PCB焊接技术（精选8篇）
1.焊接最好是松香、松香油或无酸性焊剂。不能用酸性焊剂，否则会把焊接的地方腐蚀掉。
2.焊接前，把需要焊接的地方先用小刀刮净，使它显出金属光泽，涂上焊剂，再涂上一层焊锡。
3.焊接时电烙铁应有足够的热量，才能保证焊接质量，防止虚焊和日久脱焊。
4.在焊接晶体管等怕高温器件时，最好用小平嘴钳或镊子夹住晶体管的引出脚，焊接时还要掌握时间。
5.烙铁在焊接处停留的时间不宜过长。
6.烙铁离开焊接处后，被焊接的零件不能立即移动，否则因焊锡尚未凝固而使零件容易脱焊。
7.半导体元件的焊接最好采用较细的低温焊丝，焊接时间要短
8.对接的元件接线最好先绞和后再上锡。
焊接技术
这里讲的焊接技术是指电子电路制作中常用的金属导体与焊锡之间的熔合。焊锡是用熔点约为183度的铅锡合金。市售焊锡常制成条状或丝状，有的焊锡还含有松香，使用起来更为方便。
1、握持电烙铁的方法
通常握持电烙铁的方法有握笔法和握拳法两种。
（1）、握笔法。适用于轻巧型的烙铁如30W的内热式。它的烙铁头是直的，头端锉成一个斜面或圆锥状的，适宜焊接面积较小的焊盘。
（2）、握拳法。适用于功率较大的烙铁，我们做电子制作的一般不使用大功率的烙铁（这里不介绍）。
2、在印刷电路板上焊接引线的几种方法。
印刷电路板分单面和双面2种。在它上面的通孔，一般是非金属化的，但为了使元器件焊接在电路板上更牢固可靠，现在电子产品的印刷电路板的通孔大都采取金属化。将引线焊接在普通单面板上的方法：
（1）、直通剪头。引线直接穿过通孔，焊接时使适量的熔化焊锡在焊盘上方均匀地包围沾锡的引线，形成一个圆锥体模样，待其冷却凝固后，把多余部分的引线剪去。（具体的方法见板书）
（2）、直接埋头。穿过通孔的引线只露出适当长度，熔化的焊锡把引线头埋在焊点里面。这种焊点近似半球形，虽然美观，但要特别注意防止虚焊。
烙铁使用的注意事项
（1）新买的烙铁在使用之前必须先给它蘸上一层锡（给烙铁通电，然后在烙铁加热到一定的时候就用锡条靠近烙铁头），使用久了的烙铁将烙铁头部锉亮，然后通电加热升温，并将烙铁头蘸上一点松香，待松香冒烟时在上锡，使在烙铁头表面先镀上一层锡。
（2）电烙铁使用一段时间后，可能在烙铁头部留有锡垢，在烙铁加热的条件下，我们可以用湿布轻檫。如有出现凹坑或氧化块，应用细纹锉刀修复或者直接更换烙铁头。
（3）电烙铁通电后温度高达250摄氏度以上，不用时应放在烙铁架上，但较长时间不用时应切断电源，防止高温“烧死”烙铁头（被氧化）。要防止电烙铁烫坏其他元器件，尤其是电源线，若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。
在现代生活中,汽车已经成为人们生活必不可少的交通工具。同时,汽车工业的发展对整个世界经济的推动作用也十分巨大,甚至可以说从某种程度上正在改变着世界的经济格局。
近年来,随着集成电路的不断发展,汽车电子产业已经成为继计算机产业、通讯产业之后PCB的第三大应用领域。而PCB板作为组成各种汽车电子、电气设备的基本部件。它的市场需求也在快速增长,技术要求也更高。据统计,2006年全球PCB产值为120亿美元,其中汽车电子领域占6.6亿美元。目前,国产汽车成本中,电子产品的比例约为30%,而在国际先进汽车企业的成本中,汽车电子产品比例已达到60%～80%。但是,中国汽车的电子设备产值较低,主要原因是研发能力和可靠性仍需提升。如研发人员时常发现相同CPU安装到两块设计功能相同、器件布局不同的电路板上,其性能指标会有显著差异。此外,工作条件、谐波辐射、抗干扰能力,以及启动时间等诸多因素的变化,都能说明电路板布局在一款成功设计中的重要性。
电路板布局中大多数问题源于以下几个常见原因,我们将对此一一讨论。
1、电感方向
当两个电感(甚至是两条PCB走线)彼此靠近时,将会产生互感。第一个电路中的电流所产生的磁场会对第二个电路中的电流产生激励(图1)。这一过程与变压器初级、次级线圈之间的相互影响类似。当两个电流通过磁场相互作用时,所产生的电压由互感LM决定:
式中,YB是向电路B注入的误差电压,LA是在电路A中的电流。LM对电路间距、电感环路面积(即磁通量)以及环路方向非常敏感。
因此,紧凑的电路布局和降低耦合之间的最佳平衡是正确排列所有电感的方向。
由磁力线可以看出互感的分布与电感排列方向有关。对电路B的方向进行调整,使其电流环路平行于电路A的磁力线。为达到这一目的,尽量使电感互相垂直,参考图2的两种器件布局方式。该电路板上的三个电感(L3、L1和L2)距离非常近,将其方向排列为0°、45°和90°,会有助于降低彼此之间的互感干扰。
图中所示同一功能电路,A,B两种不同的布局方法,可以看出A图元件布局方向不合理(L1、L2、L3),B图的电感布局方向更有利于降低器件的互感影响。
综上所述,电感布局应遵循以下原则:①电感间距应尽可能远;②电感排列方向成直角,使电感之间的串扰降至最小。
2、引线耦合
如同电感排列方向会影响磁场耦合一样,如果引线彼此过于靠近,也会影响耦合。这种布局问题也会产生所谓的互感。RF电路最关心问题之一即为系统敏感部件的走线,例如输入匹配网络、接收器的谐振槽路、发送器的天线匹配网络等。
返回电流通路须尽可能靠近主电流通道,将辐射磁场降至最小。这种布局有助于减小电流环路面积。返回电流的理想低阻通路通常是引线下方的接地区域一将环路面积有效限制在电介质厚度乘以引线长度的区域。但是,如果接地区域被分割开,则会增大环路面积(图3)。对于穿过分割区域的引线,返回电流将被强制通过高阻通路,大大提高了电流环路面积。这种布局还使电路引线更容易受互感的影响。
由图看以看出,引线下方应尽可能保证完整接地,完整的大面积接地有助改善电路性能。
3、接地过孔
RF电路布局的主要问题通常是电路的特征阻抗不理想,包括电路元件及其互联。引线覆铜层较薄,则等效于电感线,并与邻近的其它引线形成分布电容。引线穿过过孔时,也会表现出电感和电容特性。
过孔电容主要源于过孔焊盘侧的覆铜与底层覆铜之间构成的电容,它们之间由一个相当小的圆环隔开。另外一个影响源于金属过孔本身的圆柱。寄生电容的影响一般较小,通常只会造成高速数字信号的边沿变差(本文对此不讨论)。
过孔的最大影响是相应的互联方式所引起的寄生电感。因为RF PCB设计中,大多数金属过孔尺寸与集总元件的尺寸相同,可利用简单的公式估算电路过孔的影响(图5):
其中,LVIA为过孔的集总电感;h为过孔高度,单位为英寸;d为过孔直径,单位为英寸。
该图为PCB横截面示意图,用于估算寄生影响的过孔结构。寄生电感往往对旁路电容的连接影响很大。理想的旁路电容在电源层与地层之间提供高频短路,但是,非理想过孔则会影响地层和电源层之间的低感通路。典型的PCB过孔(d=10mil、h=62.5 mil)大约等效于一个1.34nH电感。给定ISM-RF产品的特定工作频率,过孔会对敏感电路(例如,谐振槽路、滤波器以及匹配网络等)造成不良影响。
