第十一章壓焊工藝

第十一章壓焊工藝演示文稿1目前一頁\總數(shù)二十六頁\編于八點第一節(jié)電阻焊一、電阻焊的原理

電阻焊是利用電阻熱為熱源，并在壓力下通過塑性變形和再結(jié)晶而實現(xiàn)焊接的。1.熱源

電阻熱：Q=I2Rt,焊接區(qū)的總電阻為：

R=Rc+2Rcw+2Rw。其中:Rc—焊件接觸電阻，

Rcw—電極與焊件間的接觸電阻

Rw—焊件電阻。目前二頁\總數(shù)二十六頁\編于八點(2)影響接觸電阻的因素：

工件表面狀態(tài)表面愈粗糙、氧化愈嚴(yán)重、接觸電阻愈大。電極壓力壓力愈高、接觸電阻愈小。焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱將會使接觸電阻大大下降。

靜壓力用來調(diào)整電阻大小，改善加熱。產(chǎn)生塑性變形或在壓力下結(jié)晶。沖擊力（鍛壓力）用來細化晶粒，焊合缺陷等。其壓力變化形式有平壓力，階梯壓力和馬鞍形壓力，其中馬鞍形壓力較為理想。(1)接觸電阻Rc+2Rcw：

因接觸面上存在的微觀凹凸不平、氧化物等不良導(dǎo)體膜，使電流線彎曲變長，實際導(dǎo)電面積減小。2.壓力目前三頁\總數(shù)二十六頁\編于八點3.電阻焊過程

預(yù)壓、通電加熱、在壓力下冷卻結(jié)晶或塑性變形和再結(jié)晶。通電后，因兩焊件間接觸電阻的存在，貼合面處溫度迅速上升到熔點以上。斷電后，熔核立即開始冷卻結(jié)晶，由于有維持壓力或頂鍛壓力的作用，從而消除了縮孔和縮松等缺陷，并產(chǎn)生塑性變形和再結(jié)晶，細化晶粒，獲得組織致密的焊點。電阻焊分為點焊、縫焊和對焊三種形式。電阻焊目前四頁\總數(shù)二十六頁\編于八點2．電阻點焊

電阻點焊是用圓柱電極壓緊工件，通電、保壓獲得焊點的電阻焊方法。1.點焊時的分流現(xiàn)象

點焊前先將表面清理好的兩個工件預(yù)壓夾緊，然后接通電流。電極為銅或銅合金材料，其內(nèi)部通有冷卻水，因此電極子會熔化，而兩工件相互接觸處則由于電阻熱很大，溫度迅速升高，金屬熔化形成液態(tài)熔核。斷電后，繼續(xù)維持或加大壓力，使熔核在壓力下凝固結(jié)晶，形成組織致密的焊點。移動焊件，依次形成其他焊點。

因已焊點形成導(dǎo)電通道，在焊下一點時，焊接電流一部分將從已焊點流過，使待焊點電流減少的現(xiàn)象稱為分流。（圖11-4），分流減小了焊接電流，使焊點品質(zhì)下降。目前五頁\總數(shù)二十六頁\編于八點

從上式中可見，焊件愈厚，導(dǎo)電性愈好，則分流愈嚴(yán)重。因此，為防止分流，對不同的材質(zhì)和板厚的材料，應(yīng)滿足不同的最小點距要求。見表11-1目前六頁\總數(shù)二十六頁\編于八點點焊時的熔核偏移

在焊接不同厚度或不同材料時，因薄板或?qū)嵝院玫牟牧?，吸熱少，而散熱快，?dǎo)致熔核偏向厚板或?qū)岵畹牟牧系默F(xiàn)象稱為熔核偏移。（見圖11-5）

熔核偏移易使焊點減少，接頭性能變差。可采用特殊電極和工藝墊片的措施，防止熔核偏移，如圖11-6所示。目前七頁\總數(shù)二十六頁\編于八點點焊工藝參數(shù)點焊的工藝參數(shù)為電流、壓力和時間。大電流，短時間稱為強規(guī)范。主要用于薄板和導(dǎo)熱性好的金屬的焊接，也可用于不同厚度或不同材質(zhì)及多層薄板的點焊。小電流，長時間稱為弱規(guī)范。主要用于稍厚板和淬火鋼的點焊。目前八頁\總數(shù)二十六頁\編于八點點焊焊件都采用搭接接頭應(yīng)用：點焊主要適用于厚度為4mm以下的薄板、沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接，每次焊一個點或一次焊多個點。目前，點焊已廣泛用于制造汽車、車廂、飛機等薄壁結(jié)構(gòu)以及罩殼和輕工、生活用品等。目前九頁\總數(shù)二十六頁\編于八點3．電阻縫焊

