第一篇:特種焊接技術(shù)
1.摩擦焊:在軸向壓力與轉(zhuǎn)矩作用下,利用焊接接觸面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及塑性流動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱及塑性變形熱,使被焊接面的金屬達(dá)到熱塑化的狀態(tài),通過(guò)兩側(cè)材料間的相互擴(kuò)散和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)連結(jié)的一種焊接方法
2.激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的方法。
3.電子束焊是高能量密度的焊接方法,它利用空間定向高速運(yùn)動(dòng)的電子束,撞擊工件表面后,將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,使被焊金屬熔化,冷卻結(jié)晶后形成焊縫
4.擴(kuò)散焊是金屬或非金屬在固態(tài)下靠相互擴(kuò)散完成焊接的方法,這種焊接方法可以精確地控制焊件的尺寸,使焊接件的表面形狀規(guī)則
5.冷壓焊是在室溫下進(jìn)行的,焊件在強(qiáng)大的外界壓力下,工件表面的氧化膜破裂并被塑性流動(dòng)的金屬擠向焊接件外部,使純金屬緊密接觸,達(dá)到原子間結(jié)合,最后形成牢固的焊接接頭。分為搭接和對(duì)接冷壓焊
6.熱壓焊是在工件加熱條件下施加壓力,使被焊界面金屬產(chǎn)生塑性變形,形成界面金屬原子間的結(jié)合。
7.超聲波焊是利用超聲波的能量進(jìn)行焊接的一種方法,它是在被焊工件上先施加一定的壓力,然后利用高頻的機(jī)械振動(dòng),使接觸面之間產(chǎn)生相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng),將金屬表面的氧化膜破壞,從而實(shí)現(xiàn)焊接的過(guò)程。
8.鋁熱劑焊是利用金屬氧化物和鋁(還原劑)之間的氧化還原反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量,進(jìn)行熔焊金屬母材、填充接頭而完成焊接的一種方法。
1.摩擦焊的優(yōu)缺點(diǎn)?
優(yōu):接頭質(zhì)量高;適于各類同種或異種材質(zhì)的連結(jié);生產(chǎn)效率高;焊接尺寸精度高,成本低;設(shè)備易于機(jī)械化,自動(dòng)化,操作簡(jiǎn)單;節(jié)能環(huán)保;缺:①旋轉(zhuǎn)摩擦焊僅適合焊接高強(qiáng)度回轉(zhuǎn)體構(gòu)件,焊接必須依靠旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行焊接,接頭形式和工件斷面形成受損,對(duì)非圓形截面零件、盤狀工件和薄壁管件焊接較困難;受摩擦焊機(jī)功率和壓力的限制,旋轉(zhuǎn)摩擦焊不能焊接斷面較大的工件,目前可焊接工件的最大斷面為200㎝2;攪拌摩擦焊僅適合輕合金材料的對(duì)接和搭接,對(duì)于高強(qiáng)度材料如鋼鈦合金以及粉末冶金材料的焊接則較困難②對(duì)于盤狀薄零件、薄管件和筒形件,不易于裝夾,較難施焊,因此對(duì)工裝夾具要求較高;有時(shí)焊接接頭的飛邊是多余和有害的,要求增加清理工序,增加了成本,此外,摩擦焊機(jī)設(shè)備相對(duì)較為復(fù)雜,焊機(jī)的一次性投機(jī)較大,只有大批量生產(chǎn)才能降低成本
2.簡(jiǎn)述攪拌摩擦焊的原理及其優(yōu)點(diǎn)? 原理:利用一個(gè)非損耗的攪拌頭旋轉(zhuǎn)著插入被焊接工件,當(dāng)攪拌頭的肩部和被焊接工件的表面接觸時(shí),由于攪拌針和攪拌肩與被焊接材料的摩擦生熱,使攪拌針附近的材料熱塑化,熱塑化的金屬在攪拌頭的旋轉(zhuǎn)摩擦作用下,逐漸由前部向后部轉(zhuǎn)移,當(dāng)攪拌頭向前移動(dòng)時(shí),在攪拌頭軸肩的擠壓,鍛造作用下,形成致密的固相擴(kuò)散連結(jié)接頭;優(yōu):焊接變形??;焊接金屬力學(xué)性能好;工作環(huán)境好;攪拌頭屬于非消耗性材料;操作簡(jiǎn)單;氧化皮可以自動(dòng)去除;設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接和機(jī)器人焊接;可用于焊接裂紋敏感性較高的材料。
3.攪拌頭的接頭形式有哪些?特點(diǎn)是什么?攪拌頭材料如何選擇?
三槽錐形螺紋和錐形螺紋
特點(diǎn):減小焊接壓力;使塑性流動(dòng)更加容易;螺紋產(chǎn)生向下的力;增大攪拌針和塑化材料的接觸面積。
選擇:①熱強(qiáng)行:在焊接溫度下,攪拌頭應(yīng)具有較好的力學(xué)性能。②耐磨性:攪拌頭應(yīng)能夠承受焊接初始?jí)喝腚A段以及焊接過(guò)程中的材料磨損,并且在規(guī)定焊接時(shí)間內(nèi)和焊接長(zhǎng)度內(nèi)保持?jǐn)嚢桀^的初始形狀。③耐沖擊性:在室溫或工作溫度下攪拌頭應(yīng)具有抵抗焊接初始?jí)喝牒秃附記_擊的能力。④合適的熱傳導(dǎo)性:攪拌頭的熱傳導(dǎo)能力應(yīng)該比被焊工件差,否則大量的摩擦熱將通過(guò)攪拌頭傳導(dǎo)損失,而不是用于被焊接材料。⑤不存在危險(xiǎn)性:攪拌頭作為一種焊接工具,會(huì)經(jīng)常與操作者接觸,所以不應(yīng)該有輻射性。⑥易加工性:攪拌頭材料應(yīng)該容易被加工成復(fù)雜形狀
4.摩擦焊接頭的設(shè)計(jì)原則及接頭形式? 對(duì)于傳統(tǒng)連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊,至少有一個(gè)是圓形截面②為了夾持方便,牢固,保證焊接過(guò)程不失穩(wěn),應(yīng)盡量避免設(shè)計(jì)薄管,薄板接頭③一般傾斜接頭應(yīng)與中心線成30°~45°的斜面④對(duì)鍛壓溫度或熱導(dǎo)率相差較大的材料,為了使兩個(gè)零件的鍛壓和頂鍛相對(duì)平衡,應(yīng)調(diào)整界面的相對(duì)尺寸⑤對(duì)大截面接頭,為了降低摩擦加熱時(shí)的轉(zhuǎn)矩和功率峰值,采用端面?zhèn)冉堑霓k法可使焊接時(shí)接觸面積逐漸增加⑥如果限制飛邊流出,應(yīng)預(yù)留飛邊槽⑦采用中心部位凸起的接頭,可有效地避免中心未焊透⑧摩擦焊應(yīng)避免滲碳﹑滲氮等⑨為了防止由于軸向力引起的工作滑退,通常在工件后面設(shè)置擋塊⑩工件伸出夾頭外的尺寸要適
當(dāng),被焊工件應(yīng)盡可能有相同的伸出長(zhǎng)度 5.為什么鋼的激光焊接接頭有良好的韌①焊接功率:所需的功率隨工件的厚度和性、強(qiáng)度和抗裂性? 硬度的增加而增加 ①激光焊接焊縫細(xì)﹑熱影響區(qū)窄②從接②振動(dòng)頻率:焊薄件時(shí)宜選取高的諧振頻頭的硬度和顯微組織的分布來(lái)看,激光焊率,功率愈小選擇的頻率愈高,大功率焊有較高的硬度和較陡的硬度梯度,這表明機(jī)一般選擇16到20kHz的較低的諧振頻可能有較大的應(yīng)力集中出現(xiàn)③激光焊熱率③振幅:超聲波焊機(jī)的振幅約在5到影響區(qū)的組織主要為馬氏體,這時(shí)由于它25μm的范圍內(nèi),隨著材料厚度硬度提高的焊接速度高|﹑熱輸入小④合金鋼激光所需振幅值亦相應(yīng)增大,但有上限④靜壓焊時(shí),焊縫中的有害雜質(zhì)元素大大減少,力:其選擇取決于材料厚度、硬度、接頭產(chǎn)生了凈化效應(yīng),提高了接頭的韌性 形式和使用的超聲功率⑤焊接時(shí)間:隨材6.激光焊接﹑切割時(shí)應(yīng)采取哪些個(gè)人防料性質(zhì)、厚度及其他工藝參數(shù)而定。護(hù)措施? 13.鋼軌焊接工藝流程:a準(zhǔn)備工作。焊接①激光防護(hù)眼鏡②激光防護(hù)面罩③激光前將焊接工具、封箱砂、待焊鋼軌準(zhǔn)備好。防護(hù)手套④激光防護(hù)服 仔細(xì)檢查鋼軌進(jìn)行焊前清理,兩段鋼軌接7.激光有哪些危害? 頭對(duì)直。B焊接工作。裝卡砂型、坩堝裝①對(duì)眼睛的危害:當(dāng)眼睛受到過(guò)量照射時(shí),料及放置坩堝支架、預(yù)熱、點(diǎn)火澆注。c視網(wǎng)膜會(huì)燒傷,引起視力下降,甚至?xí)薰ぷ?。先推瘤后打磨。D鋼軌焊接質(zhì)壞色素上皮和鄰近的光感視桿細(xì)胞核視量檢測(cè)。錐細(xì)胞,導(dǎo)致視力喪失②對(duì)皮膚的危害:當(dāng)脈沖激光的能量密度接近幾焦每平方厘米或連續(xù)激光的功率密度達(dá)到0.5w/㎝2時(shí),皮膚就有可能遭到嚴(yán)重的損傷③火災(zāi):激光束直接照射或強(qiáng)反射會(huì)引起可燃物的燃燒導(dǎo)致火災(zāi)④電擊:激光焊中還存在著數(shù)千伏至萬(wàn)伏的高壓,存在電擊的危險(xiǎn)⑤有害氣體:激光焊時(shí)材料受到加熱而蒸發(fā)、氣化,產(chǎn)生各種有毒的金屬煙塵,對(duì)人體有一定傷害 7.電子束焊的主要工藝參數(shù)有哪些、對(duì)焊接質(zhì)量有什么影響、如何正確選擇焊接工藝參數(shù)? ①加速電壓:在相同的功率、不同的加速電壓下,所得焊縫深度和形狀是不同的。提高加速電壓可增加焊縫的深度。當(dāng)焊接大厚度并要求得到窄而平行的焊縫或電子槍與焊件的距離較大時(shí)可提高加速電壓。②電子束流:與加速電壓一起決定電子束焊的功率。焊環(huán)縫時(shí),要控制束流的遞增、遞減;焊接各種不同厚度的材料時(shí),要改變束流;焊接大厚件時(shí),焊接電流需逐漸減小。