第一节 焊接概述
第二节 熔化焊
第三节 压力焊
第四节 钎焊
第五节 焊接缺陷及其检验
第五章 金属的焊接
焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法 。 焊接
过程的实质 是用加热或加压等手段, 借助于金属原子的
结合与扩散作用, 使分离的金属材料牢固地连接起来 。
焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用, 在制
造大型结构或复杂地机器部件时, 更显优越, 因为它可
以用化大为小, 化复杂为简单地方法准备坯料, 然后用
逐次装配焊接地方法拼小成大, 这是其他工艺方法难以
做到的 。
第一节 焊 接 概 述
常 见 的 焊 接 方 法
? 焊接方法的分类
? 金属的可焊性
金属的可焊性 属于工艺性能, 是指被焊金属材料在
一定条件下获得优质焊接接头的难易程度 。
金属的可焊性主要与下列因素有关,
1,材料本身的成分组织；
2,焊接方法；
3,焊接工艺条件；
熔化焊是焊接 最基本 的焊接方法 。 根据焊接能源种
类, 能源传递介质和方式的不同, 熔化焊 可分为 电弧焊,
气焊, 电渣焊, 电子束焊, 激光焊和等离子焊等 。
第二节 熔 化 焊
? 熔化焊的基本原理
熔化焊的基本原理 是指将填充材料 （ 如焊丝 ） 和工
件的连接区基体材料共同加热至熔化状态, 在连接处形
成熔池, 熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接
接头, 使分离工件连接成为一个整体 。
? 熔焊焊缝的形成
在高温热源的作用下, 填充金属 （ 如焊条 ） 和基体
金属发生局部熔化 。 熔池
前部 （ 2-1-2区 ） 熔化金属
被电弧吹力吹到熔池后部
（ 2-3-2区 ）, 迅速冷却结
晶 。 随着热源不断移动,
从而形成连续的致密层状
组织焊缝 。
焊缝形成过程示意图
? 焊接接头的组织和性能
焊缝区,结晶从熔池壁向中心推进，形成柱状的铸态组织。
与基体金属性能接近，但熔池中心易出现杂质、疏松等。
熔合区,未熔化的过
热组织和部分熔化的
结晶铸态组织。很大
程度上决定焊件接头
的性能。
过热区,高温影响，晶粒粗大。塑性和韧性下降，显著影
响焊件接头性能。
正火区,最高加热温度比 Ac3稍高，晶粒重结晶细化，获
得正火组织。机械性能改善。
部分相变区,最高加热温度比 Ac1～ Ac3稍高，珠光体和部
分铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，机械性能稍差。
一般, 低碳钢焊件 的热影响区较窄, 危害性较小,
焊后可直接使用；对于 碳素钢和低合金钢焊件, 焊后可
进行正火处理, 细化晶粒, 改善机械性能；对于 无法进
行热处理的焊件, 则需正确选择焊接方法和工艺条件,
来减小热影响区的范围 。
焊接时, 焊件各部分冷热不均, 受热部位产生拉应
力, 未受热部位则产生压应力 。 当应力达到一定程度,
焊件出现变形 。
? 焊接应力和变形
对焊焊缝的应力分布边缘焊的变形
手工电弧焊 是利用焊条与工件之间产生的电弧热将
工件和焊条熔化的一种焊接方法 。
? 手工电弧焊
? 焊接电弧
焊接电弧 是在电极和
工件间的气体介质中常时间
放电的现象 。
电弧引燃时, 弧柱中充
满了高温电离气体, 发出大
量的光和热 。钢焊条焊接钢材时的焊接电弧
? 手工电弧焊的焊接过程
手工电弧焊焊接
过程示意图
焊缝附近
基体金属 焊 条
药 皮焊 芯
熔 渣熔 化
焊 缝
CO2↑
保护熔池
电
弧
电
弧
? 电焊条
焊条组成,电焊条由焊芯和药皮组成。
焊芯的作用,导电与充填焊缝。
药皮的作用,提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
? 手工电弧焊的优缺点
优点,设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种钢材
和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。
缺点,焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，焊缝质量不稳定。
埋弧自动焊 是利用专门的机械设备自动完成手工电
弧焊中的引燃电弧, 送进焊条以及移动电弧等焊接动作,
并使电弧在较厚焊剂下燃烧的熔化焊 。
? 埋弧自动焊
? 焊接过程
