压焊与钎焊(焊接方法)
主要焊接方法(熔化焊、压焊、钎焊)
压力焊 (固相)
一、 熔 化 焊
熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根据焊接能源种 类、能源传递介质和方式的不同，熔化焊可分为电弧焊、 气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊和等离子焊等。
熔化焊的基本原理
熔化焊的基本原理是指将填充材料（如焊丝）和工
件的连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连接处形成 熔池，熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接接 头，使分离工件连接成为一个整体。
（适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接）
等离子弧焊
激光焊
激光：利用原子受到激发而辐射的原理，使物质受激发而
产生波长单一、方向一致和能量很高的光束。
基本原理：利用激光器受
激产生激光束，通过聚焦 系统将其聚集成半径微小 的光斑，当调焦到被焊工 件的接缝时，光能转换为 热能，从而使金属熔化形 成焊接接头。
钢焊条焊接钢材时的焊接电弧
量的光和热。
手工电弧焊的焊接过程
焊 条 焊 芯 电 弧 药 皮 电 弧
手工电弧焊焊接 过程示意图
焊缝附近 基体金属
熔化 焊 缝
熔 渣
CO2↑
保护熔池
手弧焊工艺
（1）选择接头形式和坡口
根据焊件的结构形式、厚度和对焊缝质量要求不同进 行选择，对接接头使用最多。
（2）接头清理 易于引弧、稳定电弧燃烧，保证焊缝质量 （3）焊接位置
和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。
缺点：焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，焊缝质量不稳
定。
埋弧自动焊
埋弧自动焊是利用专门的机械设备自动完成手工电
弧焊中的引燃电弧、送进焊条以及移动电弧等焊接动作， 并使电弧在较厚焊剂下燃烧的熔化焊。
三种常用的焊接方法简析
三种常用的焊接方法简析依据母材是否熔化及所加压力，人们将焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
①熔焊利用肯定的热源，使焊件接头加热至熔化状态（不施加压力），然后冷却结晶形成焊缝。
当被焊金属加热至熔化状态形成液态熔池时，原子之间充分集中和紧密接触，冷却凝固后形成坚固的焊接接头。
常用的熔焊方法主要有焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体爱护焊、等离子弧焊等。
②压焊焊接过程中必需对焊件施加压力（加热或不加热），一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后加肯定的压力，使金属原子间相互结合而形成坚固的焊接接头，如锻焊、电阻焊、集中焊、摩擦焊等；二是不加热，仅在被焊金属的接触面上施加足够大的压力，引起塑性变形，使原子间相互摩擦直至获得坚固的接头，如冷压焊、爆炸焊等。
③钎焊采纳熔点比母材低的材料作钎料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料布满接头间隙，熔化钎料润湿母材表面，冷却后结晶在接头处形成冶金结合。
钎焊方法分为软钎焊和硬钎焊，依据加热方式的不同，可分别采纳火焰、电炉、电阻、盐浴、超声波等加热。
电弧是应用最广泛的一种焊接热源，主要用于熔化焊。
电渣焊或电阻焊利用电阻热进行焊接。
摩擦焊、冷压焊及集中焊等利用机械能或热能进行焊接，通过顶压、锤击、摩擦等手段，使工件的结合部位发生塑性流变，破坏结合面上的金属氯化膜，在外力作用下将氧化物挤出，实现金属与金属的连接。
气焊依靠可燃气体（如乙炔、自然气、液化石油气等）与氧的混合燃烧产生焊接、堆焊或切割所需的热量。
自动化焊接方法对工人的操作技术要求低，但设备成本高、设备管理及维护要求高。
焊条电弧焊及半自动CO2焊的设备成本低，维护简洁，但对工人的操作技术要求较高。
电子束焊、激光焊设备简单，帮助装置多，不但要求操作人员有较高的操作水平，还应具有较高的文化层次及学问水平。
