机械制造基础 课件 第4章 焊接

1第4章焊接主要内容：

焊接的分类、特点及应用焊接的基本原理常用焊接方法的特点及应用常用金属材料的焊接性能焊接结构设计24.1概述主要内容：

常用的连接方法焊接的实质焊接的分类、特点及应用3一、常用连接方法1.机械连接

利用螺纹连接、铆接、销钉连接、键连接、等。2.胶接：利用胶黏剂。3.焊接：是借助于原子之间的结合力而实现的金属间的连接。销钉键铆钉4

通过加热、加压等工艺措施，使用或不用填充材料，使焊件连接处达到原子间力的相互作用，使分离的物体连接成一个整体的加工工艺，是不可拆卸的永久性连接。二、焊接的实质1.制作各种金属结构件；2.制造机器零件和工具；3.修复。三、焊接的分类熔焊压焊（教材图示）钎焊三大类四、应用5

焊接的特点

与铆接结构相比，优点：可拼小成大，重量轻，省材料；刚度大，密封性好，特别适合制造高强度、大刚度的中空结构，如压力容器、管道、锅炉等；焊接方法多，适应性强，设计和施工比较简单；等。缺点：焊接结构的残余应力和变形较大，影响焊接质量；焊接接头性能不均匀、止裂性能不如铆接结构好；焊接质量检验比较困难；等。64.2熔焊的基本原理主要内容：

焊接电弧的产生及其特点焊接接头的组织和性能特点焊接应力与变形及其预防措施金属的焊接性一、焊接电弧（一）焊接电弧的产生定义：指电极与工件间气体介质强烈而持久的放电现象。特点：放电电压低，电流大，热量高而集中，发光强；用作焊接热源，既安全，加热效率又高。产生和存在的两个条件电源供给能量—焊接电源气体介质中存在大量电子或离子—带电质点传导电流焊条、焊丝、钨极、碳棒8电弧的产生过程

实质：使两极间气体介质产生电子和离子（电离）的过程。焊条工件焊接电弧+-d例如：手工电弧焊时，焊条与工件瞬时接触短路，短路时强大的电阻热瞬时产生的高温使周围气体电离；拉开时，在两极间电场作用下，带电粒子向两极运动形成电流，电弧被引燃。电弧长度称为弧长d，一般2～6mm；d↑电弧电压↑。9三个区温度/K 热量分布阳极区260043％弧柱区5000～800021％阴极区240036％

热量分布：阳极区>阴极区（二）焊接电弧的结构

由于电弧在阳极区和阴极区的产热有一定差异，在使用直流电焊机焊接时，可有两种接线方法：

（1）直流正接：工件（＋），焊条（－）；熔深大，用于酸性焊条，或厚板的焊接。（2）直流反接：工件（－），焊条（＋）；熔深较小，用于碱性低氢焊条，或薄板、低合金结构钢、铝合金的焊接。提示：二、熔焊冶金过程的特点（一）焊缝形成过程

在电弧高温作用下，焊条(焊丝)和工件同时产生局部熔化，形成熔池；熔化的填充金属呈球滴状过渡到熔池；电弧沿焊接方向移动形成动态熔池，熔池前部的加热熔化与后部的顺序冷却结晶同时进行，从而形成焊缝。12（二）焊接冶金过程

在焊接过程中，液态金属、熔渣和气体之间进行着一系列复杂的冶金反应，如合金元素的氧化与还原、气体的溶解与析出、有害杂质的去除等。其特点是：1.电弧和熔池金属温度远高于一般的冶炼温度，使金属元素强烈蒸发与烧损；2.熔池体积小，液态金属的熔化和结晶速度快，各种冶金反应难以达到平衡，使化学成分不均匀，气体和杂质来不及浮出，易产生气孔和夹渣等缺陷；3.氧、氢、氮在高温时能溶解于液态金属内，使合金元素烧损，同时易于在焊缝中产生气孔，使焊缝金属的力学性能，尤其是塑性、韧性显著降低。

