第十章其他焊接方式

1、第十章其他焊接方式一、定義 電渣焊（電渣焊（Electroslag WeldingElectroslag Welding）利用電流通過液體熔渣利用電流通過液體熔渣所產(chǎn)生的電阻熱為熱源的熔化焊接方法。所產(chǎn)生的電阻熱為熱源的熔化焊接方法。三、電渣焊的特點三、電渣焊的特點 優(yōu)點：優(yōu)點： 可不開坡口焊厚大件且效率高、成本低；可不開坡口焊厚大件且效率高、成本低； 焊縫成分易調(diào)整且少氣孔和夾渣焊縫成分易調(diào)整且少氣孔和夾渣 缺點：缺點： 接頭沖擊韌性低；接頭沖擊韌性低； 不適用于薄板和短縫；不適用于薄板和短縫； 若中途停頓，則恢復(fù)焊接麻煩若中途停頓，則恢復(fù)焊接麻煩。二、二、電渣焊的過程電渣焊的過程（P197

2、P197）焊前準備造渣焊接收尾焊前準備造渣焊接收尾四、電渣焊的應(yīng)用四、電渣焊的應(yīng)用 材料：碳素鋼、合金鋼、鑄鐵（冒材料：碳素鋼、合金鋼、鑄鐵（冒口補焊）口補焊）接頭形式：對接、角接接頭形式：對接、角接板厚及焊接位置：厚大件垂直板厚及焊接位置：厚大件垂直 位置立焊位置立焊 結(jié)構(gòu)：厚壁板對接及梁、柱等結(jié)構(gòu)：厚壁板對接及梁、柱等 絲極電渣焊絲極電渣焊（electroslag welding with wire electrode）五、電渣焊的分類五、電渣焊的分類適合于環(huán)焊縫焊接和高碳鋼、合金鋼對接及形接頭的焊接，適合于環(huán)焊縫焊接和高碳鋼、合金鋼對接及形接頭的焊接，常用于焊接厚度為常用于焊接厚度為40

3、-50mm40-50mm和焊縫較長的工件（一般的對接焊和焊縫較長的工件（一般的對接焊 縫、形焊縫中較少用）縫、形焊縫中較少用）用焊絲作電極，送絲機用焊絲作電極，送絲機 構(gòu)隨渣池一起提升；構(gòu)隨渣池一起提升；厚板可用多根焊絲并加擺動；厚板可用多根焊絲并加擺動；工藝、設(shè)備及操作較復(fù)雜；工藝、設(shè)備及操作較復(fù)雜；焊后易產(chǎn)生角變形。焊后易產(chǎn)生角變形。特點特點： 適用范圍：適用范圍： 板極電渣焊板極電渣焊(electroslag welding with plate electrode ）特點特點: :用板條作電極用板條作電極; ; 可用多板極可用多板極( (無須擺動無須擺動); ); 板極送進設(shè)備高大且板

4、件板極送進設(shè)備高大且板件/ /工件容易短路工件容易短路( (板極一般不應(yīng)超板極一般不應(yīng)超 過焊縫長度的過焊縫長度的4-54-5倍倍); ); 操作復(fù)雜。操作復(fù)雜。應(yīng)用應(yīng)用: :焊材的來源靈活，尤適于不宜拉拔成焊絲的合金鋼材料的焊焊材的來源靈活，尤適于不宜拉拔成焊絲的合金鋼材料的焊接和堆焊；設(shè)備、工藝簡單。較適用于大斷面短焊縫的焊接，目前接和堆焊；設(shè)備、工藝簡單。較適用于大斷面短焊縫的焊接，目前多用于模具鋼的堆焊、軋輥的堆焊等多用于模具鋼的堆焊、軋輥的堆焊等( (一般不用于普通材料的焊接一般不用于普通材料的焊接) )。 特點：以焊絲和熔嘴作填充材料（焊絲作電極）；特點：以焊絲和熔嘴作填充材料（焊

5、絲作電極）； 可以采用多個熔嘴可以采用多個熔嘴( (固定不擺動固定不擺動) )； 填充效率高；填充效率高； 設(shè)備簡單、操作方便；設(shè)備簡單、操作方便； 可以焊接不規(guī)則形可以焊接不規(guī)則形 狀的焊縫。狀的焊縫。 熔嘴電渣焊熔嘴電渣焊（electroslag welding with onsumable nozzle）應(yīng)用：對接焊縫和形焊縫的主要焊接方法，用于梁體等復(fù)雜結(jié)應(yīng)用：對接焊縫和形焊縫的主要焊接方法，用于梁體等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接和大截面結(jié)構(gòu)的焊接，同時應(yīng)用于曲線及曲面焊縫（如構(gòu)的焊接和大截面結(jié)構(gòu)的焊接，同時應(yīng)用于曲線及曲面焊縫（如船舶的艉柱等）的焊接。船舶的艉柱等）的焊接。 管極電渣焊管極電渣焊（

6、electroslag welding with tube electrode） 熔嘴電渣焊的特殊形式熔嘴電渣焊的特殊形式特點：以焊絲和管狀熔嘴作電極；特點：以焊絲和管狀熔嘴作電極； 管極外表可涂涂料（藥皮）；管極外表可涂涂料（藥皮）； 可縮小裝配間隙，節(jié)省焊材、可縮小裝配間隙，節(jié)省焊材、 提高效率；提高效率； 可通過涂料向焊縫摻合金?？赏ㄟ^涂料向焊縫摻合金。 應(yīng)用：多用于中等厚度（約應(yīng)用：多用于中等厚度（約202060mm60mm） 的工件及曲線焊縫的焊接的工件及曲線焊縫的焊接 電渣焊設(shè)備組成電渣焊設(shè)備組成（如圖）第二節(jié)螺柱焊 定義：將金屬螺柱或類似的其他金屬緊固件焊到工件上的定義：將金屬螺

7、柱或類似的其他金屬緊固件焊到工件上的 方法統(tǒng)稱方法統(tǒng)稱螺柱焊螺柱焊（7878）。）。可以通過電阻焊、摩擦焊、爆炸焊等多種焊接方法實現(xiàn)螺柱焊接?？梢酝ㄟ^電阻焊、摩擦焊、爆炸焊等多種焊接方法實現(xiàn)螺柱焊接。實際生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是實際生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是電弧法螺柱焊電弧法螺柱焊(Stud arc welding)(Stud arc welding)。 與普通的電弧焊相比，螺柱焊焊接時間短與普通的電弧焊相比，螺柱焊焊接時間短( (通常小于通常小于秒秒) )、對母熱輸入小，因此焊縫和熱影響區(qū)小，焊件變形小、對母熱輸入小，因此焊縫和熱影響區(qū)小，焊件變形小、生產(chǎn)率高。生產(chǎn)率高。 熔深淺，焊接過程不會對工件背面造

8、成損害，焊后無須熔深淺，焊接過程不會對工件背面造成損害，焊后無須清理。清理。 與螺紋擰入的螺柱相比所需母材厚度小，因而節(jié)省材料，與螺紋擰入的螺柱相比所需母材厚度小，因而節(jié)省材料，還可以減少連接部件所需的機械加工，成本低。還可以減少連接部件所需的機械加工，成本低。 易于將螺柱與薄件連接且焊接帶（鍍）涂層的工件時易易于將螺柱與薄件連接且焊接帶（鍍）涂層的工件時易于保證質(zhì)量。于保證質(zhì)量。 一、螺柱焊的特點、應(yīng)用和分類一、螺柱焊的特點、應(yīng)用和分類 螺柱焊的特點螺柱焊的特點 與其它焊接方法相比，可使緊固件之間的間距達到最小，與其它焊接方法相比，可使緊固件之間的間距達到最小，對于需防滲漏的螺柱連接，容易保

