焊接方法與設(shè)備其他焊接方法與設(shè)備課件

第八章其他焊接方法與設(shè)備焊接方法與設(shè)備高等教育出版社第八章其他焊接方法與設(shè)備焊接方法與設(shè)備高等教育出版社1目錄第一節(jié)釬焊第二節(jié)高能密度函第三節(jié)電渣焊第四節(jié)摩擦焊第五節(jié)

擴(kuò)散焊第六節(jié)

超聲波焊第七節(jié)

爆炸焊目錄第一節(jié)釬焊第二節(jié)高能密度函第三節(jié)電渣焊第四節(jié)摩擦2第一節(jié)釬焊焊接方法與設(shè)備第一節(jié)釬焊焊接方法與設(shè)備3釬焊是現(xiàn)代焊接技術(shù)的三大主要組成部分之一。釬焊技術(shù)已有幾千年的歷史，但是在很長的歷史時期中，釬焊技術(shù)沒有得到較大的發(fā)展，直到２０世紀(jì)３０年代，釬焊技術(shù)才有了較快的發(fā)展。一、釬焊的原理及特點(diǎn)1．釬焊的原理釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散而實現(xiàn)連接焊件的方法。釬焊是現(xiàn)代焊接技術(shù)的三大主要組成部分之一。釬焊技術(shù)已有幾千年優(yōu)點(diǎn)釬焊接頭平整光滑，外形美觀，適合于精密、復(fù)雜工件的焊接；焊件變形小，尤其是對焊件采用整體均勻加熱的釬焊方法；釬焊加熱溫度較低，對母材組織和性能影響較??；可以一次完成多個零件的連接，生產(chǎn)率高；可以連接不同的金屬以及金屬與非金屬。缺點(diǎn)釬焊接頭強(qiáng)度低，耐高溫能力差；釬焊的裝配要求高，間隙一般要求在0.01~0.1ｍｍ的范圍內(nèi)；釬焊的接頭形式以搭接為主，增加了結(jié)構(gòu)重量。1．釬焊的特點(diǎn)一、釬焊的原理及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)釬焊接頭平整光滑，外形美觀，適合于精密、復(fù)雜工件的焊接；各種釬焊方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍二、釬焊方法釬焊方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用烙鐵釬焊設(shè)備簡單、靈活，適用微細(xì)釬焊需使用釬劑軟釬焊，釬焊小件火焰釬焊設(shè)備簡單、靈活性好控制溫度困難，操作要求高釬焊小件鹽浴釬焊加熱快，能精確控制溫度設(shè)備費(fèi)用高，焊后需仔細(xì)清洗用于批量生產(chǎn)電阻釬焊加熱快，生產(chǎn)率高，成本低控溫困難，工件形狀、尺寸受限制釬焊小件感應(yīng)釬焊加熱快，釬焊質(zhì)量好溫度不能精確控制，工件形狀受限批量釬焊小件保護(hù)氣體爐中釬焊能精確控制溫度，加熱均勻，變形小，一般不用釬劑，質(zhì)量高設(shè)備費(fèi)用較高，加熱慢，釬焊的工件不宜含大量揮發(fā)元素大小件的批量生產(chǎn)多釬縫工件的釬焊真空爐中釬焊同上設(shè)備費(fèi)用高，釬料和工件不宜含較多的易揮發(fā)元素重要工件各種釬焊方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍二、釬焊方法釬焊方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)三、釬焊種類及焊接材料軟釬料多用于電子和食品工業(yè)中導(dǎo)電、氣密和水密器件的焊接。以錫鉛合金作為釬料最為常用。軟釬料一般需要用釬劑，以清除氧化膜，改善釬料的潤濕性能。釬劑種類很多，電子工業(yè)中多用松香酒精溶液軟釬劑，這種釬劑焊后的殘渣對工件無腐蝕作用，稱為無腐蝕性釬劑。硬釬料硬釬料種類繁多，以鋁、銀、銅、錳和鎳為基的釬料應(yīng)用最廣。鋁基釬料常用于鋁制品釬焊。銀基、銅基釬料常用于銅、鐵零件的釬焊。錳基和鎳基釬料多用來焊接在高溫下工作的不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金等零件。三、釬焊種類及焊接材料軟釬料硬釬料四、釬焊應(yīng)用釬焊應(yīng)用領(lǐng)域很多。在國防和尖端技術(shù)部門中，如噴氣發(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、原子能設(shè)備制造中都大量采用釬焊技術(shù)。四、釬焊應(yīng)用釬焊應(yīng)用領(lǐng)域很多。在國防和尖端技術(shù)部門中，如噴氣第二節(jié)高能密度焊焊接方法與設(shè)備第二節(jié)高能密度焊焊接方法與設(shè)備9一、電子束焊1．電子束焊的原理電子束焊是利用電子槍產(chǎn)生的電子束流，在強(qiáng)電場的作用下以極高的速度撞擊焊件表面，把部分動能轉(zhuǎn)化成熱能使焊件熔化而形成焊縫的一種工藝方法一、電子束焊1．電子束焊的原理優(yōu)點(diǎn)功率密度高焊縫深寬比大焊接金屬純度高工藝適應(yīng)性強(qiáng)缺點(diǎn)設(shè)備比較復(fù)雜，價格較高。對接頭加工、裝配要求嚴(yán)格。真空電子束焊接時，被焊件尺寸受限。電子束易輕受雜散電磁場的干擾。產(chǎn)生Ｘ射線，對人體健康有危害。2．