現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)(章1)

現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)

ModernWeldingandJoiningEngineering現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)2015年高考作文題目：誰更具風(fēng)采？—遼寧吉林黑龍江寧夏新疆青海貴州西藏內(nèi)蒙古云南甘肅海南廣西

當(dāng)代風(fēng)采人物評(píng)選活動(dòng)已產(chǎn)生最后三名候選人。小李，篤學(xué)敏思，矢志創(chuàng)新，為破解生命科學(xué)之謎作出重大貢獻(xiàn)，率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一舉躋身為國(guó)際學(xué)術(shù)最前沿。老王，愛崗敬業(yè)，練就一手絕活，變普通技術(shù)為完美藝術(shù)，走出一條從職高生到焊接大師的“大國(guó)工匠”之路，小劉，酷愛攝影，跋山涉水捕捉時(shí)間美景，他的博客贏得網(wǎng)友一片贊嘆：“你帶我們品位大千世界”，“你幫我們留住美麗鄉(xiāng)愁”。這三個(gè)人中，你認(rèn)為誰更具風(fēng)采？現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)千噸級(jí)230mm厚熱壁加氫反應(yīng)器現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)30萬噸超大型原油船（長(zhǎng)333m，寬58m）世界最大的三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪（直徑10.7m，高5.4m，重440噸）現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)發(fā)展階段年代機(jī)體結(jié)構(gòu)材料發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)材料第一階段1903-1919木材、布纖維鋼第二階段1920-1949鋁、鋼鋼、鋁第三階段1950-1969鋁合金、鈦合金、鋼高溫合金、鈦合金、鋼、鋁合金第四階段1970-20世紀(jì)末鋁合金、鈦合金、鋼、復(fù)合材料（以鋁合金、鈦合金為主）高溫合金、鈦合金、鋼第五階段21世紀(jì)復(fù)合材料、鋁合金、鈦合金、鋼結(jié)構(gòu)（以復(fù)合材料為主）高溫合金、鈦合金、鋼、復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)材料變化新材料的使用使飛機(jī)制造有了飛躍發(fā)展，顯著提高生產(chǎn)效率，減輕結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)也給焊接技術(shù)帶來挑戰(zhàn)！現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)先進(jìn)飛機(jī)的研制與生產(chǎn)對(duì)焊接技術(shù)的發(fā)展具有強(qiáng)大的推動(dòng)作用，在解決航空制造技術(shù)關(guān)鍵問題時(shí)，焊接的優(yōu)勢(shì)越來越明顯，如減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)性能等，焊接技術(shù)已由原來的輔助制造工藝演變成為飛機(jī)制造中的關(guān)鍵技術(shù)；另一方面，焊接技術(shù)自身的發(fā)展和完善，也為新型先進(jìn)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造提供了技術(shù)保證。幾種典型航空零件的焊接應(yīng)用：大型寬弦風(fēng)扇葉片、整體葉盤結(jié)構(gòu)、鼓筒式整體轉(zhuǎn)子、飛機(jī)起落架現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)第一章現(xiàn)代焊接和連接工程學(xué)的基本內(nèi)涵及相關(guān)學(xué)科間的關(guān)系（6）

