主要焊接方法(熔化焊、压焊、钎焊)
焊接方法
1、焊接方法分为熔焊、钎焊、和压焊2、电离的种类：热电离、场致电离、光电离；电子发射的种类：热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射3、典型的热阴极型电极、冷阴极型电极4、焊接电弧是由阴极区、阳极区和弧柱区三部分构成5、熔化极电弧焊时，焊丝熔化的热源有电弧热、电阻热6、熔滴过渡常见的过渡形式自由过渡、接触过渡和渣壁过渡7、引弧方法的种类爆裂引弧法、回抽引弧法、高频引弧8、熄弧控制的方法焊丝返烧熄弧法（按钮控制法、时间继电器控制法、电压继电器控制法）电流衰减熄弧法（无级衰减法、分级衰减法）9、电弧焊弧长控制方法的种类弧压信号控制、弧光信号控制、接触式信号控制10、埋弧焊分为自动埋弧焊和半自动埋弧焊11、钨极惰性气体保护焊简称TIG 熔化极惰性气体保护焊MIG12、送丝机的方式推丝式、拉丝式、推拉丝式13、CO2焊电流种类直流正接和直流反接14、为了防止CO2气体中的水分在钢瓶出口处及减压表中结冰，使气路堵塞，所以CO2供气系统要采用预热器15、等离子弧焊接PAW 等离子弧喷涂PAS16、等离子弧是机械压缩效应、热压缩效应、磁压缩效应而形成的17、等离子弧的种类非转移型等离子弧、转移型等离子弧、联合弧18、等离子弧焊的类型穿透型等离子焊接、熔透型等离子焊接焊缝熔深H是指母材熔化的深度；焊缝熔宽B是两焊趾之间的距离；焊缝余高h是焊缝横截面上焊趾连线之上的那部分焊缝金属的最大高度。
焊缝成形系数φ（φ＝B/H）和余高系数Ψ（Ψ＝B/h）来表征焊缝成形的特点。
熔合比γ是指单道焊时，在焊缝横截面上熔化的母材所占的面积与焊缝的总面积之比焊层：多层焊时的每一个分层。
每个焊层可由一条焊道或几条并排相搭的焊道所组成焊道：每一次熔敷所形成的一条单道焊缝焊接:通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到原子间结合的一种加工方法。
阴极斑点:电弧燃烧时通常在阴极表面上可以看到一个很小但很光亮的斑点，称为阴极斑点阳极斑点:通常在阳极表面也可以看到一个很小但很光亮的斑点，称为阳极斑点最小电压原理：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保证电弧的电场强度具有的数值，即在固定弧长上的电压最小。
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。
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。
电焊工基本知识电焊入门基础知识
电焊工基本知识电焊入门基础知识电焊工是一个在机械制造和机械加工行业中的特殊金属焊接工种，而且又是一个很重要的岗位。
那么你对电焊工知识了解多少呢?以下是由店铺整理关于电焊工知识的内容，希望大家喜欢!电焊工基本知识1、什么叫焊接电源?答：电焊机中，供给焊接所需的电能并具有适宜于焊接电气特性的设备称为焊接电源。
2、为什么对弧焊电源有特殊要求?有哪些要求?答：为了保证焊接电弧稳定燃烧和适应各种焊接工艺要求，弧焊电源具有下列特殊要求：〈1〉弧焊电源的静特性(或称外特性)——即稳态输出电流和输出电压之间的关系，有下降特性(恒流特性)和平特性(恒压特性)。
A、焊条电弧焊、TIG焊和碳弧气刨电源的外特性是下降(恒流)特性;B、CO2/MAG/MIG电弧焊电源的外特性是平特性(恒压特性)。
〈2〉弧焊电源的动特性——当负载状态发生瞬时变化时(如：熔滴的短路过渡、颗粒过渡、射流过渡等)，弧焊电源输出电流和输出电压与时间的关系，用以表征对负载瞬变的反应能力(即动态反应能力)，简称“动特性”。
〈3〉空载电压——引弧前电源显示的电压。
〈4〉调节特性——改变电源的外特性以适应焊接规范的要求。
3、为什么电弧长度发生变化时，电弧电压也会发生变化?答：由弧焊电源的外特性所决定的，电弧越长，电弧电压越高;电弧越短，电弧电压越低。
4、为什么CO2焊接时，焊丝伸出长度发生变化时，电流显示值也会发生变化?答：焊丝伸出长度(即干伸长度)越长，焊丝的电阻量越大，由电阻热消耗的电流越大，焊接电流显示值越小，实际焊接电流也变小。
所以焊丝伸出长度一般设定在12--20mm范围内。
