大家好,很荣幸能够在微信平台上和大家分享焊接技术的相关知识,以前旁听过几次各位老师的讲课,觉得自己差距还是挺大的,望尘莫及,所以希望大家多多支持,讲得不好的地方也希望大家能够理解。
今天我分享的主要的知识点是焊接的概念以及焊接的分类。在我开始分享内容之前,我想问大家两个问题,第一个问题是,在你眼中什么是焊接?第二个问题就是,在你的脑海中什么东西的加工是需要焊接工艺的?带着这两个问题,我们正式开始本次的分享。
焊接作为一种基本的生产手段,广泛地应用于机械制造、石油化工、矿山、冶金、航空航天、造船、电子、核能等工业部门中,也许听到这里,大家会觉得和焊接的距离非常远,其实并不是这样。
我们想象一个场景,我们走在马路上,一眼望去,我们能发现几样与焊接有关的东西,比如说飞驰而去的汽车、自行车、马路的栏杆、路灯等等,这些东西的加工都离不开焊接。那么下一个问题,什么是焊接?它是怎么定义的?
大家看一下焊接的概念。焊接就是一种不可拆卸的连接方法,通过适当的手段,使两个分离的物体产生分子或原子间结合而成为一体的连接方法。焊接是不可拆卸的,它不像我们组装家具或者一些东西等等。
焊接一旦结束,那么我们这个过程是不可逆的,我们不可以拆卸。讲到这里,讲到焊接,我想大家脑海中出现的应该是火花四溅的场面。但是从焊接的定义中,我们就可以判断,我们之前对焊接的认识太片面了。
焊接其实也可以不使用热源,比如说冷压焊,它就是单单地用强大的压力将要焊接的工件表面的氧化层挤破,然后使纯净的金属紧密而结合成一体,于是形成一个坚固的焊接接头,这样的一种方式。不过大多数的焊接方法都使用到了热源,焊接技术几乎运用了一切可以利用的热源,其中包括火焰、电弧、电阻热、超声波、摩擦热、等离子弧、电子束、激光以及微波等等,而且历史上每一种热源的出现,都伴随着新的焊接方法的出现,并推动了焊接技术的发展。
至今焊接的热源研究尚未终止,新的焊接方法和新的工艺也会不断涌现,焊接技术已经渗透到了国民经济的各个领域。
那么也就是说我们的焊接方法种类是非常多的,大家从刚才讲到的热源的分类上就已经能够看出一些端倪了。焊接方法种类非常多,而且新的方法还会不断地出现,所以它的分类方法也非常得多,目前最基本最常用的分类方法是族系法,将焊接分为三大类:熔焊、钎焊和压焊。
熔焊应该是大家还算比较常见的一种焊接方式。在焊接过程中,将焊件的接头加热至融化的状态,不加压力完成焊接的这种方式就是熔焊。熔焊在加热的条件下,当被焊金属加热至融化状态,形成液态熔池时,原子之间可以充分和紧密地接触,因此在熔融的熔池冷却之后,就可以形成牢固的焊接接头,比方说电弧焊、激光焊等等,这一类都属于熔焊。
压焊就是在焊接过程中必须对焊件施加压力,在施加压力过程中,我们可以通过加热或者不加热的方式完成焊接的方法。
压焊又被分为两种方式:
一种是加热。将被焊金属的接触部分加热到塑性状态或者是熔化状态,然后施加一定的压力,使金属原子和原子紧密结合,而变成一个坚固的焊接接头。
第二种就是不进行加热。仅仅在被焊的金属表面上施加足够的压力,借助压力所引起的塑性变形,使金属的原子之间互相接触,然后紧密结合而成的牢固的接头。压焊的分类有我刚刚说到的冷压焊,还有就是我们非常常见的电阻焊,电阻焊里面比较常见的就是点焊,在我们的车辆的焊接制造过程中是最常见的一种工艺。压焊还包括非常先进的一些特种的加工工艺方法,比如说超声波焊接、摩擦焊、爆炸焊等等。
在焊接的大类分类中,最后一种就是钎焊。钎焊分为软钎焊和硬钎焊。软钎焊可以理解为锡焊,也就是说我们焊接电子元器件所使用的焊接方式,这就是软锡焊,在这里我们不再进行深一步的讨论。另一种就是我们工业中常常用到的硬钎焊,这里包括激光钎焊、电子束钎焊和电弧钎焊等等。
其实钎焊和熔焊中的弧焊非常像,它们都是需要送丝的,但是不同之处在于,钎焊是采用比母材熔点低的金属材料,将焊件和钎料加热到仅仅是高于钎料的熔点而低于母材的熔点的温度,将钎料熔化,然后把钎料填充到母材中并扩散,只是起到一个润湿的作用,然后连接母材的一种方法。
大家可以看到我刚刚发的那个图表,这三种比较大的焊接方式,又包含许多小的焊接方式,而且这些焊接方式是非常不一样的。像熔焊,它又包括气焊、电弧焊、电渣焊、电子束焊和激光焊接等等。而且我在这个图片上列出来的焊接方式还是非常少的,远远不如市场上所能看到的多。
