压焊方法及设备第一章

压焊方法及设备焊接过程的本质：通过适当的物理一化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离，形成金属键，从而使两金属连为一体，达到焊接的目的。

这i适当的物理一化学过程，在压焊屮是通过对焊接区施加一定的压力而实现的。

压焊过程：加热一熔化一冶金反应一凝I古I—I古I态相变一形成接头。

电阻焊：是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产牛的电阻热进行焊接方法，属压焊。

电阻焊方法有：点焊、凸焊、缝焊、对焊1.1电阻点焊，简称点焊：是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。

电流对点焊加热的影响通过以下方式来施加影响：1、调节焊接电流有效值的大小会使内部热源的析热量发生显著变化，影响加热过程。

2、焊接电流在焊件内部电阻2Rw上所形成的电流场分布特征，将使焊接区各处加热强度不均匀，从而影响点焊的加热过程。

点焊方法：双面点焊和单面点焊P21图1 — 16分析利用铜芯点焊两图合不合理，b）图合理，因为分流减到最小, 保证了点焊的质量。

焊点布置的合理性；焊点排数多于3是不合理的。

点焊结构：敞开式、半敞开式、封闭式。

焊前表面清理：机械法清理、化学清理点焊循环：加压一焊接一维持一休止点焊焊接参数自行观看P26相关内容。

判断金属材料点焊焊接性的主要标志：1、材料的导电性和导热性，即电阻率小而热导率大的金展材料，其焊接性差。

2、材料的高温塑性及塑性温度范围3、材料对热循环的敏感性，即易生成与热循环作用有关缺陷的材料，焊接性差。

4、熔点高、线膨胀系数大、硬度高等金属材料低碳钢点焊技术要点:1、冷轧板表面可不必清理，热轧板就去氧化皮、锈。

其余4点观看。

可淬硕钢的点焊技术要点：1、电极压力和焊接电流选择2、双脉冲点焊工艺3、多脉冲回火热处理工艺不锈钢点焊技术要点：1、可用酸洗、砂布打磨或毡轮抛光等方法进行焊前表面清理，但对用铅锌或铝锌模形成的焊件必须采用酸洗方法。

