其他焊接方法与特种焊接

（一）其他焊接方法

1.埋弧自动焊

埋弧自动焊是电弧埋在焊剂层下燃烧， 自动送丝、 自动移动电弧的一种熔化焊接方法。焊接时送丝机构将焊丝自动送入电弧区，并保证选定的弧长，电弧在焊剂层下燃烧。电弧靠焊机控制、均匀地向前移动。在焊丝前面，颗粒状的焊剂从焊剂漏斗不断流出，均匀地撒在焊接接头处。电弧热使焊丝、接头及焊剂熔化形成熔池，金属与焊剂蒸发气体形成一个包围熔池的封闭气泡，隔绝了空气，使电弧更集中，且阻挡了弧光。全部焊接过程都由焊接小车上的控制系统自动完成，如图4-23所示。

埋弧自动焊的特点是焊接质量好、生产效率高、劳动条件好，但设备复杂、成本高，不能全方位施焊，主要用于成批生产水平位置的长直焊缝或大直径环状焊缝的中厚板焊接，如船舶、锅炉、桥梁等结构。

2.气体保护焊

气体保护焊是利用特定的气体在电弧周围形成气体保护层，将电弧、熔池与空气隔开而获得优质焊缝的一种熔化焊接方法。通常采用CO2气体和惰性气体氩气作为保护气体，焊接时焊丝和保护气体由不同的机构连续分别送入焊接区域。气体保护焊操作方便，焊缝成形好，可全方位施焊。如图4-24所示为CO2气体保护焊的焊接装置。

图4-23　埋弧自动焊

图4-24　CO2气体保护焊的焊接装置

CO2气体保护焊主要用于低碳钢和普通低合金钢的焊接，如机车车辆、汽车、拖拉机等结构。

以氩气作为保护气体的氩弧焊主要用于焊接易氧化的有色金属（铝、镁、钛及其合金）、稀有金属（钼、锆及其合金）、特殊性能钢（不锈钢、耐热钢）和重要的低合金结构钢。

3.等离子弧焊

等离子弧焊是将等离子弧用于焊接的一种熔化焊接方法。等离子弧焊应使用专用的焊接设备和焊丝，焊炬的构造应能保证在等离子弧周围通以均匀的氩气流，以保护熔池和焊缝不受空气的有害作用。等离子弧焊分为微束等离子弧焊（用于焊接0.025～2.5mm的箔材及薄板）和大电流等离子弧焊。

等离子弧焊的特点是焊接速度高，焊缝成形好，生产效率高，但设备复杂、成本高，主要用于各种难熔、易氧化及某些热敏感性强的金属材料（钨、铍、铜、铝、、钽、镍、钛及其合金以及不锈钢、超高强度钢）的焊接， 目前广泛应用于国防工业及尖端技术领域。

4.电阻焊

电阻焊是利用电流通过焊件的接触处时产生的电阻热，将焊件接头局部金属加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的一种压力焊接方法。

电阻焊具有生产效率高、焊接变形小、劳动条件好，不需另加焊接材料，成本低、操作简便，焊接过程易实现机械化和自动化等特点，在生产中得到了广泛应用。

电阻焊主要分为对焊、点焊和缝焊三种。

（1）对焊

对焊是利用电阻热将两个对接焊件沿整个断面焊接起来的方法。按焊接工艺不同，对焊分为电阻对焊（如图4-25所示）和闪光对焊（如图4-26所示）。

图4-25　电阻对焊

图4-26　闪光对焊

电阻对焊的焊接过程是：预压→通电→顶锻、断电→去压。预压使两焊件接触面紧密接触；通电将焊件接触面加热到塑性状态；顶锻使接触面在压力下产生塑性变形而焊合在一起。电阻对焊操作简便、接头较匀称，但强度低，主要用于焊接截面形状简单、直径小于20mm和强度要求不高的焊件，也可用于棒材、管材和板材的焊接。

闪光对焊的焊接过程是：通电→闪光加热→顶锻、断电→去压。闪光加热是焊件端面逐渐移近达到局部接触时，接触点金属迅速熔化，以火花形式飞溅，形成闪光。多次闪光加热后，焊件端面就均匀达到半熔化状态，然后断电加压顶锻，形成了焊接接头。闪光对焊接头质量较高、强度好，但接头表面粗糙，主要用于棒料、型材等的焊接，也可用于异种金属的对接。

