焊接方法及原理

常見(jiàn)的焊接工藝常見(jiàn)的焊接工藝目前常用的焊接工藝有：電弧焊〔氬弧焊、手弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、氣體保護(hù)焊〕23〔電子束焊、激光焊〕45610078冷壓焊、超聲波焊、集中焊焊接工藝精度變形熱影響焊縫質(zhì)量焊料使用條件激光焊周密小很小好無(wú)釬焊周密一般一般一般需要整體加熱電阻焊周密大大一般無(wú)需要電極氬弧焊一般大大一般需要需要電極等離子焊較好一般一般一般需要需要電極電子束焊周密小小好無(wú)需要真空1電弧焊離子弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等。絕大局部電弧焊是以電極與工件之間燃燒的電弧作熱源。叫作熔化極電弧焊，諸如手弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、管狀焊絲電弧焊等；所用的電焊等。手弧焊〔焊條電弧焊〕料的焊條作電極和填充金屬，電弧是在焊條的端部和被焊工件外表之間燃燒。涂料在電弧熱屬與四周氣體的相互作用。熔渣的更重要作用是與熔化金屬產(chǎn)生物理化學(xué)反響或添加合金元素，改善焊縫金屬性能。手弧焊設(shè)備簡(jiǎn)潔、輕松，操作敏捷?？梢詰?yīng)用于修理及裝配中的短業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。埋弧焊劑，電弧在焊劑層下燃燒，將焊絲端部和局部母材熔化，形成焊縫。在電弧熱的作用下，上局部焊劑熔化熔渣并與液態(tài)金屬發(fā)生冶金反響。熔渣浮在金屬熔池的外表，一方面可以保護(hù)另一方面還可以使焊縫金屬緩慢泠卻。埋弧焊可以承受較大的焊接電流。與手弧焊相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)是焊縫質(zhì)量好，焊接速度高。因此，它特別適于焊接大型工件的直縫的環(huán)縫。而降低接頭冷卻速度，故某些高強(qiáng)度構(gòu)造鋼、高碳鋼等也可承受埋弧焊焊接。鎢極氣體保護(hù)電弧焊焊接過(guò)程中鎢極不熔化，只起電極的作用。同時(shí)由焊炬的噴嘴送進(jìn)氬氣或氦氣作保護(hù)。還可TIG焊。鎢極氣體保護(hù)電弧焊由于能很好地掌握熱接，尤其適用于焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦和鋯這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質(zhì)量高，但與其它電弧焊相比，其焊接速度較慢。等離子弧焊等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊。它是利用電極和工件之間地壓縮電弧〔叫轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)移電弧〕實(shí)現(xiàn)焊接的。所用的電極通常是鎢極。產(chǎn)生等離子弧的等離子氣可用氬氣、氮?dú)?、氦氣加填充金屬。等離子弧焊焊接時(shí)，由于其電弧挺直、能量密度大、因而電弧穿透力量強(qiáng)。等并能保證熔透和焊縫均勻全都。因此，等離子弧焊的生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量好。但等離子弧焊〕比較簡(jiǎn)單，對(duì)焊接工藝參數(shù)的掌握要求較高。鎢極氣體保護(hù)電弧焊可焊接的1mm以下的極薄的金屬的焊接，用等離子弧焊可較易進(jìn)展。熔化極氣體保護(hù)電弧焊電弧來(lái)進(jìn)展焊接的。熔化極氣體保護(hù)電弧焊通常用的保護(hù)氣體有：氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。以氬氣或氦氣為保護(hù)氣時(shí)稱為熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊〔在國(guó)際上MIG焊〕；以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護(hù)氣體時(shí)，或以CO2氣體CO2＋O2CO2CO2＋O2混合氣為保護(hù)氣時(shí)，統(tǒng)稱為熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊〔MAG焊〕。熔化極氣體保護(hù)電弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)是銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種焊接方法還可以進(jìn)展電弧點(diǎn)焊。管狀焊絲電弧焊〔藥芯焊絲電弧焊〕為是熔化極氣體保護(hù)焊的一種類(lèi)型。所使用的焊絲是管狀焊絲，管內(nèi)裝有各種組分的焊劑?；〉茸饔谩９軤詈附z電弧焊除具有上述熔化極氣體保護(hù)電弧焊的優(yōu)點(diǎn)外，由于管內(nèi)焊劑的作狀焊絲電弧焊在一些工業(yè)先進(jìn)國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用。電阻焊源的電阻焊。由于電渣焊更具有獨(dú)特的特點(diǎn)，故放在后面介紹。這里主要介紹幾種固體電阻熱為能源的電阻焊，主要有點(diǎn)焊、縫焊、凸焊及對(duì)焊等。