第一章：点焊1.电阻焊：是工件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头(de)接触面及邻近区域产生(de)电阻热进行(de)焊接(de)方法,属压焊2.点焊定义：是焊件装配成搭接接头,并压紧在电极之间,利用电阻热融化母材金属,形成焊点(de)电阻焊方法.3.点焊有哪些循环阶段：加压阶段 F>0 I=O ；焊接阶段 F=Fw I=Iw；维持 F>0 I=O ；休止 F=0 I=O ；加压作用：使接触表面附近产生塑性变形,扩大实际接触面积,破碎表面氧化膜,喂通电加热做好准备.4、软规范：I小t长.硬规范：I大t短.软规范特点：1,加热平稳质量好2,温度分布平稳,塑性区较宽3,适于淬硬钢(de)焊接4,所用设备装机容量小,控制精度不高,因而较便宜.硬规范特点：与软规范基本相反5.焊接性(de)主要标志：①材料(de)导电性和导热性（导电导热性好(de)焊接性差）②材料(de)高温塑性和高温塑性(de)温度范围（高温塑性差,高温塑性范围窄(de)焊接性差）③材料对热循环敏感有关(de)缺陷,焊接性差④熔点高线膨胀系数大,硬脆材料,焊接性差.6.低碳钢点焊技术要点：1、焊前冷轧板表面可不必清理,热轧板应去掉氧化皮、锈2、建议采用硬规范点焊,CE大者会产生一定(de)淬硬现象,但一般不会影响使用3、焊厚板时建议选用带锻压力(de)压力曲线,带预热电流脉冲或断续通电(de)多脉冲点焊方式,选用三相低频焊机焊接等.4、低碳钢属铁磁性材料,当焊接尺寸大时应考虑分段调整焊接参数,以弥补因焊件伸入焊接回路过多而引起(de)焊接电流薄弱.5、选择合适(de)焊接参数.7.熔核偏移(de)原因：是焊接区在加热过程中两焊件析热和散热均不相等所致.偏移方向向着析热多、散热缓慢(de)一方移动.不同板厚,厚板电阻大析热多且散热缓慢,向厚板偏移；不同材料,导电性差工件电阻大(de)析热多散热慢,向导电性差(de)工件偏移.克服措施：1,采用硬规范2,采用不同(de)电极3,在薄件上附加工艺垫片4,焊前在薄件或厚件上预先加工出凸点或凸缘8.帕尔贴效应：是热电势现象(de)逆向现象,即当直流电流按照某特定方向通过异种材料接触表面时,将产生附加(de)吸热式析热现象,这个效应仅仅在单向通电有效,用于铝与铜合金电极之间9.电焊(de)分流：电阻焊时从焊接区以外通过(de)电流.危害：①电焊强度(de)降低,②单面点焊,产生表面局部过热,甚至喷溅,熔核偏移.措施：①选择合理(de)焊间距②严格清理被焊工件表面③注意结构设计(de)合理性④对敞开性差(de)工件,用特殊电极⑤连续点焊,提高电流⑥单面点焊,采用调幅电流波形第二章：凸焊1.凸焊：定义.是在一工件(de)贴合面上预先加工出一个或多个凸起点,使其与另一个工件表面相接触并通电加热,然后压塌,使这些接触点形成焊点(de)电阻焊方法.2.凸焊接头形成特点：1在热-机械力联合作用下形成；2涂点(de)存在改变了电流场和温度场(de)形态；3凸点压溃过程中使焊接区产生很大(de)塑性变形；4凸焊过程比点焊过程复杂3.凸焊接头结合特点：1单点点焊,多点凸焊和线材交叉焊多为熔化连接；2环焊 ,T型焊,滚凸焊等多为固相连接；3滚凸焊是在滚动(de)过程中焊接压力作用不充分4.凸点形态一圆球形及圆锥形应用最广5、凸点位移产生原因：多凸点之间通过电流时同方向电流相吸 .克服措施：1在保证正常熔核(de)条件下,选用较大(de)电极压力,较小(de)焊接电流；2尽可能提高加压系统(de)随动性；3凸点间距不宜过小第三章：缝焊1.缝焊：焊件装配成搭接接头,或对接接头并置于两滚轮电极之间,滚轮电极加压焊件并转动,连续或断续送电,形成一条连续焊缝(de)电阻焊方法.