4.4-4.8压焊,钎焊等及其结构
焊接技术及工艺
结构件的焊接
梁的焊接
梁是结构件中的重要组成部分，其焊 接工艺包括直缝焊、环缝焊等，焊接 时需确保梁的直线度和稳定性，防止 变形和裂纹的产生。
板的焊接
板是结构件中的基础材料，其焊接工 艺包括平板对接焊、角接焊等，焊接 时需控制焊缝的质量和平整度，以确 保结构的稳定性和安全性。
05
焊接质量与检测
焊接缺陷及预防措施
焊接缺陷
在焊接过程中，可能出现未熔合 、未焊透、夹渣、气孔等缺陷， 这些缺陷会影响焊接接头的强度 和致密性。
预防措施
针对不同的焊接缺陷，采取相应 的预防措施，如控制焊接参数、 清理焊缝、选择合适的焊接材料 等，以减少缺陷的产生。
焊接质量检测方法
外观检测
通过目视或放大镜对焊接接头进行外 观检查，检查是否有缺陷、焊缝成形 是否良好等。
异种材料的焊接
异种金属的焊接
金属与非金属的焊接
异种金属的焊接涉及到不同金属材料之间的 连接，其焊接工艺包括钎焊、爆炸焊等，焊 接时需考虑不同金属材料的物理和化学性质， 选用合适的焊材和工艺参数。
金属与非金属的焊接涉及到不同材料之间的 连接，其焊接工艺包括激光复合焊、超声波 复合焊等，焊接时需控制温度和压力等工艺 参数，以实现良好的连接效果。
熔化焊
总结词
熔化焊是通过将两个金属部件熔化并混合在一起形成焊接接 头的工艺。
详细描述
熔化焊是焊接技术中最常用的方法之一，其原理是将两个金 属部件加热至熔化状态，然后通过液态金属的流动和混合形 成焊接接头。常见的熔化焊方法包括电弧焊、气焊、激光焊 等。
压力焊
总结词
压力焊是一种通过施加压力来促使金属部件相互接触并形成焊接接头的工艺。
加强工人的环保意识教育，提高环保 意识，减少对环境的负面影响。
第5讲 电子封装与组装的软钎焊技术-080407
2. 选用合适的烙铁头。烙铁头的 形状要适应被焊工件表面的要 求和产品的装配密度。
如图所示。
3. 烙铁头的清洁和上锡。
部分样式烙铁头
二、手工焊接
较差，焊接温度过高，时间过长，都会造成元器件的损坏。 （3）在焊接印刷电路板时，要根据具体情况，除掌握合适的焊
接温度、焊接时间外，还应选用合适的焊料和助焊剂。
2、印刷电路板手工焊接工艺：
（1）电烙铁的选用。由于铜箔和绝缘基板之间的结合强度、铜箔的厚 度等原因，烙铁头的温度最好控制在250~300℃之间，因此最好选用 20W内热式电烙铁。
二、锡焊的工艺要素： （1）工件金属材料应具有良好的可焊性。 （2）工件金属表面应洁净。 （3）正确选用助焊剂。 （4）正确选用焊料。 （5）控制焊接温度和时间。
三、焊点的质量要求：
（1）电气性能良好。 （2）具有一定的机械强度。 （3）焊点上的焊料要质量。 （4）焊点表面应光亮且均匀。 （5）焊点不应有毛刺、空隙。 （6）焊点表面必须清洁。
• 一般用于截面简单、直径小于20mm和强度要 求不高的棒材和线材。
(2)闪光对焊 Flash Butt Welding 焊接过程：加紧、对正→通电→移动、接触→
闪光并连续闪光、端面呈半熔化→断电、顶锻形成 接头。
• 特点： – 接头强度较高，承载能力强。 – 在焊口周围有大量毛刺，结合面处有较小凸起； – 焊件需留较大余量； – 焊接时火花飞溅，需隔离防护； – 焊后需清理接头处的毛刺。
§5.1.3 焊剂
• 焊剂也叫助焊剂。主要是去除金属表面的氧化层， 方便焊接。在手动焊接中多采用松香。
焊接技术
图4-4 直流弧焊机的不同极性接法
四、电焊条
1. 电焊条的组成及作用 焊芯
焊条芯
焊缝的填充材料 — 填充焊缝
电焊条 药皮
电极传导电流 — 导电
机械保护的作用 冶金的作用
稳定电弧的作用
药皮
药皮的作用：提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
药皮的种类： ① 氧化钛型；②氧化钛钙型；
适用于易氧化的有色金属及合金钢材料的焊接。如： 铝、镁、钛及其合金和耐热钢、不锈钢等。为了防止 保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。
CO2气体保护焊
利用CO2作为保护气体的气体保护焊，简称CO2焊。 焊接热源：电弧热 保护介质：CO2 ① 与金属发生化学反应—产生夹渣缺陷 ② 溶解于液体金属中—产生 CO 气孔缺陷 ③ 比重大于空气（25%）
焊接方法的分类
常见的焊接方法
焊接的特点：
1、生产周期短，生产率高，易实现机械化、自动化。 2、接头牢固、密封性好。 3、可化大为小、以小拼大。 4、可实现异种金属的连接。
5、重量轻、加工装配简单。
6、焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
胶接 —胶粘剂连接各种材料。 机械联接 —采用标准件为连接件连接各种材料。
焊接变形是在焊接过程中产生的变形。金属结构 与零件在焊接过程中，常常会产生各种焊接变形以及 焊缝的断裂，从而影响焊接质量。 焊后焊件中温度冷至室温时残留在焊件中的变形 和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力。
2、焊接应力与变形产生的原因
焊接应力与变形产生的根本原因是： 焊件(工件）在焊接过程中受到局部或不均匀加热和快速冷却。
3.焊条型号
《金属焊接》课后习题参考答案完整版
《金属焊接》课后习题第1章绪论1-1. 什么是焊接？什么叫做焊接技术？（储运11-1 01 丛欣欣）答：焊接：是指通过适当的手段，是两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接一体的连接方法。
焊接技术：焊接是一种重要的金属加工工艺，各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺和焊接设备等及其基础理论的总称叫做焊接技术。
1-2. 简述焊接过程的物理实质。
