淺談除手工電弧焊外的其他焊接方法

崔永廣

摘要：隨著時代的發展，在我們的制造業中焊接的應用越來越為廣泛，而我們最常用的手工電弧焊也越來越不能滿足我們對多樣化的焊接需求，本文將對除了常見的手工電弧焊的焊接工藝方法外在工業生產中一些其他的焊接方法進行簡要概括，這些焊接方法能夠對不同的零件進行焊接生產，從而達到我們多樣化的生產目的。

關鍵詞：焊接；埋弧焊；氣體保護焊；氣焊與氣割；電渣焊；壓力焊與釬焊

焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達到結合的一種方法。焊接和其他連接方法最基本的區別在于：被焊的兩部分金屬產生了原子之間的互相溶解與擴散，并形成了共同晶體，在宏觀上建立了永久性的連接。焊接是一種應用廣泛的永久性連接方法，可用于制造金屬結構、連接機械零件等，在機械、造船、化工、汽車國防等行業起著極為重要的作用。我們比較熟悉的便是我們目前應用最為廣泛的手工電弧焊，然而手工電弧焊只是在實際的制造業中眾多焊接中的一種，下面我們就對幾個比較常用的其他焊接方法進行簡要概述：

1.埋弧焊

定義：是利用連續送進的焊絲在焊劑層下產生電弧而自動進行焊接的方法。

在焊縫處撒放焊劑→焊絲送入電弧區→選定弧長→引弧燃燒→焊機帶動焊絲勻速前移工件、焊絲熔化→較大體積熔池→焊縫

焊劑熔化→熔渣→保護焊縫

焊劑蒸發→熔渣泡→隔絕空氣，防止熔滴外濺；減少電弧熱能損失，阻止弧光四射

埋弧焊特點：生產率高：允許采取大電流焊接（可高達1000A以上）；焊劑和熔渣有隔熱作用，熱能利用率高，可以不開或少開坡口；省工、省料，焊絲利用率高；焊劑用量少，且便宜。焊接質量高且穩定。節省焊接材料。勞動條件好。適應性差，只能平焊中厚板、長直焊縫、大直徑（φ>500mm）環焊縫。

2.氣體保護焊

（1）氬弧焊分為不熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊。

1）不熔化極氬弧焊

采用高熔點的純鎢或鎢的合金棒作電極的惰性氣體保護焊，又稱鎢極氬弧焊，適于焊接厚度為4-6mm以下的薄板。一般采用直流正接法，以減少鎢極燒損。但焊接Al、Mg及其合金時，宜用反接法（陰極破碎作用有利于焊接熔合和保證質量）。

2）熔化極氬弧焊

以連續送進的金屬焊絲作電極的氬氣保護焊。

特點：焊接電流比較大，生產率高，適宜焊接25mm以下的中厚板。常采用直流反接，可使電弧穩定，對有些金屬件有“陰極破碎”作用。需有送絲機構。

3）氬弧焊的特點和應用

①保護效果好，焊接質量優良，焊縫成形美觀，無渣殼。

②電弧穩定，熱影響區小，焊后變形小。

③氣體保護，明弧可見，便于操作，易實現全位置焊接，易于自動控制。

④氬氣昂貴，設備造價高。

適用所有金屬材料的焊接。尤其易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。

（2）CO2氣體保護焊

利用CO2作為保護氣體的熔化極電弧焊。

1）原理：

焊絲經軟導管、導電嘴送出 →從噴嘴中噴出CO2氣體 →包圍焊絲端部及熔池（引燃電?。?/p>

2）特點

①成本低。（僅手弧焊的40%左右）

②生產率高。（比手弧焊提高1-4倍，沒有渣殼，自動送絲）

③操作性能好。（明弧焊接，方便操作，適合于各種位置的焊接）

④質量較好。（熱影響區小，含H低，抗裂性好）

⑤缺點：氧化嚴重，熔滴飛濺較為嚴重，焊縫外形不夠光滑；易產生氣孔。主要用于焊接30mm以下的低碳鋼和強度級別不高的低合金結構鋼焊接。也可用于耐磨件的堆焊、鑄鋼件的焊補。