電子束焊的特點(diǎn)一、電子束焊優(yōu)點(diǎn)功率密度高缺點(diǎn)設(shè)備比較復(fù)雜，價格較高。2．電子束焊的特點(diǎn)根據(jù)被焊工件所處環(huán)境的真空度高真空電子束焊低真空電子束焊非真空電子束焊高壓電子束焊中壓電子束焊低壓電子束焊根據(jù)電子束焊機(jī)加速電壓高低一、電子束焊3．電子束焊的分類根據(jù)被焊工件所處環(huán)境的真空度高真空電子束焊高壓電子束焊根據(jù)電一、電子束焊4．電子束焊的應(yīng)用電子束焊可用于焊接低合金鋼、有色金屬、難熔金屬、復(fù)合材料、異種材料等，薄板、厚板均可。特別適用于焊接厚件及要求變形很小的焊件、真空中使用器件、精密微型器件等。近年來我國在汽車制造、電子和儀表工業(yè)中都應(yīng)用了電子束焊。一、電子束焊4．電子束焊的應(yīng)用二、激光焊1．激光焊特點(diǎn)激光焊是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的焊接技術(shù)，它以高能量密度的激光作為熱源，對金屬進(jìn)行熔化形成焊接接頭。二、激光焊1．激光焊特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)激光束能量密度大,焊件尺寸精度高?？蛇M(jìn)行深熔焊接可以焊接常規(guī)焊接方法難以焊接的材料可進(jìn)行遠(yuǎn)距離或一些難接近部位的焊接?？梢栽诳諝庵泻附佑猩饘?，而不需外加保護(hù)氣體可焊接磁性材料。一臺激光器可完成焊接、切割、合金化和熱處理等多種工作。2．激光焊的特點(diǎn)一、激光焊優(yōu)點(diǎn)激光束能量密度大,焊件尺寸精度高。2．激光焊的特點(diǎn)一、激二、激光焊2．激光焊設(shè)備整套的激光焊設(shè)備主要包括激光器、光束檢測儀、光學(xué)偏轉(zhuǎn)聚焦系統(tǒng)、工作臺（或?qū)Ｓ煤笝C(jī)）和控制系統(tǒng)。激光加工設(shè)備１—激光器；２—光束檢測儀；３—偏轉(zhuǎn)聚焦系統(tǒng)；４—工作臺；５—控制系統(tǒng)二、激光焊2．激光焊設(shè)備激光加工設(shè)備１—激光器；二、激光焊3.激光焊新技術(shù)———激光－MIG復(fù)合焊當(dāng)采用激光－MIG復(fù)合焊時，能充分發(fā)揮每種焊接方法的優(yōu)點(diǎn)，并克服某些不足。由于激光與MIG焊復(fù)合，熔池寬度增加，使得裝配要求降低，焊縫跟蹤容易。激光－MIG復(fù)合焊原理圖１—激光產(chǎn)生的金屬蒸氣；２—激光束；３—電極；４—電?。唬怠刍瘏^(qū)；６—焊件；７—蒸氣孔洞；８—等離子弧區(qū)二、激光焊3.激光焊新技術(shù)———激光－MIG復(fù)合焊激光－二、激光焊4．激光焊的應(yīng)用激光焊可以焊接低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼及銅、鎳、鈦合金等；異種金屬以及非金屬材料（如陶瓷、有機(jī)玻璃等）；目前主要用于電子儀表、航空、航天、原子核反應(yīng)堆等領(lǐng)域。二、激光焊4．激光焊的應(yīng)用第三節(jié)電渣焊焊接方法與設(shè)備第三節(jié)電渣焊焊接方法與設(shè)備19一、電渣焊原理利用電流通過液態(tài)熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱為熱源進(jìn)行焊接的方法。電渣焊原理示意圖一、電渣焊原理利用電流通過液態(tài)熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱為熱源進(jìn)行優(yōu)點(diǎn)1．焊接生產(chǎn)率高2．焊接成本低3．焊縫中氣孔與夾渣少4．焊縫金屬化學(xué)成分易調(diào)整5．焊接接頭的沖擊韌性低6．電渣焊過程要求連續(xù)進(jìn)行。與一般電弧焊相比，電渣焊具有以下特點(diǎn)：二、電渣焊特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1．焊接生產(chǎn)率高與一般電弧焊相比，電渣焊具有以下特點(diǎn)：二三、電渣焊的分類1．絲極電渣焊絲極電渣焊是應(yīng)用得最早、最多的一種電渣焊方法。它利用不斷送進(jìn)的焊絲作為熔化電極（填充金屬）。2．板極電渣焊板極電渣焊是用金屬板條作為熔化電極，根據(jù)焊件厚度不同，板極電渣焊可采用一塊或數(shù)塊板極進(jìn)行焊接。三、電渣焊的分類1．絲極電渣焊三、電渣焊的分類3．熔嘴電渣焊熔嘴電渣焊是利用不斷送進(jìn)的焊絲和固定于焊件裝配間隙并與焊件絕緣的熔嘴共同作為填充金屬的電渣焊方法。4．管極電渣焊管極電渣焊又稱管狀熔嘴電渣焊，它的基本原理與熔嘴電渣焊相同，管極電渣焊用一根在外表面涂有藥皮的無縫鋼管充當(dāng)熔嘴。三、電渣焊的分類3．熔嘴電渣焊四、電渣焊應(yīng)用電渣焊適用于焊接厚度較大的焊件，難于采用埋弧焊或氣電立焊的某些曲線或曲面焊縫，由于現(xiàn)場施工或起重設(shè)備的限制必須在垂直位置焊接的焊縫以及大面積的堆焊，某些焊接性較差的金屬如高碳鋼、鑄鐵的焊接等。