缝焊类型：（1）、连续缝焊：滚轮电极连续旋转,焊件等速移动,焊接电流连续通过,每半周形成一个焊点,由于表面质量差,实际应用有限（2）、断续缝焊：焊件连续等速移动,焊接电流断续通过,每“通——断”一次形成一个焊点,应用广泛,主要生产黑色金属(de)气、水、油密封缝焊.（3）、步进缝焊：焊件断续移动,焊接电流在焊件静止时通过,每“通——断”一次形成一个焊点,接头形成与点焊极为相似.焊速较低.仅用于制造铝合金及镁合金等高密封焊缝.2.与点焊相比：焊接电流,焊接电压主要选择A、考虑缝焊时(de)分流,焊接电流应比点焊时增加20%-60%,具体数值视材料(de)导电性、厚度和重叠量而定.B、考虑到缝焊时压力作用不充分,电极压力Fw应比点焊是增加20%-50%,具体数值是材料(de)高温塑性而定、3.缝焊接头主要是其密封性和耐蚀性第四章：对焊1.对焊：把两工件端度相对放置,利用焊接电流加热,然后加压完成焊接(de)电阻焊方法2.闪光对焊(de)实质：闪光作用：①烧掉氧化物②加热焊件端口③通过闪光保证有足够(de)液态金属④闪光过程使空间充满金属蒸汽,获得优质接头.3、顶锻作用：1,迅速封住火口使端面烧化(de)金属挤到毛刺中去2,使对口及附近区域获得适当塑性变形,以促进再结晶(de)进行.预热作用：在焊前结合面上获得合理(de)温度分布4、闪光电流密度,对加热有重大影响,在实际生产中是通过调节U20来实现(de).5、判断金属材料闪光对焊焊接性(de)主要标志：1电导率小而热导率大(de)金属材料,其焊接性差；2高温屈服强度大(de)金属材料其焊接性差；3 对热循环较敏感(de)焊接性差；4液-固相线温度区间宽(de)材料焊接性差；5在对口端面可生成高熔点(de)氧化物(de)材料焊接性差.第五章：电阻焊设备1、电阻焊设备一般由：机械装置, 供电装置,控制装置组成机械装置：机身,加压机构,传动机构,夹紧和送进机构组成夹紧机构：静夹具,动夹具组成,并采用有顶座和无顶座两种系统2、通常由电阻焊变压器、功率调节机构、主电力开关、焊接回路等组成供电装置特点：1.可输入大电流,低电压2.功率大并可方便(de)进行调节3.主电源一般无空载运用及负载持续率较低4.提供多种焊接电流波形3、焊接回路：指电阻焊中焊接电流流经(de)回路,又称二次回路4.焊机功率因数：cosθ反映了电流与点位(de)相位关系,对选配控制设备,调整控制角,稳定焊接电流,避免冲击载荷以及使网路负担合理,充分利用电网能量等都有关系影响焊机动率因素(de)因素：1焊接回路所包含(de)面积；2变压器(de)漏抗；3构建接触处(de)接触电阻；4铁磁性材料(de)伸入5、对电极材料(de)要求：1、有足够(de)高温硬度和强度,在结晶温度高2、有高(de)抗氧化能力并与焊件材料形成合金(de)倾向小3、在常温和高温下都有合适(de)导电导热性4、具有良好(de)加工性能.6、电极功用:1、向焊接区传输电流2、向焊接区传递压力3、导散焊接便面及焊接区(de)部分热量4、调节和控制电阻焊加热过程中得热平衡5、讲工件定位、夹持与适当位置.第七章:1、对点焊、缝焊接头(de)质量要求：a.点焊接头应具有一定(de)强度（取决于熔核(de)尺寸、熔核和周围热影响区(de)显微组织及缺陷情况）,b.焊接接头具有良好(de)密封性,c.对焊接接头具有一定(de)强度和塑性第八章：高频焊1、高频焊：高频焊：利用集肤效应使高频电流(de)能量集中在工件表面,而利用临近效应来控制高频电流流动路线(de)位置和范围根据高频电流刚导入方式,高频焊可分为高频接触焊和高频感应焊2.