（2）点焊

点焊是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化对接面处的金属，形成焊点的焊接方法（如图4-27所示）。焊点间距不应太小，以减少分流的影响，间距大小与焊件材料和厚度有关。

点焊焊点强度高、变形小，主要用于焊接厚度4mm以下的薄板结构和钢筋结构件，也可用于不锈钢、铜合金、铝合金、钛合金和铝镁合金等的焊接。 目前广泛应用于飞机、汽车制造业。

（3）缝焊

缝焊过程与点焊相似，只是用盘状滚动电极代替柱状电极。焊接时，转动的盘状电极压紧并带动焊件向前移动，配合断续通电，形成连续重叠的焊点（如图4-28所示）。缝焊的焊缝具有良好的密封性。

图4-27　点焊

图4-28　缝焊

缝焊主要用于焊接厚度3mm以下、要求密封性的容器和管道等，如汽车的油箱、消音器等。

5.钎焊

根据钎料的熔点不同，钎焊可分为硬钎焊（高温钎焊）和软钎焊（低温钎焊）。硬钎焊是使用熔点高于450℃的钎料（铝基、银基、铜基、锰基和镍基钎料）进行钎焊，主要用于受力较大或工作温度较高的焊接结构，如硬质合金刀头的焊接。软钎焊是使用熔点低于450℃的钎料（铋基、铟基、锡基、铅基和镉基钎料）进行钎焊，主要用于受力较小或工作温度较低的焊接结构，如电子线路与元件的连接。

钎焊的焊接过程是：焊前准备（除油、机械清理）→装配零件、安放钎料→加热、钎料熔化→冷却、形成接头→焊后清理→检验。

钎焊的加热方法有：烙铁、火焰、电阻、感应、盐浴、红外、激光、气相（凝聚）加热等。

钎焊的焊接温度低、焊接应力和变形小、尺寸精度高，可焊接异种金属，易于实现机械化和自动化，但接头强度较低，耐热性差，多用搭接接头，主要用于焊接微电子元件、精密仪表机械、真空器件、异种金属构件及某些复杂的薄板结构等。

（二）特种焊接

1.摩擦焊

摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动产生的摩擦热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压力焊接方法（如图4-29所示）。其特点是接头质量好，生产效率高，易实现自动化，适用于碳钢、高速钢、不锈钢、低合金高强度结构钢、镍合金的焊接，尤其是异种材料间的焊接，如碳素钢－不锈钢、铝－铜、铝－钢、铝－陶瓷等，如石油钻杆、圆柄刀具等。

图4-29　摩擦焊

2.超声波焊

图4-30　超声波焊

超声波焊是利用超声波的高频震荡对焊接接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现点焊或缝焊的一种压力焊接方法（如图4－30所示）。其特点是焊件变形小、尺寸精确，可用于微连接以及薄厚差别很大的焊件，适用于同种或异种金属间、半导体、塑料、金属陶瓷等的焊接，如微型电子元件、电机的电接头等。

3.电子束焊

电子束焊是利用在真空中聚焦的高速电子束轰击焊件表面，使之瞬间熔化并形成焊接接头的一种熔化焊接方法。其特点是焊接速度快，焊件变形小，焊缝质量极高，适用于其他焊接工艺难以焊接的形状复杂焊件以及特种金属和难熔金属（钼、锆、钨、铌等）、异种金属间、金属与非金属的焊接，如发动机喷管、核反应堆壳体、微动减振器等。

4.激光焊

激光焊是将具有高能量密度的聚焦激光束作为热源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种熔化焊接方法。其特点是焊接速度快，焊件不易氧化、变形小，适用于低合金高强度结构钢、不锈钢、耐热钢、难熔金属、非金属（陶瓷、玻璃钢等）以及同种或异种金属间的焊接，如波纹管、温度传感器等。

特种焊接目前应用的还有电渣焊、铝热焊、爆炸焊、磁力脉冲焊、扩散焊、旋弧焊和电子束钎焊等。