一、焊接概论
在汽车制造工业中,使两个或两个以上零件连接在一起的方法有螺钉连接、铆钉连接、折边包咬、卡扣、粘接和焊接等前两种连接都是机械连接,是可拆卸的。而焊接是利用两个物体原子间产生的结合作用来实现连接的,连接后不能再拆卸,成为永久性连接。
二、金属键
2.1、年,荷兰理论物理学家洛伦兹(Lorentz,H.A.-)提出金属“自由电子理论”。这个理论认为,在金属晶体中金属原子失去其价电子成为正离子,正离子如刚性球体排列在晶体中,电离下来的电子可在整个晶体范围内在正离子堆积的空隙中“自由”地运行,称为自由电子。正离子之间固然相互排斥,但可在晶体中自由运行的电子能吸引晶体中所有的正离子,把它们紧紧地“结合”在一起。这就是金属键的自由电子理论模型。
2.2、金属键:金属晶体中,阳离子和自由电子之间的相互作用-静电吸引
2.3、金属原子间(严格说是离子之间的距离一般为:3~5埃(AO=10-10m)故要使二个分离的金属实现利用原子之间的结合力而连接起来,也就是焊接起来,必须设法使二个分离金属的原子弹间的距离接到3~5埃。
2.4、一般金属表面都有氧化层,钢材表面氧化层厚度一般为50~埃,铝表面氧化层厚度一般为20~40埃。从微观上看,既使较光洁的平面也是凸凹不平的,这就严重阻碍了二个分离金属发生原子间金属键的结合。因此设法去除上述障碍,使得二个分离的金属实现利用原子之间的距离约等于3~5埃,才能实现焊接。
2.5、焊接:通过加热或加压,或两者并用,并且用(或不用)填充材料,使焊件达到原子结合的一种加工方法。
三、焊接分类
3.1、按照焊接过程中金属所处的状态不同,可以把焊接方法分为:熔焊、压焊和钎焊三类。
3.2、熔焊:
焊接过程中,将焊件接头加热至熔化状态,不加压完成的焊接方法。在加热的条件下,增加了金属的原子动能,促进原子间的相互扩散,当被焊金属加热至熔化状态形成液态熔池时,原子之间可以充分扩散和紧密接触,因此冷却凝固后,即可形成牢固的焊接接头。
3.3、压焊:
压焊是在焊接过程中,必须对焊件施加压力(加热或不加热),以完成焊接的方法。这类焊接有两种形式:
一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态,然后施加一定的压力,以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头,如锻焊、电阻焊、摩擦焊和气压焊等类型的压焊方法。
二是不进行加热,仅在被焊金属的接触面上施加足够大的压力,借助于压力所引起的塑性变形,以使原子间相互接近而获得牢固的压挤接头
3.4、钎焊:
是采用比母材熔点低的金属材料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现联接的焊接方法。
四、车身制造中常用的焊接方法及典型应用实例