精密成形技术.ppt

技术仍在发展以适应新的要求；另一方面，不断有新的焊接方法涌现出来。例如，利用微波能的体积加热和相选择加热特点进行焊接，在陶瓷材料的制备和连接等方面已取得了一定进展。微波体积加热使陶瓷材料整体升温，避免了陶瓷材料在快速加热时由于温度不均匀而导致开裂的弊病，使快速加工陶瓷材料成为可能。 同时微波的某些热效应和非热效应使陶瓷材料中的物理过程异于普通加热方法，导致了烧结与连接过程的加速。与电子束作为热源相媲美，在真空条件下的阴极电弧可望成为实现太空焊接与钎焊的新型热源。 五、焊接自动化 (一) 焊接机器人 焊接技术进步的突出的表现就是焊接过程由机械化向自动化、智能化和信息化发展。智能焊接机器人的应用，是焊接过程高度自动化的重要标志。焊接机器人突破了焊接自动化的传统方式，使小批量自动化生产成为可能。 焊接机器人大多为固定位置的手臂式机械，有示教型和智能型两种。 示教型机器人：通过示教，记忆焊接轨迹及焊接参数，并严格按照示教程序完成产品的焊接。只需一次示教，机器人便可以精确地再现示教的每一步操作。这类焊接机器人的应用较为广泛，适宜于大批量生产，用于流水线的固定工位上，其功能主要是示教再现，对环境变化的应变能力较差。 对于大型结构在工地上的小批量生产没有用武之地。 智能型机器人：可以根据简单的控制指令自动确定焊缝的起点、空间轨迹及有关参数，并能根据实际情况自动跟踪焊缝轨迹、调整焊炬姿态、调整焊接参数、控制焊接质量。这是最先进的焊接机器人，具有灵巧、轻便、容易移动等特点，能适应不同结构、 不同地点的焊接任务，目前实际应用很少，尚处在研究开发阶段。 焊接机器人中，点焊机器人占50%～60%，它由机器人本体、点焊系统和控制系统三大部分组成。机器人本体的自由度为1～5个，控制系统分本体控制和焊接部分控制。 焊接系统主要包括：焊接控制器、焊钳和水、电气等辅助部分。 （二）计算机软件的应用 计算机软件系统在焊接领域中的应用主要有以下几个方面： 1、计算机模拟技术 包括模拟焊接热过程、焊接冶金过程、焊接应力和变形等。焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等学科的复杂过程。一旦焊接中的各个过程都实现了计算机模拟，就能够通过计算机系统来确定焊接各种结构和各种材料时的最佳 设计方案、工艺方法和焊接参数。 传统上，焊接工艺总是要通过一系列的实验或根据经验来确定，以获得可靠而经济的焊接结构，计算机模拟只要通过少量验证试验证明数值方法在处理某一问题上的适用性，大量筛选工作即可由计算机完成，省去了大量的试验工作，从而大大节约了人力、物力和时间，在新的工程结构及新材料的焊接方面具有很重要的意义。 计算机模拟技术的水平还决定了自动化焊接的范围。此外，计算机模拟还广泛用于分析焊接结构和接头的强度和性能等问题。 2．数据库技术与专家系统 用于焊接工艺设计和工艺参数的选择、焊接缺陷诊断、焊接成本预算、实时监控、焊接CAD、焊工考试等。 没有宏观塑性流动，只有微观粉末的塑性变形填充孔隙，而体积变化，属压实致密的成形方法。 粉末热等静压主要用于生产高速钢、高温耐热合金、钛合金、不锈钢、硬质合金、磁性材料、结构陶瓷及其重要结构件。 5、粉末喷射锻造 粉末喷射（喷雾）锻造是采用高速氦气喷射 金属液流，雾化的粉末落下，沉积到预成形的模具中。沉积的预成形坯的密度很高，相对密度可达99%，将预成形坯从雾化室中取出，放在保温加热炉中，当预成形坯加热到锻造温度后，立即进行锻造，得到近乎完全致密的锻件。然后送切边压力机切边，获得成品锻件。 喷射成形和塑性加工方法相结合，把雾化方 法生产金属粉末与铸压成形有机结合，从熔融金属到锻件，材料利用率达90%以上，该方法比较适合大型锻件的成形。根据这种方法现在发展起了喷射轧制、喷射挤压、以及采用离心喷射沉积方法制造板材、型材和大型薄壁筒形件等先进方法。 七、高级粉末冶金材料与工艺发展 作为快速制造工艺的典型，近年来发展了用激光烧结粉末金属和合金的方法，直接制取接近成品形状零件的成形新工艺。正在研究的成形材料包括铝合金、钛合金、不锈钢、工具钢、铁镍合金、钨合金、NiAl、MoSi2、MMC等。 作为粉末冶金和材料科学发展的前沿，金属基复合材料（MMC）、金属间化合物高温材料、粉末高温合金、粉末高速钢（HSS）、硬质材料、金属纤维、功能梯度材料（FGM）、喷射成形、热等静压（HIP）等，都是该领域的组成部分，为航空航天、电子、汽车、国防、燃气轮机、金属加工等提供了大量的新材料和新手段。 第四节 焊接新工艺、新技术 金属焊接是指利用加热或加压手段，借助于金属原子间的结合与扩散作用，使被焊接金属材料牢固的连接起来的一种加工工艺。 焊接是现代工业中不可缺少的一种工艺方法，它不仅在机械制造中得到广泛应用，而且在电器、仪表、建筑、航空、航天等领域也