如果敏感电路共用过孔,例如π型网络的两个臂,则会产生其它问题。例如,放置一个等效于集总电感的理想过孔,等效原理图则与原电路设计有很大区别(图5)。与共用电流通路的串扰一样,导致互感增大,加大串扰风险。
由此可以看出,电路布局需要遵循以下原则:①确保对敏感区域的过孔电感建模;②滤波器或匹配网络采用独立过孔;③较薄的PCB覆铜会降低过孔寄生电感的影响。
4、接地与填充处理
接地或电源层定义了一个公共参考电压,通过低阻通路为系统的所有部件供电。按照这种方式均衡所有电场,产生良好的屏蔽机制。
直流电流总是倾向于沿着低阻通路流通。同理,高频电流也是优先流过最低电阻的通路。所以,对于地层上方的标准PCB引线,返回电流试图流入引线正下方的接地区域。按照上述引线耦合部分所述,割断的接地区域会引入各种噪声,进而通过磁场耦合或汇聚电流而增大串扰(图6)。尽可能保持地层完整,否则返回电流会引起串扰。
另外,填充地也称为保护线,通常将用于电路中很难铺设连续接地区域或需要屏蔽敏感电路的设计(图7)。通过在引线两端,或者是沿线放置接地过孔(即过孔阵列),增大屏蔽效应。不要将保护线与设计用来提供返回电流通路的引线相混合,这样的布局会引入串扰。
覆铜区域不接地(浮空)或仅在一端接地时,会制约其有效性。有些情况下,它会形成寄生电容,改变周围布线的阻抗或在电路之间产生“潜在”通路,从而造成不利影响。简而言之,如果在电路板上铺设了一块覆铜(非电路信号走线),应尽量确保一致的电镀厚度。覆铜区域应避免浮空,因为它会影响电路的EMC性能。
最后,确保考虑天线附近任何接地区域的影响。任何单极天线都将接地区域、走线和过孔作为系统均衡的一部分,非理想均衡布线会影响天线的辐射效率和方向(辐射模板)。因此,不应将接地区域直接放置在单极PCB引线天线的下方。
综上所述,接地与填充应该遵循以下原则:①尽量提供连续、低阻的接地区域;②填充线的两端接地,并尽量采用过孔阵列。③电路附近不要将覆铜线浮空,电路周围不要铺设铜皮。如果电路板包括多个地层,信号线从一侧过度另一侧时,最好铺设一个接地过孔。
5、总结
综上所述,遵守以上的指导原则,对几种常见的PCB布局陷阱造成EMC设计问题,只要注意电路的非理想特性,完全可避免这些缺陷。通过对一些不希望的影响做出适当的处理,例如元件方向、走线长度、过孔布置,以及接地区域的用法,可明显节省浪费在修正错误方面的时间和金钱。
摘要：随着全球汽车产业规模近年持续攀升,中国已成为世界第二大汽车保有量国家。涉及整车控制、动力驱动、汽车电子配件的中国本土汽车电子企业在顺势崛起,并且发展极为迅速。对应这些控制单元的硬件载体的PCB设计技术,自然越来越受行业重视。文章针对车载PCB板的工作条件,主要讨论电感的放置方向、线路耦合、接地孔以及引线长度、引线电感等问题。
【关键词】层压；层间对位；拉伸量；开路；短路
1、前言
PCB作为电子信息产业链中的基础组件，被誉为“电子产品之母”。跟随着中国大陆开发脚步与政策推动，PCB产业依循同样脚步进行布局，包括1994年的珠三角开发区、2000年长三角开发区、2005年环渤海开发区以及2010年中央开始推动大西部开发的西三角开发区；而台从1994年华通于惠州设立PCB厂开始，台湾PCB厂商于中国大陆也跟循大开发政策进行布局，目前主要集中在华南、华东，而从2010年开始也有台商开始进驻重庆、成都等西部城市。然而从产业发展角度，目前中国大陆西部地区由于电子制造群聚以笔记型计算机为主，PCB板供应链已陆续布局完成，但从成本与人力角度为要适度纾解沿海地区的经营压力，并考虑到设备与材料之支持，华中地区已经成为沿海厂商的重要备援基地，例如：湖北、湖南、江西等。这充分说明PCB对现在科技文明的重要性，2025智能制造更说明了政府对PCB电子行业的政策支持为PCB的发展提供了千载难逢的发展契机，广大工程技术人员要利用好这个机会，加大技术研发与投入，为企业发展与行业进步提供有力的技术支持与保障。
2、压机平面度及平行度的影响
PCB层压机的压盘是由金属制成的一种密封腔体，内部的油为热传导介质，会在热源的作用下，将热量通过外部的金属罩均匀的传递出去，金属罩不仅起到密闭油的作用，还要承较受较大的机械外力作用，压盘能将机械泵产生的机械力均匀的传递给工件，属于压合的执行机构/部件。作用力的大小、方向、均匀性受到压盘平行度、平整度的严重影响与制约。当压盘不平时，将直接对加工的产品造成影响，严重的可导致产品直接废弃。压机的压板状态对层间对位精度的影响不可忽视，由于压板长期在大载荷作用力下工作，使用压板的形位精度都发生了变化，如图15、16所示，这种状态导致层压时板材受力不均而发生错位铜，特别对于高多层生产板来说，影响是很大的，越是层数高、层间半固化片多的生产板，就容易对层间对位精度造成影响。
3、采取相应措施改善
层压机是对多层PCB进行压合的一种机械设备，该设备主要由若干组压盘组成，每个压盘内部有供油系统管路，能通过热传导方式使压盘产生一定热量。压合作业时，生产板就是在这种高温高压作用下，通过一定的时间转化完成压合任务的。层压机的每个压盘表面要求具有较高的平面度，相邻压盘之间要具有较高的平行度，这2种行位状态对产品质量会造成直接影响。但是，由于实际生产过程中，受设备结构状态的限制，一直没有较好的技术手段能进行有效检测，虽然随着科学技术的高速发展，对于压盘平速度、平行度等这种机械部件行位公差的检测已不是什么难题，特别是各种先进仪器的出现，能达到很高的检测标准，但是这种仪器一般均较贵，少则几万，多则几十万，对于实力不是很强的中小型企业而言，压力是很大的。
第1步，将“3”、“4”装配在一起，装配后的效果如图5所示；然后将“3”与“2”装配在一起，装配之前用游标卡尺或千分尺记录高度规的高度，每一个高度规在记录具体编号与位置；第2步，将装配了高度规的卡盘平放大压盘上，然后将上压盘缓慢下降，使上压盘与高度规刚后接触后再下降2-3mm即可；第3步，抬起上压盘，将卡盘取出，再用卡就或千分尺检测每下个高度规的高度，然后与之前的数据进行对比；第4步，每一个高度规对应的位置都是不同的，将所有高度规的前后高度差状态连在一起，就是两个面之间的状态，理想状态下，这个数值应为0，在实际生产过程中，可根据企业的产品精度自行管控。这个数值能直接影响高多层板的层间对位效果。