焊接过程中必须采取必要的工艺措施，保护熔池，并补充一些烧损的合金元素，以保证焊缝质量。如焊条药皮、埋弧焊剂、保护气体（CO2、Ar等）（一）焊接热循环的特点

接头上不同点，其热循环不同，即最高加热温度、加热速度和冷却速度均不同。特点：焊接是对焊件的局部加热，

不均匀，且加热和冷却速

度都很快。是焊件产生焊接应力、变形及裂纹的主要原因。三、熔焊接头的组织和性能

14（二）接头的组成

接头上离焊缝越近处，最高温度越高；越远，温度越低。图示：焊接接头由3个区组成：焊缝区熔合区（半熔化区）热影响区低碳钢焊接接头的组织变化151.焊缝区：柱状晶，力学性能与母材接近。（按等强度原则选用焊接材料）2.熔合区：又称半熔化区。晶粒粗大，成分和组织不均匀。是接头中力学性能最差、最薄弱部位。3.热影响区：因各点热作用不同，又可分为：（1）过热区：粗大过热组织，塑韧性差，是性能最差区域。（2）正火区：晶粒细小均均，强韧性好，力学性能优于母材。（3）部分相变区：晶粒大小不一致，组织不均匀，力学性能比母材稍差。（三）接头的组织和性能16（四）改善焊接接头性能的措施1.尽量选用低碳和低硫、低磷的钢材作焊接结构材料；2.使热影响区的冷却速度适当。对低碳钢，采用细焊

丝、小电流、快速焊等措施，可提高接头韧性，减

轻接头脆化。对易淬硬钢，在不出现硬脆马氏体的

前提下适当地加快冷却速度，有利于改善接头性能。3.采用多层焊，利用后层对前层的回火作用，使前层

的组织和性能得到改善。4.进行焊后热处理。重要的焊接结构，可采用焊后退

火或正火等改善接头韧性。（一）产生原因

焊接过程中，焊件局部加热和冷却，受到周围冷金属的拘束，不能自由膨胀的收缩所致。加热时，焊缝区（－），周围（＋）冷却后，焊缝区（＋），周围（－）当焊接应力>抗拉强度时，焊缝区会有裂纹产生。四、焊接应力与变形（a）（b）（c）

平板对接焊时的应力与变形（a）各区自由状态时；(b）整体状态下加热I区；（c）冷却后的状态。18（二）焊接变形的基本形式

（三）危害

1.承载能力大为降低；2.对于接触腐蚀性介质的焊件，应力腐蚀现象加剧，减少寿命；3.使焊件形状尺寸不稳定；4.矫正变形使工序和工时增加，成本增加

若焊接区能较自由地变形，则产生的残余应力较小，而焊接变形较大；若焊接区受到的刚性拘束较大，自由变形较困难，则产生的焊接变形较小，而残余应力较大，焊件易产生裂纹。19（四）减小焊接残余应力的工艺措施1.采用合理的焊接顺序和方向

先焊1、2短焊缝，再焊3长焊缝。

2.降低接头刚度3.整体预热法

减小温度差，降低应力。4.加热减应区法

焊前把支承座周围的壳壁向外顶出，接头刚度降低。减应区指工件上需要预热以减小焊接应力的区域。（五）消除焊接残余应力的方法焊后去应力退火，消除应力。20（六）减少焊接变形的工艺措施1.反变形法2.采用合理的焊接顺序和焊接方向3.刚性固定法4.选用适当的焊接方法和工艺参数5.锤击法21（七）焊接变形的矫正1.机械矫正法。利用外力（如用大锤锤击、压力机压等）使构件产生塑性变形，以抵消焊接变形，多用于厚度不大的构件。2.火焰矫正法。利用火焰对焊件上焊后尺寸较大的部位局部加热，紧接着水冷或空冷，由于冷却后产生的拉应力作用，使焊接变形得到矫正。此法简便灵活，工件厚薄不受限制，应用较广。（一）焊接性的概念

指金属材料在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即“好焊”“不好焊”。（二）评定方法碳当量估算法：对碳钢和低合金结构钢，可用碳当量经验公式为：式中，各元素符号为钢中相应元素的质量百分数。影响的主要因素是化学成份五、金属的焊接性23★根据经验：CE↑焊接性↓CE＜0.4％时，焊接性良好。除厚大焊件或在低温下焊接时，应考虑预热外，一般焊接工艺即可。CE＝0.4％～0.6％时，焊接性较差。钢淬硬倾向较大，需要采取焊前预热或焊后缓冷等工艺措施，防止焊接裂纹产生。CE＞0.6％时，焊接性很差。钢淬硬倾向明显，焊前必须较高温度预热；焊接时采取严格的工艺措施，减少焊接应力和防止开裂，焊后适当热处理。注意：估算是粗略的，实际工作中，根据实际情况进行抗裂试验及焊接接头使用焊接性的试验。手工电弧焊埋弧自动焊气体保护焊等离子弧焊电渣焊；等氩弧焊CO2气体保护焊熔化极氩弧焊钨极氩弧焊

