焊接原理及应用

一：焊接原理及应用

熔焊，又叫熔化焊，是一种最常见的焊接方法。

所谓熔焊，是指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。由于被焊工件是紧密贴在一起的，在温度场、重力等的所用下，不加压力，两个工件熔化的融液会发生混合现象。待温度降低后，熔化部分凝结，两个工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法。

熔焊可以分为：电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。最常见的电弧焊又可以进一步分为：手工电弧焊（焊条电弧焊）、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊等。

q＝IU/v

式中I——焊接电流(A)；

U——电弧电压(V)；

v——焊接速度(mm／s)；

q——热输入(J／mm)。

例如，一厚度为12mm的低碳钢板，采用双面埋弧焊，焊接参数为焊丝直径4mm，焊接电流600A，电弧电压38V焊接速度8mm／s，此时热输入为

q＝（600A×38V）÷8mm／s＝22800J／s÷8mm／s＝2600J／mm

热输入综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接参数。热输入增大时，热影响区宽度增大，加热到高温的区域增宽，焊件在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢。

二：焊接是怎样形成的？其工作原理是什么？

电焊可分为电弧焊接和电阻焊接，电弧焊接是利用电弧产生的高温使得材料和焊条熔化达到焊接的目的，电弧就是在电流的作用下使得空气电离，产生等离子体传导电流，并且使电能转化成热能。电阻焊接是利用材料的接触电阻，电流在接触电阻较大的接触面转化成热能，使得熔接点或者面上的材料熔化达到焊接的目的。

三：焊接的分类和特点

焊接种类：　　1、焊条电弧焊： 　　原理——用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。属气－渣联合保护。 　　主要特点——操作灵活；待焊接头装配要求低；可焊金属材料广；焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。 　　应用——广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。适用于（上述行业中）各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。 　　 2、埋弧焊（自动焊）： 　　原理——电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）而形成焊缝。属渣保护。 　　主要特点——焊接生产率高；焊缝质量好；焊接成本低；劳动条件好；难以在空间位置施焊；对焊件装配质量要求高；不适合焊接薄板（焊接电流小于100A时，电弧稳定性不好）和短焊缝。 　　应用——广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。板厚需大于5毫米（防烧穿）。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。 　　 3、二氧化碳气体保护焊（自动或半自动焊）： 　　原理：利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。属气保护。 　　主要特点——焊接生产率高；焊接成本低；焊接变形小（电弧加热集中）；焊接质量高；操作简单；飞溅率大；很难用交流电源焊接；抗风能力差；不能焊接易氧化的有色金色。 　　应用——主要焊接低碳钢及低合金钢。适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。 　　 4、MIG/MAG焊（熔化极惰性气体保护焊）： 　　原理——采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。 　　保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。MIG用惰性气体，MAG在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。 　　主要特点——焊接质量好；焊接生产率高；无脱氧去氢反应（易形成焊接缺陷，对焊接材料表面清理要求特别严格）；抗风能力差；焊接设备复杂。 　　应用——几乎能焊所有的金属材料，主要用于有色金属及其合金，不锈钢及某些合金钢（太贵）的焊接。最薄厚度约为1毫米，大厚度基本不受限制。 　　 5、TIG焊（钨极惰性气体保护焊） 　　原理——在惰性气体保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。 　　主要特点——适应能力强（电弧稳定，不会产生飞溅）；焊接生产率低（钨极承载电流能力较差（防钨极熔化和蒸发，防焊缝夹钨））；生产成本较高。 　　应用——几乎可焊所有金属材料，常用于不锈钢，高温合金，铝、镁、钛及其合金，难熔活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异钟金属的焊接。焊接厚度一般在6毫米以下的焊件，或厚件的打底焊。 　　 6、等离子弧焊 　　原理——借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法。

