真空电弧焊接技术
空心阴极真空电弧焊接技术
空心阴极真空电弧焊接技术特性与应用综述（Hollow Cathode Vacuum Arc Welding）摘要研究了空心阴极真空电弧焊接(HCVAW）的一些基本特性及空心阴极在航空方面的应用关键词空心阴极真空电弧焊接特性应用前言空心阴极真空电弧焊接(Hollow Cathode V acuum Arc Welding，HCV A W)的特点是：将空心阴极焊枪置于真空室内，空心阴极内部通以微量的惰性气体，气体经过空心阴极到达真空室中，真空泵不断地将真空室内的气体抽走，从而维持真空度在一定数值，电弧在空心阴极和阳极工件之间燃烧，见图1。
将空心阴极作为焊炬的真空焊接设备，具有设备简单、适应性强的特点，既利用了真空保护的优点，又能和常规电弧焊设备相通用，有着良好的工艺条件，在俄罗斯众多工业企业中HCVA已广泛应用于熔焊、堆焊和真空钎焊。
自80年代以来，美、日等国家也竞相开始了空心阴极真空电弧焊接技术[1]。
我国则是从90年代初开始进行HCVAW焊接技术方面的研究。
[2] 图1空心阴极真空焊接焊接设备HCVA W的引弧方法接触引弧：它会损坏电极，一般不用。
高频引弧：低气压下产生放电比较困难，需要更高的引弧电压，引弧的可靠性差。
非接触加热引弧：等到钽电极被加热到白热状态时，在空载电压下转为电弧，加热方法有高频加热和电阻加热。
电弧的特点(1)电流<50A时，电弧能量密度低，柔性大，轮廓不清，它是发散态电弧。
电弧的特点(2)电流>50A时，弧柱直径相当于阴极内孔直径，电弧变为光亮的蓝色弧柱，这时的电弧是一束挺直度很好、穿透能力很强的聚积态电弧，见图2。
(a) 发射态电弧(b) 积聚态电弧图2 空心阴极真空电弧放电的两种电弧形态电弧的特点(3)与常规大气压下焊接电弧放电相比，空心阴极真空电弧放电有以下不同之处：a)放电气压不同，真空室的真空度一般在10-2～10Pa的范围。
b)电极形状不同，有微量的等离子工作气体从空心阴极内流过。
焊接工艺常识
焊接工艺
永久性连接 起源于一次世界大战后（凡尔赛公约）
现代工业的基础工艺
造船、航空、锅炉、化工、机械、汽车
基本焊接方法
电弧焊：属于熔化焊 其他焊接方法：压力焊、钎焊
本讲内容
一、电弧焊工艺常识 二、焊条电弧焊 三、特种焊接工艺方法 四、金属材料的焊接性 五、焊接结构设计 六、连接技术
焊条：E4313(J421) E4303(J422) E4315(J427)等 埋弧焊丝/焊剂：H08A(H08MnA) / 431
碳钢焊接
中碳钢：C% ＝ （0.25% ～ 0.6%）
焊接性变差、淬硬倾向变大 工艺特点：
容易开裂：冷裂纹、热裂纹 必须预热，减小工件各个部分的温差 细焊条、小电流、开坡口多层焊接
改善劳动条件
无弧光、烟雾
自动化程度高 工艺装备复杂，适合批量生产
焊丝与焊剂
焊丝焊剂决定焊缝化学成分、力学性能 熔炼焊剂、陶质焊剂
埋弧焊工艺
仔细下料、准备（清理）坡口、装配 引弧板与引出板－焊后去掉
防止烧穿－焊剂垫、垫板
环缝焊接
3、气体保护焊－氩弧焊
气体保护焊－CO2保护焊
焊条电弧焊、电渣焊（厚件） 选择抗裂能力较强的低氢型焊条、等强度
焊条：E5016(J506)、 E6015－D1(J607)
合金钢焊接
合金结构钢焊接件较少
工艺与中碳钢近似
低合金结构钢焊接工艺特点
热影响区的淬硬倾向：合金含量大小 焊接接头的裂纹倾向：
冷裂纹倾向大小：含氢量、淬硬程度、应力 热裂纹倾向不大（我国合金都含Mn）
一、电弧焊工艺常识
焊接方法及原理
常见的焊接工艺目前常用的焊接工艺有：1电弧焊（氩弧焊、手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、气体保护焊）2电阻焊3高能束焊（电子束焊、激光焊）4钎焊5以电阻热为能源：电渣焊、高频焊 6新添加100%宽度7以化学能为焊接能源：气焊、气压焊、爆炸焊8以机械能为焊接能源：摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊焊接工艺精度变形热影响焊缝质量焊料使用条件激光焊精密小很小好无钎焊精密一般一般一般需要整体加热电阻焊精密大大一般无需要电极氩弧焊一般大大一般需要需要电极等离子焊较好一般一般一般需要需要电极电子束焊精密小小好无需要真空1电弧焊电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。
