數（shù）控（kòng）加工中各類（lèi）焊接技術分類介紹及特點（diǎn）優缺點分析

各種焊（hàn）接技術介紹

電弧焊

電弧：一種強烈而持久的氣體放電現（xiàn）象，正負電極（jí）間具有一定的（de）電壓（yā），而且兩電（diàn）極間的氣體介（jiè）質應（yīng）處在電離（lí）狀（zhuàng）態（tài）。引燃焊接電（diàn）弧時，通常是將兩（liǎng）電極（jí）（一極為工件，另一極為填充金屬絲或焊條）接通電源，短暫接觸並迅速分離，兩極相互接觸時發生短路，形成電弧。這種（zhǒng）方式稱為接觸引弧。電弧形成後，隻要電源保持兩極（jí）之間一定（dìng）的電位差，即可維持電弧的燃燒。

電弧特（tè）點：電（diàn）壓低、電（diàn）流大、溫度高、能量密度（dù）大、移動性好等，一般20～30V的電壓即可維持電弧的穩定燃燒，而電弧中的（de）電流可以從幾十安培（péi）到幾（jǐ）千安培以（yǐ）滿足不同工件的（de）焊接要求，電弧的溫（wēn）度可達5000K以上，可以熔（róng）化各種金（jīn）屬。

電（diàn）弧組成：陰（yīn）極區、陽極區、弧柱區三部分。

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

直流正接：采用（yòng）直流（liú）焊機當工（gōng）件接陽極，焊條接（jiē）陰極時，稱為直流（liú）正接，此時工件受熱較大，適合焊接厚大工件。

直（zhí）流反接：當工件接陰極，焊條接陽極時，稱為直流（liú）反接，此時工件受熱較小（xiǎo），適合焊接薄小工件。采用交流焊機焊接時，因兩極極性不斷（duàn）交（jiāo）替變化，故不（bú）存在正接（jiē）或反接問題。

焊接冶金過程（chéng）

在電弧焊過程中，液態金屬、熔渣和氣體三者相互作用，是金（jīn）屬再冶煉（liàn）的過程。但（dàn）由於焊接條件的特殊性，焊接化學（xué）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（dù）高，相界大，反應速（sù）度快，當電弧中有空氣侵入時，液態金屬（shǔ）會發生強烈的氧化、氮（dàn）化反應，還有大量金屬蒸發，而空氣中的水分以及工件和焊接材（cái）料中的油、鏽、水在電弧高溫下分解出的氫原子可溶入液態金屬中，導致接頭塑性和韌度降低（氫脆），以至產生裂紋。

其次，焊接熔池小，冷卻快，使（shǐ）各種冶金反應難以達到平衡狀態，焊縫中化學成分（fèn）不均勻，且熔池中氣體、氧化物等來不及浮出，容易形成氣孔、夾渣等（děng）缺陷（xiàn），甚至產生裂紋。

電（diàn）弧（hú）焊過程中（zhōng）通常會采取以下措施：

（1）在焊接過（guò）程中，對熔化金屬進行機械保護，使之與（yǔ）空氣（qì）隔開。保護方式有三種：氣體保護（hù）、熔渣保護和氣-渣聯合保護。

（2）對焊（hàn）接熔（róng）池進行冶（yě）金處（chù）理，主要通過在焊接材料（焊條藥皮、焊絲、焊劑）中加入一定量的脫氧（yǎng）劑（主要是錳鐵和矽鐵）和一定量的合金元（yuán）素，在焊接過（guò）程中排除熔池中的FeO，同時補償合金元素的燒損。

常（cháng）用電弧（hú）焊方法：

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手弧焊

手弧焊（hàn）是各種電弧焊方法中發展最早、目前仍然應（yīng）用最廣的一種焊接方法。它是以外部塗有塗料的焊條作電極和填充金屬（shǔ），電弧是在焊條的端部和被焊工件表麵之間燃（rán）燒。塗料在電弧熱作用下一方麵可以產生氣體（tǐ）以保護（hù）電弧，另一方（fāng）麵可以產生熔渣覆蓋在熔池表麵，防止熔化（huà）金（jīn）屬與（yǔ）周圍氣體的相互作用。

熔渣的更重要作用是與熔化金屬產生物理化學反應或添加合金元素（sù），改善焊縫金屬能。手弧焊（hàn）設備簡單、輕便，操作靈活。可以應用於維修及裝配中的短縫的焊接，特別是可以用於難以達（dá）到的部位的焊接。手弧焊配用相（xiàng）應的焊條可（kě）適用於大多數工業（yè）用碳鋼、不鏽（xiù）鋼、鑄（zhù）鐵、銅、鋁、鎳及其合金。

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埋弧焊（hàn） 

埋弧焊是以顆粒狀焊劑為保（bǎo）護介質，電弧（hú）掩藏在焊劑層（céng）下的一種熔（róng）化極電（diàn）  焊接方法。埋弧焊的施（shī）焊過程由三個環節組成：1在焊（hàn）件待焊接縫處均勻堆敷足夠的顆粒狀焊劑；2 導電嘴和焊（hàn）件分別接通焊接電源兩（liǎng）級以產生焊接電弧；3 自動送進焊絲並移動電弧實施焊接。

埋弧焊的主要特點如下：

1、電弧性能（néng）獨特

（1）焊縫質量高熔渣隔絕（jué）空氣保護效果好，電（diàn）弧區主要成分為CO2，焊（hàn）縫金屬中（zhōng）含氮量、含（hán）氧量大大降低，焊接參數（shù）自動調節，電弧行走機械化，熔池存在時間（jiān）長，冶金反應充分 ，抗風（fēng）能力強，所以焊縫成（chéng）分穩定，力（lì）學（xué）性能好；

