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1、,焊接方法的简介,一、焊接分类,根据焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态，可以把焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下：,1、熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力的焊接方法,称为熔焊.熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨极氩弧焊弧焊等。,气焊：利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。,埋弧焊：是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。,电渣焊：是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起
2、焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。,缺点是输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。,在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。在压水堆核电站中，最核心的反应压力容器（RPV，低碳合金钢）中的不锈钢内衬为板极电渣焊堆焊。,优点该过程的主要优点是：完成接缝的速度，一般是
3、1m接缝/小时，不考虑厚度；无角形变；边角形变被限制在3mm/m焊缝；形成高质量的焊缝；简单的接头准备，如火焰切割直角边缘；通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理。风险电渣焊的焊接过程都比较长，因为它的线能量会产生粗大的焊接金属颗粒，热影响区会导致差的断裂韧性出现。焊后需热处理或者是在焊接过程中添加特殊的金属元素，才能改善韧性、细化晶体，应使用专用的超声波无损检测设备检测。,等离子弧焊:是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。形成
4、等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。根据各种工件的材料性质，也有使用氦、氮、氩或其中两者混合的混合气体的。,特点：（1）微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。（2）具有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。（3）等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，1012mm厚度钢材可不开坡口，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。（4）设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接。,应用：广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接，如钛合金的导弹壳体，飞机上的一些薄壁容器等。,co2气体保护焊：二氧化碳气体保护焊是
5、焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业。,特点：,钨极氩弧焊:,激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。,激光焊,电子束焊：电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车
6、和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束，用此电子束去轰击工件，巨大的动能转化为热能，使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接。,锻焊：金属加温后用锤子击打,使焊接在一起,锡镴是可塑性很高的金属，可以任意锻焊或铸造。经过工匠们浇铸、锉磨、焊接、打磨和雕刻的锡镴，变成一个个精美细腻、图案生动的茶叶罐、啤酒杯、首饰,摩擦焊,摩擦焊,摩擦焊,加工原理：1、机械能转化为热能；2、材料塑性变形；3、热塑性下的锻压力；4、分子间扩散再结晶,气压焊：用氧气、乙炔火焰加热钢筋接
7、头，温度达到塑性状态时施加压力，使钢筋接头压接在一起的工艺就是气压焊。,质量要求：钢筋接头的质量分外观检查和取样破损检查两种。外观检查不符合要求的应重新焊接，具体要求如下：(1)焊接部位钢筋轴线偏差应小于钢筋直径的1/10。不同直径焊接接头偏心应小于钢筋直径的1/10，而且小直径钢筋不得偌出大直径钢筋范围。(2)焊接处隆起的直径不小于钢筋直径的1.4倍。隆起的变形长度不小于钢筋直径的1.31.5倍。(3)焊接接头隆起形状不应有显著的凸出和塌陷；不应有裂缝，并不得有过烧现象，即表面呈现狙糙裂缝和蜂窝状。(4)焊接钢筋轴线夹角不得大于4度。,钢筋气压焊,1、直螺纹钢筋加工钢筋无齿锯下料,2、直螺纹
8、加工,3、螺纹检查,4、丝扣保护,5、钢筋连接,6、钢筋气压焊,7、钢筋绑扎,电阻焊：电阻焊就是将工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。电阻焊利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊。,优点1、熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。电阻焊金属2、加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。3、不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氢等焊接材料，焊接成本低。4、操作