它包括有：手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。
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）手弧焊（焊条电弧焊）手弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最广的一种焊接方法。
它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。
2）埋弧焊埋弧焊是以连续送时的焊丝作为电极和填充金属。
焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。
高电压等级真空断路器研究现状及展望
高电压等级真空断路器研究现状及展望钟建英;孙广雷;杨葆鑫;赵晓民;李旭旭;马朝阳;贾航;张旭升【期刊名称】《高电压技术》【年(卷),期】2024(50)2【摘要】针对绿色电网发展需求,总结对比了现阶段SF6完全替代技术和部分替代技术路线的特点及相关技术,指出真空开断技术是电网绿色低碳发展的有效手段。
对比分析现阶段多断口真空断路器的技术特点及研究现状,认为单断口真空断路器在结构及可靠性方面具有显著优势。
目前商业化单断口真空灭弧室已经发展到145 kV/40 kA,综述了高电压大电流单断口真空灭弧室内外绝缘技术、电弧形态演变规律及分合闸控制、温升特性和真空灭弧室焊接质量稳定性的研究现状及未来发展趋势。
结果表明:真空灭弧室内部真空间隙的均压设计及长真空间隙绝缘“饱和”问题是制约灭弧室电压等提升的关键因素;耐烧蚀触头材料的制备及磁场设计对触头表面阳极斑点的形成过程和真空断路器分合闸速度匹配至关重要;选取低回路电阻的触头结构、优化真空断路器散热结构能够有效提升真空灭弧室额定通流能力;此外,总结了真空灭弧室焊接质量和稳定性的影响因素,指出陶瓷金属化并选取合适的钎焊温度和焊料能够显著提升焊接强度;最后指出真空断路器趋向于大容量、小型化、智能化、低过电压、免维护、专用化和多功能化发展。
【总页数】16页(P451-466)【作者】钟建英;孙广雷;杨葆鑫;赵晓民;李旭旭;马朝阳;贾航;张旭升【作者单位】中国电气装备集团科学技术研究院有限公司;平高集团有限公司;河南省高压电器研究所有限公司;沈阳工业大学电气工程学院【正文语种】中文【中图分类】TM5【相关文献】1.国内外真空断路器高电压等级开发动态2.高电压等级真空断路器的研究与开发3.发展高电压等级真空断路器的技术问题探讨4.论真空断路器向高电压等级发展需要研究的问题5.高电压真空断路器温升影响因素的仿真研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
100种材料连接工艺技术
100种材料连接工艺技术在制造行业中，材料连接工艺技术是非常重要的一项工艺，它能够将不同的材料连接在一起，使之形成一个整体。
目前存在着各种各样的材料连接工艺技术，下面将介绍其中的100种材料连接工艺技术。
1. 焊接：将两个或多个材料通过加热至熔化状态然后冷却，使其形成牢固的连接。
2. 钎焊：通过将焊条加热至熔化状态，然后借助毛细力进行连接。
3. 热压焊接：通过加热两个材料，然后将它们压合在一起形成连接。
4. 气压焊接：利用高压气体将两个材料连接在一起。
5. 熔融连接：将材料熔融，然后使其冷却形成连接。
6. 热融解连接：将两个材料通过加热至熔融状态，然后使其冷却形成连接。
7. 冷压焊接：将两个材料在室温下压合在一起形成连接。
8. 压滚焊接：通过将两个材料压在一起，然后在其表面滚动形成连接。
9. 炉甲焊接：将两个材料放在炉中加热，然后利用介质的作用产生化学反应形成连接。
