三大主要工藝

MIG、TIG 和電極棒

有許多焊接工藝，但三種主導了這個行業。每一種都有優勢和折衷方案。

MIG（GMAW——氣體金屬弧焊）——一種送絲工藝。機器通過槍嘴送進一軸填充絲，同時屏蔽氣體（通常是氬氣-二氧化碳混合氣）保護熔池免受污染。MIG 速度快、易於學習，非常適合在軟鋼和鋁上進行生產工作。它是製造業和汽車車身維修店的首選工藝。

TIG（GTAW——氣體鎢極弧焊）——精密工藝。非消耗鎢電極產生電弧，焊工用另一隻手手工送填充棒。純氬氣屏蔽氣體。TIG 產生最乾淨、最精準的焊縫，是航空航天、食品級不鏽鋼和薄壁管道所必需的。它是三者中最慢的，也是最難掌握的。

電極棒（SMAW——屏蔽金屬弧焊）——多面手。助焊劑包裹的電極熔化並沉積填充金屬，助焊劑本身產生屏蔽氣體和爐渣層。不需要外部氣瓶。電極棒在風雨中可在戶外使用，可用於生銹或髒污的金屬，可用於狹小空間。管道焊工、結構鋼鐵工人和現場維修人員依賴它。

正確的工藝取決於金屬、接頭、環境和質量標準。

選擇正確的工藝

一家製造廠在一週內承接三項工作。第一項是在食品加工廠焊接不鏽鋼管道——焊縫必須完全潔淨，沒有污染。第二項是在一月的大風中修復室外橋樑上的裂開鋼樑。第三項是在生產線上焊接 200 個相同的軟鋼支架。

電弧物理

當你擊打電弧時會發生什麼

焊接電弧是電極和工件之間間隙上的持續電放電。當電路閉合時，電流流過間隙中的氣體，將其電離成等離子體——物質的第四態。

那個等離子體達到華氏 6,000 至 10,000 度，遠高於鋼的熔點（約華氏 2,500 度）。強烈的熱量在工件上產生熔池——一個小的熔融金屬水坑。

熱影響區 (HAZ)——圍繞熔池的區域，不會熔化但會變得足夠熱以改變金屬微觀結構的區域。如果焊工施加過多熱量或移動太慢，HAZ 可能會變脆或變弱。控制熱輸入是焊接中最重要的技能之一。

屏蔽氣體——熔融金屬與空氣中的氧氣和氮氣反應劇烈。氧化會產生孔隙（在焊縫中被困的微小氣泡）並削弱接頭。屏蔽氣體——氬氣、二氧化碳或混合氣——置換熔池周圍的大氣，使其保持潔淨。

沒有屏蔽，熔池會吸收大氣氣體，最終的焊縫多孔、脆弱且結構上無用。每種焊接工藝都有某種形式的屏蔽——MIG 和 TIG 中的外部氣體，電極棒中的助焊劑涂層。

屏蔽為什麼重要

焊工在軟鋼板上運行 MIG。一陣強風吹過工作區域。電弧看起來正常，但當焊工敲掉飛濺並檢查焊珠時，它充滿微小孔洞，看起來粗糙多孔。

控制熱量

兩名焊工在相同的鋼板上運行相同的接頭。焊工 A 以適度的安培數快速移動。焊工 B 以高安培數緩慢移動，向金屬投入了更多的熱量。

兩根焊縫在表面上看起來都可以接受，但焊工 B 的板子彎曲和變形，焊縫旁邊的金屬變色了並變脆了。

五種基本接頭

金屬如何連接在一起

每個焊接連接都始於金屬片相對於彼此的位置。有五種基本接頭配置。

對接接頭——兩塊在同一平面上邊緣靠邊排列的金屬。用於板和管。結構和壓力工作中最常見的接頭。通常需要倒角（在邊緣上磨出一個角度）以允許厚金屬的完全熔透。

搭接接頭——兩塊金屬重疊。簡單、在剪切方面很牢固，在薄板和汽車車身工作中很常見。

T 形接頭——一塊金屬設置垂直於另一塊金屬，形成 T 形。焊縫通常是在交叉處的角焊縫。

角形接頭——兩塊沿著邊緣相交的金屬成直角，形成 L 形。用於框架、盒子和外殼。

邊緣接頭——兩塊平行設置邊緣對齊的金屬。主要用於薄板和低應力應用。

角焊縫是沉積在 T 形接頭、搭接接頭或角形接頭的內角的三角形焊縫。溝槽焊縫填充兩塊金屬之間的準備好的溝槽（倒角）。

焊接符號在藍圖上告訴焊工確切要進行什麼類型的焊接、其大小、長度和位置。基本符號位於參考線上，箭頭指向接頭。焊接類型符號位於參考線上——線以下表示在箭頭側進行焊接，線以上表示在另一側進行焊接。

