【原】C家精讲 | 不同焊接工艺如何选择合适的热源

【第三季，第17期】

不同焊接工艺，如何选择合适的热源

焊接熔池或熔化区的特征尺寸：

描述母材熔化区/熔池的特征尺寸，熔池是如何测量的？

1）焊接熔池长度（焊一道焊缝，熄弧之后，拿尺去量，从焊缝的这端到第一道鱼尾纹尾巴的长度），

2）熔池宽度（两个焊趾之间的宽度），焊趾，熔敷金属跟母材的交界线，

3）焊道高度（焊道的顶点到母材的距离），目前测量接头强度是不考虑余高的，

4）焊接熔池深度，熔深。高熔深，意味着高效率。（例如80mm，开双侧V型坡口，要上百道，如果单边V型，要超过百道，但如果用电子束，一次就可以焊完），

5）Ad，填充金属量横截面积，

6）Am，熔池横截面积

焊接热源：

对于不同的焊接工艺，设备不一样，但对于计算而言，都是在相应的元素节点上，加入合适的热源。

气焊：乙炔气+氧气混合燃烧，也叫气体火焰焊接。气体火焰的组成：焰心、内焰区、外焰区。焰心反应的产物是一氧化碳和氢气，我们叫还原区，产生的气体是具有还原性的。外焰区的产物是二氧化碳和水蒸气。被焊金属氧化性比较高的时候，为了防止过度氧化，要用内焰。越往外的温度是越低的。

电阻焊：（金属极电弧，熔化极MIG焊，乌极电弧TIG焊）点焊、对焊、电渣焊。点焊，被连接的两个板材通常比较薄，叠在一起。上下两个电极压紧。电流从上电极到下电极。有电流流过，有电阻存在，就产生了电阻热。对焊，两个板材相对在一起，通过对接接触面，产生对接电阻。拉开，靠近出现火花，然后突然施加力，靠在一起。电渣焊，利用工件形成一个空腔，在空腔内部放入无机盐类，例如氯化钾，氯化钠，受热到高温的时候，是离子状态，把电极放到熔盐里面

摩擦焊：利用相对旋转的表面，相互摩擦来产生热量。摩擦的过程，可以把原来表面的一些氧化物，一些杂质去除掉。摩擦升温到一个程度，施加一个轴向压力。这个时候的温度是略低于材料熔点

搅拌摩擦焊：一般应用于薄板，而且相对比较软，在铝合金薄板中应用的最成功。把两块板材对接好，然后把搅拌针插到对接缝中，利用高速旋转。搅拌头和工件表面压紧且摩擦，搅拌针在工件接缝中搅拌摩擦

振动（超声波）焊接：用超声头压在工件上，利用超声头产生的高频振动

电子束焊：利用一个电子枪，大量电子发出，并通过聚焦，投射到工件表面。大概10个微米的表面吸收。产生热量。作用区域很小，能量投入非常高，形成一个很深的实孔，很多情况下，会穿透工件。电子枪移动，前方金属不断熔化，后端金属不断在凝固。

激光焊接：聚焦的激光束，投射到工件表面，被表面大概0.5微米的材料吸收，同样也有可能出现穿透的实孔，也与可能变化聚焦条件，做散焦处理，这个时候可能不会出现实孔，但受热面积会增大

铝热剂焊接：传统的铝热剂通常应用于野外，用于钢轨焊接。现场没有电源。通过铝粉和金属氧化物发生化学反应而产生热量。使填充的金属粉熔化

C家精讲，初衷是用最短的时间，分享一些铸造/制造工艺设计与分析的经验。虽然是点点滴滴，愿能汇流成河。

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