其他常用的焊接方法

10.3.1 埋弧焊

埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。其焊接过程如图10－10所示。

图10－10 埋弧焊示意图

1—焊丝盘；2—操纵盘；3—车架；4—立柱；5—横梁；6—焊剂漏斗；7—送丝电动机；8—送丝滚轮；9—小车电动机；10—机头；11—导电嘴；12—焊剂；13—渣壳；14—焊缝；15—焊接电缆

在电弧热的作用下，一部分焊剂熔化成熔渣，并与液态金属发生冶金反应。熔渣浮在金属熔池的表面，一方面，可以保护焊缝金属，防止空气的污染，并与熔化金属产生物理化学反应，改善焊缝金属的成分及性能；另一方面，还可以使焊缝金属缓慢冷却。

埋弧焊可以采用较大的焊接电流，与焊条电弧焊相比，其最大的优点是焊缝质量好，焊接速度高，生产率高，劳动强度低等。因此，它特别适于焊接大型工件的直缝和环缝。而且，多数采用机械化焊接。

埋弧焊已广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可降低接头冷却速度，故某些高强度结构钢、高碳钢等也可采用埋弧焊焊接。

10.3.2 钨极气体保护电弧焊

钨极气体保护电弧焊是利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的，利用氩气作为保护气体的焊接方法。

焊接进程中，钨极不熔化，只起电极的作用。同时，由焊枪的喷嘴送进氩气或氦气作保护。还可根据需要另外添加填充金属，在国际上通称为TIG焊。如图10－11所示为TIG焊示意图。

图10－11 TIG焊示意图

l—填充金属丝；2—电弧；3—氩气流；4—喷嘴；5—导电嘴；6—钨极；7—进气管；8—焊件

钨极气体保护电弧焊，由于能很好地控制热输入，所以，它是连接薄板金属和打底焊的一种极好的方法。这种方法几乎可以用于所有金属的连接，尤其适用于焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属，以及像钛和锆这些活泼金属。这种焊接方法的焊缝质量高，焊接变形与应力小，但与其他电弧焊相比，其焊接速度较慢。

10.3.3 等离子弧焊

等离子弧焊也是一种不熔化极的电弧焊，所用的电极通常是钨极。它是利用电极和工件之间的压缩电弧（又称转移电弧）实现焊接的工艺方法，是在焊接领域中较有发展前途的先进工艺。产生等离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中两者之混合气，同时，还通过喷嘴用惰性气体保护。焊接时，可以外加填充金属，也可以不加填充金属。

等离子弧焊焊接时，由于其电弧挺直，能量密度大，因而电弧穿透能力强。等离子弧焊接时产生的小孔效应，对于一定厚度范围内的大多数金属，可以进行不开坡口对接，并能保证熔透和焊缝均匀一致。因此，生产率高，焊缝质量好。但等离子弧焊设备（包括喷嘴）比较复杂，对焊接工艺参数的控制要求较高。

通常情况下，钨极气体保护电弧焊可焊接的绝大多数金属，均可采用等离子弧焊接。与之相比，对于1mm以下的极薄的金属的焊接，用等离子弧焊更容易进行。

10.3.4 熔化极气体保护电弧焊

熔化极气体保护电弧焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊枪喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接的。

熔化极气体保护电弧焊通常用的保护气体有氩气、氦气、CO2气或这些气体的混合气。以氩气或氦气为保护气时，称为熔化极惰性气体保护电弧焊（在国际上简称为MIG焊）；以惰性与氧化性气体（O2、CO2）混合气为保护气时，或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊（在国际上简称为MAG焊）。

熔化极气体保护电弧焊的主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接，同时，也具有焊接速度较快、熔敷率较高等优点。熔化极活性气体保护电弧焊可适用于大部分主要金属，包括碳钢、合金钢等。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金等。利用这种焊接方法还可以进行电弧点焊。

10.3.5 电阻焊

这是以电阻热为能源的一类焊接方法，包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻热为能源的电阻焊。这里主要介绍几种固体电阻热为能源的电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。

电阻焊一般是使工件处在一定电极压力作用下，并利用电流通过工件时所产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。为了防止在接触面上发生电弧并且锻压焊缝金属，焊接过程中始终要施加压力。

进行这一类电阻焊时，被焊工件的表面状况对于获得稳定的焊接质量是头等重要的。因此，焊前必须将电极及工件与工件间的接触表面进行清理。

点焊、缝焊和凸焊的特点在于焊接电流（单相）大（几千至几万安培）、通电时间短（几周波至几秒）、设备昂贵、复杂、生产率高，因此，适于大批量生产。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板组件。各类钢材、铝、镁等有色金属及其合金、不锈钢等均可焊接。

