焊接與切割方法

焊接工程概論（材料連接工程概論）

宮殿清課程內(nèi)容：第0章：緒論----科學(xué)、技術(shù)和工程

第1章：焊接技術(shù)的發(fā)展

第2章：焊接電源第3章：焊接材料

第4章：焊接與切割方法（1）

第4章：焊接與切割方法（2）第4章：焊接與切割方法（3）第5章：焊接過(guò)程自動(dòng)化第6章：焊接結(jié)構(gòu)第7章：焊接質(zhì)量檢驗(yàn)第8章：焊接生產(chǎn)過(guò)程第9章：焊接工程管理

第4講焊接與切割方法（2）

4.1熱切割方法

4.2熔化焊方法

4.1壓力焊方法

4.2釬焊方法

4.3高能焊方法4.1壓力焊

壓力焊是在焊件裝配好后，通過(guò)電極施加壓力，并利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，將其加熱到塑性或熔化狀態(tài)，在外力的作用下形成原子間結(jié)合的方法。

電阻焊是常用的一種壓力焊方法電阻焊按接頭形式可分為點(diǎn)焊、縫焊、凸焊和對(duì)焊四種。按焊接電流波形特征可分為交流焊、直流焊和脈沖焊三種。

4.1.1點(diǎn)焊：在工件接觸面之間形成許多單獨(dú)的焊點(diǎn)，將工件連接在一起的焊接方法。

焊點(diǎn)的形成過(guò)程是：將清理好的工件疊合，置于兩電極間預(yù)壓夾緊，接通電流，使接觸處產(chǎn)生電阻熱。熱量主要集中在工件間接觸處，將該處金屬加熱到熔化狀態(tài)而形成熔核。熔核周圍的金屬則被加熱到塑性狀態(tài)，形成封閉的塑性金屬環(huán)，圍住熔核，使其不致外溢。熔核金屬在壓力作用下冷卻和結(jié)晶，獲得組織致密的焊點(diǎn)。

點(diǎn)焊的焊件，熔化金屬不與外界空氣接觸，故焊點(diǎn)強(qiáng)度高。且工件表面光滑，焊件變形小。點(diǎn)焊主要用于厚度小于3mm的薄板組件。目前，從以微米計(jì)的微型電子電路到厚達(dá)30mm+30mm的巨型房屋框架，都可以用點(diǎn)焊連接。這種方法可用來(lái)焊接低碳鋼、不銹鋼、銅、鋁、鈦及其合金以及覆層鋼、電鍍鋼等，廣泛用于汽車、客車、航空、航天、鋼筋構(gòu)件、家具等產(chǎn)品的制造。在汽車制造業(yè)中，點(diǎn)焊機(jī)器人是應(yīng)用最早也最多的焊接機(jī)器人。4.1.2縫焊

縫焊是將工件的接觸面間形成許多連續(xù)的焊點(diǎn)，將兩工件連接起來(lái)的焊接方法。焊接過(guò)程與點(diǎn)焊相似，可以認(rèn)為是連續(xù)的點(diǎn)焊過(guò)程。所不同的是縫焊時(shí)用轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤狀電極來(lái)代替點(diǎn)焊時(shí)用的圓柱狀電極。當(dāng)壓緊焊件的圓盤電極轉(zhuǎn)動(dòng)并通電時(shí)，工件從兩圓盤電極之間通過(guò)，兩工件接觸面間就形成許多連續(xù)而彼此重疊的焊點(diǎn)，從而獲得緊密的焊縫。

縫焊工件不僅表面光滑平整，而且焊縫具有較高的強(qiáng)度和氣密性，因此常用來(lái)焊接要求密封的薄壁容器(厚度從幾分之一毫米到四毫米)，并廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、家用電器制造業(yè)中?？p焊可以焊接低碳鋼、合金鋼、鋁及鋁合金以及覆層鋼、電鍍鋼等材料。4.1.3對(duì)焊對(duì)焊是使兩個(gè)被焊工件沿整個(gè)接觸面連接的焊接方法，根據(jù)焊接過(guò)程和操作方法的不同，對(duì)焊又可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。

