手弧焊是電弧焊中歷史最悠久且至今仍廣泛使用的一種方法。它采用外部涂有涂料的焊條作為電極和填充金屬，電弧在焊條端部與被焊工件表面之間產(chǎn)生。涂料在電弧熱的作用下，一方面產(chǎn)生氣體以保護(hù)電弧，另一方面形成熔渣覆蓋在熔池上，從而防止熔化金屬與周圍氣體的反應(yīng)。此外，熔渣還能與熔化金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)或添加合金元素，進(jìn)一步優(yōu)化焊縫金屬的性能。手弧焊設(shè)備簡(jiǎn)便、輕便且操作靈活，非常適合短縫的焊接，尤其是難以觸及的部位的焊接。通過選用適當(dāng)?shù)暮笚l，手弧焊可適用于大多數(shù)工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金的焊接。

埋弧焊，一種以顆粒狀焊劑為保護(hù)介質(zhì)的熔化極電焊接方法，其電弧被焊劑層所掩蓋。該工藝包含三個(gè)關(guān)鍵步驟：首先，在焊件待焊縫處均勻鋪撒充足的顆粒狀焊劑；其次，通過導(dǎo)電嘴與焊件連接焊接電源，從而產(chǎn)生焊接電弧；最后，自動(dòng)送進(jìn)焊絲并移動(dòng)電弧進(jìn)行焊接。

埋弧焊的獨(dú)特之處在于其出色的電弧性能。焊縫質(zhì)量高，熔渣能有效隔絕空氣，保護(hù)電弧區(qū)的主要成分為CO2，顯著降低焊縫金屬中的含氮量和含氧量。同時(shí)，焊接參數(shù)可自動(dòng)調(diào)節(jié)，電弧行走機(jī)械化，熔池存在時(shí)間長(zhǎng)，冶金反應(yīng)充分，抗風(fēng)能力強(qiáng)，確保焊縫成分穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)越。此外，熔渣隔離弧光，改善了勞動(dòng)條件，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

與熔化極氣體保護(hù)焊相比，埋弧焊的弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度更高，設(shè)備調(diào)節(jié)性能更好，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靈敏度高，提高了焊接過程的穩(wěn)定性。同時(shí)，其焊接電流下限也更高。

在生產(chǎn)效率方面，埋弧焊同樣表現(xiàn)出色。由于焊絲導(dǎo)電長(zhǎng)度縮短，電流和電流密度顯著提升，從而大幅提高了電弧的熔透能力和焊絲的熔敷速率。此外，焊劑和熔渣的隔熱作用也使得總熱效率大大增加，進(jìn)一步提升了焊接速度。

在冶金反應(yīng)中，焊劑發(fā)揮著重要作用。它參與反應(yīng)，使Si和Mn被還原，C部分燒毀，有效限制雜質(zhì)S、P的去H，從而防止氫氣孔的產(chǎn)生。熔滴過渡采用渣壁過渡方式，確保了焊接過程的穩(wěn)定性。

關(guān)于電源選擇，直流電源適用于小電流情況，配合等速送絲和自身電弧調(diào)節(jié)；而對(duì)于大電流焊接，則一般選用交流電源，采用變速送絲和弧壓反饋電弧調(diào)節(jié)。在焊接材料方面，需選配適當(dāng)?shù)暮附z和焊劑，以確保高質(zhì)量的焊接接頭，同時(shí)兼顧成本效益和適用的電流種類及極性。

適用范圍：埋弧焊因其獨(dú)特的熔深能力、高生產(chǎn)率以及高度的機(jī)械操作性，特別適合于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)焊縫。這一工藝在造船、鍋爐與壓力容器、橋梁、超重機(jī)械、核電站結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)以及武器制造等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)今焊接生產(chǎn)中不可或缺的一種方法。此外，埋弧焊不僅可用于金屬結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的連接，還可用于在基體金屬表面堆焊耐磨或耐腐蝕的合金層。隨著焊接冶金技術(shù)與焊接材料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，埋弧焊所適用的材料范圍已從傳統(tǒng)的碳素結(jié)構(gòu)鋼擴(kuò)展到低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼等多種材料，甚至包括某些有色金屬如鎳基合金、鈦合金和銅合金等。然而，埋弧焊也有其固有的局限性，如對(duì)焊接位置的限制（主要用于水平俯位置焊縫焊接）、對(duì)焊接材料的限制（無法焊接鋁、鈦等氧化性強(qiáng)的金屬及其合金）、對(duì)長(zhǎng)焊縫的依賴性以及對(duì)直接觀察電弧的困難等。同時(shí)，它也不適用于薄板和小電流焊的情況。

