機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)：第二章 其他常用焊接方法

1、二、其它焊接方法二、其它焊接方法第一節(jié)第一節(jié) 電阻焊電阻焊第二節(jié)第二節(jié) 摩擦焊摩擦焊第三節(jié)第三節(jié) 釬焊釬焊第四節(jié)第四節(jié) 真空電子束焊真空電子束焊第五節(jié)第五節(jié) 激光焊接激光焊接第六節(jié)第六節(jié) 高頻焊高頻焊1第二章第二章 其他常用焊接方法其他常用焊接方法第一節(jié)第一節(jié) 電阻焊電阻焊 電阻焊電阻焊 利用電流通過焊件及接觸處時，產(chǎn)生利用電流通過焊件及接觸處時，產(chǎn)生電阻電阻熱熱，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭然后在壓力下形成焊接接頭 特點特點 生產(chǎn)率高，變形小，勞動條件好，不需另生產(chǎn)率高，變形小，勞動條件好，不需另加焊接材料，操作簡便，易實現(xiàn)機(jī)械化。

2、加焊接材料，操作簡便，易實現(xiàn)機(jī)械化。但設(shè)備復(fù)雜，耗電大，接頭形式和工件厚但設(shè)備復(fù)雜，耗電大，接頭形式和工件厚度受限制。度受限制。 種類種類 點焊、縫焊、對焊點焊、縫焊、對焊2一、點焊一、點焊3熔核熔核分流分流焊接薄板、線材焊接薄板、線材過程：過程：通電流通電流 電阻熱電阻熱 局部熔化局部熔化 液態(tài)熔核液態(tài)熔核 斷電斷電 壓力壓力 凝固結(jié)晶凝固結(jié)晶 焊點焊點電阻焊電阻焊-點焊點焊45 分流現(xiàn)象：分流現(xiàn)象：當(dāng)焊接下一個點時，有一部分電流會當(dāng)焊接下一個點時，有一部分電流會流經(jīng)已焊好的焊點。流經(jīng)已焊好的焊點。 相鄰焊點要保持一定距離。相鄰焊點要保持一定距離。 工件厚度越大，焊件導(dǎo)電性越好，則分流現(xiàn)象越

3、工件厚度越大，焊件導(dǎo)電性越好，則分流現(xiàn)象越嚴(yán)重，故點距應(yīng)加大。嚴(yán)重，故點距應(yīng)加大。 影響點焊質(zhì)量因素：影響點焊質(zhì)量因素：焊接電流、通電時間、電焊接電流、通電時間、電極壓力及工件表面清理情況等。極壓力及工件表面清理情況等。6根據(jù)焊接時間的長短和電流大小，常把點焊焊接規(guī)根據(jù)焊接時間的長短和電流大小，常把點焊焊接規(guī)范分為范分為硬規(guī)范和軟規(guī)范硬規(guī)范和軟規(guī)范。硬規(guī)范：硬規(guī)范： 硬規(guī)范是指在較短時間內(nèi)通以大電流的規(guī)范。硬規(guī)范是指在較短時間內(nèi)通以大電流的規(guī)范。 它的生產(chǎn)率高，焊件變形小，電極磨損慢，但要求設(shè)備它的生產(chǎn)率高，焊件變形小，電極磨損慢，但要求設(shè)備 功率大，規(guī)范應(yīng)控制精確。功率大，規(guī)范應(yīng)控制精確。

4、適合焊接導(dǎo)熱性能較好的金屬。適合焊接導(dǎo)熱性能較好的金屬。軟規(guī)范：軟規(guī)范： 軟規(guī)范是指在較長時間內(nèi)通以較小電流的規(guī)范。軟規(guī)范是指在較長時間內(nèi)通以較小電流的規(guī)范。 它的生產(chǎn)率低，但可選用功率小的設(shè)備焊接較厚的工件。它的生產(chǎn)率低，但可選用功率小的設(shè)備焊接較厚的工件。 適合焊接有淬硬傾向的金屬。適合焊接有淬硬傾向的金屬。7點焊焊件的搭接接頭點焊焊件的搭接接頭應(yīng)用：應(yīng)用： 點焊主要適用于厚點焊主要適用于厚度為度為4 mm4 mm以下的薄板、以下的薄板、沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接，沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接，每次焊一個點或一次焊每次焊一個點或一次焊多個點。多個點。 8二、縫焊二、縫焊焊接過程：焊接過程：用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀

5、滾用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極代替了柱狀電極。焊接動電極代替了柱狀電極。焊接時，盤狀電極壓緊焊件并轉(zhuǎn)動時，盤狀電極壓緊焊件并轉(zhuǎn)動（也帶動焊件向前移動），配（也帶動焊件向前移動），配合連續(xù)或斷續(xù)通電，即形成連合連續(xù)或斷續(xù)通電，即形成連續(xù)重疊的焊點。續(xù)重疊的焊點。應(yīng)用應(yīng)用：主要用于制造要求密封：主要用于制造要求密封性的薄壁結(jié)構(gòu)。如油箱、小型性的薄壁結(jié)構(gòu)。如油箱、小型容器與管道等。容器與管道等。9三、對焊三、對焊 定義定義：對焊是利用電阻熱使兩個工件在整個接觸：對焊是利用電阻熱使兩個工件在整個接觸面上焊接起來的一種方法。面上焊接起來的一種方法。 種類種類：電阻對焊和閃光對焊。：電阻對焊和閃光對焊。10(1

6、) (1) 電阻對焊電阻對焊 將兩個工件裝夾在對將兩個工件裝夾在對焊機(jī)的電極鉗口中，焊機(jī)的電極鉗口中，施加施加預(yù)壓力使兩個工件端面接預(yù)壓力使兩個工件端面接觸，并被壓緊觸，并被壓緊，然后通電。，然后通電。當(dāng)電流通過工件和接觸端當(dāng)電流通過工件和接觸端面時產(chǎn)生電阻熱，將工件面時產(chǎn)生電阻熱，將工件接觸處迅速加熱到塑性狀接觸處迅速加熱到塑性狀態(tài)態(tài)( (碳鋼為碳鋼為100010001250)1250)，再對工件施加較大的頂鍛再對工件施加較大的頂鍛力并同時斷電，使接頭在力并同時斷電，使接頭在高溫下產(chǎn)生一定的塑性變高溫下產(chǎn)生一定的塑性變形而焊接起來。形而焊接起來。11 焊件斷面應(yīng)盡量相同。圓棒直徑、方鋼邊長和

7、管焊件斷面應(yīng)盡量相同。圓棒直徑、方鋼邊長和管子壁厚之差均不應(yīng)超過子壁厚之差均不應(yīng)超過2525。對焊主要用于刀具、。對焊主要用于刀具、管子、鋼筋、鋼軌、錨鏈、鏈條等的焊接。管子、鋼筋、鋼軌、錨鏈、鏈條等的焊接。12特點：特點： 操作簡單，接頭比較光滑。操作簡單，接頭比較光滑。 易造成加熱不勻，連接不牢的現(xiàn)象。高溫端面易易造成加熱不勻，連接不牢的現(xiàn)象。高溫端面易發(fā)生氧化，質(zhì)量不易保證。發(fā)生氧化，質(zhì)量不易保證。應(yīng)用：應(yīng)用： 只用于焊接截面形狀簡單、直徑（只用于焊接截面形狀簡單、直徑（20mm20mm）小、）小、強(qiáng)度要求不高的工件。強(qiáng)度要求不高的工件。13(2) (2) 閃光對焊閃光對焊 將兩工件端面

8、稍加清理后將兩工件端面稍加清理后夾在電極鉗口內(nèi)，接通電源并夾在電極鉗口內(nèi)，接通電源并使使兩工件輕微接觸兩工件輕微接觸。首先某些。首先某些點接觸，強(qiáng)電流通過時，這些點接觸，強(qiáng)電流通過時，這些接觸點的金屬即被迅速加熱熔接觸點的金屬即被迅速加熱熔化，化，液體金屬發(fā)生爆破，以火液體金屬發(fā)生爆破，以火花形式飛出而形成花形式飛出而形成“閃光閃光”。繼續(xù)送進(jìn)工件，保持一定閃光繼續(xù)送進(jìn)工件，保持一定閃光時間，待焊件端面全部被加熱時間，待焊件端面全部被加熱熔化時，迅速對焊件施加頂鍛熔化時，迅速對焊件施加頂鍛力并切斷電源，焊件在壓力作力并切斷電源，焊件在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而焊在一起。用下產(chǎn)生塑性變形而焊在一起

