Wat is gevorderde sweistegnologieë?
Die ontwikkeling van wetenskap en tegnologie het voortdurende vooruitgang in sweistegnologie gedryf, wat gelei het tot die opkoms van nuwe sweismetodes. Gevorderde sweistegnologieë verwys na gevorderde verbindingsmetodes bo en behalwe konvensionele metodes (soos afgeskermde metaalboogsweis, ondergedompelde boogsweis en konvensionele gasmetaalboogsweis). Die opkoms en navorsing van hierdie gevorderde sweismetodes is die gevolg van die interdissiplinêre integrasie. Gevorderde sweistegnologieë (bv. hoë-energie-straalsweis, laserboog-hibriede sweis, vakuumdiffusiesweis, ens.)robotiese sweiswerk) is toegepas in elektronika, energie, motorvoertuie, lugvaart, kernbedryf en ander sektore. Hulle speel 'n belangrike en onvervangbare rol in die sweis van spesiale materiale en strukture, wat sosiale en tegnologiese vooruitgang bevorder.
Die sweis van gevorderde materiale is nou verwant aan die ontwikkeling van hoëtegnologie en het unieke en onvervangbare funksies. Na vinnige ontwikkeling in die 20ste eeu het sweistegnologie, as 'n belangrike skakel in die moderne nywerheid, die 21ste eeu betree met 'n volwasse stelsel, wat van handmatige vervaardiging na gemeganiseerde, outomatiese, inligtingsgebaseerde en intelligente vervaardiging verskuif. Dit dui 'n nuwe era in sweiswetenskap en -ingenieurswese aan.
(1) Laserboog-hibriede sweiswerk
Hoë-energie-straalverwerkingstegnologie word beskou as die mees belowende verwerkingstegnologie in die 21ste eeu, en word geglo dat dit "revolusionêre veranderinge aan materiaalverwerking en vervaardigingstegnologie teweegbring", en is tans die vinnigste groeiende en mees nagevorsde tegniese veld.
Die ontwikkeling vansweistoerustingna grootskaalse sweiswerk het twee betekenisse: een is die toename in toerustingkrag, en die ander is die vergroting van onderdele wat deur die toerusting gesweis word. As gevolg van die hoë eenmalige belegging in gevorderde sweistoerusting, veral lasersweis- en elektronstraalsweistoerusting, kan die verhoging van krag, die verbetering van penetrasiediepte en die stabiliteit van die sweisproses sweiskoste relatief verminder, wat dit aanvaarbaar maak vir die bedryf. Daarom het hibriede sweistegnologie wat op lasers gesentreer is, aandag getrek. Trouens, laserbooghibriede sweiswerk is reeds in die 1970's voorgestel, maar stabiele industriële toepassings het eers in onlangse jare ontstaan, hoofsaaklik deur die ontwikkeling van lasertegnologie en boogsweistoerusting, veral die verbetering van laserkrag en boogbeheertegnologie. Laserbooghibriede behels hoofsaaklik die kombinasie van laser met wolfram-inerte gas (TIG) boog, plasmaboog en aktiewe boog. Deur die interaksie tussen laser en boog kan die tekortkominge van elke sweismetode oorkom word, wat 'n goeie hibriede effek tot gevolg het.
Laserboog-hibriede sweising verbeter sweisdoeltreffendheid aansienlik, hoofsaaklik gebaseer op twee effekte: eerstens lei die hoë energiedigtheid tot 'n hoër sweisspoed en verminderde hitteverlies van die werkstuk; tweedens, die superposisie-effek van die interaksie tussen die twee hittebronne. Wanneer staal gesweis word, stabiliseer die laserplasma die boog; terselfdertyd gaan die boog die sleutelgat van die gesmelte poel binne, wat energieverlies verminder. Die kombinasie van laser en TIG kan die sweisspoed aansienlik verhoog, ongeveer twee keer dié van TIG-sweising. Die wolframelektrodeslytasie word ook aansienlik verminder, wat die lewensduur daarvan verhoog; die groefhoek kan ook aansienlik verminder word, en die lasdeursnitarea is soortgelyk aan dié van lasersweising. In vergelyking met laser-enkelboog-hibriede sweising, kan laser-dubbelboog-hibriede sweising die sweishitte-invoer met 25% verminder en die sweisspoed met ongeveer 30% verhoog.