這是一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊，其原理是通過鎢極與工件間的電弧來熔化金屬，進(jìn)而形成焊縫。在焊接過程中，鎢極本身不熔化，僅作為電極使用。同時(shí)，通過焊炬的噴嘴向焊接區(qū)域送入氬氣或氦氣以提供保護(hù)。此外，還可以根據(jù)需要加入其他金屬。這種焊接方法在國際上通常被稱為TIG焊。由于其能精確控制熱輸入，因此非常適合連接薄板金屬和進(jìn)行打底焊。該方法幾乎適用于所有金屬的連接，特別是對(duì)于焊接鋁、鎂這類易形成難熔氧化物的金屬以及鈦和鋯等活潑金屬，效果尤為出色。盡管其焊縫質(zhì)量上乘，但相較于其他電弧焊方法，其焊接速度較慢。

（GMAG）即氣體保護(hù)金屬極電弧焊，是一種以電弧為熱源的熔化焊接方法。其獨(dú)特之處在于，焊絲與熔池之間的電弧持續(xù)建立，通過冶金方式將分離的母材連接起來。熔化的焊絲金屬與母材金屬混合，形成熔池，在電弧熱源移走后結(jié)晶成焊縫。

CO2焊接的特點(diǎn)如下：

1、在高溫焊接電弧作用下，CO2會(huì)分解為CO、O2和O，這些成分對(duì)電弧具有顯著的壓縮作用。這導(dǎo)致CO2焊接的電弧形態(tài)獨(dú)特，弧柱直徑較小，弧跟面積也相對(duì)較小，往往難以完全覆蓋焊絲端部的熔滴。因此，熔滴在過渡過程中受到較大的阻力，表現(xiàn)為熔滴粗化，過渡路徑的軸向性變差，飛濺率相對(duì)較高。/2、CO2氣體對(duì)焊接區(qū)域提供了良好的保護(hù)。其密度在常用保護(hù)氣體中最 大，且受熱分解后體積增大，從而增強(qiáng)了保護(hù)效果；

3、CO2焊接的能量相對(duì)集中，熔透能力強(qiáng)，適合多種金屬材料的焊接；

4、從生產(chǎn)成本角度看，CO2焊接具有顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅節(jié)約電能，還能提高生產(chǎn)效率；

5、在工藝和技術(shù)方面，CO2焊接還具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如焊接區(qū)可見度高、操作便捷、熱影響區(qū)和焊接變形小、熔池體積小且結(jié)晶速度快、全位置焊接性能優(yōu)良以及對(duì)銹污的敏感度低等特點(diǎn)。

冶金特性：在CO2焊接過程中，由于電弧的高溫作用，CO2會(huì)分解為CO、O2和O。在焊接環(huán)境中，CO不溶于金屬且不參與反應(yīng)，然而CO2和O都具有強(qiáng)烈的氧化性，這會(huì)導(dǎo)致Fe及其他合金元素發(fā)生氧化。為了應(yīng)對(duì)這一問題，通常會(huì)在焊絲中加入適量的脫氧劑，這些脫氧劑在焊接過程中會(huì)與氧化產(chǎn)物反應(yīng)，從而確保焊縫的化學(xué)成分符合要求。

熔滴過渡：CO2焊接的熔滴過渡有幾種不同的模式。短路過渡適用于薄板的全面位置焊接，其特點(diǎn)是短弧、細(xì)絲和小電流。細(xì)顆粒過渡則適用于粗絲、長(zhǎng)弧和大電流的焊接情況。而潛弧射滴過渡雖然較少使用，但在某些特殊情況下也可能被采用。

