焊接实质及分类

图1-1  电弧焊接

在现代工业中，金属是不可缺少的重要材料。高速行驶的火车、汽车，以及船舶、压力容器乃至宇宙航行工具等，都离不开金属材料。这些工业产品在制造过程中，需要把各种各样加工好的零件按设计要求连接起来。焊接就是将这些零件连接起来的一种加工方法，如图1-1所示。

基础知识

在金属结构和机器的制造中，经常需要用一定的连接方式将两个或两个以上的零件按一定形式和位置连接起来。金属连接方式可分为两大类：一类是可拆卸连接，如图1-2 (a)和1-2 (b)所示，即不必毁坏零件（连接件、被连接件）就可以拆卸，如螺栓连接、键和销连接等。另一类是永久性连接，如图1-3 (a)和1-3 (b)所示，也称不可拆卸连接，其拆卸只有在毁坏零件后才能实现，如铆接、焊接和粘接等。

图1-2   可拆卸连接

1-零件 2-铆钉 3-焊缝

图1-3  永久性连接

任务实施

一、焊接的定义

焊接就是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。

由此可见，焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到结合，从而将原来分开的物体形成永久性连接的整体。要使两部分金属材料达到永久连接的目的，就必须使分离的金属相互非常接近，使之产生足够大的结合力，才能形成牢固的接头。这对液体来说是很容易的，而对固体来说则比较困难，需要外部给予很大的能量，如电能、化学能、机械能、光能、超声波能等，这就是金属焊接时必须采用加热、加压或两者并用的原因。

二、焊接方法的分类

按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类，如图1-4所示。

图1-4  焊接方法的分类

熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法，如图1-5所示。目前熔焊应用最广，常见的气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护电弧焊等属于熔焊。

图1-5  熔焊

压焊是在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法，如图1-6所示。如电阻焊、摩擦焊、气压焊、冷压焊、爆炸焊等属于压焊。

图1-6  压焊

钎焊是采用比母材熔点低的钎料作填充材料，焊接时将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法，如图1-7所示。常见的钎焊方法有火焰钎焊、烙铁钎焊等。

图1-7  钎焊

拓展提高

焊接技术的特点

焊接与铆接、铸造相比，可以节省大量金属材料，减轻结构的重量，成本较低；简化加工与装配工序，工序较简单，生产周期较短，劳动生产率高；焊接接头不仅强度高，而且其他性能（如耐热性能、耐腐蚀性能、密封性能）都能与焊件材料相匹配，焊接质量高；劳动强度低，劳动条件好等优点。

焊接的主要缺点是产生焊接应力与变形，焊接中存在一定数量的缺陷，产生有毒有害的物质等。

目前世界各国年平均生产的焊接结构用钢已占钢产量的45%左右，所以，焊接是目前应用极为广泛的一种永久性连接方法。