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1、第四章第四章 对对 焊焊.主要内容主要内容l一一. 概述概述l二二. 电阻对焊电阻对焊l三三. 闪光对焊闪光对焊l四四. 高频对接缝焊高频对接缝焊.一一. 概述概述 1. 定义定义 2. 分类分类 3. 特点特点 4. 应用应用. 1. 定义定义 对焊对焊(butt resistance welding)，把两工件端，把两工件端部相对放置，利用焊接电流加热，然后加压完成部相对放置，利用焊接电流加热，然后加压完成焊接的电阻焊方法。焊接的电阻焊方法。 2. 分类分类对焊对焊电阻对焊电阻对焊闪光对焊闪光对焊.3. 特点特点l（a）不论工件截面大小（从零点几平方毫米至数万平方）不论工件截面大小（从零点
2、几平方毫米至数万平方毫米），均一次焊成；毫米），均一次焊成；l（b）不论端面熔化与否，熔融金属均挤出焊口成毛刺而）不论端面熔化与否，熔融金属均挤出焊口成毛刺而不成为焊缝的组成部分；不成为焊缝的组成部分；l（c）对焊尤其闪光焊时，所接工件端面必须一致，对焊）对焊尤其闪光焊时，所接工件端面必须一致，对焊不同截面工件时必须有过渡段，其直径差别应不同截面工件时必须有过渡段，其直径差别应15%，厚，厚度差别就应度差别就应10% 。.4. 应用应用 （1）型材的接长）型材的接长 例：带钢、型材、线材、钢筋、钢轨、锅炉钢管、石油和天然气输送例：带钢、型材、线材、钢筋、钢轨、锅炉钢管、石油和天然气输送等管道的
3、对焊。等管道的对焊。 （2）环形工件的对焊）环形工件的对焊 例：汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈的对焊、各种链环的对焊等。例：汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈的对焊、各种链环的对焊等。 （3）部件的组焊）部件的组焊 将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对焊成复杂的零件，以降低成本。焊成复杂的零件，以降低成本。 例：汽车方向轴外壳和后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以例：汽车方向轴外壳和后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以及特殊零件的对焊等。及特殊零件的对焊等。 （4）异种金属的对焊，可以节约贵重金属，提高产品性能。）异种金属的对焊，可以节约贵重金属，提高产品性能。
4、例：刀具的工作部分（高速钢）与尾部（中碳钢）的对焊，内燃机排例：刀具的工作部分（高速钢）与尾部（中碳钢）的对焊，内燃机排气阀的头部（耐热钢）与尾部（结构钢）的对焊，铝铜导电接头的对气阀的头部（耐热钢）与尾部（结构钢）的对焊，铝铜导电接头的对焊等。焊等。 .图图1 对焊应用举例对焊应用举例(a)钢轨钢轨 (b)管道管道 (c)汽车轮辋汽车轮辋 (d)链环链环 (e)万向轴壳万向轴壳 (f)汽车后桥壳体汽车后桥壳体 (e)连杆连杆 (h)拉杆拉杆 (i)特殊形状零件特殊形状零件 (j)排气阀排气阀 (k)刀具刀具.图图2 焊件示意图焊件示意图.图图3 对焊的实际应用对焊的实际应用.图图3 对焊的实
5、际应用对焊的实际应用.对焊设备对焊设备 闪光对焊设备闪光对焊设备 电阻对焊设备电阻对焊设备.二二. 电阻对焊电阻对焊l1. 定义定义l2. 特点特点l3. 焊接循环、工艺参数和工件准备焊接循环、工艺参数和工件准备l4. 适用范围适用范围.l1. 定义定义 电阻对焊电阻对焊(upset butt welding): 是将焊件装配成对接接头，使端面紧密接触，利是将焊件装配成对接接头，使端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法。完成焊接的方法。.2. 特点特点l电阻对焊具有接头光滑、毛剌小、焊接过程简单、无弧光电阻对焊具有接头
6、光滑、毛剌小、焊接过程简单、无弧光和飞溅，易于操作等优点。和飞溅，易于操作等优点。l接头的力学性能较低，焊前对接头待焊面的准备要求较高，接头的力学性能较低，焊前对接头待焊面的准备要求较高，仅用于小断面仅用于小断面(250mm2以下以下)金属型材的对接。金属型材的对接。l使用范围有限，特别是大端面对焊尤为困难。使用范围有限，特别是大端面对焊尤为困难。.3. 焊接循环、工艺参数和工件准备焊接循环、工艺参数和工件准备 1) 焊接循环焊接循环l电阻对焊时，两工件始终压紧，当端面温度升高到焊接温电阻对焊时，两工件始终压紧，当端面温度升高到焊接温度度Tw时，两工件端面的距离小到只有几个埃时，两工件端面的距
7、离小到只有几个埃(A)，端面间，端面间原子发生相互作用，在接合面上产生共同晶粒，从而形成原子发生相互作用，在接合面上产生共同晶粒，从而形成接头。接头。l电阻对焊时的焊接循环有两种：电阻对焊时的焊接循环有两种：等压力等压力和和变压力变压力的。的。前者加压机构简单，便于实现。前者加压机构简单，便于实现。后者有利于提高焊接质量，主要用于合金钢，有色金属及其合金后者有利于提高焊接质量，主要用于合金钢，有色金属及其合金的电阻对焊。的电阻对焊。.2) 工艺参数工艺参数电阻对焊的主要工艺参数有：电阻对焊的主要工艺参数有：1. 伸出长度伸出长度2. 焊接电流焊接电流(或焊接电流密度或焊接电流密度)3. 焊接通
8、电时间焊接通电时间4. 焊接压力焊接压力5. 顶锻压力顶锻压力.(1)伸出长度伸出长度L0：即工件伸出夹钳电极端面的长度。即工件伸出夹钳电极端面的长度。l选择伸出长度时，要考虑两个因素：选择伸出长度时，要考虑两个因素： 顶锻时工件的稳定性顶锻时工件的稳定性 向夹钳的散热向夹钳的散热l如果如果L0过长，则顶锻时工件会失稳旁弯。过长，则顶锻时工件会失稳旁弯。L0过短，则由于过短，则由于向钳口的散热增强，使工件冷却过于强烈，会增加塑性变向钳口的散热增强，使工件冷却过于强烈，会增加塑性变形的困难。形的困难。l对于直径为对于直径为d的工件的工件:低碳钢：低碳钢：L0=(0.51)d铝和黄铜：铝和黄铜：L
