金屬焊接的定義
金屬焊接是一種連接金屬的制造或雕塑過(guò)程。焊接過(guò)程中，工件和焊料熔化形成熔融區(qū)域（熔池），熔池冷卻凝固後便形成材料之間的連接。這一過(guò)程中，通常還需要施加壓力。普通焊接與硬釬焊（brazing）和軟釬焊（soldering）的區(qū)別在於軟釬焊通過(guò)融化熔點(diǎn)較低（低於工件本身的熔點(diǎn)）的焊料來(lái)形成連接，無(wú)需加熱熔化工件本身。
焊接的能量來(lái)源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠(chǎng)中使用外，焊接還可以在多種環(huán)境下進(jìn)行，如野外、水下和太空。無(wú)論在何處，焊接都可能給操作者帶來(lái)危險(xiǎn)，所以在進(jìn)行焊接時(shí)必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線(xiàn)照射過(guò)度等。
19世紀(jì)末之前，唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數(shù)百年的金屬鍛焊。最早的現(xiàn)代焊接技術(shù)出現(xiàn)在19世紀(jì)末，先是弧焊和氧燃?xì)夂福院蟪霈F(xiàn)了電阻焊。20世紀(jì)早期，第一次世界大戰(zhàn)和第二次世界大戰(zhàn)中對(duì)軍用設(shè)備的需求量很大，與之相應(yīng)的廉價(jià)可靠的金屬連接工藝受到重視，進(jìn)而促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，先后出現(xiàn)了幾種現(xiàn)代焊接技術(shù)，包括目前最流行的手工電弧焊、以及諸如熔化極氣體保護(hù)電弧焊、埋弧焊、藥芯焊絲電弧焊和電渣焊這樣的自動(dòng)或半自動(dòng)焊接技術(shù)。20世紀(jì)下半葉，焊接技術(shù)的發(fā)展日新月異，激光焊接和電子束焊接被開(kāi)發(fā)出來(lái)。今天，焊接機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。研究人員仍在深入研究焊接的本質(zhì)，繼續(xù)開(kāi)發(fā)新的焊接方法，并進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。
金屬焊接的方法
金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類(lèi)：
1.熔焊
熔焊是在焊接過(guò)程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時(shí)，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。 在熔焊過(guò)程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會(huì)氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進(jìn)入熔池，還會(huì)在隨后冷卻過(guò)程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。 為了提高焊接質(zhì)量，人們研究出了各種保護(hù)方法。例如，氣體保護(hù)電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護(hù)焊接時(shí)的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時(shí)，在焊條藥皮中加入對(duì)氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池，冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。
2.壓焊
壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱(chēng)固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊，當(dāng)電流通過(guò)兩工件的連接端時(shí)，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力作用下連接成為一體。
各種壓焊方法的共同特點(diǎn)是在焊接過(guò)程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴(kuò)散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒(méi)有熔化過(guò)程，因而沒(méi)有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p，和有害元素侵入焊縫的問(wèn)題，從而簡(jiǎn)化了焊接過(guò)程，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時(shí)由于加熱溫度比熔焊低、加熱時(shí)間短，因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)接頭。
3.釬焊
釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于工件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕工件，填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。