9、證密封性要求。對于需防滲漏的螺柱連接，容易保證密封性要求。 與焊條電弧焊相比，所用設(shè)備輕便且便于操作，焊接過與焊條電弧焊相比，所用設(shè)備輕便且便于操作，焊接過程簡單。程簡單。 易于全位置焊接。易于全位置焊接。 對于易淬硬金屬，容易在焊縫和熱影響區(qū)形成淬硬組織，對于易淬硬金屬，容易在焊縫和熱影響區(qū)形成淬硬組織，接頭延性較差。接頭延性較差。 螺柱焊是焊接緊固件的一種快速方法，不僅效率高，而且可以通螺柱焊是焊接緊固件的一種快速方法，不僅效率高，而且可以通過專用設(shè)備對接頭質(zhì)量進行有效的控制，能夠得到全斷面熔合的焊過專用設(shè)備對接頭質(zhì)量進行有效的控制，能夠得到全斷面熔合的焊接接頭，保證接頭良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱

10、性和接頭強度，在緊固件固接接頭，保證接頭良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和接頭強度，在緊固件固定于工件上可以代替鉚接或鉆孔螺絲緊固、焊條電弧焊、電阻焊、定于工件上可以代替鉚接或鉆孔螺絲緊固、焊條電弧焊、電阻焊、釬焊等。它可以焊接低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、有色金屬以及帶釬焊等。它可以焊接低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、有色金屬以及帶鍍（涂）層的金屬等，廣泛應(yīng)用于汽車、儀表、造船、機車、航空、鍍（涂）層的金屬等，廣泛應(yīng)用于汽車、儀表、造船、機車、航空、機械、鍋爐、化工設(shè)備、變壓器及大型建筑結(jié)構(gòu)等行業(yè)。機械、鍋爐、化工設(shè)備、變壓器及大型建筑結(jié)構(gòu)等行業(yè)。 定義：定義：螺柱焊的應(yīng)用螺柱焊的應(yīng)用電弧法螺柱焊根據(jù)所用焊接電源

11、和接頭形成過程的差別通常電弧法螺柱焊根據(jù)所用焊接電源和接頭形成過程的差別通?？煞譃殡娀÷葜福ㄒ卜Q作標準螺柱焊）、電容儲能螺柱焊可分為電弧螺柱焊（也稱作標準螺柱焊）、電容儲能螺柱焊（也也稱作電容放電螺柱焊）以及短周期螺柱焊（也稱作短時間螺柱焊）稱作電容放電螺柱焊）以及短周期螺柱焊（也稱作短時間螺柱焊）三種基本形式。三種基本形式。電弧螺柱焊電弧螺柱焊一般用直流電源；幾乎可焊各種尺寸和形式的一般用直流電源；幾乎可焊各種尺寸和形式的螺柱，包括軟鋼、不銹鋼和鋁，但螺柱應(yīng)有為（螺柱）焊接而專螺柱，包括軟鋼、不銹鋼和鋁，但螺柱應(yīng)有為（螺柱）焊接而專門設(shè)計的尖端；用于大于門設(shè)計的尖端；用于大于5mm5mm的

12、螺柱及焊厚重的板材，而且需要的螺柱及焊厚重的板材，而且需要用陶瓷套圈，但受接頭清理狀況的影響較?。煌瑯拥倪B接強度的用陶瓷套圈，但受接頭清理狀況的影響較小；同樣的連接強度的前提下消耗更少的（熔化）金屬。前提下消耗更少的（熔化）金屬。是一種半自動的電弧焊方法，可在幾個是一種半自動的電弧焊方法，可在幾個毫秒內(nèi)把小型螺柱（小于等于毫秒內(nèi)把小型螺柱（小于等于8mm8mm）焊到特別薄的板材上而無變）焊到特別薄的板材上而無變形、燒穿或變色；可以焊接異種金屬。形、燒穿或變色；可以焊接異種金屬。 螺柱焊的分類螺柱焊的分類電弧螺柱焊電弧螺柱焊焊接過程：將待焊螺柱裝入焊槍夾頭，并將陶焊接過程：將待焊螺柱裝入焊槍夾頭

13、，并將陶瓷保護圈裝入瓷圈夾頭中。首先在螺柱與工件間引燃電弧，使螺瓷保護圈裝入瓷圈夾頭中。首先在螺柱與工件間引燃電弧，使螺柱端面和相應(yīng)的工件表面被加熱到熔化狀態(tài)，達到適宜的溫度時，柱端面和相應(yīng)的工件表面被加熱到熔化狀態(tài)，達到適宜的溫度時，將螺柱擠壓到熔池中，使兩者融合形成焊縫。電弧螺柱焊靠預(yù)先將螺柱擠壓到熔池中，使兩者融合形成焊縫。電弧螺柱焊靠預(yù)先加在螺柱引弧端的焊劑或陶瓷圈來保護熔融金屬。電弧螺柱焊的加在螺柱引弧端的焊劑或陶瓷圈來保護熔融金屬。電弧螺柱焊的電弧放電是持續(xù)而穩(wěn)定的電弧過程，焊接電流不經(jīng)過調(diào)制，焊接電弧放電是持續(xù)而穩(wěn)定的電弧過程，焊接電流不經(jīng)過調(diào)制，焊接過程中焊接電流基本上是恒定的

14、，其電源一般是普通的直流或逆過程中焊接電流基本上是恒定的，其電源一般是普通的直流或逆變電源。變電源。電弧螺柱焊的焊接設(shè)備由焊接電源、控制系統(tǒng)和焊槍三大部電弧螺柱焊的焊接設(shè)備由焊接電源、控制系統(tǒng)和焊槍三大部分組成。常用下降外特性直流電源，但電源容量比焊條電弧焊分組成。常用下降外特性直流電源，但電源容量比焊條電弧焊電源要大得多，同時要求有較高的空載電壓。小直徑螺柱焊也電源要大得多，同時要求有較高的空載電壓。小直徑螺柱焊也可以采用焊條電弧焊的電源?？梢圆捎煤笚l電弧焊的電源。焊槍是螺柱焊設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)，有手提式與固定式。焊槍是螺柱焊設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)，有手提式與固定式。手提式使用較為普遍與方便，固定式是為

15、特定產(chǎn)品專門設(shè)計手提式使用較為普遍與方便，固定式是為特定產(chǎn)品專門設(shè)計且固定在支架上，在一定工位上完成螺柱焊接。且固定在支架上，在一定工位上完成螺柱焊接。兩種焊槍的工作原理相同。兩種焊槍的工作原理相同。電容儲能螺柱焊電容儲能螺柱焊電容儲能螺柱焊的供電電源是電容器組。電容器在螺柱端部與電容儲能螺柱焊的供電電源是電容器組。電容器在螺柱端部與工件表面間的放電過程是不穩(wěn)定的電弧過程，電弧電壓和電流每工件表面間的放電過程是不穩(wěn)定的電弧過程，電弧電壓和電流每瞬時都在變化，焊接過程是不可控的。瞬時都在變化，焊接過程是不可控的。根據(jù)引弧方式，電容儲能螺柱焊可以分為預(yù)接觸式、預(yù)留間隙根據(jù)引弧方式，電容儲能螺柱焊可

