激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响
一、激光焊接原理
激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。
其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500℃左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。
二、激光深熔焊接的主要工艺参数
1. 激光功率
激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率
低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。
2. 激光脉冲波形
激光脉冲波形在脉冲激光焊接中是一个重要问题，尤其对于高反材料的焊接。当高强度激光束射入材料表面，会将30～80％的激光能量反射而损失掉，尤其是金、银、铜、铝、钛等材料反射强、传热快。一个激光脉冲讯号过程中，金属的反射率随时间而变化。当材料表面温度升高到熔点时，反射率会迅速下降，当表面处于熔化状态时，反射稳定于某一值。对于波长1064μm的激光束，大多数材料初始反射率较高，因此常采用带有前置尖峰的激光输出波形，利用开始出现的尖峰迅速改变表面状态，使其温度上升至熔点，从而使材料表面反射率较低。对于钢及类似等黑金属，其表面反射率比有色金属低，宜采用平坦的激光波形。在实际焊接中可针对不同材料的焊接特性，灵活调整脉冲波形。如对于易脆材料可以采用能量缓慢降低的脉冲波形,减慢冷淬速度。
3. 激光脉冲宽度
脉宽由熔深与热影响分区确定，脉宽越长热影响区越大，熔深是随脉宽的1/2次方增加。但脉冲宽度的增大会降低峰值功率，因此增加脉冲宽度一般用于热传导焊接方式，形成的焊缝尺寸宽而浅，尤其适合薄板和厚板的搭接焊。但是，较低的峰值功率会导致多余的热输入。对于每种材料，都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。钢的最佳脉冲宽度为（5～8）×10?3S。
4.光束焦斑
光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。
光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。
5. 透镜焦距
焊接时通常采用聚焦方式会聚激光，一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比，焦距越短，光斑越小。但焦距长短也影响焦深，即焦深随着焦距同步增加，所以短焦距可提高功率密度，但因焦深小，必须精确保持透镜与工件的间距，且熔深也不大。由于受焊接过程中产生的飞溅物和激光模式的影响，实际焊接使用的最短焦深多为焦距126mm (5”) 。当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时，可选择
254mm(10”)焦距的透镜，在此情况下，为了达到深熔小孔效应，需要更高的激光输出功率（功率密度）。
当激光功率超过2kW时，特别是对于10.6μm的CO2激光束，由于采用特殊光学材料构成光学系统，为了避免聚焦透镜遭光学破坏的危险，经常选用反射聚焦方法，一般采用抛光铜镜作反射镜。由于能有效冷却，它常被推荐用于高功率激光束聚焦。
6. 焦点位置
焊接时，为了保持足够功率密度，焦点位置至关重要。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度。采用短焦距可获得较高的能量密度，光斑小,要求工件配合间隙要小。长焦距能量密度低，焦距较大，但仍可维持一定的能量密度。对接头定位的精度不高时，能量密度足够用于焊接时，可采用长焦距焊接。焦平面位于工件上方的为正离焦，反之为负离焦。正、负离焦量相等时，平面上的功率密度近似相同，但熔池形状不同。在实际运用中，薄板焊接时，熔深小，适宜用正离焦；熔深较大时，采用负离焦，如果离焦太远效果也不明显，能量也比较容易分散。通过调节离焦量可以在光束的某一截面选择一光斑直径使其能量密度适合于焊接。在实际加工中，离焦量的控制应先在加工的材料上进行试加工，选择合适的电流及脉宽大小、激光频率，看激光在材料上的情况，合适的离焦量基本无熔渣溅出。
在大多数激光焊接应用场合，通常将焦点的位置设置在工件表面之下大约所需熔深的1/4处。
7. 材料吸收值
材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。
影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而变化；其次，材料的表面状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接效果产生明显作用。
CO2激光器的输出波长通常为10.6μm，陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等非金属对它的吸收率在室温就很高，而金属材料在室温时对它的吸收很差，直到材料一旦熔化乃至气化，它的吸收才急剧增加。采用表面涂层或表面生成氧化膜的方法，提高材料对光束的吸收很有效。
8. 焊接速度
提高焊接速度会使熔深变浅。所以，一般在焊接薄板或焊接性较好材料时使用高速焊接；厚板、难焊材料速度要降低。焊接速度对熔池和焊缝形状也有影响。低速下熔池大而宽，且易产生下塌，高速焊接时，焊缝中心强烈流动的液态金属由于来不及从新分布，便在焊缝两侧凝固，形成不平整焊缝。对于一定激光功率和一定厚度的某特定材料都有一个合适的焊接速度范围。下图给出了1018钢焊接速度与熔深的关系。
9. 保护气体
激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。
氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺利通过，光束能量不受阻碍地直达工件表面。这是激光焊接时使用最有效的保护气体，但价格比较贵。