压盘平面度及平行度状态直接影响层压板厚均匀性及层间对位精度状态。我们通过上图所示的方法，定期（1次/3月）对压盘的平面度、平行度进行检测，方法是首先在下压盘上安放若干个铅条，长度50mm，间距50mm，按阵列方式均匀排布，然后将上压盘加压，使上下压盘与所有铅条紧密接触，并最终使铅条达到上右图所示效果，然后将压盘分开取出铅条（记录铅条位置），然后使用游标卡尺或千分尺对所有铅条的厚度进行检测记录、整理、分析，如果铅条厚度极差超过50um，就应采取相应措施进行处理（可对压盘表面进行打磨或更换），直到满足要求止，以免对产品质量造成影响。
4、结论下一步计划或方向
通过上面的这种专用检测工具，能够客观、真实、准确的检测出压盘的状态，能够及时的发现问题，能为后序的维修维护以及对设备的合理使用提供有效支持与保障。该方法同时具有操作简单、成本低、使用维修维护方便灵活的特点，是广大工程技术人员努力钻头的成果，很好的解决了长期以来一直困绕着生产及广大工程技术人员的难题。作为工程技术人员，将在以后的工作中继续发扬这种精神，以生产为中心，以市场为导向，以理论基础为平台，将更多的理论技术应用到实际生产当中。
参考文献
打样焊条件应和正式焊缝的焊接相同，由于焊道短，冷却快，焊接电流应比正常焊接的电流大15％～20％，对于刚度大或有淬火倾向的焊件，应适当预热，以防止焊缝开裂；收弧时注意填满弧坑，防止该处开裂。在允许的条件下，可选用塑性和抗裂性较好而强度略低的焊条进行定位焊接。对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂的焊缝，在保证杆件尺寸正确的条件下补充定位焊。
3.1.2埋弧焊工艺要求[12] [5] [16]（1）打底焊道熔深大师自动埋弧焊的基本特点，焊接有坡口的对接接头时，为保证能焊透但不至于烧穿，在接头根部焊接第一道焊缝，称为打底焊道。焊接方法可以是焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊。使用的焊条或填充焊丝必须使其焊缝金属具有相似于埋弧焊焊缝金属的化学成分和性能。打底焊道尺寸必须足够大，以承受住施工过程中所施加的任何载荷。焊完打底焊道之后，须打磨或刨削接头根部，以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。如果打底焊道的质量符合要求，则可保留作为整个接头的一部分。焊接质量要求高时，可在埋弧焊缝完成之后用碳弧气刨或机械加工方法将此打底焊道除掉。然后再焊上永久性的埋弧焊缝。（2）其它要求1）采用埋弧焊焊接的焊缝，应在焊缝的端部连接引弧、熄弧板（引板）；引板的材质、厚度和坡口应与所焊件相同。引板长度不小于80mm；2）埋弧自动焊缝焊接过程中不应断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1：5斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨均匀。3.1.3二氧化碳气体保护焊工艺要求[12] [16]（1）CO2气体纯度应不大于99.5，气体流量：细丝（小于1.6mm）短路过渡焊接时一般5～15L/min，粗丝（大于1.6mm）焊接时在10～20L/min。如果焊接电流较大，焊接速度较快，焊丝伸出长度较长或在室外作业，气体流量应适当加大。（2）如有要求可采用药芯焊丝焊接，具体工艺见相关标准。3.1.4栓钉（螺柱）焊要求[12] [16]（1）栓钉和保护瓷环规格符合现行国家标准。（2）栓钉焊端和母材表面应具有清洁的表面，无漆层、轧鳞和油水污垢等。但允许有少量锈迹。（3）质量控制。投产前应对所选的焊接工艺进行评定，通常是与生产相同的条件下对焊成接头作破坏性试验。如弯曲等。3.1.5焊缝磨修和返修焊要求[16]1．杆件焊接后，两端的引板或产品试板必须用气割切掉，并磨平切口，不得损伤杆件；2．垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平；3．焊脚尺寸、焊坡或余高等超出规定的上限值的焊缝及小于1mm且超差的咬边必须修磨匀顺；4．焊缝咬边超过1mm或焊脚尺寸不足时，可采用手弧焊进行返修焊；5．应采用碳弧气刨或其他机械方法清除焊接缺陷，在清除缺陷时应刨出利于返修焊的坡口，并用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽；6．焊接裂纹的清除长度应由裂纹端各外延50mm；7．用埋弧焊返修焊缝时，必须将焊缝清除部位的两端刨成1：5的斜坡；8．翻修焊缝应按原焊缝质量要求检验；同一部位的返修焊不宜超过两次。3.1.6其它要求[16]1．焊工和无损检测人员必须通过考试并取得资格证书，且只能从事资格证书中认定范围内的工作。2．焊接工艺必须根据焊接工艺评定报告编制，施焊时应严格执行焊接工艺，焊接工艺评定应符合相关标准。3．焊接工艺宜在室内进行，环境湿度应小于80%；焊接低合金钢的环境温度不低于5℃，焊接普通碳素钢不应低于0℃；主要杆件应在组装后24h 内焊接。4．焊接前必须彻底清除等焊区域内的有害物，焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。5．焊接材料应通过焊接工艺评定确定；焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用；焊剂中的脏物，焊丝上的油锈等必须清除干净；CO2气体的纯打样焊条件应和正式焊缝的焊接相同，由于焊道短，冷却快，焊接电流应比正常焊接的电流大15％～20％。对于刚度大或有淬火倾向的焊件，应适当预热，以防止焊缝开裂；收弧时注意填满弧坑，防止该处开裂。在允许的条件下，可选用塑性和抗裂性较好而强度略低的焊条进行定位焊接。对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂的焊缝，在保证杆件尺寸正确的条件下补充定位焊。3.1.2埋弧焊工艺要求[12] [5] [16]（1）打底焊道熔深大师自动埋弧焊的基本特点，焊接有坡口的对接接头时，为保证能焊透但不至于烧穿，在接头根部焊接第一道焊缝，称为打底焊道。焊接方法可以是焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊。使用的焊条或填充焊丝必须使其焊缝金属具有相似于埋弧焊焊缝金属的化学成分和性能。打底焊道尺寸必须足够大，以承受住施工过程中所施加的任何载荷。焊完打底焊道之后，须打磨或刨削接头根部，以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。如果打底焊道的质量符合要求，则可保留作为整个接头的一部分。焊接质量要求高时，可在埋弧焊缝完成之后用碳弧气刨或机械加工方法将此打底焊道除掉。然后再焊上永久性的埋弧焊缝。