淺談除手工電弧焊外的其他焊接方法

崔永廣

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，在我們的制造業(yè)中焊接的應(yīng)用越來(lái)越為廣泛，而我們最常用的手工電弧焊也越來(lái)越不能滿足我們對(duì)多樣化的焊接需求，本文將對(duì)除了常見(jiàn)的手工電弧焊的焊接工藝方法外在工業(yè)生產(chǎn)中一些其他的焊接方法進(jìn)行簡(jiǎn)要概括，這些焊接方法能夠?qū)Σ煌牧慵M(jìn)行焊接生產(chǎn)，從而達(dá)到我們多樣化的生產(chǎn)目的。

關(guān)鍵詞：焊接；埋弧焊；氣體保護(hù)焊；氣焊與氣割；電渣焊；壓力焊與釬焊

焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。焊接和其他連接方法最基本的區(qū)別在于：被焊的兩部分金屬產(chǎn)生了原子之間的互相溶解與擴(kuò)散，并形成了共同晶體，在宏觀上建立了永久性的連接。焊接是一種應(yīng)用廣泛的永久性連接方法，可用于制造金屬結(jié)構(gòu)、連接機(jī)械零件等，在機(jī)械、造船、化工、汽車國(guó)防等行業(yè)起著極為重要的作用。我們比較熟悉的便是我們目前應(yīng)用最為廣泛的手工電弧焊，然而手工電弧焊只是在實(shí)際的制造業(yè)中眾多焊接中的一種，下面我們就對(duì)幾個(gè)比較常用的其他焊接方法進(jìn)行簡(jiǎn)要概述：

1.埋弧焊

定義：是利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲在焊劑層下產(chǎn)生電弧而自動(dòng)進(jìn)行焊接的方法。

在焊縫處撒放焊劑→焊絲送入電弧區(qū)→選定弧長(zhǎng)→引弧燃燒→焊機(jī)帶動(dòng)焊絲勻速前移工件、焊絲熔化→較大體積熔池→焊縫

焊劑熔化→熔渣→保護(hù)焊縫

焊劑蒸發(fā)→熔渣泡→隔絕空氣，防止熔滴外濺；減少電弧熱能損失，阻止弧光四射

埋弧焊特點(diǎn)：生產(chǎn)率高：允許采取大電流焊接（可高達(dá)1000A以上）；焊劑和熔渣有隔熱作用，熱能利用率高，可以不開(kāi)或少開(kāi)坡口；省工、省料，焊絲利用率高；焊劑用量少，且便宜。焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定。節(jié)省焊接材料。勞動(dòng)條件好。適應(yīng)性差，只能平焊中厚板、長(zhǎng)直焊縫、大直徑（φ>500mm）環(huán)焊縫。

2.氣體保護(hù)焊

（1）氬弧焊分為不熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊。

1）不熔化極氬弧焊

采用高熔點(diǎn)的純鎢或鎢的合金棒作電極的惰性氣體保護(hù)焊，又稱鎢極氬弧焊，適于焊接厚度為4-6mm以下的薄板。一般采用直流正接法，以減少鎢極燒損。但焊接Al、Mg及其合金時(shí)，宜用反接法（陰極破碎作用有利于焊接熔合和保證質(zhì)量）。

2）熔化極氬弧焊

以連續(xù)送進(jìn)的金屬焊絲作電極的氬氣保護(hù)焊。

特點(diǎn)：焊接電流比較大，生產(chǎn)率高，適宜焊接25mm以下的中厚板。常采用直流反接，可使電弧穩(wěn)定，對(duì)有些金屬件有“陰極破碎”作用。需有送絲機(jī)構(gòu)。

3）氬弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用

①保護(hù)效果好，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，焊縫成形美觀，無(wú)渣殼。

②電弧穩(wěn)定，熱影響區(qū)小，焊后變形小。

③氣體保護(hù)，明弧可見(jiàn)，便于操作，易實(shí)現(xiàn)全位置焊接，易于自動(dòng)控制。

④氬氣昂貴，設(shè)備造價(jià)高。

適用所有金屬材料的焊接。尤其易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。

（2）CO2氣體保護(hù)焊

利用CO2作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊。

1）原理：

焊絲經(jīng)軟導(dǎo)管、導(dǎo)電嘴送出 →從噴嘴中噴出CO2氣體 →包圍焊絲端部及熔池（引燃電弧）。

2）特點(diǎn)

①成本低。（僅手弧焊的40%左右）

②生產(chǎn)率高。（比手弧焊提高1-4倍，沒(méi)有渣殼，自動(dòng)送絲）

③操作性能好。（明弧焊接，方便操作，適合于各種位置的焊接）

④質(zhì)量較好。（熱影響區(qū)小，含H低，抗裂性好）

⑤缺點(diǎn)：氧化嚴(yán)重，熔滴飛濺較為嚴(yán)重，焊縫外形不夠光滑；易產(chǎn)生氣孔。主要用于焊接30mm以下的低碳鋼和強(qiáng)度級(jí)別不高的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接。也可用于耐磨件的堆焊、鑄鋼件的焊補(bǔ)。