（2）勞動條件好 熔渣隔離弧光有利於焊接操作；機械化行走，勞動強度較低。

2、弧柱電場強度較高 比之熔（róng）化極氣體保護焊有如下（xià）特點：

（1）設備調（diào）節性能好，由於（yú）電場（chǎng）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高（gāo）；

（2）焊接（jiē）電流（liú）下（xià）限較（jiào）高。

3、生產效率高由於焊絲導電長度縮短，電流和電流密度顯著提高，使（shǐ）電弧的熔透（tòu）能力和焊絲的熔敷速率大大提高；又由於焊劑和熔渣的隔（gé）熱作用，總的熱效（xiào）率大大增加（jiā），使焊接速度大大提高。

適用範圍：

由於埋弧焊熔深大、生產率高（gāo）、機械操作（zuò）的程度高，因而適於焊接中厚板結構的長焊縫。在造船、鍋（guō）爐（lú）與壓力容（róng）器、橋梁、超重機械、核電站結（jié）構、海洋結構、武器等製造部門有著廣泛的應用，是當今焊接生產中最普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊除了（le）用於金（jīn）屬（shǔ）結構中構件（jiàn）的連接外，還可在基體金（jīn）屬表麵堆焊（hàn）耐磨或耐腐（fǔ）蝕的合金層。隨著（zhe）焊接冶金技術與焊接材料生產技術的發展，埋弧焊能焊的材料已從碳素結構鋼發展到低（dī）合金結構鋼、不鏽鋼、耐（nài）熱鋼等以及（jí）某些（xiē）有色金屬，如鎳基合金、鈦合金（jīn）、銅（tóng）合金（jīn）等。

由（yóu）於自己的特點，其應用也有一定的局限性（xìng），主要為：

（1）焊接位置的限製，由於焊劑保持的原因，如不采用特殊措施（shī），埋弧焊主要用於水（shuǐ）平俯位置焊（hàn）縫焊接，而不能用於橫、立、仰焊；

（2）焊接材料的局限（xiàn），不能焊接鋁（lǚ）、鈦等氧化性強的金屬及其合金，主要用於焊接黑色金屬；

（3）隻適合於長焊縫焊接切，且不能焊接空間位置有限的焊縫；

（4）不能直接觀察電弧；

（5）不適用於薄板、小電流焊。

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 鎢極氣（qì）體保護電弧焊

這是一種不熔化極氣體保護電（diàn）弧焊，是利用鎢極和工件之間的電弧使金屬熔（róng）化而形成焊縫的。焊（hàn）接過程中鎢極不熔化，隻起電極的作用。同時由焊炬的噴嘴送進氬氣或（huò）氦氣作保護。還可根據需要另外添加金屬。在國際上通（tōng）稱為TIG焊。鎢極（jí）氣（qì）體保護電（diàn）弧（hú）焊由（yóu）於能很好地控製熱輸（shū）入，所（suǒ）以它是連接薄板金屬和打底焊的一種（zhǒng）極好方法（fǎ）。這種方法幾（jǐ）乎可以用於所有金屬的連接，尤其適（shì）用於焊接鋁（lǚ）、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬（shǔ）以及象鈦和鋯這些活潑金屬。這（zhè）種焊接方（fāng）法的焊縫質（zhì）量高，但與其它電弧焊相比，其（qí）焊接速度較慢。　

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熔化極氣體保護（hù）電弧焊

熔化極氣體保護電弧焊屬於（yú）用電弧作（zuò）為熱源的熔化焊方法，其電弧建立在連續送（sòng）進的焊絲（sī）與熔池之間熔化的焊絲金屬與母材（cái）金屬混合而成的熔池在電弧熱源移走後結晶形成焊縫並把分離的母材通過冶金（jīn）方式連（lián）接起來。

CO2焊接的特點：

（1）在焊（hàn）接電弧高溫作用下CO2會分解成CO、O2和O，對電（diàn）弧具有叫強烈的壓縮作（zuò）用，從而導致該焊接方法（fǎ）的電弧形態具有弧柱直徑較小，弧跟麵積（jī）小且往（wǎng）往難於覆（fù）蓋焊絲端部（bù）全部熔滴的特點，因此熔滴受（shòu）到的過渡阻力（斑點力）較大而使熔滴粗化，過（guò）渡（dù）路徑軸向性變差，飛濺率大；

（2）對焊接區保護良（liáng）好，CO2的密度是常用保護氣體中最大的，加上CO2氣體（tǐ）受熱分解（jiě）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，便於觀察、操作；焊接熱影響區和焊接（jiē）變形較小；熔池體積較小結晶速度較快，全位置焊接性能良好；對鏽汙敏感度低的優（yōu）點。

冶金特性：（1）合金元素的氧化（huà）CO2焊時，在電弧高溫作用（yòng）下，CO2會（huì）分解成CO、O2和O，在焊接條件下，CO不溶於金屬，也不參與反應，而CO2和O都有強（qiáng）烈的（de）氧化性，使Fe及其它（tā）合金元素氧（yǎng）化。

（2）脫氧及焊縫金屬的合金化?通常在焊絲中加入一定量的脫氧劑進行脫氧，此外，剩餘（yú）的脫氧劑作為合金元素留（liú）在焊縫中（zhōng），以彌補氧化（huà）燒損損失（shī）並保證焊（hàn）縫（féng）的化學成分要（yào）求（qiú）。