如图所示, 埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送丝；
引弧；焊剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下燃
烧 。
埋弧自动焊接过程 （ 焊缝剖面图 ）
? 焊丝与焊剂
焊接材料
焊 剂
焊 丝 熔 炼焊 剂 陶 瓷焊 剂
相当
于焊
芯
相当
于药
皮
熔炼焊剂,在熔炼炉中制备, 成分均匀, 适于大量生产；
陶瓷焊剂,利用粉末冶金工艺制备, 颗粒强度低 。
1,焊接质量高且稳定；
2,熔深大, 节省焊接材料；
3,无弧光, 无金属飞溅, 焊接烟雾少；
4,自动化操作, 生产效率高 。
5,设备昂贵, 工艺复杂, 适于长的直线焊缝和圆筒形
工件的纵, 环焊缝的批量生产 。
? 埋弧自动焊的特点
气体保护焊 是利用保护性气体防止外界有害气体对
熔池进行侵害的特殊焊接方法 。 它适于一些化学性质活
泼的金属焊缝的焊接作业 。
? 气体保护焊
? 氩弧焊
氩弧焊示意图
? CO2气体保护焊
CO2气体保护焊示意图
? 真空电子束焊
? 一些先进的熔化焊技术
（ 适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接 ）
阴极被灯丝加热到
2600K,并发射大量的电
子 。 这些电子在高压电场
的作用下, 经电磁透镜聚
焦成电子束, 高速轰击工
件表面 （ 160000km/s） 。
电子动能瞬间变成热能
（ 能量密度是普通电弧的
1000倍 ） 。
? 等离子弧焊
? 激光焊
激光,利用原子受到激发而辐射的原理，使物质受激发而
产生波长单一、方向一致和能量很高的光束。
基本原理,利用激光器受
激产生激光束，通过聚焦
系统将其聚集成半径微小
的光斑，当调焦到被焊工
件的接缝时，光能转换为
热能，从而使金属熔化形
成焊接接头。
压力焊 （ 俗称固态焊 ） 是在压力 （ 或同时加热 ） 作
用下, 在被焊的分离金属结合面产生塑性变形而使金属
连接成为整体的焊接工艺 。
第三节 压 力 焊
? 电阻焊
电阻焊 是利用电流通过被焊工件以及接触部分产生
电阻热, 使接触部位达到塑性或局部熔化状态, 加压焊
合而使工件焊接在一起的焊接方法 。
? 焊接分类
电阻焊
对 焊
滚 焊
点 焊
根据焊接接头
形式的差异
? 点焊和滚焊
加 压 断电保压通 电 去 压
工艺步骤：
点焊形成过程示意图
滚焊形成过程示意图
对焊 是
利用电阻热将
两个工件的整
个端面焊接起
来的一种焊接
方法 。
? 对焊
对焊示意图
摩擦焊 是利用工件之间的相互摩擦产生的热量同时
加压使工件连接到一起的焊接方法 。
? 摩擦焊
摩擦焊示意图
爆炸焊 是利用爆炸产生的巨大冲击波能量, 使界面
在大的接触压力下焊接在一起 。
? 爆炸焊
爆炸焊示意图
爆炸焊界面示意图
钎焊 是利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料,
将钎料与工件一起加热到钎料熔化状态, 借助毛细管作
用将其吸入到固态间歇内, 使钎料与固态工件表面发生
原子的相互扩散, 溶解和化合而连成整体的焊接方法 。
第四节 钎 焊
? 钎焊接头的形成过程
钎焊接头的形成包括两个过程,⑴ 钎料熔化和流入,
填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程； ⑵ 液态钎料与
钎焊金属相互作用 。
钎料填充焊缝过程示意图
液态钎料和固态金属之间的相互作用
软钎焊 是指使用的钎料熔点低于 450℃ 的钎焊, 通常
用烙铁加热 。 软钎焊的接头强度不高 （ ＜ 70MPa） 。
含少量锑的 锡铁合金钎料 应用最广泛 。
软钎焊所用的 钎剂 主要有：松香, ZnCl2溶液,
ZnCl2钎剂膏等 （ 钎剂主要用来清除氧化物, 保护钎焊区,
增加润湿性 ） 。
软钎料 主要应用于 焊接受力不大的常温工作的仪表,
导电元件等 。
? 软钎焊
? 软钎焊和硬钎焊
? 硬钎焊
硬钎焊 是指使用的钎料熔点高于 450℃ 的钎焊 。 其主
要加热方式有：火焰加热, 电阻加热, 感应加热, 炉内加
热, 盐浴加热等 。 软钎焊的接头强度不高 （ ＞ 500MPa） 。
硬钎焊所用的 钎剂 主要有：硼砂, 硼酸和氟化物等 。
硬钎料 主要用于 钎焊受力大, 工作温度较高的工件 。
第五节 焊接缺陷及其检验
? 焊缝缺陷及其产生原因
（ 自 学 ）
? 焊缝质量检验过程与方法
