1、焊 接【焊接在機械制造中是一種十分重要的加工工藝。據(jù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計，每年用于制造焊接結(jié)構(gòu)的鋼材占鋼總產(chǎn)量的70左右。焊接不僅能解決各種鋼材的連接，而且還能解決有色金屬和鈦、鋯等特種金屬材料的連接。焊接既能連接異種金屬，又能連接厚薄相差懸殊的金屬。因而己廣泛地應(yīng)用于機械、汽車、船舶、石油化工、電力、建筑、原子能、海洋工程、宇航工程、電子技術(shù)等工業(yè)部門。】一、焊接過程的物理本質(zhì)焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結(jié)合和擴散連接成一體的工藝過程。促使原子或分子之間產(chǎn)生結(jié)合和擴散的方法是加熱或加壓，或同時加熱又加壓。【兩材料原子之間不能產(chǎn)生結(jié)合和擴散的主要原因是材料的連接表面有氧化

2、膜、水和油等吸附層以及兩材料原子之間尚未達(dá)到產(chǎn)生結(jié)合力的距離，對金屬而言該距離約35a(1a10-7mm)。焊接時，加熱、加壓可以破壞連接表面的氧化膜，產(chǎn)生塑性變形以增加接觸面，使原子間達(dá)到產(chǎn)生結(jié)合力和擴散的條件。】二、焊接的分類：熔焊、壓焊和釬焊（一）、熔焊 在連接部位需加熱至熔化狀態(tài)，一般不加壓。熔焊屬液相焊接，除了被連接的(同質(zhì)或異質(zhì))母材外，還可以填加同質(zhì)或異質(zhì)的填充材料共同構(gòu)成統(tǒng)一的液相物質(zhì)，冷凝后形成起連結(jié)母材作用的焊縫。常用的填充材料是焊條或焊絲。熔焊又分為1、 氣焊：利用氧氣和可燃?xì)怏w混合燃燒的火焰熔化母材和焊絲進(jìn)行焊接。氣體混合方式有氧氫、氧乙炔、空氣乙炔等。【氣焊是利用焊焰

3、噴出的氧、乙炔 (或液化石油氣)火焰燃燒產(chǎn)生的高溫，將兩焊接件的接縫處熔化形成熔池、然后不斷地向熔池填充焊絲，使接縫處熔合體，冷卻后形成焊縫。其特點是火焰溫度可以調(diào)節(jié)，熱量不夠集中，熱影響區(qū)較廣，生產(chǎn)效率低。】氣焊可應(yīng)用于低碳鋼、不銹鋼薄板的焊接和有色金屬的焊接。【現(xiàn)代工程材料切割的方法很多，大致可歸納為冷切割和熱切割兩大類。冷切割是在常溫下利用機械能使材料分離，最常見的是剪切、鋸切(如條鋸、圓片鋸、砂片鋸等)、銑切等，也包括近年發(fā)展的水射流切割；熱切割是利用熱能使材料分離，最常見的是氣體火焰切割，等離子弧切割和激光切割等，由于切割時都伴隨有熱過程，故統(tǒng)稱為熱切割。現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中鋼材的切割主要

4、采用熱切割，熱切割幾乎可以切割所有工程材料。】氧燃?xì)饣鹧鏆飧睿簹飧钍抢脷怏w火焰的熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬燃燒并放出熱量而實現(xiàn)熱切割的方法。【普通低碳鋼之所以好切割并且切割質(zhì)量好，這是因為燃燒生成的氧化物熔點低于鋼本身，同時燃燒熱能將其加熱到熔融狀態(tài)，然后被氣流吹掃干凈。氧燃?xì)饣鹧媲懈畈讳P鋼（不銹鋼是鉻含量大于12的合金鋼的總稱，它在空氣作用下能保持金屬光澤，也就是具有不生銹的特性）時，主要困難是切口表面形成高熔點的氧化鉻，它阻止金屬的燃燒生成fe2o3和fe3o4，造成不能連續(xù)切割的困難。為了順利地切割不銹鋼，除了具有足夠純的、有一定壓力的氧氣和良好的切割風(fēng)

