电焊工年终总结范例(3篇)
时间:2024-04-08
时间:2024-04-08
关键词:电子束;焊接技术;应用
中图分类号:TG439.3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2012)0310123-01
电子束焊接是把高能密度电子束作为能量的载体来实现材料和构件焊接的工艺方法,在经过了五十多年的发展之后,电子束焊接技术不仅仅应用在高新的技术领域,已经成为了工业领域当中的一项重要的加工工艺。电子束焊接与激光焊接相比,各有各的优势,电子束焊接的特点有:加热面积小、焊接的速度很快、输入的能力密度很高、电子束的穿透深、控制起来很方便,而且真空焊接没有受到污染。电子束焊接适合用于高效、精密、穿透深度大或者是特殊的焊接。电子束焊接是一种很好的热加工手段,而且是比较成熟的技术,发展趋势也很好,电子束焊接技术的应用领域和质量控制等内容都在迅速发展当中。从上个世纪六十年代开始我们就开始使用电子焊接技术,所涉及到的材料包括有色金属、不锈钢、陶瓷、合金以及高熔点金属等等,所涉及到的工件结构很多,主要是精密的中小型的零件。
1电子束焊接的特征和分类
1.1电子束焊接的特征
电子束焊接所使用的是高能量密度的电子束,而且所有的电子束集中作用,这使得电子束焊接的形成机理与其它的焊接有很大的不同。电子束的焊接的程序是:经过高压加速装置,形成高功率的电子束流,之后使用磁透镜得到很小的焦点,之后经过焊接,电子的动能变为热能,实现焊接的目的。电子焊接的特点是:加热功率密度大,焊接速度快;可以得到合适的焊接;真空焊接的焊缝有很高的纯洁度;焊接工艺具有很强的适应性;可以焊接很多金属材料;热影响区域很小,变形小。当然,电子束焊接技术也有不足之处,焊接复杂,所需要的费用会比较高;对接头装配的要求比较严格;真空焊接的时候受到工作室的限制,每次都需要重新抽真空;冷却会快速凝固,很容易引起焊接的缺陷;容易受到磁场的干扰。
1.2电子束焊接的分类
根据真空度的差异,可以分为非真空电子束焊接、低真空电子束焊接和高真空电子束焊接。非真空电子束焊接是在大气压力的环境下焊接,在焊接的过程当中,束流会进入大气之前先经过充满氦的空间之后,然后会与氦气一起进入到大气当中。低真空电子束焊接比高真空电子束的电束宽、成本低,而且效率高,能够大大减弱焊接过程当中的金属蒸发。高真空电子束焊接的电子散射小,穿透力度大,适合用于质量要求高的焊接当中,而且应用很广泛。根据电子枪加速电压可以分为低压电子束焊接、中压电子束焊接和高压电子束焊接。根据电子束对材料的加热机制可以分为热传导焊接和深熔焊接。
2电子束的应用
在发电设备当中的应用。电子束焊接技术取代了传统的焊接技术,比如,真空电子束焊接技术取代了埋弧焊接工艺,缩短了焊接的时间。在汽车工业方面的应用。在汽车工业当中使用电子束焊接技术省去了破口的制作准备,在真空条件下焊接可以清除了裂纹和产生气孔的缺陷,获取更多的经济效益。在核工业方面的应用。电子束焊接最早就是应用在核工业当中,也获得了发展,比如,在离子推进系统当中,可以应用到多种金属的焊接当中,焊接不仅仅没有裂纹以及泄漏,而且变形也变得很小。
在电子元器件的应用。真空电子束焊接可以取代传统的焊接技术。一些电子线路以及元器件需要在焊接之后保持在真空装置当中,焊缝不能够有杂质。在机械奇迹当中的应用。把电子束使用到硬度很高的金属的切断当中,可以把高速钢型材料焊接在柔韧的载体带上面去。在航天方面的应用。电子束焊接技术使用到了压缩机箱体以及飞机染料的驱动系统等方面。电子束焊接还应用到了航天飞机发动机的装配焊接当中。
3保证电子束焊接质量的影响因素