4.3熔焊主要区别在于：焊接材料焊接设备

常用熔焊方法

利用电弧作为热源，手工操纵焊条进行焊接的方法，又称手工电弧焊，简称手弧焊。

一、焊条电弧焊（一）

焊接过程

焊接时，焊条和焊件间产生电弧并局部熔化形成熔池，焊条端部的熔滴在电弧中过渡到熔池；焊条移动，新熔池不断形成，旧熔池不断凝固，形成连续焊缝；在电弧作用下，焊条药皮熔化形成的熔渣与液态金属进行物理、化学反应并浮出熔池，凝固后覆盖在焊缝表面，药皮燃烧产生大量CO2气体笼罩在电弧周围对熔化金属起到保护作用。（二）特点及应用（1）设备简单，操作灵活；（2）适应性强。焊接位置、接头形状不受限制；（3）可焊接多种金属材料；（4）缺点：对焊工操作水平要求较高，焊接质量不稳定，生产效率较低。（5）应用：主要用于单件、小批量生产，板厚一般在1.5mm以上。最适于焊接碳钢、低合金结构钢、不锈钢和耐热钢，也用于焊接高强度钢和铸铁。（三）焊接材料—焊条

一、焊条电弧焊271.焊条的组成及作用焊芯药皮①作为导电电极；②填充金属，与熔化母材共同形成焊缝。①造气造渣，保护焊缝；②稳弧、脱渣等，使焊缝美观；③参与焊缝冶金反应：脱O、去S、去P、补充烧损合金元素。④改善熔滴过渡，提高焊接工艺性2.焊条的分类、型号和牌号28焊条型号牌号药皮类型焊接电源焊接位置用途E4303J422钛钙型

交流或直流全位置焊接

用于较重要的低碳钢和强度等级较低的低合金钢，如09Mn2。E5015J507低氢钾型交流或直流全位置焊接

用于中碳钢和低合金钢的焊接，如16Mn，9Mn2Si。举例：

焊条型号：指国家标准中的焊条代号，按化学成分分类。焊条牌号：指焊接行业的焊条代号，按用途分类。按熔渣性质，焊条可分为两大类：酸性焊条：熔渣中酸性氧化物较多；交直流电源适用，工艺性好，但焊缝的塑性、韧性较差，常用于一般结构件的焊接。碱性焊条：熔渣中碱性氧化物多；适于直流电源。焊缝塑韧性好，抗裂性强，但工艺性较差，只适用于重要结构件的焊接。29（三）常用结构钢焊条的性能1.结422焊条。对应型号为E4303，最常用酸性焊条。其药皮中含有较多酸性氧化物(TiO2、SiO2等）和稳弧剂。

主要特点：①抗气孔能力较强。酸性熔渣氧化作用较强，焊接时碳氧化生成大量CO气体可使熔池沸腾，有利于熔池中气体的逸出，不易形成气孔，对焊条烘干和焊前清理（即清除焊件表面的铁锈、油污）要求不严。②工艺性能较好。引弧容易，稳弧性好，电源可交、直流两用，且不苛求短弧施焊。③缺点：酸性渣对金属的氧化作用较强，且难以去除熔敷金属中的硫、磷，使焊缝中氧化物夹杂较多；同时，酸性焊条药皮中含有较多有机物（木粉等）和含结晶水的矿物（如白泥等），使接头中含氢量较大，因此酸性焊条焊接接头的冲击韧性较差，抗裂性能一般。30（三）常用结构钢焊条的性能2.结507焊条对应型号为E5015，最常用的碱性焊条。药皮主要成分为大理石（CaCO3）和萤石（CaF2），稳弧剂较少。优点：接头中氢、氧、氮、硫等有害元素含量比酸性焊条

