第8单元其他焊接方法

1、 主要优点：主要优点： 可不开坡口焊厚大件且效率高、成本低； 焊缝成分 易调整且少气孔和夹渣。 主要缺点：主要缺点： 不适用于焊薄板和短缝； 接头冲击韧性低。 接头冲击韧性低的原因及措施是：接头冲击韧性低的原因及措施是：特点：特点：用焊丝作电极，送丝机用焊丝作电极，送丝机 构随渣池一起提升；构随渣池一起提升；厚板可用多根焊丝并加摆动；厚板可用多根焊丝并加摆动；工艺、设备及操作较复杂；工艺、设备及操作较复杂；焊后易产生角变形。焊后易产生角变形。适用范围：适用范围：适合于环焊缝和高碳钢、合金钢对接及形接头的焊接；适合于环焊缝和高碳钢、合金钢对接及形接头的焊接；常用于焊接厚度为常用于焊接厚度为40-

2、50mm和焊缝较长的工件（一般和焊缝较长的工件（一般的对接焊缝、形焊缝中较少用）。的对接焊缝、形焊缝中较少用）。特点特点: : 用板条作电极用板条作电极; ; 可用多板极可用多板极( (无须摆动无须摆动); ); 板极送进设备高大且板板极送进设备高大且板件与工件容易短路件与工件容易短路; ; 操作复杂。操作复杂。 应用应用: :焊材的来源灵活，尤适于不宜拉拔成焊丝的合焊材的来源灵活，尤适于不宜拉拔成焊丝的合金钢材料的焊接和堆焊；设备、工艺简单。较适用于大金钢材料的焊接和堆焊；设备、工艺简单。较适用于大断面短焊缝的焊接，目前多用于模具钢的堆焊、轧辊的断面短焊缝的焊接，目前多用于模具钢的堆焊、轧辊

3、的堆焊等堆焊等( (一般不用于普通材料的焊接一般不用于普通材料的焊接) )。 应用：应用：对接焊缝和形焊缝的主要焊接方法，用于梁体对接焊缝和形焊缝的主要焊接方法，用于梁体等复杂结构的焊接和大截面结构的焊接，同时应用于曲等复杂结构的焊接和大截面结构的焊接，同时应用于曲线及曲面焊缝的焊接。线及曲面焊缝的焊接。 （1 1）直接接触式直接接触式直接接触式也叫预接触式。这种方法必须在螺柱法兰直接接触式也叫预接触式。这种方法必须在螺柱法兰端部预加工出一个凸台。其过程如下图：端部预加工出一个凸台。其过程如下图：（2 2）预留间隙式）预留间隙式 预留间隙式使用的螺柱与预接触式电容储能螺柱焊预留间隙式使用的螺柱

4、与预接触式电容储能螺柱焊所使用的螺柱形状相同。其过程如下图：所使用的螺柱形状相同。其过程如下图： 将待焊将待焊螺柱装入焊枪夹头，并将陶瓷保护圈装入瓷圈夹头中。然螺柱装入焊枪夹头，并将陶瓷保护圈装入瓷圈夹头中。然后在螺柱与工件间引燃电弧，使螺柱端面和相应的工件表后在螺柱与工件间引燃电弧，使螺柱端面和相应的工件表面被加热到熔化状态，再将螺柱挤压到熔池中，使两者融面被加热到熔化状态，再将螺柱挤压到熔池中，使两者融合形成焊缝。电弧螺柱焊靠预先加在螺柱引弧端的焊剂或合形成焊缝。电弧螺柱焊靠预先加在螺柱引弧端的焊剂或陶瓷圈来保护熔融金属。陶瓷圈来保护熔融金属。 高能束焊通常指功率密度达到高能束焊通常指功率

5、密度达到105 Wcm2以上的焊以上的焊接方法，其束流由电子、光子、离子或二种以上的粒子组接方法，其束流由电子、光子、离子或二种以上的粒子组合而成。合而成。 图8-12 电子束形成原理示意图序号特点内容1焊缝深宽比高焊缝深宽比高电子束斑点尺寸小，功率密度大。可实现高深宽比（即焊缝深而窄）电子束斑点尺寸小，功率密度大。可实现高深宽比（即焊缝深而窄）的焊接，深宽比达的焊接，深宽比达60:1，可一次焊透，可一次焊透0.1 1300mm300mm厚度的不锈钢板厚度的不锈钢板2焊接速度快焊接速度快焊缝物理性能焊缝物理性能好好能量集中，熔化和凝固过程快。例如焊接厚能量集中，熔化和凝固过程快。例如焊接厚12

