高能電子束作為熱源進(jìn)行焊接的特種焊接工藝。其定義、原理、設(shè)備組成、焊縫特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃诒竟?jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。3.激光焊激光焊是一種利用高能激光作為熱源進(jìn)行焊接的特種焊接工藝。其定義、原理、設(shè)備組成、焊縫特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃诒竟?jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。等離子弧焊等離子弧焊是一種先進(jìn)的焊接技術(shù),利用高溫等離子弧來實(shí)現(xiàn)焊接。它具有高能量密度、高焊接速度和良好的焊接質(zhì)量等特點(diǎn),在多個(gè)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。電阻焊定義電阻焊是通過兩種導(dǎo)電材料之間形成的電阻發(fā)熱而產(chǎn)生的焊接過程。利用電流在焊件之間的電阻發(fā)熱實(shí)現(xiàn)焊接。原理電阻焊基于焊件之間的電阻產(chǎn)生熱量的原理,通過控制電流、焊接時(shí)間和焊壓等參數(shù)實(shí)現(xiàn)焊接。設(shè)備組成電阻焊設(shè)備主要由變壓器、電極、壓力機(jī)構(gòu)等部分組成,能夠提供所需的電流和壓力。焊后熱處理目的焊后熱處理旨在改善焊接接頭的性能,如減少殘余應(yīng)力、提高強(qiáng)度和抗腐蝕性。分類常見的焊后熱處理工藝包括退火、正火、回火等,每種工藝針對(duì)不同材料和性能要求而采用。設(shè)備焊后熱處理需要使用電爐、感應(yīng)加熱設(shè)備等專用設(shè)備,確保工件能夠達(dá)到所需的溫度和時(shí)間。焊縫特點(diǎn)高質(zhì)量等離子弧焊焊縫表面光潔平整，內(nèi)部組織細(xì)小致密，機(jī)械性能優(yōu)良。深穿透等離子弧焊具有較大的焊深，可焊接厚板材。焊縫熔深較深，可有效減少多層焊接次數(shù)。高效率等離子弧焊焊速較快，生產(chǎn)效率高。同時(shí)焊接過程控制也較為簡(jiǎn)單。低變形等離子弧焊熱輸入較小，焊接變形較少?？纱蟠鬁p少焊后矯正工作。應(yīng)用領(lǐng)域航空航天等離子弧焊廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的金屬結(jié)構(gòu)焊接，如飛機(jī)機(jī)體、導(dǎo)彈機(jī)身等。其高能密度和深熔透性非常適合這些場(chǎng)景。能源工業(yè)電子束焊在核電站設(shè)備制造、石油化工管線焊接等高要求領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)無縫隙、無氣孔的高質(zhì)量焊接。汽車制造激光焊主要應(yīng)用于汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等薄板金屬的高速焊接，實(shí)現(xiàn)快速、高效的焊接生產(chǎn)。電子束焊電子束焊是利用高速電子束對(duì)金屬進(jìn)行局部加熱熔融的一種特種焊接工藝。它以高度集中的能量束擊中金屬表面,迅速熔化并形成焊縫。這種焊接方式具有高能密度、熱效率高、熔深大、變形小等優(yōu)點(diǎn)。電子束焊定義電子束焊是利用高能電子束聚焦在被焊材料表面進(jìn)行加熱熔化而實(shí)現(xiàn)焊接的一種特種焊接工藝。原理電子束在真空環(huán)境中高速運(yùn)動(dòng),并聚焦于被焊材料表面產(chǎn)生高能量密度,從而快速熔化并凝固形成焊縫。優(yōu)勢(shì)熱輸入小、熔深大焊接速度快、生產(chǎn)效率高焊縫形狀窄細(xì)、熱影響區(qū)小設(shè)備組成電子槍電子束焊接設(shè)備的核心部件，用于產(chǎn)生高能電子束。采用熱陰極或冷陰極設(shè)計(jì)。真空艙用于在真空環(huán)境中進(jìn)行焊接操作。含有真空腔體、真空泵和真空測(cè)量系統(tǒng)。焊接機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)控制電子束的掃描和工件位置移動(dòng)。包括電磁掃描系統(tǒng)和工件操作機(jī)構(gòu)。電源系統(tǒng)提供電子槍所需的加速電壓和聚焦電壓。精確控制電子能量和焊接功率。電子束焊的焊縫特點(diǎn)高能量密度電子束焊利用高能量密度的電子束,可以快速融化金屬,形成深而窄的焊縫。