选用焊接方法时应综合考虑这些因素，以取得最佳的焊接质量及经济效益。
焊接方法详解
注意事项：
1、焊接过程中，因为焊工要经常更换焊条和调节焊接电流，操作时要直接接触电极和极板，而焊接电源 通常是220V/380V，当电气安全保护装置存在故障、劳动保护用品不合格、操作者违章作业时，就可能引 起触电事故。如果在金属容器内、管道上或潮湿的场所焊接，触电的危险性更大。
2、由于焊接过程中会产生电弧或明火，在有易燃物品的场所作业时，极易引发火灾。特别是在易燃易爆 装置区（包括坑、沟、槽等），贮存过易燃易爆介质的容器、塔、罐和管道上施焊时危险性更大。因焊接 过程中会产生电弧、金属熔渣，如果焊工焊接时没有穿戴好电焊专用的防护工作服、手套和皮鞋，尤其是 在高处进行焊接时，因电焊火花飞溅，若没有采取防护隔离措施，易造成焊工自身或作业面下方施工人员 皮肤灼伤。
3、由于焊接时产生强烈火的可见光和大量不可见的紫外线，对人的眼睛有很强的刺激伤害作用，长时间 直接照射会引起眼睛疼痛、畏光、流泪、怕风等，易导致眼睛结膜和角膜发炎（俗称电光性眼炎）。
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二、压焊
1、摩擦焊：利用焊件间相互摩擦，接触端面旋转产生的热能，施加一定的压力而形成焊接接头。适 用于铝、铜、钢及异种金属材料的焊接。 2、电阻焊：利用电流通过焊件产生的电阻热，加热焊件（或母材）至塑性状态，或局部熔化状态， 然后施加压力使焊件连接在一起。适用于可焊接薄板、管材、棒料。
三、钎焊
1、烙铁钎焊：利用电烙铁或火焰加热烙铁的热量。加热母材局部，并使填充金属熔入间隙，达到连 接的目的。适用于熔点300℃的钎料。一般用于导线，线路板及原件的焊接。 2、火焰钎焊：利用气体火焰为加热源，加热母材，并使填充金属材料熔入间隙，达到连接目的适用 于、不锈钢、硬质合金、有色金属等一般尺寸较小的焊件。
焊接方法详解
Байду номын сангаас
焊接技术
二、镀锡 新出厂的元器件引线一般都镀有一层薄 薄的钎料，但时间一长，其表面将产生一层 氧化膜，影响焊接。因此，除少数镀层良好 的引线外，大部分元器件在焊接前都要重新 进行镀锡。 镀锡，是锡焊的核心——实际上就是液 态焊锡对被焊金属表面浸润，在焊件表面形 成一层既不同于被焊金属，又不同于焊锡的 结合层。这一结合层将焊锡同待焊金属这两 种性能、成份都不同的材料牢固地结合起来。
2．镀锡的方法 镀锡的方法有很多种，常用的方法主 要有电烙铁手工镀锡、锡锅镀锡、超声波 镀锡等。 （1）电烙铁手工镀锡
电烙铁手工镀锡是指直接使用电烙铁 对电子元器件的引线进行镀锡。其优点是 方便、灵活。缺点是镀锡不均匀，易生锡 瘤，且工作效率低。适用于少量、零散作 业。
电烙铁手工镀锡时应注意事项：
a．烙铁头要干净，不能带有污物和使用已氧 化了的焊锡。
b．烙铁头要大一些，有足够的吃锡量。 c．电烙铁的功率及温度应根据不同元器件进 行适当选择。电阻、电容温度可高一些，一般可 达到350～400℃。而对晶体管则温度不能太高， 以免烧坏管子，一般控制在280 ～ 300℃左右。 实践证明，镀锡温度超过450℃时就会加速铜的氧 化，导致锡层无光，表面粗糙等。
第1章
1.1
焊接技术
锡焊
一、焊接的分类
焊接一般分为熔焊、压焊、钎焊三大类。
熔焊是指在焊接过程中，焊件接头加热至熔 化状态，不加压力完成焊接的方法，如电弧焊、 气焊、激光焊、等离子焊等。
压焊是指在焊接过程中，必须对焊件加压力
（加热或不加热）完成焊接的方法，如超声波焊、
高频焊、电阻焊、脉冲焊、摩擦焊等。
｝焊料区 ｝扩散区 ｝焊件区
焊料与焊件扩散示意图
结合层 最佳厚度 1..2--3.5μm
焊接工艺及原理
焊接工艺及原理一、焊接基本原理焊接是一种通过加热或加压，或两者并用，使两个分离的物体产生原子间结合的方法。
其基本原理是利用高温或高压使两个工件产生塑性变形，以实现连接。
二、焊接方法与分类1.熔焊：将工件加热至熔点，形成熔池，冷却凝固后形成连接。
常见的熔焊方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
2.压焊：通过施加压力，使两个工件在固态下产生塑性变形，实现连接。
常见的压焊方法包括电阻焊、超声波焊、摩擦焊等。
3.钎焊：使用比母材熔点低的金属作为钎料，将工件加热至钎料熔化，填充接头间隙，实现连接。