讀取工作

結構工程師為你發送了一份鋼製桌框的圖紙。四根由方形管組成的腿必須焊接到平板頂部。將腿連接到板下面的接頭將承受放在桌子上的任何東西的全部重量。

焊接危害和防護

不可商議的事項

焊接產生可能導致永久傷害或死亡的危害。安全不是可選的——它是每個專業焊工首先掌握的技能。

紫外線和紅外輻射——電弧發出強烈的紫外線光，導致電弧眼（光角膜炎），感覺像眼睛裡有沙子，可能導致暫時性失明。長期暴露會導致類似嚴重曬傷的皮膚灼傷。適當的焊接頭盔，配上正確的遮陽鏡片（弧焊時陰影 10-13）是強制性的。自動變暗頭盔在電弧擊打時在幾毫秒內從淺色變為焊接色。

煙霧和通風——焊接使金屬、助焊劑和涂層蒸發，產生含有錳、鉻、鋅和其他有毒化合物的煙霧。鍍鋅鋼（鋅涂層）產生氧化鋅煙霧，導致金屬煙霧熱——在暴露後數小時內發生的流感樣症狀。不鏽鋼煙霧含有六價鉻，一種已知致癌物。需要充分的通風、煙霧提取或呼吸器。

電気危害——焊接機器以相對較低的電壓供應高電流，但開路電壓（通常為 60-80 伏）在潮濕條件下可能傳遞致命衝擊。永遠不要在積水中焊接。檢查電纜和連接是否損壞。始終正確接地工件。

火災和灼傷——火花和熔融金屬可以傳播到 35 英尺遠。清除該區域的易燃物品。穿著阻燃衣物、皮革手套和皮革靴子。在易燃材料附近焊接時需要火焰監視。

PPE 總結：焊接頭盔（正確的陰影）、下面的安全眼鏡、皮革手套、阻燃夾克或袖子、皮革靴子、在密閉空間內的耳朵保護，以及通風不足時的呼吸器。

安全決策

你到達了一個工作地點，在一個小機械室內進行鋼製欄杆的焊接修復。房間沒有窗戶，只有一扇門。紙箱和油漬抹布存放在距離焊接位置約 10 英尺的角落。地板上有來自最近管道洩漏的一些水坑。

焊接將你帶往何處

焊接職業和認證

焊接不是一個職業——它是一個平台，開啟了通往幾十個專業的大門，其中許多薪資豐厚且需求恆定。

管道焊工——在現場連接油、氣和水管線。通常在碳鋼管上進行電極棒或向下傾斜焊接。管道焊工經常旅行，並獲得高級薪酬。一名熟練的管道焊工每年可以賺取超過 100,000 美元。

水下焊工（高壓焊工）——在海上平台、船殼和水下基礎設施上進行焊接。結合了商業潛水認證和焊接技能。最高薪酬和最危險的焊接專業之一。

航空航天焊工——在鈦、Inconel 和鋁-鋰等異國合金上進行 TIG 焊接，用於飛機和航天器。具有極端精度和潔淨度標準。每一個焊縫都進行檢查和記錄。

結構鋼鐵焊工——在建築、橋樑和重型設備上焊接結構鋼。通常在梁連接處的高處工作。

認證——美國焊接協會 (AWS) 管理焊工資格考試。最常見的是 AWS D1.1 結構焊接代碼資格。通過認證測試意味著你焊接了一個被彎曲或 X 光檢查並通過檢查的測試試件。認證特定於工藝、位置和材料——板上 MIG 的認證不涵蓋管道上的 TIG。

入門——社區學院焊接課程（6 個月至 2 年）、貿易學校課程和工會學徒制（通常 3-5 年，帶有有薪在職培訓）是主要的入口點。學徒制將教室指導與在娼婦下的現實世界焊接相結合。

規劃你的路徑

將焊接與你的未來相關聯

你現在知道了主要焊接工藝、電弧物理、接頭設計方式，以及行業要求的安全紀律。