§ 4 焊接工艺基础焊 接 是将两个分离的金属通过加热或加热、加压，产生原子的结合与扩散作用而形成永久性连接的工艺方法。
根据焊接原理，焊接可分为三大类：
⑴ 熔焊 利用局部加热，使焊件接头处熔化并加入填充金属，
待其冷却凝固后连接成整体的焊接方法，如气焊、电弧焊、
电渣焊、等离子弧焊和激光焊等。
⑵ 压焊 利用加热或其它方法使金属接头处于半熔化或高塑性状态，在足够的压力下产生塑性变形，通过原子间的结合连结金属的方法，如电阻焊、摩擦焊等。
⑶ 钎焊 利用低熔点钎料被加热熔化，在焊件接头处与母材相互扩散而形成焊接接头的方法。钎焊可分为 软钎焊 和 硬钎焊 。
§ 4 焊接工艺基础一,焊接电弧及其冶金过程特点
§ 4.1 手 弧 焊
1,焊接电弧焊接电弧是在焊条与工件之间的介质中产生的强烈而持久的放电现象。直流电焊时，电弧阳极区热量占 43%,阴极区占 36%,弧 柱区占 21%。用结构钢焊条焊接钢材时,阳极区温度可达 2600K，
阴极区温度可达 2400K,弧柱区可达 6000～ 8000K(如图 4-1)。
正接法,工件接正极,焊条接负极 ; 反接法,工件接负极,焊条接正极。交流电弧焊时,两极温度都在 2500K左右。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,手弧焊的焊接过程手弧焊的焊接过程如图 4-2,
(1) 电弧在焊条与被焊件之间燃烧,电弧热使工件
(基本金属 )和焊条同时熔化成熔池,焊条金属熔滴借重力和电弧气体吹力的作用过渡到熔池中 ;
(2) 电弧还使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和气体,对熔化金属和熔池起保护作用,(3) 当电弧向前移动时,熔池冷却凝固而新的熔池不断产生,最终形成连续的焊缝。
§ 4 焊接工艺基础
3,电弧焊的冶金过程特点用涂料焊条进行焊接时,熔化金属、熔渣和气体三者之间发生一系列冶金物理化学反应，
与一般的冶炼过程相比有如下特点：
① 焊接电弧和熔池金属的温度高于一般的冶炼温度，金属烧损严重，产生的有害杂质较多；
② 金属熔池体积小，熔池四周是冷金属，凝固速度快，各种反应为非平衡反应，容易产生化学成分不均、气体和夹渣等缺陷。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础针对以上问题，提高焊缝质量的有效措施为：
① 造成有效的保护，限制空气浸入焊接区。焊条药皮、自动焊熔剂和惰性保护气体都起这个作用；
② 在焊条药皮中 (或焊剂 )中加入有用合金元素
(如铁、锰等 )以保证焊缝的化学成分；
③ 在药皮或焊剂中加入锰铁、硅铁等进行脱氧、
脱硫和脱磷。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊二,电焊条手弧焊焊条由焊芯和药皮两部分组成。
牌 号 化学成分 [质量分数 (%)] 用 途Fe C Mn Si Cr Ni S P
H08 余 ≤
0.10
0.3
～
0.55
≤
0.03
≤
0.20
≤
0.30
＜
0.04
＜
0.04
一 般焊接结构
H08A 余 ≤
0.10
0.3
～
0.55
≤
0.03
≤
0.20
≤
0.3
＜
0.03
＜
0.03
重 要 的焊接结构
H08-MnA 余 ≤
0.10
0.8
～
1.10.
≤
0.07
≤
0.20
≤
0.30
＜
0.03
＜
0.03
用 做 埋 弧自动焊钢丝
1,焊芯焊芯起导电和填充焊缝金属的作用,其化学成分和杂质含量直接影响焊缝质量,碳素钢焊芯材料见表 4-1,可见,材料中 S,P含量很低,C含量也低,并且 Si含量控制严格,这样可减少焊接时产生气孔和夹渣,
表 4-1 碳素钢焊接钢丝的牌号和化学成分
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,焊条药皮原 料名焊条号大理石菱苦土长石云母金红石钛白粉石英砂白泥萤石钛铁硅铁钼铁中碳锰铁纯碱木屑结 422 14 7 8 10 25 10 11 13 2
结 502 15 6.5 6 7 26.5 9 12 2 17
结 507 52 1.5 7 18 12 4 4.5 1
原 料作 用 造气、造渣、稳弧 造渣、稳弧 造 渣脱 氧,
合金化,造渣 稳弧造气,
脱 氧药皮的作用是：①容易引弧和提高电弧的稳定性；
②造气、造渣包围和覆盖熔池，保护焊缝；③提供合金元素渗入焊缝,保证焊缝的机械性能和焊接工艺性能。药皮的配方及原材料的作用见表 4-2。
表 4-2 常用电焊条药皮配方
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
3,焊条的种类及编号焊条按牌号分为结构钢焊条、不锈钢焊条、
堆焊焊条、铸铁焊条等 十大类,如结构钢焊条的牌号,结 422,“结”表示结构钢焊条,“42”表示焊缝金属抗拉强度最低值的 1/10(即 420MPa),最后的,2”表示药皮类型为钛钙型,属于酸性焊条,
交直流电两用,
焊条钢芯的直径即焊条直径，最小的为 0.4
mm，最大的为 9mm，以直径为 3.2～ 5mm的应用最广。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊焊条按熔渣化学性能分为酸性焊条和碱性焊条。
酸性焊条 药皮中主要含有 SiO2,TiO2,MnO等和少量有机物，熔渣呈酸性，熔渣的氧化性较强，合金元素烧损较大。焊缝中氧、氮含量较高，脱硫能力差，且氢含量较多，焊缝塑性、韧性差，易产生裂纹。
但酸性焊条稳弧性好，焊接操作工艺性好，价格较低，
交直流两用，应用广泛。
碱性焊条 药皮中含有较多的 CaO,FeO,MnO、
Na2O等，熔渣呈碱性，属低氢焊条，焊缝抗裂性好。
常用直流电弧焊。结构钢焊条牌号中末位数字为 1～ 5
的属酸性焊条,6,7为碱性焊条； 1～ 6可交直流两用，
7只能直流焊。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
4,焊条的选用原则焊条的种类很多，各有其适用范围，通常是根据焊件化学成分、机械性能、抗裂性、耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条类型及牌号。
① 对低碳钢和普通低合金钢结构，一般按钢材强度等级来选用相应焊条。应注意两者强度等级的区别。
② 同一等级的酸性焊条或碱性焊条的选用，主要考虑焊接件的结构形状 (简单或复杂 ),钢板厚度、
载荷性质 (动载或静载 ) 和钢材的抗裂性能而定。
§ 4 焊接工艺基础
③ 低碳钢与低合金结构钢焊接，按强度较低的钢材选用相应的焊条。
④ 铸铁因含碳量高等原因，一般选用碱性焊条并配以适当的工艺措施。
⑤ 焊接不锈钢或耐热钢等特殊性能要求的钢材，
应选用相应的专用焊条。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊三,焊接接头的组织和性能
1,焊接工件上温度的变化与分布 焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。但随着各点金属所在位置的不同，其最高温度是不同的 (如图 4-3),且在不同时间达到该点的最高温度。总的来说，在焊接过程中，焊缝受到一次冶金过程，焊缝附近区域相当受到一次不同规范的热处理，其组织和性能发生相应的变化。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,焊接接头金属组织和性能的变化图 4-4为低碳钢焊接时焊缝和焊件附近上各点所加热的温度对应于相图上的组织状态。根据金属被加热时的状态，焊接接头可分为焊缝区和热影响区。 (Ⅰ,Ⅱ,
