第三章焊接方法與設(shè)備

（設(shè)備管理）第三章焊接方法與設(shè)備第三章焊接方法與設(shè)備幾十種，這一章主要討論埋弧焊、氣體保護(hù)焊等一些常用的電弧焊方法。3.1手工焊條電弧焊－ShieldedMetal-arcWelding(SMAW)終形成焊縫，是目前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種焊接方法。焊接過程如下圖3-1：圖3-1焊條電弧焊焊接過程示意圖手弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)：①操作靈活，可達(dá)性好．易地掌握，而且使用方使、簡單、投資少。③應(yīng)用范圍廣。選擇合適的焊條可以焊接許多常用的金屬材料。手弧焊的主要缺點(diǎn)有；①焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定。焊接質(zhì)量受焊工的操作技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、情緒的影響。合物、氟化物等有毒物質(zhì)的危害。之輔助時(shí)間較長，所以生產(chǎn)效率低。焊前準(zhǔn)備：氣孔和冷裂紋。②清除工件坡口及兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)的銹、水、油污等，防止產(chǎn)生氣孔和延遲裂紋。按規(guī)定的位置進(jìn)行定位焊。④針對(duì)剛性大的結(jié)構(gòu)和可焊性差的材料，焊前對(duì)工件進(jìn)行全部或局部預(yù)熱，裂紋。后熱和焊后熱處理：紋。焊后為改善接頭的顯微組織和性能或消除焊接殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理，稱消除應(yīng)力退火。3.2埋弧自動(dòng)焊－Submeerged-ArcWelding(SAW)埋弧焊時(shí)，采用盤狀焊絲配合焊劑，以代替手弧焊時(shí)的焊條。焊接過程中，30-50mm3.2.1焊接過程圖3-2工操作。圖3-2埋弧焊示意圖3.2.2埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)⑴生產(chǎn)效率高⑵焊接質(zhì)量好⑶節(jié)省金屬和電能⑷在有風(fēng)的環(huán)境中焊接時(shí)，埋弧焊的保護(hù)效果勝過其它焊接方法。⑸勞動(dòng)條件好3.2.3埋弧焊的缺點(diǎn)⑴主要適用于水平位置焊縫焊接。⑵難以用來焊接鋁、鈦等氧化性強(qiáng)的金屬及其合金。⑶只適于長焊縫的焊接⑷不適合焊接厚度小于1mm的薄板。⑸容易焊偏。3.2.4應(yīng)用范圍構(gòu)的制造中。3.2.5焊接電弧自動(dòng)調(diào)節(jié)原理長的變化。如圖3-3，如果弧長縮短，電弧的穩(wěn)定工作點(diǎn)就由O沿電源外特性移到O1弧的穩(wěn)定工作點(diǎn)就由O沿電弧靜特性移到O2弧電壓反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖3-3電弧靜態(tài)工作點(diǎn)的波動(dòng)3.2.5.1電弧自身調(diào)節(jié)作用的原理如果弧長保持穩(wěn)定，那么送絲速度Vf（feed）和焊絲的熔化速度Vm(melt)必須相等，

也就是Vf=Vm這是任何熔化極電弧系統(tǒng)的穩(wěn)定條件。穩(wěn)定工作點(diǎn)就由O沿電源外特性移到O1焊絲熔化速度主要受電流影響，所以焊絲熔化速度加快，而送絲速度是不變的，這就出現(xiàn)了Vf>Vm，弧長加大，從而電弧穩(wěn)定工作點(diǎn)自動(dòng)恢復(fù)到原來的O點(diǎn)。都采用緩降特性甚至平特性的電源。3.2.5.2電弧電壓均勻調(diào)節(jié)原理會(huì)強(qiáng)迫弧長恢復(fù)到原來的長度從而保持焊接工藝參數(shù)穩(wěn)定?？梢钥闯觯鶆蛘{(diào)節(jié)是一種強(qiáng)迫調(diào)節(jié)，而電弧的自身調(diào)節(jié)是一種自發(fā)調(diào)節(jié)。