《机械制造技术》-第三章

3.1概述焊接是通过加热或加压或两者并用，用或不用填充材料，使焊件连接的加工方法。焊接是现代工业生产中，各种金属结构和机器零部件常用的一种连接方法，广泛地应用于机械制造业中，如运输机械（铁路、车辆、汽车等），动力机械（锅炉、汽轮机等），起重运输机械（起重机、电梯等），农业机械、矿山冶金机械、建筑安装、桥梁、造船、电站、石油、化工仪器与设备以及电子仪器制造等。返回下一页3.1概述1.焊接的分类焊接可分为如下3类。（1）熔化焊将焊件接头加热至熔化状态，冷却后成为一体，实现连接的方法。（2）固相焊利用摩擦、扩散和加压等物理作用，在固态条件下将焊件接头连接的方法。（3）钎焊采用钎料与焊件一起加热，使钎料熔化（焊件不熔化）后，流动充填焊件接头空隙冷却后实现连接的方法。返回上一页下一页3.1概述2.焊接方法焊接的方法有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、气焊、钎焊、电阻焊、电渣焊、高频焊、爆炸焊、摩擦焊、超声波焊、扩散焊、搅拌摩擦焊等。3.焊接的特点①节省金属材料。一般情况下，焊接比铆接可以节省材料10%～30%；比铸钢节省50%～60%左右；比锻造节省10%左右。②投资少，见效快，生产周期短。③气密性、整体性好，特别适用于几何尺寸大而材料较分散的制品。④焊接时局部加热，产生焊接变形和残余应力。⑤焊接缺陷隐蔽，易导致焊接结构的意外破坏。返回上一页3.2常用焊接方法3.2.1焊条电弧焊1.焊接原理如图3-1所示，焊条电弧焊是以手工操纵焊条，利用焊条与工件之间产生的电弧将焊条和工件局部加热到熔化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的母材融合在一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，最终形成焊缝，是目前工业生产中广泛应用的焊接方法。返回下一页3.2常用焊接方法2.焊接电弧焊接电弧是由焊接电源供给的，它是在具有一定电压的两电极间或电极与焊件间及在气图3-2焊接电弧的组成体介质中产生的强烈而持久的放电现象。焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成，如图3-2所示。电弧紧靠负电级的区域为阴极区，电弧紧靠正电极的区域为阳极区，阴极区和阳极区之间的部分为弧柱，其长度相当于整个电弧长度。用钢焊条焊接钢材时，阴极区的温度约为2400k，产生的热量约占电弧总热量的36%；阳极区的温度约为2600k，产生的热量约占电弧总热量的43%；弧柱的中心温度最高，可达6000～8000k，热量约占总热量的21%。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.电焊机电焊机是产生电弧的电源。（1）为了便于引弧和保证电弧的稳定燃烧，电焊机必须满足以下基本要求。①要有较高的空载电压，以便于引弧。电压一般控制在50～80v，以保证工作安全。②短路电流不能太大。因引弧时总是先有短路，如短路电流过大，会引起电焊机的过载，甚至损坏。一般短路电流不超过工作电流的15倍。③焊接工程电弧要稳定。在工作中电弧不断受到频繁的短路和弧长变化的干扰，所以要求电焊机在弧长受到干扰时能自动并且迅速地恢复到稳定燃烧状态，使焊接过程稳定。④焊接电流可以调节，以便于焊接不同材料和厚度的工作。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（2）按产生电流的种类不同，电焊机分为交流和直流两大类。①交流电焊机。供给焊接电弧的电流是交流电，它实际上是符合焊接要求的降压变压器（如图3-3所示），其输出电压与普通变压器的输出电压不同，其空载电压为60～70v，工作电压为30v，电流调节器范围为50～450A。②直流弧焊机。