③聚焦電流:有上焦點(diǎn)、下焦點(diǎn)和表面焦點(diǎn)。焦點(diǎn)位置對(duì)焊縫形狀影響很大。當(dāng)焊件厚度大于10mm時(shí),通常采用下焦點(diǎn)焊,且焦點(diǎn)在焊縫熔深的30%處;當(dāng)焊件厚度大于50mm時(shí),焦點(diǎn)在焊縫熔深的50~75%之間更合適。④焊接速度:和電子束功率一起決定著焊縫的熔深、焊縫寬度以及被焊材料的熔池行為。增加焊接速度會(huì),焊縫變窄,熔深減小。⑤工作距離影響電子束的聚焦程度。在不影響電子槍穩(wěn)定工作的前提下,可以采用盡可能短的工作距離。8.電子束焊安全防護(hù)有哪些方面,防護(hù)措施是什么? 防護(hù)高壓電擊的措施:①保證高壓電源和電子槍有足夠的絕緣,耐壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)為額定電壓的1.5倍②設(shè)備外殼應(yīng)接地良好,采用專用地線,設(shè)備外殼用截面積大于12㎜2的粗銅線接地,接地電阻應(yīng)小于3Ω③更換陰極組件或維修時(shí),應(yīng)切斷高壓電源,并用接地良好的放電棒接觸準(zhǔn)備更換的零件或需要維修的地方,放完電后才可以操作④電子束焊機(jī)應(yīng)安裝電壓報(bào)警或其他電子聯(lián)動(dòng)裝置,以便在出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)斷電⑤焊工操作時(shí)應(yīng)戴耐高壓的絕緣手套,穿絕緣鞋;X射線的防護(hù):①加速電壓低于60kv的焊機(jī),一般靠焊機(jī)外殼的鋼板厚度來(lái)防護(hù)②加速電壓高壓60kv的焊機(jī),外殼應(yīng)附加足夠厚度加鉛板加強(qiáng)防護(hù)③電子束焊機(jī)在高壓電壓下運(yùn)行,觀察窗應(yīng)選用鉛玻璃,厚度可按相應(yīng)的鉛當(dāng)量選擇 9.擴(kuò)散焊的中間層有哪些作用、應(yīng)如何選擇? 中間層的作用:①改善表面接觸,以降低對(duì)待焊接表面制備的要求和降低焊接所需壓力②改善擴(kuò)散條件,加速擴(kuò)散過(guò)程,以降低加熱溫度和縮短焊接時(shí)間③改善冶金反應(yīng),避免或?qū)⑸俳饘匍g形成脆性化合物和不希望存在的共晶組織④避免和減少焊接熱應(yīng)力或擴(kuò)散孔洞等缺陷。如何選擇:中間層材料可以是純金屬,也可以是含有能活化擴(kuò)散的或能降低熔點(diǎn)的元素,而成分與母材相似的合金。中間層的厚度要適當(dāng),宜薄不宜厚,一般有1μm到數(shù)百微米。10.擴(kuò)散焊的接頭形式有哪些?為什么? 按被焊材料不同有四種組合:同種材料、同種材料帶中間夾層、不同材料、不同材料帶中間夾層。同類材料組合的擴(kuò)散焊過(guò)程是建立在被焊材料原子自擴(kuò)散的基礎(chǔ)上的;而不同材料的組合,除自擴(kuò)散外,還充分利用了某些元素,特別是某些容易擴(kuò)散元素的異類材料擴(kuò)散和反應(yīng)擴(kuò)散的規(guī)模而大大加速擴(kuò)散過(guò)程。如果焊接過(guò)程中,中間層發(fā)生熔化,就變成過(guò)渡液相擴(kuò)散焊,從而又大大加速了擴(kuò)散焊接過(guò)程。10.對(duì)中間層材料的性能有何要求? ①材料塑性好,易變形②含有容易向基體擴(kuò)散的或能降低中間層熔點(diǎn)的元素,如硼、鈹硅等③不與母材金屬產(chǎn)生不良的冶金反應(yīng),如不產(chǎn)生脆性化合物層或?qū)π阅墚a(chǎn)生不良影響的共晶組織④不會(huì)在接頭上引起電化學(xué)腐蝕 11.超聲波焊接的接頭必須是搭接接頭,焊縫的形狀分:點(diǎn)焊、縫焊、環(huán)焊和線焊 12.超聲波焊接的工藝參數(shù)、如何選擇?
第二篇:特種焊接論文
激光焊和電子束焊接
學(xué) 院:材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院
專 業(yè):金 屬 材 料 科 學(xué) 與 工 程
姓 名:黎 琦
學(xué) 號(hào):20100800411
激光焊和電子束焊接
摘要: 本文通過(guò)對(duì)特種焊接方法中的激光焊和電子束焊接兩種方法的原理、特點(diǎn)、設(shè)備、工藝及應(yīng)用等方面的簡(jiǎn)介,讓大家對(duì)特種焊接技術(shù)得到一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。在焊接這個(gè)領(lǐng)域中,特種焊接技術(shù)是在近年來(lái)得到高速的發(fā)展。它不僅給焊接技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)巨大的推動(dòng)力,也對(duì)許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生相當(dāng)深遠(yuǎn)的影響
關(guān)鍵詞:焊接技術(shù) 發(fā)展
日新月異
1.引言 焊接作為先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。焊接技術(shù)的優(yōu)秀成果在航空、核能、船舶、電力、電子、海洋鉆探、高程建筑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,焊接已經(jīng)逐漸脫離了單純工藝和技術(shù)的層面而走向科學(xué)的范疇,并且在與其他科學(xué)知識(shí)的不斷碰撞和交融中,展現(xiàn)出來(lái)旺盛的生命力。新材料的不斷產(chǎn)生、新能源的不斷開(kāi)發(fā)和新結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn),對(duì)焊接技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。由此傳統(tǒng)的焊接技術(shù)以滿足不了工程的應(yīng)用,隨著材料和技術(shù)的發(fā)展,焊接技術(shù)也得到了發(fā)展,越來(lái)越多的焊接方法得到應(yīng)用——特種焊接。
2.激光焊
2.1激光焊的基本原理(1)激光焊接的基本過(guò)程
使用經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后具有高功率密度的激光束照射到焊接材料表面,利用材料對(duì)光能的吸收來(lái)對(duì)其進(jìn)行加熱、熔化,再經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶而形成焊接接頭的一種熔化焊過(guò)程。(2)激光焊機(jī)理
按激光器輸出能量的方式不同,激光焊分為脈沖激光焊和連續(xù)激光焊,按激光聚焦后光斑上功率密度的不同,激光焊可分為傳熱焊和深熔焊。1)激光傳熱焊
采用的激光器光斑上的功率密度小于105W時(shí),激光將金屬表面加熱到熔點(diǎn)與沸點(diǎn)之間,焊接時(shí),金屬材料表面將所吸收的激光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,是金屬表面溫度升高而熔化,然后通過(guò)熱傳導(dǎo)方式把熱能傳向金屬內(nèi)部,使熔化區(qū)逐漸擴(kuò)大,凝固后形成焊點(diǎn)或焊縫,其熔深輪廓近似為半球形。
特點(diǎn)是:激光光斑上的功率密度小,很大一部分光被金屬表面所反射,光的吸收率較低,焊接熔深淺,焊接速度慢。主要用于薄、小零件的焊接加工。2)激光深熔焊
當(dāng)激光光斑上的功率密度足夠大時(shí)(大于等于106W/cm2),金屬在激光的照射下被迅速加熱,其表面溫度在極短的時(shí)間內(nèi)升高到沸點(diǎn),是金屬熔化和汽化。當(dāng)金屬汽化時(shí),所產(chǎn)生的金屬蒸汽以一定的速度離開(kāi)熔池,金屬蒸汽的溢出對(duì)熔化的液態(tài)金屬產(chǎn)生一個(gè)附加壓力,使熔池金屬表面向下凹陷,在激光光斑下產(chǎn)生一個(gè)凹坑。當(dāng)光束在小孔底部繼續(xù)加熱汽化時(shí),所產(chǎn)生的金屬蒸汽一方面壓迫坑底的液態(tài)金屬是小坑進(jìn)一步加深,另一方面,向坑外飛出的蒸汽將熔化的的金屬擠向熔池四周。這個(gè)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行下去,便在液態(tài)金屬中形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的空洞。當(dāng)光束能力所產(chǎn)生的金屬蒸汽的反沖壓力與液態(tài)金屬的表面張力和重力平衡后,小孔不再繼續(xù)加深,形成一個(gè)深度穩(wěn)定的孔而進(jìn)行焊接,因此稱之為激光深熔焊。(3)激光焊過(guò)程中的幾種效應(yīng)
小孔效應(yīng)、等離子體屏蔽效應(yīng)、等離子體的負(fù)面效應(yīng)、壁聚焦效應(yīng)、凈化效應(yīng)
2.2激光焊接的設(shè)備組成
激光器、光學(xué)系統(tǒng)、激光加工機(jī)、輻射參數(shù)傳感器、工藝介質(zhì)輸送系統(tǒng)、工藝參數(shù)傳感器、控制系統(tǒng)、準(zhǔn)直用He-Ne激光器
其中激光焊接設(shè)備主要由激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、焊接機(jī)和控制系統(tǒng)組成。2.3激光焊接的工藝特點(diǎn)