在焊接实践中,会碰到形形的工件,焊缝结构也各不相同,但总体上可分为:对焊缝、端焊缝、角焊缝(包括穿透焊缝),或区分为直线焊缝、环线焊缝、曲线焊缝、点焊缝,还有等截面焊缝和变截面焊缝等。为了达到最佳焊接效果,焊缝结构和配合间隙的设计至关重要,既要考虑工件(部件)在整机中的作用,又必须满足被焊材料可焊性和具体焊接工艺的要求。所以在实施焊接之前,应该与工程设计人员共同讨论焊接件的焊缝结构,或通过工艺试验确定合理的结构与间隙尺寸。
对于某些材料或结构件的焊接,为了防止裂纹的产生,对被焊接的工件需要进行预热或焊后退火处理。电子束预热和退火。利用较小功率并且散焦的电子束轰击工件,使工件具有一定的温度,以达到预热或退火的目的。具体工艺(温差)视不同的材料和工件结构而定,因为它亦涉及到材料组织的相变问题。辅助预热和退火。利用电阻炉来对工件进行预热和退火。我们在进行陶瓷与金属的焊接工艺试验时,化了比较大的精力于电阻炉的试制及预热退火工艺的操作。最终达到了良好效果,取得了陶瓷与金属焊接的成功。
我们通过长期的试验和应用研究,找到了一些通用规律和特殊的经验,虽然不可能包罗全部,但对于从事电子束焊接工作者,可能会有一些帮助。
参考文献:
[1]张海泉、李刘合、张彦华、史建刚、李光、夏立芳,电子束焊接动态过程仿真分析[J].材料科学与工艺,2002.03.
[2]陈芙蓉、霍立兴、张玉凤,电子束焊接技术在工业中的应用与发展[J].电子工艺技术,2002.02.
[3]周古昕、王有祁、刘玲霞、王生、乔立、成建国,2519-T87装甲板焊缝抗弹规律及抗应力腐蚀性能初探[J].兵器材料科学与工程,2006.06.
[4]张新明、高慧、李慧中、刘瑛、冀东晟,一种高铜铝合金板侵彻后的显微组织分析[J].兵器材料科学与工程,2007.03.
[5]张伏、王凤娟、郝建军、马跃进、马爱军、李建昌,三束表面改性技术的应用及发展趋势[J].河北农业大学学报,2003.S1.
今天是电子电工实习的第一天,我接触到了对我来说既熟悉又陌生的收音机,说熟悉,是因为它是我生活的一部分;但通过今天的学习,对于它,我又感到十分陌生。
老师介绍给我们的是hx108-2am收音机,收音机虽小,却能使我们接触电学知识,实现理论联系实际,并为后续课程的学习打下一定的基础。之所以选择制作收音机作为我们实习的任务,是因为现代生活离不开电,我们每个人都必须掌握一定的用电知识及电工操作技能。
而且制作一台收音机,不但能深化理论知识,更能增强我们的动手能力,比如安装调试、排除故障、锡焊技术的应用等等需要应用于生活中的能力,都能得以加强。
意义固然重要,当我们更要努力学习好制作的每个细节。第一步就是了解条幅收音机的工作原理和其电路图,虽然通过老师的讲解和平时模电课的学习,能了解大概的工作过程,但在很多专业理论前还是看到了自己的不足,实习过程中要认真理解掌握才行。接下来老师介绍了安装步骤:清点材料,二极管、电容、电阻的认识,焊接前的准备工作,元器件的焊接与安装,机械部件的安装调整,收音机故障的排除。通过老师的详细介绍,我已经能初步在脑海中形成未来四天的工作状态和任务了,就像了解每一件精巧的材料一样,每一项工作必须井然有序、有条不紊,才能做出合格的收音机。
虽然今天理论课里面有些知识难以理解,但我一直坚信每一次的学习都像艾宾浩斯的记忆曲线一样,有复习、有付出,就一定能取得学业上的进步。希望实习能顺利,最终的小收音机能收听到我喜欢的节目。
20xx年5月27日
翘首企盼的实习开始了,一切按着老师的安排进行着,但出乎我意料的是所有器件小到可以用毫米来度量,而我们所要做的第一步,就是将他们分类整理,并按着清单一一校对。
工作就是这样,需要细心和耐心,没有毅力就连简单的清点都做不好。但大多同学都是有一定能力的,我们很快进行到了焊接与安装这一步。所有的技巧都必须用上,因为只有学会模仿,我们才有可能正确的创造。通过自己的动手,对老师讲的卧式插法和立式插法,以及镊子的正确使用都有了全面的认识。锡焊对我们来说是一大挑战,在精密工作的同时还要注意人身安全,这让许多同学都展现了自己的毅力,所有人都细心的操作着手中的精密器件。我也在工作这种,细细品位老师所要求的正确焊点形状。终于在同学互相钻研和自己的努力下,掌握了稀罕的精髓,我把它分为三步:预热、熔锡、挑开。虽然总结的很粗略,但也很实用。
