金属工艺学― 4-2_其它常用焊接方法

1第二章其它常用焊接方法2-1电阻焊2-2摩擦焊2-3钎焊2-4真空电子束焊接2-5激光焊接2第一节电阻焊电阻焊：利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热将焊件局部加热到塑性熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工件之外，而是内部热源。整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力。在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。RtIQ2＝3点焊——利用柱状电极加压通电，在搭接工件接触面之间焊成一个个焊点的焊接方法。一、点焊分流现象焊完一个点后，电极将移至另一点进行焊接。当焊接下一个点时，有一部分电流会流经已焊好的焊点。后果使焊点质量不稳定。分流使焊接区电流密度降低，可能造成未焊透、焊核形状畸变等缺陷。焊点间距：点焊时相邻两焊点的中心距。42．影响点焊质量的因素焊接电流、通电时间、电极压力及工件表面清理情况。3．点焊接头主要适用于厚度为4mm以下的薄板、冲压结构及线材的焊接，每次焊一个点或一次焊多个点。目前，点焊已广泛用于制造汽车、车厢、飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、生活用品等。4．应用5二、缝焊缝焊类似于连续点焊。点焊的柱状电极旋转的滚盘状电极焊点焊缝缝焊时，焊点相互重叠50％以上，密封性好。主要用于制造要求密封性的薄壁结构。如油箱、小型容器与管道等。缝焊的分流现象严重，焊接相同厚度的工件时，焊接电流约为点焊的1.5～2倍。因此要使用大功率焊机。缝焊只适用于厚度3mm以下的薄板结构。6三、对焊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。1.电阻对焊：用夹具将两焊件夹紧，并使之端面相互挤紧，然后通电加热，当焊件端面加热至塑性状态时，断电并加大压力进行顶锻，直至两焊件冷却结晶而形成牢固的对接接头。电阻对焊一般只用于焊接截面形状简单、直径(或边长)小于20mm和强度要求不高的工件。7用夹具将两焊件夹紧并通电，然后使两焊件缓慢靠拢并轻微接触，因端面个别点的接触而形成喷射状火花，加热至一定温度时，断电进行迅速顶锻，最后在压力作用下冷却结晶而形成牢固接头。优点：接头中夹渣少，质量好，强度高。缺点：金属损耗较大，闪光火花易玷污其它设备与环境，接头处焊后有毛刺需要加工清理。应用：常用于对重要工件的焊接。可焊相同金属件，也可焊接一些异种金属。被焊工件直径可小到0.01mm的金属丝，也可以是断面大到20000mm2的金属棒和金属型材。2.闪光对焊：83.对焊接头：焊件断面应尽量相同。圆棒直径、方钢边长和管子壁厚之差均不应超过25％。返回9摩擦焊：利用工件间相互摩擦产生的热量，同时加压而进行焊接的方法。第二节摩擦焊先将两焊件夹在焊机上，加一定压力使焊件紧密接触。然后焊件1作旋转运动，使焊件接触面相对摩擦产生热量，待工件端面被加热到高温塑性状态时，利用刹车装置使焊件1骤然停止旋转，并在焊件2的端面加大压力使两焊件产生塑性变形而焊接起来。1．摩擦焊过程10在摩擦焊过程中，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，接头质量好而且稳定。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1/10～1/15)。设备复杂，一次性投资大。2．摩擦焊的特点11摩擦焊接头一般是等断面的，特殊情况下也可以是不等断面的。但需要至少有一个焊件为圆形或管状。3．摩擦焊的接头4．摩擦焊的应用已广泛用于圆形工件、棒料及管类件的焊接。可焊实心焊件的直径为2mm至100mm。管类件外径最大可达150mm。返回12第三节钎焊钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。钎焊过程：将表面清理好的工件以搭接形式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料的熔点温度后，钎料熔化，借助毛细管作用钎料被吸入并充满固态工件间隙，液态钎料与工件金属相互扩散溶解、冷凝后即形成钎焊接头。分类：根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊与软钎焊两类。13一、硬钎焊定义：钎料熔点在450℃以上，接头强度在200MPa以上。钎料：铜基、银基和镍基钎料等。应用：银基钎料钎焊的接头具有较高的强度、良好的导电性和耐蚀性，而且熔点较低，工艺性好。镍铬合金钎料可用于钎焊耐热的高强度合金与不锈钢。硬钎焊主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接(如自行车架、带锯锯条等)以及工具、刀具的焊接。二、软钎焊定义：钎料熔点在450℃以下，接头强度较低，一般不超过70MPa。钎料：锡铅合金。只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、导电元件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。应用：14三、钎焊接头接头形式都采用板料搭接和套件镶接。这些接头都有较大的钎接面，以弥补钎料强度低的不足，保证接头有一定的承载能力。接头之间应有良好的配合和适当的间隙。间隙太小，会影响钎料的渗入与湿润，达不到全部焊合。间隙太大，不仅浪费钎料，而且会降低钎焊接头强度。15四、钎焊焊剂钎焊时使用的溶剂，简称钎剂。清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质。改善钎料流入间隙的性能(即湿润性)。保护钎料及焊件不被氧化，钎剂的作用软钎焊，常用的钎剂为松香或氯化锌溶液。硬钎焊，主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。钎剂的种类16五、钎焊的特点工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，焊接变形小。接头光滑平整．工件尺寸精确。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)接缝组成的复杂形状构件，生产率很高。设备简单，投资费用少。钎焊的接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高，焊前清整要求严格，钎料价格较贵。六、钎焊的应用钎焊主要用于制造精密仪表、电气部件、异种金属构件以及某些复杂薄板结构，如夹层结构、蜂窝结构等。也常用于钎焊各类导线与硬质合金刀具。返回172．电子束焊接特点由于在真空中焊接，保证了焊缝金属的高纯度。热源能量密度大，熔深大，速度快，焊缝深而窄，能单道焊厚件。基本上不产生焊接变形。厚件也不必开坡口，焊接时一般不必另填金属。但接头要加工得平整洁净。电子束参数可在较宽范围内调节，而且焊接过程的控制灵活，适应性强。设备复杂，造价高。3．应用主要用于特殊材料和特殊结构以及精密零件的焊接。返回电子束焊：利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的一种熔焊方法。第四节真空电子束焊接18第五节激光焊接激光焊：以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种熔焊方法。应用：特别适合焊接微型、精密、排列非常密集和热敏感材料的焊件，已广泛应用于微电子元件的焊接。4．激光焊与电子束焊的比较相同点：激光焊不需要真空室；激光焊对于对激光反射率比较高的金属焊接比较困难；激光焊焊件的厚度比电子束焊能达到的厚度要小一些。不同点：激光焊与电子束焊都属于高能束焊，它们的能量密度都很大，都能焊接一些难熔金属，且焊完后工件的变形都比较小，尺寸精度都比较高。