焊接钢管常用的几种熔焊方式

熔焊，是指通过高温或其他方式使两块金属熔化，融液混合后再冷却结晶将两块金属牢固地连接在一起的工艺。

由于被焊工件是紧密贴在一起的，在温度场、重力等的作用下，不需要施加压力两块金属熔化的融液就会发生混合现象，待温度降低后，熔化部分凝固，两个工件就被牢固的焊在一起。

几种常用的熔焊方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊等。

• 焊条电弧焊

1. 原理：用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法，是熔焊中最基本的一种焊接方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头，属气－渣联合保护。
2. 优点：工艺灵活，适应性强，操作方便；待焊接头装配要求低；可焊金属材料范围广。
3. 缺点：焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。
4. 应用：广泛应用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造业中各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。

• 埋弧焊

1. 原理：电弧在焊剂层下燃烧，利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）形成焊缝，属渣保护。
2. 优点：焊接效率高，焊缝质量好，焊接成本低，自动化程度高，劳动条件好。
3. 缺点：难以在空间位置施焊，对焊件装配质量要求高，不适合焊接薄板（焊接电流小于100A时，电弧稳定性不好）和短焊缝。
4. 应用：广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。板厚需大于5mm（防烧穿）。适用于焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。

• 二氧化碳气体保护焊

1. 原理：利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法，属气保护。
2. 优点：焊接生产率高，焊接成本低，焊接变形小（电弧加热集中），焊接质量高，操作简单。
3. 缺点：飞溅率大，很难用交流电源焊接，抗风能力差及弧光较强，不能焊接易氧化的有色金属。
4. 应用：主要焊接低碳钢及低合金钢，适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。

• 熔化极惰性气体保护焊（MIG）和金属活性气体保护焊（MAG）

1. 原理：MIG焊是采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。保护气通常是氩气或氦气或氩气+氦气的混合气；MAG在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。
2. 优点：焊接质量好，焊接效率高。
3. 缺点：无脱氧去氢反应（易形成焊接缺陷，对焊接材料表面清理要求特别严格），抗风能力差，焊接设备复杂。
4. 应用：几乎能焊所有的金属材料，主要用于有色金属及其合金，高价的不锈钢及某些合金钢的焊接。最薄厚度约为1mm，大厚度基本不受限制。

• 钨极气体保护焊（TIG）

1. 原理：在惰性气体保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。焊接过程中电极不熔化。
2. 优点：适应能力强（电弧稳定，不会产生飞溅）。
3. 缺点：焊接生产率低（钨极承载电流能力较差（防钨极熔化和蒸发，防焊缝夹钨）），生产成本较高。
4. 应用：几乎可焊所有金属材料，常用于不锈钢，高温合金，铝、镁、钛及其合金，难熔活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异钟金属的焊接。焊接厚度一般在6mm以下的焊件，或厚件的打底焊。利用小角度坡口（窄坡口技术）可以实现90mm以上厚度的窄间隙TIG自动焊。

• 等离子弧焊（PAW）

1. 原理：借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法。
2. 优点：相比于氩弧焊，能量集中、温度高，对大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝；电弧挺度好，等离子弧基本是圆柱形，弧长变化对焊件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以，等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显；焊接速度比氩弧焊快；能够焊接更细、更薄的加工件。
3. 缺点：相比于氩弧焊，设备复杂，费用较高；操作难度大，使用场合受限。
4. 应用：

①穿透型（小孔型）等离子弧焊：利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点，在适当的工艺参数条件下（较大的焊接电流100A～500A），将焊件完全熔透，并在等离子流的作用下，形成一个穿透焊件的小孔，并从焊件的背面喷出部分等离子弧的等离子弧焊接方法。可单面焊双面成形，最适于焊接3～8mm不锈钢，12mm以下钛合金，2～6mm低碳钢或低合金结构钢以及铜、黄铜、镍及镍合金的对接焊。（板太厚，受等离子弧能量密度的限制，形成小孔困难；板太薄，小孔不能被液态金属完全封闭，故不能实现小孔焊接法。）

②熔透型（溶入型）等离子弧焊：采用较小的焊接电流（30A～100A）和较低的等离子气体流量，采用混合型等离子弧焊接的方法。不形成小孔效应。主要用于薄板（0.5～2.5mm以下）的焊接、多层焊封底焊道以后各层的焊接及角焊缝的焊接。

③微束等离子弧：焊接电流在30A以下的等离子弧焊。喷嘴直径很小（Φ0.5～Φ1.5mm），得到针状细小的等离子弧。主要用于焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。

在实际生产制造中，需要综合考虑被焊材料的材质、厚度等因素选用合适的焊接方法，也可选用两种焊接方法组合的方式，提高生产效率的同时保证焊缝合格。