许华银

摘要：当今生活中，各种金属构件随处可见，如房屋、交通、轮船以及航天航空等，金属构件已经成为生活的一部分。然而，为了把离散的金属连接起来，形成理想的构件，焊接技术是不可缺少的加工手段。文章对焊接技术的原理和应用进行了分析。

关键词：焊接技术；金属构件；连接工程；电弧焊；二氧化碳保护焊；塑料焊接 文献标识码：A

中图分类号：TG407 文章编号：1009-2374（2015）18-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.033

1 概述

焊接技术，又称连接工程（Materials Joining Engineering），是一种重要的机械与材料加工工艺。具体来说，焊接就是用加热或加压等加工手段，再借助于金属原子的结合与扩散作用，使两个分离的物件永久地结合在一起。

社会不断发展，大量的大型工程建设，如南水北调、西气东输、航天航空等，很大程度上促进了先进焊接技术的发展与进步，我国焊接产业也随之日益成熟。在这样的社会需求下，了解焊接技术的原理和应用就显得极为重要。

2 焊接技术原理

按照焊接加工的不同方式，我们可以把焊接方法分为以下三类：熔焊、压焊和钎焊。

2.1 熔焊原理

焊接过程中，将焊件接头加热，温度达到或超过焊件的熔点，使需要焊接的两个或多个工件局部熔化，将熔化部分连结在一起，从而使工件永久结合的焊接方法称

为熔焊。常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。

2.2 压焊原理

焊接过程中，对焊件施加压力，使工件的材质达到原子间的结合从而形成永久性连接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊、摩擦焊、闪光对焊、超声波焊等。

2.3 钎焊原理

焊接过程中，将焊件接头加热，使焊件温度高于钎料熔点、低于焊件熔点，从而使钎料熔化，填充接头间隙并与母材相互扩散溶解，实现永久性连接，这种焊接方法就叫做钎焊。

3 焊接技术的应用

3.1 电弧焊

电弧焊接是焊接方法最主要的一个种类。按其工艺特点不同，电弧焊能分为埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、气体保护焊等。电弧焊在烧焊过程中使用到一些设备，如电源、焊枪、送丝机、气路和水路。电弧焊是一种常见的焊接方法，它的适用范围比较广，操作起来比较灵活轻便，可以进行各种姿态下的焊接，如平焊、仰焊、立焊和横焊等。

下面简单地介绍下手工电弧焊的操作大概过程：

第一，焊接之前，必须把工件清洁工作做好，仔细打磨焊接的部位，除去工件的氧化膜，可以利用不锈钢丝轮的砂轮机，打磨工件表面焊接边缘约15mm的范围，直到金属光洁为止。

第二，焊接过程中，将熔化极氩气焊焊丝作为电板。焊接时，尽量提高焊接的电流，得到熔深较大的焊缝，从而能够提高焊丝熔化的速度，提高生产的效率。焊接工作者需要将引弧焊丝保持在距离工件15mm左右处，对准需要焊接的部位进行引弧焊接。焊接人员可以采用“左向焊法”：从左到右进行焊接，并使焊枪和工件后倾的夹角为70°左右，然后保持夹角和距离不变，以匀速前进的方式进行焊接。这样能使焊件更牢固地连接在一起，而且更加美观。

第三，焊接完成后，并不是每个工件都是完美无缺的，有时由于冷热不均匀往往产生残留应力。这种由于焊接时不均匀的加热和冷却而使金属结构内部产生的内应力叫焊接应力，由焊接应力造成的变形叫焊接变形。焊接变形不仅影响了工件的美观性，而且会使原工件的性能产生严重的变化，如刚度、韧性和疲劳性等。

过大的焊接变形会使焊接的刚度和抗疲劳性急剧下降，导致焊件断裂报废，造成了不必要的经济损失，大大地降低了焊接的效率，所以，消除焊接残余应力就显得尤其重要。消除焊接构件残余应力的方法有很多，如高温回火、结构加载等。随着对焊接质量要求的提高，为了促进电弧热输入方式的改进，人们在焊缝成形控制、降低焊接飞溅等方面不断做出努力，推动了焊接技术与装备的发展。总而言之，焊接电弧研究在焊接技术发展中起着至关重要的作用，应该受到焊接工作者的重视。

3.2 二氧化碳保护焊

二氧化碳气体保护焊是在20世纪50年代初出现的一种熔化焊接方法，在汽车、工程、造船等行业的各种金属加工制造中起到了很重要的作用，现在二氧化碳焊已经成为钢铁材料焊接中不可缺少的一种重要焊接方法。

二氧化碳保护焊的原理是：二氧化碳气体对熔池进行了保护，避免了空气中的气体进入焊接环境中，提高了焊接效率和焊件的质量；二氧化碳保护焊用了焊丝替代电焊中所需要的焊条，减少了焊接能量的损耗，焊丝也与母材熔化金属一起熔化形成焊缝，起到填充材料的作用。与普通焊接方法相比，二氧化碳保护焊具有如下优点：生产效率高、焊接成本及能耗低、焊后不需要清理焊渣、适用范围很广。但是，二氧化碳气体保护焊不能用于有色金属的焊接，而且产生的烟尘也比较大。

3.3 塑料焊接

塑料作为现代化工艺中必不可少的材料，在日常生活用品中随处可见，如洗脸盆、塑料杯子、衣架等。然而，塑料产品的加工往往没有想象中那么容易。虽然现在3D打印技术可以使物体成形，但该技术目前只能加工一些比较简单的构件产品，而且加工速度很慢，在目前的科技水平下，并不能广泛地加工塑料产品。传统的焊接加工塑料方法可以将各个部件有效地连接起来，而且可以大规模地生产，弥补了复杂的塑料产品不能迅速成形的缺陷，这种焊接技术在现实生活中应用也很广泛。塑料焊接方法分为两大类：内部加热法和外部加热法。内部加热法包括超声波焊、振动焊接等，外部加热法包括激光焊、电阻焊等。当然，塑料焊接也有它的局限性，焊接只能对热塑性塑料进行加工，而热固性塑料在加热时不能软化，从而不能进行焊接加工。但随着焊接技术的不断进步，克服这个缺点只是时间的问题。

3.4 其他焊接技术的应用

除了上述的三种焊接方法，还有很多其他的焊接方法，如激光焊接、热板焊接、摩擦焊接、超声波焊接、振动焊接、高频焊接、热风焊接、感应焊接等，这里就不一一介绍了。

4 结语

焊接技术具有优异的功能和广阔的应用前景，探讨焊接技术在重工业中的应用具有重要的实际意义，但在许多方面有待于深入系统的研究，让这一技术真正发挥出最大的潜能，促使我国经济水平的迅速提高。

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（责任编辑：黄银芳）