氩气比较便宜，密度较大，所以保护效果较好。但它易受高温金属等离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有效激光功率，也损害焊接速度与熔深。使用氩气保护的焊件表面要比使用氦气保护时来得光滑。
氮气作为保护气体最便宜，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主要是由于冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区产生气孔。
使用保护气体的第二个作用是保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射。特别在高功率激光焊接时，由于其喷出物变得非常有力，此时保护透镜则更为必要。
保护气体的第三个作用是对驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽很有效。金属蒸气吸收激光束电离成等离子云，金属蒸气周围的保护气体也会因受热而电离。如果等离子体存在过多，激光束在某种程度上被等离子体消耗。等离子体作为第二种能量存在于工作表面，使得熔深变浅、焊接熔池表面变宽。通过增加电子与离子和中性原子三体碰撞来增加电子的复合速率，以降低等离子体中的电子密度。中性原子越轻，碰撞频率越高，复合速率越高；另一方面，只有电离能高的保护气体，才不致因气体本身的电离而增加电子密度。
表常用气体和金属的原子(分子)量和电离能
氦气电离最小，密度最小，它能很快地驱除从金属熔池产生的上升的金属蒸气。所以用氦作保护气体，可最大程度地抑制等离子体，从而增加熔深，提高焊接速度；由于质轻而能逸出，不易造成气孔。当然，从我们实际焊接的效果看，用氩气保护的效果还不错。
等离子云对熔深的影响在低焊接速度区最为明显。当焊接速度提高时，它的影响就会减弱。
保护气体是通过喷嘴口以一定的压力射出到达工件表面的，喷嘴的流体力学形状和出口的直径大小十分重要。它必须以足够大以驱使喷出的保护气体覆盖焊接表面，但为了有效保护透镜，阻止金属蒸气污染或金属飞溅损伤透镜，喷口大小也要加以限制。流量也要加以控制，否则保护气的层流变成紊流，大气卷入熔池，最终形成气孔。
为了提高保护效果，还可用附加的侧向吹气的方式，即通过一较小直径的喷管将保护气体以一定的角度直接射入深熔焊接的小孔。保护气体不仅抑制了工件表面的等离子体云，而且对孔内的等离子体及小孔的形成施加影响，熔深进一步增大，获得深宽比较为理想的焊缝。但是，此种方法要求精确控制气流量大小、方向，否则容易产生紊流而破坏熔池，导致焊接过程难以稳定。
10. 激光束位置
对不同的材料进行激光焊接时，激光束位置控制着焊缝的最终质量，特别是对接接头的情况比搭接结头的情况对此更为敏感。例如，当淬火钢齿轮焊接到低碳钢鼓轮，正确控制激光束位置将有利于产生主要有低碳组分组成的焊缝，这种焊缝具有较好的抗裂性。有些应用场合，被焊接工件的几何形状需要激光束偏转一个角度，当光束轴线与接头平面间偏转角度在100度以内时，工件对激光能量的吸收不会受到影响。
11. 焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制
激光深熔焊接时，不管焊缝深浅，小孔现象始终存在。当焊接过程终止、关闭功率开关时，焊缝尾端将出现凹坑。另外，当激光焊层覆盖原先焊缝时，会出现对激光束过度吸收，导致焊件过热或产生气孔。
为了防止上述现象发生，可对功率起止点编制程序，使功率起始和终止时间变成可调，即起始功率用电子学方法在一个短时间内从零升至设置功率值，并调节焊接时间，最后在焊接终止时使功率由设置功率逐渐降至零值。
三、激光深熔焊特征及优、缺点
1. 激光深熔焊的特征
1) 高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸气腔体形成并延伸向工件，焊缝就变成深而窄。
2) 最小热输入。因为小孔内的温度非常高，熔化过程发生得极快，输入工件热量很低，热变形和热影响区很小。
3) 高致密性。因为充满高温蒸气的小孔有利于焊接熔池搅拌和气体逸出，导致生成无气孔的熔透焊缝。焊后高的冷却速度又易使焊缝组织细微化。
4) 强固焊缝。因为炽热热源和对非金属组分的充分吸收，降低杂质含量、改变夹杂尺寸和其在熔池中的分布。焊接过程无需电极或填充焊丝，熔化区受污染少，使得焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。
5) 精确控制。因为聚焦光点很小，焊缝可以高精确定位。激光输出无“惯性”，可在高速下急停和重新起始，用数控光束移动技术则可焊接复杂工件。
6) 非接触大气焊接过程。因为能量来自光子束，与工件无物理接触，所以没有外力施加工件。另外，磁和空气对激光都无影响。
2. 激光深熔焊的优点
1) 由于聚焦激光比常规方法具有高得多的功率密度，导致焊接速度快，受热影响区和变形都很小，还可以焊接钛等难焊的材料。
2) 因为光束容易传输和控制，又不需要经常更换焊枪、喷嘴，又没有电子束焊接所需的抽真空，显著减少停机辅助时间，所以有荷系数和生产效率都高。
3) 由于纯化作用和高的冷却速度，焊缝强度、韧性和综合性能高。
4) 由于平均热输入低，加工精度高，可减少再加工费用；另外，激光焊接运转费用也较低，从而可降低工件加工成本。
E 001-05 电 阻 焊 检 查 标 准
1.概述 此项标准明确了强度等级260～980且厚度不大于4.0(*1)的钢板点焊(包括连续缝焊和滚动焊)的外观检查方法及标准，也适用于强度等级在260～270(*2)的普碳钢板的凸焊和缝焊。 备注： (*1)汽车用热轧钢板及带钢参照C 051，汽车用冷扎钢板及带钢参照C 052，汽车用热浸镀锌钢板及带钢参照 C 071。 (*2)该标准适用于含碳量<0.15%的普碳钢，包括表面处理钢板，例如镀锌钢板和防锈钢板。 说明： 此标准中采用的单位和数值的表示方法参照的是国际单位体系（），用{}特殊标注的数值是指经验值。 2.分类及标注方法 每个组成部件和分总称分为A、B、C三个强度等级和a、b、c三个外观等级，该标准应该在接收标准，量产检查标准、以及作业标准中明确。 2.1强度等级分类 完成车以及零部件根据结构强度分为A、B、C三个等级。 2.2外观等级分类 完成车中对外观有要求的部分分成如表1所示的三个等级。 2.3标准方法 当对强度和外观都有等级要求时，分类及标注方法如表2所示。如果不要求标注外观等级，则应该仅对强度进行标注。但是，在这种情况下对外部缺陷的要求应参照4.3部分。 3.试片 3.1点焊试片 点焊试片参照标注Z 3136。 3.2凸焊试片