9、。14特點：特點： 接頭中夾渣少，質(zhì)量好，強(qiáng)度高。接頭中夾渣少，質(zhì)量好，強(qiáng)度高。 金屬損耗較大，易污染環(huán)境，接頭處有毛刺需要加工清理。金屬損耗較大，易污染環(huán)境，接頭處有毛刺需要加工清理。應(yīng)用：應(yīng)用： 用于對重要工件的焊接?？珊附赢惙N金屬用于對重要工件的焊接。可焊接異種金屬( (鋁銅、鋁鋼等鋁銅、鋁鋼等) )，被焊工，被焊工件尺寸范圍寬。件尺寸范圍寬。15第二節(jié)第二節(jié) 摩擦焊摩擦焊16 摩擦焊摩擦焊: :利用工件間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時加利用工件間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時加壓而進(jìn)行焊接的方法。壓而進(jìn)行焊接的方法。 焊接過程：焊接過程：先將兩焊件夾在焊機(jī)上，加一定壓力使焊件先將兩焊件夾在焊機(jī)上，

10、加一定壓力使焊件緊密接觸。然后焊件緊密接觸。然后焊件 1 1作旋轉(zhuǎn)運動，使焊件接觸面相對摩擦產(chǎn)作旋轉(zhuǎn)運動，使焊件接觸面相對摩擦產(chǎn)生熱量，待工件端面被加熱到高溫塑性狀態(tài)時，利用剎車裝置生熱量，待工件端面被加熱到高溫塑性狀態(tài)時，利用剎車裝置使焊件使焊件1 1驟然停止旋轉(zhuǎn)，并在焊件驟然停止旋轉(zhuǎn)，并在焊件2 2的端面加大壓力使兩焊件產(chǎn)的端面加大壓力使兩焊件產(chǎn)生塑性變形而焊接起來。生塑性變形而焊接起來。 摩擦焊的特點：摩擦焊的特點： (1)(1) 接頭組織致密，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，接頭組織致密，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定。接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定。 (2) (2) 可焊接的金屬范圍較廣

11、可焊接的金屬范圍較廣。 (3) (3) 焊接操作簡單，生產(chǎn)率高焊接操作簡單，生產(chǎn)率高。 (4) (4) 電能消耗少電能消耗少。 (5) (5) 設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。17 摩擦焊接頭一般是等斷面的。摩擦焊接頭一般是等斷面的?？珊笇嵭暮讣闹睆綖榭珊笇嵭暮讣闹睆綖?mm2mm至至100mm100mm，管類件外徑最大，管類件外徑最大可達(dá)可達(dá)150 mm150 mm。1819第三節(jié)第三節(jié) 釬釬 焊焊20 釬焊釬焊：利用熔點比焊件低的釬料作為填充金屬，利用熔點比焊件低的釬料作為填充金屬，加熱時釬料熔化而將焊件連結(jié)起來的焊接方法。加熱時釬料熔化而將焊件連結(jié)起來的焊接方法。 焊接

12、過程：焊接過程： 把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間，當(dāng)工把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間，當(dāng)工件與釬料被加熱到稍高于釬料的熔點溫度后，釬料熔件與釬料被加熱到稍高于釬料的熔點溫度后，釬料熔化，借助毛細(xì)管作用釬料被吸入并充滿固態(tài)工件間隙，化，借助毛細(xì)管作用釬料被吸入并充滿固態(tài)工件間隙，液態(tài)釬料與工件金屬相互擴(kuò)散溶解、冷凝后即形成釬液態(tài)釬料與工件金屬相互擴(kuò)散溶解、冷凝后即形成釬焊接頭。焊接頭。 種類：種類： 釬料熔點不同分為硬釬焊、軟釬焊釬料熔點不同分為硬釬焊、軟釬焊一、硬釬焊一、硬釬焊 釬料熔點在釬料熔點在450450以上，接頭強(qiáng)度在以上，接頭強(qiáng)度在200 MPa200 MPa以上。以上。

13、 種類：種類：有銅基、銀基和鎳基釬料等：有銅基、銀基和鎳基釬料等： 應(yīng)用應(yīng)用：主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金構(gòu)件的焊：主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金構(gòu)件的焊接接( (如自行車架、帶鋸鋸條等如自行車架、帶鋸鋸條等) )以及工具、刀具的焊接。以及工具、刀具的焊接。二、軟釬焊二、軟釬焊 釬料熔點在釬料熔點在450450以下，接頭強(qiáng)度較低（以下，接頭強(qiáng)度較低（70 MPa70 MPa）。）。 種類種類：錫鉛合金（錫焊），熔點一般低于：錫鉛合金（錫焊），熔點一般低于230230。 應(yīng)用應(yīng)用：廣泛用于焊接受力不大的常溫下工作的儀表、：廣泛用于焊接受力不大的常溫下工作的儀表、導(dǎo)電元件以及鋼鐵、銅及銅合金等制

