在本文中,您将了解什么是焊接? 10 种不同类型的焊接工艺及其工作原理、优点、缺点、应用等。
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焊接是一种永久连接工艺,通过将金属加热至熔点,将两块金属结合在一起形成一个整体。在加热过程中添加额外的金属(也称为填充金属),以帮助将两个部件粘合在一起。
一般来说,这是一个过程,其中两个相似(或)不相似的金属件可以通过将它们加热到足够高的温度以在不施加压力和(或)不使用填充材料的情况下使金属熔化来连接。
焊接机用于产生热量并施加填充金属。填充金属由电极本身(或)填充材料提供以形成接头。产生的热量温度约为 6000° 至 7000°c。那么,让我们讨论一下有哪些不同类型的焊接工艺,以及它们如何在工业中使用?
根据产生热量的方式,焊接工艺分为以下几种:
熔化极气体保护焊
棒焊
氩弧焊
等离子弧焊
电子束焊接
激光束焊接
气焊
药丝电弧焊
自动氢焊
电渣焊
MIG 焊接适用于金属惰性气体焊接。这种 MIG 焊接工艺也称为熔化极气体保护焊 (GMAW),也可以称为焊丝焊接。
在这种类型的焊接中,细丝用作电极,该细丝通过柔性管从连接在焊枪上的线轴馈送,并从焊枪或焊炬上的喷嘴出来。当扣动扳机时,焊丝会连续送入 焊枪.
它也被称为手工金属电弧焊、焊剂保护电弧焊或手工焊。在这种类型的焊接过程中,电弧在金属棒或电极(涂有助焊剂)和工件之间产生,金属棒和工件的表面都会熔化,形成熔池。
焊条上的焊剂涂层同时熔化会产生气体和熔渣,从而保护焊缝免受环境影响。屏蔽金属电弧焊是一种适用于在所有位置以材料厚度连接黑色金属和有色金属材料的各种工艺。
TIG焊的全称是钨极惰性气体保护焊,美国焊接学会也将其标识为(GTAW)。这种焊接工艺也称为气焊。
TIG 焊接采用钨电极,因为钨具有高熔点。当我们采取 氩弧焊 电极会变热但不会熔化,我们说这是非消耗电极。非消耗电极并不意味着它不会永远持续下去,而是意味着它不会熔化并成为焊缝的一部分。
等离子弧焊 (PAW) 是一种利用钨非自耗电极和工件(转移弧工艺)或水冷收缩喷嘴(非转移弧工艺)之间的压缩电弧产生的热量的弧焊工艺。
等离子体是正离子、电子和中性气体分子的气态混合物。转移弧工艺产生高能量密度的等离子射流,可用于高速焊接和切割陶瓷、铜合金、钢、铝、镍合金和钛合金。
电子束焊接是一种利用高能电子束产生热量的焊接工艺。电子撞击工件,其动能转化为热能,加热金属,使工件边缘连接起来,冻结后形成焊缝。
EBM 也是一种液态焊接工艺。其中,金属与金属的接合是在液态或熔融状态下进行的。它也被描述为焊接工艺,因为它接受电子动能来连接两个金属工件。
激光束焊接 (LBW) 是一种通过高能激光束瞄准工件形成热量的焊接工艺。激光束加热并熔化工件的端部,形成接头。
在激光焊接 (LBM) 中,接头形成为一系列重叠点焊或连续焊缝。激光焊接用于电子、通信和航空航天工业,用于制造包含小型部件的医疗和科学设备。
气焊是通过气体火焰熔化待连接的侧面或表面并使熔融金属流动在一起,从而在冷却时形成坚固的连续接头。
氧乙炔混合物的使用范围比其他混合物要广泛得多,并且在焊接行业中占有重要地位。氧-乙炔火焰最热区域的温度约为3200℃,而氢氧火焰中达到的温度约为1900℃。
这种类型的焊接几乎类似于 熔化极气体保护焊。事实上,MIG 焊机通常可以进行药芯焊丝电弧焊。在这种焊接中,焊丝具有焊剂芯,在焊缝周围形成气体保护层。这减少了对外部天然气供应的需求。
