一、焊條電弧焊

（一）,、焊接電弧

電弧是兩帶電導(dǎo)體之間持久而強(qiáng)烈的氣體放電現(xiàn)象,。

1．電弧的形成
        （1）焊條與工件接觸短路
        短路時(shí)，電流密集的個(gè)別接觸點(diǎn)被電阻熱Q=I2Rt所加熱,，極小的氣隙的電場(chǎng)強(qiáng)度很高,。
        結(jié)果：①少量電子逸出。②個(gè)別接觸點(diǎn)被加熱,、熔化,，甚至蒸發(fā),、汽化。③出現(xiàn)很多低電離電位的金屬蒸汽,。
        （2）提起焊條保持恰當(dāng)距離
        在熱激發(fā)和強(qiáng)電場(chǎng)作用下,，負(fù)極發(fā)射電子并作高速定向運(yùn)動(dòng)，撞擊中性分子和原子使之激發(fā)或電離,。
        結(jié)果：氣隙間的氣體迅速電離,，在撞擊、激發(fā)和正負(fù)帶電粒子復(fù)合中,，其能量轉(zhuǎn)換,，發(fā)出光和熱。

2．電弧的構(gòu)造與溫度分布
        電弧由三部分構(gòu)成,，即陰極區(qū)（一般為焊條端面的白亮斑點(diǎn)）,、陽極區(qū)（工件上對(duì)應(yīng)焊條端部的溶池中的薄亮區(qū)）和弧柱區(qū)（為兩電極間空氣隙）。

3,、電弧穩(wěn)定燃燒的條件
        （1）應(yīng)有符合焊接電弧電特性要求的電源
        a）當(dāng)電流過小時(shí),，氣隙間氣體電離不充分，電弧電阻大,，要求較高的電弧電壓,，方能維持必需的電離程度。
        b）隨著電流增大,，氣體電離程度增加,，導(dǎo)電能力增加，電弧電阻減小,，電弧電壓降低,。但當(dāng)降低到一定程度后，為了維持必要的電場(chǎng)強(qiáng)度,，保證電子的發(fā)射與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)能量,，電壓須不隨電流增大而變化。
        （2）做好清理工作,，選用合適藥皮的焊條,。
        （3）防止偏吹。

 
   （4）電極的極性
        在焊接中,，采用直流電焊機(jī)時(shí),，有正接和反接兩種方法。而大量使用的是交流電弧焊設(shè)備,，電極的極性頻繁交變,，不存在極性問題，
        1）正接——焊件接電源正極,，焊條接負(fù)極,。一般焊接作業(yè)均采用正接法,。
        2）反接——焊件接電源負(fù)極，焊條接正極,。一般焊接薄板時(shí),，為了防止燒穿，采用反接法進(jìn)行焊接作業(yè),。

（二）,、焊條電弧焊的焊接過程

1．焊接過程
        2．焊條電弧焊加熱特點(diǎn)
        （1）加熱溫度高，而且使局部加熱,。焊縫附近金屬受熱極不均勻,，可能造成工件變形、產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及組織轉(zhuǎn)變與性能變化的不均勻,。
        （2）加熱速度快（1500度/秒）,，溫度分布不均勻，可能出現(xiàn)在熱處理中不應(yīng)出現(xiàn)的組織和缺陷,。
        （3）熱源是移動(dòng)的,，加熱和冷卻的區(qū)域不斷變化。

（三）,、電弧焊的冶金特點(diǎn)

（1）反應(yīng)區(qū)溫度高,，使合金元素強(qiáng)烈蒸發(fā)和氧化燒損。
        （2）金屬熔池體積小,，處于液態(tài)的時(shí)間很短，導(dǎo)致化學(xué)成分均勻,，氣體和雜質(zhì)來不及浮出而易產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷,。