10. 复合焊接：将两个或多个相似或不同的材料通过加热压合形成连接。
11. 冷胶焊接：通过使用胶水将两个材料粘在一起形成连接。
12. 超声波焊接：通过使用超声波进行振动加热形成连接。
13. 粘结焊接：通过使用胶水将两个材料粘在一起形成连接。
14. 碳化连接：通过将两个材料暴露在碳化环境中形成连接。
15. 感应焊接：通过在材料中引入电磁感应形成连接。
16. 铆接：通过使用铆钉将两个材料连接在一起。
17. 螺纹连接：通过使用螺纹形成连接。
18. 螺旋连接：通过将材料螺旋在一起形成连接。
19. 锁紧连接：通过使用螺母来固定材料形成连接。
20. 自锁连接：通过使用特殊的连接件使材料自锁形成连接。
21. 簧夹连接：通过使用簧夹将两个材料连接在一起。
22. 硅胶连接：通过使用硅胶将两个材料粘在一起形成连接。
23. 粘接：通过使用黏合剂将两个材料粘在一起形成连接。
24. 框架连接：通过将材料嵌入到框架中形成连接。
25. 合成连接：通过将多个材料合成在一起形成连接。
氩弧焊焊接工艺参数-百度文库(精)
氩弧焊焊接工艺参数一、电特性参数1.焊接电流钨极氩弧焊的焊接电流通常是根据工件的材质、厚度和接头的空间位置来选择的,焊接电流增加时,熔深增大,焊缝的宽度和余高稍有增加,但增加很少,焊接电流过大或过小都会使焊缝成形不良或产生焊接缺陷。
2.电弧电压钨极氩弧焊的电弧电压主要是由弧长决定的,弧长增加,电弧电压增高,焊缝宽度增加,熔深减小。
电弧太长电弧电压过高时,容易引起未焊透及咬边,而且保护效果不好。
但电弧也不能太短,电弧电压过低、电弧太短时,焊丝给送时容易碰到钨极引起短路,使钨极烧损,还容易夹钨,故通常使弧长近似等于钨极直径。
3.焊接速度焊接速度增加时,熔深和熔宽减小,焊接速度过快时,容易产生未熔合及未焊透,焊接速度过慢时,焊缝很宽,而且还可能产生焊漏、烧穿等缺陷。
手工钨极氩弧焊时,通常是根据熔池的大小、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度。
二、其它参数1.喷嘴直径喷嘴直径（指内径增大,应增加保护气体流量,此时保护区范围大,保护效果好。
但喷嘴过大时,不仅使氩气的消耗增加,而且不便于观察焊接电弧及焊接操作。
因此,通常使用的喷嘴直径一般取8mm~20mm为宜。
2.喷嘴与焊件的距离喷嘴与焊件的距离是指喷嘴端面和工件间的距离,这个距离越小,保护效果越好。
所以,喷嘴与焊件间的距离应尽可能小些,但过小将不便于观察熔池,因此通常取喷嘴至焊件间的距离为7mm~15mm。
3.钨极伸出长度为防止电弧过热烧坏喷嘴,通常钨极端部应伸出喷嘴以外。
钨极端头至喷嘴端面的距离为钨极伸出长度,钨极伸出长度越小,喷嘴与工件间距离越近,保护效果越好,但过小会妨碍观察熔池。
通常焊对接缝时,钨极伸出长度为5mm~6mm较好;焊角焊缝时,钨极伸出长度为7mm~8mm较好。
4.气体保护方式及流量钨极氩弧焊除采用圆形喷嘴对焊接区进行保护外,还可以根据施焊空间将喷嘴制成扁状（如窄间隙钨极氩弧焊或其他形状。
焊接根部焊缝时,焊件背部焊缝会受空气污染氧化,因此必须采用背部充气保护。
氩弧焊焊接工艺参数
氩弧焊焊接工艺参数一、电特性参数1.焊接电流钨极氩弧焊的焊接电流通常是根据工件的材质、厚度和接头的空间位置来选择的，焊接电流增加时，熔深增大，焊缝的宽度和余高稍有增加，但增加很少，焊接电流过大或过小都会使焊缝成形不良或产生焊接缺陷。
2.电弧电压钨极氩弧焊的电弧电压主要是由弧长决定的，弧长增加，电弧电压增高，焊缝宽度增加，熔深减小。
电弧太长电弧电压过高时，容易引起未焊透及咬边，而且保护效果不好。
但电弧也不能太短，电弧电压过低、电弧太短时，焊丝给送时容易碰到钨极引起短路，使钨极烧损，还容易夹钨，故通常使弧长近似等于钨极直径。
3.焊接速度焊接速度增加时，熔深和熔宽减小，焊接速度过快时，容易产生未熔合及未焊透，焊接速度过慢时，焊缝很宽，而且还可能产生焊漏、烧穿等缺陷。
手工钨极氩弧焊时，通常是根据熔池的大小、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度。