(1)電阻對(duì)焊首先把兩個(gè)被焊工件裝在對(duì)焊機(jī)的兩個(gè)電極夾具中對(duì)正夾緊，并施加預(yù)壓力使兩工件的端面互相擠緊，然后開(kāi)始通電。當(dāng)強(qiáng)電流通過(guò)被焊工件和接觸處時(shí)，利用接觸電阻和焊件電阻產(chǎn)生的熱量使兩被焊工件的接觸部分迅速加熱到塑性狀態(tài)后，再切斷電流，增加壓力，接觸處便產(chǎn)生一定的塑性變形而形成接頭。電阻對(duì)焊適用于焊接斷面簡(jiǎn)單、緊湊(如圓形、方形等)和斷面直徑小于20mm的工件，可用于焊接碳鋼、不銹鋼、鋁、銅及其合金等金屬材料。(2)閃光對(duì)焊據(jù)具體操作方法不同、又有連續(xù)閃光對(duì)焊和預(yù)熱閃光對(duì)焊之分。連續(xù)閃光對(duì)焊：是將被焊工件夾在夾具內(nèi)以后，首先接通電流，然后逐漸移動(dòng)被焊工件使之相接觸。由于接觸面上只有某些點(diǎn)真正接觸，強(qiáng)電流通過(guò)這些點(diǎn)，產(chǎn)生電阻熱，使工件升溫、熔化、甚至汽化，再加上電磁作用，液體金屬即發(fā)生爆破，以火花的形式從接觸處往外散開(kāi)，形成閃光現(xiàn)象。若繼續(xù)移動(dòng)工件，使其連續(xù)產(chǎn)生新的接觸點(diǎn)，則閃光現(xiàn)象連續(xù)產(chǎn)生。待焊件被加熱到其端面全部熔化時(shí)，即迅速對(duì)焊件加壓，并切斷電流，焊件在壓力下產(chǎn)生塑性變形而焊在一起。4.1.4高頻焊利用10-500kHZ的高頻電流將工件的結(jié)合面加熱到焊接溫度或熔化溫度，并加以擠壓，形成固相連接的方法。高頻焊可分為高頻電阻焊和高頻感應(yīng)焊兩類。(1)高頻電阻焊

高頻電阻焊時(shí)加熱工件的高頻電流是直接通過(guò)觸頭導(dǎo)入工件的。

1)工件的兩邊緣預(yù)制成V形會(huì)合角；

2)高頻電流通過(guò)會(huì)合角兩側(cè)滑動(dòng)觸頭導(dǎo)入工件；

3)由于高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，電流沿著會(huì)合角兩邊的表層形成往復(fù)回路，產(chǎn)生了電阻熱，在會(huì)合角附近電流密度最大，被快速加熱到焊接溫度；

4)擠壓輥輪將管坯兩邊擠在一起，擠出氧化物雜質(zhì)和熔化金屬，促使金屬原子間形成牢固的結(jié)合。

5)由焊接機(jī)組前邊設(shè)置的刨刀將擠出的氧化物和鐓粗部分的金屬切削掉。（2）高頻感應(yīng)焊加熱工件的高頻電流是由感應(yīng)線圈通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)在工件上產(chǎn)生的。1)感應(yīng)圈感應(yīng)出I1用于焊接，其后與高頻電阻焊一樣。

2)感應(yīng)電流I2，由管坯外周流經(jīng)內(nèi)周表面構(gòu)成回路，由此產(chǎn)生的電阻熱加熱了管坯內(nèi)表面與形成焊縫無(wú)關(guān)，故稱為無(wú)效電流。