用于断面检查的试片应该使用产品的形状，用于剪切应力检查的试片应该采用图1所示的形状，凸焊的各个尺寸要求参照 A 1018。 表3 备注： 1．上图是一个环形焊缝的例子。检测时必须在试片上固定一个支撑(图中阴影部分所使用的材料及厚度需要可以抵抗所施加的拉力)。固定时需要注意固定的位置及方法（如果采用点焊固定，就要注意由于焊接热应力产生的扭曲）。 2．当不同板厚和材质的板材结合时，试片的尺寸标准应该以（材料强度）×（板厚）值较小的板材为参照。如果为三层板或者是多层板结合，试片的尺寸标准应参照两个承载的板材。 3.3缝焊试片 试片的形状如图1所示，沿着标记线进行切割。对密闭性有要求的试片形状如图2所示。 图1
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2，处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态上的一致，是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。 2.3.受激吸收 受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级E1的一个原子，在频率为的辐射场作用下吸收一个能量为hν的光子，并跃迁至高能级E2，这种过程称为受激吸收。自发辐射是不相干的，受激辐射是相干的。 由受激辐射和自发辐射的相干性可知，相干辐射的光子简并度很大。普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。如果能够创造这样一种情况：使得腔内某一特定模式的ρ很大，而其他所有模式的都很小，就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度，使相干
手工电弧焊的焊接工艺参数选择 选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要. 焊接工艺参数(焊接规范)是指焊接时,为保证焊接质量而选定的诸多物理量. 1、焊接电源种类和极性的选择 焊接电源种类：交流、直流 极性选择：正接、反接 正接：焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。 反接：焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。 极性选择原则：碱性焊条常采用直流反接，否则，电弧燃烧不稳定， 飞溅严重，噪声大，酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。 2、焊条直径 可根据焊件厚度进行选择。一般厚度越大，选用的焊条直径越粗，焊条直径与焊件的关系见下表： 焊件厚度(mm) 2 3 4-5 6-12 >13 焊条直径(mm) 2 3.2 3.2-4 4-5 4-6 3、焊接电流的选择 选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如：焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。 （1）焊条直径焊条直径越粗，焊接电流越大。下表供参考 焊条直径（mm) 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 焊接电流（A)
25-45 40-65 50-80 100-130 160-210 260-270 260-300 （2）焊接位置平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10~20%。角焊电流比平焊电流稍大一些。 （3）焊道层次 打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。 碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流小左右等。 总之，电流过大过小都易产生焊接缺陷。电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造成咬边、弧坑等到缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。 （4）电弧电压 电弧电压主要决定于弧长。电弧长，则电弧电压高；反之，则低。 在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，而且尽可能用短弧焊接。所谓短弧是指弧长焊条直径的0.5~1.0倍，超过这个限度即为长弧。 （5）焊接速度 在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下，由操作者灵活掌握。速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成未焊透，未熔合，焊缝成型不良好等缺陷。 （6）速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求，但是根据经验公式，可知当电流小于600A时，电压取20＋0.04I。当电流大于600A时电压取44V。 参考资料：https://www.doczj.com/doc/cd13497368.html,/jl 16 回答者： trilsen 焊接工艺参数的选择 手工电弧焊的焊接工艺参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。 1．焊条直径 焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表6-4按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm 的焊条。
