金屬工藝學(xué)— 4-2_其它常用焊接方法)

1、1第二章第二章 其它常用焊接方法其它常用焊接方法2-1 電阻焊電阻焊2-2 摩擦焊摩擦焊2-3 釬焊釬焊2-4 真空電子束焊接真空電子束焊接2-5 激光焊接激光焊接2第一節(jié)第一節(jié) 電阻焊電阻焊電阻焊：電阻焊：利用電流通過(guò)焊件及接利用電流通過(guò)焊件及接觸處產(chǎn)生的電阻熱將焊件觸處產(chǎn)生的電阻熱將焊件局部加局部加熱熱到塑性熔化狀態(tài)，然后在壓力到塑性熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。下形成焊接接頭的焊接方法。 v 利用電流通過(guò)工件焊接處的電利用電流通過(guò)工件焊接處的電阻而產(chǎn)生的熱量對(duì)工件加熱。阻而產(chǎn)生的熱量對(duì)工件加熱。即熱量不是來(lái)源于工件之外，即熱量不是來(lái)源于工件之外，而是而是內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源。

2、v 整個(gè)焊接過(guò)程都是在壓力作用下完成的，即必須整個(gè)焊接過(guò)程都是在壓力作用下完成的，即必須施加壓力施加壓力。v 在焊接處在焊接處不需加任何填充材料不需加任何填充材料，也，也不需任何保護(hù)劑不需任何保護(hù)劑。RtIQ23點(diǎn)焊點(diǎn)焊利用利用柱狀電極柱狀電極加壓通加壓通電，在搭接工件接觸面之間焊電，在搭接工件接觸面之間焊成一個(gè)個(gè)成一個(gè)個(gè)焊點(diǎn)焊點(diǎn)的焊接方法。的焊接方法。一、點(diǎn)焊一、點(diǎn)焊 分流現(xiàn)象分流現(xiàn)象焊完一個(gè)點(diǎn)后，電極將移至另一點(diǎn)進(jìn)行焊接。當(dāng)焊接焊完一個(gè)點(diǎn)后，電極將移至另一點(diǎn)進(jìn)行焊接。當(dāng)焊接下一個(gè)點(diǎn)時(shí)，有一部分電流會(huì)流經(jīng)已焊好的焊點(diǎn)。下一個(gè)點(diǎn)時(shí)，有一部分電流會(huì)流經(jīng)已焊好的焊點(diǎn)。后果后果使焊點(diǎn)使焊點(diǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定

3、質(zhì)量不穩(wěn)定。分流使焊接區(qū)電流密度降低，。分流使焊接區(qū)電流密度降低，可能造成未焊透、焊核形狀畸變等缺陷?？赡茉斐晌春竿?、焊核形狀畸變等缺陷。焊點(diǎn)間距焊點(diǎn)間距：點(diǎn)焊時(shí)相鄰兩焊點(diǎn)的中心距。：點(diǎn)焊時(shí)相鄰兩焊點(diǎn)的中心距。42 2影響點(diǎn)焊質(zhì)量的因素影響點(diǎn)焊質(zhì)量的因素焊接電流、通電時(shí)間、電極壓力及工件表面清理情況。焊接電流、通電時(shí)間、電極壓力及工件表面清理情況。3 3點(diǎn)焊接頭點(diǎn)焊接頭主要適用于厚度為主要適用于厚度為4mm以下的以下的薄板、沖壓結(jié)構(gòu)及線材薄板、沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接，的焊接，每次焊一個(gè)點(diǎn)或一次焊多個(gè)點(diǎn)。每次焊一個(gè)點(diǎn)或一次焊多個(gè)點(diǎn)。目前，點(diǎn)焊已廣泛用于制造汽目前，點(diǎn)焊已廣泛用于制造汽車(chē)、車(chē)廂、飛機(jī)

