焊接技术大全
一、焊接的介绍
(1)熔焊。(2)压焊。(3)钎焊。焊接生产的特点：
(1)、节省金属材料，结构重量轻。
(2)、以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺，获得最佳技术经济效果。
(3)、焊接接头具有良好的力学性能和密封性。
(4)、能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。
二、各种焊接技术介绍01
电弧焊20～30V的电压即可维持电弧的稳定燃烧，而电弧中的电流可以从几十安培到几千安培以满足不同工件的焊接要求，电弧的温度可达5000K以上，可以熔化各种金属。电弧焊过程中通常会采取以下措施：
（1）在焊接过程中，对熔化金属进行机械保护，使之与空气隔开。保护方式有三种：气体保护、熔渣保护和气-渣联合保护。
（2）对焊接熔池进行冶金处理，主要通过在焊接材料（焊条药皮、焊丝、焊剂）中加入一定量的脱氧剂（主要是锰铁和硅铁）和一定量的合金元素，在焊接过程中排除熔池中的FeO，同时补偿合金元素的烧损。
常用电弧焊方法：
1手弧焊
手弧焊设备简单、轻便，操作灵活。可以应用于维修及装配中的短缝的焊接，特别是可以用于难以达到的部位的焊接。手弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金。2埋弧焊?
埋弧焊是以颗粒状焊剂为保护介质，电弧掩藏在焊剂层下的一种熔化极电?焊接方法。埋弧焊的施焊过程由三个环节组成：1在焊件待焊接缝处均匀堆敷足够的颗粒状焊剂；2导电嘴和焊件分别接通焊接电源两级以产生焊接电弧；3自动送进焊丝并移动电弧实施焊接。埋弧焊的主要特点如下：
1、电弧性能独特
（1）焊缝质量高熔渣隔绝空气保护效果好，电弧区主要成分为CO2，焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低，焊接参数自动调节，电弧行走机械化，熔池存在时间长，冶金反应充分，抗风能力强，所以焊缝成分稳定，力学性能好；
（2）劳动条件好熔渣隔离弧光有利于焊接操作；机械化行走，劳动强度较低。
2、弧柱电场强度较高比之熔化极气体保护焊有如下特点：
（1）设备调节性能好，由于电场强度较高，自动调节系统的灵敏度较高，使焊接过程的稳定性提高；
（2）焊接电流下限较高。3、生产效率高由于焊丝导电长度缩短，电流和电流密度显著提高，使电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速率大大提高；又由于焊剂和熔渣的隔热作用，总的热效率大大增加，使焊接速度大大提高。埋弧焊除了用于金属结构中构件的连接外，还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。随着焊接冶金技术与焊接材料生产技术的发展，埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属，如镍基合金、钛合金、铜合金等。
（1）焊接位置的限制，由于焊剂保持的原因，如不采用特殊措施，埋弧焊主要用于水平俯位置焊缝焊接，而不能用于横、立、仰焊；
2）焊接材料的局限，不能焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金，主要用于焊接黑色金属；
3）只适合于长焊缝焊接切，且不能焊接空间位置有限的焊缝；
4）不能直接观察电弧；
5）不适用于薄板、小电流焊。3?钨极气体保护电弧焊
TIG焊。钨极气体保护电弧焊由于能很好地控制热输入，所以它是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。这种方法几乎可以用于所有金属的连接，尤其适用于焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属以及象钛和锆这些活泼金属。这种焊接方法的焊缝质量高，但与其它电弧焊相比，其焊接速度较慢。4熔化极气体保护电弧焊
CO2焊接的特点：1）在焊接电弧高温作用下CO2会分解成CO、O2和O，对电弧具有叫强烈的压缩作用，从而导致该焊接方法的电弧形态具有弧柱直径较小，弧跟面积小且往往难于覆盖焊丝端部全部熔滴的特点，因此熔滴受到的过渡阻力（斑点力）较大而使熔滴粗化，过渡路径轴向性变差，飞溅率大；
2）对焊接区保护良好，CO2的密度是常用保护气体中最大的，加上CO2气体受热分解后，体积增大，因此保护较好；
3）能量相对集中，熔透能力较大；
4）生产成本低，节约电能。
