金屬焊接在很多行業都會用到,只要涉及到金屬連接,你都會去考慮如何焊接金屬件。焊接技術發展至今已經很成熟,選擇一種適合的焊接方法,會讓你的金屬焊接工作事半功倍。這篇文章將會引導你了解金屬焊接,并找到合適的焊接方法。
什么是金屬焊接?
金屬焊接是一種材料加工工藝,是指通過某種方法,把2塊或多塊分離的金屬件連接成一體。隨著工業技術的發展,焊接技術應用越來越廣,是制造業金屬加工過程中一個重要的過程。
金屬焊接有哪些方法?
金屬焊接方法有很多種,根據焊接過程中金屬的狀態和工藝特點,金屬焊接方法主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
1、熔焊
熔焊是一種將金屬件加熱熔化后連接在一起的一種焊接方法。這種方法不需要施加壓力,兩工件接口處加熱,使得金屬產生巨大的原子動力,就會使加熱金屬處形成液體狀態,兩工件金屬原子充分擴散,并相融在一起。當連接處金屬冷卻,就會形成牢固的焊縫接頭。
熔焊常見的焊接工藝有電弧焊、氣焊、激光焊等工藝。
1.1電弧焊
電弧焊也稱弧焊,是由電源供電,在電極與兩工件間放電形成電弧,電弧會轉化為熱量,高溫將電極和工件熔化并使金屬連接在一起。焊接過程中,通過低電壓和大電流產生高溫和強光,燃燒電極和工件形成熔池,冷卻形成焊縫。
這種焊接方法焊接范圍廣,可用于焊接不銹鋼、鋁、銅、高碳鋼等各類金屬。由于弧焊設備便于移動,操作方便,廣泛被應用于機械制造、建筑業、造船業等領域,比如建筑業的鋼筋連接。此外,弧焊也經常用于設備維修以及鐵路軌道的保養。
弧焊焊接正常需要用到弧焊機、焊條和面罩。是一種低成本 、應用廣泛的焊接方法,但由于技術難度大,它焊接的質量更多取決于焊工的水平。
1.2氣焊
氣焊會用到兩種氣體,可燃性氣體和助燃氣體,通過兩種氣體燃燒產生熱量,同時在兩工件間連續送入焊絲,高溫熔化金屬材料和焊絲來完成金屬連接。
氣焊經常用于鋼鐵、鋁、銅等金屬焊接。氣焊具有應用靈活,不限制應用場景,操作簡單等優勢,并且對電力沒有要求,廣泛用于野外作業和工地金屬連接。如果你要修補一條金屬管道,那用氣焊再合適不過了。
氣焊也有其局限性,焊接的質量很大程度受焊絲的質量影響,焊接后接口容易變形,生產效率比較低。
1.3激光焊
激光焊的熱源是激光束,激光束沖擊金屬工件邊緣產生熱量,形成焊池,激光離開后,熔化的金屬邊緣冷卻連接在一起。可以用于2金屬板疊加焊,對接焊、密封焊等不同工業應用。
激光焊焊接速度快,效率高,也可用于焊接非金屬,是一種比較先進的焊接技術,廣泛應用于汽車制造,電子電氣和珠寶等行業。但它無法穿透比較厚的材料,所以只適用于薄壁材料焊接,相較別的焊接方式,激光焊的設備成本稍高。
2、壓焊
與熔焊不同的是,在焊接時,壓焊需要對金屬施加一定壓力來實現焊接。且在焊接過程中,金屬材料不會熔化成液體,而是仍處于固體狀態。壓焊一般通過給金屬接頭加熱,提高金屬的塑性,在對呈塑性狀態的金屬施加壓力后,焊接接頭會更加牢固。所以在對金屬件進行壓焊時,壓力起到了很重要的作用。
隨著工業經濟發展,出現了很多新材料和新產品,這使得壓焊技術也在不斷改革更新。目前主要的壓焊工藝有電阻焊、擴散焊、摩擦焊、超聲波焊等。
2.1電阻焊
