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焊接基础知识
一、焊接技术发展概述
1、古代发展焊接技术是随着金属的应用而出现的,古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。
战国时期制造的刀剑,刀刃为钢刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天宫开物》一书记载:中国古代将铜和铁一起入炉加热经锻造打至刀、斧,用黄泥和筛细的陈久壁土撒在接口上那个,分段锻焊大型船锚。
古代焊接技术长期停留在锻焊,铸焊和钎焊水平上,使用的热源都是炉火,温度低,能量不集中,无法用于大截面,长焊缝的工件焊接,只能用于制造装饰品、简单的工具和武器。
2、近代发展 19世纪初,英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔两种能局部融化金属的热源;1885-1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳,1900年,又出现了铝热焊。
20世纪初,碳极电弧热焊和气焊得到应用,同时
还出现了薄药皮焊条电弧焊,电弧比较稳定,焊接熔池受到熔渣保护,焊接质量得到提高,使手工电弧焊进入使用阶段。电弧焊从20世纪20年代起成为重要的焊接方法。
1951年苏联的巴顿研究所创造电渣焊,成为大厚度工件的高效焊接方法。1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护焊,促进了气体保护电弧焊的发展和应用,如混合气体保护焊药芯焊丝汽渣联合保护焊和自保护电弧焊。
1957年美国的盖奇发明等离子弧焊;40年代德国和法国发明的电子束焊接也得到进一步的发展和应用,60年代又出现激光焊等离子,电子束和激光焊接方法,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大改善了材料的焊接性。是许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。
其他的焊接技术还有1887年,美国的汤普森发名了电阻焊并用于薄板的电焊和缝焊,20世纪20年代用闪光对焊的方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入使用阶段。
二、焊接的定义与特点
1、焊接的定义
根据国标GB/T3375-94《焊接术语》,焊接是“通过加热或加压,或加热加压并用,并且用或不用填充材料,使工件达到原子间结合的一种方法”。
截止目前位置,锅炉压力容器无损检测所涉及的领域为金属部分,故我们本章只讨论金属的焊接。
2、焊接的优点
焊接与螺钉连接铆接、铸件及锻件相比具有下列
优点:
1)节省金属材料,减轻结构重量,且经济效益好。
2)生产周期短,生产效率高。
3)结构强度高,接头密封性好。
4)焊接工艺过程容易实现机械化和自动化。
3、焊接的局限性
1)用焊接方法加工的结构易产生较大的焊接变形和残余应力。
2)焊接接头中存在着一定数量的缺陷。
3)焊接接头具有较大的性能不均匀性。
4)焊接过程中产生高温、强光及一些有毒气体。
焊接方法的分类
按照工艺特点可将焊接分为三大类,即熔焊、压焊和钎焊。
1、熔焊
使被连接的构件处局部加热熔化成液体,然后再冷却结晶成一体的方法称为熔焊。
2、压焊
利用摩擦、扩散和加压等物理作用,克服两个连接表面的不平度,除去氧化膜及其他污染物,使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离,从而在固态条件下实现的连接统称固相连接。由于焊接时必须加压,因此称压焊。
3、钎焊
采用熔点比母材低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热至高于钎料熔点,但低于母材熔点的温度,
利用毛细作用使液态料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散连接焊件的方法称为钎焊。