（2）其它要求1）采用埋弧焊焊接的焊缝，应在焊缝的端部连接引弧、熄弧板（引板）；引板的材质、厚度和坡口应与所焊件相同。引板长度不小于80mm；2）埋弧自动焊缝焊接过程中不应断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1：5斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨均匀。3.1.3二氧化碳气体保护焊工艺要求[12] [16]（1）CO2气体纯度应不大于99.5，气体流量：细丝（小于1.6mm）短路过渡焊接时一般5～15L/min，粗丝（大于1.6mm）焊接时在10～20L/min。如果焊接电流较大，焊接速度较快，焊丝伸出长度较长或在室外作业，气体流量应适当加大。（2）如有要求可采用药芯焊丝焊接，具体工艺见相关标准。3.1.4栓钉（螺柱）焊要求[12] [16]（1）栓钉和保护瓷环规格符合现行国家标准。（2）栓钉焊端和母材表面应具有清洁的表面，无漆层、轧鳞和油水污垢等。但允许有少量锈迹。（3）质量控制。投产前应对所选的焊接工艺进行评定，通常是与生产相同的条件下对焊成接头作破坏性试验。如弯曲等。3.1.5焊缝磨修和返修焊要求[16]1．杆件焊接后，两端的引板或产品试板必须用气割切掉，并磨平切口，不得损伤杆件；2．垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平；3．焊脚尺寸、焊坡或余高等超出规定的上限值的焊缝及小于1mm且超差的咬边必须修磨匀顺；4．焊缝咬边超过1mm或焊脚尺寸不足时，可采用手弧焊进行返修焊；5．应采用碳弧气刨或其他机械方法清除焊接缺陷，在清除缺陷时应刨出利于返修焊的坡口，并用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽；6．焊接裂纹的清除长度应由裂纹端各外延50mm；7．用埋弧焊返修焊缝时，必须将焊缝清除部位的两端刨成1：5的斜坡；8．翻修焊缝应按原焊缝质量要求检验；同一部位的返修焊不宜超过两次，3.1.6其它要求[16]1．焊工和无损检测人员必须通过考试并取得资格证书，且只能从事资格证书中认定范围内的工作。2．焊接工艺必须根据焊接工艺评定报告编制，施焊时应严格执行焊接工艺，焊接工艺评定应符合相关标准。3．焊接工艺宜在室内进行，环境湿度应小于80%；焊接低合金钢的环境温度不低于5℃，焊接普通碳素钢不应低于0℃；主要杆件应在组装后24h 内焊接。4．焊接前必须彻底清除等焊区域内的有害物，焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。5．焊接材料应通过焊接工艺评定确定；焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用；焊剂中的脏物，焊丝上的油锈等必须清除干净；CO2气体的纯度应大于99.5%。6．焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定；预热范围一般为焊缝每侧100mm以上，距焊缝30~50mm范围内测温。7．采用埋弧焊、CO2气体(混合气体)保护焊及低氢型焊条手工焊方法焊接的接头，组装前必须彻底清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等有害物，使其表面显露出金属光泽。清除范围应符合图3-1-1的规定。图3-1-1组装前的清除范围3.2 焊接工艺评定[16] [17] [18]具体可参照GBT19866-《焊接工艺规程及评定的一般原则》、TB10212-《铁路钢桥制造规范》附录C和 DL/T868-《电力行业焊接评定规程》。3.3 焊接残余应力与变形的控制[5] [12] [13]3.3.1控制焊接残余应力的工艺措施（1）采用合理的焊接顺序和方向1） 先焊接收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由的收缩。2） 焊缝交叉时，先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝，使焊缝有较大的横向收缩余地。3） 先焊在工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。（2）降低焊缝的拘束度在焊接镶块的封闭焊缝或其它拘束度大的焊缝时，可采用反变形法降低焊件的局部刚度，从而减小焊缝的拘束度。（3）锤击焊缝可用头部带小圆弧的工具锤击焊缝，使焊缝得到延展，降低内应力，锤击应保持均匀适度，避免锤击过分，以防止产生裂缝。一般不锤击第一层和表面层。（4）局部加热造成反变形（加热减应区法）在焊接结构的适当部位加热使之伸长，加热区的伸长带动焊接部位，使它产生一个与焊缝收缩方向相反的变形。在加热区冷却收缩时，焊缝就可能比较自由地收缩，从而减少内应力。（5）采用线能量小的工艺措施和焊接方法，或强制冷却措施。（6）预拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）。3.3.2焊后降低或消除残余应力的方法有用机械力或冲击能的办法和热处理方法。具体工艺措施略。3.3.3控制焊接变形的工艺措施（1）反措施当构件刚度过大(如大型箱形梁等),采用上述强制反变形有困难时，可以先将梁的腹板在下料拼板时作成上挠的，然后再进行装配焊接（如桥式起重机箱形大梁）。在薄板上焊接骨架时，对薄板采用加热（SH法）、机械预拉伸（SS法）、或者两者同时使用(SSH法）使其伸长，然后再薄板上装配焊接骨架，薄板预拉伸和加热后再冷却所产生的拉应力可以有效地降低焊接应力防止失稳波浪变形。在薄板对接时也可采用在焊缝两侧一定距离处适当宽度上加热，使焊缝得到拉伸，从而减少压缩塑性变形，降低残余内应力，而消除波浪变形，此法即为低应力无变形法（LSND法）。（2）刚性固定法对防止弯曲变形的效果远不如反变形法。但对角变形和波浪变形较有效。例如法兰面的角变形。焊接薄板时为防止波浪变形，在焊缝两侧紧压固定，加压位置应尽量接近焊缝并保持压力均匀。为此，可采用带一定挠度的压块或者采用琴键式的多点压块。（3）选用合理的焊接方法和规范选用能量比较集中的焊接方法，如CO2保护焊、等离子弧焊代替气焊和手工电弧焊进行薄板焊接可减少变形量。焊缝不对称的焊件，可通过选用适当的焊接工艺参数，在没有反变形或夹具的条件下，控制弯曲变形。在焊缝两侧采用直接水冷或水冷铜块散热，可限制和缩小焊接热场，减少变形。但对有淬火倾向的钢材应慎用。（4）选择合理的装配焊接次序把结构适当地分成部件，分别装配焊接，然后再拼焊成整体。