本科的「焊接技术与工程」专业和技校的「焊接」专业有什么区别？

一、焊接的介绍

焊接：

通常是指金属的焊接。焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。

分类：根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可以分为三大类。

(1)熔焊。将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。

(2)压焊。在焊接过程中无论加热与否，均需要加压的焊接方法。常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。

(3)钎焊。采用熔点低于被焊金属的钎料（填充金属）熔化之后，填充接头间隙，并与被焊金属相互扩散实现连接。钎焊过程中被焊工件不熔化，且一般没有塑性变形。

焊接生产的特点：

(1)节省金属材料，结构重量轻。

(2)以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺，获得最佳技术经济效果。

(3)焊接接头具有良好的力学性能和密封性。

(4)能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。

应用：焊接技术在机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等应用十分广泛。

不足：焊接技术也还存在一些不足之处，如焊接结构不可拆卸，给维修带来不便；焊接结构中会存在焊接应力和变形；焊接接头的组织性能往往不均匀，并会产生焊接缺陷等。

二、各种焊接技术介绍

一、电弧焊

电弧：强烈持续的气体放电现象正极和负极之间有一定的电压，两个电极之间的气体介质应该处于离子化状态。点火电弧时，2个电极（1极是加工物，其他极是丝线或电极）通常与电源连接，简单接触，迅速分离，2极相互接触形成电弧时短路。这个方法是说触点电弧。形成电弧后，只要电源维持在两极之间的电位差，就可以维持电弧的燃烧。

电弧特点：电压低、电流大、温度高、能量密度大、移动性好等，一般20～30V的电压即可维持电弧的稳定燃烧，而电弧中的电流可以从几十安培到几千安培以满足不同工件的焊接要求，电弧的温度可达5000K以上，可以熔化各种金属。

电弧组成：阴极区、阳极区、弧柱区三部分。

弧焊电源：焊接电弧所使用的电源称为弧焊电源，通常可分为四大类：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源和逆变弧焊电源。

直流正接：采用直流焊机当工件接阳极，焊条接阴极时，称为直流正接，此时工件受热较大，适合焊接厚大工件；

直流反接：当工件接阴极，焊条接阳极时，称为直流反接，此时工件受热较小，适合焊接薄小工件。采用交流焊机焊接时，因两极极性不断交替变化，故不存在正接或反接问题。

焊接冶金过程

在电弧焊过程中，液态金属、熔渣和气体三者相互作用，是金属再冶炼的过程。但由于焊接条件的特殊性，焊接化学冶金过程又有着与一般冶炼过程不同的特点。

首先，当焊接冶金温度较高时，相大，反应速率高，空气渗入电弧，液态金属发生强氧化和氮化反应，金属发生大量蒸发，空气中的水和氢、锈、，焊接材料和焊接材料中的水分解成液态金属，高温电弧分解的氢原子熔化。接头的塑性和韧性降低（氢脆）并出现裂纹。

其次，焊接熔池小，冷却快，使各种冶金反应难以达到平衡状态，焊缝中化学成分不均匀，且熔池中气体、氧化物等来不及浮出，容易形成气孔、夹渣等缺陷，甚至产生裂纹。

为了保证焊缝的质量，在电弧焊过程中通常会采取以下措施：

（1）在焊接过程中，对熔化金属进行机械保护，使之与空气隔开。保护方式有三种：气体保护、熔渣保护和气-渣联合保护。

（2）对焊接熔池进行冶金处理，主要通过在焊接材料（焊条药皮、焊丝、焊剂）中加入一定量的脱氧剂（主要是锰铁和硅铁）和一定量的合金元素，在焊接过程中排除熔池中的FeO，同时补偿合金元素的烧损。

常用电弧焊方法：

1、手弧焊

手动电弧焊接是电弧焊接中最早使用的焊接方法之一。使用涂覆电极作为电极，电弧在电极的端部和被焊接物的表面之间燃烧。在电弧加热的作用下，涂层可以产生气体以保护电弧，另一方面，可以产生覆盖熔融池表面的渣，以防止熔融金属与周围气体之间的相互作用。钢渣的重要作用是与熔体产生物理和化学反应，并添加合金元素以改善焊接金属的能量。手动电弧焊接装置简单、轻巧、灵活。它可以应用于维护和组装的短接头焊接，特别是对难以焊接的部件进行焊接。大部分工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍以及使用与这些合金对应的电极的手动电弧焊接都可以应用。

2、埋弧焊 Submerged Metal Arc Welding (SMAW)