5、为什么CO2/MAG/MIG焊接时，焊接电流和电弧电压要严格匹配?答：CO2/MAG/MIG焊接时，调节焊接电流—即调节焊丝的给送速度;调节电弧电压—即调节焊丝的熔化速度;很显然，焊丝的熔化速度和给送速度一定要相等，才能保证电弧稳定焊接。
〈1〉在焊接电流一定时，调节电弧电压偏高，焊丝的熔化速度增大，电弧长度增加，熔滴无法正常过渡，一般呈大颗粒飞出，飞溅增多。
焊接技术
在焊接集成电路时，应注意以下几点：
（5）使用低熔点焊剂，一般不要高于150℃。 （6）工作台上如果铺有橡皮、塑料等易于积累静 电的材料，集成电路块和印制电路板等不宜放在 台面上。 （7）当集成电路不使用插座，而是直接焊接到印 制电路板上时，安全焊接顺序应是地端→输出端 →电源端→输入端。 （8）焊接集成电路插座时，必须按集成电路块的 引线排列图焊好每一个点。
二、锡焊及其特点
锡焊属于软钎焊，它的焊料是锡铅合金，熔点比 较低，共晶焊锡的熔点只有183℃，是电子行业 中应用最普遍的焊接技术。 锡焊具有如下特点：
（1）焊料的熔点低于焊件的熔点。 （2）焊接时将焊件和焊料加热到最佳锡焊温度，焊料熔 化而焊件不熔化。 （3）焊接的形成依靠熔化状态焊料浸润焊接面，由毛细 作用使焊料进入间隙，形成一个结合层，从而实现焊 件的结合。
一、焊接的分类
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作焊料，将 焊件和焊料加热到高于焊料熔点，但低于母材熔 点的温度，利用液态焊料润湿母材，填充接头间 隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 钎焊按照使用焊料的不同，可分为硬钎焊和软钎 焊两种。焊料熔点大于450℃为硬钎焊，低于 450℃为软钎焊。按照焊接方法的不同又可分为 锡焊（如手工烙铁焊、波峰焊、再流焊、浸焊 等）、火焰钎焊（如铜焊、银焊等）、电阻钎焊、 真空钎焊、高频感应钎焊等。
– 正握法适用于中等功率电烙铁或带弯头电烙铁 的操作。 – 反握法动作稳定，长时间操作不易疲劳，适 用于大功率电烙铁的操作。 – 握笔法多用于小功率电烙铁在操作台上焊接 印制电路板等焊件。
3．焊锡丝的拿法
焊锡丝的拿法根据连续锡焊和断续锡焊的 不同分为两种拿法。如图12-3所示。
焊锡丝一般要用手送入被焊处，不要用烙 铁头上的焊锡去焊接，这样很容易造成焊 料的氧化，焊剂的挥发。因为烙铁头温度 一般都在300℃左右，焊锡丝中的焊剂在高 温情况下容易分解失效。 在焊锡丝成份中，铅占有一定的比例。铅 是对人体有害的重金属。故焊接完毕后要 洗手，避免食入。
关于焊接与切割基础知识
第一章焊接与切割基础知识1. 特种作业:容易发生人身伤亡事故,对作业者本人,他人以及周围设施的安全有重大危害因素作业。
2. 特种人员需18-60周岁,每2年一复审。
每6年一换证.3. 焊接的方法分为:熔化焊,压力焊,钎焊。
熔化焊是利用局部加热的方法,将连接处的金属加热至融化状态而完成的焊接方法。
压力焊是利用焊接时施加一定的压力而完成焊接的方法。
钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热溶化至液态,然后是其渗透到被焊金属接缝的间隙中而达到的结合的方法。
4. 熔化焊包括:气焊;电弧焊(手工埋弧焊,自动埋弧焊);铝热焊;等离子弧焊;电渣焊;电子束焊;气电焊;(CO2气体保护焊,惰性气体保护焊);激光焊。
5. 压力焊包括:摩擦焊;锻焊;电阻焊(点焊,滚焊,对焊)气压焊;超声波焊;冷压焊;爆炸焊。
6. 电弧切割按生成电弧的不同分为:等离子弧切割,碳弧气割,冷切割。
7. 利用电弧的电量加热并熔化金属进行焊接的称电弧焊。
8. 焊接具有生产周期短,成本低,结构设计灵活,用材合理的特点。
9. 焊接的材料很多,除普通材料外,还有超高强钢,活性金属,难熔金属以及各种非金属的焊接。
10. 常见的金属元素有:铁.铝.铜.铬.镍.钨等。
常见的非金属元素有:碳.氧.氢.氮.硫.磷等。
11. 一般的固态金属及合金都是晶体,如:食盐,水结成的冰。
并非固态的物质都是晶体,如;玻璃,松香等为非晶体。
晶体与非晶体的区别不在外形,在于内部的原子排列。
12. 晶格:金属的原子按一定的方式有规则的排列成一定空间几何形状的结晶格子,成为晶格。
13. 合金分为:固溶体,化合物,机械混合物,三类。
14. 奥氏体(A):是碳和其他合金元素在r-铁中的固溶体。