使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能自由地收缩而不影响整体结构。按照这个原则生产复杂的大型焊接结构既有利于控制焊接变形，又能扩大作业面，缩短生产周期。3.3.4矫正焊接残余变形的方法147(1) 机械矫正法利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者互相抵消。(2) 火焰矫正法本法是利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。(3) 强电磁脉冲矫正法（电磁锤法）其基本原理与电磁成形相同，不过反其道而行之，可以利用它来矫正变形。4焊接检验与验收4.1焊接检验方法分类[19]焊接检验可分为破坏性检验、非破坏性检验和声发射检测三种，每种中又有若干具体检验方法，见图4-1-1。图4-1-1焊接检验方法分类重要的焊接结构（件）的产品验收和在一种的产品，必须采用不破坏其原有形状、不改变或不影响其使用性能的检测方法来保证产品的安全性和可靠性，因此无损检验技术在当今获得了根大的注意和蓬勃发展。4.2 焊接检验的依据[19]焊接生产中必须按图样、技术标准和检验文件规定进行检验。1． 施工图样图样是生产中使用的最基本资料，加工制作应按图样的规定进行。图样规定了原材料、焊缝位置、坡口形状和尺寸及焊缝的检验要求。2． 技术标准包括有关的技术条件，它规定焊接产品的质量要求和质量评定方法，使从事检验工作的指导性文件。3． 检验文件包括工艺规程、检验规程和检验工艺等，它们具体规定了检验方法和检验程序，直到现场人员进行工作。此外，还包括检查工程中收集的检验单据：检验报告、不良品处理单、更改通知单，如图样更改、工艺更改、材料代用、追加或改变检验要求等所使用的书面通知。答：焊接时周围的条件，包括：母材材质、板厚、坡口形状、接头形式、拘束状态、环境温度及湿度、清洁度以及根据上述诸因素而确定的焊丝（或焊条）种类及直径、焊接电流、电压、焊接速度、焊接顺序、熔敷方法、运枪（或运条）方法等。
2.什么叫焊接接头？基本形式有几种？
答：用焊接方法连接的接头。焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。接头基本形式有：对接、角接、搭接和T型接等。
3.什么叫熔深？
答：在焊接接头横截面上，母材熔化的深度。
4.什么叫焊接位置？有几种形式？
答：熔焊时，焊件接缝所处的空间位置。有平焊、立焊、横焊和仰焊等形式。
5.什么叫向下立焊和向上立焊？
答：〈1〉立焊时，电弧自上向下进行的焊接—叫向下立焊。如：纤维素焊条向下立焊；CO2向下立焊等。
〈2〉立焊时，电弧自下向上进行的焊接—叫向上立焊。
6.什么叫焊接结构？
答：用焊接方法连接的钢结构称为焊接结构。
7.为什么对焊件要开坡口？
答：坡口--根据设计或工艺要求，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状，经装配后形成的沟槽。为了将焊件截面熔透并减少熔合比；常用的坡口形式有：I、V、Y、X、U、K、J型等。
8.为什么对某些材料焊前要预热？
答：为了减缓焊件焊后的冷却速度，防止产生冷裂纹。
9.为什么对某些焊接构件焊后要热处理？
答：为了消除焊接残余应力和改善焊接接头的组织和性能。
10.为什么焊前要制订焊接工艺规程？
答：保证焊接质量依靠五大控制环节：人、机、料、法、环。
人—焊工的操作技能和经验
机—焊接设备的高性能和稳定性
料—焊接材料的高质量
法—正确的焊接工艺规程及标准化作业
环—良好的焊接作业环境
焊前依据焊接试验和焊接工艺评定，制订的焊接工艺规程是“法规”，是保证焊接质量的重要因素。
11.为什么焊前要对母材表面处理加工？
答：焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、锈等杂质，熔入焊缝中会产生气孔、夹杂、夹渣、裂纹等缺陷，给焊接接头带来危害和隐患。
12.什么叫焊丝的熔化系数？
答：焊丝的熔化系数是指单位时间内通过单位电流时焊丝的熔化量。(g/Ah)
焊丝越细，其熔化系数越大，既效率越高。
13.什么叫焊接工艺参数？
答：焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（如：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称。
14.什么叫焊接电流？
答：焊接时，流经焊接回路的电流，一般用安培（A）表示。
15.什么叫电弧电压？
答：电弧两端（两电极）之间的电压降，一般用伏特（V）表示。
16.什么叫焊接速度？
答：单位时间内完成焊缝的长度，一般用厘米/分钟（cm/min）表示。
17.什么叫干伸长度？
答：焊接时，焊丝端头距导电嘴端部的距离。
18.什么叫焊接线能量？
答：熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量，亦称“热输入”。一般用焦耳/厘米（J/cm）表示。
19.什么叫焊缝金属的熔合比？
答：熔焊时，被熔化的母材部分在焊缝金属中所占的比例。
20.什么叫焊缝形状系数？
答：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝厚度的比值。
21.什么叫左向焊法？
答：熔焊时，焊枪由焊件接缝的右端向左端移动的焊法。气体保护效果好，焊缝成型美观。CO2、TIG焊接均用左向焊法；MIG焊铝必须用左向焊法。
22.什么叫右向焊法？
答：熔焊时，焊枪由焊件接缝的左端向右端移动的焊法。
23.为什么说焊接接头是焊接结构中的薄弱环节？
答：因为焊接接头存在着组织和性能的不均匀性，还往往存在着一些焊接缺陷，存在着较高的拉伸残余应力；所以焊接接头是焊接结构中的薄弱环节。
24.为什么说通过工艺途径可获得优质的焊接接头？
答：提高焊接接头的质量，可从以下途径着手：正确选配焊接材料，采用合理的焊接工艺方法，控制熔合比，调节焊接热循环特征，运用合理的操作方法和坡口设计，辅以预热、层间保温及缓冷、后热等措施，或焊后热处理方法等，可获得优质的焊接接头。
汽车焊接工艺的特点
汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板，镀锌钢板，及少量的热轧钢板，它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。