縫焊是連續(xù)的點焊過程，它是用連續(xù)轉(zhuǎn)動的盤狀電極代替了柱狀電極，焊后獲得相互重疊的連續(xù)焊縫（圖11-8）?？p焊分流嚴(yán)重，通常采用強規(guī)范焊接，焊接電流比點焊大1.5～2倍。電阻縫焊縫焊主要用于：低壓容器的焊接。如汽車、摩托車的油箱、氣體靜化器等。目前十頁\總數(shù)二十六頁\編于八點

四、對焊

先將工件夾緊并加壓，然后通電使接觸面溫度達到塑性溫度(950～1000℃)。在壓力下塑變和再結(jié)晶形成固態(tài)焊接接頭。電阻對焊要求對接處焊前嚴(yán)格清理，所焊截面積較小。

對焊是利用電阻熱將桿狀焊件端面對接的一種電阻焊工藝。電阻對焊1.電阻對焊一般用于鋼筋的對接焊。目前十一頁\總數(shù)二十六頁\編于八點

2.閃光對焊

先通電，后接觸，因個別點接觸，個別點通過的電流密度很高，可使其瞬間熔化或汽化，形成液態(tài)過梁。由于過梁上存在電磁收縮力和電磁引力及斥力而使過梁爆破飛出，形成閃光。閃光一方面排除了氧化物和雜質(zhì)，另一方面使對口處的溫度迅速升高。

閃光對焊主要用于鋼軌、錨鏈、管子等的焊接，也可用于異種金屬的焊接。因接頭中無過熱區(qū)和鑄態(tài)組織，所以性能高。

當(dāng)溫度分布到合適的狀態(tài)后，立刻施加頂鍛力，將對接處所有的液態(tài)物質(zhì)全部擠出，是純凈的高溫金屬相互接觸，在壓力下產(chǎn)生塑性變形和再結(jié)晶，形成焊接接頭。目前十二頁\總數(shù)二十六頁\編于八點第二節(jié)摩擦焊一、摩擦焊的工藝過程原理

摩擦焊是利用焊件接觸面相對旋轉(zhuǎn)運動中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達到塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。摩擦焊國外摩擦焊目前十三頁\總數(shù)二十六頁\編于八點目前十四頁\總數(shù)二十六頁\編于八點焊件尺寸精度高，可以實現(xiàn)直接裝配焊接。焊接生產(chǎn)率高，是閃光焊的4～5倍。三相負(fù)載均衡，節(jié)能，改善了三相供電電網(wǎng)的供電條件。與閃光對焊比較，節(jié)省電能80%～90%左右。由于摩擦焊金屬焊接變形小，接頭焊前不需特殊清理，接頭上的飛邊有時可以不必去除，焊接不需要填充材料和保護氣體，加工成本顯著降低。摩擦焊機容易實現(xiàn)機械化，自動化；操作技術(shù)簡單，容易掌握。摩擦焊的工作場地衛(wèi)生，沒有火花，弧光；沒有有害氣體，有利于環(huán)境保護，適于設(shè)置在自動生產(chǎn)線上。接頭的焊接質(zhì)量好、穩(wěn)定，其廢品率是閃光對焊的1%左右。適于焊接異種鋼和異種金屬，如碳素結(jié)構(gòu)鋼-高速鋼、銅-不銹鋼、鋁-銅、鋁-鋼等。二、摩擦焊具有以下優(yōu)點：目前十五頁\總數(shù)二十六頁\編于八點第三節(jié)超聲波焊一、超聲波焊的原理二、超聲波焊的特點利用超聲頻的高頻振蕩能，通過磁致伸縮元件將超聲頻轉(zhuǎn)化為高頻振動，在上下振動極的作用下，兩焊件局部接觸處產(chǎn)生強烈的摩擦、升溫好變形，從而使氧化皮等污物得以破壞或分散，并使純凈金屬的原子充分靠近，形成冶金結(jié)合?？煞譃槌暡c焊和超聲波縫焊。接頭中無鑄態(tài)組織或脆性金屬間化合物，也無金屬的噴濺，其力學(xué)性能比電阻焊好，穩(wěn)定性高。可焊的材料范圍廣，特別適合于高熔點、高導(dǎo)熱性和難熔金屬的焊接及異種材料的焊接，可用于厚薄懸殊及多層箔片的焊接焊接表面清理簡單，電能消耗少（為電阻焊5%）。目前十六頁\總數(shù)二十六頁\編于八點第四節(jié)擴散焊一、擴散焊的原理三、瞬時液相擴散焊過程將兩焊件壓緊并置于真空或保護氣氛中加熱，使接觸面微觀凹凸不平處產(chǎn)生塑性變形而緊密接觸經(jīng)過較長時間的保溫和原子擴散形成固態(tài)冶金連接。分固態(tài)和瞬時液相擴散焊兩種。二、固態(tài)擴散焊過程變形-接觸階段擴散-界面推移階段界面和孔洞消失階段液相生成等溫凝固均勻化目前十七頁\總數(shù)二十六頁\編于八點四、擴散焊的特點焊接溫度低（熔點的40%~80%），可焊接熔化焊難以焊接的材料?？珊附咏Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求焊接表面十分平整好光潔及精度要求高的焊接?？珊附硬煌牧稀：缚p可與母材成分和性能相同。四、擴散焊的應(yīng)用擴散焊可用于高溫合金渦輪葉片、超聲速飛機中鈦合金構(gòu)件、鈦-陶瓷靜電加速管的焊接，異種鋼、鋁及鋁合金、復(fù)合材料的焊接及金屬與陶瓷等的焊接。目前十八頁\總數(shù)二十六頁\編于八點第五節(jié)爆炸焊一、爆炸焊的原理二、爆炸焊的特點利用爆炸時產(chǎn)生的高壓、高溫及高速沖擊波作用在腹板上，使其與基板猛烈沖擊，在接觸處產(chǎn)生射流，從而清除表面的氧化物等雜質(zhì)，并在高壓下形成固態(tài)接頭。結(jié)合面為平坦界面時，撞擊速度較低，結(jié)合面無熔化發(fā)生，因此接頭性能較差。故在實際生產(chǎn)中不多用。結(jié)合面為波浪界面時，撞擊速度較高，結(jié)合面有熔化發(fā)生，因此接頭性能較好。故在實際生產(chǎn)中盡可能使用這種結(jié)合形式。結(jié)合面為連續(xù)的熔化層時，撞擊速度過高，結(jié)合面產(chǎn)生連續(xù)的熔化層，因此接頭性能也較差。故在實際生產(chǎn)中盡量避免使用這種結(jié)合形式。目前十九頁\總數(shù)二十六頁\編于八點第十二章釬焊、封接與粘接工藝