第二节 熔化焊
第三节 压力焊
第四节 钎焊
第五节 焊接缺陷及其检验
第五章 金属的焊接
焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法 。 焊接
过程的实质 是用加热或加压等手段, 借助于金属原子的
结合与扩散作用, 使分离的金属材料牢固地连接起来 。
焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用, 在制
造大型结构或复杂地机器部件时, 更显优越, 因为它可
以用化大为小, 化复杂为简单地方法准备坯料, 然后用
逐次装配焊接地方法拼小成大, 这是其他工艺方法难以
做到的 。
第一节 焊 接 概 述
常 见 的 焊 接 方 法
? 焊接方法的分类
? 金属的可焊性
金属的可焊性 属于工艺性能, 是指被焊金属材料在
一定条件下获得优质焊接接头的难易程度 。
金属的可焊性主要与下列因素有关,
1,材料本身的成分组织；
2,焊接方法；
3,焊接工艺条件；
熔化焊是焊接 最基本 的焊接方法 。 根据焊接能源种
类, 能源传递介质和方式的不同, 熔化焊 可分为 电弧焊,
气焊, 电渣焊, 电子束焊, 激光焊和等离子焊等 。
第二节 熔 化 焊
? 熔化焊的基本原理
熔化焊的基本原理 是指将填充材料 （ 如焊丝 ） 和工
件的连接区基体材料共同加热至熔化状态, 在连接处形
成熔池, 熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接
接头, 使分离工件连接成为一个整体 。
? 熔焊焊缝的形成
在高温热源的作用下, 填充金属 （ 如焊条 ） 和基体
金属发生局部熔化 。 熔池
前部 （ 2-1-2区 ） 熔化金属
被电弧吹力吹到熔池后部
（ 2-3-2区 ）, 迅速冷却结
晶 。 随着热源不断移动,
从而形成连续的致密层状
组织焊缝 。
焊缝形成过程示意图
? 焊接接头的组织和性能
焊缝区,结晶从熔池壁向中心推进，形成柱状的铸态组织。
与基体金属性能接近，但熔池中心易出现杂质、疏松等。
熔合区,未熔化的过
热组织和部分熔化的
结晶铸态组织。很大
程度上决定焊件接头
的性能。
过热区,高温影响，晶粒粗大。塑性和韧性下降，显著影
响焊件接头性能。
正火区,最高加热温度比 Ac3稍高，晶粒重结晶细化，获
得正火组织。机械性能改善。
部分相变区,最高加热温度比 Ac1～ Ac3稍高，珠光体和部
分铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，机械性能稍差。
一般, 低碳钢焊件 的热影响区较窄, 危害性较小,
焊后可直接使用；对于 碳素钢和低合金钢焊件, 焊后可
进行正火处理, 细化晶粒, 改善机械性能；对于 无法进
行热处理的焊件, 则需正确选择焊接方法和工艺条件,
来减小热影响区的范围 。
焊接时, 焊件各部分冷热不均, 受热部位产生拉应
力, 未受热部位则产生压应力 。 当应力达到一定程度,
焊件出现变形 。
? 焊接应力和变形
对焊焊缝的应力分布边缘焊的变形
手工电弧焊 是利用焊条与工件之间产生的电弧热将
工件和焊条熔化的一种焊接方法 。
? 手工电弧焊
? 焊接电弧
焊接电弧 是在电极和
工件间的气体介质中常时间
放电的现象 。
电弧引燃时, 弧柱中充
满了高温电离气体, 发出大
量的光和热 。钢焊条焊接钢材时的焊接电弧
? 手工电弧焊的焊接过程
手工电弧焊焊接
过程示意图
焊缝附近
基体金属 焊 条
药 皮焊 芯
熔 渣熔 化
焊 缝
CO2↑
保护熔池
电
弧
电
弧
? 电焊条
焊条组成,电焊条由焊芯和药皮组成。
焊芯的作用,导电与充填焊缝。
药皮的作用,提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
? 手工电弧焊的优缺点
优点,设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种钢材
和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。
缺点,焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，焊缝质量不稳定。
埋弧自动焊 是利用专门的机械设备自动完成手工电
弧焊中的引燃电弧, 送进焊条以及移动电弧等焊接动作,
并使电弧在较厚焊剂下燃烧的熔化焊 。
? 埋弧自动焊
? 焊接过程