（四）、焊條
       1．焊條的組成    手弧焊焊條由焊芯和藥皮兩部分組成,。

（1）焊芯
       ①作為電弧焊的一個(gè)電極,，與焊件之間導(dǎo)電形成電弧,；
       ②在焊接過程中不斷熔化,，并過渡到移動(dòng)的熔池中，與熔化的母材共同結(jié)晶形成焊縫,；

（2）焊條藥皮
       ①藥皮的作用
       a）對(duì)熔池造成有效的氣渣聯(lián)合保護(hù),；
       b）使熔池內(nèi)金屬液脫氧、脫硫以及向熔池金屬中滲合金,，提高焊縫的力學(xué)性能,；
       c）起穩(wěn)弧作用，以改善焊接的工藝性,。

②藥皮的組成
       a）穩(wěn)弧劑：主要使用易于電離的鉀,、鈉,、鈣的化合物。
       b）造渣劑：形成熔渣覆蓋在熔池表面,，不讓大氣侵入熔池,，且起冶金作用。
       c）造氣劑：分解出CO和H2等氣體包圍在電弧和熔池周圍,，起到隔絕大氣,、保護(hù)熔滴和熔池的作用。
       d）脫氧劑：主要應(yīng)用錳鐵,、硅鐵,、鈦鐵、鋁鐵和石墨等,，脫去熔池中的氧,。
       e）合金劑：主要應(yīng)用錳鐵、硅鐵,、鉻鐵,、鉬鐵、釩鐵和鎢鐵等鐵合金,。
       f）粘結(jié)劑：常用鉀,、鈉水玻璃。

（3）焊條藥皮的種類
       a）酸性焊條——藥皮中含有多量酸性氧化物,，如SiO2,、TiO2、Fe2O3等,。
       b）堿性焊條——藥皮中含有多量堿性氧化物,，如CaO、FeO,、MnO,、Na2O、MgO等,。

2．焊條的種類

焊條共分為十大類,，即結(jié)構(gòu)鋼焊條、低溫鋼焊條,、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條,、不銹鋼焊條、堆焊焊條,、鑄鐵焊條,、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條,。

3．焊條的選用原則
       （1）選擇與母材化學(xué)成分相同或相近的焊條
       （2）選擇與母材等強(qiáng)度的焊條
       （3）根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用條件選擇焊條藥皮的類型

（五）,、焊接接頭的金屬組織和性能的變化

1．焊件上溫度的變化與分布
       焊縫區(qū)金屬經(jīng)受有償穩(wěn)狀態(tài)開始被加熱大較高的溫度，然后在逐漸冷卻到常溫這樣一個(gè)熱循環(huán),。
       2．焊接接頭處的組織和性能的變化（以低碳鋼為例）
       3．焊接接頭的主要缺陷

（1）氣孔
       氣孔是焊接時(shí)熔池中的氣泡在焊縫凝固時(shí)未能逸出而留下來形成的空穴,。
       防治措施：
       a）烘干焊條，仔細(xì)清理焊件的帶焊表面及附近區(qū)域,；
       b）采用合適的焊接電流,，正確操作。
       （2）夾渣
       夾渣是焊后殘留在焊縫中的熔渣,。
       預(yù)防措施：
       a）仔細(xì)清理帶焊表面,；    b）多層焊時(shí)層間要徹底清渣；
       c）減緩熔池的結(jié)晶速度,。

（3）焊接裂紋
       a）熱裂
       熱裂是焊接過程中,，焊接接頭的金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋。
       預(yù)防措施：
       減小結(jié)構(gòu)剛度,、焊前預(yù)熱,、減小合金化、選用抗裂性好的低氫型焊條等,。
       b）冷裂
       焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋,。
       預(yù)防措施：
       a）用低氫型焊條并烘干、清除焊件表面的油污和銹蝕,；
       b）焊前預(yù)熱,、焊后熱處理。
       （4）未焊透
       未焊透是焊接接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象,。
       產(chǎn)生原因：
       坡口角度或間隙太小,、鈍邊過厚、坡口不潔,、焊條太粗、焊速過快,、焊接電流太小以及操作不當(dāng)?shù)人隆?span lang=EN-US>
       （5）未溶合
       未溶合是焊縫與母材之間未完全熔化結(jié)合的現(xiàn)象,。
       產(chǎn)生原因：
       坡口不潔、焊條直徑過大及操作不當(dāng)?shù)仍斐伞?span lang=EN-US>
       （6）咬邊
       咬邊是沿焊趾的母材部分產(chǎn)生的溝槽或凹陷的現(xiàn)象,。
       產(chǎn)生原因：
       焊接電流過大,、電弧過長(zhǎng)、焊條角度不當(dāng)?shù)人隆?span lang=EN-US>

