焊接的定义、分类及物理本质.docx
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1、焊接是一种重要的材料加工工艺。随着人类社会对物质文明的追求、各种新型材料的不断开发及科学技术的不断发展,焊接技术已成为一门独立的学科,其具有结构形式多样、复杂,异种材料间实现一体连接,制造工序较简单的特点。已广泛地应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、核动力工程、微电子技术、桥梁、船舶、潜艇以及各种金属结构等工业部门。在推动我国的经济建设和发展科学事业上,焊接技术将起重要的作用。现简单介绍焊接相关的基础知识。1.焊接的相关定义焊接:通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件达到结合的一种方法。焊接方法:指特定的焊接方法,如埋弧焊、气保焊等,其含义包括该方法涉及的冶金、电、物理
2、、化学及力学原则等内容。焊接工艺:制造焊件所有关的加工方法和实施要求,包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等。焊接工艺规范(规程):制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。焊接技能:手焊工或焊接操作工执行焊接工艺细则的能力。2.焊接方法的分类常用的焊接方法分为以下三类:熔焊(熔化焊):将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。焊接过程中将焊件加热至熔化状态,不加压力完成的焊接方法通称为熔焊。压焊:焊接过程中,必须对焊件施加压力(加热或不加热),以完成焊接的方法。包括固态焊、热压焊、锻焊、扩散焊、气压焊及冷压焊等。钎焊:硬钎焊和
3、软钎焊的总称。采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。3.焊接过程的物理本质被焊工件的材质(同种或异种)通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接。不仅在宏观上形成了永久性的接头,而且在微观上建立了组织上的内在联系。对金属而言,焊接金属之间依靠金属键进行结合,其结合力大小决定于二者之间的引力与斥力共同作用的结果,当原子间的距离为rA时,结合力最大。对于大多数金属,rA0.30.5nm,当原子间的距离大于或小于rA时,结合力都显著降低。从理论来讲,就是当两个被焊的固体金属表面接近到相距rA时,就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程,从而形成金属键,达到焊接的目的。然而,只是理论上的条件,事实上即使是经过精细加工的表面,在微观上也会存在凹凸不平之处,更何况在一般金属的表面上还常常带有氧化膜、油污和水分等吸附层。这样,就会阻碍金属表面的紧密接触。在焊接工艺上一般采取施加压力(破坏接触表面氧化膜,增加接触面积)及加热(破坏氧化膜,降低金属变形阻力,促进扩散、化学反应、结晶/再结晶)的措施,以克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素。
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