冷焊技術是一門新型發(fā)展起來并得到廣泛應用的技術，在很多傳統(tǒng)焊接技術無法滿足的情況下扮演著重要的作用。冷焊是應用機械力、分子力或電力使得焊材擴散到器具表面的一種工藝，常用于修復超差，涂層。在物理學中納米尺寸下必須考慮的一種負效應。機電冷焊機的原理是利用充電電容，以10-3~10-1秒的周期，10-6~10-5的超短時間放電。電極材料與模具接觸部位會被加熱到8000~10000攝氏度，等離子化狀態(tài)的熔融金屬以冶金的方式過渡到工件的表面。由于與母材之間產(chǎn)生了合金化作用，向工件內(nèi)部擴散，熔滲，形成了擴散層，得到了高強度的結合。實現(xiàn)冷焊的原理是放電時間與下一次放電間隔時間相比較短，機器有足夠的相對停止時間，熱量會通過模具基本體擴散到外界，因此模具的被加工部位不會有熱量聚集。雖然模具的升溫幾乎停留在室溫，可是由于瞬時融化的原因，電極尖端的溫度可以到達10000攝氏度左右。焊條瞬間產(chǎn)生金屬熔融，過渡到母材金屬的接觸部位，同時由于等離子電弧的高溫作用，表層深處開成像生了根一樣的強固的擴散層，呈現(xiàn)出高結合性，不會脫落。由于冷焊區(qū)別于傳統(tǒng)意義的焊接，冷焊劑的硬度、粘附力和強度特別高，幾乎沒有收縮率，能可靠的防止許多化學作用、物理應力和機械應力等，人們又稱其為“液體金屬”。采用合理的工藝，選擇適當?shù)幕瘜W粘合材料將同種材料或異種材料連接在一起，實現(xiàn)連接、密封、固持、功能涂層，是冷焊當前的主要應用之一。冷焊可以用來對大部分金屬以及其他各種原材料進行相互連接、固定焊接和密封，硬化后和金屬一樣能銼、刨、磨、銑、拋光、車、噴丸等，能用各種刀具進行加工。對于修復舊設備，減少制造過程的廢次品，具有重要意義。再者某些材料的連接用一般的焊接法時，由于焊接時溫度高，不僅有損材料的強度，而且還容易變形，特別對薄型材料就更成問題。但這些問題對冷焊來說是不存在的，因為冷焊是在常溫下進行，同時接頭的應力能比較均勻地分布在全部膠面上，從而改善了金屬由于焊、鉚、螺栓連接所引起的上述部分問題，提高了疲勞壽命。現(xiàn)在隨著冷焊技術應用的成熟，高分子復合材料類冷焊應用較為穩(wěn)定廣泛，其中較具權威的有美國美嘉華高分子復合材料冷焊技術。其可以很好避免熱應力變形，同時材料良好的附著抗壓、抗腐蝕等綜合性能，可以較大限度地滿足各種設備部件的使用，從而在低成本的投入下有效保證生產(chǎn)。　　冷焊技術常用的一個方面，便是焊接鑄鐵件。在焊接工藝中，直接用碳鋼焊條補焊鑄鐵件，其困難有三：一是母體金屬碳質(zhì)向焊縫擴散，在迅速冷卻中成為白口鐵或高碳鋼；二是由于在冷卻后母材與焊縫間殘存巨大內(nèi)應力。因此，若不采取特殊工藝措施，施焊中或焊后會隨即開裂。即使僥幸成功，也難于作用下一步的切削加工。用冷焊技術便可解決上述問題。焊后工件焊縫強度高于母材，可切削加工。焊前首先要清理工件，去除油污，查明裂紋和破損形態(tài)。為此可用氣焊槍或噴燈加熱，再用鋼絲刷清理，細微裂紋須用四氯化碳洗凈后細心檢查。在裂紋端頭開孔止裂，再沿裂紋開孔。清理做好后，需要焊熔敷打底層。首先在焊槽坡口兩側分別熔敷第一層，這一層應薄而均勻，完全覆蓋坡口，使以后各層不再接觸母體金屬。為此，選用盡可能小的電流：交流60~80安，直流略小一點，焊條直徑2.5毫米。小于5毫米的薄件，用1.6毫米焊條。為了防止產(chǎn)生熱應力，要掌握“繼續(xù)、分散、低溫起焊”的原則。每段以15~25毫米為宜，每次起焊溫度要低于60度，并及時撞擊。　　清理渣、瘤之后，在打底層上面堆焊第二、三、四層。方法也如打底層一樣，但應注意勿再觸及母體金屬。兩側坡口填充到只剩下3~4毫米縫隙，即可蓋面合縫。整個焊縫由打底、充填、蓋面三種層次組成，各起不同作用。打底層直接與母體金屬接觸，大量的碳素擴散到這一層，使得本來為低碳鋼的焊條材料變成高碳鋼，冷卻后形成以網(wǎng)狀滲碳體為主、夾有馬氏體、屈氏體和殘余奧氏體的結構，在與母體金屬之間的界面上，還會出現(xiàn)一層0.07~0.34毫米的白口鐵。這并非是一個理想的結構，但它在母體金屬與焊縫之間形成一堵“墻”，有效地阻擋住碳素再向其后各層擴散，而且，這一層又很薄，他減少了母材成分在焊縫中的融合比，這正是獲得成功的關鍵點。　　