（六）,、焊接變形

1．焊接應(yīng)力與變形的原因
       焊接時(shí)局部加熱是焊件產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的根本原因,。
       2．焊接變形的基本形式
       3．防止與減小焊接變形的工藝措施
       （1）反變形法
       （2）加余量法
       （3）剛性夾持法
       （4）選擇合理的焊接工藝
       4．減小焊接應(yīng)力的工藝措施
       （1）選擇合理的焊接順序
       （2）預(yù)熱法
       （3）焊后退火處理

二、埋弧自動(dòng)焊

電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法，稱為埋弧焊,。埋弧焊的引弧,、送進(jìn)焊條一般均由自動(dòng)裝置來完成，因此又稱為埋弧自動(dòng)焊,。

（一）,、埋弧自動(dòng)焊的焊接過程

（二）、埋弧自動(dòng)焊的主要特點(diǎn)
       1,、生產(chǎn)率高
       2,、焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定
       3、節(jié)約焊接材料
       4,、改善了勞動(dòng)條件
       5,、適用于平焊長(zhǎng)直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫。對(duì)于短焊縫,、曲折焊縫,、狹窄位置及薄板的焊接，不能發(fā)揮其長(zhǎng)處,。

（三）,、焊絲和焊劑

（四）、埋弧自動(dòng)焊的工藝特點(diǎn)
       1,、焊前準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格      2,、焊接熔深大
       3、采用引弧板和引出板
       4,、采用焊劑墊或鋼墊板
       5,、采用導(dǎo)向裝置

三、氣體保護(hù)焊

（一）,、氬弧焊
       使用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊稱為壓弧焊,。
       氬氣是惰性氣體，可保護(hù)電極和熔化金屬不受空氣的有害作用,。
       氬弧焊按所用電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種,。

1、非熔化極氬弧焊
       電極只作為發(fā)射電子,、產(chǎn)生電弧用,，填充金屬另加。
       常用摻有氧化釷或氧化鈰的鎢極,，其特點(diǎn)是電子熱發(fā)射能力強(qiáng),，熔點(diǎn)沸點(diǎn)高（為3700K和5800K）。

2,、熔化極氬弧焊
       鎢極氬弧焊電流小,、熔深淺,。中厚以上的鈦、鋁,、銅等合金的焊接多選用高生產(chǎn)率的熔化極氬弧焊,。

3、氬弧焊的特點(diǎn)
       （1）由于氬氣的保護(hù),，它適于各類合金鋼,、易氧化的有色金屬，以及鋯,、鉭,、鉬等稀有金屬的焊接。
       （2）氬弧焊電弧穩(wěn)定,，飛濺小,，焊縫致密，表面沒有熔渣,，成形美觀,，焊接變形小。
       （3）明弧可見,，便于操作,，容易實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)焊接。
       （4）鎢極脈沖氬弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些異種金屬,。

（二）,、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊
       利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊，稱為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊,。
       它的保護(hù)作用主要是使焊接區(qū)與空氣隔離,，防止空氣中的氮?dú)鈱?duì)熔化金屬的有害作用。
       焊接時(shí)：
                        2CO2=2CO+O2
                          CO2=C+O2
       因此焊接是在CO2,、CO,、O2氧化氣氛中進(jìn)行的。