Ⅲ,Ⅳ 分别对应着图 4-3中的点 1,2,3
和 4)
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
(1) 焊缝区焊缝区的金属被加热熔化后随即冷却结晶，其结晶方向是从熔池底侧面指向焊缝中心，故形成柱状铸态组织。低熔点的硫、磷杂质和氧化铁等易偏析集中于焊缝中心区，影响焊缝性能。
§ 4 焊接工艺基础
(2) 热影响区焊缝附近的热影响区可分为熔合区、过热区、正 火区和部分相变区。
Ⅰ 熔合区 即半熔化区，其组织为过热粗晶，宽度很窄 (0.1～ 1mm),其强度、塑性和韧性都下降，易应力集中，它决定着焊接接头的性能。
Ⅱ 过热区 该区奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，
其塑性和韧性下降，也是焊接接头的薄弱区，易产生裂纹。
Ⅲ 正火区 该区金属发生重结晶，冷却后为均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其性能优于母材。
Ⅳ 部分相变区 该区珠光体和部分铁素体发生重结晶,
使晶粒细化,部分铁素体来不及转变,冷却后晶粒大小不均,性能略差。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础
3,改善焊接热影响区组织性能的方法
§ 4.1 手 弧 焊焊接热影响区的存在在焊接过程中不可避免，对于重要钢结构、合金钢结构或用电渣焊接的构件，要注意热影响区的危害，必须采取一定的改善措施：
①碳素钢与低合金钢构件，采用焊后正火处理。
②对焊后不能热处理的金属材料或构件，通过正确选择焊接方法与焊接工艺来减少焊接热影响区的范围。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊四,焊接应力与变形
1,焊接应力与变形产生的原因在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热，会产生焊接应力和变形。图 4-5为平板对接焊缝的应力和变形过程示意图,
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,焊接变形的基本形式
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
3,减少焊接应力与变形的工艺措施
① 焊前预热及焊后热处理 (去应力退火 )；
② 选择合理的焊接次序：使焊接应力和变形互相抵消或使焊件焊缝部分能进行自由收缩 (图 4-7)；
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
④ 反变形法：预先估计或测算好焊接变形量，将焊件安装呈与变形方向相反的位置，焊后抵消焊接变形 (图 4-8)。
③ 刚性固定法：焊前将焊件固定夹紧,利用材料的塑性变形减少焊接过程中的变形
(适用于塑性好的材料 )；
§ 4 焊接工艺基础
⑤ 锤击焊缝法：在焊接过程中轻击焊缝，使其产生微量塑性变形，减少焊接应力；
⑥ 对焊后已形成的变形，可采用机械矫正法和火焰矫正法来矫正 (图 3-9)。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法一,埋弧自动焊
1,埋弧自动焊的焊接过程
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
2,埋弧自动焊的特点
① 生产率高,其生产率比手弧焊提高 5～ 10倍；
② 焊接质量好 ；焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观；
③ 成本低,因焊接电流大、熔深大,小于 20mm
厚 的焊件可不开坡口，可节省更换焊条的时间和焊条头的浪费,未熔化的焊剂可回收使用。
④ 劳动条件好,看不到弧光,烟雾也少,劳动强度低。
⑤ 适应性差,只适合平焊直线长焊缝和较大直径的环形焊缝，不能焊小于 6mm的钢板。
⑥ 焊前准备工作严格
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法二,气体保护焊常用的保护气体为氩气和二氧化碳。
1,氩弧焊及其特点氩弧焊又分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊，其焊接过程如图。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
(2) 熔化极氩弧焊以连续送进的金属丝做电极并填充焊缝,可采用自动焊或半自动焊,可选较大的焊接电流,适用板材厚在 25mm以下的焊件。
(1) 钨极氩弧焊电极常用钍钨棒或铈钨棒做,焊接时钨棒仅有少量损耗。焊接电流不能过大，只能焊 4mm以下的薄板。焊钢材板：直流正接法；焊铝、镁合金：直流反接法或交流电源 (交流电可减少钨极损耗 )。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
(3) 氩弧焊的特点
1) 焊接过程无冶金反应，焊接质量好，适用焊非铁金属和各种合金钢；
2) 电弧热量集中，熔池小，热影响区小，故焊后变形小；
3) 电弧稳定，金属飞溅少，焊缝无熔渣、美观；
4) 可全方位焊接，且明弧操作，便于观察、控制和调整；
5) 氩气成本高，一般情况下不采用。
§ 4 焊接工艺基础这是近十几年发展起来的新工艺。焊接时，电流的幅值按一定的频率由高到低周期的变换，其电流波形如图 4-12。高值脉冲电流时形成熔池、
低值基本电流时加热少、熔池凝固 。
(4)钨极脉冲氩弧焊
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法钨极脉冲氩弧焊的特点为：
1) 焊缝熔化凝固易于控制,避免薄件烧穿,适于焊 0.1～ 5mm的钢材 或钢管,能实现单面焊双面成形,保证根部焊透；
2) 适合于各种空间位置焊接，易于实现全位置自动化；
3) 焊接规范容易调节，可减少裂纹倾向和焊接变形；
4) 焊缝质量稳定，接头机械性能高于普通氩弧焊。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
2,CO2气体保护焊及其特点
(1) CO2气体保护焊的焊接过程
§ 4 焊接工艺基础
(2) CO2气体保护焊的特点
a) CO2气体来源广、价格低，其焊接成本只有埋弧自动焊和手弧焊的 40%～ 50%；
b) CO2保护焊焊缝含氢量低，抗裂性好；电弧集中，
热影响区小，变形和裂纹倾向小；
c) 焊接时电流密度大，熔深大，焊接速度快，无清渣过程，故生产率高；
d) 可进行全方位的焊接，可焊 1mm左右厚的薄钢板，
常用于焊 30mm以下的低碳钢和低合金钢的焊接；
e) CO2是氧化性保护气体，焊接时液滴飞溅大，焊缝不够平滑，只能采用直流电焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法三,电渣焊
1,电渣焊工艺过程
2,电渣焊的特点
① 生产率高,
适用于焊 40mm以上厚度的结构焊接,且一次焊成,
② 焊缝缺陷少：
不易产生气孔、夹渣和裂纹等缺陷,
③ 成本低：
省电和省熔剂；
④焊件需正火热处理
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法四,等离子弧焊及其特点它是利用等离子弧发生装置使电弧经过喷嘴的细孔道使电弧收缩
(机械压缩效应 ),由通入的等离子气 (Ar或 N2)冷气流迫使电弧进一步压缩 (热压缩效应 ),电弧中带电粒子流在电弧自身磁场电磁力的作用下又一次被压缩 (磁压缩效应 )，
产生很细的能量高度集中的等离子弧 进行的焊接方法 (图 4-15).