的低，具有好的韧性和抗裂性能。缺点：

焊接工艺性较差，不如酸性焊条。应采取措施：①对焊条烘干和焊件焊前清理要求严，否则接头易产生气孔、裂纹；②要求直流反接，并必须短弧施焊，否则飞溅大、电弧不稳、接头质量不能保证。③碱性焊条焊接时产生的粉尘及有毒的氟化物较多，生产现场必须采取良好的通风和排气措施。31（四）焊条选用的基本原则（1）等强度原则。结构钢焊接时，一般应使焊缝金属与母材等强度，即焊条的强度等级等于或稍高于母材的抗拉强度。对不要求等强度的接头，可选用强度等级比母材低的焊条。（2）同成分原则。对特殊用钢（如耐热钢、低温钢、不锈钢等）的焊接，为保证接头的特殊性能，应使焊缝金属的主要合金成分与母材相同或相近。（3）抗裂性要求。对焊接或使用过程中容易产生裂纹的结构，如焊件形状复杂、厚度大、刚度大、高强钢、受动载荷或冲击、母材中碳或硫、磷杂质含量较多，以及在低温环境中施焊或使用的结构等，应选用抗裂性能优良的低氢型焊条。（4）抗气孔要求。对于难以焊前清理、容易产生气孔的焊件，应选用酸性焊条。（5）低成本要求。在酸性、碱性焊条都能满足要求时，一般应选用酸性焊条，降低成本。焊接材料焊丝：导电电极，填充金属，并参与冶金反应。常用H08A、H08MnA焊剂：造渣、造气，保护焊缝，同时参与冶金反应。最常用焊剂431。焊接设备

由焊接电源、焊接小车、控制箱三部分组成。焊接小车由送丝机头、行走小车、控制盘、焊丝盘和焊剂漏斗等组成。简称埋弧焊，是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。

二、埋弧自动焊33（一）埋弧自动焊原理及焊接过程下燃烧，靠焊接小车控制均匀地向前移动，母材和焊丝熔化形成熔池，冷却后形成焊缝；同时，焊剂不断从漏斗中流出撒在工作面上，一部分焊剂熔化成为熔渣覆盖在焊缝表面，保护焊缝，大部分未熔化可重复利用。

焊接时，开动焊机头将光焊丝送入电弧区自动引弧，并通过焊机弧长自动调节装置保证选定的弧长；电弧在焊剂层34

与焊条电弧焊比较，1.相同之处

①具有相同的电源特性。陡降特性，电压取决于弧长。②对熔池的保护方式相同。渣—气保护。2.优点埋弧、自动焊接，保护效果好，焊缝质量高；焊接电流大，焊机的功率也大，生产率大大提高；焊接残余应力和变形小；节省材料，工人劳动条件好。（三）埋弧自动焊的特点3.缺点不能全位置焊接，焊接位置受到限制，灵活性比手弧焊差；对焊件边缘的加工、装配精度（错边、间隙等）要求比手弧焊高；为防止烧穿并保证焊缝背面成形良好，需要采取特殊工艺措施。

锁底对接351.适于焊接3mm以上的中、厚板，用于平焊长焊缝和直径大（直径在300mm以上）的环焊缝。2.适于大批量生产。3.主要用于焊接碳钢和低合金结构钢，也可焊接不锈钢等特殊性能钢。（三）埋弧自动焊的应用

埋弧自动焊是常见的一种自动化焊接方法，在造船、锅炉、车辆、容器制造等工业生产中获得广泛应用。36气体保护焊是为解决埋弧焊不能实现全位置焊接的问题而发展起来，以电弧作为热源，用外加气体来保护熔池和焊缝的熔焊方法。特点

电流密度大，生产率高。可实现全位置焊接，适应性强。常用的气体保护焊方法：

二氧化碳气体保护焊：保护气体为CO2

氩弧焊：氩气作保护气体气体保护焊

三、CO2气体保护焊（一）CO2气体保护焊过程CO2作为保护气体+焊丝电极，引燃电弧

焊丝由送丝滚轮4自动送进，CO2气体经喷嘴2沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部气体保护层，使熔滴、熔池与空气机械地隔离开来，从而保证了焊接过程稳定持续地进行。CO2气体的保护作用

