三大主要工艺

MIG、TIG和Stick

焊接工艺有很多，但三个领域占据主导地位。每个工艺都有其优点和不足。

MIG（GMAW，气体金属弧焊）： 一个带线的工艺。机器通过枪管喂入填充线，同时保护焊池不受污染（通常使用阿尔冕-二氧化碳混合气体）。MIG 快速、容易学习，适用于低碳钢和铝的生产工作。它在制造业和汽车修理店是最常用的焊接工艺。

TIG（GTAW，气体钨弧焊）： 精确工艺。非消耗性钨电极创建弧，而焊接工人用另一只手手动喂入填充线。纯阿尔冕保护气体。TIG 产生最干净、最精确的焊接，适用于航空航天、食品级不锈钢和薄壁管道。它是这三个工艺中速度最慢，难度最高的。

电弧焊(SMAW, Shielded Metal Arc Welding): 这是工作马力。电极上的焊丝被涂有焊剂，融化并将填充金属沉积下来，而焊剂则产生自身的防护气体和渣层。无需外部气瓶。电弧焊可以在风雨交加的户外、脏污的金属上、狭窄的空间中工作。管道焊工、结构铁匠和现场维修队伍都依赖于它。

选择正确的焊接过程取决于金属、焊接部位、环境以及质量标准。

选择正确的焊接过程

一个焊接加工车间在一周内完成了三个工作。第一个工作是为食品加工厂焊接不锈钢管道：焊接必须完美无瑕，没有污染。第二个工作是在一个户外桥梁的破裂钢梁上进行修复：在极端寒冷的风中进行。第三个工作是焊接200个相同的低碳钢支架在生产线上。

电弧焊的物理原理

电弧焊时发生了什么

焊接电弧是一种在电极和工作件之间保持间隙的持续电气放电。当电路闭合时，电流通过气体间隙，将其离子化成等离子体：第四种物质状态。

这个等离子体温度在6000到10000华氏度之间，远高于钢的熔点（约2500 F）。强烈的热量形成焊接池：工作件上的一小块融化的金属。

热影响区(HAZ)：周围没有融化的区域，但足够热使金属的微结构发生变化。热影响区可能会变得脆性降低或受损，如果焊接工人应用太多的热量或移动速度过慢。控制热输入是焊接中最重要的技能之一。

防护气体: 熔融金属与空气中的氧气和氮气会发生剧烈反应。氧化会产生孔隙（在焊接中被捕获的微小气体泡沫），使连接变弱。防护气体，如氩气、CO2或混合气体：将焊接池周围的气体替换掉，从而保持焊接池的清洁。

没有防护，焊接池会吸收大气气体，导致产生的焊接具有多个气孔，脆性大，结构上毫无价值。每种焊接过程都有一种形式的防护：MIG和TIG焊接使用外部气体，Stick焊接使用焊剂覆盖。

为什么防护很重要

一名焊工在户外使用MIG焊接轻型钢板。强烈的风从工作区域穿过。焊接弧看起来正常，但当焊工去掉焊渣并检查焊条时，它充满了小孔，外观粗糙且孔隙多。

控制热量

两名焊工在相同的钢板上进行相同的焊接。焊工A以中等安培使用速度较快。焊工B以较高安培使用较慢的速度，将更多的热量输入到金属中。

两者焊接表面看起来都正常，但焊工B的板变形、弯曲，附近的金属呈现污黄色且脆性大。

五种基本焊接接头

金属件的连接方式

每个焊接连接都从金属件之间相对位置的排列开始。有五种基本的连接配置。

边缘接头: 两件放在同一平面上对角。用于板材和管材。结构和压力工作中最常见的接头。对于厚物料通常需要切边(在边缘打磨一个角度)以允许全穿透。

重叠接头: 两件重叠。简单，剪力强度高，常见于薄金属和汽车车身工作。

T型接头: 一个件垂直放置于另一个件上，形成T形。交汇处的焊接通常是斜边焊接。

角型接头: 两件沿着它们的边缘在右角相遇，形成L。用于框架、盒子和封闭物。

边缘接头: 两件平行放置，边缘对齐。主要用于薄金属和低应力应用。

斜边焊接 是在 T 型接头、重叠接头或角型接头的内角上进行的三角形焊接。 groove焊接 将两件在边缘接头中的预先凿好的凹槽之间填充。

焊接符号 在图纸上告诉焊工需要制作什么类型的焊接、焊接的大小、长度和位置。基本符号位于一个参考线上，一个箭头指向接头。焊接类型符号位于参考线上：在下面的线上表示箭头一侧焊接，在上面的线上表示另一侧焊接。