16、以分為預(yù)接觸式、預(yù)留間隙式及拉弧式三種方法。式及拉弧式三種方法。1 1預(yù)接觸式預(yù)接觸式 預(yù)接觸式也叫接觸引弧式。這種方法必須在螺柱法蘭端部預(yù)加預(yù)接觸式也叫接觸引弧式。這種方法必須在螺柱法蘭端部預(yù)加工出一個凸臺。其過程如下圖。工出一個凸臺。其過程如下圖。2 2、預(yù)留間隙式、預(yù)留間隙式 預(yù)留間隙式也叫直沖式。這種方法使用的螺柱與預(yù)接觸式電容預(yù)留間隙式也叫直沖式。這種方法使用的螺柱與預(yù)接觸式電容儲能螺柱焊所使用的螺柱形狀相同，均帶法蘭凸臺，但在電容器組儲能螺柱焊所使用的螺柱形狀相同，均帶法蘭凸臺，但在電容器組儲存的能量特別大的條件下儲存的能量特別大的條件下(100kf)(100kf)也可以焊法蘭端部

17、為也可以焊法蘭端部為168168的的近似平頭釘。其過程如下圖：近似平頭釘。其過程如下圖： 3 3拉弧式拉弧式 拉弧式電容儲能螺柱焊原理與電弧螺柱焊相似，但焊接時的電拉弧式電容儲能螺柱焊原理與電弧螺柱焊相似，但焊接時的電弧由先導(dǎo)電弧與焊接電弧兩部分組成。先導(dǎo)電弧由整流電源供電，弧由先導(dǎo)電弧與焊接電弧兩部分組成。先導(dǎo)電弧由整流電源供電，焊接電弧由電容器組供電，所以這種方法既可以歸類于電容儲能螺焊接電弧由電容器組供電，所以這種方法既可以歸類于電容儲能螺柱焊又可歸類于短周期螺柱焊，焊接過程同預(yù)接觸式電容儲能螺柱柱焊又可歸類于短周期螺柱焊，焊接過程同預(yù)接觸式電容儲能螺柱焊相似。其過程如下圖：焊相似。其過

18、程如下圖：拉弧式螺柱焊短周期螺柱焊短周期螺柱焊 短周期螺柱焊可看作普通電弧螺柱焊的一種特殊形式短周期螺柱焊可看作普通電弧螺柱焊的一種特殊形式, ,但因為二者焊接接頭形成的本質(zhì)不同，所以單獨分類成一但因為二者焊接接頭形成的本質(zhì)不同，所以單獨分類成一種方法。焊接過程也是由短路提升種方法。焊接過程也是由短路提升焊接一落釘一有電頂鍛焊接一落釘一有電頂鍛等幾個過程組成，但焊接時間只有電弧螺柱焊的十分之一等幾個過程組成，但焊接時間只有電弧螺柱焊的十分之一到幾十分之一，所以叫短周期或短時間螺柱焊。短周期螺到幾十分之一，所以叫短周期或短時間螺柱焊。短周期螺柱焊中作為熱源的電弧是穩(wěn)定燃燒的，不像電容儲能螺柱柱焊

19、中作為熱源的電弧是穩(wěn)定燃燒的，不像電容儲能螺柱焊的電弧瞬時都在變化，但電弧電流經(jīng)過了波形調(diào)制。焊的電弧瞬時都在變化，但電弧電流經(jīng)過了波形調(diào)制。 短周期螺柱焊的焊接過程如下短周期螺柱焊的焊接過程如下: : 螺柱落下，與工件定位短路。啟動焊槍開關(guān)，螺柱與工件螺柱落下，與工件定位短路。啟動焊槍開關(guān)，螺柱與工件間通電。間通電。 螺柱提升，引燃小電弧，清掃螺柱端部與工件表面。螺柱提升，引燃小電弧，清掃螺柱端部與工件表面。 延時數(shù)十毫秒后大電流自動接通，焊接電弧產(chǎn)生，使工延時數(shù)十毫秒后大電流自動接通，焊接電弧產(chǎn)生，使工件形成熔池、螺柱端部形成熔化層。件形成熔池、螺柱端部形成熔化層。 螺柱端部侵入熔池，電弧

20、熄螺柱端部侵入熔池，電弧熄滅，同時焊槍的電磁鐵釋放彈簧壓滅，同時焊槍的電磁鐵釋放彈簧壓力作用在螺柱上。力作用在螺柱上。整個焊接過程不超過整個焊接過程不超過100ms100ms。短周期螺柱焊有以下幾個特點：短周期螺柱焊有以下幾個特點： 和電容儲能螺柱焊一樣，焊接過程不用采取像普通電弧螺和電容儲能螺柱焊一樣，焊接過程不用采取像普通電弧螺柱焊所用的陶瓷環(huán)及氬氣等保護措施。柱焊所用的陶瓷環(huán)及氬氣等保護措施。 螺柱不用經(jīng)特殊加工成錐形或凸起，可以焊平頭釘，但螺柱不用經(jīng)特殊加工成錐形或凸起，可以焊平頭釘，但1010，這一點也同電容儲能螺柱焊相同。，這一點也同電容儲能螺柱焊相同。 比拉弧式電容儲能螺柱焊更容

21、易實現(xiàn)自動化，焊接質(zhì)量穩(wěn)比拉弧式電容儲能螺柱焊更容易實現(xiàn)自動化，焊接質(zhì)量穩(wěn)定性更好，特別是在焊接鍍有較厚金屬層的鋼板時定性更好，特別是在焊接鍍有較厚金屬層的鋼板時( (如鍍鋅層厚如鍍鋅層厚15152525m)m)，因為焊接電弧燃燒時間可控性好。，因為焊接電弧燃燒時間可控性好。短周期螺柱焊最容易實現(xiàn)自動化，所以其成套設(shè)備包短周期螺柱焊最容易實現(xiàn)自動化，所以其成套設(shè)備包括電源、控制裝置、送料機及焊槍，其中電源一控制箱通括電源、控制裝置、送料機及焊槍，其中電源一控制箱通常裝在同一箱體內(nèi)。短周期螺柱焊電源可以是整流器、電常裝在同一箱體內(nèi)。短周期螺柱焊電源可以是整流器、電容器組，也可以是逆變器。一般情況

22、下是兩個電源并聯(lián)，容器組，也可以是逆變器。一般情況下是兩個電源并聯(lián)，分別為先導(dǎo)電弧及焊接電弧供電，只有以逆變器作電源時分別為先導(dǎo)電弧及焊接電弧供電，只有以逆變器作電源時可以用同一電源，經(jīng)調(diào)制為電弧分別提供先導(dǎo)電流與焊接可以用同一電源，經(jīng)調(diào)制為電弧分別提供先導(dǎo)電流與焊接電流。電流。五、螺柱焊方法的選擇五、螺柱焊方法的選擇 電弧螺柱焊、電容儲能螺柱焊以及短周期螺柱焊三類焊接電弧螺柱焊、電容儲能螺柱焊以及短周期螺柱焊三類焊接方法既有共同的又分別有各自最佳的應(yīng)用范圍，其中比較難選方法既有共同的又分別有各自最佳的應(yīng)用范圍，其中比較難選擇的是電容儲能螺柱焊的三種方法，即預(yù)接觸式、擇的是電容儲能螺柱焊的三種