14、造的構(gòu)件。導(dǎo)電元件以及鋼鐵、銅及銅合金等制造的構(gòu)件。21接頭形式接頭形式: : 板料搭接、套件鑲接板料搭接、套件鑲接接頭特點：接頭特點：都有較大的都有較大的釬接面，以彌補(bǔ)釬料強(qiáng)度釬接面，以彌補(bǔ)釬料強(qiáng)度低的不足，保證接頭有一低的不足，保證接頭有一定的承載能力。接頭間隙定的承載能力。接頭間隙值取值取0.050.050.2 mm0.2 mm。 22釬劑釬劑 在釬焊過程中，一般都需要使用熔劑，即釬劑。在釬焊過程中，一般都需要使用熔劑，即釬劑。釬劑作用釬劑作用：清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)；清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)；改善釬料流人間隙的性能改善釬料流人間隙的性能( (即濕潤性即濕潤性) )

15、；保護(hù)釬料及焊件不被氧化。保護(hù)釬料及焊件不被氧化。常用釬劑常用釬劑軟釬焊軟釬焊 松香或氯化鋅溶液松香或氯化鋅溶液硬釬焊硬釬焊 主要硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等主要硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等23加熱方法：加熱方法： 烙鐵加熱、火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱等烙鐵加熱、火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱等優(yōu)點：優(yōu)點： (1) 工件加熱溫度較低，組織和力學(xué)性能變化很小，工件加熱溫度較低，組織和力學(xué)性能變化很小，變形也小。接頭光滑平整，工件尺寸精確。變形也小。接頭光滑平整，工件尺寸精確。 (2) 可焊接性能差異很大的異種金屬，對工件厚度的可焊接性能差異很大的異種金屬，對工件厚度的 差別也沒有嚴(yán)格限制。差別也

16、沒有嚴(yán)格限制。 (3) 工件整體加熱釬焊時，可同時釬焊多條工件整體加熱釬焊時，可同時釬焊多條(甚至上甚至上千條千條)接縫組成的復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率很高。接縫組成的復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率很高。 (4) 設(shè)備簡單，投資費用少。設(shè)備簡單，投資費用少。24缺點：缺點： 接頭強(qiáng)度較低，尤其動載強(qiáng)度低，允許的工作溫接頭強(qiáng)度較低，尤其動載強(qiáng)度低，允許的工作溫度不高，焊前清整要求嚴(yán)格，釬料價格較貴。度不高，焊前清整要求嚴(yán)格，釬料價格較貴。應(yīng)用：應(yīng)用： 釬焊不適合于一般鋼結(jié)構(gòu)件和重載、動載零件的釬焊不適合于一般鋼結(jié)構(gòu)件和重載、動載零件的焊接。焊接。 釬焊主要用于制造精密儀表、電氣部件、異種金釬焊主要用于制造精密儀

17、表、電氣部件、異種金屬構(gòu)件以及某些復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)，如夾層結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)屬構(gòu)件以及某些復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)，如夾層結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)等。構(gòu)等。 也常用于釬焊各類導(dǎo)線與硬質(zhì)合金刀具。也常用于釬焊各類導(dǎo)線與硬質(zhì)合金刀具。25第四節(jié)第四節(jié) 真空電子束焊接真空電子束焊接26真空電子束焊接：真空電子束焊接：利用加速和聚焦的電子束轟利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的工擊置于真空或非真空中的工件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法。方法。電子動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，能量電子動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，能量密度比普通電弧大密度比普通電弧?0001000倍。倍。特點：特點：(1) (1) 在真空中焊接，焊件金屬無氧化、無

