林毅貞　伍玩秋

【摘 ?要】現(xiàn)代工業(yè)離不開焊接技術(shù)，選用合理的焊接方法對(duì)高質(zhì)量的焊接件尤為重要。論文闡述了焊接的概念、優(yōu)缺點(diǎn)及分類，對(duì)幾種典型焊接方法的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了比較和分析，以期為焊接方法的選擇提供參考。

【Abstract】Modern industry can't do without welding technology， so it is very important to choose and apply reasonable welding methods for high-quality welding parts. This paper describes the concept， advantages， disadvantages and classification of welding， compares and analyzes the process characteristics and application of several typical welding methods， so as to provide a reference for the selection of welding methods.

【關(guān)鍵詞】焊接方法;分析;比較

【Keywords】welding methods; analysis; comparison

【中圖分類號(hào)】TG457 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2020）07-0194-03

1 引言

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)及科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中，焊接技術(shù)是一種不可或缺的加工手段，廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑、航空、航海、車輛等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。焊接方法和技術(shù)的選用合理與否，事關(guān)焊接件的焊接質(zhì)量，為此有必要對(duì)一些常用的典型焊接方法進(jìn)行分析和比較。

2 焊接的概念及優(yōu)缺點(diǎn)

焊接是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件（同種或異種材料），通過局部加熱或加壓，達(dá)到原子之間的結(jié)合，形成永久性連接的工藝過程。焊接的主要優(yōu)點(diǎn)：能夠化大為小或者以小拼大，滿足不同構(gòu)造的需要;可以把不同形狀、尺寸，不同的材料連接起來(lái)，優(yōu)化資源;可以制造雙金屬構(gòu)件等，生產(chǎn)效率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化。焊接的主要缺點(diǎn)：焊接時(shí)會(huì)在焊縫處產(chǎn)生不均勻的加熱及冷卻過程，容易產(chǎn)生應(yīng)力和變形，如果操作不當(dāng)，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量或使結(jié)構(gòu)的承載能力下降。

3 焊接方法的分類

目前，金屬焊接的方法有多種，根據(jù)焊接過程特點(diǎn)來(lái)劃分，可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及分類如圖1和圖2所示。

3.1 熔焊

熔焊是焊接最基本的焊接方法，是指在不施加壓力的情況下，將待焊的母材金屬加熱至熔化狀態(tài)，以形成焊縫的焊接方法。熔焊時(shí)，熱源將待焊的兩工件接口迅速加熱熔化，形成熔池，熔池隨著熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)的焊縫，從而將兩工件連接為一體。在熔焊過程中，如果高溫的熔池與大氣直接接觸，大氣中的氧氣會(huì)氧化金屬及各種合金元素，大氣中的水蒸氣、氮等進(jìn)入熔池，還會(huì)導(dǎo)致焊縫在冷卻過程中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的性能和質(zhì)量。根據(jù)能源種類、能源傳遞介質(zhì)和方式的不同，熔焊可分為氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊和熱劑焊等，其中，電弧焊又分為手工電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)電弧焊。

3.2 壓焊

壓焊是指在焊接過程中，必須對(duì)焊件施加壓力（可以加熱或者不加熱），使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間的結(jié)合，從而完成焊接的方法。因?yàn)閴汉讣訜釡囟缺热酆傅?、加熱時(shí)間短，所以往往可以焊成與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)接頭。壓焊可分為電阻焊、摩擦焊、氣體焊、冷壓焊、超聲波焊、高頻電阻焊、爆炸焊等，其中，電阻焊是因?yàn)殡娏魍ㄟ^兩工件的連接處時(shí)，該處因電阻較大使溫度升高，當(dāng)材料達(dá)到塑性變形時(shí)，在軸向壓力的作用下，兩工件連接成為一體。電阻焊又分為電焊、縫焊和對(duì)焊。

3.3 釬焊

釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，把焊件及釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材的融化溫度，利用液態(tài)釬料來(lái)潤(rùn)濕母材，以填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接的方法。焊接時(shí)形成的接縫稱為焊縫。由于工件材料、焊接材料及焊接電流等不同，焊接后，在焊縫兩側(cè)可能會(huì)產(chǎn)生過熱、脆化、軟化等現(xiàn)象，可使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要通過焊前對(duì)焊件的接口進(jìn)行預(yù)熱、焊接時(shí)保溫、焊后熱處理等方法來(lái)改善焊件的焊接質(zhì)量。釬焊可分為軟釬焊和硬釬焊。

4 典型焊接方法的比較

不同的焊接方法應(yīng)用于不同的焊接領(lǐng)域。下面對(duì)電弧焊中的手工電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊三種典型的焊接方法進(jìn)行比較分析。

4.1 手工電弧焊

手工電弧焊是利用焊條與焊件間的電弧作為熱源，熔化焊條與母材，形成焊縫的一種焊接方法。手工電弧焊常用的設(shè)備是交流弧焊機(jī)和直流弧焊機(jī)，圖3是用交流弧焊機(jī)焊接工件的示意圖。

交流弧焊機(jī)空載電壓一般是50～80V，工作電壓一般是30V，電流調(diào)節(jié)范圍一般是45～320A，焊條與焊件之間產(chǎn)生的電弧溫度一般在6000～8000℃，此高溫使兩焊件接口及焊條迅速熔化，冷卻后形成牢固的焊接接頭。其優(yōu)點(diǎn)為：①操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，適用于各種接頭形式的焊接，如對(duì)接、角接、搭接、T形接頭等，適用于各種空間位置的焊接，如立焊、平焊、橫焊、仰焊等;②待焊接頭裝配要求低，因?yàn)楹附舆^程是由焊工手工控制的，可以隨時(shí)調(diào)整運(yùn)條的姿勢(shì)和電弧的位置，隨時(shí)調(diào)整焊接的參數(shù)，以保證跟蹤接縫及均勻熔透;③無(wú)論是交流還是直流電源，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且輕便，便于現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)與維修。其缺點(diǎn)為：生產(chǎn)效率較低、勞動(dòng)條件差，焊縫的主要缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、咬邊及裂縫等。手工電弧焊應(yīng)用范圍廣，幾乎所有金屬都可以用手工焊進(jìn)行操作，但是需要對(duì)應(yīng)使用滿足要求的焊條。手工電弧焊尤其適用于短焊縫、不規(guī)則焊縫的焊接。