扩散焊的分类
焊接技术基础知识——焊接的三大分类
焊接技术基础知识——焊接的三大分类焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于各个行业和领域。
根据焊接的不同特点和应用范围，可以将焊接技术分为三大分类：压力焊接、熔化焊接和固相焊接。
一、压力焊接压力焊接是利用外力施加压力将金属件连接在一起的焊接方法。
在焊接过程中，通过施加压力使金属材料接触面形成冷焊接合。
这种焊接方法不需要加热，适用于各种金属材料的连接，尤其适用于连接薄板和异种金属。
常见的压力焊接方法有冷焊、热焊、爆炸焊等。
1. 冷焊冷焊是指在常温下进行的焊接方法，通过施加外力使接触面产生塑性变形，形成冷焊接合。
冷焊适用于连接薄板和薄壁管等金属零件，可以实现高强度的连接。
常见的冷焊方法有冷轧焊、冷锻焊等。
2. 热焊热焊是指在焊接过程中加热金属材料，使其达到一定的温度，然后通过施加外力形成热焊接合。
热焊适用于连接较厚的金属材料，可以实现高强度的连接。
常见的热焊方法有热压焊、电阻焊等。
3. 爆炸焊爆炸焊是指通过爆炸冲击波产生的高温和高压力使金属材料形成焊接接头的方法。
爆炸焊适用于连接大型和复杂形状的金属结构，可以实现高强度和高密度的连接。
常见的爆炸焊方法有爆炸焊接、爆炸冷焊接等。
二、熔化焊接熔化焊接是指通过加热金属材料使其部分或全部熔化，然后通过冷却形成焊接接头的方法。
熔化焊接适用于各种金属材料的连接，可以实现高强度和密封性的连接。
常见的熔化焊接方法有电弧焊、气焊、激光焊等。
1. 电弧焊电弧焊是利用电弧的热效应将金属材料加热至熔化状态，然后通过电极和工件之间的电流形成焊接接头的方法。
电弧焊适用于各种金属材料的连接，可以实现高强度和高效率的连接。
常见的电弧焊方法有手工电弧焊、自动电弧焊等。
2. 气焊气焊是利用燃气和氧气的火焰将金属材料加热至熔化状态，然后通过火焰和工件之间的热效应形成焊接接头的方法。
气焊适用于各种金属材料的连接，可以实现高强度和高质量的连接。
常见的气焊方法有火焰焊接、喷嘴焊接等。
3. 激光焊激光焊是利用激光束的热效应将金属材料加热至熔化状态，然后通过激光束和工件之间的热效应形成焊接接头的方法。
3.扩散连接
用这种新的热加工方法可以制造钛合金 薄壁复杂结构件（飞机大型壁板、翼梁、舱 门、发动机叶片），并已经在航天、航空领 域得到应用，如波音747飞机上有70多个 钛合金结构件就是应用这种方法制造的。用 这种方法制成的结构件，与常规方法相比质 量小，刚度大，可减轻质量30％，降低成 本50％，提高加工效率20倍.