釬焊、封接與粘接工藝是一種物理和化學(xué)連接。它是在低于構(gòu)件熔點的溫度下，采用填縫材料，在液態(tài)下充填縫隙，通過毛細作用及表面化學(xué)反應(yīng)，待填縫材料結(jié)晶或固化后，將兩個分離的表面連接形成不可拆接頭。目前二十頁\總數(shù)二十六頁\編于八點12.1釬焊1．硬釬焊

釬料熔點在450℃以上，接頭強度較高，都在200MPa以上，屬于這類的釬料有銅基、銀基和鎳基等。2．軟釬焊釬料熔點為450℃以下，接頭強度較低，一般不超過70MPa，所以只用于釬焊受力不大、工作溫度較低的工件。常用的釬料是錫鉛合金，所以通稱錫焊。釬焊：是利用熔點比焊件低的釬料作填充金屬，適當(dāng)加熱后，釬料熔化而將處于固態(tài)的焊件連接起來的一種焊接方法。目前二十一頁\總數(shù)二十六頁\編于八點

釬焊過程中，一般都需要使用釬劑。釬劑的作用是：清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)，改善釬料流入間隙的性能（即潤濕性），保護釬料及焊件不被氧化。因此釬劑對釬焊質(zhì)量影響很大。

軟釬焊時，常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。

硬釬焊時，釬劑種類較多，主要由硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等組成，應(yīng)根據(jù)釬料種類選擇應(yīng)用。

釬焊的加熱方法：烙鐵加熱、火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱、鹽浴加熱等。釬焊目前二十二頁\總數(shù)二十六頁\編于八點3．釬焊的特點：

1）工件加熱溫度低，所以其組織和力學(xué)性能變化很小。接頭光滑平整，焊件尺寸精確。

2）可以焊接性能差異很大的異種金屬，對焊件厚度也沒有嚴(yán)格限制。

3）對焊件整體加熱釬焊時，可同時釬焊由多條（甚至上千條）接頭組成的、形狀復(fù)雜的構(gòu)件，生產(chǎn)率很高。

4）釬焊設(shè)備簡單，生產(chǎn)投資費用少。

5）釬焊接頭強度低，允許的工作溫度不高，焊前清理要求嚴(yán)格，釬料價格較高。不適于一般鋼結(jié)構(gòu)和重載動載荷機件的焊接。

6）釬焊主要用于焊接精密儀表、電器零部件、異種金屬構(gòu)件以及某些復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)。也常用來焊接各類導(dǎo)線與硬質(zhì)合金刀具。目前二十三頁\總數(shù)二十六頁\編于八點12.2封接（略）目前二十四頁\總數(shù)二十六頁\編于八點12.3粘接工藝

粘接是利用膠粘劑把兩種性質(zhì)相同或不同的物質(zhì)牢固地粘合在一起的連接方法。膠粘劑所以能夠把兩個物質(zhì)牢固地粘接在一起，主要因為膠粘劑能通過本身在被粘接材