在结构上，焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。有些型腔很深的冲压件，除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形。
汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊，CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。电阻焊对夹具要求严格，尤其是多点焊、反作用焊和机器人点焊。因汽车焊接以电阻焊为主，所以本文将针对电阻焊夹具的设计进行探讨。
汽车焊接的基本特征就是组件到部件再到总成的一个组合再组和过程。
从组件到车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又承前启后，因此组件的焊接精度决定着部件总成的焊接精度，最后影响和决定着车身焊接总成的焊接精度与质量，这就要求相互关联的组件、部件及车身焊接总成夹具的定位基准应具有统一性和继承性，只有这样才能保证最终产品质量，即使出现质量问题也易于分析原因，便于纠正和控制。
2.激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。
3.电子束焊是高能量密度的焊接方法，它利用空间定向高速运动的电子束，撞击工件表面后，将部分动能转化为热能，使被焊金属熔化，冷却结晶后形成焊缝
4.扩散焊是金属或非金属在固态下靠相互扩散完成焊接的方法，这种焊接方法可以精确地控制焊件的尺寸，使焊接件的表面形状规则
5.冷压焊是在室温下进行的，焊件在强大的外界压力下，工件表面的氧化膜破裂并被塑性流动的金属挤向焊接件外部，使纯金属紧密接触，达到原子间结合，最后形成牢固的焊接接头。分为搭接和对接冷压焊
6.热压焊是在工件加热条件下施加压力，使被焊界面金属产生塑性变形，形成界面金属原子间的结合。
7.超声波焊是利用超声波的能量进行焊接的一种方法，它是在被焊工件上先施加一定的压力，然后利用高频的机械振动，使接触面之间产生相对摩擦运动，将金属表面的氧化膜破坏，从而实现焊接的过程。
8.铝热剂焊是利用金属氧化物和铝（还原剂）之间的氧化还原反应所产生的热量，进行熔焊金属母材、填充接头而完成焊接的一种方法。
1.摩擦焊的优缺点？
优：接头质量高；适于各类同种或异种材质的连结；生产效率高；焊接尺寸精度高，成本低；设备易于机械化，自动化，操作简单；节能环保；缺：①旋转摩擦焊仅适合焊接高强度回转体构件，焊接必须依靠旋转摩擦进行焊接，接头形式和工件断面形成受损，对非圆形截面零件、盘状工件和薄壁管件焊接较困难；受摩擦焊机功率和压力的限制，旋转摩擦焊不能焊接断面较大的工件，目前可焊接工件的最大断面为200㎝²;搅拌摩擦焊仅适合轻合金材料的对接和搭接，对于高强度材料如钢钛合金以及粉末冶金材料的焊接则较困难②对于盘状薄零件、薄管件和筒形件，不易于装夹，较难施焊，因此对工装夹具要求较高;有时焊接接头的飞边是多余和有害的，要求增加清理工序，增加了成本，此外，摩擦焊机设备相对较为复杂，焊机的一次性投机较大，只有大批量生产才能降低成本
2.简述搅拌摩擦焊的原理及其优点？ 原理：利用一个非损耗的搅拌头旋转着插入被焊接工件，当搅拌头的肩部和被焊接工件的表面接触时，由于搅拌针和搅拌肩与被焊接材料的摩擦生热，使搅拌针附近的材料热塑化，热塑化的金属在搅拌头的旋转摩擦作用下，逐渐由前部向后部转移，当搅拌头向前移动时，在搅拌头轴肩的挤压，锻造作用下，形成致密的固相扩散连结接头；优：焊接变形小；焊接金属力学性能好；工作环境好；搅拌头属于非消耗性材料；操作简单；氧化皮可以自动去除；设备结构简单，易于实现自动焊接和机器人焊接；可用于焊接裂纹敏感性较高的材料。
3.搅拌头的接头形式有哪些？特点是什么？搅拌头材料如何选择？
三槽锥形螺纹和锥形螺纹
特点：减小焊接压力；使塑性流动更加容易；螺纹产生向下的力；增大搅拌针和塑化材料的接触面积。
选择：①热强行：在焊接温度下，搅拌头应具有较好的力学性能。②耐磨性：搅拌头应能够承受焊接初始压入阶段以及焊接过程中的材料磨损，并且在规定焊接时间内和焊接长度内保持搅拌头的初始形状。③耐冲击性：在室温或工作温度下搅拌头应具有抵抗焊接初始压入和焊接冲击的能力。④合适的热传导性：搅拌头的热传导能力应该比被焊工件差，否则大量的摩擦热将通过搅拌头传导损失，而不是用于被焊接材料。⑤不存在危险性：搅拌头作为一种焊接工具，会经常与操作者接触，所以不应该有辐射性。⑥易加工性：搅拌头材料应该容易被加工成复杂形状
4.摩擦焊接头的设计原则及接头形式？ 对于传统连续驱动摩擦焊，至少有一个是圆形截面②为了夹持方便，牢固，保证焊接过程不失稳，应尽量避免设计薄管，薄板接头③一般倾斜接头应与中心线成30°~45°的斜面④对锻压温度或热导率相差较大的材料，为了使两个零件的锻压和顶锻相对平衡，应调整界面的相对尺寸⑤对大截面接头，为了降低摩擦加热时的转矩和功率峰值，采用端面侧角的办法可使焊接时接触面积逐渐增加⑥如果限制飞边流出，应预留飞边槽⑦采用中心部位凸起的接头，可有效地避免中心未焊透⑧摩擦焊应避免渗碳﹑渗氮等⑨为了防止由于轴向力引起的工作滑退，通常在工件后面设置挡块⑩工件伸出夹头外的尺寸要适
在线测试 (Online Test) , 又称路内测试, 是20世纪70年代后期盛行的PCB检测方法, 它以编程与判断简易快速见长。在线测试的主要任务是测试PCB电路板上的元件有无安装错误和焊接错误的现象, 同时也可以检测所装元件本身质量等问题。在线测试的基本方法是通过专用针床中的一组测试探针, 一方面给被测元件输入激励信号, 另一方面从被测元件引出响应信号, 以此检查元件在电路中的状态, 并推断其参数。由于被测元件连接在整个电路中, 其它元件会对被测元件的测试产生不可忽略的影响, 因此在测试时需要采用专门的技术将被测元件与其它元件的作用隔离开, 从而确保测试的精度。由于在线测试是对PCB上的各个元件分别进行测量, 所以通用性很好, 测试程序编制简单, 可以在不知道PCB整体功能的情况下进行[1]。
虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上, 由用户设计定义, 具有虚拟面板, 其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。其实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制面板, 以多种形式输出检测结果;利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理;利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理, 从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统[2]。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板, 就如同使用一台专用测量仪器。