根据提供直流电的方式的不同，分为直流弧焊发电机和弧焊整流器两种结构：一般直流弧焊机电源的空载电压为50～80V，工作电压为30V，电流的调节范围是45～320A；弧焊整流器的空载电压为715A，工作电压为22～32v，电流的调节范围是62～300A。返回上一页下一页3.2常用焊接方法交、直流电焊机的比较。从焊接质量、生产效率方面来比较，交、直流电焊机无明显的区别。交流电焊机结构简单，制造方便，成本低廉（仅为直流电焊机的20%～30%），节省电能（仅为直流电焊机50%）。使用可靠。维修方便，但是它的电弧稳定性较直流电焊机差。在焊接合金结构钢和有色金属时，往往需要选用质量好而电弧稳定性较差的低氢焊条，这就必须选用直流电焊机。但直流电焊机存在结构复杂、制造检修困难、噪声大和成本高等缺点，而弧焊整流器由大功率整流元件组成，具有重量轻、结构简单、无噪声、效率高、成本低、制造检修方便等优点，故将会逐渐取代弧焊发电机，在生产中获得广泛的应用。如图3-4所示。返回上一页下一页3.2常用焊接方法4.电焊条电焊条是由金属焊芯及包在外面的药皮组成。（1）金属焊芯。主要起传导电流和填充焊缝的作用。焊条直径是用焊条芯的直径来表示的，最小的为0.4mm。最大的为9mm，但以直径为3～5mm，长度为350～450mm的应图3-5焊条用最广。（2）药皮。药皮的作用是使电弧容易引燃并且稳定燃烧，保护熔池内金属不被氧化，保证焊缝金属具有合乎要求的化学成分和力学性能。药皮的成分较为复杂，由稳弧剂（钾水玻璃）、造渣剂（矿粉）、造气剂（淀粉）、脱氧剂（锰铁）、合金剂（硅铁）、黏结剂（钠水玻璃）配合而成，粘涂在焊芯外面。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（3）电焊条分类及牌号。根据GB5117-1985标准的规定，焊条共分为九类，即碳钢焊条，低合金钢焊条，钼和铬钼耐热钢焊条，不锈钢焊条，堆焊焊条，低温焊条，镍基铸铁焊条，铜及铜合金焊条，铝及铝合金焊条。焊条根据药皮化学成分和性质的不同，有酸性焊条和碱性焊条之分。酸性焊条与碱性焊条相比，虽然焊缝的塑性和冲击韧度都比较低，但是酸性焊条能够适于交直流两用，并具有良好的焊接工艺性能，因此获得广泛使用。返回上一页下一页3.2常用焊接方法5.焊接过程（1）焊前准备。①烘干焊条，去除受潮涂层中的水分，以减少熔池及焊缝中的氢，防止产生气孔和冷裂纹。②清除工件坡口及两侧各20mm范围内的锈、水、油污等，防止产生气孔和延迟裂纹。③组对工件，保证结构的形状和尺寸，预留坡口根部间隙和反变形量，然后按规定的位置进行定位焊。④针对刚性大的结构和可焊性差的材料，焊前对工件进行全部或局部预热，以减小接头焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，减小焊接应力和变形，防止产生裂纹。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（2）焊接方法。①烘干焊条，去除水分，以减少熔池及焊缝中的氢，防止产生气孔和冷裂纹。②清除工件坡口及两侧的铁锈、水、油脂等污物，防止产生气孔和延迟裂纹。③对刚性大的结构和可焊性差的材料，焊前对工件进行全部或局部预热，减小焊接应力和变形，防止产生裂纹。④先将焊缝点固（如图3-6所示），再进行连续焊接（如图3-7所示）。返回上一页下一页3.2常用焊接方法⑤为防止产生裂纹，焊后立即对焊件全部或局部进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施，称为后热。⑥对于重要结构、尺寸稳定性要求高的结构，应考虑焊后进行消除应力退火的热处理工艺。（3）后热和焊后热处理。焊后立即对焊件全部或局部进行加热或保温使其缓冷的工艺措施，称为后热。后热的目的是避免形成硬脆组织，以及使扩散氢逸出焊缝表面，从而防止产生裂纹，焊后为改善接头的显微组织和性能或消除焊接残余应力而进行的热处理，称为焊后热处理。