闪光焊原理第一节绪论一、焊接的定义焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。被连接的两个物体（构件、零件）可以是各种同类或不同类的金属、非金属（玻璃、塑料等），也可以是一种金属与一种非金属。金属连接在现代工业中具有很重要的实际意义，因此，狭义上讲，焊接通常就是指金属的焊接。二、金属焊接的物理本质和分类焊接过程的本质就是通过适当的物理化学过程消除两待焊物体待焊表面的氧化模及其他污染物，并使两个分离的固态金属产生原子（或分子）间产生结合力。目前找到了许多可行的物理化学方法完成金属焊接，就基本途径而言，可以分为如下几类：(一)熔化焊接加热被连接的构件使表面局部熔化，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。为了实现熔化焊接，关键是要有一个温度足够高、能量集中的加热热源。熔化焊分类按照热源形式不同主要分为：气焊（以氧、乙炔或其他可燃气体燃烧火焰为热源）；热剂焊（如铝热剂放热反应热为热源）；电阻点、缝焊（以焊件本身通电时的电阻热为热源）；电子束焊（以高速运动的电子束流为热源）；激光焊（以单色光子束流为热源）等若干种。焊接过程中，局部熔化的高温焊缝金属，因与空气接触很容易造成成分、性能发生不良改变，一般都必须采取有效的隔离空气的保护措施。若按照电极特征分为熔化电极和非熔化电极焊接两大类。（二）压力焊接焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的过程。主要通过利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服两个连接表面的间隙，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，从而在固态条件下实现金属的焊接。固相焊接时，通常都必须加压，因此，通常这类加压的焊接方法称为压力焊接。为了使固相焊接容易实现，固相焊接大都在加压的同时伴随有加热措施，由于加热温度通常小于材料的熔点，因此，除真空扩散焊外，对固相焊接的保护措施并不常见。压力焊接按照加热方法不同可分为：冷压焊（不采用加热措施的压焊）、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、电阻对焊、闪光对焊等。压力焊是焊接科学的重要组成部分之一。被广泛应用于航空、航天、原子能、电子技术、汽车、铁路等行业部门。有数据表明，焊接量中，压力焊所完成的量约占总焊接量的三成，并且随着上述行业的发展有逐步增加的趋势。1、压力焊的物理本质静压力、冲击压力或爆炸力等均可作为压力焊所需要的压力来源，该力的大小应由待焊材料、环境及焊件温度等来综合决定。压力的作用将使焊接接头质量有较大的提高。现在多数压力焊接均为固相焊接，在压力作用下形成一定的塑性变形，通过再结晶和扩散等作用达到原子结合从而形成焊接接头。一般压力焊均辅助有一定的加热手段，其主要作用是可以提高金属的塑性，降低金属变形阻力，显著减小所需压力。同时在高温下，金属原子的活动能力和扩散能力得以大幅度增加，因此促进原子间的相互作用。以铝为例，室温下在60％端面变形度下才可以完成焊接，但将焊件加热到400℃时，3％的端面变形度即可实现。研究及试验均发现，焊接区金属加热温度越高，焊接所需压力就越小。2、压力焊的分类压力焊的分类较多，包含电阻焊、扩散焊、超声波焊、摩擦焊、旋转焊等，可参看图2-1。电阻焊由点焊、缝焊、对焊等焊接方法组成。钢轨的闪光对焊即属于电阻焊范围内，因此对电阻焊进行较为详细的讲述，而略掉其余压力焊方法。压力焊电阻焊扩散焊超声波焊摩擦焊旋转焊爆炸焊磁力脉冲焊冷压焊气压焊冰压焊图2-1压力焊的分类（三）钎焊利用某些熔点低于被连接构件材料熔点的熔化金属（钎料）作连接的媒介物，在连接界面上产生流散浸润作用，然后冷却结晶并形成结合面，这样的焊接方法称为钎焊。为了使钎料熔化，需要一定的热源，同时也需要采取一定的保护措施避免熔化的钎料氧化。钎焊的分类通常按热源形式不同进行，包括火焰钎焊（以氧乙炔燃烧火焰为热源）；电阻炉钎焊（以电阻炉为热源）等。第二节电阻焊一、电阻焊的本质、分类及发展（一）电阻焊的物理本质电阻焊是焊件组合后，通过电极施加压力利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻焊，又称为接触焊。它是压力焊中应用最广的一种焊接方法。焊件的连接面上必须具有足够数量的共同晶粒才能形成一个牢固的焊接接头。电弧焊是利用外部的电弧作热源，使焊件局部熔化，冷却凝固后形成焊缝；电阻焊则利用焊件通电时产生的内部电阻热作热源，加热焊件，且在外力作用下完成焊接过程。电阻焊过程的物理本质是利用焊接区金属本身的电阻热和大量的塑性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离，形成金属键，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点、焊缝或对接接头。因此，适当的热与机械作用是获得电阻焊优质接头的基本条件。（二）电阻焊的分类