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1、第15章 其他焊接方法15.1 埋弧自动焊 引弧、运弧和送进焊丝等操作由机械来完成，且焊缝被封闭熔渣泡保护的焊接方法，就称之为自动焊。埋弧自动焊的特点生产率高；焊缝质量高且稳定；节省金属和电能；改善了劳动条件；埋弧自动焊的应用批量生产的长直线焊缝；直径较大的圆筒形工件的环焊缝、纵焊缝。15.2 气体保护焊 气体保护焊是利用外加气体保护电弧区的熔滴和熔池及焊缝的电弧焊。它与渣保护焊相比，具有以下特点：明弧可见，便于焊工观察熔池进行控制；焊缝表面无渣，这在多层焊时可节省大量层间清渣工作；可进行空间全方位的焊接。15.2.1 CO2气体保护焊 CO2气体保护焊：是以CO2作为保护气体，以焊丝为电极，
2、以自动或半自动方式进行焊接的方法。特点：生产率高(比焊条电弧焊提高15倍，不需更换焊条连续焊接)、成本低(成本仅是埋弧焊和焊条电弧焊的40%左右)是其显著优点。但是CO2气体有氧化作用，应使用含锰、硅较高的焊丝或含有相应合金元素的合金焊丝。应用：CO2气体保护焊主要应用于低碳钢和普通低合金结构钢的焊接，在汽车、机车、造船、起重机、化工设备、油管以及航空工业等部门都得到广泛的应用。15.2.2 氩弧焊 氩弧焊是指用氩气做保护气体的气体保护焊。有熔化极氩弧焊和钨极氩弧焊两种。熔化极氩弧焊以连续送进的焊丝作为电极并兼作填充金属，可采用较大电流，生产率较钨极氩弧焊高，适宜于焊接厚度为25mm以下的工件
3、。钨极氩弧焊电极不熔化，一般将钨接阴极，焊接电流不能过大。用于焊接4mm以下薄板。氩弧焊常用于焊接不锈钢、有色金属等。15.3 电渣焊 利用电流通过液态熔渣时所产生的电阻热作为热源，来熔化焊丝和焊件而实现焊接的一种方法。特点：厚大工件可一次焊成；生产率高，焊接材料消耗少；焊缝金属比较纯净；近缝区的机械性能明显下降，焊后须进行正火。应用：40mm厚件立焊等。15.4 气焊与气割15.4.1 气焊 气焊是利用可燃气体如乙炔(C2H2)和助燃气体氧气(O2)混合燃烧的高温火焰来进行焊接的工艺方法。气焊所用的设备有乙炔发生器、回火防止器、氧气瓶、减压阀和焊炬等，如图15.7所示。气焊火焰 改变氧气和乙
4、炔的体积比例，可获得三种不同性质的气焊火焰。中性焰：O2：C2H2混合比为1-1.2燃烧所形成的火焰。碳化焰：O2：C2H2混合比小于1燃烧所形成的火焰。氧化焰：O2：C2H2混合比大于1燃烧所形成的火焰。中性焰应用最广，一般常用于焊接碳钢、紫铜和低合金钢等。碳化焰用于焊接高碳钢、铸铁等。氧化焰用于焊接黄铜、镀锌铁皮等。气焊的特点及应用生产率低：火焰温度低，加热缓慢；焊件变形大：热量分散，热影响区宽；接头质量不高：火焰对熔池保护性差；气焊火焰易控制和调整，灵活性强，气焊设备不需电源。15.4.2 气割 氧气切割简称气割。气割的效率高、成本低、设备简单，并能在各种位置进行切割，广泛用于钢板下料和
5、铸钢件浇冒口的割除。被切割金属应具备的条件是：金属的燃点应低于其熔点；燃烧生成的金属氧化物熔点应低于金属本身的熔点，以便熔化后吹掉；金属燃烧时应放出大量的热，以利于切割过程不断进行下去；金属导热性要低，以利于预热。15.5 电阻焊 电阻焊又称接触焊。是利用电流通过两焊件接触处所产生的电阻热(Q=I2Rt)作为焊接热源，将接头加热到塑性或熔化状态，然后迅速施加顶锻压力，以形成牢固焊接接头的方法。按接头型式分为点焊、缝焊和对焊三种。15.5.1 点焊 点焊是利用电流通过柱状电极和搭接的两焊件产生电阻热，将焊件加热并局部熔化，然后在压力作用下形成焊点的焊接方法。点焊时，每个焊点的焊接过程应用：4mm
6、以下薄板、冲压件等。广泛用于汽车、飞机、轻工等工业领域。15.5.2 缝焊 缝焊又称滚焊，其焊接过程与点焊相似，只是用旋转的圆盘状滚状电极代替了柱状电极。应用：仅适合于3mm以下薄板结构的焊接。15.5.3 对焊 对焊是利用电阻热，使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。电阻对焊应用：形状简单、直径或边长20mm以内、强度要求不高的焊接件。如发动机气门顶杆。闪光对焊应用：重要结构的焊接。如自行车车圈、钢轨、锚链、刀具等。15.6 摩擦焊 摩擦焊是利用焊件接触端面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热量，使端部达到塑性状态，然后迅速顶锻，从而完成焊接的一种焊接方法。摩擦焊的特点是：在摩擦焊过程中，