23、方法，即預(yù)接觸式、( (預(yù)留間隙預(yù)留間隙式式) )和拉弧法。和拉弧法。 選擇焊接方法時考慮的依據(jù)主要有：選擇焊接方法時考慮的依據(jù)主要有：a a、被焊工件厚度，、被焊工件厚度，b b、材質(zhì)，、材質(zhì)，c c、緊固件的尺寸。、緊固件的尺寸。 (1)(1)螺柱直徑大于螺柱直徑大于8mm8mm的一般是受力接頭，適合用電弧螺柱的一般是受力接頭，適合用電弧螺柱焊方法。雖然電弧螺柱焊可以焊直徑約在焊方法。雖然電弧螺柱焊可以焊直徑約在3 325mm25mm之間的螺柱之間的螺柱，但，但8mm8mm以下采用其他方法如電容儲能螺柱焊或短周期螺柱焊以下采用其他方法如電容儲能螺柱焊或短周期螺柱焊更為合適。更為合適。 (2

24、) (2)螺柱直徑和工件厚度有一定的合適比例關(guān)系。對電螺柱直徑和工件厚度有一定的合適比例關(guān)系。對電弧螺柱焊，這一比例為弧螺柱焊，這一比例為3 34 4，對電容儲能螺柱焊和短周期，對電容儲能螺柱焊和短周期螺柱焊這個比例可以達到螺柱焊這個比例可以達到8 81010，所以板厚，所以板厚3mm3mm以下最好采以下最好采用電容儲能螺柱焊或短周期螺柱焊，而不宜采用電弧螺柱用電容儲能螺柱焊或短周期螺柱焊，而不宜采用電弧螺柱焊焊, ,雖然電弧螺柱焊也勉強可以焊雖然電弧螺柱焊也勉強可以焊2 23mm3mm的鋼板。的鋼板。(3)(3)對于碳鋼、不銹鋼及鋁合金，電弧螺柱焊、電容儲對于碳鋼、不銹鋼及鋁合金，電弧螺柱焊

25、、電容儲能螺柱焊及短周期螺柱焊都可以選用，但對鋁合金、銅及能螺柱焊及短周期螺柱焊都可以選用，但對鋁合金、銅及涂層鋼板薄板或異種金屬材料螺柱焊最好選用電容儲能螺涂層鋼板薄板或異種金屬材料螺柱焊最好選用電容儲能螺柱焊。柱焊。根據(jù)以上原則，如果確定采用電容儲能螺柱焊，則電容儲能根據(jù)以上原則，如果確定采用電容儲能螺柱焊，則電容儲能螺柱焊的三種焊接方法可按以下原則選擇：螺柱焊的三種焊接方法可按以下原則選擇： a a、預(yù)接觸式焊接法僅適用于移動式設(shè)備，而且主要用于焊接、預(yù)接觸式焊接法僅適用于移動式設(shè)備，而且主要用于焊接碳鋼和把碳鋼螺柱焊到鍍層鋼板上。碳鋼和把碳鋼螺柱焊到鍍層鋼板上。 b b、( (預(yù)留間隙

26、式預(yù)留間隙式) )焊接法可用于手提式或固定式設(shè)備，用于焊焊接法可用于手提式或固定式設(shè)備，用于焊接碳鋼、不銹鋼及鋁合金。和拉弧式焊接法一樣，它還可以焊異接碳鋼、不銹鋼及鋁合金。和拉弧式焊接法一樣，它還可以焊異種金屬材料，但焊鋁過程中不必用惰性氣體保護。種金屬材料，但焊鋁過程中不必用惰性氣體保護。 c c、拉弧式焊接法所焊材料和設(shè)備與預(yù)留間隙式相同，但螺柱、拉弧式焊接法所焊材料和設(shè)備與預(yù)留間隙式相同，但螺柱可以不需特制凸起。這種方法最適于帶自動送料系統(tǒng)的批量焊接可以不需特制凸起。這種方法最適于帶自動送料系統(tǒng)的批量焊接, , 焊鋁時需要惰性氣體保護。焊鋁時需要惰性氣體保護。 d d、對薄板以下、對薄

27、板以下) )要求接頭背面沒有凸痕的，采用預(yù)留間隙式要求接頭背面沒有凸痕的，采用預(yù)留間隙式或預(yù)接觸式?；蝾A(yù)接觸式。螺柱焊可參看、。高能束焊通常指功率密度達到高能束焊通常指功率密度達到10105 5 W Wcmcm2 2以上的焊接方法，以上的焊接方法，其束流由電子、光子、離子或二種以上的粒子組合而成，屬其束流由電子、光子、離子或二種以上的粒子組合而成，屬于此類高功率密度的熱源有：等離子弧、電子束、激光束以于此類高功率密度的熱源有：等離子弧、電子束、激光束以及復(fù)合熱源如激光束及復(fù)合熱源如激光束 + + 電弧等。電弧等。 本節(jié)介紹電子束焊和激光焊這兩種高能束焊方法。本節(jié)介紹電子束焊和激光焊這兩種高能束

28、焊方法。 一、電子束焊一、電子束焊 電子束焊的原理電子束焊的原理 電子束焊是把高速運動的電子流會聚成束，轟擊工件接縫電子束焊是把高速運動的電子流會聚成束，轟擊工件接縫處，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使被焊金屬熔化形成焊縫的一種處，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使被焊金屬熔化形成焊縫的一種熔化焊方法。熔化焊方法。 電子束作為焊接熱源有兩個顯著的特征：電子束作為焊接熱源有兩個顯著的特征： (1)(1)極高的功率密度極高的功率密度 電子束焊接時常用的加速電壓范圍為電子束焊接時常用的加速電壓范圍為3030150kV150kV，電子束電，電子束電流為流為20201000mA 1000mA ，而電子束焦點直徑僅為，而電子束

29、焦點直徑僅為0.10.11mm1mm，這樣，電，這樣，電子束的功率密度可高達子束的功率密度可高達10106 6 W Wcmcm2 2以上。以上。 (2)(2)精確、快速的可控性精確、快速的可控性 電子的質(zhì)量極小電子的質(zhì)量極小 (9.l(9.l1010-13-13kg)kg)而帶有一定的負電荷而帶有一定的負電荷(1.6(1.61010-19-19C)C)，其荷質(zhì)比高達，其荷質(zhì)比高達1.761.7610101111C Ckgkg，通過電場、磁，通過電場、磁場可對電子束作快速而精確的控制。電子束的這一特點明顯優(yōu)場可對電子束作快速而精確的控制。電子束的這一特點明顯優(yōu)于激光，后者只能用光學(xué)透鏡和反射鏡控

