焊接是现代制造技术中重要的金属连接技术。接成形技术的本质在于:利用加热成者同时加热加压的方法,使分离的金属零件形成原子间的结合,从而形成新的金属结构。
焊接的实质是使两个分离的物体通过加热或加压,或两者并用,在用或不用填充材料的条件下借助于原子间或分子间的联系与质点的扩散作用形成一个整体的过程,要使两个分离的物体形成永久性结合,首先必须使两个物体相互接近到0.3~0.5纳米的距离,使之达到原子间的力能够互相作用的程度,这对液体来说是很容易的。但对固体则需外部给予很大的能量才会使其接触表面之间达到原子间结合的距离。而实际金属由于固体硬度较高,无论其表面精度多高,实际上也只能是部分点接触,加之其表面还会有各种杂质,如氧化物、油脂、尘土及气体分子的吸附所形成的薄膜等,这些都是妨碍两个物体原子结合的因素,焊接技术就是采用加热、加压或两者并用的方法,来克服阻碍原子结合的因素,以达到二者水久半固连接的目的。
焊接的优点:①接头的力学性能与使用性能良好。②与铆接相比,采用焊接工艺制造的金属结构重量轻,节约原材料,制造周期短,成本低。
焊接存在的问题:焊接接头的组织和性能与母材相比会发生变化;容易产生焊接裂等缺陷;焊接后会产生残余应力与变形。这些都会影响焊接结构的质量。
焊接种类根据焊接过程的特点,主要有熔化焊、压力焊、钎焊。
手工电弧焊是利用手工操纵电焊条进行焊接的电弧焊方法。电弧导电时,产生大量的热量,同时发出强烈的弧光。手工电弧焊是利用电弧的热量熔化熔池和焊条的。
气焊与气割:气焊是利用气体火焰作为热源的焊接方法。常用氧-乙炔火焰作为热源。氧气和乙炔在焊炬中混合,点燃后加热焊丝和工件。气割又称氧气切割,是广泛应用的下料方法。气割的原理是利用预热火焰将被切割的金属预热到燃点,再向此处喷射氧气流。被预热到燃点的金属在氧气流中燃烧形成金属氧化物。同时,这一燃烧过程放出大量的热量。这些热量将金属氧化物熔化为熔渣。熔渣被氧气流吹掉,形成切口,接着,燃烧热与预热火焰又进一步加热并切割其他金属。因此,气割实质上是金属在氧气中燃烧的过程。金属燃烧放出的热量在气割中具有重要的作用。
电阻焊:在电阻焊时,电流在通过焊接接头时会产生接触电阻热。电阻焊是利用接触电阻热将接头加热到塑性或熔化状态,再通过电极施加压力,形成原子间结合的焊接方法。
钎焊:钎焊时母材不熔化。钎焊时使用钎剂、钎料,将钎料加热到熔化状态,液态的钎料润湿母材,井通过毛细管作用填充到接头的间隙,进而与母材相互扩教,冷却后形成接头。