電源與焊接材料：CO2焊接需要平特性電源和平特性的等速送絲機(jī)構(gòu)。此外，焊接過程中還需要使用CO2氣體和焊絲作為焊接材料。

適用范圍：CO2氣體保護(hù)焊在機(jī)車制造、船舶制造、汽車制造以及采煤機(jī)械制造等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。它特別適用于焊接低碳鋼、低合金鋼和低合金高強(qiáng)鋼，但對(duì)于有色金屬和不銹鋼的焊接則不太適用。盡管有資料顯示CO2氣體保護(hù)焊也可用于不銹鋼的焊接，但它并非不銹鋼焊接的首 選方法。

助水冷噴嘴等措施的應(yīng)用，使得電弧的弧柱區(qū)橫截面積得以減小，進(jìn)而顯著提升了電弧的溫度、能量密度以及等離子流速。這種通過外部拘束壓縮弧柱的電弧，被稱為等離子弧。

等離子弧作為電弧的一種特殊形態(tài)，以其高能量密度為特點(diǎn)，依然屬于氣體導(dǎo)電現(xiàn)象。在焊接領(lǐng)域，等離子弧焊接技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，它通過等離子弧的熱量來加熱并熔化工件與母材，從而實(shí)現(xiàn)焊接目的。該技術(shù)主要分為穿孔型等離子弧焊和微束等離子弧焊兩類。

穿孔型等離子弧焊的焊接電流范圍在100至300安培之間，其特點(diǎn)在于接頭無需預(yù)先開坡口或留間隙。在焊接過程中，等離子弧能夠完全穿透焊件并形成一個(gè)小通孔，熔化的金屬則被擠出并圍繞在小孔周圍。隨著電弧的移動(dòng)，小孔也隨之移動(dòng)，并在后方留下焊縫，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面一次成形的焊接效果。該方法適用于焊接碳鋼和不銹鋼，其板厚上限分別為7毫米和10毫米。

另一方面，微束等離子弧焊的焊接電流較小，范圍在0.1至30安培之間，其焊接厚度則相對(duì)較薄，介于0.025至2.5毫米之間。此外，還有針對(duì)銅及銅合金的熔入型等離子弧焊、適用于厚板深熔焊或薄板高速焊的熔化極等離子弧焊以及解決鋁合金等離子弧焊交流（變極性）問題的等離子弧焊等工藝方法。

總的來說，等離子弧焊的主要工藝參數(shù)包括焊接電流、焊接速度、保護(hù)氣流量、離子氣流量以及焊槍噴嘴的結(jié)構(gòu)與孔徑等。這些參數(shù)的合理設(shè)置對(duì)于確保焊接質(zhì)量至關(guān)重要。
等離子弧切割是一種利用等離子弧的高溫和高速特性來熔化金屬并形成切口的切割方法。其特點(diǎn)包括高能量密度、高穿透力，以及無指狀熔深等問題。此外，它還具有穩(wěn)定的電弧特性，使得薄板焊接成為可能，并有效防止了焊縫夾鎢的問題。然而，該方法也存在設(shè)備復(fù)雜、氣體耗量大等局限性，且僅適用于室內(nèi)焊接。在冶金方面，等離子弧切割的冶金反應(yīng)相對(duì)單一，主要涉及蒸發(fā)過程。此外，它還廣泛適用于銅及銅合金、鈦及鈦合金、合金鋼、不銹鋼等金屬的焊接，如航空航天等軍工和尖端工業(yè)領(lǐng)域。

另一方面，管狀焊絲電弧焊也是一種重要的焊接方法。它利用連續(xù)送進(jìn)的管狀焊絲與工件之間的電弧為熱源進(jìn)行焊接。管內(nèi)裝有的焊劑在加熱過程中分解或熔化，起到造渣保護(hù)、滲合金及穩(wěn)弧等作用。該方法不僅具有熔化極氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)，還在冶金方面表現(xiàn)出色，可廣泛應(yīng)用于大多數(shù)黑色金屬的焊接。目前，管狀焊絲電弧焊在一些工業(yè)先進(jìn)國家已得到廣泛應(yīng)用。