為減小無(wú)效電流，需在管坯內(nèi)安放由鐵氧體磁心組成的阻抗器，以增加管內(nèi)壁的電抗，從而提高焊接效率。

優(yōu)點(diǎn)：高頻感應(yīng)焊無(wú)機(jī)械接觸點(diǎn)，避免了電觸頭造成的表面痕跡，對(duì)涂層及薄壁工件極有利，如工件較厚，為使厚度方向加熱均勻，宜選用小于10kHz的中頻焊接。高頻焊不但能焊碳鋼、合金鋼，還能焊通常難以焊接的不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金以及鎳、鈦、鋯等金屬，且可制造異種材料的結(jié)構(gòu)件。制作型材和管材的尺寸規(guī)格比普通軋制或擠壓法多，如鰭片管等4.1.5摩擦焊

摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，完成焊接的一種壓焊方法。

1)工件1高速旋轉(zhuǎn)，工件2向工件1方向移動(dòng)。

2)兩工件接觸后，施加軸向壓力F1，開(kāi)始摩擦加熱3)接頭加熱到焊接溫度．停止工件1的轉(zhuǎn)動(dòng)，施加頂鍛壓力F24)壓力保持一定時(shí)間后，焊接過(guò)程結(jié)束。

摩擦焊時(shí)焊接表面的摩擦和變形不僅清除了原有的氧化膜，而且能夠防止焊縫金屬繼續(xù)氧化，促進(jìn)金屬原子的擴(kuò)散；

頂鍛壓力能破碎變形層中的氧化薄膜和脆性合金層，將其盡量擠碎和擠出焊縫，使焊縫金屬得到鍛造組織，且晶粒細(xì)化。摩擦焊時(shí)不需填充金屬和焊劑，一般也不需要保護(hù)氣體，只有在焊接難熔金屬與活性金屬時(shí)，才采用真空或惰性氣體保護(hù)焊接接頭。應(yīng)用鋁-銅過(guò)渡接頭、銅-不銹鋼接頭．鍋爐蛇形管和閥門，內(nèi)燃機(jī)排氣門和軸瓦、圓柄刀具、紡織機(jī)梭芯和石油鉆桿等產(chǎn)品。

摩擦焊優(yōu)點(diǎn)：焊接質(zhì)量好、穩(wěn)定，生產(chǎn)率高，節(jié)省電能，可以焊接同種或異種金屬。

摩擦焊局限性：

1)非圓截面工件很難焊接；

2)大截面工件的焊接則受到焊機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)功率和焊機(jī)壓力的限制;3)大型盤狀工件和薄壁管件由于不易夾持，也很難焊接，

4)一些摩擦系數(shù)低的材料(如黃銅；鑄鐵)和脆性材料不易焊接，

5)摩擦焊機(jī)的一次性投資較大，因此，不適于單件生產(chǎn)，而適合于大批量集中生產(chǎn)。

4.1.6攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊是英國(guó)焊接研究所近幾年研究的最新摩擦焊方法。4.1.7超聲波焊

超聲波焊是利用超聲波的高頻(>16kHz)振蕩能對(duì)焊件接頭進(jìn)行局部加熱和表面清理，然后施加壓力實(shí)現(xiàn)焊接的一種壓焊方法。

焊件被夾持在聲極和基座之間，振子所產(chǎn)生的超聲波的高頻振蕩經(jīng)聲極傳輸給焊件，并向焊件施加壓力P，使焊件表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的相對(duì)摩擦，接觸表面溫度升高，塑性性變形加大，金屬表面原子無(wú)限接近，達(dá)到原子間的力能發(fā)生作用的程度，形成牢固的冶金結(jié)合。

超聲波焊目前已廣泛用于電子工業(yè)，特別適合于其它焊接方法難以焊接的微型元件。在微電機(jī)的制造中幾乎取代了電阻焊和釬焊。該方法已成功地用于汽車、核反應(yīng)堆、飛機(jī)、導(dǎo)彈和火箭等結(jié)構(gòu)，它特別適用于各種尺寸和形狀的金屬箔包裝件的密封，尤以對(duì)象炸藥、煙火和活性化合物之類要求密封而又不能用加熱或電加工工藝來(lái)封裝的材料，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。

