第7章冷压焊和热压焊

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1、1 冷压焊的特点和工艺2 冷压焊的应用3 热压焊的特点和工艺4 热压焊的应用焊 cold pressure welding 在室温条件下，借助压力使待焊金属产生塑性变形而实现在室温条件下，借助压力使待焊金属产生塑性变形而实现固态焊接的方法冷压焊是在常温下只靠外加压力使金属产生强固态焊接的方法冷压焊是在常温下只靠外加压力使金属产生强烈塑性变形而形成接头的焊接方法。加压变形时，工件接触面烈塑性变形而形成接头的焊接方法。加压变形时，工件接触面的氧化膜被破坏并被挤出，能净化焊接接头。所加压力一般要的氧化膜被破坏并被挤出，能净化焊接接头。所加压力一般要高于材料的屈服强度，以产生高于材料的屈服强度，以产生

2、60609090的变形量。加压方式可的变形量。加压方式可以缓慢挤压、滚压或加冲击力，也可以分几次加压达到所需的以缓慢挤压、滚压或加冲击力，也可以分几次加压达到所需的变形。变形。结合机理：国内主要观点：无扩散理论，属晶间结结合机理：国内主要观点：无扩散理论，属晶间结合合 国外：薄膜理论，国外：薄膜理论，位错学说 ，扩散理论，扩散理论 ，再结晶理论，能量学说 等1 1 焊接在允许的形变速度之下不会引起接头升温，也不存在界面焊接在允许的形变速度之下不会引起接头升温，也不存在界面原子的扩散，固没有软化区、热影响区和脆性金属中间相。原子的扩散，固没有软化区、热影响区和脆性金属中间相。2 2 结合面呈现复

3、杂的峰谷和犬牙交错的空间形态，接触面大，同结合面呈现复杂的峰谷和犬牙交错的空间形态，接触面大，同种金属接头强度不低于母材。异种金属接头强度不低于金属强度种金属接头强度不低于母材。异种金属接头强度不低于金属强度3 3 结合界面大，又无中间相，所以接头的导电性、抗腐蚀性能优结合界面大，又无中间相，所以接头的导电性、抗腐蚀性能优良。良。4 4 压力是唯一的外加能量。单位压力通常要比被焊材料的屈服强压力是唯一的外加能量。单位压力通常要比被焊材料的屈服强度大许多倍。度大许多倍。5 5不需加热、填料，设备简单，节省能源。不需加热、填料，设备简单，节省能源。6 6易于操作和自动化，焊接质量稳定，生产率高，成

4、本低。易于操作和自动化，焊接质量稳定，生产率高，成本低。7 7 在大截面工件的焊接时设备较庞大，搭接焊后工件表面有较在大截面工件的焊接时设备较庞大，搭接焊后工件表面有较深的压坑深的压坑8 8 不用焊剂，无污染不用焊剂，无污染9 9 焊接头不会腐蚀，温度不升高，材料结晶状态不变焊接头不会腐蚀，温度不升高，材料结晶状态不变10 10 通过通过冷焊机冷焊机飞边后，容易去除，表面光洁飞边后，容易去除，表面光洁11 11 金属组织部发生再结晶和软化、退火现象，机械强度不会金属组织部发生再结晶和软化、退火现象，机械强度不会降低降低12 12 对焊接材料的性能、厚度以及焊接压力、以及对焊时的顶对焊接材料的性

5、能、厚度以及焊接压力、以及对焊时的顶锻压力都有个比较严格的约束锻压力都有个比较严格的约束13 13 焊接质量稳定，不受电压波动影响焊接质量稳定，不受电压波动影响14 14 适合不允许升温的产品，有些金属焊接时会因升温而母相适合不允许升温的产品，有些金属焊接时会因升温而母相软化，冷压焊是不错的选择软化，冷压焊是不错的选择1 搭接冷压焊：接主要用于箔材、板材的连接。将工件分别夹接主要用于箔材、板材的连接。将工件分别夹紧在左右钳口中，并伸出一定长度，施加足够的顶锻压力，使伸紧在左右钳口中，并伸出一定长度，施加足够的顶锻压力，使伸出部分产生经向塑性变形，将被焊界面上的杂质挤出，形成金属出部分产生经向塑

6、性变形，将被焊界面上的杂质挤出，形成金属飞边，紧密接触的纯洁金属形成焊缝，完成焊接过程。一般需要飞边，紧密接触的纯洁金属形成焊缝，完成焊接过程。一般需要2424次才能使金属边界完全焊合。次才能使金属边界完全焊合。 2 对接冷压焊 钳口分固定和活动两组，各由两个相互对称的半模组成，钳口分固定和活动两组，各由两个相互对称的半模组成，各夹持一个工件各夹持一个工件, ,向中间挤压结合。主要用于同种或异种金向中间挤压结合。主要用于同种或异种金属线材、棒材和管材的焊接。属线材、棒材和管材的焊接。1 焊接件的表面状态焊接件的表面状态（1）待焊表面的清洁度）待焊表面的清洁度 油膜、水膜和其他杂质会严重影响冷压