接下來，我們將探討熔焊中的氣焊方法。

氣焊，一種以氣體火焰為熱源的熔焊方法，通過可燃?xì)怏w在氧氣中的燃燒熱量來熔化母材焊接處，從而實(shí)現(xiàn)連接。其中，氧－乙炔火焰因設(shè)備簡(jiǎn)單、操作便捷而得到廣泛應(yīng)用。然而，氣焊的加熱速度和生產(chǎn)率相對(duì)較低，熱影響區(qū)較大，容易引發(fā)較大的變形。盡管如此，它仍然適用于多種黑色金屬、有色金屬及其合金的焊接工作。

可燃?xì)?，如乙炔和液化石油氣，是氣焊的關(guān)鍵成分。以乙炔為例，它在氧氣中的燃燒可產(chǎn)生高達(dá)3200℃的火焰溫度。氧乙炔火焰可分為三種類型：

①中性焰：當(dāng)氧氣與乙炔的體積混合比控制在1～1.2范圍內(nèi)時(shí)，乙炔能夠充分燃燒，這種火焰適用于焊接碳鋼和非鐵合金。

②碳性焰：若氧氣和乙炔的體積混合比小于1，乙炔會(huì)過剩，從而產(chǎn)生碳性焰，這種火焰特別適用于焊接高碳鋼、鑄鐵和高速鋼。

③氧化焰：當(dāng)氧氣與乙炔的體積混合比大于1.2時(shí)，氧氣會(huì)過剩，產(chǎn)生氧化焰，適用于黃銅和青銅的釬焊。

盡管氣焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單、無需電源、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，但由于其火焰溫度較低、加熱速度慢、加熱區(qū)域?qū)捯约昂附舆^程中熔化金屬保護(hù)不足等問題，其應(yīng)用已逐漸減少。然而，在無電源場(chǎng)合和野外工作中，氣焊仍顯示出其實(shí)用價(jià)值。目前，它主要被用于薄鋼板（厚度0.5～3mm）、銅及銅合金的焊接以及鑄鐵的補(bǔ)焊等領(lǐng)域。

氣壓焊同樣以氣體火焰為熱源，通過加熱兩對(duì)接工件的端部至一定溫度，再施加足夠壓力以形成牢固接頭，屬于固相焊接范疇。其特點(diǎn)是不需填充金屬，特別適用于鐵軌和鋼筋的焊接。

接下來介紹電渣焊，這是一種以熔渣電阻熱為能源的焊接方法。它是在立焊位置進(jìn)行，通過兩工件端面與兩側(cè)水冷銅滑塊形成的裝配間隙進(jìn)行焊接。電渣焊利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱來熔化工件端部。

電渣焊的特點(diǎn)在于其穩(wěn)定的電渣過程，與埋弧焊有顯著區(qū)別。其優(yōu)點(diǎn)包括可焊工件厚度大（從30mm到超過1000mm）以及高生產(chǎn)率。電渣焊主要用于斷面對(duì)接接頭及丁字接頭的焊接，適用于各種鋼結(jié)構(gòu)的焊接，也包括鑄件的組焊。然而，由于加熱和冷卻速度較慢，熱影響區(qū)較寬，顯微組織粗大，因此焊接后通常需要進(jìn)行正火處理。

電渣焊的局限性包括其立焊方式、不適合厚度小于30mm的工件以及焊縫長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)。在分類上，電渣焊可分為絲極電渣焊、板極電渣焊、熔嘴電渣焊和管極電渣焊等，其中絲極電渣焊是最常用的方法。它采用焊絲作為電極，適用于焊接厚度為40至450mm的焊件及較長(zhǎng)焊縫的焊接，也可用于大型焊件的環(huán)焊縫。

應(yīng)用：

在重型機(jī)械制造業(yè)中，電渣焊發(fā)揮著關(guān)鍵作用，常用于制造鍛-焊結(jié)構(gòu)件和鑄-焊結(jié)構(gòu)件。例如，重型機(jī)床的機(jī)座和高壓鍋爐等大型設(shè)備的制造都離不開它。其適用的焊件厚度范圍廣泛，從40mm到450mm不等，且材料類型多樣，包括碳鋼、低合金鋼以及不銹鋼等。