按焊接熔池形成的機(jī)理區(qū)分,激光焊接有兩種基本模式:熱導(dǎo)焊和深熔焊,前者所用激光功率密度較低(105~106W/cm2),工件吸收激光后,僅達(dá)到表面熔化,然后依靠熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池。這種焊接模式熔深淺,深寬比較小。后者激光動(dòng)車密度高(106~107W/cm2),工件吸收激光后迅速熔化乃至氣化,熔化的金屬在蒸汽壓力作用下形成小孔激光束可直照孔底,使小孔不斷延伸,直至小孔內(nèi)的蒸氣壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。小孔隨著激光束沿焊接方向移動(dòng)時(shí),小孔前方熔化的金屬繞過(guò)小孔流向后方,凝固后形成焊縫(圖1)。這種焊接模式熔深大,深寬比也大。在機(jī)械制造領(lǐng)域,除了那些微薄零件之外,一般應(yīng)選用深館焊。
深熔焊過(guò)程產(chǎn)生的金屬蒸氣和保護(hù)氣體,在激光作用下發(fā)生電離,從而在小孔內(nèi)部和上方形成等離子體。等離子體對(duì)激光有吸收、折射和散射作用,因此一般來(lái)說(shuō)熔池上方的等離子體會(huì)削弱到達(dá)工件的激光能量。并影響光束的聚焦效果、對(duì)焊接不利。通??奢o加側(cè)吹氣驅(qū)除或削弱等離子體。小孔的形成和等離子體效應(yīng),使焊接過(guò)程中伴隨著具有特征的聲、光和電荷產(chǎn)生,研究它們與焊接規(guī)范及焊縫質(zhì)量之間的關(guān)系,和利用這些特征信號(hào)對(duì)激光焊接過(guò)程及質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控,具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
由于經(jīng)聚焦后的激光束光斑?。?.1~0.3mm),功率密度高,比電弧焊(5×102~104W/cm2)高幾個(gè)數(shù)量級(jí),因而激光焊接具有傳統(tǒng)焊接方法無(wú)法比擬的顯著優(yōu)點(diǎn):加熱范圍小,焊縫和熱影響區(qū)窄,接頭性能優(yōu)良;殘余應(yīng)力和焊接變形小,可以實(shí)現(xiàn)高精度焊接;可對(duì)高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)率,熱敏感材料及非金屬進(jìn)行焊接;焊接速度快,生產(chǎn)率高;具有高度柔性,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
激光焊與電子束焊有許多相似之處,但它不需要真空室,不產(chǎn)生X射線,更適合生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。激光焊接實(shí)際上已取得了電子束焊接20年前的地位,成為高能束焊接技術(shù)發(fā)展的主流。
2.4激光焊接在工業(yè)中的應(yīng)用情況(1)激光焊接在國(guó)外汽車工業(yè)中的應(yīng)用 1)白車身激光焊接
汽車工業(yè)中的在線激光焊接大量用在白車身沖壓零件的裝配和連接上。主要應(yīng)用包括車頂蓋激光焊、行李箱蓋激光釬焊及車架激光焊接。
另一項(xiàng)比較重要的車身激光焊接應(yīng)用,是車身結(jié)構(gòu)件(包括車門、車身側(cè)圍框架及立柱等)的激光焊接。采用激光焊的原因是可提高車身強(qiáng)度,并可解決一些部位難以實(shí)施常規(guī)電阻點(diǎn)焊的難題。2)不等厚激光拼焊板
車身制造采用不等厚激光拼焊板可減輕車身重量、減少零件數(shù)量、提高安全可靠性及降低成本。3)齒輪及傳動(dòng)部件焊接
20世紀(jì)80年代末,克萊斯勒公司的Kokomo分公司購(gòu)進(jìn)九臺(tái)6kWCO2激光器,用于齒輪激光焊接,生產(chǎn)能力提高40%。90年代初,美國(guó)三大汽車公司投入40多臺(tái)激光器用于傳動(dòng)部件焊接。奔馳公司經(jīng)研究利用激光焊接代替電子束焊接,因?yàn)榍罢吆缚p熱影響區(qū)小。美國(guó)福特汽車公司用4。7kWCO2激光器焊接車輪鋼圈,鋼圈厚1mm,焊接速度為2。5m/min。該公司還采用帶有視覺(jué)系統(tǒng)的激光焊接機(jī),將六根軸與鍛壓出來(lái)的齒輪焊在一起,成為轎車自動(dòng)變速器的齒輪架部件,生產(chǎn)率為200件/h。
(2)光纖激光焊在造船及海洋工程方面的應(yīng)用
目前,許多輪船都是先制造出許多獨(dú)立的局部組件結(jié)構(gòu)單元,再在水中的船臺(tái)上一個(gè)個(gè)進(jìn)行組裝。采用激光焊技術(shù)制造海洋建筑物局部組件非常合適,因?yàn)樗Y(jié)合了焊接切割自動(dòng)化技術(shù)與激光技術(shù)。與弧焊方法相比,采用該技術(shù)可以大大提高生產(chǎn)率。
造船中,采用光纖激光技術(shù),可以無(wú)需進(jìn)行焊接邊緣預(yù)處理和焊前或焊后熱處理就能將部件焊接在一起。與弧焊相比,激光焊的焊接接頭窄,熱影響區(qū)小,而且沒(méi)有傳統(tǒng)弧焊方法中出現(xiàn)的由于弧吹或電極磨損引起的焊接缺陷。所以,接頭采用光纖激光焊,可以實(shí)現(xiàn)新的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這在以前是不可能實(shí)焊接接頭比弧焊焊接接頭更加經(jīng)濟(jì), 質(zhì)量更好。
(3)激光焊在飛機(jī)制造中的應(yīng)用
激光束焊具有能量密度高,熱影響區(qū)小,空間位置轉(zhuǎn)換靈活,可在大氣環(huán)境下焊接,焊接變形極小等優(yōu)點(diǎn)。它主要應(yīng)用于飛機(jī)大蒙皮的拼接以及蒙皮與長(zhǎng)桁的焊接,以保證氣動(dòng)面的外形公差。另外在機(jī)身附件的裝配中也大量使用了激光束焊接技術(shù),如腹鰭和襟翼的翼盒,結(jié)構(gòu)不再是應(yīng)用內(nèi)肋條骨架支撐結(jié)構(gòu)和外加蒙皮完成,而是應(yīng)用了先進(jìn)的鈑金成形技術(shù)后,采閑激光焊接技術(shù)在三維空間完成焊接拼合,不僅產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高,而且工藝再現(xiàn)性好,減重效果明顯。
近年來(lái)激光焊也多見(jiàn)于薄壁零件的制造中,如進(jìn)氣道、波紋管、輸油管道、變截面導(dǎo)管和異型封閉件。這些零件的傳統(tǒng)焊接方法多采用微弧等離子弧焊,或者是小電流鎢極氬弧焊。隨著鈦合金材料的大量使用,即便采用了這些低線能量的焊接技術(shù),仍然由于薄壁材料引起的焊接變形超出公差范圍和焊接缺陷的無(wú)法修復(fù)等原因,導(dǎo)致傳統(tǒng)焊接工藝面臨淘汰的命運(yùn)。激光束焊接配以局部保護(hù)措施,[4]非常適合焊接薄壁鈦合金殼體零件。(4)復(fù)合激光焊的應(yīng)用
復(fù)合激光焊技術(shù)結(jié)合了激光焊和傳統(tǒng)氣體保護(hù)焊(GMAW)兩者的優(yōu)點(diǎn),激光焊能在較小的熱輸入量和小的焊接熱影響區(qū)(HAZ)情況下獲得較大的熔深;所附加的氣保焊(GMAW)可以大大擴(kuò)展接頭根部間隙的大小,改善表面狀態(tài)和雜質(zhì)的允許量;提高根部間隙填充和成形質(zhì)量以及加強(qiáng)對(duì)焊接冶金的控制。(5)激光焊在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
激光焊是用激光來(lái)加熱, 所以它可以穿透透明介質(zhì), 能夠焊到透明介質(zhì)容器的里邊去。這是其他焊接方法難以做到的。這種方法也被利用到醫(yī)學(xué)里邊,比方講我們有些患者視網(wǎng)膜脫落,視網(wǎng)膜是在眼球的后面,視網(wǎng)膜脫落以后眼睛就會(huì)失明。現(xiàn)在就用激光的辦法,透過(guò)眼球焊到眼球后面,把這個(gè)視網(wǎng)膜和眼球焊起來(lái)。這個(gè)已經(jīng)是很成功的手術(shù)了
3.電子束焊接
3.1電子束焊接的基本原理
電子束焊接的工作原理是:在真空條件下。從電子槍中發(fā)射的電子束在高電壓(通常為20~300kV)加速下,通過(guò)電磁透鏡聚焦成高能量密度的電子束。當(dāng)電子束轟擊工件時(shí),電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,焊區(qū)的局部溫度可以驟升到6000℃以上。使工件材料局部熔化實(shí)現(xiàn)焊接。3.2 電子束焊接特點(diǎn)
由于高能量密度的電子束流集中作用的結(jié)果,使電子束焊接熔池“小孔”形成機(jī)理與其他熔化焊有所不同。電子束焊接過(guò)程是,高壓加速裝置形成的高功率電子束流,通過(guò)磁透鏡會(huì)聚,得到很小的焦點(diǎn)(其功率密度可達(dá)104~109W/cm2),轟擊置于真空或非真空的焊件時(shí),電子的動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?熔化金屬,實(shí)現(xiàn)金屬焊接的目的。電子束焊接的特點(diǎn)可概括如下:
(1)電子束斑點(diǎn)直徑小,加熱功率密度大,焊接速度快,熱影響區(qū)小;
(2)可獲得深寬比大的焊縫,焊接厚件時(shí)可以不開(kāi)坡口一次成形;(3)多數(shù)構(gòu)件是在真空條件下焊接,焊縫純潔度高;