30、制，速度較慢。于激光，后者只能用光學(xué)透鏡和反射鏡控制，速度較慢。 電子束焊的特點電子束焊的特點基于電子束的上述特征，電子束焊接具有下列主要特點：基于電子束的上述特征，電子束焊接具有下列主要特點：優(yōu)點優(yōu)點(1)(1)焊縫深寬比大焊縫深寬比大電子束的穿透能力很強，焊縫的深寬比電子束的穿透能力很強，焊縫的深寬比可達到可達到50:150:1甚至更高，因此，電子束焊接時可以不開坡口實現(xiàn)甚至更高，因此，電子束焊接時可以不開坡口實現(xiàn)大厚度單道焊接，與電弧焊相比可以節(jié)省輔助材料和能源消耗大厚度單道焊接，與電弧焊相比可以節(jié)省輔助材料和能源消耗數(shù)十倍數(shù)十倍(2)(2)焊接速度快，熱影響區(qū)小、焊接變形小焊接速度快，

31、熱影響區(qū)小、焊接變形小 電子束焊接速電子束焊接速度一般在度一般在lm/minlm/min以上，焊縫熱影響區(qū)很小，有時甚至幾乎不存以上，焊縫熱影響區(qū)很小，有時甚至幾乎不存在。焊接熱輸入小以及可獲得近似平行焊縫的特點使電子束焊在。焊接熱輸入小以及可獲得近似平行焊縫的特點使電子束焊接的變形很小。對于精加工的工件，電子束焊可用作最后的連接的變形很小。對于精加工的工件，電子束焊可用作最后的連接工序，焊后仍保持足夠高的精度，無須再作加工而直接裝配接工序，焊后仍保持足夠高的精度，無須再作加工而直接裝配使用。使用。 (3)(3)焊縫質(zhì)量高焊縫質(zhì)量高 真空電子束焊接不僅可以防止熔化金屬受真空電子束焊接不僅可以防

32、止熔化金屬受到有害氣體的污染，而且有利于焊縫金屬的除氣和凈化，因而到有害氣體的污染，而且有利于焊縫金屬的除氣和凈化，因而特別適于活潑金屬和高純度金屬的焊接，也常用于焊接真空密特別適于活潑金屬和高純度金屬的焊接，也常用于焊接真空密封元件，焊后元件內(nèi)部保持在真空狀態(tài)。封元件，焊后元件內(nèi)部保持在真空狀態(tài)。 (4)(4)適應(yīng)性強適應(yīng)性強電子束焊的各個規(guī)范參數(shù)能方便地獨立調(diào)節(jié)電子束焊的各個規(guī)范參數(shù)能方便地獨立調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)范圍很寬，可以焊接各種金屬以及復(fù)合材料如陶瓷等；且調(diào)節(jié)范圍很寬，可以焊接各種金屬以及復(fù)合材料如陶瓷等；既可以焊接厚板也可以焊接薄板。既可以焊接厚板也可以焊接薄板。 (5)(5)焊接可達性好

33、焊接可達性好 電子束在真空中可以傳到較遠的位置上電子束在真空中可以傳到較遠的位置上進行焊接，因而能夠焊接一般焊接方法難以接近的部位。進行焊接，因而能夠焊接一般焊接方法難以接近的部位。 (6)(6)通過控制電子束的偏移，可以實現(xiàn)復(fù)雜接縫的自動焊接通過控制電子束的偏移，可以實現(xiàn)復(fù)雜接縫的自動焊接，也可以通過電子束掃描熔池來消除缺陷，提高接頭質(zhì)量。，也可以通過電子束掃描熔池來消除缺陷，提高接頭質(zhì)量。缺點：缺點：(1)(1)設(shè)備比較復(fù)雜，價格昂貴。設(shè)備比較復(fù)雜，價格昂貴。 (2)(2)焊前對接頭加工、裝配要求嚴格，必須保證接頭位置焊前對接頭加工、裝配要求嚴格，必須保證接頭位置準確、間隙小而均勻。準確、

34、間隙小而均勻。(3)(3)真空電子束焊接時，被焊工件尺寸和形狀常受到真空真空電子束焊接時，被焊工件尺寸和形狀常受到真空室的限制。室的限制。 (4)(4)電子束易受雜散電磁場干擾，影響焊接質(zhì)量。電子束易受雜散電磁場干擾，影響焊接質(zhì)量。 (5)(5)電子束焊接時會產(chǎn)生電子束焊接時會產(chǎn)生X X射線，需要嚴加防護以確保操作射線，需要嚴加防護以確保操作人員的健康和安全。人員的健康和安全。（1 1）分類）分類 電子束焊的分類方法很多，通常多按照加速電子束焊的分類方法很多，通常多按照加速電壓和工件所處環(huán)境的真空度來分類。電壓和工件所處環(huán)境的真空度來分類。按電子束加速電壓的高低可分為高壓電子束焊接按電子束加速

35、電壓的高低可分為高壓電子束焊接(120kV(120kV以以上上) )、中壓電子束焊接、中壓電子束焊接(60kV(60kV100kV)100kV)和低壓電子束焊接和低壓電子束焊接(40kV(40kV以下以下) )三類。三類。在相同功率的情況下，高壓電子束焊接所需的束流小、加在相同功率的情況下，高壓電子束焊接所需的束流小、加速電壓高，這樣就易于獲得直徑小、功率密度大的束斑和深寬速電壓高，這樣就易于獲得直徑小、功率密度大的束斑和深寬比大的焊縫，對大厚度板材的單道焊及難熔金屬和熱敏感性強比大的焊縫，對大厚度板材的單道焊及難熔金屬和熱敏感性強的材料的焊接特別適宜。高壓電子束焊接的缺點是：屏蔽焊接的材料的

36、焊接特別適宜。高壓電子束焊接的缺點是：屏蔽焊接時產(chǎn)生的時產(chǎn)生的X X射線比較困難，電子槍的靜電部分為防止高壓擊穿射線比較困難，電子槍的靜電部分為防止高壓擊穿需用耐高壓的絕緣子，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而笨重。需用耐高壓的絕緣子，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而笨重。 電子束焊的分類和應(yīng)用電子束焊的分類和應(yīng)用 當(dāng)電子束的功率不超過當(dāng)電子束的功率不超過30 kW30 kW時，中壓電子束焊機時，中壓電子束焊機的電子槍能保證束斑的直徑小于的電子槍能保證束斑的直徑小于0.4 mm0.4 mm。除極薄的材。除極薄的材料外，這樣的束斑尺寸完全能滿足焊接要求。料外，這樣的束斑尺寸完全能滿足焊接要求。30 kW30 kW的的中壓電子束焊機可

37、焊接的最大鋼板厚度可達中壓電子束焊機可焊接的最大鋼板厚度可達70 mm70 mm左右左右，中壓電子束焊接時產(chǎn)生的，中壓電子束焊接時產(chǎn)生的X X射線完全能由適當(dāng)厚度的射線完全能由適當(dāng)厚度的鋼制真空室壁所吸收，不需要采用鉛板防護；電子槍鋼制真空室壁所吸收，不需要采用鉛板防護；電子槍極間不要求特殊的絕緣子，所以電子槍可以做成固定極間不要求特殊的絕緣子，所以電子槍可以做成固定式或移動式。式或移動式。 低壓電子束焊機不需要采取鉛板的特別防護，也不低壓電子束焊機不需要采取鉛板的特別防護，也不存在電子槍間跳高壓的危險，所以設(shè)備簡單，電子槍可存在電子槍間跳高壓的危險，所以設(shè)備簡單，電子槍可做成小型移動式的。其