電子束焊，一種通過集中高速電子束轟擊工件表面所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。在焊接過程中，電子槍產(chǎn)生并加速電子束，從而實(shí)現(xiàn)精確的焊接。這種焊接方法包括高真空電子束焊、低真空電子束焊和非真空電子束焊，其中前兩種方法均在真空室內(nèi)進(jìn)行，適用于不同尺寸和材質(zhì)的工件。

與電弧焊相比，電子束焊的焊縫熔深大、熔寬小且金屬純度高，既適用于薄材料的高精度焊接，也適用于厚達(dá)300mm的構(gòu)件。此外，電子束焊接還可用于其他焊接方法能熔化的金屬及合金，特別適用于高質(zhì)量產(chǎn)品的制造，并能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔金屬的焊接難題。盡管如此，電子束焊在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)中可能不太適用。

電子束焊機(jī)的核心在于電子槍，它負(fù)責(zé)完成電子的產(chǎn)生、會(huì)聚和加速。在焊接過程中，燈絲通電加熱陰極，當(dāng)陰極達(dá)到一定溫度時(shí)開始發(fā)射電子。這些電子在高壓電場(chǎng)的作用下被加速，形成高速電子束。經(jīng)過聚焦線圈的會(huì)聚后，電子束以極小的直徑射向焊件，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)精確的焊接。

根據(jù)工作室的真空度不同，電子束焊可分為高真空、低真空和非真空三種類型。高真空電子束焊適用于難熔、活性、高純金屬及小零件的精密焊接；低真空電子束焊則適用于較大型的結(jié)構(gòu)件；而非真空電子束焊則需借助惰性氣體保護(hù)罩或噴嘴，適用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等多種金屬的焊接。

綜上所述，電子束焊作為一種先進(jìn)的焊接方法，在重型機(jī)械制造、航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。其高熔深、高純度及廣泛適用性等特點(diǎn)使得它成為高質(zhì)量產(chǎn)品制造的首 選。

電子束焊的顯著優(yōu)勢(shì)在于其高能量密度，最高可達(dá)5×108W/cm2，遠(yuǎn)超普通電弧的5000～10000倍。這使得熱量高度集中，熱效率極高，同時(shí)熱影響區(qū)域相對(duì)較小，從而產(chǎn)生了窄而深的焊縫，大大減少了焊接變形。此外，在真空環(huán)境中進(jìn)行焊接，金屬與氣相反應(yīng)被有效避免，進(jìn)一步增強(qiáng)了接頭的強(qiáng)度。電子束的焦點(diǎn)半徑調(diào)節(jié)范圍廣泛，控制靈活多變，使得它能夠輕松應(yīng)對(duì)從0.05mm的薄件到200～700mm厚板的焊接需求。因此，電子束焊特別適用于焊接難熔金屬、活性或高純度金屬以及熱敏感性強(qiáng)的金屬。然而，其復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)、高昂的成本、真空室對(duì)焊件尺寸的限制、高裝配精度要求，以及可能激發(fā)的X射線和較長(zhǎng)的焊接輔助時(shí)間，都在一定程度上限制了電子束焊的廣泛應(yīng)用。

激光焊，一種以大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源的焊接方式，分為連續(xù)功率激光焊和脈沖功率激光焊。其優(yōu)點(diǎn)在于無需在真空中進(jìn)行，且能進(jìn)行精確的能量控制，特別適用于精密微型器件的焊接。激光焊還能解決難焊金屬及異種金屬的焊接問題，廣泛應(yīng)用于眾多金屬領(lǐng)域。

激光的產(chǎn)生源于物質(zhì)受激勵(lì)后發(fā)出的波長(zhǎng)、頻率、方向完全相同的光束，具有單色性好、方向性好、能量密度高的特性。經(jīng)過透射或反射鏡聚焦后，激光能束直徑可小于0.01mm，功率密度高達(dá)1013W/cm2，成為焊接、切割、鉆孔及表面處理的理想熱源。在工業(yè)加工中，釔鋁石榴石（YAG）固體激光和CO2氣體激光是主要的應(yīng)用類型。

