常用的几种熔焊方法及分析

熔焊，是指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。由于被焊工件是紧密贴在一起的，在温度场、重力等的作用下，不加压力，两个工件熔化的融液会发生混合现象。待温度降低后，熔化部分凝结，两个工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法，几种常用的熔焊方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊等。

 

焊条电弧焊

 

原理：用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法,是熔焊中最基本的一种焊接方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头，属气－渣联合保护。

 

优点：工艺灵活，适应性强，操作方便；待焊接头装配要求低；可焊金属材料广。

 

缺点：焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。

 

应用：广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。适用于（上述行业中）各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。

 

埋弧焊（自动焊）

 

原理：电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）而形成焊缝，属渣保护。

 

优点：焊接生产率高；焊缝质量好；焊接成本低；劳动条件好； 

 

缺点：难以在空间位置施焊；对焊件装配质量要求高；不适合焊接薄板（焊接电流小于100A时，电弧稳定性不好）和短焊缝。

 

应用：广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。板厚需大于5mm（防烧穿）。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。

 

二氧化碳气体保护焊（自动或半自动焊）

 

原理：利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法，属气保护。

 

优点：焊接生产率高；焊接成本低；焊接变形小（电弧加热集中）；焊接质量高；操作简单；

 

缺点：飞溅率大；很难用交流电源焊接；抗风能力差及弧光较强；不能焊接易氧化的有色金属。

 

应用：主要焊接低碳钢及低合金钢，适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。

 

MIG/MAG焊

 

MIG焊原理：采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。

保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。MIG用惰性气体，MAG在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。

 

优点：焊接质量好；焊接生产率高；

 

缺点：无脱氧去氢反应（易形成焊接缺陷，对焊接材料表面清理要求特别严格）；抗风能力差；焊接设备复杂。

 

应用：几乎能焊所有的金属材料，主要用于有色金属及其合金，不锈钢及某些合金钢（太贵）的焊接。最薄厚度约为1mm，大厚度基本不受限制。

 

TIG焊（钨极惰性气体保护焊）

 

原理：在惰性气体保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。焊接过程中电极不熔化。

 

优点：适应能力强（电弧稳定，不会产生飞溅）；

 

缺点：焊接生产率低（钨极承载电流能力较差（防钨极熔化和蒸发，防焊缝夹钨））；生产成本较高。

 

应用：几乎可焊所有金属材料，常用于不锈钢，高温合金，铝、镁、钛及其合金，难熔活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异钟金属的焊接。焊接厚度一般在6mm以下的焊件，或厚件的打底焊。利用小角度坡口（窄坡口技术）可以实现90mm以上厚度的窄间隙TIG自动焊。

 

等离子弧焊

 

原理：借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法。

 

优点（与氩弧焊比）：

 

能量集中、温度高，对大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。

 

电弧挺度好，等离子弧基本是圆柱形，弧长变化对焊件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以，等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显。

 

焊接速度比氩弧焊快。

 

能够焊接更细、更薄加工件。

 

缺点（与氩弧焊比）：设备复杂，费用较高；操作难度大，使用场合受限。

 

应用：

 

①穿透型（小孔型）等离子弧焊：利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点，在适当的工艺参数条件下（较大的焊接电流100A～500A），将焊件完全熔透，并在等离子流力作用下，形成一个穿透焊件的小孔，并从焊件的背面喷出部分等离子弧的等离子弧焊接方法。可单面焊双面成形，最适于焊接3～8mm不锈钢，12mm以下钛合金，2～6mm低碳钢或低合金结构钢以及铜、黄铜、镍及镍合金的对接焊。（板太厚，受等离子弧能量密度的限制，形成小孔困难；板太薄，小孔不能被液态金属完全封闭，固不能实现小孔焊接法。）

 

②熔透型（溶入型）等离子弧焊：采用较小的焊接电流（30A～100A）和较低的等离子气体流量，采用混合型等离子弧焊接的方法。不形成小孔效应。主要用于薄板（0.5～2.5mm以下）的焊接、多层焊封底焊道以后各层的焊接及角焊缝的焊接。

 

③微束等离子弧：焊接电流在30A以下的等离子弧焊。喷嘴直径很小（Φ0.5～Φ1.5mm），得到针状细小的等离子弧。主要用于焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。

 

附注

 

以上是常用的几种熔焊方法，各有优点和不足，选择焊接方法时，要考虑的因素比较多，如：焊件材料的种类、板厚、焊缝在空间的位置等。选焊接方法的原则是：在保证焊接接头质量的前提下，用总成本低的焊接方法。