外特性的電源，弧長變化引起的電流變化不大，所以電弧自身調(diào)節(jié)作用很弱。3.2.6埋弧自動(dòng)焊工藝3.2.6.1焊前準(zhǔn)備（1）接頭形式和坡口加工（2）焊前清理（3）裝配3.2.6.2埋弧焊工藝（1）平板雙面對(duì)焊①懸空焊②焊劑墊法圖3-4焊劑墊結(jié)構(gòu)原理1-焊件；2-焊劑；3-橡皮帆布；4-橡皮帆布軟管③臨時(shí)工藝墊板法圖3-5臨時(shí)墊雙面焊(a)薄鋼帶墊；(b)石棉繩墊；(c)石棉板墊④手弧焊封底法（2）單面焊雙面成形（3）角焊縫圖3-6船形焊和斜角焊(a)船形焊；(b)斜角焊3.2.6.3焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響（1）焊接電流、焊接電壓圖3-7焊接電流對(duì)焊縫成形的影響圖3-8電弧電壓對(duì)焊縫成形的影響B(tài)-熔寬；H-熔深；a-余高（3）焊絲干伸長（4）極性（5）焊絲直徑（6）焊接速度（7）焊絲傾角圖3-9焊絲傾角對(duì)焊縫成形的影響(a)前傾；(b)后傾；(c)后傾角度的影響（8）焊件傾斜圖3-10焊件斜度對(duì)焊縫成形的影響a）上坡焊；b）上坡焊焊件斜度的影響；c）下坡焊；d）下坡焊焊件斜度的影響（9）坡口形狀和間隙大小圖3-11坡口形狀和間隙大小對(duì)焊縫成形的影響（10）焊件厚度和焊件散熱條件3.3氣體保護(hù)電弧焊－GasShielded-ArcWelding氣保護(hù)焊是依靠特殊的焊槍將保護(hù)氣體連續(xù)不斷的送到電弧周圍，在電弧以及焊接區(qū)形成局部氣體保護(hù)層，從而防止大氣污染焊縫。3.3.1氣保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)與手弧焊相比⑴由于不采用藥皮焊條，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、半自動(dòng)化提高生產(chǎn)率，容易實(shí)現(xiàn)全位置焊接。⑵HAZ小，焊接變形小。因?yàn)楸Ｗo(hù)氣體對(duì)電弧有壓縮作用，電弧熱量集中。與埋弧焊相比作和控制。⑵焊縫表面沒有渣，厚件多層焊時(shí)可節(jié)省大量的層間清渣工作，生產(chǎn)率高、產(chǎn)生夾渣等焊縫缺陷的可能性少。⑶可進(jìn)行全位置焊接⑷適用范圍廣3.3.2氣體保護(hù)焊的類型不熔化極氣體保護(hù)電弧焊和熔化極氣體保護(hù)電弧焊前者包括稱為TIG焊T是英語tungstenig代表inertgas—等離子弧焊和原子氫焊以氬氣或氬氣氦氣的混合氣作保護(hù)氣體時(shí)稱為MIG焊-metalinertgaswelding，M是metal-O2、氬-CO2或者氬-CO2-O2等混合氣體作保護(hù)氣體時(shí)稱為MAG焊

-metalactivegaswelding特征、CO2氣體保護(hù)焊以及混合氣體保護(hù)焊等等。3.4鎢極氬弧焊（TIG焊）3.4.1鎢極氬弧焊原理鎢極氣體保護(hù)焊的設(shè)備圖見圖3-12噴向焊接區(qū)形成氣體保護(hù)層。圖3-12鎢極氬弧焊示意圖特點(diǎn)：①鎢極不熔化，只起導(dǎo)電和產(chǎn)生電弧作用，比較容易維持電弧的長度，焊接過程穩(wěn)定，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高。②適用于焊接厚度為6mm以下的薄板。③一般不采用直流反接。④焊接鋁、鎂及其合金時(shí)，則采用交流電源或直流反接。⑤鎢極氬弧焊需加填充金屬，填充金屬可為焊絲，也可為填充金屬條或者采用卷邊接頭等。⑥熔深淺，生產(chǎn)率低。3.4.1.1電極TIG焊時(shí)，電極可以是純鎢，也可以是鎢合金，因?yàn)樗鼈儩M足不熔化極氣保護(hù)焊時(shí)電極材料要滿足的三個(gè)要求：(a)耐高溫、焊接過程中不發(fā)生損耗。(b)電流容量大。(c)引弧和穩(wěn)弧性好。一般，用純鎢極效果比不上用鎢合金極。鎢合金電極通常含有1%到2%的氧下使電極尖端保持較低溫度并使起弧更為容易。W+1~2%ThO2，W+1~2%CeO2，ZrO2，Y2O3，La2O3