9、0(12)d铜：铜：L0(1.52.5)d。.(2)焊接电流焊接电流Iw和焊接时间和焊接时间tw l在电阻对焊时，焊接电流常以电流密度在电阻对焊时，焊接电流常以电流密度Iw来表示。来表示。Iw和和tw是决定工件是决定工件加热的两个主要参数。加热的两个主要参数。l二者可以在一定范围内相应地调配。可以采用大电流密度、短时间二者可以在一定范围内相应地调配。可以采用大电流密度、短时间(硬硬规范规范)，也可以采用小电流密度、长时间，也可以采用小电流密度、长时间(软规范软规范)。但选择硬规范时，容易产生未焊透缺陷；但选择硬规范时，容易产生未焊透缺陷；选择软规范时，会使接口端面严重氧化、接头区晶粒粗大、影响
10、接头强度。选择软规范时，会使接口端面严重氧化、接头区晶粒粗大、影响接头强度。(3)焊接压力焊接压力Fw与顶锻压力与顶锻压力FulFw对接头处的产热和塑性变形都有影响。减小对接头处的产热和塑性变形都有影响。减小Fw有利于产热，但不有利于产热，但不利于塑性变形。利于塑性变形。l宜用较小的宜用较小的Fw进行加热，而以大得多的进行加热，而以大得多的Fu进行顶锻。但是进行顶锻。但是Fw也不能也不能过低，否则会引起飞溅、增加端面氧化，并在接口附近造成疏松。过低，否则会引起飞溅、增加端面氧化，并在接口附近造成疏松。.3) 工件准备工件准备l电阻对焊时，两工件的端面形状和尺寸应该相同，以保证电阻对焊时，两工件
11、的端面形状和尺寸应该相同，以保证两工件的加热和塑性变形一致。两工件的加热和塑性变形一致。l工件的端面以及与夹钳接触的表面必须进行严格清理，端工件的端面以及与夹钳接触的表面必须进行严格清理，端面的氧化物和脏物会直接影响接头的质量。清理工件可以面的氧化物和脏物会直接影响接头的质量。清理工件可以用砂轮、钢丝刷等机械手段，也可以用酸洗。用砂轮、钢丝刷等机械手段，也可以用酸洗。 与夹钳接触的工件表面的氧化物和脏物将会增大接触处电阻，使工作与夹钳接触的工件表面的氧化物和脏物将会增大接触处电阻，使工作表面烧伤、钳口磨损加剧，并增大功率损耗。表面烧伤、钳口磨损加剧，并增大功率损耗。l电阻焊接头中易产生氧化物夹
12、杂。对于焊接质量要求高的电阻焊接头中易产生氧化物夹杂。对于焊接质量要求高的稀有金属、某些合金钢和有色金属时，常采用氩、氦等保稀有金属、某些合金钢和有色金属时，常采用氩、氦等保护气氛来解决。护气氛来解决。.4. 适用范围适用范围 l主要适用于对接直径在主要适用于对接直径在20mm以内的棒材或线材，不适于以内的棒材或线材，不适于大端面对接和薄壁管子对接。大端面对接和薄壁管子对接。 大端面对接时，因端面很难做到全面接触，而未接触部分被氧化，大端面对接时，因端面很难做到全面接触，而未接触部分被氧化， 顶锻时难以把它排挤出去，从而导致接头质量下降。薄壁管对焊的困顶锻时难以把它排挤出去，从而导致接头质量下
13、降。薄壁管对焊的困 难主要是顶锻时容易引起管壁压曲失稳。难主要是顶锻时容易引起管壁压曲失稳。l可焊的金属材料有碳钢、不锈钢、铜合金和许多铝合金等。可焊的金属材料有碳钢、不锈钢、铜合金和许多铝合金等。对于低碳钢焊件，其直径宜在对于低碳钢焊件，其直径宜在16mm以下，个别可达以下，个别可达25mm左右。左右。 铜对焊时用电量大，一般不采用电阻对焊。有一些铝合金焊接时，需铜对焊时用电量大，一般不采用电阻对焊。有一些铝合金焊接时，需要精确的控制顶锻力才能成功。要精确的控制顶锻力才能成功。 .线材电阻对焊的焊接参数线材电阻对焊的焊接参数表表1 线材电阻对焊的焊接参数线材电阻对焊的焊接参数.低碳钢棒材电阻
14、对焊低碳钢棒材电阻对焊表表2 低碳钢棒材电阻对焊的焊接参数低碳钢棒材电阻对焊的焊接参数.小直径链环电阻对焊的焊接参数小直径链环电阻对焊的焊接参数表表3 小直径链环电阻对焊的焊接参数小直径链环电阻对焊的焊接参数.三三. 闪光对焊闪光对焊l1. 实质实质l2. 特点特点l3. 闪光对焊焊接参数闪光对焊焊接参数l4. 常用金属材料的闪光对焊常用金属材料的闪光对焊.1. 实质实质l闪光对焊接头形成的实质是金属在高温塑性变形状态下，闪光对焊接头形成的实质是金属在高温塑性变形状态下，在接合面上进行再结晶，产生共同晶粒而形成接头。电阻在接合面上进行再结晶，产生共同晶粒而形成接头。电阻对焊和闪光对焊极为相似，
15、两者的焊接热都是由接头电阻对焊和闪光对焊极为相似，两者的焊接热都是由接头电阻通电后产生。通电后产生。l区别：区别：前者主要由焊件自身的电阻产生的电阻热，而后者必须通过闪前者主要由焊件自身的电阻产生的电阻热，而后者必须通过闪光过程，靠闪光时产生的接触电阻热实现焊接。光过程，靠闪光时产生的接触电阻热实现焊接。.2. 特点特点（1）优点）优点l 适用范围比电阻对焊广。适用范围比电阻对焊广。同种或异种金属可焊，展开截面或紧凑截面的零件也可焊，可焊同种或异种金属可焊，展开截面或紧凑截面的零件也可焊，可焊的截面积也比电阻对焊大得多。的截面积也比电阻对焊大得多。l 接合面上的熔化金属层或氧化物在顶锻时被挤出
16、，起接合面上的熔化金属层或氧化物在顶锻时被挤出，起 到清除接合面杂质的作用。到清除接合面杂质的作用。接头可靠性高，强度比电阻对焊大。接头可靠性高，强度比电阻对焊大。l 闪光对焊对工件待焊面的准备和清理要求不严格。闪光对焊对工件待焊面的准备和清理要求不严格。l 接头热影响区比对焊窄很多。接头热影响区比对焊窄很多。.（2）缺点）缺点l 焊接时喷射出的熔融金属颗粒有造成火灾的危险，焊接时喷射出的熔融金属颗粒有造成火灾的危险， 还可能使操作人员受飞溅烧伤，并损坏机器的滑轨、还可能使操作人员受飞溅烧伤，并损坏机器的滑轨、 轴和轴承等。轴和轴承等。l 焊后在接头处形成毛剌（飞边），需去除。焊后在接头处形成