低熱輸入電子束焊熱量集中在焊縫區(qū)域,使焊接過程中產(chǎn)生的熱量較少,有利于降低變形。高純凈性電子束焊在真空環(huán)境下進(jìn)行,可以避免空氣中雜質(zhì)的進(jìn)入,提高焊縫的純凈度。高精度電子束可以準(zhǔn)確聚焦在目標(biāo)位置,實(shí)現(xiàn)高精度的焊接,適用于精密零件的制造。電子束焊的應(yīng)用領(lǐng)域航空航天制造電子束焊可精密焊接航空發(fā)動(dòng)機(jī)、衛(wèi)星以及其他航空航天領(lǐng)域的關(guān)鍵元件。核電裝備生產(chǎn)電子束焊擅長(zhǎng)焊接核反應(yīng)堆關(guān)鍵部件,可確保焊縫質(zhì)量與密封性。汽車制造加工電子束焊可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的高效自動(dòng)化焊接,提高生產(chǎn)效率。電子電氣設(shè)備電子束焊適用于電子元器件、電路板等精密焊接。激光焊激光焊接是一種特種焊接方法,利用高能量密度的激光束對(duì)材料進(jìn)行局部熔融,從而實(shí)現(xiàn)焊接的過程。它具有高能量密度、高焊透深度、熱影響區(qū)小等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域。激光焊定義激光焊接是利用高能量密度的激光束加熱金屬表面而熔化并連接的一種焊接方法。原理激光束將大部分能量集中在極小的區(qū)域上,產(chǎn)生高溫使金屬熔化,形成焊縫。特點(diǎn)激光焊接具有能量密度高、熱影響區(qū)小、能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備組成1電子束發(fā)生器產(chǎn)生高能電子束的關(guān)鍵部件，包括電子槍及加速裝置。2真空室提供真空環(huán)境以避免電子束受空氣阻礙。3定焦系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)電子束焦點(diǎn)大小,確保焊縫質(zhì)量。4數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動(dòng)化控制和焊縫軌跡規(guī)劃。焊縫特點(diǎn)高精度激光焊縫具有高熱量集中、聚焦性強(qiáng)的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)和深度焊接。小變形激光焊工藝產(chǎn)生的熱量小、熱影響區(qū)小,因此焊件的變形和殘余應(yīng)力也較小。高焊深率激光焊能夠?qū)崿F(xiàn)深度焊接,焊深寬比可達(dá)20:1以上,非常適用于厚板焊接。激光焊的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)制造激光焊廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子等行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)焊接。高能量密度和焊深優(yōu)勢(shì)使其能夠?qū)崿F(xiàn)快速、高效的焊接。醫(yī)療器械激光焊可以精準(zhǔn)焊接各種醫(yī)療植入物,如人工關(guān)節(jié)、骨科植入物等,確保尺寸精度和連接強(qiáng)度。電子電氣激光焊可以精密焊接各類電子元件,如集成電路、LED等,優(yōu)勢(shì)在于低熱輸入和高焊點(diǎn)質(zhì)量。超聲波焊超聲波焊接是一種利用高頻振動(dòng)的特殊焊接技術(shù)。它通過將金屬零件置于超聲波振動(dòng)場(chǎng)中而實(shí)現(xiàn)焊接。該技術(shù)對(duì)焊接精度和速度有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于電子、汽車等領(lǐng)域。超聲波焊定義超聲波焊接是利用高頻機(jī)械振動(dòng)能量從而產(chǎn)生的摩擦熱量來焊接金屬的一種特種焊接技術(shù)。它通過將工件壓在一起并施加超聲振動(dòng)將其焊接在一起。原理超聲波焊接利用高頻振動(dòng)產(chǎn)生交錯(cuò)的剪切和壓縮應(yīng)力,從而打斷表面氧化膜和污染層,使?jié)崈舻慕饘俦砻娼佑|,在機(jī)械壓力和摩擦熱的作用下產(chǎn)生金屬間的冶金結(jié)合。設(shè)備組成高功率激光器激光焊機(jī)的核心部件,通過高度集中的激光束產(chǎn)生大量的熱量,實(shí)現(xiàn)快速熔化金屬并形成焊縫。光路系統(tǒng)將激光束準(zhǔn)確引導(dǎo)到焊接位置,同時(shí)調(diào)節(jié)焦點(diǎn)大小和位置,確保最佳的焊接效果。