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美国的焊接工艺介绍 ASME 规范产品专业委员会 赵孟显1 基本概念 （1）介绍与焊接有关的3个组织 （a）美国焊接学会： American Welding Society（ AWS） 主要归口焊接术语、焊接材料制造和检验、钢结构焊接的标准，这些标准同时又是美国国家标准（ANSI）。另外还制定“标准焊接工艺规程”（SWPS）。 （b）美国材料和试验学会（ ASTM） American Society for Testing and Materials（ ASTM） 主要归口各种材料，包括铁基材料（即俗称“黑色金属”）、非铁基材料（即俗称“有色金属”）和其它材料的制造、检验、无损检测及其它试验标准，这些标准同时也是美国国家标准（ANSI）。 （c）美国机械工程师学会： American Society of Mechanical Engineers （ ASME） 主要归口锅炉、压力容器、核能容器、玻璃纤维增强塑料压力容器、压力管道的设计、制造与检验的规范（也是美国国家标准）及用于这些规范的材料（包括铁基材料、非铁基材料、焊接材料）、上述容器的焊接及无损检测的标准。 其它还有一些组织，也引用一些有关焊接的标准，如美国石油学会（ API）中的钢结构焊接引用AWS中的 D1.1、铸钢件的补焊引用ASTM 中的A 488、而井口装置受压件的焊接引用ASME中的第IX卷的要求。 （2） ANSI/AWS A3.0中的一些焊接术语 （a）材料连接方法分类（见图1） （b）熔化焊方法分类 （见图2） 焊接方法的缩写和定义: AAW Air acetylene AHW Atomic hydrogen BMAW Bare metal arc CAW Carbon arc EBW Electron beam EGW Electrogas ESW Electroslag FLOW Flow FCAW Flux cored arc FW Flash GMAW Gas metal arc GTAW Gas tungsten arc IW Induction LBW Laser beam OAW Oxyacetylene OHW Oxyhdrogen PAW Plasma arc PEW Percussion PW Projection RSEW Resistance seam RSW Resistance spot SAW Submerged arc SMAW Shielded metal arc SW Stud arc TW Thermit AAW 空气-乙炔焊：利用空气中的氧气和乙炔产生的火焰进行焊接的方法，不施加压力。是一种老式的和很少使用的方法。 AHW 原子氢焊：2个金属极之间外加氢气保护的一种弧焊方法，不施加压力。是一种老式的和很少使用的方法。 BMAW 裸金属弧焊：在一个裸电极或薄药皮电极和焊缝熔池之间产生电弧的一种弧焊方法，不使用保护气体，也不施加压力。填充金属来自电极。是一种老式的和很少使用的方法。 CAW 碳弧焊：在一个碳电极和焊缝熔池之间产生电弧的一种弧焊方法，它可以使用或不使用保护气体，无须施加压力。 EBW 电子束焊：利用主要由高速电子流组成的聚焦束流撞击被焊表面产生的热量使金属接合的焊接方法。不使用保护气体，也不施加压力。 EGW 气电立焊：通过连续送进的填充金属极和焊缝熔池之间的电弧使之产生接合的一种弧焊方法。在近似立焊位置焊接，可以使用模块，使熔化的焊缝金属强迫成型。该方法可用或不用外加保护气，无须施加压力。使用实芯或金属粉芯焊丝时，用单一气体或混合气体形成气体保护；使用药芯焊丝时，可用或不用外加的气体或混合气来形成保护气。 ESW 电渣焊：以熔渣产生金属接合的焊接方法。熔渣使填充金属和工件的被焊表面熔化。当焊接进行时，熔渣沿着接头的整个横截面移动，而熔池则受到熔渣的保护。起焊时，首先以电弧加热渣，然后灭弧，导电的渣借助电流通过电极和工件时的电阻产生的热量而保持熔融状态。 FLOW 钎接焊：以熔点低于母材的熔化的填充金属作为热源漫流过熔合面以产生接合的一种硬钎焊方法。是一种老式的和很少使用的方法。