氣體保護電弧焊加工主流類型及差異
類型 核心特點 適用場景 保護氣體
MIG 焊(熔化極) 焊絲既是電極也是填充金屬,焊接效率高 中厚板拼接、批量生產(如汽車制造) 氬氣 + 氦氣(鋁合金)、氬氣 + CO?(碳鋼)
MAG 焊(熔化極) 以 CO?或混合氣體為保護,成本較低 鋼結構、機械零部件焊接 CO?單氣體或氬氣 + CO?混合氣體
TIG 焊(非熔化極) 鎢極不熔化,需單獨添加填充焊絲,精度高 薄板焊接、精密部件(如航空航天零件)
核心工藝與設備差異
焊接方式:手工電弧焊完全人工操作,焊工手持焊鉗控制焊條移動;埋弧焊以機械 / 半自動為主,焊絲自動送進,電弧被焊劑覆蓋,無需人工實時控弧。
設備配置:手工電弧焊僅需電焊機、焊鉗、焊條,設備簡單便攜;埋弧焊需專用焊機、送絲機構、焊劑鋪設 / 回收裝置,整體體積大、移動性差。
保護方式:手工電弧焊靠焊條藥皮熔化形成熔渣和氣體保護;埋弧焊依賴顆粒狀焊劑覆蓋電弧,保護效果更穩(wěn)定。
點焊加工關鍵工藝流程
焊前準備:清理工件接觸表面的油污、鐵銹、氧化皮,保證導電良好;根據工件厚度(通常 0.5-6mm)選擇電極材質(銅合金為主)和電極頭形狀(球面、平面)。
工件定位:將待焊工件重疊放置并定位,確保接觸點貼合緊密,避免間隙過大影響導電。
加壓通電:電極施加壓力(通常 0.2-1.5MPa)夾緊工件,隨后通以短時間大電流(數千至數萬安培),使接觸點熔化形成熔核。
保壓冷卻:斷電后保持壓力 3-10 秒,讓熔核自然冷卻凝固,形成牢固焊點;避免過早卸壓導致焊點縮孔、裂紋。
焊后檢查:外觀檢查焊點是否飽滿、無飛濺、無燒穿;重要工件需檢測焊點強度(拉剪試驗)或熔核尺寸(金相分析)。
低合金鋼焊接加工的核心是平衡強度與韌性,避免冷裂紋、熱影響區(qū)脆化等問題,需根據鋼種強度級別和服役環(huán)境選擇工藝。
核心技術特點
低合金鋼(含碳量≤0.25%,合金元素總量≤5%)通過 Mn、Si、Cr、Ni 等元素強化,焊接性隨強度級別升高而下降(如 Q355 焊接性優(yōu)于 Q690)。
主要風險:淬硬傾向導致冷裂紋(氫致裂紋)、熱影響區(qū)(HAZ)韌性下降、層狀撕裂(厚板焊接)。
常用焊接方法及適用場景
焊條電弧焊(SMAW)靈活便攜,適合現場安裝、短焊縫或復雜結構(如橋梁、壓力容器),根據強度等級選匹配焊條(如 Q355 用 E5015-G,Q690 用 E11015-G)。
埋弧焊(SAW)效率高、熔深大,適合中厚板(≥8mm)長直焊縫或環(huán)縫(如管道、儲罐),采用低氫型焊劑(如 HJ431 配合 H08MnA 焊絲)。
氣體保護焊(GMAW/FCAW)
MIG/MAG 焊:適合中薄板高速焊接(如汽車車架),用實芯焊絲(如 ER50-6)配合 Ar+CO?混合氣體。
藥芯焊絲電弧焊(FCAW):無需單獨配保護氣,適合戶外或厚板焊接,抗風能力強。
電渣焊(ESW)適合超厚板(≥50mm)焊接(如重型機械機架),但熱輸入大,需嚴格控制焊后熱處理以改善 HAZ 韌性。
關鍵工藝要點
冷裂紋預防:
焊前預熱:根據鋼種強度和板厚確定溫度(Q355 板厚>25mm 預熱 80-120℃;Q690 預熱 150-250℃)。
控制氫含量:使用低氫型焊接材料(焊條經 350℃×1h 烘干,存入 80-100℃保溫筒),焊前清理油污、鐵銹(氫的主要來源)。
焊后緩冷:用石棉覆蓋或后熱(250-350℃×1-2h),加速氫擴散。
熱影響區(qū)韌性保障:采用小熱輸入參數(如焊條電弧焊電流≤200A,埋弧焊速度≥30cm/min),避免過熱導致晶粒粗大;高韌性鋼種(如 Q690)可配合焊后回火(600-650℃)。
層狀撕裂控制:厚板焊接時采用 “Z 向鋼”(如 Q355D-Z15),坡口設計避免貫穿性熔合線(如采用 K 型坡口),必要時在 T 型接頭腹板側預制焊接墊板。