基本內(nèi)涵；焊接與連接技術(shù)的分類和發(fā)展簡(jiǎn)史。第二章現(xiàn)代材料發(fā)展涉及的先進(jìn)焊接與連接方法（10）經(jīng)典焊接技術(shù)；壓力焊－爆炸焊、釬焊/擴(kuò)散焊和點(diǎn)焊；高能束焊－等離子焊、電子束焊和激光焊接；發(fā)展中的新方法。第三章先進(jìn)材料的焊接性和質(zhì)量控制（10）先進(jìn)材料概述；鈦合金；鋁/鎂合金；鎳基合金；異質(zhì)材料連接。第四章焊接力學(xué)的基本理論和結(jié)構(gòu)失效分析（10）焊接接頭及其特性；焊接應(yīng)力和變形；焊接結(jié)構(gòu)脆性和延性破壞；焊接接頭和結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度；焊接結(jié)構(gòu)環(huán)境失效。第四章計(jì)算機(jī)在焊接工程中的應(yīng)用（自學(xué)為主）本課程共40學(xué)時(shí)（課內(nèi)），尚需要20個(gè)課外學(xué)時(shí)進(jìn)行閱讀。本課程共分五章，各節(jié)學(xué)時(shí)（課內(nèi)）大致分配如下：現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)主要參考書：1．何德孚，《焊接與連接工程學(xué)導(dǎo)論》，上海交通大學(xué)出版社，上海，1998。2．中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)，《焊接手冊(cè)》（2、3卷），機(jī)械工業(yè)出版社，北京，2008。3．王嘉麟等，《球形儲(chǔ)罐焊接工程技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，北京，2000。4．顧鈺喜，《特種工程材料焊接》，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，沈陽，1998。5.先進(jìn)焊接技術(shù)制造叢書，機(jī)械工業(yè)出版社，2000現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)嚴(yán)格意義上講，焊接是一種將二個(gè)固態(tài)物體通過熔化進(jìn)行原子（或分子）上的冶金結(jié)合的方法，英文稱作“welding”；連接泛指將二個(gè)固態(tài)物體結(jié)合到一起的方法，它可以包括熔化和非熔化的冶金或物理的方法，有焊接，釬焊，膠（粘）結(jié)，鉚接，鍛接?？紤]到專業(yè)的傳統(tǒng)叫法，人們有時(shí)還是把焊接從連接中剝離出來，把不包括常規(guī)熔化焊接方法的其它結(jié)合工藝統(tǒng)稱作連接，英文稱為Joining。第一章現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)的基本內(nèi)涵及與相關(guān)學(xué)科間的關(guān)系Chapter1Thebasicconnotationofmodernwelding&joiningengineeringanditsconnectionwithrelatedsubjects現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)

獲得一個(gè)優(yōu)質(zhì)的焊接結(jié)構(gòu)，必須：

選用正確的焊接工藝方法，實(shí)現(xiàn)可靠連接；

了解材料連接中的物理化學(xué)冶金過程，解決可能出現(xiàn)的各種冶金缺

陷，獲得理想的組織結(jié)構(gòu)性能；認(rèn)識(shí)焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為特征，便于了解或解決焊接接頭在諸如疲

勞、腐蝕或低溫環(huán)境下可能發(fā)生提前失效或?qū)τ腥毕萁Y(jié)構(gòu)進(jìn)行安全

評(píng)定或焊后處理。這樣一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的全過程涵蓋了焊接學(xué)科三大領(lǐng)域：焊接工藝方法、焊接冶金學(xué)、焊接力學(xué)1.1現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)的基本內(nèi)涵現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)以高鐵車體生產(chǎn)為例說明現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)的基本內(nèi)涵選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（涉及焊接力學(xué)）焊接方法/工藝選擇（方法、冶金問題）接頭性能/應(yīng)力變形（焊接力學(xué)問題）現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)值分析定量冶金專家系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制CAD設(shè)計(jì)現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)焊接性（可焊性）概念及其試驗(yàn)方法：制造焊接可行性設(shè)計(jì)焊接可靠性構(gòu)件焊接性材料焊接適應(yīng)性德國(guó)DIN8258材料：母材與焊材的組織、成分設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)形狀、尺寸，工作載荷，焊縫類型和配置制造：焊接方法、規(guī)范，坡口形狀，拘束，焊前及焊后加熱現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)GB/T3375-94的焊接性定義：金屬材料在限定的施工條件下，焊接成按設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力。即材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性和使用的可靠性。

因此，可將焊接性分為工藝焊接性和使用焊接性兩類。

工藝焊接性（包括加熱過程的熱焊接性和冷卻過程的冶金焊接性）：在一定焊接工藝條件下獲得無缺陷優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。缺陷包括氣孔、夾雜、裂紋等；冶金反應(yīng)包括合金元素的氧化、還原、蒸發(fā)、氣體元素的溶解等；熱過程主要針對(duì)熱影響區(qū)的組織相變和性能變化。

使用焊接性：焊接接頭滿足使用性能的程度—常規(guī)力學(xué)性能、抗脆斷能力、高溫性能、抗腐蝕性能、抗磨損性能、抗疲勞性能等?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.1.1焊接與連接工藝方法和設(shè)備