手工电弧焊的工艺参数 2006-12-15 15:56 选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要. 焊接工艺参数(焊接规范)是指焊接时,为保证焊接质量而选定的诸多物理量. 1、焊接电源种类和极性的选择 焊接电源种类：交流、直流 极性选择：正接、反接 正接：焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。 反接：焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。 极性选择原则：碱性焊条常采用直流反接，否则，电弧燃烧不稳定， 飞溅严重，噪声大，酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。 2、焊条直径 可根据焊件厚度进行选择。一般厚度越大，选用的焊条直径越粗，焊条直径与焊件的关系见下表：焊件厚度(mm)234-56-12>13 焊条直径(mm)2 3.2 3.2-44-5 4-6 3、焊接电流的选择 选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如：焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。 （1）焊条直径焊条直径越粗，焊接电流越大。下表供参考 焊条直径（mm) 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0焊接电流（a)25-4540-6550-80100-130160-210260-270260-300 （2）焊接位置平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10~20%。角焊电流比平焊电流稍大一些。 （3）焊道层次 打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。 碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流小%20左右等。总之，电流过大过小都易产生焊接缺陷。电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造成咬边、弧坑等到缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。 （4）电弧电压 电弧电压主要决定于弧长。电弧长，则电弧电压高；反之，则低。 在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，而且尽可能用短弧焊接。所谓短弧是指弧长焊条直径的 0.5~1.0倍，超过这个限度即为长弧。 （5）焊接速度 在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下，由操作者灵活掌握。速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成未焊透，未熔合，焊缝成型不良好等缺陷。
P+T焊接设备对不锈钢产品工艺的要求 一、P+T焊接设备： 该设备由纵缝机、环缝机组成，适用于碳钢、不锈钢以及某些有色金属对接焊接。 纵缝机参数： 1、3-8mm 可不开坡口直接焊接，对于较薄板直接用等离子不填丝焊接； 8-14mm 板厚要求开坡口等离子焊接，然后用填丝盖面。拖罩保护焊缝。 2、工件精度要求： 焊缝直线度要求10m长直线度误差≤2mm（直线度不能保障时，可通过摄像监控系统调整焊枪位置） 对接间隙≤1/10T（T 为试件板厚）且不大于 错边≤（T 为试件板厚）且不大于1mm 3.工作对象 ①直径范围：φ1500～φ3200mm ②工件壁厚： 2-14mm（一次熔透8mm，大于8mm需开坡口填丝） ③工件长度：≤2500 mm ④工件材质：不锈钢、碳钢、钛基合金等 工件施焊端面采用机械加工，拼缝要求规则均匀 4.设备参数
可夹持最小壁厚： 2mm 可夹持最大壁厚： 14mm 焊枪行走速度： 100-3000mm/min 跟踪滑板速度：≤200mm/min 液压升降台承载：≤6T 一、设备的用途： 等离子环缝焊接系统用于各类碳钢\合金钢(碳钢、不锈钢、钛基合金等)环缝焊接，采用等离子焊接工艺，壁厚8mm以下可不开坡口直接焊接一次性单面焊双面成形。对于较薄板直接用等离子焊接；对于8mm 板厚以上视情况采用等离子添丝焊接的方式。焊接时正面有拖罩保护焊缝，反面有背气保护系统 设备采用一套飞马特等离子焊接系统和一套KM4030焊接操作机，一套视频系统，一套20T可调式滚轮架，采用等离子高效焊接，实现工件的环缝焊接。 电控系统部分以三菱PLC为控制核心，能够准确控制设备的各种动作，操作盒上安装有触摸屏，便于修改各项控制参数，使用安全可靠，故障率低。 1、焊接成型工艺： 2-8mm 可不开坡口直接焊接，对于较薄板直接用等离子不填丝焊接； 8-14mm 板厚要求开坡口等离子焊接，然后用TIG填丝盖面。拖罩保护焊缝。
HES E 001-05 电 阻 焊 检 查 标 准
1.概述 此项标准明确了强度等级260～980MPa且厚度不大于4.0mm(*1)的钢板点焊(包括连续缝焊和滚动焊)的外观检查方法及标准，也适用于强度等级在260～270MPa(*2)的普碳钢板的凸焊和缝焊。 备注： (*1)汽车用热轧钢板及带钢参照HES C 051，汽车用冷扎钢板及带钢参照HES C 052，汽车用热浸镀锌钢板及带钢参照HES C 071。 (*2)该标准适用于含碳量<0.15%的普碳钢，包括表面处理钢板，例如镀锌钢板和防锈钢板。 说明： 此标准中采用的单位和数值的表示方法参照的是国际单位体系（SI），用{}特殊标注的数值是指经验值。 2.分类及标注方法 每个组成部件和分总称分为A、B、C三个强度等级和a、b、c三个外观等级，该标准应该在接收标准，量产检查标准、以及作业标准中明确。 2.1强度等级分类 完成车以及零部件根据结构强度分为A、B、C三个等级。 2.2外观等级分类 完成车中对外观有要求的部分分成如表1所示的三个等级。 2.3标准方法 当对强度和外观都有等级要求时，分类及标注方法如表2所示。如果不要求标注外观等级，则应该仅对强度进行标注。但是，在这种情况下对外部缺陷的要求应参照4.3部分。 表2 3.试片 3.1点焊试片 点焊试片参照标注JIS Z 3136。
