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?不同焊接方法焊接異種金屬時的特點

大多數(shù)焊接方法都可用于異種金屬的焊接，但在選擇焊接方法及制定工藝措施時，仍應考慮異種金屬焊接時的特點。根據(jù)母材和焊接接頭不同的要求，熔焊、壓焊及其他焊接方法在異種金屬焊接中都有所應用，但也都各有其優(yōu)缺點。

1.熔焊

異種金屬焊接中應用較多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。為了減少稀釋，降低熔合比或控制不同金屬母材的熔化量，通常可選用熱源能量密度較高的電子束焊、激光焊等離子弧焊等方法。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等。

為了減小熔深，可以采取間接電弧、擺動焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。但無論如何，只要是熔焊，總有部分母材熔入焊縫而引起稀釋，另外，還會形成諸如金屬間化合物、共晶體等。為了減輕這類不利影響，必須控制和縮短金屬在液態(tài)或高溫固態(tài)下的停留時間。與變幅桿一樣，焊頭也是調諧裝置，在大部分應用中也提供機械放大，焊頭的長度必須是超聲波在其制造材質中的半波長或半波長的整數(shù)倍。

然而，盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進和完善，卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時的問題，因為金屬種類繁多，性能要求又多種多樣，接頭形式又各不相同，許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來解決特定的異種金屬接頭的焊接問題。

2.壓焊

大多數(shù)壓焊方法都只將被焊金屬加熱至塑性狀態(tài)或甚至不加熱，而以施加一定的壓力為基本特征。與熔焊相比，在焊接異種金屬接頭時壓焊具有一定的優(yōu)越性，只要接頭形式允許，焊接質量又能滿足要求，采用壓焊往往是比較合理的選擇。

壓焊時，異種金屬交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有壓力的作用，即使表面有熔化金屬存在，也會被擠壓而排出（如閃光焊和摩擦焊），只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬（如點焊）。

壓焊由于不加熱或加熱溫度低，可以減輕或避免熱循環(huán)對母材金屬性能的不利影響，防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。某些形式的壓焊甚至能將已產(chǎn)生的金屬間化合物從接頭中擠壓出去。此外，壓焊時也不存在因稀釋而引起的焊縫金屬性能變化問題。

不過，大多數(shù)壓焊方法對接頭形式是有一定要求的，例如點焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭；摩擦焊時至少有一個工件必須具有旋轉體的截面。壓焊設備目前也還不普及。這些無疑地都限制了壓焊的應用范圍。

3.其他

除熔焊和壓焊外，還有一些可以用于異種金屬焊接的方法。例如釬焊就是釬料與母材之間的異種金屬焊接方法，不過這里所討論的則是較特殊的釬焊方法。

有一種方法稱作熔焊——釬焊，即對異種金屬接頭中低熔點母材一側為熔焊，對高熔點母材—側為釬焊。而且通常是以低熔點母材相同的金屬為釬料。因此，釬料與低熔點母材之間就是同種金屬的熔焊過程，不存在特殊困難。釬料與高熔點母材之間則是釬焊過程，母材不發(fā)生熔化、結晶，可以避免許多焊接性方面的問題，但要求釬料對母材能良好潤濕。3、熱板焊接的特點：焊接同類熱塑性塑料，同種塑料的熔化溫度容易控制，對加熱板的溫度控制一致比較容易，簡化了加熱板的制造難度。

另一種方法稱作共晶釬焊或共晶擴散釬焊。這是將異種金屬接觸表面加熱到一定溫度，使兩種金屬在接觸表面處形成低熔點的共晶體，該低熔點共晶體在此溫度下呈液態(tài)，實質上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。

當然，這要求兩種金屬之間能夠形成低熔點的共晶體。異種金屬擴散焊時加入中間層材料，在很低壓力下加熱使中間層材料熔化，或與被焊金屬接觸形成低熔點共晶體，此時形成的薄層液體，經(jīng)一定時間的保溫過程，使中間層材料全部擴散到母材中并均勻化，就能形成沒有中間材料的異種金屬接頭。而塑料件處于熔融狀態(tài)的時候會比較軟，這樣就會使傳導能力減弱，分子間的摩擦變弱，超聲波的能量就很短的時間內就會停止。

