焊接方法的分类和选用

金属焊接是指通过加热或加压或两个同时作用，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间的结合而连成一体的连接方法。在各种金属产品制造工业中，焊接是一种重要的加工工艺。焊接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜、钛、镍等有色金属及锆等难熔金属材料的连接。

一、焊接方法的分类
焊接方法按族系法分为熔焊、压焊、钎焊三大类。其中熔焊又分为电弧焊、气焊、铝热焊、电渣焊、电子束焊、激光焊;压焊分电阻对焊、电阻点（缝）焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊;钎焊分火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊、电子束钎焊。电弧焊分焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极电弧焊、非熔化极电弧焊、等离子弧焊、螺柱焊等;气焊分氢氧焊、氧乙炔焊、液化气（煤气）焊。本章重点介绍常用电弧焊焊接方法。

二、焊接方法的选择
选择焊接方法时，必须符合以下要求∶能保证焊接产品的质量优良可靠，生产率高，生产费用低，能获得较好的经济效益。影响这几方面的因素概括如下。
（一）产品结构特点范度
1.产品结构类型
焊接的产品按结构大致分为四类∶结构类、机械零件类、半成品类、微电子类。这些不同结构的产品由于焊缝的长短、形状、焊接位置等各不相同，适用的焊接方法也不同。
结构类产品中规则的长焊缝和环焊缝宜用埋弧焊和熔化极电弧焊。焊条电弧焊用于打底焊和短焊缝的焊接。机械类产品接头一般较短，根据其准确度要求，选用熔化极电弧焊（一般厚度）、电渣焊、气电焊（厚件）、电阻焊（薄件）、摩擦焊（圆形断面）或电子束焊（高精度）。半成品的产品规则的选用埋弧焊、熔化极电弧焊、高频焊。微型电子器材的接头主要要求密封、导电性、受热程度小等，宜用电子束焊、激光焊、超声波焊、扩散焊、钎焊和电容储能焊。
对于不同结构的产品通常有几种焊接方法可选择，因此还要综合考虑产品的其他特点。
2.工件厚度
工件厚度可在一定程度上决定所用的焊接方法。每种焊接方法由于所用的热源不同，都有一定的适用范围，在推荐的厚度范围内焊接，较易控制焊缝的质量和保持合理的生产率。推荐的各种焊接方法的厚度范围如图3-1所示。

3.接头形式和焊接位置
根据产品的使用要求和所用母材的厚度及形状，设计的产品可采用对接、搭接、角接等几种类型的接头形式，其中对接形式适用于大多数焊接方法。钎焊一般只选用于连接面积比较大而材料厚度较小的搭接接头。
产品中各个接头的位置往往根据产品的结构要求和受力情况决定。这些接头可能需要在不同的位置焊接，包括平焊、横焊、立焊、仰焊及全位置焊接等。平焊是最容易、最普遍的焊接1置，使产品接头尽可能处于平焊位置，既能保证良好的焊接质量，又能获得较高的生产率，可主用埋弧焊和熔化极电弧焊。立焊薄板时选用熔化极电弧焊，中厚板选用气电焊，超过30mm时习用电渣焊。
4.母材性能
（1）母材的物理性能母材的导热、导电、熔点等物理性能直接影响其焊接性及焊接质量如铜、铝及其合金，应选用热输入大，具有较高焊透能力的焊接方法。
（2）母材的力学性能被焊材料的强度、塑性、硬度等力学性能会影响焊接过程的顺利送行。如铝、镁一类塑性温度区比较窄的金属，不能用电阻焊，而低碳钢就可以。
另一方面，各种焊接方法对焊接金属及热影响区的金相组织及其力学性能的影响程度不同因此会不同程度地影响产品的使用性能。选择的焊接方法还要便于通过控制热输入从而控制炼深、熔合比和热影响区以获得力学性能与母材相近的焊接接头。如电渣焊、埋弧焊时，由于热辅入较大，使焊接接头的冲击韧性降低。
（3）母材的冶金性能由于材料的化学成分直接影响了它的冶金性能，从而也影响了材料的焊接性。普通的碳钢和低合金钢由于合金元素比较少，含碳量又低，一般的电弧焊均可采用对于铝、镁及其合金等活泼的有色金属材料不宜选用CO。焊、埋弧焊，而选用惰性气体保护烤如钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊等。对于不锈钢可采用焊条电弧焊、氩弧焊、埋弧焊等，特别是氩弧焊，由于其保护效果好，更能满足不锈钢耐蚀性的要求。对于钛、锆等难熔金属，由于其气体溶解度较高、焊后容易变脆，因此采用真空电子束焊为最佳。
另外，一些合金元素较多的金属材料采用不同的焊接方法使焊缝有不同的熔合比，影响了烤缝的化学成分及其性能。如高淬硬性的金属宜采用冷却速度较慢的焊接方法和焊前预热，淬火钢不宜采用电阻焊。对于冶金相容性较差的异种金属可采用非液相相接的焊接方法，如钎焊、扩散焊、爆炸焊。
（二）生产条件
在选择焊接方法用来制造具体产品时，要顾及制造厂家的设计及制造的技术条件和焊工的操作技术水平，以及所用的焊接设备和焊接材料。

三、常用电弧焊焊接方法的适用范围
常用电弧焊焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极惰性气体保护焊（MIG）、CO2焊MAG中的一种、非熔化极惰性气体保护焊（TIG）、等离子弧焊等，它们的特点与适用范围见本章的相应部分。常用材料与常用电弧焊焊接方法的适用范围见表3-1。