3.2凸焊试片 用于断面检查的试片应该使用产品的形状，用于剪切应力检查的试片应该采用图1所示的形状，凸焊的各个尺寸要求参照HES A 1018。 表3 备注： 1．上图是一个环形焊缝的例子。检测时必须在试片上固定一个支撑(图中阴影部分所使用的材料及厚度需要可以抵抗所施加的拉力)。固定时需要注意固定的位置及方法（如果采用点焊固定，就要注意由于焊接热应力产生的扭曲）。 2．当不同板厚和材质的板材结合时，试片的尺寸标准应该以（材料强度）×（板厚）值较小的板材为参照。如果为三层板或者是多层板结合，试片的尺寸标准应参照两个承载的板材。 3.3缝焊试片 试片的形状如图1所示，沿着标记线进行切割。对密闭性有要求的试片形状如图2所示。 图1
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数摘要：焊接技术主要应用在金属母材热加工上，常用的有电弧焊，电阻焊，钎焊， 电子束焊，激光焊等多种，本文详细介绍了激光焊接的工作原理与工艺参数，还讨论了激光焊接技术在现代工业中的应用，并与其他焊接方法进行对比。研究表明激光焊接技术将逐步得到广泛应用。 关键词：焊接技术；激光焊接；工作原理；工艺参数。 1. 引言 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2，处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态上的一致，是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，
焊接工艺参数 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
焊接工艺指导书 电弧焊工艺 1 接口 焊条电弧焊的接头主要有对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头四种。 1．1 对接接头 对接接头是最常见的一种接头形式，按照坡口形式的不同，可分为I形对接接头（不开坡口）、V形坡口接头、U形坡口接头、X形坡口接头和双U形坡口接头等。一般厚度在6mm以下，采用不开坡口而留一定间隙的双面焊；中等厚度及大厚度构件的对接焊，为了保证焊透，必须开坡口。V形坡口便于加工，但焊后构件容易发生变形；X形坡口由于焊缝截面对称，焊后工件的变形及内应力比V形坡口小，在相同板厚条件下，X形坡口比V形坡口要减少1/2填充金属量。U形及双U形坡口，焊缝填充金属量更少，焊后变形也很小，但这种坡口加工困难，一般用于重要结构。 1．2 T形接头 根据焊件厚度和承载情况，T形接头可分为不开坡口，单边V形坡口和K形坡口等几种形式。T形接头焊缝大多数情况只能承受较小剪切应力或仅作为非承载焊缝，因此厚度在30mm以下可以不开坡口。对于要求载荷的T形接头，为了保证焊透，应根据工件厚度、接头强度及焊后变形的要求来确定所开坡口形式。 1．3 角接接头 根据坡口形式不同，角接接头分为不开坡口、V形坡口、K形坡口及卷边等几种形式。通常厚度在2mm以下角接接头，可采用卷边型式；厚度在2～8mm以下角接接头，往往不开坡口；大厚度而又必须焊透的角接接头及重要构件角接头，则应开坡口，坡口形式同样要根据工件厚度、结构形式及承载情况而定。 1．4 搭接接头 搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。搭接接头分为不开坡口搭接和塞焊两种型式。不开坡口搭接一般用于厚度在12mm 以下的钢板，搭接部分长度为3～5δ（δ为板厚） 2 焊条电弧焊工艺参数选择 2．1 焊条直径 焊条直径可根据焊件厚度、接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素进行选择。焊件厚度越大，可选用的焊条直径越大；T形接头比对接接头的焊条直径大，而立焊、仰焊及横焊比平焊时所选用焊条直径应小些，一般立焊焊条最大直径不超过5mm，横焊、仰焊不超过4mm；多层焊的第一层焊缝选用细焊条。焊条直径与厚度的关系见表4 2．2 焊接电流是焊条电弧焊中最重要的一个工艺参数，它的大小直接影响焊接质量及焊缝成形。当焊接电流过大时，焊缝厚度和余高增加，焊缝宽度减少，且有可能造成咬边、烧穿等缺陷；当焊接电流过小时，焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷。选择焊接电流大小时，要考虑焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、
埋弧焊工艺参数及焊接技术 1. 影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。下面我们主要讨论平焊位置的情况。 1.1焊接工艺参数的影响 影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。 （1）焊接电流当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示)，无论是Y 形坡口还是I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。 图1 焊接电流与熔深的关系（φ4.8mm）
图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 （2）电弧电压电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。 图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 （3) 焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，