4、等薄壁結(jié)構(gòu)以車(chē)、車(chē)廂、飛機(jī)等薄壁結(jié)構(gòu)以及罩殼和輕工、生活用品等。及罩殼和輕工、生活用品等。4 4應(yīng)用應(yīng)用5二、二、縫焊縫焊縫焊類(lèi)似于縫焊類(lèi)似于連續(xù)點(diǎn)焊連續(xù)點(diǎn)焊。點(diǎn)焊的柱狀電極點(diǎn)焊的柱狀電極旋轉(zhuǎn)的滾盤(pán)狀電極旋轉(zhuǎn)的滾盤(pán)狀電極焊點(diǎn)焊點(diǎn)焊縫焊縫v 縫焊時(shí)，焊點(diǎn)相互重疊縫焊時(shí)，焊點(diǎn)相互重疊50以上，密封以上，密封性好。主要用于制造要求性好。主要用于制造要求密封性密封性的薄壁的薄壁結(jié)構(gòu)。如油箱、小型容器與管道等。結(jié)構(gòu)。如油箱、小型容器與管道等。v 縫焊的縫焊的分流現(xiàn)象嚴(yán)重分流現(xiàn)象嚴(yán)重，焊接相同厚度的工件時(shí)，焊接，焊接相同厚度的工件時(shí)，焊接電流約為點(diǎn)焊的電流約為點(diǎn)焊的1.52倍。因此要使用大功率焊機(jī)。倍。因

5、此要使用大功率焊機(jī)。v 縫焊只適用于厚度縫焊只適用于厚度3mm以下的以下的薄板薄板結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。6三、對(duì)焊三、對(duì)焊利用利用電阻熱電阻熱使兩個(gè)工件在整個(gè)接觸面上焊接起來(lái)的一種方法。使兩個(gè)工件在整個(gè)接觸面上焊接起來(lái)的一種方法。1.1.電阻對(duì)焊：電阻對(duì)焊：用夾具將兩焊件用夾具將兩焊件夾緊，并使之夾緊，并使之端面相互擠緊端面相互擠緊，然后然后通電加熱通電加熱，當(dāng)焊件端面加，當(dāng)焊件端面加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，斷電并加大熱至塑性狀態(tài)時(shí)，斷電并加大壓力進(jìn)行頂鍛，直至兩焊件冷壓力進(jìn)行頂鍛，直至兩焊件冷卻結(jié)晶而形成牢固的對(duì)接接頭。卻結(jié)晶而形成牢固的對(duì)接接頭。 電阻對(duì)焊一般只用于焊接截面形電阻對(duì)焊一般只用于焊接截面形狀簡(jiǎn)

6、單、直徑狀簡(jiǎn)單、直徑( (或邊長(zhǎng)或邊長(zhǎng)) )小于小于20 mm和強(qiáng)度要求不高和強(qiáng)度要求不高的工件。的工件。7用夾具將兩焊件夾緊并用夾具將兩焊件夾緊并通電通電，然后使兩焊件緩慢靠攏并，然后使兩焊件緩慢靠攏并輕微輕微接觸接觸，因端面?zhèn)€別點(diǎn)的接觸而形成噴射狀火花，加熱至一定，因端面?zhèn)€別點(diǎn)的接觸而形成噴射狀火花，加熱至一定溫度時(shí)，斷電進(jìn)行迅速頂鍛，最后在壓力作用下冷卻結(jié)晶而溫度時(shí)，斷電進(jìn)行迅速頂鍛，最后在壓力作用下冷卻結(jié)晶而形成牢固接頭。形成牢固接頭。 v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：接頭中夾渣少，質(zhì)量好，強(qiáng)度高。接頭中夾渣少，質(zhì)量好，強(qiáng)度高。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：金屬損耗較大，閃光火花易玷污其它設(shè)備與環(huán)金屬損耗較大，閃光火花

7、易玷污其它設(shè)備與環(huán)境，接頭處焊后有毛刺需要加工清理。境，接頭處焊后有毛刺需要加工清理。v應(yīng)用：應(yīng)用： 常用于對(duì)常用于對(duì)重要工件重要工件的焊接?？珊赶嗤饘偌部珊傅暮附??？珊赶嗤饘偌?，也可焊接一些異種金屬。被焊工件直徑可小到接一些異種金屬。被焊工件直徑可小到0.01mm的金屬的金屬絲，也可以是斷面大到絲，也可以是斷面大到20000mm2的金屬棒和金屬型材。的金屬棒和金屬型材。2.2.閃光對(duì)焊：閃光對(duì)焊：83.3.對(duì)焊接頭：對(duì)焊接頭：焊件斷面應(yīng)盡量相同。圓棒直徑、方鋼邊長(zhǎng)和焊件斷面應(yīng)盡量相同。圓棒直徑、方鋼邊長(zhǎng)和管子壁厚之差均不應(yīng)超過(guò)管子壁厚之差均不應(yīng)超過(guò)25。返返 回回9摩擦焊：摩擦焊：利