(4)規(guī)范參數(shù)易于調(diào)節(jié),工藝適應(yīng)性強(qiáng);
(5)適于焊接多種金屬材料;
(6)焊接熱輸入低,焊接熱變形小。但是電子束焊接方法也有一些不足,如:
(1)電子束焊機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制設(shè)備精度高,所需費(fèi)用高;
(2)焊接前對(duì)接頭加工、裝配要求嚴(yán)格,以保證接頭位置準(zhǔn)確、間隙小而且均勻;
(3)真空電子束焊接時(shí),被焊工件尺寸和形狀常常受到工作室的限制,每次裝卸工件要求重新抽真空;
(4)冷卻過(guò)程中快速凝固,引起焊接缺陷,如氣孔、焊接脆性等;
(5)電子束易受雜散電磁場(chǎng)的干擾,影響焊接質(zhì)量;
(6)電子束焊接時(shí)產(chǎn)生的X射線需要嚴(yán)加防護(hù),以保證操作人員的健康和安全。
3.3.電子束焊接的分類
1)、根據(jù)焊件所處真空度的差異可分為:
(1)高真空電子束焊接(真空度為10-4~10-1Pa):該方法電子散射小,作用在工件上的功率密度高,穿透深度大,焊縫深
寬比大,適宜于活性金屬、難熔金屬及質(zhì)量要求高的工件焊接,應(yīng)用最為廣泛。
(2)低真空電子束焊接(真空度為10-1~10Pa)。與高真空電子束焊相比,電束較寬,工作距離較大,真空系統(tǒng)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,成本低。減弱了焊接時(shí)金屬的蒸發(fā)等。
(3)非真空電子束焊接(無(wú)真空工作室):在大氣壓力的環(huán)境中焊接,電束散射寬,焊縫較寬、深寬比小,可焊大尺寸的工件。焊接時(shí),束流進(jìn)入大氣前先經(jīng)過(guò)充滿氦的氣室,而后與氦氣一起進(jìn)入大氣。
2)、根據(jù)電子槍加速電壓又可分為:
(1)高壓電子束焊接:加速電壓大于120千伏,束斑直徑小,功率密度大,工作距離長(zhǎng),焊縫的深寬比大,焊縫精密,變形小,適用于單道焊縫的大厚度板材和難熔、熱敏材料的焊接。
(2)中壓電子束焊接:加速電壓范圍為40~100千伏,滿足除極薄材料外的一般厚度材料的焊接,可用局部真空室滿足大型件的焊接。
(3)低壓電子束焊接:加速電壓低于40千伏,功率密度小,工作距離短,焊縫稍寬,畸變稍大,適用于焊縫深寬比小的薄板焊接。3)、按電子束對(duì)材料的加熱機(jī)制分
(1)熱傳導(dǎo)焊接:作用在工件表面的功率密度<105W/cm2,電子束轉(zhuǎn)化的熱能通過(guò)熱傳導(dǎo)使工件熔化,熔化金屬不產(chǎn)生顯著的蒸發(fā)。
(2)深熔焊接:作用在工件表面的功率密度>105W/cm2,金屬被熔化并伴有強(qiáng)烈的蒸發(fā),形成熔池小孔,電子束穿入小孔內(nèi)部與金屬直接作用,焊縫深寬比大。3.4 電子束焊接的工藝
電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束發(fā)生器中的陰極加熱到一定的溫度時(shí)逸出電子,電子在高壓電場(chǎng)中被加速,通過(guò)電磁透鏡聚焦后,形成能量密集度極高的電子束,當(dāng)電子束轟擊焊接表面時(shí),電子的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,使焊接件的結(jié)合處的金屬熔融,當(dāng)焊件移動(dòng)時(shí),在焊件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。對(duì)于真空電子束焊機(jī),要焊接的工件置于真空室中,一般裝夾在可直線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上。焊接過(guò)程可通過(guò)觀察系統(tǒng)觀察。3.5電子束焊接在工業(yè)上的應(yīng)用:
1)、飛機(jī)和航天飛行器
電子束已被用來(lái)將鈦鍛件焊接成新型直升機(jī)的轉(zhuǎn)翼,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼箱等。發(fā)動(dòng)機(jī)上一些其他部件如透平罩、壓縮機(jī)箱體以及飛機(jī)的燃料驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和著陸起落架等也都采用了電子束焊接。
由于電子束焊接的變形和熱影響區(qū)小,已被用于航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配焊接,如主燃燒室、熱氣歧管、高(低)壓燃料渦輪泵、高(低)壓氧化劑渦輪泵、燃料預(yù)燃燒室、氧化劑預(yù)燃燒器等間的焊接。2)、發(fā)電設(shè)備
電子束焊接以其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)正在發(fā)電設(shè)備的制造方面取代傳統(tǒng)的焊接方法。如美國(guó)、日本等國(guó)家都已使用真空電子束焊接取代埋弧焊工藝焊接汽輪機(jī)定子和汽輪機(jī)導(dǎo)向葉片。使用埋弧焊需要幾天才能完成的焊接,使用電子束焊接后僅需幾個(gè)小時(shí)就能完成。3)、汽車工業(yè)
使用電子束焊接方法焊接汽車后橋,省去了坡口的制作的準(zhǔn)備。由于在真空條件下施焊,電子束焊接大大地清除了產(chǎn)生氣孔、裂紋、夾渣等這些缺陷的可能,強(qiáng)度得到了保證,獲得了極佳的經(jīng)濟(jì)效益。此外,真空電子束焊接還用來(lái)焊接汽車驅(qū)動(dòng)輪、扭矩變換器、行星齒輪支座、飛輪、滑叉等,都取得了前所未有的效果。4)、電子元器件
隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電子線路和元器件的要求越來(lái)越高,電子束焊在電子行業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。真空電子束用來(lái)焊接密封晶體管已取代釬代焊焊接晶體管連接接頭。有些電子線路和元器件要求其焊縫在焊完后繼續(xù)保持在真空密封裝置內(nèi),焊縫不得有腐蝕性雜質(zhì),電子束焊接正是滿足這種要求的最有效方法。5)、機(jī)械基礎(chǔ)件
電子束也用來(lái)焊接有特殊要求的機(jī)械基礎(chǔ)件,如軸、軸承、齒輪、金屬帶鋸、雙金屬帶等。對(duì)于硬度極高的金屬的切斷,使用電子束,可將高速鋼型材焊在柔韌的載體帶上。適當(dāng)選擇高速鋼型材寬度,使得銑鋸齒時(shí),齒間,即斷裂危險(xiǎn)區(qū)位于柔韌性載體帶上,這樣,就能使高速鋼齒尖達(dá)到最佳硬度,帶鋸能在最佳經(jīng)濟(jì)效益下實(shí)現(xiàn)最大負(fù)荷。6)、核工業(yè)產(chǎn)品
電子束焊接最早應(yīng)用于核工業(yè)產(chǎn)品部件,近些年來(lái),在這一領(lǐng)域得到更充分的發(fā)展。如:一種核工業(yè)多種用途的真空電子束焊機(jī),在離子推進(jìn)系統(tǒng)中,它應(yīng)用于難熔、耐蝕金屬的焊接和不同金屬之間的連接,焊縫無(wú)裂紋和泄漏,變形也相當(dāng)小。4.結(jié)束語(yǔ)
學(xué)習(xí)特種焊接后,總體感覺(jué)這些焊接方法優(yōu)于傳統(tǒng)的焊接方法,適應(yīng)于要求高,難用一般方法焊接的焊件焊接。廣泛的應(yīng)用于航空航天、石油化工、宇航等領(lǐng)域。由于新材料的不斷出現(xiàn),科技的不斷發(fā)展,新的焊接方法將不斷的出現(xiàn),日新月異。
第三篇:學(xué)習(xí)特種焊接有感
學(xué)習(xí)特種焊接有感
焊接作為先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。焊接技術(shù)的優(yōu)秀成果在航空、核能、船舶、電力、電子、海洋鉆探、高程建筑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,焊接已經(jīng)逐漸脫離了單純工藝和技術(shù)的層面而走向科學(xué)的范疇,并且在與其他科學(xué)知識(shí)的不斷碰撞和交融中,展現(xiàn)出來(lái)旺盛的生命力。新材料的不斷產(chǎn)生、新能源的不斷開(kāi)發(fā)和新結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn),對(duì)焊接技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。由此傳統(tǒng)的焊接技術(shù)以滿足不了工程的應(yīng)用,隨著材料和技術(shù)的發(fā)展,焊接技術(shù)也得到了發(fā)展。
這學(xué)期有幸跟著張老師學(xué)習(xí)了《特種先進(jìn)連接方法》,不僅接觸認(rèn)識(shí)了先進(jìn)的焊接技術(shù),還學(xué)到了課本意外做人做事的道理,下面就學(xué)習(xí)《特種先進(jìn)連接方法》的一點(diǎn)個(gè)人認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單地?cái)⑹鲆幌拢胁粚?duì)之處還望張老師糾正。
這學(xué)期學(xué)習(xí)的特種焊接包括:激光焊、電子束焊、超塑性焊接和超塑成行/擴(kuò)散連接、摩擦焊、爆炸焊、微連接技術(shù)等。特種先進(jìn)連接方法簡(jiǎn)單地說(shuō)是由于熱源形式不同于傳統(tǒng),焊接質(zhì)量高,焊接設(shè)備昂貴的特點(diǎn)才成為特種焊接!