3.氣焊與氣割

（1）氣焊用可燃性氣體燃燒的高溫火焰來熔化母材和填充金屬的一種焊接方法。

①火焰（O2-C2H2焰）中性焰： 碳化焰： 氧化焰：

②設備及工具：

③特點及應用

a氣焊火焰溫度較電弧低，熱量分散，加熱緩慢，生產率低。

b受熱范圍大，熱影響區較寬。

c火焰對熔池保護性差，焊縫質量不高。

適于焊接在3mm以下的低碳鋼薄板、高碳鋼、鑄鐵以及銅、鋁等有色金屬及其合金。不需電源的地方

（2）氣割

1）定義：利用氧-乙炔焰將割縫金屬加熱到能夠在氧氣中燃燒的溫度，然后開放切割氧，使割縫金屬燃燒，氧化成熔渣，并從切口吹掉，從而將金屬分離的方法。

2）對切割材料的要求：

①金屬的燃點低于熔點，否則切割前先熔化，使切口凹凸不平。

②燃燒時生成的氧化物熔點應低于金屬本身熔點，且流動性好，便于吹掉。

③被切割金屬燃燒時能放出大量熱，且導熱性要低，以保證下層金屬有足夠的預熱溫度，使切割能持續進行。

3）特點及應用

設備簡單，操作靈活、方便，適應性強，生產率高。廣泛用于鋼板下料、鑄鋼件的冒口切除。

4.電渣焊

定義：是利用電流通過熔渣所產生的電阻熱作為熱源進行焊接的方法。電渣焊一般都是在直立位置焊接，兩個工件接頭相距25～35mm，固態溶劑熔化后形成的渣池具有較大的電阻，當電流通過時產生大量的電阻熱，使渣池溫度保持在1700～2000℃焊接時焊絲不斷被送進并被熔化，熔池和渣池逐漸上升，冷卻塊也同時配合上升，從而使立焊縫由下向上順次形成。

電渣焊通常都是在垂直位置立焊，單絲不擺動可焊厚度40～60mm，單絲擺動可焊厚度為 60～150mm，三絲擺動可焊450mm工件

電渣焊工作原理：

電渣焊特點

1）可一次焊很厚的工件；

2）生產率高，成本低，工件不需要開坡口；

3）焊縫金屬比較純凈，電渣焊的熔池保護嚴密，保持液態的時間較長冶金過程較完善，熔池中的氣體和雜質有充分時間浮出；

4）焊接后冷卻速度較慢，焊接應力較小，相應晶粒粗大。一般要焊后熱處理，如正火處理。

5.壓力焊與釬焊

（1）電阻焊

（2）摩擦焊是利用工件之間相互摩擦產生的熱量，同時加壓而進行焊接的方法。方法是對工件施以壓力并轉動工件，產生熱量，驟然停止轉動工件并加大壓力，使兩焊件產生塑性變形而焊接起來。

摩擦焊接頭質量好而且穩定，可焊同種金屬，也可焊異種金屬，生產率高，電能消耗少，一次性投資大。

摩擦焊廣泛用于圓形工件、棒料及管件類焊接。實心焊件的直徑為2mm～100mm，管類焊件外徑最大可達150mm。

（3）釬焊是利用熔點比焊件的釬料作為填充金屬，加熱時釬料熔化而將焊件連接起來的焊接方法。

1）硬釬焊

釬料熔點在450℃以上，接頭強度在200Mpa以上。釬料有銅基、銀基和鎳基等。主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金的焊件，如自行車架、帶鋸鋸條等以及工具、刀具的焊接。

2）軟釬焊

釬料熔點在450℃以下，接頭強度較低，一般不超過70MPa。只用于焊接受力不大、工作溫度較低的工件。常用的釬料是錫鉛合金，所以通常稱錫焊。常用的焊劑為松香或氯化鋅溶液，加熱方法有烙鐵加熱、火焰加熱電 阻加熱、感應加熱、爐內加熱等。主要用于制造精密儀表、電器部件異種金屬構件復雜薄板構件等。釬焊一般不適于鋼結構件、重載動載零件的焊接。

參考文獻：

[1]邱家駿，工程力學.2012-07

[2]高莉莉，機械制造技術.2010-06