1月21日 現代焊接技術 吳林

    主講人簡介

    吳林，哈爾濱工業大學焊接教研室主任、教授、博士生導師，現代焊接生產技術國家重點實驗室主任。吳林教授在智能焊接、遙控焊接、焊接自動化等方向有深入的研究，出版有《焊接手冊》等專著12本，在國內外發表學術論文200余篇，獲國家、部委、省科技進步獎18項。

    內容簡介

    今天我在這里向大家簡單介紹一下，一項重要的制造技術，就是現代焊接技術。可能有些人一提到焊接，就會有這樣的印象，在一些街道或者城鎮的旁邊，看到一些修理鋪，他們干的是補帶，打氣，焊洋鐵壺。因此可能有些同學對焊接的印象就是一些簡單的手工藝，好像沒有什么科學技術，實際上不是這樣的，經過一個多世紀的發展，焊接技術已經從古代的一種手工藝逐漸發展成為現代的焊接技術。

    下面我想給同學們介紹一下焊接的基本原理，從理論上來說，兩塊分離的材料，我們把它需要連接的面靠在一起，如果我們把這個靠在一起的面足夠緊密的話，這種情況下，這個材料按照它的物理本性，就能連接在一起，就能形成一個連接在一起的材料。

    因此焊接的基本原理就是采用施加外部能量的辦法，促使分離材料的原子接近，形成原子鍵的結合。在這個同時，又能去除掉一切阻礙原子鍵結合的一切表面膜和吸附層，以形成一個優質的焊接接頭。

    回顧上一個世紀焊接技術的發展，在金屬材料的廣泛應用和大工業批生產的推動下，已經發明了許多新的焊接方法，現在可以說，所有的金屬材料都能進行焊接，而且焊接的性能越來越好。因此，展望21世紀，由于非金屬材料的廣泛應用，必定會產生一系列新的連接方法，這就為我們焊接，特別是我們中國的焊接工作者，尤其是在座的各位年輕的焊接工作者提供了一個非常巨大的發展空間，希望我們在這個世紀，能夠在焊接技術上，對世界焊接技術做出越來越大的貢獻，謝謝大家。

    全文

    今天我在這里向大家簡單介紹一下，一項重要的制造技術，就是現代焊接技術。可能有些人一提到焊接，就會有這樣的印象，在一些街道或者城鎮的旁邊，看到一些修理鋪，他們干的是補帶，打氣，焊洋鐵壺。因此可能有些同學對焊接的印象就是一些簡單的手工藝，好像沒有什么科學技術，實際上不是這樣的，經過一個多世紀的發展，焊接技術已經從古代的一種手工藝逐漸發展成為現代的焊接技術。下面，請大家先看一段錄像。

    這個畫面大家很熟悉，是我們“神舟號”發射的場景，這是“神舟號”的返回艙，回收以后運回基地。這是我們國家自行設計和研制的導彈驅逐艦，正在進行軍事演習。這是這些軍艦的一個造船過程，大家可以看到，焊接是一個非常主要的工藝，這是在船廠上面用的多頭火焰切割，它一次可以切割幾十條縫。這是石油化工企業用的球罐，大家可以看到，這個就是焊縫，球罐都是焊接起來的，這是咱們常常看到的汽車廠焊接的車身，是點焊系統，由點焊機器人的點焊鉗子一點一點地、自動化地進行焊接。

    因此我想咱們看了這么一個很小的一個錄像，在這個錄像里面我們看到的“神舟號”的飛船，運載“神舟號”的長征系列的火箭；我國自行設計和制造的導彈驅逐艦和我們在軍事演習當中看到的“海鷹號”的導彈；以及石油化工企業大型的球罐，批量生產的汽車車身等等都采用的是全焊結構。所以可以這么說，現在全世界所有大工業的產業，像航天航空、造船、通訊、家用電器、大型電站、冶金、微電子、武器裝備等等，焊接都是最主要的工藝。

