冷焊 Cold Welding 的原理是什麼,航天工程中是如何解決冷焊現象的?

時間 2021-05-31 15:48:08

1樓:華生廠家

冷焊練習,機器操作簡單,連美女都會用的機器[呲牙]

2樓:林正則

太空環境非常惡劣,飛行器以相當幹地面每秒7.9千公尺以上的高速飛行,會出現許多在地面上難以想象的問題。比如在地面環境中輕易不會黏合在一起的金屬塊,在離真空的太空中會像用了黏合劑一樣粘在一起甚至像焊在一起那樣無法分開,這就是「冷焊現象」。

NASA的大量飛行試驗及地面模擬試驗表明,三氧化二鋁、二氧化鋯、三氧化二鉻及二硫化鉬等薄膜層能有效降低金屬面間的摩擦係數,防止冷焊效應的發生。經檢驗,二硫化鉬的潤滑性能最佳,拉斷力低於10psi(~6.89*10^4Pa)。

因此,二硫化鉬是目前空間運動機構首選的潤滑劑及防粘接材料,取得了令人滿意的效果。

3樓:掛麵清湯

我一直在查冷焊現象方面的資料,我們德國的專家說低硬度的軸和矽鋼片壓配的時候有冷焊現象,但是一直不理解,這種具體是什麼現象!能介紹一下非真空環境下冷焊現象是什麼嗎?

4樓:Lee Elvin

莫非來回答的都是我大北航學渣?

對,我也是學渣......

原理麼,上面說過了,我猜下原因:

一般金屬在大氣環境下,表面都會存在一層保護層——氧化物,氮化物之類的,這樣可以保證金屬與金屬之間被隔開,從而不會發生反應;

而在真空狀態下,通過無數次的摩擦,勢必會將表面的保護層磨掉,而在真空環境下,表面無法再次形成保護層,從而兩個金屬便可直接接觸,從而通過以上各位說的原理,冷焊便會發生了。

就這樣吧

5樓:諸行無常

雖然是做了六年的機械結構設計,用到的焊接方法僅涉及到二氧化碳氣保護焊、手工電弧焊、氬弧焊,對於冷焊完全不了解。Sorry~~

6樓:飛行鳥

1.什麼是冷焊?

冷焊,它是現代的一種新型的焊接方式,而且是出現特殊要求下的情況。

從字面意思看,冷焊與傳統的高溫焊接是想違背的,是在常溫,甚至低溫下(也就是冷焊中冷的定義),使相互分隔的物體相互粘連(可以想象高溫融化,結合在一起)

同樣,冷焊也需要它的一種粘連材料,我們稱之為冷焊劑,冷焊劑在的硬度、粘附力和強度特別高,幾乎沒有收縮率,而且可以防止許多化學作用、物理應力和機械應力等,它的另乙個名稱是「液體金屬」。

2.冷焊的用途

現在,運用冷焊主要是實現連線、密封、固持、功能塗層,是冷焊當前的主要應用之一。

一般的高溫焊接,由於焊接時溫度很高,不僅有損材料的強度,而且還容易變形,對於某些特殊金屬或者材料,如航天特種材料,是不能出現明顯甚至細微的變形,所以必須採用冷焊技術來進行焊接。因為它可以在常溫下進行,而且焊接時得壓力(主要是產生應力)會比較均勻地分布在全部膠面上,從而改善了金屬由於高溫焊、鉚、螺栓連線所引起的上述的材料變形問題,提高了疲勞壽命。

3.航天中的冷焊現象以及危害

在空間高真空條件下,固體表面會失去所吸附的氣體,固體表面相互接觸時便發生不同程度的粘合現象,稱為粘著。如果除去氧化膜,使表面達到原子清潔程度,在一定的壓力負荷下可進一步整體粘著,即引起冷焊。這種現象可使太空飛行器上的一些活動部件出現故障,如加速軸承磨損、電氣活動觸點卡住、太陽電池翼伸展困難等。

4.怎麼防止航天中的冷焊

1.選擇不易發生冷焊的配偶材料,如常見的三氧化二鋁,和一些其他材料如三氧化二鉻、二硫化鉬等製成的薄膜,因為其能降低金屬之間的摩擦,將其貼附在航天其上能有效降低冷焊現象。