5）工艺和技术上还具有焊接区可见度好，便于观察、操作；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感度低的优点。1）、合金元素的氧化CO2焊时，在电弧高温作用下，CO2会分解成CO、O2和O，在焊接条件下，CO不溶于金属，也不参与反应，而CO2和O都有强烈的氧化性，使Fe及其它合金元素氧化。（2）、脱氧及焊缝金属的合金化?通常在焊丝中加入一定量的脱氧剂进行脱氧，此外，剩余的脱氧剂作为合金元素留在焊缝中，以弥补氧化烧损损失并保证焊缝的化学成分要求。1）、短路过渡（短弧、细丝、小电流）适用于薄板全位置焊接；（2）、细颗粒过渡，粗丝、长弧、大电流焊接；（3）、潜弧射滴过渡（很少用）。CO2气体保护焊广泛应用于机车制造、船舶制造、汽车制造、采煤机械制造等领域。适用于焊接低碳钢、低合金钢、低合金高强钢，但是不适合于焊接有色金属、不锈钢。尽管有资料显示CO2气体保护焊可以用于不锈钢的焊接，但不是焊接不锈钢的首选。5等离子弧焊
100～300A，接头无需开坡口，不要留间隙。焊接时，等离子弧可以将焊件完全熔透并形成一个小通孔，熔化金属被排挤在小孔的周围，电弧移动，小孔随之移动，并在后方形成焊缝，从而实现单面焊双面一次成形。这种方法可以焊接的板厚上限为：碳钢7mm，不锈钢10mm。0.1～30A，焊接厚度为0.025～2.5mm。此外，还有适用于铜及铜合金焊接的熔入型等离子弧焊，可用于厚板深熔焊或薄板高速焊以及堆焊的熔化极等离子弧焊，可解决铝合金等离子弧焊的交流（变极性）等离子弧焊等工艺方法。等离子弧焊的主要工艺参数有焊接电流、焊接速度、保护气流量、离子气流量、焊枪喷嘴结构与孔径等。1）等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，10～12mm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。2）焊缝截面成酒杯状，无指状熔深问题。3）电弧挺直性好，受弧长波动的影响，熔池的波动小。4）电弧稳定0.1A，仍具有较平的静特性，配用恒流源，可很好的进行薄板的焊接（0.1mm）。5）钨极内缩，防止焊缝夹钨6）采用小孔焊接技术，实现单面焊双面成形。7）设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接。焊枪的可达性比TIG差。8）电弧直径小，需要焊枪轴线与焊缝中线更准确地对中。6?管状焊丝电弧焊
CO2。焊剂受热分解或熔化，起着造渣保护溶池、渗合金及稳弧等作用。管状焊丝电弧焊除具有上述熔化极气体保护电弧焊的优点外，由于管内焊剂的作用，使之在冶金上更具优点。管状焊丝电弧焊可以应用于大多数黑色金属各种接头的焊接。管状焊丝电弧焊在一些工业先进国家已得到广泛应用。“管状焊丝”即现在所说的“药芯焊丝”02熔焊
1?气焊
气焊可用于很多黑色金属、有色金属及合金的焊接。3200℃。氧乙炔火焰有三种：1～1.2，乙炔充分燃烧，适合焊接碳钢和非铁合金。1，乙炔过剩，适用于焊接高碳钢、铸铁和高速钢。1.2，氧气过剩，适用于黄铜和青铜的钎焊。0.5～3mm）、铜及铜合金的焊接和铸铁的补焊。
2?气压焊
气压焊时不加填充金属，常用于铁轨焊接和钢筋焊接。
3?电渣焊
根据焊接时所用的电极形状，电渣焊分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊。：30mm到大于1000mm），生产率高。主要用于在断面对接接头及丁字接头的焊接。电渣焊可用于各种钢结构的焊接，也可用于铸件的组焊。电渣焊接头由于加热及冷却均较慢，热影响区宽、显微组织粗大、韧、因此焊接以后一般须进行正火处理。1）由于焊接熔池大，加热和冷却缓慢，在焊缝及热影响区容易过热形成粗大组织，因此电渣焊通常焊后用正火处理消除接头中的粗晶。2）电渣焊总是以立焊方式进行，不能平焊，电渣焊不适于厚度在30mm以下的工件，焊缝也不宜过长。40～60mm，当焊件厚度大于60mm时，焊丝要作横向摆动；三丝摆动可以焊接450mm厚的焊件。丝极电渣焊主要用于焊接厚度为40～450mm的焊件及较长焊缝的焊件，也可用于大型焊件的环焊缝。-焊结构件和铸-焊结构件，如重型机床的机座、高压锅炉等，焊件厚度一般为40～450mm，材料为碳钢、低合金钢、不锈钢等。4?电子束焊
