焊接方法發(fā)展概述及焊接的本質(zhì)及其分類

1、焊接方法發(fā)展概述及焊接的本質(zhì)及其分類電弧焊是指利用電弧作為熱源的焊接方法，簡稱弧焊。它是熔焊中最重要的、應(yīng)用最廣泛的焊接方法。一、焊接方法發(fā)展概況焊接是指通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程（加熱、加壓或兩者并用）使兩個分離的固態(tài)物體產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合力而連接成一體的連接方法。被連接的兩個物體可以是各種同類或不同類的金屬、非金屬 （石墨、陶瓷、玻璃、塑料等 ）， 也可以是一種金屬與一種非金屬。早期的焊接，是把兩塊熟鐵（鋼）加熱到紅熱狀態(tài)以后用鍛打的方法連接在一起的鍛接；用火烙鐵加熱低熔點(diǎn)鉛錫合金的軟釬焊，已經(jīng)有幾百年甚至更長的應(yīng)用歷史?，F(xiàn)代焊接方法的發(fā)展是以電弧焊和壓力焊為起點(diǎn)的。電弧作為一種氣體導(dǎo)電的

2、物理現(xiàn)象，是在19世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)的， 但只是到19世紀(jì)末電力生產(chǎn)得到發(fā)展以后，人們才有條件研究電弧的實(shí)際應(yīng)用。1885年俄國人 別那爾道斯 發(fā)明了碳極電弧， 起初主要 用作強(qiáng)光源，可把它看作是電弧作為工業(yè)熱源應(yīng)用的創(chuàng)始。而電弧焊真正用于工業(yè)，則是在1892年發(fā)現(xiàn)金屬極電弧后，研制由結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉的交流電弧焊機(jī)，特別是1930年前后由現(xiàn)了薄皮和厚皮焊條以后才逐漸開始的。厚皮焊條的由現(xiàn)，使手工電弧焊技術(shù)進(jìn)入成熟階段，它熔深大、效率高、質(zhì)量好、操作方便等突生優(yōu)點(diǎn)是氣焊方法無法比擬的，于是手工電弧焊很快被廣泛應(yīng)用于車輛、船舶、鍋爐、起重設(shè)備和橋梁等金屬結(jié)構(gòu)的制造。鴇極瀛弧焊和熔化極瀛弧焊也

3、是在30年代先后研究成功的，成為焊接有色金屬和不銹鋼等材料的有效方法。這一時期，工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展速度較快，迫切要求焊接過程向機(jī)械化、 自動化方面發(fā)展， 而且當(dāng)時的機(jī)械制造、 電力拖動與自動控制技術(shù)也已為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。于是便在30年代中期研究成功了變速送絲式 埋弧焊機(jī)，以及與之匹配的顆粒狀焊劑和光焊絲，從而實(shí) 現(xiàn)了焊接過程自動化，顯著提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。進(jìn)半個世紀(jì)以來，正是現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，一方面，這些工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷提由了 各種使用要求（動載、強(qiáng)韌性、高溫、高壓、低溫、耐蝕、 耐磨等）、各種結(jié)構(gòu)形式及各種黑色和有色金屬材料的焊接 問題。

4、例如，造船和海洋開發(fā)工業(yè)的發(fā)展要求解決大面積 拼板大型立體框架結(jié)構(gòu)自動焊及各種低合金高強(qiáng)鋼的焊接 問題；石化工業(yè)的發(fā)展要求解決各種耐高、低溫及耐各種 腐蝕性介質(zhì)的壓力容器焊接；航空航天業(yè)則要求解決大量 鋁、鈦等輕質(zhì)合金結(jié)構(gòu)的焊接；電子及精密儀表制造業(yè)則 要求解決大量微型精密件的焊接。另一方面，現(xiàn)代科學(xué)技 術(shù)和工業(yè)的大量成就又為焊接方法的發(fā)展提供了寬廣的技 術(shù)基礎(chǔ)，焊接方法就是在現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的推動下相 輔相成的蓬勃發(fā)展起來的。世界主要發(fā)達(dá)國家通過焊接加工完成制造的鋼材的總 量占鋼總的50%隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，通過焊接加 工完成制造的鋼材的總量占鋼總的25%各類企事業(yè)單位招用技術(shù)工種的勞

5、動者，必須從取得相應(yīng)職業(yè)資格證書的人員中錄取二、焊接的本質(zhì)及其分類金屬等固體材料之所以能保持固定形狀的整體，是因?yàn)槠鋬?nèi)部原子之間的距離 （晶格）十分小，原子之間形成了牢固的結(jié)合力。要把一塊固體金屬一分為二，必須施加足夠的外力破壞這些原子間的結(jié)合力。若把兩個分離的金屬 構(gòu)件靠原子結(jié)合力的作用連接成一整體，則須克服兩個困難：1、待連接表面不平。 即使進(jìn)行最精密的加工，具表面不平度也只能達(dá)到 以m（微米）級，仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原子間結(jié)合所 要求的數(shù)量級 10-4以m2、表面存在的氧化膜和其它污染物阻礙金屬表面原子之間接近到晶格距離并形成結(jié)合力。因此，焊接過程的本質(zhì)就是通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程克服這兩個困難，使

6、兩個分離表面的金屬原子之間接近至 晶格距離并形成結(jié)合力。按照焊縫金屬結(jié)合的性質(zhì)，基本的焊接方法通常分為三大類1、熔化焊接使被連接的構(gòu)件表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻 結(jié)晶成一體的方法稱為熔化焊接。為了實(shí)現(xiàn)熔化焊接，關(guān) 鍵是要有一個能量集中、溫度足夠高的加熱熱源。按熱源 形式的不同，熔化焊接基本方法分為：氣焊（以氧乙怏或其它可燃?xì)怏w燃燒火焰為熱源）；鋁熱焊（以鋁熱劑放熱反應(yīng)熱為熱源 ）；電弧焊（以氣體導(dǎo)電時產(chǎn)生的熱為熱源）；電阻點(diǎn)、縫焊（以焊件本身通電時的電阻熱為熱源）；電渣焊（以熔渣導(dǎo)電時的電阻熱為熱源）；電子束焊（以高速運(yùn)動的電子束流為熱源）；激光焊（以單色光子束流為熱源）等若干種。其中，電弧焊按照采用的電極，又分為熔化極和非熔化極兩類：（1）熔化極電弧焊：是利用金屬焊絲（焊條）作電極同時熔化填充焊縫的電 弧焊方法，它包括焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極瀛弧焊、C02電弧焊等方法；（2）非熔化極電弧焊：是利用不熔化電極（如鴇棒）進(jìn)行焊接的電弧焊方法, 它包括鴇極瀛弧焊、等離子弧焊等方法。2、壓力焊接利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用克服兩個連接表面 的不平度，除去（擠走）氧化膜及其它污染物，使兩個連接 表面上的原子相互接近到晶格距離，從而在固態(tài)條件下形 成的連接統(tǒng)稱為固相焊接。固相焊接時通常都必須加壓， 因此通常這類加壓的焊接方法稱為壓力焊接。為了使固相