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
① 等离子弧能量密度大 (105～ 106w/cm2)，弧柱温度高 (20000K)，穿透能力强，可单面焊接双面成形；
② 焊接电流小到 0.1A，等离子弧仍能保持良好的挺直性和方向性，可焊厚度为 0.025mm的金属箔材；
③ 焊接速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小,焊缝质量高。
④ 可焊接难熔、易氧化和热敏感性强的材料，如钼、
钨、钛、镍等合金和双金属焊接；
⑤ 焊接设备复杂，气体消耗量大，宜在室内焊接。
等离子弧焊的特点：
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法五,激光焊及其特点激光焊是利用激光通过聚焦后产生的光斑,将光能转化为热能,使金属熔化形成焊接接的方法 (图 4-16)。
固体激光器 → 脉冲激光焊气体激光器 → 连续激光焊
§ 4 焊接工艺基础激光焊的特点：
① 能量密度大 (1013W/cm2)，热量集中，焊接时间短，生产率高，而且热影响区小，变形小，可焊精密零件和热敏感材料；
② 激光能量释放极其迅速,被焊材料不易氧化,可直接在大气中焊接；
③ 可对一般焊接方法难以接近的部位进行焊接和对内部金属进行焊接；
④ 可焊接异种金属材料，和金属与非金属的焊接。
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法六,电阻焊电阻焊属于压焊，是利用电流通过焊件接触面所产生的电阻热，将焊件局部加热到高塑性或半熔化状态，并在一定的压力下结晶凝固形成焊接接头的方法。它需采用大电流、低电压的大功率电源。
电阻焊的生产率高，焊接变形小，不需要填充金属，劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产。但焊接设备复杂，耗电量大，对焊件厚度和接头形式有一定限制,常适用于大批量生产。
电阻焊的基本形式有点焊、缝焊和对焊。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
1,点 焊点焊焊接过程如图 4-17，点焊接头形式如图 4-
18。
§ 4 焊接工艺基础点焊时电流会产生分流现象，即有一部分电流通过已焊好的焊点，使焊接电流减少而影响焊接质量。焊件厚度越大，材料导电性越好，
则分流现象越严重。因此两焊点间有一最小间距 (表 4-3)。
表 4-3 结构钢点焊的焊点间最小距离 (mm)
工 件 厚 度 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
焊点最小距离 7 10 11 12 13 14 18 20 24 28 32
点焊主要适用于薄板结构 (≤4mm)和钢筋构件。主要广泛应用于汽车,飞机、机车、电子仪表和日常生活等生产部门。
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础缝焊的电极是一对旋转的圆盘 (滚轮 )，焊件在滚轮间一边随滚轮转动而送进，
一边受压通过脉冲电流，得到连续的相互重叠的焊点组成的焊缝。
缝焊时焊点互相重叠，
焊件密封性好，但分流现象严重，故缝焊需要的焊接电流较点焊高出 50%～ 100%，
焊件厚度 ≤3mm。一般采取连续送进、间断通电的操作。
2,缝 焊
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础
3,对 焊
§ 4.2 其它焊接方法对焊是用对接的方式，在整个接触面上通电产生电阻热使焊件连接在一起的焊接方法。根据焊接过程的不同，可分为电阻对焊和闪光对焊。
§ 4 焊接工艺基础七,钎 焊
§ 4.2 其它焊接方法钎焊是将熔点比焊件低的钎料加热熔化后渗入固态焊件间的间隙内，将焊件连接起来的焊接方法。
根据钎料的熔点不同钎焊可分为硬钎焊和软钎焊。
1 硬钎焊钎料熔点高于 450℃,接头强度较高 (＞ 200MPa)，
主要用于受力较大或工作温度较高的工件。常用的钎料有铜基、银基和镍基合金等。熔剂为硼砂、硼酸、氯化物和氟化物的各种组成物。主要用于受力较大的钢材、铜合金构件的焊接和刀具、工具的焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
2 软钎焊钎料低于 450℃,接头强度低 (≤100MPA )，
主要用于受力较小或工作温度较低的工件。常用的钎料是锡铅合金 (焊锡 )。熔剂是松香、氯化锌或氯化铵溶液。软钎焊广泛用于受力不大的钢结构、铜合金构件和仪表、导电元件的焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法钎焊的加热方式有烙铁加热、火焰加热、电阻加热、
炉内加热和盐浴加热等，其中烙铁加热温度低，只适合软钎焊。
常见钎焊的接头形式如图 4-21。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法钎焊的特点是：
① 工件加热温度较低，组织和性能变化很小，
变形也小。接头光滑平整，工件尺寸精确。
② 可焊接性能差异很大的异种金属,对工件厚度无限制。
③ 对工件整体加热时，可同时钎焊由多条焊缝组成的复杂形状构件，生产率高。
④ 钎焊设备简单，生产投资费用少。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接一,金属材料的焊接性焊接性 是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式下，获得优质焊接接头的难易程度。即金属材料在一定的焊接工艺条件下，表现出,好焊”和“不好焊”的差别。
材料的焊接性不是一成不变的，同一种金属材料，采用不同的焊接方法、焊接材料与焊接工艺 (包括预热和热处理等 )，其焊接性可能有很大的差别，
如钛及其合金的焊接。
焊接性包括两个方面：一是 工艺焊接性,主要指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的可能性；二是 使用焊接性,主要指焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的机械性能及其它特殊性能 (如耐热、耐蚀性能等 )。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接各种钢材的焊接性常用碳当量 CE (%)表示：
CE =wC+wMn/6+(wCr+wMo+ wV) /5+ (wNi+wCu)/15
式中各项均为该元素在钢中的质量分数。
CE ＜ 0.4%时，钢材塑性良好,淬硬倾向不明显,焊接性良好；
CE ＝ 0.4%～ 0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，焊接性较差；
CE ＞ 0.6%时，钢材塑性较低,淬硬倾向很强,
焊接性不好。
§ 4 焊接工艺基础二,碳钢及低合金钢的焊接
§ 4.3 常用金材的焊接
1,碳钢的焊接低碳钢 的含碳量少，焊接性良好。焊接过程中不需要任何特殊的工艺措施，几乎所有的焊接方法都能获得优质焊接接头。