17、毛剌（飞边），需去除。为此，可能需用专门设备而增加制造成本。特别是管子闪光为此，可能需用专门设备而增加制造成本。特别是管子闪光对焊后内壁上的毛刺，妨碍了流体流动，降低接头疲劳强度，对焊后内壁上的毛刺，妨碍了流体流动，降低接头疲劳强度，而且是产生腐蚀或污损集中的部位。去除小直径内壁的焊接而且是产生腐蚀或污损集中的部位。去除小直径内壁的焊接毛刺相当困难，甚至不可能。毛刺相当困难，甚至不可能。l 也和电阻对焊一样，当采用单相大功率电源时，会也和电阻对焊一样，当采用单相大功率电源时，会 在三相电网上造成负荷不平衡。在三相电网上造成负荷不平衡。l 对被焊工件要求有差不多相同的截面。对被焊工件要求有差不多
18、相同的截面。被焊工件截面越小，对中就越困难等。被焊工件截面越小，对中就越困难等。.（3）闪光对焊的适用范围）闪光对焊的适用范围l凡是可以锻造的金属，原则上都可以进行闪光对焊，所以凡是可以锻造的金属，原则上都可以进行闪光对焊，所以许多钢铁材料及非钢铁金属都能焊接。许多钢铁材料及非钢铁金属都能焊接。l同种金属同种金属：如碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝合金、镍合：如碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝合金、镍合金、铜合金和钛合金等均可进行闪光焊。金、铜合金和钛合金等均可进行闪光焊。但是，但是，焊接钛合金需要惰性气体保护下进行焊接钛合金需要惰性气体保护下进行，以免接头塑性下降；，以免接头塑性下降；焊接高淬硬性的
19、碳钢和合金钢时，焊后热影响区性能与母材差别焊接高淬硬性的碳钢和合金钢时，焊后热影响区性能与母材差别较大，通常焊后须进行热处理；较大，通常焊后须进行热处理；铅、锌、锡、铋和锑及其合金不能用闪光焊，一些有毒金属，如铅、锌、锡、铋和锑及其合金不能用闪光焊，一些有毒金属，如铍及铍合金，没有严格预防措施，也不能用闪光对焊。铍及铍合金，没有严格预防措施，也不能用闪光对焊。l异种金属：异种金属：只要它们之间的闪光和顶锻相近似，也可采用只要它们之间的闪光和顶锻相近似，也可采用闪光对焊。闪光对焊。焊接时可以通过合理的工件设计、调整工件调伸长度、闪光量和焊接时可以通过合理的工件设计、调整工件调伸长度、闪光量和其他
20、工艺参数等措施来克服它们之间的差别。其他工艺参数等措施来克服它们之间的差别。.3. 闪光对焊焊接参数闪光对焊焊接参数l主要焊接参数有：主要焊接参数有：1.闪光阶段的调伸长度、闪光留量、闪光速度、闪光电流闪光阶段的调伸长度、闪光留量、闪光速度、闪光电流密度；密度；2.顶锻阶段的顶锻留量、顶锻速度、顶锻力、夹紧力；顶锻阶段的顶锻留量、顶锻速度、顶锻力、夹紧力；3.预热阶段的预热温度、预热时间等。预热阶段的预热温度、预热时间等。l闪光对焊焊接参数选择适当时，可以获得几乎闪光对焊焊接参数选择适当时，可以获得几乎与母材等性能的优质接头。与母材等性能的优质接头。.3. 闪光对焊焊接参数闪光对焊焊接参数 （
21、1）调伸长度）调伸长度l l 焊件从静夹具或活动夹具中伸出的长度，又称调置焊件从静夹具或活动夹具中伸出的长度，又称调置长度。它的作用是保证必要的留量（焊件缩短量）和调节长度。它的作用是保证必要的留量（焊件缩短量）和调节加热时的温度场，可根据焊件端面和材料性质选择。加热时的温度场，可根据焊件端面和材料性质选择。表表4 异种材料闪光对焊时异种材料闪光对焊时l的选择的选择.（2）闪光留量）闪光留量fl 闪光对焊时，考虑焊件因闪光而减短的预留长度，又闪光对焊时，考虑焊件因闪光而减短的预留长度，又称烧化留量。它是一个重要加热参数，可使沿焊件长度获称烧化留量。它是一个重要加热参数，可使沿焊件长度获得合适的
22、温度分布，应根据材料性质、焊件截面尺寸和是得合适的温度分布，应根据材料性质、焊件截面尺寸和是否采取预热等因素来选择。否采取预热等因素来选择。 （3）闪光速度）闪光速度fl 在稳定闪光条件下，零件的瞬时接近速度，亦即动夹在稳定闪光条件下，零件的瞬时接近速度，亦即动夹具的瞬时进给速度，又称烧化速度。它是一加热参数，只具的瞬时进给速度，又称烧化速度。它是一加热参数，只要按事先给定的动夹具位移曲线要按事先给定的动夹具位移曲线S变化，即可获得最佳的变化，即可获得最佳的加热效果。加热效果。.（4）闪光电流密度）闪光电流密度jf（或次级空载电压（或次级空载电压U20）l jf或或U20对加热有重大影响，在实
23、际生产中是通过调节对加热有重大影响，在实际生产中是通过调节U20来实现的，来实现的， U20一般在一般在1.514V之间。其选择原则，应是在保证稳定闪光条件下之间。其选择原则，应是在保证稳定闪光条件下尽量选用较低值。同时，也应考虑尽量选用较低值。同时，也应考虑jf的选择又与焊接方法、材料性质的选择又与焊接方法、材料性质和焊件截面尺寸等有关。和焊件截面尺寸等有关。表表5 闪光和顶锻时电流密度的参考值闪光和顶锻时电流密度的参考值 (单位：单位：A/mm2).（5）顶锻留量）顶锻留量u l闪光对焊时，考虑两焊件因顶锻缩短而预留的长度称顶锻闪光对焊时，考虑两焊件因顶锻缩短而预留的长度称顶锻留量。它影响
24、液态金属、氧化物的排出及塑性变形程序，留量。它影响液态金属、氧化物的排出及塑性变形程序，通常通常u略大些有利，可根据材料性质、焊件截面尺寸等略大些有利，可根据材料性质、焊件截面尺寸等因素来选择。因素来选择。u约占总留量约占总留量的的20%30%，其中电顶锻量约为无电顶锻量的，其中电顶锻量约为无电顶锻量的0.51.0倍；倍；焊铝合金时焊铝合金时u值比焊同截面尺寸钢时约大值比焊同截面尺寸钢时约大50%。小截面或薄壁铝件焊接时，为避免过热还应限制其有电顶锻时间小截面或薄壁铝件焊接时，为避免过热还应限制其有电顶锻时间不应超过不应超过0.06s。.（6）顶锻速度）顶锻速度vu 闪光对焊时，顶锻阶段动夹具
25、的移动速度称顶锻速度，闪光对焊时，顶锻阶段动夹具的移动速度称顶锻速度， 它是获得优质接头的重要参数。它是获得优质接头的重要参数。通常通常vu略大些有利，因为足够高的略大些有利，因为足够高的vu能迅速封闭对口端面间隙、减能迅速封闭对口端面间隙、减少金属氧化，在高速状态下可较容易地排除液态金属和氧化夹杂，少金属氧化，在高速状态下可较容易地排除液态金属和氧化夹杂，使纯净的端金属紧密贴合，促进交互结晶。使纯净的端金属紧密贴合，促进交互结晶。如果如果vu较小，不仅使闭合间隙和塑性变形所需时间增长，而且由较小，不仅使闭合间隙和塑性变形所需时间增长，而且由于对口金属温度早已降低，导致去除和破坏氧化膜变的困难
