最近幾年,由于人們對(duì)環(huán)境問題越來越關(guān)注,在提高燃料效率方面,汽車制造商受到的壓力日益增長连嘹。更加嚴(yán)格裸准、約束性更強(qiáng)的法規(guī)給工業(yè)生產(chǎn)和材料加工帶來了技術(shù)上的挑戰(zhàn)脚乡。在這些趨勢(shì)中包括了降低廢氣的排放,車身更輕,以及延長零件的使用壽命替劈。

材料加工方面的進(jìn)步為不銹鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域帶來了獨(dú)特的機(jī)遇寄雀。具體來說,人們要求生產(chǎn)商生產(chǎn)這樣的零件,它們必須有更輕的重量,但是仍必須有防腐蝕特點(diǎn),并且滿足強(qiáng)度要求。此外,車身的空間局限性更強(qiáng)調(diào)了可成形性的重要性娇建。典型的應(yīng)用包括了排氣管百睹、燃料管、噴油嘴和其他組件抠建。

在生產(chǎn)不銹鋼管時(shí),先成形扁平的鋼帶,隨后使得其外形成為圓管狀估掐。一旦成形后,管子的接縫必須被焊接到一起。這個(gè)焊縫很大程度上影響了零件的可成形性盛己。因此,若要得到能夠滿足制造業(yè)內(nèi)嚴(yán)格的測(cè)試要求的焊接外形,選擇合適的焊接技術(shù)就極為重要船酗。無庸置疑,鎢極氣體保護(hù)電弧焊(GTAW)、高頻(HF)焊,以及激光焊接已經(jīng)在不銹鋼管的制造中各自得到了應(yīng)用弊肢。

一收泥、高頻感應(yīng)焊

在高頻接觸焊和高頻感應(yīng)焊中,提供電流的設(shè)備和提供擠壓力的設(shè)備是相互獨(dú)立的。此外,兩種方法都能使用磁棒,它是軟磁性元件,被置于管體內(nèi)部,它有助于在鋼帶邊緣匯聚焊接流蠕为。

在這兩種情況下,鋼帶被切割并清理后,被卷起,然后送到焊接點(diǎn)琐店。另外,對(duì)在加熱過程中使用的感應(yīng)線圈進(jìn)行冷卻使用了冷卻劑。最后,一些冷卻劑將被用于擠壓過程艘珊。這里,在擠壓滑輪上作用了很大的力,以避免在焊接區(qū)域產(chǎn)生多孔性俊势；然而,使用了更大的擠壓力將導(dǎo)致毛刺(或者焊珠)增多。因此,特殊設(shè)計(jì)的刀具被用來清除管子內(nèi)部和外部的毛刺绷旗。

高頻焊接過程的主要優(yōu)勢(shì)之一是,它能夠?qū)︿摴苓M(jìn)行高速加工喜鼓。然而,在大部分固相鍛接中存在的典型情況是,高頻焊接的接點(diǎn)若使用傳統(tǒng)非破壞性技術(shù)(NDT)不容易進(jìn)行可靠的測(cè)試。焊接裂縫可能在低強(qiáng)度連接處的平薄區(qū)域出現(xiàn),這種裂縫使用傳統(tǒng)方法無法檢測(cè)出來,因而在一些高要求的汽車應(yīng)用中可能缺乏可靠性衔肢。

二庄岖、鎢極氣體保護(hù)電弧焊(GTAW)

傳統(tǒng)上來看,鋼管生產(chǎn)廠選擇將鎢極氣體保護(hù)電弧焊(GTAW)完成焊接過程。GTAW在兩個(gè)非消耗性的鎢電極之間產(chǎn)生了一個(gè)電焊弧角骤。同時(shí),從噴槍中導(dǎo)入惰性保護(hù)氣體,以屏蔽電極隅忿、產(chǎn)生電離化的等離子體流,以及保護(hù)熔化的焊池。這是一個(gè)已經(jīng)確立了的,并已被人們理解了的過程,它將可重復(fù)完成高質(zhì)量的焊接過程邦尊。

這一工藝的優(yōu)勢(shì)在于可重復(fù)性,焊接過程無濺出物,并且消除了多孔性背桐。GTAW被認(rèn)為是一個(gè)電傳導(dǎo)的過程,所以,相對(duì)來說,過程比較緩慢。

三蝉揍、高頻電弧脈沖

近年來,GTAW焊接電源,又稱為高速開關(guān),使得電弧脈沖超過10,000Hz牢撼。鋼管加工廠的客戶最先受益于這一新技術(shù),高頻電弧脈沖導(dǎo)致了電弧向下的壓力與傳統(tǒng)GTAW相比大了五倍。所帶來的具有代表性的改進(jìn)特性還包括:爆破強(qiáng)度被提高,焊接線速度更快,廢品減少疑苫。

鋼管生產(chǎn)廠的客戶很快發(fā)現(xiàn),此焊接工藝得到的焊接外形需要減小熏版。此外,焊接速度還是相對(duì)較慢。

四恒建、激光焊接

在所有的鋼管焊接應(yīng)用中,鋼帶的邊緣被熔化,當(dāng)使用夾緊支架把鋼管邊緣擠壓到一起時(shí),邊緣發(fā)生凝固系亭。然而,對(duì)激光焊接來說,特有的性質(zhì)是它具有高能量的光束密度。激光光束不僅熔化了材料的表層,還產(chǎn)生了一個(gè)匙孔,以至焊縫外形很窄差赂。

功率密度低于1MW/cm2的話,如GTAW技術(shù),就產(chǎn)生不了足夠的能量密度以產(chǎn)生匙孔晋合。這樣,無匙孔的工藝得到的焊接外形寬且淺。激光焊接的高精度帶來了更高效率的穿透,這又減少了晶粒生長,帶來更好的金相質(zhì)量拨俏；另一方面,GTAW更高的熱能輸入與較慢的冷卻過程導(dǎo)致了粗糙的焊接結(jié)構(gòu)掐腕。

通常來說,人們認(rèn)為激光焊接過程比GTAW快,它們有同樣的廢品率,而前者帶來更好的金相特性,這就帶來了更高的爆破強(qiáng)度和更高的可成形性。當(dāng)與高頻焊接相比時(shí),激光加工材料過程不發(fā)生氧化,這就使得廢品率更低,可成形性更高智复。

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