CO2气体比重较大，被电弧加热后体积膨胀又较大，隔离空气、保护熔化金属效果好。

38（二）CO2气体保护焊特点1.优点

（1）生产率高。用气体保护，实现全位置焊接，不用清渣，

多层焊时可连续进行；另外可采用大电流焊接，焊接速度快（2）焊接质量较好。电弧能量集中，热影响区窄，焊接变形小。（3）适应性强。焊接电流范围广，薄板、厚板都可以焊接。

（4）成本低。CO2气是酿造厂和化工厂的副产品，价格低。2.缺点（1）CO2在高温下可分解出原子氧，使电弧气氛具有强烈的氧化性，造成合金元素烧损、气孔和飞溅。解决方法是必须采用含锰、硅等脱氧元素较多的焊丝（最常用H08Mn2SiA）和专用直流电源，不能使用一般低碳焊丝。（2）不适宜焊接易氧化金属材料，如铜、铝等有色金属材料。（3）焊缝表面成形较差，不能在有风的场地施焊。39（三）CO2气体保护焊的应用（1）CO2保护焊在造船、机车车辆、汽车制造、石油化工、工程机械等工业部门获得广泛应用。（2）主要用于焊接低碳钢、低合金结构钢等黑色金属，也可用于堆焊磨损件、补焊铸铁件等。（3）适宜焊接的厚度一般为0.8mm以上焊件。（4）不宜焊接不锈钢、耐热钢等高合金钢。由于焊缝金属有增碳现象，使钢的抗腐蚀性降低。（5）不能焊接容易氧化的有色金属，如铝及铝合金。

四、氩弧焊

利用氩气作为保护气体的一种电弧焊方法。氩弧温度高，可达10000～24000K。熔化极氩弧焊（GMAW）：金属焊丝作为电极熔化钨极氩弧焊（GTAW）：非熔化极，钨极不熔化。钨极氩弧焊熔化极氩弧焊特点及应用：1.氩气保护效果好，但成本高。2.钨极氩弧焊的焊接电流小，可焊接薄板（如厚度零点几毫米的不锈钢薄板）。3.熔化极氩弧焊的焊丝为一极，焊接过程中熔化填充焊缝，可采用大电流焊接，生产率高。4.氩气为保护气体，没有氧化，是一种对被焊材料适应性最强的焊接方法，几乎可用于焊接所有的金属材料，尤其对易氧化难焊材料，如铝、铜、钛、不锈钢等。

四、氩弧焊

五、等离子弧焊（一）等离子弧机械压缩热收缩磁压缩自由电弧等离子弧特点：

①能量密集，温度高；②电弧稳定，挺度好，方向性强；③可控性好。等离子弧的热量、温度可控。通过调整焊接工艺参数，可得到柔性弧（用于焊接）或刚性弧（用于切割）。弧柱直径很细、气体高度电离、能量高度密集的约束电弧43（二）等离子弧焊等离子气和保护气体都是氩气。1.等离子弧焊接方法（1）穿透法：靠强劲的等离子弧穿透焊件实现焊接，多用于板厚3～12mm的金属。（2）熔透法：电弧压缩较轻，不穿透钢板，多用于板厚3mm以下的金属。

（3）微束等离子弧焊：

指焊接电流在30A以下的熔透法焊接；电弧似针状，温度较低，且柔和；适于焊接0.02～1.5mm厚的箔材及薄板。442.特点及应用与钨极氩弧焊相比：①焊接质量好。焊接热影响区小，焊件变形小；钨极缩入喷嘴内，可避免钨污染焊缝。②生产率高。焊接速度较快，板厚12mm以下可不开坡口，一次焊透，双面成形，背面不需衬垫，生产率较高。③可焊微型器件。微束等离子弧可焊接直径0.01mm的细丝和箔材，是目前焊接微型器件的最有效方法之一。④

操作简单。电弧呈圆柱形，发散极小，焊炬与焊件间的距离要求不十分严格，操作比较容易。⑤可焊材料广泛。可焊接各类钢、铸铁及有色金属。采取一定措施，还可焊接钨、铂、钽、铌、锆等合金。主要用于高合金钢及钨、铂、钴等难熔及特种金属材料的焊接。⑥缺点：设备复杂，造价高，氩气消耗量大，费用高，灵活性差。4.4压焊主要内容：

电阻点焊电阻缝焊电阻对焊闪光对焊摩擦焊4.4压焊

指在加热或不加热状态下对焊件加压，使其产生塑性变形，并通过再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子达到形成金属键而连接的焊接方法。常用方法

