13焊接工艺—其它焊接方法

于450℃。 高温钎焊 温度超过900℃而又不使用钎剂
的钎焊方法
3、按热源分： 钎焊方法通常是以所应用的热源来命名的 。
三、钎焊的特点
同熔焊方法相比，钎焊具有以下优点：
钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小； 钎焊接头平整光滑，外形美观； 焊件变形较小，焊件的尺寸精度； 某些钎焊方法生产率高； 可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。
3、能量利用及温度分布 热量小部分（10~30%）有用，大部分 散失，其 中主要通过电极的热传导而散失。
点（对）焊——中心高，四周低 缝焊——由于焊点间相互影响，温度分布比
点焊的平坦，且前后不对称。
三、金属电阻焊的焊接性
1）导电性和导热性越高，焊接性越差。 2）高温（0.5~0.7Tm）屈服强度越高，焊接性越差。 3）塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接 性越差。 4）材料对热循环的敏感性越强，焊接性越差。 另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜 的金属，其焊接性一般较差。
散焊
各种焊接特性对比
焊接工艺 精度 变形 热影响 焊缝质量 焊料 使用条件
激光焊 钎焊
精密 精糙
第六章 其他焊接方法
授课老师—吴新华
知识点
• 一 电阻焊分类特点 • 二 钎焊原理特点 • 三 激光焊接特点及应用
二 电阻热及影响因素
1、电阻热——电阻焊的热源：Q=I2Rt （R=2Rw+Rc+2Rew）
2、影响产热的因素： ⑴电阻 焊件本身电阻RW，接触电阻RC ⑵电流 ⑶通电时间 ⑷电极压力 ⑸电极材料及端面形状 ⑹焊件表面状况
2）、钎剂的分类
钎剂分为软钎剂与硬钎剂两大类、按 特殊用途又可再分为铝用钎剂、粉末状钎 剂、液体钎剂、气体钎剂、膏状钎剂、免 清洗钎剂等。
五、钎焊工艺
钎焊生产工艺包括钎焊前工件表面准备、装配、 安置钎料、钎焊、钎后处理等各工序。
1、钎焊接头设计 应考虑接头的强度，如何保证组合件的尺寸精
度、零件的装配定位、钎料的安置、钎焊接头的间 隙等工艺问题。
2). 常用金属材料的缝焊 （1）低碳钢：低碳钢是焊接性最好 （2）不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中 焊速 （3）铝合金：焊接性差，应用强规范；
3 对焊 1)、对焊的特点和方式 对焊：以整个对接接触面焊合的电阻焊方法。 特点：效率高、易于实现自动焊 形式：电阻对焊 闪光对焊 滚对焊
2)、电阻对焊 接头形成过程：
对接焊等； ④异种金属，刀头与刀杆的对接焊等。
预热的作用： ①减小焊机需用功率；②降低焊 后冷却速度；③缩短闪光时间。
闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液 态金属（过梁）通过闪光被排出，对接头起到清理 作用；形成的气氛对接头产生一定的保护作用，有 利于提高焊接质量。
闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。
六 钎焊在汽车零件生产中的应用
油冷
水箱
暖风
第三节 高能量密度焊
焊接技术简介
• 目前常用的焊接工艺有： • →电弧焊（氩弧焊、手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧
焊、等离子弧焊、气体保护焊） • →电阻焊 • →高能束焊（电子束焊、激光焊） • →钎焊 • →以电阻热为能源：电渣焊、高频焊 ； • →以化学能为焊接能源：气焊、气压焊、爆炸焊； • →以机械能为焊接能源：摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩
（3）不锈钢：要准确地控制加热时间和焊接电 流，以防止热影响区晶粒长大。
（4）铝合金：导电、导热率高，强度低，易氧 化，焊接性较差；必须采用硬规范焊接。
(５)镀层钢板的点焊问题
难点：低熔点涂层熔化，进入缝隙，降低电流密度； 涂层与电极形成固溶体、金属间化合物，导电、热性 能下降； 涂层进入熔池产生裂纹。 焊接技术要点: ①加大电流30%~50% ②采用Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金电极强冷， 或用嵌钨电极 ③结构允许，改用凸焊。 ④加强通风，防止涂层金属的有害。
钎焊时，只有在液态钎料能 充分润湿母材的条件下（液面 “上升”），钎料才能填满钎缝。
液体沿间隙“上升”的高度ｈ与间隙大小2r 成反比——钎焊接头设计、装配时应使间隙小！
影响钎料润湿作用的因素：
①钎料和母材成分: 如液态钎料与母材相 互溶解或形成化合物，则润湿较好。
可通过第三者的作用来改善润湿作用。 ②钎焊温度——利于润湿。太高，易使钎 料流散、溶蚀或晶粒粗大。 ③表面氧化物——妨碍润湿。 ④母材表面状态——粗些好。 ⑤钎剂——适当的钎剂有良好作用。
四 电阻焊方法
1、点焊（spot welding） 它适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、
厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。
1). 点焊接头形成过程（如图） 点焊循环：预压 通电 锻压 休止
2). 点焊接设计 接头形式： 搭接 折边 注意点距、边距、搭接量、装配间隙等。
焊点主要尺寸的确定