例如，对于易产生脆断和延迟裂纹的重要结构、尺寸稳定性要求高的结构、有应力腐蚀的结构以及厚度超过一定限度的结构，应考虑焊后进行消除应力退火。返回上一页下一页3.2常用焊接方法6.焊条电弧焊的特点①操作灵活，适用于各种空间位置，对于复杂结构，可以不用辅助工装。②设备简单，使用方便，容易掌握。③选择合适的焊条可以焊接许多常用的金属材料。④焊接质量不够稳定。焊接质量受焊工的操作技术、经验的影响。⑤劳动强度大，劳动条件差，受弧光辐射、烟尘、臭氧、氮氧化合物、氟化物等有毒物质的危害。⑥生产效率低。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.2.2气焊1.焊接原理气焊是利用氧气和可燃气体混合燃烧所产生的热量，将焊丝和焊件熔化而进行焊接的一种方法，最常用的气体是乙炔气和氧气（如图3-8所示），它们混合燃烧产生的火焰称为氧-乙炔焰。焊丝是填充材料，应根据焊件化学成分来选择，或以从被焊板材上切下的条状材料作为焊丝。焊剂用于除去焊接过程中产生的氧化物，保护焊接熔池，增强熔化金属在熔池中的流动性。当焊接低碳钢时，一般不需要焊剂。返回上一页下一页3.2常用焊接方法2.气焊设备和工具①氧气瓶。是储运氧气的高压容器，表面漆成天蓝色。②乙炔瓶。是储运乙炔气体的高压容器，表面漆成白色。③减压器。将瓶内的高压气体调节到工作压力，并保持焊接过程中气压稳定。④焊炬。也称焊枪，使乙炔可燃气体与氧气混合，产生适合焊接要求、稳定燃烧火焰的工具。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.气焊的特点①操作灵活方便，设备简单，不用电源。②火焰可以调节，适于焊接不同金属。③焊接容易产生严重变形，接头质量不高。④气焊火焰不集中，加热缓慢，生产率低。气焊主要用于焊接3mm以下厚度的低碳钢薄板、有色金属及其合金、钎焊刀具、铸件补焊、热处理加热等。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.2.3气体保护焊1.焊接原理采用可熔化的焊丝作为电极，以连续送进的焊丝与被焊工件之间燃烧的电弧作为热源来熔化焊丝和母材金属；依靠特殊的焊枪将保护气体连续不断地送到电弧周围，在电弧及焊接区形成局部气体保护层，从而防止大气污染焊缝；焊丝不断熔化并以熔滴形式过渡到熔池中，与熔化的母材金属熔合、冷凝后形成焊缝金属。2.二氧化碳气体保护焊图3-10CO2气体保护焊焊接过程示意图,用二氧化碳气体作为气体保护层进行焊接，焊接过程如图3-10所示。特点如下。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（1）生产效率高。CO2气体保护焊的生产率比普通的焊条电弧焊提高

2～4倍。（2）焊接成本低。CO2气体来源广，价格便宜，电能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊条电弧焊的40%～50%。（3）适用范围广。可实现全位置焊接，薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。（4）容易操作。明弧焊接，便于监视和控制。（5）焊缝质量高。焊接变形小，焊后不用清渣。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.氩弧焊用氩气作为气体保护层进行焊接，特点如下：（1）可以焊接大多数金属，尤其适用于焊接铝及铝合金、铜及铜合金及不锈钢等材料。（2）焊接质量高，劳动生产率高。（3）焊前必须仔细清理焊丝和工件，以免产生气孔。返回上一页下一页3.2常用焊接方法按采用的电流种类，可分为直流TIG焊、交流TIG焊和脉冲TIG焊等；按操作方式，可分为手工TIG焊和自动TIG焊。