今天努力了两个多小时,也仅仅是安装完了电阻,不过我觉得收获还是很大的,我总结了锡焊的过程和模仿的意义,我觉得通过自己的理解,对未来的实习充满了信心,相信明天会有突破的。
20xx年5月28日
由于平时的经验比较少,对三极管和二极管的认识不够,所以今天的实习我也把精力都放在了这两个器件上。在书中学的这两个管子与实际的二、三极管外形差别很大,这对初学者来说很难,不过通过老师的耐心讲解,我还是掌握了辨别的要领,以及在工程器件中对颜色使用的意义,比如红色代表正极,黑色代表负极。
同外形来说,管子的使用则比书本的理论只是简单的多,而我所要做的,除了继续巩固知识外,还有巩固昨天对焊接技术的理解。我发现如果将锡条完成一定的角度,不但可以防止手的颤抖(由于没有弯度,所以手不能固定在一处,所以会颤抖),还能同时对好几个焊口进行焊接。虽然这个小小的改动没什么创造价值,但我也感受到了劳动人民最光荣”这句话的力量。我们不仅仅是在实习,而是一种光荣的劳动,这也又使我想起了老师将的实习的意义:通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时,注意培养自己在工作中耐心细致,一丝不苟的工作作风。
对于这两天的电阻和半导体的焊接,我已经能熟练掌握了,也应用了老师所讲的一些技巧,比如先放中周作为支架、采用立式插法等等。看着已经安装完许多部件的电路板,想着未来将要进行的步骤,我已经隐约听到了收音机的第一响,希望明天顺利安装完所有器件。
20xx年5月29日
今天的实习是第四天,我不喜欢这个数字,因为今天我犯了一个错误:将两个变压器安在了错误的位置。因为每个变压器有五个焊点,这样的话我就得拆除十个焊点,所以我十分懊悔当时的粗心。但通过我们小组克服困难的方法,我又感到无比自豪,今天就着重记录一下这一过程。
首先我们分析了拆变压器的难点:锡凝固的时间很短;烙铁数量有限;单人那一操作。然后我们针对这三个问题一一作了解答。对于锡的凝固时间段这一问题,我们首先提出了长时间融化的方案,但后来有别否决掉了,因为这样长时间的焊接,容易损伤电路板;我们还是决定一起融化所有的焊点,并快速拔出变压器的方法。对于烙铁数量问题,我们考虑到烙铁越多越容易出现烫伤事件,我们最终决定只用两个。对于人员,我们最终讨论得出,三个人操作是最佳的组合,两个人加热融化锡,一个人拿掉变压器。最后我们用了上面讨论的方法,成功的拆除了错误的变压器,并使电路板毫发无损,我很开心。
通过今天的事件,我知道了团队的力量,并不再对困难有恐惧心理了,只要我们勤于思考,任何实习中遇到的问题都能迎刃而解,我对明天充满期待。
20xx年5月30日
今天的心情很矛盾,由于是实习的最后一天,我可以完成我的作品这是我很开心,但一想到还没有彻底掌握这技术的精髓但却要离开了,又有点遗憾。但专一的工作又使我没有太多的时间去感慨,一进教室,便开始了忙碌的调试与安装这最后一步。
关键词:金属焊接雕塑发展历史关键技术发展趋势
引言
2012年9月,在新疆克拉玛依市白碱滩区举行了一场别开生面的展览:《白沙滩金属焊接雕塑公园――第一回废旧金属焊接雕塑实验展》{1}。国内外10余名雕塑家创作的41件大型雕塑在白沙滩国家3A景区对外开放,吸引了大量游客的目光。早在2002年,内蒙古黄河三盛公水利风景区就开始开发利用水利工程建设过程中废弃的工程材料和机电设备,其后若干年陆续创作了大型环保雕塑同心锁”、天下第一筝”和机器人”等人文和艺术气息浓厚的作品,并成为国内第一个废旧金属雕塑公园{2}。这些金属雕塑主体公园的落成无疑将大众的目光聚焦到了金属雕塑”这一科学与艺术交叉融合、激动人心的领域。