⑴母材向钎料的溶解
溶解作用对钎焊的影响：
利——“清理”作用、合金化 弊——化合物（脆）、填缝性变差、熔蚀
⑵钎料组分向母材的扩散 钎料与母材的相互作用可以形成下列组织：
固溶体 化合物 共晶体
二、钎焊方法的分类
1、按温度分： 软钎焊（soldering）——钎料液相线温度
低于450℃； 硬钎焊（brazing）——钎料液相线温度高
单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积。 焊透率应介于20%~80%之间。焊接不同厚度工件时， 每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%， 压痕深度不应超过板件厚度的15% 。
d23,或 d5
Ahc10% 0
最小点距 e(815)
最小边距 s(6~10)
3). 点焊方法与工艺 点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊
稳定——闪光过程中不短路（会使工件过烧甚 至报废）、不断路（会失去保护作用）。
强烈——闪光越强烈，自保护作用越强。
第二节 钎焊
定义：将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、 但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，并与母材相互扩散而 实现连接焊件的方法
一、钎焊原理
利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母 材相互溶解和扩散以及在母材间隙中润湿、毛 细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零 件间的连接的。
预压—通电加热—顶锻
高频对接焊缝的加热
焊件对接，利用高频电流（10~500KHz）进行焊接的方 法。分高频接触焊、高频感应焊
3)、闪光对焊 接头形成过程 连续闪光对焊：闪光 顶锻
特点：对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质 量好，可焊大截面工件。
应用：①杆件，如钢轨的接长等； ②环形工件，车轮钢圈的对接焊等； ③部件的组焊，发动机排气阀体与阀杆的
生产实践中，对采用银基、铜基、镍基等强度 较高的钎料钎焊接头，搭接长度通常取为薄件厚度 的2～3倍；对用锡铅等软钎料钎焊接头，可取为薄 件厚度的4～5倍。
设计钎焊接头时应考虑应力集中问题。
接头的工艺性设计包括接头的装配定位、 安置钎料、限制钎料流动等。工艺孔是为满 足工艺上的要求而在接头上开的孔，这对于 密闭窗口尤为重要。
调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热， 减小其散热。
具体方法： ①薄件一侧电极端面小直径 ②薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料 ③采用工艺垫片 ④采用硬规范
5). 常用金属材料的点焊
（1）低碳钢及低合金钢：具有良好的焊接性，
（2）淬火钢：由于冷却速度极快，在点焊淬火钢 时必然产生硬脆的马氏组织，在应力较大时还会产 生裂纹。
接头间隙 间隙的大小在很大的程度上影响钎缝的致 密性和接头强度。 用钎剂钎焊时，接头的间隙应选得大一些。
2、焊件表面准备
钎焊前必须仔细地清除工件表面的氧 化物、油脂、脏物及油漆等。有时，钎焊 前还必须将零件预先镀覆某种金属层。
(1)清除油污 (2)清除氧化物
3、装配和固定
钎料的放置
在各种钎焊方法中，除火焰钎焊和烙 铁钎焊外，大多数是将钎料预先安置在接 头上的。安置钎料时应尽可能利用钎料的 重力作用和间隙的毛细作用来促进钎料填 满间隙。
钎焊过程的分解
1、液态金属的填隙原理 液体金属填充接头间隙条件：润湿作用和 毛细作用。 当液体的附着力大于其内聚力时，液体就 能粘附在固体表面——发生润湿作用。
衡量液体对母材润湿能力的大小，可用液 相与固相接触时的接触夹角θ的大小来表示。
当0°＜θ＜90°，液体能润湿固体； 当90°＜θ＜180°，液体不能润湿固体。 θ=0表示液体完全润湿固体； θ=180°表示完全不润湿。
钎焊缺点：
钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差， 由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化 学腐蚀致使耐蚀力较差及对装配要求比较高 等。
四 钎焊材料
钎焊材料是钎料和钎剂的总称。 １钎料
1）对钎料的基本要求 ①合适的熔点（比母材的低几十度）； ②具有良好的润湿性； ③与母材充分发生溶解、扩散； ④成分稳定均匀； ⑤所得接头满足技术要求； ⑥具有经济性（少用稀有金属）； ⑦具有安全性（少用有毒及重金属）。ຫໍສະໝຸດ 钎焊时，钎料的润湿角应小于20°。
上述液体与固体相互润湿的前提是他们之间无 化学反应发生。
２、毛细作用 液体在两平行板间隙中，其液面高度会相对
于板外液面自动上升或下降的现象。
θ——润湿角 h ——液面上升的高度
当θ＜90°、 h＞0，液体沿间隙 上升——润湿（酒精温度计）。
当θ＞90°、 h＜0，液体沿间隙 下降——不润湿（水银温度计）。
4). 点焊工艺参数及选择： 电流（KA）：电流过低不能
形成熔核，过高则飞溅。 通电时间:对塑性指标影响
较大,时间过长，组织变差 电极压力（KN）：压力影响
电阻、焊件向电极的散热
硬规范（强规范）: 大电流、短时间
软规范（弱规范）：小电流、长时间
熔核
塑性环
工件