15. 马氏体(M):是碳在a-铁中的过饱和固溶体。
16. 含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢,含碳量2.11%--6.67%的铁碳合金称为铸铁。
17. 莱氏体组织在常温下是珠光体+渗碳体的机械混合物。
熔化焊、压力焊以及钎焊
4.2手工电弧焊
4.2.1焊接电弧及焊接过程
手工电弧焊又称焊条电弧焊，是利用焊条和焊件之间的稳定燃烧产生的电弧热
使金焊是
熔化焊中最基本的焊接方法，它使用设备简单，操作方便，焊接材料广泛，特 别适用于尺寸小、形状复杂的焊件，在生产中被广泛应用。
焊接方法
熔化焊 压力焊 钎焊
电弧焊
高能束焊
化学热焊 电渣焊 冷压焊 电阻焊 扩散焊 超声波焊 感应焊 爆炸焊 摩擦焊 烙铁钎焊 浸渍钎焊 火焰钎焊 感应钎焊 超声波钎焊 炉中钎焊 电阻钎焊 气相钎焊
手工电弧焊 埋弧焊 氩弧焊 气体保护焊 等离子束焊 激光焊 电子束焊 气焊 铝热焊
凸焊 点焊 缝焊 对焊 高频焊 工频焊
搅拌摩擦焊
图 4.1 焊接方法分类图
• 4.1.2焊接的特点
1.节省材料，减轻质量 焊接与其它连接方法（如螺纹连接、铆接、键连接等）相比，不用钻孔，材 料截面能得到充分的利用，也不需要辅助材料，因此可以节省大量材料，大 大减轻结构的质量；不需要机械加工设备，以及相关的工序，简化了加工和 装配的工作量，提高工作效率。焊接能达到很高的密封性，这是压力容器特 别是高温、高压容器不可缺少的性能。
同时不断熔化了的焊条金属，呈球滴状 向熔池过渡，并进入熔池，构成焊缝的 填充金属。焊条药皮在电弧的高温下也 被熔化，熔化过程中一部分产生一定量 的保护气体包围在电弧和熔池周围，隔 绝大气保护熔池，另一部分则直接进入 熔池，与熔池金属发生冶金反应，并形 成液态熔渣浮起盖在液态金属表面，也 起着保护焊缝的作用。随着电弧的移动， 熔池后方的液体金属温度逐渐下降，渐 次冷凝形成焊缝。
1.焊接电弧
电弧是在具有一定电压的两电极之间
的气体介质中，产生的强烈而持久的
焊接方法有哪几种
焊接方法焊接：通常是指金属的焊接。
是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。
分类：根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可以分为三大类。
(1)熔焊。
将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。
常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。
(2)压焊。
在焊接过程中无论加热与否，均需要加压的焊接方法。
常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。
(3)钎焊。
采用熔点低于被焊金属的钎料（填充金属）熔化之后，填充接头间隙，并与被焊金属相互扩散实现连接。
钎焊过程中被焊工件不熔化，且一般没有塑性变形。
焊接生产的特点：(1)节省金属材料，结构重量轻。
(2)以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺，获得最佳技术经济效果。
(3)焊接接头具有良好的力学性能和密封性。
(4)能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。
应用：焊接技术在机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等应用十分广泛。
不足：焊接技术也还存在一些不足之处，如焊接结构不可拆卸，给维修带来不便；焊接结构中会存在焊接应力和变形；焊接接头的组织性能往往不均匀，并会产生焊接缺陷等。
各种焊接技术介绍一、电弧焊电弧：一种强烈而持久的气体放电现象，正负电极间具有一定的电压，而且两电极间的气体介质应处在电离状态。
引燃焊接电弧时，通常是将两电极（一极为工件，另一极为填充金属丝或焊条）接通电源，短暂接触并迅速分离，两极相互接触时发生短路，形成电弧。
这种方式称为接触引弧。
电弧形成后，只要电源保持两极之间一定的电位差，即可维持电弧的燃烧。