    我們現在國家正在進行的大型工程，舉世矚目的三峽工程，三峽工程28臺七十萬千瓦的水輪發電機組，采用的是全焊結構。現在正在進行的幾千公里長的西氣東輸的管道工程，管道的制造，在廠房里邊的制造和在野外的焊接，焊接都是最主要的工藝。我想能不能夠這么說，現在世界上從外層空間到深海水下，從一百萬噸的大油輪到集成電路片是頭發絲的幾十分之一，這么粗的細線的集成電路片的引線，焊接都是主要工藝。

    而且，焊接又是一個安全要求非常高的一種先進工藝。因為大家都知道，如果焊接質量要出現問題，所造成的危害是毀滅性的。從最近你們看到一些報紙上面，咱們就可以看到，比方講咱們四川重慶的綦虹橋，突然斷裂，是焊接質量問題，韓國的漢江大橋突然斷裂，也是焊接質量問題。所以，焊接是一項要求極為嚴格的制造技術，它有許多規定的標準，所有的焊接工程師和焊工要上崗焊接，需要經過嚴格的考試和發證，而且現在正在逐漸制定世界標準。因此，焊接技術現在還有很多的科學規律需要探索，還有很多的一些技術問題需要去創新，它是一項現在正在發展很快的一項高科技。

    今天這個講座我想給大家介紹三個問題：第一個問題，什么是焊接；第二個問題，我想簡要的介紹幾種常用的現代焊接方法；第三個問題，我想談一談現代焊接技術的若干新發展。

    什么是焊接？焊接是現代制造技術的重要內容。我們都知道，制造技術是人類創造財富的基本手段，是生產力的核心內容，也是國強民富的技術基礎。制造技術有很多種，我想現在簡單地可以歸納一下，制造技術能不能夠歸納成三種基本功能，這就是成形、焊接和改性。

    因為任何機器都是由零部件構成的，而零部件都是需要按照設計的要求加工而成的，加工成所要求的形狀，同時要保證它的尺寸精度，這個就是成形，比方講我們比較熟悉的機械加工，屬于冷加工，車、銑、铇、磨、鍛，實際上都是成形工序，比方講我們所熟悉的鑄造、鍛壓也是成形工序。

    改性就是用各種方法，改進加工零件的性能和延長加工零件的壽命，我們比較常見的像熱處理，一個軸承沒有經過熱處理，可能只能運行幾百個小時，經過熱處理以后它就可以延長到幾千個小時；像化學處理，比如電鍍防銹，還有我們現在非常重視的表面工程，也就是表面改性等等，這些都屬于改性。

    連接現在也有很多方法，如焊接， 機械的連接，最簡單機械連接就是螺釘的連接，還有鉚接，還有膠接等等，但是所有連接方法，焊接是應用最廣的，最重要的金屬材料的永久連接方法，它是采用外加能量的方法，來促使分離的材料永久地連接在一起，所以我們有時候也把焊接叫做熔接。焊接是金屬連接最重要的方法，因為它的優點非常突出，它連接的部件和材料能夠實現高性能，在一般的情況下，它可以達到和連接母材等強度、等剛度、等塑性、等韌性。也就是說用焊接方法連接起來的部件或者是材料，能和材料的原來的性能完全一樣，特別是它的動載性能好，所以在一些運動載體上運用焊接特別普遍。它有非常高的可靠性，因為它是永久地連接在一起，可以在很長的壽命期間內，安全地工作。它有非常高的適應性，焊接在各種環境下，都能進行連接，我們剛才看到的還是在廠房條件下，實際上很多焊接都是在野外實現的，現在進一步的焊接可以在深水下，甚至于到外層空間去進行焊接，所以它的適應性是在所有連接方法里邊最廣的。同時，它有很高的效率，焊接完全適應大規模的批生產。因此這種方法出現之后，就受到了科學工作者和技術工作者的注意，它的應用面，已經涉及到機器制造業的所有部門，而且現在正在往其他領域擴張，比方講醫療領域等等。

    下面，我想舉一個數字來說明焊接的應用，西方國家尤其是西方的發達國家，它每年鋼產量的50％到60％需要進行焊接加工，我們國家去年2001年，鋼產量達到1.3億噸，在這個1.3億噸生產出來的鋼材中，據初步統計，四千萬噸需要焊接，因此焊接已經成為一門獨立的學科，一項高科技，同時又是一個非常重要的產業。