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振動焊接技術(shù)在冶金設(shè)備中的應(yīng)用范文

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振動焊接技術(shù)在冶金設(shè)備中的應(yīng)用

摘要:

隨著我國科學(xué)技術(shù)和冶金工業(yè)的不斷發(fā)展,市場對金屬材料的需求越來越大,冶金設(shè)備在冶金工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,但是就目前而言,冶金工業(yè)的環(huán)境非常惡劣,惡劣的環(huán)境對冶金設(shè)備造成很大的損傷,因此冶金設(shè)備的維護(hù)和維修應(yīng)該引起更高的重視。本文主要闡述了振動焊接技術(shù)冶金設(shè)備維修中的應(yīng)用,并結(jié)合有效的維修方案,提出加強冶金設(shè)備維修的有效措施,不斷提高我國冶金設(shè)備的使用年限。

關(guān)鍵詞:

振動焊接技術(shù);冶金設(shè)備;維修

振動焊接技術(shù)具有焊接速度快、維修效率高和成本低等特點,將其應(yīng)用到冶金設(shè)備的維修中,可以焊接一些大型的零件,其焊接原理是利用不同零件之間的相互摩擦力轉(zhuǎn)化為熱能,在接頭面區(qū)域通過熔化并進(jìn)行焊接,是一門較新的焊接技術(shù),憑借著其焊接優(yōu)點在很多設(shè)備的維修中都得到了廣泛的應(yīng)用。

1振動焊接技術(shù)的原理和過程

在振動焊接的過程中,焊接的能量來自于不同零件之間的摩擦產(chǎn)生的熱能,由于熱能的產(chǎn)生,在不同零件之間的交界面就會熔化,熔化之后進(jìn)行重新焊接。在這個過程中,兩個零件之間的摩擦是在壓力作用下運動產(chǎn)生的,通過摩擦產(chǎn)生熱量,零件之間的接頭處材料的溫度就會不斷升高,在高溫下,設(shè)備材料達(dá)到熔點溫度之后會發(fā)生熔化。當(dāng)材料都被熔化之后,零件的運動停止,設(shè)備材料在壓力作用下就會凝固,最終完成焊接。振動焊接主要包括四個階段,分別為固態(tài)摩擦階段、瞬態(tài)階段、穩(wěn)態(tài)階段和冷卻階段。固態(tài)摩擦階段就是兩個零件之間通過摩擦產(chǎn)生熱量的過程,產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致溫度的升高要達(dá)到材料的熔點,而不同的材料熔點是不一樣的,所以針對不同的材料摩擦的時間和力度也是不一樣的。此外,有一些材料的摩擦系數(shù)較大,零件之間很難發(fā)生摩擦,這時候需要借助表面潤滑促進(jìn)兩件的振動和焊接,在這個過程中,材料還是處于固態(tài)的。第二階段就是瞬態(tài)階段,這個階段的時間較短,是固態(tài)材料轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)材料的過程,是一個過渡的階段。第三階段是穩(wěn)態(tài)階段,在這個階段,固態(tài)材料已經(jīng)全部轉(zhuǎn)化為液態(tài)材料,所以溶液層的厚度基本已經(jīng)是不變的了,所以已經(jīng)達(dá)到了能量平衡。第四階段是冷卻階段,這時候振動已經(jīng)停止,材料冷卻,在夾緊壓力下會凝固,最終完成焊接,冷卻階段其實就是焊接階段。

2振動焊接技術(shù)在冶金設(shè)備維修中的應(yīng)用

2.1振動焊接技術(shù)在連鑄輥修復(fù)中的應(yīng)用在冶金工業(yè)中,隨著冶金規(guī)模的不斷增大,冶金設(shè)備的體積也越來越大,大型設(shè)備之間的構(gòu)件本身就是采用焊接連接的,而對于大型的構(gòu)件來說,對焊接技術(shù)的運用也是比較高的。振動焊接技術(shù)是在振動實效技術(shù)上發(fā)展起來的,在構(gòu)件被焊接成型之后,通過振動的方法來消除構(gòu)件之間的殘余應(yīng)力,但是構(gòu)件的材料力學(xué)性卻不會發(fā)生變化。連鑄輥輥芯材料一般使用耐熱鋼,在長久的使用過程中,會出現(xiàn)裂紋和彎曲。對連鑄輥修復(fù)的傳統(tǒng)方式是埋弧焊,雖然具有一定的修復(fù)效果,但是卻大大降低了連鑄輥的使用壽命,這是因為在傳統(tǒng)焊接過程中,會由于高溫使連鑄輥出現(xiàn)磨損和龜裂[1]。使用振動焊接技術(shù),通過摩擦力產(chǎn)生的熱量使材料熔化進(jìn)行焊接,有效降低了對連鑄輥的磨損量,在修復(fù)完成后也很少出現(xiàn)龜裂的情況。