熔滴過渡：

（1）短（duǎn）路過渡（短弧（hú）、細絲、小電流）適用於薄板全位置焊接；

（2）細顆粒過渡，粗絲、長弧、大電（diàn）流焊接（jiē）；

（3）潛弧射滴過渡（很少用）。

適用範圍：目前CO2氣（qì）體保護焊廣泛應用於機車製造、船舶製造、汽車製造、采煤機械製造等領域（yù）。適用於焊接低碳鋼、低合金鋼、低合金高強鋼，但是不（bú）適合於焊接有色金屬、不鏽鋼。盡管有資料顯示CO2氣體保護焊（hàn）可以用於不鏽鋼的焊（hàn）接，但不是焊接不鏽鋼的首選。

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等（děng）離子弧焊（hàn）

助水冷噴嘴等措（cuò）施，可以使電弧的弧柱區橫截麵積減（jiǎn）小，電弧的溫度、能量密度、等離子的流速（sù）都（dōu）顯著提高，這種用外部拘束使弧柱受到壓縮的（de）電弧稱為等離子弧。

等離子弧是電弧的一種特殊形式，是一種（zhǒng）具有高能量密度的（de）電弧（hú），仍然是氣體導（dǎo）電現象（xiàng）。等離子弧焊接是利用等離子弧的熱量加熱（rè）＆熔化工件和母材實（shí）現焊接的方法。

分類：穿孔型等（děng）離子弧焊和微束等離子弧（hú）焊。

穿孔型等離子弧：焊接（jiē）電流（liú）在100～300A，接頭無需開坡口，不要留間隙。焊接時，等離子弧可以將焊（hàn）件完全熔透並形成一個小通孔，熔化金（jīn）屬被排（pái）擠在小孔的周（zhōu）圍（wéi），電弧移動（dòng），小（xiǎo）孔隨之移動，並在後方形成焊縫，從而實現單麵焊雙麵一（yī）次成形。這種方法可以焊接的板厚上（shàng）限為：碳鋼7mm，不鏽鋼（gāng）10mm。

微束等離子弧：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（lí）子弧焊，可用於（yú）厚板深熔焊或薄板高速焊以及堆焊的熔化極（jí）等（děng）離子弧焊，可解決鋁合金等離子弧焊的交流（變極性）等離（lí）子弧焊等（děng）工（gōng）藝方法。等離（lí）子弧焊的主要工藝（yì）參數有焊接電流、焊接速（sù）度、保護氣（qì）流量、離子氣流（liú）量、焊槍噴嘴結構與孔徑等。

等離子弧（hú）切割：利用等離子弧的（de）高溫（wēn）高速弧流（liú）使切口的金屬局部熔化以致（zhì）蒸發，並借助高速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（dù）大（dà），弧柱溫度高，穿透能力強（qiáng），10～12mm厚度鋼材（cái）可不開坡口，能一（yī）次焊透雙（shuāng）麵成形，焊接速（sù）度快，生產率（lǜ）高，應力變形小。

（2）焊縫截（jié）麵成酒杯狀，無指狀（zhuàng）熔深問題。

（3）電弧挺直性好，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（de）靜特性，配用恒流源，可很好的進（jìn）行薄板的焊接（0.1mm）。

（5）鎢極內縮，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（tǐ）耗量大，隻宜於室內焊接。焊槍的可達性（xìng）比TIG差。

（8）電弧直徑小，需要焊槍軸線與焊縫（féng）中線更（gèng）準確地對中。

冶金反應：單一，隻有蒸發。

電源：陡降電源、直流正接；焊接鋁鎂時用交流、陡降電源、需引弧、穩弧措施。焊接材料（liào）：保護氣體、鎢（wū）極。

適用範（fàn）圍：廣泛用於工業（yè）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（tóng）合金、鈦及鈦（tài）合金、合金鋼、不鏽鋼（gāng）、鉬等金屬的焊接（jiē），如鈦合金的導彈殼體，飛（fēi）機上的一些薄壁容器（qì）等。

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 管狀焊絲電弧焊（hàn）

管狀焊（hàn）絲電（diàn）弧焊也是（shì）利（lì）用連續送進的焊絲與工件之間燃（rán）燒的電（diàn）弧為熱源來進行焊接的，可以認為是熔化（huà）極氣體保護（hù）焊的（de）一（yī）種類型。所使（shǐ）用的焊絲是管狀（zhuàng）焊絲，管（guǎn）內裝有各種組分的焊（hàn）劑。焊（hàn）接時，外加保護氣體，主（zhǔ）要是CO2。焊劑受熱分解或熔化，起著造（zào）渣保護溶池、滲合金及穩（wěn）弧等作用。管狀焊絲電弧（hú）焊除具有上述熔化（huà）極氣體保護電弧焊的優（yōu）點外，由於管內焊劑的作用，使之在冶金上更具優點（diǎn）。管狀焊絲電弧焊（hàn）可以應用於大多數黑色金屬各種（zhǒng）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（yòng）。“管狀焊絲”即現在所說的“藥芯焊絲（sī）”。

熔焊

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 氣焊

利用可燃氣體在氧氣中燃燒時所產（chǎn）生的熱量，將母材焊接處熔化而實現連接的一種熔焊方（fāng）法。氣焊是用氣體火焰為熱源的一種（zhǒng）焊接方法。應用最多的是以（yǐ）乙炔氣作燃料（liào）的氧－乙（yǐ）炔火焰（yàn）。由於（yú）設備簡單操作方便，但氣焊加熱速度及（jí）生產率較低，熱影響區較大，且容易引起較大的變形。氣焊可用（yòng）於很多黑色（sè）金屬、有色金（jīn）屬及（jí）合金的（de）焊接。

