WeldingTechnology　№4　1997 国外新技术 47

电磁脉冲焊接新工艺

訾炳涛　巴启先　崔建忠

(辽宁省沈阳市　东北大学材料与冶金学院　110006)

　　电磁脉冲焊接工艺是本世纪60年代国外兴起的新型焊接方法。它不同于传统的或一般的焊接工艺,不失为一种良好的焊接方法。鉴于我国在这方面的研究与应用尚属空白,在此作一介绍,以引起我国科技界的注意。

　　电磁脉冲焊接的工作原理如图1所示。当高压充电电源给脉冲储能电容器充电后,接通高压间隙放电开关,则电容向线圈快速放电,产生一瞬时、高压的电磁力,该力迫使焊件高速撞击另一个焊件,当条件(如压力或速度)满足时,则可使两焊件

焊在一起。

　　该焊接法具有以下特点:

(1)焊接过程很短,瞬间(30～100 s)即可完成,且无污染;(2)可焊接异种金属,即使两金属的晶体结构和性能差别很大;(3)可使金属材料和非金属材料进行连接或焊接;(4)一般可在常温(即冷态)下进行,且焊接过程无显明的温升,故可保持材料的原有性能;(5)比爆炸焊安全,且简单易行;(6)能量易精确控制,重复性好,故容易实现机械化和自动化;(7)兼有电磁成形和爆炸焊的一些特点。

　　电磁脉冲焊的工艺流程:待焊面的表面处理(物理的或化学的)→焊接→后序处理,如热处理、性能及质量检查等。

该工艺的要求: 待焊表面应认真清理,使其干净和无污染; 材料应具有良好的导电性和耐冲击性能; 为了有利于射流的形成,应有初始接触角存在;!表面处理后应立即进行焊接,否则会因处理过的表面上重新形成吸附层和氧化层,而增加焊接难度,甚至无法焊接。

　　目前,在发达国家电磁脉冲焊接已应用在很多领域,尤其

图1

1.充电电源　2.脉冲储能电容器　3.高压间隙开关　4.工作线圈　5、6.焊件　7.工作底座　 ——接触角

是在航空、航天及军事工业中,已部分或全部用来代替铆接或焊接,成果和效果是显著的。该方法不但能焊接Al、Cu及其合金,而且还可以焊接如低碳钢、不锈钢、Ti及其合金等的同种和异种金属;还可焊接金属与非金属。但在国内这方面的应用还是一片空白,大有研究和开发的必要。

该焊接法是由多学科交叉而成的边缘性工艺技术。随着这些学科的发展和现代技术的进步,以及对该工艺的不断深入研究和开发,可以想象,在不久的将来,电磁脉冲焊接工艺必将会像现在的普通焊接工艺一样普及和受欢迎,两者互补,必将推动经济建设的发展。

(收稿日期:1997-03-28)

　　有关电磁脉冲焊接的机理,至令还未弄清楚。普遍认为它与爆炸焊接的机理相似,即当线圈放电时,在放电回路中产生一高压、瞬时、高速的冲击波(即电磁波)作用在焊件上,使其高速向另一焊件激烈撞击;结果在两金属接触界面产生射流和剧烈的金属流动,这样就冲除或清除了接触表面的吸附层和氧化层薄膜,使两个干净的金属表面在高压作用下紧密地结合在一起而形成牢固的金属键连接,最终达到两金属的完全焊合。

大直径圆钢的焊接坡口

刘继升　(中建二局建机总厂　063038)

　　1996年,我厂承接了京唐港锚杆的制作任务,锚杆直径85mm,长12m,要求采用全焊透对接接头。

根据我厂现有的焊接设备,锚杆的焊接只能采用手工电弧焊,因此我们设计了一种新的组合式坡口(见图1)。

它由大坡

口和小坡口两部分组成,大坡口和小坡口截面近似于双U形。坡口分两次制作,具体制作过程如下:先用气割开设大坡口,留2mm的钝边,再按坡口的图纸要求用手砂轮打磨,组对后进行焊接。打底层单面焊双面成形,填充层对称施焊,留盖面层不焊,然后用碳弧气刨在焊缝两侧清根形成小坡口,在滚轮架上完成小坡口及大坡口盖面层的焊接,最终使圆钢接头处形成一条完整的环缝。

实践证明,这种新的组合式坡口不仅制作简便,节约大量的能源和焊材,提高劳动效率,更重要的是它确保了圆钢的焊接质量,为大直径圆钢的焊接提供了一种简单而有效的坡口形式。

(收稿日期:1997-06-02)