振動焊接技術在冶金設備中的應用范文

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摘要：

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

關鍵詞：

振動焊接技術；冶金設備；維修

振動焊接技術具有焊接速度快、維修效率高和成本低等特點，將其應用到冶金設備的維修中，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化為熱能，在接頭面區域通過熔化并進行焊接，是一門較新的焊接技術，憑借著其焊接優點在很多設備的維修中都得到了廣泛的應用。

1振動焊接技術的原理和過程

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生的熱能，由于熱能的產生，在不同零件之間的交界面就會熔化，熔化之后進行重新焊接。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生的，通過摩擦產生熱量，零件之間的接頭處材料的溫度就會不斷升高，在高溫下，設備材料達到熔點溫度之后會發生熔化。當材料都被熔化之后，零件的運動停止，設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，分別為固態摩擦階段、瞬態階段、穩態階段和冷卻階段。固態摩擦階段就是兩個零件之間通過摩擦產生熱量的過程，產生的熱量導致溫度的升高要達到材料的熔點，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較大，零件之間很難發生摩擦，這時候需要借助表面潤滑促進兩件的振動和焊接，在這個過程中，材料還是處于固態的。第二階段就是瞬態階段，這個階段的時間較短，是固態材料轉變為液態材料的過程，是一個過渡的階段。第三階段是穩態階段，在這個階段，固態材料已經全部轉化為液態材料，所以溶液層的厚度基本已經是不變的了，所以已經達到了能量平衡。第四階段是冷卻階段，這時候振動已經停止，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振動焊接技術在冶金設備維修中的應用

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

2.2振動焊接技術在齒輪修復中的應用在冶金設備中，齒輪是一種非常常見的零件，幾乎在所有的設備中都可以看到，對齒輪的修復也可以使用振動焊接技術。齒輪在很多設備中都比較常見，齒輪的制作原料一般為低碳合金鋼，往往外硬內韌[2]。齒輪的處理工藝十分復雜，包括很多道工序，所以在修復齒輪的過程中，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，才能降低會齒輪的不利影響，避免對齒輪造成較大的損害。采用振動焊接技術就可以很好的修復齒輪，采用振動焊接技術，可以很好的修復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的斷齒問題，在焊接過程中，可以適當的增加壓力，壓力增加適當降低焊接的輕度和溫度，使齒輪免遭受高溫的損害。

2.3振動焊接技術在葉輪葉片修復中的應用風機葉輪在冶金設備中也比較常見，很多葉輪材料都是鋼，它的功能主要是除塵，所以風機的作業條件是相當惡劣的，16Mn鋼的材料在使用過程中容易出現磨損和腐蝕等現象，很多風機的葉輪或者葉片在使用3000個小時之后便會出現磨損和腐蝕的現象，最終報廢[3]。將振動焊接技術應用到葉輪葉片的修復中，可以很好的延長葉輪葉片的使用壽命，設備的功能也可以很好的發揮。葉輪在制作加工的過程中會受到各種因素的影響，當外界因素消失之后，如果受到的作用力不能完全消失，而仍然存在結構中，我們將這種作用力稱為殘余應力。葉輪葉片在焊接的過程中也會引起殘余應力，從而使葉輪葉片發生二次變形。而使用振動焊接技術，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力，避免或者降低葉輪發生二次變形的概率和強度。

3結語

隨著冶金工業的不斷發展，冶金設備的運用越來越廣泛，但是由于冶金環境的惡劣，因此冶金設備常常會被損傷，需要做好維修工作。為了保障冶金設備的安全使用，可以將振動焊接技術應用到冶金設備的維修過程中，維修維護人員需要詳細了解振動焊接技術的工作原理和工作過程，在設備發生故障之后，應該保持冷靜，找出故障發生的癥結所在，合理利用振動焊接技術，順利解決設備故障問題，保障冶金順利進行，從而提高企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]朱政強,陳立功,倪純珍.振動焊接工藝的研究現狀及發展方向[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的現狀[J].塑料科技,2013,55(42):15-16.

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

作者：崔菊蘭 單位：萊鋼集團設備檢修中心