4-2 其它常用焊接方法

影响因素 焊点间距：点焊时相邻两焊点的中心距。 在保证焊件连接强度的前提下，焊点间距应以较大为好， 这不仅是减少焊点、提高生产率的问题，而且焊点间距 越大，电流流经已焊好的焊点的分流电阻也越大，分流 减少，有利于提高焊接质量。
5
2．影响点焊质量的因素
1）焊接电流、通电时间
硬规范（强规范）：电流大、时间短：加热速度很快，
设备复杂，一次性投资大。
13
3．摩擦焊的接头
摩擦焊接头一般是等断面的， 特殊情况下也可以是不等断面 的。但需要至少有一个焊件为 圆形或管状。
4．摩擦焊的应用
已广泛用于圆形工件、棒料及管类件的焊 接。可焊实心焊件的直径为2mm至100mm。 管类件外径最大可达150mm。
返
回
14
第三节
钎焊
钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎 料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。 钎焊过程： 将表面清理好的工件以搭接形式装配在一起，把钎料放在 接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍 高于钎料的熔点温度后，钎料熔化，借助毛细管作用钎料 被吸入并充满固态工件间隙，液态钎料与工件金属相互扩 散溶解、冷凝后即形成钎焊接头。 分类：根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊与软钎焊 两类。
3．电子束焊应用
主要用于特殊材料和特殊结构以及精密零件的焊接。
返
24
回
第六节 激光焊接
激光焊：以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进 行焊接的一种熔焊方法。
1、焊接过程
利用激光器受激产生的激光束。 通过聚焦系统可聚焦到十分微小 的焦点(光斑)上，其能量密度大 于105W/cm2。当调焦到焊件接缝 时，光能转换为热能，使金属熔 化形成焊接接头。
返
回
28
激光可对绝缘材料直接焊接，焊接异种金属材料 也比较容易，甚至能把金属与非金属焊在一起。
26
3．激光焊的应用
特别适合焊接微型、精密、排列非常密集和热敏感材料的焊 件，已广泛应用于微电子元件的焊接。
4．激光焊与电子束焊的比较
相同点：
激光焊与电子束焊都属于高能束焊，它们的能量密度都很大， 都能焊接一些难熔金属，且焊完后工件的变形都比较小，尺寸 精度都比较高。
不同点：
激光焊不需要真空室；
激光焊对于对激光反射率比较高的金属焊接比较困难； 激光焊焊件的厚度比电子束焊能达到的厚度要小一些。
返 回
27
复 习 题
1.简述电阻焊的工作原理和特点。
2.试比较电阻对焊和摩擦焊焊接过程特点有何
异同？各自的应用范围如何？
3.试比较电子束焊接和激光焊接的异同点？
25
2．激光焊接特点
生产率高，被焊材料不易氧化，可以在大气中进 行焊接，不需要气体保护或真空环境。
激光焊接的能量密度很高，热量集中，作用时间 很短。所以焊接热影响区极小，焊件不变形，特 别适用于热敏感材料的焊接。 激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任何方向上 弯曲或聚焦，可以用光导纤维引到难以接近的部 位。激光还可以通过透明材料壁进行聚焦，可以 焊接一般焊法难以接近或无法安臵的焊点。
电子束焊：利用加速和聚焦的电子束轰击臵于真空或非真空 中的焊件所产生的热能进行焊接的一种熔焊方法。
1、焊接过程
电子枪、工件及夹具全部装在真空室内。 当阴极被灯丝加热到2600K时，能发出 大量电子。这些电子高压作用下，经电 磁透镜聚集成电子流束，以极大速度射 向焊件表面，使电子的动能转变为热能， 其能量密度比普通电弧大1000倍，使焊 件金属迅速熔化，甚至气化。根据焊件 的熔化程度．适当移动焊件，即能得到 要求的焊接接头。
1、电渣焊过程
