焰壓焊的基本原理是：將金屬絲與器件芯同時加熱加壓，使接觸面產生塑性變形，而兩種金屬的原始交界面處幾乎接近到原子間距離范圍時，兩種金屬原子產生相互擴散。同時由于接觸面的不平整，當在一定的壓力作用下，高低不平的接觸表面相互填充，從而產生彈性嵌合作用。最后，使兩者緊密結合，形成牢固的鍵接。

在焰壓焊時，為了避免殘余應力造成連接的破壞，被連接材料之一應具有大的塑性。焰壓焊的溫度不得高于被連接材料的低共熔點，通常相當于其中可塑性較高的金屬的回火或退火溫度。

為了保證焰壓焊接能形成可靠的連接，必須具備如下條件：

①在焊接時，兩種被焊工件中至少有一種具有可塑性，能在連接區域內產生一定的塑性變形，以防止彈性形變。因為這種彈性形變，在解除壓力后的恢復過程中，會使焊接強度變弱。

②必須加以適當的壓力，以促使被焊工件完全按觸。同時，還必須供給足夠的熱能，以使被焊工件在合理的時間內產生擴散。

③交界面要清潔，油污和氧化物等會影響焊接的強度。

適合于焰壓焊接的材料可分成三類：

①在固態時可形成一系列的固熔體，并有良好的相互擴散作用的金屬材料（如銀一金、金一銅等）。

②相互間可形成低溫共熔體的材料（如鋁一硅、金一硅等）。

③通過互相擴散作用，能形成金屬間化合物和低共熔點的合金（如金一鋁、金一錫等）。

在焰壓焊接時，由于被焊工件的雙方都不需要全部熔融（像熔焊那樣），也不需要加任何填料（像釬焊那樣），因此，金一金系統、金一鋁及全鋁系統的焰壓焊接已經廣泛應用于各種微電子器件的制造中。

有的書籍把焰壓焊分為電阻焊、摩擦焊、氣壓焊、鍛焊和滾焊等。電阻焊和摩擦焊一般都有專門介紹，因此一般把焰壓焊作為氣壓焊、鍛焊和滾焊的統稱。

焰壓焊根據加熱方式的不同，又可以分為工作臺加熱、壓頭加熱、工作臺和壓頭同時加熱三種形式。

焰壓焊按工藝不同，可分為氣壓焊、鍛焊、縫焊和微電子連接焰壓焊四類。焰壓焊按加熱方式不同，可分為工作臺加熱、壓頭加熱、工作臺和壓頭同時加熱三類。焰壓焊按照壓頭形狀不同，又可分為楔形壓頭、空心壓頭、帶槽壓頭和帶凸緣壓頭四類。

焰壓焊接氣壓焊

氣壓焊是用氣體火焰將待焊工件端面整體加熱到塑性或熔化狀態，同時施加一定的壓力和頂鍛力，不用填加金屬，而使工件焊接在一起的一種焊接方法。氣壓焊分為塑性氣壓焊（即閉式氣壓焊）和熔化氣壓焊（即開式氣壓焊），這兩種方法都易于實現機械化操作。

氣壓焊可用于焊接碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼以及一些有色金屬（如Ni- Cu、Ni-Cr和Cu - Si合金等），也可焊接異種金屬。氣壓焊不能焊接鋁和鎂合金。

(1)塑性氣壓焊

將被焊工件端面對接在一起，為保證緊密接觸需維持一定的初始壓力。然后使用多點燃燒焊炬（或加熱器）對端部及附近金屬加熱，到達塑性狀態后（低碳鋼約為1200℃）立即加壓，在高溫和頂鍛力的促進下，被焊界面的金屬相互擴散，晶粒融合、生長，從而完成焊接。

采用塑性氣壓焊時，以適當的壓力將零件需連接的清潔表面對頂到一起，并用氣體火焰加熱直到接頭處達到預定的頂鍛量。塑性氣壓焊由于整個界面的金屬并不達到熔點，所以其焊接類型不同于熔化焊。一般來說，焊接是在高溫（對低碳鋼約1200℃）以及頂鍛壓力的作用下，通過晶粒長大、擴散以及晶粒穿過界面而結合等過程實現的。焊縫的特征是光滑的隆起表面或鐓粗，而且在焊縫中心線上通常沒有鑄態組織。

塑性氣壓焊的具體步驟如下：

①焊接表面處理。焊前必須對工件端部進行表面處理，包括兩個方面：一是對待焊工件端部及附近進行清理，清除油污、銹、砂粒和其他異物；二是對待焊工件端面進行機械切削或打磨等，使待焊端部達到焊接所要求的垂直度、平面度和粗糙度。

②加熱。通常采用氧一乙炔焰，多點燃燒加熱。焊炬有的需要強制水冷。焊炬可產生足夠的熱量，通過擺動使熱量均勻地傳播到整個被焊部位。加熱燃料也可以是丙烷氣體（液化石油氣），但由于火焰溫度低，加熱速度慢，會使加熱區域增大，影響焊接質量。