26、。于对口金属温度早已降低，导致去除和破坏氧化膜变的困难。.图图6 铝合金接头弯曲角铝合金接头弯曲角与顶锻速度与顶锻速度Vu的关系的关系图图7 铝合金（美国，铝合金（美国，AA7003-T4）优质接头宏观组织形）优质接头宏观组织形貌（金属纤维流线形态）貌（金属纤维流线形态）.（7）顶锻力）顶锻力Fu l闪光对焊时，顶锻阶段施加给焊件端面的力，常用单位闪光对焊时，顶锻阶段施加给焊件端面的力，常用单位面积上压力面积上压力Pu来表示。它主要影响对口塑性变形程度，来表示。它主要影响对口塑性变形程度，且为一从属参数，但其过大或过小均会使接头冲击韧性且为一从属参数，但其过大或过小均会使接头冲击韧性明显降低。
27、明显降低。表表6 各种材料闪光对焊顶锻压力参考值各种材料闪光对焊顶锻压力参考值.（8）夹紧力）夹紧力Fc lFc是为防止焊件在夹钳电极中打滑而施加的力。它与顶段力及焊机结是为防止焊件在夹钳电极中打滑而施加的力。它与顶段力及焊机结构有关。构有关。（9）预热温度）预热温度Tpr lTpr与材料性质、焊件端面尺寸等因素有关。与材料性质、焊件端面尺寸等因素有关。Tpr过高，会使接头韧性、过高，会使接头韧性、塑性降低；太低，会使闪光困难、加热区变窄而不利于顶锻塑性变形。塑性降低；太低，会使闪光困难、加热区变窄而不利于顶锻塑性变形。（10）预热时间）预热时间tpr l tpr与材料性质、焊件截面尺寸、焊机
28、功率等因素有关，其取值大小所与材料性质、焊件截面尺寸、焊机功率等因素有关，其取值大小所带来的影响与预热温度带来的影响与预热温度Tpr相似。相似。l 综上所述，闪光对焊焊接参数的选择应从技术条件出发，结合焊件综上所述，闪光对焊焊接参数的选择应从技术条件出发，结合焊件材料性质、截面形状及尺寸、设备条件和生产规模等因素综合考虑。材料性质、截面形状及尺寸、设备条件和生产规模等因素综合考虑。一般可先确定工艺方法，然后参照推荐的有关数据及试验资料初步选一般可先确定工艺方法，然后参照推荐的有关数据及试验资料初步选定焊接参数，最后由工艺试验并结合接头性能分析予以确定。定焊接参数，最后由工艺试验并结合接头性能分
29、析予以确定。.焊件准备：焊件准备：1. 端面几何形状、焊接端面几何形状、焊接端头的加工和表面清端头的加工和表面清理。理。2. 闪光对焊时，两焊件闪光对焊时，两焊件对接面的几何形状和对接面的几何形状和尺寸应基本一致。尺寸应基本一致。圆形焊件直径尺寸差圆形焊件直径尺寸差不超过不超过15%方形焊件直径尺寸差方形焊件直径尺寸差不超过不超过10%图图8 闪光对焊的接头形式闪光对焊的接头形式a) 合理合理 b) 不合理不合理. 3. 焊接断面大时，可将其中一个焊件端部倒角，使电流密度焊接断面大时，可将其中一个焊件端部倒角，使电流密度增大，易于激发闪光，使之可不用预热或可不必提高闪增大，易于激发闪光，使之可
30、不用预热或可不必提高闪光初期二次电压的工艺要求。光初期二次电压的工艺要求。图图9 大断面工件端部的倒角尺寸大断面工件端部的倒角尺寸.4. 闪光对焊对焊件的清理要求不严，但与夹钳电极接触表面闪光对焊对焊件的清理要求不严，但与夹钳电极接触表面应严格清理。应严格清理。l清理方法可为：清理方法可为：砂轮砂轮钢丝刷等机械清理钢丝刷等机械清理也可以用酸洗。也可以用酸洗。.4. 常用金属材料的闪光对焊常用金属材料的闪光对焊4.1 金属材料的性能对闪光对焊工艺的影响金属材料的性能对闪光对焊工艺的影响l 电导率小而热导率大的金属，其焊接性较差；电导率小而热导率大的金属，其焊接性较差； 导电、导热性越好的金属，其
31、焊接时析热小、散热快，焊接性能越不好。导电、导热性越好的金属，其焊接时析热小、散热快，焊接性能越不好。l 高温屈服强度大的金属材料，其焊接性较差；高温屈服强度大的金属材料，其焊接性较差； 高温强度越高的材料，其塑性变形阻力越大，顶锻时必须用较大的压强，高温强度越高的材料，其塑性变形阻力越大，顶锻时必须用较大的压强，焊接性不好。焊接性不好。l 对热循环较敏感，即易生成与热循环作用有关缺陷对热循环较敏感，即易生成与热循环作用有关缺陷(淬硬、裂纹、淬硬、裂纹、 软化和氧化夹杂等软化和氧化夹杂等)的材料，其焊接性较差；的材料，其焊接性较差；l 液液-固相线温度区间宽的材料，其焊接性较差；固相线温度区间
32、宽的材料，其焊接性较差；结晶区间越宽时半熔化区增大，即液体金属层下固相表面不平度大，需结晶区间越宽时半熔化区增大，即液体金属层下固相表面不平度大，需要较大的顶锻留量和顶锻力才能把这半熔化状态的金属完全挤出。否则要较大的顶锻留量和顶锻力才能把这半熔化状态的金属完全挤出。否则容易残留凝固组织，缩孔和裂纹。容易残留凝固组织，缩孔和裂纹。l 在对口端面可生成高熔点氧化物的材料，其焊接性差；在对口端面可生成高熔点氧化物的材料，其焊接性差； 这些氧化物主要是这些氧化物主要是Cr、Al的氧化物。的氧化物。. 1. 低碳钢的闪光对焊低碳钢的闪光对焊 l低碳钢闪光对焊焊接性良好。低碳钢闪光对焊焊接性良好。l对焊
33、接接头中存在不同程度的过热，产生的过热组织将对焊接接头中存在不同程度的过热，产生的过热组织将使接头塑性有所降低，但在一般使用条件下是允许的；使接头塑性有所降低，但在一般使用条件下是允许的；严重过热时，可通过退火处理消除。严重过热时，可通过退火处理消除。l焊接参数不当会在接头中产生过烧，这是低碳钢对焊时焊接参数不当会在接头中产生过烧，这是低碳钢对焊时应予避免的缺陷，因为它使接头塑性急剧降低，而且又应予避免的缺陷，因为它使接头塑性急剧降低，而且又无法通过焊后热处理来改善。无法通过焊后热处理来改善。.表表7 各类钢闪光对焊主要焊接参数各类钢闪光对焊主要焊接参数.Q235钢筋闪光对焊接头金相组织钢筋闪
