如何焊接

焊接是一项通过加热或加压使金属材料永久连接的专业技术。本文系统介绍焊接原理、设备分类、安全规范及十二种核心工艺，涵盖电弧焊、气体保护焊等常见技术，并提供操作要点与质量检验方法，帮助初学者建立全面认知框架。

       焊接作为现代制造业的基石技术，本质上是通过热源或压力使金属原子间形成永久性结合的过程。根据中国机械工程学会焊接分会发布的《焊接手册》，成功的焊接操作需同时兼顾设备选型、材料特性、工艺参数三大要素。本文将遵循由基础到进阶的逻辑框架，系统解析焊接技术的核心要点。

       焊接基本原理与冶金学基础

       金属焊接的本质是在热源作用下使母材与填充材料共同熔化为液态熔池，冷却结晶后形成冶金结合。根据热力学原理，当金属温度达到固相线以上时，晶界结构开始重组，原子获得足够动能实现扩散连接。需要注意的是，不同金属的导热系数、热膨胀系数和熔点差异会直接影响焊接工艺选择，例如铜合金所需热输入量较钢材高出50%以上。

       焊接设备分类与选型指南

       常见焊接设备可分为电弧焊机、气体保护焊机、电阻焊机三大类别。手工电弧焊设备成本低廉且便于移动，适合户外作业；熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）设备配备送丝机构和保护气系统，适用于不锈钢和铝合金焊接；钨极惰性气体保护焊（TIG焊）设备则能提供更精准的热控制，适合薄板焊接。根据国家标准《GB/T 8118-2010》规定，焊机额定负载持续率应不低于60%，以确保设备持续工作稳定性。

       个人防护装备标准配置

       焊接操作必须配备符合国家强制标准《GB 3609.1-2018》的防护装备。自动变光焊接面罩需具备UV/IR双重过滤功能，防护手套应使用阻燃皮革材质且长度不少于300毫米。焊接防护服需覆盖所有裸露皮肤，特别注意配备防紫外线的侧遮光护目镜以防电弧灼伤眼角膜。

       焊接环境安全规范

       作业场所必须保持强制通风系统持续运行，空气中臭氧浓度需控制在0.1mg/m³以下。根据《焊接作业安全规程》，工作点周围10米内应配置干粉灭火器，易燃物需保持至少15米安全距离。地线连接必须直接夹持在工件上，避免通过工作台间接导电产生火花。

       焊材选用原则与方法

       焊条型号选择需遵循“等强度匹配”原则，普通碳钢选用E43系列焊条，低合金高强钢则需匹配E50及以上系列。焊条直径与板厚关系应符合1:4比例原则，3.2毫米焊条适用于12毫米以下板材。保管时需严格执行350℃×1小时的烘干工艺，防止焊条药皮吸潮导致气孔缺陷。

       接头形式与坡口设计

       常见接头形式包含对接、角接、搭接和T型接四种基本类型。板厚超过6毫米时应开设V型坡口，角度保持在60°±5°范围，钝边尺寸控制在1.5-2毫米之间。对于厚度大于20毫米的板材，建议采用X型双面坡口设计以减少焊接变形量。

       手工电弧焊操作要领

       引弧时采用划擦法保持焊条与工件20°夹角，维持2-3毫米弧长。运条手法根据焊缝位置调整：平焊采用直线形运条，立焊使用锯齿形摆动，横焊则用斜锯齿手法。收弧时需回焊15毫米左右并填满弧坑，防止产生裂纹缺陷。

       气体保护焊技术要点

       MAG焊（活性气体保护焊）采用82%氩气+18%二氧化碳的混合气体，保护气流量调节范围为15-20升/分钟。焊枪角度保持后倾10°-15°，导电嘴距工件距离控制在10-15毫米。特别注意在室外作业时需设置防风屏障，风速超过2米/秒即会影响气体保护效果。

       钨极惰性气体保护焊精密控制

       TIG焊采用钍钨极或铈钨极，尖端需打磨成20°圆锥形。对于2毫米以下薄板，采用直径1.6毫米焊丝，电流调节范围40-80安培。添加焊丝时需将填充丝置于熔池前沿，采用脉冲电流可有效控制热输入，减少薄板变形风险。

       常见缺陷成因与防治

       气孔多因保护气不足或焊材潮湿所致，裂纹通常源于焊速过快或冷却速度不当。夹渣缺陷可通过调整焊条角度至70°-80°来预防，未熔合问题需通过提高电流20%或降低焊速解决。所有缺陷修复前必须彻底清除缺陷部位，禁止直接覆盖焊接。

       焊缝质量检验方法

       外观检验依据《GB/T 3375-94》标准，使用焊接检验尺测量余高、宽度和错边量。无损检测中渗透探伤适用于表面缺陷检测，超声波探伤可发现内部夹渣和气孔。重要结构需进行X射线探伤，Ⅱ级及以上为合格标准。

       异种金属焊接特殊工艺

       不锈钢与碳钢焊接需采用309型过渡层焊材，先在不锈钢侧堆焊隔离层。铜钢焊接时需将电弧偏向铜侧（约70%热量），预热温度升至300℃以减少热应力。铝钢连接只能采用钎焊或机械连接方式，不可直接熔焊。

       焊接变形控制技术

       采用分段退焊法可将长焊缝分为若干200毫米段进行跳焊。反变形法需预先使工件产生与焊接变形相反的挠曲，反变形量一般为预计变形的1.2倍。刚性固定法使用夹具约束变形，但会导致较高残余应力，需配合后续热处理消除。

       先进焊接工艺发展

       激光-电弧复合焊将激光与MAG电弧结合，熔深可达传统焊接的3倍以上。搅拌摩擦焊通过机械搅拌实现固态连接，特别适合铝合金等轻金属材料。电子束焊在真空环境中进行，能实现深宽比20:1的超深熔焊，已广泛应用于航空航天领域。

       掌握焊接技术需要理论知识与实践操作的紧密结合。建议初学者从碳钢平焊开始，逐步掌握立焊、横焊等位置焊接技术，最后过渡到不锈钢、铝合金等特殊材料。每次操作后应详细记录工艺参数并分析焊缝成形质量，通过持续改进提升技能水平。焊接技能的精进永无止境，唯有秉持工匠精神，方能在火花飞溅间成就完美连接。