焊接技術(shù)之方法選擇
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1．產(chǎn)品特點
?。?）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型焊接的產(chǎn)品按結(jié)構(gòu)特點大致可分為以四大類。
1）結(jié)構(gòu)類如橋梁、建筑工程、石油化工容器等。
2）機構(gòu)零件類如汽車零部件等。
3）半成品類如工字梁、管子等。
4）微電子器件類。
這些不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品由于焊縫的長短、形狀、焊接位置等各不相同，因而適用的焊接方法也會不同。
結(jié)構(gòu)類產(chǎn)品中規(guī)則的長焊縫和環(huán)縫宜用埋弧焊。手弧焊用于打底焊和短焊縫焊接。機械類產(chǎn)品接頭一般較短，根據(jù)其準(zhǔn)確度要求，選用氣體保護焊（一般厚度）、電渣焊、氣電焊（重型構(gòu)件宜于立焊的）、電阻焊（薄板件）、摩擦焊（圓形斷面）或電子束焊（有高精度要求的）。半成品類的產(chǎn)品的焊接接頭往往是規(guī)則的，宜采用適于機械化的焊接方法，如埋弧焊、氣體保護電弧焊、高頻焊。微型電子器件的接頭主要要求密封、導(dǎo)電性、受熱程度小等，因此宜用電子束焊、超聲波焊、擴散焊、釬焊和電容儲能焊。
如上述，對于不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品通常有幾種焊接方法可供選擇，因此還要綜合考慮產(chǎn)品的以下其它特點。
?。?）工件厚度工件的厚度可在一定程度上決定所適用的焊接方法。每種焊接方法由于所用熱源不同，都有一定的適用的材料厚度范圍。在推薦的厚度范圍內(nèi)焊接時較易控制焊接質(zhì)量和保持合理的生產(chǎn)率。
?。?）接頭型式和焊接位置根據(jù)產(chǎn)品的使用要求和所用母材的厚度及形狀，設(shè)計的產(chǎn)品可采用對接、搭接、角接等幾種類型的接頭型式。其中對接型式適用于大多數(shù)焊接方法。釬焊一般只適于連接面積比較大而材料厚度較小的搭接接頭。
產(chǎn)品中各個接頭的位置往往根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求和受力情況決定。這些接頭可能需要在不同的焊接位置焊接，包括平焊、立焊、橫焊、仰焊及全位置焊接等。平焊是最容易、最普遍的焊接位置，因此焊接時應(yīng)該盡可能使產(chǎn)品接頭處于平焊位置，這梓就可選擇既能保證良好的焊接質(zhì)量，又能獲得較高的生產(chǎn)率的焊接方法，如埋弧焊和熔化極氣體保護焊。對于立焊接頭宜采用熔化極氣體保護焊（薄板）、氣電焊（中厚度），當(dāng)板厚超過約30mm時可采用電渣焊。
?。?）母材性能
1）母材的物理性能母材的導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、熔點等物理性能會直接影響其焊接性及焊接質(zhì)量。
當(dāng)焊接導(dǎo)熱系數(shù)較高的金屬如銅、鋁及其合金時，應(yīng)選擇熱輸入強度大、具有較高焊透能力的焊接方法，以使被焊金屬在最短的時間內(nèi)達到熔化狀態(tài)，并使工件變形最小。
對于電阻率較高的金屬則更宜采用電阻焊。
對于熱敏感材料，則應(yīng)注意選擇熱輸入較小的焊接方法，例如激光焊、超聲波焊等。
對于鉬、鉭等高熔點的難熔金屬，采用電子束焊是極好的焊接方法。而對于物理性能相差較大的異種金屬，宜采用不易形成脆性中間相的焊接方法，如各種固相焊、激光焊等。
2）母材的力學(xué)性能被焊材料的強度、塑性、硬度等力學(xué)性能會影響焊接過程的順利進行。如鋁、鎂一類塑性溫度區(qū)較窄的金屬就不能用電阻凸焊，而低碳鋼的塑性溫度區(qū)寬則易于電阻焊焊接，又如，延性差的金屬就不宜采用大幅度塑性變形的冷焊方法。再如爆炸焊時，要求所焊的材料具有足夠的強度與延性，并能承受焊接工藝過程中發(fā)生的快速變形。
另一方面，各種焊接方法對焊縫金屬及熱影響區(qū)的金相組織及其力學(xué)性能的影響程度不同,因此也會不同程度地影響產(chǎn)品的使用性能。選擇的焊接方法還要便于通過控制熱輸入從而控制熔深、熔合比和熱影響區(qū)（固相焊接時以便于控制其塑性變形）來獲得力學(xué)性能與母材相近的接頭。例如電渣焊、埋弧焊時由于熱輸入較大，從而使焊接接頭的沖擊韌度降低。又如電子束焊的焊接接頭的熱影響區(qū)較窄，與一般電弧焊相比，其接頭具有較好的力學(xué)性能和較小的熱影響區(qū)。因此，電子束焊對某些金屬如不銹鋼或經(jīng)熱處理的零件是很好的焊接方法。
