在工程实际当中，材料的连接一般能够借助三种办法达成，这三种办法分别是机械连接、焊接以及粘接，当中，材料机械连接的主要形式是铆接与螺栓连接，材料的焊接主要是经由熔化焊、固相焊以及钎焊（涵盖硬钎焊与软钎焊）来完成的。和机械连接作比较，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。
把两个分离的物体，不管是同种材料还是异种材料，借助适当手段，也就是加热、加压或者两者同时使用，让它们产生原子间结合进而形成永久性连接的这种加工方法，叫做焊接，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、加压或者两者同时使用，其二，是焊接的本质，即在微观层面达成原子间的结合，其三，是焊接的结果，即在宏观层面形成永久性连接。
固体材料能保持固定形状，是因内部原子间距足够小得便于原子能形成牢固结合力。若要把固体材料分成两块，必得施加足够大外力来破坏这些原子间结合才可达成。同理，若要把两块固体材料连在一起，从物理本质来讲，就是要采取办法，让这两块固体连接表面上原子接近到足够小距离，使其产生足够结合力，进而实现永久性连接目的。对于实际焊接件而言，若不采取一定切实行动，就让连接表面上的原子接近到足够小的距离，这事儿是极为困难的。这是由于连接表面的表面质量欠佳，即便已然经过精密磨削加工，该表面从微观角度去看，仍然是凹凸不平的；并且连接表面常常带有氧化膜、油污之类的东西，这些会阻碍连接表面紧密地进行接触。
所以呀，为了达成材料相互间可靠的焊接，就得采取有效的举措。比如说：
① 将热源用于加热被焊母材的连接处，使其出现熔化情况，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达成原子间的结合。
对被焊母材的连接表面施加压力，让其产生局部塑性变形，清除连接面上的氧化物与污物，克服连接界面的不平，使两个连接表面的原子相互紧密接触，产生足够大的结合力，若在加力期间加热，结合过程更易进行。
③对填充材料进行加热，让其达到熔化状态，借助液态的填充材料去对固态的母材实施润湿操作，致使液 – 固界面间的原子能够紧密地接触，并且相互扩散开来，进而产生足够大的结合力，以此达成连接的目的。上面所讲述的这三项措施，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基本原理。
9.1.2 焊接热过程与焊接接头
具有熔化、凝固现象的熔焊与钎焊过程里，热量经各种传热方式从焊接热源传至被焊金属，焊件温度上升，且焊件中产生温度分布即温度场，焊接时焊件先后历经加热、熔化以及随后的冷却凝固过程，这通常称作焊接热过程，焊接热过程贯穿整个焊接过程始终，它与焊接化学冶金过程、焊接接头中熔池金属凝固结晶过程一同被叫做焊接的三大过程，对焊接质量和焊接生产率有着决定性影响。
相较于其他热加工工艺的热过程，像铸造以及热处理，焊接热过程更复杂，复杂程度远超它们，它具备以下几个主要特点：
焊接热过程呈现出局域性，焊接热源会集中于工件上的局部区域进行加热，并非对整个焊件加热，工件经历的加热与冷却极为不均匀。
② 焊接热源具备移动性，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，焊件之上某一个点的温度也随着时间持续产生变化。
③ 焊接热过程具有瞬时性，焊接热源通常高度集中且加热区域小，致使工件加热速度极快，这般能够在极短时间内将大量热能从热源传递给焊件，进而使之局部熔化，又因加热具有局部性以及热源会移动，所以工件冷却速度也非常快。
④ 存在焊接传热过程的复合性，焊接熔池里的液态金属一直处于强烈运动状态，于熔池内部，传热过程是以液态金属的对流作为主要方式；在熔池外部，传热过程是以固体热传导作为主要方式；除此之外还存在着蒸发以及辐射换热，所以，焊接热过程涉及各类传热方式，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，焊接工作者必定要认识焊接热过程的基本规律以及其在各种焊接参数情形下的变化趋势。
（1）焊接热源与温度场
主要能量是工业实践里实现金属焊接所需要的热能以及机械能，熔焊主要运用由特定热源产生的热能，这里专门探讨和熔焊有关的热源问题，焊接工程中对焊接热源的要求是，热源热量得高度集中，能做到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，目前能符合这些条件的热源有下面几种：
① 存在一种用电弧产热的方式，它借助气体介质当中的电弧放电现象来产出热能，进而将此热能当作焊接时所使用的热源，并且这种热源是当前焊接里适用范围最为广泛的一种。
② 化学热：借助气体（像液化气、乙炔这般的），或者固体（例如铝、镁），使其与氧或者氧化物发生剧烈的化学反应，进而产生的热能，将此热能用作焊接热源（比如气焊以及热剂焊）。
③ 电阻热，是把利用电流通过导体时产生的那种热，当作焊接热源，比如电阻焊以及电渣焊。
先是摩擦热，它是利用两个存在相对运动的物体，以高速摩擦所产生的热能，来当作焊接热源，像摩擦焊、搅拌摩擦焊就是如此。
⑤ 等离子焰：把由电弧放电或者高频放电所产生的，高度电离且携带大量热能以及动能的等离子体气流当作焊接热源来利用，比如等离子弧焊接以及切割。
先来看电子束，它处于一种情况之下，是在真空中，借助高电压，让电子高速运动起来，然后这些高速运动的电子去轰击金属的局部表面，进而运动电子的动能转化成热能，而这个热能是作为焊接热源的。
⑦激光束，它是利用由受激辐射增强后的光束也就是激光，经过聚焦从而产生能量高度集中的激光束，将其用作焊接热源，此为激光焊接及切割。不同的焊接热源都具备各自的特点，适用于不一样的焊接方法以及工艺。表9 – 1给出了一些常用焊接热源的主要特性。
于焊接进程里，焊件之上的温度分布并非均匀，在某一时刻，焊件之上各点的温度分布，我们将其称作焊接温度场。鉴于焊接热源正以一定的速度沿着焊缝移动，所以焊接温度场同样处于持续不断的运动变化之中。焊接温度场能够借由等温线（面）绘制而成的图像予以表征所称等温线乃是于某一瞬时温度场中相同温度的各点所连接成的线，如同图9-1所展示的那样。等温线稠密程度体现出温度变化率，等温线越密，意味着该区域温度梯度越大，从而在后续传热进程中，将有更大传热速度。
表 9-1 常用焊接热源的主要特性