四、電渣焊應(yīng)用電渣焊適用于焊接厚度較大的焊件，難于采用埋弧焊第四節(jié)摩擦焊焊接方法與設(shè)備第四節(jié)摩擦焊焊接方法與設(shè)備25一、摩擦焊的原理及特點(diǎn)摩擦焊是利用焊件接觸端面相對運(yùn)動中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。普通摩擦焊接過程示意圖一、摩擦焊的原理及特點(diǎn)摩擦焊是利用焊件接觸端面相對運(yùn)動中相互優(yōu)點(diǎn)接合表面的清潔度不像電阻對焊時那么重要更適于焊接異種金屬。大批量生產(chǎn)，易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。生產(chǎn)率非常高電功率和總能量消耗比其他焊接方法小工作場地衛(wèi)生，沒火花、弧光、飛濺及有害氣體或煙塵缺點(diǎn)工件的形狀和尺寸受到限制最大焊接的截面僅為200cm2摩擦焊機(jī)的一次性投資較大2．摩擦焊的特點(diǎn)一、摩擦焊的原理及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)接合表面的清潔度不像電阻對焊時那么重要缺點(diǎn)工件的形狀和尺優(yōu)點(diǎn)摩擦焊按焊件相對摩擦運(yùn)動的軌跡分類有旋轉(zhuǎn)式摩擦焊和軌道式摩擦焊兩類。二、摩擦焊的分類軌道式摩擦焊示意圖優(yōu)點(diǎn)摩擦焊按焊件相對摩擦運(yùn)動的軌跡分類有旋轉(zhuǎn)式摩擦焊和軌道式優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—普通型一個焊件旋轉(zhuǎn)而另一焊件保持不轉(zhuǎn)動，是最常見的一種。二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—兩焊件異向旋轉(zhuǎn)型兩焊件都旋轉(zhuǎn)，但方向相反，適用于焊接小直徑焊件，這種小直徑焊接需要很高的相對轉(zhuǎn)速。優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—普通型二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—兩焊件異向優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—中間件旋轉(zhuǎn)型此法適用于焊接兩根很長的焊件或焊件可能是長焊件或焊件的形狀難于旋轉(zhuǎn)的場合。二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—焊件在中間兩頭同向旋轉(zhuǎn)型兩旋轉(zhuǎn)的焊件頂向中間靜止的焊件上。優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—中間件旋轉(zhuǎn)型二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—焊件優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—徑向摩擦焊型焊接時，焊件靜止，圓環(huán)高速旋轉(zhuǎn)并向兩管端加徑向摩擦壓力。二、摩擦焊的分類優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—徑向摩擦焊型二、摩擦焊的分類三、摩擦焊應(yīng)用摩擦焊已在各工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。刀具制造業(yè)：鉆頭、立銑刀、絲錐、鉸刀、拉刀等機(jī)器制造業(yè)：軸類零件、管子、螺桿、頂桿、拉桿、撥叉等汽車、拖拉機(jī)制造業(yè)：半軸、齒輪軸、柴油機(jī)增壓器葉等鍋爐制造中蛇形管對接石油化工行業(yè)中石油鉆桿、管道閥門制造中的高壓閥門的閥體焊接電工行業(yè)銅－鋁接線端子焊接輕工紡織機(jī)械中的小型軸類、輥類、管類零件自行車零件的制造，如漲閘的摩擦焊等三、摩擦焊應(yīng)用摩擦焊已在各工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊1．?dāng)嚢枘Σ梁傅脑頂嚢枘Σ梁甘抢脦в刑厥庑螤畹挠操|(zhì)攪拌指棒的攪拌頭旋轉(zhuǎn)著插入被焊接頭，與被焊金屬摩擦生熱，通過攪拌摩擦，同時結(jié)合攪拌頭對焊縫金屬的擠壓，使接頭金屬處于塑性狀態(tài)，攪拌指棒邊旋轉(zhuǎn)邊沿著焊接方向向前移動，形成致密的金屬間結(jié)合，實現(xiàn)材料的連接。１—攪拌頭前沿；２—攪拌針；３—攪拌頭后沿；４—焊縫；５—細(xì)肩攪拌摩擦焊原理圖四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊1．?dāng)嚢枘Σ梁傅脑恚薄獢噧?yōu)點(diǎn)１）攪拌摩擦焊是一種高效、節(jié)能的連接方法。２）焊接過程中母材不熔化。３）適用于熱敏感性很強(qiáng)及不同制造狀態(tài)材料的焊接４）接頭無變形或變形很小。５）焊縫組織晶粒細(xì)化，接頭力學(xué)性能優(yōu)良。６）易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化。７）攪拌摩擦焊是一種安全的焊接方法。2．?dāng)嚢枘Σ梁傅奶攸c(diǎn)四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊優(yōu)點(diǎn)１）攪拌摩擦焊是一種高效、節(jié)能的連接方法。2．?dāng)嚢枘Σ羻栴}１）焊縫無增高。２）需要對焊縫施加大的壓力，限制了在機(jī)器人等設(shè)備上的應(yīng)用。３）必要時，焊接工藝上需要添加“引弧板或引出板”。４）被焊零件需要有一定的結(jié)構(gòu)剛性或被牢固固定來實現(xiàn)焊接；在焊縫背

