焊接基础知识一常用焊接方法及其特点

粘结-用胶粘剂把两个零件连接在一起，并使接合处有足够强度的连
接工艺。
❖ 粘接的的特点： ❖ ① 可用源自多种不同形状的接头和各种不同材料（如各种金属、非金属以及
金属与非金属）的连接。 ❖ ② 可实现大面积连接。接头的应力分布较均匀，耐疲劳性能好。 ❖ ③ 接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。 ❖ ④ 工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的多种机械紧固件
（如螺钉、螺母、垫圈、销钉等），生产率高。
❖ 粘接的不足之处： ❖ ① 粘接接头的强度不及焊接接头高。 ❖ ② 接头的耐热性较低(一般在300℃以下)。 ❖ ③ 使用中胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命
铆接-采用铆钉将两个零件连接成一个整体的连接工艺。
❖ 1) 特点 ❖ ① 一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和
❖ 特点 ❖ ① 具有可拆御性； ❖ ② 连接强度根据需要可在较大范围内调整。 ❖ 螺纹连接是各种机械、仪器、仪表中应用最广 泛的可拆卸连接方法。
—— 摩擦连接
通过配合表面的机械摩擦力将两个分离的零件
连接成一个整体的方法
❖ 特点
❖ ① 具有可拆卸性；
❖ ② 连接强度可在一定范 围内设定；
❖ ③ 便于在机器工作时实 现离、合功能；
❖ ④ 过载时，摩擦副可能 产生滑动，可避免设备被 破坏；
摩擦连接的不足之处
① 连接强度不如焊接和铆 接高；
② 摩擦副的摩擦力不足时， 可能产生滑动而影响连接 的可靠性；
③ 对摩擦副接触面的配合 精度和加工要求较高。
焊接的定义
焊接： 将两者或两者以上(同种或异种）材料， 通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填 充材料，使同质或异质材料达到原子间结合而 形成永久性连接的工艺过程。
❖ 1930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。
❖ 1941年：二次世界大战时舰艇、飞机、坦克等重武器的制造采用 了大量的焊接技术。
❖ 1956年：前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。
❖ 1957年：法国施吉尔发明电子束焊。
❖ 1957年：前苏联卡扎克夫发明扩散焊。
❖ 1990年左右：逆变技术得到了长足的发展，其结果使得焊接设备 的重量和尺寸大大的下降。
由此可见，焊接与其它连接方式不同，不仅 在宏观上形成了永久性的接头，而且在微观上 建立了组织上的内在联系。
❖金属焊接的本质
❖ 原子之间距离（晶格）非常小→形成了牢固的结合力→固态金属保持固 定的形状→施加足够的外力→破坏原子间结合→变形或分离成两块
❖ 金属焊接的困难
❖ 表面粗糙度和表面存在的氧化膜及其它污染物，阻碍不同 构件表面金属原子之间接近到晶格距离并形成结合力。
性能，无热应力和变形等问题。 ❖ ② 可以对同种材料或导种材料进行连接。 ❖ 2) 铆接的缺点 ❖ ① 铆接通常要加垫板，铆钉等附件，增加结构自重
和钻孔、加工等工序； ❖ ② 接头处截面增加，易形成较大的应力集中； ❖ ③ 较难实现接头的密封性连接。
螺纹连接- 利用螺纹压紧力将分离的零件连接成一个整体的方法
❖ 1991年：英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊，成功的焊接了铝合 金平板。
❖ 1996年：以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院士为首的三十多 人的研制小组，研究开发了人体组织的焊接技术。
❖ 2001年：人体组织焊接成功应用于临床。
焊接的分类
❖熔化焊 ❖ 将焊件接头加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体的方法。 熔化焊最容易实现原子结合，是金属焊接的最主要方法。 ❖ 固相焊接（压焊） ❖ 利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服表面不平度，除去 氧化膜及其它污染物，使两个连接表面的原子相互接近到晶格 距离，从而在固态条件下实现连接。 ❖ 钎焊 ❖ 采用熔点低于焊件(母材)的钎料与焊件一起加热，使钎料熔 化(焊件不熔化)后，依靠钎料的流动充填接头预留空隙中，并与 固态的母材相互扩散、溶解，冷却后实现焊接的方法。
——常用焊接方法及其特点
主讲人：何 龙 2012-4-13
绪论
❖ 材料的连接方法 ❖ 常用连接方法简介 ❖ 焊接
焊接的定义及本质 焊接的特点 主要焊接方法简介 焊接发展概况 焊接技术的应用
材料的连接方法
❖ 材料的连接可分为两类： ❖ 可拆式连接：螺纹联接、摩擦联接 ❖ 不可拆式连接：焊接、粘接、铆接
字焊
表接 （
示方 I
法S
的O
符
4 0
号6
及3
数）
方法
数字标记（德IS文O4缩06写3） （DI英 N1文 91缩 0）写
气焊
3G
氧乙炔气焊
311 G
金属电弧焊
11
焊条电弧焊
111 E
SMAW
不足：
① 结构无可拆性。 ② 焊接时局部加热，焊接接头的组织和性 能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力 和焊接变形。
③ 焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的 意外破坏。
焊接发展概况
❖ 公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。 ❖ 公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。 ❖ 公元前200年前，中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。 ❖ 1801年：英国H.Davy发现电弧。 ❖ 1881年：法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机。 ❖ 1888年：俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。 ❖ 1889—1890年：美国人C. L. Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊
接。 ❖ 1890年：英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。 ❖ 1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。 ❖ 1907年10月 瑞典人O. Kjellberg 完善了焊条 ❖ 1916年：安塞尔.先特.约发明了焊接区X射线无损探伤法。 ❖ 大约1920年 药芯焊丝被用于耐磨堆焊
❖ 焊接过程的本质
❖ 通过适当的物理化学过程克服上述困难，使两个分离的 固态物体表面的原子接近到晶格距离（即0.3-0.5nm） ，产生 原子（或分子）间结合而连接成一体的加工方法。
焊接的特点
❖ 优点： ❖ 焊接结构产品的质量轻，生产成本低。 ❖ 整体性好，具有良好的气密性、水密性 ❖ 投资少、见效快 ❖ 适用于几何尺寸大而材料较分散的制品 ❖ 简化金属结构的加工工艺，缩短加工周期