焊接的歷史
我做了一輩子焊接,對焊接很有感情,我在國際焊接學會任職期間,就和一些國際上的同行討論焊接是怎么發(fā)源的,當時,我就冒昧的提出一個說法:中國是焊接的起源地之一。
大家知道,中國有輝煌的文化和歷史,中國文化和歷史中也包括科學技術的發(fā)展歷史,在外國人腦子里對中國的造紙、火藥和指南針的發(fā)明是有概念的,我說中國的發(fā)明遠不止這些,焊接的發(fā)源地也在中國。
從歷史文獻記載中沒有查到有關焊接的記載,但是,中國科學院考古研究所和中國科學院自然科學史研究所在考古中發(fā)現了有關焊接的文物,在河南的殷墟開發(fā)中發(fā)現了很多器皿,這些文物中就有釬焊焊縫,主要是以錫焊為主,在春秋戰(zhàn)國時器皿中,發(fā)現釬焊焊接的釬料成分已經是混合的了,包括鉛和錫,錫和銀等等,和現代的軟釬焊配方很相近。對于這些,國際焊接學會的委員們也覺得很驚訝。
所以,至少可以這么說,焊接的發(fā)源地,中國是其中之一,但要把焊接歷史發(fā)掘完整,焊接工作者要和考古工作者聯(lián)合起來,這是我們寶貴的文化遺產。
焊接的歷史既古老又年輕,說它古老,是因為它有3000年以上的歷史,而說它年輕,現代焊接也不過是100多年??梢园押附臃譃閮蓚€階段:古代焊接和現代焊接。古代焊接,中國是發(fā)源地之一,后來我國進入漫長的封建王朝,發(fā)展就緩慢了,現代焊接技術就起源于西方了。
古代焊接還不能看作是一門技術,是一種能工巧匠制造器件的手藝。
現代焊接是19世紀末20世紀初開始的,當時第一,發(fā)明了電;第二,冶金學的發(fā)展。由于這兩項技術支撐,焊接才從手藝逐漸變成了技術。
總結一下,焊接的發(fā)展是隨著社會發(fā)展而產生的,但起重要牽動作用的可能是材料。焊接是跟著材料走的,有什么新的材料就會產生新的焊接技術。中國古代焊接的發(fā)展也是由于銅、金、銀和鐵的出現和使用,由此發(fā)明了釬焊、鑄焊、鍛焊等技術?,F代焊接更是在大規(guī)模應用鋼鐵材料后,催生了一系列的現代焊接技術。因此,我們這些搞焊接設備的企業(yè)要想百年不衰、要發(fā)展焊接新工藝新設備,就需要特別重視各種新材料的出現。
焊接的未來發(fā)展
焊接是一種傳統(tǒng)的工藝技術,在今后的信息時代中,有人會質疑焊接技術有沒有發(fā)展前景。我認為,焊接必定會出現更加輝煌的第三階段。
焊接是跟著材料走的,21世紀是信息技術的時代,也是新材料的時代。傳統(tǒng)的金屬材料在往更高性能的方向發(fā)展,而非金屬材料發(fā)展更加迅猛,已經提出了一系列新的連接技術的要求。在這種新材料不斷推出的歷史階段,必定可以導引出更多新的現代焊接和連接方法。因此,未來的時代,焊接會有更廣闊的發(fā)展空間。
目前,中國處于快速發(fā)展的工業(yè)化進程中。現代化的基礎是工業(yè)化,工業(yè)化的核心是制造業(yè)的工業(yè)化,制造業(yè)的核心是裝備制造業(yè)的工業(yè)化,我們應非常重視裝備制造業(yè),不能只靠引進引進再引進,必須自己解決我國自身需要的,工業(yè)化所需的重大裝備,要用中國人自己的技術制造出來。
裝備制造,通俗點講就是制造機器,機器是由一系列的零部件,通過高精度的裝配和集成構成,而零部件的加工需要什么樣的制造技術呢?我認為從功能上劃分,可分為三類:
第一:成型技術。包括熱加工的鍛造、鑄造和冷加工的車銑磨鉆等等;
第二:焊接與連接技術。任何一個機器或重大部件,都需要成型后的連接,包括螺釘、鉚接、膠接、焊接等連接技術,焊接是其中最重要的連接方式;
第三:改性技術。熱處理,屬于整體改性,表面處理,屬于表面改性等。
