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压力焊技术新发展*

吉林大学赵熹华

压力焊（PressureWelding），焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），

以完成焊接的方法，主要由电阻焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、爆炸焊、冷压焊、旋弧焊

和磁力脉冲焊等组成。

0引言

压力焊是焊接科学技术的重要组成之一，广泛应用于航空、航天、能源、电子、车辆

及轻工等部门。统计资料表明，用压力焊完成的焊接量，每年约占世界总焊接量的1/3，并

有继续增加的趋势。为了适应新材料、新工艺、新产品在工业上开发应用的需要，近年来，

国内外在压力焊焊接接头形成理论、焊接质量监控技术、焊接新工艺及新设备的开发和新材

料焊接等方面作了大量工作。

鉴于压力焊专委会在焊接学会中的分工，本文仅就电阻焊和摩擦焊技术的新发展作一

综述。

1电阻焊技术新发展

电阻焊（ResistanceWelding），工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，主要由点焊、对焊、缝焊和高频焊等组成。

电阻焊是一种焊接质量稳定，生产效率高，易于实现机械化、自动化的连接方法。

1.1电阻焊接头形成理论研究进展

电阻焊接头形成理论研究为电阻焊新材料、新工艺、新设备、接头质量监控技术等发

展创造了条件。因此，它不仅具有较高的学术理论意义，也有很大的工程实用价值。

1．1．1点焊熔核孕育处理

国内学者赵熹华等人，在国家自然科学基金和美国GM基金资助下对多种难焊金属材

料（铝合金、弹簧钢等）开展了“点焊熔核孕育处理理论与方法”的研究，现已取得如下成

果：

（1）首次获得了全部凝固组织为等轴晶的点焊熔核（图1b）。

（2）首次使全部为柱状晶的点焊熔核贴合面处出现等轴晶区（图2b）。

（3）扩大熔核等轴晶区，缩小熔核柱状晶区，使凝固组织晶粒显著细化。

（a）未经孕育处理（柱状晶+等轴晶）（b）经过孕育处理（等轴晶）

图1LY12CZ铝合金点焊熔核

*国家自然科学基金资助项目（No.

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（a）经孕育处理（柱状晶组织及贴合面）（b）经过孕育处理（贴合面处的等轴晶组织）

图265Mn弹簧钢点焊熔核

研究结果表明，孕育处理可显著提高点焊接头力学性能，尤其是疲劳强度。这就为点

焊质量监控技术开辟了一条新路，从“质”的方面根本改善了点焊接头质量。

1．1．2电阻焊过程的数值模拟

数值模拟技术可灵活地对电阻焊过程中的各种影响因素进行研究，帮助人们进行一些

不可能通过试验而完成的研究和分析，从而为电阻焊研究提供理论上的指导。其中点焊接头

形成过程的数值模拟研究一直是该领域科学研究发展的重要趋势。目前的研究主要集中在点

焊过程中的热、电、力行为，即根据物理学中描述热、电、力问题的基本方程，通过对方程

中参数变化和边界条件进行假设，建立点焊过程的数学模型，进而用数值方法对点焊过程的

温度场、电流场、电势场和应力、应变场进行求解，用以研究点焊过程机理。近期研究进展

见表1。

表1点焊过程数值模拟研究进展

时间(年)研究者内容