經(jīng)實(shí)踐證明：Y2O3、ZrO2、CeO2性能較好（圖3-203.4.1.2保護(hù)氣體TIG焊的保護(hù)氣體可以是氬氣、氦氣或氬氣和氦氣的混合氣體。因?yàn)闅鍤獗群獗阋?、容易引弧，而且在一定的焊速下，能得到比較窄的焊縫，HAZ也小，所以氬氣使用更為普遍。所以TIG的純度應(yīng)不低于99.7%，氧和其它氣體和水分的含量應(yīng)極小。3.4.1.3鎢極氬弧特點(diǎn)（1）直流鎢極氬弧直流TIG焊時(shí)，電弧燃燒穩(wěn)定。正接：流大。反接：由于反接時(shí)熔池淺而寬，生產(chǎn)率低，因此一般不推薦使用。焊件是陰極，氬氣的正離子流以高速?zèng)_向熔池表面，氬的正離子質(zhì)量很大，種現(xiàn)象稱為“陰極破碎”或“陰極清理”作用。（2）交流鎢極氬弧交流鎢極氫弧焊電壓和電流波形如圖3-13所示。圖3-13交流鎢極氫弧焊時(shí)電弧電壓和電流波形及直流分量示意圖a）電壓波形；b）電流波形U0一電源空載電壓；I—電流；U—電弧電壓正半波時(shí)，鎢極為負(fù)極——相當(dāng)于直流正接穩(wěn)定負(fù)半波時(shí)，焊件為負(fù)極——相當(dāng)于直流反接負(fù)半周→反接→工件作陰極→陰極破碎作用，可以清除熔池表面的氧化膜所以TIG焊焊鋁、鎂及其合金時(shí)一般都是采用交流電源有電流流過，導(dǎo)致電弧不穩(wěn)，甚至熄弧，所以交流電弧沒有直流電弧穩(wěn)定。直流分量3-13）。由于兩半周的電

作，所以有必要消除直流分量。面，采用高頻振蕩器穩(wěn)弧或用高壓脈沖引弧和穩(wěn)弧。3.4.1.4焊接電源外特性的選擇TIG焊時(shí)，由于使用的電流密度較小以及氬氣的導(dǎo)熱率小，電弧基本不受壓TIG小變化都會(huì)引起焊接電流發(fā)生很大的波動(dòng)，所以，TIG焊時(shí)最理想的是采用垂直引起的電流波動(dòng)（圖3-14）。圖3-14垂直陡降的電源外特性3.4.1.5焊槍TIG焊焊槍的作用是夾持電極、傳導(dǎo)焊接電流和輸送保護(hù)氣體。手工焊焊槍手把上裝有啟動(dòng)和停止按紐。為防止焊槍過熱，焊接時(shí)要采取一定的冷卻措施。槍建議在焊接電流超過200A時(shí)使用。為控制保護(hù)氣體的方向和分布，焊槍端部效果。圖3-15TIG焊焊槍3.4.2應(yīng)用由于氬氣的保護(hù)，隔離了空氣對(duì)熔化金屬的有害作用，所以，TIG焊廣泛用料，除了對(duì)焊接質(zhì)量要求很高的場合，一般不采用TIG焊。3.5熔化極氬弧焊（MIG或MAG焊）3.5.1原理和TIGMIG（MAG保護(hù)氣體——熔化的母材金屬熔合、冷凝后形成焊縫金屬。3.5.2特點(diǎn)⑴和TIG損失，冶金過程比較簡單。⑵勞動(dòng)生產(chǎn)率高。⑶MIG焊可直流反接，焊接鋁、鎂等金屬時(shí)有良好的陰極霧化作用，可有效去除氧化膜，提高了接頭的焊接質(zhì)量。⑷不采用鎢極，成本比TIG焊低。⑸有可能取代TIG焊。⑹MIG焊焊接鋁及鋁合金時(shí)，可以采取亞射流熔滴過渡方式提高焊接接頭的質(zhì)量。的油污、鐵銹等較為敏感，容易產(chǎn)生氣孔，焊前必須仔細(xì)清理焊絲和工件。3.5.3熔滴過渡縫成形、飛濺大小等有直接的關(guān)系。3.5.3.1影響熔滴過渡的力是不同的。①重力渡。②表面張力表面張力是在焊絲端頭上保持熔滴的主要作用力，F(xiàn)σ=2πRσ（σ表面張力③電磁力—熔滴—④等離子流力的。⑤斑點(diǎn)壓力3.5.3.2熔滴過渡的形式狀過渡和短路過渡（圖3-28圖3-16熔滴過渡形式a）短路過渡；b）滴狀過渡；c）射流過渡（1）短路過渡形成條件：U較低，I較小形成原因：細(xì)絲氣體保護(hù)焊（φ0.8-0.6mm）時(shí)，在小電流、低電壓情況下，焊絲端部