金属雕塑通常是利用焊接、切割等技术,通过金属在焊接、切割等过程中发生变化而最终形成独特的艺术作品,故常被称为金属焊接雕塑”{3},也有人归之为直接金属雕塑”{4}或者动态雕塑”{5},在本文中统一称为金属焊接雕塑。与传统的铸铜、石刻、木雕等仰仗雕塑家手艺”的门类不同,金属焊接雕塑考验的是雕塑家的眼力和心塑能力,完全无需事先打底稿,而是利用机器直接加工金属材料和废弃的机器零件等,通过金属材料的变形和组合完成最终的架构和造型。
金属焊接雕塑的历史可以追溯到远古时代,现代焊接雕塑在西方也已有百年历史。在中国,直到上世纪80年代末才有美术学院陆续开设金属焊接雕塑课程。目前国内不少艺术高校雕塑系基本都有这门课程,然而其学术价值和市场价值仍然有待发掘。本文试图在时间尺度上厘清金属焊接雕塑的历史发展脉络,在空间尺度上详细剖析其涉及的关键科学技术问题,从而归纳分析其未来发展趋势。冀望未来有识之士能借助中国工业化进程的大好形势,把金属焊接雕塑更好地应用到城市空间和乡村土地上。
一、发展历史
金属材料自人类文明诞生以来,对社会生产的发展一直都起着举足轻重的作用,特别是工业革命以后,已经成为工业生产中最为基本的组成部分。现代金属焊接雕塑可追溯到电弧焊的出现。1881年,法国Cabot实验室的AugusteDeMeritens利用电弧热焊接了蓄电池用铅板。随后其俄国学生NikolaiN.Benardos先后申请了英国、美国专利,但这些发明仅限于碳弧焊。1890年,底特律的C.L.Coffin获得了关于金属极电弧焊的美国专利。随后100余年,焊接技术不断发展,例如,1903发明了铝热剂焊;1930年发明埋弧自动焊;1953年发明了CO2气体保护焊;1951年和1957年先后发明了激光焊和等离子弧焊{6}。正是焊接技术日新月异的发展,为金属焊接雕塑艺术的出现奠定了坚实的科学技术基础。
金属焊接雕塑的发展大致可以分为三个阶段:孕育期、成长期和成熟期。金属焊接雕塑这一领域起始于欧洲,孕育于20世纪初。1900年,西班牙的冈萨雷兹(JulioGonzalez)率先利用焊接技术,使金属直接焊接成型,制作了以《仙人掌1号》为代表作的金属雕塑作品{7}。《堂?吉诃德》(1929)和《梳发女子》(1931―1933)也是其典型代表作;1929年他与立体主义运动的创始人毕加索(PabloPicasso)合作,一起创作雕塑和铁线结构,例如《金属线结构》和《花园中的妇女》(1929―1930){8}。1912~1914年间,毕加索与另一位立体主义运动的创始人勃拉克(GeorgesBraque)合作创作了第一件贴有金属片的集合艺术品《吉它》,现存放于纽约现代美术馆{9}。1930年毕加索利用自行车车把和车座巧妙组合也制作了金属焊接雕塑作品《公牛头》(图1){10}。冈萨雷兹的作品也受过罗马尼亚的布朗库西(ConstantinBrancusi)的影响,后者从19世纪20年代就开始创作自己的金属雕塑,他将形体的单纯、简约看成雕塑语言的核心并赋予传统的材料和工艺手段以新的理性内涵{11}。通过以上叙述不难看出,20世纪初到20世纪30年代是金属焊接雕塑的孕育期,而且这一领域由于在萌芽时期就受到现代绘画和雕塑艺术的熏陶,因此一出现就站在了很高的起点上。
金属焊接雕塑的成长期是20世纪40年代到20世纪60年代,这一时期典型的代表人物是戴维?史密斯(DavidSmith){12}。戴维?史密斯1906年出生于美国印第安纳州,从小对机械十分感兴趣。在美国完成金属加工制造和绘画技术的学习后,于20世纪30年代接触到冈萨雷兹的焊接金属作品。钢铁厚重、有力、冷酷的材质之美与当时结构、力量、强悍的时代气息的一致性使他决心终其一生献身于钢铁的雕塑创作。在此期间他游历了欧洲诸国,并于1938年在纽约成功举办了第一次个人金属雕塑的展览。1940年,他创办终点站铁工厂”工作室,潜心艺术创造。