两个工件1的接头相距25～35mm。固态熔剂熔化 后形成的渣池3具有较大的电阻，当电流通过时产 生大量电阻热，使渣池温度保持在1700～2000℃。 焊丝2和工件1被渣池加热熔化而形成金属熔池4。 工件待焊端面两侧各装有冷却铜滑块5，这样可使 液态熔渣及金属熔池不会外流。冷却水从滑块内 部流过，迫使熔池冷却并凝固成为焊缝6。在焊接 过程中，焊丝不断地送进并被熔化。熔池和渣池 逐渐上升，冷却滑块也同时配合上升，从而使立 焊缝由下向上顺次形成。
焊接区温度分布陡，加热区窄，表面质量好，接头过热 组织少，接头综合性能好，生产率高。控制不当易出现 飞溅，要求电极压力大；焊机功率大。
软规范（弱规范）：电流小、时间长：温度分布平缓，
塑性区宽，在压力作用下易变形，可消除缩孔，降低内 应力。
6
3．点焊接头
4．应用
主要适用于厚度为4mm以下的薄板、冲压 结构及线材的焊接，每次焊一个点或一次 焊多个点。
15
一、硬钎焊
定义：钎料熔点在450℃以上，接头强度在200MPa以上。
钎料：铜基、银基和镍基钎料等。
应用：
银基钎料钎焊的接头具有较高的强度、良好的导电性和 耐蚀性，而且熔点较低，工艺性好。但银钎料较贵，只 用于要求高的焊件。 镍铬合金钎料可用于钎焊耐热的高强度合金与不锈钢。 工作温度可高达900℃。但钎焊时的温度要求高于1000℃ 以上，工艺要求很严。 硬钎焊主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接(如 自行车架、带锯锯条等)以及工具、刀具的焊接。
21
2．电渣焊特点
可一次焊接很厚的工件。 生产率高，成本低。 焊缝金属比较纯净。 焊后冷却速度较慢，焊接应力较小。因而适 合于焊接塑性稍差的中碳钢与合金结构钢工 件，但要进行焊后热处理改善其性能。
3．电渣焊应用
适用于厚度40mm以上的厚大截面的碳钢和合金结 构钢的构件。
返 回
22
第五节 真空电子束焊接
硬钎焊，主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。
19
五、钎焊的特点
工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，焊接变形小。接 头光滑平整．工件尺寸精确。 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。 工件整体加热钎焊时，可同时钎焊多条(甚至上千条)接缝组成的 复杂形状构件，生产率很高。
12
2．摩擦焊的特点
在摩擦焊过程中，焊件接触表面的氧化膜与杂质被清 除，因此接头组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷， 接头质量好而且稳定。 可焊接的金属范围较广，不仅可焊同种金属，也可以 焊接异种金属。 焊接操作简单，不需焊接材料，容易实现自动控制， 生产率高。
电能消耗少(只有闪光对焊的1/10～1/15)。
10
3.对焊接头：焊件断面应尽量相同。圆棒直径、方钢边长和 管子壁厚之差均不应超过25％。
返
回
11
第二节
摩擦焊
摩擦焊：利用工件间相互摩擦产生的热量，同时加压而进 行焊接的方法。
1．摩擦焊过程 先将两焊件夹在焊机上，加一 定压力使焊件紧密接触。然后焊件1 作旋转运动，使焊件接触面相对摩 擦产生热量，待工件端面被加热到 高温塑性状态时，利用刹车装臵使 焊件1骤然停止旋转，并在焊件2的 端面加大压力使两焊件产生塑性变 形而焊接起来。
23
2．电子束焊接特点
由于在真空中焊接，焊件金属无氧化、无氮化、无金属电 极玷污，从而保证了焊缝金属的高纯度。 热源能量密度大，熔深大，速度快，焊缝深而窄，能单道 焊厚件。焊接热影响区很小，基本上不产生焊接变形，从 而防止难熔金属熔接时产生的裂纹及泄漏。 厚件也不必开坡口，焊接时一般不必另填金属。但接头要 加工得平整洁净。装配紧，不留间隙。 电子束参数可在较宽范围内调节，而且焊接过程的控制灵 活，适应性强。 设备复杂，造价高。使用与维护技术要求高，焊件尺寸受 真空室限制，对焊件的清整与装配要求严格。
设备简单，投资费用少。
钎焊的接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高， 焊前清整要求严格，钎料价格较贵。
六、钎焊的应用
钎焊主要用于制造精密仪表、电气部件、异种金属构件以及某 些复杂薄板结构，如夹层结构、蜂窝结构等。也常用于钎焊各 类导线与硬质合金刀具。