3.氣焊與氣割

（1）氣焊用可燃性氣體燃燒的高溫火焰來(lái)熔化母材和填充金屬的一種焊接方法。

①火焰（O2-C2H2焰）中性焰： 碳化焰： 氧化焰：

②設(shè)備及工具：

③特點(diǎn)及應(yīng)用

a氣焊火焰溫度較電弧低，熱量分散，加熱緩慢，生產(chǎn)率低。

b受熱范圍大，熱影響區(qū)較寬。

c火焰對(duì)熔池保護(hù)性差，焊縫質(zhì)量不高。

適于焊接在3mm以下的低碳鋼薄板、高碳鋼、鑄鐵以及銅、鋁等有色金屬及其合金。不需電源的地方

（2）氣割

1）定義：利用氧-乙炔焰將割縫金屬加熱到能夠在氧氣中燃燒的溫度，然后開(kāi)放切割氧，使割縫金屬燃燒，氧化成熔渣，并從切口吹掉，從而將金屬分離的方法。

2）對(duì)切割材料的要求：

①金屬的燃點(diǎn)低于熔點(diǎn)，否則切割前先熔化，使切口凹凸不平。

②燃燒時(shí)生成的氧化物熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬本身熔點(diǎn)，且流動(dòng)性好，便于吹掉。

③被切割金屬燃燒時(shí)能放出大量熱，且導(dǎo)熱性要低，以保證下層金屬有足夠的預(yù)熱溫度，使切割能持續(xù)進(jìn)行。

3）特點(diǎn)及應(yīng)用

設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活、方便，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)率高。廣泛用于鋼板下料、鑄鋼件的冒口切除。

4.電渣焊

定義：是利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進(jìn)行焊接的方法。電渣焊一般都是在直立位置焊接，兩個(gè)工件接頭相距25～35mm，固態(tài)溶劑熔化后形成的渣池具有較大的電阻，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生大量的電阻熱，使渣池溫度保持在1700～2000℃焊接時(shí)焊絲不斷被送進(jìn)并被熔化，熔池和渣池逐漸上升，冷卻塊也同時(shí)配合上升，從而使立焊縫由下向上順次形成。

電渣焊通常都是在垂直位置立焊，單絲不擺動(dòng)可焊厚度40～60mm，單絲擺動(dòng)可焊厚度為 60～150mm，三絲擺動(dòng)可焊450mm工件

電渣焊工作原理：

電渣焊特點(diǎn)

1）可一次焊很厚的工件；

2）生產(chǎn)率高，成本低，工件不需要開(kāi)坡口；

3）焊縫金屬比較純凈，電渣焊的熔池保護(hù)嚴(yán)密，保持液態(tài)的時(shí)間較長(zhǎng)冶金過(guò)程較完善，熔池中的氣體和雜質(zhì)有充分時(shí)間浮出；

4）焊接后冷卻速度較慢，焊接應(yīng)力較小，相應(yīng)晶粒粗大。一般要焊后熱處理，如正火處理。

5.壓力焊與釬焊

（1）電阻焊

（2）摩擦焊是利用工件之間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時(shí)加壓而進(jìn)行焊接的方法。方法是對(duì)工件施以壓力并轉(zhuǎn)動(dòng)工件，產(chǎn)生熱量，驟然停止轉(zhuǎn)動(dòng)工件并加大壓力，使兩焊件產(chǎn)生塑性變形而焊接起來(lái)。

摩擦焊接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定，可焊同種金屬，也可焊異種金屬，生產(chǎn)率高，電能消耗少，一次性投資大。

摩擦焊廣泛用于圓形工件、棒料及管件類焊接。實(shí)心焊件的直徑為2mm～100mm，管類焊件外徑最大可達(dá)150mm。

（3）釬焊是利用熔點(diǎn)比焊件的釬料作為填充金屬，加熱時(shí)釬料熔化而將焊件連接起來(lái)的焊接方法。

1）硬釬焊

釬料熔點(diǎn)在450℃以上，接頭強(qiáng)度在200Mpa以上。釬料有銅基、銀基和鎳基等。主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金的焊件，如自行車架、帶鋸鋸條等以及工具、刀具的焊接。

2）軟釬焊

釬料熔點(diǎn)在450℃以下，接頭強(qiáng)度較低，一般不超過(guò)70MPa。只用于焊接受力不大、工作溫度較低的工件。常用的釬料是錫鉛合金，所以通常稱錫焊。常用的焊劑為松香或氯化鋅溶液，加熱方法有烙鐵加熱、火焰加熱電 阻加熱、感應(yīng)加熱、爐內(nèi)加熱等。主要用于制造精密儀表、電器部件異種金屬構(gòu)件復(fù)雜薄板構(gòu)件等。釬焊一般不適于鋼結(jié)構(gòu)件、重載動(dòng)載零件的焊接。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱家駿，工程力學(xué).2012-07

[2]高莉莉，機(jī)械制造技術(shù).2010-06