中國工程機械焊接業的發展趨勢

 眾所周知,利用先進工藝和與之相配套的設備可以大幅度地提高產品品質,提高生產效率。同樣,採用先進、高效的工藝可以降低產品的成本。

世界各國及國內以焊接業為主導的生產廠(如鍋爐、橋樑、重型及工程機械行業)一直在積極地採用國際先進的焊接工藝和設備。利用這些先進的工藝和設備提高了焊接品質,降低了焊接成本,改善了工人的勞動條件。目前由於市場激烈,提高生產率,使工藝合理化以及降低成本顯得十分重要。

世界大多數發達國家,根據各自的特點,焊接車間大量使用柔性焊接系統(FWS)和高水準全自動焊接系統,在勞動力不足,企業員工高支出費用的情況下,使焊接品質,生產效率均保持世界領先地位,顯示出良好的經濟效益。

但是我國,由於勞動力充裕,人員素質較低,以及一些其客觀存在方面的原因,就不宜照學發達國家的做法,應當根據我國的特點,在低成本焊接方面走我們自己的路。

所謂低成本焊接,即明顯區別于傳統的手工電弧焊和先進的焊接機器人及柔性焊接系統(FWS),而採用優質,高效,節能的焊接技術,且焊接設備投資不大,利用率較高,投資回收期較短。焊接過程中焊絲自動送進或配備自動行走等機構,在焊接品質,生產效率,降低焊材消耗,節約能源等方面均有明顯的經濟效益。典型的方法有CO2氣體保護焊和埋弧焊等。


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硬質合金耐磨零件

硬質合金性能優越,因此在工業上得到廣泛應用。良好的耐磨性及較高的硬度,使它適用於製造耐高溫、磨擦、腐蝕的耐磨零件,機械零件以及拉絲模等。近幾年,在多種工業用途中,硬質合金成為取代鋼材的最佳選擇。

小到圓珠筆尖,大到衝壓床,拉絲模,或者鋼工業上用的軋機,其中的耐磨零件都可以用硬質合金來生產。大部分硬質合金耐磨配件和鑽工具是直接由鎢鈷製成。細顆粒及超細顆粒的硬質合金在耐磨配件,及切割鐵件、有色合金、木材的切削工具中變得越來越重要。


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影響硬質合金刀具磨削裂紋的磨削工藝因素

整體硬質合金刀具表面的磨削裂紋主要是由於磨削過程中磨削接觸區的局部暫態溫度過高形成磨削表面層較淺的壓應力分佈和近表面層過高的拉應力值超過材料的破斷強度造成,因此,在磨削加工過程中應儘量減小和避免暫態高溫的產生,也就減小和避免了殘餘拉應力的產生。

磨削過程中的暫態高溫往往會引起磨削表面層的機械性能的變化,這種暫態高溫可達1000℃以上,對刀具表面層造成磨削燒傷。磨削燒傷會破壞刀具表面層組織,使工件表面的品質惡化,嚴重影響刀具的強度、耐磨性和使用壽命;嚴重時還會產生裂紋。因此,不僅要防止產生磨削裂紋,還必須避免磨削燒傷。在金剛石加工時,刀具表面局部暫態溫度的高低將取決於加工方法、金剛石工具特性和磨削制度。


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避免硬質合金刀具磨削裂紋的措施

一是減少磨削熱的產生,二是加速磨削熱的傳出。

減少磨削熱的辦法是:適當降低金剛石砂輪的線速度,減小徑向進給量,選取較軟的金剛石砂輪,減少工件和砂輪的接觸面積,根據磨削要求合理選擇砂輪的粒度,經常保持砂輪在鋒利的條件下磨削以及選擇適宜的磨削冷卻液以減小磨粒與工件間摩擦等。

加速磨削熱傳出的措施是除了適當提高工件速度和軸向進給量外,主要是採用有效的冷卻方法;為了提高冷卻效果,可採用噴霧冷卻、高壓冷卻、內冷卻以及運動粘度較低的冷卻油等。另外,在精磨時,減少進給量和適當的光磨,可有效減少表層內殘餘應力。


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磨削加工過程中,影響刀具表面狀態的主要因素

施加的力對合金表面的作用會引起不可恢復的塑性變形、結構的變化和相變並伴隨著單位體積的增大,從而導致形成殘餘壓應力,提高抗彎強度、疲勞強度、衝擊韌性、硬度、耐磨性和使用壽命等,亦即發生強化過程

局部溫度對合金表面的作用會在表面層中產生不均勻的熱塑性變形、結構和相的變化並伴隨著單位體積的減小,從而導致形成殘餘拉應力、降低抗彎強度、疲勞強度、衝擊韌性、硬度、耐磨性和使用壽命等,亦即發生弱化過程。因此,硬質合金刀具最終表面層狀態是被強化還是被弱化,是殘餘壓應力為主,還是殘餘拉應力為主,則取決於在磨削過程中對其表面的作用是以力為主還是以溫度為主。


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