電焊基本知識(2)
電焊基本知識
電阻焊
這是以電阻熱為能源的一類焊接方法，包括以熔渣電阻熱為能源的電渣焊和以固體電阻熱為能源的電阻焊。電阻焊包括：電阻點焊，涂焊，縫焊，高頻焊，閃光對焊。由于 電渣焊更具有獨特的特點，故放在后面介紹。這里主要介紹幾種固體電阻熱為能源的電阻焊，主要有點焊、縫焊 、凸焊及對焊等。電阻焊一般是使工件處在一定電極壓力作用下并利用電流通過工件時所產(chǎn)生的電阻熱將兩工件之間的接觸表面熔 化而實現(xiàn)連接的焊接方法。通常使用較大的電流。為了防止在接觸面上發(fā)生電弧并且為了鍛壓焊縫金屬，焊接過 程中始終要施加壓力。進(jìn)行這一類電阻焊時，被焊工件的表面善對于獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量是頭等重要的。因此，焊前必須將電極與工件 以及工件與工件間的接觸表面進(jìn)行清理。點焊、縫焊和凸焊的牾在于焊接電流(單相)大(幾千至幾萬安培)，通電時間短(幾周波至幾秒)，設(shè)備昂貴 、復(fù)雜，生產(chǎn)率高，因此適于大批量生產(chǎn)。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色金屬 及其合金、不銹鋼等均可焊接。
高能束焊
這一類焊接方法包括：電子束焊和激光焊。
(1)電子束焊
電子束焊是以集中的高速電子束轟擊工件表面時所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法。電子束焊接時，由電子槍產(chǎn)生電子束并加速。常用的電子束焊有：高真空電子束焊、低真空電子束焊和非真空電 子束焊。前兩種方法都是在真空室內(nèi)進(jìn)行。焊接準(zhǔn)備時間 (主要是抽真空時間)較長，工件尺寸受真空室大小限 制。電子束焊與電弧焊相比，主要的特點是焊縫熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度高。它既可以用在很薄材料的精密焊 接，又可以用在很厚的(最厚達(dá)300mm)構(gòu)件焊接。所有用其它焊接方法能進(jìn)行熔化焊的金屬及合金都可以用電子 束焊接。主要用于要求高質(zhì)量的產(chǎn)品的焊接。還能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔金屬的焊接。但不適于大批 量產(chǎn)品。
(2)激光焊
激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進(jìn)行的焊接。這種焊接方法通常有連續(xù)功率激光焊 和脈沖功率激光焊。激光焊優(yōu)點是不需要在真空中進(jìn)行，缺點則是穿透力不如電子束焊強(qiáng)。激光焊時能進(jìn)行精確的能量控制，因而可 以實現(xiàn)精密微型器件的焊接。它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。
釬焊
釬焊的能源可以是化學(xué)反應(yīng)熱，也可以是間接熱能。它是利用熔點比被焊材料的熔點低的金屬作釬料，經(jīng)過加熱 使釬料熔化，靠毛細(xì)管作用將釬料及入到接頭接觸面的間隙內(nèi)，潤濕被焊金屬表面，使液相與固相之間互擴(kuò)散而 形成釬焊接頭。因此，釬焊是一種固相兼液相的焊接方法。釬焊加熱溫度較低，母材不熔化，而且也不需施加壓力。但焊前必須采取一定的措施清除被焊工件表面的油污、 灰塵、氧化膜等。這是使工件潤濕性好、確保接頭質(zhì)量的重要保證。釬料的液相線濕度高于450℃而低于母材金屬的熔點時，稱為硬釬焊;低于450℃時，稱為軟釬焊。根據(jù)熱源或加熱方法不同釬焊可分為：火焰釬焊、感應(yīng) 釬焊、爐中釬焊、浸沾釬焊、電阻釬焊等。釬焊時由于加熱溫度比較低，故對工件材料的性能影響較小，焊件的應(yīng)力變形也較小。但釬焊接頭的強(qiáng)度一般比 較低，耐熱能力較差。釬焊可以用于焊接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料，還可以連接異種金屬、金屬與非金屬。適于焊 接受載不大或常溫下工作的接頭，對于精密的、微型的以及復(fù)雜的多釬縫的焊件尤其適用。
其它方法
這些焊接方法屬于不同程度的專門化的焊接方法，其適用范圍較窄。主要包括以電阻熱為能源的電渣焊、高頻焊 ;以化學(xué)能為焊接能源的氣焊、氣壓焊、爆炸焊;以機(jī)械能為焊接能源的摩擦焊、冷壓焊、超聲波焊、擴(kuò)散焊。
(1)電渣焊