面必須加一耐摩擦力的墊板。５）必須對接頭的錯邊量及間隙大小嚴(yán)加控制。６）目前只限于對輕金屬及其合金的焊接。2．?dāng)嚢枘Σ梁傅奶攸c(diǎn)四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊問題１）焊縫無增高。2．?dāng)嚢枘Σ梁傅奶攸c(diǎn)四、摩擦焊的新發(fā)展四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊的應(yīng)用我國于2002年引進(jìn)，目前已在航空航天、船舶、高速列車等和輕型結(jié)構(gòu)上得到成功的應(yīng)用。船舶制造和海洋工業(yè)是攪拌摩擦焊首先獲得應(yīng)用的領(lǐng)域，主要應(yīng)用于船舶零部件的焊接，如甲板、側(cè)板、防水壁板和地板，還有船體外殼和主體結(jié)構(gòu)件等。四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊的應(yīng)用第五節(jié)擴(kuò)散焊焊接方法與設(shè)備第五節(jié)擴(kuò)散焊焊接方法與設(shè)備37特點(diǎn)焊接溫度一般為0.4~0.8倍的母材熔化溫度，因此排除了由于熔化給母材帶來的影響可焊接不同種類的材料可焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、封閉型焊縫，厚薄相差懸殊，要求精度高的各種工件根據(jù)需要可使接頭的成分、組織和母材均勻化，使接頭的性能與母材相同一、擴(kuò)散焊的特點(diǎn)接頭質(zhì)量好；零部件變形?。豢梢淮涡院附佣鄠€接頭；可焊接大斷面接頭；可焊接其他焊接方法難于焊接的材料。對零件待焊表面的制備和裝配的要求較高；焊接熱循環(huán)時間長，生產(chǎn)率低；設(shè)備一次性投資較大，而焊接工件的尺寸受到設(shè)備的限制；無可靠的無損檢測手段。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)特點(diǎn)焊接溫度一般為0.4~0.8倍的母材熔化溫度，因此排除了二、擴(kuò)散焊應(yīng)用擴(kuò)散焊很適于焊接特殊的材料或特殊的結(jié)構(gòu)，這樣的材料和結(jié)構(gòu)在宇航、核能、電子工業(yè)中很多，因而擴(kuò)散焊在這些部門中應(yīng)用廣泛。鈦合金具有耐腐蝕、比強(qiáng)度高的特點(diǎn)，因而在飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等飛行器的結(jié)構(gòu)中被大量采用。利用擴(kuò)散焊可以制成鋁熱交換器、太陽能熱水器、電冰箱蒸發(fā)器等。擴(kuò)散焊可以焊接多種耐熱鋼和耐熱合金，可制成高效率燃?xì)廨啓C(jī)的高壓燃燒室、發(fā)動機(jī)葉片、導(dǎo)向葉片和輪盤等。用擴(kuò)散焊可將陶瓷、石墨、石英、玻璃等非金屬材料與金屬焊接。例如鈉離子導(dǎo)電體玻璃與鋁箔或鋁絲焊接成電子工業(yè)元件等。二、擴(kuò)散焊應(yīng)用擴(kuò)散焊很適于焊接特殊的材料或特殊的結(jié)構(gòu)，這樣的第六節(jié)超聲波焊焊接方法與設(shè)備第六節(jié)超聲波焊焊接方法與設(shè)備40一、超聲波焊的原理及特點(diǎn)1．工作原理超聲波焊工作原理１—發(fā)生器；２—換能器；３—聚能器；４—耦合桿；５—上聲極；６—工件；７—下聲極；A1、A2—振幅分布；I—發(fā)生器饋電流；F—靜壓力；v1、v2—振動方向一、超聲波焊的原理及特點(diǎn)1．工作原理超聲波焊工作原理１—發(fā)生特點(diǎn)１）能實現(xiàn)同種金屬、異種金屬、金屬與非金屬以及塑料之間的焊接。２）不會對半導(dǎo)體等材料引起高溫污染及損傷。３）容易焊接高熱導(dǎo)率及高電導(dǎo)率的材料。４）耗用功率小。焊接變形。焊點(diǎn)強(qiáng)度及強(qiáng)度穩(wěn)定性高５）對表面的清潔度要求不高，允許少量的氧化膜及油污等存在。６）主要缺點(diǎn)就是焊接所需功率隨工件厚度及硬度的提高呈指數(shù)劇增，因