1942―1944年,他通过焊接工人雇员的经历,受机车巨大尺寸的启发,慢慢将直接金属雕塑向纪念性方向发展。1950年代,戴维?史密斯进入艺术创作的多产期。其50年代典型的代表作有《字母》(1950)、《埃及风光》(1951)、《哈德逊河风景》(1951)等。戴维?史密斯的作品从未脱离立体主义和构成主义的基本原则――明晰的结构,但也有自己独特的风格。例如在立体主义设法把两度空间扩大到四维时,他却把一些雕塑的三度空间消减到两维,因此其作品风格多变,对后人影响很大。1961年起史密斯开始创作《立方》系列(图2),这些作品大量运用各种尺寸的立方体组建如建筑般的宏伟结构。这种艺术成为美国抽象雕塑的先导,并直接影响了上世纪60年代以后兴起的极少主义艺术。同样是在60年代,他还为意大利政府创作了另一种艺术风格迥异的系列雕塑《沃特里》。《沃特里》所用材料并非新制造的,而是利用了一家工厂的现成品。这种新的雕塑技术常被称之为集合主义”――一种将立体主义和超现实主义结合在一起的手法。总而言之,戴维?史密斯的雕塑作品是美国机器时代典型产物,他在吸收欧洲现代雕塑的创作理念并发展壮大的过程中起到了关键性的作用。
史密斯的作品对英国的安东尼?卡罗(AnthonyCarro)和飞利浦?金(PhilipKing)产生了很大影响。卡罗在1959接触史密斯后,开始通过焊接或螺栓组装金属构件来创作抽象雕塑,形成拼装钢板和网格形式后再涂上大胆的平面色彩{13}。在史密斯作品的基础上,卡罗又前进了一步,他把雕塑从底座上拿下来,直接放置到地面上,使雕塑不再是高高在上仅仅供人欣赏的物品,而是与周围环境相呼应,拉近了雕塑和观众的距离。他早期的作品《正午》(1960)和《夏天之后》(1968)是这方面典型的代表作{14}。另一位受史密斯的金属雕塑大师是菲利浦?金,金也是卡罗在英国圣马丁艺术学校(St.MartinSchoolofArt)的同事。金在雕塑上的创新,是由对不同材料的探索驱动的,在上世纪60年代后期,钢开始取代玻璃纤维和塑料成为他的主要材料。他特意在伦敦之外成立大型工作室以加工大尺寸的钢板。1969年的作品《卷盘3》是软钢用锌喷射加热而成。他早期雕塑作品的表面总是涂满颜色,厚重的颜色是金当时作品的一个核心元素{15}。
金属焊接雕塑的成熟期是20世纪70年代到20世纪80年代。标志就是在此期间卡罗和金等人一道,在英国的圣马丁艺术学校建立了现代雕塑教学体系,培养了一大批在英国乃至世界的著名雕塑家,如白瑞?弗兰那根(BarryFlanagan)、托尼?柯瑞格(TonyCragg)、理查德?迪肯(RrchardDeacon)和比尔?伍卓(BillWoodrow)等。目前全世界所采用的金属雕塑教程和教学方法基本上是延续了从冈萨雷斯到史密斯再到卡罗的雕塑传统,把雕塑家看作工匠和手工艺者,将材料和工艺过程看作艺术创造的重要组成部分,把雕塑语言的探索融入对钢铁的切割、锻造、焊接的工艺过程之中。
通过金属焊接雕塑的发展历程可知,作为20世纪发展起来的新的艺术形式,科技的发展使金属材料广泛应用到社会生产生活的各个领域,时代思想的推动使金属焊接雕塑成为可能。如今,金属现成品作为现代工业文明重要观念载体,已经成为雕塑艺术中重要的艺术表现形式。
尽管金属焊接雕塑在国外的发展如火如荼,但在国内却发展缓慢。计划经济体制时期,为适应广泛的社会需要,中央美术学院成立了雕塑工作队,之后组建了中国雕塑工厂,并更名为中央美术学院雕塑艺术创作研究所,成为中国雕塑发展的中坚力量。早在1958年,中国美院的李秀勤就开始做金属焊接雕塑{16},但直接金属雕塑作为国内艺术院校的课程却是始于20世纪90年代了{17}。1997年,我国香港著名金属雕塑家文楼先生向中央美术学院雕塑系捐建了文楼金属工作室”的基本设备,大大促进了金属雕塑的教学。此后,伴随着经济的迅速发展和社会需要的增大,各类美术院校纷纷建立雕塑专业,招生数量年年创新高,雕塑设计如雨后春笋般发展壮大。