焊接结构在工业中的应用及特点

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一、焊接结构的应用及发展

随着国民经济的发展，焊接结构的应用日益广泛，尤其在桥梁建筑、重型机械、压力容器、舰船制造、化工和石油设备、核容器、航天飞行器和海洋工程领域中，焊接结构的应用更为广泛。

焊接是金属连接的一种工艺方法，特别是在钢铁连接方面，也是一门古老的综合性应用技术，焊接技术从近代以后随着科学技术的整体进步而快速发展。焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源，1885~1887年，俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳，开始了电弧焊的应用。20世纪前期发明和推广了焊条电弧焊，中期发明和推广了埋弧焊和气体保护焊;随着现代科学的发展和进步，各种高能束(电子束、激光束)也在焊接上得到应用。到了20世纪70年代，在世界范围内焊接技术已经成为机械制造业中的关键技术之一。特别是20世纪后期，随着世界新技术革命的到来和电子技术及自动控制技术的进步，焊接产业开始向高新技术方向发展，出现了焊接机器人和高智能型的焊接成套设备及焊接新技术，焊接技术更加突出地反映了整个国家的工业生产发达水平和机械制造技术水平。

由于世界工业化进程的加快，钢铁产量大幅提高，钢铁的应用不断扩大，促使焊接技术不断发展和进步，钢铁作为主要金属的焊接结构的应用也越来越广泛，目前各国的焊接结构用钢量，均已占其钢材消费量的40%~60%。焊接结构几乎渗透到国民经济的各个领域如工业中的重型与矿山机械、起重与吊装设备、冶金建筑、石油与化工机械、各类锻压机械等;交通航务中的汽车、列车、舰船、海上平台、深潜设备的制造;兵器工业中的常规兵器、炮弹、导弹、火箭的制造;航空航天技术中的人造卫星和载人宇宙飞船如“神六”“神七”的制造等。对于许多产品或工程，例如用于核电站的工业设备和三峡水电站的闸门以及开发海洋资源所必需的海底作业机械或潜水装置等，为了确保加工质量和后期使用的可靠性，必须采用焊接结构，因为很难找到比焊接更好的制造技术，也难以找到比焊接工艺更能保证这些机械结构满足其使用性能要求的其他方法。因此，焊接结构的应用无论是现在或者是将来仍会在相当长的时间内，展现出它的巨大的优越性。

二、焊接结构的特点

1.焊接结构的优点

焊接结构具有一系列其他结构无法比拟的优点，主要体现在以下几个方面

1)焊接结构的整体性强。由于焊接是一种金属原子间的连接，刚度大、整体性好，在外力作用下不会像其他机械连接那样因间隙变化而产生过大的变形，因此焊接接头的强度、刚度一般可达到与母材相等或相近，能够随基本金属承受各种载荷的作用。

2)焊接结构的致密性好。由于焊缝的致密性，焊接结构能保证产品的气密性和水密性要求，这是锅炉、储气罐、储油罐等压力容器在正常工作时不可缺少的重要条件。

3)焊接结构适应制作的外形尺寸范围特别大。不仅可以制造微型机器零件(采用微焊接技术)，而且可以制造现代钢结构，特别适用于几何尺寸大而形状复杂的产品，如船体桁架、球形容器等。对大型或超大型的复杂工程，可以将结构分解，对分解后零件或部件分别进行焊接加工，再通过总体装配焊接连接成一个整体结构。

4)焊接结构比较经济。在使用一些型材时，采用焊接结构比轧制更经济。例如用宽扁钢与钢板焊成的大型工字钢(高度大于的700mm)往往比轧制的型钢成本更低。

5)焊接结构的零件或部件可以直接通过焊接方法进行连接，不需要附加任何连接件与铆接结构相比，具有相同结构的质量可减轻10%~20%左右。

2. 焊接结构的不足

焊接结构的不足之处，集中表现在以下几个方面:

1三个段，焊中难免产生各类焊接缺陷，虽然大多焊接缺陷可以修复，但若修复不当或缺陷漏检，则可能带来严重的问题，将形成过大的应力集中，从而降低整个焊接结构的承载能力。

2结构整体的大刚度结构，裂纹一旦扩展，就难以被制止住，因此焊接结构对于脆性断裂、疲劳、应力腐蚀和蠕变破坏都比较敏感。

内的和冷程，焊接结构必然存在焊接残余应力和变形，这不仅影响焊接结构的外形尺寸和外观质量，同时给焊后的继续加工带来很多麻烦，甚至直接影响焊接结构的强度。

的4)焊接会改变材料的部分性能，使焊接接头附近变为一个不均匀体，即具有几何的不均匀性(包括截面的改变和焊接变形)、力学的不均匀性(接头形式引起的应力集中和焊接残余应力)、化学的不均匀性(成分不均匀)以及金属组织的不均匀性(即金相组织结构不均匀)。

5)对于一些高强度的材料，因其焊接性能较差，容易产生焊接裂纹等缺陷。

根据以上这些特点可以看出，若要获得优质的焊接结构，必须做到合理地设计结构，正确地选择材料和选择合适的焊接设备，制定正确的焊接工艺和进行必要的质量检验，才能保证合格的产品质量。返回搜狐，查看更多