焊接與連接在三大功能中,三分天下有其一。從這個角度看,可說明焊接的重要性。
在世界制造技術中,焊接一直是最活躍的,也是備受重視的一種技術,這是因為焊接與連接技術和其他制造技術一樣具有廣泛的應用性和不可或缺性以外,它還有特殊性,即焊接與連接一旦出了問題其后果往往是具有毀滅性的。
焊接技術值得關注的幾個發(fā)展趨勢
(一)焊接設備的數字化和智能化
隨著焊接技術應用的廣泛和各種焊接新方法的涌現,焊接設備的品種和型號愈來愈多,已成為一個重要的產業(yè),焊接設備,尤其是中高檔焊機的數字化和智能化已成為重要的發(fā)展趨勢。
數字化能顯著的提高產品的控制精度和可靠性,并能實現采用模擬信號難以實現的許多功能,而且還為焊接設備連網提供了可能。
智能化有兩個含義,一個是用傳感器實現焊接過程的閉環(huán)控制,能大大提高焊接質量,另一個含義是傻瓜化,降低操作的復雜性,使一般焊工也能焊好高難度焊縫。
(二)焊接自動化系統(tǒng)中廣泛采用機器人
去年參觀德國埃森焊接博覽會,突出的印象是到處都是機器人,焊接自動化生產線,常用的是剛性和柔性自動化兩種模式,現在采用機器人的柔性自動化愈來愈多,兩個因素起了主要推動作用,一是對焊接質量的穩(wěn)定性要求愈來愈高;二是隨著勞動成本的提高,機器人的相對價格已降到可以接受的區(qū)間。實現機器人自動化,值得注意的是,被焊件的尺寸,坡口,裝配精度必須相應提高。還要特別注意操作工的培訓。
(三)低溫焊接技術
目前的焊接方法大多是采用輸入熱量,使被焊件材料升溫到熔點,形成一個小熔池,在熔池中產生冶金化學反應,冷卻后形成焊接接頭實現焊接,這種方法有不可避免的負作用,即在連接的同時產生組織變化,產生殘余應力和變形等,而使焊接接頭處性能下降,其性能下降和加熱溫度有密切關系,因此,尋求低溫焊接方法是一個重要的發(fā)展方向。最近出現的攪拌摩擦焊就是一個很好的例證。
(四)復合能源焊接技術
最近十年來,復合焊接備受業(yè)界關注,已經成為焊接技術前沿的研究發(fā)展熱點,已有許多研究成果和多種產品開發(fā),如激光+電弧、電弧+釬焊、等離子+弧焊、電子束+釬焊等,這些方法有許多新特點,能實現快速焊,能焊接異種材料,能減少鋁合金焊接中的氣孔,能實現熔化極等離子焊接等等,在這個方向上,可以研究開發(fā)的空間很大。
(五)特殊環(huán)境下的焊接技術
隨著人類活動空間的擴大,以及空間、海洋科學探索和能源開發(fā),特殊環(huán)境下實用的裝備愈來愈多,如核電站的維修、深海焊接、海洋工程焊接、空間焊接等都已提到日程,已經成為我國焊接工作者面臨的需要解決的任務。
我們生活在中華崛起的大好歷史時代,焊接工作者也肩負著光榮的歷史重擔,希望和產業(yè)界的同志們一起合作,把中國焊接技術往前推進。謝謝大家!(本文根據瑞凌論壇內容編輯)
吳林教授簡介:
歷任哈工大焊接教研室副主任,機器人研究所所長,副校長,黨委書記,國家863計劃自動化領域專家委員會一、二、三屆委員,中國焊接學會理事長,國際焊接學會(IIW)副主席,國家高等學校材料工程教學指導委員會主任,黑龍江省八屆政協(xié)常委,現代焊接生產技術國家重點實驗室主任。
現任焊接教研室教授,博士導師,國務院學位委員會委員及學科評議組成員。
吳林教授是我國焊接專家和機器人專家。在焊接自動化、焊接機器人、焊縫質量自動檢測、焊接熔透自適應控制、焊接機器人視覺、智能焊接、遙控焊接、智能機器 人、點焊機器人、特種機器人等方向有深入的研究,取得了許多世界前沿性的成果。獲部、委、省科技進步獎18項,出版著作13本,發(fā)表論文200余篇。
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