主要缺點(diǎn)：焊接需用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，對(duì)某些較硬的金屬，實(shí)際的上限為0.4～1.0mm。此外，雖然近年來(lái)已發(fā)明了超聲波對(duì)焊方法，但在絕大多數(shù)情況下超聲波焊只適用于搭接接頭。

4.1.8爆炸焊

爆炸焊是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成焊件的迅速碰撞，通過(guò)結(jié)合面上的塑性變形面實(shí)現(xiàn)連接的一種壓焊方法。爆炸焊時(shí)炸藥在爆炸瞬間釋放的化學(xué)能量將產(chǎn)生一高壓(700MPa)、高溫(約3000℃)和高速(500～1000m/s)的沖擊波，它作用在復(fù)板上，使其與基板猛烈撞擊，接觸界面在碰撞點(diǎn)將產(chǎn)生射流。射流沖刷掉連接表面的氧化膜和污染層，使相鄰兩潔凈金屬表面在碰撞點(diǎn)附近相互接觸，并在高壓下依靠原子吸力形成牢固結(jié)合，在金屬界面間會(huì)產(chǎn)生微小的熔化。緩沖層是防止引爆炸藥造成表面燒蝕，常用橡膠材料。

爆炸焊按裝配方式不同可分兩種：①平行法被焊的基板金屬(保持不動(dòng))與復(fù)板金屬間以一定距離平行放置，爆炸焊接大面積復(fù)合板多用此法；②角度法復(fù)扳與基板之間互成某一角度進(jìn)行安裝。

優(yōu)點(diǎn)：不用填充金屬，通常是在大氣中進(jìn)行，不需廠房和大型設(shè)備，工藝十分簡(jiǎn)單，容易掌握，焊縫是在零點(diǎn)幾秒之內(nèi)形成的。

用途:(1)不僅可焊同種金屬，并可焊異種金屬，主要用于焊接性能差異很大而用其它焊接方法難以焊好的金屬，如熱膨脹系數(shù)相差很大的和活性很強(qiáng)的金屬等。(2)爆炸焊可焊面積從小于6.5mm2直至28m2。基板厚度沒(méi)有上限，復(fù)板金屬的厚度為0.025～50.8mm。(3)在制造復(fù)合板(管)的技術(shù)中爆炸焊具有不可取代的優(yōu)勢(shì)。

缺點(diǎn)：不適宜焊接脆性金屬材料,具有危險(xiǎn)性。

4.1.9擴(kuò)散焊

擴(kuò)散焊是在真空或保護(hù)氣氛中，在一定溫度和壓力下，兩連接面原子相互擴(kuò)散和均勻化，而形成牢固冶金結(jié)合的一種壓焊方法。擴(kuò)散焊須使兩焊件表面微觀凹凸不平處產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到緊密接觸，或通過(guò)待焊面產(chǎn)生的微量液相而擴(kuò)大待焊表面的物理接觸，并需進(jìn)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的保溫。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短取決于對(duì)接頭成分和組織均勻化的要求，從幾分鐘到幾十小時(shí)。擴(kuò)散焊可分為：不加中間擴(kuò)散層和加中間擴(kuò)散層兩大類。

中間擴(kuò)散層是夾在兩焊接表面中間的一層很薄的金屬材料，擴(kuò)散層可促進(jìn)擴(kuò)散，從而加速焊接過(guò)程。

瞬時(shí)液相擴(kuò)散焊法，在加中間擴(kuò)散層的基礎(chǔ)上研制的，夾在兩待焊面間的夾層材料經(jīng)加熱后，熔化形成一極薄的液相膜，它潤(rùn)濕并填充整個(gè)接頭間隙，隨后在保溫過(guò)程中通過(guò)液相和固相(母材)之間的擴(kuò)散而逐漸凝固形成接頭。主要特點(diǎn)：