34、光对焊接头金相组织图图10 钢筋钢筋(Q235)闪光对焊接头金相照片闪光对焊接头金相照片a) 接头外观接头外观 b)焊缝区焊缝区 c)热影响区热影响区(过热区过热区) d)热影响区（正火区）热影响区（正火区）a)b)c)d).2. 易淬硬钢的闪光对焊易淬硬钢的闪光对焊la中碳钢和高碳钢中碳钢和高碳钢 l 这类可淬硬钢闪光对焊焊接性稍好，因为氧化物这类可淬硬钢闪光对焊焊接性稍好，因为氧化物FeO熔点低于熔点低于母材，顶锻时易被排出等。但在对焊接头中会出现白带（贫碳层）母材，顶锻时易被排出等。但在对焊接头中会出现白带（贫碳层）而使对口软化，在采用长时间热处理后可改善或消除脱碳区。而使对口软化，在采
35、用长时间热处理后可改善或消除脱碳区。lb合金钢合金钢 l 这类易淬硬钢闪光对焊焊接性较差，随着合金元素含量的增加这类易淬硬钢闪光对焊焊接性较差，随着合金元素含量的增加使淬硬倾向增大，难熔氧化夹杂增加；另外，高温强度大，结晶温使淬硬倾向增大，难熔氧化夹杂增加；另外，高温强度大，结晶温度区间宽，将使塑性变形困难和易于生成疏松等。度区间宽，将使塑性变形困难和易于生成疏松等。l 可淬硬钢常采用预热闪光对焊，并应提高闪光速度和顶锻速度，可淬硬钢常采用预热闪光对焊，并应提高闪光速度和顶锻速度，焊后进行局部或整体热处理。焊后进行局部或整体热处理。.3. 铝合金的闪光对焊铝合金的闪光对焊l铝及其合金由于具有导
36、电导热性好、易氧化和氧化物铝及其合金由于具有导电导热性好、易氧化和氧化物Al2O3熔点高等特点，闪光对焊焊接性较差。熔点高等特点，闪光对焊焊接性较差。l在焊接参数不当时，接头中易形成氧化冷作强化型铝合金，在焊接参数不当时，接头中易形成氧化冷作强化型铝合金，焊接性较差，必须采用较高的闪光速度和强制成形的顶锻焊接性较差，必须采用较高的闪光速度和强制成形的顶锻模式，并且焊后要进行固溶时效处理。模式，并且焊后要进行固溶时效处理。冷作强化型铝合金、退火态的热处理强化型铝合金，闪光对焊焊冷作强化型铝合金、退火态的热处理强化型铝合金，闪光对焊焊接性稍好；接性稍好；淬火态热处理强化铝合金，焊接性较差，必须采用
37、较高的闪光速淬火态热处理强化铝合金，焊接性较差，必须采用较高的闪光速度和强制成形的顶锻模式，并在焊后进行淬火和时效处理。度和强制成形的顶锻模式，并在焊后进行淬火和时效处理。l铝合金推荐选用矩形波电源闪光对焊。铝合金推荐选用矩形波电源闪光对焊。.图图11 顶锻模式示意图顶锻模式示意图a)、b)、c) 对口强迫成型顶锻对口强迫成型顶锻 d) 对口自由顶锻对口自由顶锻.4. 铜及其合金的闪光对焊铜及其合金的闪光对焊l铜的导电导热性比铝好，熔点较高，因而比铝要难焊。纯铜的导电导热性比铝好，熔点较高，因而比铝要难焊。纯铜闪光对焊时，很难在端面形成液态金属层和保持稳定的铜闪光对焊时，很难在端面形成液态金属
38、层和保持稳定的闪光过程，也很难获得良好的塑性温度区。闪光过程，也很难获得良好的塑性温度区。为此，焊接时需要很高的为此，焊接时需要很高的最后闪光速度、顶锻速度和顶锻压强最后闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。l铜合金铜合金(如黄铜、青铜如黄铜、青铜)的对焊比纯铜容易。黄铜对焊时由的对焊比纯铜容易。黄铜对焊时由于锌的蒸发而使接头性能下降，为了减少锌的蒸发，也应于锌的蒸发而使接头性能下降，为了减少锌的蒸发，也应采用很高的闪光速度、顶锻速度和顶锻压强采用很高的闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。l l铝和铜用闪光对焊焊成的过渡接头广泛用于电机行业。由铝和铜用闪光对焊焊成的过渡接头广泛用于电机行业。由于它们的熔点相
39、差很大，铝的熔化比铜快于它们的熔点相差很大，铝的熔化比铜快45倍，所以要倍，所以要相应增大铝的伸出长度。铝和铜对焊时，可能形成金属间相应增大铝的伸出长度。铝和铜对焊时，可能形成金属间化合物化合物CuAl2，增加接头脆性。因此，必须在顶锻时尽可，增加接头脆性。因此，必须在顶锻时尽可能将能将CuAl2从接口中排挤出去从接口中排挤出去。l .5. 钛及其合金的闪光对焊钛及其合金的闪光对焊l钛及其合金闪光对焊的主要问题是由于淬火和吸收气体钛及其合金闪光对焊的主要问题是由于淬火和吸收气体(氢、氧、氮等氢、氧、氮等)而使接头塑性降低。钛合金的淬火倾向与而使接头塑性降低。钛合金的淬火倾向与加入的合金元素有关
40、。若加入稳定卤相元素则淬火倾向增加入的合金元素有关。若加入稳定卤相元素则淬火倾向增大，塑性将进一步降低。若采用强烈闪光的连续闪光对焊，大，塑性将进一步降低。若采用强烈闪光的连续闪光对焊，不加保护气体就可获得满意的接头。不加保护气体就可获得满意的接头。l当采用闪光、顶锻速度较小的预热闪光焊时，应在当采用闪光、顶锻速度较小的预热闪光焊时，应在Ar或或He保护气氛中焊接。预热温度为保护气氛中焊接。预热温度为10001200，工艺参，工艺参数和焊接钢时基本一致，只是闪光留量稍有增加。此时可数和焊接钢时基本一致，只是闪光留量稍有增加。此时可获得较高塑性的接头。获得较高塑性的接头。.4.2 典型工件的闪光
41、对焊典型工件的闪光对焊1. 棒材闪光对焊棒材闪光对焊l焊前对夹持在夹钳电焊前对夹持在夹钳电极间的焊件部分要校极间的焊件部分要校直、清除绣和氧化皮直、清除绣和氧化皮等赃物，直径等赃物，直径d40mm棒材可采用连棒材可采用连续闪光对焊；更大直续闪光对焊；更大直径棒材和方形或矩形径棒材和方形或矩形截面的型材微改善加截面的型材微改善加热，多采用预热闪光热，多采用预热闪光对焊。对焊。图图12 闪光对焊示意图闪光对焊示意图.表表8 低碳钢棒材闪光对焊的时间和留量低碳钢棒材闪光对焊的时间和留量.2. 管子闪光对焊管子闪光对焊l根据管子断面和材料可选择连续或者预热闪光对焊，夹钳根据管子断面和材料可选择连续或者