（储运11-1 02 顾思彤）答：焊接的物理实质：利用局部加热、加压或两者并用的手段，克服表面不平度并消去氧化膜，使母材和焊缝金属形成共同的晶粒，达到永久性的牢固连接。
1-3. 焊接解决的主要问题是什么？（储运11-1 03 郭祝华）答：焊接解决的问题主要有两个：一是怎样才能焊上；二是怎样才能焊好。
所谓焊上，就是顺利地将两种分离的金属连接在一起，并使它们结合部分能达到原子间的相互联系。
所谓焊好，应包括以下三方面：（1）焊接接头的各项力学性能达到要求的指标，即能够承受使用过程中所受到的各种外力。
不致发生过大的变形（特别是塑性变形），更不能出现开裂现象。
（2）焊接变形要小，即经过加工或不加工能达到设计规定尺寸及形状位置公差要求，能顺利地与其他相关零部件或设备相连接，并保持良好的受力状态。
（3）焊缝及焊接构件要能够使用足够长的时间，即具有良好的耐久性，并且安全可靠。
在焊接件使用寿命期间，不会产生附加塑性变形或开裂而失去使用价值。
1-4. 焊接结构有哪些类型？(储运11-1 04 李丹)答：按两焊件的相对位置，分为平接、搭接和顶接;对接焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为直缝和斜缝; 角焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为端缝和侧缝;按焊缝连续性，分为连续焊缝和断续焊缝;按施工位置，分为俯焊、立焊、横焊、仰焊。
随着钢结构在建筑工程中的广泛使用，钢结构施工过程中焊接质量越来越受到大家关注，钢结构焊接缺陷的存在，会对焊接钢结构的力学性能和安全使用产生重要的影响，其危害主要是缺陷端部造成严重的应力集中；削弱焊接接头承载截面；降低焊接接头的强度和致密性，导致焊接接头承载力的下降，缩短使用寿命，甚至造成焊接接头脆性断裂或结构倒塌事故。
焊接工艺
焊接工艺金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。
熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。
熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。
大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。
为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。
例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。
压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。
常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。
各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。
多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。
同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。
许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
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。
焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。
焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。
焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。
主要焊接方法(熔化焊、压焊、钎焊)
摩擦焊示意图
爆炸焊
爆炸焊是利用爆炸产生的巨大冲击波能量，使界面
在大的接触ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力下焊接在一起。
爆炸焊示意图
爆炸焊界面示意图
三、 钎
焊
钎焊是利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料， 将钎料与工件一起加热到钎料熔化状态，借助毛细管作用 将其吸入到固态间歇内，使钎料与固态工件表面发生原子 的相互扩散、溶解和化合而连成整体的焊接方法。
二、 压 力 焊
压力焊（俗称固态焊）是在压力（或同时加热）作 用下，在被焊的分离金属结合面产生塑性变形而使金属连 接成为整体的焊接工艺。
电阻焊
电阻焊是利用电流通过被焊工件以及接触部分产生
电阻热，使接触部位达到塑性或局部熔化状态，加压焊合 而使工件焊接在一起的焊接方法。
电阻焊分类
点 焊 电阻焊
?气体保护电弧焊气体保护电弧焊?11氩弧焊氩弧焊氩弧焊氩弧焊氩弧焊氩弧焊氩弧焊氩弧焊示意图示意图示意图示意图钨极本身不熔化钨极本身不熔化?22cocococo2222气体保护焊气体保护焊气体保护焊气体保护焊coco22气体保护焊示意图气体保护焊示意图气体保护焊示意图气体保护焊示意图?真空电子束焊真空电子束焊真空电子束焊真空电子束焊?一些先进的熔化焊技术一些先进的熔化焊技术适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接阴极被灯丝加热到阴极被灯丝加热到2600k并发射大量的电并发射大量的电子
钎焊接头的形成过程
钎焊接头的形成包括两个过程：⑴ 钎料熔化和流
入、填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程；⑵ 液态钎 料与钎焊金属相互作用。
常用熔焊方法.