3-16a化，不斷重復(fù)上面的過程，就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短路過渡。焊接特點(diǎn)：的全位置焊接。②滴狀過渡形成條件：U較高，I較小形成原因：U較高→弧長長→不易短路；I較小→弧柱和熔滴間的斑點(diǎn)面積小→表面張力、電磁力、斑點(diǎn)壓力都是阻力，等離子流力又小，所以熔滴過渡主要靠重力。滴過渡的力形成大滴過渡。焊接特點(diǎn)：力作用實(shí)現(xiàn)過渡，所以只適合于平焊位置。滴狀過渡形式一般很少采用。③射流過渡形成條件：U較高，I較大，直流反接，氬氣或富氬混合氣作保護(hù)氣形成原因：界電流值。產(chǎn)生收縮效應(yīng)，結(jié)果在焊接過程中只允許很小的熔滴形成和過渡。焊接特點(diǎn)：接是有效的，適合于全位置焊接。3.5.3.3MIG焊的熔滴過渡特點(diǎn)MIG焊和MAG焊時(shí)，熔滴過渡主要采用短路過渡和射流過渡，其中短路焊接用于薄板高速焊接和全位置焊，射流過渡用于中、厚板的水平對(duì)接和角接。MIG焊時(shí)，基本上都用直流反接。因?yàn)榉唇訒r(shí)可實(shí)現(xiàn)細(xì)射流過渡，而正接時(shí)不規(guī)則的滴狀過渡。MIG焊不適用交流電，因?yàn)樵诿恳粋€(gè)半周上焊絲的熔化情況不相等。采用MIG亞射流過渡。過渡特征：形成條件：IU形成原因：IUU斷→重新引弧焊接特點(diǎn)：于焊接鋁和鋁合金。3.6熔化極脈沖氬弧焊普通MIG電流才能產(chǎn)生射流過渡，因此限制了MIGMIG焊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是將脈沖電流周期性地疊加在維弧電流上。維弧渡。熔化極脈沖氫弧焊時(shí)，它具有以下特點(diǎn)：（1）具有較寬的電流調(diào)節(jié)范圍。采用脈沖電流后，可在平均電流小于臨界TIG焊生產(chǎn)率高且變形小。用熔化極脈沖氫弧焊焊接薄板的最大優(yōu)點(diǎn)對(duì)中、有利于減小氣孔傾向。（2）容易實(shí)現(xiàn)全位置焊接。由于采用脈沖電流后使總的平均電流較小，因進(jìn)行全位置焊接。（3）可焊接熱敏感性強(qiáng)的材料。由于脈沖電流既可使母材得到較大的熔深HAZ鋼的厚板窄間隙焊接。3.7CO2氣體保護(hù)焊卻極為重要的場合大量使用的是純CO2氣體保護(hù)焊。圖3-17CO2氣體保護(hù)焊3.7.1CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)3.7.1.1優(yōu)點(diǎn)①生產(chǎn)效率高，節(jié)省能源②焊接成本低③適用范圍廣④焊縫質(zhì)量高⑤焊后不用清渣，又是明弧，便于監(jiān)視和控制。⑥焊接變形小3.7.1.2缺點(diǎn)①飛濺大，焊縫成形差②電弧氣氛具有較強(qiáng)的氧化性，必須采取含有脫氧劑的焊絲3.7.2CO2氣體保護(hù)焊需要克服的問題3.7.2.1氧化問題（1）合金元素的氧化氧化反應(yīng)的結(jié)果就使得合金元素大量燒損，導(dǎo)致焊縫金屬力學(xué)性能下降。溶入熔池的FeO與碳元素作用，產(chǎn)主CO氣體。如果此氣體不能析出熔池，便在焊縫中形成氣孔。溶入熔滴中的FeO與碳元素作用產(chǎn)生的CO氣體，則在電弧高溫下急劇膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺。COCO2焊中的三個(gè)主要問題。這三方面的

問題都與CO2氣體在高溫時(shí)的氧化性有關(guān)。

（2）脫氧措施通常是在焊絲金屬中，加入一定量的脫氧劑（與氧的親和力比Fe大的合金元素），使FeO中的Fe還原。脫氧劑在完成脫氧任務(wù)之余，所剩余的量便作為SiMn聯(lián)合脫氧（如應(yīng)用H08Mn2SiA焊絲）具有滿意的效果，可以得到高質(zhì)量的焊縫。加入到焊絲中的Si和Mn，在焊接過程中一部分被直接氧化掉和蒸發(fā)掉，一部分耗于FeO的脫氧，其余部分則剩留在焊縫金屬中充作合金元素。焊絲中Si含量過高將降低焊縫的抗熱裂縫能力，Mn含量過高將使焊縫金屬的沖擊值下降。Si和Mn之間的比例還必須適當(dāng)（Mn：Si為1.5～3比較合適），否則不能很好地結(jié)合成硅酸鹽MnO·SiO2縫的塑性和沖擊值下降。3.7.2.2氣孔問題：由于CO2焊時(shí)，沒有熔渣覆蓋，熔池暴露，CO2氣流對(duì)它有附加的冷卻作用，

H2N2和CO性很大。CO氣孔——脫氧不足N2氣孔——保護(hù)不良H2氣孔——污染制焊絲和母材表面的鐵銹、油污、水分或CO2氣體中的水分可以控制氫氣孔。目

