焊接,也稱作熔接、鎔接,是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。依據焊接過程中金屬所處的狀態及工藝的特點,可以將焊接方法分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。
(一)熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷卻凝固後便接合,必要時可加入熔填物輔助;
1、雷射焊:雷射焊利用聚焦的雷射束作為能源轟擊工件所產生的熱量進行焊接。可以焊接各種金屬材料和非金屬材料如碳鋼、矽鋼、鋁和鈦等金屬及其合金、鎢、鉬等難熔金屬及異種金屬以及陶瓷、玻璃和塑料等。目前主要用於電子儀表、航空、航天、原子核反應堆等領域。雷射焊具有如下特點:
(1)雷射束能量密度大,加熱過程極短,焊點小,熱影響區窄,焊接變形小,焊件尺寸精度高;
(2)可以焊接常規焊接方法難以焊接的材料,如焊接鎢、鉬、鉭、鋯等難熔金屬;
(3)可以在空氣中焊接有色金屬,而不需外加保護氣體;
(4)設備較複雜,成本高。
2、氣焊:氣焊主要應用於薄鋼板、低熔點材料(有色金屬及其合金)、鑄鐵件和硬質合金刀具等材料的焊接,以及磨損、報廢車件的補焊、構件變形的火焰矯正等。
3、電弧焊:可分為手工電弧焊和埋弧焊。
(1)手工電弧焊可以進行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。另外由於電弧焊設備輕便,搬運靈活,可以在任何有電源的地方進行焊接作業。適用於各種金屬材料、各種厚度和各種結構形狀的焊接;
(2)埋弧焊一般只適用於平焊位置,不適於焊接厚度小於1mm的薄板。由於埋弧焊熔深大,生產率高,機械化操作的程度高,因而適於焊接中厚板結構的長焊縫。埋弧焊能焊的材料已從碳素結構鋼發展到低合金結構鋼、不鏽鋼、耐熱鋼等以及某些有色金屬,如鎳基合金、鈦合金和銅合金等。
4、氣電焊:用外加氣體作為電弧介質並保護電弧和焊接區的電弧焊稱為氣體保護電弧焊,簡稱氣電焊。氣電焊通常按照電極是否熔化和保護氣體不同,分為不熔化極(鎢極)惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊,氧化混合氣體保護焊、CO2氣體保護焊和管狀焊絲氣體保護焊。
其中不熔化極惰性氣體保護焊可用於幾乎所有金屬和合金的焊接,但由於其成本較高,通常多用於焊接鋁、鎂、鈦和銅等有色金屬,以及不鏽鋼和耐熱鋼等。熔化極氣體保護除具備不熔化極氣體保護焊的主要優點(可進行各種位置的焊接;適用於有色金屬、不鏽鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼絕大多數金屬的焊接)外,同時也具有焊接速度較快,熔敷效率較高等優點。
5、等離子弧焊:等離子弧廣泛應用於焊接、噴塗和堆焊。能夠焊接更細、更薄(如1mm以下極薄金屬的焊接)的工件 。
6、電渣焊:電渣焊可以焊接各種碳素結構鋼、低合金高強度鋼、耐熱鋼和中合金鋼,現已廣泛應用於鍋爐、壓力容器、重型機械、冶金設備和船舶等的製造中。另外,用電渣焊可進行大面積堆焊和補焊。
7、電子束焊:電子束焊設備複雜,價格貴,使用維護要求高;焊件裝配要求高,尺寸受真空室大小限制;需防護X射線。電子束焊可以用來焊接絕大多數金屬及合金以及要求變形小、質量高的工件等。目前電子束焊已廣泛應用於精密儀器、儀表和電子工業等。
(二)壓焊——焊接過程必須對焊件施加壓力,分為電阻焊和超聲波焊。
1、電阻焊:電阻焊方法主要有四種,即點焊、縫焊、凸焊和對焊。點焊適用於可以採用搭接、接頭不要求氣密、厚度小於3mm的衝壓、軋制的薄板構件。縫焊廣泛應用於油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機和汽車油箱的薄板焊接。凸焊主要用於焊接低碳鋼和低合金鋼的衝壓件。板件凸焊最適宜的厚度為0.5-4mm。
2、超聲波焊:超聲波焊接原則上適於焊接大多數熱塑性塑料。
(三)釺焊——採用比母材熔點低的金屬材料做釺料,利用液態釺料潤濕母材,填充間隙,並與母材互相擴散實現連結焊件。
1、火焰釺焊: 火焰釺焊適於碳素鋼、鑄鐵以及銅及其合金等材料的釺焊。氧乙炔焰是常用的火焰。
2、電阻釺焊: 電阻釺焊分為直接加熱及間接加熱兩種方式。間接加熱電阻釺焊適宜於熱物理性能差別較大和厚度差別較大焊件的釺焊。
3、感應釺焊: 感應釺悍的特點是加熱快、效率高、可進行局部加熱,且容易實現自動化。按照保護方式可以分為空氣中感應釺焊、保護氣體中感應釺焊和真空中感應釺焊。