38、缺點是在相同功率的情況下，低做成小型移動式的。其缺點是在相同功率的情況下，低壓電子束的束流大、加速電壓低，束流的會聚較困難，壓電子束的束流大、加速電壓低，束流的會聚較困難，通常低壓電子束的束斑直徑難于達到通常低壓電子束的束斑直徑難于達到1mm1mm以下，其功率以下，其功率也僅限于也僅限于10 kW10 kW以內(nèi)，所以低壓電子束焊接只適宜于焊以內(nèi)，所以低壓電子束焊接只適宜于焊縫深寬比要求不高的薄板材料的焊接?？p深寬比要求不高的薄板材料的焊接。 按被焊工件所處環(huán)境的真空度可分為三種：按被焊工件所處環(huán)境的真空度可分為三種：高真空高真空電子束焊電子束焊、低真空電子束焊低真空電子束焊和和非真空電子束焊非

39、真空電子束焊。高真空電子束焊是在高真空電子束焊是在l0-4l0-4l0-1Pal0-1Pa的壓強下進行的的壓強下進行的。良好的真空條件可以保證對熔池的。良好的真空條件可以保證對熔池的“保護保護”，防止金，防止金屬元素的氧化和燒損，適用于活潑金屬、難熔金屬和質(zhì)屬元素的氧化和燒損，適用于活潑金屬、難熔金屬和質(zhì)量要求高的工件的焊接，是目前電子束焊接應(yīng)用最廣的量要求高的工件的焊接，是目前電子束焊接應(yīng)用最廣的一種方法，但也存在諸如被焊工件的大小受工作室尺寸一種方法，但也存在諸如被焊工件的大小受工作室尺寸的限制、真空系統(tǒng)復(fù)雜、抽真空時間長等缺點，既降低的限制、真空系統(tǒng)復(fù)雜、抽真空時間長等缺點，既降低了生產(chǎn)

40、率也增加了焊接的成本。了生產(chǎn)率也增加了焊接的成本。 低真空電子束焊是使電子束通過隔離閥及氣阻孔低真空電子束焊是使電子束通過隔離閥及氣阻孔道進入在道進入在10-110-110Pa10Pa壓強下的工作室進行的，低真空壓強下的工作室進行的，低真空電子束焊接熔池周圍的污染程度不超過電子束焊接熔池周圍的污染程度不超過12ppm12ppm，仍比焊，仍比焊接用的氬氣要純潔；一定壓強時的低真空電子束流密接用的氬氣要純潔；一定壓強時的低真空電子束流密度及其相應(yīng)的功率密度的最大值與高真空的最大值相度及其相應(yīng)的功率密度的最大值與高真空的最大值相差很小，因此，低真空電子束雖然有些散射，但只要差很小，因此，低真空電子束

41、雖然有些散射，但只要適當(dāng)提高束流的加速電壓，基本上仍然保持束流密度適當(dāng)提高束流的加速電壓，基本上仍然保持束流密度和功率密度高的特點。由于只需抽到低真空，所以適和功率密度高的特點。由于只需抽到低真空，所以適用于大批量零件的焊接和在生產(chǎn)線上使用。用于大批量零件的焊接和在生產(chǎn)線上使用。 非真空電子束焊接亦稱為大氣壓電子束焊接。在非非真空電子束焊接亦稱為大氣壓電子束焊接。在非真空電子束焊接中，電子束仍然在高真空條件下產(chǎn)生，然真空電子束焊接中，電子束仍然在高真空條件下產(chǎn)生，然后引入到大氣壓力的環(huán)境中對工件進行施焊，但由于氣體后引入到大氣壓力的環(huán)境中對工件進行施焊，但由于氣體壓強增加，電子束會產(chǎn)生散射，其

42、功率密度明顯下降。壓強增加，電子束會產(chǎn)生散射，其功率密度明顯下降。 這種焊接方法的最大優(yōu)點是擺脫了工作室的限制，這種焊接方法的最大優(yōu)點是擺脫了工作室的限制，因而擴大了電子束焊接的應(yīng)用范圍，并推動這一技術(shù)向更因而擴大了電子束焊接的應(yīng)用范圍，并推動這一技術(shù)向更高階段的自動化方向發(fā)展。高階段的自動化方向發(fā)展。 目前，非真空電子束焊接已開始在工業(yè)中應(yīng)用，如用目前，非真空電子束焊接已開始在工業(yè)中應(yīng)用，如用于薄板高速于薄板高速( (15m/min)15m/min)焊接，特別是不等厚接頭的焊接焊接，特別是不等厚接頭的焊接。當(dāng)前世界上建立的最大的非真空焊接工作站的容積達到。當(dāng)前世界上建立的最大的非真空焊接工作

43、站的容積達到300m300m3 3，電子槍在工作室內(nèi)運動，在工業(yè)電視和焊縫跟蹤，電子槍在工作室內(nèi)運動，在工業(yè)電視和焊縫跟蹤系統(tǒng)的幫助下進行焊接。系統(tǒng)的幫助下進行焊接。 （2 2）應(yīng)用）應(yīng)用 隨著電子束焊接工藝及設(shè)備的發(fā)展，特別是近隨著電子束焊接工藝及設(shè)備的發(fā)展，特別是近1010年年來工業(yè)生產(chǎn)中對高精度、高質(zhì)量連接技術(shù)需求的不斷擴大，電子束焊來工業(yè)生產(chǎn)中對高精度、高質(zhì)量連接技術(shù)需求的不斷擴大，電子束焊接在航空、航天、核、能源工業(yè)、電子、兵器、汽車制造、紡織、機接在航空、航天、核、能源工業(yè)、電子、兵器、汽車制造、紡織、機械等許多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。械等許多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。 在能

44、源工業(yè)中，各種壓縮機轉(zhuǎn)子、鼓筒軸、葉輪組件、儀表膜盒在能源工業(yè)中，各種壓縮機轉(zhuǎn)子、鼓筒軸、葉輪組件、儀表膜盒等；在核能工業(yè)中，反應(yīng)堆殼體、送料控制系統(tǒng)部件、熱交換器等；等；在核能工業(yè)中，反應(yīng)堆殼體、送料控制系統(tǒng)部件、熱交換器等；在飛機制造業(yè)中，發(fā)動機機座、轉(zhuǎn)子部件、起落架等；在化工和金屬在飛機制造業(yè)中，發(fā)動機機座、轉(zhuǎn)子部件、起落架等；在化工和金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)中，高壓容器殼體等；在汽車制造業(yè)中，齒輪組合體、后結(jié)構(gòu)制造業(yè)中，高壓容器殼體等；在汽車制造業(yè)中，齒輪組合體、后橋、傳動箱體等；在儀器制造業(yè)中，各種膜片、繼電器外殼、異種金橋、傳動箱體等；在儀器制造業(yè)中，各種膜片、繼電器外殼、異種金屬的接頭等都

45、成功地應(yīng)用了電子束焊。屬的接頭等都成功地應(yīng)用了電子束焊。 另外，電子束焊還是一種適另外，電子束焊還是一種適合于在太空進行的焊接方法，合于在太空進行的焊接方法，早在早在19841984年，人類已在太空環(huán)年，人類已在太空環(huán)境中利用一種手工電子束焊槍境中利用一種手工電子束焊槍進行了焊接試驗。電子束焊將進行了焊接試驗。電子束焊將成為太空環(huán)境中焊接人造天體成為太空環(huán)境中焊接人造天體的一種重要的焊接方法。的一種重要的焊接方法。 激光的特性激光的特性(1)(1)亮度高亮度高 激光束可以通過光學(xué)系統(tǒng)匯聚成面積很小的斑激光束可以通過光學(xué)系統(tǒng)匯聚成面積很小的斑點（點（1mm1mm），所以其亮度要比普通光源高百萬倍