填充層除作為焊料之外，另一個重要作用是對底層作多次反復的退火。分析表明：第一層熔敷打底所產(chǎn)生的界面白口鐵，在其后作了第二層充填時，已縮減為0.2毫米以下，呈不連續(xù)薄片填第三層之后，白口鐵進一步縮減到0.0毫米以下，原先白口鐵界面只殘存極少量不連續(xù)薄片，其余均以轉化為網(wǎng)狀滲碳體+馬氏體+殘余奧氏體；第三、四層均為低碳鋼正火組織：鐵素體+索氏體，母材過熱區(qū)則是片狀石墨+回火屈氏體或回火索氏體?！　∩w面層的作用是最后的封閉裂縫，它也起著對以前各層焊料的退火作用。由于離母材金屬已遠，焊料成分不受母體干擾，保持了應有的強度和塑性。此時，所有各層已經(jīng)多次退火，殘余白口鐵幾乎全部轉化，對切削加工已無影響。為了防止熱應力的破壞作用，采取了相應措施：焊前開透孔，開通槽底使兩邊金屬完全分離，這樣在施焊過程的大多數(shù)時間里，母體金屬可自由漲縮，不致產(chǎn)生過高應力；后期蓋面時的熱應力主要有塑性蓋面層承受，其次，施焊中的氣體、熔渣極易排出，再加上分段、斷續(xù)、低溫起焊、錘擊等常規(guī)措施，均可使熱應力的破壞作用減到很低限度。經(jīng)實踐證明，此工藝方法在實際生產(chǎn)中成功率達85%以上，經(jīng)實驗，證明焊縫強度超過母材，可以切削加工?！敖Y422”普通焊條比焊鑄鐵專用高鎳焊條便宜許多，全部作業(yè)過程又不需特殊裝備，因此采用此工藝方法，焊補鑄件具有很高的經(jīng)濟效益。　一、冷焊技術在艦船應急搶修中的應用也非常廣泛，主要表現(xiàn)在船體應急修補和關鍵設備修理兩方面（1）船體應急修補現(xiàn)代船舶制造早已突破了傳統(tǒng)的鉚釘、螺絲、焊接等固定方式，而采用不同材質(zhì)如鋁材、生鐵及輕型合成材料的粘合組裝技術。由于船舶航行于江、河、海等特殊環(huán)境，氣候復雜多變，因此存在大量的臨時性修理工程，如船體粘接修補、零件的結構粘接和修復等施工。（2）水下?lián)屝蕖４笮退媾炌嵨淮?、攜帶儀器設備等比較多，同時擔負著重要的戰(zhàn)備訓練任務，航行的水域環(huán)境比較復雜，遇到的臨時搶修任務也很多。某艦在航行過程中船體水下部位破裂7個孔洞，直徑均在10mm左右，嚴重影響艦艇航行和主機等設備安全。搶修人員采用冷焊技術進行修補，根據(jù)船體結構和破損部位決定使用加強型MM-UM聚合金屬粘結材料附加玻璃纖維布的方法進行局部除銹的表面處理，最后進行水下修復。值得一提的是，該材料具有水中直接施工的特點，，且粘結穩(wěn)定、牢固，經(jīng)過6個月以上的航行檢驗，修補部位完好無損（3）甲板修理。船用甲板敷層種類比較多，對其修補應該重點考慮被修基體的材質(zhì)。甲板敷層修理時要對被敷層鋼板進行表面處理，除油、漆、銹等雜質(zhì)，并保持干燥。將選定的修補材料進行調(diào)制等預處理，均勻涂覆在甲板表面，并刮平光表面，常溫固化即可，緊急時可進行加溫固化。某艇經(jīng)過甲板表面處理修復后，修復處性能和正常甲板相近，使用2年以上未出現(xiàn)問題。二、關鍵設備修理　　艦船主機、油柜等關鍵設備的正常運行關系到整艦的安全航行，對于這些設備損壞和故障應該及時修復，并保持可靠運行。（1）油柜修理。艦船油柜焊縫及油艙底部的高壓油管接頭焊縫處比較容易泄露，而一旦發(fā)生泄露將直接影響油艙中儲油品質(zhì)的變化。由于震動的緣故，這些部位即使是正常焊接也容易再次開裂損壞，考慮這一情況，采用高彈金屬——橡膠混合修補劑進行修復，不僅有效堵漏，而且抗震動，經(jīng)過實船航行驗證，效果良好（2）柴油機修復。船用柴油機由于長期處于環(huán)境惡劣的工作環(huán)境之中，振動和疲勞嚴重，缸體外殼往往出現(xiàn)裂紋損傷。某船柴油機缸體出現(xiàn)長達2m以上的裂紋，寬度1mm，滲油嚴重，如不采取措施裂紋講繼續(xù)擴大，嚴重影響柴油機正常運轉。經(jīng)過現(xiàn)場勘查、論證，采用特制MM-OL鋼陶瓷帶油修復技術，對缸體表面直接進行修補，快速完成了搶修任務，被修船迅速投入正常航行。