金属雕塑教学作为美术院校一个重要的雕塑学科基础,中国美院、鲁迅美术学院、清华美院和广州美院等院校都建立了各具特色的金属教学体系。中国雕塑学会也于2008年9月在北京798创意广场举办了金属之声”雕塑展,力图推动创作和学术研究。但不得不指出,就中国当代雕塑的整体状况来看,有关金属雕塑与抽象雕塑的创作与研究,还不够深入与全面。如何从学术基础的层面提升中国金属雕塑的艺术水准,除了需要艺术家组织更多的学术展览外,也需要精通金属加工技术的专业人士介入来共同推动中国金属雕塑的现代转型。
中国的金属焊接雕塑在计划经济体制下产生,并在市场经济条件下发展壮大。在市场经济的背景下,随着国民素质的不断提高、艺术创作的前卫性及焊接雕塑与经济发展相适应的理性思考日趋增强,必将推进中国的焊接雕塑的市场化进程。
二、关键技术
金属焊接雕塑需要那些金属加工方面的关键技术呢?显然焊接技术是最为关键的;其次,切割技术在不少金属雕塑作品中往往也是必不可少的;最后,为了使最终作品更加美观,往往辅助一些热处理、酸处理、着色、抛光和涂刷等工艺措施。本文这一部分将重点介绍焊接和切割方面的专业知识。
根据国际焊接协会的定义,焊接是指通过加热或者加压或两者并用,使被焊材料达到原子间的结合,从而形成永久性连接的工艺{18}。焊接需要外加能量,如火焰、电弧、电阻、超声波、摩擦、等离子弧、电子束、激光和微波等都可以为其所用{19}。常规的焊接方法主要是焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊。目前来看在金属焊接雕塑创作中得到应用的主要是手工电弧焊、氩弧焊和CO2气体保护焊。但随着该领域的进一步发展,不排除一些先进的高能束焊接方法如电子束焊、等离子弧焊和激光焊等得到开发和应用。切割往往是金属焊接中必不可少的步骤。金属切割的方法也很多,比如火焰切割、等离子切割、激光切割等,主要根据所要求的切割质量和经济性方面来选择。考虑到一些大型的金属焊接雕塑往往是露天摆放,因此不可避免会面临风化、生锈等问题,所在选材时要考虑金属材质的物理和化学稳定性问题,必要时在作品完成后进行一些辅助的工艺措施处理。此外,金属材质不同,其焊接性往往差别很大,对从事雕塑创作的人员也有必要了解一下这方面的知识。
1.手工电弧焊。手工电弧焊是一种最常见的焊接方法。虽然焊接技术日新月异,各种新的焊接方法层出不穷。但手工电弧焊一直在工业生产中占有非常重要的地位。由于其操作简单、入门容易、设备便于携带、对外部条件也没有特殊的要求,所以手工电弧焊在金属雕塑创作中也可以大显身手。手工电弧焊焊接的质量固然与操作者的技术有关,但焊接参数的有效把握才是关键。主要的焊接技术参数有焊条的种类和直径、焊接电流和电压、焊接速度和焊接层数等。选择焊条时一般考虑等强原则”,即要求焊缝金属与母材等强度。对形状复杂或厚大的构件应选用抗拉性好的低氢焊条;对坡口不便于清理的构件应选用对水锈不敏感的酸性焊条。焊条的直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式和焊接层数等进行选择的。根据工件厚度选择时可参照表1{20}。焊接电流是手工电弧焊的主要焊接参数,也是在操作过程中需要调节的参数,而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。焊接电流的选择要充分考虑焊条直径、焊接位置和焊道层次等因素,表2是常用的各种直径焊条适合的焊接电流参考值{20}。