42、预热闪光对焊，夹钳电极用半圆形或电极用半圆形或V形形(管径与壁厚比值大于管径与壁厚比值大于10时时)并应有适并应有适当的工件长度，管子焊后，去除内外毛刺。当的工件长度，管子焊后，去除内外毛刺。表表9 20钢、钢、12Cr1MoV及及12Cr18Ni12Ti钢管钢管连续闪光对焊的焊接参数连续闪光对焊的焊接参数.l焊接参数焊接参数表表10 大断面低碳钢管预热闪光对焊的焊接参数大断面低碳钢管预热闪光对焊的焊接参数.3. 板材闪光对焊板材闪光对焊l焊前板材断面应平直、无飞边、无压痕和夹层缺陷，由于焊前板材断面应平直、无飞边、无压痕和夹层缺陷，由于主要用于钢板连轧生产线中，拼缝处要承受很大塑性变形，主要
43、用于钢板连轧生产线中，拼缝处要承受很大塑性变形，对断带率有教严格规定，因此接头质量要求较高。对断带率有教严格规定，因此接头质量要求较高。l为此必须提高最后闪光速度为此必须提高最后闪光速度(vf,终止终止5mm/s)和顶锻速度和顶锻速度(vu,60mm/s)，并且在薄板，并且在薄板(=0.32mm)对焊中要采用强对焊中要采用强迫成形顶锻模式。迫成形顶锻模式。.表表11 钢板闪光对焊留量和时间参数数据钢板闪光对焊留量和时间参数数据.4. 环形件闪光对焊环形件闪光对焊l环形件主要有：锚链、传动链等链环，汽车、拖拉机轮辋，环形件主要有：锚链、传动链等链环，汽车、拖拉机轮辋，自行车及摩托车轮圈等。自行车
44、及摩托车轮圈等。l环形件的对焊特点是一定要考虑通过环本身的分流及顶锻环形件的对焊特点是一定要考虑通过环本身的分流及顶锻时环本身变形弹力的影响。前者需要更大的焊接电流，后时环本身变形弹力的影响。前者需要更大的焊接电流，后者需要适当增大顶锻压力。者需要适当增大顶锻压力。l目前，一些高效低效的闪光对焊新方法，如程控降低电压目前，一些高效低效的闪光对焊新方法，如程控降低电压闪光对焊法、脉冲闪光对焊法，瞬时送进速度自动控制连闪光对焊法、脉冲闪光对焊法，瞬时送进速度自动控制连续闪光对焊法、矩形波电源闪光对焊等正在得到推广。续闪光对焊法、矩形波电源闪光对焊等正在得到推广。.表表12 锚链预热闪光焊参考参数锚
45、链预热闪光焊参考参数.4.3 典型零件的对焊典型零件的对焊1. 线材的对焊线材的对焊l直径小于直径小于5mm的线材通常采用电阻对焊。为了保证加热均匀和挤出氧的线材通常采用电阻对焊。为了保证加热均匀和挤出氧化物，应根据焊件材料和线径大小对待焊端面加工成图化物，应根据焊件材料和线径大小对待焊端面加工成图13和图和图14所示所示的形状。的形状。l对焊热强钢线材时，端面加工成对焊热强钢线材时，端面加工成1030 斜面。开始用斜面。开始用1030MPa压强加压，当通电加热后，焊件缩短量达到总缩短量的压强加压，当通电加热后，焊件缩短量达到总缩短量的2025，再以再以300400MPa压强顶锻，即可获得优良
46、接头。压强顶锻，即可获得优良接头。l焊接平端面的线材时，应采用较大的电流密度，以保证端面加热集中。焊接平端面的线材时，应采用较大的电流密度，以保证端面加热集中。先用较大压力预压端面，再接通电流，然后降低压力，待加热温度达先用较大压力预压端面，再接通电流，然后降低压力，待加热温度达到（到（0.50.8）Tf时，再以较高压力进行顶锻，时，再以较高压力进行顶锻，Tf为焊件金属的熔点。为焊件金属的熔点。l有色金属线材对焊时，调伸长度应加大，并注意保证两焊件的同心度。有色金属线材对焊时，调伸长度应加大，并注意保证两焊件的同心度。.图图13 电阻对焊可用的接头端面形式电阻对焊可用的接头端面形式图图14 金
47、属丝电阻对焊接头的端部金属丝电阻对焊接头的端部.2. 型材的对焊型材的对焊 l碳素钢的棒材和钢筋对焊比较容易。碳素钢的棒材和钢筋对焊比较容易。直径小于直径小于10mm的可用电阻对焊的可用电阻对焊大于大于10mm的宜用连续闪光对焊的宜用连续闪光对焊大于大于30mm的用预热闪光对焊的用预热闪光对焊直径大于直径大于80100mm的棒材可采用程控降低电压闪光对焊或脉冲的棒材可采用程控降低电压闪光对焊或脉冲闪光对焊，夹钳电极双面导电。闪光对焊，夹钳电极双面导电。l当方钢或长方形钢闪光对焊时，因四角的散热条件好，对当方钢或长方形钢闪光对焊时，因四角的散热条件好，对加热不利，易形成夹杂物。为改善加热，多采用
48、预热闪光加热不利，易形成夹杂物。为改善加热，多采用预热闪光对焊。对焊。.3. 管材的对焊管材的对焊l 管材对焊在锅炉制造、石油化工、设备制造和管道工程管材对焊在锅炉制造、石油化工、设备制造和管道工程 中广泛应用。中广泛应用。l 由于管材多用在高温、高压及腐蚀性介质中工作，对焊由于管材多用在高温、高压及腐蚀性介质中工作，对焊 接质量要求严格。接质量要求严格。l 通常根据管子截面和材料选择连续或预热闪光焊，如大通常根据管子截面和材料选择连续或预热闪光焊，如大 直径厚壁钢管一般用预热闪光对焊。直径厚壁钢管一般用预热闪光对焊。.4. 板材的对焊板材的对焊l在冶金工业薄板连续轧制生产线上或各种拼板生产中
49、广泛在冶金工业薄板连续轧制生产线上或各种拼板生产中广泛使用平板对接焊工艺。在轧制生产中，所焊的接头要承受使用平板对接焊工艺。在轧制生产中，所焊的接头要承受很大塑性变形。很大塑性变形。l因此接头不仅要具有足够的强度，而且还要有良好的塑性。因此接头不仅要具有足够的强度，而且还要有良好的塑性。厚度小于厚度小于5mm的钢板，一般采用连续闪光对焊的钢板，一般采用连续闪光对焊板材较厚时，采用预热闪光对焊。板材较厚时，采用预热闪光对焊。 .5. 环形零件对焊环形零件对焊l汽车轮辋、自行车车圈、链环、轴承环、齿轮的轮缘等环汽车轮辋、自行车车圈、链环、轴承环、齿轮的轮缘等环形零件常用对焊来制造。环形零件对焊的主
50、要问题是形零件常用对焊来制造。环形零件对焊的主要问题是焊接焊接电流有分流和焊件有变形反弹力。电流有分流和焊件有变形反弹力。汽车轮辋和自行车车圈多用连续闪光对焊。汽车轮辋和自行车车圈多用连续闪光对焊。锚链、传动链等连环多用低碳钢和低合金钢制造。锚链、传动链等连环多用低碳钢和低合金钢制造。小于小于20mm时，可用电阻对焊。时，可用电阻对焊。大于大于20mm时，可用预热闪光对焊。时，可用预热闪光对焊。.四四. 高频对接缝焊高频对接缝焊1. 概述概述 l高频对接缝焊是属于高频焊的一种焊接方法。所谓高频焊高频对接缝焊是属于高频焊的一种焊接方法。所谓高频焊是在是在20世纪世纪50年代初发明并应用于生产的。
