第一節焊接概述第二節熔化焊第三節壓力焊第四節釬焊第五節焊接缺陷及其檢驗第五章金屬的焊接第一節焊接概述第五章金屬的焊接1

焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程的實質是用加熱或加壓等手段，借助于金屬原子的結合與擴散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來。焊接在現代工業生產中具有十分重要地作用，在制造大型結構或復雜地機器部件時，更顯優越，因為它可以用化大為小，化復雜為簡單地方法準備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。第一節焊接概述焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接2常見的焊接方法

焊接方法的分類常見的焊接方法焊接方法的分類3

金屬的可焊性

金屬的可焊性屬于工藝性能，是指被焊金屬材料在一定條件下獲得優質焊接接頭的難易程度。

金屬的可焊性主要與下列因素有關:1、材料本身的成分組織；2、焊接方法；3、焊接工藝條件；金屬的可焊性金屬的可焊性屬于工藝性能，是4

熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根據焊接能源種類、能源傳遞介質和方式的不同，熔化焊可分為電弧焊、氣焊、電渣焊、電子束焊、激光焊和等離子焊等。第二節熔化焊

熔化焊的基本原理

熔化焊的基本原理是指將填充材料（如焊絲）和工件的連接區基體材料共同加熱至熔化狀態，在連接處形成熔池，熔池中的液態金屬冷卻凝固后形成牢固的焊接接頭，使分離工件連接成為一個整體。熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根據焊接能源5

熔焊焊縫的形成

在高溫熱源的作用下，填充金屬（如焊條）和基體金屬發生局部熔化。熔池前部（2-1-2區）熔化金屬被電弧吹力吹到熔池后部（2-3-2區），迅速冷卻結晶。隨著熱源不斷移動，從而形成連續的致密層狀組織焊縫。焊縫形成過程示意圖熔焊焊縫的形成在高溫熱源的作用下，填6

焊接接頭的組織和性能焊縫區：結晶從熔池壁向中心推進，形成柱狀的鑄態組織。與基體金屬性能接近，但熔池中心易出現雜質、疏松等。熔合區：未熔化的過熱組織和部分熔化的結晶鑄態組織。很大程度上決定焊件接頭的性能。焊接接頭的組織和性能焊縫區：結晶從熔池壁向中心推進，形成柱7過熱區：高溫影響，晶粒粗大。塑性和韌性下降，顯著影響焊件接頭性能。正火區：最高加熱溫度比Ac3稍高，晶粒重結晶細化，獲得正火組織。機械性能改善。部分相變區：最高加熱溫度比Ac1～Ac3稍高，珠光體和部分鐵素體重結晶細化。晶粒大小不均，機械性能稍差。一般，低碳鋼焊件的熱影響區較窄，危害性較小，焊后可直接使用；對于碳素鋼和低合金鋼焊件，焊后可進行正火處理，細化晶粒，改善機械性能；對于無法進行熱處理的焊件，則需正確選擇焊接方法和工藝條件，來減小熱影響區的范圍。過熱區：高溫影響，晶粒粗大。塑性和韌性下降，顯著影響焊件接頭8

焊接時，焊件各部分冷熱不均，受熱部位產生拉應力，未受熱部位則產生壓應力。當應力達到一定程度，焊件出現變形。

焊接應力和變形

對焊焊縫的應力分布

邊緣焊的變形焊接時，焊件各部分冷熱不均，受熱部位產生拉9

手工電弧焊是利用焊條與工件之間產生的電弧熱將工件和焊條熔化的一種焊接方法。

手工電弧焊

焊接電弧

焊接電弧是在電極和工件間的氣體介質中常時間放電的現象。電弧引燃時，弧柱中充滿了高溫電離氣體，發出大量的光和熱。

鋼焊條焊接鋼材時的焊接電弧手工電弧焊是利用焊條與工件之間產生的電弧熱10

手工電弧焊的焊接過程

手工電弧焊焊接過程示意圖焊縫附近基體金屬焊條藥皮焊芯熔渣熔化焊縫CO2↑保護熔池電弧電弧手工電弧焊的焊接過程手工電弧焊焊接焊縫附近基體金屬焊11

電焊條焊條組成：電焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯的作用：導電與充填焊縫。藥皮的作用：提高電弧燃燒的穩定性，防止空氣對熔化金屬的有害作用，保證焊縫金屬的脫氧和加入合金元素。

