數控加工中各（gè）類焊接技術（shù）分類介紹及（jí）特（tè）點優（yōu）缺（quē）點分析

各種焊接技術介紹

電弧（hú）焊

電弧（hú）：一種強烈而持久的氣（qì）體放電現象，正負電（diàn）極間具有一定的電壓，而且兩電極間的氣體介質應處在電離狀態。引燃焊接電弧時，通常是將（jiāng）兩電極（一極為工件，另一極為填充金（jīn）屬（shǔ）絲或焊條）接通電源，短（duǎn）暫接觸並迅速分離，兩極相互接觸時發生短路，形成電弧。這種方式稱為接觸引弧。電弧形成（chéng）後（hòu），隻要電源（yuán）保（bǎo）持兩極之間一定的電位差，即可維持電弧的燃燒（shāo）。

電弧特點：電壓（yā）低、電流大、溫度高、能量密度大、移動性好等（děng），一般20～30V的電（diàn）壓即可（kě）維持電弧（hú）的穩定燃燒（shāo），而電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培以滿（mǎn）足不同工件的焊接要求，電（diàn）弧的溫度可達5000K以上，可以熔化（huà）各種金屬。

電弧組成：陰極區、陽極區、弧柱區（qū）三部分。

弧焊電源：焊接電弧所使用的電源稱（chēng）為弧焊電（diàn）源，通常可分為四大類：交流弧焊（hàn）電源、直流弧焊電源、脈衝弧焊電源和逆變弧焊電源。

直流正接：采用直流焊（hàn）機（jī）當工件接陽極，焊條接陰極時，稱為直流（liú）正接，此時工件受熱較大，適合焊接（jiē）厚大工件。

直流反接：當工件接陰（yīn）極，焊條接陽極時（shí），稱為直流反接，此時工件受（shòu）熱較小，適合（hé）焊接薄小工件。采用交流焊機（jī）焊接時，因兩極極性不斷交替變化，故不存在正接或反接問題。

焊接冶金過（guò）程

在電弧（hú）焊過程中，液態（tài）金（jīn）屬、熔渣和氣體三者相互作用，是金（jīn）屬再（zài）冶煉的過程。但由於焊接條件的（de）特（tè）殊性，焊接（jiē）化學冶金過程又有著與一般冶煉過程不同的（de）特點。

首先，焊接冶金溫度高，相（xiàng）界大（dà），反應速度（dù）快，當（dāng）電弧中有空氣侵入時，液態金屬會發生強烈的氧（yǎng）化、氮化反應，還有（yǒu）大量金（jīn）屬蒸發，而空氣中的水分（fèn）以及工件和（hé）焊接材料中的油、鏽、水在電弧高溫下分解出的氫原子（zǐ）可溶（róng）入（rù）液態金屬中，導致接頭塑性和韌度降低（氫（qīng）脆），以至產生裂紋。

其次，焊接熔池小，冷卻快，使各種冶金反應難以達到平衡狀態（tài），焊縫（féng）中化學成分不均勻，且熔池（chí）中氣體、氧化（huà）物等來不及浮出（chū），容易形成（chéng）氣孔、夾渣等缺（quē）陷（xiàn），甚至產生裂紋。

電弧焊過（guò）程中通常會采取以下措施：

（1）在焊接過程（chéng）中，對熔化（huà）金屬進行機械（xiè）保護，使之與空氣隔開。保護方式有三種：氣體保護、熔渣（zhā）保（bǎo）護和氣-渣聯合保（bǎo）護。

（2）對焊接熔池進行冶金處（chù）理，主要通過在焊接材料（焊條藥皮、焊絲、焊劑）中（zhōng）加入一定量的脫氧劑（主要是錳鐵和矽鐵）和（hé）一定量的合金元素，在焊接過程中排除熔池中的FeO，同時補償（cháng）合金元素的燒（shāo）損。

常用電（diàn）弧焊方法：

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手弧焊

手弧（hú）焊是各種電弧（hú）焊方法中發展最早、目前仍然應用最廣（guǎng）的一種焊接方法。它是以外部塗有塗料的焊條作（zuò）電極和填（tián）充金屬，電弧是在焊條的端（duān）部和被焊工件表（biǎo）麵之間燃（rán）燒。塗料在電弧熱（rè）作用下一方麵可以（yǐ）產生氣體以保護電弧，另一（yī）方麵可以（yǐ）產生熔渣覆蓋（gài）在熔池表麵，防止熔化金屬與周（zhōu）圍氣體的相互作用。

熔渣的更重要（yào）作用是與熔化（huà）金（jīn）屬產生物理化學反應或添加合金元素，改善焊縫金屬能。手弧焊設備簡（jiǎn）單、輕便，操作靈活。可（kě）以應用於維修及裝配中的短縫的焊接，特（tè）別是（shì）可以用於難以達到的部位的焊接。手弧焊配（pèi）用相應的焊條可適用於（yú）大多（duō）數工業用碳鋼、不鏽鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。

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埋弧（hú）焊（hàn） 

埋（mái）弧焊是以顆粒狀焊劑為保護介質，電弧（hú）掩（yǎn）藏在焊劑層下的一（yī）種熔化極電  焊接方法。埋弧焊的施焊過程由三個環節組成（chéng）：1在焊件待焊接縫處均勻堆敷足夠的顆粒狀焊劑；2 導電嘴和焊件分別接（jiē）通焊（hàn）接電源（yuán）兩級以產生焊接電弧；3 自動送進（jìn）焊絲（sī）並移（yí）動電弧實施焊接。

埋弧焊的主要特點如下：

1、電弧性能獨（dú）特

（1）焊縫質量高熔渣隔絕空氣保護效果好，電弧區主要成分為CO2，焊縫金屬中含氮量、含氧量大大降低，焊接參數自動調節，電弧行走機械化，熔池存在時間長，冶金反應充分 ，抗風能力強（qiáng），所以焊縫成分穩（wěn）定，力學性能好；