手工TIG焊时，焊工一手握焊枪，另一手持焊丝，随焊枪的摆动和前进，逐渐将焊丝填入熔池之中。有时也不填充焊丝，仅将接口边缘熔化后形成焊缝。自动钨极氩弧焊是以传动机构带动焊枪行走，送丝机构尾随焊枪进行连续送丝的焊接方式。在实际生产中，手工ＴＩＧ焊应用最广。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.2.4钨极惰性气体保护焊（TIG焊）1.焊接原理TIG焊是利用钨极与焊件之间产生的电弧热，来熔化附加的填充焊丝或自动给送的焊丝（也可不加填充焊丝）及基本金属形成熔池而形成焊缝的。焊接时，如图3-11所示，氩气流从焊枪喷嘴中连续喷出，在电弧区形成严密的保护气层，将电极和金属熔池与空气隔离，形成焊接接头。返回上一页下一页3.2常用焊接方法2.TIG焊特点及应用TIG焊除具有气体保护焊共有的特点外，还有其他一些特点。（1）焊接质量好。氩气是惰性气体，不与金属起化学反应，焊接过程基本上是金属熔化和结晶的简单过程，因此保护效果好，能获得高质量的焊缝。（2）适应能力强。采用氩气保护无熔渣，填充焊丝不通过电流，不产生飞溅，焊缝成形美观；电弧稳定性好，即使在很小的电流（小于10A）下仍能稳定燃烧，且热源和填充焊丝可分别控制，热输入容易调节，所以特别适合薄件、超薄件（0.1mm）及全位置焊接（如管道对接）。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（3）焊接范围广。TIG焊几乎可焊接除熔点非常低的铅、锡以外的所有的金属和合金，特别适合焊接化学性质活泼的金属和合金。常用于铅、镁、钛、铜及其合金和不锈钢、耐热钢及难熔活泼金属（如锆、钽、钼等）等材料的焊接。由于容易实现单面焊双面成形，有时还可用于焊接结构的打底焊。（4）焊接效率低。由于用钨作电极，承载电流能力较差，焊缝易受钨的污染，因而TIG焊使用电流较小，电弧功率较低，焊缝熔深浅，熔敷速度小，仅适用于焊件厚度小于6mm的焊件焊接，且大多采用手工焊，焊接效率低。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（5）焊接成本较高由于使用氩气等惰性气体，焊接成本高，常用于质量要求较高的焊缝及难焊金属的焊接。3.2.5埋弧焊1.焊接原理焊接时，如图3-12所示，焊剂不断撒在焊件接缝和接缝附近区域，焊丝绕在焊丝盘上，可连续自动送进，焊丝末端插入焊剂内并与焊件之间产生电弧；金属熔化形成金属溶，电弧被厚约30～50mm的焊剂层覆盖，看不见电弧光，所以称为埋弧焊；焊丝的移动采用机械进给，电源部分与焊条电弧焊相同。2.埋弧焊的特点（1）生产效率高，劳动条件好。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（2）焊接质量好，节省金属和电能。（3）在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果胜过其他焊接方法。（4）适于长焊缝的焊接，容易焊偏，不适合焊接厚度小于1mm的薄板。（5）不易焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。埋弧焊适用于焊接比较大而长的直焊缝和大直径圆筒的环焊缝，尤其适用于大批量生产。它广泛应用于锅炉、化工容器、造船、机车车辆、起重机等金属结构的制造。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.2.6电阻焊1.焊接原理电阻焊是由电极对工件施加压力，通电后利用接触电阻热将工件接头加热到塑性或熔化状态进行焊接的方法。电阻焊有４种基本类型，点焊、缝焊、对焊和凸焊，如图3-13所示。（1）点焊。用两个柱状电极压紧工件，然后通电，触面发生点状熔化（熔核），然后断电，在压力下完成一个焊点的过程。多用于薄板（δ≤1.2mm）的非密封性连接，主要用于焊接薄板结构及钢筋构件，广泛用于汽车、航空、建筑等制造业。