亚合并电弧焊接是使用作为保护介质的粒状助焊剂和助焊剂层下的隐藏电弧的熔电极焊接方法。亚合并电弧焊接的焊接工序由3个链接构成。用焊接接头充分均匀地堆积粒状助焊剂；2 .导电性喷嘴及焊接部为了产生焊接电弧而连接在焊接电源的两个阶段。自动输送焊接线，移动焊接用的电弧。

埋弧焊的主要特点如下：

1、电弧性能独特

（1）焊缝质量高熔渣隔绝空气保护效果好，电弧区主要成分为CO2，焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低，焊接参数自动调节，电弧行走机械化，熔池存在时间长，冶金反应充分 ，抗风能力强，所以焊缝成分稳定，力学性能好；

（2）劳动条件好 熔渣隔离弧光有利于焊接操作；机械化行走，劳动强度较低。

2、弧柱电场强度较高 比之熔化极气体保护焊有如下特点：

（1）设备调节性能好，由于电场强度较高，自动调节系统的灵敏度较高，使焊接过程的稳定性提高；

（2）焊接电流下限较高。

3、生产效率高由于焊丝导电长度缩短，电流和电流密度显著提高，使电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速率大大提高；又由于焊剂和熔渣的隔热作用，总的热效率大大增加，使焊接速度大大提高。

冶金反应：焊剂参与冶金反应，Si 、Mn被还原，C部分烧毁，限制杂质S、P去H，防止产生氢气孔。

熔滴过渡：渣壁过渡

电源：直流电源一般用于低电流、匀速线供电及自电弧控制的高电流为交流电源，可变速线供电（saw焊接线一般较厚），电弧电压反馈，电弧调整焊接材料：使用焊接线和助焊剂。焊丝和助焊剂的选择应注意当前的类型和极性，确保焊接接头质量高，尽量降低成本。

适用范围：由于其熔化深度高、生产率高、机械操作程度高，适合中厚板结构的长距离焊接。它是当前生产中最常用的焊接方法之一，包括造船、锅炉和压力容器、桥梁、超重机械、核电厂、海洋结构物、武器等。埋焊也可以焊接到基底金属表面，除了连接金属结构中的构件、减摩或耐腐蚀合金层。随着焊接冶金技术和焊接材料生产技术的发展，埋弧焊能源焊接材料从碳素结构钢发展到低合金钢、不锈钢、耐热钢、镍基合金、钛合金和铜合金等多种有色金属。

由于自己的特点，其应用也有一定的局限性，主要为：

（1）焊接位置的限制，由于焊剂保持的原因，如不采用特殊措施，埋弧焊主要用于水平俯位置焊缝焊接，而不能用于横、立、仰焊；

（2）焊接材料的局限，不能焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金，主要用于焊接黑色金属；

（3）只适合于长焊缝焊接切，且不能焊接空间位置有限的焊缝；

（4）不能直接观察电弧；

（5）不适用于薄板、小电流焊。

3、钨极气体保护电弧焊

这是使用钨电极和被加工物之间的电弧将金属熔融并焊接。在焊接过程中，钨电极不熔化，用作电极。同时，向保护用的焊接火炬的喷嘴输送仰光或氦气。也可以根据需要添加附加金属。世界上以TIG焊接而闻名。气体钨弧焊接可以很好地控制热输入，是连接金属板和背衬焊接的好方法。该方法可特别用于将几乎所有的金属连接到焊接金属，例如铝、镁和活性金属，例如铝、镁和钛和锆，可以形成耐火氧化物。这种焊接方法焊接质量高，但是焊接速度比其他电弧焊接慢。

4、熔化极气体保护电弧焊（GMAG）

（GMAG）属于用电弧作为热源的熔化焊方法，其电弧建立在连续送进的焊丝与熔池之间熔化的焊丝金属与母材金属混合而成的熔池在电弧热源移走后结晶形成焊缝并把分离的母材通过冶金方式连接起来。

CO2焊接的特点：

（1）在焊接电弧高温作用下CO2会分解成CO、O2和O，对电弧具有叫强烈的压缩作用，从而导致该焊接方法的电弧形态具有弧柱直径较小，弧跟面积小且往往难于覆盖焊丝端部全部熔滴的特点，因此熔滴受到的过渡阻力（斑点力）较大而使熔滴粗化，过渡路径轴向性变差，飞溅率大；