一、激光焊接(laser beam welding,簡(jiǎn)稱LBW)是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高度精密的焊接方法。激光焊接的基本過(guò)程就是使經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后具有高功率密度的激光束照射到被焊材料表面,利用該材料對(duì)光能的吸收來(lái)對(duì)其進(jìn)行加熱、熔化,在經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶而形成焊接接頭的一種熔化焊過(guò)程。激光焊接技術(shù)及激光焊接接頭大致具有以下多方面的優(yōu)點(diǎn):
1:焊縫組織多為極細(xì)的樹(shù)枝晶,接頭的綜合力學(xué)性能優(yōu)良?!?2:○激光焊接過(guò)程存在著凈化效應(yīng),焊縫中有害雜質(zhì)含量較低,有更好的抗氣孔和抗裂紋能力。
3:焊接線能量小,焊道窄,焊縫深寬比大,熱影響區(qū)極窄,工件收縮和變形較小。○4:焊接生產(chǎn)效率高,可進(jìn)行精確焊接并易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。○5:較易實(shí)現(xiàn)異種材料和非對(duì)稱接頭的焊接?!?:可焊到性較好,能夠焊接其他焊接方法難以焊到的位置。○
二、電子束焊(electronic beam welding,簡(jiǎn)稱EBW)是一種高功率密度的焊接方法。它利用空間定向告訴運(yùn)動(dòng)的電子束,撞擊工件表面后,將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能,使被焊金屬熔化,冷卻凝固后形成焊縫。電子束撞擊工件時(shí),其動(dòng)能的95%可轉(zhuǎn)化為焊接所需的熱能,功率密度可高達(dá)106/cm2以上,焦點(diǎn)處的最高溫度高達(dá)59000C左右。
電子束焊的分類。按被焊工件所處環(huán)境的真空度可分為:高真空電子束焊、低真空電子束焊、非真空電子束焊。按電子槍固定方式可分為:動(dòng)槍式電子束焊、定槍式電子束焊。按電子槍加速高壓的高低可分為:高壓電子束焊(60~150kv)、中壓電子束焊(40~60kv)、低壓電子束焊(低于40kv).用電弧焊方法能焊接的金屬,一般都能夠用電子束焊。電子束焊是一種高功率密度的熔焊方法,同其他形式的熔焊方法相比,具有以下優(yōu)點(diǎn): 1:加熱的功率密度大。與偶遇電子束的功率密度大,加熱集中,熱效率高,焊縫接頭熱輸○入量小,所以適宜于難熔金屬及熱敏感性強(qiáng)的金屬材料的焊接。2:焊縫深寬比大 ○3:○熔池周圍氣氛純度高。真空電子束焊是在真空中進(jìn)行的,排除了大氣中有害氣體對(duì)熔化金屬的影響,特別適宜喊焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)、純度高、極易被大氣污染的金屬焊接。4:規(guī)范參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)。○電子束焊雖有以上諸多優(yōu)點(diǎn),但也存在了很多缺點(diǎn)限制了該方法的普遍推廣: 1:電子束焊機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制設(shè)備精度高,因此成套設(shè)備價(jià)格很高?!?/p>
2:○電子束焊的焊縫接頭需進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和制作加工,接頭間隙需嚴(yán)格控制,這就使接頭制備的加工費(fèi)用較高 3:○由于電子束焦點(diǎn)直徑很小,焊縫寬度很窄,因此電子束與工件接縫的對(duì)準(zhǔn)稍有偏差就可能使焊縫偏離工件接縫造成焊接缺陷。
4:焊接時(shí)有X射線產(chǎn)生,屏蔽該射線比較困難,且使整機(jī)成本增加.○由以上優(yōu)缺點(diǎn)可知,從事電子束焊操作的技術(shù)人員要求認(rèn)真、細(xì)心。且在這種崗位不宜工作太久的。
三、摩擦焊(friction welding,簡(jiǎn)稱FRW)是一種固態(tài)熱壓焊,是利用焊件接觸面之間的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)和流動(dòng)所產(chǎn)生的熱量,使界面及附近區(qū)域達(dá)到熱塑狀態(tài)并在壓力作用下產(chǎn)生適當(dāng)?shù)暮暧^塑性變形而形成接頭。
摩擦焊的分類。根據(jù)焊件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分:連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊、慣性摩擦焊、相位控制摩擦焊、摩擦堆焊、線性摩擦焊、軌道摩擦焊、徑向摩擦焊、攪拌摩擦焊。按照工藝特點(diǎn)可分為:普通摩擦焊、低溫摩擦焊、超塑性摩擦焊、氣體保護(hù)摩擦焊、感應(yīng)加熱摩擦焊、導(dǎo)電加熱摩擦焊、封閉摩擦焊、釬層摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三體摩擦焊、水下摩擦焊。傳統(tǒng)的摩擦焊通常是指連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊、慣性摩擦焊、相位控制摩擦焊、摩擦堆焊、線性摩擦焊,它們的共同特點(diǎn)是依靠?jī)蓚€(gè)待焊件之間的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量。攪拌摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三體摩擦焊、摩擦堆焊等是依靠攪拌頭與待焊件之間的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量而實(shí)現(xiàn)焊接,通常稱為新型摩擦焊。
摩擦焊的熱影響區(qū)小,不會(huì)產(chǎn)生通常熔化焊的焊接缺陷,焊接生產(chǎn)率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,成品率高,由此越來(lái)越受到制造業(yè)的重視。此外摩擦焊還有以下優(yōu)點(diǎn):
1:生產(chǎn)成本地。不用填充材料,不用保護(hù)氣體,厚件邊緣不用加工破口,不必進(jìn)行去除氧○化膜,不苛求裝配精度,不需事先打底焊。2接頭質(zhì)量高 ○3:安全環(huán)保。整個(gè)焊接過(guò)程中無(wú)熔化、無(wú)輻射、無(wú)污染等有害物質(zhì)?!?:便于機(jī)械化、自動(dòng)化操作?!鹉Σ梁府?dāng)然也有不足之處,摩擦焊常見(jiàn)的缺陷有以下四點(diǎn): 1:○“灰斑”缺陷。“灰斑”是一種焊接缺陷在斷口上的表現(xiàn)形式,它在斷口上一般表現(xiàn)為暗灰色平斑狀,無(wú)金屬光澤,具有明顯的沿焊縫斷裂的特征,宏觀上表現(xiàn)為脆性斷裂。2:焊接裂紋。主要出現(xiàn)在焊合區(qū)邊緣飛邊缺口部位、焊合區(qū)內(nèi)部、近縫區(qū)及飛邊上。○3:未融合。一般產(chǎn)生與焊接接頭的焊合面上,其表面宏觀特征呈現(xiàn)氧化顏色?!?:淬硬組織。焊接淬火鋼時(shí),摩擦?xí)r間短,冷卻速度快會(huì)在接頭中形成淬硬組織。另外,○摩擦焊接頭中還會(huì)出現(xiàn)焊縫脫碳、過(guò)熱組織、脆性合金層等缺陷。
四、爆炸焊 爆炸焊(explosive welding,簡(jiǎn)稱EXW)是一種固態(tài)焊接,它是以炸藥為能源,利用炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波使兩層或多層同種或異種材料高速傾斜碰撞而焊合在一起的方法。爆炸焊能使物理性能(熔點(diǎn)、熱膨脹特性、硬度等)有明顯差異、用普通焊接方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)焊接的金屬焊合在一起,并且能獲得高強(qiáng)度的焊接接頭。由此爆炸焊的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
1:可實(shí)現(xiàn)同種材料的焊接,也可實(shí)現(xiàn)異種材料的焊接 ○2:可以焊接的尺寸范圍很寬?!?:可以進(jìn)行雙層、多層的復(fù)合板的焊接,也可以用于各種金屬的對(duì)接、搭接與點(diǎn)接。○4:爆炸焊工藝比較簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜的設(shè)備,能源豐富,投資少,應(yīng)用方便?!?:爆炸焊不需要填充金屬,可節(jié)省貴重的稀缺金屬?!?焊接表面不需要很復(fù)雜的清理?!?/p>