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（4）凸焊。凸焊是点焊的一种变形，是在一个工件的贴合面上预先加工出一个或多个凸点，使其与另一个工件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。凸焊的种类很多，除了板件凸焊外，还有螺帽、螺钉类零件凸焊，线材交叉凸焊，管子凸焊和板材T形凸焊等。凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。板件凸焊最适宜的厚度为1.5～4mm。2.电阻焊的特点（1）两金属是在压力下从内部加热完成焊接的，焊接时无需焊剂或气体保护，也不需要使用焊丝、焊条等填充金属，便可获得质量较好的焊接接头，其焊接成本低。（2）由于热量集中，加热时间短，故热影响区小，变形和应力也小。焊后通常不必校正变形或热处理。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（3）操作简单，易于实现机械化和自动化生产，无噪声及烟尘，劳动条件好。只有对焊时有火花喷溅，需要做适当隔离。（4）生产率高，在大批量生产中可以与其他制造工序一起编到组装生产线。（5）目前尚缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和破坏性试验来检查，靠各种监控技术来保证。（6）点焊和缝焊需要搭接接头，增加了构件的重量，其接头的拉伸强度和疲劳强度均较低。（7）设备功率大（最高可达1000kVA），而且机械化和自动化程度较高，故设备投资大，维修较困难。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.2.7其他焊接技术1.电渣焊接电渣焊是指利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。如图3-14所示，电渣焊时，焊缝处于垂直位置，焊件的两端面间应保持一定的间隙，间隙两端有两块中间通水冷却的铜滑块紧贴在焊件上。在铜滑块与焊件围成的方形空腔内放入足够量的焊剂。通过焊丝引弧，利用电弧热熔化焊剂，形成渣池，然后熄灭电弧。电流通过渣池会产生很大的电阻热，热量传至焊丝和焊件，足以使焊丝和焊件边缘熔化，并沉积于渣池之下，成为熔池。随着焊丝和焊件边缘的不断熔化，使熔池和渣池不断升高，熔池底部便逐渐凝固成焊缝。返回上一页下一页3.2常用焊接方法电渣焊接特点如下。①可焊厚大工件，生产率高。②焊接材料消耗少，焊缝金属比较纯净，焊缝质量好。③焊剂及电能消耗少。④由于加热和冷却过程缓慢，金属在高温下停留时间长，使热影响区宽，且晶粒粗大，机械性能下降，故焊后一般要进行热处理（通常用正火）以改善组织和性能。⑤因为焊剂用量少，向焊缝渗合金只能通过电极材料来实现，对电极要求高。电渣焊主要应用于30mm以上的大厚板材的焊接，可与铸造及锻压相结合生产组合件，以弥补铸、锻能力的不足，因此特别适用于重型机械制造业，如轧钢机、水轮机、水压机、大型锻压机、高压锅炉、石油高压精炼塔、电站的大型容器、炼铁高炉，也适用于造船工业。返回上一页下一页3.2常用焊接方法2.等离子弧焊接等离子弧焊接是借助水冷喷嘴对电弧的拘束压缩作用，获得的一种比普通电弧能量、密度及温度更高，导电性更好的等离子弧，并在保护气体的保护下，熔化金属进行焊接，如图3-15所示。按电流大小，等离子弧焊接分为两类，大电流等离子弧焊接（穿孔法和融入法）和微束等离子弧焊接。等离子弧可焊不锈钢、耐热钢、铜合金、钛合金及钨、钼、钴、铬镍、钽等难熔、易氧化材料，目前主要应用于化工、原子能、电子、精密仪器、火箭、航空和空间技术中。返回上一页下一页3.2常用焊接方法焊接特点如下。①弧柱温度高，能量密度大，加热集中，熔透能力强，可以高速施焊，生产率高。