1)接頭質(zhì)量高由于母材不過(guò)熱或不熔化，焊縫中不存在熔焊的缺陷，也不存在過(guò)熱組織，焊接接頭的顯微組織和性能與母材接近或相同。

2)焊件變形小工件多數(shù)是整體加熱，隨爐冷卻，且施加壓力較小，故零部件的變形小，因而可焊接較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和要求精度很高的工件。

3)可焊接其它焊接方法難以焊接的材料對(duì)于塑性差或熔點(diǎn)高的同種材料，相互不溶解或熔焊時(shí)會(huì)產(chǎn)生脆性金屬間化合物的異種材料，包括某些金屬與陶瓷，擴(kuò)散焊是唯一可靠的連接方法。

4)不受工件厚度限制

用途：擴(kuò)散焊在航天、原子能、電子等工業(yè)中已成為廣泛應(yīng)用的一種焊接方法。

主要缺點(diǎn)：對(duì)待焊表面的制備和裝配質(zhì)量要求較高，設(shè)備一次性投資較高，焊接熱循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，目前尚無(wú)可靠的檢測(cè)手段來(lái)俱證焊合質(zhì)量等。4.2釬焊

采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，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(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。

釬料熔化，而母材并不熔化，液態(tài)釬料是借毛細(xì)管作用填滿接頭間隙的。接頭形式多采用搭接。釬焊面必須清洗干凈，釬料應(yīng)放在裝配間隙附近或裝配間隙內(nèi)。

釬劑作用：

(1)去除母材和釬料表面的氧化膜及其它贓物，(2)在熔化后覆蓋在母材和釬料的表面，隔絕空氣起機(jī)械保護(hù)作用，(3)同時(shí)改善液態(tài)釬料對(duì)母材濕潤(rùn)和附著的能力(即濕潤(rùn)性)。根據(jù)鉛料熔點(diǎn)不同，釬焊可分為兩大類：一類是硬釬焊，其釬料的熔點(diǎn)在450℃以上，釬焊接頭的抗拉強(qiáng)度可達(dá)490MPa，常用的有銅基、銀基、鋁基、鎳基釬料，適于釬焊受力較大或工作溫度較高的工件；另一類軟釬焊，其釬料熔點(diǎn)在450℃以下，釬焊接頭的抗拉強(qiáng)度一般不超過(guò)68.6MPa，常用的有錫鉛釬料(又稱焊錫),只適于釬焊受力不大或工作溫度較低的工件。根據(jù)加熱方式不同,又可分為以下幾種方法：

1)烙鐵釬焊用電烙鐵或火焰烙鐵加熱的軟釬焊。

2)火焰釬焊使可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的火焰加熱的釬焊。

3)爐中釬焊將裝配好釬料的焊件放在箱式電爐或有保護(hù)氣體(氬氣)的電爐或真空爐中進(jìn)行釬焊。

4)感應(yīng)釬焊利用高頻、中頻或工頻交流電感應(yīng)加熱焊件進(jìn)行釬焊。

5)鹽浴釬焊將裝配好釬料的焊件浸沉在高溫熔融的鹽浴槽中加熱的釬焊。

6)金屬浴釬焊將焊件浸沉在覆蓋釬劑的釬料浴槽中加熱的釬焊。7)電阻釬焊利用電流通過(guò)釬焊零件的電阻熱進(jìn)行釬焊。8)真空釬焊將裝配好釬料的焊件置于真空環(huán)境中加熱的釬焊。9)超聲波釬焊利用超聲波的振動(dòng)使液體釬料產(chǎn)生空蝕過(guò)程，破壞焊件表面的氧化膜，從而改善釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕作用的釬焊。

釬焊優(yōu)點(diǎn):1)接頭表面光潔，氣密性好，2)工件受熱溫度不高，可減少母材組織和性能的變化及工件的變形，3)可連接相同或不相同的金屬及部分非金屬；4)可以釬焊形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的接頭(如蜂窩結(jié)構(gòu)、封閉的結(jié)構(gòu)等)，可以一次釬焊成很多條甚至成千條釬縫。