四：手工焊接原理是什么啊？

手工焊接与返修是要求杰出的操作员技术和良好工具的工艺步骤；一个经验不足的操作员可能会产生可靠性的恶梦。当配备足够的工具和培训时，操作员应该能够创作可靠的焊接点。表面贴装手工焊接有时比通孔(through-hole)焊接更具挑战性，因为更小的引脚间距和更高的引脚数。返修工艺中，必须小心，不要将印刷电路板过热；否则电镀通孔和焊盘都容易损伤。本文将回顾接触焊接与加热气体焊接，这两种最常见的手工焊接。

一、接触焊接

接触焊接是在加热的烙铁嘴(tip)或环(collar)直接接触焊接点时完成的。烙铁嘴或环安装在焊接工具上。焊接嘴用来加热单个的焊接点，而焊接环用来同时加热多个焊接点。对单嘴焊接工具和焊接嘴，有多种的设计结构。

对烙铁环形式的焊接嘴也有多种设计结构。有两或四面的离散环，主要用于元件拆除。环的设计主要用于多脚元件，如集成电路((IC)；可是，它们也可用来拆卸矩形和圆柱形的元件。烙铁环对取下已经用胶粘结的元件非常有用。在焊锡熔化后，烙铁环可拧动元件，打破胶的连接。

四边元件，如塑料引脚芯片载体(PLCC)，产生一个问题，因为烙铁环很难同时接触所有的引脚。如果烙铁环不接触所有引脚，则不会发生热传导，这意味着一些焊点不熔化。特别是在J型引脚元件上，所有引脚可能不在同一个参考平面上，这使得烙铁环不可能同时接触所有的引脚。这种情况可能是灾难性的，因为还焊接在引脚上的焊盘在操作员取下元件时将从PCB拉出来。

焊接嘴与环要求经常预防性的维护。它们需要清洁，有时要上锡。可能要求经常更换，特别是在使用小烙铁嘴时。

接触焊接系统可分类为从低价格到高价格，通常限制或控制温度。选择取决于应用。例如，表面贴装应用通常比通孔应用要求更少的热量。

1、恒温系统，提供连续、恒定的输出，持续地传送热量。对于表面贴装应用，这些系统应该在335~365°C温度范围内运行。

2、限制温度系统，具有帮助保持该系统温度在一个最佳范围的温度限制能力。这些系统不连续地传送热量，这防止过热，但加热恢复可能慢。这可能引起操作员设定比所希望更高的温度，加快焊接。对表面贴装应用的操作温度范围是285~315°C。

3、控制温度系统， 提供高输出能力。这些系统，象温度限制系统一样，不连续地传送热量。响应时机和温度控制比限制温度系统要优越。对表面贴装应用的操作温度范围是285~315°C。这些系统也提供更好的偏差能力，通常是10°C。

与接触焊接系统有关的特性包括： 在多数情况中，接触焊接是补焊(touch-up)以及元件取下与更换的最容易和成本最低的方法。 用胶附着的元件可容易地用焊接环取下。 接触焊接设备成本相对低，容易买到。 与阀触焊接系统有关的问题包括： 没有限制烙铁嘴或环的系统容易温度冲击，将烙铁嘴或环的温度提升到所希望的范围之上。 烙铁环必须直接接触焊接点和引脚，到达效率。 温度冲击可能损伤陶瓷元件，特别是多层电容。

二、加热气体(热风)焊接

热风焊接通过用喷嘴把加热的空气或惰性气体，如氮气，指向焊接点和引脚来完成。热风设备选项包括从简单的手持式单元加热单个位置，到复杂的自动单元设计来加热多个位置。手持式系统取下和更换矩形、圆柱形和其它小型元件。自动系统取下合更换复杂元件，诸如密脚和面积排列元件。

热风系统避免用接触焊接系统可能发生的局部热应力，这使它成为在均匀加热是关键的应用中的首选。热风温度范围一般是300~400°C。熔化焊锡所要求的时间取决于热风量。较大的元件在可取下或更换之前，可能要求超过60秒的加热。 　　喷嘴设计很重......余下全文>>