7、焊的质量，。金属氧油膜、水膜和其他杂质会严重影响冷压焊的质量，。金属氧化膜也会影响冷压焊的质量。对接冷压焊时，结合面处的的氧化膜也会影响冷压焊的质量。对接冷压焊时，结合面处的的氧化物等有害杂质可在多次顶锻过程中被作为飞边挤出，因此对化物等有害杂质可在多次顶锻过程中被作为飞边挤出，因此对接冷压焊时待焊部位的表面清理只需清除油污、水等有害杂质接冷压焊时待焊部位的表面清理只需清除油污、水等有害杂质。（2）待焊表面的粗糙度）待焊表面的粗糙度 冷压焊结合过程一般对工件待连接表面的粗糙度没有很高的冷压焊结合过程一般对工件待连接表面的粗糙度没有很高的要求，经过轧制、剪切或车削的表面都可以应用。只有当塑性要求

8、，经过轧制、剪切或车削的表面都可以应用。只有当塑性变形量小于变形量小于20%时，才要求表面有较低的粗糙度。时，才要求表面有较低的粗糙度。 2 塑性变形程度塑性变形程度 塑性变形程度是指实现冷压焊所需要的最小塑性变形量，塑性变形程度是指实现冷压焊所需要的最小塑性变形量，是判断材料冷压焊接性和控制焊接质量的关键参数。是判断材料冷压焊接性和控制焊接质量的关键参数。（1）搭接冷压焊压缩率）搭接冷压焊压缩率(2) 对接冷压焊的塑性变形程度对接冷压焊的塑性变形程度用总压缩量用总压缩量L L表示，它等于工件伸出长度与顶锻次数的乘积。表示，它等于工件伸出长度与顶锻次数的乘积。总缩进量有一个最佳值，过高和过低都

9、会使拉压强度降低总缩进量有一个最佳值，过高和过低都会使拉压强度降低。顶锻次数顶锻次数对接冷压焊时，获得合格接头的关键因素是要有足够的压缩量，对于塑性好，对接冷压焊时，获得合格接头的关键因素是要有足够的压缩量，对于塑性好，变形硬化不强烈的金属工件的压缩量通常小于或等于直径或厚度，焊接时使构变形硬化不强烈的金属工件的压缩量通常小于或等于直径或厚度，焊接时使构建的伸出长度等于压缩长度可一次顶锻焊成，对于硬度较大形变较强的金属，建的伸出长度等于压缩长度可一次顶锻焊成，对于硬度较大形变较强的金属，压缩量通常大于或等于焊件的直径或厚度，需要多次顶锻才能焊成，对于大多压缩量通常大于或等于焊件的直径或厚度，需

10、要多次顶锻才能焊成，对于大多数材料顶锻数一般不能大于三次。数材料顶锻数一般不能大于三次。3 焊接压力焊接压力冷压焊的能量是依靠压力而获得的，搭接冷压焊时压力通过压头传递到待焊部位；对接冷压焊时压力通过夹头夹紧传递到待焊工件的界面上。焊接压力既与被焊材料的强度和工件断面有关，又与焊接模具的结构尺寸有关。冷压焊过程中。由于塑性变形产生硬化和模具对金属的约束力，工件上单位压力增大。对接冷压焊时，工件随变形的进行而被墩粗，工件的名义断面积不断增大。结果使得焊接末期所需的焊接压力比焊接初始时的焊接压力要大的多。因此选择焊接压力应该以焊接末期时最大的焊接压力为准。一般锌合金冷压对接焊时，单位面积的焊接压力

11、大于2100MPa。2mm焊接件的横截面积，SMPa单位压力，pN焊接压力，FpSF四、冷压焊模具1 搭接冷压焊模具（1）搭接点焊压头冷压点焊分单点点焊和多点点焊，单点焊又分双面点焊和单面点焊冷压点焊分单点点焊和多点点焊，单点焊又分双面点焊和单面点焊。点焊用的压头形状有圆形（实心或空心）、矩形、菱形、或环形。点焊用的压头形状有圆形（实心或空心）、矩形、菱形、或环形等。等。压头尺寸按工件厚度压头尺寸按工件厚度t t确定。确定。圆形压头直径圆形压头直径d d（矩形压头的宽度（矩形压头的宽度b b）d=(11.5)td=(11.5)t，或，或b=(11.5)t.b=(11.5)t.矩形压头的长边取矩