在現代的金屬制造業中,船舶、車輛、汽車、宇航、橋梁、建筑、壓力容器、貯罐、建筑機械、管線等各種產業機械及家電設備等行業,焊接是其最主要的必不可少的制造技術。
焊接金屬被焊部位在加熱、加壓或只加熱不加壓的條件下并通過物理冶金和化學冶金反應實現原于間結合,形成焊件的永久的連接。焊接過程實際是一個在焊接結構上局部進行的冶金和熱處理過程。從冶金學的角度來看焊接可分為三大類別:熔化焊、電阻焊和釬焊。
熔化焊是焊件結合部在熱源的作用下,焊接填充材料熔化(或無填充材料)并與坡口處局部熔化的母材共同形成焊縫金屬。焊接過程不需要施加壓力。焊條手工電弧焊(SMAW)、氣體保護電弧焊(GTAW、GMAW、FCAW)、埋弧焊(SAW)、電渣焊(ESW)、等離子弧焊(PAW)、激光焊(Laser)、電子束焊(EBW)等均屬熔化焊,常用的填充材料是藥皮焊條、實芯焊絲和藥芯焊絲。
電阻焊是母材局部被加熱達到熔融狀態,并在施加壓力的條件下形成焊縫。電阻焊不需要填加焊材,點焊(RSW)、縫焊(RSEW)、閃光對焊(FW)是這類焊接的典型工藝。
釬焊是兩部分待焊工件(同種材料或異種材料)之間加熱,但不需要達到熔化溫度,而由熔化的釬焊料靠表面張力在毛細作用下填充縫隙,以及母材向釬料的熔解或釬焊料向母材的擴散形成連結。釬焊通常是在真空狀態下或惰性氣體保護下進行,以防止空氣中有害氣體的侵入,從而獲得優質的接頭。釬焊料的熔點比母材低,因此釬焊料是與母材成分不同的材料。
熔化焊和電阻焊是焊接不銹鋼使用最廣泛的工藝(圖1-1),釬焊在航天、航空、核工程中的應用也日益廣泛。