Welding&JoiningProcessesandEquipment一種材料能否制作成焊接結(jié)構(gòu)，首先取決于它的工藝可焊性，即能否找到可以有效實(shí)現(xiàn)所選材料焊接的現(xiàn)存工藝方法。焊接工程師應(yīng)當(dāng)了解各種現(xiàn)有焊接方法的工藝特點(diǎn)，掌握這些焊接過程的主要影響和控制參數(shù)，懂得從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度確定合理的焊接或連接方法。絕大多數(shù)的焊接方法都是利用電過程實(shí)現(xiàn)，電焊機(jī)是一種重要的機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)代半導(dǎo)體電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及機(jī)電控制技術(shù)決定了當(dāng)代電焊機(jī)及焊接過程自動(dòng)化的發(fā)展，電工及自動(dòng)化技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)等都是與焊接或連接方法有關(guān)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.1.2焊接冶金學(xué)（WeldingMetallurgy）

一般焊接過程均伴隨著受焊材料的快速加熱－熔化－凝固－相變的過程，因而焊接接頭性能受焊接冶金過程控制。這種冶金過程與一般的鑄造冶金有很大差異：快速加熱和冷卻的工藝特點(diǎn)決定了焊件接頭成為由焊縫、熱影響區(qū)和母材三者構(gòu)成的組合體，同時(shí)也在焊接區(qū)產(chǎn)生了不可避免的焊接冶金缺陷（如氣孔、夾渣、咬邊、未熔合）?？紤]焊接冶金過程的特點(diǎn)及控制方法，掌握通過冶金途徑改善或設(shè)計(jì)接頭性能，對(duì)于正確選用現(xiàn)有各類相關(guān)的焊接材料或?yàn)閷?shí)現(xiàn)新材料的接頭性能設(shè)計(jì)或研制專用的新型焊接材料具有重要影響。物理冶金、物理化學(xué)、金屬及非金屬材料學(xué)、固體相變理論等是焊接與連接工程學(xué)的又一重要基礎(chǔ)或相關(guān)學(xué)科?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.1.3焊接力學(xué)（WeldingMechanics）

絕大多數(shù)焊接和連接過程均是在構(gòu)件局部進(jìn)行的，這種局部加熱－(熔化)－冷卻的過程，決定了焊接接頭特有的應(yīng)力變形特征。它不僅使焊件的尺寸和形位公差難以控制，而且增加了接頭區(qū)的工作負(fù)擔(dān)，使得焊接接頭在冶金缺欠的基礎(chǔ)上又增加了幾何缺欠和力學(xué)缺欠。這些缺欠對(duì)于工作在動(dòng)載、低溫、腐蝕等環(huán)境下的焊接結(jié)構(gòu)影響尤甚。作為焊接工程師，應(yīng)該掌握焊接應(yīng)力變形的產(chǎn)生特點(diǎn)和基本影響，了解焊接接頭抗疲勞、抗應(yīng)力腐蝕、抗低溫脆斷和高溫蠕變等性能評(píng)定方法，特別是現(xiàn)代裂紋體的斷裂力學(xué)評(píng)定理論（由此派生出一門新的邊緣學(xué)科－焊接接頭斷裂力學(xué)）。彈塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、傳熱學(xué)、有限元理論等，都是研究和深入了解該領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)研究和解決焊接工程實(shí)際問題時(shí)，以上三大領(lǐng)域常常是交織在一起而又相互影響的。一個(gè)有造詣的焊接科學(xué)家或焊接工程師常常能分清三者之間的關(guān)系，抓住其中的主流，從而有效地解決問題。近20年來，計(jì)算機(jī)輔助焊接技術(shù)越來越彰顯出它的巨大作用。在很多電焊機(jī)和焊接機(jī)器人中越來越多地采用各種微電子技術(shù)，甚至發(fā)展到離開該技術(shù)就無法實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的地步?，F(xiàn)代焊接工程師不了解計(jì)算機(jī)及其在焊接中的應(yīng)用，顯然也是不完整的。此外，焊接和連接工程還必然涉及零部件的剪裁下料、成型加工以及焊后為保證接頭性能所需的熱處理等，加上焊縫的探傷技術(shù)（包括超聲、射線、滲透等），這些就使得作為一名合格的焊接工程師，需要了解的知識(shí)要比一般學(xué)科領(lǐng)域復(fù)雜而廣泛得多?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.2焊接與連接方法的分類要將兩個(gè)分離的部件（金屬或非金屬）實(shí)現(xiàn)物理結(jié)合（連接），理論上要使兩個(gè)被連接的部件表面彼此接近至原子或分子間結(jié)合力的距離，即達(dá)到金屬晶格的間距0.5-0.3nm。但在一般情況下，由于固體表面的粗糙度以及表面存在著的氧化膜或其它污染物，使得這種結(jié)合在常溫、常壓下變得不可能。尋找合適的物理或化學(xué)的途徑，在一定條件下實(shí)現(xiàn)這一結(jié)合，就是一切焊接和連接技術(shù)的工藝特點(diǎn)所在。將目前找到的基本途徑總結(jié)如下?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.2.1熔化焊