2.氩弧焊。氩弧焊是用氩气作为气体保护的一种电弧焊,即用氩气把空气与焊接区域分隔,防止焊区的氧化{21}。氩弧焊可分为钨极氩弧焊(TIG)和熔化极氩弧焊两种。TIG焊的优点是由于熔池受氩气保护,可以得到高质量的焊接接头,几乎所有金属和合金都可使用这种焊接方法;电弧稳定,可以焊接从半个毫米到100毫米不同厚度的板材;焊接位置不受限制;焊接去几乎无烟尘和飞溅,便于观察焊接施工情况。正是由于这些优点,在金属焊接雕塑创作中TIG焊是除手工电弧焊外另一种被广泛采用的焊接方法。图3是笔者带领的大学生创新团队利用手工氩弧焊将4mm×50mm厚1mm的不锈钢长竿与15mm厚0.8mm的不锈钢球焊接起来的实例。需要指出的是TIG焊要求操作者经过较长时间的培训并具有灵巧的操作技艺。另外,根据使用的电源种类,TIG焊分为交流、直流及脉冲TIG焊三种。直流TIG焊又可分为直流正接和直流反接两种,前者指工件接电源正极,钨极接电源负极,后者则相反。大多数金属(除铝、镁),一般选择直流正接为好;铝、镁及其合金则以选用交流铝、镁为好,若是薄件,也可选用直流反接法。熔化极氩弧焊是熔化极惰性气体保护焊(MIG)的一种,可适应大型构件和所有金属,也可进行全位置焊接。与TIG焊不同,MIG焊采用焊丝作为电极,电流可以很大。但缺点是MIG焊所用氩气比TIG焊多,氩气的价格也相对较贵。在金属焊接雕塑创作时,可以根据实际情况选择合适的焊接方法。在对焊缝成形控制不是很严格的情况下,用CO2气体取代氩气的CO2气体保护弧焊不失为一种选择。后者也是MIG焊的一种,具有焊接速度快、焊接变形小、抗锈能力强、焊接成本低的特点,可广泛应用于低碳钢、低合金钢等黑色金属的焊接。
3.高能束焊接方法。高能束流(HignEnergyDensityBeam)加工技术包含了以激光束、电子束和等离子弧为热源对材料或构件进行特种加工的各类工艺方法{19}。高能束焊接的功率密度可达105W/cm2以上,具有可精密控制的微焦点和高速扫描技术的特性,可实现位材料的深穿透、高速加热和高速冷却的全方位加工。其中电子束焊(ElectronBeamWelding)是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或者非真空中的焊接所产生的热能进行焊接的方法,既可以焊接结构庞大的构件,也可以焊接微小精密的构件。变截面电子束焊技术的出现,可以实现复杂构件的一次焊接成形。激光焊(LaserBeamWelding)是以聚焦的激光束作为能源轰击焊接所产生的热量进行焊接的方法。激光焊可以与MIG焊复合,焊缝成形美观。等离子弧焊(PlasmaArcWelding)是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得较高能量密度的等离子体弧进行焊接的方法。需要说明的是,目前先进的高能束焊接方法在金属焊接雕塑创作中应用的例子还很鲜见,但由于高能束焊独特的优势和一些新工艺的不断涌现和普及,进入金属雕塑领域是迟早的事。
4.切割技术。金属焊接雕塑固然可以充分利用现有的金属材质,但有时为了更能体现雕塑家的思想可能需要对金属材质进行机械加工。其中进行切割就是一种最重要的手段。金属切割的方法有火焰切割、等离子切割和激光切割三种,主要是根据金属的类型、厚度和数量来选择。火焰切割是应用最早的,20世纪初已经出现{22}。其原理是通过燃料气体(如乙炔)和氧气和钢铁产生化学反应来加热金属。优点是设备成本低廉、缺点是仅适合切割碳钢等,对不锈钢和铝则不适用。另外,割炬需要预热并且队操作者的使用技巧要求很高。等离子切割是20世纪50年明的一种通过精确控制电弧来切割金属的方法{23}。其优点是可以适用于很多不同种类的金属,例如:低碳钢、不锈钢、铝和铜等有色金属。缺点是设备复杂,成本较高。激光束切割和激光焊接一样,出现于20世纪50年代{24}。主要有气体和固态两类。其优缺点和等离子切割比较类似,但与后者相比,激光可用于精密切割,可以切割非常薄的钢材。图4(a)和(b)是北京工业大学激光工程研究院利用激光二维和三维精细切割的自行车艺术品和航空发动机叶形孔,其中不锈钢板材的厚度都是1mm。
下一篇:全民阅读倡议书(精选8篇)
热门推荐