返 回
20
第四节
电渣焊
电渣焊：利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行 焊接的方法。
Q ＝ I Rt
2
整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力。 在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。
2
一、点焊
点焊——利用柱状电极加压通电，在搭接工件接触面 之间焊成一个个焊点的焊接方法。
3
点 焊 过 程
1．焊接过程
4
分流现象 焊完一个点后，电极将移至另一点进行焊接。 当焊接下一个点时，有一部分电流会流经已焊 好的焊点。 后果 使焊点质量不稳定。分流使焊接区电流密度降低， 可能造成未焊透、焊核形状畸变等缺陷。
8
三、对焊
利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。
1.电阻对焊：用夹具将两焊件 夹紧，并使之端面相互挤紧， 然后通电加热，当焊件端面加 热至塑性状态时，断电并加大 压力进行顶锻，直至两焊件冷 却结晶而形成牢固的对接接头。 电阻对焊一般只用于焊接截面形 状简单、直径(或边长)小于20 mm和强度要求不高的工件。
目前，点焊已广泛用于制造汽车、车厢、 飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、生活用 品等。
7
二、缝焊
缝焊类似于连续点焊。 点焊的柱状电极 旋转的滚盘状电极
焊点
焊缝
缝焊时．焊点相互重叠50％以上，密封 性好。主要用于制造要求密封性的薄壁 结构。如油箱、小型容器与管道等。 缝焊的分流现象严重，焊接相同厚度的工件时，焊接 电流约为点焊的1.5～2倍。因此要使用大功率焊机，用 精确的电气设备控制间断通电的时间。 缝焊只适用于厚度3mm以下的薄板结构。
这些接头都有较ຫໍສະໝຸດ Baidu的钎接面， 以弥补钎料强度低的不足，保 证接头有一定的承载能力。 接头之间应有良好的配合和适 当的间隙。间隙太小，会影响 钎料的渗入与湿润，达不到全 部焊合。间隙太大，不仅浪费 钎料，而且会降低钎焊接头强 度。
18
四、钎焊焊剂
钎焊时使用的溶剂，简称钎剂。 钎剂的作用 清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质。 改善钎料流入间隙的性能(即湿润性)。 保护钎料及焊件不被氧化， 钎剂的种类 软钎焊，常用的钎剂为松香或氯化锌溶液。
16
二、软钎焊
定义：钎料熔点在450℃以下，接头强度较低，一般不超过 70MPa。 钎料：锡铅合金。 应用： 只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。 广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、导 电元件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。
17
三、钎焊接头
接头形式都采用板料搭接和套 件镶接。
第二章 其它常用焊接方法 2-1 电阻焊
2-2 摩擦焊
2-3 钎焊
2-4 电渣焊
2-5 真空电子束焊接
2-6 激光焊接
★复习题
1
第一节
电阻焊：利用电流通过焊件及接
触处产生的电阻热将焊件局部加 热到塑性熔化状态，然后在压力 下形成焊接接头的焊接方法。
电阻焊
利用电流通过工件焊接处的电阻 而产生的热量对工件加热。即热 量不是来源于工件之外，而是内 部热源。
9
2.闪光对焊： 用夹具将两焊件夹紧并通电，然后使两焊件缓慢靠拢并 轻微接触，因端面个别点的接触而形成喷射状火花，加热至 一定温度时，断电进行迅速顶锻，最后在压力作用下冷却结 晶而形成牢固接头。
优点：接头中夹渣少，质量好，强度高。 缺点：金属损耗较大，闪光火花易玷污其它设备与环境，接头处 焊后有毛刺需要加工清理。 应用： 常用于对重要工件的焊接。可焊相同金属件，也可焊接一些异种 金属。被焊工件直径可小到0.01mm的金属丝，也可以是断面大到 20000mm2的金属棒和金属型材。