即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图 5 所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量 图4 焊接速度对焊缝形成的影响 Ｈ－熔深Ｂ－熔宽 图５焊接速度对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 （4) 焊丝直径焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。表 1 所示的电流密度对焊缝形状尺寸的影响，从表中可见，其他条件不变，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减弱，这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加，熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，以保证焊缝成形质量。
焊接质量管理与检验 现代电阻焊技术可以得到高质量焊接接头。但由于电阻焊过程中受众多偶然因素的干扰（表面状况不良、电极磨损、装配间隙的变化、分流等工艺因素的随机波动、焊接参数的波动……），要想杜绝生产中个别接头质量的降低、废品的出现还是有困难的。因此，必须对电阻焊产品的生产全过程进行监督和检验，保证其在规定的使用期限内可靠地工作，不致因焊接质量不良导致产品丧失全部或部分工作能力。 一、电阻焊的全面质量管理 电阻焊全面质量管理的主要任务是预防和及时发现焊接缺陷，确定焊接接头质量等级，保持所有生产因素的稳定性，并保证获得高而稳定的产品质量。质量管理内容如图1所示。 图样工艺性审查的目的是为了保证焊接结构（件）的良好工艺性。如审查金属的厚度及材料牌号、焊缝位置的布置、焊接接头的形式、接头的开敞性、点距及搭边尺寸等。审查合格后，进行工艺会签。 焊前有关工序检验主要是对焊前准备的检查，是贯彻预防为主的方针，最大限度避免或减少焊接缺陷的产生，是保证焊接质量的积极有效措施。 电阻焊焊工应有较高的操作技术水平，因为焊接夹具、工艺装备和电阻焊机较为精密、复杂，机械化、自动化程度高，操作中稍许失误（如工件放置偏离，电极冷却不良或修磨不规范，夹具使用不当…）都会造成批量性不合格品出现。 生产实践表明，电阻焊焊接质量与焊机性能和焊接参数关系极为密切。因此，必须保证焊接参数的正确选用，同时对各参数实行监控；电阻焊设备在安装和大修之后或控制系统改变之后，必须进行焊机的稳定性鉴定，确保鉴定合格后方可焊接产品。鉴定项目及要求见表1、表2和表3。
表1 点焊机和缝焊机稳定性鉴定项目及要求 焊机类别接头 等级 试件 总数/个 宏观金相检验X射线检验剪切试验数量/ 个 要求 数量/ 个 要求 数量/ 个 要求 点焊机一、二 级 1055 熔核直径应符合 表7-3要求，焊透 率在20％～80％ 之间、压痕深 ≤15％，无其他缺 陷 100 除允许有<0.5mm的 气孔外，无其他缺 陷 100 1.强度值均大于表7-2 的要求 2.90％的试件的强度应 在F T①的±12.5％范围 内，其余的应在F T的 ±20％范围内 三级－不要求100 1.强度值均应大于表 7-2的要求 2.90％的试件的强度应 在F T的±20％范围内， 其余的应在F T的±25％ 范围内 缝焊机 一、二 级300mm②或 600mm长 焊缝 纵向2 横向3 焊缝宽应大于表 7-3的值，焊透率 在20％～80％范 围内，压痕深度 <15％ 全部 除允许有<0.5mm 的气孔外，无其他 缺陷 5大于母材强度的85％三级 纵向1 横向2 －不要求5 铝合金要求其强度大于 母材抗拉强度的80％～ 85％ ① F T为试件抗剪力的平均值 ② 铝合金要求焊600mm，碳钢及不锈钢要求焊300mm长的焊缝。 表2 室温单点抗剪力最小要求值 材料厚度/mm 室温最小单点剪切力/N(点) 2A11-T4 7A16-T4 2A16-T4 5A02 5A03 7A04-0 10和 20钢 30CrMnSiA① 25CrMnSiA① 强度 > 1035 MPa的不锈钢 强度 < 1035 MPa的不锈钢 TA7 TC3 TC4 TA1 TA2 TA3 TC2 0.3－－78488212258901275980 0.5540440142016652355173524501765 0.8930830304035304650344544103530 1.012351125392047056500473566704900 1.215201370548845108700620083406370 1.52450206078408820100007500127509810 2.03530304010780127401400089001756012750 2.547004110147001489520000114002256015690 3.06175186201960025000170002648018630 3.58000－20000－3100023000－－ 4.0 10000－－－－－－－ ① 30CrMnSiA和25CrMnSiA点焊前为退火状态，焊后未处理。 表3 允许的最小熔核直径 材料厚度/mm 最小熔核直径/mm 铝合金碳钢及低合金钢不锈钢钛合金 0.3－ 2.2 2.2 2.5 0.5 2.5 2.5 2.8 3.0 0.8 3.5 3.0 3.5 3.5
