主办单位:中国机械工程学会焊接学会
                 中  国  焊   接  协  会
        总    期:第38期 20029
        发行份数:1610份(2002/5/15)
        编    辑:晓  晔       瑷  珉  
        
电子邮件:cwa@public.hr.hl.cn
 

 行业信息        专家视点    焊接小常识   会员天地 


行业信息
 

日本国际焊接展览会初探

 

日本国际焊接展览会于2002424-27日在东京BIG SIGHT 国际会展中心举行。展览在东1-2厅进行,展厅面积17126m2,展台面积约7000m2。共有162个厂商参加了本次展览会。累计参观人数97369人次,中国外参观人数915人次。展品包括焊接设备、焊接材料、切割设备、检验设备和材料、焊接机辅具等五大类,112小类。本次展览会上日本各大公司纷纷推出近两年开发的最新产品,如OTC公司在展台上展出了去年刚在德国埃森焊接展上展出的双丝技术,其特点是大大的提高了铝合金焊接的效率。再如采用快速反应送丝电机在焊丝与工件接触短路后的20微秒时间内回抽拉弧的办法减少飞溅等新技术。

日本国际焊接展览会始创于1969年,一般每两年举办一次。2004年将在大阪举行,由于IIW57届年会也在大阪同期举行,届时我国必将会有许多焊接界人士亲临大阪,参加IIW年会并参观展览会。据本届展览会的主办单位吐露,由于日本经济没有较明显的复苏,所以本届展览会也有一些遗憾,一是展出面积略小于上届,二是国外参观人数偏少些。
  1笔者在展览会上合影

                    

                           2   唐山松下展位                  3 展览会花絮

                  

                        (林苏供稿)


专家视点

 


压力焊专委会  专业综述

 

撰搞人  王敏  审稿人  赵熹华

 

我国电阻焊机行业情况概述

    现代化工业促进了新产品、新技术的发展,并对设备的工业效率及自动化程度提出了更高的要求,因此,近年来我国电阻焊机生产行业的产品结构也发生了很大的变化,技术含量高的通用电阻焊机及专用电阻焊机的产量、产值比重明显上升。表1列出了1999年度电阻焊机主要生产厂家的产量(这些厂产量总和达到全国电焊机分会会员电阻焊机总产量的80%左右)及销售情况比较:

 

   1  1999年度我国电阻焊机主要生产厂产量、销售比较(年产250台以上)



厂名
         产量(台)  销售(台)  产值(万元)  占该厂总产值百分率(%) 占电焊机分会会员电阻焊机总产量
                                                                     百分率(%)



上海电焊机厂     608     631         2523 .6       32.17                 14.16
济南电焊机厂     644     553          257           38.47                14.99
株州电焊机厂     577     574          828           66.56                13.44
南京电焊机厂     571     408         1163           95.64                13.39
马鞍山电焊机厂   400     303          400           57.98                 9.32
河北省电焊机公司 263     398          252           22.22                 8.45
浙江电焊机厂     250     267           95           10.37                 5.82
 


 注:本表按电焊机分会资料统计

 

    根据行业调查,近年来对电阻焊机的需求量不断增加,主要需求有用于汽车行业:悬挂式点焊机(配微电脑控制器),次级整流凸焊机、大功率闪光对焊机等等,此外,在轻工、建筑、交通设施等行业,为了适应现代化生产的需求,提高产品的档次及美观性,用电阻焊代替铆接或电弧焊的情况增加,因而这些行业对电阻焊机的需求量也随之增加。

    此外,近年来专用电阻焊机在电阻焊机中的比例也在增大,而且具有广阔的发展前景。专用电阻焊机可以把合理的焊接工艺与电阻焊本身所具有的易于机械化和自动化等优点有机地结合在一起,充分发挥各自的长处,以达到提高焊接质量和劳动生产率的效果。美、日等发达工业国家,由于劳动力成本较高,同时更是为了提高劳动生产率和焊接质量,各种电阻焊焊接机达到很高的比例,随着我国汽车工业发展和劳动生产率的提高,各类专用电阻焊机的用量也在不断增加。最常用的专用电阻焊机是多点焊机,例如东风牌卡车上的地板加强梁多点焊机,根据焊接位置与方向上安装了86把焊枪,在数分钟内要完成200多个焊点。

 

2 电阻焊电源的方向

     随着人类社会的发展迈入了新的21世纪,电阻焊焊接电源也向着新的更合理的方向发展。

  1)开发高效节能三相均衡的电阻焊电源

    90年代中期,第一台逆变电阻焊机研制成功并投入使用,逆变式电阻焊机高效、节能三相均衡,它是各项技术指导最优秀的电阻焊之一,无疑将成为今后电阻焊电源发展的主要方向之一。但至今为止,逆变电阻焊机在其功率、稳定性、可靠性等方面还存在一些有待完善之处。