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

①中性焰（yàn）：氧氣與（yǔ）乙炔體積混合比為1～1.2，乙炔充分燃燒，適合焊接（jiē）碳鋼和非鐵合金。

②碳性焰：氧氣和乙炔體積（jī）混合比小於（yú）1，乙（yǐ）炔過剩，適用於焊接高碳（tàn）鋼、鑄鐵和高速鋼。

③氧化焰：氧氣與乙炔體積混合比大於1.2，氧（yǎng）氣過剩，適用於黃銅和青銅（tóng）的釺焊。

氣焊火焰（yàn）溫度低（dī），加熱速度慢（màn），加熱區域寬，焊接熱影響區（qū）寬（kuān），焊（hàn）接變形大，且焊接過程中（zhōng），熔化金（jīn）屬受到的保護差，焊接質量不易保證，因而其應用已很少。但氣焊又具有無需電（diàn）源、設備簡單、費（fèi）用低（dī）、移動方便、通用性強等（děng）特點，因而在無電源場合和野外工作時（shí）有實用價值。目前，主要用於薄鋼板（厚度0.5～3mm）、銅及（jí）銅合金的焊（hàn）接和鑄鐵的補焊。

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 氣壓焊

氣壓焊和氣焊一樣，氣壓焊也是以氣體火焰為（wéi）熱（rè）源（yuán）。焊接時將兩（liǎng）對接的工件的端部加熱到一定溫度，後再（zài）施加（jiā）足夠的壓力以獲得牢固的接頭。是一（yī）種固相焊接。氣壓焊時不加填充金（jīn）屬，常用於（yú）鐵軌焊接和（hé）鋼筋焊接。

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 電（diàn）渣焊

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

電渣焊的特（tè）點 ：在（zài）電渣焊的焊接過程中，除開始階段有一電弧過程外，其餘均為（wéi）穩定的電渣（zhā）過程（chéng），與埋弧焊有本質區別。

電渣焊的優點是：可焊的工件厚度大（從30mm到大於1000mm），生產（chǎn）率高。主要用於（yú）在斷麵對接（jiē）接頭及丁字接頭（tóu）的焊接。電渣焊可用（yòng）於（yú）各種鋼（gāng）結（jié）構的焊接，也可用於（yú）鑄件的組焊。電渣焊接頭由於加熱及冷卻（què）均較慢（màn），熱影響區寬、顯微組織粗大、韌、因此焊接以（yǐ）後一般須進行正火處理。

電渣焊的局限性（xìng）：

（1）由於焊接熔池大，加熱和冷卻緩慢，在焊縫及熱影響區容易過熱形成粗大組織，因（yīn）此電渣焊通常焊後用正火處理消除接頭中的粗晶。

（2）電渣焊總是以立焊（hàn）方（fāng）式進行，不能平焊，電渣焊不適於厚度在（zài）30mm以（yǐ）下的（de）工件，焊縫也不宜過（guò）長。

電渣焊的分類及應用

電渣焊的分類：絲極電渣焊、板極電（diàn）渣焊、熔嘴電渣（zhā）焊和管極（jí）電渣焊（hàn）等。

絲極電渣焊是最常（cháng）用（yòng）的電渣焊方法，它采用焊絲作電極，根據焊（hàn）件厚度的不同，可采用一根或多（duō）根焊絲，單（dān）絲焊能夠焊接的焊件厚度為40～60mm，當（dāng）焊件厚度大於60mm時，焊絲要作橫向擺動；三絲擺動可以焊接450mm厚（hòu）的焊件。絲極電渣焊主要用（yòng）於焊接厚度為40～450mm的焊件及較（jiào）長焊（hàn）縫的焊件，也可用於大型焊件的環焊縫。

應用：主要用於重型（xíng）機械製造業（yè）中，製造鍛-焊結構件和鑄-焊結構件，如（rú）重型（xíng）機床的機座、高壓鍋爐等，焊件（jiàn）厚度一般為40～450mm，材料為碳鋼、低合金鋼、不鏽鋼等。

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 電子（zǐ）束焊

電子束焊是以集中（zhōng）的（de）高速電子束轟擊工件表麵時所產生的熱能進行焊接的方法。電（diàn）子束焊接時（shí），由電子（zǐ）槍產生電子束並加速。常用的電子束焊有：高真空電子束焊、低真空電子（zǐ）束焊和非真空電（diàn）子束焊。

前兩種方法都是在真空室內進行。焊接準備時間 （主（zhǔ）要是抽（chōu）真空時間）較長，工件尺寸受真空室大小（xiǎo）限（xiàn）製。電子束焊與電弧焊相比，主要的特點是焊縫熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度（dù）高。它（tā）既可以用在（zài）很薄材料的精密焊接，又可以用在很厚的（最厚達300mm）構件焊接（jiē）。

所有用其它焊接方法能進行熔（róng）化焊的金屬及（jí）合金都可以用電子束焊接（jiē）。主要用於（yú）要求（qiú）高質（zhì）量的產品的焊接（jiē）。還能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔金屬的焊接。但不適於大（dà）批量產（chǎn）品。

電子束焊機：核心是電子槍，它是完成電子的產生、電（diàn）子束的形成和會聚（jù）的裝置（zhì），主要（yào）由燈絲、陰極、陽極、聚焦線圈（quān）等組成。燈絲通電升溫並加熱陰（yīn）極，當陰極（jí）達（dá）到2400K左（zuǒ）右時即發射電子，在陰極和陽極之間的高壓電（diàn）場作用下，電子被加速（約（yuē）為1/2光速），穿過陽極（jí）孔射出（chū），然後經聚焦線（xiàn）圈，會聚成直徑為0.8～3.2mm的（de）電子束射向（xiàng）焊件，並（bìng）在焊件表（biǎo）麵將動能轉化（huà）為熱能，使焊件連接處迅速熔化，經冷卻結（jié）晶後形成焊縫。