常见的钎焊方法包括火焰钎焊、烙铁钎焊等。
三、焊接材料1.母材：被焊接的金属材料。
2.填充金属：用于填充接头间隙的金属材料，可根据母材和焊接方法选择。
3.钎料：用于钎焊的金属材料，其熔点应低于母材。
四、焊接工艺参数1.焊接电流：焊接过程中通过的电流大小，直接影响焊接质量和效率。
2.焊接电压：电弧焊中电弧两端的电压，影响电弧的稳定性和焊接质量。
3.焊接速度：焊接过程中单位时间内完成的焊缝长度，影响焊接效率和接头质量。
4.预热温度：对于某些高强度钢或铸铁等材料，焊接前需要进行预热以提高接头质量。
5.后热温度：焊接完成后对工件进行后热处理，以促进接头组织转变和消除残余应力。
6.保温时间：后热处理过程中保持工件温度的时间，影响接头组织和性能。
五、焊接变形与控制1.热变形：由于焊接过程中局部加热和不均匀冷却导致的变形。
控制方法包括选择合适的焊接顺序、采用对称焊接、局部散热等措施。
2.残余应力变形：焊接过程中产生的残余应力在工件内部造成的变形。
控制方法包括合理安排焊接顺序、采用振动消除应力等方法。
3.收缩变形：由于焊接过程中熔池的液态金属凝固后体积收缩导致的变形。
控制方法包括减小焊接电流和焊接速度、增加填充金属等措施。
六、焊接缺陷及防止1.气孔：由于保护不良或母材有锈等原因导致的气体未及时逸出形成的空穴。
防止方法包括加强保护、清理母材表面等措施。
焊接方法分类
焊接方法分类焊接方法分类一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。
1、熔化焊熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。
它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。
2、压焊压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。
它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。
3、钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
它包括硬钎焊、软钎焊等。
焊接的特点及应用一、焊接的特点1、节约金属材料，产品密封性好2、以小拼大，化复杂为简单3、便于制造双金属结构缺点是焊缝处的力学性能有所降低，个别焊接方法的焊接质量检验仍有困难。
二、焊接的应用1、制造金属结构2、制造金属零件或毛坯3、连接电器导线焊条电弧焊电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。
1．电弧的形成（1）焊条与工件接触短路短路时，电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热，极小的气隙的电场强度很高。
结果：①少量电子逸出。
②个别接触点被加热、熔化，甚至蒸发、汽化。
③出现很多低电离电位的金属蒸汽。
（2）提起焊条保持恰当距离在热激发和强电场作用下，负极发射电子并作高速定向运动，撞击中性分子和原子使之激发或电离。
结果：气隙间的气体迅速电离，在撞击、激发和正负带电粒子复合中，其能量转换，发出光和热。
2．电弧的构造与温度分布电弧由三部分构成，即阴极区（一般为焊条端面的白亮斑点）、阳极区（工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区）和弧柱区（为两电极间空气隙）。
3、电弧稳定燃烧的条件（1）应有符合焊接电弧电特性要求的电源a）当电流过小时，气隙间气体电离不充分，电弧电阻大，要求较高的电弧电压，方能维持必需的电离程度。
b）随着电流增大，气体电离程度增加，导电能力增加，电弧电阻减小，电弧电压降低。
机械制造基础答案 第4章复习思考题答案
《机械制造技术基础》主编 李长河 第1章 金属材料概述
第4章 复习思考题及答案
5．焊条由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答： 焊条由中心部的金属焊芯和表面涂层药皮两部分组成。