CO2CO2

焊接時(shí)氣孔問題就可以解決了。3.7.2.3飛濺問題（1）金屬飛濺產(chǎn)生飛濺的主要原因有兩個(gè)：一是熔滴區(qū)碳氧化生成的大量CO氣體急劇膨脹而發(fā)生的劇烈爆炸，一是CO2焊一般用短弧焊接，短路過渡后電弧再引燃時(shí)對(duì)熔池產(chǎn)生的巨大沖擊力使金屬濺出。（2）減小金屬飛濺的措施目前，減少飛濺的措施主要有以下幾方面：①正確選擇工藝參數(shù)a.焊接電流和電壓b.焊槍角度c.焊絲伸出長度②采用混合氣體（+Ar）③在焊接回路中串聯(lián)電抗、電阻、增大電源變壓器阻抗等方法④采用直流反接，減小斑點(diǎn)壓力，促進(jìn)熔滴細(xì)顆粒過渡在50CO2問題的解決，目前這種工藝已經(jīng)成為最流行的焊接鋼材的半自動(dòng)化方法。3.7.3CO2氣體保護(hù)焊焊接規(guī)范參數(shù)的選擇3.7.3.1短路過渡（1）焊接電流和電壓絲直徑來定（圖3-18圖3-18CO2焊適用的焊接電流和電弧電壓范圍（2）焊絲直徑短路過渡焊接主要采用直徑0.6-1.4mm的細(xì)絲，實(shí)際應(yīng)用中最大不能超過1.6mm，因?yàn)殡S焊絲直徑增大，飛濺顆粒和數(shù)量都相應(yīng)增大。直徑超過1.6mm的焊絲一般采用潛弧射滴過渡。焊絲直徑為0.5-1.2mm0.8-4mm徑為1.6-5mm的稱為粗絲焊，用于焊3-25mm的中厚板。我們國家生產(chǎn)中以細(xì)絲焊用的多，所以我們國家CO2焊一般采用短路過渡形式。

（3）焊接速度V隨V↑→焊縫熔深、熔寬↓，V太快容易產(chǎn)生咬邊、未焊透隨V↑→冷卻速度↑→出現(xiàn)脆硬組織（高強(qiáng)鋼）↓→冷卻速度↓、高溫停留時(shí)間↑→HAZ出現(xiàn)過熱組織↓→生產(chǎn)率↓（4）焊絲干伸長指的是導(dǎo)電嘴到焊絲端部的距離。L過大→R↑→電阻熱↑→焊絲過熱、成段熔化、飛濺嚴(yán)重過大→氣保護(hù)效果變壞L過小→妨礙焊工觀察焊縫，且飛濺金屬容易堵塞噴嘴所以，L要適當(dāng)。一般干伸長取焊絲直徑的10-12倍。（5）氣體流量入焊接區(qū)，使保護(hù)效果變差。一般小電流焊槍，取5-15L/min；中電流焊槍（120～200A）氣體流量為15～25L/min。（6）電源極性CO2焊一般采用直流反接，堆焊時(shí)采用直流正接。3.7.3.2潛弧射滴過渡潛弧過渡采用的電弧U和I要比短路過渡高。CO2焊中，對(duì)于一定直徑的焊池并不短路。潛弧射滴過渡焊接過程穩(wěn)定，適合于焊接中等厚度和大厚度工件。（1）焊絲直徑（2）電流和電壓（3）氣體流量（4）焊接速度3.7.4焊接設(shè)備CO2焊焊接設(shè)備是由供氣系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)、自動(dòng)或半自動(dòng)焊槍、焊接電源以

及控制系統(tǒng)組成的，見圖3-19。圖3-19CO2焊焊接設(shè)備示意圖1-CO2氣瓶；2-預(yù)熱器；3-高壓干操器；4-氣體減壓閥；5-氣體流量計(jì)；6-低壓干燥器；7-氣閥；8-送絲機(jī)構(gòu)；9-焊槍；10-可調(diào)電感；11-焊接電源；12-焊件3.7.4.1焊接電源（1）電流種類和極性的選擇（2）對(duì)外特性的要求圖3-20弧長變化時(shí)電源外特性曲線對(duì)電流變化的影響1—平特性；2—下降外特性（3）對(duì)動(dòng)特性的要求3.7.4.2供氣系統(tǒng)3.7.4.3送絲系統(tǒng)CO2焊采用等速送絲系統(tǒng)。3.7.4.4自動(dòng)和半自動(dòng)焊槍它們的作用是導(dǎo)電、導(dǎo)絲和導(dǎo)氣。3.7.4.5控制系統(tǒng)氣體保護(hù)焊控制系統(tǒng)應(yīng)完成下列工作：（1）控制送絲有微小波動(dòng)時(shí)自動(dòng)保持恒定送絲速度。（2）控制供氣續(xù)供氣，使熄弧后的熔池在凝固期間受到保護(hù)。（3）控制供電電，以免焊絲與熔池粘連。3.8等離子弧焊接3.8.1等離子弧等離子弧是借助水冷噴嘴對(duì)電弧的拘束壓縮作用而獲得的一種比普通電弧能量密度及溫度更高，導(dǎo)電性更好的壓縮電弧。