电弧特点：电压低、电流大、温度高、能量密度大、移动性好等，一般20～30V的电压即可维持电弧的稳定燃烧，而电弧中的电流可以从几十安培到几千安培以满足不同工件的焊接要求，电弧的温度可达5000K以上，可以熔化各种金属。
焊接基本知识
（5）在操作时适当调整焊条角度，使焊条偏吹 的方向转向熔池，这种方法在实际工作中应用的较 广泛。 （6）适当改变焊件接地线部位，尽可能使电弧 周围磁力线分布均匀，如在焊件两端均接地线。 （7）尽量采用小电流焊接对克服磁偏吹也有一 定作用。
三、焊接参数
焊接参数是指为保证焊接质量而选定的诸物理 量的总称。焊条电弧焊的焊接参数主要是指焊条 直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度等。而电 弧电压和焊接速度在焊条电弧焊中不作原则规定， 可根据具体情况灵活掌握。
(二)角接接头 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接 头，叫做角接接头，见下图。这种接头受力状况 不太好，常用于不重要的结构中。
图：角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口
(三)T形接头 一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的 接头，叫做T形接头，见下图。
图： T形接头
第一章 焊接基本知识
一、焊接的概念及分类
焊接就是通过加热或加压，或者两者并用，并 且用或不用填充材料使焊件达到结合的一种加工 方法。 按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把 焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊三类。 1、熔焊，熔焊是在焊接过程中将焊接接头加 热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法。我们 常用的焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、埋 弧焊、气焊等都属于这种焊接方法。 2、压焊，压焊是在焊接过程中必须对焊件施 加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。 电阻焊、摩擦焊、爆炸焊等都属于这种焊接方法。
焊接电弧的三个区域弧柱区温度最高 （约为 6000K）、阳极区次之（约为4200K）、阴极区温度 最低（约为3500K） 注：1K=1 ℃ +273.15
不同焊接方法，阳极区和阴极区温度也不尽相 同，各种焊接方法阴极区与阳极区温度比较如下表：
焊接分类与作用
阳极区产生的热量比较多，43％； 阴极区产生的热量较少，约占36％； 其余21％左右的热量是在弧柱区产 生的。
阳极区的温度为2600K，阴极区的 温 度 为 2400K ， 弧 柱 区 的 温 度 最 高 可达6000～8000K。
选用直流电源焊接时，就有极性的 选择问题，当工件接电源的正极， 焊条接负极，这种接法称为正接9-1 判断题
1．焊接电弧是熔化焊最常用的一种热源。它与气焊的氧乙炔火焰一样，都是气体
燃烧现象，只是焊接电弧的温度更高，热量更加集中。
（）
2．焊接应力产生的原因是由于在焊接过程中被焊工件产生了不均匀的变形，因此，
防止焊接变形的工艺措施，均可减小焊接应力。
（）
3．焊接应力和焊接变形是同时产生的。若被焊结构刚度较大或被焊金属塑性较差，
至于交流电弧，没有极性选择问题。
焊接分类和作用
3
§1-2 熔化焊的冶金特点
一、焊接温度高
合金元素在高温作用下会强烈地蒸发和烧损，同时，金属液体的 吸气能力也随温度的提高而增加。
二、金属熔池的体积小，保持在液态的时间短
各种冶金反应很难达到平衡状态
三、熔化焊中需采取的措施
1. 有效保护，隔离空气 目的是防止空气对焊接区的有害作用。 有渣保护，气保护，气-渣联合保护。
焊接分类和作用
7
热影响区不可避免地要产生。 熔合区和过热区对焊接性能的不利影响最大， 不同焊接方法焊接低碳钢热影响区的平均尺寸
焊接方法
过热区 正火区
手弧焊 2.2
1.6
部分相变区 热影响区总
宽度（mm）
2.2
6.0
埋弧自 0.8~1.2 0.8~1.7 0.7 动焊
焊接方法种类、特点、
1、焊接质量高且稳定；
