焊接是被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
常用焊接方法分类
焊接方法的分类很多,按照焊接过程中金属所处状态的不同,可以把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三类。每类又可以分为各种不同的焊接方法,如下图。
1.熔焊:熔焊是焊接过程中,将焊件接头加热至熔化状态,不加压完成焊接的方法。在加热的条件下增强了金属的原子动能,促进原子间的相互扩散,当被焊金属加热至溶化状态形成液体熔池时,原子之间可以充分扩散和紧密接触,因此冷却凝固后,即形成牢固的焊接接头。常见的气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护焊等都属于熔焊的方法。
2.压焊:压焊是焊接过程中必须对焊件施加压力(加热或不加热),以完成的焊接方法。
这类焊接有两种形式,一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态,然后施加一定的压力,以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头,如锻焊、接触焊、摩擦焊和气压焊等就是这种压焊方法。
二是不进行加热,仅在被焊金属的接触面上施加足够的压力,借助于压力所引起的塑性变形,以使原子间相互接近而获得牢固的接头,这种方法有冷压焊、爆炸焊等(主要用于复合钢板)。
3.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高于钎料熔点,低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头之间间隙并与母材相互扩散实现联接焊件的方法。常见的钎焊方法有烙铁焊、火焰钎焊。
超声波焊接
超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器、换能器、变幅杆、焊头三联组、模具和机架。
超声波焊接工艺类型
1)熔接法:以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合。
2)成型:将凹状的焊头压着于塑胶品外圈,焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定。
3)埋植:借着焊头之传道及适当之压力,瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留入塑胶孔内。
5)点焊:点焊指的是对于焊线不易设计的物体进行分点焊接,同样可达到熔接效果。
超声波焊接特点
超声波的应用范围比较广,节能环保且精度高。
1)超声波金属焊接优点:
a、焊接材料不熔融,不脆弱金属特性;
c、对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接;
e、焊接无火花,环保安全。
超声波焊接注意要点
b、当前超声波焊接系统的接头形式仅限于搭接,且受工具头的限制,工件只能在焊接系统允许的尺寸范围内伸入,焊接的接头形式和尺寸范围局限性较大;
激光点焊
激光焊接特点
a、可将入热量降到低的需要量,热影响区金相变化范围小,且因热传导所导致的变形亦低;
c、不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形可降至低;
d、工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下);
e、激光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相近的部件;
f、可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料;
(2)激光脉冲波形:激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。
(3)激光脉冲宽度:脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。
激光焊接注意要点
a、焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内;
b、焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的终位置需与激光束将冲击的焊点对准;
c、可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件,生产线上不适合使用激光焊接;
d、高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变;
f、能量转换效率太低,通常低于10%;
g、焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。
责任编辑人:CC
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