Page 201 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

第五章 焊接与热处理工艺仿真技术

（二）焊接接头的基本类型
1. 熔焊接头
焊接结构是通过熔焊、压焊和钎焊等主要焊接方法将金属结构连接在一起，

形成不可拆的连接接头，即焊接接头。熔焊接头由焊缝金属、熔合线、热影响区
和母材共同构成。焊缝金属是熔化后的填充材料与部分母材经过凝固形成的铸造
组织。由于这四个区域的化学成分和金相组织存在差异，熔焊接头的各部分组织
呈现出不均匀性，进而导致性能上的差异。这种差异主要体现在力学性能上，同

时也会影响到物理化学性能，如导电、导磁、抗腐蚀性能等。在焊缝金属方面，
由于其独特的铸造过程，往往会形成柱状晶组织，这种组织的强度通常高于母材，
但韧性会有所下降。然而，通过采用适当的工艺措施，如预热、缓冷或调整热输
入，可以获得具有所需性能的焊缝金属。焊缝金属与母材在强度上的相对关系可

能有所不同，分别被称为高匹配或低匹配。此外，热影响区由于焊接温度场梯度
大，各点的热循环存在显著差异，这进一步导致了组织和性能的不均匀性。熔焊
接头的这种差异不仅与被焊金属的组织成分有关，还受到焊接热输入的影响。
2. 压焊接头

压焊包括电阻焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、冷压焊和爆炸焊等多种类型，
其中电阻焊和摩擦焊因其高效率而广泛应用于多个领域。在汽车工业中，电阻焊
常用搭接和对接接头形式。在电阻焊中，点焊和缝焊常采用搭接接头，而凸焊则
是点焊的一种变体，其接头形式灵活多样，需根据焊件的具体尺寸设计。高频电

阻焊多采用对接接头，但也有采用搭接的情况。电阻对焊则显然采用对接接头，
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值得注意的是，随着电阻对焊工艺的进步，现在已能焊接超过 100000mm 的截面，
因此在锅炉压力容器的制造中得到了广泛应用。
3. 钎焊接头

钎焊接头同样存在多种类型，但归纳起来，其基本类型主要分为对接接头和
搭接接头两种。其工艺特点视具体应用而定，常用于需要耐腐蚀及导电性能的结
构中。
（三）熔焊坡口形式的选择

选择熔焊坡口形式要考虑工厂加工条件、坡口可达性、节省焊接材料及焊接
变形与应力。在选择熔焊坡口形式时，需综合考虑工厂条件、工艺要求等多方面
因素。例如，双 V 形、Y 形、单边 V 形、双单边 V 形、V 形以及 I 形等坡口，

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