2、熔深大，节省焊接材料； 3、无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少； 4、自动化操作，生产效率高。 5、设备昂贵，工艺复杂，适于长的直线焊缝和圆筒形 工件的纵、环焊缝的批量生产。
气体保护电弧焊
气体保护焊是利用保护性气体防止外界有害气体对
熔池进行侵害的特殊焊接方法。它适于一些化学性质活泼 的金属焊缝的焊接作业。
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。
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
软钎焊和硬钎焊
软钎焊
软钎焊是指使用的钎料熔点低于450℃的钎焊，通常
用烙铁加热。软钎焊的接头强度不高（＜70MPa）。 含少量锑的锡铁合金钎料应用最广泛。
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
超声波焊、扩散焊、冷压焊等
钎焊
(固相兼液相）
软钎焊：锡焊
硬钎焊：铜焊、银焊等
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。
焊接方法工艺分类 熔焊 压焊 钎焊
焊接方法工艺分类熔焊压焊钎焊随着现代工业设计的多样化以及工业品对于性能要求越来越高，焊接在工业产品中不仅仅发挥着连接作用，还需要考虑焊接对于工件设计性能的影响。
因此，焊接已经从一种传统的热加工工艺发展为集材料、冶金、结构、力学、机械、电子、自动控制等多学科交叉领域于一体的成形技术，是一门综合性应用技术。
焊接方法按照工艺区别一般可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
根据各种焊接方法连接原理的区别，其应用对象有较大差异。
熔焊在连接过程中须通过母材、焊材熔化形成焊接熔池，以实现冶金结合，焊接结构尺寸控制精度相对较低，因此主要用于大量钢结构产品及少量有色金属结构的连接。
压焊是指利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法，通常用在钢筋的焊接上。
钎焊是采用比母材熔点低的金属填充材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度区间，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。
区别于熔焊、压焊，钎焊工艺加热温度低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，工件尺寸精确，特别有利于异种金属、金属与非金属之间的精密连接。
焊接过程中消耗的各类材料称为焊接材料，钎焊所使用的焊接材料为钎焊材料。
根据钎焊温度的差异可将钎焊工艺可进一步细分为硬钎焊和软钎焊，并分别对应于硬钎料和软钎料。
钎焊材料除了有传统的连接功能外，还具有密封性、导电性、导热性、耐热性、耐腐蚀性、耐磨损性、润滑性等一项或几项特殊功能要求。
从焊接材料的化学成分组成来看，焊接材料可分为黑色金属焊接材料（Fe基合金）和有色金属焊接材料（Ag、Cu、Al、Ni等合金）两大类。
熔焊用焊接材料主要为黑色金属焊接材料，其中电焊条产量占据了熔焊用黑色金属焊接材料总产量的一半，而钎焊材料为有色金属焊接材料。
从焊接材料的物理形态来看，黑色金属焊接材料主要为焊条、实心焊丝、药芯焊丝、不锈钢焊带和颗粒状焊剂。
用于钎焊的有色金属焊接材料主要为丝状、条状、环状、块状、片状、膏状、带状、颗粒状和粉状钎剂。
钢结构工程的焊接方法与焊接的分类
钢结构工程的焊接方法与焊接的分类1.焊接方法金属的焊接方法多种多样，主要分熔焊、压焊、钎焊三大类（见图3-1）。
钢结构焊接方法以熔焊为主，熔焊是以高温热源集中加热于连接处，并使之局部熔化，冷却后形成牢固连接的过程。
图3-1焊接方法分类示意根据热能源的不同，将熔焊方法分为：电弧焊、电渣焊、气焊、等离子焊、电子束焊、激光焊等。
其中电弧焊是钢结构工程中最常用的焊接方法，在有些特殊场合，如箱形截面内隔板使用电渣焊。
在电弧焊中，根据溶化电极、保护条件及焊接过程的自动化程度等分为：药皮焊条手工电弧焊、自动埋弧焊、（自动与半自动）CO2气体保护焊、自保护焊、栓焊等。
钢结构焊接方法及其代号详细分类见表3-1。