10.3.6 电渣焊

如前面所述，电渣焊是以熔渣的电阻热为能源的焊接方法。焊接过程是在立焊位置，在由两工件端面与两侧面水冷铜滑块形成的装配间隙内进行。焊接时，利用电流通过熔渣产生的热将工件端部熔化。

根据焊接时所用的电极形状，电渣焊分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊。电渣焊的优点是：可焊的工件厚度大（从30mm～1 000mm），生产率高，主要用于大断面对接接头及T形接头的焊接。

电渣焊可用于各种钢结构的焊接，也可用于铸件的组合焊接。电渣焊接头由于加热及冷却均较慢，热影响区宽、显微组织粗大，韧度低，因此，焊接以后一般须进行正火处理。

10.3.7 高能束焊

高能束焊包括电子束焊和激光焊。

1.电子束焊

电子束焊是以集中的高速电子束轰击工件表面时所产生的热能进行焊接的方法。

电子束焊接时，由电子枪产生电子束并加速。常用的电子束焊有：高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电束焊。前两种方法都是在真空室内进行。焊接准备时间（主要是抽真空时间）较长，工件尺寸受真空室内大小限制。

电子束焊与电弧焊相比，主要的特点是焊缝熔深大，熔宽小，焊缝金属纯度高。它既可以用在很薄材料的精密焊接，又可以用在很厚的（最厚达300mm）构件焊接。所有用其他焊接方法能进行熔化焊的金属及合金都可以用电子束焊接，主要用于要求高质量的产品焊接，还能解决异种金属、易氧化金属及难熔金属的焊接，但不适于大批量产品的生产。

2.激光焊

激光焊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。这种焊接方法通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。

激光焊的优点是不需要在真空中进行，缺点则是穿透力不如电子束焊强。在进行激光焊时，能进行精确的能量控制，因而，可以实现精密微型器件的焊接。它能应用于很多金属，而且，能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。

10.3.8 气焊

气焊是用气体火焰为热源的一种焊接方法。应用最多的是以乙炔气作燃料的氧—乙炔火焰。气焊设备简单，使用操作方便，成本低、适应性强等优点，但气焊加热速度及生产率较低，热影响区较大，且容易引起较大的变形。

气焊可用于很多黑色金属、有色金属及合金的焊接。一般适用于维修及单件薄板焊接。

10.3.9 钎焊

钎焊的能源可以是化学反应热，也可以是间接热能。它是利用熔点比被焊材料熔点低的金属作钎料，经过加热钎料熔化，靠毛细管作用将钎料吸入到接头接触面的间隙内、润湿被焊金属表面，使液相与固相之间相互扩散而形成钎焊接头。因此，钎焊是一种固相兼液相的焊接方法，如图10－12所示。

钎焊加热温度较低，母材不熔化，而且，也不需施加压力。但焊前必须采取一定的措施清除被焊工件表面的油污、灰尘、氧化膜等。这是使工件润湿性好、确保接头质量的重要保证。

钎料的熔点高于450℃而低于母材金属的熔点时，称为硬钎焊；低于450℃时，称为软钎焊。根据热源或加热方法不同，钎焊可分为火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、浸沾钎焊、电阻钎焊等。按钎焊温度的高低，钎焊可分为低温钎焊（450℃以下）、中温钎焊（450℃～900℃）和高温钎焊（950℃以上）。

图10－12 钎焊示意图

钎焊时，由于加热温度比较低，故对工件材料的性能影响较小，焊件的应力变形也较小。但钎焊接头的强度一般比较低，耐热能力较差。

钎焊可以用于焊接碳钢、不锈钢、高温合金、铝、铜等金属材料，还可以连接异种金属、金属与非金属，适于焊接受载不大或常温下工作的接头，对于精密的、微型的及复杂的多钎缝的焊件尤其适用。

10.3.10 扩散焊

扩散焊一般是以间接热能为能源的固相焊接方法，通常是在真空或保护气氛下进行。焊接时使两被焊工件的表面在高温和较大压力下接触并保温一定时间，以达到原子间距离，经过原子相互扩散而结合。焊前不仅需要清洗工件表面的氧化物等杂质，而且，表面粗糙度要低于一定值才能保证焊接质量。

扩散焊对被焊材料的性能几乎不产生有害作用，它可以焊接很多同种和异种金属，以及一些非金属材料，如陶瓷等。

扩散焊可以焊接复杂的结构及厚度相差很大的工件。