中碳钢 随着碳含量的增加焊接性变差。应适当进行预热 (CE ＜ 0.45%时,150℃ ～ 250℃,CE
＞ 0.45%时,150℃ ～ 250℃ )，并采用选用抗裂性能好的低氢型焊条，采用细焊条、小电流开坡口多层焊、焊后缓冷和去应力退火等工艺。
高碳钢 的焊接型很差，一般只对高碳钢工件进行焊补，而不进行结构焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接
2,低合金钢的焊接低合金钢 的 CE ＜ 0.4%时，焊接性良好。在室温下的焊接性与低碳钢接近。
当 低合金钢 的 CE = 0.4%～ 0.6%时，
焊接性较差，焊前一般需预热，焊接时工艺措施要求严格，选用低氢焊条及焊后进行退火处理，以避免产生裂纹和变形。
§ 4 焊接工艺基础三,铸铁的补焊
§ 4.3 常用金材的焊接
1,铸铁的焊接性铸铁碳、硅含量高，塑性很差，属于焊接性很差的材料。基本不考虑作为 焊接结构件,只是对铸造生产时产生的一些铸造缺陷或在使用过程中铸件产生的局部破损进行焊补和修复。铸铁件的焊补和修复常用手弧焊和气焊，焊补方法分为热补焊和冷补焊。
铸件在焊接时易产生以下问题：
① 熔合区易产生白口组织和淬火组织 ;
② 铸铁因强度低、塑性差，焊接时极易产生裂纹 ;
③ 铸铁因碳、硅含量高，焊接时极易产生 CO,CO2
和熔渣，易产生气孔和夹渣缺陷 ;
④ 铸铁熔化后，流动性好，只适合平焊,
§ 4 焊接工艺基础
2,热补焊热补焊是铸件焊前预热到 600℃ ～ 700℃,焊后缓冷的方法。热焊法成本较高，劳动条件差，
生产率低，一般用于焊补需要切削加工的形状复杂的铸件和重要铸件,如内燃机 缸盖和气缸体等。
§ 4.3 常用金材的焊接
3,冷补焊冷补焊是铸件不预热或预热温度在 400℃ 以下的焊接方法，主要用于焊补质量要求不高的铸件。焊接时采用细焊条小电流、短弧分段焊接工艺,焊后随即轻轻锤击焊缝以松弛应力防止裂纹。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接四,非铁金属的焊接非铁金属的焊接性较差，因为：
① 容易氧化 ② 吸气性大
③ 导热系数大 ④ 线膨胀系数大铝合金的焊接常用氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。其中，以氩弧焊质量最好。
铜合金的焊接常用氩弧焊,气焊、手弧焊和钎焊。同样,也是以氩弧焊质量最好。焊芯为紫铜和磷青铜焊丝,焊紫铜和锡青铜的熔剂为硼砂和硼酸，
焊接铝青铜时熔剂为氯化物和氟化物。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性设计焊接件时,不仅要考虑到焊件的使用性能，
还要考虑焊件结构的工艺性能，使焊件生产简便、质量优良、成本低廉。焊件结构工艺性应包括结构材料的选择、接头形式、焊缝布置等方面。
一,焊接结构材料的选择
1,在满足焊接件使用性能的前提下，应尽量选用焊接性能良好的材料。低碳钢和普通低合金钢的焊接性良好，价廉，焊接工艺简单，易于保证焊接质量，
应优先选用。而＞ 0.5%C的碳钢和碳当量＞ 0.6%的合金钢焊接性能不好，应尽量避免采用。
在选用两种不同材料进行焊接时，应注意它们焊接性的差异。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
2,在设计焊接结构时，应多采用工字钢、槽钢和钢管等成型材料，对形状比较复杂的部分可以采用铸钢、
锻钢和冲压件来焊接。这样可减少焊缝数量、简化焊接工艺，还可以增加结构件的强度和钢度，如图 4-22。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
3,焊接结构件应尽量采用同等厚度的材料焊接，有利于避免应力集中、接头两边受热不均而产生焊不透等缺陷。如采用厚度不等的材料焊接时应在较厚的板材上加工出过渡形式，如图 4-23。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性二,焊接接头形式
1,常见接头形式 接头基本形式有对接接头、搭接接头、角接接头和 T形接头。接头形式的选择主要根据结构形状、使用要求和焊接生产工艺而定。
2,接头形式的选用对接接头应力分布均匀、接头质量容易保证、节省材料，是使用最多的接头形式，重要的受力焊缝应尽量选用。但焊前准备和装配要求较高。
搭接接头不需开坡口、装配要求不高，常应用于受力不大的架结构，但搭接接头受力时产生附加弯矩，
且金属消耗量较大，一般应避免采用。
当接头构成直角或一定角度连接时，则必须采用角接接头和 T形接头。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
3.坡口形式、选用及加工要求当焊件厚度较大时，为保证焊透，接头处应根据工件厚度加工出各种坡口，如图 4-24(a),(b),(c) 。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性由上图可知，常用的坡口形式为 I形坡口,V形坡口,X形坡口,U形坡口和 K形坡口等。
V形和 U形坡口单面焊，焊条容易到位，但焊后变形较大，焊条消耗量也大。 X形和双 U形坡口受热均匀，变形小,焊条消耗较少,但必须双面施焊，有时受焊件结构所限制。
因此，坡口形式的选择主要根据板厚和熔透要求，同时应考虑坡口加工经济性和焊接工艺性。通常，要求焊透的重要受力焊缝应尽量采用双面焊，
以利于保证质量。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性三,焊缝的布置
1,焊缝的位置应便于操作
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
2,焊缝应避开应力最大和应力集中的部位
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
3,焊缝布置应尽可能分散焊缝的交叉和密集使接头部位严重过热，组织恶化，性能下降，而且会产生变形和裂纹 (图 4-27)。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
4,焊缝位置应尽可能对称，以便减少变形
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
5,焊缝位置应远离加工表面
根据焊接原理，焊接可分为三大类：
⑴ 熔焊 利用局部加热，使焊件接头处熔化并加入填充金属，
待其冷却凝固后连接成整体的焊接方法，如气焊、电弧焊、
电渣焊、等离子弧焊和激光焊等。
⑵ 压焊 利用加热或其它方法使金属接头处于半熔化或高塑性状态，在足够的压力下产生塑性变形，通过原子间的结合连结金属的方法，如电阻焊、摩擦焊等。
⑶ 钎焊 利用低熔点钎料被加热熔化，在焊件接头处与母材相互扩散而形成焊接接头的方法。钎焊可分为 软钎焊 和 硬钎焊 。
§ 4 焊接工艺基础一,焊接电弧及其冶金过程特点
§ 4.1 手 弧 焊
1,焊接电弧焊接电弧是在焊条与工件之间的介质中产生的强烈而持久的放电现象。直流电焊时，电弧阳极区热量占 43%,阴极区占 36%,弧 柱区占 21%。用结构钢焊条焊接钢材时,阳极区温度可达 2600K，
