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焊接相關的基礎知識

發布時間:2025-02-17 瀏覽次數:48389次

焊接是一種重要的材料加工工藝。隨著人類社會對物質文明的追求、各種新型材料的不斷開發及科學技術的不斷發展,焊接技術已成為一門獨立的學科,其具有結構形式多樣、復雜,異種材料間實現一體連接,制造工序較簡單的特點。已廣泛地應用于石油化工、電力、航空航天、海洋工程、核動力工程、微電子技術、橋梁、船舶、潛艇以及各種金屬結構等工業部門。在推動我國的經濟建設和發展科學事業上,焊接技術將起重要的作用。現簡單介紹焊接相關的基礎知識。


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1.焊接的相關定義

焊接:通過加熱或加壓,或兩者并用,并且用或不用填充材料,使工件達到結合的一種方法。


焊接方法:指特定的焊接方法,如埋弧焊、氣保焊等,其含義包括該方法涉及的冶金、電、物理、化學及力學原則等內容。


焊接工藝:制造焊件所有關的加工方法和實施要求,包括焊接準備、材料選用、焊接方法選定、焊接參數、操作要求等。


焊接工藝規范(規程):制造焊件所有關的加工和實踐要求的細則文件,可保證由熟練焊工或操作工操作時質量的再現性。


焊接技能:手焊工或焊接操作工執行焊接工藝細則的能力。

2.焊接方法的分類

常用的焊接方法分為以下三類:


熔焊(熔化焊):將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。焊接過程中將焊件加熱至熔化狀態,不加壓力完成的焊接方法通稱為熔焊。


壓焊:焊接過程中,必須對焊件施加壓力(加熱或不加熱),以完成焊接的方法。包括固態焊、熱壓焊、鍛焊、擴散焊、氣壓焊及冷壓焊等。


釬焊:硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材熔點低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點,低于母材熔化溫度,利用液態釬料潤濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴散實現連接焊件的方法。 


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3.焊接過程的物理本質

被焊工件的材質(同種或異種)通過加熱或加壓或二者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材質達到原子間的結合而形成永久性連接。不僅在宏觀上形成了永久性的接頭,而且在微觀上建立了組織上的內在聯系。 


對金屬而言,焊接金屬之間依靠金屬鍵進行結合,其結合力大小決定于二者之間的引力與斥力共同作用的結果,當原子間的距離為rA時,結合力******。對于大多數金屬,rA≈ 0.3~0.5nm,當原子間的距離大于或小于rA時,結合力都顯著降低。 從理論來講,就是當兩個被焊的固體金屬表面接近到相距rA時,就可以在接觸表面上進行擴散、再結晶等物理化學過程,從而形成金屬鍵,達到焊接的目的。然而,只是理論上的條件,事實上即使是經過精細加工的表面,在微觀上也會存在凹凸不平之處,更何況在一般金屬的表面上還常常帶有氧化膜、油污和水分等吸附層。這樣,就會阻礙金屬表面的緊密接觸。 

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在焊接工藝上一般采取施加壓力(破壞接觸表面氧化膜,增加接觸面積)及加熱(破壞氧化膜,降低金屬變形阻力,促進擴散、化學反應、結晶/再結晶)的措施,以克服阻礙金屬表面緊密接觸的各種因素。















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