而只限用于絲、箔、片等薄件焊接。2．超聲波焊的特點(diǎn)一、超聲波焊的原理及特點(diǎn)特點(diǎn)１）能實現(xiàn)同種金屬、異種金屬、金屬與非金屬以及塑料之間二、應(yīng)用1．電子工業(yè)主要用于微電子器件的連接。2．電器工業(yè)超聲波能有效地焊接各種電接頭，對零件沒有污染，也不產(chǎn)生熱變形。3．包裝工業(yè)超聲波焊廣泛用于封裝業(yè)務(wù)，從輕箔小包裝到密封管殼。4．塑料工業(yè)塑料的焊接，金屬與塑料的連接及聚酯織物的縫紉等。5．其他應(yīng)用是箔材軋制廠中用以連接零件或任意長度薄板的工藝方法。二、應(yīng)用1．電子工業(yè)第七節(jié)爆炸焊焊接方法與設(shè)備第七節(jié)爆炸焊焊接方法與設(shè)備44一、爆炸焊的原理及特點(diǎn)1．爆炸焊的原理復(fù)合板的爆炸焊工藝安裝示意圖１—雷管；２—炸藥；３—復(fù)板；４—基板；５—基礎(chǔ)（地面）；α—安裝角；h—間隙一、爆炸焊的原理及特點(diǎn)1．爆炸焊的原理復(fù)合板的爆炸焊工藝安裝優(yōu)點(diǎn)不僅在同種金屬而且在異種金屬之間可形成一種高強(qiáng)度的冶金結(jié)合焊縫。可以焊接尺寸范圍很寬的各種零件。爆炸焊工藝比較簡單，不需復(fù)雜設(shè)備，投資少，應(yīng)用方便。不需填充金屬，結(jié)構(gòu)設(shè)計采用復(fù)合板可以節(jié)約貴重稀缺金屬。焊接表面不需要繁重的清理，只需去除厚的氧化物、氧化皮、油污。缺點(diǎn)被焊材料必須有足夠的韌性和抗沖擊能力以承受爆炸力和碰撞。一般只用于平面或柱面結(jié)構(gòu)的焊接。復(fù)雜形狀的構(gòu)件受到限制。大多在野外作業(yè)、機(jī)械化程度低、勞動條件差，亦受氣候條件限制。爆炸時，產(chǎn)生噪聲和氣浪，對周圍有一定影響。2．爆炸焊的特點(diǎn)一、爆炸焊的原理及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)不僅在同種金屬而且在異種金屬之間可形成一種高強(qiáng)度的冶金結(jié)爆炸焊被廣泛應(yīng)用于石油、化工、造船、原子能、宇航、冶金、運(yùn)輸和機(jī)械制造等工業(yè)部門。在具體應(yīng)用上可以用于金屬包覆，使其表面具有某種特殊性能，也可以用于制造各種過渡接頭，使其具有優(yōu)良的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能或耐蝕性能等。二、爆炸焊應(yīng)用爆炸焊被廣泛應(yīng)用于石油、化工、造船、原子能、宇航、冶金、運(yùn)輸謝謝聆聽焊接方法與設(shè)備高等教育出版社謝謝聆聽焊接方法與設(shè)備高等教育出版社48第八章其他焊接方法與設(shè)備焊接方法與設(shè)備高等教育出版社第八章其他焊接方法與設(shè)備焊接方法與設(shè)備高等教育出版社49目錄第一節(jié)釬焊第二節(jié)高能密度函第三節(jié)電渣焊第四節(jié)摩擦焊第五節(jié)

擴(kuò)散焊第六節(jié)

超聲波焊第七節(jié)

爆炸焊目錄第一節(jié)釬焊第二節(jié)高能密度函第三節(jié)電渣焊第四節(jié)摩擦50第一節(jié)釬焊焊接方法與設(shè)備第一節(jié)釬焊焊接方法與設(shè)備51釬焊是現(xiàn)代焊接技術(shù)的三大主要組成部分之一。釬焊技術(shù)已有幾千年的歷史，但是在很長的歷史時期中，釬焊技術(shù)沒有得到較大的發(fā)展，直到２０世紀(jì)３０年代，釬焊技術(shù)才有了較快的發(fā)展。一、釬焊的原理及特點(diǎn)1．釬焊的原理釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散而實現(xiàn)連接焊件的方法。釬焊是現(xiàn)代焊接技術(shù)的三大主要組成部分之一。釬焊技術(shù)已有幾千年優(yōu)點(diǎn)釬焊接頭平整光滑，外形美觀，適合于精密、復(fù)雜工件的焊接；焊件變形小，尤其是對焊件采用整體均勻加熱的釬焊方法；釬焊加熱溫度較低，對母材組織和性能影響較??；可以一次完成多個零件的連接，生產(chǎn)率高；可以連接不同的金屬以及金屬與非金屬。缺點(diǎn)釬焊接頭強(qiáng)度低，耐高溫能力差；釬焊的裝配要求高，間隙一般要求在0.01~0.1ｍｍ的范圍內(nèi)；釬焊的接頭形式以搭接為主，增加了結(jié)構(gòu)重量。1．釬焊的特點(diǎn)一、釬焊的原理及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)釬焊接頭平整光滑，外形美觀，適合于精密、復(fù)雜工件的焊接；各種釬焊方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍二、釬焊方法釬焊方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用烙鐵釬焊設(shè)備簡單、靈活，適用微細(xì)釬焊需使用釬劑軟釬焊，釬焊小件火焰釬焊設(shè)備簡單、靈活性好控制溫度困難，操作要求高釬焊小件鹽浴釬焊加熱快，能精確控制溫度設(shè)備費(fèi)用高，焊后需仔細(xì)清洗用于批量生產(chǎn)電阻釬焊加熱快，生產(chǎn)率高，成本低控溫困難，工件形狀、尺寸受限制釬焊小件感應(yīng)釬焊加熱快，釬焊質(zhì)量好溫度不能精確控制，工件形狀受限批量釬焊小件保護(hù)氣體爐中釬焊能精確控制溫度，加熱均勻，變形小，一般不用釬劑，質(zhì)量高設(shè)備費(fèi)用較高，加熱慢，釬焊的工件不宜含大量揮發(fā)元素大小件的批量生產(chǎn)多釬縫工件的釬焊真空爐中釬焊同上設(shè)備費(fèi)用高，釬料和工件不宜含較多的易揮發(fā)元素重要工件各種釬焊方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍二、釬焊方法釬焊方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)三、釬焊種類及焊接材料軟釬料多用于電子和食品工業(yè)中導(dǎo)電、氣密和水密器件的焊接。