（2）对焊接区保护良好，CO2的密度是常用保护气体中最大的，加上CO2气体受热分解后，体积增大，因此保护较好；

（3）能量相对集中，熔透能力较大；

（4）生产成本低，节约电能。

（5）工艺和技术上还具有焊接区可见度好，便于观察、操作；焊接热影响区和焊接变形较小；熔池体积较小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对锈污敏感度低的优点。

冶金特性：

（1）、合金元素的氧化CO2焊时，在电弧高温作用下，CO2会分解成CO、O2和O，在焊接条件下，CO不溶于金属，也不参与反应，而CO2和O都有强烈的氧化性，使Fe及其它合金元素氧化。

（2）、脱氧及焊缝金属的合金化?通常在焊丝中加入一定量的脱氧剂进行脱氧，此外，剩余的脱氧剂作为合金元素留在焊缝中，以弥补氧化烧损损失并保证焊缝的化学成分要求。

熔滴过渡：

（1）、短路过渡（短弧、细丝、小电流）适用于薄板全位置焊接；

（2）、细颗粒过渡，粗丝、长弧、大电流焊接；

（3）、潜弧射滴过渡（很少用）。

电源：平特性电源（单旋钮调节）、直流反接、等速送丝焊接材料：CO2气体和焊丝

适用范围：目前，CO2气体保护焊广泛应用于机车制造、船舶制造、汽车制造、煤矿机械制造等领域。适用于焊接低碳钢、低合金钢和低合金高强度钢，不适用于有色金属和不锈钢的焊接。有一种材料可以使用CO2气体保护焊焊接不锈钢，但它不是焊接不锈钢的首选材料。

5、等离子弧焊

助水冷喷嘴等措施，可以使电弧的弧柱区横截面积减小，电弧的温度、能量密度、等离子的流速都显著提高，这种用外部拘束使弧柱受到压缩的电弧称为等离子弧。

等离子弧是电弧的一种特殊形式，是一种具有高能量密度的电弧，仍然是气体导电现象。等离子弧焊接是利用等离子弧的热量加热＆熔化工件和母材实现焊接的方法。

分类：穿孔型等离子弧焊和微束等离子弧焊。

穿孔型等离子弧：焊接电流为100～300A的情况下，无需对接合部位进行组合，不留间隙。在焊接过程中，等离子体弧完全熔融焊接，形成小的贯通孔。在小孔周围拧入热水使电弧移动，使小孔移动，形成焊接部，实现单面焊接和两侧的一小时成形。这种方法可焊接的板厚上限为碳钢7mm和不锈钢10mm。

微束等离子弧：焊接电流为0.1～30A，焊接厚度为0.025～2.5mm。此外，可以解决一种工艺方法，例如适用于铜和铜合金焊接的浸入式等离子弧焊、深板深焊或高频焊接，以及铝合金等离子弧焊（交流极性）等离子弧焊的等离子弧焊。等离子弧焊接的主要工艺参数有焊接电流、焊接速度、保护气体流量、离子气体流量、焊枪喷嘴结构和孔径。

等离子弧切割：利用等离子弧的高温高速弧流使切口的金属局部熔化以致蒸发，并借助高速气流或水流将熔化的材料吹离基体形成切口的切割方法。

特点：

（1）等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，10～12mm厚度钢材可不开坡口，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。

（2）焊缝截面成酒杯状，无指状熔深问题。

（3）电弧挺直性好，受弧长波动的影响，熔池的波动小。

（4）电弧稳定0.1A，仍具有较平的静特性，配用恒流源，可很好的进行薄板的焊接（0.1mm）。

（5）钨极内缩，防止焊缝夹钨

（6）采用小孔焊接技术，实现单面焊双面成形。

（7）设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接。焊枪的可达性比TIG差。

（8）电弧直径小，需要焊枪轴线与焊缝中线更准确地对中。

冶金反应：单一，只有蒸发

电源：陡降电源、直流正接；焊接铝镁时用交流、陡降电源、需引弧、稳弧措施。焊接材料：保护气体、钨极

适用范围：广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接，如钛合金的导弹壳体，飞机上的一些薄壁容器等。

6、管状焊丝电弧焊

另外，管状焊接线电弧焊接是将连续供给的焊接线和被焊接物之间的电弧焊接用作焊接用热源，被认为是GW的一种。焊接线是用各种部件的助焊剂填充的管状焊接线。焊接时主要加2个屏蔽气体。助焊剂加热后分解或熔化。这在推力中发挥作用，保护溶液池，使电弧合金化并稳定化。除了上面提到的GMAW的优点之外，管状电线和电弧焊接由于管状助焊剂的作用而具有冶金学的更多优点。管状线电弧焊接可以应用于大部分铁系金属接头的焊接。工业发达国家广泛使用管状电弧焊接。管状焊接线现在被称为带助焊丝