根據（jù）焊接工作室（焊件放置處）的真空度不同，電（diàn）子束（shù）焊的分類：

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

（2）低真空電子（zǐ）束焊 。工作室與電子（zǐ）槍被分為兩個真空室，工作室的真空（kōng）度為10-1～15Pa，適用於較大型的結構件，和對（duì）氧、氮不太敏感的難熔（róng）金屬。

（3）非真空電子束焊 。需另加惰性氣體保護罩或（huò）噴（pēn）嘴，焊件與電子束流出口的距離應控製在10mm左右，以減少電子束與氣體分（fèn）子碰撞造成的散射。非真空電子束焊適用於碳鋼、低合金（jīn）鋼、不（bú）鏽鋼、難熔金屬（shǔ）及銅、鋁合金等（děng）的焊接，焊件尺寸不（bú）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5×108W/cm²，約為普通電弧的5000～10000倍，熱量集中，熱效率高，熱影（yǐng）響區小，焊縫窄而深，焊接變形極小。

（2）在真空（kōng）環境下焊接，金屬不與氣相作用，接頭強度高。

（3）電子束焦點半徑可調節範圍大，控製靈活，適（shì）應性強，可（kě）焊接（jiē）0.05mm的薄件，也可（kě）焊接200～700mm的厚（hòu）板（bǎn）。

應用：特別適合焊（hàn）接一些難熔金屬、活（huó）性或高純度金屬以及熱敏感性強的金屬。但設備複雜，成本（běn）高，焊件尺寸受真空室限製，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，這些弱點都限製了電子束焊的廣（guǎng）泛應用。

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 激（jī）光焊

激光焊是利用大功率相幹單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進行的焊接。這種（zhǒng）焊接方法通常有連（lián）續功率激光焊和脈衝（chōng）功率激光焊。激光焊優點（diǎn）是不需要在（zài）真空中進行，缺點則是穿透力不如電子束焊強。

激光焊時能進（jìn）行精（jīng）確的能量（liàng）控製，因而可以實（shí）現精密微型器件的焊接。它能應用於很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異（yì）種金（jīn）屬的焊接。

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

激光的（de）特點:具有單色性好、方（fāng）向性好（hǎo）、能量密度高的特點，激光經透射或反射鏡聚焦後，可獲得直徑小於0.01mm、功（gōng）率密度（dù）高達1013W/cm²的能束，可以作為焊接、切（qiē）割、鑽孔及表麵處（chù）理的熱源。產生激光的物質有固體、半導體、液體、氣體等，其中用於焊接、切割等工業加（jiā）工（gōng）的主要是釔鋁石榴石（YAG）固體激光和CO2氣體激光。

激光焊的主要優點是：

（1）激光可通過光導纖維、棱鏡等光學方法彎曲傳輸，適用於微型零部（bù）件及其它焊接方法難以達到的部位的焊接，還能通過透明材料進行焊接。

（2）能量密度高，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（cái）料的焊接。

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

（4）可直接焊接絕緣導體，而不必預先剝掉絕緣層；也能焊接物理（lǐ）性能差別較（jiào）大的異種材料。

激光焊的主要缺點（diǎn）是：設備昂貴，能量轉（zhuǎn）化率低（5%～20%），對（duì）焊件接口加工、組裝、定位要求均（jun1）很高，目前主要用於電子（zǐ）工業和儀表工業（yè）中的微型器件的焊接，以及矽鋼片、鍍鋅鋼板等（děng）的焊接。

壓焊（hàn）

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 電阻（zǔ）焊

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

 電阻焊一般是使工件處在一定電極壓力作用下並利用電流通過工（gōng）件時（shí）所產生的電阻熱將兩工件之間的接觸表麵（miàn）熔化而實現連接的焊接方法。通常使用較大的電流。為了防止在接觸麵上（shàng）發生電弧並且為了鍛壓（yā）焊縫金屬，焊接過程中始（shǐ）終要施加壓力。進行這一類電阻焊時，被焊工件的表（biǎo）麵善對於獲得穩（wěn）定的焊接（jiē）質量是頭等重要的（de）。因此，焊前（qián）必須將電（diàn）極與工件以及工件與工件間的接觸表麵進行清理。

優點：

（1）熔核形成時，始終被塑性（xìng）環（huán）包圍，熔化金屬與空氣隔絕，冶金過程簡（jiǎn）單。

（2）加熱時間短、熱量集中、故（gù）熱影響區小，變形與應力也小，通常在焊後（hòu）不必安排校正和熱處理工序。

（3）不需要（yào）焊絲、焊（hàn）條等填充金屬（shǔ），以及氧、乙（yǐ）炔、氬等焊接材料，焊接成本低。

（4）操作簡單，易於實現機械化和自動化，改善了（le）勞動條（tiáo）件。

（5）生產率高，且無（wú）噪聲及有害氣體，在大（dà）批量生產中，可以（yǐ）和其他製造工（gōng）序一起編（biān）到組裝線上。但閃光對焊因有火花噴濺，需要隔離。

缺點：

（1）目（mù）前還缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質量隻能（néng）靠（kào）工藝試樣和工件（jiàn）的破壞性試驗（yàn）來檢（jiǎn）查，以及靠（kào）各種監（jiān）控技術來保（bǎo）證。

