焊接技术

焊接作为形成永久接头的技术之一，是一种连接多种材料的独特方式——金属、非金属以及金属与非金属的组合（碳、合金、高速钢、有色金属及其合金——铜、铝、硬质合金、半导体、陶瓷等）。

焊接接头的质量在很大程度上取决于准备操作：清洁表面、涂底漆、放置焊接材料、将产品预组装到紧固件中以及测试焊接模式。

表面清洁应确保去除氧化物和脂肪污染物，这些污染物会阻止工件和焊料材料的毛细管收缩。焊接前的清洁通过两种方法进行 - 化学和机械。机械清洗用于去除粗污垢（铁锈、氧化物等），化学清洗用于去除油脂和轻度污垢（用酒精擦拭——乙基、丁基、甲基、特殊清洁混合物）。在化学脱脂的情况下，应考虑随后冲洗组合物的需要。

机械清洁是通过磨料射流（砂、丸）对大表面、金属刷、车床加工、磨床进行的。干喷后也需要除尘。清洁后应尽快开始焊接，以避免重新形成氧化物。

涂底漆用于改善焊料的流动性。最常使用铜涂层。耐腐蚀钢也镀镍。铜涂层通过焊接或电解沉积来施加。

焊料以金属丝、异形箔、焊膏等形式放置在间隙附近，或直接放置在间隙中。另一种方法是在焊接过程中送入焊料——手动或机械化。焊料通过胶合或焊接固定。

在间隙中施加焊料时，电沉积方法被广泛使用（用于锡、钛、铜、各种合金）。涂层的等离子喷涂也被使用。在接触反应焊接中，金属箔（或喷涂层）放置在间隙中，与工件的金属形成接触对。

为了保护无法焊接的表面，使用了二氧化硅 (Al2O3)、石墨、氧化锆等特殊“止焊膏”。

预固定制造的零件，使零件保持一定的间隙和相对位置。在这种情况下，可使用可拆卸连接（安装在设备中、压制）和单部件连接（加热、点焊、电阻焊或电弧焊组装）。

焊点设计

焊接方式的主要参数有：

• 焊接温度，

• 加热速率，

• 保持时间

• 压力（压力焊接），

• 冷却速度。

焊接温度是根据焊接这些材料的最大允许值来确定的，选择焊料使其液相线温度比焊接温度低20-50度。

加热速度对薄壁零件至关重要。它是根据经验确定的。

焊接温度下的保持时间也是根据经验确定的，因为它必须确保润湿和扩散过程。同时，不建议不合理地增加其值，因为这会导致工件金属因熔化焊料的作用而受到侵蚀。

可以通过不同的方式加热熔化焊料——手动（使用焊炬、烙铁）、在熔炉中、感应法和接触法。

焊接后必须进行清洁，通常分两个阶段进行。首先是消除焊接废料。第二种是剥离，去除助焊剂焊接过程中形成的氧化层。不遵守腐蚀性助焊剂残留物会削弱焊点。

由于大多数助焊剂都是水溶性的，因此去除它们的最佳方法是用热水（50 度或更高）冲洗组件。最好在焊接部件仍然很热时将组件浸入水中。如有必要，可用钢丝刷轻轻擦拭助焊剂。更复杂的助焊剂去除方法——精细超声波清洗——可以用来加速暴露在热水或蒸汽中。

有时需要清除焊料过热部分的助焊剂。在这种情况下，助焊剂完全被氧化物饱和并变成绿色或黑色。在这种情况下，必须用稀盐酸溶液（浓度25%，加热温度60-70度，暴露0.5 ... 2分钟）去除。在这种情况下，您必须在使用酸时遵守所有预防措施。

清除焊料上的助焊剂残留物后，去除氧化物。最好的清洁剂是焊接用焊料制造商推荐的清洁剂。也可以使用酸性溶液，但例如硝酸会在蚀刻过程中破坏银焊料。

去除助焊剂和氧化物后，焊接接头可以进行许多其他精加工操作 - 抛光或保油。

焊接过程中的缺陷类似于焊接的缺陷：无滴落、非金属夹杂物、气孔和空腔、裂纹。当间隙和加热不均匀，润湿不够或没有气体出口时，可能会发生不焊接。

当焊料与空气中的氧气相互作用时，焊接接头中会出现非金属夹杂物，这是由于助焊剂在长时间加热过程中与工件金属的相互作用以及表面预清洁不良造成的。如果在焊缝结晶过程中气体的溶解度降低，则可能会形成大间隙的孔隙和空隙。

裂纹可能是由零件冷却过程中的热应力或脆性金属间化合物的形成引起的。

通过观察焊接方式、彻底清洁并确保待焊接部件之间的最佳间隙，可以显着降低焊接接头出现缺陷的风险。

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