FCAW 更适合粗糙的重金属,因为它是一种高温焊接工艺。它通常用于重型设备的维修。这是一个不会产生太多废物的过程。由于不需要外部气体,因此成本也较低。
原子氢焊是一种极高温焊接形式,称为电弧原子焊。这种类型的焊接需要使用氢气来保护两个由钨制成的电极。它可以达到高于乙炔炬的温度,并且可以使用或不使用填充金属来完成。
它是一种先进的焊接工艺,用于将两个金属件的薄端垂直连接在一起。焊接不是在接头的外部使用,而是在两个部件的端部之间进行。
铜电极丝穿过金属导管,该金属导管将充当填充金属。当通电时,会产生电弧,焊缝在焊缝下方开始并缓慢向上移动,在焊缝位置形成焊缝。
以下是四种主要类型的焊接位置:
平放位置(1G 和 1F)
水平位置(2G 和 2F)
垂直位置(3F 和 3G)
头顶位置(4G 和 4F)
最明显的执行类型是平躺位置,有时称为下手位置。这涉及到接头顶部的焊接。在这种情况下,熔融金属在接缝处被向下拉。结果是焊接更快、更容易。
在 1G 和 1F 中,数字 1 涉及平坦位置,字母 G 表示坡口焊缝,字母 F 表示角焊缝。
这是一个比平面位置更困难的位置,需要焊接操作员更多的技能来纠正它。
图2G是坡口焊接位置,包括将焊接轴线放置在水平面或接近水平的位置。对于焊缝面,它必须位于垂直平面内。
图2F是角焊位置,其中在接近水平的表面的上侧对接近垂直的表面进行焊接。在此位置,割炬通常保持 45 度角。
在此位置,工件和焊缝均垂直或几乎垂直放置。 3F和3G通向垂直圆角和垂直凹槽位置。
当垂直进行焊接时,重力将熔融金属向下推动,因此有堆积的趋势。为了解决这个问题,您可以使用向上或向下的垂直位置。
要在向上垂直位置检查它,请将火焰向上,将其与工件成 45 度角。这样,焊工就会将金属从工件的下部向着重力方向进行焊接。
在这种类型的焊接位置中,焊接是从接头的底部进行的。它具有最复杂和最困难的工作位置。 4G 和 4F 位置用于坡口焊和角焊缝。
在头顶位置,沉积在接头上的金属导致工件上出现一个孔,该孔出现在具有较高冠部的珠子中。为了避免这种情况,请保持熔坑较小。如果熔池变得太长,请暂时熄灭火焰,以使熔融金属冷却。
良好的焊缝将比母材或母材更坚固。
与铆接和铸造相比,工艺更快。
通过焊接工艺可以提供完整的刚性接头。
适用于所有金属和合金。
可以通过焊接来生产困难的形状。
焊接设备便于携带且易于维护。
焊接过程中不会像铆接那样产生噪音。
与铆接相比,焊接工艺所需的工作空间更少。
可以轻松地制作接头的任何空间。
发出有害辐射、烟雾和一尘不染(突然喷出的火花)。
焊接接头更容易断裂,因此其疲劳强度低于连接的构件。
导致变形并产生内应力。
它需要某些夹具和固定装置才能正确固定金属。
焊接需要熟练工人和电力。
焊接工作的检查比铆接工作更困难且成本更高。
焊接的应用范围如此广泛,以至于可以毫不夸张地说,没有一个金属工业和任何一个工程部门不以某种形式使用焊接,即汽车工业、航运、航空航天和建筑业。它主要用于制造。
一些应用程序是:
造船
铁路客车
汽车底盘及车身制造
推土机机身
百叶窗
门、大门
所有类型的制造工作。
如您所知,焊接是一种牢固的连接工艺,通过将金属加热到熔点,将两部分金属结合在一起形成一个零件。某些类型的焊接是由机器完成的,需要昂贵的专用设备。焊接是比铆接和铸造更快的方法。