理想的焊缝是这样的:在焊缝所连接的各部分之间完全连续,而且接头的每个部分都无法与构成焊接接头的那部分金属区分开来。尽管实际上这种理想根本无法实现,但却可以通过多种焊接方法和工艺获得满足工作要求的焊缝接头。扩散焊焊缝很接近理想焊缝的条件,只是受到材料和施焊条件等因素的限制,同时其成本也很高,因此使用的范围较窄。其实,实际应用的各种焊接方法也都必须满足许多条件,其中最重要的条件就是必须供给接头某种形式的能量(通常是热量),从而通过熔融使焊件连接在一起。
两个表面只有在不存在氧化物或其他污染的情况下,才能令人满意地结合在一起。虽然在焊接之前进行表面清理是有益的,但往往是不够的。每种焊接方法的主要特征就是使污染表层熔解或消散。这可由焊剂的化学反应、电弧的溅蚀或机械方式——如使其破裂和磨损来完成。必须从表面清除这样三种污染物质:有机薄膜层、吸附的气体和母材的表面化合物(通常为氧化物)。由于利用热量可以将有机薄膜和吸附的气体有效地清除掉,从而对于利用热量的大多数焊接方法而言,去除焊接区域的氧化物是最重要的事。
一旦将污染物质去除后,在焊接过程中,必须避免再次形成表面膜(尤其是氮化物)。因而,几乎在所有的焊接方法中,都必须采取某种方法来排除周围的空气。可用焊剂来清洁接头的熔融面,还能起到保护的作用;如果不用焊剂,也可以用惰性气体或不会与母材形成难熔化合物的气体,形成气体覆盖层来保护焊接区域。通过使焊接表面紧密连接在一起而进行焊接,是机械地将空气排除;在真空中焊接是通过完全排除空气,获得没有空气的最佳保护情况;如果通过控制加热来实现快速焊接,则在焊接区域来不及充分地氧化,也就不需要进行保护了。可以使用一些方法,在构成接头前将受污染的液态金属挤出或向熔池添加合金元素,来改善焊缝金属的性能。(www.xing528.com)
在焊接过程中形成的接头必须有良好的冶金特性,这是一个极为重要的涉及接头使用性能的要求。在熔焊的某些方法中,如同在铸造中所采取的措施一样,经常需要向焊接材料中添加脱氧剂或合金元素。通常必须控制被焊材料的化学成分,某些合金(确切地说,是少数几种合金)几乎用任何方法都无法良好焊接;但大部分合金,只有将它们的成分控制在一定的范围内时,才能进行焊接。这些是焊接冶金学的基础。
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