釬焊的缺點(diǎn):

釬縫的強(qiáng)度較低，故多用搭接接頭，以便通過(guò)增加搭接長(zhǎng)度來(lái)提高接頭強(qiáng)度；釬縫耐熱能力較差，釬焊前的準(zhǔn)備工作要求較高，如裝配間隙要求均勻、平整，工件需仔細(xì)清理等。

釬焊的應(yīng)用范圍：釬焊在電機(jī)、機(jī)械、無(wú)線電、儀表等部門都得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在航空、航天、導(dǎo)彈技術(shù)中發(fā)揮著重耍的作用，成為一種不可取代的工藝方法4.3高能束流焊接與切割4.3.1等離子弧焊接與切割等離子弧是由等離子體組成，是充分電離了的氣體，其中正、負(fù)電荷數(shù)量相等，就其整體來(lái)說(shuō)是呈中性的。等離子弧是將普通電弧進(jìn)行強(qiáng)迫壓縮、集中而獲得的比普通電弧溫度更高、能量更集中的熱源。等離子弧是經(jīng)過(guò)三種形式的壓縮效應(yīng)得到的，機(jī)械壓縮效應(yīng)、熱壓縮效應(yīng)、電磁收縮效應(yīng)；

這樣就將電弧壓縮成能量高度集中(能量密度達(dá)105-106W/cm2）的高溫(弧柱中心達(dá)18000—24000K)等離子弧焰。同時(shí)噴嘴孔道內(nèi)弧柱周圍的離子氣體被弧柱加熱，在噴嘴孔道內(nèi)形成高溫高壓氣體，從噴嘴向大氣中高速噴出，使等離子弧的焰流在孔道出口處具有很高的速度(可達(dá)到300m/s以上)，表現(xiàn)出較大的沖擊力。目前不僅廣泛應(yīng)用于焊接、堆焊，噴涂，而且可用于金屬和非金屬切割。

等離子弧有非轉(zhuǎn)移型、轉(zhuǎn)移型和聯(lián)合型三種形式。非轉(zhuǎn)移型等離子弧產(chǎn)生在鎢極與噴嘴之間，而由離子氣流壓送從噴嘴中噴出。主要用于非金屬焊接和切割。轉(zhuǎn)移型等離子弧則產(chǎn)生在鎢極與工件之間，金屬焊接和切割大多采用它。聯(lián)合型等離子弧是非轉(zhuǎn)移弧和轉(zhuǎn)移弧同時(shí)并存，主要用于微束等離子弧焊接和粉末堆焊等。

(1)等離子弧焊接

按電流大小可分為大電流等離子弧焊和微束等離子焊；按電極熔化與否又可分為非熔化極等離子弧焊和熔化極等離子弧焊。

通常等離子弧焊是大電流等離子弧焊，它是借助小孔效應(yīng)使焊縫成形。等離子流在熔池前方穿透一個(gè)小孔，等離子流從這個(gè)小孔中排出，熔化金屬被排擠在小孔周圍。小孔前端的熔化金屬?gòu)男】變膳粤飨蛉鄢睾蠓?，逐漸填滿小孔，在正面和反面凝結(jié)形成焊縫。

微束等離子弧焊可焊接厚度為0.02-0.8mm的金屬箔，這是一般電弧焊不能完成的。

主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)可單面焊雙面成形，

(2)電弧穩(wěn)定、熱量集中，熱影響區(qū)小，焊接變形小，生產(chǎn)率高。

(3)可用來(lái)焊接難熔、易氧化、熱敏感性強(qiáng)的材料，如鉬、鎢、鈹、鉻、鉭、鎳、鈦及其合金、不銹鋼等，也能焊接一般鋼材或有色金屬。

主要缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜目前主要應(yīng)用于化工、原子能、電子、精密儀器儀表、火箭、航空和空間技術(shù)中。