以錫鉛合金作為釬料最為常用。軟釬料一般需要用釬劑，以清除氧化膜，改善釬料的潤濕性能。釬劑種類很多，電子工業(yè)中多用松香酒精溶液軟釬劑，這種釬劑焊后的殘渣對工件無腐蝕作用，稱為無腐蝕性釬劑。硬釬料硬釬料種類繁多，以鋁、銀、銅、錳和鎳為基的釬料應(yīng)用最廣。鋁基釬料常用于鋁制品釬焊。銀基、銅基釬料常用于銅、鐵零件的釬焊。錳基和鎳基釬料多用來焊接在高溫下工作的不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金等零件。三、釬焊種類及焊接材料軟釬料硬釬料四、釬焊應(yīng)用釬焊應(yīng)用領(lǐng)域很多。在國防和尖端技術(shù)部門中，如噴氣發(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、原子能設(shè)備制造中都大量采用釬焊技術(shù)。四、釬焊應(yīng)用釬焊應(yīng)用領(lǐng)域很多。在國防和尖端技術(shù)部門中，如噴氣第二節(jié)高能密度焊焊接方法與設(shè)備第二節(jié)高能密度焊焊接方法與設(shè)備57一、電子束焊1．電子束焊的原理電子束焊是利用電子槍產(chǎn)生的電子束流，在強(qiáng)電場的作用下以極高的速度撞擊焊件表面，把部分動能轉(zhuǎn)化成熱能使焊件熔化而形成焊縫的一種工藝方法一、電子束焊1．電子束焊的原理優(yōu)點(diǎn)功率密度高焊縫深寬比大焊接金屬純度高工藝適應(yīng)性強(qiáng)缺點(diǎn)設(shè)備比較復(fù)雜，價格較高。對接頭加工、裝配要求嚴(yán)格。真空電子束焊接時，被焊件尺寸受限。電子束易輕受雜散電磁場的干擾。產(chǎn)生Ｘ射線，對人體健康有危害。2．電子束焊的特點(diǎn)一、電子束焊優(yōu)點(diǎn)功率密度高缺點(diǎn)設(shè)備比較復(fù)雜，價格較高。2．電子束焊的特點(diǎn)根據(jù)被焊工件所處環(huán)境的真空度高真空電子束焊低真空電子束焊非真空電子束焊高壓電子束焊中壓電子束焊低壓電子束焊根據(jù)電子束焊機(jī)加速電壓高低一、電子束焊3．電子束焊的分類根據(jù)被焊工件所處環(huán)境的真空度高真空電子束焊高壓電子束焊根據(jù)電一、電子束焊4．電子束焊的應(yīng)用電子束焊可用于焊接低合金鋼、有色金屬、難熔金屬、復(fù)合材料、異種材料等，薄板、厚板均可。特別適用于焊接厚件及要求變形很小的焊件、真空中使用器件、精密微型器件等。近年來我國在汽車制造、電子和儀表工業(yè)中都應(yīng)用了電子束焊。一、電子束焊4．電子束焊的應(yīng)用二、激光焊1．激光焊特點(diǎn)激光焊是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的焊接技術(shù)，它以高能量密度的激光作為熱源，對金屬進(jìn)行熔化形成焊接接頭。二、激光焊1．激光焊特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)激光束能量密度大,焊件尺寸精度高?？蛇M(jìn)行深熔焊接可以焊接常規(guī)焊接方法難以焊接的材料可進(jìn)行遠(yuǎn)距離或一些難接近部位的焊接?？梢栽诳諝庵泻附佑猩饘?，而不需外加保護(hù)氣體可焊接磁性材料。一臺激光器可完成焊接、切割、合金化和熱處理等多種工作。2．激光焊的特點(diǎn)一、激光焊優(yōu)點(diǎn)激光束能量密度大,焊件尺寸精度高。2．激光焊的特點(diǎn)一、激二、激光焊2．激光焊設(shè)備整套的激光焊設(shè)備主要包括激光器、光束檢測儀、光學(xué)偏轉(zhuǎn)聚焦系統(tǒng)、工作臺（或?qū)Ｓ煤笝C(jī)）和控制系統(tǒng)。激光加工設(shè)備１—激光器；２—光束檢測儀；３—偏轉(zhuǎn)聚焦系統(tǒng)；４—工作臺；５—控制系統(tǒng)二、激光焊2．激光焊設(shè)備激光加工設(shè)備１—激光器；二、激光焊3.激光焊新技術(shù)———激光－MIG復(fù)合焊當(dāng)采用激光－MIG復(fù)合焊時，能充分發(fā)揮每種焊接方法的優(yōu)點(diǎn)，并克服某些不足。由于激光與MIG焊復(fù)合，熔池寬度增加，使得裝配要求降低，焊縫跟蹤容易。激光－MIG復(fù)合焊原理圖１—激光產(chǎn)生的金屬蒸氣；２—激光束；３—電極；４—電??；５—熔化區(qū)；６—焊件；７—蒸氣孔洞；８—等離子弧區(qū)二、激光焊3.激光焊新技術(shù)———激光－MIG復(fù)合焊激光－二、激光焊4．激光焊的應(yīng)用激光焊可以焊接低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼及銅、鎳、鈦合金等；異種金屬以及非金屬材料（如陶瓷、有機(jī)玻璃等）；目前主要用于電子儀表、航空、航天、原子核反應(yīng)堆等領(lǐng)域。二、激光焊4．