阻抗器是高频焊(de)一个重要辅助装置,其主要元件是磁心,作用是增加管壁背面(de)感抗,以减少无效电流,增加焊接有效电流,提高焊接速度第九章：扩散连接1、定义：将两被焊工件紧压在一起,置于真空或保护气氛中加热,使两焊接表面微观不平处产生塑性变形达到紧密接触,在经保温,原子相互扩散而形成牢固(de)冶金连接.2、扩散连接可分：物理接触接触表面(de)激活扩散及形成接头三个阶段第一阶段：为物理接触阶段；第二阶段：相互扩散和反应阶段；第三阶段：结合层(de)成长阶段；液相扩散连接：在弥散强化高温合金,纤维增强复合材料,异种金属材料以及新型材料中大量应用；3.超塑性：在一定温度下,对等轴细晶粒组织,当晶粒尺寸,材料(de)变形速率小于某一数值时,控件变形可超过100%,甚至达到数千倍4、扩散连接(de)工艺特点：优点：1.接合区域无凝固组织,不生成气孔,宏观裂纹等熔焊时(de)缺陷.2.同种材料接合时,可获得于木材性能相同(de)接头,几乎不存在残余应力.3.对于塑性差或熔点高(de)同种材料、互不相溶解或在熔焊时会产生脆性金属间化合物(de)异种材料,扩散连接是可靠(de)连接方式之一.4.精度高,变形小,精密结合.5.可以进行大面积板及圆柱(de)连接.6.采用中间层可减少残余应力.缺点：1.无法进行连续式批量生产.2.时间长,成本高.3.对接合表面要求严格4.设备一次性投资较大,且连接工件(de)尺寸受到设备限制.5.扩散连接时,除了能够无限互溶(de)材料外,异种材料,陶瓷,金属间化合物等多种材料采用中间层来进行扩散焊接.中间层(de)作用：1.改善表面接触,减小扩散连接时(de)压力.2.可以抑制夹杂物(de)形成,促进其破碎或分解.3.改善冶金反应,避免或减少形成脆性金属间化合物和有害(de)共晶组织.4.可以降低连接温度,减少扩散连接时间.5.控制接头应力,提高接头强度.中间层选择原则：1.容易塑性变形,熔点比母材低.2.物理化学性能与母材(de)差异比被连接材料之间(de)差异小.3.不与母材产生不良(de)冶金反应.4.不引起接头(de)电化学腐蚀第十章1,摩擦焊(de)定义：摩擦焊是利用相对摩擦运动产生(de)热量来实现材料可靠连接(de)一种压力焊方法.2.分类：安焊接绕轴旋转：连续驱动摩擦焊、惯性摩擦焊、混合型旋转摩擦焊、相位控制摩擦焊按焊接与运动：径向摩擦焊、搅拌摩擦焊按其他运动：摩擦堆焊、线性摩擦焊、轨道摩擦焊3、摩擦加热过程：初始摩擦、不稳定摩擦、稳定摩擦、停车阶段顶锻焊接过程：纯顶锻、顶锻维持4、焊接参数对接头质量(de)影响：a.转速和摩擦压力 b.摩擦时间和摩擦变形量 c.停车时间 d、顶锻压力和变形量5、搅拌摩擦焊主要用于铝合金、镁合金、铜合金、钛合金和铝基复合材料搅拌摩擦焊焊接接头各区域：a.焊核区 b.热机影响区 c.热影响区6、搅拌摩擦焊参数选择：a,焊接速度 b,搅拌头转速 c,搅拌头仰角 d,轴肩压力7、搅拌头是由轴肩和搅拌针组成十一---十三章1、超声波焊定义：超声波焊是利用超声波(de)高频振动,在静压力(de)作用下将弹性振动能量转变为工件(de)摩擦功和形变能,对焊接进行局部清理和加热焊接(de)一种压焊方法.2、超声波焊(de)主要缺点是受现有设备功率(de)限制,因而与上声极接触(de)焊件厚度不能太厚,接头形式只能采用搭接接头.3、其分类：一类是振动能量由切向传递到焊件表面而使焊接界面产生相对摩擦用于金属材料(de)焊接；一类是振动能量由垂直于焊件表面(de)方向传入焊件,用于塑料(de)焊接.4.超声波焊主要参数：振动频率f、振幅A、静压力F、焊接时间t.5.超声波焊主要几种方法：熔接法、埋插法、铆接法、点焊法、成型法、6.爆炸焊定义：爆炸焊是以炸药为能源,利用爆炸时产生(de)冲击力,使焊件发生剧烈碰撞,塑性变形,熔化及原子间互相扩散,从而实现连接(de)一种压焊方法.7.基覆比：是基板与覆板厚度之比8.变形焊定义：变形焊是在外加压力(de)作用下,待焊金属产生塑性变形而实现固态连接(de)一种压焊方法.9.变形焊接头主要采用搭接和对接接头形式。