（2）勞動條件好（hǎo） 熔渣隔離弧光有利（lì）於焊接操作；機械化行走，勞動強度較低。

2、弧柱電場強度較高 比之熔化極氣體保（bǎo）護焊有（yǒu）如下特點：

（1）設備調節性能好，由於電（diàn）場強度較高，自動調節係統的靈敏度較高，使焊接過程的穩定性提（tí）高；

（2）焊接電（diàn）流下限較高。

3、生產效（xiào）率高由於（yú）焊絲導電長度縮短，電流和電流密（mì）度顯著（zhe）提高，使電弧的熔透能力和焊絲的熔敷速率大大（dà）提高；又由於焊劑和（hé）熔渣的隔熱作用，總（zǒng）的熱效率大大增加，使（shǐ）焊接速度大大提高（gāo）。

適用範圍：

由於埋弧焊熔深大、生產率高、機械操作的程（chéng）度高，因而適於焊接中厚板結構的長焊縫。在造船、鍋爐與壓力容器、橋（qiáo）梁、超重機械、核電站結（jié）構、海洋（yáng）結構、武器等製造部門（mén）有著廣（guǎng）泛（fàn）的應用，是當今焊接生（shēng）產中最普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊除了用於金屬結構中構（gòu）件的連接外，還可在基體金屬表麵堆焊（hàn）耐磨或（huò）耐（nài）腐蝕的合金層。隨著焊接冶（yě）金技術與焊接材料生產技術的發展，埋弧焊能焊的材料已（yǐ）從碳素結構鋼發展到低合金結構（gòu）鋼、不鏽鋼、耐熱鋼等以及某些（xiē）有色金屬（shǔ），如鎳基合金、鈦合金、銅合金等。

由於自己的特點，其應用也有一定的局限（xiàn）性，主要為：

（1）焊接位置（zhì）的（de）限製，由於焊劑保持的原因，如不采用特殊措施（shī），埋弧焊主（zhǔ）要用於水平俯位（wèi）置焊縫焊接，而不能用（yòng）於橫、立、仰焊；

（2）焊接材料的局限（xiàn），不能焊接鋁、鈦等氧化（huà）性強（qiáng）的金屬（shǔ）及其合金，主（zhǔ）要用於（yú）焊接（jiē）黑色金屬；

（3）隻（zhī）適合於長（zhǎng）焊縫焊接切，且不能焊接空間位置有限的焊縫；

（4）不能直接觀察電（diàn）弧；

（5）不適用於薄板、小電流焊。

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 鎢極氣體保護電弧焊

這是一種不熔化（huà）極氣體保護電弧焊，是利用鎢極和（hé）工件之間的電弧使金屬熔化而形成焊縫的。焊接過（guò）程中鎢極不熔化，隻起（qǐ）電極的作用。同（tóng）時（shí）由（yóu）焊炬（jù）的噴嘴送進氬氣（qì）或氦氣作（zuò）保護。還可根據需要另外添加（jiā）金屬。在國際上通稱（chēng）為TIG焊。鎢極氣體保護電弧焊由於能（néng）很（hěn）好地控製（zhì）熱輸入，所以它是連接薄板金屬（shǔ）和打底焊的一種（zhǒng）極好（hǎo）方法。這種（zhǒng）方法（fǎ）幾乎可以用於所有金屬的連接，尤其適用於（yú）焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦和鋯（gào）這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質量（liàng）高，但與（yǔ）其它電弧焊相比，其焊接速度較慢。　

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熔化極氣體保護電弧焊

熔化（huà）極氣體保護（hù）電弧焊屬於用電弧作為熱源的熔化焊方法，其電弧（hú）建立在連續送進（jìn）的焊（hàn）絲與熔池之間熔化的焊絲金屬與（yǔ）母材金屬混合而成的熔池在電弧熱源（yuán）移走後結晶（jīng）形成焊縫並把分離的母材通過冶金方式（shì）連接起來。

CO2焊接的特點：

（1）在焊接電弧高溫作用下CO2會分解成CO、O2和O，對電弧具（jù）有叫強烈的壓縮作用，從而導致該焊接方法的電弧形態具有弧（hú）柱（zhù）直徑較小，弧跟麵積小且往往（wǎng）難於覆（fù）蓋焊絲端部全部熔滴的特點，因此熔滴受到的過渡阻力（斑點（diǎn）力）較大（dà）而（ér）使熔（róng）滴粗化，過渡路徑軸（zhóu）向性變差，飛（fēi）濺率大（dà）；

（2）對焊接區保護良好，CO2的密（mì）度是常用保護氣體中最大的，加上CO2氣體受（shòu）熱分（fèn）解後，體積增大，因此保護較好；

（3）能量相對集中，熔透能力較大；

（4）生產成本低，節約電能。

（5）工藝和技術上還具有焊接區可見度好，便（biàn）於觀（guān）察、操作；焊接熱影響（xiǎng）區和焊接變形較小；熔池體積較小結晶速（sù）度較快，全位置焊接性能良（liáng）好；對鏽汙敏感度低的優點。

冶金特性：（1）合金元素（sù）的氧化（huà）CO2焊（hàn）時，在電弧高溫（wēn）作用（yòng）下，CO2會（huì）分解成CO、O2和O，在焊接條件下，CO不溶於金屬，也不（bú）參與（yǔ）反應，而CO2和O都有強烈的（de）氧化性，使Fe及其它合金元（yuán）素氧化。

（2）脫氧及焊（hàn）縫金屬的合金化?通常在焊（hàn）絲中加入（rù）一定量（liàng）的脫氧劑進行脫氧（yǎng），此外，剩餘的（de）脫氧劑作為合金元素留在焊縫中（zhōng），以彌補氧化燒（shāo）損損（sǔn）失並保證焊縫的化學成分要求。

熔滴過渡（dù）：

（1）短路（lù）過渡（短弧、細絲、小電流）適用於薄板全位置焊（hàn）接；

（2）細顆粒（lì）過渡，粗絲、長弧、大（dà）電流焊接；

（3）潛（qián）弧射滴過渡（很少用）。

適用範圍：目前CO2氣體保護（hù）焊廣泛應用於機車製造、船（chuán）舶製造、汽（qì）車製造、采煤（méi）機（jī）械（xiè）製（zhì）造等領域。適用於焊接低碳鋼、低合金鋼、低合金高強鋼，但是不適合於焊接有色金屬、不鏽鋼。盡管有資料顯（xiǎn）示CO2氣體保護焊可以用於不鏽（xiù）鋼的焊接，但（dàn）不是焊接不鏽鋼的首選。