手工電弧焊的優缺點優點：設備簡單，易于維護，使用靈活；適于多種鋼材和有色金屬等，是應用最廣泛的焊接方法。缺點：焊縫短而不連續，焊縫寬度不均，焊縫質量不穩定。電焊條焊條組成：電焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯的作用：導電與12

埋弧自動焊是利用專門的機械設備自動完成手工電弧焊中的引燃電弧、送進焊條以及移動電弧等焊接動作，并使電弧在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。

埋弧自動焊

焊接過程如圖所示，埋弧焊的焊接過程可概括為：自動送絲；引弧；焊劑自動下料；焊機勻速運動；電弧在焊劑下燃燒。埋弧自動焊是利用專門的機械設備自動完成手工13

埋弧自動焊接過程（焊縫剖面圖）埋弧自動焊接過程（焊縫剖面圖）14

焊絲與焊劑焊接材料焊劑焊絲熔煉焊劑陶瓷焊劑相當于焊芯相當于藥皮

熔煉焊劑：在熔煉爐中制備，成分均勻，適于大量生產；

陶瓷焊劑：利用粉末冶金工藝制備，顆粒強度低。焊絲與焊劑焊接材料焊劑焊絲熔煉焊劑陶瓷焊劑151、焊接質量高且穩定；

2、熔深大，節省焊接材料；3、無弧光，無金屬飛濺，焊接煙霧少；4、自動化操作，生產效率高。

5、設備昂貴，工藝復雜，適于長的直線焊縫和圓筒形工件的縱、環焊縫的批量生產。

埋弧自動焊的特點1、焊接質量高且穩定；埋弧自動焊的特點16

氣體保護焊是利用保護性氣體防止外界有害氣體對熔池進行侵害的特殊焊接方法。它適于一些化學性質活潑的金屬焊縫的焊接作業。

氣體保護焊

氬弧焊

氬弧焊示意圖氣體保護焊是利用保護性氣體防止外界有害氣體17

CO2氣體保護焊

CO2氣體保護焊示意圖CO2氣體保護焊CO2氣體保護焊示意圖18

真空電子束焊

一些先進的熔化焊技術（適于稀有和難熔金屬的焊接和普通材料的高精度焊接）

陰極被燈絲加熱到2600K，并發射大量的電子。這些電子在高壓電場的作用下，經電磁透鏡聚焦成電子束，高速轟擊工件表面（160000km/s）。電子動能瞬間變成熱能（能量密度是普通電弧的1000倍）。真空電子束焊一些先進的熔化焊技術（適于稀有和難熔金屬19

等離子弧焊等離子弧焊20

激光焊激光：利用原子受到激發而輻射的原理，使物質受激發而產生波長單一、方向一致和能量很高的光束。基本原理：利用激光器受激產生激光束，通過聚焦系統將其聚集成半徑微小的光斑，當調焦到被焊工件的接縫時，光能轉換為熱能，從而使金屬熔化形成焊接接頭。激光焊激光：利用原子受到激發而輻射的原理，使物質受激發而產21

壓力焊（俗稱固態焊）是在壓力（或同時加熱）作用下，在被焊的分離金屬結合面產生塑性變形而使金屬連接成為整體的焊接工藝。第三節壓力焊

電阻焊

電阻焊是利用電流通過被焊工件以及接觸部分產生電阻熱，使接觸部位達到塑性或局部熔化狀態，加壓焊合而使工件焊接在一起的焊接方法。壓力焊（俗稱固態焊）是在壓力（或同時加熱）22

