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焊接/技术概述

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焊接方法多种多样。工业场所最常见的是“SMAW”,即“手工电弧焊”。电极或“焊条”放置在电极夹持器(枪型或夹钳型)中,然后在接地的焊件上刮擦或敲击,产生“电弧”,电弧产生的热量足以熔化“焊条”并将其熔合到焊件上。该工艺利用电力将熔化的金属“球”推到金属板(工件)上。管道和结构焊接工最常使用此方法,因为它的穿透深度(它深入基材的程度)和抗压能力较强。

MIG/MAG(GMAW)

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第二种最常见的焊接方法是气体保护金属电弧焊(GMAW),也称为 MIG 或 MAG 焊接(MIG- 金属惰性气体和 MAG- 金属活性气体),GMAW 利用与 SMAW 相同的原理,但电极不是“焊条”,而是线轴上的焊丝,通过“枪”送入。焊工可能更喜欢这种方法,因为它能够更快地在焊缝表面移动,并且焊接质量与 SMAW 相似。但是,线轴的价格可能很贵,并且需要使用“保护气体”来防止焊缝被污染(氧化、颗粒、气泡等)。

GMAW 还有类似的方法,药芯焊丝电弧焊(FCAW)既可以自保护,也可以像 GMAW 焊接一样使用气体保护。焊工必须将焊缝表面的熔渣清除,因为熔渣在焊接完成后会保留在冷却的金属表面上。主要区别在于选择此工艺的焊丝。GMAW 使用实心焊丝,在线轴上标记为 ER70S。S 代表实心焊丝。药芯焊丝是管状的,标记为 ER71T。T 代表管状焊丝。

气体选择也会有所不同。100% CO2、75% 氩气/25% CO2(75/25)和氩气/氦气/CO2(混合气体)。CO2 通常用于 FCAW,因为它会使电弧温度更高,从而提高穿透深度。75/25 是 GMAW 最常用的保护气体,因为它价格相对便宜,并且具有出色的焊接特性。混合气体仅用于 GMAW-SS 或 MIG 焊接不锈钢。

读者需要注意的是,本章中讨论的工艺是焊工可能使用的最常用的方法。但是,在后面的章节中会讨论其他方法。

氧燃气切割和焊接

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氧燃气切割和焊接本身就是一项技能。氧(代表氧气)和燃气(产生燃烧的各种气体)的名称不言自明。氧乙炔焊接是最常用的燃气,但其他燃气也可以使用,包括天然气、丙烷、MAPP 气体、汽油或任何其他“热”气体。
通常,氧燃气焊接或切割的原理相同。氧气与燃气按比例供应,然后用火花打火机点燃。手柄上的阀门控制火焰(更多氧气产生氧化焰,更多燃气产生碳化焰,或介于两者之间产生中性焰)。氧燃气焊接通常需要“中性焰”,没有“羽状焰”。“羽状焰”比“焰芯”更冷,焰芯是喷枪最前端的火焰。“羽状焰”可以用来判断火焰的碳化程度。焊接黄铜焊条或“钎焊”时,需要略微碳化火焰,因此,应出现“羽状焰”,但仅略高于“焰芯”,约半英寸。直接焊接钢材和低碳钢时,不应出现“羽状焰”,但使用高温“焰芯”效率更高。对于钢材,焊工可能希望使用“填充焊条”,即一根类似于基材的细长金属棒。这有助于建立焊缝面并加强接头。方法是在接头底部将基材加热到熔化状态,然后将填充焊条直接“浸入”或添加到熔池中。
切割涉及相同的原理,但需要(在大多数情况下)特殊的喷枪手柄和喷枪头。在普通喷枪头上,只有一个“孔”,即燃气和氧气可以从中通过。然而,在切割喷枪中,中央有一个“孔”,周围有一圈孔。其目的是简单的。喷枪正常点燃,并调整到高温中性焰。火焰更宽,更有力,更响(虽然不是很大)。喷枪手柄上有一个杠杆,可以让焊工在需要的时候获得额外的氧气“爆发”。这种爆发将高温金属吹走,形成间隙,从而形成切口。如果氧气通过的空间更大,则更容易应用氧气爆发,因此额外的孔是必不可少的。

TIG (GTAW) 焊接

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TIG 焊接是一种电弧焊,其原理与 MIG/MAG 或 SMAW 相同。提供电流,并将其通过手柄。TIG 代表“钨惰性气体”,GTAW 代表“气体钨极电弧焊”,两者意思相同。钨用作“电极”,在喷枪中是半永久性的。它携带电流并用于建立和维持电弧。钨之所以被使用是因为它具有导电性、多功能性和高熔点。但是,如果电极意外浸入熔池中,电极会受到污染。许多人更喜欢 TIG 焊接,因为它能够焊接“几乎任何金属”。只要有填充材料(焊条),就可以用 TIG 焊接这种类型的金属。TIG 焊接的实现方式与氧燃气焊接类似,但操作人员通过电力控制热量。焊工可以使用“遥控器”来执行此任务,或者它可以直接设置在某些机器上,因此它不会波动。在某些情况下,需要波动,例如,必须定期冷却基材以防止烧穿。需要注意的是,TIG 通常是直流负极(电极负极直流),这将大部分热量集中在基材或工件上。这允许基材和填充焊条完全熔合,而不会烧毁钨电极。

有关其他更先进的焊接技术,请参阅 焊接

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