激光焊的主要優(yōu)勢(shì)包括：光學(xué)方法如光導(dǎo)纖維、棱鏡等可使激光彎曲傳輸，適用于微型零部件及其他焊接方法難以觸及的部位；高能量密度實(shí)現(xiàn)高速焊接，同時(shí)減小熱影響區(qū)和焊接變形，非常適合熱敏感材料的焊接；不受電磁場(chǎng)影響，不產(chǎn)生X射線，適用于大型結(jié)構(gòu)的焊接；可直接焊接絕緣導(dǎo)體，無需預(yù)先剝除絕緣層，也能焊接物理性能差異顯著的異種材料。

然而，激光焊也存在設(shè)備昂貴、能量轉(zhuǎn)化率低（5%~20%）、對(duì)焊件接口加工和組裝定位要求高等缺點(diǎn)。目前，它主要被應(yīng)用于電子工業(yè)和儀表工業(yè)中的微型器件焊接，以及硅鋼片、鍍鋅鋼板等的焊接。

這是以電阻熱為能源的一類焊接方法，主要包括電渣焊和電阻焊。電渣焊因其獨(dú)特性，我們將單獨(dú)進(jìn)行介紹。而電阻焊，特別是以固體電阻熱為能源的焊接方式，如點(diǎn)焊、縫焊、凸焊及對(duì)焊等，則廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。

電阻焊是通過電極對(duì)工件施加壓力，使電流通過工件產(chǎn)生的電阻熱將接觸表面熔化，從而實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。這一過程中，需要使用較大的電流，并始終保持施加壓力以防止電弧產(chǎn)生和鍛壓焊縫金屬。

電阻焊的優(yōu)點(diǎn)包括冶金過程簡(jiǎn)單、加熱時(shí)間短、熱量集中、無需填充金屬、操作簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等。同時(shí)，它還具有生產(chǎn)率高、無噪聲及有害氣體排放等優(yōu)點(diǎn)，非常適合大批量生產(chǎn)。

然而，電阻焊也存在一些缺點(diǎn)。由于缺乏可靠的無損檢測(cè)方法，焊接質(zhì)量主要依賴于工藝試樣和破壞性試驗(yàn)。此外，點(diǎn)、縫焊的搭接接頭會(huì)增加構(gòu)件重量，并可能降低接頭的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。同時(shí)，設(shè)備功率大、機(jī)械化自動(dòng)化程度高也增加了設(shè)備成本和維修難度。

盡管如此，電阻焊在汽車、飛機(jī)、儀器、家電、建筑鋼筋等行業(yè)仍有著廣泛的應(yīng)用。它適用于焊接厚度小于3mm的薄板組件，并能用于焊接各種鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合金、不銹鋼等材料。

摩擦焊，一種以機(jī)械能為能源的固相焊接方法，通過兩表面間的機(jī)械摩擦產(chǎn)生熱量，從而實(shí)現(xiàn)金屬的連接。其熱量主要集中在接合面，因此熱影響區(qū)相對(duì)較窄。在多數(shù)情況下，會(huì)在加熱結(jié)束時(shí)增加壓力，使熱態(tài)金屬受到頂鍛而結(jié)合，且通常結(jié)合面不會(huì)熔化。摩擦焊具有較高的生產(chǎn)率，原則上，只要金屬能夠進(jìn)行熱鍛，就可以采用這種方法進(jìn)行焊接。此外，它還適用于異種金屬的焊接，并可處理橫斷面為圓形、最 大直徑為100mm的工件。

摩擦焊，作為一種以機(jī)械能為能源的固相焊接技術(shù)，通過兩表面間的機(jī)械摩擦產(chǎn)生熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金屬的牢固連接。其獨(dú)特之處在于熱量主要集中在接合面，熱影響區(qū)相對(duì)狹窄。在加熱結(jié)束時(shí)增加的壓力，使熱態(tài)金屬受到頂鍛而結(jié)合，且通常結(jié)合面不會(huì)熔化。這一技術(shù)不僅具有較高的生產(chǎn)率，適用于多數(shù)金屬的熱鍛焊接，還特別適合異種金屬的焊接，并能夠處理橫斷面為圓形、最 大直徑達(dá)100mm的工件。