二、熔焊

1、气焊

气焊：熔融焊接法是将可燃性气体燃烧产生的热量在氧气中使用，将母材的焊接接头熔融后进行连接。气体焊接是以气焰为热源的焊接法。最广泛使用的是以乙炔气体为燃料的氧乙炔炎。由于简单的设备和方便的操作，燃气的焊接速度和生产效率低，热影响区大，容易发生较大变形。气焊可以用来焊接许多铁、有色金属和合金。

可燃气：乙炔、液化石油气等。以乙炔为例，其在氧气中燃烧时的火焰温度可达3200℃。氧乙炔火焰有三种：

①中性焰：氧气与乙炔体积混合比为1～1.2，乙炔充分燃烧，适合焊接碳钢和非铁合金。

②碳性焰：氧气和乙炔体积混合比小于1，乙炔过剩，适用于焊接高碳钢、铸铁和高速钢。

③氧化焰：氧气与乙炔体积混合比大于1.2，氧气过剩，适用于黄铜和青铜的钎焊。

由于焊接温度低，加热速度慢，加热面积大，焊接热影响区宽，焊接变形大，焊接过程中受熔融金属保护差，焊接质量难以保证，应用已经很少。但由于无需焊接，且设备简单、成本低、迁移方便、通用性强，在无电源、户外作业的情况下具有实用价值。目前主要用于铜及铜合金的焊接和铸铁的焊接。

2、气压焊

气压焊和气焊一样，气压焊也是以气体火焰为热源。焊接时将两对接的工件的端部加热到一定温度，后再施加足够的压力以获得牢固的接头。是一种固相焊接。气压焊时不加填充金属，常用于铁轨焊接和钢筋焊接。

3、电渣焊

电渣焊是以炉渣的电阻热为能量的焊接方法。焊接工序由上下焊接位置、两侧端面和水冷铜滑动块两面形成的组装间隙进行。在焊接过程中，通过炉渣的电流产生的电阻热用于熔融被加工物的端部。根据用于焊接的电极形状，电渣焊接分为电线电渣焊接、阳极电渣焊接和喷嘴电渣焊接。

电渣焊的特点 ：在电渣焊的焊接过程中，除开始阶段有一电弧过程外，其余均为稳定的电渣过程，与埋弧焊有本质区别。

电渣焊的优点是：可焊的工件厚度大（从30mm到大于1000mm），生产率高。主要用于在断面对接接头及丁字接头的焊接。电渣焊可用于各种钢结构的焊接，也可用于铸件的组焊。电渣焊接头由于加热及冷却均较慢，热影响区宽、显微组织粗大、韧、因此焊接以后一般须进行正火处理。

电渣焊的局限性：

（1）由于焊接熔池大，加热和冷却缓慢，在焊缝及热影响区容易过热形成粗大组织，因此电渣焊通常焊后用正火处理消除接头中的粗晶。

（2）电渣焊总是以立焊方式进行，不能平焊，电渣焊不适于厚度在30mm以下的工件，焊缝也不宜过长。

电渣焊的分类及应用

电渣焊的分类：丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊和管极电渣焊等。

丝电极电渣焊是最常用的电渣焊方法。使用焊丝作为电极。根据焊接厚度，可使用一根或多根焊丝。单丝焊接的厚度为40至60 mm。当焊接厚度大于60 mm时，焊丝必须横向摆动，一次摆动可熔化450 mm厚的焊接。线焊接电渣焊主要用于40-450mm厚的焊缝、焊缝的焊缝和焊缝的焊缝。

应用：主要用于重型机械制造业中，制造锻-焊结构件和铸-焊结构件，如重型机床的机座、高压锅炉等，焊件厚度一般为40～450mm，材料为碳钢、低合金钢、不锈钢等。

4、电子束焊

电子束焊接是用高速电子束冲击被加工物表面时产生的热能进行焊接的方法。电子束焊接过程中电子枪产生并加速电子束。一般的电子束焊接包括高真空电子束焊接、低真空电子束焊接和非真空电子束焊接。第一种方法是在真空室中进行。焊接准备时间（主要是真空泵送时间）长，根据真空室的大小限制工作尺寸。与电弧焊接相比，电子束焊接的特征在于大的焊接渗透，小的焊接宽度和高的焊接金属纯度。它不仅可以精确焊接非常薄的材料，还可以用于非常厚（最高厚度300mm）的焊接成分。可以通过其他焊接方法焊接的所有金属和合金都可以通过电子束焊接。那个主要用于需要高质量的焊接产品。另外，可以很容易地解决不同种类金属的焊接问题。但是不适合大量生产。

