淺析焊接技術(shù)的應(yīng)用

許華銀

摘要：當今生活中，各種金屬構(gòu)件隨處可見，如房屋、交通、輪船以及航天航空等，金屬構(gòu)件已經(jīng)成為生活的一部分。然而，為了把離散的金屬連接起來，形成理想的構(gòu)件，焊接技術(shù)是不可缺少的加工手段。文章對焊接技術(shù)的原理和應(yīng)用進行了分析。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)；金屬構(gòu)件；連接工程；電弧焊；二氧化碳保護焊；塑料焊接 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG407 文章編號：1009-2374（2015）18-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.033

1 概述

焊接技術(shù)，又稱連接工程（Materials Joining Engineering），是一種重要的機械與材料加工工藝。具體來說，焊接就是用加熱或加壓等加工手段，再借助于金屬原子的結(jié)合與擴散作用，使兩個分離的物件永久地結(jié)合在一起。

社會不斷發(fā)展，大量的大型工程建設(shè)，如南水北調(diào)、西氣東輸、航天航空等，很大程度上促進了先進焊接技術(shù)的發(fā)展與進步，我國焊接產(chǎn)業(yè)也隨之日益成熟。在這樣的社會需求下，了解焊接技術(shù)的原理和應(yīng)用就顯得極為重要。

2 焊接技術(shù)原理

按照焊接加工的不同方式，我們可以把焊接方法分為以下三類：熔焊、壓焊和釬焊。

2.1 熔焊原理

焊接過程中，將焊件接頭加熱，溫度達到或超過焊件的熔點，使需要焊接的兩個或多個工件局部熔化，將熔化部分連結(jié)在一起，從而使工件永久結(jié)合的焊接方法稱

為熔焊。常用的熔焊方法有電弧焊、氣焊、電渣焊等。

2.2 壓焊原理

焊接過程中，對焊件施加壓力，使工件的材質(zhì)達到原子間的結(jié)合從而形成永久性連接的方法稱為壓焊。常用的壓焊方法有電阻焊、摩擦焊、閃光對焊、超聲波焊等。

2.3 釬焊原理

焊接過程中，將焊件接頭加熱，使焊件溫度高于釬料熔點、低于焊件熔點，從而使釬料熔化，填充接頭間隙并與母材相互擴散溶解，實現(xiàn)永久性連接，這種焊接方法就叫做釬焊。

3 焊接技術(shù)的應(yīng)用

3.1 電弧焊

電弧焊接是焊接方法最主要的一個種類。按其工藝特點不同，電弧焊能分為埋弧焊、氬弧焊、等離子弧焊、氣體保護焊等。電弧焊在燒焊過程中使用到一些設(shè)備，如電源、焊槍、送絲機、氣路和水路。電弧焊是一種常見的焊接方法，它的適用范圍比較廣，操作起來比較靈活輕便，可以進行各種姿態(tài)下的焊接，如平焊、仰焊、立焊和橫焊等。

下面簡單地介紹下手工電弧焊的操作大概過程：

第一，焊接之前，必須把工件清潔工作做好，仔細打磨焊接的部位，除去工件的氧化膜，可以利用不銹鋼絲輪的砂輪機，打磨工件表面焊接邊緣約15mm的范圍，直到金屬光潔為止。

第二，焊接過程中，將熔化極氬氣焊焊絲作為電板。焊接時，盡量提高焊接的電流，得到熔深較大的焊縫，從而能夠提高焊絲熔化的速度，提高生產(chǎn)的效率。焊接工作者需要將引弧焊絲保持在距離工件15mm左右處，對準需要焊接的部位進行引弧焊接。焊接人員可以采用“左向焊法”：從左到右進行焊接，并使焊槍和工件后傾的夾角為70°左右，然后保持夾角和距離不變，以勻速前進的方式進行焊接。這樣能使焊件更牢固地連接在一起，而且更加美觀。