5、線(即要有足夠長而有力的圓柱狀的切割氧氣流)外，還要采取一些特殊的工藝措施。】2、 電弧焊：主要利用電弧產(chǎn)生的熱能來熔化焊接材料和母材，達(dá)到連接金屬的目的。【電弧產(chǎn)生原理：電弧是各種弧焊方法的熱源，是在兩電極之間的氣體介質(zhì)產(chǎn)生強烈而持久的放電現(xiàn)象。（自由電子得到能量，擺脫電極表面約束，形成電子發(fā)射）】分為焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊。（1）焊條電弧焊（即手工電弧焊）：【特點是機動、靈活、適應(yīng)性強，設(shè)備簡單，維護(hù)費低，勞動強度大，焊接質(zhì)量受工人技術(shù)水平影響，不穩(wěn)定。】在單件小批生產(chǎn)和修理中最適用，可焊3mm以上的碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和同、鋁等有色金屬。【焊芯是電弧的一個極，藥皮對熔滴和熔池起

6、保護(hù)作用，防止氧化。低壓高流，焊接電壓為1640v，電流為20500a，產(chǎn)生的熱能為i2r，所以增大電流可以顯著增大產(chǎn)生的熱能。】（2）埋弧焊：電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。（3）氣體保護(hù)焊：氣體保護(hù)焊是以金屬焊絲作電極，熔化的焊絲進(jìn)入熔池與母材融合，并用惰性氣體（氬、氦或氬氦混合）、co2等作保護(hù)氣的電弧焊。使用保護(hù)氣體是為了防止熔融態(tài)的焊絲和母材受到空氣中其它氣體的侵蝕。保護(hù)氣為氬、氦或氬氦混合氣體時，最適于焊接易氧化的鋁、銅、鈦及其合金，也可用于鋼材，如不銹鋼、耐熱鋼等的焊接（不銹鋼雕塑品使用的是氬弧焊），可焊厚度在0.5mm以上。當(dāng)保護(hù)氣為惰性氣體和少量氧化性氣體(如o2、co2或

7、其混合氣體)時，用于黑色金屬材料的焊接。【加入少量氧化性氣體的目的，是在不改變或基本上不改變惰性氣體電弧特性的條件下，進(jìn)一步提高電弧穩(wěn)定性，改善焊縫成形和降低電弧輻射強度。】co2氣體保護(hù)焊，簡稱co2焊。co2獲取容易，價格低廉，生產(chǎn)率高，易操作，但是焊縫成形不夠美觀。co2氣體保護(hù)焊是黑色金屬材料最重要的焊接方法之一，適用于板厚1.6mm以上由低碳鋼、低合金鋼制造的各種金屬結(jié)構(gòu)。3、電子束焊：利用加速和聚焦的電子束轟擊位于真空或非真空的焊件所產(chǎn)生的熱進(jìn)行焊接。主要用于要求高質(zhì)量產(chǎn)品的焊接，可焊很薄的精密器件，也可以焊接厚達(dá)300mm的構(gòu)件。4、激光焊：將激光束投射到焊件上，光能轉(zhuǎn)化為熱能熔

8、化焊件進(jìn)行焊接，最適于精密器件的焊接。5、電渣焊6、鋁熱焊（二）、壓焊 必須施加壓力，加熱是為了加速實現(xiàn)焊接。壓焊屬同相焊接，若需加熱，其溫度通常低于母材的熔點，一般不使用填充材料。 電阻焊為壓焊中最重要的一種，電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力，利用電流流過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。 電阻焊有兩大顯著特點：一是焊接的熱源是電阻熱，故稱電阻焊；二是焊接時需施加壓力，故屬于壓焊。按工藝特點分電阻焊有點焊、凸焊、縫焊、對接焊。1、點焊：兩棒狀銅合金電極將焊件壓緊后通電（低壓高流）加熱，在焊件之間生成橢球狀的點狀焊縫。【按供電方式不同，點焊分單面點焊和雙面點焊，前者只從工件一