6、5mm的铝板，焊接速度的铝板，焊接速度达达400mm/min，是氩弧焊的，是氩弧焊的40倍。能避免晶粒长大，使接头性能改善。倍。能避免晶粒长大，使接头性能改善。高温作用时间短。合金元素烧损少，焊缝抗蚀性好高温作用时间短。合金元素烧损少，焊缝抗蚀性好3工件热变形小工件热变形小功率密度高，输入工件的热量少，工件变形小功率密度高，输入工件的热量少，工件变形小4焊缝纯洁度高焊缝纯洁度高真空对焊缝有良好的保护作用，高真空电子束焊特适合焊接钛及钛合真空对焊缝有良好的保护作用，高真空电子束焊特适合焊接钛及钛合金等活性材料金等活性材料5工艺适应性强工艺适应性强参数易于精确调节，便于偏转，对焊接结构有广泛的适应

7、性参数易于精确调节，便于偏转，对焊接结构有广泛的适应性6可焊材料多可焊材料多不仅能焊金属和异种金属材料的接头，也可焊非金属材料，如陶瓷、不仅能焊金属和异种金属材料的接头，也可焊非金属材料，如陶瓷、石英玻璃等石英玻璃等7再现性好再现性好电子束焊焊接参数易于实现机械化、自动化控制，重复性、再现性好，电子束焊焊接参数易于实现机械化、自动化控制，重复性、再现性好，提高了产品质量的稳定性提高了产品质量的稳定性8可简化加工工可简化加工工艺艺可将重复的或大型体加工件分为易于加工的、简单的或小型部件，用可将重复的或大型体加工件分为易于加工的、简单的或小型部件，用电子束焊为一个整体，减小加工难度、节省材料，简化

8、工艺电子束焊为一个整体，减小加工难度、节省材料，简化工艺最大优点是摆脱了工作室的限制，因而扩大最大优点是摆脱了工作室的限制，因而扩大了电子束焊接的应用范围了电子束焊接的应用范围（2 2）应用）应用 随着电子束焊接工艺及设备的发展，特别是近随着电子束焊接工艺及设备的发展，特别是近1010年来年来工业生产中对高精度、高质量连接技术需求的不断扩大，工业生产中对高精度、高质量连接技术需求的不断扩大，电子束焊接在航空、航天、核能、电子、兵器、汽车制造电子束焊接在航空、航天、核能、电子、兵器、汽车制造、纺织、机械等许多工业领域已经获得了广泛应用。、纺织、机械等许多工业领域已经获得了广泛应用。 电子束焊还是

9、一种适电子束焊还是一种适合于在太空进行的焊接方合于在太空进行的焊接方法，早在法，早在19841984年，人类已年，人类已在太空环境中利用一种手在太空环境中利用一种手工电子束焊枪进行了焊接工电子束焊枪进行了焊接试验。电子束焊将成为太试验。电子束焊将成为太空环境中焊接人造天体的空环境中焊接人造天体的一种重要的焊接方法。一种重要的焊接方法。 脉冲激光焊时，激光以脉冲的方式输出，其脉冲宽度、脉冲激光焊时，激光以脉冲的方式输出，其脉冲宽度、脉冲能量均精确可调，故输入到工件上的能量是断续的。脉冲能量均精确可调，故输入到工件上的能量是断续的。因此，小功率的脉冲激光因此，小功率的脉冲激光焊接尤其适合于焊接尤其

10、适合于0.5mm以下金属丝与丝、丝与板以下金属丝与丝、丝与板或薄膜之间的点焊，特别或薄膜之间的点焊，特别是是m级细丝、箔的点焊。级细丝、箔的点焊。 脉冲激光焊中大量使用脉冲激光焊中大量使用的脉冲激光器主要是的脉冲激光器主要是YAG激光器。激光器。 连续激光焊时，激光连续稳定地输出，焊缝成形主要连续激光焊时，激光连续稳定地输出，焊缝成形主要由激光功率及焊速确定。连续激光焊在激光器输出功率较由激光功率及焊速确定。连续激光焊在激光器输出功率较低时，光的反射损失较大，为减少光能反射损失，通常要低时，光的反射损失较大，为减少光能反射损失，通常要对被焊材料表面进行适当的处理（如黑化）。对被焊材料表面进行适

11、当的处理（如黑化）。 连续激光焊可以使用连续激光焊可以使用大功率的钇铝石榴石激光大功率的钇铝石榴石激光器，但用得最多的还是器，但用得最多的还是CO2激光器，因为激光器，因为CO2激激光器的效率更高，功率更光器的效率更高，功率更大，而且因为是连续稳定大，而且因为是连续稳定地输出，因而可以进行从地输出，因而可以进行从薄板精密焊到薄板精密焊到50mm厚板厚板深熔焊等各种焊接。深熔焊等各种焊接。 工件的旋转端被夹持在飞轮里工件的旋转端被夹持在飞轮里,焊接过程开始时，首焊接过程开始时，首先将飞轮和工件的旋转端加速到一定的转速，然后飞轮与先将飞轮和工件的旋转端加速到一定的转速，然后飞轮与主电动机脱开，同时