實(shí)現(xiàn)熔化焊接過程并形成良好接頭需具備的幾個(gè)條件：1）一個(gè)合理的加熱熱源：氣體火焰－氧乙炔、丙烷等燃?xì)饣鹧鏋闊嵩?；電?。瓪怏w導(dǎo)電時(shí)產(chǎn)生的電弧熱為熱源；電渣－熔渣導(dǎo)電時(shí)產(chǎn)生的電阻熱為熱源；電子束－高速運(yùn)動(dòng)的電子束流為熱源；激光－輻射激發(fā)光放大原理產(chǎn)生的單色強(qiáng)光束為熱源；電阻－焊件結(jié)合面通過強(qiáng)大電流時(shí)的電阻熱為熱源；固體化學(xué)反應(yīng)－鋁的氧化物和其它金屬氧化物的置換反應(yīng)熱量為熱源。

能量密度越高，熱源溫度也高，所需焊接時(shí)間也短。對(duì)于熔化焊來說，高能密度的熱源使得焊接區(qū)的加熱寬度變小，熔透能力變大，產(chǎn)生各種缺欠的可能性也變小，對(duì)于形成質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊接接頭、提高焊接生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)高效連接有著重大意義?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)2）一種適當(dāng)?shù)娜鄢乇Ｗo(hù)措施。為防止（局部熔化的）高溫金屬與空氣中的氧氣等接觸而造成熔池金屬成分和性能的變化，同時(shí)保證焊接時(shí)的工藝性能和可操作性，熔化焊接過程一般都需要采取有效的保護(hù)措施來隔離空氣和焊接高溫區(qū)，常采用真空、氣體和熔渣保護(hù)三種。

