淺析焊接技術的應用

許華銀

摘要：當今生活中，各種金屬構件隨處可見，如房屋、交通、輪船以及航天航空等，金屬構件已經成為生活的一部分。然而，為了把離散的金屬連接起來，形成理想的構件，焊接技術是不可缺少的加工手段。文章對焊接技術的原理和應用進行了分析。

關鍵詞：焊接技術；金屬構件；連接工程；電弧焊；二氧化碳保護焊；塑料焊接 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG407 文章編號：1009-2374（2015）18-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.033

1 概述

焊接技術，又稱連接工程（Materials Joining Engineering），是一種重要的機械與材料加工工藝。具體來說，焊接就是用加熱或加壓等加工手段，再借助于金屬原子的結合與擴散作用，使兩個分離的物件永久地結合在一起。

社會不斷發展，大量的大型工程建設，如南水北調、西氣東輸、航天航空等，很大程度上促進了先進焊接技術的發展與進步，我國焊接產業也隨之日益成熟。在這樣的社會需求下，了解焊接技術的原理和應用就顯得極為重要。

2 焊接技術原理

按照焊接加工的不同方式，我們可以把焊接方法分為以下三類：熔焊、壓焊和釬焊。

2.1 熔焊原理

焊接過程中，將焊件接頭加熱，溫度達到或超過焊件的熔點，使需要焊接的兩個或多個工件局部熔化，將熔化部分連結在一起，從而使工件永久結合的焊接方法稱

為熔焊。常用的熔焊方法有電弧焊、氣焊、電渣焊等。

2.2 壓焊原理

焊接過程中，對焊件施加壓力，使工件的材質達到原子間的結合從而形成永久性連接的方法稱為壓焊。常用的壓焊方法有電阻焊、摩擦焊、閃光對焊、超聲波焊等。

2.3 釬焊原理

焊接過程中，將焊件接頭加熱，使焊件溫度高于釬料熔點、低于焊件熔點，從而使釬料熔化，填充接頭間隙并與母材相互擴散溶解，實現永久性連接，這種焊接方法就叫做釬焊。

3 焊接技術的應用

3.1 電弧焊

電弧焊接是焊接方法最主要的一個種類。按其工藝特點不同，電弧焊能分為埋弧焊、氬弧焊、等離子弧焊、氣體保護焊等。電弧焊在燒焊過程中使用到一些設備，如電源、焊槍、送絲機、氣路和水路。電弧焊是一種常見的焊接方法，它的適用范圍比較廣，操作起來比較靈活輕便，可以進行各種姿態下的焊接，如平焊、仰焊、立焊和橫焊等。

下面簡單地介紹下手工電弧焊的操作大概過程：

第一，焊接之前，必須把工件清潔工作做好，仔細打磨焊接的部位，除去工件的氧化膜，可以利用不銹鋼絲輪的砂輪機，打磨工件表面焊接邊緣約15mm的范圍，直到金屬光潔為止。

第二，焊接過程中，將熔化極氬氣焊焊絲作為電板。焊接時，盡量提高焊接的電流，得到熔深較大的焊縫，從而能夠提高焊絲熔化的速度，提高生產的效率。焊接工作者需要將引弧焊絲保持在距離工件15mm左右處，對準需要焊接的部位進行引弧焊接。焊接人員可以采用“左向焊法”：從左到右進行焊接，并使焊槍和工件后傾的夾角為70°左右，然后保持夾角和距離不變，以勻速前進的方式進行焊接。這樣能使焊件更牢固地連接在一起，而且更加美觀。

第三，焊接完成后，并不是每個工件都是完美無缺的，有時由于冷熱不均勻往往產生殘留應力。這種由于焊接時不均勻的加熱和冷卻而使金屬結構內部產生的內應力叫焊接應力，由焊接應力造成的變形叫焊接變形。焊接變形不僅影響了工件的美觀性，而且會使原工件的性能產生嚴重的變化，如剛度、韌性和疲勞性等。

過大的焊接變形會使焊接的剛度和抗疲勞性急劇下降，導致焊件斷裂報廢，造成了不必要的經濟損失，大大地降低了焊接的效率，所以，消除焊接殘余應力就顯得尤其重要。消除焊接構件殘余應力的方法有很多，如高溫回火、結構加載等。隨著對焊接質量要求的提高，為了促進電弧熱輸入方式的改進，人們在焊縫成形控制、降低焊接飛濺等方面不斷做出努力，推動了焊接技術與裝備的發展。總而言之，焊接電弧研究在焊接技術發展中起著至關重要的作用，應該受到焊接工作者的重視。

3.2 二氧化碳保護焊

二氧化碳氣體保護焊是在20世紀50年代初出現的一種熔化焊接方法，在汽車、工程、造船等行業的各種金屬加工制造中起到了很重要的作用，現在二氧化碳焊已經成為鋼鐵材料焊接中不可缺少的一種重要焊接方法。

二氧化碳保護焊的原理是：二氧化碳氣體對熔池進行了保護，避免了空氣中的氣體進入焊接環境中，提高了焊接效率和焊件的質量；二氧化碳保護焊用了焊絲替代電焊中所需要的焊條，減少了焊接能量的損耗，焊絲也與母材熔化金屬一起熔化形成焊縫，起到填充材料的作用。與普通焊接方法相比，二氧化碳保護焊具有如下優點：生產效率高、焊接成本及能耗低、焊后不需要清理焊渣、適用范圍很廣。但是，二氧化碳氣體保護焊不能用于有色金屬的焊接，而且產生的煙塵也比較大。

3.3 塑料焊接

塑料作為現代化工藝中必不可少的材料，在日常生活用品中隨處可見，如洗臉盆、塑料杯子、衣架等。然而，塑料產品的加工往往沒有想象中那么容易。雖然現在3D打印技術可以使物體成形，但該技術目前只能加工一些比較簡單的構件產品，而且加工速度很慢，在目前的科技水平下，并不能廣泛地加工塑料產品。傳統的焊接加工塑料方法可以將各個部件有效地連接起來，而且可以大規模地生產，彌補了復雜的塑料產品不能迅速成形的缺陷，這種焊接技術在現實生活中應用也很廣泛。塑料焊接方法分為兩大類：內部加熱法和外部加熱法。內部加熱法包括超聲波焊、振動焊接等，外部加熱法包括激光焊、電阻焊等。當然，塑料焊接也有它的局限性，焊接只能對熱塑性塑料進行加工，而熱固性塑料在加熱時不能軟化，從而不能進行焊接加工。但隨著焊接技術的不斷進步，克服這個缺點只是時間的問題。

3.4 其他焊接技術的應用

除了上述的三種焊接方法，還有很多其他的焊接方法，如激光焊接、熱板焊接、摩擦焊接、超聲波焊接、振動焊接、高頻焊接、熱風焊接、感應焊接等，這里就不一一介紹了。

4 結語

焊接技術具有優異的功能和廣闊的應用前景，探討焊接技術在重工業中的應用具有重要的實際意義，但在許多方面有待于深入系統的研究，讓這一技術真正發揮出最大的潛能，促使我國經濟水平的迅速提高。

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（責任編輯：黃銀芳）