如图所示, 埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送丝；
引弧；焊剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下燃
烧 。
埋弧自动焊接过程 （ 焊缝剖面图 ）
? 焊丝与焊剂
焊接材料
焊 剂
焊 丝 熔 炼焊 剂 陶 瓷焊 剂
相当
于焊
芯
相当
于药
皮
熔炼焊剂,在熔炼炉中制备, 成分均匀, 适于大量生产；
陶瓷焊剂,利用粉末冶金工艺制备, 颗粒强度低 。
1,焊接质量高且稳定；
2,熔深大, 节省焊接材料；
3,无弧光, 无金属飞溅, 焊接烟雾少；
4,自动化操作, 生产效率高 。
5,设备昂贵, 工艺复杂, 适于长的直线焊缝和圆筒形
工件的纵, 环焊缝的批量生产 。
? 埋弧自动焊的特点
气体保护焊 是利用保护性气体防止外界有害气体对
熔池进行侵害的特殊焊接方法 。 它适于一些化学性质活
泼的金属焊缝的焊接作业 。
? 气体保护焊
? 氩弧焊
氩弧焊示意图
? CO2气体保护焊
CO2气体保护焊示意图
? 真空电子束焊
? 一些先进的熔化焊技术
（ 适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接 ）
阴极被灯丝加热到
2600K,并发射大量的电
子 。 这些电子在高压电场
的作用下, 经电磁透镜聚
焦成电子束, 高速轰击工
件表面 （ 160000km/s） 。
电子动能瞬间变成热能
（ 能量密度是普通电弧的
1000倍 ） 。
? 等离子弧焊
? 激光焊
激光,利用原子受到激发而辐射的原理，使物质受激发而
产生波长单一、方向一致和能量很高的光束。
基本原理,利用激光器受
激产生激光束，通过聚焦
系统将其聚集成半径微小
的光斑，当调焦到被焊工
件的接缝时，光能转换为
热能，从而使金属熔化形
成焊接接头。
压力焊 （ 俗称固态焊 ） 是在压力 （ 或同时加热 ） 作
用下, 在被焊的分离金属结合面产生塑性变形而使金属
连接成为整体的焊接工艺 。
第三节 压 力 焊
? 电阻焊
电阻焊 是利用电流通过被焊工件以及接触部分产生
电阻热, 使接触部位达到塑性或局部熔化状态, 加压焊
合而使工件焊接在一起的焊接方法 。
? 焊接分类
电阻焊
对 焊
滚 焊
点 焊
根据焊接接头
形式的差异
? 点焊和滚焊
加 压 断电保压通 电 去 压
工艺步骤：
点焊形成过程示意图
滚焊形成过程示意图
对焊 是
利用电阻热将
两个工件的整
个端面焊接起
来的一种焊接
方法 。
? 对焊
对焊示意图
摩擦焊 是利用工件之间的相互摩擦产生的热量同时
加压使工件连接到一起的焊接方法 。
? 摩擦焊
摩擦焊示意图
爆炸焊 是利用爆炸产生的巨大冲击波能量, 使界面
在大的接触压力下焊接在一起 。
? 爆炸焊
爆炸焊示意图
爆炸焊界面示意图
钎焊 是利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料,
将钎料与工件一起加热到钎料熔化状态, 借助毛细管作
用将其吸入到固态间歇内, 使钎料与固态工件表面发生
原子的相互扩散, 溶解和化合而连成整体的焊接方法 。
第四节 钎 焊
? 钎焊接头的形成过程
钎焊接头的形成包括两个过程,⑴ 钎料熔化和流入,
填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程； ⑵ 液态钎料与
钎焊金属相互作用 。
钎料填充焊缝过程示意图
液态钎料和固态金属之间的相互作用
软钎焊 是指使用的钎料熔点低于 450℃ 的钎焊, 通常
用烙铁加热 。 软钎焊的接头强度不高 （ ＜ 70MPa） 。
含少量锑的 锡铁合金钎料 应用最广泛 。
软钎焊所用的 钎剂 主要有：松香, ZnCl2溶液,
ZnCl2钎剂膏等 （ 钎剂主要用来清除氧化物, 保护钎焊区,
增加润湿性 ） 。
软钎料 主要应用于 焊接受力不大的常温工作的仪表,
导电元件等 。
? 软钎焊
? 软钎焊和硬钎焊
? 硬钎焊
硬钎焊 是指使用的钎料熔点高于 450℃ 的钎焊 。 其主
要加热方式有：火焰加热, 电阻加热, 感应加热, 炉内加
热, 盐浴加热等 。 软钎焊的接头强度不高 （ ＞ 500MPa） 。
硬钎焊所用的 钎剂 主要有：硼砂, 硼酸和氟化物等 。
硬钎料 主要用于 钎焊受力大, 工作温度较高的工件 。
第五节 焊接缺陷及其检验
? 焊缝缺陷及其产生原因
（ 自 学 ）
? 焊缝质量检验过程与方法