此外，摩擦焊還具備諸多優(yōu)點(diǎn)。它能夠提供穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，確保焊件尺寸的高精度，同時(shí)顯著降低接頭廢品率，相比電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊更具優(yōu)勢(shì)。其生產(chǎn)率極高，是閃光對(duì)焊的5～6倍。更重要的是，摩擦焊能夠連接異種金屬，如碳素鋼、低合金鋼與不銹鋼、高速鋼等，以及銅-不銹鋼、銅-鋁、鋁-鋼、鋼-鋯等組合。該技術(shù)加工費(fèi)用低廉，省電且環(huán)保，焊件無需特殊清理。同時(shí)，它易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便，且焊接過程中無火花、弧光及有害氣體產(chǎn)生。

然而，摩擦焊也存在一定的局限性。它主要靠工件旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)焊接，因此對(duì)于非圓截面的焊接較為困難。此外，盤狀工件及薄壁管件的夾持和焊接也具有一定挑戰(zhàn)性。同時(shí)，受焊機(jī)主軸電機(jī)功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最 大截面為20000mm2。另外，摩擦焊機(jī)的投資費(fèi)用較高，更適宜大批量生產(chǎn)。

擴(kuò)散焊則是一種以間接熱能為能源的固相焊接方法。它通常在真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行，通過高溫和較大壓力使兩被焊工件的表面緊密接觸并保溫一定時(shí)間，以達(dá)到原子間距離，進(jìn)而經(jīng)過原子間的相互擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)結(jié)合。在擴(kuò)散焊過程中，不僅需要清洗工件表面的氧化物等雜質(zhì)，而且要確保表面粗糙度低于一定值以保證焊接質(zhì)量。

擴(kuò)散焊的優(yōu)點(diǎn)包括能夠在不損害被焊材料性能的情況下實(shí)現(xiàn)各類同種和異種材料間的焊接，可用于制造雙層或多層復(fù)合材料；能夠焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及厚薄相差大的工件；接頭成分和組織均勻，減小了應(yīng)力腐蝕傾向；同時(shí)具有較小的焊接變形和高的接頭精度。然而，擴(kuò)散焊也存在一定的缺點(diǎn)和局限性。

綜上所述，摩擦焊和擴(kuò)散焊作為兩種不同的固相焊接技術(shù)，各自具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和適用場(chǎng)景。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體的焊接需求和條件選擇合適的技術(shù)。

擴(kuò)散焊過程中，可以與其他加工工藝如真空熱處理等同步進(jìn)行，使得多個(gè)接頭能夠一次性完成焊接，進(jìn)而顯著提升生產(chǎn)效率。

然而，擴(kuò)散焊也存在一些不足。首先，它對(duì)焊件表面的加工和清理要求非常嚴(yán)格，需要確保表面粗糙度控制在一定范圍內(nèi)。其次，由于焊接過程需要較長(zhǎng)時(shí)間，因此生產(chǎn)率相對(duì)較低。此外，擴(kuò)散焊的成本較高，設(shè)備投資也相對(duì)較大。

盡管如此，擴(kuò)散焊在特定應(yīng)用場(chǎng)景下仍具有顯著優(yōu)勢(shì)。它可以用于連接熔點(diǎn)差異大或冶金不相容的異種金屬，如金屬與陶瓷的焊接，以及鈦、鎳、鋁合金結(jié)構(gòu)件的焊接。這些應(yīng)用不僅涵蓋原子能、航空航天及電子工業(yè)等高端技術(shù)領(lǐng)域，還廣泛拓展至一般機(jī)械制造工業(yè)部門。

接下來，我們將探討另一種焊接技術(shù)——釬焊。

釬焊，一種既包含固相又包含液相的焊接方法，其能源既可以是化學(xué)反應(yīng)熱，也可以是間接熱能。在釬焊過程中，我們使用熔點(diǎn)低于母材的合金作為釬料。當(dāng)加熱時(shí)，這些釬料會(huì)熔化，并借助潤濕和毛細(xì)作用填充并保持在接頭間隙內(nèi)。而母材則保持固態(tài)，通過與液態(tài)釬料之間的相互擴(kuò)散來形成釬焊接頭。

