閃光焊接是通過加熱、加壓，或兩者並用，用或不用填充材料，使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接套用廣泛，既可用於金屬，也可用於非金屬。
基本介紹
- 中文名：閃光焊接
- 方法：40種
- 分類：熔焊、壓焊和釺焊
- 性質：工藝
工藝,注意事項,焊條的吸潮,電弧的長度,焊接速度,焊波的幅度,閃光焊接對健康的危害,
工藝
金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。
熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連線成為一體。
在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。
為了提高焊接質量，人們研究出了各種保護方法。例如，氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧，就可以保護焊條中有益元素錳、矽等免於氧化而進入熔池，冷卻後獲得優質焊縫。
壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態下實現原子間結合，又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連線端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態時，在軸向壓力作用下連線成為一體。
各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接過程，也改善了焊接安全衛生條件。同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短，因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。
釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料，將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度，利用液態釺料潤濕工件，填充接口間隙並與工件實現原子間的相互擴散，從而實現焊接的方法。
焊接時形成的連線兩個被連線體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用，而發生組織和性能變化，這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件，焊前對焊件接口處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善焊件的焊接質量。
另外，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力，矯正焊接變形。
現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等於甚至高於被連線體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強度除受焊縫質量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。
對接接頭焊縫的橫截面形狀，決定於被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時，除保證焊透外還應考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費用低等因素。
厚度不同的兩塊鋼板對接時，為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中，常把較厚的板邊逐漸削薄，達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、衝擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接，常優先採用對接接頭的焊接。
搭接接頭的焊前準備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘餘應力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常採用。一般來說，搭接接頭不適於在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。
採用丁字接頭和角接頭通常是由於結構上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫，這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中；焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。
角接頭承載能力低，一般不單獨使用，只有在焊透時，或在內外均有角焊縫時才有所改善，多用於封閉形結構的拐角處。
焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對於交通運輸工具來說可以減輕自重，節約能量。焊接的密封性好，適於製造各類容器。發展聯合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結合，可以製成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構，經濟效益很高。採用焊接工藝能有效利用材料，焊接結構可以在不同部位採用不同性能的材料，充分發揮各種材料的特長，達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。
在近代的金屬加工中，焊接比鑄造、鍛壓工藝發展較晚，但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%，鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。
未來的焊接工藝，一方面要研製新的焊接方法、焊接設備和焊接材料，以進一步提高焊接質量和安全可靠性，如改進現有電弧、等離子弧、電子束、雷射等焊接能源；運用電子技術和控制技術，改善電弧的工藝性能，研製可靠輕巧的電弧跟蹤方法。
另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現程式控制、數字控制；研製從準備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產線上，推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產水平，改善焊接衛生安全條件。
注意事項
焊條的吸潮
已吸潮的焊條在焊接時對焊接工藝性有極其不良的影響，吸潮大時要出現滅弧。可能引起熔渣不能很好地包覆熔潭，而影響焊縫金屬的機械性能。對焊縫金屬的機械性能影響最大是塑性，這是因為焊縫金屬中溶解氫量增加的緣故。特別是低氫焊條吸潮時除上述影響外，對出現氣孔的影響更為顯著。
一般酸性焊條（系指鈦鈣型而言），在完整包裝的情況下，6個月不會吸潮。如果氣候條件好，而在乾燥的倉庫保存一年，也不會有什麼變化。但經打開包裝的焊條，直接與大氣接觸。如果是雨天或潮濕的氣候，經過一天時間焊條藥皮就有3%以上的水分吸入。已吸潮的酸性焊條建議在100～150℃烘烤30～60分鐘後使用。低氫焊條在使用前都應經過350℃烘烤1小時左右再使用。
電弧的長度
電弧的長度與焊條塗料種類和藥皮厚度有關係。但都應儘可能採取短弧，特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬，形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。
焊接速度
適宜的焊接速度是以焊條直徑、塗料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化，不能作出標準的規定。保持適宜的焊接速度，熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間，避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快，焊接部位冷卻時，收縮應力會增大，使焊縫產生裂縫。
焊波的幅度
根據焊接結構的接頭形狀，而焊波幅度的大小有相應的變化，一般焊波的幅度，在焊條外徑的四倍以內較為合適。手弧焊接中，由塗料生成的熔渣和保護氣體，只能在一定範圍充分發揮機能。如果採取的焊波太寬時，電弧由一端移到另一端，而留下的一端受到周圍溫度差的影響，使熔渣粘稠化，而不能很好地復蓋著熔融鐵水，惡化了各種雜質和氣體向上浮出條件。因此有可能使焊縫造成夾渣和氣孔。有時將焊寬焊波為了增加熔潭熱量，增大電流，從而強大的電弧流將熔潭吹大，熔渣吹向熔潭的邊緣使之不能很好的復蓋著熔潭鐵水，而影響熔渣的保護作用和熔潭的冶金處理過程，往往因此造成焊縫的夾渣和氣孔。
閃光焊接對健康的危害
閃光焊接對健康的危害主要是由過程產生的輻射和有毒煙霧或氣體等所致，此等危害包括：
1.眼部損傷
(1)由熔化的金屬散發的紅外線輻射引起熱內障，導致視覺模糊不清；
(2)由過程散發的紫外線輻射引起弧眼，導致眼痛並流淚水；
(3)其它損傷，如由外物(熔渣及切割的火花等)引致角膜潰瘍及結膜炎等；
(4)過度暴露於輻射致皮膚受到刺激及發紅；
2.吸入以下在過程中產生的煙霧或氣體
(1)新生金屬氧化物的煙霧，引致金屬熱病；
(2)有毒的金屬煙霧如鉛、鎘、鈹等；
(3)有毒氣體如氧化氮和氟化物等，引致支氣管及肺部受刺激；
(4)被吹管的火焰、灼熱的熔渣或工件表面灼傷；
(5)因體力處理氣瓶或大型工件引致身體損傷。
