铜-锌-铝等离子焊接工艺研究(4)
上述研究结果表明，Cu基形状记忆合金对温度敏感，弧焊和点焊热输入对焊缝组织影响较大，接头形状记忆性能损失严重，焊后热处理有助于改善接头力学性能，也可能使接头尽可能接近母材的形状记忆效应。扩散焊温度较低，接头的形状记忆性能损失较小。但是异种母材中间的性能差异和中间层材料成分对接头性能影响较大［18］。
1.5 微束等离子弧焊和熔压焊
1.5.1 微束等离子弧焊
等离子弧是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩形成的，所以等离子弧也叫作 “拘束电弧”或“压缩电弧”［18］。自由电弧受到外部拘束形成等离子电弧后，电弧的温度、能量密度、等离子流速都显著增加。等离子弧有三种工作形式：转移型等离子弧、非转移型等离子弧、混合型等离子弧。转移型等离子弧，引燃电弧时，首先在电极与喷嘴内壁间引燃一个小电弧，电极被加热，空间温度升高，随后在主电源较高的空载电压下，电弧能够自动转移到电极和工件之间。非转移型等离子弧是在电极与喷嘴内壁之间引燃等离子弧。电极与喷嘴内壁之间的电弧，电流值小，电弧温度低，指向性不好。混合型等离子弧是当电弧引燃并形成转移型等离子弧后仍然保持引燃弧的存在，形成两个电弧同时燃烧的等离子弧，效果是转移弧的燃烧更稳定。
按焊缝成形原理，等离子弧有两种基本焊接方法：穿透型等离子弧焊及熔透型等离子弧焊，穿透型等离子弧焊也称小孔型等离子弧焊。进行穿透型等离子弧焊时电弧在熔池前将工件穿透形成一个小孔，随着热源移动在小孔后形成焊道，主要用于厚度1.6～9mm工件的单道焊接。其中30A以下的熔透型等离子弧焊又可称为微束等离子弧焊，熔透法焊接成形原理与氩弧焊类似，主要用于薄板焊接及厚板多层焊。
等离子弧焊接的工艺参数包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气成分及流量以及离子气成分及流量。焊接电流的大小主要根据被焊材料的板厚确定。电弧电压与电弧长度成正比。焊接速度与焊接效率、电弧稳定性及焊缝成形稳定性有关，高的焊接速度容易引起双弧。保护气及离子气气体成分及流量根据被焊材料及焊接工艺选择。
由于等离子弧的弧柱温度高，能量密度大，因而对焊件加热集中，熔透能力强。微束等离子弧对焊件的热输入较小，焊缝截面形状较窄，深宽比大，热影响区窄，其焊接变形也小，容易获得均匀的焊缝成形。等离子弧焊常见的焊接缺陷有咬边和气孔。
1.5.2 熔压焊
熔焊是将要焊接的工件局部加热至熔化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。熔焊一般要经历加热—熔化—冶金反应—结晶—固态相变—形成接头一系列过程。熔焊过程中，空气中的氧、氮会侵入焊接区，有益合金元素烧损，严重影响接头的力学性能，所以必须在焊接过程中保护好焊接区金属。常见的保护方式有熔渣保护、气体保护、气—渣联合保护、真空保护和自保护。熔焊的焊缝金属由熔化的母材与填充金属熔合而成。热源加热在连接处形成一个熔池，若填充材料是焊条，焊条过渡到熔池，随着焊接的进行，熔池后方的焊缝金属开始凝固。焊缝金属由液态转变为固态的凝固过程，称为焊缝金属的一次结晶。焊缝金属凝固以后，焊缝金属从高温冷却到室温还会发生固态相变，称为焊缝金属的二次结晶。熔合区的化学、物理性质有明显的不均匀性，也是整个焊接接头的薄弱环节。
压焊是焊接过程中可能加热也可能不加热，加压使其产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接近到晶格距离（0.3～0.5nm)，形成金属键，从而获得不可拆卸接头的一类焊接方法。其加热的主要目的是为使金属软化，将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，靠施加压力使金属塑性变形,让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同，如电阻焊、高频焊、扩散连接、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、变形焊等。不进行加热，仅在被焊金属的接触面上施加足够的压力，借助压力形成的塑性变形，使原子间相互靠近而形成的牢固接头，如冷压焊等。压焊加热温度较低，对母材组织和性能影响较小；焊件变形较小，容易保证焊件的尺寸精度；压焊可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。但是，装配要求比较高，接头容易塑性环。
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