18、氮化、無金在真空中焊接，焊件金屬無氧化、無氮化、無金屬電極玷污，保證了焊縫金屬的高純度。焊縫質(zhì)量好。屬電極玷污，保證了焊縫金屬的高純度。焊縫質(zhì)量好。(2) (2) 熱源能量密度大，熔深大，速度快，焊縫深而窄熱源能量密度大，熔深大，速度快，焊縫深而窄能單道焊厚件。基本上不產(chǎn)生焊接變形，裂紋及泄漏。能單道焊厚件?；旧喜划a(chǎn)生焊接變形，裂紋及泄漏?？蓪庸ず蟮牧慵M(jìn)行焊接。可對精加工后的零件進(jìn)行焊接。(3) (3) 厚件也不必開坡口，焊接時一般不必另填金屬。厚件也不必開坡口，焊接時一般不必另填金屬。 (4) (4) 電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，焊接過程的控電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，焊接過程的

19、控制靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。制靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。27應(yīng)用：應(yīng)用： 微型電子線路組件、真空膜盒、鉬箔蜂窩結(jié)構(gòu)、微型電子線路組件、真空膜盒、鉬箔蜂窩結(jié)構(gòu)、原子能燃料原件到大型導(dǎo)彈殼體都已采用電子束焊接。原子能燃料原件到大型導(dǎo)彈殼體都已采用電子束焊接。 熔點、導(dǎo)熱性、溶解度相差很大的異種金屬構(gòu)件、熔點、導(dǎo)熱性、溶解度相差很大的異種金屬構(gòu)件、真空中使用的器件和內(nèi)部要求真空的密封器件等，用真空中使用的器件和內(nèi)部要求真空的密封器件等，用真空電子束焊接也能得到良好的焊接接頭。真空電子束焊接也能得到良好的焊接接頭。缺點：缺點： 設(shè)備復(fù)雜，造價高。使用與維護(hù)技術(shù)要求高，焊件設(shè)備復(fù)雜，造價高。使用與維護(hù)技術(shù)要求高，焊件尺寸

20、受真空室限制，對焊件的清整與裝配要求嚴(yán)格。尺寸受真空室限制，對焊件的清整與裝配要求嚴(yán)格。 28第五節(jié)第五節(jié) 激光焊接激光焊接29激光焊接激光焊接：以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行熔焊的方法。的熱量進(jìn)行熔焊的方法。 基本原理：基本原理： 利用激光器受激產(chǎn)生的利用激光器受激產(chǎn)生的激光束，通過聚焦系統(tǒng)可聚激光束，通過聚焦系統(tǒng)可聚焦到十分微小的焦點焦到十分微小的焦點( (光斑光斑) )上，其能量密度大于上，其能量密度大于105 105 W/cmW/cm2 2。當(dāng)調(diào)焦到焊件接縫。當(dāng)調(diào)焦到焊件接縫時，光能轉(zhuǎn)換為熱能，使金時，光能轉(zhuǎn)換為熱能，使金屬熔化形成焊

21、接接頭。屬熔化形成焊接接頭。種類：種類： 脈沖激光點焊：脈沖激光點焊： 通用激光點焊設(shè)備的單個脈沖輸出能量為通用激光點焊設(shè)備的單個脈沖輸出能量為10 J10 J左右，脈左右，脈沖持續(xù)時間一般不超過沖持續(xù)時間一般不超過 10 ms10 ms，主要用于厚度小于，主要用于厚度小于0.5 mm0.5 mm的的金屬箔材或直徑小于金屬箔材或直徑小于0.6 mm0.6 mm的金屬線材的焊接。的金屬線材的焊接。連續(xù)激光焊接：連續(xù)激光焊接： 連續(xù)激光焊接主要使用大功率連續(xù)激光焊接主要使用大功率COCO2 2氣體激光器。氣體激光器。 在實驗室內(nèi)，其連續(xù)輸出功率已達(dá)幾十千瓦，能夠成功在實驗室內(nèi)，其連續(xù)輸出功率已達(dá)幾十千瓦，能夠成功地焊接不銹鋼、硅鋼、鋁、鎳、鈦等金屬及其合金。地焊接不銹鋼、硅鋼、鋁、鎳、鈦等金屬及其合金。30特點：特點：(1) (1) 激光輻射的能量釋放極其迅速，點焊過程只有激光輻射的能量釋放極其迅速，點焊過程只有 幾毫秒。幾毫秒。(2) (2) 激光焊接的能量密度很高，熱量集中，作用時激光焊接的能量密度很高，熱量集中，作用時間很短。間很短。(3) (3) 可以焊接一般焊法難以接近或無法安置的焊點?？梢院附右话愫阜y以接近或無法安置的焊點。可以通過透明材料壁進(jìn)行聚焦。可以通過透明材料壁進(jìn)行聚焦。