阴极区温度可达 2400K,弧柱区可达 6000～ 8000K(如图 4-1)。
正接法,工件接正极,焊条接负极 ; 反接法,工件接负极,焊条接正极。交流电弧焊时,两极温度都在 2500K左右。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,手弧焊的焊接过程手弧焊的焊接过程如图 4-2,
(1) 电弧在焊条与被焊件之间燃烧,电弧热使工件
(基本金属 )和焊条同时熔化成熔池,焊条金属熔滴借重力和电弧气体吹力的作用过渡到熔池中 ;
(2) 电弧还使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和气体,对熔化金属和熔池起保护作用,(3) 当电弧向前移动时,熔池冷却凝固而新的熔池不断产生,最终形成连续的焊缝。
§ 4 焊接工艺基础
3,电弧焊的冶金过程特点用涂料焊条进行焊接时,熔化金属、熔渣和气体三者之间发生一系列冶金物理化学反应，
与一般的冶炼过程相比有如下特点：
① 焊接电弧和熔池金属的温度高于一般的冶炼温度，金属烧损严重，产生的有害杂质较多；
② 金属熔池体积小，熔池四周是冷金属，凝固速度快，各种反应为非平衡反应，容易产生化学成分不均、气体和夹渣等缺陷。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础针对以上问题，提高焊缝质量的有效措施为：
① 造成有效的保护，限制空气浸入焊接区。焊条药皮、自动焊熔剂和惰性保护气体都起这个作用；
② 在焊条药皮中 (或焊剂 )中加入有用合金元素
(如铁、锰等 )以保证焊缝的化学成分；
③ 在药皮或焊剂中加入锰铁、硅铁等进行脱氧、
脱硫和脱磷。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊二,电焊条手弧焊焊条由焊芯和药皮两部分组成。
牌 号 化学成分 [质量分数 (%)] 用 途Fe C Mn Si Cr Ni S P
H08 余 ≤
0.10
0.3
～
0.55
≤
0.03
≤
0.20
≤
0.30
＜
0.04
＜
0.04
一 般焊接结构
H08A 余 ≤
0.10
0.3
～
0.55
≤
0.03
≤
0.20
≤
0.3
＜
0.03
＜
0.03
重 要 的焊接结构
H08-MnA 余 ≤
0.10
0.8
～
1.10.
≤
0.07
≤
0.20
≤
0.30
＜
0.03
＜
0.03
用 做 埋 弧自动焊钢丝
1,焊芯焊芯起导电和填充焊缝金属的作用,其化学成分和杂质含量直接影响焊缝质量,碳素钢焊芯材料见表 4-1,可见,材料中 S,P含量很低,C含量也低,并且 Si含量控制严格,这样可减少焊接时产生气孔和夹渣,
表 4-1 碳素钢焊接钢丝的牌号和化学成分
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,焊条药皮原 料名焊条号大理石菱苦土长石云母金红石钛白粉石英砂白泥萤石钛铁硅铁钼铁中碳锰铁纯碱木屑结 422 14 7 8 10 25 10 11 13 2
结 502 15 6.5 6 7 26.5 9 12 2 17
结 507 52 1.5 7 18 12 4 4.5 1
原 料作 用 造气、造渣、稳弧 造渣、稳弧 造 渣脱 氧,
合金化,造渣 稳弧造气,
脱 氧药皮的作用是：①容易引弧和提高电弧的稳定性；
②造气、造渣包围和覆盖熔池，保护焊缝；③提供合金元素渗入焊缝,保证焊缝的机械性能和焊接工艺性能。药皮的配方及原材料的作用见表 4-2。
表 4-2 常用电焊条药皮配方
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
3,焊条的种类及编号焊条按牌号分为结构钢焊条、不锈钢焊条、
堆焊焊条、铸铁焊条等 十大类,如结构钢焊条的牌号,结 422,“结”表示结构钢焊条,“42”表示焊缝金属抗拉强度最低值的 1/10(即 420MPa),最后的,2”表示药皮类型为钛钙型,属于酸性焊条,
交直流电两用,
焊条钢芯的直径即焊条直径，最小的为 0.4
mm，最大的为 9mm，以直径为 3.2～ 5mm的应用最广。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊焊条按熔渣化学性能分为酸性焊条和碱性焊条。
酸性焊条 药皮中主要含有 SiO2,TiO2,MnO等和少量有机物，熔渣呈酸性，熔渣的氧化性较强，合金元素烧损较大。焊缝中氧、氮含量较高，脱硫能力差，且氢含量较多，焊缝塑性、韧性差，易产生裂纹。
但酸性焊条稳弧性好，焊接操作工艺性好，价格较低，
交直流两用，应用广泛。
碱性焊条 药皮中含有较多的 CaO,FeO,MnO、
Na2O等，熔渣呈碱性，属低氢焊条，焊缝抗裂性好。
常用直流电弧焊。结构钢焊条牌号中末位数字为 1～ 5
的属酸性焊条,6,7为碱性焊条； 1～ 6可交直流两用，
7只能直流焊。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
4,焊条的选用原则焊条的种类很多，各有其适用范围，通常是根据焊件化学成分、机械性能、抗裂性、耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条类型及牌号。
① 对低碳钢和普通低合金钢结构，一般按钢材强度等级来选用相应焊条。应注意两者强度等级的区别。
② 同一等级的酸性焊条或碱性焊条的选用，主要考虑焊接件的结构形状 (简单或复杂 ),钢板厚度、
载荷性质 (动载或静载 ) 和钢材的抗裂性能而定。
§ 4 焊接工艺基础
③ 低碳钢与低合金结构钢焊接，按强度较低的钢材选用相应的焊条。
④ 铸铁因含碳量高等原因，一般选用碱性焊条并配以适当的工艺措施。
⑤ 焊接不锈钢或耐热钢等特殊性能要求的钢材，
应选用相应的专用焊条。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊三,焊接接头的组织和性能
1,焊接工件上温度的变化与分布 焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。但随着各点金属所在位置的不同，其最高温度是不同的 (如图 4-3),且在不同时间达到该点的最高温度。总的来说，在焊接过程中，焊缝受到一次冶金过程，焊缝附近区域相当受到一次不同规范的热处理，其组织和性能发生相应的变化。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,焊接接头金属组织和性能的变化图 4-4为低碳钢焊接时焊缝和焊件附近上各点所加热的温度对应于相图上的组织状态。根据金属被加热时的状态，焊接接头可分为焊缝区和热影响区。 (Ⅰ,Ⅱ,
Ⅲ,Ⅳ 分别对应着图 4-3中的点 1,2,3
和 4)
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
(1) 焊缝区焊缝区的金属被加热熔化后随即冷却结晶，其结晶方向是从熔池底侧面指向焊缝中心，故形成柱状铸态组织。低熔点的硫、磷杂质和氧化铁等易偏析集中于焊缝中心区，影响焊缝性能。
§ 4 焊接工艺基础
(2) 热影响区焊缝附近的热影响区可分为熔合区、过热区、正 火区和部分相变区。