如前面所述，電渣焊是以熔渣的電阻熱為能源的焊接方法。焊接過程是在立焊位置、在由兩工件端面與兩側(cè)水冷 銅滑塊形成的裝配間隙內(nèi)進(jìn)行。焊接時利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱將工件端部熔化。根據(jù)焊接時所用的電極形狀，電渣焊分為絲極電渣焊、板極電渣焊和熔嘴電渣焊。電渣焊的優(yōu)點是：可焊的工件厚度大(從30mm到大于1000mm)，生產(chǎn)率高。主要用于在斷面對接接頭及丁字接頭 的焊接。電渣焊可用于各種鋼結(jié)構(gòu)的焊接，也可用于鑄件的組焊。電渣焊接頭由于加熱及冷卻均較慢，熱影響區(qū)寬、顯微 組織粗大、韌性、因此焊接以后一般須進(jìn)行正火處理。
(2)高頻焊
高頻焊是以固體電阻熱為能源。焊接時利用高頻電流在工件內(nèi)產(chǎn)生的電阻熱使工件焊接區(qū)表層加熱到熔化或接近 的塑性狀態(tài)，隨即施加(或不施加)頂鍛力而實現(xiàn)金屬的結(jié)合。因此它是一種固相電阻焊方法。高頻焊根據(jù)高頻電流在工件中產(chǎn)生熱的方式可分為接觸高頻焊和感應(yīng)高頻焊。接觸高頻焊時，高頻電流通過與工 件機(jī)械接觸而傳入工件。感應(yīng)高頻焊時，高頻電流通過工件外部感應(yīng)圈的耦合作用而在工件內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。高頻焊是專業(yè)化較強(qiáng)的焊接方法，要根據(jù)產(chǎn)品配備專用設(shè)備。生產(chǎn)率高，焊接速度可達(dá)30m/min。主要用于制造管 子時縱縫或螺旋縫的焊接。
(3)氣焊
氣焊是用氣體火焰為熱源的一種焊接方法。應(yīng)用最多的是以乙炔氣作燃料的氧-乙炔火焰。由于設(shè)備簡單使操作 方便，但氣焊加熱速度及生產(chǎn)率較低，熱影響區(qū)較大，且容易引起較大的變形。氣焊可用于很多黑色金屬、有色金屬及合金的焊接。一般適用于維修及單件薄板焊接。
(4)氣壓焊
氣壓焊和氣焊一樣，氣壓焊也是以氣體火焰為熱源。焊接時將兩對接的工件的端部加熱到一定溫度，后再施加足 夠的壓力以獲得牢固的接頭。是一種固相焊接。氣壓焊時不加填充金屬，常用于鐵軌焊接和鋼筋焊接。
(5)爆炸焊
爆炸焊也是以化學(xué)反應(yīng)熱為能源的另一種固相焊接方法。但它是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量來實現(xiàn)金屬連接的。在爆炸波作用下，兩件金屬在不到一秒的時間內(nèi)即可被加速撞擊形成金屬的結(jié)合。在各種焊接方法中，爆炸焊可以焊接的異種金屬的組合的范圍最廣?？梢杂帽ê笇⒁苯鹕喜幌嗳莸膬煞N金屬焊 成為各種過渡接頭。爆炸焊多用于表面積相當(dāng)大的平板包覆，是制造復(fù)合板的高效方法。
(6)摩擦焊
摩擦焊是以機(jī)械能為能源的固相焊接。它是利用兩表面間機(jī)械摩擦所產(chǎn)生的熱來實現(xiàn)金屬的連接的。摩擦焊的熱量集中在接合面處，因此熱影響區(qū)窄。兩表面間須施加壓力，多數(shù)情況是在加熱終止時增大壓力，使 熱態(tài)金屬受頂鍛而結(jié)合，一般結(jié)合面并不熔化。摩擦焊生產(chǎn)率較高，原理上幾乎所有能進(jìn)行熱鍛的金屬都能摩擦焊接。摩擦焊還可以用于異種金屬的焊接。要適 用于橫斷面為圓形的最大直徑為100mm的工件。
(7)超聲波焊
超聲波焊也是一種以機(jī)械能為能源的固相焊接方法。進(jìn)行超聲波焊時，焊接工件在較低的靜壓力下，由聲極發(fā)出 的高頻振動能使接合面產(chǎn)生強(qiáng)裂摩擦并加熱到焊接溫度而形成結(jié)合。超聲波焊可以用于大多數(shù)金屬材料之間的焊接，能實現(xiàn)金屬、異種金屬及金屬與非金屬間的焊接?？蛇m用于金屬 絲、箔或2～3mm以下的薄板金屬接頭的重復(fù)生產(chǎn)。(8)擴(kuò)散焊 擴(kuò)散焊一般是以間接熱能為能源的固相焊接方法。通常是在真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行。焊接時使兩被焊工件的表面 在高溫和較大壓力下接觸并保溫一定時間，以達(dá)到原子間距離，經(jīng)過原子樸素相互擴(kuò)散而結(jié)合。焊前不僅需要清 洗工件表面的氧化物等雜質(zhì)，而且表面粗糙度要低于一定值才能保證焊接質(zhì)量。擴(kuò)散焊對被焊材料的性能幾乎不產(chǎn)生有害作用。它可以焊接很多同種和異種金屬以及一些非金屬材料，如陶瓷等。擴(kuò)散焊可以焊接復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及厚度相差很大的工件。
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