等離子弧是通過三種壓縮效應(yīng)得到的（可參看圖3-21）：圖3-21等離子弧發(fā)生裝置原理圖（1）熱收縮效應(yīng)稱熱收縮效應(yīng)；（2）電磁收縮效應(yīng)磁場因互相吸引而迫使電弧收縮。電流密度越大，磁收縮作用越強(qiáng)。（3）機(jī)械壓縮效應(yīng)電弧經(jīng)過有一定孔徑的水冷噴嘴通道，使電弧截面受到拘束，不能自由擴(kuò)展。高，具有很大的沖力，這種等離子弧稱為“剛性弧，主要用于切割，反之，若等離于弧的沖力很小，則稱“柔性弧，主要用于焊接。目前，等離子弧絕大多數(shù)采用具有下降外特性的直流電源，進(jìn)行正接。3.8.2等離子弧焊接的特點(diǎn)（1）弧柱溫度高，能量密度大，加熱集中，熔透能力強(qiáng)，可以高速施焊，生產(chǎn)率高；（2）等離子弧工作穩(wěn)定，工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍寬，可焊接極薄的金屬，也可完成厚板的穿孔型焊接；（3）焊縫深寬比大，熱影響區(qū)窄，焊接變形小，可保證優(yōu)良的焊接質(zhì)量；

（4）由于鎢極內(nèi)縮至噴嘴內(nèi)，不與焊件接觸，鎢極損耗??；（5）設(shè)備復(fù)雜，成本高，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)較復(fù)雜，噴嘴的使用壽命短。3.8.3等離子弧焊的種類和微束等離子弧焊3.8.3.1穿孔型等離子弧焊接原理見圖3-22移，該現(xiàn)象叫小孔效應(yīng)。該焊接工藝方法稱為穿孔型等離子弧焊。圖3-22穿孔型等離子弧焊接穿孔型離子弧焊可保證完全焊透，一般大電流等離子弧焊（100～300A）大都采用此方法。3.8.3.2熔入型等離子弧焊接較快。3.8.3.3微束等離子弧焊接指30A量密度較小，比較柔和，可用于焊接0.025～2.5mm的箔材及薄板。微束等離子HAZ窄且焊接質(zhì)量好。焊前應(yīng)仔細(xì)清潔焊件表面，采用精密的裝焊夾具，以保證焊接質(zhì)量與防止焊接變形。3.8.4應(yīng)用航空和空間技術(shù)中。3.9電渣焊3.9.1焊接過程電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣產(chǎn)生的熔渣電阻熱作為熱源熔化母材和電極(填充金屬)，利用熔渣保護(hù)熔池進(jìn)行焊接的熔焊方法。電渣焊過程：形成熔池→凝固結(jié)晶、形成焊縫。有實(shí)質(zhì)的區(qū)別，此外，電渣焊總是以立焊方式進(jìn)行，不能平焊。液態(tài)熔渣既是焊接熱源，又是熔池的良好保護(hù)層，其保護(hù)作用比埋弧焊的更強(qiáng)。焊劑-431也可用于電渣焊。3.9.2特點(diǎn)3.9.2.1優(yōu)點(diǎn)（1）可焊厚件，生產(chǎn)率高（2）焊縫質(zhì)量好（3）焊劑及電能消耗少3.9.2.2缺點(diǎn)現(xiàn)，故對(duì)電極要求高。3.9.3應(yīng)用電渣焊主要應(yīng)用于30mm以上的厚件，可與鑄造及鍛壓相結(jié)合生產(chǎn)組合件，水壓機(jī)及其它大型鍛壓機(jī)械。在高壓鍋爐、石油高壓精煉塔、電站的大型容器、煉鐵高爐以及造船工業(yè)中亦獲得大量應(yīng)用。3.10電阻焊加壓力，形成原子間結(jié)合的焊接方法。3.10.1特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)用焊絲、焊條等填充金屬，便可獲得質(zhì)量較好的焊接接頭，其焊接成本低?？紤]校正或熱處理工序。③操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，無噪聲及煙塵，勞動(dòng)條件好。光對(duì)焊因有火花噴濺需要做適當(dāng)隔離。（2）缺點(diǎn)查，靠各種監(jiān)控技術(shù)來保證。均較低。功率焊機(jī)（可達(dá)l000kVA）電網(wǎng)負(fù)荷較大，若是．單相交流焊機(jī)，則對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行有不利的影響。