12、，工件的移动端向前移动，两工件接主电动机脱开，同时，工件的移动端向前移动，两工件接触后开始摩擦加热。在摩擦加热过程中，飞轮受摩擦扭矩触后开始摩擦加热。在摩擦加热过程中，飞轮受摩擦扭矩的制动作用，转速逐渐降低，当转速为零时，焊接过程结的制动作用，转速逐渐降低，当转速为零时，焊接过程结束。这种方法在焊接大截面工件时可以降低主轴电机的功束。这种方法在焊接大截面工件时可以降低主轴电机的功率。率。图8-20 惯性磨擦焊三个阶段和各焊接参数变化规律 轨道摩擦焊分为线性轨道摩擦焊和环形轨道摩擦焊。轨道摩擦焊分为线性轨道摩擦焊和环形轨道摩擦焊。图图8-21a)为环形轨道摩擦焊的示意图，其特点是两待焊工为环形轨

13、道摩擦焊的示意图，其特点是两待焊工件均不作绕自身轴线的旋转，仅其中一个工件绕另外一个件均不作绕自身轴线的旋转，仅其中一个工件绕另外一个工件转动，主要用于焊接非圆截面工件。图工件转动，主要用于焊接非圆截面工件。图8-21b)是线性是线性轨道摩擦焊示意图，在焊接过程中，摩擦副中的一侧工件轨道摩擦焊示意图，在焊接过程中，摩擦副中的一侧工件被往复机构驱动相对于另一侧被夹紧的工件表面作相对运被往复机构驱动相对于另一侧被夹紧的工件表面作相对运动，其主要优点是不管工件是否对称，均可进行焊接。如动，其主要优点是不管工件是否对称，均可进行焊接。如可焊接方形、圆形、多边形截面的金属或塑料工件。可焊接方形、圆形、多

14、边形截面的金属或塑料工件。 图8-21 轨道摩擦焊示意图 铝钎焊炉铝钎焊炉表表8-3 8-3 各种钎焊方法的优缺点及适用范围各种钎焊方法的优缺点及适用范围钎焊方法钎焊方法主要特点主要特点用途用途烙铁钎焊烙铁钎焊设备简单、灵活性好、适用于微设备简单、灵活性好、适用于微细钎焊细钎焊需使用钎剂需使用钎剂只能用于软钎焊，钎只能用于软钎焊，钎焊小件焊小件火焰钎焊火焰钎焊设备简单、灵活性好设备简单、灵活性好控制温度困难，操作技术要控制温度困难，操作技术要求较高求较高钎焊小件钎焊小件金属浴钎焊金属浴钎焊加热快，能精确控制温度加热快，能精确控制温度钎料消耗大，焊后处理复杂钎料消耗大，焊后处理复杂用于软钎焊及其

15、批量用于软钎焊及其批量生产生产盐浴钎焊盐浴钎焊加热快，能精确控制温度加热快，能精确控制温度设备费用高，焊后需仔细清设备费用高，焊后需仔细清洗洗用于批量生产，不能用于批量生产，不能钎焊密闭工件钎焊密闭工件波峰钎焊波峰钎焊生产率高生产率高钎料损耗较大钎料损耗较大只用于软钎焊及批量只用于软钎焊及批量生产生产电阻钎焊电阻钎焊加热快，生产率高，成本较低加热快，生产率高，成本较低控制温度困难，工件形状、控制温度困难，工件形状、尺寸受限制尺寸受限制钎焊小件钎焊小件感应钎焊感应钎焊加热快，钎焊质量好加热快，钎焊质量好温度不能精确控制，工件形温度不能精确控制，工件形状受限制状受限制批量钎焊小件批量钎焊小件保护气体保护气体炉中钎焊炉中钎焊能精确控制温度，加热均匀，变能精确控制温度，加热均匀，变形小，一般不用钎剂，质量好形小，一般不用钎剂，质量好设备费用较高，加热慢，钎设备费用较高，加热慢，钎焊的工件含大量易挥发元素焊的工件含大量易挥发元素大小件的批量生产，大小件的批量生产，多钎缝工件的钎焊多钎缝工件的钎焊真空炉中真空炉中钎焊钎焊能精确控制温度，加热均匀，变能精确控制温度，加热均匀，变形小，不用钎剂，钎焊质量好形小，不用钎剂，钎焊质量好设备费用高，钎料和工件不设备费用高，钎料和工件不宜含较多的易挥发元素宜含较多的易挥发元素重要工件重要工件气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料（有色金属及其合金）