焊芯：主要起到填充金属和传导电流的作用。药皮作用：（1） 药皮熔化时产生的熔渣及气体，使电弧空间及熔池与大气隔离；（ 2）药皮的冶金作用，保证焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷，并向焊 缝添加必要的合金元素，使焊缝具有一定的力学性能；（3）使焊 条具有好的焊接工艺性。 6．碱性焊条与酸性焊条的性能有何不同？ 答： 药皮熔化后形成的熔渣是以碱性氧化物为主的焊条就属于碱性焊 条。碱性焊条焊成的焊缝含氢量很低，抗裂性及强度好，适合焊接 重要的结构钢和合金结构钢，但是碱性焊条的工艺性能和抗气孔性 能差。
第4章 复习思考题及答案
3．什么是焊接电弧？焊接电弧的构造及形成特点如何？ 答： 焊接电弧是在一定条件下，在电极之间的气体介质中有大量电
荷通过的强烈持久气体放电现象。 焊接电弧通常由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区
指电弧紧靠负电极的区域，此区域很窄。阴极区由于发射电子，消 耗了逸出功，其发热量和温度都低于阳极；阳极区指电弧紧靠正电 极的区域，此区域较阴极区宽，阳极区产生的热量最大；弧柱区指 阴极区与阳极区之间的部分，弧柱内产生的热量虽然不多，但因散 热差，温度也可以达到很高。 4．什么是电弧的稳定性？影响电弧稳定性的因素有哪些？ 答： 电弧的稳定性是指电弧在燃烧过程中，电压与电流保持一定， 且电弧能维持一定的长度、不偏吹、不摇摆、不熄弧的特性。
等离子弧焊适合于焊接难熔金属、易氧化金属、热敏感性强材料 以及不锈耐蚀钢等，也可以焊接一般钢材或有色金属。
第7章 注塑模具钢焊接技术(1)-常用焊接方法介绍
注塑模具钢的焊接技术之一常用焊接方法介绍一、常用的几种焊接方法:焊接方法根据焊接时加热和加压情况的不同，通常分熔焊、压焊和钎焊三类。
注塑模具行业，常使用的熔焊中的氩焊、激光焊、压焊中的扩散焊及钎焊等。
1.熔焊是在焊接过程中将焊件接缝处金属加热到熔化状态，一般不加压力而完成焊接的方法。
熔焊时，热源将焊件接缝处的金属和必要时添加的填充金属迅速熔化形成熔池，熔池随热源的移动而延伸，冷却后形成焊缝。
利用电能的熔焊，根据电加热的方法不同，熔焊又分为电弧焊、电渣焊、高频焊、高能束焊（包括电子束焊和激光焊）等。
熔焊的适用面很广，在各种焊接方法中用得最普遍，尤其是其中的电弧焊与激光焊。
电弧焊是焊条电弧的俗称，电弧焊又分：钨极气体保护电弧焊、手工电弧焊（手弧焊）、埋弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊（如氩弧焊）等；电弧焊利用焊条通过电弧高温融化金属部件需要连接的地方而实现的一种焊接操作。
电弧焊的基本工作原理是通过常用220V电压或者380V的工业用电。
绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。
在形成接头时，可以采用也可以不采用填充金属。
所用的电极是在焊接过程中熔化的焊丝时，叫作熔化极电弧焊，诸如手弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电弧焊等；所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时，叫作不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊、等离子弧焊等。
1.1手弧焊是以外部涂有涂料的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。
涂料在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体的相互作用。
熔渣的更重要作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。
手弧焊设备简单、轻便，操作灵活。
可以应用于维修及装配中的短缝的焊接，特别是可以用于难以达到的部位的焊接。
手弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金。
1.2埋弧焊是以连续送时的焊丝作为电极和填充金属。
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第三节压焊与钎焊
一、压焊
【压焊】是指在焊接过程中必须对工件施加压力 ( 加热或不加热 ) ，以完成焊接的方法。
加压可使两个焊件之间接触紧密，并在焊接部位产生一定的塑性变形，促使原子扩散而使二者焊接在一起。