（2）點、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夾角，致使接頭的抗拉強度和疲勞強度較低。

（3）設備功率大，機械化自動化程度較高，使設備成本較高、維修較困難，並且常用的大功率單相（xiàng）交流焊機不利於電網的正常運（yùn）行（háng）。

適用範圍：在汽車、飛機、儀器、家電、建築用的鋼筋（jīn）、等行業有廣泛（fàn）應用，適用材料廣泛，隻是易氧化金屬的電阻焊焊接性稍差。主要用於焊接厚度小於3mm的薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合（hé）金、不鏽鋼等（děng）均可焊接。　

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 摩擦焊

摩擦焊是以（yǐ）機械能為能源（yuán）的固相焊接。它是利用兩表麵間機械摩擦所產生的熱來（lái）實現（xiàn）金屬的連接的。摩擦焊的熱量集中（zhōng）在接合麵（miàn）處，因此熱影響區窄。兩表麵間（jiān）須施加壓力，多數情況是在加熱終（zhōng）止時增大壓力，使熱態金屬受頂鍛而結合，一般結合麵並不熔化。

 摩擦焊生產率較高，原理上幾乎所有能進行熱鍛的金屬（shǔ）都能摩擦焊接。摩擦焊還可以用於異種金屬的焊接。要適用於橫斷麵為圓（yuán）形的最大直徑（jìng）為（wéi）100mm的工件。

利用焊（hàn）件接觸端麵相互摩擦所產生的熱（rè），使端麵達到熱塑性狀態，然後迅速施加（jiā）頂鍛力，實現焊接的一種固相（xiàng）壓焊（hàn）方法，

摩擦焊具（jù）有以下優點：

（1）焊接質量穩定，焊件尺寸精度高，接（jiē）頭廢品率低於電阻對焊和閃光對焊。

（2）焊接生產率高，比閃光對焊高5～6倍。

（3）適於焊接異種金屬，如碳素鋼、低合金鋼與（yǔ）不（bú）鏽鋼、高速（sù）鋼之間的（de）連接，銅-不鏽鋼（gāng）、銅-鋁、鋁-鋼、鋼-鋯（gào）等之間連接。

（4）加工費（fèi）用低，省電（diàn），焊（hàn）件無需特殊清理（lǐ）。

（5）易實現機械化和自動化，操作（zuò）簡單，焊接（jiē）工作場地（dì）無火（huǒ）花（huā），弧（hú）光及有害氣（qì）體。

缺點：靠工（gōng）件旋轉實現，焊接非圓截麵較困難（nán）。盤狀工件及薄壁管（guǎn）件，由於不易夾（jiá）持也（yě）很（hěn）難焊接。受焊機主（zhǔ）軸電（diàn）機功率的限製，目前摩擦焊可焊（hàn）接的最大（dà）截麵為20000mm²。摩擦焊機一次性投資費用（yòng）大，適於大批量生產。

應用：異種（zhǒng）金屬和異種鋼產品，如電力工業中的銅-鋁過渡接頭，金屬切削用的高速（sù）鋼-結構鋼刀具等；結構鋼產品，如電站鍋爐（lú）蛇形管、閥門、拖（tuō）拉機軸瓦（wǎ）等。　

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 擴散焊

擴散焊一般是（shì）以間接熱能為能源的固相焊接方法。通常是在真（zhēn）空或保護氣氛下（xià）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（wēn）一定時間（jiān），以達到（dào）原（yuán）子間距離，經過原子樸素（sù）相互擴散而結合。焊前不僅需要清洗工件表麵的氧（yǎng）化物等雜質，而且表麵（miàn）粗糙度（dù）要低於一（yī）定值才能保證焊接質量。

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

擴散焊具有以下優點：

（1）可以（yǐ）在幾乎不損壞被焊（hàn）材料性能的（de）情況下，實現各類（lèi）同種材料和異種材料間的焊接，可以用來製造雙層或多層複合（hé）材料（liào）。

（2）能焊接結構複雜以及厚薄相差大的工件。

（3）接頭成分（fèn）、組織均勻，減小了應力腐蝕傾（qīng）向。

（4）焊（hàn）接變形小，接頭精度高，可作為部件最後的組裝連接方法。

（5）可與其它加工（gōng）工藝同時進行（如真空熱處理等），可同時完成多個接頭的焊（hàn）接，從（cóng）而提高生產（chǎn）率。

不足：擴散焊對焊件表（biǎo）麵加工及清理的要求高，焊接時間長、生產率低，成本高，設備投資大。

應用：熔點差別大或冶金上不相容的異種金屬之間的（de）焊（hàn）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（kōng）航天及電子工業等尖端技術領域，而且已推廣至一（yī）般機械製造工業部（bù）門。

釺焊

釺焊的能源可以是化學反應熱，也可以（yǐ）是間接熱能。它是利用熔點比被焊材料的熔點低的金屬（shǔ）作釺（qiān）料，經過加熱使釺料熔化，毛細管作用將（jiāng）釺料及入到接頭接（jiē）觸麵的間隙內（nèi），潤濕被焊（hàn）金屬表麵，使液相與固（gù）相之間（jiān）互擴散而形成釺焊接頭。因（yīn）此，釺焊是一種固相（xiàng）兼液相（xiàng）的焊接方法。

1．釺焊的特點及應用

釺焊（hàn）采用熔點低於母材的合（hé）金作釺料，加熱時釺料熔（róng）化，並靠（kào）潤濕作用（yòng）和毛細作用填滿（mǎn）並保持在接（jiē）頭間隙內，而母材處於固態，依靠液態釺料和固態母材間的相互擴散形成釺焊接頭。釺（qiān）焊對母材的物理化學性能影響小，焊接應力和變形較小，可焊接（jiē）性能差別較大的（de）異種金屬，能同時完成多條焊縫，接頭外表美（měi）觀整齊，設備簡單（dān），生產投資（zī）小。但釺（qiān）焊接頭的強度較低，耐熱能力（lì）差。