二、其它参数1.喷嘴直径喷嘴直径（指内径）增大，应增加保护气体流量，此时保护区范围大，保护效果好。
但喷嘴过大时，不仅使氩气的消耗增加，而且不便于观察焊接电弧及焊接操作。
因此，通常使用的喷嘴直径一般取8mm～20mm为宜。
2.喷嘴与焊件的距离喷嘴与焊件的距离是指喷嘴端面和工件间的距离，这个距离越小，保护效果越好。
所以，喷嘴与焊件间的距离应尽可能小些，但过小将不便于观察熔池，因此通常取喷嘴至焊件间的距离为7mm～15mm。
3.钨极伸出长度为防止电弧过热烧坏喷嘴，通常钨极端部应伸出喷嘴以外。
钨极端头至喷嘴端面的距离为钨极伸出长度，钨极伸出长度越小，喷嘴与工件间距离越近，保护效果越好，但过小会妨碍观察熔池。
通常焊对接缝时，钨极伸出长度为5mm～6mm较好；焊角焊缝时，钨极伸出长度为7mm～8mm较好。
4.气体保护方式及流量钨极氩弧焊除采用圆形喷嘴对焊接区进行保护外，还可以根据施焊空间将喷嘴制成扁状（如窄间隙钨极氩弧焊）或其他形状。
焊接根部焊缝时，焊件背部焊缝会受空气污染氧化，因此必须采用背部充气保护。
氩弧焊焊接工艺参数
氩弧焊焊接工艺参数一、电特征参数1.焊接电流钨极氩弧焊的焊接电流往常是依据工件的材质、厚度和接头的空间地点来选择的，焊接电流增添时，熔深增大，焊缝的宽度和余高稍有增添，但增添极少，焊接电流过大或过小都会使焊缝成形不良或产生焊接缺点。
2.电弧电压钨极氩弧焊的电弧电压主假如由弧长决定的，弧长增加，电弧电压增高，焊缝宽度增添，熔深减小。
电弧太长电弧电压过高时，简单惹起未焊透及咬边，并且保护成效不好。
但电弧也不可以太短，电弧电压过低、电弧很短时，焊丝给送时简单遇到钨极惹起短路，使钨极烧损，还简单夹钨，故往常使弧长近似等于钨极直径。
3.焊接速度焊接速度增添时，熔深和熔宽减小，焊接速度过快时，简单产生未熔合及未焊透，焊接速度过慢时，焊缝很宽，并且还可能产生焊漏、烧穿等缺点。
手工钨极氩弧焊时，往常是依据熔池的大小、熔池形状和双侧熔合状况随时调整焊接速度。
二、其余参数1.喷嘴直径喷嘴直径（指内径）增大，应增添保护气体流量，此时保护区范围大，保护成效好。
但喷嘴过大时，不单使氩气的耗费增添，并且不便于察看焊接电弧及焊接操作。
所以，往常使用的喷嘴直径一般取 8mm ～ 20mm 为宜。
2.喷嘴与焊件的距离喷嘴与焊件的距离是指喷嘴端面和工件间的距离，这个距离越小，保护成效越好。
所以，喷嘴与焊件间的距离应尽可能小些，但过小将不便于察看熔池，所以往常取喷嘴至焊件间的距离为 7mm ～ 15mm 。
3.钨极伸出长度为防备电弧过热烧坏喷嘴，往常钨极端部应伸出喷嘴之外。
钨极端头至喷嘴端面的距离为钨极伸出长度，钨极伸出长度越小，喷嘴与工件间距离越近，保护成效越好，但过小会阻碍察看熔池。
往常焊对接缝时，钨极伸出长度为5mm ～6mm 较好；焊角焊缝时，钨极伸出长度为7mm ～8mm 较好。
4.气体保护方式及流量钨极氩弧焊除采纳圆形喷嘴对焊接区进行保护外，还能够依据施焊空间将喷嘴制成扁状（如窄空隙钨极氩弧焊）或其余形状。
焊接根部焊缝时，焊件背部焊缝会受空气污染氧化，所以一定采纳背部充气保护。
氩弧焊基础知识
氩弧焊基础知识氩弧焊是一种常用的焊接方法，它的工作原理是利用氩气作为保护气体，在焊接过程中通过高频电流熔化金属，实现金属材料的连接。
氩弧焊具有焊接质量高、焊缝美观、生产效率高等优点，被广泛应用于各种金属材料的焊接中。
氩弧焊的原理是利用高频电流通过钨极与工件之间的电弧，将金属材料熔化，形成焊接接头。
氩气通过焊枪进入电弧区，在高温下形成保护层，防止空气中的氧气和氮气对焊接区域的影响。
同时，高频电流通过钨极与工件之间的电弧，使得金属材料熔化并形成熔池。
在焊接过程中，钨极作为电极，不断向熔池中添加金属材料，形成连续的焊接。
焊接质量高：氩弧焊采用氩气作为保护气体，可以有效地防止空气中的氧气和氮气对焊接区域的影响，避免了气孔、氧化等问题的产生，提高了焊接接头的质量。
焊缝美观：氩弧焊的电弧热量集中，熔池小，焊缝成形美观，适用于各种金属材料的焊接。
生产效率高：氩弧焊采用自动化控制，可以快速、准确地控制焊接过程，提高了生产效率。