电子束焊机：电子枪是一种电子枪，完成电子的产生、电子束的形成和集成，主要由灯丝、阴极、阳极和聚焦线圈组成。灯丝被加热，阴极被加热，当阴极达到约2400 K时，阴极被发射，电子被阴极和阳极之间的高压电场加速（约1/2的速度），并通过阳极孔注入，直径为0.8至3.2 mm的电子束通过聚焦线圈进入焊接材料，动能在焊接材料表面转化为热能，焊接材料连接部分快速熔化并冷却结晶，形成焊接缝。

根据焊接工作室（焊件放置处）的真空度不同

电子束焊的分类：

（1）高真空电子束焊 。工作室与电子枪同在一室，真空度为10-2～10-1Pa，适用于难熔、活性、高纯金属及小零件的精密焊接。

（2）低真空电子束焊 。工作室与电子枪被分为两个真空室，工作室的真空度为10-1～15Pa，适用于较大型的结构件，和对氧、氮不太敏感的难熔金属。

（3）非真空电子束焊 。需另加惰性气体保护罩或喷嘴，焊件与电子束流出口的距离应控制在10mm左右，以减少电子束与气体分子碰撞造成的散射。非真空电子束焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、难熔金属及铜、铝合金等的焊接，焊件尺寸不受限制。

真空电子束焊的优点：

（1）电子束能量密度大，最高可达5×108W/cm2，约为普通电弧的5000～10000倍，热量集中，热效率高，热影响区小，焊缝窄而深，焊接变形极小。

（2）在真空环境下焊接，金属不与气相作用，接头强度高。

（3）电子束焦点半径可调节范围大，控制灵活，适应性强，可焊接0.05mm的薄件，也可焊接200～700mm的厚板。

应用：特别适合焊接一些难熔金属、活性或高纯度金属以及热敏感性强的金属。但设备复杂，成本高，焊件尺寸受真空室限制，装配精度要求高，且易激发X射线，焊接辅助时间长，生产率低，这些弱点都限制了电子束焊的广泛应用。

5、激光焊

激光焊接是使用聚焦于高功率相干单色光子流的激光束作为热源的焊接。该焊接方法通常包括连续功率激光焊接和脉冲功率激光焊接。激光焊接的优点是不需要在真空中进行，但是作为电子束焊接，穿透力不强。激光焊接可以进行精确的能量控制，可以实现精密微器件的焊接。它可以应用于许多金属，特别是可以解决几个焊接金属和不同金属的焊接。

**激光的产生:**物质受激励后，产生的波长、频率、方向完全相同的光束。

**激光的特点:**具有单色性好、方向性好、能量密度高的特点，激光经透射或反射镜聚焦后，可获得直径小于0.01mm、功率密度高达1013W/cm2的能束，可以作为焊接、切割、钻孔及表面处理的热源。产生激光的物质有固体、半导体、液体、气体等，其中用于焊接、切割等工业加工的主要是钇铝石榴石（YAG）固体激光和CO2气体激光。

激光焊的主要优点是：

（1）激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输，适用于微型零部件及其它焊接方法难以达到的部位的焊接，还能通过透明材料进行焊接。

（2）能量密度高，可实现高速焊接，热影响区和焊接变形都很小，特别适用于热敏感材料的焊接。

（3）激光不受电磁场的影响，不产生X射线，无需真空保护，可以用于大型结构的焊接。

（4）可直接焊接绝缘导体，而不必预先剥掉绝缘层；也能焊接物理性能差别较大的异种材料。

激光焊的主要缺点是：设备昂贵，能量转化率低（5%～20%），对焊件接口加工、组装、定位要求均很高，目前主要用于电子工业和仪表工业中的微型器件的焊接，以及硅钢片、镀锌钢板等的焊接。

