焊接的定义、分类及物理本质

焊接是一种重要的材料加工工艺。随着人类社会对物质文明的追求、各种新型材料的不断开发及科学技术的不断发展，焊接技术已成为一门独立的学科，其具有结构形式多样、复杂，异种材料间实现一体连接，制造工序较简单的特点。已广泛地应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、核动力工程、微电子技术、桥梁、船舶、潜艇以及各种金属结构等工业部门。在推动我国的经济建设和发展科学事业上，焊接技术将起重要的作用。现简单介绍焊接相关的基础知识。

焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。

焊接方法：指特定的焊接方法，如埋弧焊、气保焊等，其含义包括该方法涉及的冶金、电、物理、化学及力学原则等内容。

焊接工艺：制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等。

焊接工艺规范（规程）：制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件，可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。

焊接技能：手焊工或焊接操作工执行焊接工艺细则的能力。

常用的焊接方法分为以下三类：

熔焊（熔化焊）：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。焊接过程中将焊件加热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法通称为熔焊。

压焊：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。包括固态焊、热压焊、锻焊、扩散焊、气压焊及冷压焊等。

钎焊：硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，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连接焊件的方法。 

被焊工件的材质（同种或异种）通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接。不仅在宏观上形成了永久性的接头，而且在微观上建立了组织上的内在联系。 

对金属而言，焊接金属之间依靠金属键进行结合，其结合力大小决定于二者之间的引力与斥力共同作用的结果，当原子间的距离为rA时，结合力最大。对于大多数金属，rA≈ 0.3~0.5nm，当原子间的距离大于或小于rA时，结合力都显著降低。 从理论来讲，就是当两个被焊的固体金属表面接近到相距rA时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。然而，只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氧化膜、油污和水分等吸附层。这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。 

在焊接工艺上一般采取施加压力（破坏接触表面氧化膜，增加接触面积）及加热（破坏氧化膜，降低金属变形阻力，促进扩散、化学反应、结晶/再结晶）的措施，以克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素。