三大工艺

MIG、TIG和棒状焊接

有数十种焊接工艺，但三种主导了这个行业。每种都有优势和权衡。

MIG（GMAW——气体保护金属弧焊）——一种送丝工艺。机器通过枪输送一个线圈的填充焊丝，同时保护气体（通常是氩气-二氧化碳混合物）保护熔池免受污染。MIG快速、易于学习，非常适合低碳钢和铝的生产工作。这是制造和汽车车身维修店的首选工艺。

TIG（GTAW——气体钨极弧焊）——精密工艺。不消耗的钨电极产生电弧，焊工用另一只手手工输送填充焊条。纯氩气保护气。TIG生产最清洁、最精确的焊接，是航空航天、食品级不锈钢和薄壁管所必需的。这三种中速度最慢，掌握最难。

棒状焊接（SMAW——屏蔽金属弧焊）——主力军。涂有焊剂的电极熔化并沉积填充金属，同时焊剂产生自己的保护气和炉渣层。不需要外部气瓶。棒状焊接在户外风雨中、生锈或脏金属上以及狭小空间中工作。管道焊工、结构钢铁工和现场维修队依靠它。

正确的工艺取决于金属、接头、环境和质量标准。

选择正确的工艺

一个制造厂在一周内收到三份工作。第一份工作是为食品加工厂焊接不锈钢管——焊接必须完全清洁，没有污染。第二份工作是在1月的风中修复户外桥上的裂钢梁。第三份工作是在生产线上焊接200个相同的低碳钢支架。

电弧的物理

当你引燃电弧时会发生什么

焊接电弧是在电极和工件之间间隙上的持续放电。当电路闭合时，电流通过间隙中的气体流动，将其电离成等离子体——物质的第四态。

该等离子体达到华氏6,000至10,000度之间的温度，远高于钢的熔点（约华氏2,500度）。强烈的热量创建了熔池——工件上的小熔融金属水池。

热影响区（HAZ） ——围绕熔池的区域，不会熔化但会变得足够热以改变金属微观结构。如果焊工施加太多热量或移动太慢，HAZ可能会变得脆弱或削弱。控制热输入是焊接中最重要的技能之一。

保护气 ——熔融金属与空气中的氧气和氮气剧烈反应。氧化会产生气孔（困在焊接中的微小气泡）并削弱接头。保护气——氩气、二氧化碳或混合物——置换熔池周围的大气，保持它清洁。

没有保护，熔池会吸收大气中的气体，导致的焊接是多孔的、脆弱的、结构上毫无价值的。每个焊接工艺都有某种形式的保护——MIG和TIG中的外部气体，棒状焊接中的焊剂涂层。

为什么保护很重要

一个焊工在户外的低碳钢板上进行MIG焊接。一阵强风吹过工作区。电弧看起来正常，但当焊工敲掉飞溅物并检查焊珠时，它充满了小孔，看起来粗糙多孔。

控制热量

两个焊工在相同的钢板上进行相同的接头。焊工A快速移动，中等安培数。焊工B缓慢移动，高安培数，将更多热量输入金属。

两个焊接在表面上看起来都可以接受，但焊工B的板是弯曲的，焊接旁边的金属变色并易碎。

五种基本接头

金属件如何结合在一起

每个焊接连接从件如何相互定位开始。有五种基本接头配置。

对接接头 ——两块件边对边放在同一平面中。用于板和管。结构和压力工作中最常见的接头。通常需要斜角（在边缘上磨角度）以允许在厚材料上完全渗透。

搭接接头 ——两块件重叠。简单、剪切强度高、在薄板金属和汽车车身工作中常见。

T形接头 ——一块件垂直于另一块，形成T形。焊接通常是在交叉处的角焊缝。

角接头 ——两块件在其边缘以直角相交，形成L形。用于框架、盒子和外壳。

边接头 ——两块件平行放置，边对齐。主要用于薄板金属和低应力应用。

角焊缝 是沉积在T形接头、搭接接头或角接头的内角中的三角形焊缝。坡口焊缝 填充对接接头中两块件之间的准备好的坡口（斜角）。

蓝图上的焊接符号确切地告诉焊工要进行什么类型的焊接、其大小、长度和位置。基本符号坐在参考线上，箭头指向接头。焊接类型符号放在参考线上——线下方意味着在箭头侧焊接，线上方意味着在另一侧焊接。