三、压焊

1、电阻焊

这是一种使用电阻热的焊接方法，包括以熔渣电阻热为能量的熔焊和以固体电阻热为能量的电阻焊。熔焊有一个更独特的特点，所以我们将在后面介绍。这里介绍的电阻焊主要有几种固体电阻热电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊和对焊。电阻焊通常是一种焊接方法，其中工作表面在恒定的电极压力下工作，两个工作之间的接触面通过利用电流通过工件时产生的电阻热熔化。通常使用大电流。为了防止接触面上出现电弧和锻造焊接金属，焊接过程中必须始终施加压力。在这种电阻焊的情况下，获得稳定的焊接质量非常重要。因此，在焊接之前，必须清洁电极和工件以及工件和工件之间的接触面。

优点：

1）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。

2）加热时间短、热量集中、故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。

3）不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低。

4）操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。5）生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。

缺点：

1）目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。

2）点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度较低。

3）设备功率大，机械化自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行。

适用范围：在汽车、飞机、仪器、家电、建筑用的钢筋、等行业有广泛应用，适用材料广泛，只是易氧化金属的电阻焊焊接性稍差。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板组件。各类钢材、铝、镁等有色金属及其合金、不锈钢等均可焊接。

2、摩擦焊

摩擦焊接是以机械能为能量的固相焊接。为了实现金属的连接，使用两个表面之间机械摩擦产生的热量。摩擦焊接的热集中在接合面上，热影响部狭窄。必须在两个面之间施加压力。大部分情况下，加热结束时压力会上升，因此设定了加热后的溶汤组合。一般来说，接合面不熔化。摩擦焊接生产率高。原则上，几乎所有可以锻造的金属都可以是摩擦焊接。摩擦焊接也可以用于不同金属的焊接。可以应用于最大直径100mm的圆形截面的工件。

利用焊件接触端面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速施加顶锻力，实现焊接的一种固相压焊方法。

摩擦焊具有以下优点：

（1）焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，接头废品率低于电阻对焊和闪光对焊。

（2）焊接生产率高，比闪光对焊高5～6倍。

（3）适于焊接异种金属，如碳素钢、低合金钢与不锈钢、高速钢之间的连接，铜-不锈钢、铜-铝、铝-钢、钢-锆等之间连接。

（4）加工费用低，省电，焊件无需特殊清理。

（5）易实现机械化和自动化，操作简单，焊接工作场地无火花，弧光及有害气体。

缺点：靠工件旋转实现，焊接非圆截面较困难。盘状工件及薄壁管件，由于不易夹持也很难焊接。受焊机主轴电机功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面为20000mm2。摩擦焊机一次性投资费用大，适于大批量生产。

应用：异种金属和异种钢产品，如电力工业中的铜-铝过渡接头，金属切削用的高速钢-结构钢刀具等；结构钢产品，如电站锅炉蛇形管、阀门、拖拉机轴瓦等。

3、扩散焊

扩散焊接通常是一种以间接热能为能量的固相焊接方法。通常在真空或保护气氛下进行。焊接时，两个焊接工件的表面在一定时间内与高温和高压接触，并保持温度，实现原子间距离，通过原子的简单互扩散使原子结合。焊接质量不仅可以通过在焊接前清除工作表面上的氧化物等杂质来保证，而且当表面粗糙度低于一定值时也可以保证。

扩散焊在真空或保护气氛条件下，在一定温度（低于母材熔点）和压力条件下紧密接触，导致在微塑性流变发生后，与平整干净的焊接表面紧密接触，原子相互扩散，长时间达到完全冶金结合的焊接方法后，原始界面消失。

扩散焊具有以下优点：

（1）可以在几乎不损坏被焊材料性能的情况下，实现各类同种材料和异种材料间的焊接，可以用来制造双层或多层复合材料。

（2）能焊接结构复杂以及厚薄相差大的工件。

（3）接头成分、组织均匀，减小了应力腐蚀倾向。

（4）焊接变形小，接头精度高，可作为部件最后的组装连接方法。

（5）可与其它加工工艺同时进行（如真空热处理等），可同时完成多个接头的焊接，从而提高生产率。

不足：扩散焊对焊件表面加工及清理的要求高，焊接时间长、生产率低，成本高，设备投资大。

应用：熔点差别大或冶金上不相容的异种金属之间的焊接、金属与陶瓷的焊接和钛、镍、铝合金结构件的焊接。不仅应用于原子能、航空航天及电子工业等尖端技术领域，而且已推广至一般机械制造工业部门。

四、钎焊

焊接的能量是化学反应热或间接热能。使用熔点比焊接材料低的金属作为焊料，加热后焊接焊料熔融，通过毛细管的作用将焊锡放入接合部接触面的间隙，使熔接的金属表面浸湿，使液相和固相扩散形成焊接接头。因此焊接是固相和液相焊接法。