應用：硬質合金刀具、鑽探鑽頭、自行車（chē）車（chē）架（jià）、換熱（rè）器、導管及各類容器等；在微波波導、電子管和電子真空器件的製（zhì）造中，釺焊甚（shèn）至是唯（wéi）一可能的連接方法。

2．釺料和釺（qiān）劑

釺料（liào）是形成釺焊接頭的填充（chōng）金屬，釺焊接頭的質量在（zài）很大程度上取決釺料（liào）。釺料應該具有合適的熔點、良（liáng）好的潤（rùn）濕性和填縫能（néng）力，能與母（mǔ）材（cái）相互擴散，還應具有一定的（de）力學性能和物理化（huà）學性能，以滿足接（jiē）頭的使用性能要求。按釺料熔點的不同，釺焊分為兩大（dà）類：軟釺焊與硬釺焊。

（1）軟釺焊 。釺料熔點低於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（shī）性（xìng）和導（dǎo）電性，廣泛用於電子產品、電機電器和（hé）汽車配（pèi）件。軟釺焊的接頭強度一般為60～140MPa。

（2）硬釺焊。 釺料（liào）熔點高於450℃的釺焊（hàn）稱為硬釺焊，常用釺料是黃銅釺料和銀基釺料（liào）。用銀基釺料的接頭具有較高的強度（dù）、導電性和耐蝕性，釺（qiān）料（liào）熔點較低、工藝性良好，但（dàn）釺料價格較高，多用於要（yào）求較高的焊件，一般焊件多采用黃銅釺料。硬（yìng）釺（qiān）焊多用於受力較大的鋼和銅合金工件（jiàn），以及工具的釺（qiān）焊。硬（yìng）釺焊的接頭強度為200～490MPa，

注意：母材的接觸麵應（yīng）很幹淨（jìng），因此要用釺劑。釺劑的作用（yòng）是去除母材和釺料（liào）表麵的（de）氧化（huà）物和（hé）油汙雜（zá）質，保護釺料和母材接觸麵不（bú）被氧化，增加釺料（liào）的潤濕性和（hé）毛細流動性。釺劑的熔點應低於（yú）釺料，釺（qiān）劑殘渣對母材和接頭（tóu）的腐蝕性應較小。軟釺（qiān）焊常用的釺劑（jì）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（jiā）熱方法不同釺（qiān）焊可分為：火焰釺焊、感應釺焊、爐中釺焊、浸沾釺焊、電阻釺焊等。釺焊時由於加熱溫度比較低，故對工件材料的性能（néng）影響較小，焊件的應力變形也較小（xiǎo）。但（dàn）釺焊接頭的強度一般比（bǐ）較低，耐熱能力較差。

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

火焰釺焊：用氣體火焰進行加熱，用於碳鋼、不（bú）鏽（xiù）鋼、硬質合金、鑄鐵、銅及銅合金、鋁及鋁合金的硬（yìng）釺焊。

感應釺焊（hàn）：利用交變磁場在零件中（zhōng）產生感（gǎn）應電流的電阻熱加熱焊件，用於（yú）具有對稱形狀的焊件，特別是管軸（zhóu）類的釺焊。

浸沾釺焊：將焊件局部（bù）或整體浸（jìn）入熔融鹽混（hún）合物熔液或釺料熔液中，靠這些液體介質的（de）熱量來實現釺焊過（guò）程，其特點是加熱迅速（sù）、溫（wēn）度均勻、焊件變（biàn）形（xíng）小。

爐中釺焊（hàn）：利（lì）用電（diàn）阻（zǔ）爐加熱焊件，電阻爐可通過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（chú）此以外，還有烙（lào）鐵釺焊、電阻釺焊、擴（kuò）散釺（qiān）焊、紅外線釺焊、反應釺焊、電（diàn）子束釺焊、激光釺焊等。

釺焊（hàn）可以用於焊接碳鋼、不（bú）鏽鋼、高溫合金、鋁、銅等（děng）金屬材料，還可以連接異種金（jīn）屬、金（jīn）屬（shǔ）與非金屬。適於焊接受載不大或常溫下工（gōng）作的接頭，對於精密的、微（wēi）型的以及複雜的多釺縫的焊件尤其適用。

其他焊接介紹

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 高頻焊

高頻焊是以固體電阻熱為能源。焊接時（shí）利用高（gāo）頻電流在工件內（nèi）產生的電阻熱使工件焊接區表層加熱到熔化狀態（tài），隨即施加（或不施加（jiā））頂鍛（duàn）力而實現金屬（shǔ）的結合。因此它（tā）是一種固相電阻焊方法。 

高頻焊根據高（gāo）頻電流在工件中（zhōng）產生熱（rè）的方（fāng）式可分為接觸高頻焊和（hé）感應高頻焊。接觸高頻焊時，高頻（pín）電流通過與工件機械接（jiē）觸而（ér）傳入工件（jiàn）。感應高頻焊時（shí），高頻電流通過工件外部感（gǎn）應圈的耦合作用（yòng）而（ér）在工件內產（chǎn）生感應電流。高頻焊是專業化較強的焊接方法，要根據產品配備專用設備（bèi）。生產率高，焊接速（sù）度可達30m/min。主要用（yòng）於製造管子時縱縫或螺旋縫的焊接。