适用范围广：氩弧焊适用于各种金属材料的焊接，如碳钢、不锈钢、铝、铜等。
操作难度大：氩弧焊的操作需要一定的技能和经验，对于初学者来说有一定的学习难度。
焊接电流：焊接电流是氩弧焊的关键参数之一，它直接影响到焊接质量和生产效率。
根据工件材质和厚度等因素，选择合适的焊接电流。
电弧电压：电弧电压是控制电弧长度和焊接稳定性的重要参数。
在焊接过程中，应根据实际情况调整电弧电压，以保证焊接质量和生产效率。
焊接速度：焊接速度是控制生产效率的重要参数。
在保证焊接质量的前提下，应尽可能提高焊接速度。
氩气流量：氩气流量是控制保护效果的重要参数。
在焊接过程中，应根据实际情况调整氩气流量，以保证保护效果和生产效率。
钨极直径：钨极直径是控制电弧稳定性和焊接质量的重要参数。
在选择钨极时，应根据实际情况选择合适的直径。
喷嘴直径：喷嘴直径是控制保护效果和气流稳定性的重要参数。
在选择喷嘴时，应根据实际情况选择合适的直径。
操作前应穿戴好防护用具，如防护眼镜、手套等。
《真空电弧》课件2
等离子体源是一种利用等离子体产生高温和高能射流 的装置，广泛应用于材料加工、表面处理等领域。真 空电弧是等离子体源中的一种重要放电方式，能够提 供高温和高密度的等离子体。
真空电弧在等离子体源中的优势在于它能够提供高温 和高密度的等离子体，使表面处理和薄膜制备过程更 加高效和可靠。此外，真空电弧还能够有效地控制等 离子体的成分和参数，实现精确的表面处理和薄膜制 备。
在真空电弧的作用下，电子枪可以发 射出高速、高能电子束，广泛应用于 电子显微镜、电子探针等设备。
02
真空电弧的产生与特性
真空电弧的产生机制
真空电弧的产生通常是由于两个电极 之间的高电压击穿真空介质，导致电 流通过电离的气体流动。
真空电弧的产生与电极材料、气体压 力、电流密度等因素有关，这些因素 会影响电弧的特性和行为。
真空电弧在电子束焊接中的优势在于它能够提供高纯度的焊接环境，减少气体污染和氧化物 夹杂，提高焊接接头的质量。此外，真空电弧还能够有效地控制焊接热量的输入，减小热变 形和残余应力，提高焊接结构的稳定性和可靠性。
真空电弧在等离子体源中的应用
真空电弧在等离子体源中的应用包括等离子体喷涂、 等离子体刻蚀、等离子体镀膜等。这些应用涉及到材 料表面处理、薄膜制备、微纳加工等领域。
推动工业生产技术进步
真空电弧在工业生产中具有广泛应用，如焊接、熔炼等领 域，其研究能够推动相关领域的技术进步和产业升级。
提高能源利用效率和安全性
真空电弧具有较高的能量密度和稳定性，能够提高能源利 用效率和安全性，降低能源消耗和环境污染。
当前研究的不足与挑战
基础理论尚未完全揭示
01
目前对真空电弧的基础理论尚未完全揭示，需要进一步深入研
电极材料对真空电弧的特性和行为有很大影响，因为不同的材料具 有不同的电子发射能力和热导率。
真空罩焊接工艺
真空罩焊接工艺
真空罩焊接工艺是一种在真空环境下进行的电弧焊接工艺，适用于对高纯材料、高温合金、不锈钢、钛合金、铌、锆等特殊材料的焊接。
具体工艺流程如下：
1. 预处理
对要焊接的材料进行预处理，包括去除表面油污、铅锡、氧化物等杂质，保证焊接区域干净。
2. 组装
将焊接材料组装在真空室内，结构紧密，尽量减少材料的暴露面积。
3. 抽真空
启动真空泵，将室内的空气抽出，直至室内的真空度达到工艺要求。
4. 焊接
在真空环境下进行电弧焊接，焊接过程中要保持焊接材料和焊缝区域的低温。
焊接完成后，对焊缝区域进行冷却，使其温度逐渐降低。
5. 检测
对焊接后的材料进行检测，包括尺寸、外观、化学成分等方面的检测，确保焊接质量符合要求。
总结起来，真空罩焊接工艺适用范围广泛，可以提高焊接质量和效率，但需要一定的设备和技术支持。
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。
熔化极电弧-概述说明以及解释
熔化极电弧-概述说明以及解释1.引言1.1 概述熔化极电弧是一种高温弧焊技术，通过电弧将极端加热到熔化状态，从而将金属材料熔化和连接在一起。
这种技术被广泛应用于金属加工行业，特别是在焊接领域。