1．钎焊的特点及应用

钎焊由熔点低于基材的合金制成，作为填充材料，钎焊填充金属在加热时熔化，通过润湿和着色填充在接头间隙中，并保持住，但基材是固体，钎焊接头是通过液体填充材料和固体基材之间的相互扩散形成的。钎焊对母材理化性能的影响小，焊接应力和变形小，焊接材料可以焊接，焊接性能差异大，焊接可以同时完成，接头外观美观，设备简单，设备简单，生产投资小。然而，钎焊头的强度低，耐热性差。

应用：硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等；在微波波导、电子管和电子真空器件的制造中，钎焊甚至是唯一可能的连接方法。

2．钎料和钎剂

钎料是形成钎焊接头的填充金属，钎焊接头的质量在很大程度上取决钎料。钎料应该具有合适的熔点、良好的润湿性和填缝能力，能与母材相互扩散，还应具有一定的力学性能和物理化学性能，以满足接头的使用性能要求。按钎料熔点的不同，钎焊分为两大类：软钎焊与硬钎焊。

（1）软钎焊 。钎料熔点低于450℃的钎焊称为软钎焊，常用钎料是锡铅钎料，它具有良好的润湿性和导电性，广泛用于电子产品、电机电器和汽车配件。软钎焊的接头强度一般为60～140MPa。

（2）硬钎焊。钎料熔点高于450℃的钎焊称为硬钎焊，常用钎料是黄铜钎料和银基钎料。用银基钎料的接头具有较高的强度、导电性和耐蚀性，钎料熔点较低、工艺性良好，但钎料价格较高，多用于要求较高的焊件，一般焊件多采用黄铜钎料。硬钎焊多用于受力较大的钢和铜合金工件，以及工具的钎焊。硬钎焊的接头强度为200～490MPa，

注意：母材的接触面应很干净，因此要用钎剂。钎剂的作用是去除母材和钎料表面的氧化物和油污杂质，保护钎料和母材接触面不被氧化，增加钎料的润湿性和毛细流动性。钎剂的熔点应低于钎料，钎剂残渣对母材和接头的腐蚀性应较小。软钎焊常用的钎剂是松香或氯化锌溶液，硬钎焊常用的钎剂是硼砂、硼酸和碱性氟化物的混合物。

根据热源或加热方法不同钎焊可分为：火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、浸沾钎焊、电阻钎焊等。钎焊时由于加热温度比较低，故对工件材料的性能影响较小，焊件的应力变形也较小。但钎焊接头的强度一般比较低，耐热能力较差。

钎焊加热方法：几乎所有的加热热源都可以用作钎焊热源，并依此将钎焊

分类。

火焰钎焊：用气体火焰进行加热，用于碳钢、不锈钢、硬质合金、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金的硬钎焊。

感应钎焊：利用交变磁场在零件中产生感应电流的电阻热加热焊件，用于具有对称形状的焊件，特别是管轴类的钎焊。

浸沾钎焊：将焊件局部或整体浸入熔融盐混合物熔液或钎料熔液中，靠这些液体介质的热量来实现钎焊过程，其特点是加热迅速、温度均匀、焊件变形小。

炉中钎焊：利用电阻炉加热焊件，电阻炉可通过抽真空或采用还原性气体或惰性气体对焊件进行保护。

除此以外，还有烙铁钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、红外线钎焊、反应钎焊、电子束钎焊、激光钎焊等。

钎焊可以用于焊接碳钢、不锈钢、高温合金、铝、铜等金属材料，还可以连接异种金属、金属与非金属。适于焊接受载不大或常温下工作的接头，对于精密的、微型的以及复杂的多钎缝的焊件尤其适用。

五、其他焊接介绍

高频焊

高频焊接作为能量吸收固体电阻热。焊接时，通过使用被加工物的高频电流产生的电阻热使被焊接物的焊接面的表面熔化或接近，赋予实现金属接合的按压压力（或不适用）。因此，采用固相电阻焊接法。高频电流根据高频电流在工作中产生热量的方法，可以分为接触高频焊接和感应高频焊接。当接触高频焊接时，高频电流会机械接触工件并传递给工件。在感应高频焊接期间，高频电流根据工件外侧感应线圈的耦合效应产生被加工物的感应电流。高频焊接是一种非常特殊的焊接方法，特殊设备必须根据产品配备。高生产率，焊接速度最大可达30m/分钟，主要用于纵向针脚和螺旋形缝焊接。