2.2振動焊接技術(shù)在齒輪修復(fù)中的應(yīng)用在冶金設(shè)備中,齒輪是一種非常常見的零件,幾乎在所有的設(shè)備中都可以看到,對齒輪的修復(fù)也可以使用振動焊接技術(shù)。齒輪在很多設(shè)備中都比較常見,齒輪的制作原料一般為低碳合金鋼,往往外硬內(nèi)韌[2]。齒輪的處理工藝十分復(fù)雜,包括很多道工序,所以在修復(fù)齒輪的過程中,要合理的控制維修的熱量,要充分考慮到齒輪淬硬傾向大的特點,只有將熱量控制在一定的范圍內(nèi),才能降低會齒輪的不利影響,避免對齒輪造成較大的損害。采用振動焊接技術(shù)就可以很好的修復(fù)齒輪,采用振動焊接技術(shù),可以很好的修復(fù)軸斷齒和齒條斷齒等問題,即使對于大型的人字齒輪在使用過程中出現(xiàn)的斷齒問題,在焊接過程中,可以適當(dāng)?shù)脑黾訅毫?,壓力增加適當(dāng)降低焊接的輕度和溫度,使齒輪免遭受高溫的損害。

2.3振動焊接技術(shù)在葉輪葉片修復(fù)中的應(yīng)用風(fēng)機葉輪在冶金設(shè)備中也比較常見,很多葉輪材料都是鋼,它的功能主要是除塵,所以風(fēng)機的作業(yè)條件是相當(dāng)惡劣的,16Mn鋼的材料在使用過程中容易出現(xiàn)磨損和腐蝕等現(xiàn)象,很多風(fēng)機的葉輪或者葉片在使用3000個小時之后便會出現(xiàn)磨損和腐蝕的現(xiàn)象,最終報廢[3]。將振動焊接技術(shù)應(yīng)用到葉輪葉片的修復(fù)中,可以很好的延長葉輪葉片的使用壽命,設(shè)備的功能也可以很好的發(fā)揮。葉輪在制作加工的過程中會受到各種因素的影響,當(dāng)外界因素消失之后,如果受到的作用力不能完全消失,而仍然存在結(jié)構(gòu)中,我們將這種作用力稱為殘余應(yīng)力。葉輪葉片在焊接的過程中也會引起殘余應(yīng)力,從而使葉輪葉片發(fā)生二次變形。而使用振動焊接技術(shù),在焊接過程中會給葉輪施加周期性的外力,使葉輪振動,可以降低葉輪的焊接殘余應(yīng)力,避免或者降低葉輪發(fā)生二次變形的概率和強度。

3結(jié)語

隨著冶金工業(yè)的不斷發(fā)展,冶金設(shè)備的運用越來越廣泛,但是由于冶金環(huán)境的惡劣,因此冶金設(shè)備常常會被損傷,需要做好維修工作。為了保障冶金設(shè)備的安全使用,可以將振動焊接技術(shù)應(yīng)用到冶金設(shè)備的維修過程中,維修維護(hù)人員需要詳細(xì)了解振動焊接技術(shù)的工作原理和工作過程,在設(shè)備發(fā)生故障之后,應(yīng)該保持冷靜,找出故障發(fā)生的癥結(jié)所在,合理利用振動焊接技術(shù),順利解決設(shè)備故障問題,保障冶金順利進(jìn)行,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]朱政強,陳立功,倪純珍.振動焊接工藝的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].焊接,2013,21(25):5-6,11.

[2]夏邦一.振動焊接——動搖了塑料連接技術(shù)的現(xiàn)狀[J].塑料科技,2013,55(42):15-16.

[3]張勝玉.塑料振動焊接技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2014,22(63):116-119.

作者:崔菊蘭 單位:萊鋼集團(tuán)設(shè)備檢修中心

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