②工作稳定，工艺参数调节范围宽，可焊接极薄的金属，也可完成厚板的穿孔型焊接。③焊缝深宽比大，热影响区窄，焊接变形小，可保证优良的焊接质量。④由于钨极内缩至喷嘴内，不与焊件接触，钨极损耗小。⑤设备复杂，成本高，工艺参数的调节较复杂，喷嘴的使用寿命短。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.真空电子束焊接真空电子束焊接是对电子枪的阴极通电加热，如图3-16所示，使其发射出大量电子，通过强电场加速和电磁透镜聚焦后，形成高能量密度（5×108W/cm2）的电子束（束斑直径<1mm）轰击焊件，其动能转变为热能，使金属迅速熔化而实现焊接的方法。根据焊件所处环境的不同，电子束焊又分真空（真空度为666×10-4Pa以上）、低真空（真空度为1～13Pa）和非真空3种。应用最早、用得较多的是真空电子束焊。真空电子束既可以焊普通低合金钢、不锈钢，也可以焊难熔金属、化学活泼性强的金属及复合材料、异种金属，如铜-镍、钼-镍、钼-铜、钼-钨、铜-铝等。返回上一页下一页3.2常用焊接方法应用于原子能、航空航天、军工生产等领域，对质量要求特别高的重要结构的焊接；采用普通焊接方法难以保证焊接质量的某些特殊材料和结构的焊接。焊接特点如下。①能量密度大，穿透性强，工艺参数可控性好，可焊接工件厚度为0.1～300mm。②热影响区窄，焊接变形小，焊接精度高。③电子束焊接设备投资大，成本较高。④对易蒸发的金属及合金、含气量较多的材料（如铝-锌-镁合金、黄铜、未经脱氧的低碳钢等），不宜采用真空电子束焊接。返回上一页下一页3.2常用焊接方法4.激光焊接激光是利用原子受激辐射原理，使工作物质受激辐射，由光学系统聚焦而形成的一种单色性好、方向性强、亮度极高的光束。把激光束聚焦到焊件上，光能被焊件吸收后转换成热能，在焦点处产生数万度高温，使金属瞬间熔化，冷却凝固后形成焊接接头。脉冲激光焊适用于焊接各种微型结构，如仪表游丝、集成块内部接线、显像管电子枪等。连续激光焊采用CO2激光器，输出功率大（可达100kw），穿透性好（可达50mm），可进行从薄板精密焊到厚板深穿入焊的各种焊接。返回上一页下一页3.2常用焊接方法焊接特点如下:①激光束能量密度很高，焊速快，热影响区和焊接变形很小，尺寸精度高。在大气中焊接，也无须外加保护，就能获得高质量焊缝。②可焊接多种金属、合金、异种金属及某些非金属材料，如各种钢材、铜、铝、银钼、镍、钨及玻璃钢等的焊接。③激光可透过透明材料对封闭结构内部进行无接触焊接（如电子真空管、显像管的内部接线等）。④可焊接直径为1mm的金属丝到厚度为50mm的板材。⑤激光焊设备投资大，能量利用率低，维护成本高。⑥对激光束波长吸收率低和含有大量低沸点元素的材料，一般不宜采用激光焊。返回上一页下一页3.2常用焊接方法5.扩散焊接扩散焊接是借助压力、温度、时间及真空（或保护气氛）等条件，使焊件连接面产生微观塑性流变而达到紧密接触，并通过原子间充分扩散和再结晶，从而获得无焊接界面的均质焊接接头的一种固相焊接方法。扩散焊接多用于焊接各种小型、精密、复杂焊件，尤其适合焊接用熔焊和钎焊难以满足质量要求的焊件，它不仅在原子能、航天、导弹等尖端技术领域中为解决各种特殊材料的焊接提供了可靠的工艺手段；而且在机械制造工业中也被广泛地应用，如金属切削刀具的制造（钢与硬质合金的焊接）、发动机缸体与气门座圈的连接、涡轮机叶片的焊接、汽车差动伞齿轮孔镶衬套（薄壁青铜套）等。返回上一页下一页3.2常用焊接方法焊接特点如下:①加热温度低（约为母材熔点的0.4～0.7），焊接过程靠原子在固态下扩散完成，不改变母材的性质，接头的化学成分、组织性能与母材非常接近或相同。②可焊接的材料种类为各种焊接方法之最。③可对各种复杂截面（特厚与特薄、特大与特小）进行焊接。焊接质量稳定可靠。④单件焊接生产率较低，焊前对焊接件表面的加工清理和装配质量要求十分严格（要求连接表面的粗糙度Ra<