激光焊的應(yīng)用第三節(jié)電渣焊焊接方法與設(shè)備第三節(jié)電渣焊焊接方法與設(shè)備67一、電渣焊原理利用電流通過液態(tài)熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱為熱源進(jìn)行焊接的方法。電渣焊原理示意圖一、電渣焊原理利用電流通過液態(tài)熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱為熱源進(jìn)行優(yōu)點(diǎn)1．焊接生產(chǎn)率高2．焊接成本低3．焊縫中氣孔與夾渣少4．焊縫金屬化學(xué)成分易調(diào)整5．焊接接頭的沖擊韌性低6．電渣焊過程要求連續(xù)進(jìn)行。與一般電弧焊相比，電渣焊具有以下特點(diǎn)：二、電渣焊特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1．焊接生產(chǎn)率高與一般電弧焊相比，電渣焊具有以下特點(diǎn)：二三、電渣焊的分類1．絲極電渣焊絲極電渣焊是應(yīng)用得最早、最多的一種電渣焊方法。它利用不斷送進(jìn)的焊絲作為熔化電極（填充金屬）。2．板極電渣焊板極電渣焊是用金屬板條作為熔化電極，根據(jù)焊件厚度不同，板極電渣焊可采用一塊或數(shù)塊板極進(jìn)行焊接。三、電渣焊的分類1．絲極電渣焊三、電渣焊的分類3．熔嘴電渣焊熔嘴電渣焊是利用不斷送進(jìn)的焊絲和固定于焊件裝配間隙并與焊件絕緣的熔嘴共同作為填充金屬的電渣焊方法。4．管極電渣焊管極電渣焊又稱管狀熔嘴電渣焊，它的基本原理與熔嘴電渣焊相同，管極電渣焊用一根在外表面涂有藥皮的無縫鋼管充當(dāng)熔嘴。三、電渣焊的分類3．熔嘴電渣焊四、電渣焊應(yīng)用電渣焊適用于焊接厚度較大的焊件，難于采用埋弧焊或氣電立焊的某些曲線或曲面焊縫，由于現(xiàn)場施工或起重設(shè)備的限制必須在垂直位置焊接的焊縫以及大面積的堆焊，某些焊接性較差的金屬如高碳鋼、鑄鐵的焊接等。四、電渣焊應(yīng)用電渣焊適用于焊接厚度較大的焊件，難于采用埋弧焊第四節(jié)摩擦焊焊接方法與設(shè)備第四節(jié)摩擦焊焊接方法與設(shè)備73一、摩擦焊的原理及特點(diǎn)摩擦焊是利用焊件接觸端面相對運(yùn)動中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。普通摩擦焊接過程示意圖一、摩擦焊的原理及特點(diǎn)摩擦焊是利用焊件接觸端面相對運(yùn)動中相互優(yōu)點(diǎn)接合表面的清潔度不像電阻對焊時那么重要更適于焊接異種金屬。大批量生產(chǎn)，易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。生產(chǎn)率非常高電功率和總能量消耗比其他焊接方法小工作場地衛(wèi)生，沒火花、弧光、飛濺及有害氣體或煙塵缺點(diǎn)工件的形狀和尺寸受到限制最大焊接的截面僅為200cm2摩擦焊機(jī)的一次性投資較大2．摩擦焊的特點(diǎn)一、摩擦焊的原理及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)接合表面的清潔度不像電阻對焊時那么重要缺點(diǎn)工件的形狀和尺優(yōu)點(diǎn)摩擦焊按焊件相對摩擦運(yùn)動的軌跡分類有旋轉(zhuǎn)式摩擦焊和軌道式摩擦焊兩類。二、摩擦焊的分類軌道式摩擦焊示意圖優(yōu)點(diǎn)摩擦焊按焊件相對摩擦運(yùn)動的軌跡分類有旋轉(zhuǎn)式摩擦焊和軌道式優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—普通型一個焊件旋轉(zhuǎn)而另一焊件保持不轉(zhuǎn)動，是最常見的一種。二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—兩焊件異向旋轉(zhuǎn)型兩焊件都旋轉(zhuǎn)，但方向相反，適用于焊接小直徑焊件，這種小直徑焊接需要很高的相對轉(zhuǎn)速。優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—普通型二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—兩焊件異向優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—中間件旋轉(zhuǎn)型此法適用于焊接兩根很長的焊件或焊件可能是長焊件或焊件的形狀難于旋轉(zhuǎn)的場合。二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—焊件在中間兩頭同向旋轉(zhuǎn)型兩旋轉(zhuǎn)的焊件頂向中間靜止的焊件上。優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—中間件旋轉(zhuǎn)型二、摩擦焊的分類旋轉(zhuǎn)摩擦焊—焊件優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—徑向摩擦焊型焊接時，焊件靜止，圓環(huán)高速旋轉(zhuǎn)并向兩管端加徑向摩擦壓力。二、摩擦焊的分類優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)摩擦焊—徑向摩擦焊型二、摩擦焊的分類三、摩擦焊應(yīng)用摩擦焊已在各工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。