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等離子弧焊

助水冷噴嘴等措施，可以使電弧的弧柱區橫截麵積減小，電弧的（de）溫度、能量密度、等離子的流速都顯著提高，這種用外部拘束使弧柱受（shòu）到壓縮的電弧（hú）稱為等離子弧。

等（děng）離（lí）子弧是電弧的一種特殊形式（shì），是一種具有高能量密度的（de）電弧，仍然是氣體導電現象。等離子弧焊接是利用等離子弧的（de）熱量加熱（rè）＆熔化工件和（hé）母材實現焊接的方法。

分類：穿孔型等離子弧焊和微束等離子弧焊。

穿孔型等（děng）離子弧：焊接電流在100～300A，接頭無需開坡口，不要留間隙。焊接時，等（děng）離子弧可以將焊（hàn）件完全熔透並形成一個小通（tōng）孔，熔化金屬被排擠（jǐ）在小孔的周圍，電（diàn）弧（hú）移動，小孔隨之（zhī）移動，並在後方形成焊縫，從而實現單麵焊雙麵（miàn）一次（cì）成形。這（zhè）種方法（fǎ）可（kě）以焊接的板厚上限為：碳鋼7mm，不鏽鋼10mm。

微束等離子弧（hú）：焊接電流為0.1～30A，焊接厚度為0.025～2.5mm。此（cǐ）外，還有適用於銅及銅合金焊接的熔入型等離子弧焊，可用（yòng）於厚板深熔焊或薄板高速焊以及堆（duī）焊的熔化極等離子弧焊（hàn），可解決鋁合金等離子弧焊的交流（變極性）等離子弧焊等工藝方（fāng）法。等離子弧焊（hàn）的主要工藝參數有（yǒu）焊接電流、焊接速度、保護氣流量、離子氣流量、焊槍噴嘴結構與孔徑等。

等離子弧切割：利用等離子弧（hú）的高溫高速弧流使切口的金屬局部熔（róng）化以致蒸發，並（bìng）借助高速（sù）氣流或水流將熔化的材料吹離基體形成切口的切割方法。

特點：

（1）等離子弧（hú）能量密度大，弧柱溫度高，穿透能（néng）力強，10～12mm厚度鋼材可不開坡口（kǒu），能一次焊透雙麵成形，焊接速度快，生產率高，應力變形小。

（2）焊縫截麵成酒杯狀（zhuàng），無指狀熔深問題。

（3）電弧（hú）挺直性好，受弧長波動的影響，熔池的波動小。

（4）電弧穩定0.1A，仍具有較平的靜特性（xìng），配用恒流源，可很好的進行薄板（bǎn）的焊接（jiē）（0.1mm）。

（5）鎢極內縮（suō），防止焊縫夾鎢

（6）采用小孔焊接技術，實現單麵焊雙麵成形。

（7）設備比較複雜，氣體耗量大，隻宜於室內焊接。焊槍（qiāng）的可達性比TIG差。

（8）電弧直徑小，需要焊槍軸線與焊縫中線更準確地對中。

冶金反應：單一，隻有蒸發。

電源：陡降電源、直流（liú）正接；焊接鋁鎂時用交流、陡降電源、需引弧、穩弧措施。焊接（jiē）材料：保護氣體（tǐ）、鎢極。

適用範圍：廣泛用於工業生產，特別是航空航天等軍工和尖端工業技術所用的銅及銅合金、鈦及鈦（tài）合金、合金鋼、不鏽鋼（gāng）、鉬等金屬的焊接，如鈦合金（jīn）的導彈殼（ké）體，飛機上的一些薄壁（bì）容器等。

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 管狀焊絲電弧焊

管狀焊（hàn）絲電弧焊也是利用連續送進（jìn）的焊絲與工件之間燃燒的電弧為熱源來進行焊接的，可以認為是熔化極氣體保（bǎo）護焊的一種類型。所使用的焊絲是管狀焊絲，管內裝（zhuāng）有各種組分的焊劑。焊接時，外加保護氣體，主要是CO2。焊劑受熱分解或熔化，起著（zhe）造渣保（bǎo）護溶池、滲合金（jīn）及穩弧等（děng）作用。管狀焊絲電弧焊除具有上述熔化極氣體保護（hù）電弧焊的優點外，由（yóu）於管（guǎn）內焊劑的作用，使之在（zài）冶金上更具優點。管狀（zhuàng）焊絲電弧焊可以應用於大多（duō）數黑色金（jīn）屬各種接頭（tóu）的焊接。管狀焊絲電弧焊在一些工業先進國家已得到廣泛應用。“管狀焊絲”即現在所說的“藥芯焊絲”。

熔焊（hàn）

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 氣焊

利用可燃氣體（tǐ）在氧氣中燃燒時所（suǒ）產生的熱量，將母材（cái）焊（hàn）接處熔（róng）化（huà）而實現（xiàn）連接的一種熔焊方法。氣焊是用氣體火焰為熱源的一種焊接方法。應用最多的是以乙炔氣作燃料的氧－乙炔火焰。由於設備（bèi）簡單操作方便，但（dàn）氣焊（hàn）加（jiā）熱速度及生產率較低（dī），熱（rè）影響（xiǎng）區較大，且容易引起較大的變形。氣焊可用於很多黑色金屬、有色金屬及合金的焊接。