不同的保護(hù)方法也是區(qū)別不同熔化焊接工藝的一個(gè)重要特征：手工電弧焊是依靠焊條熔化時(shí)外敷藥皮中的造氣劑和熔渣聯(lián)合保護(hù)的，埋弧焊是靠埋弧焊劑熔化后覆蓋在焊縫金屬表面的的渣相實(shí)現(xiàn)，氣保護(hù)焊則是靠氬氣（氬弧焊）或以CO2為主的混合氣體實(shí)現(xiàn)的，而藥芯焊絲的保護(hù)作用與焊條相似。至于電子束焊，一般在真空中實(shí)現(xiàn)，激光焊接只宜采用氣體保護(hù)的方式?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)3）兩個(gè)待連接構(gòu)件的物理化學(xué)特性。如果兩個(gè)待連接構(gòu)件可以很好地熔化并相互擴(kuò)散混合，冷卻結(jié)晶后形成性能恰當(dāng)?shù)墓倘荏w（化學(xué)冶金反應(yīng)和冷卻過程中的物理冶金相變特性符合共同規(guī)律），理論上就可以實(shí)現(xiàn)焊接結(jié)合，形成良好的焊接接頭。一般來說，同類型、同成分的金屬材料容易實(shí)現(xiàn)熔化焊接，而異質(zhì)金屬材料之間的熔化連接要困難得多，有時(shí)甚至不可能。對(duì)于熱處理強(qiáng)化材料，由于焊接區(qū)會(huì)出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大、晶間脆化、強(qiáng)度弱化等惡化性能的現(xiàn)象，可能使得形成的焊接接頭達(dá)不到使用要求，這也可能成為熔化焊接過程中要考慮的另一重大問題。現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.2.2壓力焊壓力焊的特點(diǎn)是利用壓力作用，克服待連接兩個(gè)表面的不平度，擠出材料表面的氧化膜及其它污染物，使兩個(gè)表面的原子接近到晶格距離，從而實(shí)現(xiàn)非熔化（固態(tài)）條件下的冶金結(jié)合。除了極少數(shù)金屬材料外，一般壓力焊都伴隨著加熱的過程。對(duì)于銅、鋁等室溫下塑性很好、強(qiáng)度較低的材料，在室溫下就可實(shí)現(xiàn)固相壓力焊接（冷壓焊）；對(duì)于其它很多金屬來說，若在加壓時(shí)適當(dāng)提高待焊材料的溫度，將使壓力焊過程和質(zhì)量變得容易和可靠。按照加熱方法的不同，固相壓力焊又可以分為不同的類型。壓力焊加熱溫度都低于焊件的熔點(diǎn)，正常的接頭區(qū)域內(nèi)一般不包含熔化結(jié)晶過程。除了擴(kuò)散焊少數(shù)工藝外，壓力焊通常都不需要采取保護(hù)措施。現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.2.3釬焊

在待連接構(gòu)件之間加入釬料（中間層），用遠(yuǎn)低于構(gòu)件熔點(diǎn)的溫度加熱使釬料熔化，使其在連接界面上潤(rùn)濕－流動(dòng)－填充間隙，然后冷卻結(jié)晶形成結(jié)合面的方法。釬焊過程要提供保護(hù)（爐內(nèi)真空或氣體，爐外釬劑），使熔化釬料不受空氣污染。按照加熱熱源和保護(hù)方式的不同，釬焊方法有十余種?？梢哉f凡是熔化焊和壓力焊采用的熱源和保護(hù)方式基本上都可以用于釬焊，只是釬焊溫度遠(yuǎn)低于熔化焊，也低于母材的熔點(diǎn)，故接頭區(qū)的冶金問題比較簡(jiǎn)單?，F(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)根據(jù)釬料的熔點(diǎn)，把釬焊分成軟釬焊（英文稱為Soldering）和硬釬焊（英文稱為Brazing）。中文里也常常把前者稱為錫焊，是指采用熔點(diǎn)低于450C的錫基釬料，用電烙鐵作加熱熱源；而常把后者簡(jiǎn)稱為釬焊，常用熔點(diǎn)更高的銀基、銅基或鎳基釬料。由于母材的非熔化特性，釬焊不僅可廣泛應(yīng)用于金屬和異種金屬的連接，還可廣泛應(yīng)用于金屬與非金屬、陶瓷與非金屬的連接，解決常規(guī)熔化焊接無法解決的問題。釬焊接頭強(qiáng)度常常比母材稍低是其一大弱點(diǎn)，另外它更適用于連接尺寸小的零部件。現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.3焊接與連接方法的發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)明年代方法名稱發(fā)明人1885188518861892189519011907190919281930193019391948碳極電弧焊（CarbonArcWelding）電阻焊（ResistanceWelding－RW）閃光對(duì)焊（FlashButtWelding－FBW）金屬極電弧焊（MetalArcWelding）鋁熱劑焊（AluminumThermitWelding－ATW）氧乙炔氣焊（Oxy-AcetyleneWelding）藥皮焊條手弧焊（ShieldMetalArcWelding－SMAW）金屬噴鍍（MetalSpraying）高頻感應(yīng)加熱焊（High-FrequencyInductionWelding）鎢極氬弧焊（TungstenInert-GasArcWelding－TIG焊）埋弧焊（SubmergedArcWelding－SAW）爆炸焊（ExplosiveWelding-EW）冷壓焊（ColdPressWelding－CPW）俄BenardosO.美E.Thompson美C.L.Coffine俄Slevianoff德HansGoldschmidt德Leschaterii瑞典O.Kjellberg瑞士Shouve美Osborh美Hobert美Kenedy英Carl英Soder現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)1.3焊接與連接方法的發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)明年代方法名稱發(fā)明人19501951195319531956195619561963196519701990s熔化極氣保護(hù)焊（MetalInert-GasArcWelding－MIG焊）高頻電阻焊（High-FrequencyResistanceWelding）電渣焊（Electro-SlagWelding）CO2氣保護(hù)焊（Carbon-DioxideArcWelding）超聲波焊（UltrasonicWelding）電子束焊（ElectronBeamWelding－EBW）摩擦焊（FrictionWelding）等離子焊（PlasmaArcWelding－PAW）脈沖激光焊（PulseLaserBeamWelding）大功率連續(xù)焊（High-PowerContinuesWelding）攪拌摩擦焊（FrictionStirringWelding－FSW）雙熱源復(fù)合焊（HybridWelding）美Hobart美Crofordrad俄Volochkevich英Smith美Biron德Stoul俄Ichejikoff美Jinanif美Mayman美英TWI德、日現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)20世紀(jì)40年代至20世紀(jì)80年代，是現(xiàn)代焊接和連接工程技術(shù)發(fā)展和成熟主要階段，其主要標(biāo)志是：1）通過對(duì)焊接電弧、接觸點(diǎn)電阻的性態(tài)和控制途徑的研究，不斷改進(jìn)電焊機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能，使接頭質(zhì)量不斷提高：40年代采用電機(jī)放大機(jī)和反饋控制技術(shù)制成埋弧自動(dòng)焊機(jī)50年代采用晶閘管等真空電子技術(shù)制成相控電阻焊機(jī)60年代應(yīng)用脈沖技術(shù)發(fā)展的脈沖電弧焊