3.10.2電阻焊的類型電阻焊有三種基本類型，即點(diǎn)焊、縫焊和對(duì)焊。（1）點(diǎn)焊用兩柱狀電極壓緊工件→通電→接觸面發(fā)生點(diǎn)狀熔化(熔核)成一個(gè)焊點(diǎn)的結(jié)晶過程。多用于薄板的非密封性連接。（2）縫焊縫。多用于焊接有密封性要求的薄壁結(jié)構(gòu)(δ≤3mm)。（3）電阻對(duì)焊將焊件裝配成對(duì)接接頭，使其端面緊密接觸，利用強(qiáng)電流通過接頭時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，將金屬加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。特點(diǎn)：接頭性能較差，多用于對(duì)接頭強(qiáng)度和質(zhì)量要求不很高，直徑小于20mm的棒料、管材、門窗等構(gòu)件的焊接。（4）閃光對(duì)焊(點(diǎn))鍛力完成焊接的方法。焊接過程:切斷電流──工件在壓力下產(chǎn)生塑性變形──形成接頭。閃光焊的特點(diǎn)及應(yīng)用①焊接質(zhì)量好，生產(chǎn)率高；②可焊同種金屬或異種金屬(鋼-鋼、銅-鋼、鋁-鋼、鋁-銅等)；③可焊直徑為0.01mm的金屬絲和斷面為上萬平方毫米的金屬棒、管或異型材料。3.11摩擦焊狀態(tài)，并在壓力下形成接頭的熱壓焊方法，見圖3-23。圖3-23摩擦焊示意圖(a）焊接準(zhǔn)備；(b)摩擦加熱開始；(c)摩擦加熱終了；(d)頂鍛焊接12使與112后焊件即被焊在一起。摩擦焊的特點(diǎn)：①加熱溫度低，接頭質(zhì)量好；②焊接生產(chǎn)率高(1200件/h)10～20%為CO2電弧焊的70%左右)；③能焊同種金屬、異種金屬及某些非金屬材料；④焊接過程可控性好，質(zhì)量穩(wěn)定，焊件精度高；⑤勞動(dòng)條件好，無弧光、煙塵、射線污染；⑦摩擦焊設(shè)備的一次投資大，適用于成批大量生產(chǎn)。摩擦焊的應(yīng)用：①在各種回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的焊接方法中，可逐步取代電弧焊、電阻焊、閃光焊；②一些用熔焊、電阻焊不能焊的異種金屬，可用摩擦焊焊接（如銅—鋁摩用范圍為3O～8000mm2，最大可達(dá)2000mm2左右。在建筑、電站、切削刀具生產(chǎn)、汽車、拖拉機(jī)、石油鉆桿加工、紡織機(jī)械等部門都有應(yīng)用.3.12釬焊3.12.1釬焊的概念焊件的方法?；プ饔?。釬焊包含著兩個(gè)過程：一是釬料填滿釬縫的過程（液體對(duì)固體的潤濕性好；散——焊件和液態(tài)釬料在釬焊過程中免于氧化，改善液態(tài)釬料對(duì)焊件的潤濕性。釬焊多用搭接接頭、以便通過增加搭接長度（一般為板厚的2～5倍，但實(shí)際生產(chǎn)中，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，不推薦搭接長度值大于15mm）來提高接頭強(qiáng)度。釬焊方法：通常是以實(shí)現(xiàn)釬焊加熱所使用的熱源來命名的。主要作用：創(chuàng)造必要的溫度條件，獲得優(yōu)質(zhì)的釬焊接頭。常用方法：烙鐵、火焰、爐中釬焊等。特殊方法：紅外線釬焊、激光釬焊、光束釬焊、蒸氣浴釬焊等3.12.2釬焊的特點(diǎn)：①釬焊時(shí)只有釬料熔化而母材保持固態(tài)；②釬料熔點(diǎn)低于母材的熔點(diǎn)，其成分與母材有很大差別；③熔化的釬料依靠潤濕和毛細(xì)作用吸入并保持在母材間隙內(nèi)；④依靠液態(tài)釬料與固態(tài)母材間的相互擴(kuò)散形成冶金結(jié)合。3.12.3釬焊的優(yōu)點(diǎn)：尺寸精度；次完成多縫多零件的連接；④容易實(shí)現(xiàn)異種金屬、金屬與非金屬的連接；⑤對(duì)熱源要求較低，工藝過程簡單。3.12.4釬焊的缺點(diǎn)：①釬焊接頭的強(qiáng)度一般比較低、耐熱能力差；②多采用搭接接頭形式，增加了母材消耗和結(jié)構(gòu)重量。