數(shù)控系統(tǒng)控制激光束的移動(dòng)軌跡,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的焊接,并可編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。激光焊縫特點(diǎn)高能密度激光焊采用高度集中的能量束,可實(shí)現(xiàn)深穿透焊接,焊縫寬窄比大。低熱輸入激光焊熱輸入小,對(duì)母材的熱影響區(qū)較窄,翹曲和變形較少。高精度激光焊可控性強(qiáng),焊縫形狀和尺寸穩(wěn)定一致,適合自動(dòng)化生產(chǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域航空航天超聲波焊廣泛應(yīng)用于飛機(jī)和航天器的制造中,用于焊接金屬結(jié)構(gòu)件和復(fù)合材料。電子制造電阻焊被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備和電子元件的焊接,如電池、PCB板等。汽車制造激光焊和電阻焊經(jīng)常應(yīng)用于汽車車身和電子系統(tǒng)的焊接。電阻焊電阻焊是一種通過電流產(chǎn)生的焦耳熱來實(shí)現(xiàn)焊接的特種焊接工藝。該工藝具有設(shè)備簡(jiǎn)單、焊接速度快、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于汽車、家電、電力等行業(yè)。電阻焊-定義與原理定義電阻焊是通過兩個(gè)導(dǎo)電物體之間形成的電阻熱來實(shí)現(xiàn)焊接的一種焊接方法。基本原理在施加一定的壓力下,利用工件本身的電阻產(chǎn)生熱量,使焊區(qū)達(dá)到熔融狀態(tài)從而實(shí)現(xiàn)焊接。優(yōu)點(diǎn)電阻焊操作簡(jiǎn)單、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高,適合大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)。設(shè)備組成電源設(shè)備提供高壓電流為焊機(jī)供電,確保焊接過程的穩(wěn)定和可靠。焊槍將焊絲和保護(hù)氣體準(zhǔn)確輸送到焊接位置,完成焊接作業(yè)。焊絲送線裝置精準(zhǔn)控制焊絲的進(jìn)給速度,確保焊接質(zhì)量。保護(hù)氣體裝置為焊接區(qū)域提供惰性氣體,防止氧化和氣孔。焊縫特點(diǎn)外觀優(yōu)美電阻焊可以得到光滑平整的焊縫表面,無需后續(xù)處理即可滿足審美需求。強(qiáng)度高電阻焊連接處往往比原材料本身更加牢固可靠,能夠承受較大的外力負(fù)荷。接合牢固電阻焊產(chǎn)生的焊縫滲透深度大,界面結(jié)合良好,具有穩(wěn)定可靠的連接性能。電阻焊的應(yīng)用領(lǐng)域汽車制造電阻焊廣泛應(yīng)用于汽車車身、底盤和內(nèi)飾部件的制造。它能快速可靠地連接金屬件。建筑結(jié)構(gòu)電阻焊用于鋼結(jié)構(gòu)建筑物、橋梁和腳手架的制作,提高了生產(chǎn)效率。家用電器電阻焊在制造冰箱、洗衣機(jī)等白色家電中應(yīng)用廣泛,確保了結(jié)構(gòu)的牢固性。焊后熱處理在焊接作業(yè)完成后,通過對(duì)焊接接頭進(jìn)行特殊的熱處理方式,可以進(jìn)一步優(yōu)化焊縫的性能和質(zhì)量。這種方法通常被稱為"焊后熱處理"。焊后熱處理1目的焊后熱處理主要目的是調(diào)整焊接材料的性能,如調(diào)整組織結(jié)構(gòu)、改善性能、減小殘余應(yīng)力等。2分類常見的焊后熱處理工藝包括回火處理、應(yīng)力釋放退火、正火處理、淬火等。主要工藝退火處理焊后退火是為了緩解焊接過程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力,通過控制溫度和時(shí)間來調(diào)整金屬組織結(jié)構(gòu)。淬火處理焊后淬火主要用于提高焊縫硬度和耐磨性,通過快速加熱和快速冷卻來獲得較硬的馬氏體組織?；鼗鹛幚砗负蠡鼗鹂梢越档徒饘儆捕?提高韌性和抗沖擊性,通過中等溫度加熱和緩慢冷卻來調(diào)整組織結(jié)構(gòu)。應(yīng)用舉例汽車制造業(yè)電阻焊主要應(yīng)用于汽車車身裝配、電池組焊接等工藝中，確保焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。航空航天行業(yè)電子束焊和激光焊適用于航空零部件的精密焊接，滿足苛刻的強(qiáng)度和重量要求。電