Ⅰ 熔合区 即半熔化区，其组织为过热粗晶，宽度很窄 (0.1～ 1mm),其强度、塑性和韧性都下降，易应力集中，它决定着焊接接头的性能。
Ⅱ 过热区 该区奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，
其塑性和韧性下降，也是焊接接头的薄弱区，易产生裂纹。
Ⅲ 正火区 该区金属发生重结晶，冷却后为均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其性能优于母材。
Ⅳ 部分相变区 该区珠光体和部分铁素体发生重结晶,
使晶粒细化,部分铁素体来不及转变,冷却后晶粒大小不均,性能略差。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础
3,改善焊接热影响区组织性能的方法
§ 4.1 手 弧 焊焊接热影响区的存在在焊接过程中不可避免，对于重要钢结构、合金钢结构或用电渣焊接的构件，要注意热影响区的危害，必须采取一定的改善措施：
①碳素钢与低合金钢构件，采用焊后正火处理。
②对焊后不能热处理的金属材料或构件，通过正确选择焊接方法与焊接工艺来减少焊接热影响区的范围。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊四,焊接应力与变形
1,焊接应力与变形产生的原因在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热，会产生焊接应力和变形。图 4-5为平板对接焊缝的应力和变形过程示意图,
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
2,焊接变形的基本形式
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
3,减少焊接应力与变形的工艺措施
① 焊前预热及焊后热处理 (去应力退火 )；
② 选择合理的焊接次序：使焊接应力和变形互相抵消或使焊件焊缝部分能进行自由收缩 (图 4-7)；
§ 4 焊接工艺基础 § 4.1 手 弧 焊
④ 反变形法：预先估计或测算好焊接变形量，将焊件安装呈与变形方向相反的位置，焊后抵消焊接变形 (图 4-8)。
③ 刚性固定法：焊前将焊件固定夹紧,利用材料的塑性变形减少焊接过程中的变形
(适用于塑性好的材料 )；
§ 4 焊接工艺基础
⑤ 锤击焊缝法：在焊接过程中轻击焊缝，使其产生微量塑性变形，减少焊接应力；
⑥ 对焊后已形成的变形，可采用机械矫正法和火焰矫正法来矫正 (图 3-9)。
§ 4.1 手 弧 焊
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法一,埋弧自动焊
1,埋弧自动焊的焊接过程
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
2,埋弧自动焊的特点
① 生产率高,其生产率比手弧焊提高 5～ 10倍；
② 焊接质量好 ；焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观；
③ 成本低,因焊接电流大、熔深大,小于 20mm
厚 的焊件可不开坡口，可节省更换焊条的时间和焊条头的浪费,未熔化的焊剂可回收使用。
④ 劳动条件好,看不到弧光,烟雾也少,劳动强度低。
⑤ 适应性差,只适合平焊直线长焊缝和较大直径的环形焊缝，不能焊小于 6mm的钢板。
⑥ 焊前准备工作严格
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法二,气体保护焊常用的保护气体为氩气和二氧化碳。
1,氩弧焊及其特点氩弧焊又分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊，其焊接过程如图。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
(2) 熔化极氩弧焊以连续送进的金属丝做电极并填充焊缝,可采用自动焊或半自动焊,可选较大的焊接电流,适用板材厚在 25mm以下的焊件。
(1) 钨极氩弧焊电极常用钍钨棒或铈钨棒做,焊接时钨棒仅有少量损耗。焊接电流不能过大，只能焊 4mm以下的薄板。焊钢材板：直流正接法；焊铝、镁合金：直流反接法或交流电源 (交流电可减少钨极损耗 )。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
(3) 氩弧焊的特点
1) 焊接过程无冶金反应，焊接质量好，适用焊非铁金属和各种合金钢；
2) 电弧热量集中，熔池小，热影响区小，故焊后变形小；
3) 电弧稳定，金属飞溅少，焊缝无熔渣、美观；
4) 可全方位焊接，且明弧操作，便于观察、控制和调整；
5) 氩气成本高，一般情况下不采用。
§ 4 焊接工艺基础这是近十几年发展起来的新工艺。焊接时，电流的幅值按一定的频率由高到低周期的变换，其电流波形如图 4-12。高值脉冲电流时形成熔池、
低值基本电流时加热少、熔池凝固 。
(4)钨极脉冲氩弧焊
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法钨极脉冲氩弧焊的特点为：
1) 焊缝熔化凝固易于控制,避免薄件烧穿,适于焊 0.1～ 5mm的钢材 或钢管,能实现单面焊双面成形,保证根部焊透；
2) 适合于各种空间位置焊接，易于实现全位置自动化；
3) 焊接规范容易调节，可减少裂纹倾向和焊接变形；
4) 焊缝质量稳定，接头机械性能高于普通氩弧焊。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
2,CO2气体保护焊及其特点
(1) CO2气体保护焊的焊接过程
§ 4 焊接工艺基础
(2) CO2气体保护焊的特点
a) CO2气体来源广、价格低，其焊接成本只有埋弧自动焊和手弧焊的 40%～ 50%；
b) CO2保护焊焊缝含氢量低，抗裂性好；电弧集中，
热影响区小，变形和裂纹倾向小；
c) 焊接时电流密度大，熔深大，焊接速度快，无清渣过程，故生产率高；
d) 可进行全方位的焊接，可焊 1mm左右厚的薄钢板，
常用于焊 30mm以下的低碳钢和低合金钢的焊接；
e) CO2是氧化性保护气体，焊接时液滴飞溅大，焊缝不够平滑，只能采用直流电焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法三,电渣焊
1,电渣焊工艺过程
2,电渣焊的特点
① 生产率高,
适用于焊 40mm以上厚度的结构焊接,且一次焊成,
② 焊缝缺陷少：
不易产生气孔、夹渣和裂纹等缺陷,
③ 成本低：
省电和省熔剂；
④焊件需正火热处理
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法四,等离子弧焊及其特点它是利用等离子弧发生装置使电弧经过喷嘴的细孔道使电弧收缩
(机械压缩效应 ),由通入的等离子气 (Ar或 N2)冷气流迫使电弧进一步压缩 (热压缩效应 ),电弧中带电粒子流在电弧自身磁场电磁力的作用下又一次被压缩 (磁压缩效应 )，
产生很细的能量高度集中的等离子弧 进行的焊接方法 (图 4-15).