46、，有些脈沖激），所以其亮度要比普通光源高百萬倍，有些脈沖激光器的光脈沖持續(xù)時間還可壓縮至光器的光脈沖持續(xù)時間還可壓縮至1010-9-91010-12-12s s甚至更短，這樣甚至更短，這樣亮度甚至比太陽還亮亮度甚至比太陽還亮1616個數(shù)量級。個數(shù)量級。 (2)(2)方向性好方向性好激光的發(fā)散角很小，可以達到甚至更小，接激光的發(fā)散角很小，可以達到甚至更小，接近于理想的平行光。近于理想的平行光。 (3)(3)單色性強單色性強 單色性是指激光的頻率寬度很窄，或者說波單色性是指激光的頻率寬度很窄，或者說波長的變化范圍很小，激光的單色性比普通光源好萬倍以上。長的變化范圍很小，激光的單色性比普通光源好萬倍

47、以上。二、二、激光焊激光焊 (4)(4)相干性好相干性好 相干性是指在不同的空間點上以及相干性是指在不同的空間點上以及不同的時刻光波場相位的相關(guān)性。不同的時刻光波場相位的相關(guān)性。 激光上述的四個特性可以使激光能量在空間和時間激光上述的四個特性可以使激光能量在空間和時間上高度集中，因而是進行焊接和切割的理想熱源。上高度集中，因而是進行焊接和切割的理想熱源。 激光焊的不足之處是設(shè)備的一次性投資大；對高反激光焊的不足之處是設(shè)備的一次性投資大；對高反射率的金屬直接進行焊接比較困難；可焊接的工件厚射率的金屬直接進行焊接比較困難；可焊接的工件厚度尚比電子束焊的??；對工件加工、組裝、定位要求度尚比電子束焊的

48、??；對工件加工、組裝、定位要求高；激光器的電光轉(zhuǎn)換及整體運行效率低。高；激光器的電光轉(zhuǎn)換及整體運行效率低。 由于以上特性，激光焊具有如下特點：由于以上特性，激光焊具有如下特點： (1)(1)聚焦后的功率密度可達聚焦后的功率密度可達105105107W107Wcm2cm2甚至更高，加熱甚至更高，加熱集中，溫度高、熱影響區(qū)窄，因而工件產(chǎn)生的應(yīng)力和變形極小集中，溫度高、熱影響區(qū)窄，因而工件產(chǎn)生的應(yīng)力和變形極小，特別適宜于精密焊接和微小零件的焊接。，特別適宜于精密焊接和微小零件的焊接。 (2)(2)可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時可不開坡口一次成可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時可不開坡口一次成形，激光

49、焊縫的深寬比目前已達形，激光焊縫的深寬比目前已達12:112:1，不開坡口單道焊接的厚，不開坡口單道焊接的厚度已達度已達50mm50mm；焊接速度高。 (3)(3)適宜于難熔金屬、熱敏感性強的金屬以及熱物理性能相適宜于難熔金屬、熱敏感性強的金屬以及熱物理性能相差懸殊、尺寸和體積懸殊工件的焊接，甚至可以焊接陶瓷、有差懸殊、尺寸和體積懸殊工件的焊接，甚至可以焊接陶瓷、有機玻璃等非金屬材料。機玻璃等非金屬材料。 ( () )能透射、反射，有的還可以用光纖傳輸，在空間遠距能透射、反射，有的還可以用光纖傳輸，在空間遠距離傳播而衰減很小，可焊接一般焊接方法難以施焊的部位和對離傳播而衰減很小，可焊接一般焊接

50、方法難以施焊的部位和對密閉容器內(nèi)的工件進行焊接。密閉容器內(nèi)的工件進行焊接。 ( () )激光束不受電磁干擾，無磁偏吹現(xiàn)象，適宜于焊接磁激光束不受電磁干擾，無磁偏吹現(xiàn)象，適宜于焊接磁性材料。性材料。 ( () )與電子束焊接相比，不需要真空室，不產(chǎn)生與電子束焊接相比，不需要真空室，不產(chǎn)生X X射線，射線，觀察及對中方便。觀察及對中方便。 ( () )一臺激光器可以完成多種工作，既可焊接，還可以打一臺激光器可以完成多種工作，既可焊接，還可以打孔、切割、合金化和熱處理等?？?、切割、合金化和熱處理等。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對焊接技術(shù)的要求越來越高，激隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對焊接技術(shù)的要求越來越高，激光焊接已成為對

51、很多材料和結(jié)構(gòu)不可缺少的焊接手段光焊接已成為對很多材料和結(jié)構(gòu)不可缺少的焊接手段。激光焊就是利用激光器產(chǎn)生的高能量密度的激光光。激光焊就是利用激光器產(chǎn)生的高能量密度的激光光束作為熱源的一種熔化焊接方法。束作為熱源的一種熔化焊接方法。 激光器的種類很多，目前用于焊接的激光器主要激光器的種類很多，目前用于焊接的激光器主要有兩大類：氣體激光器和固體激光器，前者以有兩大類：氣體激光器和固體激光器，前者以C02C02激光激光器為代表，后者以器為代表，后者以YAGYAG（釔鋁石榴石）激光器為代表。（釔鋁石榴石）激光器為代表。 激光焊的原理及分類激光焊的原理及分類脈沖激光焊時，激光以脈沖的方式輸出，其脈沖寬脈

52、沖激光焊時，激光以脈沖的方式輸出，其脈沖寬度、脈沖能量均精確可調(diào)，所以輸入到工件上的能量是度、脈沖能量均精確可調(diào)，所以輸入到工件上的能量是斷續(xù)的，因此，小功率的脈沖激光焊接尤其適合于斷續(xù)的，因此，小功率的脈沖激光焊接尤其適合于0.5mm0.5mm以下金屬絲與絲、絲與板或薄膜之間的點焊，特以下金屬絲與絲、絲與板或薄膜之間的點焊，特別是別是mm級細絲、箔的點焊。脈沖激光焊中大量使用的脈級細絲、箔的點焊。脈沖激光焊中大量使用的脈沖激光器主要是沖激光器主要是YAGYAG激光器，也可將連續(xù)輸出的激光器，也可將連續(xù)輸出的YAGYAG激光激光器和器和CO2CO2激光器通過打開或關(guān)閉裝在激光器上的光閘用于激光

53、器通過打開或關(guān)閉裝在激光器上的光閘用于脈沖焊接。脈沖焊接。 根據(jù)激光對工件的作用方式，激光焊分為根據(jù)激光對工件的作用方式，激光焊分為脈沖激光脈沖激光焊焊和連續(xù)激光焊。和連續(xù)激光焊。 連續(xù)激光焊時，激光連續(xù)穩(wěn)定地輸出，焊縫成形主要由連續(xù)激光焊時，激光連續(xù)穩(wěn)定地輸出，焊縫成形主要由激光功率及焊速確定。連續(xù)激光焊在激光器輸出功率較低時激光功率及焊速確定。連續(xù)激光焊在激光器輸出功率較低時，光的反射損失較大，為減少光能反射損失，通常要對被焊，光的反射損失較大，為減少光能反射損失，通常要對被焊材料表面進行適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ绾诨?。高功率激光焊時，熔材料表面進行適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ绾诨?。高功率激光焊時，熔池表面還會

