摘要:今日国际焊接界举行了两大活动:一是在斯洛文尼亚召开的第54届国际焊接年会;另一是在德国埃森举办的四年一度的第l5届国际焊接展览会。“两会”不仅反映了国际焊接界精湛的技术进展,更大程度上展示了世界各国在工业基础与科技创新之间的张力,使科技创新表现出对社会与经济发展密切联系的巨大力度。
一、第54届国际焊接年会 IIW54届年会于2001年7月8日到13日在斯洛文尼亚首都卢布尔雅那举行。整个会议程序按惯例分为两大部分,一是各专业委员会例行的交流会议;二是一个专题国际会议。另外是由东道主组织的技术参观活动。由于会议时间等条件的限制以,以下将其中四个分委讨论的热点及进展信息与焊接同行共享。 1、XII委在历来的“金属焊接性,工艺过程和自动化”三个主题下汇集了26篇论文。德国著名的“戴姆勒-克莱斯勒”公司作了题为“汽车制造中连接技术的发展趋势”的报告。该报告提出了汽车轻型化设计导致了材料多元化设计的概念,与之并行发展的连接技术的趋势将是多种工艺方法的组合。瑞典VOLVO汽车公司提出的“未来汽车车身的先进焊接方法”着重于将仿真技术用于车身设计和焊接的制造过程。比重小、再利用性好的铝合金材料将越来多地用于车身的制造。而当不同的铝合金材料的板材、铸件、挤压型件等组合在一起时,为了使车身具有优良的性能,连接方法是否正确将直接影响产品质量和生产的效率。丰田汽车公司等介绍了“日本汽车行业中镀锌板材和铝合金的焊接技术”,探讨了锌的蒸发引起气孔和飞溅产生的机理,提出了降低熔池中的锌以及抑制飞溅的工艺措施。神户钢厂的“汽车工业薄钢的MAG专用焊丝的发展”是对上述内容的进一步补充,介绍了两种新开发的专用焊丝。其一是对焊接装配间隙具有较大的容许量、不易焊穿,尤其适合于超薄钢板的焊丝。该焊丝在化学成分的调整中(主要是Si的含量)一方面要提高电阻率,使焊接电流降低。即在相同的送丝速度下,热输入减少,熔敷率增加;另一方面要降低熔滴的表面张力,使焊缝熔宽增加,提高了熔池的“搭桥”能力。其结果是使“抗焊穿性能”提高;其二是一种不镀铜的实心焊丝。该种焊丝经特殊的表面处理,在镀锌板的焊接时具有电稳定、飞溅少、导电嘴的使用寿命长等优点。奥地利FRONIUS公司提出的“激光-MIG工艺在汽车制工业中的应用技术”具有焊接速度高,过程定性好,熔深大,热输入小以及对材料性能影响小等优点。这些工作均同时具备创新理性和实用性等特点,均是有企业作为技术开发和应用的坚实背景,形成了该委今年的一个主要热点话题。此外,在焊接过程的视觉传感与质量监控方面,亦出现了不少具有工业化应用前景的重要进展。其中英国的LOVEPOOL大学和TWI共同出的“真灼之见”令人顿悟,它是鉴于当前已有越来越多电源采用微处理器进行控制,从而在这个基础上开发一种标准的通讯协议就能在线修正焊接过程参数(包括对焊缝的位置和熔池的尺寸)。这样的系统将是低成本的并能够很快的在自动化焊接生产中得到应用。 2、作为焊接工艺理论量础的SG212(焊接物理研究组)注入了各国研究者的新思维和新见解。仿真计算已成为焊接物理过程研究的重要手段。如对不同焊接规范下焊缝熔深的预测,熔化极气保焊过渡金属在熔池中的流动过程,熔池液体动态稳定性的研究等。日本大阪大学的学者提供了在微重力水平为10-5G、压力为10-6torr的条件下,金属的表面张力对熔池对流的能响以及铝合金熔池中气泡的行为等研究成果,开展了在极端条件下的焊接机理的探索。荷兰DELFT大学用声发射技术监测了焊接过程中金属内部快速的应力能量释放现象如的裂纹的生成,材料的相变,塑性变型等。着重讨论了在马氏体的形成过程声发射的特点,并在不同的焊接条件下对马氏体形成的规律性作了定量的分析。我国代表提出的两篇论文的题目是“等离子电弧力的研究”和“机器人弧焊过程质量的在线监测”。 3.IV委以高能密度焊接为主要研究内容。