焊接定义与分类焊接定义通过加热或加压，或两者并用，使两个分离的物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。

焊接分类根据焊接过程中金属所处状态及工艺特点，可将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。

常见焊接方法介绍熔化焊利用局部加热的方法将连接处的金属加热至熔化状态而完成的焊接方法。

包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊等。

压力焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。

包括电阻焊、摩擦焊、冷压焊等。

钎焊采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，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。

根据被焊材料的物理性质、化学性质及冶金相容性选择焊接方法。

材料性质根据被焊结构的形状、尺寸、厚度及接头形式选择焊接方法。

结构特点根据被焊结构的使用性能要求选择焊接方法，如承载能力、耐腐蚀性、气密性等。

使用性能根据生产条件选择焊接方法，如设备条件、工艺水平、生产环境等。

生产条件焊接方法选择依据提供焊接所需的电能，包括弧焊电源、电阻焊电源等。

焊接电源将焊丝按照一定速度连续送给焊枪的机构，保证焊接过程的稳定性。

送丝机构夹持焊条或焊丝进行焊接操作的工具，具有导电、导热和夹持功能。

焊枪与焊钳控制焊接设备的启动、停止、电流电压调节等功能的系统。

控制系统焊接设备组成及作用根据焊接工艺要求选择适当的焊接设备，如弧焊、电阻焊、激光焊等。

考虑设备的可靠性、稳定性和安全性，选择品牌知名度高、售后服务好的设备。

根据生产规模和生产节拍选择设备的功率和效率，确保满足生产需求。

根据预算和投资回报率进行设备选型和配置，实现经济效益最大化。

设备选型与配置原则定期对焊接设备进行维护保养，包括清洁设备表面、检查紧固件、更换磨损件等。

按照设备使用说明书要求进行操作和维护，避免误操作导致设备损坏。

对于设备出现的故障，及时联系售后服务人员进行维修处理，确保设备正常运行。

第一章焊接基础知识§1－1 概述焊接是金属材料连接的最基本方法之一，它具有低成本、永久性、可靠性高的特点。

目前，焊接广泛应用于金属材料间的连接，并对所焊产品产生更大的附加值。

焊接作为一种现代的先进主导制造工艺技术，正逐步集成到产品的主寿命过程，即从设计开发、工艺制定、制造生产，到运行服役、失效分析、维护、再循环等产品的各个阶段。

焊接作为一种广泛的系统工程，大量应用于机械制造、电力建设、石油化工、交通运输设备、建筑工程、航天航空、电子器件、家用电器、医疗器械、通讯工程等众多领域。

几乎有金属应用的地方，都有焊接现象。

一、焊接装备焊接装备包括焊接电源设备、焊接辅机具和切割设备。

近几年来，我国焊接装备的技术水平和制造能力不断提高，绝大多数焊接装备能满足国内市场的需要，一些专机、成套设备和部分通用焊接设备还向国外出口，但是仍然存在很多问题。

1、焊接设备结构不合理在电弧焊机中交流弧焊机所占比例仍较大，以逆变焊机为代表的直流焊机所占比例还有待提高。

2、焊接设备的自动、半自动化程度不高。

以电弧焊机为例，自动、半自动焊机所占比例较小。

3、数控切割机的制造已形成一定的规模，但配套的等离子切割电源还要大量进口，专用的数控切割设备品种不多。

4、焊接机器人制造能力、制造水平和推广应用有待进一步提高。

国内投产使用的焊接机器人绝大部分从国外进口，与日本、美国、西欧等工业发达国家相比，焊接机器人的数量极少，焊接机器人的正常运行率不理想。

5、焊接装备水平相对落后我国在特种焊机、成套设备及其他焊接装备方面发展较慢，满足不了焊接生产的需要。

很多国产新型焊接设备自行研制开发的少，仿制、组装的多。

6、焊接设备、TIG、CO焊枪和配件制造的自动化程度不高，手工作业2较多，产品性能稳定性和一次合格率有待提高。

二、焊接技术应用在重型机械、冶金机械、矿山工程机械、电站锅炉、压力容器、石油化工、机车车辆、汽车等行业，普遍应用了数控切割技术以及埋弧焊、电气保焊、TIG焊、MIG焊、MAG焊、电阻焊、钎焊等焊接方法。

点焊定义？焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电流通过焊件时产生的电阻热,熔化母材金属，冷却后形成焊点，这种电阻焊方法称为点焊.点焊加热时的电阻？1）、接触电阻：形成原因：焊件表面的微观凸凹不平及不良导体层。

2）、焊件内部电阻：a、几何特点：导电区域远远大于以电极与焊件接触面为底，焊件厚度为高的圆柱体体积；b、边缘效应与绕流现象：边缘效应：在点焊过程中，当电流流过焊件时，电流将从板的中部向边缘扩展,使整个焊件的电流场呈双鼓形。