特点
无铸造组织，无熔焊缺陷；实现难焊材料的 连接；精度高，变形小；可进行大面积板及圆 柱的连接；采用中间层可减少残余应力。 无法进行连续式批量生产；时间长，成本高； 接合表面要求严格；投资大，工件尺寸受到限 制。 2014-2-16 2
扩散连接可以分为直接扩散连接和添加中间层的 扩散连接； 从是否产生液相角度又可分为固相扩散连接和液 相扩散连接； 从连接环境上，还可分为真空扩散连接和保护气 氛环境下的扩散连接。
扩 散 连 接
diffusion bonding
扩散连接特别适合异种金属材料、陶瓷、 金属间化合物、非晶态及单晶合金等新材料 的接合 广泛应用于航空、航天、仪表及电子等 国防部门，并逐步扩展到机械、化工及汽车 制造等领域
定义
相互接触的材料表面，在高温和压力的作用 下，被连接表面相互靠近，局部发生塑性变形， 原子间产生相互扩散，在界面形成了新的扩散 层，从而形成可靠连接的接头。
扩散连接一般在真空、不活性气体（Ar、 N2）或大气气氛环境下进行。一般来说， 真空扩散连接的接头强度高于在不活性气 体和空气中连接的接头强度。计算和实验 结果表明，真空室内的真空度在常用的规 范范围内（1.33～1.33×10-3Pa），就 足以保证连接表面达到一定的清洁度，从 而确保实现可靠连接。
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(2)接触表面激活阶段 不同材料的原子在 高温下相互扩散，晶 界发生迁移及微小孔 洞消失，在界面形成 不连续的结合层。
钎焊及扩散焊【2024版】
硬钎料
（5）镍基钎料 Ni-B共晶点1140℃（4%B）。B显著提
高高温强度，改善润湿性，但使溶蚀增加， 形成化合物变脆。
Ni-Si共晶点1152℃（11%Si）。Si可 溶于Ni中形成固溶体，超过6%Si，会产生脆 的化合物。
当缺少氯化锌时，可以把锌放入盐酸中直接使 用。
为提高活性，常配加NH4Cl。
无机软钎剂去氧化物的能力强，热稳定性好，保证 钎焊质量。其残渣有强的腐蚀性，钎后应清除。
钎剂
钎剂
2.有机软钎剂 用于电子行业，其组成有： ①有机酸 乳酸、硬脂酸、水杨酸、油酸等； ②有机胺盐 盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸肼、盐酸二乙胺等； ③胺和酰胺类 尿素、乙二胺、乙酰胺、三乙醇胺等； ④天然树脂 松香等。 松香在127℃熔化，150℃可以表现出能溶解 Cu、Ag、Sn 等氧
• Cd基钎料：主要为镉银合金，耐热性、抗腐蚀性 能好。
• Zn基钎料 • Au基软钎料 • 其他低熔点软钎料。包括：
①In（铟）基钎料 ②Bi（铋）基钎料 ③Ga（镓）基钎料 • 无铅软钎料
软钎料
锡铅钎料：共晶成分的机械性能最好；表面张力小， 则润湿性好；铺展、填缝性好。加入Sb（＜3%） 可减少液态钎料的氧化；加入Ag、Sb可提高高温性能。Sn 有冷脆性。钎焊接头工作温度一般不高于100℃。
Ni-P共晶点880℃（11%P）。 P不溶于 Ni，易形成一系列化合物变脆。
硬钎料
（6）自钎剂钎料 既能填充钎缝金属，又能起钎剂作用的钎料称之。即自
身含有起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料。 要求： 1）钎料内含有较强的还原剂，钎焊时能还原母材表面氧
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。
钎焊及扩散焊
毛细作用
当将两互相平行 的金属板垂直插 入液态钎料中时, 假设平行金属板 无限大,钎料量无 限多,由于存在毛 细作用,如果钎料 可以润湿金属板, 则会出现图(a)所 示的情形,否则,则 会出现图(b)的情 形。
液态钎料在毛细作用下的流动速度： V =σlg a cosθ／4ηh= a(σsg - σsl)／4ηh cosθ↑,η↓，则V↑; V ∝ 1/h ，刚开始V大，随着 h 的增加，而逐渐变慢，所以，为填满间隙，必 须有足够的保温时间。
钎 剂
钎 剂
钎剂的型号与牌号
硬钎剂型号
钎剂型号
钎 剂
3.1.3 软钎剂 分为无机、有机两类： 按其残渣对接头的腐蚀作用分为腐蚀性、弱 腐蚀性、无腐蚀性三类。无机软钎剂属腐蚀性， 有机软钎剂属后两类钎剂。 1.无机软钎剂 无机酸HCl、HF、H3PO4 的水溶液或酒精溶液 使用，均可去氧化膜，但前两种有强烈腐蚀性， 且加热中析出有害气体，故很少单独用。 MeO + 2HCl → MeCl2 + H2O MeO + 2HF →MeF2 + H2O