3.12.6釬焊的分類按釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊分為硬釬焊和軟釬焊兩種。3.12.6.1硬釬焊釬料熔點(diǎn)高于450焊的接頭強(qiáng)度可達(dá)490MPa，適用于受力較大或工作溫度較高的焊件。3.12.6.2軟釬焊釬料熔點(diǎn)低于450或其它方法加熱。軟釬焊接頭強(qiáng)度較低，一般不超過68.6MPa，只用于受力不大或工作溫度較低的焊件。3.12.7應(yīng)用間技術(shù)以及化工、食品等部門都有應(yīng)用。3.13電子束焊5×108w/cm21mm其動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使金屬迅速熔化而?shí)現(xiàn)焊接的方法。極升溫至2400K0.8-3.2mm電子槍應(yīng)置于真空度為10-4～10-5毫米汞柱的電子槍室中。根據(jù)焊件所處環(huán)境不同,電子束焊又分真空（真空度為666×10-4Pa低真空（真空度為1～13Pa）和非真空三種。應(yīng)用最早也是用得較多的是真空電子束焊。電子束焊的特點(diǎn)：①能量密度大(106～108W/cm2)焊接工件厚度為0.1～300mm化學(xué)活潑性強(qiáng)的金屬以及復(fù)合材料、異種金屬，如銅～鎳、鉬～鎳、鉬～銅、鉬～鎢、銅-鋁等。②保護(hù)效果好，焊接質(zhì)量高。③熱影響區(qū)窄，焊接變形小，裝配焊接精度高。④電子束焊接設(shè)備投資大，成本較高。電子束焊的應(yīng)用：構(gòu)的焊接；采用普通焊接方法難以保證焊接質(zhì)量的某些特殊材料和結(jié)構(gòu)的焊接，輪機(jī)轉(zhuǎn)子、核電站鍋爐汽包、以及齒輪組合件、軸承、卡車后橋等。②對(duì)易蒸發(fā)的金屬及合金和含氣量較多的材料（如鋁–鋅–鎂合金、黃銅、未經(jīng)脫氧的低碳鋼等）,不宜采用真空電子束焊接。3.14激光焊固后形成焊接接頭。激光焊的特點(diǎn)①激光束能量密度很高，焊速快，熱影響區(qū)和焊接變形很小，尺寸精度高。在大氣中焊接，也不需外加保護(hù)，就能獲得高質(zhì)量焊縫。銀、鉬、鎳、鎢以及玻璃鋼等的焊接。③激光可透過透明材料對(duì)封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行無接觸焊接(如電子真空管、顯像管的內(nèi)部接線等)。④可焊接直徑為1mm的金屬絲到厚度為50mm的板材。⑤激光焊設(shè)備投資大，養(yǎng)護(hù)成本高，焊機(jī)功率受限。⑥對(duì)激光束波長吸收率低和含有大量低沸點(diǎn)元素的材料一般不宜采用。激光焊的應(yīng)用：適宜于焊各種微型結(jié)構(gòu)，如儀表游絲、集成塊內(nèi)部接線、顯像管電子槍等。采用CO2(可達(dá)100KW)(可達(dá)50mm)，可進(jìn)行從薄板精密焊到厚板深穿入焊的各種焊接。激光復(fù)合焊技術(shù)：法和電弧激光順序焊接方法等。3.15超聲波焊是在靜壓力與聲學(xué)系統(tǒng)輸入的高頻（f>16kHz）彈性振動(dòng)能（即超聲波）共同作用下，使焊件接觸面發(fā)生相對(duì)摩擦而進(jìn)行焊接的一種固相焊接方法。超聲波焊的特點(diǎn)：15～20%；---5%④不足之處是：接頭形式受焊極伸入方式的限制，厚壁工件的焊接較困難。超聲波焊的應(yīng)用主要用于無線電、儀表、精密機(jī)械、航空航天工業(yè)中各種微型精密構(gòu)件的焊接，纖維等。3.16擴(kuò)散焊接界面的均質(zhì)焊接接頭的一種固相焊接方法。擴(kuò)散焊的特點(diǎn)：0.4～0.7②可焊接的材料種類為各種焊接方法之最。定可靠。④不足之處：單件焊接生產(chǎn)率較低，焊前對(duì)焊接件表面的加工清理和裝配質(zhì)量要求十分嚴(yán)格（要求連接表面的粗糙度Ra<0.8m)，需要真空輔助裝置等。擴(kuò)散焊的應(yīng)用焊后，接頭質(zhì)量顯著提高。3.18高頻焊而實(shí)現(xiàn)金屬的結(jié)合。高頻焊通常采用的電流頻率范圍300～450kHz，藉助高頻電可將能量集中于工件表層，而利用“鄰近效應(yīng)又可控制高頻要根