本文设计的PCB在线测试系统不再依照传统的设计思路, 而是要尽量采用现代电子与信息技术, 以基于USB总线的在线测试系统结构和虚拟仪器的设计思想, 充分发挥通用计算机的作用, 尽量由计算机来代替传统仪器的功能, 从而减小了仪器本身的体积, 也降低了开发成本。
2 系统的总体结构
PCB在线测试系统是由底层硬件系统和上层软件系统两部分组成, 二者通过USB接口实现通信。
图1是本文提出的PCB在线测试系统的总体结构图。其中, PC机软面板负责整个在线测试系统的控制、数据分析和输出测试结果。信号发生/数据采集单元用来实现测试系统中激励信号的输出功能和响应信号的采集功能。在线测试单元针对不同种类的元件设计了不同的测试电路, 使被测元件从周围电路网络中分离出来, 而不受其他元件的影响。继电器阵列是测试电路单元与被测电路板间连接的桥梁, 它通过八条测试总线与在线测试单元相连, 其作用是控制测试点的切换。针床用于固定被测PCB板, 并能直接接触到测点。
系统的工作过程如下:在线测试单元使用多条测试总线与继电器阵列的一端相连, 再将继电器阵列的另一端接到固定被测PCB的针床上。用户通过PC机软面板向在线测试仪发送命令, 由信号发生单元产生激励信号, 根据被测元件的类型发送到适当的测试总线。同时, 根据当前所测元件在被测PCB上的具体位置, 通过继电器阵列的控制, 将测试总线连接到针床上相应位置的测点。从测点得到的响应信号也经过继电器阵列和测试总线传入在线测试单元进行信号调理后, 由数据采集单元形成数字数据上传给计算机。计算机处理这些数据后, 以适当的形式将测试结果显示出来。
3 系统硬件设计
为了实现在线测试功能, PCB在线测试系统的硬件部分应包括USB接口单元、信号发生/数据采集单元、在线测试单元、继电器阵列和针床五部分。
3.1 USB接口单元:
USB接口单元的主要实现芯片为Cypress公司的CY7C68013, 负责完成硬件系统和上位机之间的数据传输。将CY7C68013作为主控芯片的一个重要原因是Cypress公司为EZ_USB FX2系列产品的开发提供了大量的技术支持, 如公司为开发者提供了主控平台、固件开发环境、设备驱动程序和事例及技术文档资料。
3.2 信号发生/数据采集单元。
系统通过CY7C68013的I/O口对DA转换芯片TLC5618进行控制, 由于TLC5618不兼容TTL电平, 所以选用了PI74LVC3245A作为电平转换芯片。为了实现高速数据采集, 系统采用了主控芯片内部从FIFO自动工作模式, 它将以DMA的方式将AD转换的数据直接输送到计算机。AD转换芯片采用TI公司生产的THS1206, 支持1.5~3.5V的电压转换, 为了扩大电压测量范围, 采用了两级功率放大, 使得输入电压范围扩大为-5~5V, 满足了实际工作的需要。CY7C68013与AD转换器THS1206相连, 并采用了CPLD XC9572简化逻辑电路的设计, 从而完成了整个信号发生/数据采集单元的硬件设计。
3.3 在线测试单元。
在线测试单元根据六线测试原理[3], 针对不同种类的元件设计了不同的测试电路。这些测试电路单元的作用是将元件从被测PCB板上隔离出来, 并根据不同的元件设计了相应的激励信号和信号测试回路。
3.4 继电器阵列。
本系统采用日本NEC公司生产的EA2-5型常规继电器, 每四个继电器为一组, 分别将输入引脚接到测试总线, 输出引脚并联接到被测系统形成一条测试回路。每组继电器之间采用I2C总线连接, 选用美国Microchip公司制造的PIC16C62芯片。这种微处理器工作电压为3.0~6.0V, 最大灌电流可达25m A, 足以直接驱动继电器工作。
3.5 针床。
针床由床体、夹具、定位针、测试针和连接插座五部分组成。夹具、定位针、测试针和连接插座都固定在床体上。夹具和定位针用于被测PCB的固定。测试针能够很好地连接被测PCB的测点, 连接插座通过导线连接测试针, 再通过扁平电缆线将测试针连接的测点信号传送到在线测试仪上进行测量。为了降低针床的制作难度, 可以在修改被测PCB板的PCB图上制作与其对应的针床。
4 系统软件设计
系统软件可分为三个部分:采用Keil C51语言编写的CY7C68013芯片的固件程序、采用Visual C++语言编写的USB设备驱动程序和采用Visual C++语言编写的MFC应用程序。
4.1 芯片固件程序。
CY7C68013芯片固件程序负责处理PC机发来的各种USB请求, 以完成主机与外围电路间的数据传输。Cypress公司为了简化和加速用户使用EZ-USB FX2系列芯片进行USB外设的开发过程, 在开发包里提供了一个驱动程序 (ezusb.sys) 、应用程序以及一个完整的固件程序框架[4]。用户只需提供一个USB描述符表、添加其他端点接收和发送数据的通信代码, 以及控制外围电路的程序代码就可以完成固件程序。
4.2 设备驱动程序。
USB设备驱动程序的主要功能是使MFC应用程序能正确访问硬件设备。将CY7C68013的固件代码存放在上位机上, 当系统上电或USB连接时, 再将它下载至芯片的RAM中。
4.3 MFC应用程序。
应用程序主要负责读取系统硬件输出的测试结果, 并显示出来, 所使用的编程语言为微软公司的Visual C++6.0, 主界面如图2所示。其中, “配置描述符”、“设备描述符”和“字符串描述符”按钮分别用来读取USB配置描述符、设备描述符和字符串描述符, 从而判断硬件设备是否连接正常, “显示测点”按钮用来显示原理图上事先标注的测点位置, “保存数据”按钮用来保存测试结果。
5 结论
基于虚拟仪器思想设计的在线测试系统充分发挥了计算机强大的分析计算功能和显示功能, 由于采用了虚拟仪器的设计思想, 将硬件的功能交由软件编程实现, 从而减小了整体设备的体积, 降低了生产成本。应用本系统可大幅度地提高电子产品的生产效率和产品质量。
摘要：本文在简单介绍PCB在线测试技术和虚拟仪器概念的基础上, 阐述了基于虚拟仪器设计思想的在线测试系统的整体方案, 并分别给出了系统硬件和软件的实现方法。该系统通用性好, 测试过程简单, 具有实用价值。
关键词：PCB,USB2.0,虚拟仪器,在线测试
参考文献
[1]刘思久, 张礼勇.自动测试系统与虚拟仪器[M].北京:电子工业出版社, 2009:195.