五：氩弧焊焊接工艺原理与操作方法？

氩弧焊简介

氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接铜、铝、合金钢等有色金属。

氩弧焊分类

氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。

1．非熔化极氩弧焊

工作原理及特点：非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。

2．熔化极氩弧焊

工作原理及特点 ：焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如Ar 80％＋CO220％的富氩保护气。通常前者称为MIG，后者称为MAG。从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。

氩弧焊特点

1.熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比的特点

(1)效率高 因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。 氩弧焊

(2)需加强防护 因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。

2.保护气体

(1)最常用的惰性气体是氩气。它是一种无色无味的气体，在空气的含量为0.935％(按体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间。氩气是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。 　　我国均采用瓶装氩气用于焊接，在室温时，其充装压力为15MPa。钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为：Ar≥99.99％；He≤0.01％；O2≤0.0015％；H2≤0.0005％；总碳量≤0.001％；水分≤30mg／m3。 　　氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大25％，在平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下也不和金属发生化学反应，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。 　　氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就非常稳定。

3.氩弧焊的缺点

（1）氩弧焊因为热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。尤其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出。在精密铸件缺陷的修补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊，由于冷焊机放热量小，较好的克服了氩弧焊的缺点，弥补了精密铸件的修复难题。 　　（2） 氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些，氩弧焊的电流密度大，发出的光比较强烈，它的电弧产生的紫外线辐射，约为普通焊条电弧焊的5～30倍，红外线约为焊条电......余下全文>>

六：电焊的工作原理和具体操作.

焊机焊接的时候要形成回路，有正负极的。你只用一极肯定焊不起啥。他放在那铁板上，铁板肯定还搭了一根线的，只是你没有注意到，所以他就焊得起。

你说的焊接就是用电弧把焊的东西和焊条都烧热了，重新融化凝固后形成一体的。所以焊的时候要注意看需焊接的工件是不是也烧红了，没有烧光是焊条烧化了也是焊不起的

七：电焊机工作原理的工作原理

要说焊机的工作原理，我们顺便一起说说焊机的变更历史。

1、由于技术的革新和用户对焊接质量的要求不断提高，焊机进行了多次改进。

2、最初的焊机是交流焊机，主要部件就是一个工频变压器，用变压器降压产生一个隔离的低压大电流的交流焊接电源，用于基础的金属焊接。

3、在后来的焊接中，发现在变压器的输出端增加一组整流器，将电弧变成直流后的焊接效果在多数情况下都优于交流电弧，所以第一代直流焊机应运而生。

4、在此基础上，设计人员根据用户的需要，又将电路进行了改进，使焊机具有了电流调节功能，适应了各种大小厚薄工件的焊接，这样就诞生了可控硅整流类型的焊机。

5、以上几种焊机在多年的运用中，用户又提出设备笨重、移动不变、效率低下等问题。我们的技术人员就将逆变技术引入了焊机的设计中，其中可控硅逆变式焊机在上世纪90年代引领风骚。(注：可控硅逆变焊机采用的是变频控制，频率一般从几百赫兹到几千赫兹。)

6、逆变技术在焊机中的应用原理：先将交流供电通过整流桥变为直流电源，再送入功率电子开关，经过切换，将直流变为低压交流，这个过程就是逆变。最终将低压交流再整流后输出直流，就可进行焊接，这个过程用字母表示为：AC-DC-AC-DC

7、在上世纪90年代末，新型的脉宽调制方式的逆变焊机开始逐渐走向市场，其中以场效应管或IGBT等作为功率电子开关的逆变焊机作为主导机型流传至今。

8、我们主要说下以IGBT作为功率电子开关的逆变手工弧焊焊机工作原理。

见下图

原理分析：三相电经过空气开关后进入设备，首先经过三相整流桥进行第一次整流，送入滤波器平滑波形，再送入逆变回路，产生一个约20KHz的交变电流，之后经过输出整流模块进行第二次整流、滤波，输出到焊接端。