在历年的会议上,对激光和电子束的焊接与切割技术,根据ISO标准,对设备性能与试验方法的验收进行了深入的讨论。在ISO/TC44已颁布的标准中,有关电子束焊接方面的有12个;激光焊接与切割方面的有11个。这些标推的贯彻实施对焊接及相关工艺过程质量的稳定具有重要的指导作用。十分值得我国同行的借鉴。 4、焊接中的健康与安全己成为当今焊接工业界的当务之急,并已提出了“无烟尘焊接”的目标。在这次VIII委的会议上讨论了发展中国家弧焊生产中有关健康与安全问题的风险分析。当发达国家的焊接技术大量输入到发展中国家时,如果没有从职业卫生角度建立起相应的设施,在健康与安全方面出现的问题也许是灾能性的。鉴于我国已多年未能积极参与该委的活动,国际同行对此表示关心和重视。 这次国际会议的主题是“异种好料的连接技术和连接结构的整体性”。论文集中的23编文章从结构设计、工艺方法、热处理、失效分析等方面对异种材料的连接问题展开了讨论。大会的邀请报告是由德国应用科技大学Hobbacher教授作的“经济、可靠的焊接产品的科技发展趋势”。通过对连接结构的安全性和风险指数的分析,提出最重要的和最有效益的是提高无损检测技术水平,同时要加强对从事现场焊接工程和制造人员的教育。指出了产品的设计是关键,一个产品75%的成本是由设计决定的。乌克兰巴顿焊接所B.E.Paton博士作了特别发言,题目是:“技术诊断-对焊接结构延长使用可能性的评估”此次会议正值斯洛文尼亚焊接学会成立so周年,因此亦以这次国际会议作为一个庆祝活动。在东道主安排的技术参观中,使人影响较深刻的是以l9世纪著名物理学家斯忒藩命名的研究所。该所建立于1949年,在物、化学、生物化学、电子、信息科学、核技术、能源等领域拥有500多个专家,与工业界和教面育界有密切的联系。至今已培养了1200多个硕士和博士,使该机构以卓越的成就成为斯洛文尼亚标志性形象之一。目前在世界范围内己有100多个重要的科研机构建立和保持合作关系。 国际焊接会议中心与各专业委员会的论文大多以“近期或正在进行”的研究工作进行交流和探讨。是了解各国研究者的新思路和新进展的一个重要场所。与会代表尽可畅所欲言,寻根问底,对数据来源的逐一推敲,对某一个观点“争论不休”。学术界的这种融通、热烈的气氛与工业界激烈的竞争形成一种鲜明底对照。
二、第15界国际埃森焊接展览会 德国埃森国际焊接展素有焊接“奥林匹克”之称,是各国厂商和企业界进行实力较量的“争雄”之地。本届焊接展从g月12日开幕到18日结束。来自世界各国的专业人士达9万3千多人,尽管有“9.11”事件的阴影,仍有半数的观众来自于国外。参展商来自41个国家计1 千余家,其中包括了由中国机械工程学会组织的13个中国厂商。同时来自中国焊接界的代表人数达数百人,均创历次埃森焊接展的记录。 整个展览会的内容特点可用“四个化”来概括:即“精确化、信息化、高效化和绿色化”,尤其是一些“世界级”的大公司,纷纷展出了其高新技术成果。从一个侧面显示了焊接领域的当今之“最”。 1.德国EWM和奥地利的FRONIUS分别推出了基于“分布式远程务网络”技术的焊接电源。不仅可对焊接工作参数进行远程咨询和优化,同时具有对焊接电源远程论断和维护的功能。这种分布式网络服务技术一方面能快速响应用户“随时随地”的需求。另一方面为用户的设备长期稳定、可靠的运行提供了“零管理”的崭新模式。 2、7月份IIW年会的话音刚落,FRONIUS公司就将其最新成果“激光-MIG复合式”高效化焊接技术在9月的埃森展上登场。现场演示的是板厚为2mm的铝合金(ENAW-6082T6)结构件的焊接,焊丝材料为ENAW-AlSi5。焊接速度为每分钟8.1米。单位长度的能量输入为730J/cm。焊缝平整、均匀,熔深/宽方面集中了激光焊和MIG焊的各自优点。该技术成为焊接工艺上一种全新的概念。 