表3-1焊接方法分类续表3-12.焊接位置分类（1）板材对接焊接位置见图3-2。
图3-2板材对接焊接位置（2）板材角接焊接位置见图3-3。
图3-3板材角接焊接位置（3）管材连接焊接位置见图3-4。
图3-4管材连接焊接位置（4）焊接位置及其代号分类见表3-2。
表3-2施焊位置分类3.焊缝的形式分类焊缝按照形式可分为角焊缝、对接焊缝、对接与角接组合焊缝、球管相贯焊缝等（见图3-5）。
角焊缝分为直角焊缝和斜角焊缝，斜角焊缝又分为钝角焊缝和锐角焊缝。
对接焊缝及对接与角接组合焊缝分为全熔透焊缝和部分熔透焊缝。
管相贯焊缝分为T、K、Y及X形节点焊缝。
图3-5焊缝形式分类示意4.焊接难度分类钢结构工程焊接难度可按表3-3分为A、B、C、D四个等级。
表3-3钢结构工程焊接难度等级注：a.根据表中影响因素所处最难等级确定整体焊接难度。
b.钢材分类参见表3-4。
5.焊接钢材（母材）分类钢结构焊接工程中常用钢材按其标称屈服强度分类见表3-4。
表3-4常用焊接钢材分类。
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。
安装工程精讲班讲义：焊接及其分类特点
安装工程精讲班讲义：焊接及其分类特点焊接焊接是通过加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程，可以连接金属材料和非金属材料。
(一)焊接的分类及特点按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊(熔焊)、压力焊(压焊)和钎焊三大类。
如图2.1.1所示。
图2.1.1焊接方法的分类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，然后冷却结晶成一体的焊接方法，可形成牢固的焊接接头。
(1)气焊。
气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料(有色金属及其合金)、铸铁件和硬质合金刀具等材料的焊接，以及磨损、报废车件的补焊、构件变形的火焰矫正等。
气焊的优点是设备简单(氧气瓶、乙炔瓶、回火保险器、焊炬、减压器、氧气、乙炔、输送管等)使用灵活;对铸铁及一些有色金属的焊接有较好的适应性;在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。
其缺点是生产效率较低;焊接后工件变形和热影响区较大;较难实现自动化。
(2)电弧焊。
它的原理是利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。
1)手工焊条电弧焊(简称手弧焊)。
手弧焊可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。
手弧焊的主要优点：①操作灵活，可以在任何有电源的地方进行维修及安装中短缝的焊接作业。
特别适用于难以达到部位的焊接。
②设备简单，使用方便，无论采用交流弧焊机或直流弧焊机，焊工都能很容易地掌握，而且使用方便、简单、投资少。
③应用范围广。
选择合适的焊条可以焊接多种常用的金属材料，如碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及合金。
可适用于各种厚度和各种结构形状的焊接。
手弧焊的主要缺点有;①焊接生产效率低。
这是焊条电弧焊最根本的缺点。
由于焊条长度有限，焊接电流的选择受到很大的限制;其次需要更换焊条、清除焊渣等辅助时间延长了焊接周期;加之焊条电弧焊是一种浅熔焊接法，厚度大于5mm对接接头必须开坡口及背面清根，以完成全焊透的接头。
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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。
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。
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
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。