在输出端分别进行电流、电压采样后，送入的运算控制电路与给定信号进行运算，输出信号至脉宽调制器，信号经驱动电路放大后送入电子开关（IGBT模块组）。最终，整个电路形成闭环控制，得到一个稳定的焊接电流运用于焊接。

9、手工弧焊焊机为陡降特性焊机，即焊接输出电流在额定最大输出电压范围内为恒流特性。当焊接电压超过最大额定输出电压时，输出电流将逐渐减小。恒流范围内的焊接电压与电流关系为：U=20+0.04*I

10、二氧化碳焊机为平特性焊机，即焊接输出电压在额定最大输出电流范围内为恒压特性。恒压范围内的焊接电压与电流关系为：U=14+0.05*I

11、氩弧焊焊机为陡降特性，电流电压关系为：U=10+0.04*I

八：超声波焊接的焊接原理

超声波塑料焊接原理超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积超声波金属焊接原理超声波金属焊接原理是利用超声频率（超过16KHz ）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将线框振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升．接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接．因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象．超声金属焊机能对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接．可广泛应用于可控硅引线、熔断器片、电器引线、锂电池极片、极耳的焊接。

九：常用焊接装配方法的特点及应用

1、焊条电弧焊：

原理——用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。属气－渣联合保护。

主要特点——操作灵活；待焊接头装配要求低；可焊金属材料广；焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。

应用——广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。适用于（上述行业中）各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。

2、埋弧焊（自动焊）：

原理——电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）而形成焊缝。属渣保护。

主要特点——焊接生产率高；焊缝质量好；焊接成本低；劳动条件好；难以在空间位置施焊；对焊件装配质量要求高；不适合焊接薄板（焊接电流小于100A时，电弧稳定性不好）和短焊缝。

应用——广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。板厚需大于5毫米（防烧穿）。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。

3、二氧化碳气体保护焊（自动或半自动焊）：

原理：利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。属气保护。

主要特点——焊接生产率高；焊接成本低；焊接变形小（电弧加热集中）；焊接质量高；操作简单；飞溅率大；很难用交流电源焊接；抗风能力差；不能焊接易氧化的有色金色。

应用——主要焊接低碳钢及低合金钢。适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。

4、MIG/MAG焊（熔化极惰性气体保护焊）：

原理——采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。

保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。MIG用惰性气体，MAG在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。

主要特点——焊接质量好；焊接生产率高；无脱氧去氢反应（易形成焊接缺陷，对焊接材料表面清理要求特别严格）；抗风能力差；焊接设备复杂。

应用——几乎能焊所有的金属材料，主要用于有色金属及其合金，不锈钢及某些合金钢（太贵）的焊接。最薄厚度约为1毫米，大厚度基本不受限制。

5、TIG焊（钨极惰性气体保护焊）

原理——在惰性气体保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。

主要特点——适应能力强（电弧稳定，不会产生飞溅）；焊接生产率低（钨极承载电流能力较差（防钨极熔化和蒸发，防焊缝夹钨））；生产成本较高。

应用——几乎可焊所有金属材料，常用于不锈钢，高温合金，铝、镁、钛及其合金，难熔活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异钟金属的焊接。焊接厚度一般在6毫米以下的焊件，或厚件的打底焊。

6、等离子弧焊

原理——借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法。

主要特点（与氩弧焊比）——（1）能量集中、温度高，对大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。（2）电弧挺度好，等离子弧基本是圆柱形，弧长变化对焊件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以，等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显。（3）焊接速度比氩弧焊快。（4）能够焊接更细、更薄加工件。（4）设备复杂，费用较高。

应用——

（1）穿透型（小孔型）等离子弧焊：利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点，在适当的工艺参数条件下（较大的焊接电流100A～......余下全文>>