可燃氣：乙炔、液化石油氣（qì）等。以乙炔為例，其在氧氣中燃燒時的火焰溫度可達3200℃。氧乙炔（quē）火焰有三種：

①中性焰：氧氣與乙（yǐ）炔（quē）體積混合比為1～1.2，乙炔充分燃燒，適合焊接碳鋼（gāng）和非鐵合金。

②碳性焰：氧氣和乙炔體積混合比小於1，乙炔（quē）過剩，適用於焊接高碳鋼、鑄鐵和高速鋼（gāng）。

③氧化焰（yàn）：氧氣與乙炔體（tǐ）積混合比（bǐ）大於1.2，氧氣過剩，適用於黃銅和青銅的釺焊。

氣焊火焰溫度低（dī），加（jiā）熱速度慢（màn），加熱區域寬，焊接熱影響區寬，焊接變形大，且焊接過程中，熔化金屬受到的保護（hù）差，焊接質量不（bú）易保證，因而其應用已很（hěn）少。但（dàn）氣焊又具有無需電源、設備簡單、費用低、移動方便、通（tōng）用性強等特點，因而在無電源場合和野外工作時有實用價值。目前，主要用於薄鋼板（厚度0.5～3mm）、銅及銅合金的焊接和鑄鐵的補焊。

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 氣壓焊（hàn）

氣壓焊和（hé）氣焊一樣，氣壓（yā）焊也是（shì）以（yǐ）氣體火焰為熱源。焊接時將兩對接的工（gōng）件的端部加（jiā）熱到（dào）一定溫度，後再施加足夠的（de）壓力以獲得牢固的接頭（tóu）。是一種固相焊接。氣壓焊時不加填充金（jīn）屬（shǔ），常用於鐵（tiě）軌焊接和鋼筋（jīn）焊接。

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 電渣焊

電渣焊是以熔渣的電阻熱為能源的焊接方法。焊接過程是在立焊位（wèi）置、在（zài）由兩工件端麵與兩側（cè）水冷銅滑（huá）塊形（xíng）成的裝配間隙內進行。焊（hàn）接時利用電（diàn）流通過熔渣產生的電（diàn）阻熱將工件端部熔化。根據焊接時所用（yòng）的電極形狀，電渣焊分為絲極電渣焊（hàn）、板極電渣焊和熔（róng）嘴電渣焊。

電渣焊的特點 ：在電渣焊的焊接過（guò）程（chéng）中，除開始階段有一電弧過程外，其餘均為穩定的電渣（zhā）過（guò）程，與埋弧焊有本質區別。

電渣焊的優（yōu）點是：可焊的（de）工件厚度大（從30mm到大於1000mm），生產率高。主要（yào）用於（yú）在斷麵對接接頭及丁字（zì）接頭的焊接。電渣焊可用於各種鋼結構的焊接，也可用於鑄件的組（zǔ）焊。電渣焊接頭（tóu）由於加熱及冷卻均較慢，熱影響區寬、顯微組織粗大、韌、因此（cǐ）焊接以後一般須進行（háng）正火處理。

電渣焊的局限性：

（1）由於焊接（jiē）熔池大，加熱（rè）和（hé）冷卻（què）緩慢，在焊縫及熱影響區容易過熱形成粗（cū）大組織，因此電渣焊（hàn）通常焊後用正火（huǒ）處理消（xiāo）除（chú）接頭中的粗（cū）晶。

（2）電渣焊總是以立焊方式（shì）進行，不能平焊，電渣焊（hàn）不適於厚度在30mm以下的（de）工件，焊縫也（yě）不宜過長。

電（diàn）渣焊的分類及應用

電渣（zhā）焊的分類（lèi）：絲極電渣焊、板極電渣（zhā）焊、熔嘴電渣焊和管極電渣焊等。

絲極電渣焊是最（zuì）常用的電渣焊方法，它采用焊絲作電（diàn）極（jí），根據（jù）焊件厚度的不同，可采用一根或（huò）多（duō）根焊絲（sī），單絲焊能夠焊接（jiē）的焊件厚度為（wéi）40～60mm，當焊件厚度大於60mm時，焊絲要作橫向擺動（dòng）；三絲擺動可（kě）以焊接450mm厚的焊件（jiàn）。絲（sī）極電渣焊主要用於焊接厚度為40～450mm的（de）焊件及較長焊縫（féng）的焊件，也可（kě）用於大型焊件的環焊縫。

應用：主要用於重型機械製造業中，製造鍛-焊結構件和（hé）鑄-焊結構（gòu）件，如（rú）重型機床的機（jī）座、高壓鍋爐等，焊件厚度一（yī）般為40～450mm，材料為碳鋼、低合金鋼、不鏽鋼等。

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 電子束焊

電子束焊是以集中的高速電子束轟擊工件表麵時所產生的熱能（néng）進行（háng）焊接的方法。電子束焊接時，由電子槍產生電（diàn）子束並加速。常用（yòng）的電子束焊有（yǒu）：高真空電子束焊、低真空電子束焊（hàn）和非真空電子束焊。

前兩種（zhǒng）方法都是在（zài）真空室內進（jìn）行。焊接準備（bèi）時間 （主要是抽真空時間）較長，工件尺寸受（shòu）真空室大小限（xiàn）製。電（diàn）子束焊與電（diàn）弧焊相比，主要的特點（diǎn）是焊縫熔深大、熔寬小、焊（hàn）縫金屬（shǔ）純度高。它既可以用在很薄材料的精密焊接，又可以用在很（hěn）厚的（最厚達300mm）構件焊接。

所有用其它焊接方法能進行熔化焊的金屬及合金都可以用電子束焊接。主要用（yòng）於要求高質量的產品的焊接。還能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔（róng）金屬的焊接（jiē）。但不適於大批量產品（pǐn）。

電子束焊機：核（hé）心是電子槍，它是完成電子的產生、電子束的形成和會聚的裝置，主要由（yóu）燈絲、陰極（jí）、陽極、聚焦線圈等組成。燈絲通電升溫並加熱陰極，當陰極達到（dào）2400K左（zuǒ）右時即（jí）發射電子，在陰極和陽極之間的高壓電場作（zuò）用下，電子被加（jiā）速（約為1/2光速），穿過陽極孔射出，然後經聚焦線圈，會聚成直徑為0.8～3.2mm的電子束（shù）射向焊件，並在焊（hàn）件表麵將動能轉化為熱能，使焊件連接處迅（xùn）速熔化，經冷卻結晶後形成焊縫（féng）。