Die belangrikste voordele van laserboog- (of plasmaboog-) hibriede sweiswerk is verbeterde sweisspoed en penetrasiediepte. As gevolg van boogverhitting styg die metaaltemperatuur, wat die reflektiwiteit van die metaal na die laser verminder en die absorpsie van ligenergie verhoog. Hierdie metode is getoets op lae-krag CO₂-lasersweiswerk, sowel as 12 kW CO₂-lasersweiswerk en 2 kW YAG-lasers met optiese vesel-oordrag, wat die grondslag lê vir robotiese laserboog- (of plasmaboog-) hibriede sweiswerk. In onlangse jare het hibriede sweistegnologie wat uit laserboog-hibriede gebore is, beduidende ontwikkeling bereik, en die toepassing daarvan in komplekse komponente in lugvaart, militêre en ander sektore het toenemende aandag gekry. Tans het hibriede sweistegnologie wat hoë-energie-strale met verskillende boë kombineer, een van die brandpunte op die gebied van hoë-energie-straalsweiswerk geword.
(2) Wrywingsroerlas
Wrywingsroer-sweising (FSW) is 'n gepatenteerde sweistegnologie wat in die vroeë 1990's deur die Welding Institute (TWI) van die Verenigde Koninkryk ontwikkel is. Dit kan nie-ysterhoudende metale wat moeilik is om te sweis, met behulp van fusiesweismetodes sweis.
Wrywingsroerlas het voordele soos eenvoudige verbindingsproses, fyn korrels in die sweislas, goeie moegheidsprestasie, trekprestasie en buigprestasie, geen behoefte aan sweisdrade of beskermingsgasse nie, geen booglig nie, en lae oorblywende spanning en vervorming na sweiswerk. Dit is toegepas in die lugvaartbedryf van ontwikkelde lande in Europa en Amerika, en is suksesvol gebruik in die sweis van dunwandige drukvate van aluminiumlegering wat by lae temperature werk, wat die reguit stomplas van longitudinale sweislasse en die omtrekstomplas van sirkelvormige sweislasse voltooi. Hierdie tegnologie is aangeneem in die nuwe strukturele ontwerp van nuwe voertuie en toegepas in lugvaart, vervoer, motorvervaardiging en ander industriële sektore.
(3) Vakuumdiffusiesweising
Die voortdurende opkoms van gevorderde materiale bied nuwe uitdagings aan verbindingstegnologieë. Die verbinding van baie nuwe materiale, soos hittebestande legerings, hoëtegnologie-keramiek, intermetalliese verbindings en saamgestelde materiale, veral die verbinding van uiteenlopende materiale, is moeilik om te bereik met behulp van konvensionele smeltsweismetodes, daarom het vastetoestand-diffusiebinding en ander tegnologieë na vore gekom. Byvoorbeeld, superplastiese vorm-diffusiesweistegnologie is suksesvol toegepas in titaniumlegering-heuningkoekstrukture van vliegtuie. Keramiek en metale kan verbind word deur diffusiesweis; die toepassing van oorgangsvloeibare fase-diffusiesweistegnologie het baie moeilike verbindingsprobleme van harde materiale opgelos wat nie opgelos kon word deur ...fusiesweisingin die verlede.