8、用工件間利用工件間相互摩擦產(chǎn)生相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時(shí)的熱量，同時(shí)加壓加壓而進(jìn)而進(jìn)行焊接的方法。行焊接的方法。第二節(jié)第二節(jié) 摩擦焊摩擦焊 先將兩焊件夾在焊機(jī)上，加一先將兩焊件夾在焊機(jī)上，加一定壓力使焊件緊密接觸。然后焊件定壓力使焊件緊密接觸。然后焊件1 1作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使焊件接觸面作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使焊件接觸面相對(duì)摩相對(duì)摩擦擦產(chǎn)生熱量，待工件端面被加熱到產(chǎn)生熱量，待工件端面被加熱到高溫塑性狀態(tài)時(shí)，利用高溫塑性狀態(tài)時(shí)，利用剎車(chē)剎車(chē)裝置使裝置使焊件焊件1驟然停止旋轉(zhuǎn)，并在焊件驟然停止旋轉(zhuǎn)，并在焊件2的的端面端面加大壓力加大壓力使兩焊件產(chǎn)生塑性變使兩焊件產(chǎn)生塑性變形而焊接起來(lái)。形而焊接起來(lái)。1 1摩擦焊過(guò)程

9、摩擦焊過(guò)程10v 在摩擦焊過(guò)程中，焊件接觸表面的氧化膜與雜質(zhì)被清在摩擦焊過(guò)程中，焊件接觸表面的氧化膜與雜質(zhì)被清除，因此接頭組織致密，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，除，因此接頭組織致密，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定。v 可焊接的金屬范圍較廣可焊接的金屬范圍較廣，不僅可焊同種金屬，也可以，不僅可焊同種金屬，也可以焊接異種金屬。焊接異種金屬。v 焊接操作簡(jiǎn)單焊接操作簡(jiǎn)單，不需焊接材料，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不需焊接材料，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高。v 電能消耗少電能消耗少( (只有閃光對(duì)焊的只有閃光對(duì)焊的1/101/15) )。v 設(shè)備復(fù)雜設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。，

10、一次性投資大。2 2摩擦焊的特點(diǎn)摩擦焊的特點(diǎn)11摩擦焊接頭一般是摩擦焊接頭一般是等斷面等斷面的，的，特殊情況下也可以是不等斷面特殊情況下也可以是不等斷面的。但的。但需要至少有一個(gè)焊件為需要至少有一個(gè)焊件為圓形或管狀。圓形或管狀。3 3摩擦焊的接頭摩擦焊的接頭4 4摩擦焊的應(yīng)用摩擦焊的應(yīng)用 已廣泛用于已廣泛用于圓形工件、棒料及管類(lèi)件圓形工件、棒料及管類(lèi)件的焊的焊接?？珊笇?shí)心焊件的直徑為接?？珊笇?shí)心焊件的直徑為2mm至至100mm。管類(lèi)件外徑最大可達(dá)管類(lèi)件外徑最大可達(dá)150mm。返返 回回12第三節(jié)第三節(jié) 釬焊釬焊釬焊：釬焊：利用利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料熔點(diǎn)比焊件低的釬料作為填充金屬，加熱時(shí)釬作為填

11、充金屬，加熱時(shí)釬料熔化而將焊件連結(jié)起來(lái)的焊接方法。料熔化而將焊件連結(jié)起來(lái)的焊接方法。釬焊過(guò)程：釬焊過(guò)程：將表面清理好的工件以搭接形式裝配在一起，把釬料放在將表面清理好的工件以搭接形式裝配在一起，把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間。當(dāng)工件與釬料被加熱到稍接頭間隙附近或接頭間隙之間。當(dāng)工件與釬料被加熱到稍高于釬料的熔點(diǎn)溫度后，高于釬料的熔點(diǎn)溫度后，釬料熔化，釬料熔化，借助毛細(xì)管作用釬料借助毛細(xì)管作用釬料被吸入并被吸入并充滿(mǎn)固態(tài)工件間隙充滿(mǎn)固態(tài)工件間隙，液態(tài)釬料與工件金屬相互擴(kuò)，液態(tài)釬料與工件金屬相互擴(kuò)散溶解、冷凝后即形成釬焊接頭。散溶解、冷凝后即形成釬焊接頭。分類(lèi)：分類(lèi)：根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊

12、可分為根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊可分為硬釬焊與軟釬硬釬焊與軟釬焊焊兩類(lèi)。兩類(lèi)。13一、硬釬焊一、硬釬焊定義：定義：釬料熔點(diǎn)在釬料熔點(diǎn)在450以上，接頭強(qiáng)度在以上，接頭強(qiáng)度在200MPa以上。以上。釬料：釬料：銅基、銀基和鎳基釬料等。銅基、銀基和鎳基釬料等。應(yīng)用：應(yīng)用：v銀基釬料銀基釬料釬焊的接頭具有較高的強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電性和耐釬焊的接頭具有較高的強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電性和耐蝕性，而且熔點(diǎn)較低，工藝性好。蝕性，而且熔點(diǎn)較低，工藝性好。v鎳鉻合金釬料鎳鉻合金釬料可用于釬焊耐熱的高強(qiáng)度合金與不銹鋼?？捎糜阝F焊耐熱的高強(qiáng)度合金與不銹鋼。v硬釬焊主要用于硬釬焊主要用于受力較大受力較大的鋼鐵和銅合金構(gòu)件的焊接的鋼

13、鐵和銅合金構(gòu)件的焊接( (如如自行車(chē)架、帶鋸鋸條等自行車(chē)架、帶鋸鋸條等) )以及工具、刀具的焊接。以及工具、刀具的焊接。二、軟釬焊二、軟釬焊定義：定義：釬料熔點(diǎn)在釬料熔點(diǎn)在450以下，接頭強(qiáng)度較低，一般不超過(guò)以下，接頭強(qiáng)度較低，一般不超過(guò)70MPa。釬料：釬料：錫鉛合金。錫鉛合金。v 只用于焊接只用于焊接受力不大、工作溫度較低受力不大、工作溫度較低的工件。的工件。v 廣泛用于焊接受力不大的常溫下工作的儀表、導(dǎo)電元廣泛用于焊接受力不大的常溫下工作的儀表、導(dǎo)電元件以及鋼鐵、銅及銅合金等制造的構(gòu)件。件以及鋼鐵、銅及銅合金等制造的構(gòu)件。應(yīng)用：應(yīng)用：14三、釬焊接頭三、釬焊接頭v 接頭形式都采用接頭形式

14、都采用板料搭接板料搭接和和套套件鑲接件鑲接。v 這些接頭都有這些接頭都有較大的釬接面較大的釬接面，以彌補(bǔ)釬料強(qiáng)度低的不足，保以彌補(bǔ)釬料強(qiáng)度低的不足，保證接頭有一定的承載能力。證接頭有一定的承載能力。v 接頭之間應(yīng)有接頭之間應(yīng)有良好的配合和適良好的配合和適當(dāng)?shù)拈g隙當(dāng)?shù)拈g隙。間隙太小，會(huì)影響。間隙太小，會(huì)影響釬料的滲入與濕潤(rùn)，達(dá)不到全釬料的滲入與濕潤(rùn)，達(dá)不到全部焊合。間隙太大，不僅浪費(fèi)部焊合。間隙太大，不僅浪費(fèi)釬料，而且會(huì)降低釬焊接頭強(qiáng)釬料，而且會(huì)降低釬焊接頭強(qiáng)度。度。15四、釬焊焊劑四、釬焊焊劑釬焊時(shí)使用的溶劑，簡(jiǎn)稱(chēng)釬劑。釬焊時(shí)使用的溶劑，簡(jiǎn)稱(chēng)釬劑。v 清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)。清除被

