展望焊接与切割的未来 下一代连接技术是什么?

作者：克劳斯·米多德夫

欢迎访问e展厅 展厅 9 焊接设备/切割机展厅 交流电焊机, 直流电焊机, 气体保护焊机, 埋弧焊机, 高频焊接机, ... 北京·埃森焊接与切割展览会获得了众人瞩目的巨大成功，成为该领域亚洲最大、世界第二大的焊接专业展览会，仅次于德国埃森的国际焊接与切割展览会。贸易展览会的主要目的就是开发市场、展示技术革新和发展趋势。2007年6月在上海，即北京·埃森焊接与切割展览会20周年之际，会突出展现焊接技术的一些发展趋势，有些趋势将会在未来和以后的北京·埃森焊接展上反映出来。为此特做以下阐述： （1）在新技术产品的开发和现有技术产品的再开发中，人们非常注意材料的优化使用，其中考虑到局部承载的应力。即使是单个的零件，也越来越多地由不同的材料复合而成。例如用不同厚度和表面质量的不同钢板制成的剪裁焊接复合零件，在零件的局部加上涂层，用以防腐防磨损。此外，钢材与轻金属或塑料的结合越来越多地应用于轻型结构中，而且，镍基合金在发电站和飞机发动机的制造中也越来越重要。 （2）从更加广泛的意义来说，连接技术工艺对实现这些目的是必要的，将来会成为快速、无故障、可靠生产的核心要素，被集成到制造工艺链中。因此，连接工艺具有经济意义，对于生产增值做出了重要的贡献，有着良好的发展前景。连接技术在产品寿命的各个阶段发挥着极其重要的作用。这些阶段包括：产品的设计、开发、制造、使用、维护和修理，以及回收和处理。为此，综合产品、生产和材料开发方面的要求，在研究、开发、制造和应用过程中，不断采用交叉学科的技术手段。 （3）连接中，不仅机械化和自动化程度会增加，工业机器人的应用也会增加。出于经济上的考虑，在连接工艺和材料的应用和再开发中，过程和特性模拟将成为关键因素。这些工艺和材料如不采用可靠的模拟方法，在将来就无法得到应用。连接工艺的模拟技术，即使对生产过程也可以实现虚拟测试和连接工艺的优化；可以在连接加工之前安排质量保障的计划和实施，有助于连接的实施和维修。在初期，它们还能被用来对制造、维修人员进行培训。我们的目的应该是根据过程模拟、结构模拟和材料模拟的要素，运用通用的概念来模拟整个工艺过程（链）。 （4）从技术基础来说，目前的焊接性定义必须进一步细分为焊接的可能性、焊接的适合性和焊接的可靠性，即零件进行焊接的可能性、材料的适合性和焊接结构的可靠性。除了焊接技术工艺外，这些术语还考虑到不断扩展的钎焊、粘接、机械连接和涂布等连接工艺。 （5）维修的概念越来越重要，特别是道路车辆制造中的连接产品。便于修理的理念必须是产品开发中的一个不可缺少的部分，必须考虑采用高强度钢、轻型金属合金、塑料和剪裁焊接板以及应用激光焊接工艺、粘接和机械连接。这些因素之所以重要，是因为应用在生产中的连接工艺对车辆的维修成本会产生直接的影响。此外，第三方和个人车辆险的成本不仅取决于发生事故的频繁程度，而且取决于维修成本。如果连接工艺只能加快制造过程，但在维修时却会产生很高的费用，就没有达到预期的目的。模块式的制造方法适合于修理，特别是在车辆制造方面得到了应用，而且要开展新型修理技术人员的资格培训。 （6）人们对环境保护的愿望，使他们对技术有着特别的期待，这也适用于连接技术。对这方面的要求可以举例如下：经济地利用一次和二次能源，节约原材料，避免、消除或储存残留材料，选择和利用可再生的材料以及对被连接零件进行回收。此外，采取措施解决连接技术应用中的健康与安全问题也迫在眉睫。 （7）将来，在应用过程中会出现各种连接技术之间的竞争。这里，不仅各种热连接技术之间会相互竞争，而且低热和“冷”连接技术之间也会产生竞争。以下简要说明各种连接技术： 第一，气体保护弧焊仍占居主导地位，最新的研究有助于这些工艺的应用和进一步发展。但是，对未来的预测表明，气体保护弧焊的增长不会像过去那样快。 第二，由于其工艺性能和生产率，电阻焊仍会占据重要地位，但由于机械连接技术和粘接技术得到了更多的应用，电阻焊会失去自己的应用领域。有待于观察的是，电阻点焊和粘接等组合式工艺是否能够获得成功。 第三，电子束焊接工艺，特别是激光束焊接工艺，由于从研究成果到实际应用的快速转化而显得日益重要，因而电子束焊接的增长率就会降低。 （8）事实表明，对复合式焊接工艺的需求在扩大，在实践中得到了更多的应用。在这方面，最初研究的多是激光焊接与气体保护金属弧焊的组合工艺。应用中也有采用激光焊与气体保护钨极氩弧焊和等离子弧焊的组合。从根本上来说，这些不同焊接工艺中的焊接过程是在一个共同的熔池和一个共同的加工区域中复合而成的，因此定名为复合式焊接工艺。 连接技术日益增长的复杂性要求公司进行能力管理。这里的能力是指为了特殊的目的，将材料工程、制造和连接技术的相关知识相互结合和开发应用。在这方面，公司的能力要大于个人能力的集合。目标应该是在整个产品的寿命周期内，应用公司现有的能力、设备和成熟的工艺来控制成本，提高效益。在注意这些条件的同时，连接技术在生产的增值过程中仍起着很大的作用，并有着很好的发展前景。连接技术即使在困难的经济条件下，也为人们所接受。 总之，未来连接技术的持续发展，将会促进人们在设备、工艺和基础设施方面的投资，特别是在人们知识和能力方面的投资。 作者是德国焊接学会秘书长 (end)

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