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 爆炸（zhà）焊

爆炸焊也是以化學（xué）反應熱為能源的另一（yī）種固相焊接方法。但它是利用炸（zhà）藥爆炸所產（chǎn）生的能量來實現金屬連接的。在爆炸波作用下，兩件金屬在不（bú）到一秒的時間內即可被加速撞（zhuàng）擊形成金屬的結合。在各種焊接方法中（zhōng），爆炸焊（hàn）可以焊接的異種（zhǒng）金屬的組合的範圍最廣。可以用爆炸焊將冶金（jīn）上不相容的（de）兩種金屬焊成（chéng）為各種過（guò）渡接頭。爆炸焊多用於表麵積相當大的平板包覆，是製造複合板的高效方（fāng）法。

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 超聲波焊

超聲波焊也是一種以機械能為能源的固相焊接方法。進（jìn）行超（chāo）聲波焊時，焊接工件在較低的靜壓力下，由聲極（jí）發出的高頻振動能使接合麵產生強裂摩（mó）擦並加熱到焊接溫度而形成結合。超聲波焊可（kě）以用於大多（duō）數金屬材料之（zhī）間的焊接，能實現金屬、異（yì）種（zhǒng）金屬及金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（shēng）產。

焊（hàn）接新工藝、新技（jì）術

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焊接機器人

焊接技（jì）術進步的突出的表現就是焊接過程由機械化向自動化、智能化和信（xìn）息化發展。智能焊接機器人的應用，是焊接過程高度自（zì）動化的重要（yào）標誌。焊接機器人突破（pò）了焊接自動化的傳統方式，使小批量自（zì）動化生產成為可能。

焊接機器人大多為固定位置的手臂式機械，有示教型和智能型兩種。

示教型機器人：通過示教，記憶焊接軌跡及焊接參數，並嚴格按照示教程序完成產（chǎn）品的焊接。隻需一次示（shì）教，機器人便（biàn）可（kě）以精確地再現示教的每一步操作。這（zhè）類焊接機器人的應（yīng）用較為廣泛，適宜於大批量（liàng）生產，用於流水線的固定工位上，其功能（néng）主要是（shì）示（shì）教再現（xiàn），對（duì）環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（shēng）產沒有用武之地（dì）。

智能型機器人（rén）：可以根據簡單的控製指（zhǐ）令（lìng）自動確定焊縫的起點、空間軌跡及有關參（cān）數，並能根據實際情況自動跟蹤焊縫軌跡、調整焊炬姿態、調整焊接（jiē）參數、控製焊接質量。這是最先進（jìn）的焊接機器人，具有靈巧、輕便、容易移動等特點，能適應（yīng）不同結構、不同地點（diǎn）的焊接任務，目前實際應用很（hěn）少（shǎo），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、點焊係統和控製係統三大部分組（zǔ）成。機器人（rén）本體的自由度為（wéi）1～5個，控製係統分本體控製和焊接部分（fèn）控（kòng）製。

焊接係統主要包括：焊（hàn）接控製器、焊鉗和水、電（diàn）氣（qì）等輔助部分（水下焊接）。

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計算（suàn）機（jī）軟件（jiàn）的應用（yòng）

計算機（jī）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 包括模擬焊接熱過程、焊接冶（yě）金過程、焊（hàn）接應力和變形（xíng）等。焊接（jiē）是一個涉及到電弧物理、傳熱、冶金和力學等學科（kē）的複（fù）雜過（guò）程。

一旦焊接中的各個過程都實現（xiàn）了計算機模擬，就能夠通過（guò）計算機係統來（lái）確定焊（hàn）接各種結構和各種材料時的最佳設計方案、工藝方法和焊（hàn）接參數。

傳統（tǒng）上，焊接（jiē）工藝（yì）總是要通過一係列的實（shí）驗或根據經驗來確定，以獲得（dé）可靠而經濟（jì）的焊接結構，計（jì）算機模擬隻要通過少量（liàng）驗證試驗證（zhèng）明數值方法在（zài）處（chù）理某一問題（tí）上的適（shì）用性，大量（liàng）篩選工（gōng）作即可由計算機完成，省去了大量的試驗工作（zuò），從而（ér）大（dà）大節約了人力、物力和時間，在新的工程結構及新材（cái）料的（de）焊接方麵具有（yǒu）很重要（yào）的意義。計算機模擬技術的水平還決定了自動化焊接（jiē）的範圍。此外，計算機模（mó）擬（nǐ）還廣泛用於分析（xī）焊接結構（gòu）和接頭的強度和性能等問題。

2．數據庫技術與專家係統 用於焊接工藝設計（jì）和工藝（yì）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（jù）庫技術（shù）目前已經滲透到焊接領域的各個方麵，從（cóng）原材料、焊接試（shì）驗、焊（hàn）接工藝（yì）到焊接生（shēng）產。典型（xíng）的數據（jù）庫係統有焊接工藝評定、焊接工藝規程、焊工檔案（àn）管理（lǐ）、焊接材料、材料（liào）成分（fèn）和性能、焊接（jiē）性、焊接CCT圖（tú）管理和焊接標準谘詢係統等。這些數（shù）據庫係統為焊（hàn）接領域內各種數據和信息管理提（tí）供了有（yǒu）利（lì）條件。

焊接專家係統主要集中在工藝製定、缺陷預測和診斷、計（jì）算機輔助（zhù）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（de）應用領域，焊接過程的實（shí）時控製是（shì）重要的發展方向。

3．計算機輔助質量控製技術（CAQ） 用於對產品的（de）數據分析、焊（hàn）接質量的實時監測等。

另（lìng）外（wài），計算機輔助設（shè）計/製造（CAD/CAM）在焊接加（jiā）工中（zhōng）的應用也日（rì）益增加，主要用於數控切割、焊接結構設計和焊接機器人中。