  2)逆变式电阻焊机研究现状及展望

    目前逆变电阻焊机主要用于中小功率焊机及点焊钳,其功率范围在10~250 kVA。近几年来,日本、美国等国家相继推出逆变式电阻焊机产品,并应用于汽车、家电、电子行业,使逆变式电阻焊机进行了实际应用阶段,但国内还处于研制、小功率试用阶段。

    逆变电阻焊电源研制过程中的主要技术问题及有待继续深入研究和解决的问题分为以下几类:

    a 大功率开关元件: 无论是在元件的输出功率、开关性能、减小输入阻抗或驱动功率各方面,IGBT都比其它开关元件优胜一筹,是目前发展逆变电阻焊机的首推器件。

    b 次级整流功率二级管: 为了降低这一压降,最好采用压降的肖特基势垒二极管。但即使采用了肖特基二级管,还是存在着功率管的输出功率受到限制和由于功率管冷却系统而造成的焊机体积和重量增加的问题,这些都使开发大功率逆变电阻焊机显得困难。

    c 控制及保护电路系统: 近年来人们开始研究硬开关相结合的控制方法,即采用零转换—PWM变换器或零开关—PWM变换器。这种控制方法综合了传统脉宽调制技术和谐振技术的优点,仅在功率器件换流瞬间,应用谐振原理,实现零电压或零电流转换,而在其余大部分时间采用恒频脉宽调制方法,完成对电源输出电压或电流的控制,因此开关器件所受的电流或电压应力少。这种技术被称为脉宽调制钦开关技术(SPWM)。因此它被认为将成为21世纪对逆变控制系统的研究热点。

    抗干扰及保护电路也是逆变焊机研制中的重要部分,通常采用一定的硬件和软件抗干扰、保护措施,这一方面经过研究,能基本上保证逆变可靠、安分地工作。

 

3 电阻焊质量控制技术的发展现状

    点焊质量控制一般通过焊前预测、焊接过程监控及焊后检验(焊后检验分为破坏性试验及无损检测两类)的工作来保证。

   目前工厂产生中,用得较多的是焊前预测并打试片,焊后进行抽样破坏性检验和无损检测等方法。但焊前预测只有根据经验数据或理论计算,有一定的局限性,预测结果的可靠性存在一定的问题;而焊后检验存在着时间上的滞后性,而且破坏性检验有一定的随机性,还会浪费人力财力。因此焊接过程监控是最理想的点焊质量控制方法,特别是随着电阻方法不断地应用于批量生产,生产的自动化程度日益提高,研究并寻找一种最佳的点焊过程实时监控方法用于实际生产中,以保证稳定的焊点质量,已成为现代生产的迫切要求,也成了各国学者注重发展的方向。

    近年来,人们把研究注意力集中在多参数综合控制的点焊质量控制上。

3.1 采用数值计算的熔核直径在线自适应控制技术

    采用数值计算的熔核直径在线自适应控制技术是由于日本的西口公之、松山钦一等人首先开发的一种点焊质量控制方法。此种控制技术的关键是根据温度变化情况确定点焊部位的发热情况,并由此推算出是否可以获得确保点焊质量所需的熔核直径。用此种方法控制时,焊接电流不一定为恒流,通常在熔核开始生成之前加大焊接电流。

    与恒流控制相比,此种控制技术在电极磨损情况下,或镀锌钢板焊接中有着特别明显的效果。经实际生产使用证明:采用数值计算的熔值直径在线自适应控制技术,能使焊点质量稳定。焊接喷溅减小,电极寿命延长,耗电量降低。但此方法需要进行大量在线计算,必须采用计算速度高的高性能计算机,这使设备一次投资增加。

3.2 工人神经网络技术在点焊质量控制中的应用

  人工神经网络技术能实现对多变量耦合的非线性复杂过程的高速、准确的实时监控,提缺点是系统必须经过反复多次的学习,且适用范围受到学习范围的限制。为使这项技术能尽快地应用于实际生产中,国内外学者正着眼于对以下几方面作进一步的研究:

   1)研究ANN电阻焊控制模型,实现电阻自适应控制。

   2)进一步优化ANN的结构,研究出适合焊接质量控制的算法和开发软件包。

   3)开展基于ANN芯片的硬件系统的研究,使ANN系统的应用产品化。

   4)将ANN与模糊控制、专家系统结合,研究出高智能的焊接工艺应用软件。

 3.3 新型工业材料的点焊工艺研究

    随着我国工业的迅猛发展,对工业产品(特别是汽车)外壳用材的性能提出了更高的要求,并促进了产品用材的更新换代。例如,为了改善汽车外壳的抗腐蚀信能,提高汽车的使用寿命,在汽车车身制造中大量采用镀锌钢板代替普通冷轧钢板:为了减轻车身总体重量,节省能源消耗,世界各大汽车公司正在开发铝合金或高强钢车身的汽车。由于在汽车车身等薄板结构的装配制造中,大量采用电阻点焊方法。为了保证焊接质量,研究铝合金、镀锌钢板等新材料的电阻点焊性能已成了非常迫切的任务。近年来,各国焊接工作者就此方面做了大量的理论及实际研究工作,并取得了一定的成绩。