焊接分類電阻焊對焊滾焊點焊根據焊接接頭形式的差異

點焊和滾焊加壓斷電保壓通電去壓工藝步驟：焊接分類電阻焊對焊滾焊點焊根據焊接接頭點焊和23

點焊形成過程示意圖

滾焊形成過程示意圖點焊形成過程示意圖滾焊形成過程示意圖24

對焊是利用電阻熱將兩個工件的整個端面焊接起來的一種焊接方法。

對焊

對焊示意圖對焊是利用電阻熱將兩個工件的整個端面焊接起25

摩擦焊是利用工件之間的相互摩擦產生的熱量同時加壓使工件連接到一起的焊接方法。

摩擦焊

摩擦焊示意圖摩擦焊是利用工件之間的相互摩擦產生的熱量同26

爆炸焊是利用爆炸產生的巨大沖擊波能量，使界面在大的接觸壓力下焊接在一起。

爆炸焊

爆炸焊示意圖

爆炸焊界面示意圖爆炸焊是利用爆炸產生的巨大沖擊波能量，使界27

釬焊是利用熔點比被焊接金屬熔點低的金屬作釬料，將釬料與工件一起加熱到釬料熔化狀態，借助毛細管作用將其吸入到固態間歇內，使釬料與固態工件表面發生原子的相互擴散、溶解和化合而連成整體的焊接方法。第四節釬焊

釬焊接頭的形成過程

釬焊接頭的形成包括兩個過程：⑴釬料熔化和流入、填充接頭間歇形成釬料充滿焊縫的過程；⑵液態釬料與釬焊金屬相互作用。釬焊是利用熔點比被焊接金屬熔點低的金屬作釬28

釬料填充焊縫過程示意圖液態釬料和固態金屬之間的相互作用釬料填充焊縫過程示意圖液態釬料和固態金屬29

軟釬焊是指使用的釬料熔點低于450℃的釬焊，通常用烙鐵加熱。軟釬焊的接頭強度不高（＜70MPa）。含少量銻的錫鐵合金釬料應用最廣泛。軟釬焊所用的釬劑主要有：松香、ZnCl2溶液、ZnCl2釬劑膏等（釬劑主要用來清除氧化物，保護釬焊區，增加潤濕性）。軟釬料主要應用于焊接受力不大的常溫工作的儀表、導電元件等。

軟釬焊

軟釬焊和硬釬焊軟釬焊是指使用的釬料熔點低于450℃的釬焊30

硬釬焊

硬釬焊是指使用的釬料熔點高于450℃的釬焊。其主要加熱方式有：火焰加熱、電阻加熱、感應加熱、爐內加熱、鹽浴加熱等。軟釬焊的接頭強度不高（＞500MPa）。硬釬焊所用的釬劑主要有：硼砂、硼酸和氟化物等。硬釬料主要用于釬焊受力大，工作溫度較高的工件。硬釬焊硬釬焊是指使用的釬料熔點高于450℃31第五節焊接缺陷及其檢驗

焊縫缺陷及其產生原因（自學）

焊縫質量檢驗過程與方法第五節焊接缺陷及其檢驗焊縫缺陷及其產生原因（自學）32演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！33第一節焊接概述第二節熔化焊第三節壓力焊第四節釬焊第五節焊接缺陷及其檢驗第五章金屬的焊接第一節焊接概述第五章金屬的焊接34

焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程的實質是用加熱或加壓等手段，借助于金屬原子的結合與擴散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來。焊接在現代工業生產中具有十分重要地作用，在制造大型結構或復雜地機器部件時，更顯優越，因為它可以用化大為小，化復雜為簡單地方法準備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。第一節焊接概述焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接35常見的焊接方法

焊接方法的分類常見的焊接方法焊接方法的分類36

金屬的可焊性

金屬的可焊性屬于工藝性能，是指被焊金屬材料在一定條件下獲得優質焊接接頭的難易程度。

金屬的可焊性主要與下列因素有關:1、材料本身的成分組織；2、焊接方法；3、焊接工藝條件；金屬的可焊性金屬的可焊性屬于工藝性能，是37

熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根據焊接能源種類、能源傳遞介質和方式的不同，熔化焊可分為電弧焊、氣焊、電渣焊、電子束焊、激光焊和等離子焊等。第二節熔化焊

