焊接技术的原理及其分类
图 1-1
焊接是一种通过加热或加压，或两者并用，且可能使用或不使用填充材料，使相邻工件结合到一起的方法。其应用广泛，钢、铸钢、铸铁，以及一定条件下的铜合金、铝合金和镁合金、镍、锌、铅以及热塑性塑料都可以进行焊接。
焊接技术不仅在机械设备制造中替代了铆接，还广泛应用于修补缺陷、裂缝和断口，用堆焊来加强磨损的部位。与焊接技术密切联系的火焰切割也被用于切断或拆除某些结构。
图 1-2
在机械制造中，如果结构设计上能够采用焊接结构，那么在同等的强度和刚度条件下，焊接的零件往往比铸造和铆接的零件更轻。焊接的质量相对较难控制，焊后产生的变形和残余应力也需要专门的措施进行控制和调整。
焊接结构适用于单件、少批量生产以及要求结构重量轻、交货期短的情况。在某些情况下，焊接的机械零件重量可以比铸件减轻一半以上，尤其是在单件生产时，焊接代替铸造可以大大节省零件开模费用和缩短交货周期。但是在大批量生产时，铸件的成本往往更低。
根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可以分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。本章将重点介绍熔化焊的分类及其常见的几种焊接工艺。
图 2-熔化焊的分类及应用示例：熔化和凝固的过程形成焊缝的过程示意图。熔化焊将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，使被焊工件结合为不可分离的整体。常见的熔化焊方法有气焊、电弧焊等。电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法。以下是常见类型的详细介绍：手工电弧焊是在焊件的端部和涂有涂料的焊条之间燃烧电弧来熔化低碳钢或低合金钢等工件；埋弧焊利用自动埋弧焊和半自动埋弧焊的方式在颗粒状的可熔化焊剂覆盖下进行焊接；气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源来熔化焊件和焊接材料；气体保护焊则是利用惰性气体或活性气体来保护焊接区域；熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊是氩弧焊的两种形式；电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击焊件产生的热能进行焊接的方法；等离子弧焊则是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用获得较高能量密度的等离子弧进行焊接；电渣焊是利用电流通过液体熔渣产生的电阻热进行焊接的方法；激光焊是利用激光器产生的激光束通过聚焦系统聚焦到非常小的焦点，利用光能转换为热能来使金属熔化形成接头的方法。每一种焊接方法都有其独特的特点和适用范围。手工电弧焊具有灵活性和广泛的适用性；埋弧焊适用于中厚板结构的长焊缝；气焊适用于低碳钢、低合金钢等薄板的对接和端接；气体保护焊适用于焊接有色金属如铝和铜等；电子束焊适用于大型和重型结构的制造；等离子弧焊适用于波纹管及膜盒等微型容器的焊接；激光焊适用于微型精密零件的焊接等。不同的熔化焊方法有其独特的工艺特点和应用场景，应根据实际需求选择合适的焊接方法。除了上述熔化焊方法外，还有一些其他的焊接技术如电阻焊和钎焊等也是重要的补充和延伸拓展点。）