熔化极电弧具有高效、高质量、高温、高能量密度等优点，可以用于焊接各种金属材料。
然而，由于其设备昂贵、工艺复杂等局限性，目前在工业应用中还面临一些挑战。
本文将重点探讨熔化极电弧的定义、原理、应用领域、优势和局限性，旨在全面了解这项重要技术的特点和发展趋势。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括以下几个方面：1. 引言：介绍熔化极电弧的基本概念和重要性，引出文章的主题和目的。
2. 正文：分为三个部分展开讨论，包括熔化极电弧的定义和原理、应用领域、优势和局限性。
3. 结论：总结熔化极电弧在工业生产和科研领域的重要性，展望熔化极电弧未来的发展方向，最终得出结论。
1.3 目的熔化极电弧作为一种重要的加热方式，在工业生产中扮演着重要的角色。
本文的目的是探讨熔化极电弧的定义、原理、应用领域、优势和局限性，旨在帮助读者了解这一技术的重要性和影响，同时展望其未来发展趋势。
通过对熔化极电弧的深入研究，我们希望为相关领域的专业人士提供更多的知识和信息，促进技术进步和产业发展。
同时也希望引起公众对这一领域的关注，推动熔化极电弧技术在更广泛的领域得到应用和推广。
2.正文2.1 熔化极电弧的定义和原理熔化极电弧是一种高温放电现象，其原理是通过直流电弧在两个电极之间产生高温、高能量的等离子体，从而将电极表面的材料熔化或蒸发。
熔化极电弧通常在惰性气体或真空条件下发生，以防止氧气和其他气体的干扰。
电弧的产生需要两个电极之间形成电离气体，而电流通过电弧时产生的热量使气体电离形成等离子体。
等离子体具有极高的温度和能量，可以使电极表面的材料熔化或蒸发。
熔化极电弧可以应用于金属熔化、表面涂层、焊接、切割等工艺中。
总的来说，熔化极电弧是一种利用高温等离子体产生的热能来实现材料熔化或蒸发的技术，在各种工业领域中有着重要的应用和意义。
真空电弧焊接技术
真空电弧焊接技术它是可以对不锈钢、钛合金和高温合金等金属进行熔化焊及对小试件进行快速高效的局部加热钎焊的最新技术。
该技术由俄罗斯发明，并迅速应用在航空发动机的焊接中。
使用真空电弧进行涡轮叶片的修复、钛合金气瓶的焊接，可以有效地解决材料氧化、软化、热裂、抗氧化性能降低等问题。
窄间隙熔化极气体保护电弧焊技术它具有比其他窄间隙焊接工艺更多的优势，在任意位置都能得到高质量的焊缝，且具有节能、焊接成本低、生产效率高、适用范围广等特点。
利用表面张力过渡技术进行熔化极气体保护电弧焊表明，该技术必将进一步促进熔化极气体保护电弧焊在窄间隙焊接的应用。
激光填料焊接是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后用激光照射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方法。
广义的激光填料焊接应该包括两类：激光对焊与激光熔覆。
其中，激光熔覆是利用激光在工件表面熔覆一层金属、陶瓷或其它材料，以改善材料表面性能的一种工艺。
激光填料焊接技术主要应用于异种材料焊接、有色及特种材料焊接和大型结构钢件焊接等激光直接对焊不能胜任的领域。
高速焊接技术它使MIG/MAG勺焊接生产率成倍增长，它包括快速电弧技术和快速熔化技术。
由于采用的焊接电流大，所以熔深大，一般不会产生未焊透和熔合不良等缺陷，焊缝成形良好，焊缝金属与母材过渡平滑，有利于提高疲劳强度。
搅拌摩擦焊（FSV V1991年FSW技术由英国焊接研究所发明，作为一种固相连接手段，它克服了熔焊的诸如气孔、裂纹、变形等缺陷，更使以往通过传统熔焊手段无法实现焊接的材料可以采用FSW实现焊接，被誉为“继激光焊后又一革命性的焊接技术”。
FSW主要由搅拌头的摩擦热和机械挤压的联合作用下形成接头，其主要原理和特点是：焊接时旋转的搅拌头缓缓进入焊缝，在与工件表面接触时通过摩擦生热使周围的一层金属塑性化。
同时，搅拌头沿焊接方向移动形成焊缝。