釬焊具有諸多特點(diǎn)，如對(duì)母材物理化學(xué)性能影響小、焊接應(yīng)力和變形較小等。這使得它能夠焊接性能差異較大的異種金屬，并能一次性完成多條焊縫。此外，釬焊接頭的外觀美觀且整齊，所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)投資也相對(duì)較小。然而，釬焊接頭的強(qiáng)度和耐熱能力相對(duì)較低。

釬焊的應(yīng)用非常廣泛，包括硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、自行車車架、換熱器、導(dǎo)管以及各類容器的制造。特別是在微波波導(dǎo)、電子管和電子真空器件的制造中，釬焊往往是唯一可行的連接方法。

接下來，我們將深入了解釬焊中的兩個(gè)關(guān)鍵因素：釬料和釬劑。

釬料，作為釬焊接頭的重要組成部分，其質(zhì)量直接決定著釬焊接頭的質(zhì)量。理想的釬料應(yīng)具備適宜的熔點(diǎn)、出色的潤濕性和填縫能力，以便與母材相互擴(kuò)散。此外，還需具備一定的力學(xué)和物理化學(xué)性能，以滿足接頭的使用需求。釬焊可分為軟釬焊與硬釬焊兩大類，前者使用熔點(diǎn)低于450℃的釬料，如錫鉛釬料，廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品等領(lǐng)域；后者則使用熔點(diǎn)高于450℃的釬料，如黃銅釬料和銀基釬料，適用于受力較大的鋼和銅合金工件。

在釬焊過程中，母材的接觸面必須保持干凈，這就要借助釬劑。釬劑的主要作用是清除母材和釬料表面的氧化物、油污等雜質(zhì)，保護(hù)接觸面不被氧化，并增強(qiáng)釬料的潤濕性和流動(dòng)性。軟釬焊常用的釬劑包括松香和氯化鋅溶液，而硬釬焊則常使用硼砂、硼酸和堿性氟化物的混合物。

釬焊的加熱方法多種多樣，包括火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊等?；鹧驸F焊適用于碳鋼、不銹鋼等多種金屬的硬釬焊；感應(yīng)釬焊則適用于具有對(duì)稱形狀的焊件，如管軸類。由于加熱溫度相對(duì)較低，釬焊對(duì)工件材料的性能影響較小，焊件的應(yīng)力變形也較小。但需注意的是，釬焊接頭的強(qiáng)度和耐熱能力相對(duì)較低。

浸沾釬焊是一種將焊件局部或整體浸入熔融鹽混合物熔液或釬料熔液中的釬焊方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于加熱迅速、溫度均勻，同時(shí)焊件變形小。爐中釬焊則是利用電阻爐來加熱焊件，通過抽真空或采用還原性氣體、惰性氣體來保護(hù)焊件。

此外，還有烙鐵釬焊、電阻釬焊、擴(kuò)散釬焊、紅外線釬焊、反應(yīng)釬焊、電子束釬焊、激光釬焊等多種釬焊方法。這些方法適用于焊接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料，并能連接異種金屬和金屬與非金屬。它們特別適用于焊接受載不大或常溫下工作的接頭，以及精密、微型和復(fù)雜的多釬縫焊件。

另外，還有高頻焊、爆炸焊和超聲波焊等其他焊接方法。高頻焊利用高頻電流在工件內(nèi)產(chǎn)生的電阻熱來焊接金屬，生產(chǎn)效率高，主要用于制造管子時(shí)的縱縫或螺旋縫焊接。爆炸焊則是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的能量來實(shí)現(xiàn)金屬連接，可以焊接的異種金屬組合范圍廣泛。超聲波焊則是通過超聲波的振動(dòng)能量來焊接金屬，具有高效、環(huán)保的特點(diǎn)。

超聲波焊，一種以機(jī)械能為能源的固相焊接方法，通過聲極發(fā)出高頻振動(dòng)，使焊接工件在靜壓力下產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦并加熱至焊接溫度，從而實(shí)現(xiàn)牢固結(jié)合。這種方法適用于多種金屬材料的焊接，包括金屬、異種金屬以及金屬與非金屬，且特別適合金屬絲、箔或厚度小于2～3mm的薄板金屬接頭的批量生產(chǎn)。接下來，我們將介紹另一項(xiàng)焊接新技術(shù)——焊接機(jī)器人。