鑒于爆炸焊有以上優(yōu)點(diǎn),其主要用途有三點(diǎn)
1:改善材料的綜合力學(xué)性能和物理/化學(xué)性能(如耐腐蝕、耐磨損等性能)○2:作為特殊功能材料使用(如熱敏雙金屬)○,充分發(fā)揮金屬物理性能的復(fù)合材料 3:作為稀貴金屬的代用品,節(jié)約稀貴金屬,降低成本?!甬?dāng)然爆炸焊是以炸藥為能源的,因此爆炸焊具有一定的危險(xiǎn)性,爆炸時(shí)所產(chǎn)生的噪音和氣浪對(duì)周圍環(huán)境有一定的影響。爆炸焊大多在野外、露天進(jìn)行,機(jī)械化程度低,勞動(dòng)條件差。因此應(yīng)用有限。
五、微連接技術(shù)
微連接技術(shù)是決定電子信息產(chǎn)品最終質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù),在微電子元器件制造和電子產(chǎn)品組裝中廣泛應(yīng)用。其具有如下特點(diǎn): 1:○由于連接接頭的尺寸極其微小,在傳統(tǒng)焊接中被忽視或不起作用的因素卻成為決定質(zhì)量和可焊性的關(guān)鍵因素。
2:微電子材料、結(jié)構(gòu)及性能的特殊性,要求采用特殊的連接方法?!鹩捎陔娮有袠I(yè)的不斷飛速發(fā)展,我個(gè)人感覺(jué)微電子技術(shù)要求會(huì)越來(lái)越高,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
此外還學(xué)習(xí)了超塑性的焊接。超塑性是指材料在一定的內(nèi)部條件和外部條件下,呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的流變性能的現(xiàn)象。超塑性焊接是一種新的材料固態(tài)焊接方法。材料處于超速狀態(tài)時(shí),可以在低應(yīng)力下實(shí)現(xiàn)大德塑性流變,并且具有強(qiáng)烈的激活狀態(tài),非常有利于實(shí)現(xiàn)待連接面的密和、破壞及界面兩側(cè)原子的互擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)的固態(tài)連接,即超塑性固態(tài)焊接(superplastic solid-state welding,簡(jiǎn)稱SSW).超塑性焊接還可以與塑性成型同步而同時(shí)完成零部件的成形與焊接,所以超塑性焊接具有的明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),使其具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景,已成為近年來(lái)固態(tài)焊接非?;钴S的領(lǐng)域。
學(xué)習(xí)特種焊接后,總體感覺(jué)這些焊接方法優(yōu)于傳統(tǒng)的焊接方法,適應(yīng)于要求高,難用一般方法焊接的焊件焊接。廣泛的應(yīng)用于航空航天、石油化工、宇航等領(lǐng)域。由于新材料的不斷出現(xiàn),科技的不斷發(fā)展,新的焊接方法將不斷的出現(xiàn),日新月異。
在此謝過(guò)這學(xué)期以來(lái)張老師對(duì)我們文化課和做人的教導(dǎo),在以后的路上謹(jǐn)記張老師的教育:做人優(yōu)于做事。
參考文獻(xiàn):張柯柯 涂益民 《特種先進(jìn)連接方法》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
第四篇:焊接技術(shù)
焊接:指通過(guò)加熱或加壓,或兩者并用,并且用或不用填充材料,使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。通過(guò)焊接材料不僅建立了永久聯(lián)系,并且在微觀上建立了組織之間的內(nèi)在聯(lián)系。
熔焊:焊接過(guò)程中將焊件街頭加熱至熔化狀態(tài)不加壓完成焊接的方法。壓焊:是在焊接過(guò)程中,必須對(duì)焊件施加壓力(加熱或不加熱),完成焊接的方法。有兩種形式:一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài),然后施加一定壓力,使金屬原子間互相結(jié)合形成牢固的焊接接頭。二是不加熱,僅在被焊金屬的接觸面上施加足夠的壓力,借助壓力所引起的塑性變形,使原子間相互接近而獲得牢固的擠壓接頭,分為冷壓焊,爆炸焊。
釬焊:是采用比母材熔點(diǎn)低的釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn),低于母材熔點(diǎn)的溫度,利用表面張力的吸附作用,填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散形成一個(gè)接頭。有烙鐵釬焊,火焰焊。
焊條:是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的焊接材料,由焊芯和藥皮組成。焊芯作用:傳到焊接電流產(chǎn)生電弧,把電能轉(zhuǎn)換成熱能;焊芯本身熔化做填充金屬與熔化母材金屬熔合形成焊縫。
藥皮作用:機(jī)械保護(hù)作用;冶金處理滲合作用;改善焊接工藝性能。按熔渣特性分類:
酸性焊條:熔渣以酸性氧化物為主。優(yōu)點(diǎn)是工藝性能好,容易引弧,電弧穩(wěn)定,飛濺小,脫渣性好,焊縫形成美觀,對(duì)過(guò)年關(guān)鍵的銹油燈污物不敏感,焊接時(shí)產(chǎn)生的有害氣體少,可交直流兩用,適合全位置焊接。缺點(diǎn):焊縫的金屬力學(xué)性能和抗裂紋性能差。
堿性焊條:熔渣以堿性氧化物和氟化物為主。優(yōu)點(diǎn)是脫氧,脫硫,脫磷,脫氫能力強(qiáng),故力學(xué)性能和抗裂性能比酸性焊條好。焊縫中含氫量低,故也稱低氫韓型焊條。適用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)焊接。缺點(diǎn)是工藝性能差,對(duì)油銹及水燈敏感,容易產(chǎn)生氣孔。堿性焊條350-400℃烘干一小時(shí)。焊條電弧焊:是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法,是熔化焊最基本的一種焊接方法。
原理:焊接時(shí)將焊條與焊件之間接觸短路引燃電弧,電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化,熔化了的焊芯以容滴的形式督導(dǎo)局部熔化的焊件表面,熔合一起形成熔池。藥皮熔化過(guò)程中產(chǎn)生的氣體和液態(tài)熔渣不僅起著保護(hù)液體金屬的作用,而且熔化了的焊芯、焊件發(fā)生一系列冶金反應(yīng),保證了形成焊縫的性能。
特點(diǎn):工藝靈活,適應(yīng)性強(qiáng);應(yīng)用廣泛、質(zhì)量易于控制;設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉。
弧焊電源外特性有:下降;平;上升。焊條電弧焊采用陡降外特性電源原因:焊接回路中,弧焊電源與電弧構(gòu)成供電用電系統(tǒng)。為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和焊接參數(shù)穩(wěn)定,電源外特性曲線與電弧靜特性曲線必須相交。因?yàn)樵诮裹c(diǎn),電源供給的電壓和電流與電弧燃燒所需要的電壓和電流相等,電弧才能燃燒。由于焊條電弧焊電弧靜特性曲線的工作段在平特區(qū),所以只有下降外特性曲線才有與其焦點(diǎn)。當(dāng)弧長(zhǎng)變化相同時(shí),陡降外特性曲線引起的電流偏差小于緩降外特性引起的電流偏差,有利于焊接參數(shù)穩(wěn)定。
焊接工藝參數(shù):是指焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的物理量,主要有:焊條直徑、焊接電源、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)。
一、焊接直徑:
1、焊件的厚度:厚度大的焊件選用直徑大的焊條。反之。
2、焊縫位置:厚度相同條件下,平焊縫焊條直徑比其他大一些,最大不超過(guò)5mm,仰焊、橫焊最大直徑不超過(guò)4mm,這可造成較小熔池,減少熔化金屬下淌。
3、焊接層次:多層時(shí),第一層焊道采用直徑較小的焊條焊接,以后各層可根據(jù)焊件厚度選用較大直徑焊條。
4、接頭形式:搭接接頭、T形頭不存在焊透問(wèn)題,選用較大焊條直徑提高生產(chǎn)率。
二、焊接電流:是焊條電弧焊最重要工藝參數(shù)。決定電流強(qiáng)度因素:焊條直徑、焊縫位置、焊條類型、焊接層次。
1、焊條直徑:Ib=(35~55)dIb焊接電流A;d 焊條直徑,mm。