9、简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。5、生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。缺点1、目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。2、点电阻焊机械缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板焊接熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。3、设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。,随着航空航天航空航天、电子、汽车、家用电器等工业的发展，电阻焊越加受到广泛的重视。
10、同时，对电阻焊的质量也提出了更高的要求。可喜的是，中国微电子技术的发展和大功率可控硅、整流器的开发，给电阻焊技术的提高提供了条件。中国已生产了性能优良的次级整流焊机。由集成电路和微型计算机构成的控制箱已用于新焊机的配套和老焊机的改造。恒流、动态电阻，热膨胀等先进的闭环监控技术已开始在生产中推广应用。这一切都将有利于提高电阻焊质量，并扩大其应用领域,冷压焊：冷压焊在室温条件下，借助压力使待焊金属产生塑性变形而实现固态焊接的方法。加压变形时，工件接触面的氧化膜被破坏并被挤出，使纯洁金属接触达到晶间结合，能净化焊接接头。所加压力一般要高于材料的屈服强度，以产生6090%的变形量。加压方式可以缓慢挤压
11、、滚压或加冲击力，也可以分几次加压达到所需的变形量。,焊接要求：编辑冷压焊由于不需加热、不需填料，设备简单；焊接的主要工艺参数已由模具尺寸确定，故易于操作和自动化，焊接质量稳定，生产率高，成本低；不用焊剂，接头不会引起腐蚀；焊接时接头温度不升高，材料结晶状态不变，特别适于异种金属和热焊法无法实现的一些金属材料和产品的焊接。冷压焊已成为电气行业、铝制品业和太空焊接领域中最重要的有限几种焊接方法之一。冷压焊机及其模具的工作表面可能会积聚金属碎屑，必须定期清除。如有压缩空气，可用压缩空气把碎屑吹掉。如果要彻底的清除碎屑，可将模具从焊机中取出，把模具的四块模块拆开，用放大镜仔细每块模块，确保所有模块表
12、面的微量碎屑都被清除。拆模时必须小心，尤其小弹簧容易丢失。模具的表面不干净将会导致接线时线容易在模具中打滑，以至于焊接失败。注意维修后的模具工作表面决不允许有任何油脂。,冷压焊特点：1焊接在允许的形变速度之下不会引起接头升温，也不存在界面原子的扩散，固没有软化区、热影响区和脆性金属中间相。2结合面呈现复杂的峰谷和犬牙交错的空间形态，接触面大，同种金属接头强度不低于母材。异种金属接头强度不低于金属强度3结合界面大，又无中间相，所以接头的导电性、抗腐蚀性能优良。4压力是唯一的外加能量。单位压力通常要比被焊材料的屈服强度大许多倍。5不需加热、填料，设备简单，节省能源。6易于操作和自动化，焊接质量稳定
13、，生产率高，成本低。7在大截面工件的焊接时设备较庞大，搭接焊后工件表面有较深的压坑8不用焊剂，无污染9焊接头不会腐蚀，温度不升高，材料结晶状态不变10通过冷焊机飞边后，容易去除，表面光洁11金属组织部发生再结晶和软化、退火现象，机械强度不会降低12对焊接材料的性能、厚度以及焊接压力、以及对焊时的顶锻压力都有个比较严格的约束13焊接质量稳定，不受电压波动影响14适合不允许升温的产品，有些金属焊接时会因升温而母相软化，冷压焊是不错的选择,超声波焊：进行超声波焊时，通常由高频发生器产生1680千赫的高频电流，通过激磁线圈产生交变磁场，使铁磁材料在交变磁场中发生长度交变伸缩，超声频率的电磁能便转换成振
14、动能，再由传送器传至声极；同时通过声极对工件加压，平行于连接面的机械振动起着破碎和清除工件表面氧化膜的作用，并加速金属的扩散和再结晶过程。适当选择振荡频率、压力和焊接时间，即可获得优质接头由几百至五千牛顿，焊件变形率一般低于35%。超声波焊既可以焊接同种金属，也可以焊接异种金属,如铝与铜、铝与不锈钢、钛与不锈钢等,还可以实现金属与非金属的焊接。超声波焊机输入功率由几瓦至25k瓦，导入焊件表面的位移振幅值1040m，施加在焊件上的静压力由几百N到5KN.可焊铝合金厚度为几毫米。超声波焊广泛应用于电子器件中引线与锗、硅上的金属镀膜的焊接，集成电路中各种金属（铝、铜、金、镍）与陶瓷、玻璃上的金属镀膜
15、的焊接，热电偶焊接，化学活性物质如炸药、试剂、易爆品的封装焊接等.,爆炸焊：利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法。20世纪50年代末期,在用爆炸成形方法加工零件时,发现零件与模具之间产生局部焊合现象，由此产生了爆炸焊接的方法。爆炸焊接时,通常把炸药直接敷在覆板表面,或在炸药与覆板之间垫以塑料、橡皮作为缓冲层。覆板与基板之间一般留有平行间隙或带角度的间隙，在基板下垫以厚砧座。炸药引爆后的冲击波压力高达几百万兆帕，使覆板撞向基板，两板接触面产生塑性流动和高速射流，结合面的氧化膜在高速射流作用下喷射出来，同时使工件连接在一起。爆炸焊分点焊、线焊和面焊。接头有板和板、管和管、管和管
16、板等形式。所使用炸药的爆轰速度、用药量、被焊板的间隙和角度、缓冲材料的种类、厚度、被焊材料的声速、起爆位置等，均对焊接质量有重要影响。爆炸焊所需装置简单，操作方便，成本低廉，适用于野外作业。爆炸焊对工件表面清理要求不太严，而结合强度却比较高，适合于焊接异种金属，如铝、铜、钛、镍、钽、不锈钢与碳钢的焊接，铝与铜的焊接等。爆炸焊已广泛用于导电母线过渡接头、换热器管与管板的焊接和制造大面积复合板。异种金属爆炸焊的焊接界面,基板为12NiCrMoV钢，覆板为B30，焊接界面为良好的波状接合。,扩散焊：将焊件紧密贴合，在一定温度和压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散形成联接的焊接方法。影响扩散焊过程和接头质量的主要因素是温度压力扩散时间和表面粗糙度。在一定范围内焊接温度越高,原子扩散越快焊接温度一般为材料熔点的0.50.8倍，一般在0.7倍的时候效果最好。根据材料类型和对接头质量的要求，扩散焊可在真空、保护气体或溶剂下进行，其中以真空扩散焊应用最广，这是因为在真空状态下，焊接过程中焊接界面的气体会被吸到真空中。为了加速焊接过程、降低对焊接表面粗糙度的要求或防止接头中出现有害的组织，