2.在接觸面上塗敷固體潤滑劑或設法補充液體潤滑劑也能降低冷焊現象。

ps:對於專業防止冷焊,我也不是懂的特別多,可以上網查查相關方面的知識。

7樓:絨尼

冷焊是指在摩擦學中,兩個直接接觸表面在常溫、低溫下形成的粘著。冷焊是應用機械力、分子力或者是電力使得焊材擴散到器具表面的一種工藝(方法),一般會應用在機械工程、摩擦學或者磨損方面。

分類冷焊機會被分為堆焊型冷焊機、貼薄片修復型冷焊機、焊接銅鋁線冷焊機。其中前兩種用來修復金屬、鑄件表面的磨損、劃傷、氣孔、砂眼等細小缺陷;第三種用來焊接銅線、鋁線等有色金屬線材,比如發動機漆包線的焊接等等。

原理

原理的話,得按上面的分類來說了。

堆焊型冷焊機:

堆焊型冷焊機是利用充電電容,以 10^-3~10^-1 秒的週期,10^-6~10^-5 秒的超短時間放電。電極材料與模具接觸部位會被加熱到 8000~10000℃,等離子化狀態的熔融金屬以冶金的方式過渡到工件的表面。由於與母材之間產生了合金化作用,向工件內部擴散、熔滲,形成了擴散層,得到了高強度的結合。

實現冷焊(熱輸入低)的原理是放電時間(Pt)與下一次放電時間間隔時間(It)相比是極其短的,機器有足夠的相對停止時間,熱量會通過模具基本體擴散到外界,因此模具的被加工部位不會有熱量的聚集。雖然模具的公升溫幾乎停留在室溫,可是由於瞬時熔化的原因,電極尖端的溫度可以到達 10000℃ 左右。焊條瞬間產生金屬熔融,過渡到母材金屬的接觸部位,同時由於等離子電弧的高溫作用,表層深處開成像生了根一樣的強固的擴散層,呈現出高結合性,不會脫落。

貼薄片式:

貼片式冷焊機在業內叫工模具修補機。

採用電阻焊原理修復模具等裝置表面的磨損等缺陷。常用於工模具使用過程中產生的區域性磨損、模具裂紋、模具生產過程中的切削過度、尺寸超差、稜角損傷、氣焊不足等加工缺陷。可以將不均等薄焊片(0.

05-0.20mm)貼上到工件表面,每次貼上厚度最大等同於焊片厚度。也可以將焊粉(或加工廢屑),填充到缺陷處(如氣孔砂眼),經放電後修復。

修復工件時整體上發熱很小,就可以避免傳統焊接的變形、裂紋、變色等缺點。

銅鋁線:

銅線冷焊機、鋁線冷焊機又叫作冷接機、冷壓焊機、冷焊鉗等名稱。是焊接銅線、鋁線的裝置。焊接的有色金屬線規格從 0.08 到 25mm 之間。

這種冷焊機是靠壓力來焊接有色金屬,不需要用電、用氣、無需加熱、也不需要用填料和焊劑,焊接起來的電線結實牢固。

應用

8樓:

謝 @芝士喵 邀,然而這個不是我專業的東西,只知道大概,不敢亂答。下面是維基百科cold welding詞條下面一小段的翻譯。

冷焊或者接觸焊接是一種固態焊接過程。焊接的介面不需要熔化或者加熱,不產生液相或者熔融相。

冷焊在1940s首次被意識到是一種普遍的材料現象。兩個潔淨平整的相似的金屬在真空中接觸會發生強烈的粘附作用。最新發現的微公尺級奈米級尺度下的冷焊在未來微納製造中有巨大的潛力。

Richard Feynman, The Feynman Lectures, 12-2 Friction:

這一不尋常的現象是這樣的,假如處於接觸狀態的原子都是同種型別,原子將不知道它們處在兩片不同的金屬,於是粘結在一起。當接觸區有其他原子,比如氧氣或者其他複雜成分的雜誌層,原子就會意識到它們是來自不同的部分。

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