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
① 等离子弧能量密度大 (105～ 106w/cm2)，弧柱温度高 (20000K)，穿透能力强，可单面焊接双面成形；
② 焊接电流小到 0.1A，等离子弧仍能保持良好的挺直性和方向性，可焊厚度为 0.025mm的金属箔材；
③ 焊接速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小,焊缝质量高。
④ 可焊接难熔、易氧化和热敏感性强的材料，如钼、
钨、钛、镍等合金和双金属焊接；
⑤ 焊接设备复杂，气体消耗量大，宜在室内焊接。
等离子弧焊的特点：
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法五,激光焊及其特点激光焊是利用激光通过聚焦后产生的光斑,将光能转化为热能,使金属熔化形成焊接接的方法 (图 4-16)。
固体激光器 → 脉冲激光焊气体激光器 → 连续激光焊
§ 4 焊接工艺基础激光焊的特点：
① 能量密度大 (1013W/cm2)，热量集中，焊接时间短，生产率高，而且热影响区小，变形小，可焊精密零件和热敏感材料；
② 激光能量释放极其迅速,被焊材料不易氧化,可直接在大气中焊接；
③ 可对一般焊接方法难以接近的部位进行焊接和对内部金属进行焊接；
④ 可焊接异种金属材料，和金属与非金属的焊接。
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法六,电阻焊电阻焊属于压焊，是利用电流通过焊件接触面所产生的电阻热，将焊件局部加热到高塑性或半熔化状态，并在一定的压力下结晶凝固形成焊接接头的方法。它需采用大电流、低电压的大功率电源。
电阻焊的生产率高，焊接变形小，不需要填充金属，劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产。但焊接设备复杂，耗电量大，对焊件厚度和接头形式有一定限制,常适用于大批量生产。
电阻焊的基本形式有点焊、缝焊和对焊。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
1,点 焊点焊焊接过程如图 4-17，点焊接头形式如图 4-
18。
§ 4 焊接工艺基础点焊时电流会产生分流现象，即有一部分电流通过已焊好的焊点，使焊接电流减少而影响焊接质量。焊件厚度越大，材料导电性越好，
则分流现象越严重。因此两焊点间有一最小间距 (表 4-3)。
表 4-3 结构钢点焊的焊点间最小距离 (mm)
工 件 厚 度 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
焊点最小距离 7 10 11 12 13 14 18 20 24 28 32
点焊主要适用于薄板结构 (≤4mm)和钢筋构件。主要广泛应用于汽车,飞机、机车、电子仪表和日常生活等生产部门。
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础缝焊的电极是一对旋转的圆盘 (滚轮 )，焊件在滚轮间一边随滚轮转动而送进，
一边受压通过脉冲电流，得到连续的相互重叠的焊点组成的焊缝。
缝焊时焊点互相重叠，
焊件密封性好，但分流现象严重，故缝焊需要的焊接电流较点焊高出 50%～ 100%，
焊件厚度 ≤3mm。一般采取连续送进、间断通电的操作。
2,缝 焊
§ 4.2 其它焊接方法
§ 4 焊接工艺基础
3,对 焊
§ 4.2 其它焊接方法对焊是用对接的方式，在整个接触面上通电产生电阻热使焊件连接在一起的焊接方法。根据焊接过程的不同，可分为电阻对焊和闪光对焊。
§ 4 焊接工艺基础七,钎 焊
§ 4.2 其它焊接方法钎焊是将熔点比焊件低的钎料加热熔化后渗入固态焊件间的间隙内，将焊件连接起来的焊接方法。
根据钎料的熔点不同钎焊可分为硬钎焊和软钎焊。
1 硬钎焊钎料熔点高于 450℃,接头强度较高 (＞ 200MPa)，
主要用于受力较大或工作温度较高的工件。常用的钎料有铜基、银基和镍基合金等。熔剂为硼砂、硼酸、氯化物和氟化物的各种组成物。主要用于受力较大的钢材、铜合金构件的焊接和刀具、工具的焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法
2 软钎焊钎料低于 450℃,接头强度低 (≤100MPA )，
主要用于受力较小或工作温度较低的工件。常用的钎料是锡铅合金 (焊锡 )。熔剂是松香、氯化锌或氯化铵溶液。软钎焊广泛用于受力不大的钢结构、铜合金构件和仪表、导电元件的焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法钎焊的加热方式有烙铁加热、火焰加热、电阻加热、
炉内加热和盐浴加热等，其中烙铁加热温度低，只适合软钎焊。
常见钎焊的接头形式如图 4-21。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.2 其它焊接方法钎焊的特点是：
① 工件加热温度较低，组织和性能变化很小，
变形也小。接头光滑平整，工件尺寸精确。
② 可焊接性能差异很大的异种金属,对工件厚度无限制。
③ 对工件整体加热时，可同时钎焊由多条焊缝组成的复杂形状构件，生产率高。
④ 钎焊设备简单，生产投资费用少。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接一,金属材料的焊接性焊接性 是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式下，获得优质焊接接头的难易程度。即金属材料在一定的焊接工艺条件下，表现出,好焊”和“不好焊”的差别。
材料的焊接性不是一成不变的，同一种金属材料，采用不同的焊接方法、焊接材料与焊接工艺 (包括预热和热处理等 )，其焊接性可能有很大的差别，
如钛及其合金的焊接。
焊接性包括两个方面：一是 工艺焊接性,主要指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的可能性；二是 使用焊接性,主要指焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的机械性能及其它特殊性能 (如耐热、耐蚀性能等 )。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接各种钢材的焊接性常用碳当量 CE (%)表示：
CE =wC+wMn/6+(wCr+wMo+ wV) /5+ (wNi+wCu)/15
式中各项均为该元素在钢中的质量分数。
CE ＜ 0.4%时，钢材塑性良好,淬硬倾向不明显,焊接性良好；
