什么是焊接过程?

焊接过程:

焊接工艺涉及到焊接方法等因素，操作需要根据焊接件的材料、品牌、化学成分、结构类型以及焊接工件的焊接性能要求来确定。

首先要确定焊接方法，如手工电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、MIG焊等。焊接方法有很多种，只能根据具体条件进行选择。焊接方法确定后，制定焊接工艺参数。焊接工艺参数的类型不同。例如手工电弧焊主要包括电极类型、直径、电流、电压、焊接电源、极性连接方法、焊接层数、通道数、检验方法等。

焊接方式:

• 加热要加入的工件，使其部分熔化，形成熔池。冷却和凝固后，熔池将被加入。如果有必要，可以加入熔融填料来辅助。
• 仅用较低熔点的焊料加热，不需要将工件本身熔化，而是利用焊料的毛细管作用将工件连接起来(如软钎焊和钎焊)。
• 在等于或低于工件熔点的温度下，辅以高压、叠加挤压或振动，使两个工件相互渗透并结合(如锻造焊、实心焊)。

焊接工艺类型:

焊接还可细分为其他特殊焊接，如气焊、电阻焊、电弧焊、感应焊和激光焊。焊接有许多能量来源，包括气体火焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波。除了在工厂中使用，焊接还可以在各种环境中进行，如野外、水下和太空。无论在哪里焊接都可能给操作人员带来危险，所以焊接时必须采取适当的保护措施。焊接对人体可能造成的危害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、过度紫外线辐射等。

电弧焊过程:

电弧焊使用焊接电源在电极和焊接材料之间产生并保持电弧，使焊点上的金属熔化形成熔池。他们可以使用直流电或交流电，使用消耗性或非消耗性电极。有时在熔池附近引入惰性或半惰性气体，即保护气体，有时加入焊补材料。

能源供应:

电弧焊过程消耗大量电能，电能可由多种焊接电源提供。最常见的焊接电源包括恒流电源和恒压电源。在电弧焊过程中，施加的电压决定了电弧的长度，输入电流决定了输出的热量。恒流电源输出恒流、波动电压，多用于手工焊接，如手工电弧焊、钨极气体保护电弧焊等。因为手工焊接要求电流保持相对稳定，而在实际操作中，很难保持电极位置恒定，电弧长度和电压也会随之变化。恒压电源输出的电压是恒定的，电流是波动的，因此常用于自动焊接过程中，如熔化金属气体保护电弧焊、药芯焊丝电弧焊、埋弧焊等。在这些焊接过程中，电弧长度保持不变，因为焊接头和工件之间距离的任何波动都可以通过电流的变化进行补偿。例如，如果焊接头与工件之间的距离太近，电流会迅速增加，导致焊接点产生的热量急剧增加，焊接头会部分熔化，直到距离恢复到原来的水平。

使用的电的类型对焊接有很大的影响。手工电弧焊和金属液气体保护电弧焊等耗电焊接工艺，通常采用直流电，且电极可连接正极或负极。焊接时，正极连接部位会有较大的热集中。因此，改变电极的极性会影响焊接性能。如果将工件连接到正极上，工件会更热，焊接深度和焊接速度会大大提高。相反，如果将工件连接到负极上，则会焊出较浅的焊缝。对于功耗较低的焊接工艺，如钨极气体保护电弧焊，可采用直流或交流电。然而，在这些焊接过程中使用的电极只产生电弧而不提供焊料。因此，在使用直流电时，当连接正极时，焊接深度较浅，而当连接负极时，可以产生较深的焊缝。交流电使电极极性迅速变化，从而产生中等渗透的焊缝。 One of the disadvantages of using alternating current is that the arc must be re-ignited every time a changed voltage passes through the voltage zero points. To solve this problem, some special welding power sources produce square wave alternating current instead of the usual sine wave. So that the negative impact of the voltage change through the zero points is minimized.

