在工程实际情形里，材料的连接通常能够借助三种办法达成，也就是机械连接、焊接以及粘接，其中，材料借助机械连接的主要形式是铆接与螺栓连接，材料的焊接主要依靠熔化焊、固相焊以及钎焊（涵盖硬钎焊和软钎焊）予以完成。和机械连接作比较而言，材料的焊接主要具备以下这些优点：
① 接头的强度较高；
② 焊接结构的应用场合比较广泛；
③ 适于制备有密闭性要求的结构；
④ 接头形式简单；
⑤ 大型结构制造周期短、成本较低。
焊接是一种把两个分离物体，不管是同种材料还是异种材料，通过恰当手段，也就是加热、加压或者两者一起使用，从而产生原子间结合进而形成永久性连接的加工办法。焊接的概念起码涵盖三个方面意思：其一，是焊接的途径，也就是加热、加压或者两者一起使用；其二，是焊接的本质，即微观层面致使原子间结合；其三，是焊接的结果，即宏观上达成永久性连接。
固体材料能保持固定形状，是因内部原子间距足够小，进而原子间形成牢固结合力。要分开固体材料成两块，得施加足够大外力破坏原子间结合才行。同理，要连接两块固体材料，从物理本质讲，就是采取措施，让两块固体连接表面原子接近到足够小距离，使其产生足够结合力，以达永久性连接目的。对于实际焊接件而言，若不采取一定措施，要让连接表面上的原子接近到足够小的距离，那是极为困难的。这源于连接表面的表面质量欠佳，即便历经精密磨削加工，从微观层面看，其表面依旧是凹凸不平的。并且连接表面常常带有氧化膜、油污等，这会对连接表面紧密接触形成阻碍。
所以，为达成材料相互间可靠的焊接，势必要采用有效的举措。比如：
把热源用于加热被焊母材的连接处，让其发生熔化，借助熔融金属之间的相溶以及液 – 固两相原子的紧密接触，以此来达成原子间的结合。
1. 对被焊母材的连接表面施加压力。2. 或使之产生局部塑性变形。3. 在清除连接面上的氧化物和污物之际。4. 克服连接界面的不平。5. 使两个连接表面的原子相互紧密接触。6. 并产生足够大的结合力。7. 如果在加力的同时加热。8. 结合过程更容易进行的。
③ 将填充材料加热到使其熔化的状态，借助液态的这种填充材料，对准在使其产生润湿的固态母材，让液 – 固界面那儿的原子得以紧密接触，并且相互扩散开来，进而产生足够大的由此实现连接的结合力。上面所讲述的这些项措施，实际上恰恰就是熔焊、压焊以及钎焊方法达成永久性连接的那个基本原理。
9.1.2 焊接热过程与焊接接头
热量在熔焊、钎焊这些有熔化、凝固现象的过程里，从焊接热源经各种传热方式传给被焊金属，使得焊件温度升起，且在焊件中形成温度分布，也就是温度场。焊件于焊接时依次历经加热、熔化以及接下来的冷却凝固过程，一般称作焊接热过程。焊接热过程自始至终贯穿整个焊接过程，跟焊接化学冶金过程、焊接接头中熔池金属凝固结晶的过程一同被叫做焊接的三大过程，会对焊接质量以及焊接生产率产生决定性的作用。
焊接热过程，比其他热加工工艺的热过程，像铸造和热处理，要复杂很多，具备以下几个主要特点：
焊接热过程存在局域性，焊接热源是集中于工件上局部区域进行加热，并非对整个焊件加热，工件的加热以及冷却呈现出极不均匀的状况。
②焊接热源存在移动性，除了少数情形之外，在焊接热过程里热源与工件呈现相对运动状态，所以焊件受热的区域持续发生变化，焊件上某一个点的温度会随时间不断产生变化。
焊接热过程具备瞬时性，焊接热源常常高度集中，其加热区域小，工件的加热速度极快，能够于极短时间内，将大量热能从热源传递给焊件，致使其局部熔化，又因加热具局部性以及热源会移动，工件的冷却速度同样非常快。
④ 焊接传热过程具有复合性，焊接熔池里的液态金属一直处在强烈的运动状态，在熔池内部，传热过程是以液态金属的对流作为主要方式，在熔池外部，传热过程是固体热传导起到主要作用，除此之外还存在着蒸发以及辐射换热，所以，焊接热过程涵盖各种传热方式，属于复合传热问题，焊接热过程的这些特性致使焊接传热问题极为复杂，然而为了把控焊接质量并且提升焊接生产率，焊接工作者必须要认识焊接热过程的基本规律以及其在各种焊接参数情况下的变化趋势。
（1）焊接热源与温度场
工业实践里，实现金属焊接所需的主要能量是热能以及机械能，熔焊主要运用由特定热源产生的热能，这里仅探讨和熔焊相关的热源问题，焊接工程方面，对焊接热源的要求是，热源热量要高度集中，能达成快速焊接，且确保获得高质量焊缝以及最小的焊接热影响区，当前能符合这些条件的热源有以下几种：
于焊接之时，有一种作为热源而被应用得极为广泛的，乃是电弧热，其是借助气体介质的电弧放电现象所产生的热能来当作焊接热源的。
② 化学热，是把利用气体（像液化气、乙炔）或者固体（例如铝、镁）与氧或者氧化物发生强烈化学反应而产生的热能，当作焊接热源（比如气焊和热剂焊）。
第③条，电阻热，是那种借助电流通过导体之际所产生的电阻热，用以作为焊接热源的情况，像电阻焊以及电渣焊就是如此。
④ 摩擦热：借助存在相对运动的两个物体，以高速摩擦产生的热能当作焊接热源，比如摩擦焊、搅拌摩擦焊 [此处标点可根据实际需求调整，比如将[,]改为[/]等，这里仅为示例]。
⑤ 等离子焰采取这样方式生成：让由电弧放电或者高频放电产生的等离子体气流作为焊接热源，此等离子体气流极为特殊，它高度电离且携带大量热能与动能，比如在等离子弧焊接以及切割中会用到这种等离子焰。
⑥电子束，其是在真空中，借助高电压下处于高速运动状态的电子，让这些电子去轰击金属的局部表面，在此过程中，运动电子的动能会转化为热能，进而将此热能用作焊接热源。
⑦ 激光束：利用经聚焦产生能量高度集中那样的激光束作为焊接热源（激光焊接及切割），而该激光是凭借受激辐射增强的光束。不同焊接热源都有各自特点，适用于不同焊接方法和工艺。表 9 – 1 给出了一些常用焊接热源的主要特性。
在焊接进程当中，焊件之上的温度分布并非均匀的，于某一时刻，焊件上各个点的温度分布，我们将其称作焊接温度场。鉴于焊接热源是以一定的速率沿着焊缝移动的，所以焊接温度场同样是在持续运动变化着的。焊接温度场能够借助等温线（面）绘制而成的图像予以表征，所谓等温线，指的是在某一瞬时温度场里相同温度的各个点所连接而成的线，就如同图9-1所展示的那样。反映温度变化率的是等温线的密集程度，等温线越密集，意味着该区域的温度梯度越大，在后续的传热过程中，将会有更大的传热速度。
表 9-1 常用焊接热源的主要特性