熔化焊的基本原理

熔化焊的基本原理是指將填充材料（如焊絲）和工件的連接區基體材料共同加熱至熔化狀態，在連接處形成熔池，熔池中的液態金屬冷卻凝固后形成牢固的焊接接頭，使分離工件連接成為一個整體。熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根據焊接能源38

熔焊焊縫的形成

在高溫熱源的作用下，填充金屬（如焊條）和基體金屬發生局部熔化。熔池前部（2-1-2區）熔化金屬被電弧吹力吹到熔池后部（2-3-2區），迅速冷卻結晶。隨著熱源不斷移動，從而形成連續的致密層狀組織焊縫。焊縫形成過程示意圖熔焊焊縫的形成在高溫熱源的作用下，填39

焊接接頭的組織和性能焊縫區：結晶從熔池壁向中心推進，形成柱狀的鑄態組織。與基體金屬性能接近，但熔池中心易出現雜質、疏松等。熔合區：未熔化的過熱組織和部分熔化的結晶鑄態組織。很大程度上決定焊件接頭的性能。焊接接頭的組織和性能焊縫區：結晶從熔池壁向中心推進，形成柱40過熱區：高溫影響，晶粒粗大。塑性和韌性下降，顯著影響焊件接頭性能。正火區：最高加熱溫度比Ac3稍高，晶粒重結晶細化，獲得正火組織。機械性能改善。部分相變區：最高加熱溫度比Ac1～Ac3稍高，珠光體和部分鐵素體重結晶細化。晶粒大小不均，機械性能稍差。一般，低碳鋼焊件的熱影響區較窄，危害性較小，焊后可直接使用；對于碳素鋼和低合金鋼焊件，焊后可進行正火處理，細化晶粒，改善機械性能；對于無法進行熱處理的焊件，則需正確選擇焊接方法和工藝條件，來減小熱影響區的范圍。過熱區：高溫影響，晶粒粗大。塑性和韌性下降，顯著影響焊件接頭41

焊接時，焊件各部分冷熱不均，受熱部位產生拉應力，未受熱部位則產生壓應力。當應力達到一定程度，焊件出現變形。

焊接應力和變形

對焊焊縫的應力分布

邊緣焊的變形焊接時，焊件各部分冷熱不均，受熱部位產生拉42

手工電弧焊是利用焊條與工件之間產生的電弧熱將工件和焊條熔化的一種焊接方法。

手工電弧焊

焊接電弧

焊接電弧是在電極和工件間的氣體介質中常時間放電的現象。電弧引燃時，弧柱中充滿了高溫電離氣體，發出大量的光和熱。

鋼焊條焊接鋼材時的焊接電弧手工電弧焊是利用焊條與工件之間產生的電弧熱43

手工電弧焊的焊接過程

手工電弧焊焊接過程示意圖焊縫附近基體金屬焊條藥皮焊芯熔渣熔化焊縫CO2↑保護熔池電弧電弧手工電弧焊的焊接過程手工電弧焊焊接焊縫附近基體金屬焊44

電焊條焊條組成：電焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯的作用：導電與充填焊縫。藥皮的作用：提高電弧燃燒的穩定性，防止空氣對熔化金屬的有害作用，保證焊縫金屬的脫氧和加入合金元素。

手工電弧焊的優缺點優點：設備簡單，易于維護，使用靈活；適于多種鋼材和有色金屬等，是應用最廣泛的焊接方法。缺點：焊縫短而不連續，焊縫寬度不均，焊縫質量不穩定。電焊條焊條組成：電焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯的作用：導電與45

埋弧自動焊是利用專門的機械設備自動完成手工電弧焊中的引燃電弧、送進焊條以及移動電弧等焊接動作，并使電弧在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。