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特點(diǎn)：
       1,、焊速高,，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊，生產(chǎn)率高,。
       2,、為明弧焊接，易于控制焊縫成形,。
       3、對(duì)鐵銹敏感性小,、焊后熔渣少,。
       4、價(jià)格低廉。
       5,、焊接飛濺與氣孔仍是生產(chǎn)中的難點(diǎn),。

四、電渣焊

電渣焊就是利用電流通過液體熔渣所產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法,。

（一）,、焊接過程

（二）、電渣焊的特點(diǎn)

1,、可一次焊成很厚的焊件,。
       2、生產(chǎn)率高,，成本低,。
       3、焊縫金屬比較純凈,。
       4,、適于焊接中碳鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼。
       5,、焊縫區(qū)高溫停留時(shí)間長(zhǎng),，晶粒粗大，焊后需熱處理來細(xì)化晶粒,。

五,、等離子弧焊與切割（一）、等離子弧的概念

1,、一般焊接電弧為自由電弧,，電弧區(qū)只有部分氣體被電離，溫度不夠集中,。
       2,、 當(dāng)自由電弧壓縮成高能量密度的電弧，弧柱氣體被充分電離,，成為只含有正離子和負(fù)離子的狀態(tài)時(shí),，即出現(xiàn)物質(zhì)的第四態(tài)——等離子體。
       等離子弧具有高溫（15000~30000K）,、高能量密度（480千瓦/厘米2）和等離子流高速運(yùn)動(dòng)（最大可數(shù)倍與聲速）
       3,、等離子弧焊的三種壓縮效應(yīng)
       （1）機(jī)械壓縮效應(yīng)
       在等離子槍中，當(dāng)高頻震蕩引弧以后,，氣體電離形成的電弧通過焊嘴細(xì)小噴孔,，受到噴嘴內(nèi)壁的機(jī)械壓縮。
       （2）熱壓縮效應(yīng)
       由于噴嘴內(nèi)冷卻水的作用,，使靠近噴嘴內(nèi)壁處的氣體溫度和電離度急劇降低,，迫使電弧電流只能從弧柱中心通過,，使弧柱中心電流密度急劇增加，電弧截面進(jìn)一步減小,，這是對(duì)電弧的第二次壓縮,。
       （3）電磁收縮效應(yīng)
       因?yàn)榛≈娏髅芏却蟠筇岣叨樯碾姶攀湛s力使電弧得到第三次壓縮。
       因三次壓縮效應(yīng),，使等離子弧直徑僅有3mm左右,，而能量密度、溫度及氣流速度大為提高,。

（二）,、等離子弧焊的特點(diǎn)

1、能量密度大,，溫度梯度大,，熱影響區(qū)小，可焊接熱敏感性強(qiáng)的材料或制造雙金屬件,。
       2,、電弧穩(wěn)定性好，焊接速度高,，可用穿透式焊接,，使焊縫一次雙面成型，表面美觀,，生產(chǎn)率高,。
       3、氣流噴速高,，機(jī)械沖刷力大,，可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不銹鋼、鋁,、銅,、鎂等合金。
       4,、電弧電離充分,，電流下限達(dá)0.1A以下仍能穩(wěn)定工作，適合于用微束等離子?。?span lang=EN-US>0.2~30A）焊接超薄板（0.01~2mm）,，如膜盒、熱電偶等,。

六,、真空電子束焊

真空電子束焊是利用定向高速運(yùn)動(dòng)的電子束流撞擊工件使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而使工件熔化，形成焊縫,。

真空電子束焊的特點(diǎn)
       1,、在真空中進(jìn)行焊接,，焊縫純凈、光潔,，呈鏡面，無氧化等缺陷,。
       2,、電子束能量密度高達(dá)108瓦/厘米2，能把焊件金屬迅速加熱到很高溫度,，因而能熔化任何難熔金屬與合金,。熔深大、焊速快,，熱影響區(qū)極小,，因此對(duì)接頭性能影響小，接頭基本無變形,。