70年代采用硅、可控硅半導(dǎo)體技術(shù)制成電子控制電弧、電阻焊機(jī)80年代采用逆變技術(shù)和微處理器控制的數(shù)控焊機(jī)90年代奧地利人推出全數(shù)字焊機(jī)

Fronius現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)2）新型焊接方法的出現(xiàn)使焊接過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化，可焊材料的范圍也大大增加。70年代發(fā)展起來的藥芯焊絲氣保護(hù)焊，80年代以后發(fā)展起來的機(jī)器人焊接技術(shù)，使得電弧焊、電阻焊從早期的完全手工操作向機(jī)械化、自動(dòng)化方向邁出了重要步伐，也使得電弧焊的焊接范圍從鋼鐵向鋁合金、鈦合金等有色金屬領(lǐng)域擴(kuò)展。3）對(duì)焊縫及熱影響區(qū)金屬組織性能，進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)研究，確立了評(píng)判方法及標(biāo)準(zhǔn)，找到了質(zhì)量保證和改進(jìn)途徑。通過材料焊接性的試驗(yàn)，促使人們相信并逐步認(rèn)識(shí)到材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要充分考慮其焊接適應(yīng)性，甚至為了適應(yīng)焊接的需求，不得不對(duì)材料的設(shè)計(jì)性能做出一定的調(diào)整。現(xiàn)代焊接與連接工程學(xué)4）通過對(duì)船舶、橋梁等焊接結(jié)構(gòu)中殘余應(yīng)力、變形等的研究，特別是對(duì)二次大戰(zhàn)期間匆忙制造的各種海輪在使用過程中發(fā)生斷裂、數(shù)十座鋼橋產(chǎn)生低溫疲勞或脆斷的慘痛事故的研究，認(rèn)識(shí)到焊縫除了存在各種冶金缺陷，如未焊透、裂縫、氣孔、夾渣等，焊接接頭必然存在著與母材不同的組織性能和力學(xué)特性，如殘余應(yīng)力、應(yīng)力集中等，所有這些都會(huì)使焊接接頭承受比母材更嚴(yán)重的、不合理的工作負(fù)荷。

焊接力學(xué)的產(chǎn)生，為焊接接頭的制造和使用規(guī)范的制訂提供了更科學(xué)的依據(jù)，使