③頂鍛（加壓）。工件加熱到一定溫度后，即進行頂鍛。頂鍛的作用是：

a．使工件端部產生塑性變形，增大緊密接觸面積，促進再結晶。

b．破碎工件端面上的氧化膜。

c．將接觸面周邊的焊接缺陷遷移到焊瘤處，使缺陷排除。

加壓和頂鍛方式與被焊金屬有關，可以大致分為兩類。一是恒壓頂鍛法（主要用于高碳鋼的焊接），從開始到焊接完成，壓力基本保持不變，達到一定的頂鍛量就完成焊接。二是非恒壓頂鍛法（如焊接高鉻鋼或非鐵素體鋼），初始采用較高壓力，這樣可以使工件端面閉合緊密，防止氧化，然后減小壓力，而在接頭最終頂鍛時壓力再增加，這種頂鍛方式壓力的變化范圍為40~70 MPa。

(2)熔化氣壓焊

熔化氣壓焊的焊接過程與塑性氣壓焊的加熱方式相同，不同的是開始時要使工件離開些，并加熱到熔化狀態再頂鍛。在焊接開始時，火焰直接加熱工件端面，當端面完全熔化時，迅速撤出焊炬，然后立即頂鍛，完成焊接。對工件施加的壓力保持在28~34 MPa。這里獲得均勻的加熱（斷面上）、精確的對中以及適當的頂鍛量是十分重要的。

(3)氣壓焊設備

氣壓焊設備包括：

①頂鍛設備，一般為液壓或氣動式。

②加熱焊炬（或加熱器），為待焊工件端面區域提供均勻并可控制的熱量。

③氣壓、氣流量、液壓顯示、測量和控制裝置。

氣壓焊設備的復雜程度取決于被焊工件的形狀、尺寸及焊接的機械化程度。在大多數情況下，應采用專用加熱焊炬和夾具。供氣必須采用大流量設備，并且氣體流量和壓力的調節和顯示裝置可在焊接所需要的范圍內進行穩定調節和顯示。氣體流量計和壓力表要盡量接近焊炬，以便操作者迅速檢查焊接時燃氣的氣壓和流量。有時為了冷卻焊炬，也會在鉗口和加壓部位增加大容量的冷卻裝置。

焰壓焊接鍛焊

鍛焊是先將零件加熱至接近熔點的溫度，然后將工件疊合在一起，施加足夠的壓力或錘擊以使界面產生永久變形，從而形成金屬結合的一種方法。這是最早的焊接方法?，F在的鍛焊往往采用現代化的加熱和加壓手段以達到工件連接。這種方法當前主要用于生產管子和復合金屬。

低碳鋼是最常用的鍛焊連接的金屬。這種材料的薄板、棒材、管材和板材都容易進行鍛焊。鍛焊的工藝參數是鍛壓總量和鍛焊溫度。

要獲得致密的焊縫一般需要較高的鍛焊溫度。但溫度高時往往焊接接頭的晶粒粗大而脆性增加，為此，鍛焊后進行退火以細化接頭的組織并改善接頭韌性。鋼的鍛焊溫度范圍一般是1149~1288℃。

鍛焊總量的控制是比較復雜的。對于復合板的生產，可根據兩板的焊前、焊后的厚度變化來確定，而對接時則不易確定。對接的鍛焊最常采用的接頭形式是斜接接頭，其他形式的接頭也可以進行鍛焊。所施加的壓力可達2 068 MPa。

對于某些金屬來說，鍛焊時若不進行保護會生成氧化皮，從而影響金屬的結合。鍛焊某些金屬時必須使用焊劑以防止工件表面生成氧化皮。焊劑與存在的氧化物結合而在工件表面上形成保護性覆蓋層。該覆蓋層能阻止形成更多的氧化物，并能降低已有氧化物的熔點。用于鋼的兩種焊劑是石英砂和硼砂（四硼酸鈉）。對于高碳鋼鍛焊，最常用的焊劑是硼砂。由于硼砂的熔點較低，所以可在金屬加熱過程中將它撒到工件上。石英砂常作為鍛焊低碳鋼的焊劑。

焰壓焊接滾焊

滾焊是將金屬加熱到一定溫度，然后用滾輪施加壓力使接合表面變形而產生金屬結合。這種方法最常用于生產復合鋼板。這種工藝也常列為軋鋼工藝。 2100433B

氣壓焊接是用氧氣、乙炔火焰加熱鋼筋接頭，溫度達到塑性狀態時施加壓力，使鋼筋接頭壓接在一起的工藝就是氣壓焊。氣壓焊接機現階段主要用在建筑螺紋鋼筋對焊接和火車鐵軌的對焊接。

氣壓焊的缺陷和閃光焊比較接近，都是以平面狀缺陷為主。主要有未焊合和光斑。其他是過燒和推凸引起的裂紋缺陷。氣壓焊的推廣和使用受到影響，重要的原因之一是氣壓焊探傷技術跟不上。針對光斑缺陷沒有好的探傷辦法。因光斑引起的斷軌事故較多。光斑缺陷其實就是一種介于焊合和未焊合之間的一種情形。在熔合面上形成光滑平整的大面積區域。極大的影響了強度造成斷軌。這種缺陷因為沒有夾雜物質因此無聲波反射故很難探測.使用更高的頻率是解決問題的途徑之一。2100433B