电子束焊接时，由电子枪产生电子束并加速。常用的电子束焊有：高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电子束焊。（主要是抽真空时间）较长，工件尺寸受真空室大小限制。电子束焊与电弧焊相比，主要的特点是焊缝熔深大、熔宽小、焊缝金属纯度高。它既可以用在很薄材料的精密焊接，又可以用在很厚的（最厚达300mm）构件焊接。2400K左右时即发射电子，在阴极和阳极之间的高压电场作用下，电子被加速（约为1/2光速），穿过阳极孔射出，然后经聚焦线圈，会聚成直径为0.8～3.2mm的电子束射向焊件，并在焊件表面将动能转化为热能，使焊件连接处迅速熔化，经冷却结晶后形成焊缝。1）高真空电子束焊。10-2～10-1Pa，适用于难熔、活性、高纯金属及小零件的精密焊接。2）低真空电子束焊?10-1～15Pa，适用于较大型的结构件，和对氧、氮不太敏感的难熔金属。3）非真空电子束焊。10mm左右，以减少电子束与气体分子碰撞造成的散射。非真空电子束焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、难熔金属及铜、铝合金等的焊接，焊件尺寸不受限制。1）电子束能量密度大，最高可达5×108W/cm2，约为普通电弧的5000～10000倍，热量集中，热效率高，热影响区小，焊缝窄而深，焊接变形极小。2）在真空环境下焊接，金属不与气相作用，接头强度高。3）电子束焦点半径可调节范围大，控制灵活，适应性强，可焊接0.05mm的薄件，也可焊接200～700mm的厚板。X射线，焊接辅助时间长，生产率低，这些弱点都限制了电子束焊的广泛应用。5?激光焊激光焊优点是不需要在真空中进行，缺点则是穿透力不如电子束焊强。:物质受激励后，产生的波长、频率、方向完全相同的光束。:具有单色性好、方向性好、能量密度高的特点，激光经透射或反射镜聚焦后，可获得直径小于0.01mm、功率密度高达1013W/cm2的能束，可以作为焊接、切割、钻孔及表面处理的热源。产生激光的物质有固体、半导体、液体、气体等，其中用于焊接、切割等工业加工的主要是钇铝石榴石（YAG）固体激光和CO2气体激光。1）激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输，适用于微型零部件及其它焊接方法难以达到的部位的焊接，还能通过透明材料进行焊接。2）能量密度高，可实现高速焊接，热影响区和焊接变形都很小，特别适用于热敏感材料的焊接。3）激光不受电磁场的影响，不产生X射线，无需真空保护，可以用于大型结构的焊接。4）可直接焊接绝缘导体，而不必预先剥掉绝缘层；也能焊接物理性能差别较大的异种材料。5%～20%），对焊件接口加工、组装、定位要求均很高，目前主要用于电子工业和仪表工业中的微型器件的焊接，以及硅钢片、镀锌钢板等的焊接。03压焊1?电阻焊
进行这一类电阻焊时，被焊工件的表面善对于获得稳定的焊接质量是头等重要的。因此，焊前必须将电极与工件以及工件与工件间的接触表面进行清理。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。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、氩等焊接材料，焊接成本低。4）操作简单，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。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、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度较低。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正常运行。3mm的薄板组件。各类钢材、铝、镁等有色金属及其合金、不锈钢等均可焊接。2?摩擦焊摩擦焊的热量集中在接合面处，因此热影响区窄。两表面间须施加压力，多数情况是在加热终止时增大压力，使热态金属受顶锻而结合，一般结合面并不熔化。要适用于横断面为圆形的最大直径为100mm的工件。1）焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，接头废品率低于电阻对焊和闪光对焊。2）焊接生产率高，比闪光对焊高5～6倍。3）适于焊接异种金属，如碳素钢、低合金钢与不锈钢、高速钢之间的连接，铜-不锈钢、铜-铝、铝-钢、钢-锆等之间连接。4）加工费用低，省电，焊件无需特殊清理。5）易实现机械化和自动化，操作简单，焊接工作场地无火花，弧光及有害气体。20000mm2。摩擦焊机一次性投资费用大，适于大批量生产。-铝过渡接头，金属切削用的高速钢-结构钢刀具等；结构钢产品，如电站锅炉蛇形管、阀门、拖拉机轴瓦等。3?扩散焊
