第1个回答 2024-04-22
焊接是一种用于连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。在焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域（熔池），熔池冷却凝固后形成材料之间的连接。焊接过程中通常需要施加压力。焊接的能量来源多种多样，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。焊接不仅应用于工厂，还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。焊接可能给操作者带来危险，因此在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接可能对人体造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。
19世纪末之前，唯一的焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊。最早的现代焊接技术出现在19世纪末，先是弧焊和氧燃气焊，稍后出现了电阻焊。20世纪早期，由于对军用设备的需求量很大，金属连接工艺受到重视，焊接技术得到发展。战后，出现了几种现代焊接技术，包括手工电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、埋弧焊、药芯焊丝电弧焊和电渣焊等。20世纪下半叶，焊接技术发展迅速，激光焊接和电子束焊接被开发出来。今天，焊接机器人在工业生产中得到广泛应用。研究人员仍在深入研究焊接的本质，开发新的焊接方法，提高焊接质量。
弧焊使用焊接电源创造并维持电极和焊接材料之间的电弧，使焊点上的金属融化形成熔池。弧焊可以使用直流电或交流电，使用消耗性或非消耗性电极。弧焊过程要消耗大量的电能，可以通过多种焊接电源来供应能量。
手工电弧焊是最常见的焊接工艺，使用消耗性的焊条电极在焊接材料和消耗性的焊条之间形成电弧。这种工艺的适应面很广，所需的设备也相对便宜，非常适合现场和户外作业。
熔化极气体保护电弧焊是一种半自动或自动的焊接工艺，采用焊条连续送丝作为电极，并用惰性或半惰性的混合气体保护焊点。熔化极气体保护电弧焊和手工电弧焊相比能获得更高的焊接速度。
钨极气体保护电弧焊是一种手工焊接工艺，采用非消耗性的钨电极，惰性或半惰性的保护气体，以及额外的焊料。这种工艺拥有稳定的电弧和较高的焊接质量，特别适用于焊接板料。
电阻焊的原理是两个或多个金属表面接触时，接触面上会产生接触电阻。如果在这些金属中通过较大的电流，接触电阻大的部分会发热，将接触点附近的金属熔化形成熔池。电阻焊是一种高效、无污染的焊接工艺。
能量束焊接工艺包括激光焊接和电子束焊接。这两种工艺的原理相近，最显著的区别在于它们的能量来源。激光焊接法采用的是高度集中的激光束，而电子束焊接法则使用在真空室中发射的电子束。
固态焊接工艺包括超声波焊接和爆炸焊。超声波焊接通过施加高频声波和压力来连接金属和热塑塑料制成的板料和线。爆炸焊的原理是使材料在爆炸产生的高温高压作用下形成连接。
焊接接头类型包括I形对接接头、V形对接接头、搭接接头、T形接头等。焊接质量的衡量指标是焊点及其周边材料的强度。影响强度的因素包括焊接工艺、能量的注入形式、母材、填充材料、助焊剂、接头设计形式等。
焊接工艺对焊缝附近的金属特性的影响可以标定，不同焊接材料和焊接工艺会形成大小不一、特性各异的热影响区。焊接时金属被加热到熔化温度，冷却时会产生收缩，收缩会产生残余应力，并造成纵向和圆周方向的扭曲。为了减少扭曲和残余应力，应该控制焊接的热输入量，单个材料上的焊接应该一次完工，而不是分多次进行。
焊接的经济成本是其工业应用的重要影响因素。影响焊接成本的因素很多，如设备、人力、原材料和能量成本等。近年来，为了减少高端产品中焊接的人力成本，工业生产中的电阻点焊和弧焊大量采用自动焊接设备。焊接技术的前沿发展领域包括异型材料之间的焊接、新型焊接工艺，如搅拌摩擦焊、磁力脉冲焊、导热缝焊和激光复合焊等。其他研究则集中于扩展现有焊接工艺的应用范围，如将激光焊接应用于航空和汽车工业。研究者们还希望进一步提高焊接质量，控制焊缝的微观结构和残余应力，以减少焊缝的变形断裂。