钎焊及扩散焊
1.绪论
我国早在青铜器时代已经出现了采用钎焊进 行连接的物件；1637年明代宋应星所著《天工 开物》中有“中华小钎用白铜末，大钎则竭力 挥锤而强合之”的记载； （小钎即钎焊，大 钎为锻焊）。
1.1 钎焊及其特点
定义：钎焊是采用（或过程中自动生成）比 母材熔化温度低的钎料，采取低于母材固相线 而高于钎料液相线的焊接温度，通过熔化的钎 料将母材连接在一起的焊接技术。
钎料与母材的相互作用可以形成下列组织：固 溶体 化合物 共晶体
钎焊过程的分解
第3章钎料与钎剂
钎料：能与母材金属无限固溶的合金元素可显著减小界面张力， 从而使钎料的润湿性得到明显的提高，比与母材金属形成金属间化合 物的合金元素好。 钎料的分类与编号 钎料可按下列三种方法进行分类。 按熔点：熔点在450℃以下的称为软钎料，高于450℃的称为硬钎 料（难熔钎料），高于950℃的称高温钎料。 按化学成：不论软硬，根据组成钎料的主要金属元素，相应称为 ³基钎料，如Ni基钎料等。 按钎焊工艺性能：自钎性钎料、真空钎料、复合钎料。 钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非晶态箔材、普通箔材、 粉末、环状、膏状、含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状钎料 等。
焊接方法种类特点PPT课件
➢ 熔焊焊缝的形成
在高温热源的作用下，填充金属（如焊条）和基体 金属发生局部熔化。熔池 焊缝形成过程示意图 前部（2-1-2区）熔化金属 被电弧吹力吹到熔池后部 （2-3-2区），迅速冷却结 晶。随着热源不断移动， 从而形成连续的致密层状 组织焊缝。
气焊
定义：利用乙炔（物料编号：89042843）与氧
主要焊接方法
1、熔化焊 2、压力焊 3、钎焊
焊接方法（以焊件和填充材料发生结合时的物理状态分类）
熔化焊 (液相)
气焊
手弧焊
电弧焊
埋弧自动焊 气体保护焊
氩弧焊 CO2气体保护焊
电渣焊、等离子焊、电子束焊、激光焊等
电阻焊：点焊、缝焊、对焊(电阻对焊、闪光对焊)
压力焊 摩擦焊 (固相) 感应焊：高频焊、中频焊、爆炸焊、
含少量锑的锡铁合金钎料应用最广泛。
软钎焊所用的钎剂主要有：松香（物料编号： 89014653 ）、 ZnCl2溶液、ZnCl2钎剂膏等（钎剂主要用来清除氧化物，保护 钎焊区，增加润湿性）。
软钎料主要应用于焊接受力不大的常温工作的仪表、 导电元件等。
钢焊条焊接钢材时的焊接电弧
焊接电弧是在电极和 工件间的气体介质中常时间 放电的现象。
电弧引燃时，弧柱中充 满了高温电离气体，发出大 量的光和热。
➢ 手工电弧焊的焊接过程
焊缝附近 基体金属
焊条
焊芯
药皮
电
电
弧
弧
熔化 焊缝
熔 渣 CO2↑ 保护熔池
手工电弧焊焊接 过程示意图
➢手弧焊工艺
（1）选择接头形式和坡口
➢ 焊接过程
如图所示，埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送 丝；引弧；焊剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下 燃烧。
焊接方法与分类
焊接方法与分类电焊技术就是采用在金属连接处实行局部电能加热、加压或加压的同时加热，使被焊金属局部达到液态或接近液态，来促进原子或分子间相互扩散和进行结合，以达到固定的连接。
近百年来，随着科学技术的不断发展，各种焊接方法不断出现。
按照焊接过程中金属所处的状态和工艺特点，可以把焊接方法简单按族系法分为三大类，即熔化焊、固相焊和钎焊。
还可进一步进行细分。
(1) 熔化焊使被连的构件表面局部加热熔化成液体，添加填充金属或不添加填充金属，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊。
为了实现熔化焊，关键是要有一个能量集中、温度足够的局部加热。
其次，为防止局部熔化的高温焊缝金属因跟空气接触而造成成分、性能的恶化，熔化过程一般要采取有效的隔离空气的保护措施。
常见的电弧焊、气焊、气体保护焊等，都属于熔化焊范畴。
（2) 固相焊利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，使两个连接面原子相互结合，在固态条件下实现连接称为固相焊。
固相焊通常必须加压，所以也称为压焊。
为了使固相焊容易实现，大都在加压同时伴随加热措施（但加热温度远低于焊件的熔点，因此，固相焊一般无需保护措施）。
常见的锻焊、电阻对焊、扩散焊、激光焊、电子束焊、爆炸焊、闪光焊等均属于固相焊范畴。