3、双丝Tandem焊接方法自从它一出现就一直是一个引人注目的亮点,该方法在MIG/MAG的焊接速度上实现了跨跃式的进步,近年来已在世界范围内得到广泛的应用。其中德国CLOOS公司、奥地利FRONIUS公司等,均已有数百台设备应用于汽车、压力容器、机车车辆、工程机械、造船等各个领域;另一方面,这一技术亦成为发挥焊接机器人潜在能力的一个重要技术支持,使机器人生产能突破传统焊接规范在焊接速度上的束缚;使生产效率成倍提高。 4、各制造厂商以更精、更快、更好的宗旨推动实施“对不同的需要,让用户有更多的选择”的理念。现已纳入AIRLIQUlD焊接集团的“奥立廉”(OERLIKON)公司开发了一种充电式的手工MIG/h4ALi焊接电源,充电时间为一小时,可连续使用6小时,为野外作业提供了方便.德国ESS公司开发了用于便携式MIG/MAG脉冲焊接电源的核心部件,使电源的逆变频率达到40OKHz,具有极快的动态响应特性。Miller公司开发的自调整TIG焊机能根据网络电压的波动对焊接规范自动补偿,满足精密TIG焊接过程的要求。 5、从材料的角度,本次埃森展的“主题”是“铝的焊接”。众多的厂商均以铝的焊接作为示范对象,用以表现其在焊接设备或材料等方面的技术水平与进展。其中,著名的ESAB公司在“FcusAluminum”的口号下,为铝的焊接提供了全方位的技术支持。对脉冲MIG、交流MIG、TIG以及FSW(搅拌摩擦焊)等多种工艺的特点及不同的适用对象作了详细的讨论与比较。同时,提出了用氩加一氧化氮(Ar+NO)作为保护气体,在铝的焊接过程中能显著地减少臭氧,改善电弧的稳定性,增加熔深,使焊缝成形非常规则,并能使铝的全位置焊接容易操作。 6、作为与信息技术的一个结合点,焊接过程的在线质量监测已成为制造业“零缺陷”管理的重要手段。例如,BOSCHMXROTH公司展出了用超声波方法对点焊质量进行在线监测的技术。HKS公司展出了基于电弧参数信息的焊缝质量在线分析仪(WeldQAS),通过对焊接电流、电弧电压、f丝速度以及气流量的检测,对焊接中的缺陷作出实时的识别。著名的“汉诺威”分析仪(ANALYSATORHAN’NOVER)这次推出了第门代产品,在原有的“概率密度统计分析”的基础上增加了数据评定和管理的功能。同时,根据DVS3009和EN609741标准,用于焊接电源性能标定和质量检测的CALIBRATORHANNOVER,采用大功率的模拟负载,对焊接电源的静、动特性作出评价。标定的最大电流为10OOA,最大电压为200V。另外,精巧可靠的基于结构光传感的焊缝跟踪装置已在实际焊接生产中获得了成功的应用。不仅可以对不同的待焊接缝进行识别和跟踪,还能够自动规划和跟踪多道、多层焊缝。焊接过程信息的实时采集、处理、分析和决策终于从实验室走向了工业实用化,跟上了当今信息与电于技术发展的步伐。
三、“两会”的启示 纵观“两会”,除了给我们一种‘新意”之外还有一种“紧迫”。科研新成果的转化周期如此之短,对技术的认识还刚刚形成,而工业的应用却已经开始。研究与实用技术的并进,甚至技术的发展“超过”了已有的认识深度。这些均反映了高节奏的信息工业时代气息。用高技术的组合突破了传统理念并实现知识上的创新。展示出现代工业中的多种“工艺技术”之间相互融合、相互促进的特征。 “两会”给我们的震动是多方面的。无论是“沉重”或是“振奋”,都值得去感受并推动我们的思考。“两会”给我们的启示是对我国的学术界和工业界的“精品”的呼唤,去实现一种从“想走向世界”愿望到“敢走向世界”行动的转变。毕竟,焊接已从传统工艺走上了科学的发展之路。制造工业的发展已离不开焊接,而焊接正随着多个科技领域的发展而实现自己的进步和变革。这正是焊接在工业界之不灭的“生命之火”。
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