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现代连接技术

连接技术是指将两件金属、或者非金属通过焊接方法连接为一起的技术，狭义的连接技术主要指金属之间的焊接技术，广义的连接技术还包括金属与非金属、非金属与非金属之间的连接技术。

1．焊接连接技术的根本原理和分类

焊接连接技术中要把两个别离的金属、非金属固体构件连接在一起，从物理本质上来讲，就是要使这两个构件被连接面上的原子和分子彼此接近到原子或分子间的结合力的距离，即到达金属晶格距离。由于任何一个连接面上都有外表粗造度的存在，而且连接面上存在着氧化膜和其它污染物，这些都阻碍着连接面上的原子或分子接近到形成原子或分子间结合力的距离。焊接技术的目标就是寻找适宜的物理化学途径，将连接外表的原子或者分子用他们之间的结合力结合起来。

按照这些物理化学方法的不同，可以将焊接连接技术分为熔化焊接、压力焊接、钎焊、粘接等方法。

1-1熔化焊接

熔化焊接是指用外加热源使被连接构件界面附近区域局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法。熔化焊接的关键技术主要有：

1〕要有一个能量和温度密度都足够高的局部加热热源。目前所用的局部热源有：以氧乙炔、丙烷等燃气火焰为热源的气体火焰；以气体导电时产生的电弧为热源的电弧热源；以熔渣导电时产生的电阻热为热源的电渣热源；以高速运动的电子束流为热源的电子热源；以辐射激发光放大原理产生的单色强光子束为热源的激光热源等等，局部加热热源不同所具有的焊接技术都不同。对于熔化焊接来讲，局部热源的能量密度越大，就可以使加热区域越小，熔透能力那么越大，焊件熔化所需加热时间越短，焊接速度越快，此外所形成的热影响区也越小，这些对于形成优良的熔化焊接接头质量，提高熔化焊接的生产率都是很重要的。

2〕熔化焊接过程一般都需要采取有效的保护措施以隔离空气与焊接高温区，以防止局部熔化的高温金属因与空气中的氧气的接触而造成既定成分的变化以及由此引起的焊接性能的恶化。保护方式一般有真空、气相和渣相保护三种。

3〕在熔化焊接过程中一定要考虑连接构件之间的物理化学反响，以确定两者在高温液相区形成互溶液体及随后的冷却过程中能否形成性能恰当的固溶体。

4〕在熔化焊接中，局部加热热源在熔化区域周围会有一个特定宽度的热影响区，造成晶粒长大或者晶间脆性析出物等恶化焊接区性能的不良后果，要尽量使热源影响区比拟小。

1-2压力焊接

压力焊接是指用外加压力的作用克服两个构件外表的不平度，挤走外表氧化膜及其它污染物，使两个构件的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现构件的连接。在室温下只有少数塑性较好的金属如铝合金、铜合金才可以实现压力焊接，但是如果在加压的同时伴随以加热，那么很多金属都可以实现压力焊接。

压力焊接的加热温度大都低于焊件的熔点，正常的接头区域内一般也不包含熔化结晶过程，有时即使伴随着局部或者微小的熔化，但也是从接头中挤出的，或者被隔绝在固相金属之中，因此压力焊接通常不需要采用保护措施，压力焊接的接头冶金问题也比熔化焊简单一些。

1-3钎焊

钎焊是指用熔点低于被连接构件材料熔点的熔化金属〔钎料〕做连接的媒介物在连接界面上流散充填，然后冷却结晶形成结合面的方法。在钎焊过程中，钎料需要加热熔化，而且为了防止熔化的钎料不受空气中氧等气体的污染，需要使用保护气。

钎焊不仅可用于同种或者异种金属的焊接，还可以广泛用于金属与玻璃、陶瓷等非金属材料的连接。

1-4．粘接

粘接是指用环氧树脂、聚丙烯等高分子化合物做粘接剂涂在连接部位，然后在固化剂或者光、热作用下固化而实现的连接。粘接已经广泛应用于现代航空、电子工业等行业。

2．手工电弧焊接

在了解手工电弧焊接技术之前，先了解焊接电弧，焊接电弧是所有电弧焊接技术的根底。

图4-1电弧构造及其电压分布

图4-1电弧构造及其电压分布

2-1-1电弧的结构

电弧的结构由如图4-1所示的三个局部组成：

1〕阴极斑点和阴极区。阴极外表发射电子的高温区域称为阴极斑点，同时它也接受一局部来自弧柱区的正离子的轰击。

阴极区是指阴极外紧靠阴极斑点的导电区域。在这个区域内电子和其它离子不会发生碰撞，因此只发生来自阴极外表的电子流和从弧柱区向阴极运动的离子流。电子流和离子流的相对大小可因电极材料、电流大小而不同。

2〕弧柱区。弧柱区的长度约等于电弧的实际长度。在弧柱区域内发生了气体离子的各种电离、复合和亲和过程，总体上电荷平衡。但依靠电子向阳极区和正离子向阴极区的运动使弧柱保持着导电状态，同时辐射弧光。由于正离子质量大，定向运动困难，一般认为弧柱电流中电子流约占99%。

3〕阳极区和阳极斑点。紧靠阳极的气体导电区域称为阳极区。阳极上全部接受电子流的高温区域称为阳极斑点。这个区域不再发生碰撞，电流完全是电子流。

2-1-2电弧中的电压分布

沿着电弧长度方向的电压分布是不均匀的，靠近电极局部的电压降较大，而沿着弧柱长