爆炸焊

爆炸焊接是另一种以化学反应热为能量的固相焊接方法。然而，金属连接是利用爆炸产生的能量实现的。在爆炸波的作用下，两种金属可以在一秒钟内加速碰撞，形成金属键。在各种焊接方法中，能够通过爆炸焊接的各种金属的焊接范围最广。两种不适合冶金的金属可以通过爆炸焊接到各种过渡接头上。对于大面积的复合板，通常采用的焊接方法是有效的。

超声波焊

超声波焊接是一种以机械能为能量的固相焊接法。进行超声波焊接时，在低静压下，电线杆产生的高频振动使接合面产生较大的裂缝摩擦，并加热到焊接温度后接合。超声波焊接几乎可以用于金属材料之间的焊接，可以实现金属、异种金属和金属和非金属之间的焊接。可应用于重复生产2-3mm以下的金属线、箔、板金接合。

六、焊接新工艺、新技术简介

1、焊接机器人

焊接技术进步的突出的表现就是焊接过程由机械化向自动化、智能化和信息化发展。智能焊接机器人的应用，是焊接过程高度自动化的重要标志。焊接机器人突破了焊接自动化的传统方式，使小批量自动化生产成为可能。

焊接机器人大多为固定位置的手臂式机械，有示教型和智能型两种。

示教型机器人：通过示教，记忆焊接轨迹及焊接参数，并严格按照示教程序完成产品的焊接。只需一次示教，机器人便可以精确地再现示教的每一步操作。这类焊接机器人的应用较为广泛，适宜于大批量生产，用于流水线的固定工位上，其功能主要是示教再现，对环境变化的应变能力较差。对于大型结构在工地上的小批量生产没有用武之地。

智能型机器人：可以根据简单的控制指令自动确定焊缝的起点、空间轨迹及有关参数，并能根据实际情况自动跟踪焊缝轨迹、调整焊炬姿态、调整焊接参数、控制焊接质量。这是最先进的焊接机器人，具有灵巧、轻便、容易移动等特点，能适应不同结构、不同地点的焊接任务，目前实际应用很少，尚处在研究开发阶段。

焊接机器人中，点焊机器人占50%～60%，它由机器人本体、点焊系统和控制系统三大部分组成。机器人本体的自由度为1～5个，控制系统分本体控制和焊接部分控制。

焊接系统主要包括：焊接控制器、焊钳和水、电气等辅助部分（水下焊接）。

2、计算机软件的应用

计算机软件系统在焊接领域中的应用主要有以下几个方面：

1．计算机模拟技术包括焊接热工艺、焊接冶金工艺、焊接应力、变形等模拟技术。焊接是一个复杂的过程，包括电弧物理学、传热、冶金学和力学。如果实现焊接过程的计算机模拟，则可以通过计算机系统确定用于焊接各种结构和材料的最佳设计方案、过程方法和焊接参数。传统上，焊接过程总是基于一系列实验或经验来确定，以获得可靠的经济焊接结构。只要计算机模拟证明了数值方法的适用性，用于通过一些验证测试来解决特定问题，就可以通过计算机来完成多个筛选工作，从而保存更多的测试工作，这使得人力资源、物质资源和时间大大节省。它在新的工程结构和新材料的焊接中非常重要。计算机模拟技术的水平也决定了自动焊接的范围。另外，计算机模拟也被广泛用于分析焊接结构和接头的强度和性能。

2．数据库技术与专家系统 用于焊接工艺设计和工艺参数的选择、焊接缺陷诊断、焊接成本预算、实时监控、焊接CAD、焊工考试等。

数据库技术目前已经渗透到焊接领域的各个方面，从原材料、焊接试验、焊接工艺到焊接生产。典型的数据库系统有焊接工艺评定、焊接工艺规程、焊工档案管理、焊接材料、材料成分和性能、焊接性、焊接CCT图管理和焊接标准咨询系统等。这些数据库系统为焊接领域内各种数据和信息管理提供了有利条件。

焊接专家系统主要集中在工艺制定、缺陷预测和诊断、计算机辅助设计等方面。现有的焊接专家系统中，工艺选择和工艺制定是最主要的应用领域，焊接过程的实时控制是重要的发展方向。

3．计算机辅助质量控制技术（CAQ） 用于对产品的数据分析、焊接质量的实时监测等。

另外，计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）在焊接加工中的应用也日益增加，主要用于数控切割、焊接结构设计和焊接机器人中。