根據焊接工作室（焊件放置處）的真空（kōng）度不同，電子束焊的分類：

（1）高真空電子束焊 。工作室與電（diàn）子槍同（tóng）在（zài）一室，真空度為10-2～10-1Pa，適用於難熔、活性、高純金屬及小零件的精密焊接。

（2）低真空電（diàn）子（zǐ）束焊 。工作（zuò）室與電（diàn）子槍被分為兩個（gè）真空室，工作室的真（zhēn）空度為10-1～15Pa，適用於較大型的結構件，和對氧、氮（dàn）不太敏感的難熔金屬。

（3）非真空電（diàn）子束焊 。需另加惰性氣體保護罩或噴（pēn）嘴，焊件（jiàn）與電子束流出口的距（jù）離應控製在10mm左右，以減少電子束與氣體（tǐ）分子（zǐ）碰撞造成的散射。非真（zhēn）空電子束焊適用於碳鋼、低合金鋼、不鏽鋼、難熔金屬（shǔ）及銅、鋁合金等（děng）的焊接，焊件尺（chǐ）寸（cùn）不受限製。

真空電子束焊的優點：

（1）電子束能量密度大，最高可達（dá）5×108W/cm²，約為普（pǔ）通電弧的5000～10000倍，熱量集中，熱效率高，熱影響區小，焊縫窄而深，焊接變形極小。

（2）在真空環境下焊接，金屬不與氣相作用，接頭強度高。

（3）電子束焦點（diǎn）半徑可（kě）調節範圍大，控製靈活，適應性強，可焊接0.05mm的薄件，也可焊接200～700mm的厚板。

應用：特別適合焊接一些難熔金（jīn）屬、活性或高純度金屬以及熱敏（mǐn）感性強的金屬。但設備複雜，成（chéng）本高，焊件（jiàn）尺寸受真空室限製，裝配精度要求高，且易激發X射線，焊接輔助時間長，生產率低，這些（xiē）弱點都限製（zhì）了電（diàn）子束焊的廣泛應（yīng）用。

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 激光焊

激光焊（hàn）是利用大功率相幹單色光子流聚焦而成的激（jī）光束為熱（rè）源進行的焊接。這種焊接方法通常有連續功率激（jī）光焊和脈衝功率激光焊。激光焊優點是不需要在真空中進行，缺（quē）點則是穿透力不如電子束焊強。

激光焊時能進行精確的能量控製，因而可以實現精密微型器件的焊接。它（tā）能應用於（yú）很多金屬，特別是能解決一些難焊（hàn）金屬及異種金屬的焊接。

激光的產生:物質受激勵後，產生（shēng）的波長、頻率、方向完全相同的光束。

激光的特點:具有單色性好、方向性好、能量密（mì）度高（gāo）的特點，激光經透射或反射鏡聚焦後（hòu），可獲得直徑小於0.01mm、功率密度（dù）高達1013W/cm²的能束，可（kě）以作（zuò）為焊接、切割、鑽孔（kǒng）及表麵處理的熱源。產生激光的物（wù）質有固體、半導體、液體、氣（qì）體等，其中用於焊接、切割等工業加（jiā）工的主要是釔（yǐ）鋁石榴石（YAG）固體激光和CO2氣體激光。

激光焊的主要（yào）優點是：

（1）激光可通過光導纖（xiān）維、棱鏡等光學方法（fǎ）彎曲（qǔ）傳輸，適（shì）用（yòng）於微型零部件及其它焊接（jiē）方法難以達到的部位的焊接，還能通過透明材料進行（háng）焊接。

（2）能量密度（dù）高，可實現高速焊接，熱影響區（qū）和焊接變形都很小，特別適用於熱敏感材料（liào）的焊接。

（3）激光（guāng）不受電磁場的影響，不產生X射線，無需真空保護，可以用於大型結構的焊接。

（4）可直接焊接（jiē）絕緣導體，而不必預（yù）先剝（bāo）掉絕緣層；也能焊接物理性能差別較大的異種材料。

激光焊的主要缺點（diǎn）是：設備昂貴，能量轉化率（lǜ）低（5%～20%），對焊件接口加工、組裝、定位要（yào）求均很高，目前主要用於電子工業和（hé）儀表工業中的微型器件的焊接，以及矽鋼片、鍍鋅鋼板等的焊接（jiē）。

壓焊

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 電阻焊

這是以電阻熱為（wéi）能源的一類焊接方法（fǎ），包括以熔渣電阻熱為能源的電渣焊和以固體電阻（zǔ）熱為能源的電阻焊。

 電（diàn）阻（zǔ）焊一般是（shì）使工（gōng）件處在一定電極壓力作用下並利用電流通過工件時所產生的電阻熱將兩工件之間的接觸表麵熔化而實現連接的焊接方法。通常使用較（jiào）大的電流。為了防止在接觸麵上發生電弧並且為了鍛壓焊（hàn）縫金屬，焊接過程中始終要施加（jiā）壓力。進行這一類（lèi）電阻焊時，被焊工件的表麵善對於（yú）獲得穩定的焊接（jiē）質量是頭等重要的。因此，焊前必須將電極與工件（jiàn）以及工件與（yǔ）工件間的接觸表麵進行清理。

優點：

（1）熔核形成（chéng）時，始終被塑性環包圍，熔化（huà）金屬與空氣隔絕，冶（yě）金過程簡單。

（2）加熱時間（jiān）短、熱量集中、故熱影響區小，變形與（yǔ）應力也小，通常在焊後不必安排校正和（hé）熱（rè）處理工序。

（3）不需要焊絲、焊條等填充金屬，以及（jí）氧、乙炔（quē）、氬（yà）等焊接材料（liào），焊（hàn）接成本（běn）低。

（4）操作簡單，易於（yú）實現機械（xiè）化和自動化，改善了勞動（dòng）條件。

（5）生產率高，且無噪（zào）聲及（jí）有害氣體，在大批量生產中（zhōng），可以和（hé）其他製造工序一起編到組裝線上。但閃光對焊因有（yǒu）火花噴濺，需要隔離。

缺點：

（1）目前還缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質量隻能（néng）靠工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢（jiǎn）查，以及靠（kào）各種監控技術來保證。