2、焊縫位置:平焊縫用較大電流。立焊橫焊焊接電流比平焊小10%-15%,仰焊比平焊小15-20%。
3、焊條類型:堿性焊條比酸性焊條小10-15%,否則容易產(chǎn)生氣孔。不銹鋼焊條比碳鋼小15-20%
4、焊接層次:焊接打底層,特別單面焊雙面行程是,為保證質(zhì)量常用較小電流;填充層為提高效率,保證熔合良好,使用較大電流;蓋面層時(shí),為防止咬邊和保證焊縫形成,使用電流比填充層稍小。
判斷選擇電流是否合適:
看飛濺:電流過(guò)大可見(jiàn)較大顆粒鐵水向熔池飛濺,爆裂聲大;電流過(guò)小,熔渣鐵水不易分清??春缚p形成:電流過(guò)大焊縫厚度大、焊縫余高低、兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊;電流過(guò)小,焊縫窄而高、焊縫厚度小、兩側(cè)與母材金屬熔合不好;電流適中焊縫兩側(cè)與母材熔合好,呈圓滑過(guò)渡??春笚l熔化狀態(tài):電流過(guò)大,焊條熔化大半根時(shí),其余部分均發(fā)紅;電流過(guò)小,電弧燃燒不穩(wěn)定,易粘在焊件上。
三、電弧電壓
焊條電弧焊電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度決定,電弧長(zhǎng),電弧電壓高;反之。
四、焊接層數(shù):打底3.2 其他4
氣焊與氣割:是利用氣體火焰作為熱源,進(jìn)行金屬材料的焊接或切割的加工工藝方法。
氣割采用氧氣與乙炔燃燒產(chǎn)生的氣體火焰——氧-乙炔焰。
混合比例不同分為:碳化、中性、氧化焰氧乙比例:~1.1~1.2~
最紅碳化焰,最短氧化焰,中性焰用于低碳鋼,合金鋼,紫銅。
氣焊:利用氣體火焰作為熱源的一種熔焊方法。常用氧乙炔焊。
原理:先將焊件的焊接處金屬加熱到熔化狀態(tài)形成熔池,并不斷熔化焊絲向熔池中填充,隨著焊接過(guò)程進(jìn)行,熔化盡速冷卻形成焊縫。
特點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)。
缺點(diǎn):火焰溫度低、加熱分散、熱影響區(qū)寬、罕見(jiàn)變形大和過(guò)熱嚴(yán)重。用于:焊接薄板、小直徑薄壁管、鑄鐵、有色金屬、低熔點(diǎn)金屬及硬質(zhì)合金。
氣焊設(shè)備工具:氧氣瓶(40L,150at,15MPa,藍(lán)色),乙炔瓶(白色),液態(tài)石油氣瓶、減壓器、焊炬。
氣焊工藝參數(shù):焊絲型號(hào)、牌號(hào)及直徑、氣焊熔劑、火焰性質(zhì)及能率、焊炬的傾斜角度、接頭形式?;鹧嫘再|(zhì)及能率:
性質(zhì):中性焰用于一般低碳鋼和要求焊接過(guò)程對(duì)熔化金屬不滲碳的金屬材料;碳化焰只使用含碳高的高碳鋼、鑄鐵、音質(zhì)合金及高速鋼;氧化焰很少使用,黃銅。能率:根據(jù)每小時(shí)可燃?xì)怏w(乙炔)的消耗量決定(L/h),盡量選取較大能率調(diào)高生產(chǎn)率。焊炬傾斜角度:主要取決于焊件厚度和木材的熔點(diǎn)及導(dǎo)熱性。焊件越厚、導(dǎo)熱性及熔點(diǎn)越高,采用傾斜角打,可使火焰熱量集中;反之。
氣割:利用氣體火焰能量將金屬分離的一種加工方法,是生產(chǎn)中剛才分離重要手段。
原理:利用氣體火焰(中性焰)熱能,將工件切割出預(yù)熱到燃燒溫度后,噴出高速切割氧流,使其燃燒并放出熱量實(shí)現(xiàn)切割的方法。預(yù)熱-燃燒-吹渣。本質(zhì)是燃燒,不是熔化。條件:(低碳鋼)金屬在氧氣中燃點(diǎn)低于熔點(diǎn);氣割時(shí)形成氧化物的熔點(diǎn)低于金屬本身的熔點(diǎn);金屬燃燒應(yīng)該是放熱反應(yīng),且金屬導(dǎo)熱性??;金屬中阻礙氣割過(guò)程和提高鋼的可淬性雜志要少。
氣割工藝參數(shù):
1、氣割氧壓力:割件越厚,要求氧壓力越大。過(guò)大浪費(fèi),而且割口粗糙,割縫大。過(guò)小不能吹除熔渣,割縫背部很難清除的掛渣,甚至割不透。
2、氣割速度,越厚越慢。速度太慢割縫邊緣熔化;太快,產(chǎn)生很大后拖量或割不穿。
3、預(yù)熱火焰能率:根據(jù)割件厚度選擇,越厚越大。過(guò)大會(huì)使割縫產(chǎn)生連續(xù)朱狀鋼粒,甚至熔化成圓角,割件背面粘渣增多。能率過(guò)小,速度變慢,甚至氣割過(guò)程困難。
4、割嘴與割件的傾斜角:割嘴與割件傾斜角直接影響氣割速度和后拖量。
5、割嘴離工件表面距離:根據(jù)預(yù)熱火焰長(zhǎng)度和割件厚度決定,一般3-5mm。割件厚度小于20mm火焰可長(zhǎng)些,距離可適當(dāng)加大;厚度大于等于20mm,反之。
焊接缺陷:是指焊接接頭中的不連續(xù)性、不均勻性以及其他不健全的缺陷,特質(zhì)那些不符合設(shè)計(jì)或工藝要求,或具體焊接產(chǎn)品使用性能要求的焊接缺陷。
根據(jù)位置不同分為:外部缺陷、內(nèi)部缺陷。
根據(jù)產(chǎn)生原因分為:構(gòu)造缺陷、工藝缺陷、冶金缺陷。
熱裂紋:結(jié)晶裂紋和液化裂紋。特征:產(chǎn)生的溫度和時(shí)間,一般產(chǎn)生子啊焊縫的結(jié)晶過(guò)程中,在焊縫金屬凝固后的冷卻過(guò)程中還可能繼續(xù)發(fā)展。產(chǎn)生部位,絕大多數(shù)產(chǎn)生在焊縫金屬中,有縱向,橫向,發(fā)生在弧坑中的往往呈星狀。外觀特征,鋸齒狀,氧化色。金相結(jié)構(gòu)上的特征,都發(fā)生在晶界上。
產(chǎn)生原因:
1、晶間存在液態(tài)薄膜,雜志或FeS-Fe形成低熔點(diǎn)共晶物(998℃)在寒風(fēng)金屬降溫時(shí)積聚在晶界形成液態(tài)薄膜。
2、節(jié)投中存在拉應(yīng)力,焊縫金屬結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生拉應(yīng)力。冷裂紋:是焊接接頭冷卻到較低溫度下產(chǎn)生的裂紋。
特征:產(chǎn)生的溫度和時(shí)間,約200-300℃一下,可能焊接后立即出現(xiàn),也可能延遲幾小時(shí),幾周甚至更長(zhǎng)的時(shí)間后產(chǎn)生,故又稱延遲裂紋。產(chǎn)生部位,大多產(chǎn)生在母材或母材與焊縫交界的熔合線上。外觀特征,多數(shù)是縱向裂紋,也可能有橫向裂紋,在接頭金屬表面的冷裂紋斷面上沒(méi)有明顯氧化色,所以裂口發(fā)亮。金相結(jié)構(gòu)上的特征,一般為穿晶裂紋,少數(shù)情況下可能沿晶界發(fā)展。
咬邊:焊接過(guò)程中沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷即為咬邊。
危害:使母材金屬的有效截面減小,減弱了焊接接頭的強(qiáng)度,同事咬邊處容易引起應(yīng)力集中,承載后有可能在咬邊處產(chǎn)生裂紋甚至引起結(jié)構(gòu)破壞。原因:操作工藝不當(dāng)、操作規(guī)范選擇不正確,茹焊接電流過(guò)大、電弧過(guò)長(zhǎng)、焊條角度不當(dāng)。
防治措施:正確選擇焊接電源、電壓和焊接速度,掌握正確的焊條角度和電弧長(zhǎng)度。
未融合:是指焊接時(shí)焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分;或指點(diǎn)焊時(shí)母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分。
防止氣孔產(chǎn)生:
1、清除焊絲、工件破口及其附近表面油污,鐵銹,水分和雜物。
2、踐行焊條對(duì)H2,CO敏感,在使用踐行焊條要徹底烘干,直流犯戒是氫氣孔最少。
3、焊前預(yù)熱,減緩冷卻速度。
4、電流不宜過(guò)大,焊接速度不宜過(guò)快。
堿性焊條對(duì)氣孔敏感原因:堿性熔渣中FeO活度比較大,熔渣中FeO稍有增加,寒風(fēng)中的FeO就明顯增多。此外堿性焊條對(duì)水分也很敏感,因?yàn)檫@類焊條熔池脫氧比較完全,不具有CO氣泡沸騰而排除氫氣的能力,榮池中一旦溶解了氫就很難排除。
第五篇:焊接技術(shù)
焊接技術(shù)
焊接和元器件裝配是電子、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要技術(shù)和工藝。它在電子、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。焊接和裝配質(zhì)量的好壞,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。作為在生產(chǎn)一線從事電氣技術(shù)的工程技術(shù)人員,不但要掌握焊接和裝配工藝的基本知識(shí).更需要有熟練的焊接和裝配的操作技能。
一、電烙鐵
1電烙鐵的種類
(1)外熱式電烙鐵