(3) 钎焊利用某些熔点低于被焊构件材料熔点的熔化金属（钎料）作为连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。
钎焊时被焊金属本身不熔化。
火焰钎焊、盐浴钎焊、感应钎焊、电子束钎焊等属钎焊范畴。
基本焊接方法及分类见表1-1。
表1-1 焊接方法族系法分类熔化焊基本 焊接方法固相焊熔化极焊 螺柱焊 焊条电弧焊 埋弧焊 氩弧焊 二氧化碳电弧焊 钨极氩弧焊 原子氢焊 等离子弧焊 气焊 氧-氢焊 氧-乙炔焊 空气-乙炔焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 电阻点缝焊 电阻对焊 冷压焊 超声波焊 爆炸焊 锻焊 扩散焊钎焊 火焰钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 盐浴钎焊 电子束钎焊。
国际焊接分类
国际焊接分类焊接作为一种重要的连接技术，在现代工业中发挥着不可替代的作用。
随着全球制造业的快速发展，焊接技术的应用范围也日益扩大。
为了统一和规范全球焊接技术的标准，国际焊接学会（IIW）制定了一套国际焊接分类系统，对焊接方法、材料、工艺等方面进行了详细分类。
本文将结合相关资料，对国际焊接分类进行深入解析，旨在帮助读者全面了解焊接技术的国际标准和发展趋势。
一、焊接方法分类根据焊接过程中热源的性质和特点，国际焊接分类将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
1. 熔化焊：熔化焊是利用局部加热的方法，将连接处的金属加热至熔化状态，然后冷却结晶形成永久性的连接。
常见的熔化焊方法有电弧焊、气焊、电子束焊和激光焊等。
这些方法具有设备简单、操作灵活、适用范围广等优点，广泛应用于各个工业领域。
2. 压力焊：压力焊是在加压条件下，使两金属在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。
常用的压力焊方法有电阻焊、摩擦焊、扩散焊等。
压力焊具有生产效率高、成本低、节约材料等优点，特别适用于大批量生产。
3. 钎焊：钎焊是使用比工件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、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。
钎焊具有变形小、精度高、可焊接异种材料等优点，广泛应用于精密仪器、航空航天等领域。
二、焊接材料分类焊接材料是指用于填充金属或合金焊缝的金属材料，以及用于保护焊缝和焊接区域的辅助材料。
根据材料的性质和用途，国际焊接分类将焊接材料分为焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。
1. 焊条：焊条是一种涂有药皮的焊接用钢丝，由焊芯和药皮两部分组成。
焊芯的作用是传导电流和填充焊缝，药皮则起到保护焊缝金属、稳定电弧和熔池的作用。
焊条的种类繁多，根据不同的用途和材料，可分为碳钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条等。
2. 焊丝：焊丝是一种用于熔化极气体保护焊、埋弧焊等焊接方法的金属丝。
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扩散焊的分类
扩散焊是一种金属焊接方法，它是将两个金属零件通过高温和压力加热使其融合在一起的过程。
根据不同的工艺和焊接条件，扩散焊可以分为以下几种类型：
1. 点扩散焊：该焊接方法适用于较小的零件，其焊接点通过加
压和加热来实现融合。
2. 线扩散焊：线扩散焊是点扩散焊的改进版，它适用于较长且
宽度较窄的零件。
在焊接过程中，通过加热和加压使线与工件融合。
3. 面扩散焊：这种焊接方法适用于较大的工件，焊接面积比较
广泛。
在加热和加压下，焊接面会发生融合。
4. 蒸汽扩散焊：该方法适用于高温合金的焊接，它是通过蒸汽
将工件加热，然后加压使其融合在一起。
5. 真空扩散焊：这种焊接方法适用于需要高质量焊接的零部件。
在真空环境下，通过加热和加压使工件融合在一起。
6. 气体保护扩散焊：在焊接过程中，通过气体保护工件，以避
免其与氧气发生反应而影响焊接质量。
以上是扩散焊的分类，不同的焊接方法适用于不同的工件和要求，选择合适的焊接方法对于焊接质量和生产效率都有重要的影响。
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