加热则进一步提高原子扩散能力，也使连接处晶粒细化。
最常用的是电阻焊。
【电阻焊】是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。
电阻焊通常分为电阻点焊、缝焊和对焊，如图所示。
【电阻点焊】
电阻点焊是将工件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。
电阻点焊时两工件接触面处电阻大，发出的热量使该处温度急速升高，将该处金属熔化形成熔核。
断电后，继续保持或稍加大压力，使熔核在压力下凝固，
形成组织致密的焊点。
焊接第二个焊点时，有一部分电流会流经已焊好的焊点，称为点焊分流现象。
分流将使焊接处电流减小，以致加热不足，造成焊点强度显著下降，影响焊点质量。
因此两焊点之间应有一定距离以减小分流。
而且工件厚度越大，材料导电性能越好，及工件表面存在氧化物或赃物时，都会使分流现象加重。
提高焊点质量可以通过合理选取焊接电流、通电时间、电极压力和提高工件表面清理质量等方法实现。
【缝焊】
缝焊是将工件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压工件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。
缝焊时，相邻焊点互相部分重叠，密封性良好。
但缝焊分流现象严重，焊接相同厚度的工件，其焊接电流为点焊的 1.5～2倍。
一般只适合于焊接3mm以下的薄板结构，如易拉罐、油箱、烟道焊接等。
【对焊】
对焊是对接电阻焊。
按焊接过程不同分为电阻对焊和闪光对焊。
⑴【电阻对焊】工件装配成对接接头，使其端面紧密接触，通电后利用电阻热加热至塑性状态，然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法称为电阻对焊。
电阻对焊操作简单，接头比较光滑，但焊前对工件端面加工和清理有较高的要求，否则端面加热不均匀，容易产生氧化物夹杂，质量不易保证。
因此，电阻对焊一般仅用于端面简单、直径小于 20mm和强度要求不高的工件。
⑵【闪光对焊】工件装配成对接接头，接通电源，并使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点（产生闪光），使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法称为闪光对焊。
闪光对焊在焊接前对工件端面清理要求不严格，因为在焊接过程中，工件端面的氧化物及杂质一部分随闪光火花带出，一部分在加压时随液体金属挤出，使得接头中夹渣很少，质量较高。
但金属损耗较多，工件需留出较大余量，焊后要清理毛刺。
可以焊接相同的金属材料，也可以焊接异种金属材料。
广泛用于刀具、管子、自行车圈，钢轨等的焊接。
二、钎焊
【钎焊】是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接工件的方法。
与熔焊相比钎焊焊接变形小，焊件尺寸精确，可以连接异种材料。
生产率高，易于实现自动化。
钎焊根据钎料熔点的不同可分为硬钎焊和软钎焊两种。
１．【硬钎焊】
使用硬钎料进行的钎焊称硬钎焊，熔点高于450 ℃ 的钎料称为硬钎料。
有铜基、铝基、银基、镍基钎料等，常用的为铜基。
焊接时需要加钎剂，铜基钎料常用硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。
硬钎焊的加热方式有氧—乙炔火焰加热、电阻加热、感应加热、炉内加热等。
适合于工作温度较高，受力较大的工件。
如刀具的焊接。
２．【软钎焊】
使用软钎料进行的钎焊称软钎焊，熔点低于 450 ℃ 的钎料称为软钎料。
有锡铅钎料、锡银钎料、铅基钎料、镉基钎料等，常用的是锡铅钎料（又称焊锡）。
软钎焊常用的钎剂为松香、氯化锌溶液。
钎焊时可用烙铁、炉子加热焊件。
软钎料强度低，工作温度低，主要用于工作温度较低，受力较小的工件。
如电子元件的焊接。
三、焊接方法的选择
焊接时，应选择合适的焊接方法，以保证获得质量优良的焊接接头，并且具有比较高的劳动生产率。
选择焊接方法应根据材料的焊接性、焊件厚度、产品的接头形式、结构形式、生产率和现场拥有的设备条件等进行综合考虑决定的。
目前常用焊接方法的特点和应用范围见下表。