51、年代初发明并应用于生产的。1.1 定义定义 它是用流经工件连接面的高频电流所产生的电阻热加热，它是用流经工件连接面的高频电流所产生的电阻热加热，并在施加（或不施加）顶锻力的情况下，使工件金属间相并在施加（或不施加）顶锻力的情况下，使工件金属间相互连接的一类焊接方法。互连接的一类焊接方法。.1.2 特点特点l 焊速高焊速高 这是由于电能高度集中，焊接区加热速度极快，焊速高达这是由于电能高度集中，焊接区加热速度极快，焊速高达150m/min，甚至，甚至200m/min。而且在焊速高时也不产生。而且在焊速高时也不产生“跳焊跳焊”现象。现象。l 热影响区小热影响区小 因焊速高，工件自冷作用强，故不仅热
52、影响区小，而且还不易发因焊速高，工件自冷作用强，故不仅热影响区小，而且还不易发生氧化，从而可以获得具有良好组织与性能的焊缝。生氧化，从而可以获得具有良好组织与性能的焊缝。l 焊前可不清理。焊前可不清理。l 能焊的金属种类多。能焊的金属种类多。.1.3 分类分类 l根据高频电能导入方式可分为：根据高频电能导入方式可分为：1.接触高频缝焊接触高频缝焊2.感应高频缝焊感应高频缝焊.1.4 应用应用l高频对接缝焊主要应用在机械化或自动化程度较高的管材、高频对接缝焊主要应用在机械化或自动化程度较高的管材、型材生产线中。型材生产线中。l焊件材质可为钢、有色金属，管径焊件材质可为钢、有色金属，管径61420
53、mm、壁厚、壁厚0.1520mm。l小径管多为直焊缝，大径管多为螺旋焊缝。小径管多为直焊缝，大径管多为螺旋焊缝。 .2. 高频对接缝焊焊接参数及选择高频对接缝焊焊接参数及选择 l高频对接缝焊优质接头的获得主要取决于高频对接缝焊优质接头的获得主要取决于能否建立理想焊能否建立理想焊接状态以及是否能将氧化物及其他杂质挤出对口焊缝区。接状态以及是否能将氧化物及其他杂质挤出对口焊缝区。l其关键其关键是在焊接区的板内、外边缘获得一致的温度，并使是在焊接区的板内、外边缘获得一致的温度，并使挤压量与加热温度有适当的匹配。挤压量与加热温度有适当的匹配。l参数选择包括：参数选择包括：（1）电源频率的选择）电源频率
54、的选择 （2）会合角的选择）会合角的选择（3）管坯坡口形状的选择）管坯坡口形状的选择 （4）电极、感应圈及阻抗器安放位置的选择）电极、感应圈及阻抗器安放位置的选择（5）输入功率的选择）输入功率的选择 （6）焊接速度的选择）焊接速度的选择 （7）焊接压力的选择）焊接压力的选择 .（1）电源频率的选择）电源频率的选择 l高频焊接可在很广的频率范围内实现。为了获得优质焊缝，频率的选高频焊接可在很广的频率范围内实现。为了获得优质焊缝，频率的选择还取决于管坯材质及其壁厚。通常是薄壁管，选用高一些的频率；择还取决于管坯材质及其壁厚。通常是薄壁管，选用高一些的频率；厚壁管，则取低些。厚壁管，则取低些。（2）
55、会合角的选择）会合角的选择 l会合角的大小对高频闪光过程的稳定性，对焊缝质量和焊接效率都有会合角的大小对高频闪光过程的稳定性，对焊缝质量和焊接效率都有很大影响。通常取很大影响。通常取26 比较适宜。比较适宜。（3）管坯坡口形状的选择）管坯坡口形状的选择 l管坯坡口形状对坡口面加热的均匀程度及焊接质量影响很大。通常采管坯坡口形状对坡口面加热的均匀程度及焊接质量影响很大。通常采用用I形坡口。当管坯的厚度很大时，用形坡口。当管坯的厚度很大时，用X形坡口。形坡口。.（4）电极、感应圈及阻抗器安放位置的选择）电极、感应圈及阻抗器安放位置的选择l 电极位置电极位置 l 在高频接触焊中，电极安放位置应尽可能
56、靠近挤压辊轮，与其中心线距离在高频接触焊中，电极安放位置应尽可能靠近挤压辊轮，与其中心线距离取取20150mm，焊铝管时取下限，焊壁厚，焊铝管时取下限，焊壁厚10mm以上低碳钢管时取上限。以上低碳钢管时取上限。l 感应圈位置感应圈位置 l 在高频感应焊中，感应圈应与管子同心放置，其前端距离两挤压辊轮中心在高频感应焊中，感应圈应与管子同心放置，其前端距离两挤压辊轮中心连线亦应尽可能靠近。同时，应注意感应圈宽度连线亦应尽可能靠近。同时，应注意感应圈宽度与管坯直径与管坯直径D关系为关系为（1.01.2）D；感应圈内径与管壁表面间隙；感应圈内径与管壁表面间隙h35mm。l 阻抗器位置阻抗器位置 l 阻
57、抗器应与管坯同轴安放，移动阻抗器、感应圈的前后位置，均可加强或阻抗器应与管坯同轴安放，移动阻抗器、感应圈的前后位置，均可加强或减弱对口边缘加热，调节板厚方向内外温度至接近一致。通常阻抗器前端可减弱对口边缘加热，调节板厚方向内外温度至接近一致。通常阻抗器前端可超出两挤压辊轮中心连线超出两挤压辊轮中心连线c34mm，但可能使拖走阻抗器的次数增加，影响，但可能使拖走阻抗器的次数增加，影响焊接生产正常进行，所以在保证质量条件下，焊接生产正常进行，所以在保证质量条件下，c也可以选为零值或不到该中心也可以选为零值或不到该中心连线连线1020mm。同时，阻抗器的截面积应约为管坯内圈截面积的。同时，阻抗器的截
58、面积应约为管坯内圈截面积的75，且，且与管坯内壁之间间隙为与管坯内壁之间间隙为615mm。 .（5）输入功率的选择）输入功率的选择 l 生产上一般都用振荡器的输入功率来度量输出给焊缝的加热功率，输入功生产上一般都用振荡器的输入功率来度量输出给焊缝的加热功率，输入功率小时，因管坯坡口面加热不足，达不到焊接温度，就会产生未焊合缺陷。率小时，因管坯坡口面加热不足，达不到焊接温度，就会产生未焊合缺陷。输入功率过大时，管坯坡口面加热温度就会高于焊接温度过多，引起过热或输入功率过大时，管坯坡口面加热温度就会高于焊接温度过多，引起过热或过烧，甚至使焊缝击穿，造成熔化金属严重喷溅而形成针孔或夹渣缺陷。过烧，甚