3.4 电阻焊在汽车工业中的应用前景

    随着工业发展及人民生活水平的提高,世界对汽车的需求量逐年增加,世界汽车总产量也呈上升趋势。因此,在汽车生产线上体现出的以下特点:生产技术更新加快,以及车型变化加快,要求生产线的自动化和柔性化程度提高;同时,对产品的技术性能和质量要求也更高。作为汽车制造过程中的一项重要工艺电阻焊,也面临着新的挑战。

   1)车身焊接: 汽车车身焊装,包括车身底板、侧围、车架、车顶、车门及车身总成等部分的焊装,在它的焊装过程中,大量采用电阻点焊工艺[32],据统计,每辆汽车车身上,约有5000多个电阻点焊焊点。汽车车身焊装线上的电阻焊机主要有悬挂式点焊机、点焊机器人及多点焊机。

   2)汽车零部件生产。

   3)电阻焊在汽车生产中的生命力。

    所以,尽管随着激光焊的发展和推广应用,在汽车生产中,它已部分地代替了电阻焊工艺,但是,由于电阻焊有着大多数生产者所接受的众多优点,因此,在近几年内电阻焊在汽车生产加工中的主导作用将大会改变。

 

4 摩擦焊

    近年来,随着工业发展,各个行业乃至高新技术产业对摩擦焊技术的需求越来越大,为了适应各种不同材料、不同焊接接头形式、不同焊接位置、不同截面大小工件的焊接需求,摩擦焊方法已由传统的几种形式发展到几十种。目前研究和应用较多的新型摩擦焊工艺有:搅拌摩擦焊、惯性摩擦焊、线性摩擦焊及摩擦堆焊等。

4.1 搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding简称FSW

    搅拌摩擦焊是由高速旋转的摩擦头上的特形指棒伸入工件的接缝处,造成其与工件摩擦生热,使被焊金属成塑性状态并搅拌金属形成一个旋转空洞,旋转空洞随摩擦头向前移,被挤出的塑性金属填入先前形成的空洞,冷却后形成了致密的焊缝。

    与其它摩擦焊方法相比,搅拌摩擦焊的最显著的特点是突破了传统的杆状(或管状)工件对接摩擦焊,而可以用于板状工件的对接、搭接、角接及多层板对接等。此外,它还具有下列多项优点:焊缝质量高、焊接变形小、焊接成本低、安全、无污染、设备及工艺简单,操作方便及用于焊接熔化焊时有一定难度的材料

4.2  其它新型摩擦焊工艺

   除搅拌摩擦焊这一最引人注目的新型摩擦焊工艺外,近年来还发展了多种新型、实用的摩擦焊工艺,如:惯性摩擦焊、线性摩擦焊及摩擦堆焊摩擦堆焊主要用于轴类零件。

                                                                 (摘自第十次全国焊接会议论文集)


 


焊接小常识

                          焊接及相关工艺英文缩写(二)


 
RW——RWSISTANCE WELDING——电阻焊

  FW——flash welding——闪光焊

  RW-PC——pressure controlled resistance welding——压力控制电阻焊

  PW——projection welding——凸焊

  RSEW——resistance seam welding——电阻缝焊

  RSEW-HF——high-frequency seam welding——高频电阻缝焊

  RSEW-I——induction seam welding——感应电阻缝焊

  RSEW-MS——mash seam welding——压平缝焊

  RSW——resistance spot welding——点焊

  UW——upset welding——电阻对焊

  UW-HF——high-frequency ——高频电阻对焊

  UW-I——induction——感应电阻对焊

  SSW——SOLID STATE WELDING——固态焊

  CEW——co-extrusion welding——挤压焊

  CW——cold welding——冷压焊

  DFW——diffusion welding——扩散焊

  HIPW——hot isostatic pressure diffusion welding——热等静压扩散焊

  EXW——explosion welding——爆炸焊

  FOW——forge welding——锻焊

  FRW——friction welding——摩擦焊

  FRW-DD——direct drive friction welding——径向摩擦焊

  FSW——friction stir welding——搅拌摩擦焊

  FRW-I——inertia friction welding——惯性摩擦焊

  HPW——hot pressure welding——热压焊

  ROW——roll welding——热轧焊

  USW——ultrasonic welding——超声波焊

 

                                                                          (未完待续)


 
会员天地

      
萍乡电焊条厂 
联系地址:江西萍乡市青山水口 邮编:337014 联系人:李春生 电话: 0799-6381397 传真:0799-6381171
 
    萍乡电焊条厂,国营企业,注册资金904万元,员工546人,占地面积71981.735平米,主要产品:“银箭牌”电焊条系列产品、“萍光”牌矿灯 。
 
天津焊割工具厂 
联系地址:天津市津南区小站工业路12号 邮编:300353 联系人:王树康 联系电话:022-28611041 传真:022-26818394 
    集体企业,注册资金420万元,员工250人,主要生产焊割炬、焊割嘴、氧气减压器、乙炔减压器、电焊钎、切割机等。