激光焊接的工艺参数及特性分析 一、激光焊接的工艺参数：1、功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。2、激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接 一、激光焊接的工艺参数： 1、功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。 2、激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。 3、激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。 4、离焦量对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。 二、激光焊接工艺方法： 1、片与片间的焊接。包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。
常用焊接参数的选择： 1. 手工电弧焊工艺规范参数主要有：焊接电流、焊条直径和焊接层次。 1焊接电流焊条与电流匹配参数 · 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 5.8 5.8电流（A）25～4.40～60 50～80100～130160～ 210 200～ 270 260～ 300 注：立焊、横焊、仰焊时焊接电流应比平时小10％～20％。 2）焊条直径焊条直径一般根据构件厚度及焊接位置来选择。平焊时焊条直径可以选择大些，立焊时焊条直径不大于5mm，仰焊和横焊时最大焊条直径为4mm，多层焊及坡口第一层焊缝使用的焊条直径为3.2～4mm. 焊条直径的选择 焊件厚度（mm）2336～12≥13 焊条直径（mm）2 3.2 3.2～44～54～6 2. 埋弧自动焊埋弧自动焊焊接规范的主要参数有：焊接电源、电弧电压、焊接速度、焊丝直径及焊丝伸出长度等。 焊丝的直径大，焊缝的熔宽会增加，熔深则稍有下降；焊丝直径越小，熔深相应增加。一般大型工件多采用4～5mm直径的焊丝。 不同的焊丝直径应用不同的焊接电流范围 焊件厚度（mm）23456 焊条电流（A）200～400 300～600500～800700～1000800～1200 焊接电流与相应的电弧电压 焊接电流（A）600～700700～850850～10001000～1200 电弧电压（V）36～3838～4040～4242～44 焊接速度的变化，将直接影响电弧热量的分配情况，即影响线能量的大小。在其他参数不变时，焊接速度增加，热输入量减少，熔宽明显变窄。当焊接速度超过40m/h时，由于热输入量减少的影响，焊接缝会出现磁偏吹、吹边、气孔等缺陷。焊接速度过低时，易产生类似过高的电弧电压的缺陷。 3. CO2气体保护焊主要规范参数：焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量等。 焊丝直径主要是根据工件厚度来选择。一般薄板采用￠0.8～1.0mm的焊丝焊接。中厚板应选用￠1.2～2.0mm的焊丝焊接。 不同直径的焊丝选用焊接电流的范围
手工电弧焊的焊接工艺参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。 1．焊条直径 焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表6-4按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为的焊条。 表6-4焊条直径与焊件厚度的关 系 mm 2．焊接电流 焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选： I=10d2 (6-1)式中 I——焊接电流(A)； d——焊条直径(mm)。 另外，立焊时，电流应比平焊时小15％～20％；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小10％～15％。
3．电弧电压 根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。 4．焊接层数 焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于4～ 5mm。 5．电源种类及极性 直流电源由于电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构上。其他情况下，应首先考虑交流电焊机。 根据焊条的形式和焊接特点的不同，利用电弧中的阳极温度比阴极高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的构件。用碱性焊条或焊接薄板时，采用直流反接(工件接负极)；而用酸性焊条时，通常采用正接(工件接正极)。
焊接工艺参数的选择 手工电弧焊的焊接工艺参数主要条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。 1．焊条直径 焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表6-4按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm的焊条。 表6-4 焊条直径与焊件厚度的关系mm 焊件厚度 ≤2 3~4 5~12 >12 焊条直径 2 3.2 4~5 ≥15 2．焊接电流 焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选： I=10d2 (6-1) 式中 I ——焊接电流(A)； d ——焊条直径(mm)。 另外，立焊时，电流应比平焊时小15％～20％；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小10％～15％。 3．电弧电压 根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。 4．焊接层数 焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于4～5mm。
焊线工艺规范 1 范围 (2) 2 工艺 (2) 3 焊接工艺参数范围 (3) 4 工艺调试程序 (5) 5 工艺制具的选用 (6) 6 注意事项 (8)