Vastetoestandverbinding kan in twee kategorieë verdeel word. Een is die verbindingsmetode met lae temperatuur, hoë druk en kort tyd, wat noue kontak van die werkstukoppervlak en oksiedfilmbreuk deur plaaslike plastiese vervorming bevorder. Plastiese vervorming is die dominante faktor in die vorming van die verbinding. Sulke verbindingsmetodes sluit inwrywingsweiswerk, eksplosie-sweising, koue druk-sweising en warm druk-sweising, wat gewoonlik druk-sweising genoem word. Die ander is die diffusie-bindingsmetode met hoë temperatuur, lae druk en relatief lang tyd, wat gewoonlik in 'n beskermende atmosfeer of vakuum uitgevoer word. Hierdie verbindingsmetode veroorsaak slegs minimale plastiese vervorming, en koppelvlakdiffusie is die dominante faktor in die vorming van die verbinding. Sulke verbindingsmetodes sluit hoofsaaklik diffusie-sweising in, soos vakuumdiffusie-sweising, oorgangsvloeibare fase-diffusie-sweising, warm isostatiese persdiffusie-sweising en superplastiese vorm-diffusie-sweising.
Benewens die voortdurende opkoms van gevorderde sweismetodes en nuwe prosesse (bogenoemde is slegs 'n paar voorbeelde), verbeter die vlak van meganisering en outomatisering van verskeie sweismetodes voortdurend. Die vooruitgang van elektroniese tegnologie, sensortegnologie, rekenaar- en beheertegnologie het die ontwikkeling van die sweisdissipline grootliks bevorder, wat sweisoutomatisering na intelligente beheer laat beweeg het. In die besonder het die grootskaalse bekendstelling van sweisrobotte deur die tradisionele rigiede outomatiseringsmodus van sweising gebreek, 'n nuwe modus van buigsame outomatisering in sweising oopgemaak en 'n breër ontwikkelingsruimte vir sweistegnologie gebied. Sweising het 'n onontbeerlike verwerkingsmetode in moderne vervaardiging geword. Boonop, met die vooruitgang van wetenskap en tegnologie en sosiale en ekonomiese ontwikkeling, sal die toepassingsvelde van gevorderde sweising/verbinding aanhou uitbrei.
(4) Outomatiese en Intelligente Sweising
Meganisering en outomatisering is belangrike middele om sweisproduktiwiteit te verbeter, produkgehalte te verseker en werksomstandighede te verbeter. Die outomatisering van sweisproduksie is die toekomstige ontwikkelingsrigting van sweistegnologie. Die verbetering van die doeltreffendheid en gehalte van sweisproduksie het sekere beperkings slegs vanuit die perspektief van sweisprosesse. Sweis-/verbindingsmetodes soos elektronstraalsweis, lasersweis en wrywingsroersweis het streng vereistes vir groefgeometrie en monteringsgehalte. Na outomatiese sweis is die hele gesweisde struktuur netjies, presies en mooi, wat die agteruitgaande verskynsel van handmatige werking in sweiswerkswinkels in die verlede verander.
As een van die belangrike simbole van die ontwikkeling van moderne vervaardigingstegnologie en 'n opkomende tegnologie-industrie, het robotte 'n belangrike impak op verskeie velde van hoëtegnologie-industrieë gehad. Die kompleksiteit van sweisvervaardigingsprosesse en streng vereistes vir sweiskwaliteit, tesame met die dikwels swak sweistegnologievlak en werksomstandighede, maak dat sweisprosesse wat die sweisproses kan outomatiseer en intelligent maak, spesiale aandag kry. Tans word 30% tot 40% van robotte wêreldwyd in sweistegnologie gebruik. Sweisrobotte is aanvanklik meestal in puntsweisproduksielyne in die motorbedryf toegepas, en in onlangse jare het hulle geleidelik uitgebrei na ander produksievelde.
Die eerste ontwikkelingsfokus vanintelligente sweiswerkis die visiestelsel. Tans ontwikkelde visiestelsels kan robotte in staat stel om die fakkelbewegingsbaan outomaties te verander volgens spesifieke toestande tydens sweiswerk, en sommige kan prosesparameters tydig aanpas volgens groefgrootte.
Plasingstyd: 20 Augustus 2025