埋弧自動焊

焊接過程如圖所示，埋弧焊的焊接過程可概括為：自動送絲；引弧；焊劑自動下料；焊機勻速運動；電弧在焊劑下燃燒。埋弧自動焊是利用專門的機械設備自動完成手工46

埋弧自動焊接過程（焊縫剖面圖）埋弧自動焊接過程（焊縫剖面圖）47

焊絲與焊劑焊接材料焊劑焊絲熔煉焊劑陶瓷焊劑相當于焊芯相當于藥皮

熔煉焊劑：在熔煉爐中制備，成分均勻，適于大量生產；

陶瓷焊劑：利用粉末冶金工藝制備，顆粒強度低。焊絲與焊劑焊接材料焊劑焊絲熔煉焊劑陶瓷焊劑481、焊接質量高且穩定；

2、熔深大，節省焊接材料；3、無弧光，無金屬飛濺，焊接煙霧少；4、自動化操作，生產效率高。

5、設備昂貴，工藝復雜，適于長的直線焊縫和圓筒形工件的縱、環焊縫的批量生產。

埋弧自動焊的特點1、焊接質量高且穩定；埋弧自動焊的特點49

氣體保護焊是利用保護性氣體防止外界有害氣體對熔池進行侵害的特殊焊接方法。它適于一些化學性質活潑的金屬焊縫的焊接作業。

氣體保護焊

氬弧焊

氬弧焊示意圖氣體保護焊是利用保護性氣體防止外界有害氣體50

CO2氣體保護焊

CO2氣體保護焊示意圖CO2氣體保護焊CO2氣體保護焊示意圖51

真空電子束焊

一些先進的熔化焊技術（適于稀有和難熔金屬的焊接和普通材料的高精度焊接）

陰極被燈絲加熱到2600K，并發射大量的電子。這些電子在高壓電場的作用下，經電磁透鏡聚焦成電子束，高速轟擊工件表面（160000km/s）。電子動能瞬間變成熱能（能量密度是普通電弧的1000倍）。真空電子束焊一些先進的熔化焊技術（適于稀有和難熔金屬52

等離子弧焊等離子弧焊53

激光焊激光：利用原子受到激發而輻射的原理，使物質受激發而產生波長單一、方向一致和能量很高的光束。基本原理：利用激光器受激產生激光束，通過聚焦系統將其聚集成半徑微小的光斑，當調焦到被焊工件的接縫時，光能轉換為熱能，從而使金屬熔化形成焊接接頭。激光焊激光：利用原子受到激發而輻射的原理，使物質受激發而產54

壓力焊（俗稱固態焊）是在壓力（或同時加熱）作用下，在被焊的分離金屬結合面產生塑性變形而使金屬連接成為整體的焊接工藝。第三節壓力焊

電阻焊

電阻焊是利用電流通過被焊工件以及接觸部分產生電阻熱，使接觸部位達到塑性或局部熔化狀態，加壓焊合而使工件焊接在一起的焊接方法。壓力焊（俗稱固態焊）是在壓力（或同時加熱）55

焊接分類電阻焊對焊滾焊點焊根據焊接接頭形式的差異

點焊和滾焊加壓斷電保壓通電去壓工藝步驟：焊接分類電阻焊對焊滾焊點焊根據焊接接頭點焊和56

點焊形成過程示意圖

滾焊形成過程示意圖點焊形成過程示意圖滾焊形成過程示意圖57

對焊是利用電阻熱將兩個工件的整個端面焊接起來的一種焊接方法。

對焊

對焊示意圖對焊是利用電阻熱將兩個工件的整個端面焊接起58

摩擦焊是利用工件之間的相互摩擦產生的熱量同時加壓使工件連接到一起的焊接方法。

摩擦焊

摩擦焊示意圖摩擦焊是利用工件之間的相互摩擦產生的熱量同59

爆炸焊是利用爆炸產生的巨大沖擊波能量，使界面在大的接觸壓力下焊接在一起。

爆炸焊