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采用熔化焊接方法的焊接加工分析|焊接技术

按照焊接工艺过程的特点,焊接可以大致分为熔焊、压焊和钎焊 3 大类,这三种焊接方法均能够完成金属的连接。但对于像压力容器、工程机械、矿山机械、冶金环保、水利水电,轨道设备等结构件中,多采用熔化焊的焊接方法,进行焊接加工。
 
熔焊是指在工件的连接部位通过加热的方式将焊接接头部位加热至熔化状态,形成稳定的熔池,并填加焊接金属也可以不填加焊接金属,随着热源的移动,经快速冷却后形成焊缝的工艺过程。在容器的生产制造过程中,目前所采用的熔焊焊接方法主要有埋弧焊(SAW)、焊条电弧焊( SMAW )、钨极惰性气体保护焊( GTAW )、熔化极气体保护焊( GMAW )等。
 
1、埋弧焊的特点:
埋弧焊( SAW )是利用焊丝与焊件之间形成稳定的电弧,通过电弧热熔化焊丝与工件形成稳定的熔池,表面被焊剂覆盖与外界隔绝防止氧化,并最终形成焊缝的工艺控制方法。埋弧焊由于其高度的机械化、自动化控制,生产效率高,焊接质量好且稳定,工人的工作环境亦良好。适合于容器生产中长直或环型焊缝的焊接,可以焊接碳钢、低合金钢、不锈钢等焊接性良好的材料。但由于其工艺特点,也有一定的局限性,只能焊接板厚大于 10mm 以上的中厚板结构,且只能在平焊位、横焊位或平角焊位进行焊接。
 
2、焊条电弧焊的特点
焊条电弧焊( SMAW )的焊接原理与埋弧焊相似,通过焊芯与焊件之间形成稳定的电弧进行加热,得到稳定的熔池,表面是焊条药皮熔融后形成的保护壳,避免焊缝金属被氧化,并最终形成焊缝的工艺方法。焊条电弧焊具有机动、灵活,适应性强,可实现全位置焊接,焊接设备简单耐用,维护费用低等优点。但由于焊条电弧焊为全人工操作,故劳动强度大,焊接质量受工人技能水平的限制较大,不稳定。可以焊接厚度在 2mm 以上的碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝等金属,适用的范围较为广泛。
 
3、钨极惰性气体保护焊的特点
钨极惰性气体保护焊( GTAW ,简称钨极氩弧焊)同样也是采用电弧热实现焊接的工艺方法之一,不同的是钨极氩弧焊的电极不熔化,只作为与工件之间形成稳定电弧而维持焊接的热源,另外需要通氩气或混合气进行熔池保护。因此该焊接方法可以在有填充金属与无填充金属两种情况下进行焊接。氩弧焊焊缝质量好,表面无焊渣,热量较集中,热影响区较窄,明弧操作,易观察,可实现自动焊接,也可人工操作,但焊接效率很低,焊接时受风速的影响较大。氩弧焊的适用范围较焊条电弧焊广泛,不仅可以焊接厚度在 0.5mm 以上的碳钢、低合金钢与不锈钢等材料,在加入脉冲电流的时候,更适用于有色金属的焊接,如铝、铜、钛及其合金,锆、钼、钽等稀有金属的焊接。
 
4、熔化极气体保护焊的特点
熔化极气体保护焊( GMAW ),其焊接热源也来源于电弧热,以不断送进的焊丝作为电极,并不断熔化形成焊缝金属。焊接过程中可采用惰性气体 (Ar 、 He) 或活性气体( CO 2 )或按一定比例混合的混合气体作为保护气进行焊接。熔化极气体保护焊的焊接热量集中,热影响区较小,成本低,生产效率高,易于操作,容易实现自动焊接,同时也可以手工操作,灵活方便。但焊接飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高较大,焊接必须采取避风措施。 GMAW 在低碳钢与低合金钢制造中应用比较广泛。