作为一种固相连接手段，FSW余了可以焊接用普通熔焊方法难以焊接的材料外（例如可以实现用熔焊难以保证质量的裂纹敏感性强的7000、2000系列铝合金的高质量连接），FSW还具有温度低，变形小、接头力学性能好（包括疲劳、拉伸、弯曲)，不产生类似熔焊接头的铸造组织缺陷，并且其组织由于塑性流动而细化、焊接变形小、焊前及焊后处理简单、能够进行全位置的焊接、适应性好，效率高、操作简单、环境保护好等优点。
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。
氩弧焊原理及优缺点
1.氩弧焊的缺点（1）氩弧焊由于热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。
尤其在周密铸造件细小缺陷的修补过程在外表突出。
在周密铸件缺陷的修补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊，由于冷焊机放热量小，较好的抑制了氩弧焊的缺点，弥补了周密铸件的修复难题。
（2）氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的损害程度要高一些，氩弧焊的电流密度大，发出的光比较猛烈，它的电弧产生的紫外线辐射，约为一般焊条电弧焊的 5～30 倍，红外线约为焊条电弧焊的 1～1.5 倍，在焊接时产生的臭氧含量较高，因此，尽量选择空气流通较好的地方施工 ,不然对身体有很大的损害。
氩弧焊的应用：氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢〔目前主要用Al、Mg、Ti 及其合金和不锈钢的焊接〕；适用于单面焊双面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄板焊接。
氩弧焊右图即为氩弧焊构造示意图1—填充细棒 2 —喷嘴 3 —导电嘴 4 —焊枪 5 —钨极 6 —焊枪手柄7—氩气流8 —焊接电弧9 —金属熔池10 —焊丝盘11 —送丝机构12—焊丝钨极氩弧焊安全规程1〕焊接工作场地必需备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。
易燃物品距离焊接场所不得小于 5ｍ。
假设无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥当掩盖，防止火星落入易燃物品。
易爆物品距离焊接所不得小于 10ｍ。
氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，削减氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。
2）手工钨极氩弧焊机应放置在枯燥通风处，严格依据使用说明书操作。
使用前应对焊机进展全面检查。
确定没有隐患，再接通电源。
空载运行正常前方可施焊。
保证焊机接线正确，必需良好、结实接地以保障安全。
焊机电源的通、断由电源板上的开关掌握，严禁负载扳动开关，以免外形触头烧损。
3）应常常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作状况，觉察堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。
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真空电弧焊接技术
它是可以对不锈钢、钛合金和高温合金等金属进行熔化焊及对小试件进行快速高效的局部加热钎焊的最新技术。
该技术由俄罗斯发明，并迅速应用在航空发动机的焊接中。
使用真空电弧进行涡轮叶片的修复、钛合金气瓶的焊接，可以有效地解决材料氧化、软化、热裂、抗氧化性能降低等问题。
窄间隙熔化极气体保护电弧焊技术
它具有比其他窄间隙焊接工艺更多的优势，在任意位置都能得到高质量的焊缝，且具有节能、焊接成本低、生产效率高、适用范围广等特点。
利用表面张力过渡技术进行熔化极气体保护电弧焊表明，该技术必将进一步促进熔化极气体保护电弧焊在窄间隙焊接的应用。
激光填料焊接