這類方法在焊接過程中都會出現(xiàn)少量液態(tài)金屬。因而又被稱作液相過渡焊，他們的共同特點就是接頭中不存在鑄造組織。

?焊接異種金屬的注意事項

焊接異種金屬的注意事項

1.考慮焊件的物理、力學性能和化學成分

a.根據(jù)等強度的觀點，選擇滿足母材力學性能的焊條，或結合母材的可焊性，改用非等強度而焊接性好的焊條，但考慮焊縫的結構形式，以滿足等強度、等剛度要求。

b.使其合金成分符合或接近母材。

c.母材含C、S、P有害雜質較高時，應選擇抗裂性能和抗氣孔性能較好的焊條。建議選用氧化鈦鈣型焊條。如果尚不能解決，可選用低氫鈉型焊條。

2.考慮焊件的工作條件和使用性能

a.在承受動載荷和沖擊載荷的情況下，除保證強度外，對沖擊韌性、延伸率均有較高要求，應一次選用低氫型、鈦鈣型和氧化鐵型焊條。

b.接觸腐蝕介質的，必須根據(jù)介質的種類、濃度、工作溫度以及區(qū)分是一般服飾還是晶間腐蝕等，選用合適的不銹鋼焊條。

c.在磨損條件下工作時，應區(qū)分是一般還是受沖擊磨損，是常溫還是高溫下磨損。

d.非常溫條件下工作時，應選用相應的保證低溫或高溫力學性能的焊條。

3.考慮焊件的集合形狀復雜程度，剛度大小，焊接破口的制備情況和焊接位置。

a.形狀復雜或大厚度的焊件，焊縫金屬在冷卻時收縮應力大，容易產(chǎn)生裂紋，必須選用抗裂性能強的焊條，如低氫型焊條，高韌性焊條或氧化鐵型焊條。

b.受條件限制不能翻轉的焊件，需選用能全位置焊接的焊條。

c.焊接部位難以清理的焊件，選用氧化性強的，對氧化皮和油污不敏感的酸性焊條，以免產(chǎn)生氣孔等缺陷。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。超聲波的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，可用于測距、檢測、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等，在醫(yī)學、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應用。

超聲波焊接機

超聲波當物體振動時會發(fā)出聲音。科學家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為16HZ～20KHz(千赫茲)。因此，當物體的振動超過一定的頻率，即高于人耳聽閾上限時，人們便聽不出來了，這樣的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。焊后熱處理或高溫運行過程中碳遷移會導致在熔合線兩側分別形成增碳層和脫碳層。

雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波“導航”、追捕食物，或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊]有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢？玩具業(yè)：各式球類玩具、文具、水槍、塑料禮品、音樂玩具、及各式塑料玩具…等。原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達站”。蝙蝠正是利用這種“雷達”判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。

1. 耳垢防護器

一個有趣的應用是使用激光焊接Phonak耳垢防護器，整個耳垢防護器的大小只有幾個毫米，需要將一個隔膜焊接到一個大約3毫米大小的墊圈上。隔膜對激光輻射是透明的，而墊圈則采用熱塑材料制成，可以吸收激光輻射。

2. 分析儀器

塑料激光焊接在生物分析儀器中也有廣泛應用。

塑料激光焊接加工過程中熱影響范圍小，因此也適用于熱敏感的材料的焊接，比如表面有蛋白質涂層的生物芯片的焊接。

3. 微流控部件

生物分析儀器的例子是液體分析芯片，這種芯片含有微流道系統(tǒng)，用來采集及分析液體物質。通常流道只有幾厘米長，可能有幾十微米到幾百微米寬，其寬高比都小于1。流道承受的壓力通常有幾帕。這些微流道通常由很薄的塑料片構成，其厚度可能從幾毫米到20微米不等。要對如此精密的產(chǎn)品進行焊接，掩模焊接是的方法。采用掩模焊接后，只要使用比較低質量的二極管激光就可以完成焊接，從而節(jié)省大量投資。遇到此問題時，要按以下步驟操作焊接效果才達標：1：先裝好上模，測試上模具的頻率對不對。另外，采用掩模焊接也可以大幅提高生產(chǎn)效率。

4. 配藥系統(tǒng)

“給藥系統(tǒng)”或藥品配料系統(tǒng)可幫助患者持續(xù)用藥。其越來越小巧的結構更加便于攜帶。例如Rowe Pump 泵是一臺純物理驅動的泵，可設置不同的泵送劑量。其組件必須承受高達 4 bar 的內部壓力。由于直接用于患者，因此衛(wèi)生方面要求極高，而且集成的微通道直徑位于 >10 μm 區(qū)域，焊縫必須完全無顆粒。6．先功放板后設備超聲波焊接機的功率放大部分的故障率在整個超聲波設備中占的比例很高，所以先檢修超聲波發(fā)生器的功率放大部分往往可以事半功倍。借助激光焊接技術可滿足這些要求。

5. 球囊導管  

球囊導管激光焊接是使用激光作為能量來源的紅外線焊接，可以使用激光束直接射到吸收激光的塑料表面，使塑料熔化實現(xiàn)焊接。先進的激光焊接技術可以實現(xiàn)球囊頭端和管體的無縫連接，使球囊導管在彎曲而狹窄的病變血管中推進時暢通無阻，對血管的損傷降至，操作過程更加安全。激光焊接技術的引進有利于進一步縮小球囊擴張導管外徑。焊接作用力應該用測壓儀校準以便對不同焊機之間的焊接作用力進行直接比較。