（注：按字面可译为“漫流焊”）。 FCAW 药芯焊丝弧焊：采用连续送进的填充金属极和焊缝熔池之间的电弧进行焊接的气体保护熔化极弧焊方法。本法所用保护气体来自管状焊丝内部的焊剂，可带有也可不带有外部供应的、起补充保护作用的气体，焊接时无须施加压力。 FW 闪光焊：通过在对接接头结合面上利用闪光作用再加压产生焊缝的电阻焊方法。闪光作用是在工件之间很小的接触点上施加很高的电流密度、同时将作为工件的接头缓慢地强制移动排出材料而产生的。通过对工件的迅速顶锻完成焊缝。 GMAW 熔化极气体保护焊：采用连续送进的填充金属极和焊缝熔池之间的电弧的弧焊方法。此法采用外部供应的保护气体，焊接时无须施加压力。 GTAW 钨极气体保护焊：以钨极（非熔化极）和工件之间的电弧加热金属，从而获得接合的弧焊方法。保护方法是采用单一气体或混合气体。压力和填充金属可用也可不用（此法有时不恰当地称为“TIG ” 焊）。 IW 感应焊：由于工件对高频焊接电流的流动阻力而发热，以达到金属接合的焊接方法。焊接时压力可用也可不用。高频焊接电流效应是将焊接热集中于所要的部位。 LBW 激光焊：通过应用一个经聚焦的光束撞击被焊件以产生热量达到材料结合的一种焊接方法。 OAW 氧-乙炔气焊：使用乙炔作为燃料气的氧气焊接方法。焊接时无须施加压力 OHW 氧-氢气焊：使用氢气作为燃料气的氧气焊接方法。焊接时无须施加压力。 PAW 等离子弧焊：以电极-工件间的压缩电弧（转移弧）或电极-压缩喷嘴间的压缩电弧（非转移弧）加热金属，从而获得结合的弧焊方法。保护气体是从嘴孔喷出的热离子化气体，也可以再辅之以另一种气源的保护气体。保护气体可以是单一的惰性气体，也可以是混合气体。压力和填充金属可用亦可不用。 PEW 冲击焊（对焊）：通过电能的迅速释放产生电弧，并在电能释放后立即施加冲击力以形成材料结合的一种焊接方法。 PW 凸焊（点焊）：利用焊接电流的电阻热来形成结合的一种电阻焊方法，焊缝位于凸点、浮花或交叉点等预先确定的点上，金属连接处互相搭接（并加压）形成材料结合的一种焊接方法。 RSEW 电阻缝焊：这是一种电阻焊方法，工件表面互相搭接并沿接头长度方向通过滚轮逐渐前进，利用焊接电流的电阻热达到焊接温度并加压以形成多个连续互相搭接的熔核组成焊缝来实现结合。 RSW 电阻点焊：这是一种电阻焊方法，以工件（接触点）作为电流回路的一部分，焊接电流流过表面互相搭接的工件产生电阻热，并加压以实现结合。 SAW 埋弧焊：以一个（或多个）金属裸电极与工件之间形成的一个（或多个）电弧加热金属，使后者得到结合的弧焊方法。熔化的金属和电弧被一层铺在工件上的粒状可熔性焊剂加以保护。不施加压力，填充金属取自电极，有时尚从焊棒、焊剂、金属粒等得到补充性的填充金属。 SMAW 手工电弧焊：以涂料焊条与工件之间的电弧加热金属，从而达到结合的一种弧焊方法。以涂料的分解物对电弧进行保护。施焊时无须外加压力，填充金属取自焊条。 SW 螺柱焊：螺柱或相似的零件与工件采用焊接连接的统称，焊接可以通过电弧、电阻、摩擦或其它方法。可加也可不加附加的保护气。 （这里指电弧螺柱焊） TW 铝热焊：通过金属氧化物和铝的化学反应形成液体金属来加热金属形成结合的一种焊接方法。压力可加也可不加，填充金属取自液体金属。焊接方法缩写和定义CEW Coextrusion CW Cold DFW Diffusion EXW Explosion FOW Forge FRW Friction HPW Hot pressure IW Induction PGW Pressure gas ROW Roll RSEW Resistance seam RSW Resistance spot USW Ultrasonic UW Upset CEW 挤压焊：通过加热工件到焊接温度并在挤压模具中强制加压形成结合的一种固态焊接方法。 CW 冷焊：在室温通过施加压力并在焊接处产生坚固变形形成焊缝的一种固态焊接方法。 DFW扩散焊：在较高温度对工件施加压力，但无肉眼可见变形或相对移动的情况下形成焊缝的一种固态焊接方法。可在结合面上加入固态的填充金属。 EXW 爆炸焊：工件通过受控制的爆炸产生的高速冲击形成焊缝的一种固态焊接方法。 FOW 锻焊：将工件加热到焊接温度，并对结合面施加足以产生永久变形的突然锻击以形成焊缝的一种固态焊接方法。 