第三，焊接完成后，并不是每個工件都是完美無缺的，有時由于冷熱不均勻往往產(chǎn)生殘留應(yīng)力。這種由于焊接時不均勻的加熱和冷卻而使金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力叫焊接應(yīng)力，由焊接應(yīng)力造成的變形叫焊接變形。焊接變形不僅影響了工件的美觀性，而且會使原工件的性能產(chǎn)生嚴重的變化，如剛度、韌性和疲勞性等。

過大的焊接變形會使焊接的剛度和抗疲勞性急劇下降，導致焊件斷裂報廢，造成了不必要的經(jīng)濟損失，大大地降低了焊接的效率，所以，消除焊接殘余應(yīng)力就顯得尤其重要。消除焊接構(gòu)件殘余應(yīng)力的方法有很多，如高溫回火、結(jié)構(gòu)加載等。隨著對焊接質(zhì)量要求的提高，為了促進電弧熱輸入方式的改進，人們在焊縫成形控制、降低焊接飛濺等方面不斷做出努力，推動了焊接技術(shù)與裝備的發(fā)展。總而言之，焊接電弧研究在焊接技術(shù)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)該受到焊接工作者的重視。

3.2 二氧化碳保護焊

二氧化碳氣體保護焊是在20世紀50年代初出現(xiàn)的一種熔化焊接方法，在汽車、工程、造船等行業(yè)的各種金屬加工制造中起到了很重要的作用，現(xiàn)在二氧化碳焊已經(jīng)成為鋼鐵材料焊接中不可缺少的一種重要焊接方法。

二氧化碳保護焊的原理是：二氧化碳氣體對熔池進行了保護，避免了空氣中的氣體進入焊接環(huán)境中，提高了焊接效率和焊件的質(zhì)量；二氧化碳保護焊用了焊絲替代電焊中所需要的焊條，減少了焊接能量的損耗，焊絲也與母材熔化金屬一起熔化形成焊縫，起到填充材料的作用。與普通焊接方法相比，二氧化碳保護焊具有如下優(yōu)點：生產(chǎn)效率高、焊接成本及能耗低、焊后不需要清理焊渣、適用范圍很廣。但是，二氧化碳氣體保護焊不能用于有色金屬的焊接，而且產(chǎn)生的煙塵也比較大。

3.3 塑料焊接

塑料作為現(xiàn)代化工藝中必不可少的材料，在日常生活用品中隨處可見，如洗臉盆、塑料杯子、衣架等。然而，塑料產(chǎn)品的加工往往沒有想象中那么容易。雖然現(xiàn)在3D打印技術(shù)可以使物體成形，但該技術(shù)目前只能加工一些比較簡單的構(gòu)件產(chǎn)品，而且加工速度很慢，在目前的科技水平下，并不能廣泛地加工塑料產(chǎn)品。傳統(tǒng)的焊接加工塑料方法可以將各個部件有效地連接起來，而且可以大規(guī)模地生產(chǎn)，彌補了復雜的塑料產(chǎn)品不能迅速成形的缺陷，這種焊接技術(shù)在現(xiàn)實生活中應(yīng)用也很廣泛。塑料焊接方法分為兩大類：內(nèi)部加熱法和外部加熱法。內(nèi)部加熱法包括超聲波焊、振動焊接等，外部加熱法包括激光焊、電阻焊等。當然，塑料焊接也有它的局限性，焊接只能對熱塑性塑料進行加工，而熱固性塑料在加熱時不能軟化，從而不能進行焊接加工。但隨著焊接技術(shù)的不斷進步，克服這個缺點只是時間的問題。

3.4 其他焊接技術(shù)的應(yīng)用

除了上述的三種焊接方法，還有很多其他的焊接方法，如激光焊接、熱板焊接、摩擦焊接、超聲波焊接、振動焊接、高頻焊接、熱風焊接、感應(yīng)焊接等，這里就不一一介紹了。

4 結(jié)語

焊接技術(shù)具有優(yōu)異的功能和廣闊的應(yīng)用前景，探討焊接技術(shù)在重工業(yè)中的應(yīng)用具有重要的實際意義，但在許多方面有待于深入系統(tǒng)的研究，讓這一技術(shù)真正發(fā)揮出最大的潛能，促使我國經(jīng)濟水平的迅速提高。

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（責任編輯：黃銀芳）