金属工艺学— 4-2_其它常用焊接方法

第二章 其它常用焊接方法 2-1 电阻焊

2-2 摩擦焊2-3 钎焊

2-4 真空电子束焊接2-5 激光焊接

第一节电阻焊：利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热将焊件局部加 热到塑性熔化状态，然后在压力 下形成焊接接头的焊接方法。 利用电流通过工件焊接处的电 阻而产生的热量对工件加热。 即热量不是来源于工件之外， 而是内部热源。

电阻焊

Q=I Rt2

整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力。 在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。2

一、点焊点焊——利用柱状电极加压通 电，在搭接工件接触面之间焊 成一个个焊点的焊接方法。 分流现象 焊完一个点后，电极将移至另一点进行焊接。当焊接 下一个点时，有一部分电流会流经已焊好的焊点。 后果 使焊点质量不稳定。分流使焊接区电流密度降低， 可能造成未焊透、焊核形状畸变等缺陷。

焊点间距：点焊时相邻两焊点的中心距。3

2.影响点焊质量的因素焊接电流、通电时间、电极压力及工件表面清理情况。

3.点焊接头

4.应用主要适用于厚度为4mm以下的 薄板、冲压结构及线材的焊接， 每次焊一个点或一次焊多个点。 目前，点焊已广泛用于制造汽 车、车厢、飞机等薄壁结构以 及罩壳和轻工、生活用品等。4

二、缝焊缝焊类似于连续点焊。 点焊的柱状电极 旋转的滚盘状电极

焊点

焊缝

缝焊时，焊点相互重叠50%以上，密封 性好。主要用于制造要求密封性的薄壁 结构。如油箱、小型容器与管道等。 缝焊的分流现象严重，焊接相同厚度的工件时，焊接 电流约为点焊的1.5~2倍。因此要使用大功率焊机。 缝焊只适用于厚度3mm以下的薄板结构。

三、对焊利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。 1.电阻对焊：用夹具将两焊件 夹紧，并使之端面相互挤紧， 然后通电加热，当焊件端面加 热至塑性状态时，断电并加大 压力进行顶锻，直至两焊件冷 却结晶而形成牢固的对接接头。

电阻对焊一般只用于焊接截面形 状简单、直径(或边长)小于20 mm和强度要求不高的工件。6

2.闪光对焊： 用夹具将两焊件夹紧并通电，然后使两焊件缓慢靠拢并轻微 接触，因端面个别点的接触而形成喷射状火花，加热至一定 温度时，断电进行迅速顶锻，最后在压力作用下冷却结晶而 形成牢固接头。 优点：接头中夹渣少，质量好，强度高。

缺点：金属损耗较大，闪光火花易玷污其它设备与环 境，接头处焊后有毛刺需要加工清理。 应用：

常用于对重要工件的焊接。可焊相同金属件，也可焊 接一些异种金属。被焊工件直径

可小到0.01mm的金属 丝，也可以是断面大到20000mm2的金属棒和金属型材。7

3.对焊接头：焊件断面应尽量相同。圆棒直径、方钢边长和 管子壁厚之差均不应超过25%。

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第二节

摩擦焊

摩擦焊：利用工件间相互摩擦产生的热量，同时加压而进 行焊接的方法。

1.摩擦焊过程 先将两焊件夹在焊机上，加一 定压力使焊件紧密接触。然后焊件1 作旋转运动，使焊件接触面相对摩 擦产生热量，待工件端面被加热到 高温塑性状态时，利用刹车装臵使 焊件1骤然停止旋转，并在焊件2的 端面加大压力使两焊件产生塑性变 形而焊接起来。

2.摩擦焊的特点 在摩擦焊过程中，焊件接触表面的氧化膜与杂质被清 除，因此接头组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷， 接头质量好而且稳定。 可焊接的金属范围较广，不仅可焊同种金属，也可以 焊接异种金属。 焊接操作简单，不需焊接材料，容易实现自动控制， 生产率高。

电能消耗少(只有闪光对焊的1/10~1/15)。 设备复杂，一次性投资大。

3.摩擦焊的接头摩擦焊接头一般是等断面的， 特殊情况下也可以是不等断面 的。但需要至少有一个焊件为 圆形或管状。

4.摩擦焊的应用已广泛用于圆形工件、棒料及管类件的焊 接。可焊实心焊件的直径为2mm至100mm。 管类件外径最大可达150mm。

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第三节

钎焊

钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎 料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。 钎焊过程： 将表面清理好的工件以搭接形式装配在一起，把钎料放在 接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍 高于钎料的熔点温度后，钎料熔化，借助毛细管作用钎料 被吸入并充满固态工件间隙，液态钎料与工件金属相互扩 散溶解、冷凝后即形成钎焊接头。 分类：根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊与软钎 焊两类。12

一、硬钎焊定义：钎料熔点在450℃以上，接头强度在200MPa以上。 钎料：铜基、银基和镍基钎料等。 银基钎料钎焊的接头具有较高的强度、良好的导电性和耐 应用： 蚀性，而且熔点较低，工艺性好。 镍铬合金钎料可用于钎焊耐热的高强度合金与不锈钢。 硬钎焊主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接(如 自行车架、带锯锯条等)以及工具、刀具的焊接。

二、软钎焊定义：钎料熔点在450℃以下，接头强度较低，一般不超过70MPa。 钎料：锡铅合金。

应用： 只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。

广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、导电元 件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。13

三、钎焊接头

接头形式都采用板料搭接和套 件镶接。

这些接头都有较大的钎接面， 以弥补钎料强度低的不足，保 证接头有一定的承载能力。 接头之间应有良好的配合和适 当的间隙。间隙太小，会影响 钎料的渗入与湿润，达不到全 部焊合。间隙太大，不仅浪费 钎料，而且会降低钎焊接头强 度。

四、钎焊焊剂钎焊时使用的溶剂，简称钎剂。 钎剂的作用 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(即湿润性)。 保护钎料及焊件不被氧化， 钎剂的种类 软钎焊，常用的钎剂为松香或氯化锌溶液。

硬钎焊，主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。

五、钎焊的特点 工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，焊接变形小。接 头光滑平整.工件尺寸精确。 可焊接性能差异很大的异种金属，对工件厚度的差别也没有严格 限制。 工件整体加热钎焊时，可同时钎焊多条(甚至上千条)接缝组成的 复杂形状构件，生产率很高。

设备简单，投资费用少。 钎焊的接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高， 焊前清整要求严格，钎料价格较贵。

六、钎焊的应用钎焊主要用于制造精密仪表、电气部件、异种金属构件以及某 些复杂薄板结构，如夹层结构、蜂窝结构等。也常用于钎焊各 类导线与硬质合金刀具。返 回16