读取工作

一个结构工程师给你发送一个钢桌框架的图纸。四条由方形管道制成的腿必须焊接到平板顶部。腿与板的底部相接的接头将承受放在桌子上的任何东西的全部重量。

焊接危害和保护

不容商量的事项

焊接产生可能导致永久伤害或死亡的危害。安全不是可选的——这是每个专业焊工掌握的第一项技能。

紫外线和红外线辐射 ——电弧发出强烈的紫外线，导致电弧眼（光角膜炎），感觉像沙子在你的眼睛中，可能导致暂时失明。长期暴露会导致类似严重晒伤的皮肤烧伤。必须使用带有正确遮光镜片的正确焊接头盔（弧焊遮光度10-13）。自动变暗头盔在电弧引燃时在毫秒内从浅色遮光切换到焊接遮光。

烟雾和通风 ——焊接蒸发金属、焊剂和涂层，产生含有锰、铬、锌和其他有毒物质的烟雾。镀锌钢（镌金属涂层）产生氧化锌烟雾，导致金属烟雾热——在暴露后数小时出现的类流感症状。不锈钢烟雾含有六价铬，一种已知的致癌物。需要足够的通风、烟雾提取或呼吸器。

电气危害 ——焊接机提供相对较低电压的高电流，但开路电压（通常为60-80伏）可以在潮湿条件下造成致命电击。永远不要在静水中焊接。检查电缆和连接是否损坏。始终正确接地工件。

火灾和烧伤 ——火花和熔融金属可传播至35英尺。清除该区域的易燃物质。穿着阻燃衣、皮手套和皮靴。当在可燃材料附近焊接时，需要进行火灾观察。

个人防护装备总结：焊接头盔（正确遮光度）、下面的安全眼镜、皮手套、阻燃夹克或袖子、皮靴、在封闭空间中的耳保护、以及当通风不足时的呼吸器。

安全决定

你到达一个工作现场，要在一个小机械室内的钢扶手上进行焊接修复。房间没有窗户，只有一扇门。房间角落里存放了纸箱和油布，距离焊接位置约10英尺。地板上有一些来自最近管道泄漏的水坑。

焊接把你带到哪里

焊接职业和认证

焊接不是一个职业——它是一个打开许多专业大门的平台，其中许多都是高薪和持续需求的。

管道焊工 ——在现场连接油气和水管道的截面。通常是低碳钢管上的棒状焊接或下坡焊接。管道焊工不断旅行并获得溢价。一个熟练的管道焊工每年可以赚取超过100,000美元。

水下焊工（高压焊工） ——在海上平台、船体和水下基础设施上焊接。结合商业潜水认证与焊接技能。最高薪和最危险的焊接专业之一。

航空焊工 ——在飞机和航天器上对钛、镍基高温合金和铝锂等异国合金进行TIG焊接。极端的精确度和清洁度标准。每个焊接都被检查和记录。

结构钢铁工-焊工 ——在建筑物、桥梁和重型设备上焊接结构钢。通常在梁连接处高处工作。

认证 ——美国焊接学会（AWS）管理焊工资格测试。最常见的是AWS D1.1结构焊接代码资格。通过认证测试意味着你焊接了一个被弯曲或X射线和通过检查的试验样品。认证特定于工艺、位置和材料——对板的MIG认证不涵盖管上的TIG。

开始 ——社区大学焊接课程（6个月至2年）、职业学校课程和工会学徒制（通常为3-5年，付费在职培训）是主要入场点。学徒制将课堂教学与工人的实际焊接工作相结合。

规划你的路径

将焊接连接到你的未来

你现在知道了主要的焊接工艺、电弧的物理、接头如何设计以及行业要求的安全规范。