（2）點（diǎn）、縫焊的搭接接頭不僅增加了構件的重量，且因在兩板間熔核周圍形成（chéng）夾角，致使接（jiē）頭的抗拉強度和疲勞（láo）強度較低。

（3）設備功率大，機械化自動（dòng）化程度較高，使設備（bèi）成本（běn）較（jiào）高、維修（xiū）較（jiào）困難，並且常用的大功率（lǜ）單相交流（liú）焊機不利於電網的正常（cháng）運行。

適用範圍：在汽車、飛機、儀器、家電（diàn）、建築用的鋼筋、等行業有廣泛應用，適用材料廣泛，隻是易氧化金屬的電阻焊（hàn）焊接性稍差。主要用於焊接厚度小於3mm的（de）薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色（sè）金屬及其合金、不鏽（xiù）鋼等均可焊接。　

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 摩擦焊

摩擦焊是以機械能為能源的（de）固相焊接（jiē）。它是利用（yòng）兩表（biǎo）麵間機（jī）械摩擦所產生的（de）熱來（lái）實現金屬的連（lián）接的。摩擦焊的熱量集中在接合麵處，因此熱影響區窄。兩表（biǎo）麵間須（xū）施加壓力，多數情況是在加熱終止時增大壓力，使熱態金屬受（shòu）頂鍛而結合，一般結合麵並不熔化。

 摩擦焊生產率較（jiào）高，原理（lǐ）上幾乎所有能進（jìn）行熱鍛的金屬都能摩擦焊接。摩擦（cā）焊還可（kě）以用於異種金屬的焊（hàn）接。要適用於橫斷（duàn）麵為圓（yuán）形的最大直徑為100mm的工件。

利用焊件接觸（chù）端麵相互（hù）摩擦所產生的熱，使端麵達到（dào）熱塑性狀態，然後迅速施加頂（dǐng）鍛力，實現焊接的一種固（gù）相壓（yā）焊（hàn）方法，

摩擦焊具有以下優點：

（1）焊（hàn）接質量穩定，焊件尺寸精度高，接頭廢（fèi）品率低於電阻對焊和閃光對焊（hàn）。

（2）焊接生產（chǎn）率高，比閃光對焊高5～6倍。

（3）適於焊接異種金（jīn）屬，如碳（tàn）素鋼、低合金鋼（gāng）與不鏽鋼、高速鋼之間的連接，銅-不鏽鋼、銅-鋁、鋁-鋼、鋼-鋯等之間連（lián）接。

（4）加工費用低，省（shěng）電，焊件（jiàn）無（wú）需特殊清理。

（5）易實現機械化和自動化，操作（zuò）簡單，焊接工作場地無火花，弧光及有害氣體。

缺點：靠工（gōng）件旋（xuán）轉實現，焊接非圓截麵較（jiào）困難（nán）。盤狀工件及薄壁管件，由於不（bú）易夾持也很難焊接。受焊機（jī）主軸（zhóu）電機功（gōng）率的限（xiàn）製，目前摩擦焊（hàn）可焊接的最大截（jié）麵為20000mm²。摩（mó）擦焊機一次性投資費用大，適於大批（pī）量生產（chǎn）。

應用：異種金屬和異種鋼產品，如電力工業中（zhōng）的銅-鋁（lǚ）過渡（dù）接頭，金屬切（qiē）削（xuē）用的（de）高速鋼-結構鋼刀具等；結構鋼產品，如電站鍋爐（lú）蛇形管、閥門、拖拉機軸瓦等。　

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 擴散焊

擴散焊一般是以間接熱能為能源（yuán）的固相焊接（jiē）方法。通常是在真空或保護（hù）氣（qì）氛下進行。焊接時使兩被焊工件的表麵在高溫和較大壓力下接觸並保溫一定（dìng）時間，以達（dá）到原子間距離，經過原子樸素相互擴散而結合（hé）。焊前不僅需要清洗工件表麵的氧化物等雜質，而且表麵粗糙度要低於一定值（zhí）才能保證焊接質量。

擴散焊在真空或保護氣氛的保護下，在一定溫度（低於（yú）母材的熔點）和壓力條件（jiàn）下，使相互接觸的平整光潔的待焊表麵發生微觀塑性流變後緊密接觸，原子相互擴散（sàn），經過一段較長時間後，原始界麵消失，達到完全冶金結合的焊接方法。

擴散焊具有以下優點（diǎn）：

（1）可以（yǐ）在幾乎不損壞（huài）被（bèi）焊材料（liào）性（xìng）能的情況下，實現各類同種材料和異種材料間的焊接，可以用（yòng）來製造雙層或多層複（fù）合材料。

（2）能焊接結構複雜以及厚薄相差大的（de）工件。

（3）接（jiē）頭成（chéng）分、組織均勻，減（jiǎn）小了應力腐蝕傾向。

（4）焊接變（biàn）形小，接頭精度高，可作為（wéi）部件最後的組裝連（lián）接方法。

（5）可與其它加工工藝同時進行（如真空熱處理等），可同時完成多個接頭的焊接，從而（ér）提高生產（chǎn）率。

不足：擴散焊對焊件（jiàn）表麵加工及清理的要（yào）求高，焊接時間長、生產率（lǜ）低，成本高，設備投資大。

應用：熔點（diǎn）差別大或冶金上不相容的異種金屬之間的焊接、金屬與陶瓷的焊接和鈦、鎳、鋁合金結構件的焊接。不僅應用於原子能、航（háng）空航天及電子工業等尖端技術領域，而且已推廣至一般機械製造（zào）工業部門。

釺焊

釺焊的能源可以是化學反應熱，也可以是間接熱能。它是利用熔點比被焊材料的（de）熔點低的金屬作釺料，經過加熱（rè）使釺料熔（róng）化，毛細管作用（yòng）將（jiāng）釺料及入到接頭接觸麵的間隙內，潤濕被焊金屬表麵，使液相（xiàng）與固相之間互擴散（sàn）而形（xíng）成釺焊接（jiē）頭。因此（cǐ），釺焊是一種固相兼液相的焊接方法。

