什么是焊接技术和焊接艺术?
焊接技术发展史
焊接技术是随着金属的应用而出现的。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。我国商代制造的铁边铜钹是铁与铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,结合良好。春秋战国时期,曾侯乙墓中鼓的青铜基座上有多条龙,分段钎焊连接。经分析,成分与现代软钎料相似。
热能和热的应用战国时期制造的剑有钢刃和熟铁背,一般采用加热锻造焊接而成。据明代宋所著《天工开物》一书记载,在中国古代,铜和铁在炉中同热,锻造成刀和斧;在接头处撒上黄泥或过筛的旧墙土,分段锻焊大锚。中世纪,叙利亚大马士革也用锻造和焊接的方法制造武器。
古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊、钎焊的水平,使用的热源都是火,温度低,能量不集中,所以不能用于焊接大截面、长缝工件,只能用于制作装饰品、简单的工具和武器。
19世纪初,英国的戴维斯发现了两种能部分熔化金属的高温热源:电弧和氧乙炔火焰。从1885到1887,俄罗斯的贝纳多斯发明了碳电极电弧焊钳;1900年,铝热焊再次出现。
20世纪初,碳弧焊和气焊得到应用,同时出现了薄涂层的焊条电弧焊。电弧相对稳定,熔池受到熔渣保护,焊接质量提高,使手工电弧焊进入实用阶段。
这一时期,美国的Noble利用电弧电压来控制焊条的进给速度,制成了自动弧焊机,成为焊接机械化和自动化的开端。1930年,美国的罗比诺夫发明了焊丝和焊剂埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展。20世纪40年代,为了满足焊接铝镁合金和合金钢的需要,钨极和金属惰性气体相继问世。
1951年,由前苏联巴顿电焊研究所创造的电渣焊成为厚工件的高效焊接方法。1953年,前苏联的柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护焊,促进了气体保护焊的应用和发展,产生了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣结合保护焊和自保护焊。
1957美国Gage发明等离子弧焊;20世纪40年代由德国和法国发明的电子束焊接在50年代得到应用和进一步发展。20世纪60年代等离子、电子束和激光焊接方法的出现,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大提高了材料的可焊性,使许多用其他方法难以焊接的材料和结构得以焊接。
其他焊接技术包括美国汤普森在1887年发明的电阻焊接,用于薄板的点焊和缝焊。缝焊是压力焊中最早的半机械化焊接方法。随着缝焊的进行,工件被两个滚轮向前推动。在20世纪20年代,闪光对焊被用于焊接杆和链条。至此,电阻焊已进入实用阶段。1956年,美国的琼斯发明了超声波焊接;前苏联的丘德科夫发明了摩擦焊;1959年,美国斯坦福研究所成功研究爆炸焊接;50年代末,前苏联制造了真空扩散焊接设备。
金属艺术焊接
艺术创作和技术方法总是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新技术手段的需求。另一方面,金属在焊接热的作用下所产生的独特而奇妙的变化,也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在当今的金属艺术创作中,焊接可以并且正在作为一种独特的艺术表现语言被表现出来。
金属焊接艺术可以从传统金属艺术中分支出来,成为一种相对独立的艺术形式,因为:
首先焊接是有艺术性的。
焊接可以产生丰富的艺术表现语言。焊接通常在高温下进行,金属在高温下会产生许多奇妙而丰富的变化:金属母材的颜色变化和热变形(焊接热影响区);焊丝熔化后会形成一些漂亮的纹理;焊接缺陷是焊接艺术中经常用到的,焊接缺陷是指焊接过程中不符合设计或工艺要求的缺陷。其主要表现为焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是一个很有意思的现象。焊接的艺术性通常体现在工业焊接的一些失败操作中,或者隐藏在工业焊接试图避免的一些焊接缺陷中。
其次,焊接的艺术语言是独特的。上述焊接缺陷和焊接热影响区的表现形式是在一定规范下进行焊接操作形成的,只有通过焊接才能产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其他金属加工技术不可能或难以达到的,因此焊接艺术具有独特的艺术性。
选择不同的金属材料,采用不同的焊接工艺,可以在不同的金属艺术形式中充分发挥焊接的艺术性。
金属焊接雕塑在焊接雕塑作品中,焊缝和切口并不是作为技术处理的痕迹被动存在的,而是以一种奇妙的、不可或缺的表现语言来体现的。在一件焊接雕塑中,粗大的焊缝暴露在雕塑的表面,各种不规则的切割痕迹成了艺术家优美的艺术语言...在很多情况下,由于焊接雕塑所追求的粗犷、简约的风格,根据作品的需要,大多保留了金属的腐蚀和缺陷。因此,在焊接雕塑中常常可以感受到一种未经雕琢的原始之美。
金属焊接墙面装饰
如果把一幅壁画看成一幅画,画面中的点、线、面甚至黑、白、灰的颜色都可以用焊接的方法处理。各种型号、各种材质的金属线,用不同的焊接工艺,会以不同的形式出现在屏幕上。不同金属的颜色不同。不锈钢是亮银色,铝是亚银色,碳钢是深色...而且就钢材而言,不同的钢材在高温加热时会有不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。此外,切割也是焊接艺术墙饰的创作方法之一,可以与焊接结合使用,也可以单独使用,完全取决于创作者的创作意图以及对技术和效果的掌握。
惰性气体
惰性气体是稀有气体的别称。稀有气体是指氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有元素的单原子组成的气体,都是固态的分子晶体。稀有气体的单质在常温下是气体,而除了氩气,大气中其他气体的含量都很少,因此得名“稀有气体”。
稀有气体的化学性质非常不活泼,所以以前人们认为它们不会与其他元素发生化学反应,所以称之为“惰性气体”。其实惰性气体也可以和其他物质发生反应,只是需要的条件比较苛刻。现在,人们已经用人工方法合成稀有气体化合物。