0.8m），需要真空辅助装置等。返回上一页下一页3.2常用焊接方法6.超声波焊接超声波焊接是在静压力与声学系统中输入的高频（f>16kHZ）弹性振动能（即超声波）共同作用下，使焊件接触面发生相对摩擦而进行焊接的一种固相焊接方法。主要用于无线电、仪表、精密机械、航空航天工业中各种微型精密构件的焊接，如半导体器件的内引出线、电解电容器的铝箔与引出线的焊接等；此外，在原子能、化工、轻工等部门也常采用超声波焊来焊接各种箔材、薄壁件及塑料、合成纤维等。焊接特点如下。①焊接时焊件的温升小，焊接内应力与变形也很小，接头强度比电阻焊高15%～20%。②可焊接的材料种类很广泛，除钢材外，还可焊接高导电性、高导热性材料（如银、如云母、塑料等）。返回上一页下一页3.2常用焊接方法③焊前对焊件表面清理质量要求不高，耗电量为电阻焊的5%左右，焊接成本低。④接头形式受焊极伸入方式的限制，厚壁工件的焊接较困难。7.高频焊接高频焊焊接时，利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化或接近的塑性状态，如图3-17所示，随即施加（或不施加）力而实现金属的结合。高频焊通常采用的电流频率范围为300～450kHz，借助高频电流的“趋肤效应”可将能量集中于工件表层，而利用“邻近效应”又可控制高频电流流动路线和范围，使工件待连接部位表层金属得以快速加热从而实现相互连接。根据电流导入工件的方式，可分为接触高频焊和感应高频焊。返回上一页下一页3.2常用焊接方法接触高频焊时，高频电流通过与工件机械接触而传入工件。感应高频焊时，高频电流通过工件外部感应圈的耦合作用而在工件内产生感应电流。高频焊是专业化较强的焊接方法，要根据产品配备专用设备。生产率高，焊接速度可达30m/min。主要用于制造管子时纵缝或螺旋缝的焊接。8.搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。焊接时，如图3-18所示，由一个圆柱体形状的焊头伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接。返回上一页下一页3.2常用焊接方法搅拌摩擦焊是一种固相连接工艺。与熔焊相比，搅拌摩擦焊焊接铝合金有以下几个突出的特点。①焊接中厚板时，焊前不需要开V形或U形上坡口，也不需要进行复杂的焊前准备。②焊后试件的变形和内应力特别小，焊缝组织好，接头力学性能优异。③焊接过程中没有辐射、飞溅及危害气体的产生。④焊接接头性能优良，焊缝中无裂纹、气孔及收缩等缺陷，可实现全方位焊接。⑤可焊接那些不推荐用熔焊焊接的高强铝合金。⑥焊速比熔焊要慢，焊接时焊件必须夹紧，还需要垫板，焊后焊缝上留有锁眼。返回上一页下一页3.2常用焊接方法3.2.8钎焊钎焊是采用熔点比母材低的金属作钎料，将焊件加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，再将钎料熔化，加入钎剂，使钎料填充接头间隙，与母材产生相互扩散，冷却后实现连接焊件的方法。1.钎焊的分类按钎料熔点的不同，钎焊分为硬钎焊和软钎焊两种。（1）硬钎焊。熔点在450℃以上，常用的钎料有铜基、银基、铝基、镍基等合金。钎剂常用硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。硬钎焊的加热源有焊炬火焰、电阻电热、感应加热、盐浴加热及炉内加热等。钎接接头强度较高，适于钎焊受力较大或工作温度较高的工件，如硬质合金刀具等。返回上一页下一页3.2常用焊接方法（2）软钎焊。熔点在450℃以下，应用最广泛的软钎料是锡基合金，多数软钎料适合的焊接温度为200℃～400℃，钎剂为松香、松香酒精溶液、氯化锌溶液，加热方法常用烙铁加热。钎接接头强度较低，适于接受力不大或工作温度较低的工件，如容器、仪表元件等。钎焊可用于黑色金属、有色金属、各种合金及异种金属