1．釺（qiān）焊的特點及應（yīng）用

釺焊（hàn）采用熔點低於母材的合金作釺料，加熱（rè）時（shí）釺料（liào）熔化，並靠潤濕作用和毛細作用（yòng）填滿並保持在接（jiē）頭間隙內，而母（mǔ）材處於固（gù）態，依靠液態（tài）釺料和固態母材間的相互擴（kuò）散形成（chéng）釺焊接頭。釺焊對母材的物理化學性能（néng）影響小，焊接（jiē）應力和變形較小，可焊（hàn）接性（xìng）能差別較（jiào）大的（de）異種金屬（shǔ），能同時完成多（duō）條焊縫，接頭外表美觀整齊（qí），設備簡單，生產投資小。但釺焊接頭的強度較低，耐熱能力差。

應用：硬（yìng）質合金刀具（jù）、鑽探鑽頭、自行車車架、換熱器（qì）、導管及各類容器等；在微波波導、電子管和電（diàn）子真空器（qì）件（jiàn）的製造中，釺焊甚至是唯一可能的連（lián）接方法。

2．釺（qiān）料和釺劑

釺料是形（xíng）成釺焊接頭的（de）填充金屬，釺焊接頭的質量在很大程（chéng）度上取決釺料。釺料應該具有合適的熔點、良好的潤濕性和（hé）填（tián）縫能力，能與母材（cái）相互擴散，還應具有（yǒu）一定的力學性（xìng）能（néng）和物理化學性能，以（yǐ）滿足接頭的使用性能要求。按釺料（liào）熔點的不同，釺焊分為兩大類：軟釺焊與硬釺焊。

（1）軟釺焊 。釺料熔（róng）點低於450℃的釺焊稱為軟釺焊，常用釺料是錫鉛釺料，它具有良好的潤濕性和導電性（xìng），廣泛用於電子產品、電機電器和汽（qì）車配件。軟釺焊的接頭強度一般為60～140MPa。

（2）硬（yìng）釺焊。 釺料熔點高於450℃的釺焊稱為（wéi）硬釺焊，常用釺料是黃（huáng）銅釺料和銀基釺料。用銀基釺料的接頭具有較高的強度、導電性和耐蝕性，釺料熔點較低、工藝性良好，但釺料價格較高，多用於要求較高的（de）焊件，一般焊（hàn）件多采用黃銅釺料。硬釺焊多用於受力（lì）較大的鋼和銅合金工件，以及工具（jù）的釺焊。硬釺焊的接頭強（qiáng）度為200～490MPa，

注意：母材的接（jiē）觸麵應很幹淨，因此要用釺劑。釺劑（jì）的作用是去除母材和釺料表麵的氧化物和油汙雜質，保護（hù）釺料和母材接觸麵不被氧化，增加釺（qiān）料的潤濕性和毛細流動（dòng）性。釺劑的熔（róng）點應低於釺料，釺劑殘渣對母材和接頭的腐蝕性應較小。軟釺焊常用的（de）釺劑是鬆香或氯化鋅溶液，硬釺焊常用的釺劑是硼砂、硼酸和堿性氟化物的混合物。

根據熱源（yuán）或加熱方法不同釺焊可分為：火焰釺焊（hàn）、感應釺（qiān）焊、爐（lú）中釺焊、浸沾釺焊、電阻釺焊等。釺（qiān）焊時由（yóu）於加熱溫度比較低，故（gù）對工件（jiàn）材料的性能影響較小，焊件的（de）應（yīng）力變形也（yě）較小。但釺焊（hàn）接頭的（de）強度一（yī）般比較低，耐熱（rè）能力較差（chà）。

釺焊加熱方法： 幾乎所有的加熱熱源都可以用作釺焊熱源，並依此將釺（qiān）焊分類（lèi）。

火焰釺（qiān）焊：用氣體火焰進行加熱（rè），用於碳鋼（gāng）、不鏽鋼、硬質合金、鑄鐵、銅及銅合金、鋁及（jí）鋁合金的硬釺（qiān）焊。

感應釺焊：利用交變磁場在零件中產生感應電流的電（diàn）阻熱加熱焊件，用於具有對稱形（xíng）狀的焊件，特別是管軸類的釺焊。

浸（jìn）沾釺焊：將焊件局部或整體（tǐ）浸入熔融鹽混合物熔液或（huò）釺料熔液中，靠（kào）這些液體介質的熱（rè）量來實現釺焊過程，其特點是加熱迅速、溫度均（jun1）勻、焊件變形小。

爐中釺焊：利用電阻爐加熱焊件（jiàn），電阻爐可通過（guò）抽真空或采用還原性氣體或惰性氣體對焊件（jiàn）進行保護。

除此以外，還有烙鐵釺焊、電阻釺焊、擴散釺焊、紅外線釺焊、反應（yīng）釺焊、電（diàn）子束釺焊、激光釺焊等。

釺焊可（kě）以用於焊接碳鋼、不鏽鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料，還可以連接（jiē）異種（zhǒng）金屬、金（jīn）屬與非金屬。適（shì）於焊接受載不大（dà）或常溫下（xià）工作的接頭，對於精密的、微型（xíng）的以及複雜的多釺縫的焊（hàn）件尤（yóu）其適用。

其他焊接介紹

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 高頻焊

高頻焊是以固（gù）體電阻熱為能源。焊接時利用高頻電流在工件內產生的電阻熱使工（gōng）件焊接區表層加熱到熔化狀態，隨即施加（或不施加（jiā））頂鍛力而實現金屬的結合。因此它是一種固相電阻（zǔ）焊方法。 

高頻焊根據高頻電流在工件（jiàn）中產生熱的方（fāng）式可分為接觸高頻焊（hàn）和感應高（gāo）頻焊。接觸高頻焊時，高頻電流通（tōng）過與工件機械接觸而傳入工（gōng）件。感應高（gāo）頻焊（hàn）時，高頻（pín）電流（liú）通過工件外部感應圈的耦合作用而在工件內產生感應電流。高頻焊是專業化較（jiào）強的焊接方法（fǎ），要根據產品配備（bèi）專用設備。生產（chǎn）率高（gāo），焊接速度（dù）可達30m/min。主要（yào）用於製造（zào）管子時（shí）縱（zòng）縫或螺旋縫的焊接（jiē）。