七,、激光焊

激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的方法。

激光焊的特點(diǎn)：
        1,、激光焊能量密度大,，作用時(shí)間短，熱影響區(qū)和變形小,，可在大氣中焊接,，而不需氣體保護(hù)或真空環(huán)境。
        2,、激光束可用反光鏡改變方向,，焊接過程中不用電極去接觸焊件，因而可以焊接一般電焊工藝難以焊到的部位,。
        3,、激光可對(duì)絕緣材料直接焊接，焊接異種金屬材料比較容易,，甚至能把金屬與非金屬焊在一起,。
        4、功率較小,，焊接厚度受一定限制,。

八、電阻焊

電阻焊是在焊件組合后通過電極施加壓力,，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的工藝方法,。

電阻焊的種類很多，常用的有點(diǎn)焊,、縫焊和對(duì)焊三種,。

（一）,、點(diǎn)焊      點(diǎn)焊是將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間,，利用電阻熱熔化母材金屬,，形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。點(diǎn)焊主要用于薄板焊接,。

點(diǎn)焊的工藝過程：
       1,、預(yù)壓，保證工件接觸良好,。
       2,、通電，使焊接處形成熔核及塑性環(huán),。
       3,、斷點(diǎn)鍛壓，使熔核在壓力繼續(xù)作用下冷卻結(jié)晶,，形成組織致密,、無縮孔、裂紋的焊點(diǎn),。

（二）,、縫焊

縫焊是將焊件裝配成搭接或?qū)咏宇^，并置于兩滾輪電極之間,，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動(dòng),，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法,。
       縫焊主要用于焊接焊縫較為規(guī)則,、要求密封的結(jié)構(gòu)，板厚一般在3mm以下,。

（三）,、對(duì)焊

對(duì)焊是使焊件沿整個(gè)接觸面焊合的電阻焊方法。

1,、電阻對(duì)焊
       電阻對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭,，使其端面緊密接觸，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài),，然后斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法,，
       電阻對(duì)焊主要用于截面簡(jiǎn)單、直徑或邊長(zhǎng)小于20mm和強(qiáng)度要求不太高的焊件,。

2,、閃光對(duì)焊
       閃光對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭，接通電源，使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸,，利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn),，在大電流作用下，產(chǎn)生閃光,，使端面金屬熔化,，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法,。
       閃光焊的接頭質(zhì)量比電阻焊好,，焊縫力學(xué)性能與母材相當(dāng)，而且焊前不需要清理接頭的預(yù)焊表面,。閃光對(duì)焊常用于重要焊件的焊接?？珊竿N金屬,，也可焊異種金屬；可焊0.01mm的金屬絲,，也可焊20000mm的金屬棒和型材,。

九、摩擦焊

摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱量,，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài),，然后迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。

摩擦焊的特點(diǎn)：
       1,、由于摩擦,，焊件接觸表面的氧化膜和雜質(zhì)被清楚，使焊接接頭組織致密,，不產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷,。
       2、即可焊同種金屬,，更適合于異種金屬的焊接,。
       3、生產(chǎn)率高,。

十,、釬焊

（一）、釬焊的種類

根據(jù)釬料熔點(diǎn)不同,，釬焊分為硬釬焊和軟釬焊兩種,。

1、硬釬焊
       釬料熔點(diǎn)高于450℃的釬焊為硬釬焊,。
       硬釬料有銅基,、銀基、鋁基等合金,。
       釬劑常用鵬砂,、硼酸,、氟化物、氯化物等,。
       加熱方法有火焰加熱,、鹽浴加熱、電阻加熱,、高頻感應(yīng)加熱等,。
       硬釬焊接接頭強(qiáng)度高達(dá)490MPa，適用于受力較大及工作溫度較高的工件,。

2,、軟釬焊
       釬料熔點(diǎn)低于450℃的釬焊為軟釬焊,。
       常用軟釬料為錫鉛合金,。
       常用釬劑為松香、氯化銨溶液等,。
       常用烙鐵及其它火焰加熱,。