是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后用激光照射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方法。
广义的激光填料焊接应该包括两类：激光对焊与激光熔覆。
其中，激光熔覆是利用激光在工件表面熔覆一层金属、陶瓷或其它材料，以改善材料表面性能的一种工艺。
激光填料焊接技术主要应用于异种材料焊接、有色及特种材料焊接和大型结构钢件焊接等激光直接对焊不能胜任的领域。
高速焊接技术
它使MIG／MAG的焊接生产率成倍增长，它包括快速电弧技术和快速熔化技术。
由于采用的焊接电流大，所以熔深大，一般不会产生未焊透和熔合不良等缺陷，焊缝成形良好，焊缝金属与母材过渡平滑，有利于提高疲劳强度。
搅拌摩擦焊（FSW）
1991年FSW技术由英国焊接研究所发明，作为一种固相连接手段，它克服了熔焊的诸如气孔、裂纹、变形等缺陷，更使以往通过传统熔焊手段无法实现焊接的材料可以采用FSW实现焊接，被誉为“继激光焊后又一革命性的焊接技术”。
FSW主要由搅拌头的摩擦热和机械挤压的联合作用下形成接头，其主要原理和特点是：焊接时旋转的搅拌头缓缓进入焊缝，在与工件表面接触时通过摩擦生热使周围的一层金属塑性化。
同时，搅拌头沿焊接方向移动形成焊缝。
作为一种固相连接手段，FSW除了可以焊接用普通熔焊方法难以焊接的材料外（例如可以实现用熔焊难以保证质量的裂纹敏感性强的7000、2000系列铝合金的高质量连接），FSW还具有温度低，变形小、接头力学性能好(包括疲劳、
拉伸、弯曲)，不产生类似熔焊接头的铸造组织缺陷，并且其组织由于塑性流动而细化、焊接变形小、焊前及焊后处理简单、能够进行全位置的焊接、适应性好，效率高、操作简单、环境保护好等优点。
尤其值得指出的是，搅拌摩擦焊具有适合于自动化和机器人操作的优点，诸如：不需要填丝、保护气（对于铝合金）、可以允许有薄的氧化膜、对于批量生产，不需要进行打磨、刮擦之类的表面处理非损耗的工具头、一个典型的工具头就可以用来焊接6000系列的铝合金达1000米等。
激光－电弧复合热源焊接（Laser Arc Hybrid）
Laser Arc Hybrid在1970年就已提出，然而，稳定的加工直至近几年才出现，这主要得益于激光技术以及弧焊设备的发展，尤其是激光功率和电流控制技术的提高。
复合焊接时，激光产生的等离子体有利于电弧的稳定；复合焊接可提高加工效率；可提高焊接性差的材料诸如铝合金、双相钢等的焊接性；可增加焊接的稳定性和可靠性；通常，激光加丝焊是很敏感的，通过与电弧的复合，则变的容易而可靠。
激光―电弧复合主要是激光与TIG、Plasma以及MAG。
通过激光与电弧的相互影响，可克服每一种方法自身的不足，进而产生良好的复合效应。
MAG成本低，使用填丝，适用性强，缺点是熔深浅、焊速低、工件承受热载荷大。
激光焊可形成深而窄的焊缝，焊速高、热输入低，但投资高，对工件制备精度要求高，对铝等材料的适应性差。
Laser-MAG的复合效应表现在：电弧增加了对间隙的桥接性，其原因有二：一是填充焊丝，二是电弧加热范围较宽；电弧功率决定焊缝顶部宽度；激光产生的等离子体减小了电弧引燃和维持的阻力，使电弧更稳定；激光功率决定了焊缝的深度；更进一步讲，复合导致了效率增加以及焊接适应性的增强。
激光电弧复合对焊接效率的提高十分显著。
这主要基于两种效应，一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度，工件对流损失减小；二是两热源相互作用的叠加效应。
焊接钢时，激光等离子体使电弧更稳定，同时，电弧也进入熔池小孔，减小了能量的损失；焊接铝时，由于叠加效应几乎与激光波长无关，其物理机制和特性尚待进一步研究。
Laser-TIG Hybrid可显著增加焊速，约为TIG焊接时的2倍；钨极烧损也大大减小，寿命增加；坡口夹角亦减小，焊缝面积与激光焊时相近。
阿亨大学弗朗和费激光技术学院研制了―种激光双弧复合焊接（HyDRA－Hybrid Welding With Double Rapid Arc），与激光单弧复合焊相比，焊接速度可增加约三分之一，线能量减小25% 。