焊接工艺的操作方法

熔焊是在焊接过程中将工件的接头加热到熔融状态，无压力完成焊接的一种方法。在熔焊过程中，热源迅速将两个待焊工件的连接处加热熔化，形成熔池。熔池随着热源向前移动，冷却后形成连续焊缝，将两个工件连接为一体。在熔焊过程中，如果大气与高温熔池直接接触，大气中的氧气会氧化金属及各种合金元素。大气中的氮气、水蒸气等进入熔池，在随后的冷却过程中也会在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，使焊缝的质量和性能恶化。

为了提高焊接质量，人们开发了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊是用氩气、二氧化碳等气体隔离大气，以保护焊接过程中的电弧和熔池速率;另一个例子是在焊接钢时，在电极涂层中加入对氧有高亲和力的铁钛粉进行脱氧。能保护电极中有益元素锰、硅等不被氧化进入熔池，冷却后获得高质量焊缝。

压力焊:

压力焊接是使两个工件在压力下在固态状态下实现原子间键合，也称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对接焊。当电流通过两个工件的连接端时，由于电阻大，温度升高。当加热到塑性状态时，在轴向压力的作用下，连接成为一个整体。各种压力焊接方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不添加填充材料。大多数压力焊接方法，如扩散焊、高频焊、冷压焊等，没有熔化过程，因此不存在有利合金元素像熔焊一样燃烧和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，并改善了焊接安全卫生条件。同时，由于加热温度低于熔焊，加热时间较短，热影响区较小。许多难以用熔焊焊接的材料，往往可以用压力焊来焊接，形成与母材强度相同的高质量接头。

焊接:

钎焊是利用金属材料的熔点低于工件的钎焊材料,加热工件钎焊材料的温度高于熔点的钎焊材料和低于熔点的工件,使用液体湿工件钎焊材料,填充界面间隙，并用工件原子间相互扩散的方法实现焊接。

在焊接过程中，连接两个连接体的接头称为焊缝。焊接时焊缝两侧会受到焊接热的影响，结构和性能会发生变化。这个地区被称为热影响区。在焊接过程中，由于工件材料、焊接材料、焊接电流等的不同，焊接后焊缝及热影响区可能会出现过热、脆化、硬化或软化等现象，这也会降低焊件的性能，使其可焊性下降。这就需要调整焊接条件，焊接前对焊件的接头进行预热，焊接时进行保温，焊后进行热处理，才能提高焊件的焊接质量。

焊接质量:

衡量焊接质量的主要指标是焊点及其周围材料的强度。影响强度的因素很多，包括焊接工艺、能量注入形式、母材、填充材料、焊剂、接头设计形式以及以上因素之间的相互作用。通常用破坏性试验或非破坏性试验来检查焊接质量。测试的主要对象是焊点的缺陷，残余应力和变形的程度，以及热影响区的性质。焊接检验有一套规范和标准，指导操作人员采用适当的焊接工艺，判断焊接质量。

焊接工艺的发展趋势

焊接的经济成本是其工业应用的一个重要因素。影响焊接成本的因素有很多，如设备成本、人力成本、原材料成本、能源成本等。焊接设备的成本因工艺的不同而有很大的差异。手工电弧焊和可燃气体焊接相对便宜，而激光焊接和电子束焊接相对昂贵。由于某些焊接工艺成本高，它们通常只用于制造重要的部件。自动焊接设备和焊接机器人的成本也很高，所以它们的使用也受到了相应的限制。人工成本取决于焊接速度、小时工资以及焊接和后续加工的工作时间。原材料成本包括采购母材、焊缝填充材料、保护气体的成本。能量成本取决于电弧工作时间和焊接能量需求。

对于手工焊接来说，人工成本往往占总成本的很大一部分。因此，降低手工焊接成本往往集中在减少焊接操作时间上。有效的方法包括提高焊接速度和优化焊接参数。焊后除渣也是一项费时费力的工作。因此，减少焊渣可以提高安全性、环保性，降低成本，提高焊接质量。机械化和自动化也能有效降低人工成本，但另一方面增加了设备成本，需要额外的设备安装调试时间。当产品有特殊需要时，原材料成本往往会相应上升。能源成本通常不重要，因为它通常只占总成本的几个百分点。

近年来，为了降低高端产品焊接的人工成本，工业生产中的电阻点焊和电弧焊都采用了许多自动焊接设备(尤其是汽车行业)。焊接机器人可以有效地完成焊接，特别是点焊。随着技术的进步，焊接机器人也开始用于电弧焊。焊接技术的前沿发展领域包括异型材料间的焊接，新型焊接工艺如搅拌摩擦焊、磁脉冲焊、导热缝焊、激光混合焊等。其他研究的重点是扩大现有焊接工艺的应用范围，如激光焊接在航空航天和汽车工业中的应用。研究人员也希望进一步提高焊接质量，特别是控制焊缝的组织和残余应力，减少焊缝的变形和断裂。