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 爆炸焊（hàn）

爆炸焊也是以化（huà）學反應熱為能源的另一種固相焊接方法。但它是利用炸藥（yào）爆炸所產生的能量來實（shí）現（xiàn）金屬連接的。在爆（bào）炸波作用下，兩件（jiàn）金屬在不到一秒的時間內即可被加速（sù）撞擊形成金屬的結合。在（zài）各種焊接方法中，爆炸焊可以焊接的異種金（jīn）屬（shǔ）的組合的範（fàn）圍（wéi）最廣。可（kě）以用爆炸焊將冶金上不相容的兩種金（jīn）屬焊成（chéng）為各種過渡接頭。爆炸焊多用於表麵積相當（dāng）大的平板包覆（fù），是製造（zào）複合板的高效方法。

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 超聲波焊

超聲（shēng）波焊也（yě）是一種（zhǒng）以機械能為能（néng）源（yuán）的固相焊接方法。進行超聲波焊時（shí），焊接工件在較低的靜壓力下，由聲極發出的高頻振動能（néng）使接合麵產生強裂摩擦並加熱到焊接溫度而形成結合。超（chāo）聲波焊可以用於大多數金屬材料之間的焊接，能實現金（jīn）屬、異種金屬及金（jīn）屬與非金屬間的焊接。可適用於金屬絲、箔或2～3mm以下的薄板金（jīn）屬接頭的重複生產。

焊接新工藝、新技術（shù）

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焊接機（jī）器人

焊（hàn）接技術進步的突出的表（biǎo）現就是焊接（jiē）過（guò）程由機（jī）械化向自動化、智能化（huà）和信息化發展。智能焊接（jiē）機器人的應用，是（shì）焊接過程高度自動化（huà）的重要標誌。焊接機器人（rén）突破了焊接（jiē）自動（dòng）化（huà）的傳統（tǒng）方（fāng）式，使小批量自動化生產成為可（kě）能。

焊接機器人大多為固定位（wèi）置的手臂式機械，有示教型和（hé）智能型兩種。

示教型機器（qì）人：通過示教，記憶焊接軌跡及焊（hàn）接參數，並嚴格按照示教程序完成產品的焊接（jiē）。隻需一次示教，機器人便可以精確地再現示教（jiāo）的每一步操作。這（zhè）類焊接機器人的應用較為廣泛，適宜（yí）於大批量生產，用於流（liú）水線的固定工位上，其功能主要是示教再現，對環（huán）境變化的應變能力較差。對於大型結構在工地上的小批量生產沒有用武之地。

智能（néng）型機器人：可以根據簡單的控製指令自動確定焊縫的起點、空間軌跡（jì）及有關參數，並能根據實際情況自動跟（gēn）蹤焊縫（féng）軌跡、調整焊炬姿態、調整焊接參數、控製焊接質（zhì）量。這是最先進的（de）焊接機器人，具（jù）有（yǒu）靈巧、輕便、容易（yì）移（yí）動等（děng）特點，能適應不（bú）同結構、不同地點的焊接任（rèn）務，目前實際應用很少，尚處在研究開發階段。

焊接機器人中，點焊機（jī）器人占50%～60%，它由機器人本體、點焊（hàn）係統和控製係統三大部分組成。機器人本體的自（zì）由度為1～5個，控製（zhì）係統分本體控製和焊接部分控（kòng）製。

焊接係統主要包（bāo）括：焊接（jiē）控製器、焊鉗和水、電氣等輔助部分（水下焊接）。

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計算（suàn）機軟件的應（yīng）用

計算機軟件係統在焊接領域中的應用主要有以下幾個方麵：

1．計算機模擬技術（shù） 包括模擬焊接熱過程、焊接冶金過程、焊（hàn）接應力和變（biàn）形等。焊接是一個涉及到電弧物理、傳熱、冶金和力（lì）學等學科的複雜過程。

一旦焊接（jiē）中的各個過程都實現了計算機模擬，就能夠通過計算（suàn）機係統來確定焊接各種結構和（hé）各種材料時的最佳設（shè）計方案、工藝方法和焊接參數。

傳（chuán）統上，焊接（jiē）工藝總是要通過一係列的（de）實驗或根據經驗來確定，以獲得可靠而經濟的焊接結構，計算機模擬隻要（yào）通過少量驗證試驗證明數值方法在處理某一問題上的適用性，大量（liàng）篩（shāi）選工作即可由計（jì）算機（jī）完成，省去了大量的試驗工作，從而大大節約了（le）人力、物力和時間，在新的工程結構及新材料的焊（hàn）接方麵具有很重要的意義。計算機模擬技術的水平還決定了自動化焊接的範圍。此外，計（jì）算機模擬還廣泛用於分析焊接結構和接頭的強度和性能等問題。

2．數據（jù）庫（kù）技術（shù）與專家係統 用於（yú）焊接工藝設計和工藝參數的選擇、焊接缺（quē）陷診斷、焊（hàn）接成本預算、實時監控、焊接CAD、焊工考試等。

數據庫技（jì）術目前已經滲透（tòu）到焊接領域的各個方麵（miàn），從原材（cái）料、焊接試驗（yàn）、焊接工藝到焊接生產。典型的（de）數據庫係統有焊接工藝評定（dìng）、焊接工藝規程、焊工檔案管理、焊接材料、材料成分和性能、焊接（jiē）性、焊接CCT圖管理和焊接標準谘詢係統等。這些數據庫係統為焊接領域內各種數據和信息管理（lǐ）提供了有利條件。

焊接專家係（xì）統主要集中在工藝製定、缺陷預測（cè）和診斷、計（jì）算機（jī）輔助設計等方麵。現有的焊接專家係統中，工藝選擇和工藝製定是最主要的應用領域，焊接過（guò）程的實時（shí）控製是（shì）重要的發展方（fāng）向。

3．計算機輔助質量控製（zhì）技（jì）術（CAQ） 用（yòng）於對產品的數（shù）據分析（xī）、焊接質量的實時監測等。

另外，計算（suàn）機輔助設計/製造（CAD/CAM）在焊接加工中的應用也日益增加，主（zhǔ）要用於（yú）數控切割、焊接結構設計和焊接機器人中。