定义电阻焊摩擦焊点焊缝焊对焊

电阻焊是利用电流通过焊件接触面及邻近区域产生的电阻热，把焊件加热到塑性或局部熔化状态，再在电极压力作用下形成接头的一种焊接方法。主要有点焊、凸焊、缝焊、对焊。点焊和对焊焊接区等效电路图R-焊接区总电阻

Rc-焊件间接触电阻；Rew-电极与焊件间接触电阻；Rw-焊接内部电阻

一、电阻焊（一）点焊

将焊件装配成搭接接头，并被压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，冷却后形成焊点的电阻焊连接方法。电阻点焊原理图1—阻焊变压器；2—电极；3—焊件；4—熔核1.接头形成过程

焊件3压紧在电极2之间，施加电极压力后，阻焊变压器1向焊接区通过焊接电流加热，在焊件接触处形成熔核4；停止加热，熔核结晶，获得牢固的金属键合。同时，液态熔核周围的高温固态金属，在电极压力作用下产生塑性变形和强烈再结晶的塑性环。该塑性环先于熔核形成且伴随熔核一起长大，将熔核与大气隔离，保护液态金属，并防止飞溅。2.影响点焊质量的因素（1）工艺参数：焊接电流、电极压力和通电时间等；（2）焊件导电、导热和高温塑性等；（3）焊件表面状态。焊前必须仔细清理氧化膜及油污；（4）焊点间距。由于部分电流可能流经已焊好的焊点，使焊接处电流减小，这种现象称为分流。为减少分流的影响，焊点间距不应太小。(a)电流过小(b)电流合适(c)电流过大焊接电流对点焊质量的影响4.应用：①适于制造可采用搭接接头、不要求气密性、厚度一般小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。3.点焊接头的设计电阻点焊接头形式接头形式：搭接接头和折边接头。接头设计时，应考虑电极的可达性、边距、点距、搭接量、装配间隙等因素。②广泛用于汽车、金属车厢复合板、家具等低碳钢产品的焊接。③在航空航天工业中，多用于连接飞机、喷气发动机、导弹、火箭等，由合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金等材料制成的部件。（二）缝焊

也是点焊的一种演变，是用一对滚轮电极代替点焊的圆柱形电极，将焊件被装配成搭接或对接接头并置于两滚轮电极之间，滚轮电极加压并转动，连续或断续送电，形成一个个熔核相互搭叠的密封焊缝的电阻焊连接方法。缝焊示意图接头密封性好；主要用于要求密封性或普通非密封性的板金件连接接头。只适用于3mm以下的薄壁结构件。如油桶、罐头罐、暖气片、飞机和汽车油箱以及喷气发动机、火箭、导弹中密封容器的薄板焊接。特点及应用：（三）对焊

对焊是利用电阻热将两焊件沿整个端面同时焊接起来的电阻焊方法。生产率高，易于实现自动化，应用广泛。分类：电阻对焊和闪光对焊两大类。应用实例：钢轨b)管道

c)汽车轮辋d)链环e)万向轴壳f)汽车排气阀（异种金属）

g)钻头1.电阻对焊（1）原理（示意图）

将两工件端面始终压紧，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻压力(或不加顶锻压力，只保持焊接压力)完成焊接过程。（3）应用

只用于焊接截面形状简单、直径或边长小于20mm、强度要求不高的杆件。（2）特点

焊接过程简单、接头光滑、毛刺小，但其接头的力学性能较低，对工件端面的准备工作要求较高。

2.闪光对焊（示意图）（1）原理：把两工件夹在通电的夹具内，保持工件端面轻微接触，达到击穿电压后发生闪光或电弧，并与产生的电阻热一起使对接端部加热到熔点。当对接两端达到适当的温度时，采用足够大的顶锻力，迅速使塑性金属连同未被闪光喷出的氧化物和杂质一起从接头中被挤出，并使工件实现连接。（2）应用：主要用于各种材料重要工件的焊接，如锚链、管子等。因接头中夹杂少，无过热区和铸态组织，力学性能好。