刀具制造業(yè)：鉆頭、立銑刀、絲錐、鉸刀、拉刀等機(jī)器制造業(yè)：軸類零件、管子、螺桿、頂桿、拉桿、撥叉等汽車、拖拉機(jī)制造業(yè)：半軸、齒輪軸、柴油機(jī)增壓器葉等鍋爐制造中蛇形管對接石油化工行業(yè)中石油鉆桿、管道閥門制造中的高壓閥門的閥體焊接電工行業(yè)銅－鋁接線端子焊接輕工紡織機(jī)械中的小型軸類、輥類、管類零件自行車零件的制造，如漲閘的摩擦焊等三、摩擦焊應(yīng)用摩擦焊已在各工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊1．?dāng)嚢枘Σ梁傅脑頂嚢枘Σ梁甘抢脦в刑厥庑螤畹挠操|(zhì)攪拌指棒的攪拌頭旋轉(zhuǎn)著插入被焊接頭，與被焊金屬摩擦生熱，通過攪拌摩擦，同時結(jié)合攪拌頭對焊縫金屬的擠壓，使接頭金屬處于塑性狀態(tài)，攪拌指棒邊旋轉(zhuǎn)邊沿著焊接方向向前移動，形成致密的金屬間結(jié)合，實現(xiàn)材料的連接。１—攪拌頭前沿；２—攪拌針；３—攪拌頭后沿；４—焊縫；５—細(xì)肩攪拌摩擦焊原理圖四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊1．?dāng)嚢枘Σ梁傅脑恚薄獢噧?yōu)點(diǎn)１）攪拌摩擦焊是一種高效、節(jié)能的連接方法。２）焊接過程中母材不熔化。３）適用于熱敏感性很強(qiáng)及不同制造狀態(tài)材料的焊接４）接頭無變形或變形很小。５）焊縫組織晶粒細(xì)化，接頭力學(xué)性能優(yōu)良。６）易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化。７）攪拌摩擦焊是一種安全的焊接方法。2．?dāng)嚢枘Σ梁傅奶攸c(diǎn)四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊優(yōu)點(diǎn)１）攪拌摩擦焊是一種高效、節(jié)能的連接方法。2．?dāng)嚢枘Σ羻栴}１）焊縫無增高。２）需要對焊縫施加大的壓力，限制了在機(jī)器人等設(shè)備上的應(yīng)用。３）必要時，焊接工藝上需要添加“引弧板或引出板”。４）被焊零件需要有一定的結(jié)構(gòu)剛性或被牢固固定來實現(xiàn)焊接；在焊縫背

面必須加一耐摩擦力的墊板。５）必須對接頭的錯邊量及間隙大小嚴(yán)加控制。６）目前只限于對輕金屬及其合金的焊接。2．?dāng)嚢枘Σ梁傅奶攸c(diǎn)四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊問題１）焊縫無增高。2．?dāng)嚢枘Σ梁傅奶攸c(diǎn)四、摩擦焊的新發(fā)展四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊的應(yīng)用我國于2002年引進(jìn)，目前已在航空航天、船舶、高速列車等和輕型結(jié)構(gòu)上得到成功的應(yīng)用。船舶制造和海洋工業(yè)是攪拌摩擦焊首先獲得應(yīng)用的領(lǐng)域，主要應(yīng)用于船舶零部件的焊接，如甲板、側(cè)板、防水壁板和地板，還有船體外殼和主體結(jié)構(gòu)件等。四、摩擦焊的新發(fā)展———攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊的應(yīng)用第五節(jié)擴(kuò)散焊焊接方法與設(shè)備第五節(jié)擴(kuò)散焊焊接方法與設(shè)備85特點(diǎn)焊接溫度一般為0.4~0.8倍的母材熔化溫度，因此排除了由于熔化給母材帶來的影響可焊接不同種類的材料可焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、封閉型焊縫，厚薄相差懸殊，要求精度高的各種工件根據(jù)需要可使接頭的成分、組織和母材均勻化，使接頭的性能與母材相同一、擴(kuò)散焊的特點(diǎn)接頭質(zhì)量好；零部件變形??；可一次性焊接多個接頭；可焊接大斷面接頭；可焊接其他焊接方法難于焊接的材料。對零件待焊表面的制備和裝配的要求較高；焊接熱循環(huán)時間長，生產(chǎn)率低；設(shè)備一次性投資較大，而焊接工件的尺寸受到設(shè)備的限制；無可靠的無損檢測手段。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)特點(diǎn)焊接溫度一般為0.4~0.8倍的母材熔化溫度，因此排除了二、擴(kuò)散焊應(yīng)用擴(kuò)散焊很適于焊接特殊的材料或特殊的結(jié)構(gòu)，這樣的材料和結(jié)構(gòu)在宇航、核能、電子工業(yè)中很多，因而擴(kuò)散焊在這些部門中應(yīng)用廣泛。鈦合金具有耐腐蝕、比強(qiáng)度高的特點(diǎn)，因而在飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等飛行器的結(jié)構(gòu)中被大量采用。利用擴(kuò)散焊可以制成鋁熱交換器、太陽能熱水器、電冰箱蒸發(fā)器等。擴(kuò)散焊可以焊接