焊接方法(读一文而知焊接——常见的焊接方法及其特点)

Posted 2023-06-02

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焊接方法(读一文而知焊接——常见的焊接方法及其特点)

焊接是通过加热或加压，或两者兼用，使焊件达到原子间结合，形成永久接头的工艺过程。

焊接已渗透到制造业的各个领域，从万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产中都不同程度地依赖焊接技术，焊接直接影响到产品的质量、可靠性以及生产成本、效率。

随着科学技术的发展，产生了很多种焊接方法，目前比较常见的焊接方法有：焊条电弧焊、钨极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊和埋弧焊，下面逐一作简要介绍。

1. 焊条电弧焊

焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的一种焊接方法，俗称手把焊。焊条电弧焊通过焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固的焊接接头。

焊条电弧焊焊接示意图

焊条电弧焊焊接过程中，焊条的药皮不断地分解、熔化而生成气体及溶渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害影响。焊条芯在电弧热的作用下不断熔化，进入熔池，组成焊缝的填充金属。

焊条电弧焊设备简单，不需要保护气体，机动灵活，适应性强，抗风能力强，可户外焊接作业，通过选择合适的焊条，不仅可以焊接碳素钢、低合金钢，也可以焊接高合金钢和有色金属。其缺点是对焊工技能要求高，作业烟尘大，劳动条件较差，焊接效率低，焊接过程中，需要手工更换新焊条。焊条电弧焊适合条件和空间受限的场所，小批量产品焊接，以及安装和维修作业。

2. 钨极氩弧焊

钨极氩弧焊是用钨棒作为电极，输送氩气进行保护的焊接方法，属于钨极惰性气体保护焊（TIG）。平时所说的氩弧焊，绝大多数情况指的是手工钨极氩弧焊，因为在各种氩弧焊中，手工钨极氩弧焊最为常见。

钨极氩弧焊焊接示意图

钨极氩弧焊焊接时，氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止钨极、熔池及邻近热影响区被空气氧化污染，从而获得优质的焊缝。钨棒作为焊接的电极，不充当焊接填充金属，焊接时，送进的焊丝熔化作为填充金属，特定情况下，也有不用焊丝，直接靠电弧熔化母材进行焊接。

钨极氩弧焊焊接过程稳定，焊接质量好，焊缝成型美观，热输入集中，焊接变形小。缺点是抗风能力差，对工件表面清理要求高，焊接熔深较浅，焊接效率低，焊接成本高。适合薄板焊接或厚板焊接时作为打底焊，适用不锈钢、铝、镁等材质的焊接。

3. 二氧化碳气体保护焊

二氧化碳气体保护焊是利用二氧化碳作为保护气体的熔化极气体保护焊，俗称二保焊。焊接过程中，由送丝机构自动送进焊丝，焊丝即作为电极，也作为焊接填充物，焊丝不断熔化的同时，送丝机构持续送进补充。

二保焊焊接示意图

二保焊焊接熔深大，焊接变形相比手把焊要小，焊接效率高，焊接成本低。缺点是焊接飞溅较大，因为采用气体保护，抗风能力差，室外作业有风时，需在作业区加装防风设施。二保焊应用非常广泛，适合低碳钢、低合金高强度钢的焊接，既可用于普通钢结构，也能用于压力容器和核设施等重要结构，薄板件和中厚板件都能焊接。

4. 埋弧焊

埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。在焊接过程中，电弧和焊接区域由焊剂覆盖，焊接熔池由焊剂所形成的渣保护，阻隔空气的侵入。

埋弧焊焊接示意图

埋弧焊生产效率高，焊接质量好，劳动条件好，焊接过程见不到弧光，噪音小，烟尘量也少，是一种安全、绿色的焊接方法。缺点是设备投入大，对焊件加工和组立精度要求高，灵活性差，焊接位置受限，一般只适合水平位置或倾斜度不大的焊缝。可焊接的钢种包括碳素结构钢、不锈钢、耐热钢及其复合钢材等，适于焊接中厚板结构的长焊缝，不适合焊接薄件，不适合焊短焊缝与不规则焊缝。

四种焊接方法对照表

以上就是最为常用的四种焊接方法，还有些焊接方法在特定行业应用较多，比如电阻点焊和激光焊在汽车行业应用广泛；钎焊在电子行业和空调行业普遍应用；电渣压力焊和螺柱焊在建筑行业施工中能用到。随着科学技术的发展和实践应用的总结，焊接方法也在不断地创新与进步，在实际应用时可以结合相关条件，从适用性、经济性、质量与效率等方面综合考量，选择最适合的焊接方法。

作者： Lingmin

天津大学工学学士&国际焊接工程师（IWE）