•
优点：
– 接头组织致密，焊接质量好且稳定。 – 焊前接头不需特殊清理，焊接时不需焊接材料，焊接时
间短，生产成本低。
– 可焊接的金属范围广，也可焊接异种金属材料。
•
应用：
– 主要用于旋转焊件的压焊，焊接接头一般为等截面，非
圆截面的焊接比较困难。
–摩擦焊焊件的最大截面不超过0.02m2
三、 钎 焊
从焊接操作工艺性考虑：
① 酸性焊条电弧稳定，飞溅小，易脱渣，对油污、水和锈 的敏感性小，焊接电源可采用交流或直流，焊接操作工 艺性好； ② 碱性焊条稳弧性差，飞溅大，对油污、水和锈的敏感性 大，焊接电源一般要求采用直流，焊接烟尘有毒，要求 现场通风和防护，焊接操作工艺性差； 从经济效益考虑：酸性焊条便宜，碱性焊条稍贵。
钎焊与熔焊相比，钎焊特点是：
(1)工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，变形 也小；接头光滑平整，工件尺寸精确。 (2)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。 (3)工件整体加热钎焊时，可同时钎焊多条接缝组成的复 杂形状构件，生产率很高。 (4)设备简单，投资费用少。 (5)钎焊接头强度低，尤其是动载荷强度低，允许的工作 温度不高，焊前清理要求严格，钎料价格比较贵。
电阻热加热接头金属，在压力下完成焊接的电阻焊方法。
电阻对焊
将焊件装配成对接接头，使 其端面紧密接触，利用电阻 热加热至塑性状态，然后迅 速施加顶锻力完成焊接的方 法。 • 焊前接头端面要平滑、清洁 (焊前加工、清理要求较高）
•
•
一般用于截面简单、直径（ 或边长）小于20mm和强度 要求不高的棒材和线材。
属和高合金钢。
四、电 渣 焊
概念：利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热进行焊接的 熔焊方法。
4-4焊接结构设计
20122012-2-17
4-4 焊接结构设计
焊接结构工艺性
焊缝的布置应便于操作和检验； 焊缝应尽量分散布置； 焊缝应尽量对称布置； 焊缝应避开最大应力和应力集中处； 焊缝应尽量避免锐角； 尽量减少焊缝数量； 焊缝应避开加工表面； 不同厚度工件焊接时，接头处应平滑过渡。 不同厚度工件焊接时，接头处应平滑过渡。
20122012-2-17 4-4 焊接结构设计
举例说明
20122012-2-17
4-4 焊接结构设计
20122012-2-17
4-4 焊接结构设计
201220122012-2-17
4-4 焊接结构设计
20122012-2-17
4-4 焊接结构设计
20122012-2-17
20122012-2-17
4-4 焊接结构设计
4-4-2
焊接结构工艺性
焊接结构工艺性—— 所设计的焊接结构， 焊接结构工艺性 ——所设计的焊接结构 ， 在满足其使用要求的前提下， 在满足其使用要求的前提下 ， 还必须充 分考虑焊接过程的工艺性要求， 分考虑焊接过程的工艺性要求 ， 使焊缝 布置合理、 结构强度高、 应力变形小， 布置合理 、 结构强度高 、 应力变形小 ， 使之能优质、 高产、 使之能优质 、 高产 、 低成本地将焊接结 构生产出来。 构生产出来。
4-4 焊接结构设计
4-4
焊接结构设计
4-4-1 焊接结构及工艺设计基础
4-4-1 焊接结构件材料的选择
设计时， 一方面要考虑结构强度 ， 设计时 ， 一方面要考虑结构强度， 另一方面要考 虑可焊性； 由于低碳钢和强度级别的低合金钢， 可焊性好 、 由于低碳钢和强度级别的低合金钢 ， 可焊性好、 价格低廉， 价格低廉，应优先考虑； 但是， 但是 ， 当对结构体积和重量有一定要求或在重载 情况下， 就应该选择强度级别高的低合金钢 。 情况下 ， 就应该选择强度级别高的低合金钢。 这 类钢种虽然可焊性较差， 但只要采取相应的措施 ， 类钢种虽然可焊性较差 ， 但只要采取相应的措施， 也能获得满意的焊接结构。 也能获得满意的焊接结构。
第三节 压焊与钎焊
缝焊
