先进制造技术实验二

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1、一、实验目的了解金属材料的焊接性能，熟悉各种先进焊接方法，熟悉焊接的原理及各种方法、主要工艺特点。二、实验要求通过课内及课外视频了解焊接的各种方法，熟悉焊接的原理及检测方法、主要工艺特点。了解常用焊接方法的选择思路及在检测时具备必要的质量、成本、环保等意识。三、实验内容1、根据课内播放视频内容写出相关焊接工艺的原理及各种方法、主要工艺特点；（1）焊接工艺的原理：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程（2）焊接工艺的方法：1）熔焊：气焊、电弧焊

2、、等离子弧焊、电渣焊、电子束焊、激光焊。2）压焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊、超声波焊、扩散焊。3）钎焊（3）焊接工艺的主要工艺特点：焊接生产的特点是节省材料，生产率高，适应性广，连接质量优良，同时易于实现机械化和自动化，并且可以化大为小，以小拼大，以简拼繁，生产要求密封性的构件，特别适合于制造大型或结构复杂的构件，目前已广泛应用于各行各业，如航空航天、海洋工程、石油化工、电力、冶金、建筑、微电子等领域。2、写出焊接检测原理及方法；1渗透检验渗透检验是利用带有荧光染料或红色染料的渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的无损检验法，常用的有荧光探伤

3、和着色探伤。将擦洗干净的焊件表面喷涂渗透性良好的红色着色剂，待渗透到焊缝表面的缺陷内，将焊件表面擦净。再涂上一层白色显示液，待干燥后，渗入到焊件缺陷中的着色剂由于毛细作用被白色显示剂所吸附，在表面呈现出缺陷的红色痕迹。渗透检验可用于任何表面光洁的材料。2磁粉检验磁粉检验是将焊件在强磁场中磁化，使磁力线通过焊缝，遇到焊缝表面或接近表面处的缺陷时，产生漏磁而吸引撒在焊缝表面的磁性氧化铁粉。根据铁粉被吸附的痕迹就能判断缺陷的位置和大小。磁粉检验仅适用于检验铁磁性材料表面或近表面处的缺陷。3射线检验射线检验有X射线和Y射线检验两种。当射线透过

4、被检验的焊缝时，如有缺陷，则通过缺陷处的射线衰减程度较小，因此在焊缝背面的底片上感光较强，底片冲洗后，会在缺陷部位显示出黑色斑点或条纹。X射线照射时间短、速度快，但设备复杂、费用大，穿透能力较Y射线小，被检测焊件厚度应小于30mm。而Y射线检验设备轻便、操作简单，穿透能力强，能照投300mm的钢板。透照时不需要电源，野外作业方便。但检测小于50mm以下焊缝时，灵敏度不高。4超声波检查超声波检验是利用超声波能在金属内部传播，并在遇到两种介质的界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝内部缺陷的。当超声波通过探头从焊件表面进入内部，遇到缺陷和

5、焊件底面时，发生反射，由探头接收后在屏幕上显示出脉冲波形。根据波形即可判断是否有缺陷和缺陷位置。但不能判断缺陷的类型和大小。由于探头与检测件之间存在反射面，因此超声波检查时应在焊件表面涂抹耦合剂。3、写出与课程学习中涉及到的焊接设备及其特点。焊接机器人：具有三个或三个以上可自由编程的轴，并能将焊接工具按要求送到预定空间位置，按要求轨迹及速度移动焊接工具的机器。包括弧焊机器人、激光焊接机器人、点焊机器人等1)—a.点焊机器人的特点:点焊对所用的机器人的要求是不很高的。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求。这也

6、是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力，取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够了。但是，这种焊钳一方面由于二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接；另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动，电缆的损坏较快。因此，目前逐渐增多采用一体式焊钳。--b点焊机器人的焊接装备：点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳

7、后面，所以变压器必须尽量小型化。2）--a.弧焊机器人的特点：弧焊过程比点焊过程要复杂得多，工具中心点（TCP），也就是焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。所以，弧焊用机器人除了前面所述的一般功能外，还必须具备一些适合弧焊要求的功能。--b.弧焊机器人用的焊接设备：弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。3）--a.激光焊接机器人的特点：与打孔相比，激光焊接所需能量密度较低，因不需将材料气化蚀除，而只要将工件的

8、加工区烧熔使其粘合在一起。优点：没有焊渣，不需去除工件氧化膜，可实现不同材料之间的焊接，特别适宜微型机械和精密焊接。--b.激光焊接机器人的焊接设备：采用双边驱动式同步齿轮齿条式驱动装置，激光器机载式结构、移动式双横梁、