54、形成金屬蒸汽的等離子云，使激光束能量的反射池表面還會形成金屬蒸汽的等離子云，使激光束能量的反射損失顯著增大、熔深減小，必須采用脈沖調(diào)制或氣流吹除的損失顯著增大、熔深減小，必須采用脈沖調(diào)制或氣流吹除的辦法來排除這一影響，保證焊接過程的順利進行。連續(xù)激光辦法來排除這一影響，保證焊接過程的順利進行。連續(xù)激光焊可以使用大功率的釔鋁石榴石激光器，但用得最多的還是焊可以使用大功率的釔鋁石榴石激光器，但用得最多的還是CO2CO2激光器，因為激光器，因為CO2CO2激光器的效率更高，功率更大，而且因激光器的效率更高，功率更大，而且因為是連續(xù)穩(wěn)定地輸出，因而可以進行從薄板精密焊到為是連續(xù)穩(wěn)定地輸出，因而可以進行

55、從薄板精密焊到50mm50mm厚厚板深熔焊等各種焊接。板深熔焊等各種焊接。根據(jù)實際作用在工件上的功率密度，激光焊接還可分為熱傳導(dǎo)根據(jù)實際作用在工件上的功率密度，激光焊接還可分為熱傳導(dǎo)焊接焊接( (功率密度功率密度105W/cm2)105W/cm2)和深熔焊接和深熔焊接( (功率密度功率密度105W/Cm2)105W/Cm2)。熱傳導(dǎo)焊接時，工件表面溫度不超過材料的沸點，工件吸收的熱傳導(dǎo)焊接時，工件表面溫度不超過材料的沸點，工件吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎?，通過熱傳導(dǎo)將工件熔化，無小孔效應(yīng)發(fā)生，焊光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎?，通過熱傳導(dǎo)將工件熔化，無小孔效應(yīng)發(fā)生，焊接過程與非熔化極電弧焊相似，熔地形狀近似為半球形

56、。接過程與非熔化極電弧焊相似，熔地形狀近似為半球形。深熔焊接時，金屬表面在光束作用下，溫度迅速上升到沸點，深熔焊接時，金屬表面在光束作用下，溫度迅速上升到沸點，金屬迅速蒸發(fā)形成的蒸汽壓力、反沖力等能克服熔融金屬的表面張金屬迅速蒸發(fā)形成的蒸汽壓力、反沖力等能克服熔融金屬的表面張力以及液體的靜壓力等而形成小孔，激光束可直接深入材料內(nèi)部，力以及液體的靜壓力等而形成小孔，激光束可直接深入材料內(nèi)部，所以也叫小孔型或穿孔型焊所以也叫小孔型或穿孔型焊接，光斑的功率密度更高時，所產(chǎn)接，光斑的功率密度更高時，所產(chǎn)生的小孔能貫穿整個板厚，因而能生的小孔能貫穿整個板厚，因而能獲得深寬比大的焊縫。圖為激光深獲得深寬比

57、大的焊縫。圖為激光深熔焊接示意圖。熔焊接示意圖。激光焊復(fù)合技術(shù)是指將激光焊與其它焊接組合起來的激光焊復(fù)合技術(shù)是指將激光焊與其它焊接組合起來的集約式焊接技術(shù)，它是為了克服單純激光焊的一些不足、集約式焊接技術(shù)，它是為了克服單純激光焊的一些不足、擴展激光焊的應(yīng)用而于近年來發(fā)展起來的一種新的工藝技擴展激光焊的應(yīng)用而于近年來發(fā)展起來的一種新的工藝技術(shù)，其優(yōu)點是能充分發(fā)揮組合中每種焊接方法的優(yōu)點并克術(shù)，其優(yōu)點是能充分發(fā)揮組合中每種焊接方法的優(yōu)點并克服某些不足。服某些不足。單純的激光焊接由于激光束流細小，因此對接頭的間單純的激光焊接由于激光束流細小，因此對接頭的間隙要求比較高（隙要求比較高（0.10mm0.

58、10mm），熔池的搭橋能力較差，同時由），熔池的搭橋能力較差，同時由于反射、等離子云等問題，嚴重影響焊接過程的穩(wěn)定性，于反射、等離子云等問題，嚴重影響焊接過程的穩(wěn)定性，光能利用率低，能量浪費大，嚴重影響了激光焊接應(yīng)用的光能利用率低，能量浪費大，嚴重影響了激光焊接應(yīng)用的進一步擴展，運用激光焊接復(fù)合技術(shù)能夠較好地解決這些進一步擴展，運用激光焊接復(fù)合技術(shù)能夠較好地解決這些問題。近幾年來，激光焊接復(fù)合技術(shù)發(fā)展很快，已應(yīng)用于問題。近幾年來，激光焊接復(fù)合技術(shù)發(fā)展很快，已應(yīng)用于實際生產(chǎn)。實際生產(chǎn)。 激光焊復(fù)合技術(shù)激光焊復(fù)合技術(shù) (1)(1)激光一電弧焊激光一電弧焊 由于母材處于固態(tài)時對激光的吸收率很低，而熔

59、化后可高由于母材處于固態(tài)時對激光的吸收率很低，而熔化后可高 達達5050100%100%。采用激光一電弧焊復(fù)合焊接法時，電弧先將母材。采用激光一電弧焊復(fù)合焊接法時，電弧先將母材熔化，緊接著用激光照射，從而提高母材對激光的吸收率，可熔化，緊接著用激光照射，從而提高母材對激光的吸收率，可 有效地利用激光能量；同時還可穩(wěn)定電弧，增加母材熔深，使有效地利用激光能量；同時還可穩(wěn)定電弧，增加母材熔深，使 焊接速度可成倍提高。焊接速度可成倍提高。 目前，激光焊接復(fù)合技術(shù)主要有以下幾種形式：目前，激光焊接復(fù)合技術(shù)主要有以下幾種形式：(2)(2)激光一高頻焊激光一高頻焊 它是在采用高頻焊管的同時，采用激光對尖劈

60、（形它是在采用高頻焊管的同時，采用激光對尖劈（形 角會合處）進行加熱，從而使尖劈在整個厚度上的加熱角會合處）進行加熱，從而使尖劈在整個厚度上的加熱 更均勻，這樣有利于進一步提高焊管的生產(chǎn)率和質(zhì)量。更均勻，這樣有利于進一步提高焊管的生產(chǎn)率和質(zhì)量。(3)(3)激光激光壓焊壓焊 對薄鋼帶進行激光熔焊時，如果焊接速度大于對薄鋼帶進行激光熔焊時，如果焊接速度大于30m/min30m/min時，往往容易出現(xiàn)缺陷，而采用激光時，往往容易出現(xiàn)缺陷，而采用激光壓焊方法壓焊方法時，兩待焊的薄鋼帶通過導(dǎo)槽形成時，兩待焊的薄鋼帶通過導(dǎo)槽形成6060張角，經(jīng)聚焦的張角，經(jīng)聚焦的激光束照射到兩薄帶之間，在上下兩壓輥的作用