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闪光对焊的工艺特点

闪光对焊工艺过程是先把焊件装配成对接接头，然后接通电源，

并使焊接端面逐渐移近至局部接触，利用电阻热加热这些接触点，产

生闪光，使焊接端面熔化，直至焊件端部在一定深度范围内达到预定

温度，迅速施加顶锻力完成焊接。闪光对焊过程由闪光、顶锻、保持、

休止等阶段组成。闪光、顶锻两个阶段是闪光对焊接头形成过程，保

持和休止是为了获得更好的焊缝质量。闪光对焊电路如下图所示。

▲闪光对焊电路

1—焊件2—绝缘绝热装置3—焊接电极4—焊接变压器

在闪光阶段，两焊接端面轻微接触，形成多个接触点，焊接回路

电流导通，接触点熔化后形成连接两焊接端面的金属液体过梁。由于

液体过梁中的电流密度极高，使过梁中的液体金属蒸发、过梁爆破。

在蒸气压力和电磁力的作用下，液态金属微粒不断从焊接端面间喷射

出来，形成火花急流-闪光。在闪光过程中，焊件逐渐缩短，焊接端

面温度逐渐升高，过梁爆破速度加快，闪光加速。在闪光过程结束前，

应使焊接端面形成厚度均匀的液体金属层，并在一定深度上使金属达

到塑性变形温度。

1、闪光的主要作用

（1）加热焊件，闪光对焊的热量主要来源于液态过梁的电阻热

和过梁爆破时部分金属液滴喷射在焊件对口端面上带来的热量。

（2）烧掉焊接端面上的氧化物及污物，闪平焊接端面。

（3）闪光过程中液态过梁爆破产生的金属蒸气对焊接端面形成

自保护作用，有效避免空气对端面间隙的侵入。

（4）闪光后期在焊接端面上形成厚度均匀的液态金属层，为顶

锻时排除氧化物和过热金属，形成接头提供条件。

闪光过程结束顶锻开始时，迅速对焊件施加足够的顶锻压力使焊

接端面间隙迅速减小，过梁停止爆破，闪光停止，焊接端面及邻近区

域开始承受越来越大的压力。顶锻的作用是密封焊接端面的间隙和液

体金属过梁爆破后留下的火口，同时挤出焊接端面的液态金属及氧化

夹杂物，使洁净的塑性金属紧密接触，并使接头区产生一定的塑性变

形，促进焊缝再结晶，形成共晶组织获得牢固接头。闪光对焊工艺过

程如下图所示。

▲闪光对焊工艺过程

a）焊件定位夹紧b）闪光开始c）闪光d）顶锻和休止

2、闪光对焊的优势

采用固体熔化方法，焊接质量高。不存在熔池，避免了许多传统

缺陷。自动化程度高，不依赖手工焊接，焊接过程稳定。无需消耗和

使用焊接材料及保护气体，环保无污染。无需焊接端面准备工作，焊

接周期短，焊接效率高。

3、闪光对焊技术的应用

20世纪70年代，瑞士开发出具有代表性的GAas80／700、GAas80

／580直流闪光焊机。20世纪80年代末期，乌克兰巴顿焊接研究所

开发出K系列的交流闪光焊机，用于以奥氏体钢作为过渡层的高锰

钢钢轨焊接。近年来，国内北京铁科院、西南交通大学等单位也分别

开发出了UN200、UN5-150G等闪光焊机用于钢轨焊接，推动了我国

轨道建设的快速发展。目前，闪光对焊技术在钢轨焊接领域的应用超

过了87％，是钢轨焊接的主要方法。

20世纪90年代，意大利达涅利公司的摩加沙玛钢铁公司与瑞典

ESAB公司联合研制无头轧制闪光对焊接设备，使得闪光对焊技术在

钢铁企业获得应用，并于1998年生产出无头焊机轧制产品。1995年

日本NKK公司设计制造了用于大直径圆钢焊接的闪光焊接设备，并

对直径200mm的圆钢坯进行了焊接试验；1996年该公司为东京钢厂

开发了直流型闪光焊接设备。

除了应用于轨道交通、钢铁等行业，闪光对焊技术还在管道焊接

方面发挥着重要作用，其应用领域涵盖了油气输送、石油化工、海洋

工程等行业。在这些行业中，闪光对焊技术用来焊接工业管道具有明

显的优势。乌克兰巴顿焊接研究所20世纪50～90年代开发出直径

57～1420mm的系列管道闪光对焊设备，该技术已在俄罗斯最北部、

伊拉克、土库曼斯坦的沙漠条件下，现场完成了70000km以上的天

然气和石油管道焊接。

闪光对焊技术在桥梁、建筑等行业也具有广泛的应用，可用来焊

接相同截面形状的棒材和各种不同形状截面的零部件。焊接母材可为

碳钢、合金钢、不锈钢和铝合金等。