15、焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)。v 改善釬料流入間隙的性能改善釬料流入間隙的性能( (即濕潤(rùn)性即濕潤(rùn)性) )。v 保護(hù)釬料及焊件不被氧化，保護(hù)釬料及焊件不被氧化，釬劑的作用釬劑的作用v 軟釬焊，常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。軟釬焊，常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。v 硬釬焊，主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。硬釬焊，主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。釬劑的種類(lèi)釬劑的種類(lèi)16五、釬焊的特點(diǎn)五、釬焊的特點(diǎn)v 工件加熱溫度較低，工件加熱溫度較低，組織和力學(xué)性能變化很小，組織和力學(xué)性能變化很小，焊接變形小焊接變形小。接。接頭光滑平整工件尺寸精確。頭光滑平整工件尺寸精確。v 可焊接可焊接性能差異很大的性

16、能差異很大的異種金屬異種金屬，對(duì)工件厚度的差別也沒(méi)有嚴(yán)格，對(duì)工件厚度的差別也沒(méi)有嚴(yán)格限制。限制。v 工件整體加熱釬焊時(shí)，可同時(shí)釬焊多條工件整體加熱釬焊時(shí)，可同時(shí)釬焊多條( (甚至上千條甚至上千條) )接縫組成的接縫組成的復(fù)雜形狀構(gòu)件，復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率很高生產(chǎn)率很高。v 設(shè)備簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用少設(shè)備簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用少。v 釬焊的接頭強(qiáng)度較低釬焊的接頭強(qiáng)度較低，尤其是動(dòng)載強(qiáng)度低，允許的工作溫度不高，尤其是動(dòng)載強(qiáng)度低，允許的工作溫度不高，焊前清整要求嚴(yán)格，焊前清整要求嚴(yán)格，釬料價(jià)格較貴釬料價(jià)格較貴。六、釬焊的應(yīng)用六、釬焊的應(yīng)用釬焊主要用于制造釬焊主要用于制造精密儀表、電氣部件、異種金屬構(gòu)件精密儀表、電

17、氣部件、異種金屬構(gòu)件以及某以及某些復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)，如夾層結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)等。也常用于釬焊各些復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)，如夾層結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)等。也常用于釬焊各類(lèi)導(dǎo)線與硬質(zhì)合金刀具。類(lèi)導(dǎo)線與硬質(zhì)合金刀具。返返 回回172 2電子束焊接特點(diǎn)電子束焊接特點(diǎn)v 由于在真空中焊接，由于在真空中焊接，保證了焊縫金屬的高純度保證了焊縫金屬的高純度。v 熱源能量密度大，熔深大，速度快，焊縫深而窄，能單道焊厚件。熱源能量密度大，熔深大，速度快，焊縫深而窄，能單道焊厚件?；旧匣旧喜划a(chǎn)生焊接變形不產(chǎn)生焊接變形。v 厚件也不必開(kāi)坡口，焊接時(shí)一般厚件也不必開(kāi)坡口，焊接時(shí)一般不必另填金屬不必另填金屬。但接頭要加工得。但接頭要加工得平整

18、潔凈。平整潔凈。v 電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且焊接過(guò)程焊接過(guò)程的控制靈活，的控制靈活，適適應(yīng)性強(qiáng)應(yīng)性強(qiáng)。v 設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高。3 3應(yīng)用應(yīng)用主要用于特殊材料和特殊結(jié)構(gòu)以及精密零件的焊接。主要用于特殊材料和特殊結(jié)構(gòu)以及精密零件的焊接。 返返 回回電子束焊：電子束焊：利用加速和聚焦的利用加速和聚焦的電子束電子束轟擊置于轟擊置于真空真空或非真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的一種熔焊方法。中的焊件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的一種熔焊方法。 第四節(jié)第四節(jié) 真空電子束焊接真空電子束焊接18第五節(jié)第五節(jié) 激光焊接激光焊接激光焊：激光焊：以聚焦的以聚焦的激光束激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的一種熔焊方法。行焊接的一種熔焊方法。 應(yīng)用：特別適合焊接微型、精密、排列非常應(yīng)用：特別適合焊接微型、精密、排列非常密集和熱敏感密集和熱敏感材料的材料的焊件，已廣泛應(yīng)用于微電子元件的焊接。焊件，已廣泛應(yīng)用于微電子