焊接的定義、分類及物理本質(zhì)

焊接是一種重要的材料加工工藝。隨著人類社會(huì)對(duì)物質(zhì)文明的追求、各種新型材料的不斷開(kāi)發(fā)及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)已成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，其具有結(jié)構(gòu)形式多樣、復(fù)雜，異種材料間實(shí)現(xiàn)一體連接，制造工序較簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。已廣泛地應(yīng)用于石油化工、電力、航空航天、海洋工程、核動(dòng)力工程、微電子技術(shù)、橋梁、船舶、潛艇以及各種金屬結(jié)構(gòu)等工業(yè)部門(mén)。在推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展科學(xué)事業(yè)上，焊接技術(shù)將起重要的作用?，F(xiàn)簡(jiǎn)單介紹焊接相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。1.焊接的相關(guān)定義焊接：通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。焊接方法：指特定的焊接方法，如埋弧焊、氣保焊等，其含義包括該方法涉及的冶金、電、物理、化學(xué)及力學(xué)原則等內(nèi)容。焊接工藝：制造焊件所有關(guān)的加工方法和實(shí)施要求，包括焊接準(zhǔn)備、材料選用、焊接方法選定、焊接參數(shù)、操作要求等。焊接工藝規(guī)范（規(guī)程）：制造焊件所有關(guān)的加工和實(shí)踐要求的細(xì)則文件，可保證由熟練焊工或操作工操作時(shí)質(zhì)量的再現(xiàn)性。焊接技能：手焊工或焊接操作工執(zhí)行焊接工藝細(xì)則的能力。2.焊接方法的分類常用的焊接方法分為以下三類：熔焊（熔化焊）：將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。焊接過(guò)程中將焊件加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成的焊接方法通稱為熔焊。壓焊：焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。包括固態(tài)焊、熱壓焊、鍛焊、擴(kuò)散焊、氣壓焊及冷壓焊等。釬焊：硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。

3.焊接過(guò)程的物理本質(zhì)被焊工件的材質(zhì)（同種或異種）通過(guò)加熱或加壓或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接。不僅在宏觀上形成了永久性的接頭，而且在微觀上建立了組織上的內(nèi)在聯(lián)系。

對(duì)金屬而言，焊接金屬之間依靠金屬鍵進(jìn)行結(jié)合，其結(jié)合力大小決定于二者之間的引力與斥力共同作用的結(jié)果，當(dāng)原子間的距離為rA時(shí)，結(jié)合力最大。對(duì)于大多數(shù)金屬，rA≈

0.3~0.5nm，當(dāng)原子間的距離大于或小于rA時(shí)，結(jié)合力都顯著降低。

從理論來(lái)講，就是當(dāng)兩個(gè)被焊的固體金屬表面接近到相距rA時(shí)，就可以在接觸表面上進(jìn)行擴(kuò)散、再結(jié)晶等物理化學(xué)過(guò)程，從而形成金屬鍵，達(dá)到焊接的目的。然而，只是理論上的條件，事實(shí)上即使是經(jīng)過(guò)精細(xì)加工的表面，在微觀上也會(huì)存在凹凸不平之處，更何況在一般金屬的表面上還常常帶有氧化膜、油污和水分等吸附層。這樣，就會(huì)阻礙金屬表面的緊密接觸。

在焊接工藝上一般采取施加壓力（破壞接觸表面氧化膜，增加接觸面積）及