下面大概给大家介绍几种细分的焊接方式。
首先气焊。气焊的热源其实是火焰,它就是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧而产生的气体火焰的热量作为热源,对金属材料焊接的一种加工方法。气焊应该是最早广泛使用的一种焊接方式,它在电弧焊和先进的焊接方法被迅速发展和广泛利用之后,气焊的应用范围也越来越小了,但是它在铜和铝等有色金属的焊接方面还是比较有独特的优势的。
电弧焊是一个非常庞大的体系,也是我们比较常见的体系。它就是以电弧为热源,对两个金属工件进行加工的一种工业方法。电弧焊大部分都是需要焊丝的,但是螺柱焊是一个特例。螺柱焊就是使用电弧作为热源,将螺钉焊在工件表面的一种方式。
电子束焊也是一种比较高科技的焊接方式,它是利用加速和聚焦的电子束,轰击置于真空或非真空中的焊件产生的热量进行的一种焊接方式。电子束撞击工件时,其动能的96%可以转化成焊接所需要的热源,所以它的利用效率也非常高。它的焦点处的最高温度可以达到差不多快到了6000度左右。
激光焊是目前比较火的一种焊接方式,各个车厂应该都在陆续引进激光焊。激光焊就是以激光为能量源的一种高效的焊接方式。
大家可以看到列表中还有超声波焊,是的,超声波也可以拿来做焊接。超声波焊就是利用超声波的高频震荡,对焊件接头进行表面清理和局部加热,然后施加压力实现焊接的方法。
下面介绍一下摩擦焊。摩擦焊是在外力作用下,利用焊件接触面之间的相对摩擦所产生的热量,使接触面金属之间相互扩散,然后塑性流动,再动态结晶,而形成的固态的连接方法。摩擦焊是一种新型的焊接方式,它以优质、高效、节能,而且无污染等特点受到了制造业的重视,并发展迅速。
刚才我已经介绍了冷压焊,但是其实有冷压焊,就一定会有热压焊。它们的区别在于热压焊是要在施加非常大的压力的作用下,还要施加一定的热量,使两个焊件进行接触,形成连接的一种方式。
最后我来介绍一下爆炸焊,听起来这个名字非常的火爆。爆炸焊是以炸药作为能源进行金属焊接的方法,这种焊接方法是利用炸药爆炸的能量使被焊的金属表面发生高速的撞击,形成塑性变形,然后适量地熔化,再加上原子之间的扩散,在非常短暂的时间内形成两个焊件的紧密结合。
由于焊接方式非常得多,我就不在这里一一列举了。总结一下今天的内容,那就是,第一个是焊接的概念。焊接就是一种不可拆卸的连接方法,通过适当的手段使两个分离的物体产生原子或分子间结合,而成为一体的连接方法。
通常我们把焊接分为三类:熔焊、压焊和钎焊。
熔焊又分为气焊、电弧焊、电渣焊、电子束焊和激光焊。它们分别有自己不同的热源,像气焊就是火焰热,电弧焊电弧热,电渣焊属于一种电阻热,电子束焊就是电子束轰击工件发出的热量,激光焊就是激光发出的热量,使用这些热量的方式进行焊接。
压焊又分为超声波焊、摩擦焊、冷压焊、爆炸焊和电阻焊。这些焊接都是以施加强大的压力为前提的。超声波焊就是又利用了超声波的震动产生一定的热量,然后进行焊接的方式。摩擦焊是利用了摩擦生热的这样的一种原理。冷压焊纯粹是将两个工件压合到一起,使原子之间接触,从而紧密相连。爆炸焊是利用炸药的爆炸,使两个工件紧紧地接触在一起。电阻焊就是使用电阻热产生热量,将两个工件结合为一体。
钎焊使用的热源和熔焊相似,只不过我们需要加热的温度不需要那么高,只需要熔化钎料,而不需要熔化母材。
好了,以上就是今天我要为大家分享的内容,给大家出一道课后练习题。
焊接的种类还是非常繁多的,而且今天我讲的知识点也非常的杂乱,希望能够加深大家对焊接的认识。谢谢大家,大家可以先看一下课后题。
针对学员提出的问题答疑
Q1:你认为未来在汽车主机厂哪种焊接方式将成为主流?
A1:汽车主机厂看中的是技术成熟度、成本、以及加工质量,目前激光焊接被称为未来焊接的趋势方向,但是由于成本问题,暂时难以被广泛应用。
Q2:激光焊接优势主要有哪些?
A2:一是速度快,这是大优势。
二是焊缝质量高,激光熔的可以做到焊缝又窄又深,这样热影响区就小,焊接形变也就小,便于控制产品的尺寸。
这是两大主流优势。
Q3:如果是两个塑料件适合用什么焊接方法?
A3:塑料熔点低,而且也好塑形,结合方式也有很多,如果焊接可以考虑压力焊。不过之前讲的这些焊接方法都是基本上针对金属的。
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