特种焊接技术[优秀]_特种焊接技术

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1.摩擦焊：在轴向压力与转矩作用下，利用焊接接触面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热，使被焊接面的金属达到热塑化的状态，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶实现连结的一种焊接方法

2.激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。

3.电子束焊是高能量密度的焊接方法，它利用空间定向高速运动的电子束，撞击工件表面后，将部分动能转化为热能，使被焊金属熔化，冷却结晶后形成焊缝

4.扩散焊是金属或非金属在固态下靠相互扩散完成焊接的方法，这种焊接方法可以精确地控制焊件的尺寸，使焊接件的表面形状规则

5.冷压焊是在室温下进行的，焊件在强大的外界压力下，工件表面的氧化膜破裂并被塑性流动的金属挤向焊接件外部，使纯金属紧密接触，达到原子间结合，最后形成牢固的焊接接头。分为搭接和对接冷压焊

6.热压焊是在工件加热条件下施加压力，使被焊界面金属产生塑性变形，形成界面金属原子间的结合。

7.超声波焊是利用超声波的能量进行焊接的一种方法，它是在被焊工件上先施加一定的压力，然后利用高频的机械振动，使接触面之间产生相对摩擦运动，将金属表面的氧化膜破坏，从而实现焊接的过程。

8.铝热剂焊是利用金属氧化物和铝（还原剂）之间的氧化还原反应所产生的热量，进行熔焊金属母材、填充接头而完成焊接的一种方法。

1.摩擦焊的优缺点？

优：接头质量高；适于各类同种或异种材质的连结；生产效率高；焊接尺寸精度高，成本低；设备易于机械化，自动化，操作简单；节能环保；缺：①旋转摩擦焊仅适合焊接高强度回转体构件，焊接必须依靠旋转摩擦进行焊接，接头形式和工件断面形成受损，对非圆形截面零件、盘状工件和薄壁管件焊接较困难；受摩擦焊机功率和压力的限制，旋转摩擦焊不能焊接断面较大的工件，目前可焊接工件的最大断面为200㎝²;搅拌摩擦焊仅适合轻合金材料的对接和搭接，对于高强度材料如钢钛合金以及粉末冶金材料的焊接则较困难②对于盘状薄零件、薄管件和筒形件，不易于装夹，较难施焊，因此对工装夹具要求较高;有时焊接接头的飞边是多余和有害的，要求增加清理工序，增加了成本，此外，摩擦焊机设备相对较为复杂，焊机的一次性投机较大，只有大批量生产才能降低成本

2.简述搅拌摩擦焊的原理及其优点？ 原理：利用一个非损耗的搅拌头旋转着插入被焊接工件，当搅拌头的肩部和被焊接工件的表面接触时，由于搅拌针和搅拌肩与被焊接材料的摩擦生热，使搅拌针附近的材料热塑化，热塑化的金属在搅拌头的旋转摩擦作用下，逐渐由前部向后部转移，当搅拌头向前移动时，在搅拌头轴肩的挤压，锻造作用下，形成致密的固相扩散连结接头；优：焊接变形小；焊接金属力学性能好；工作环境好；搅拌头属于非消耗性材料；操作简单；氧化皮可以自动去除；设备结构简单，易于实现自动焊接和机器人焊接；可用于焊接裂纹敏感性较高的材料。

3.搅拌头的接头形式有哪些？特点是什么？搅拌头材料如何选择？

三槽锥形螺纹和锥形螺纹

特点：减小焊接压力；使塑性流动更加容易；螺纹产生向下的力；增大搅拌针和塑化材料的接触面积。

选择：①热强行：在焊接温度下，搅拌头应具有较好的力学性能。②耐磨性：搅拌头应能够承受焊接初始压入阶段以及焊接过程中的材料磨损，并且在规定焊接时间内和焊接长度内保持搅拌头的初始形状。③耐冲击性：在室温或工作温度下搅拌头应具有抵抗焊接初始压入和焊接冲击的能力。④合适的热传导性：搅拌头的热传导能力应该比被焊工件差，否则大量的摩擦热将通过搅拌头传导损失，而不是用于被焊接材料。⑤不存在危险性：搅拌头作为一种焊接工具，会经常与操作者接触，所以不应该有辐射性。⑥易加工性：搅拌头材料应该容易被加工成复杂形状

4.摩擦焊接头的设计原则及接头形式？ 对于传统连续驱动摩擦焊，至少有一个是圆形截面②为了夹持方便，牢固，保证焊接过程不失稳，应尽量避免设计薄管，薄板接头③一般倾斜接头应与中心线成30°~45°的斜面④对锻压温度或热导率相差较大的材料，为了使两个零件的锻压和顶锻相对平衡，应调整界面的相对尺寸⑤对大截面接头，为了降低摩擦加热时的转矩和功率峰值，采用端面侧角的办法可使焊接时接触面积逐渐增加⑥如果限制飞边流出，应预留飞边槽⑦采用中心部位凸起的接头，可有效地避免中心未焊透⑧摩擦焊应避免渗碳﹑渗氮等⑨为了防止由于轴向力引起的工作滑退，通常在工件后面设置挡块⑩工件伸出夹头外的尺寸要适