原因：焊件的横截面积远大于焊件与电极间的横截面积。

绕流效应：由于焊接区温度不均匀，促使电流线从中间向四周扩散的现象.点焊接头形成过程？a、预压阶段：1）、特点:Ｆ＞０，Ｉ=０；2)、作用：减少接触电阻，增大导电截面，增加物理接触点，为以后焊接电流顺利通过创造条件；b、通电加热阶段：1)、特点：Ｆ＞０，Ｉ＞０；2)、作用：在热和机械力联合作用下,形成塑性环和熔核，直到熔核长到所要求尺寸。

c、冷却结晶阶段:1）、特点：Ｆ＞０，Ｉ=０;2)、作用：保证熔核在压力状态下进行冷却结晶,冷却结晶时间很短，但是结晶凝固过程符合金属学的凝固理论。

柱状晶：低碳钢，合金钢等；柱状晶+等轴晶：铝合金；等轴晶：镁合金。

点焊焊接参数？1)焊接电流；2)焊接时间；3）电极压力;4）电极头端面尺寸D或R.点焊焊接参数选择？1）焊接电流和焊接时间的适当配合；2）焊接电流和电极压力的适当配合。

胶接点焊？在点焊工艺中采用结构胶粘剂,可使接头性能显著提高，这种将点焊与胶接两种工艺结合起来的连接方法称为胶接点焊，简称胶焊。

胶焊结构具有强度高、质量轻、减振和声学性能好等优点。

超声波焊接定义？是利用超声波的高频振动，在静压力的作用下将弹性振动能量转变为工件间的摩擦功和形变能，对焊件进行局部清理和加热焊接的一种压焊方法.主要用于连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等材料.它是一种固相焊接方法。

超声波焊焊接原理？超声波焊接时，超声波发生器1产生每秒几万次的高频振动，通过换能器2、传振杆3、聚能器4和耦合杆5向焊件输入超声波频率的弹性振动能。

焊接方法与设备（复习大纲）第一章焊接方法概述一、填空题。

1、按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接分为熔焊、压焊、钎焊三类。

2、焊接电弧按其构造可分为阳极区、阴极区、弧柱区三个区。

3、气体电流和阴极电子发射是电弧产生和维持的必要条件。

4、引用电弧偏吹原因有：一是焊条偏心，二是电弧气流产生，三是焊接电弧磁偏吹。

5、造成电弧产生磁偏吹的因素有导线接线位置、铁磁物质、电弧运动至钢板端部。

二、判断题。

1、铆接是永久性连接方式。

（√）2、为了防止爆炸和火灾，在焊接作业场地10m范围内严禁存放易燃、易爆的物品。

（√）3、交流弧焊机因极性作周期性变化，为了提高电弧燃烧的稳定性，可在焊条药皮或焊剂中加入电离为较低的物质。

（√）4、直流不同的的焊接方法其阳极区和阴极区的温度不同，一般焊条电弧焊阳极区温度高于阴极区温度。

（√）5、采用小电流焊接，可以有效地减少磁偏吹。

（√）三、问答题。

1、阴极斑点和阳极斑点的区别？答：阴极斑点是阴极区存在的一个明亮的斑点，而阳极斑点是阳极区的自由金属蒸发形成的。

2、什么是阴极清理作用？答：金属表面有低逸出功德氧化膜存在时，阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向。

3、如何区分熔焊与钎焊？各有何特点？答：熔焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。

熔焊特点：被焊金属加热至熔化状态成液态熔池时，原子之间可以充分扩散和紧密接触，冷却后，可形成牢固的焊件接头。

但接头有裂纹、气孔、夹杂等。

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点温度，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。

特点：母材不能熔化，只有钎料熔化，这样对接头的性能保证比较好，但接头易脆。

第二章焊条电弧焊一、填空题。

1、焊条电弧焊堆焊轴时，常采用纵向对称和横向对称两种堆焊顺序。

2、焊条型号E4303的E是表示焊条，43表示抗拉强度为430Mpa ；0是表示全位置焊，03连在一起是表示钛钙型交直流正反接，这种焊条的牌号为 J422。