1 范围 1.1 主题内容 本规范确定了压焊的工艺能力、工艺要求 .工艺参数、工艺调试程序、工艺制具的选用及注意事项。 1.2 适用范围 1.2.1 ASM-Eagle60. k&s1488机型。 1.2.2 适用于目前在线加工的所有产品。 2 工艺 2.1 工艺能力 2.1.1 接垫最小尺寸：45μm×45μm 2.1.2 最小接垫节距(相邻两接垫中心间距离)：≥60μm 2.1.3 最低线弧高度：≥6 mil 2.1.4 最大线弧长度：≤7mm 2.1.5 最高线弧高度：16mil 2.1.6 直径：Eagle60:Ф18—75um , K&S1488: Ф18—50um 2.2 工艺要求 2.2.1 键合位置 2.2.1.1 键合面积不能有1/4以上在芯片压点之外，或触及其他金属体和没有钝化层的划片方 格。 2.2.1.2 在同一焊点上进行第二次键合，重叠面积不能大于前键合面积的1/3。 2.2.1.3 引线键合后与相邻的焊点或芯片压点相距不能小于引线直径的1倍。 2.2.2 焊点状态 2.2.2.1 键合面积的宽度不能小于引线直径的1倍或大于引线直径的3倍。 2.2.2.2 焊点的长度：键合面积的长度不能小于引线直径的1倍或大于引线直径的4倍。 2.2.2.3 不能因缺尾而造成键合面积减少1/4，丝尾的总长不能超出引线直径的2倍。 2.2.2.4 键合的痕迹不能小于键合面积的2/3，且不能有虚焊和脱焊。 2.2.3 弧度 2.2. 3.1 引线不能有任何超过引线直径1/4的刻痕、损伤、死弯等。 2.2. 3.2 引线不能有任何不自然拱形弯曲，且拱丝高度不小于引线直径的6倍，弯屏后拱丝最 高点与屏蔽罩的距离不应小于2倍引线直径。 2.2. 3.3 不能使引线下塌在芯片边缘上或其距离小于引线直径的1倍。 2.2. 3.4 引线松动而造成相邻两引线间距小于引线直径的1倍或穿过其他引线和压点。 2.2. 3.5 焊点与引线之间不能有大于30o的夹角。
激光焊接原理与主要工艺参数 1．激光焊接原理 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。 2. 激光深熔焊接的主要工艺参数 1)激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光
第一章点焊方法和工艺 一、点焊方法： 点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式如图1所示。图中1a是最常用的方式。这时，工件的两侧均有电极压痕。图中1b表示用大接触面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工作的压痕，常用于装饰性面板的点焊。图1c为，同时焊接两个或多个焊点的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联。这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态，材料厚度、电极压力都必须相同，才能保证通过各个焊点的电流基本一致。图中1d为采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免1c的不足。 单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电。典型的单面点焊方式如图2所示。图中2a为单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。图中2b为无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中2c 为有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成分流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。图中2d为当两焊点的间距l很大，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A与电极同时压紧在工件上。 图1不同形式的双面点焊
图2 不同形式的单面点焊 采用铜芯棒的点焊是单面点焊的特殊形一个点，也可焊两个点。这种形式特别适于点焊结构空间狭小，电极难于或根本不能接近的工件。图3a中的芯棒实际是一块几毫米厚的铜板。图3b、c是同类工件的两种结构，结构b不如结构c，因为前者通过工件2的分流，不经过两工件的接触面，会减少焊接区的产热，因而需要增大焊接电流，这样就会增加工件2与两电极间接触面的产热，并且可能使工件烧穿。当芯棒断面较大时，为了节约铜料和制作方便，可以在夹布胶木或硬木制成的芯棒上包覆铜板或嵌入铜棒(图3d、e)。 由于芯棒与工件的接触面远大于电极与工件的接触面，熔核将偏向与电极接触的工件一侧。如果两工件的厚度不同，将厚件置于芯棒接触的一侧，则可减轻熔核偏移程度。
激光焊接工艺详解 随着科学技术的发展，近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢？激光焊接的特点与优点又有哪些呢？ 下图是激光焊接的工作原理： 首先，什么是激光？世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦，但仍属于低能量输出. 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，假如焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:YAG 激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省往复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车产业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生均匀为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远间隔焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。