電阻焊是通過電流給金屬工件連接處加熱,電極對工件施加壓力完成焊接。電阻焊常用于焊接不銹鋼、銅、鋁、碳鋼等金屬材料,焊接質量好且穩定,因此在汽車、電子電器、航天航空等行業中起到了重要的作用。隨著科學技術的發展,電阻焊也越來越多的加入自動化,生產效率得到了進一步提升。
電阻焊按工藝方法劃分,還分為點焊、凸焊、縫焊、對焊四種工藝。如果你要焊接一個汽車零部件,把一個螺母焊接到板材上,那你就可以采用電阻焊中的凸焊技術。但由于電阻焊接設備比較笨重,不便移動,使用場景有限。焊接不同的金屬材料和厚度都需要調整一次參數,因此比較適用于大批量金屬零部件的焊接。
2.2擴散焊
擴散焊也稱擴散連接,在焊接時,對金屬表面加熱并施加壓力,使金屬材料的原子、分子相互擴散運動,在高溫和壓力作用下完成金屬連接。擴散焊可以用于同種材料連接,也可用于異種材料連接,經常用于銅、鋁、復合材料等新材料的連接。
擴散焊能同時對組裝件中的接頭進行焊接,比如焊接20層0.1毫米的銅箔。擴散焊焊接接頭牢固,且不容易變形,焊后一般不用再對工件進行加工處理。但擴散焊也具有生產效率低,設備成本高等缺點。
2.3摩擦焊
摩擦焊是在壓力作用下,利用焊件之間相對摩擦運動產生熱量實現焊接。摩擦焊一種高效節能、焊接質量好的焊接方式。與閃光對焊相比,摩擦焊熱影響區域小,更適用于連接異種金屬。
摩擦焊是一種獨特的焊接方式,它還具有耗電少、環保等優點,深受機械制造業、航天航空、能源等行業的重視。但它一般只適用于相同直徑的金屬棒材、管材的連接,對形狀及組裝位置確定好了的工件,就很難實現焊接。
2.4超聲波焊
超聲波焊是利用超聲波產生高頻振動,使得金屬接觸面產生摩擦、變形、升溫,由上下聲極施加壓力進行焊接。這是一種比較特殊的焊接方式,焊接時沒有電流通過焊件,也沒有熱源,具有摩擦焊和擴散焊的某些特征。
超聲波焊可焊接的材料比較多,可用于同種金屬和異種金屬材料焊接,比如銅、鋁、金、銀等。但更多的會用于非金屬材料焊接,比如ABS、PP、PC等這些材料,焊接效果會更好。
3、釬焊
釬焊是一種在兩金屬工件間加入低于焊件熔點的釬料,加熱使釬料熔化填充工件間的縫隙完成金屬焊接。這種焊接方法與熔焊和壓焊不同,既不需要熔化工件,也不需要施加壓力。釬焊主要用于兩搭接形式的工件焊接,且間隙一般要求在0.01-0.1毫米。
如今釬焊的適用范圍越來越廣,在機械、電子儀表燈行業得到廣泛應用。釬焊的質量主要受釬料的影響,所以當你用釬焊技術焊接金屬工件時,要選擇潤濕性好的釬料,可以充分的填充焊件。根據釬料熔點不同,釬焊也分軟釬焊和硬釬焊。
3.1軟釬焊
軟釬焊使用的釬料熔點低于450攝氏度的,軟釬焊的焊接接頭強度比較低,耐熱性差,一般多用于精密電子產品中的電氣連接和烙鐵工作。如果沒有強度要求,只要熔點高于釬料的金屬件,都可以用軟釬焊焊接。
3.2硬釬焊
硬釬焊使用的釬料熔點高于450攝氏度,焊接接頭的牢度比軟釬焊牢固。硬釬焊以銀、鋁、銅、鎳等材料為基應用比較多,釬料選擇要考慮工件材料特點和工件接口性能。硬釬焊一般適用于強度要求比較高的不銹鋼、鋁合金、銅等材料焊接,適用于高溫下工作的接頭,多用于航空航天工業和電子電器行業。
金屬焊接的種類多樣,以上提到的是我們比較常見的焊接方式,隨著焊接技術的不斷進步,越來越多的焊接方式開始出現。當考慮如何焊接你的金屬工件時,要從工件材料、形狀、工作場景等多方面去考慮,選擇合適的焊接方式。