焊接的优缺点

2025年16月 | 阅读 7 分钟

想象一下，您家烤架上的一个杆坏了，或者天气损坏了入口大门的一部分。您将如何处理？您会完全更换大门或烤架吗？

与其更换整个结构，不如用一块新金属替换损坏的金属格栅或大门部件，这难道不是更明智的做法吗？这就是焊接过程发挥作用的情况。在我们社区的每条街道上，我们都能看到金属加工厂。您是否曾想过他们做什么？

是的，您说对了。他们焊接金属。

通过在高温下熔化母材和填充金属，焊接有助于连接两种金属。在本文中，我们将更详细地了解焊接，其不同类型、优点和缺点。

人们为什么要焊接？

焊接加工过程使您能够通过施加高温来连接材料，例如金属。虽然在焊接或钎焊时母材不会熔化，但焊接利用高温来熔合部件。冷却后，母材和填充金属会连接在一起。
在寻找将铁塑造成有用形状的方法的过程中，人们发现了焊接过程。由于碳化铁会产生过于坚硬而无法使用的钢材，因此焊接早期产品是焊接刀片。后来，通过将坚硬而柔软的铁与高碳材料进行锤打锻造，制成了坚固而有弹性的刀片。
焊接时会添加填充材料。填充材料是熔融部件的集合，它们有助于在母材之间形成牢固的连接。焊接后使用的保护过程可防止母材和填充部件氧化。
摩擦、电子束、电弧、激光和燃气火焰只是一些用于焊接的能源类型。现在，让我们研究一下不同类型的焊接。

在各种环境中，使用多种焊接技术来完成不同的任务。如下所示：

手工焊接包括：

最早的焊接形式称为锻焊，它将小铁块组合成更有价值、更大的部件。这是最基本的焊接形式，其中将两种金属加热、连接，然后锤打以完成。

当今最常见的焊接类型是电弧焊。一种称为电弧焊的焊接方法利用电弧来加热和连接金属。金属电极将熔融金属的小液滴转移到焊缝处。

气焊、氧乙炔焊和氧焊都统称为氧燃料焊。该工艺燃烧乙炔和氧气等燃料气体来焊接或切割金属。氧燃料焊于 1903 年由法国工程师 Edmond Fouché 和 Charles Picard 发明。

当乙炔和氧气以正确的比例在吹管或手持割炬中混合时，会产生高达 3,200 摄氏度的热火焰。可以通过调整氧气与乙炔的体积比来改变火焰的强度。这种火焰可用于焊接。

药芯焊丝电弧焊也称为药芯焊丝电弧焊、手工金属电弧焊和焊条电弧焊。在手工焊接过程中使用覆盖有焊剂的电极。

通过交流或直流电源在电极和需要连接的金属之间产生电弧。

熔化极气体保护焊在工件金属和由消耗性金属惰性气体构成的电极之间产生电弧。产生的热量熔化工件金属，然后将其连接起来。这是一个自动化或半自动化的过程，从电源获取交流或直流电。

埋弧焊是一种在电极和工件之间产生电弧的工艺。在工件上，电弧被一层粒状可熔物质覆盖。

药芯焊丝电弧焊是一种半自动或全自动的电弧焊接工艺。药芯焊丝电弧焊的工艺与金属活性气体焊接相似。它使用恒压焊接电源和连续送丝电极。

熔渣焊是连接 25 毫米以上至约 300 毫米材料的最佳焊接方法。在熔渣焊过程中，通过电流通过覆盖在工件和填充金属之间的焊缝表面的熔渣来产生热量。

激光束焊接（受激辐射放大）是指使用激光束连接金属或热塑性材料的过程。它是一种制造深焊缝的有效方法。作为一种非接触式工艺，激光束焊接需要从焊接部件的一侧接触焊缝区域。激光束的单色、单相、无发散性使得产生的高能光能够被引导进行焊接。

电子束焊接工艺利用高速度电子熔合材料。在电子束焊接时使用真空以防止电子束的耗散。电子的动能发生转换，导致材料熔合。电子流的方向由产生电子的电子枪控制。为了避免电子散射，电子束焊接在真空环境中进行。

磁脉冲焊接使用磁力将两种材料连接起来。它是一种固相焊接形式，于 1970 年创建，并广泛应用于汽车行业。它是最快的焊接方法，仅需几微秒即可完成，既不需要保护气体也不需要焊接耗材。

另一种固相焊接方法称为搅拌摩擦焊，它利用旋转工具产生的摩擦热来熔合材料。

该工具具有一个肩部和一个异形探针，在两个工件之间的接头处旋转并插入。当工具沿着接头线移动时，材料会加热并软化。这种塑化材料通过机械组合形成固相焊缝，同样被肩部包裹。

焊接接头被认为是永久性接头，因为它们防止连接的部件在不将其断裂的情况下被分开。为了防止失效或泄漏，可以牢固地固定连接的部件。
接头强度高-牢固焊接接头的强度可与母体部件相媲美，有时甚至超过它们。通常，焊接接头的强度被认为是 100%。
如果焊接得当，焊接接头可以实现完全不泄漏的连接。
无需在母体部件上钻孔-当必须在母体部件上钻孔以进行铆接接头（另一种永久连接方法）时，母体部件的强度会大大降低。除边缘准备外，焊接接头不需要在母体部件上钻孔（这些孔会被填充金属永久填充，因此实际强度不会降低）。
高承载能力-由于焊接接头的强度与母体部件的强度相当，因此焊接部件的承载能力在连接前后不受影响。
可以通过使用合适的填充材料、保护气体和焊条涂层来修改机械性能，将焊缝的各种机械性能提高到所需的水平。
焊接组件更轻-焊接接头比铆接接头更轻，铆接接头需要额外的连接板、铆钉等。阅读铆接接头和焊接接头之间的区别。
可以连接各种形状，包括板材、棒材、片材等。此功能使焊接区别于其他连接程序。
还可以连接两种或多种不同的金属，无论是否使用填充金属。但是，在组合不同金属时必须更加小心。
除金属外，还可以使用各种焊接技术连接塑料。

总之，先进的焊接自动化确保了更高的效率、质量、生产力和完成度。焊接技术已增强了多个领域，创造了一个不断发展的行业，尤其是电弧焊。