闪光对焊时，两工件对接面的几何形状和尺寸应基本一致。（教材图）

二、摩擦焊

摩擦焊是在压力作用下，利用焊件相对摩擦运动产生的热量，使待焊工件摩擦界面及其附近的温度升高，从而使材料的变形抗力降低，塑性提高，并随着顶锻力的作用界面氧化膜破碎，材料发生塑性流变，通过界面的原子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。特点及应用①焊接质量好。接头中杂质少，组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷，接头强度、塑性、韧性都很高，质量稳定，废品率低。②生产效率高。摩擦焊完成一个焊缝的总循环时间一般在30秒以内，每小时可生产几百甚至上千件。③适于异种金属焊接，应用广泛。④缺点：焊件形状、尺寸受到限制，目前仅限于焊接圆截面的棒料和管孔或将棒、管焊到平板上。摩擦焊机价格贵，只适于批量生产。

钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化而将处于固态的焊件连接起来的焊接方法。1．硬钎焊

钎料熔点为450℃以下，接头强度较低（<70MPa)，只用于钎焊受力不大、工作温度较低的工件。常用的钎料是锡铅合金，通常称为锡焊。

钎料熔点在450℃以上，接头强度较高（>200MPa)，属于这类的钎料有铜基、银基和镍基等。2．软钎焊

4.5钎焊3.钎剂的作用

(1)清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质，改善钎料流入间隙的性能（即润湿性）;(2)保护钎料及焊件不被氧化。软钎焊常用的钎剂：松香、氯化锌溶液。

硬钎焊的钎剂种类较多，主要由硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等组成，应根据钎料种类选择使用。钎焊材料：钎料和钎剂接头形式：板料搭接、套件镶接等，图示。4.钎焊接头及加热方式加热方式：火焰加热、电阻加热、感应加热、炉内加热、盐浴加热和烙铁加热。

装配间隙要适当，间隙过大过小都会使接头强度降低。适宜的接头间隙一般为0.02～0.4mm。焊接前应清除焊件表面的污物和氧化膜。5.钎焊特点及应用

1）钎料熔化，母材不熔化；

2）工件加热温度较低，接头组织、性能变化小，焊件变形小，接头光滑平整，焊件尺寸精确；

3）可焊接异种金属，焊件厚度不受限制；

4）生产率高，可整体加热，一次焊成整个结构的全部焊缝，易于实现机械化自动化。

5）钎焊设备简单，生产投资费用少。

应用：主要用于焊接精密、微型、复杂、多焊缝、异种材料的焊件。不适于钢结构件、重载动载零件的焊接。

4.6常用金属材料的焊接低碳钢和低合金结构钢的焊接

不锈钢的焊接

铸铁的焊补

有色金属的焊接主要内容：1.低碳钢：wC≤0.25%，CE＜0.4％，焊接性优良。采用任何一种焊接方法都可以。刚性大的结构应预热。2.中碳钢：wC＝0.25％－0.6%，焊接性中等，焊缝易产生热裂纹，热影响区易产生淬火组织甚至冷裂。常采用焊条电弧焊和气焊，须预热。3.高碳钢：wC＞0.6%，焊接性差，一般只是对其进行补焊，应预热。4.低合金结构钢：强度级别低的焊接性好，强度级别较高的焊接性较差。常用焊条电弧焊和埋弧焊。5.铸铁：焊接性差。不宜作焊接结构材料，只进行修复性补焊。采用预热到4000C以上热焊或冷焊，防止白口产生。焊接方法可采用焊条电弧焊和气焊。7.铜及铜合金：焊接性比低碳钢差得多。可用氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊等焊接方法。6.奥氏体不锈钢：焊接性良好。可采用焊条电弧焊、埋弧自动焊和氩弧焊。8.铝及铝合金：焊接特点

1）极易氧化，应清除氧化物，采用氩气保护；

2）容易产生热裂纹，易形成气孔；

常采用氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊、点焊。

4.7焊接结构设计设计的主要内容：

合理选择焊接结构材料焊接材料和焊接方法的选择合理布置焊缝正确设计焊接接头选择原则：尽量选用焊接性能好的材料

1.wC＜0.25%的低碳钢，或CE＜0.4%的低合金钢。淬硬倾向很小，塑性好，焊接工艺简单。

2.尽量选用镇静钢。含气量低，特别是含H2、O2量低，可防止气孔和裂纹等缺陷。3.异种金属焊接时，焊缝应与强度低的