【机械基础】焊接工艺完全指南:电弧焊/TIG/MIG/激光焊对比

焊接工艺完全指南:电弧焊/TIG/MIG/激光焊对比

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方法 代号 热源 保护方式 适用材料 特点
手工电弧焊 SMAW 电弧 焊条药皮 钢、铸铁 灵活,设备简单,效率低
TIG焊 GTAW 电弧(钨极) 惰性气体(Ar) 不锈钢、铝、钛 质量高,无飞溅,效率低
MIG/MAG焊 GMAW 电弧(熔化极) 惰性/活性气体 钢、铝 效率高,质量好,自动化
埋弧焊 SAW 电弧 焊剂 厚板钢 效率高,无弧光,只平焊
等离子弧焊 PAW 等离子弧 惰性气体 精密件 能量密度高,穿透力强
激光焊 LBW 激光 保护气 薄板、精密件 变形小,速度快,设备贵
电阻点焊 RSW 电阻热 薄板钢、铝 汽车车身主要连接方式

材料 板厚(mm) 电流(A) 电压(V) 气体流量(L/min) 钨极直径(mm)
不锈钢 1-3 50-120 10-14 8-12 1.6-2.4
不锈钢 3-6 120-200 12-16 10-15 2.4-3.2
铝合金 1-3 60-150 12-18 12-18 2.4-3.2(AC)
铝合金 3-6 150-250 14-20 15-20 3.2-4.0(AC)
碳钢 1-3 60-130 10-14 8-12 1.6-2.4

缺陷 特征 原因 预防
气孔 焊缝内球形空洞 油锈水分、气体保护不良 清理坡口、检查气路
裂纹 焊缝或热影响区开裂 应力大、含氢高、冷却快 预热、低氢焊条、后热
夹渣 焊缝内非金属夹杂物 层间清理不净、电流小 彻底清渣、适当增大电流
未熔合 焊缝与母材未结合 电流小、速度快、角度错 调整参数和焊枪角度
咬边 母材边缘凹陷 电流大、速度快、停留短 降低电流、减慢速度

基本焊接符号由指引线+焊缝符号+尺寸标注组成:

  • 横线:上方标注箭头侧焊缝,下方标注另一侧
  • V形焊缝:V 表示V坡口对接焊
  • 角焊缝:△ 表示角焊缝
  • 尺寸:a5 表示焊脚尺寸5mm;z10 表示焊缝厚度10mm
  • 补充符号:○ 表示环绕工件焊;M 表示机械加工

工艺 目的 温度 适用
去应力退火 消除焊接残余应力 550-650℃ 厚板、重要结构
正火 细化晶粒,改善性能 Ac3+30-50℃ 低碳钢
回火 降低硬度,提高韧性 500-700℃ 调质钢

常见问题FAQ

Q1:淬火后为什么要回火?

A:淬火后得到马氏体,硬度高但脆性大,内应力大,不能直接使用。回火目的:①降低脆性,提高韧性 ②消除内应力,防止变形开裂 ③获得所需的硬度和强度组合 ④稳定组织尺寸。不回火的淬火件极易断裂。

Q2:调质处理是什么意思?

A:调质=淬火+高温回火。淬火获得马氏体(硬而脆),再经500-650℃回火获得回火索氏体(强韧兼备)。调质后的组织综合力学性能最好,是结构钢最常用的热处理工艺。

Q3:45钢和40Cr有什么区别?

A:45钢是中碳钢,含碳0.42-0.50%,便宜易加工,调质后强度一般。40Cr是合金钢,含Cr 0.8-1.1%,淬透性好,调质后强度和韧性都高于45钢。重要轴类、齿轮优先用40Cr,一般件用45钢。

Q4:不锈钢为什么叫不锈?

A:不锈钢含Cr≥12%,在表面形成致密的Cr₂O₃氧化膜,阻止进一步氧化。但不锈钢并非绝对不生锈:①在含Cl⁻环境(海水、盐雾)中会点蚀 ②表面划伤破坏氧化膜后会生锈 ③高碳不锈钢(如420)耐蚀性较差。

Q5:铝合金能热处理强化吗?

A:只有部分铝合金可以。可热处理强化:2xxx(Al-Cu)、6xxx(Al-Mg-Si)、7xxx(Al-Zn)。不可热处理强化:1xxx(纯铝)、3xxx(Al-Mn)、5xxx(Al-Mg)。6061-T6是常用的可强化铝合金,T6表示固溶+人工时效。

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