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
软钎焊和硬钎焊
软钎焊
软钎焊是指使用的钎料熔点低于450℃的钎焊，通常
用烙铁加热。软钎焊的接头强度不高（＜70MPa）。 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 、 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。
（1）氩弧焊
钨极本身不熔化
氩弧焊示意图
（2）CO2气体保护焊
CO2气体保护焊示意图
一些先进的熔化焊技术
真空电子束焊
阴极被灯丝加热到
2600K，并发射大量的电 子。这些电子在高压电场 的作用下，经电磁透镜聚 焦成电子束，高速轰击工 件表面（160000km/s）。 电子动能瞬间变成热能 （能量密度是普通电弧的 1000倍）。
1、焊接质量高且稳定； 2、熔深大，节省焊接材料； 3、无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少； 4、自动化操作，生产效率高。 5、设备昂贵，工艺复杂，适于长的直线焊缝和圆筒形 工件的纵、环焊缝的批量生产。
气体保护电弧焊
气体保护焊是利用保护性气体防止外界有害气体对
熔池进行侵害的特殊焊接方法。它适于一些化学性质活泼 的金属焊缝的焊接作业。
硬钎焊
硬钎焊是指使用的钎料熔点高于450℃的钎焊。其主
要加热方式有：火焰加热、电阻加热、感应加热、炉内加 热、盐浴加热等。软钎焊的接头强度不高（＞ 500MPa）。 硬钎焊所用的钎剂主要有：硼砂、硼酸和氟化物等。 硬钎料主要用于钎焊受力大，工作温度较高的工件。
根据焊接接头 形式的差异
缝 焊 对 焊
对焊
对 焊 是
将焊件夹持在电极上
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。
增大压力同时断电
对焊示意图
点焊和缝焊
工艺步骤：
加 压 通 电 断电保压 去 压
电阻焊类型
摩擦焊
摩擦焊是利用工件之间的相互摩擦产生的热量同时
加压使工件连接到一起的焊接方法。
后三种宜选用直径较小的焊条、较小的电流及短 的电弧。
（4）焊接工艺参数 主要包括：焊条直径、焊接电流、焊接速度
1）焊条直径：大则效率高
2）焊接电流
3）焊接速度 焊件越薄，焊速应越快；在保证焊透及焊缝成形 良好的前提下，越快越好。
手工电弧焊的优缺点
优点：设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种钢材
特点：火焰温度低，热量分散，焊件变形大，生 产率低 适用范围：0.5~3mm的铜、铝有色金属，薄钢 板，焊补
手工电弧焊
手工电弧焊是利用焊条与工件之间产生的电弧热将
工件和焊条熔化的一种焊接方法。
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
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
在大的接触压力下焊接在一起。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成整体的焊接方法。
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：利用乙炔与氧混合燃烧时所产生的热量使 焊件和焊丝局部熔化来进行焊接。
第三节 主要焊接方法
熔化焊 压力焊 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）
气焊 熔化焊 (液相) 电弧焊 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) 摩擦焊 感应焊：高频焊、中频焊、爆炸焊、 超声波焊、扩散焊、冷压焊等 钎焊 (固相兼液相） 软钎焊：锡焊 硬钎焊：铜焊、银焊等 手弧焊 埋弧自动焊 气体保护焊
形成40~60mm焊剂层
双层保护： 焊剂熔化形成熔渣， 蒸发的气体形成沉渣泡
埋弧自动焊接过程（焊缝剖面图）
焊丝与焊剂
焊接材料 相当于 药皮 相当于 焊芯 焊 丝 熔炼 焊剂 焊 剂
陶瓷 焊剂
熔炼焊剂：在熔炼炉中制备，成分均匀，适于大量生产； 陶瓷焊剂：利用粉末冶金工艺制备，颗粒强度低。
埋弧自动焊的特点 （书110页）