（2）等離子弧切割

等離子弧切割是利用等離子弧的高溫將割件熔化，并借火焰流的機(jī)械沖擊力把熔融金屬?gòu)?qiáng)制排除，從而形成切口以實(shí)現(xiàn)切割的。由于等離子弧具有上述特點(diǎn)，因而可切割氧氣切割所不能切割或難切割的鋁、銅、鎳、鈦、鑄鐵、不銹鋼和高合金鋼以及難熔金屬和非金屬，且切割速度高，熱影響區(qū)小，變形小、切口較窄，切割面的質(zhì)量較好。

空氣等離子弧切割目前已得到廣泛使用，它是利用壓縮空氣作為離子氣和排除熔化金屬的氣流，它具有成本低、氣源方便等優(yōu)點(diǎn)。壓縮空氣分解后生成的氧與被割金屬產(chǎn)生化學(xué)放熱反應(yīng)加快了切割速度，但是也使電極受到強(qiáng)烈的氧化腐蝕，所以不能采用鈰(或釷)鎢極，一般采用鑲嵌式純鋯或純鉿電極(工作壽命也僅5～10h)。此法特別適宜于切割30mm以下的碳鋼，也可切割不銹鋼、銅、鋁及其它材料。近年來(lái)氧等離子弧切割，水再壓縮等離子弧切割(向等離子弧噴水進(jìn)行再壓縮)和雙層氣流等離子弧切割也得到研究和應(yīng)用。4.3.2電子束焊接

電子束焊接是利用加速和聚焦的電子束轟擊工件后，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，使焊件熔化，形成焊縫。陰極加熱后，發(fā)射的電子通過(guò)聚束極，經(jīng)陰極-陽(yáng)極間強(qiáng)電場(chǎng)加速和定向形成電子束流，再由電磁透鏡聚焦而會(huì)聚成高能量密度的束流，利用它產(chǎn)生的熱能進(jìn)行熔化焊接。(1)電子束焊接分類依據(jù)被焊工件所處環(huán)境的真空度有三種類型：

1．高真空電子束焊接在10-4-10-5Pa壓強(qiáng)的工作室中完成。真空防止了金屬元素的氧化和燒損，適于焊接活性金屬、難熔金屬和質(zhì)量要求高的工件。

2.低真空電子束焊接在10-1～10Pa壓強(qiáng)的工作室中進(jìn)行，工作室抽真空時(shí)間顯著縮短，生產(chǎn)率較高，適用于批量大的零件焊接和在生產(chǎn)線上使用。

3.非真空電子束焊接將高真空條件下產(chǎn)生的電子束，引入到大氣壓力的工作環(huán)境中對(duì)工件進(jìn)行施焊，故亦稱大氣壓電子束焊接。主要優(yōu)點(diǎn):不需真空室，生產(chǎn)率高，成本較低，可焊接尺寸大的工件。(2)電子束焊接的主要特點(diǎn)

1)電子束功率密度高達(dá)106～108W/cm2，比電弧高100～1000倍，適于焊接難熔金屬及熱敏感性強(qiáng)的金屬材料，且焊后變形小。

2)焊縫深寬比大，達(dá)到50:l，所以大厚度鋼板可用I形坡口單面焊，最大熔深約為50mm。

3)焊接時(shí)環(huán)境高純度，使氧、氮對(duì)焊縫金屬的污染程度降到最小。

4)適應(yīng)性強(qiáng)，可焊最薄小于0.1mm、最厚一次焊透300mm的工件；可焊絕大多數(shù)金屬和合金，尤其是難熔金屬、活性金屬等.

主要缺點(diǎn)：

設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)高、維修困難；接頭邊緣加工和裝配質(zhì)量要求高，在空氣中會(huì)產(chǎn)生X射線等。4.4.3激光焊接與切割以聚焦的激光束作為能源轟擊工件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行