1）可以在几乎不损坏被焊材料性能的情况下，实现各类同种材料和异种材料间的焊接，可以用来制造双层或多层复合材料。2）能焊接结构复杂以及厚薄相差大的工件。3）接头成分、组织均匀，减小了应力腐蚀倾向。4）焊接变形小，接头精度高，可作为部件最后的组装连接方法。5）可与其它加工工艺同时进行（如真空热处理等），可同时完成多个接头的焊接，从而提高生产率。
04钎焊1．钎焊的特点及应用2．钎料和钎剂?1）软钎焊。450℃的钎焊称为软钎焊，常用钎料是锡铅钎料，它具有良好的润湿性和导电性，广泛用于电子产品、电机电器和汽车配件。软钎焊的接头强度一般为60～140MPa。2）硬钎焊。450℃的钎焊称为硬钎焊，常用钎料是黄铜钎料和银基钎料。用银基钎料的接头具有较高的强度、导电性和耐蚀性，钎料熔点较低、工艺性良好，但钎料价格较高，多用于要求较高的焊件，一般焊件多采用黄铜钎料。硬钎焊多用于受力较大的钢和铜合金工件，以及工具的钎焊。硬钎焊的接头强度为200～490MPa，钎焊时由于加热温度比较低，故对工件材料的性能影响较小，焊件的应力变形也较小。但钎焊接头的强度一般比较低，耐热能力较差。
分类。
火焰钎焊：用气体火焰进行加热，用于碳钢、不锈钢、硬质合金、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金的硬钎焊。
感应钎焊：利用交变磁场在零件中产生感应电流的电阻热加热焊件，用于具有对称形状的焊件，特别是管轴类的钎焊。
浸沾钎焊：将焊件局部或整体浸入熔融盐混合物熔液或钎料熔液中，靠这些液体介质的热量来实现钎焊过程，其特点是加热迅速、温度均匀、焊件变形小。
炉中钎焊：利用电阻炉加热焊件，电阻炉可通过抽真空或采用还原性气体或惰性气体对焊件进行保护。
除此以外，还有烙铁钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、红外线钎焊、反应钎焊、电子束钎焊、激光钎焊等。
钎焊可以用于焊接碳钢、不锈钢、高温合金、铝、铜等金属材料，还可以连接异种金属、金属与非金属。适于焊接受载不大或常温下工作的接头，对于精密的、微型的以及复杂的多钎缝的焊件尤其适用。
05其他焊接介绍
?高频焊
状态，随即施加（或不施加）顶锻力而实现金属的结合。因此它是一种固相电阻焊方法。?高频焊是专业化较强的焊接方法，要根据产品配备专用设备。生产率高，焊接速度可达30m/min。主要用于制造管子时纵缝或螺旋缝的焊接。2?爆炸焊
在各种焊接方法中，爆炸焊可以焊接的异种金属的组合的范围最广。可以用爆炸焊将冶金上不相容的两种金属焊成为各种过渡接头。爆炸焊多用于表面积相当大的平板包覆，是制造复合板的高效方法。3?超声波焊超声波焊可以用于大多数金属材料之间的焊接，能实现金属、异种金属及金属与非金属间的焊接。可适用于金属丝、箔或2～3mm以下的薄板金属接头的重复生产。三、焊接新工艺、新技术1焊接机器人50%～60%，它由机器人本体、点焊系统和控制系统三大部分组成。机器人本体的自由度为1～5个，控制系统分本体控制和焊接部分控制。2计算机软件的应用
计算机软件系统在焊接领域中的应用主要有以下几个方面：
1．计算机模拟技术包括模拟焊接热过程、焊接冶金过程、焊接应力和变形等。焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等学科的复杂过程。一旦焊接中的各个过程都实现了计算机模拟，就能够通过计算机系统来确定焊接各种结构和各种材料时的最佳设计方案、工艺方法和焊接参数。传统上，焊接工艺总是要通过一系列的实验或根据经验来确定，以获得可靠而经济的焊接结构，计算机模拟只要通过少量验证试验证明数值方法在处理某一问题上的适用性，大量筛选工作即可由计算机完成，省去了大量的试验工作，从而大大节约了人力、物力和时间，在新的工程结构及新材料的焊接方面具有很重要的意义。计算机模拟技术的水平还决定了自动化焊接的范围。此外，计算机模拟还广泛用于分析焊接结构和接头的强度和性能等问题。2．数据库技术与专家系统用于焊接工艺设计和工艺参数的选择、焊接缺陷诊断、焊接成本预算、实时监控、焊接CAD、焊工考试等。CCT图管理和焊接标准咨询系统等。这些数据库系统为焊接领域内各种数据和信息管理提供了有利条件。3．计算机辅助质量控制技术（CAQ）用于对产品的数据分析、焊接质量的实时监测等。/制造（CAD/CAM）在焊接加工中的应用也日益增加，主要用于数控切割、焊接结构设计和焊接机器人中。 |
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