59、至使焊缝击穿，造成熔化金属严重喷溅而形成针孔或夹渣缺陷。（6）焊接速度的选择）焊接速度的选择 l 焊接速度也是焊接的主要工艺参数。焊接速度提高，管坯坡口面挤压速度焊接速度也是焊接的主要工艺参数。焊接速度提高，管坯坡口面挤压速度会提高。这有利于将已被加热到熔化的两边液态金属和氧化物挤出去，从而会提高。这有利于将已被加热到熔化的两边液态金属和氧化物挤出去，从而易于得到优质焊缝。易于得到优质焊缝。l 然而，在输入功率一定的情况下，焊接速度不可能无限制的提高，否则，然而，在输入功率一定的情况下，焊接速度不可能无限制的提高，否则，管坯坡口两边的加热将达不到焊接温度，从而易于产生焊接缺陷或根本不能管坯坡口
60、两边的加热将达不到焊接温度，从而易于产生焊接缺陷或根本不能焊合。焊合。（7）焊接压力的选择）焊接压力的选择 l 焊接压力也是高频焊的主要参数之一，对焊缝质量有重要影响。焊接压力焊接压力也是高频焊的主要参数之一，对焊缝质量有重要影响。焊接压力一般以一般以100300MPa为宜。为宜。.3. 常用金属的高频纵缝焊接常用金属的高频纵缝焊接 （1）碳钢和低合金高强度钢的焊接）碳钢和低合金高强度钢的焊接 通常用碳当量评估其焊接性。通常用碳当量评估其焊接性。当材料的碳当量小于当材料的碳当量小于0.2时，其焊接性好，焊后不需进行热处理；时，其焊接性好，焊后不需进行热处理；碳当量大于碳当量大于0.65时，焊接
61、性差，焊缝硬脆易裂，禁止焊接；时，焊接性差，焊缝硬脆易裂，禁止焊接；碳当量在碳当量在0.20.65之间的材料，焊接性尚可，但焊后需立即之间的材料，焊接性尚可，但焊后需立即进行正火处理，即在焊接和切去钢管外毛剌之后，在通水冷却和进行正火处理，即在焊接和切去钢管外毛剌之后，在通水冷却和定径之前，用中频感应对焊接区连续加热的办法进行。定径之前，用中频感应对焊接区连续加热的办法进行。低合金高强度钢管焊接多需要做焊后正火处理。低合金高强度钢管焊接多需要做焊后正火处理。.（2）不锈钢的焊接）不锈钢的焊接l由于不锈钢导热性差、电阻率高、焊接同样直径和壁厚的由于不锈钢导热性差、电阻率高、焊接同样直径和壁厚的管
62、子，所需热功率比其他钢材的管小。故在相同输入功率管子，所需热功率比其他钢材的管小。故在相同输入功率情况下，能很快达到焊接温度，可以用较高速度进行焊接。情况下，能很快达到焊接温度，可以用较高速度进行焊接。l不锈钢管坯在成型辊系作用下，易冷作硬化，且回弹大。不锈钢管坯在成型辊系作用下，易冷作硬化，且回弹大。故需正确设计辊系机件，恰当调整辊轮之间的间隙，亦需故需正确设计辊系机件，恰当调整辊轮之间的间隙，亦需加大挤压力。一般比焊制低碳钢管时增大加大挤压力。一般比焊制低碳钢管时增大4050MPa。l此外，要注意焊后热影响区耐腐蚀性能降低问题。通常是此外，要注意焊后热影响区耐腐蚀性能降低问题。通常是采用焊
63、前固溶处理，高的焊接速度和焊后使管材通过冷却采用焊前固溶处理，高的焊接速度和焊后使管材通过冷却器急冷等措施来避免和抑制热影响区析出碳化物，以获得器急冷等措施来避免和抑制热影响区析出碳化物，以获得耐蚀性能良好的接头。耐蚀性能良好的接头。.（3）铝及铝合金的焊接）铝及铝合金的焊接l铝及铝合金熔点低，易氧化，焊接时结合面很快被加热到铝及铝合金熔点低，易氧化，焊接时结合面很快被加热到熔化温度，且发生剧烈氧化而生成高熔点的三氧化二铝膜，熔化温度，且发生剧烈氧化而生成高熔点的三氧化二铝膜，必须把它挤出去。必须把它挤出去。l为了缩短铝及铝合金在液态温度下的停留时间，又保证母为了缩短铝及铝合金在液态温度下的停
64、留时间，又保证母材能在固相线温度以上焊合，并减少散热所引起的温度降材能在固相线温度以上焊合，并减少散热所引起的温度降低，常提高焊接速度和挤压速度。一般比焊制钢管大。低，常提高焊接速度和挤压速度。一般比焊制钢管大。l铝合金是非导磁体，高频电流穿透深度较大，故焊制同样铝合金是非导磁体，高频电流穿透深度较大，故焊制同样壁厚管材料，选用较高的频率。此外，对高频电源的电压壁厚管材料，选用较高的频率。此外，对高频电源的电压和功率要求具有较高的稳定性和较小的波纹系数。和功率要求具有较高的稳定性和较小的波纹系数。.4. 高频螺旋缝焊管高频螺旋缝焊管 利用普通管材纵缝高频焊法生产中大直径的管子时，因受钢厂条件限
65、利用普通管材纵缝高频焊法生产中大直径的管子时，因受钢厂条件限制，很难得到合适宽度的管坯。采用如图所示的管材螺旋接缝高频焊制，很难得到合适宽度的管坯。采用如图所示的管材螺旋接缝高频焊法，可克服这个困难。除能使用较窄的管坯焊出直径很大的管子外，法，可克服这个困难。除能使用较窄的管坯焊出直径很大的管子外，它还能用同一宽度的管坯焊出不同直径的管材。它还能用同一宽度的管坯焊出不同直径的管材。 图图12 管材螺旋接缝高频焊示意图管材螺旋接缝高频焊示意图1- 成品管成品管 2- 心轴心轴 3-触头位置触头位置 4-焊合点焊合点 5-挤压辊轮挤压辊轮HF-高频电源高频电源 T- 送料方向送料方向 F-挤压力挤
66、压力 R- 管子旋转方向管子旋转方向 .l焊接时，将管坯连续的送入成型轧机，使之螺旋的绕心轴焊接时，将管坯连续的送入成型轧机，使之螺旋的绕心轴弯曲成圆筒状，并使其边缘间相互形成对接或搭接缝，同弯曲成圆筒状，并使其边缘间相互形成对接或搭接缝，同时又构成相应的时又构成相应的V形会合角，然后再用接触高频焊法进行形会合角，然后再用接触高频焊法进行连续焊接。连续焊接。l对接缝一般用于制造厚壁管，搭接缝则用于生产薄壁管。对接缝一般用于制造厚壁管，搭接缝则用于生产薄壁管。为避免对接端面出现不均匀加热，通常要将接头两边加工，为避免对接端面出现不均匀加热，通常要将接头两边加工，使对接的两边形成使对接的两边形成60 70 的坡口。搭接缝的搭接量随的坡口。搭接缝的搭接量随管坯厚度而不同，可在管坯厚度而不同，可在25mm范围内选取。范围内选取。l用用200kV高频电源可制造壁厚为高频电源可制造壁厚为614mm、直径达、直径达1024mm的大直径螺旋接缝管，焊接速度可达的大直径螺旋接缝管，焊接速度可达3090m/min。螺旋接缝管壁承载能力大，故多用于输送石油、。螺旋接缝管壁承载能力大，故多用于输送石油、天然气等重要场合。天然气等重要场合。.作业题l缝焊规范参数有哪些？选择时注意哪些问题？缝焊规范参数有哪些？选择时注意哪些问题？.