FRW 摩擦焊：一种固态焊接方法，它借助工件之间的相对旋转或滑动产生热量，再突然施加压缩力使材料从结合面塑性排出，从而使工件在结合面产生焊缝。 HPW 热压焊：将工件加热并对结合面施加足以产生宏观变形的压力以形成焊缝的一种固态焊接方法。 IW 感应焊：由于工件对高频焊接电流的流动阻力而发热，以达到金属结合的焊接方法。焊接时压力可用可不用。高频焊接电流效应是将焊接热集中于所要的部位。 PGW 加压气焊：一种氧-燃料气焊方法，氧-燃料气焊时在整个结合面上同时形成焊缝。焊接时施加压力，但不加填充金属。 RSEW 电阻缝焊：一种电阻焊方法，工件表面互相搭接并沿接头长度方向通过滚轮逐渐前进，利用焊接电流的电阻热达到焊接温度并加压以形成多个连续互相搭接的熔核组成焊缝来实现结合。 RSW 电阻点焊：一种电阻焊方法，以工件（接触点）作为电流回路的一部分，焊接电流流过表面互相搭接的工件产生电阻热，并加压以实现结合。 ROW 滚焊：一种固态焊接方法，通过对工件结合面加热并施加滚轧到足够的压力使之产生变形以形成焊缝。USW 超声波焊：一种固态焊接方法，通过对工件的局部应用高频率的振动能并在压力下结合在一起以形成焊缝。 UW 顶锻焊：一种电阻焊方法，通过焊接电流流过互相对接的接合面产生电阻热获得热量，并加压以实现整个接合面或在前进的接合面上实现结合。 （d）硬钎接和软钎接方法分类 钎接方法缩写和定义AB Arc brazing BB Block brazing TCAB Twin carbon arc brazing DB Dip brazing DS Dip soldering DFB Diffusion brazing FB Fumace brazing FS Fumace soldering FLB Flow brazing IB Induction brazing IS Induction soldering IRB Infrared brazing IRS Infrared soldering INS Iron soldering RB Resistance brazing AB 电弧硬钎接：使用电弧作为热源的一种硬钎接方法。 BB 加热块硬钎接：以置于接头处的加热块于的热量来进行钎接的一种硬钎接方法。是一种老式的和很少使用的方法。 DB 浸沾硬钎接：钎接所需热量是由熔化的化学物质熔池或金属熔池所提供的一种硬钎接方法。当使用熔化的化学物质熔池时，熔池可起钎剂作用；当使用熔化金属的熔池时，熔池提供钎料。 DS 浸沾软钎：接钎接所需热量是由熔化的金属熔池所提供的一种软钎接方法。熔池也提供软钎料。 DFB 扩散硬钎接：一种硬钎接方法，将要连接的金属加热到硬钎接所需的温度，并使用钎料，钎料通过毛细管作用铺展开或预置于结合面上产生结合。钎料所扩散到母材的接头部分，其性能已与相邻母材有所不同。压力可用可不用。 FB 炉中硬钎接：把待连接的零件放在升温到硬钎接温度的炉中进行钎接的一种硬钎接方法。 FS 炉中软钎接：把待连接的零件放在升温到软钎接温度的炉中进行钎接的一种软钎接方法。 FLB 漫流硬钎接：将熔化的非铁基钎料灌注越过接头以获得热量，直到达到硬钎接温度的一种硬钎接方法。是一种老式的和很少使用的方法。 IB 感应硬钎接：用工件感应电流的电阻热进行钎接的一种硬钎接方法。 IS 感应软钎接：用工件感应电流的电阻热进行钎接的一种软钎接方法。 用工件感应电流的电阻热进行钎接的一种软钎接方法I IRB 红外硬钎接：利用红外线的热量进行钎接的一种硬钎接方法。 IRS 红外软钎接：利用红外线的热量进行钎接的一种软钎接方法。 RB 电阻硬钎接：工件是电路的一部分，利用工件的电阻热进行钎接的一种硬钎接方法。 RS 电阻软钎接：工件是电路的一部分，利用工件的电阻热进行钎接的一种软钎接方法。 TB 火焰硬钎接：钎接所需热量由燃气火焰提供的一种硬钎接方法。（3）焊接工艺评定中的焊接变素 以ASME 锅炉及压力容器规范第IX卷为例，分成焊接方法、接头、母材、填充金属、焊接位置、预热、焊后热处理、气体、电特性和焊接技巧等10类。 为了减少焊接工艺评定的数量，根据母材特性指定了P-No.，铁基（黑色）金属从P-No.1 P-