9、側(cè)供電，后者從工件兩側(cè)供電。按一次形成焊點的數(shù)量分有單點焊和多點焊。多點焊時使用兩對以上的電極，在同一工序上完成多個焊點的焊接。每一個焊點可以根據(jù)需要一次連續(xù)通電，或多次通電完成焊接，前者稱單脈沖焊，后者稱多脈沖焊。】點焊的接頭形式必須是搭接。應(yīng)用：低碳鋼薄壁（t 3mm）沖壓結(jié)構(gòu)，也可焊鋁、鎂及其合金，適于大批量生產(chǎn)。【在薄板的沖壓焊接構(gòu)件中，點焊的應(yīng)用十分廣泛。往往是將比較簡單的沖壓件通過點焊而組合成復(fù)雜的部件。現(xiàn)代的汽車制造中大量使用點焊，一輛普通的轎車至少有5000個焊點，例如國產(chǎn)帕薩特b5車身焊點有5892個。家用電冰箱、洗衣機等的外殼也都采用沖壓點焊的結(jié)構(gòu)。在航天飛行器和飛機的制造

10、中，點焊可用于鋁合金、低合金鋼或鈦合金等制成的零部件的組裝加工。】2、縫焊：縫焊原理與點焊相同，區(qū)別在于縫焊是以圓盤狀銅合金電極(又稱滾輪電極)代替點焊的棒狀電極。【焊接時，滾輪電極壓緊工件的同時，并作滾動。使工件產(chǎn)生移動。電極在滾動過程中通電，每通一次電就在工件間形成一個焊點。連續(xù)通電，在工件間便出現(xiàn)相互重疊的焊點，從而形成連續(xù)的焊縫。】縫焊接頭也是搭接形式，由于焊縫是焊點的連續(xù)，所以用于焊接要求氣密或液密的薄壁容器，如油箱、水箱等。3、凸焊：是點焊的一種變型。焊接前首先在一個工件上預(yù)制凸點(或凸環(huán)等)，焊接時在電極壓力下電流集中從凸點通過，電流密度很大，凸點很快被加熱、變形和熔化而形成焊點

11、。在汽車、飛機、儀器、無線電等工業(yè)部門應(yīng)用較多，如緊固件、金屬網(wǎng)的焊接和無線電元器件的封裝等。4、對接焊：焊接時將焊件置于夾具(電極)中夾緊，并使兩焊件端面壓緊，然后通電加熱；當(dāng)焊件端面及附近金屬被加熱到一定溫度時，斷電并突然增大壓力進(jìn)行頂鍛、兩工件使在固態(tài)下對接起來。【電阻對焊的接頭表面較光滑，無毛刺。但高溫時對接的端面易受空氣侵蝕，形成夾雜而降低接頭力學(xué)性能。若質(zhì)量要求較高時，則在保護(hù)氣（如氬氣、氮氣等）中進(jìn)行焊接。】接頭形式多為對接，焊件斷面形狀一般是圓形，如軸、桿、管子等，在鋼筋、管道、拉桿、小鏈環(huán)等的生產(chǎn)中使用。(三)、釬焊：是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，利用加熱成液態(tài)的釬料填

12、充接頭間隙，并與母材相互擴散，實現(xiàn)連接焊件的焊接方法。在釬焊中，當(dāng)釬料的熔點溫度高于450攝氏度時稱為硬釬焊，當(dāng)釬料的熔點溫度低于450攝氏度時稱為軟釬焊。釬焊時母材不熔化，只熔化起連接作用的釬料。【釬焊適用范圍極廣，可以釬焊的材料有同種金屬、異種金屬、金屬與非金屬、非金屬與非金屬。】釬焊最適于薄件、小件、精密件或形狀復(fù)雜而多釬縫的焊件的焊接。最宜于采用搭接接頭的結(jié)構(gòu)形式，因為釬縫強度較母材低，往往是通過擴大搭接面積來提高接頭的承載能力。【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、火箭發(fā)動機、原子能設(shè)備制造中都大量采用釬焊技術(shù)。在機電制造業(yè)中，釬焊技術(shù)己用于制造硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器、散熱器、自行車車