焊接种类、特点及应用的研究

焊接种类、特点及应用的研究

作者：曾向峰

机械工程学院机械096班 20094410636

摘要：焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺。焊接方法的种类很对，按焊

接过程的特点可分为三大类：熔焊、压焊和钎焊。按热源的不同可分为气焊、电弧焊、电阻焊、摩擦焊、火焰钎焊、感应钎焊等。各种不同的焊接方法都有其各自的特点，此论文研究的就是各种不同焊接方法的优势和缺陷及拘于此的各自适用范围。

关键词：种类特点适用范围发展趋势

一、概述

焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件产生原子间结合的一种连接工艺方法。与机械制造工程其他连接方法不同，金属焊接的实质是两部分金属形

成原子间结合的一种连接。

气焊焊条电弧焊

电弧焊埋弧焊氩弧焊

熔焊等离子弧焊气体保护电弧焊

电子束焊 CO

气体保护焊

2

激光焊

金电阻焊

属摩擦焊

焊压焊超声波焊

接爆炸焊

方扩散焊

法洛铁钎焊

火焰钎焊

电阻钎焊

钎焊感应钎焊盐浴钎焊

浸渍钎焊

炉中钎焊金属浴钎焊

焊接主要用于制造金属结构，如锅炉、压力容器、管道、传播、车辆、桥梁、飞机、火箭、起重机、海洋结构、冶金和石油化工设备等。它也用来制造机器零件、部件和工具等，重型机械和冶金、锻压机械的机架与轴、齿轮、锻模、刀具等。几乎所有工业部门都需要焊接。一些发达国家每年生产的焊接结构已占钢产量的60%以上。

焊接之所以能得到广泛应用，是因为焊接具有一系列优点：

（1）连接性能好焊缝具有良好的力学性能，能耐高温、高压、能耐低温、具有良好的密封性、导电性、耐蚀性和耐磨性等。

（2）省料、省工、成本低采用焊接方法制造金属结构，一般比铆接节省金属材料10%-20%。（3）重量轻采用焊接方法制造船舶、车辆、飞机、飞船、火箭等运载工具，可以减轻自重，提高运载能力。

（4）简化工艺可以采用焊接方法制造重型、复杂的及其零部件，简化铸造和锻造工艺，以及简化切削加工工艺。

焊接也有一些不足之处：

（1）焊接结构师补课拆卸的，不变更换、修理部分零部件。

（2）熔焊接头的力学性能不如轧制的母材金属，这主要是指塑性和韧性。

（3）焊接会产生一定的焊接残余应力和焊接变形，有可能会影响零部件与焊接结构的形状、尺寸，增加结构工作时的应力，降低承载能力，还可能会引起裂纹。

（4）会产生焊接缺陷，如裂纹、未焊透、未溶合、夹渣、气孔和咬边等，引起应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命，甚至造成脆断。

二、传统常用焊接方法

1、焊条电弧焊

（1）焊条电弧焊的概念：利用电弧作为热源，用手工操纵焊条进行焊接的熔焊

方法称为焊条电弧焊。

（2）焊条电弧焊的特点：

I、热源（电弧）温度高，热量集中，焊接速度快，生产率高，热影响区小；

II、焊接变形小，焊接质量高；

III、设备简单，操作灵活，适应性强；

IV、对焊工操作技术要求高。

（3）焊条电弧焊的适用范围：在我国，目前焊条电弧焊仍然是应用最多的一种焊接方法。一般来说，焊接电弧焊适用于单件小批生产，厚度2mm以上、各种焊接位置的、短的、不规则的焊缝，以及焊机不能到达的部位的焊接。

2、埋弧焊

（1）埋弧焊的概念：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。

（2）埋弧焊的特点：

I、焊接质量好而且稳定；

II、劳动条件好、没有弧光、没有飞溅、劳动强度小；

III、适应性较差

IV、设备较复杂，设备费用一次投资大，焊前试验调整等准备工作量也较大。

（3）埋弧焊的适用范围：埋弧焊适用于成批生产的中、厚板结构的长直缝与较大直径的环缝的平焊和平角焊。现在我国已经开发并掌握了窄间隙埋弧焊工艺，并已在生产上应用，可焊接大压力容器和锅炉汽包的纵缝和环缝。

3、氩弧焊

（1）氩弧焊概念：用氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。

（2）氩弧焊的特点：

I、机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成形美观；

II、电弧很稳定，特别是小电弧时也很稳定；

III、采用气体保护电弧，可以全位置焊接，而且易于自动控制。

IV、氩气较贵，成本较高。

（3）氩弧焊适用范围：氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、钛和不锈钢等；适用于单面焊双面成形，如打底焊和压力管道的焊接；钨极氩弧焊，尤其是钨极氩弧焊，还适用于薄板焊接。

4、co

2

气体保护焊

（1）co

2气体保护焊的概念：用co

2

气体作为保护气体的气体保护电弧焊。

（2）co

2

气体保护焊的特点：

I、成本低；

II、生产率高；

III、焊接质量比较好；

IV、采用气体保护，能全位置焊接，容易实现机械化、自动化； V、焊接成形较差，飞溅大。

（3）co

2气体保护焊的适用范围：co

2

气体保护焊适用于低碳钢和强度级别不高的普通低合金

钢，目前也可用来焊接不锈钢。它主要用于薄板，在我国也有用于中厚板的。现在我国co

2气体保护焊的应用已越来越多，在汽车、机车、锅炉、工程机械和其它钢结构等上都有较多应用。

5、等离子弧焊接

（1）等离子弧焊接的概念：借助水冷喷嘴等对电弧的拘束与压缩作用，获得高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。

（2）等离子弧焊接的特点:

I、小孔效应，能消耗实现单面焊双面自由成形；

II、微束等离子弧焊可以焊接箔材、细丝和薄板。

（3）等离子弧焊接的适用范围:等离子弧焊接广泛用于工业生产，特别是航空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、镍、钨等金属的焊接。目前民用工业也开始采用等离子弧焊，如锅炉管子的焊接等。

6、电阻焊

（1）电阻焊的概念：工件组合后通过电极世家压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生电阻热把工件加热到塑性或局部熔化状态，然后在压力作用下形成接头的一种焊接方法。

（2）电阻焊的特点：

I、生产率高，焊接变形小，易于实现自动化；

II、设备复杂、设备投资大。

（3）电阻焊的适用范围：电阻焊适用于成批、大量生产，在自动化生产线上应用很多，广泛采用点焊机器人进行焊接。