缝焊主要用于要求密封 性好的薄壁结构。
缝焊只适用于3mm以下 的薄壁结构。
三）、对焊
对焊是利用电阻热将两个工件的整个端面焊接起来的
一种焊接方法。
4．对焊
（1）电阻对焊
先将工件夹紧并加压，然后 通电使接触面温度达到塑性温度 (950～1000℃)。在压力下塑变和 再结晶形成固态焊接接头（图1277a）。电阻对焊要求对接处焊前 严格清理，所焊截面积较小，一般 用于钢筋的对接焊。
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。
钎料填充焊缝过程示意图
液态钎料和固态金属之间的相互作用
钎焊
钎焊的特点
(1)焊件加热温度低，金属组织和力学性能变化小，焊
件变形小，接头光滑平整,焊件尺寸精确。
(2)可以焊同种或异种金属。 (3)可焊由多条焊缝组成的复杂形状的焊件，生产率很 高。 (4)设备简单，投资少。
（2）闪光对焊
先通电，后接触，因个别点接触，个别点通过的电流密度很高， 可使其瞬间熔化或汽化，形成液态过梁。由于过梁上存在电磁收缩 力和电磁引力及斥力而使过梁爆破飞出，形成闪光。闪光一方面排 除了氧化物和杂质，另一方面使对口处的温度迅速升高。 闪光对焊主要用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异种 金属的焊接。因接头中无过热区和铸态组织，所以性能高。
摩擦焊广泛用于圆形工件、棒料及管件 类焊接。实心焊件的直径为2mm～100mm，管 类焊件外径最大可达150mm。
摩擦焊
三、 钎焊
钎焊:是利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，适 当加热后，钎料熔化而将处于固态的焊件连接起来的 一种焊接方法。
1．硬钎焊
钎料熔点在450℃以上，接头强度较高，都在200MPa 以上，属于这类的钎料有铜基、银基和镍基等。
钎焊工艺
钎焊工艺目录一、前言 (3)二、钎焊原理 (5)1、液态钎料的填缝原理 (5)2、钎料与焊件金属的相互作用 (6)三、铜管温度与钎料的关系 (8)四、气体火焰钎焊操作技术 (9)1、焊前清理 (10)2、清洁度检验 (11)3、接头安装 (11)4、安装检验 (12)5、充氮保护 (13)6、冷却作业 (14)7、调节火焰 (15)8、焊炬及焊嘴选择 (18)9、加热 (19)10、加入钎料、钎剂 (21)11、加热保持 (23)12、焊后处理 (23)13、焊后检验 (23)五、常见钎焊缺陷及处理对策 (25)六、补焊的技术要求 (30)七、安全技术 (31)钎焊工艺规程一、钎焊概括钎焊是三大焊接方法（熔焊、压焊、钎焊）的一种。
钎焊是采用比焊件金属熔点低的金属钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料、低于焊件熔化温度，利用液态钎料润湿焊件金属，填充接头间隙并与母材金属相互扩散实现连接焊件的一种方法。
钎焊与熔焊相比，有下列优点：a）钎焊时焊件不熔化。
在大多数情况下，钎焊温度比焊件金属熔点低得多，因此，钎焊后工件组织和机械性能变化小，应力及变形小。
b）可以钎焊任意组合的金属材料，可以钎焊金属与非金属。
c）可以一次完成多个零件的钎焊或套叠式、多层式结构焊件的钎焊。
d）可以钎焊极细极薄的零件，也可以钎焊厚薄及粗细差别很大的零件。
e）可以将某些材料的钎焊接头拆开，重复进行钎焊。
钎焊的不足之处是：a）钎焊接头的比强度较熔焊低，因此常用搭接接头型式来提高承载能力。
b）钎焊工件连接表面的清理工件和工件装配质量要求都很高。
钎焊，按所用的热源不同，可分为：火焰钎焊、感应钎焊、烙铁钎焊、电阻钎焊及炉中钎焊等。
空调制冷系统中管接头钎焊采用火焰钎焊的方法，其通用性大、工艺过程较为简单，但火焰钎焊手工操作，加热温度和时间难以把握，因此要求操作人员具备熟练的操作技巧。
二、钎焊原理钎焊是利用液态钎料填满钎焊金属结合面的间隙面形成牢固接头的焊接方法，其工艺过程必须具备两个基本条件。