CE ＝ 0.4%～ 0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，焊接性较差；
CE ＞ 0.6%时，钢材塑性较低,淬硬倾向很强,
焊接性不好。
§ 4 焊接工艺基础二,碳钢及低合金钢的焊接
§ 4.3 常用金材的焊接
1,碳钢的焊接低碳钢 的含碳量少，焊接性良好。焊接过程中不需要任何特殊的工艺措施，几乎所有的焊接方法都能获得优质焊接接头。
中碳钢 随着碳含量的增加焊接性变差。应适当进行预热 (CE ＜ 0.45%时,150℃ ～ 250℃,CE
＞ 0.45%时,150℃ ～ 250℃ )，并采用选用抗裂性能好的低氢型焊条，采用细焊条、小电流开坡口多层焊、焊后缓冷和去应力退火等工艺。
高碳钢 的焊接型很差，一般只对高碳钢工件进行焊补，而不进行结构焊接。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接
2,低合金钢的焊接低合金钢 的 CE ＜ 0.4%时，焊接性良好。在室温下的焊接性与低碳钢接近。
当 低合金钢 的 CE = 0.4%～ 0.6%时，
焊接性较差，焊前一般需预热，焊接时工艺措施要求严格，选用低氢焊条及焊后进行退火处理，以避免产生裂纹和变形。
§ 4 焊接工艺基础三,铸铁的补焊
§ 4.3 常用金材的焊接
1,铸铁的焊接性铸铁碳、硅含量高，塑性很差，属于焊接性很差的材料。基本不考虑作为 焊接结构件,只是对铸造生产时产生的一些铸造缺陷或在使用过程中铸件产生的局部破损进行焊补和修复。铸铁件的焊补和修复常用手弧焊和气焊，焊补方法分为热补焊和冷补焊。
铸件在焊接时易产生以下问题：
① 熔合区易产生白口组织和淬火组织 ;
② 铸铁因强度低、塑性差，焊接时极易产生裂纹 ;
③ 铸铁因碳、硅含量高，焊接时极易产生 CO,CO2
和熔渣，易产生气孔和夹渣缺陷 ;
④ 铸铁熔化后，流动性好，只适合平焊,
§ 4 焊接工艺基础
2,热补焊热补焊是铸件焊前预热到 600℃ ～ 700℃,焊后缓冷的方法。热焊法成本较高，劳动条件差，
生产率低，一般用于焊补需要切削加工的形状复杂的铸件和重要铸件,如内燃机 缸盖和气缸体等。
§ 4.3 常用金材的焊接
3,冷补焊冷补焊是铸件不预热或预热温度在 400℃ 以下的焊接方法，主要用于焊补质量要求不高的铸件。焊接时采用细焊条小电流、短弧分段焊接工艺,焊后随即轻轻锤击焊缝以松弛应力防止裂纹。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.3 常用金材的焊接四,非铁金属的焊接非铁金属的焊接性较差，因为：
① 容易氧化 ② 吸气性大
③ 导热系数大 ④ 线膨胀系数大铝合金的焊接常用氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。其中，以氩弧焊质量最好。
铜合金的焊接常用氩弧焊,气焊、手弧焊和钎焊。同样,也是以氩弧焊质量最好。焊芯为紫铜和磷青铜焊丝,焊紫铜和锡青铜的熔剂为硼砂和硼酸，
焊接铝青铜时熔剂为氯化物和氟化物。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性设计焊接件时,不仅要考虑到焊件的使用性能，
还要考虑焊件结构的工艺性能，使焊件生产简便、质量优良、成本低廉。焊件结构工艺性应包括结构材料的选择、接头形式、焊缝布置等方面。
一,焊接结构材料的选择
1,在满足焊接件使用性能的前提下，应尽量选用焊接性能良好的材料。低碳钢和普通低合金钢的焊接性良好，价廉，焊接工艺简单，易于保证焊接质量，
应优先选用。而＞ 0.5%C的碳钢和碳当量＞ 0.6%的合金钢焊接性能不好，应尽量避免采用。
在选用两种不同材料进行焊接时，应注意它们焊接性的差异。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
2,在设计焊接结构时，应多采用工字钢、槽钢和钢管等成型材料，对形状比较复杂的部分可以采用铸钢、
锻钢和冲压件来焊接。这样可减少焊缝数量、简化焊接工艺，还可以增加结构件的强度和钢度，如图 4-22。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
3,焊接结构件应尽量采用同等厚度的材料焊接，有利于避免应力集中、接头两边受热不均而产生焊不透等缺陷。如采用厚度不等的材料焊接时应在较厚的板材上加工出过渡形式，如图 4-23。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性二,焊接接头形式
1,常见接头形式 接头基本形式有对接接头、搭接接头、角接接头和 T形接头。接头形式的选择主要根据结构形状、使用要求和焊接生产工艺而定。
2,接头形式的选用对接接头应力分布均匀、接头质量容易保证、节省材料，是使用最多的接头形式，重要的受力焊缝应尽量选用。但焊前准备和装配要求较高。
搭接接头不需开坡口、装配要求不高，常应用于受力不大的架结构，但搭接接头受力时产生附加弯矩，
且金属消耗量较大，一般应避免采用。
当接头构成直角或一定角度连接时，则必须采用角接接头和 T形接头。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
3.坡口形式、选用及加工要求当焊件厚度较大时，为保证焊透，接头处应根据工件厚度加工出各种坡口，如图 4-24(a),(b),(c) 。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性由上图可知，常用的坡口形式为 I形坡口,V形坡口,X形坡口,U形坡口和 K形坡口等。
V形和 U形坡口单面焊，焊条容易到位，但焊后变形较大，焊条消耗量也大。 X形和双 U形坡口受热均匀，变形小,焊条消耗较少,但必须双面施焊，有时受焊件结构所限制。
因此，坡口形式的选择主要根据板厚和熔透要求，同时应考虑坡口加工经济性和焊接工艺性。通常，要求焊透的重要受力焊缝应尽量采用双面焊，
以利于保证质量。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性三,焊缝的布置
1,焊缝的位置应便于操作
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
2,焊缝应避开应力最大和应力集中的部位
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
3,焊缝布置应尽可能分散焊缝的交叉和密集使接头部位严重过热，组织恶化，性能下降，而且会产生变形和裂纹 (图 4-27)。
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
4,焊缝位置应尽可能对称，以便减少变形
§ 4 焊接工艺基础 § 4.4 焊接件的结构工艺性
5,焊缝位置应远离加工表面