3）母材的冶金性能由于母材的化學(xué)成分直接影響了它的冶金性能，因而也影響了材料的焊接性。因此這也是選擇焊接方法時必須考慮的重要因素。
工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的普通碳鋼和低合金鋼采用一般的電弧焊方法都可進行焊接。鋼材的合金含量，特別是碳含量愈高，焊接性往往愈差，可選用的焊接方法種類愈有限。
對于鋁、鎂及其合金等這些較活潑的有色金屬材料，不宜選用CO2電弧焊、埋弧焊，而應(yīng)選用惰性氣體保護焊，如鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊等。對于不銹鋼，通?？刹捎檬只『?、鎢極氬弧焊或熔化術(shù)氬弧焊等。特別是氬弧焊，其保護效果好，焊縫成分易于控制，可以滿足焊縫耐蝕性的要求。對于鈦、鋯這類金屬，由于其氣體溶解度較高，焊后容易變脆，因此采用高真空電子束焊最佳。
此外，對于含有較多合金元素的金屬材料，采用不同的焊接方法會使焊縫具有不同的熔合比，因而會影響焊縫的化學(xué)成分，亦即影響其性能。
具有高淬硬性的金屬宜采用冷卻速度緩慢的焊接方法，這樣可以減少熱影響區(qū)開裂傾向。淬火鋼則不宜采用電阻焊，否則，由于焊后冷卻速度太快，可能造成焊點開裂。焊接某些沉淀硬化不銹鋼時，采用電子束焊可以獲得力學(xué)性能較好的接頭。
對于熔化焊不容易焊接的冶金相容性較差的異種金屬，慶考慮采用某種非液相結(jié)合的焊接方法，如本卷介紹的釬焊，擴散焊或爆炸焊等。
2．生產(chǎn)條件
?。?）技術(shù)水平在選擇焊接方法以制造具體產(chǎn)品時，要顧及制造廠家的設(shè)計及制造的技術(shù)條件。其中焊工的操作技術(shù)水平尤其重要。
通常需要對焊工進行培訓(xùn)。包括：手工操作、焊機使用、焊接技術(shù)、焊接檢驗及焊接管理等。對某些要求較高的產(chǎn)品如壓力容器，在焊接重復(fù)前則要對焊工進行專門的培訓(xùn)和考核。
手弧焊時要求焊工具有一定的操作技能，特別是進行立焊、仰焊、橫焊等位置焊接時，則要求焊工有更高的操作技能。
手工鎢極氬弧焊與手弧焊相比，要求焊工經(jīng)過更長期的培訓(xùn)和具有更熟練、更靈巧的操作技能。
埋弧焊、熔化極氣體保護焊多為機械化焊接或半自動焊，其操作技術(shù)比手弧焊要求相對低一些。
電子束焊、激光焊時，由于設(shè)備及輔助裝置較復(fù)雜，因此要求有更高的基礎(chǔ)知識和操作技術(shù)水平。
（2）設(shè)備每種焊接方法都需要配用一定的焊接設(shè)備。包括：焊接電源、實現(xiàn)機械化焊接的機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及其它一些輔助設(shè)備。電源的功率、設(shè)備的復(fù)雜程度、成本等都直接影響了焊接生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，因此焊接設(shè)備也是選擇焊接方法時必須考慮的重要因素。
焊接電流有交流電流電源和直流電源兩大類。一般交流弧焊機的構(gòu)造比較簡單、成本低。
手弧焊所需設(shè)備最簡單，除了需要一臺電源外，只須配用焊接電纜及夾持焊條的電焊鉗即可。宜優(yōu)先考慮。
熔化極氣體保護電弧焊需要有自動進焊絲、自動行走小車等機械設(shè)備。此外還要有輸送保護氣的供氣系統(tǒng)、通冷卻水的供水系統(tǒng)及焊炬等。
真空電子束焊需配用高壓電源、真空室和專門的電子槍。激光焊時需要有一定功率的激光器及聚焦系統(tǒng)。因此，這兩種焊接方法都要有專門的工裝和輔助設(shè)備，其設(shè)備較復(fù)雜、功率大，因而成本也比較高。
由于電子束焊機的高電壓及其X射線輻射，因此還要有一定的安全防護措施及防止X射線輻射的蔽設(shè)施。
?。?）焊接用消耗材料焊接時的消耗材料包括：焊絲、焊條或填充金屬、焊劑、釬劑、釬料、保護氣體等。
各種熔化極電弧焊都需要配用一定的消耗性材料。如手弧焊時使用涂料焊條；埋弧焊、熔化極氣體保護焊都需要焊絲；電渣焊則需要焊絲、熔嘴或板極。埋弧焊和電渣焊除電極（焊絲等）外，都需要有一定化學(xué)成分的焊劑。
鎢極氬弧焊和等離子弧焊時需使用熔點很高的鎢極、釷鎢極或鈰鎢極作為不熔化電極。此外還需要價格較高的高純度的惰性氣體。電阻焊時通常用電導(dǎo)率高、較硬的銅合金作電極，以使焊接時既能有高的電導(dǎo)率，又能在高溫下承受壓力和磨損。
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