7、焊件接触表面的氧化膜与杂质被清除，因此接头组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷，接头质量好且稳定；可焊接的金属范围较广，不仅可焊同种金属，也可以焊接异种金属；焊接操作简单，不需焊接材料，容易实现自动控制，生产率高；电能消耗少(只有闪光对焊的1/101/15)；设备复杂，一次性投资大。15.7 钎焊 钎焊的能源可以是化学反应热，也可以是间接热能。硬钎焊钎料熔点450以上、接头强度200Mpa以上。常用钎料有铜基、银基、镍基、铝基等。常用钎剂有硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。适用：受力较大的钢铁、铜合金结构件，如自行车车架、刀具等。软钎焊钎料熔点低于450，接头强度一般不超过70MPa。常用钎料是锡铅
8、合金（所以通称锡焊）；常用钎剂是松香、氯化锌溶液等。适用：受力不大的常温仪表、导电元件。与一般熔化焊相比，钎焊的特点是：工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，变形也小；可焊接性能差异很大的异种金属，对工件厚度的差别也没有严格限制；工件整体加热钎焊时，可同时钎焊多条(甚至上千条)焊缝组成的复杂形状构件，生产率很高；设备简单，投资费用少。15.8 特种焊接方法简介15.8.1 真空电子束焊 在真空室内，用聚集的高速电子束，以很高的能量密度轰击焊件表面，将动能转变为热能，使焊件接头表面在瞬间熔化，形成焊缝的方法。特点是：能量密度大，约为电弧焊的500010000倍，电子束穿透能力强。焊接速度快，
9、热影响区小，焊接变形小。焊缝深而窄 这对于不开坡口的单面焊缝是十分有利的。真空保护好，焊缝质量高，特别适合于活泼金属的焊接。设备复杂、成本高、使用维护较困难，对接口装配质量要求严格及需防X射线等。15.8.2 超声波焊 利用超声波的高频振荡能对焊件接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现焊接的一种压焊方法。特点是：焊点形成高超声波的能量，工件不需通电加热，故焊点附近金属组织和性能的变化小。适合于同种金属、异种金属以及非金属的连接。焊件变形小、尺寸精确。可用于微连接以及厚薄差别很大的焊件，如箔、丝、网等工件的连接。焊接消耗功率小，只有电阻焊的5%左右。如焊接两片0.8mm厚的铝合金，只需23
10、kW功率，而电阻焊却要7075kW。焊前对表面清洗要求不高，只需去除油污，而不要清除氧化膜。激光焊激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。特点是：激光能聚焦成很小光点(直径可达10m)，焊缝可极为窄小。能 量 密 度 大，穿 透 深 度 大，温 度 可 达 5000 9000，可熔焊所有金属。焊接速度快(1ms左右)，焊件不易氧化，热影响区小，晶粒为细小的树枝状结晶，焊接变形小。灵活性大，可远距离焊接或在一些难以接近的部位焊接。15.8.4 等离子弧焊 一般电弧焊中的电弧，不受外界约束，称为自由电弧。而在钨极和工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成电弧。等离子弧焊除具有氩弧焊的优点外，还有以下特点：能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强；焊接电流小到0.1A时，电弧仍能稳定地保持良好的挺直度与方向性。15.8.5 爆炸焊 爆炸焊是将炸药直接敷在金属表面上，利用接触爆炸(也可以通过如水等液体介质来传递爆炸时产生的冲击波)的压力造成焊件的迅速碰撞，并紧密连接的一种压焊方法。特点是：时间极短，以毫秒或微秒计；爆炸焊接头具有双重连接的特点；不需要复杂的设备，工艺简单，成本低，使用方便。噪声大，制造大面积复合板需较大场地；对冲击韧性低、塑性很差的金属不能采用爆炸焊。