当，被焊工件应尽可能有相同的伸出长度 5.为什么钢的激光焊接接头有良好的韧①焊接功率：所需的功率随工件的厚度和性、强度和抗裂性？ 硬度的增加而增加 ①激光焊接焊缝细﹑热影响区窄②从接②振动频率：焊薄件时宜选取高的谐振频头的硬度和显微组织的分布来看，激光焊率，功率愈小选择的频率愈高，大功率焊有较高的硬度和较陡的硬度梯度，这表明机一般选择16到20kHz的较低的谐振频可能有较大的应力集中出现③激光焊热率③振幅：超声波焊机的振幅约在5到影响区的组织主要为马氏体，这时由于它25μm的范围内，随着材料厚度硬度提高的焊接速度高|﹑热输入小④合金钢激光所需振幅值亦相应增大，但有上限④静压焊时，焊缝中的有害杂质元素大大减少，力：其选择取决于材料厚度、硬度、接头产生了净化效应，提高了接头的韧性 形式和使用的超声功率⑤焊接时间：随材6.激光焊接﹑切割时应采取哪些个人防料性质、厚度及其他工艺参数而定。护措施？ 13.钢轨焊接工艺流程：a准备工作。焊接①激光防护眼镜②激光防护面罩③激光前将焊接工具、封箱砂、待焊钢轨准备好。防护手套④激光防护服 仔细检查钢轨进行焊前清理，两段钢轨接7.激光有哪些危害？ 头对直。B焊接工作。装卡砂型、坩埚装①对眼睛的危害：当眼睛受到过量照射时，料及放置坩埚支架、预热、点火浇注。c视网膜会烧伤，引起视力下降，甚至会烧整修工作。先推瘤后打磨。D钢轨焊接质坏色素上皮和邻近的光感视杆细胞核视量检测。锥细胞，导致视力丧失②对皮肤的危害：当脉冲激光的能量密度接近几焦每平方厘米或连续激光的功率密度达到0.5w／㎝²时，皮肤就有可能遭到严重的损伤③火灾：激光束直接照射或强反射会引起可燃物的燃烧导致火灾④电击：激光焊中还存在着数千伏至万伏的高压，存在电击的危险⑤有害气体：激光焊时材料受到加热而蒸发、气化，产生各种有毒的金属烟尘，对人体有一定伤害 7.电子束焊的主要工艺参数有哪些、对焊接质量有什么影响、如何正确选择焊接工艺参数？ ①加速电压：在相同的功率、不同的加速电压下，所得焊缝深度和形状是不同的。提高加速电压可增加焊缝的深度。当焊接大厚度并要求得到窄而平行的焊缝或电子枪与焊件的距离较大时可提高加速电压。②电子束流：与加速电压一起决定电子束焊的功率。焊环缝时，要控制束流的递增、递减；焊接各种不同厚度的材料时，要改变束流；焊接大厚件时，焊接电流需逐渐减小。③聚焦电流：有上焦点、下焦点和表面焦点。焦点位置对焊缝形状影响很大。当焊件厚度大于10mm时，通常采用下焦点焊，且焦点在焊缝熔深的30%处；当焊件厚度大于50mm时，焦点在焊缝熔深的50~75%之间更合适。④焊接速度：和电子束功率一起决定着焊缝的熔深、焊缝宽度以及被焊材料的熔池行为。增加焊接速度会，焊缝变窄，熔深减小。⑤工作距离影响电子束的聚焦程度。在不影响电子枪稳定工作的前提下，可以采用尽可能短的工作距离。8.电子束焊安全防护有哪些方面，防护措施是什么？ 防护高压电击的措施：①保证高压电源和电子枪有足够的绝缘，耐压实验应为额定电压的1.5倍②设备外壳应接地良好，采用专用地线，设备外壳用截面积大于12㎜²的粗铜线接地，接地电阻应小于3Ω③更换阴极组件或维修时，应切断高压电源，并用接地良好的放电棒接触准备更换的零件或需要维修的地方，放完电后才可以操作④电子束焊机应安装电压报警或其他电子联动装置，以便在出现故障时自动断电⑤焊工操作时应戴耐高压的绝缘手套，穿绝缘鞋；X射线的防护：①加速电压低于60kv的焊机,一般靠焊机外壳的钢板厚度来防护②加速电压高压60kv的焊机，外壳应附加足够厚度加铅板加强防护③电子束焊机在高压电压下运行，观察窗应选用铅玻璃，厚度可按相应的铅当量选择 9.扩散焊的中间层有哪些作用、应如何选择？ 中间层的作用：①改善表面接触，以降低对待焊接表面制备的要求和降低焊接所需压力②改善扩散条件，加速扩散过程，以降低加热温度和缩短焊接时间③改善冶金反应，避免或将少金属间形成脆性化合物和不希望存在的共晶组织④避免和减少焊接热应力或扩散孔洞等缺陷。如何选择：中间层材料可以是纯金属，也可以是含有能活化扩散的或能降低熔点的元素，而成分与母材相似的合金。中间层的厚度要适当，宜薄不宜厚，一般有1μm到数百微米。10.扩散焊的接头形式有哪些？为什么？ 按被焊材料不同有四种组合：同种材料、同种材料带中间夹层、不同材料、不同材料带中间夹层。同类材料组合的扩散焊过程是建立在被焊材料原子自扩散的基础上的；而不同材料的组合，除自扩散外，还充分利用了某些元素，特别是某些容易扩散元素的异类材料扩散和反应扩散的规模而大大加速扩散过程。如果焊接过程中，中间层发生熔化，就变成过渡液相扩散焊，从而又大大加速了扩散焊接过程。10.对中间层材料的性能有何要求？ ①材料塑性好，易变形②含有容易向基体扩散的或能降低中间层熔点的元素，如硼、铍硅等③不与母材金属产生不良的冶金反应，如不产生脆性化合物层或对性能产生不良影响的共晶组织④不会在接头上引起电化学腐蚀 11.超声波焊接的接头必须是搭接接头，焊缝的形状分：点焊、缝焊、环焊和线焊 12.超声波焊接的工艺参数、如何选择？

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