[2]张易知.虚拟仪器的设计与实现[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002:10.
[3]刘思久, 于小秋.阻抗元件在线测试的误差分析[J].电测与仪表, 2004, (7) :13-16.
关键词：金属焊接 技术 缺陷 防止措施
随着机械行业的飞速发展，大功率电机设备得到广泛使用。通过创新焊接技术在一定程度上可以节省材料和生产成本。在焊接过程中，通过采用堆焊过渡层，以及开应力释放槽的方法可以有效地解决裂纹问题。先进的焊接工艺一方面确保了齿圈及轮毂的机械性能，另一方面节省了制造成本，缩短了生产周期。在当前的工业生产中，焊接机器人得到推广性使用，提高了焊接质量。为了进一步提高焊接质量，科研人员依然对焊接的本质进行研究，进而不断探索新的焊接工艺和方法。
1 焊接的分类
1.1 压焊 在固态条件下，通过对两工件进行加压，进而在一定程度上实现原子间的结合，这种焊接工艺被称为固态焊接。对于压焊工艺来说，通常情况下比较常用的是电阻对焊。将电流通过两工件的连接端，由于连接端的电阻较大，在电流通过时使得此处的温度升高，当温度升高到一定程度，连接端成为塑性状态时，在轴向压力的作用下，使得两工件连接成—体，进而完成焊接。在工件进行焊接的过程中，通过向连接端施加压力，而不是向连接端填充材料，这是压焊工艺的共性所在。通过压焊工艺对工件进行焊接，焊接过程得到了简化，进而在一定程度上提高了焊接的安全性。
1.2 熔焊 在对工件进行焊接的过程中，通过对接口进行加热，使其达到熔化状态，这种焊接方法不需要施加任何的压力，因此被称为熔焊。通过熔焊对工件进行焊接时，通过热源对待焊两工件接口进行迅速加热，使接口处熔化，进而形成熔池。熔池随着热源的移动不断向前移动，经冷却后，熔池形成连续的焊缝，进而完成对两工件的焊接。通过熔焊对工件进行焊接中，如果熔池直接与大气接触，在氧气的作用下，金属和各种合金元素会发生氧化，大气中的氮、水蒸汽等同时也会进入熔池，进而在一定程度上影响焊缝的质量。
1.3 钎焊 在对工件进行焊接的过程中，采用比工件熔点低的金属作钎料，通过对工件和钎料进行加热，超过钎料熔点所对应的温度，但是低于工件熔点对应的温度，这种焊接方式称为钎焊。进行焊接时，接口间隙通过液态钎料进行润湿和填充，在一定程度上实現工件的焊接。受工件材料、焊接材料、焊接电流的影响，焊后在焊缝和热影响区产生过热、脆化等现象，进而降低焊件性能。
2 焊接中常见缺陷的产生原因及防治措施
2.1 咬边 咬边原因：是由于焊接运条速度快或焊条角度不当引起的。咬边减小了工作截面，造成应力集中。防止措施：利用合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制电弧长度。运用合适的氩弧焊参数，注意焊接速度不宜过高，手法必须平稳。
2.2 铸铁含碳量高，焊接时易产生白口，既脆又硬，焊后容易产生裂纹；铸铁含磷高，给焊接带来了一定困难。预防措施：选择合适的焊接电流和焊接速度，清理坡口边缘水分和锈迹。严格清理和焙烘焊接材料。如果发现焊条剥落或焊芯锈蚀时，要把焊丝除锈，选用合适的焊接工艺参数。焊接速度和线能量应尽可能小些。
2.3 未焊透 产生原因：焊接时，在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象是没有焊透，具体原因是由于焊接保护方法不当，焊接部位变形过大，熔合区的可切削性低，提高焊缝补处的防渗透性能差，会出现未焊透现象。防止措施：正确选取坡口尺寸，焊清根要彻底。加热时，适当部位要先加热使之膨胀，减少焊接应力与形变，选择减应区，具体部位选在零件棱角、边缘和加强肋等强度较高的部位。
2.4 焊接裂纹 产生原因：是焊接熔池中存有低熔点杂质，这些杂质结晶凝固最晚，凝固后的强度又极低，这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，造成晶间开裂。预防措施：对有裂纹的缺陷，补焊时熔池应始终处于氩气保护下，使用手工加丝钨极氩弧焊时，要使用高频衰减，不应连弧。对于硬钎焊用熔点高于500℃的钎料进行钎焊，软钎焊，用熔点低于400℃，尽量减少受基本金属可焊性的限制，一般适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂的修复，尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷的修补。
2.5 夹渣 产生原因：焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣，焊接电流太小，电流太小形成“糊渣”，使用碱性焊条的电弧过长会造成夹渣。防止措施：先用煤油或汽油等将待焊补的部位擦洗干净，用稀盐酸去污粉，用钢丝刷反复刷擦露出金属光泽，用干净的细钢丝刷刷擦，染上一层均匀的淡红色。将焊剂涂在焊补部位及烙铁上，用电烙铁切下少量焊条涂在施焊部位，迅速地在镀铜面上往复移动涂擦，并注意赶出细缝及小凹坑中的气体。
3 总结
综上所述，金属焊接技术的不断发展已经在众多领域中得到了广泛的灵活应用。金属焊接技术的优势与特点被众多相关人士所青睐，同时，其自身也有不可抗拒的缺点所在。因此，在金属焊接过程中，要善于使用其技术优点，将控制措施做得最好，熟悉相关金属焊接技术的注意事项，保证做好焊接工作的质量控制要求。只有保证了焊接的质量，才可以使金属焊接技术更好的应用于各个领域。
参考文献：
[1]赵熹华.焊接检验[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]DL/T868-2004，焊接工艺评定规程[S].