電阻焊一般是使工件處在肯定電極壓力作用下并利用電流通過(guò)工件時(shí)所產(chǎn)生的電阻熱將兩工件之間的接觸外表熔化而實(shí)現(xiàn)連接接過(guò)程中始終要施加壓力。進(jìn)展這一類(lèi)電阻焊時(shí)，被焊工件的外表善對(duì)于獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量是頭等重要的。因此，焊前必需將電極與工件以及工件與工件間的接觸外表進(jìn)展清理。點(diǎn)〔單相〕大〔幾千至幾萬(wàn)安培〕，通電時(shí)間短〔幾周波至幾秒〕，設(shè)備昂貴、簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，因此適于大批量生產(chǎn)。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板組件。各類(lèi)鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合金、不銹鋼等均可焊接。高能束焊這一類(lèi)焊接方法包括：電子束焊和激光焊。電子束焊電子束焊是以集中的高速電子束轟擊工件外表時(shí)所產(chǎn)生的熱能進(jìn)展焊接的方法。電子束焊接真空電子束焊。前兩種方法都是在真空室內(nèi)進(jìn)展。焊接預(yù)備時(shí)間〔主要是抽真空時(shí)間〕較長(zhǎng)，工件尺寸受真空室大小限制。電子束焊與電弧焊相比，主要的特點(diǎn)是焊縫熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度高。它既可以用在很薄材料的周密焊接，又可以用在很厚的〔最厚達(dá)300mm〕構(gòu)件焊接。全部用其它焊接方法能進(jìn)展熔化焊的金屬及合金都可以用電子束焊接。適于大批量產(chǎn)品。激光焊有連續(xù)功率激光焊和脈沖功率激光焊。激光焊優(yōu)點(diǎn)是不需要在真空中進(jìn)展，缺點(diǎn)則是穿透力應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。釬焊作釬料，經(jīng)過(guò)加熱使釬料熔化，靠毛細(xì)管作用將釬料及入到接頭接觸面的間隙內(nèi)，潤(rùn)濕被焊法。釬焊加熱溫度較低，母材不熔化，而且也不需施加壓力。但焊前必需實(shí)行肯定的措施清除被焊工件外表的油污、灰塵、氧化膜等。這是使工件潤(rùn)濕性好、確保接頭質(zhì)量的重要保證。釬料的液相線濕度高于450℃而低于母材金屬的熔點(diǎn)時(shí)，稱為硬釬焊；低于450℃時(shí)，稱為軟釬焊。依據(jù)熱源或加熱方法不同釬焊可分為：火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊、浸沾釬焊、電阻釬焊等。釬焊時(shí)由于加熱溫度比較低，故對(duì)工件材料的性能影響較小，焊件的應(yīng)力變形也較小。但釬焊接頭的強(qiáng)度一般比較低，耐熱力量較差。釬焊可以用于焊接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料，還可以連接異種金屬、金屬與非金屬。適于焊承受載不大或常溫下工作的接頭，對(duì)于周密的、微型的以及簡(jiǎn)單的多釬縫的焊件尤其適用。其它焊接方法擦焊、冷壓焊、超聲波焊、集中焊。電渣焊如前面所述，電渣焊是以熔渣的電阻熱為能源的焊接方法。焊接過(guò)程是在立焊位置、在由兩工件端面與兩側(cè)水冷銅滑塊形成的裝配間隙內(nèi)進(jìn)展。焊接時(shí)利用電流通過(guò)熔渣產(chǎn)生的電阻熱將工件端部熔化。依據(jù)焊接時(shí)所用的電極外形，電渣焊分為絲極電渣焊、板極電渣焊和熔嘴電渣焊。電渣焊的優(yōu)點(diǎn)是：可焊的工件厚度大〔從30mm到大于1000mm〕，生產(chǎn)率高。主要用般須進(jìn)展正火處理。高頻焊加熱到熔化或接近的塑性狀態(tài)，隨即施加〔或不施加〕頂鍛力而實(shí)現(xiàn)金屬的結(jié)合。因此它是頻焊。接觸高頻焊時(shí)，高頻電流通過(guò)與工件機(jī)械接觸而傳入工件。感應(yīng)高頻焊時(shí)，高頻電流要依據(jù)產(chǎn)品配備專(zhuān)用設(shè)備。生產(chǎn)率高，焊接速度可達(dá)30m/min。主要用于制造管子時(shí)縱縫或螺旋縫的焊接。氣焊氣焊是用氣體火焰為熱源的一種焊接方法。應(yīng)用最多的是以乙炔氣作燃料的氧－乙炔火焰。由于設(shè)備簡(jiǎn)潔使操作便利，但氣焊加熱速度及生產(chǎn)率較低，熱影響區(qū)較大，且簡(jiǎn)潔引起較大的氣壓焊溫度，后再施加足夠的壓力以獲得結(jié)實(shí)的接頭。是一種固相焊接。氣壓焊時(shí)不加填充金屬，常用于鐵軌焊接和鋼筋焊接。爆炸焊爆炸焊也是以化學(xué)反響熱為能源的另一種固相焊接方法。但它是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬連接的。在爆炸波作用下，兩件金屬在不到一秒的時(shí)間內(nèi)即可被加速撞擊形成金屬冶金上不相容的兩種金屬焊成為各種過(guò)渡接頭。爆炸焊多用于外表積相當(dāng)大的平板包覆，是制造復(fù)合板的高效方法。摩擦焊接的。摩擦焊的熱量集中在接合面處，因此熱影響區(qū)窄。兩外表間須施加壓力，多數(shù)狀況是在加熱終止時(shí)增大壓力，使熱態(tài)金屬受頂鍛而結(jié)合，一般結(jié)合面并不熔化。摩擦焊生產(chǎn)率較100mm的工件。超聲波