阅读工作

一位结构工程师向您发送了一个钢制桌子框架的图纸。四个由方管制成的腿需要焊接在一个平板上。腿与板的下缘相接的接头将承受桌面上放置任何物品的全重。

焊接的危害和保护

不可推翻的道理

焊接产生的危险可能导致永久性伤害或死亡。安全不是可选项，它是每个专业焊工必须掌握的第一种技能。

紫外线 & 红外线辐射：弧光放出强烈的紫外线，导致弧光眼（光化学炎），感觉像沙子在你的眼睛里，可以导致暂时性失明。长期暴露会导致皮肤灼伤，类似于严重的晒伤。使用正确的焊接镜片（用于弧焊的镜片10-13）焊接安全帽是必需的。自动变暗的安全帽在弧光击中时从轻度变暗到焊接镜片的速度是毫秒级的。

烟雾 & 通风：焊接会挥发金属、焊接粉、& 涂层，产生烟雾，烟雾中含有镍、铬、锌 & 其他有害物质。镀锌钢板（锌合金）产生的烟雾中含有锌氧烟雾，会导致金属烟雾热，发作几小时后出现类似流感的症状。不锈钢烟雾中含有六价铬，一个已知的致癌物质。需要足够的通风、烟雾抽吸或使用呼吸器。

电气危险：焊接机器提供高电流，低电压，但开放电路电压（通常为60-80伏特）可以在潮湿条件下造成致命电击。永远不要在站立水中焊接。检查电缆和连接是否有损坏。工作件必须正确地接地。

火灾 & 烧伤：火花 & 熔融金属可以传输到35英尺。清除焊接区域的可燃物。穿着防火服装，牛皮手套，牛皮靴。焊接近可燃材料时需要进行火灾监测。

PPE总结：正确的焊接安全帽（正确的镜片），安全眼镜，牛皮手套，防火外套或袖子，牛皮靴，密闭空间内使用耳塞，通风不足时使用呼吸器。

安全决策

你来到一个工地，任务是在一个小型机械室内焊接钢手rail的修复部分。这个房间没有窗户，只有一扇门。房间的角落里有10英尺远的纸板箱和油污抹布。地面上有来自最近水管泄漏的水滴。

焊接的职业发展路径

焊接职业和认证

焊接不仅仅是一个职业，它是一个平台，打开了数十个专业化领域的门，其中许多都是高薪且持续受欢迎的。

管道焊接工：在现场将石油、天然气和水管道的部分连接在一起。通常使用Stick或下坡焊接在碳钢管上。管道焊接工经常旅行并获得高额报酬。熟练的管道焊接工每年可收入超过100,000美元。

水下焊接工（超压焊接工）：在离岸平台、船舶船体和水下基础设施上焊接。结合了商业潜水认证与焊接技能。是最高薪资和最危险的焊接专业之一。

航空航天焊接工：使用TIG焊接像钛、Inconel和铝锂这样的异质合金，用于飞机和太空飞船。要求极高的精度和清洁标准。每个焊接都进行检查和记录。

结构钢筋焊接工：在建筑物、桥梁和重型设备上焊接结构钢。通常在梁连接上工作在高处。

认证：美国焊接学会（AWS）管理焊接资格测试。最常见的是AWS D1.1结构焊接代码资格认证。通过认证测试意味着你焊接了一个被弯曲或X光检查过的试验样品。认证是针对工艺、位置和材料的，例如MIG焊接在板材上不包括TIG焊接在管道上。

入门: 社区学院焊接课程（6个月至2年），职业学校课程，以及工会学徒培训（通常为3-5年，包括实习中的付费培训）是主要的入门途径。学徒培训结合了课堂教学与实地焊接实践，受过训练的工人会指导。

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