它由烙鐵頭、烙鐵心、外殼、木柄、電源引線、插頭等部分組成。這種電烙鐵的烙鐵頭安裝在烙鐵心內(nèi).故稱為外熱式電烙鐵。烙鐵的溫度與烙鐵頭的體積、形狀、長(zhǎng)短等均有一定關(guān)系。若烙鐵頭的體積較大.保持溫度的時(shí)間就較長(zhǎng)。
(2)內(nèi)熱式電烙鐵
它是由手柄、連接桿、彈簧夾、烙鐵心、烙鐵頭組成。因它的烙鐵心安裝在烙鐵頭內(nèi),故稱為內(nèi)熱式電烙鐵。這種烙鐵有發(fā)熱快、熱利用率高等優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)熱式電烙鐵常用規(guī)格為20W、50W等幾種。
(3)其他電烙鐵
①恒溫電烙鐵。在焊接溫度不宜過(guò)高、焊接時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)的元器件時(shí),應(yīng)選用恒溫電烙鐵,但它價(jià)格較高。
②吸錫電烙鐵。吸錫電烙鐵是將活塞式吸錫器與電烙鐵溶于一體的拆焊工具,它具有使用方便、靈活、適用范圍寬等特點(diǎn)。不足之處是每次只能對(duì)一個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行拆焊。
2.電烙鐵的使用方法
(1)電烙鐵的握法
為了使焊接牢靠.又不會(huì)燙傷被焊的元器件及導(dǎo)線,根據(jù)被焊件的位置和大小及電烙鐵的類型、功率大小,適當(dāng)選擇電烙鐵的握法很重要。電烙鐵的握法分為三種
①反握法。是用五指把電烙鐵的手柄握在掌內(nèi),此法適用于大功率電烙鐵,焊接散熱量較大的被焊件。
②正握法。此法適用于較大的電烙鐵。彎形烙鐵頭的一般也用此法。3握筆法。用握筆的方法握電烙鐵,此法適用于小功率電烙鐵,焊接散熱量○
小的被焊件,如焊接收音機(jī)、電視機(jī)的印制電路板及其維修等。
(2)電烙鐵使用前的處理
一把新的電烙鐵必須先處理,后使用。即在使用前先通電.給烙鐵頭“上錫”。具體方法是,首先用銼刀把烙鐵頭按需要銼成一定的形狀。然后接上電源,當(dāng)烙鐵頭溫度升到能熔錫時(shí),將烙鐵頭在松香上沾涂一下,等松香冒煙后再沾涂一層焊錫,如此反復(fù)進(jìn)行二至三次,使烙鐵頭的表面全部掛上一層錫便可使用了。
(3)烙鐵頭長(zhǎng)度的調(diào)整
電烙鐵的功率選定后,已基本能滿足焊接溫度的要求。工作中還可通過(guò)調(diào)整烙鐵頭的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整烙鐵頭的溫度,烙鐵頭往前調(diào)整溫度降低,向后調(diào)整則溫度升高。
(4)烙鐵頭的選擇
烙鐵頭有直頭和彎頭兩種。當(dāng)采用握筆法時(shí),直頭的電烙鐵使用起來(lái)較靈活,適合元器件較多的電路中進(jìn)行焊接。彎頭電烙鐵用正握法較合適,多用于線路板垂直于桌面情況下的焊接。
(5)其他使用注意事項(xiàng)
①電烙鐵不宜長(zhǎng)時(shí)間通電而不使用,這樣容易使烙鐵心加速氧化而燒斷.縮短使用壽命,同時(shí)也會(huì)使烙鐵頭因長(zhǎng)時(shí)間加熱而氧化,甚至被“燒死’’不再“吃錫’’。
②電烙鐵在焊接時(shí),最好選用松香焊劑,以保護(hù)烙鐵頭不被腐蝕。氧化鋅和酸性焊劑對(duì)烙鐵頭腐蝕性較大,使烙鐵頭壽命縮短,故不宜采用。
二、焊料、焊劑
1.焊料
(1)焊料的種類
焊料是指易熔的金屬及其合金。它的作用是將被焊物連接在一起。焊料的熔點(diǎn)比被焊物熔點(diǎn)低。且易于與被焊物連為一體。
焊料按其組成成分.可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料。按照使用環(huán)境
溫度不同可分為高溫焊料和低溫焊料。錫鉛焊料中,根據(jù)熔點(diǎn)不同分為硬焊料和軟焊料;熔點(diǎn)在450"C以下的稱為軟焊料,熔點(diǎn)在450'C以上的稱為硬焊料??寡趸噶鲜窃阱a鉛焊料中加入少量的活性金屬,在形成液體焊料進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)線上進(jìn)行波峰焊時(shí)使用,防止焊料暴露在大氣中形成氧化層從而防止虛焊,提高焊接質(zhì)量。
(2)電子產(chǎn)品焊料的選用
焊料的選用,直接影響焊接質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)被焊物的不同,選用不同焊料。在電子線路裝配中,一般選用錫鉛焊料,這種焊料俗稱焊錫,它有以下優(yōu)點(diǎn): ①熔點(diǎn)低.它在180℃時(shí)便可熔化,使用25W外熱式或20W內(nèi)熱式的電烙鐵便
2具有一定機(jī)械強(qiáng)度。③具有良好導(dǎo)電性。④抗腐蝕性能好。可進(jìn)行焊接?!?/p>
⑤對(duì)元器件引線及其他導(dǎo)線附著力強(qiáng),不易脫落。
2助焊劑
(1)助焊劑的作用
在進(jìn)行焊接時(shí),為使被焊物與焊料焊接牢靠,要求金屬表面無(wú)氧化物和雜質(zhì),以保證焊錫與被焊物的金屬表面固體結(jié)晶組織之間發(fā)生合金反應(yīng)。因此焊接開(kāi)始前,必須采取有效措施除去氧化物和雜質(zhì)。常用的方法有機(jī)械法和化學(xué)法。機(jī)械法是用砂紙或刀子將其清除?;瘜W(xué)法是用助焊劑清除。用助焊劑清除具有不損壞被焊物和效率高的特點(diǎn),因此焊接時(shí)一般都采用此法。
(2)助焊劑的種類
①無(wú)機(jī)助焊劑系列。其最大優(yōu)點(diǎn)是助焊作用好,缺點(diǎn)是具有強(qiáng)烈的腐蝕性。②有機(jī)系列助焊劑。其優(yōu)點(diǎn)是助焊性能好,不足之處是有一定的腐蝕性。③樹(shù)脂活性系列助焊劑。這一類型助焊劑中,最常用的是在松香焊劑中加入活性劑。松香是從各種松樹(shù)分泌出來(lái)的汁液中提取的,通過(guò)蒸餾法加工成固態(tài)松香。松香是一種天然產(chǎn)物,它的成分與產(chǎn)地有關(guān)。松香酒精焊劑是用無(wú)水酒精溶解松香配制而成的。一般松香占23%~30%。這種助焊劑的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)腐蝕性、高絕緣性能、長(zhǎng)期的穩(wěn)定性及耐濕性,焊接后易于清洗,并能形成薄膜層覆蓋焊點(diǎn),使焊點(diǎn)不被氧化腐蝕。電子線路的焊接通常采用松香或松香酒精焊劑。
三、焊接工藝。
裝接電路的主要工作是在電路板上焊接電子元器件,焊接質(zhì)量的好壞直接影響著電路的性能,因此,掌握焊接工藝對(duì)于保證焊接質(zhì)量,具有重要意義。
1.對(duì)焊點(diǎn)的基本要求
(1)焊點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
(2)焊接可靠,具有良好的導(dǎo)電性。
(3)焊點(diǎn)表面要光滑、清潔。
2.焊前準(zhǔn)備
(1)工具。電烙鐵、鑷子、剪刀、斜口鉗、尖嘴鉗、焊料、焊劑等
(2)元器件引線的處理。焊前要將被焊元器件引線刮凈,最好先掛錫再焊。
(3)絕緣導(dǎo)線端頭加工。①按所需長(zhǎng)度截?cái)鄬?dǎo)線。②按導(dǎo)線蓮接方式(搭焊、鉤焊、繞焊連接)決定剝頭長(zhǎng)度并剝頭。③多般導(dǎo)線捻頭處理,然后上錫。
3.焊接要領(lǐng)
(1)扶穩(wěn)不晃,上錫適量。
(2)掌握好焊接溫度和時(shí)間。
4.焊接順序
元器件裝焊順序依次為:電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率管,其他元器件為先小后大。
四、焊接質(zhì)量的檢查
焊接是把組成整機(jī)產(chǎn)品的各種元器件可靠地連接在一起的主要方法.它的質(zhì)量與整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān)。每個(gè)焊點(diǎn)的質(zhì)量,都影響著整機(jī)的穩(wěn)定性,使用的可靠性及電氣性能。
1.目視檢查
日視檢查就是從外觀上檢查焊接質(zhì)量是否合格.也就是從外觀上評(píng)價(jià)焊點(diǎn)有何缺陷。目視檢查的主要內(nèi)容有:
(1)是否有漏焊.即應(yīng)焊的焊點(diǎn)是否沒(méi)有焊上;
(2)焊點(diǎn)的光澤好否;
(3)焊點(diǎn)的焊料是否足夠;
(4)焊點(diǎn)周圍是否殘留焊劑;
(5)有無(wú)連焊、橋接,即焊接時(shí)把不應(yīng)連接的焊點(diǎn)或銅錆導(dǎo)線連接接在一起。
2.手觸檢查
手觸檢查主要是指用手指觸摸元器件時(shí),有無(wú)松動(dòng)和焊接不牢的現(xiàn)象。用鑷子夾住元器件引線輕輕拉動(dòng),看有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。搖動(dòng)焊點(diǎn)時(shí).看上面的焊錫是否有脫落現(xiàn)象。