几种典型焊接方法的分析与比较
摘要：现如今，我国是现代化快速发展的新时期，现代工业离不开焊接技术，
选用合理的焊接方法对高质量的焊接件尤为重要。论文阐述了焊接的概念、优缺
点及分类，对几种典型焊接方法的工艺特点及应用进行了比较和分析，以期为焊
接方法的选择提供参考。
关键词：焊接方法；分析；比较
引言
作为我国国民经济发展的重要组成部分，工程机械的发展一直是国家重点关注的方面，
而其中焊接技术作为重要的技术一直备受关注，机械加工技术的高低直接影响到一个国家的
综合实力高低的重要指标。伴随着我国经济水平的进一步提高，城市化进程的速度也在加快，我国机械行业中的焊接水平也在不断进步，由传统的手工焊接变为现在的自动化焊接，极大
的提高了工作效率，促进了产品质量的提高，节省了生产成本，提高了经济效益。
1焊缝缺陷形成机理
激光焊接过程中熔池中缺陷的形成机理不仅受到制造业，也受到材料和物理学等各方面
广泛关注。在评价激光焊接质量中，需要找出导致熔区产生异常的原因并研究传感数据信息
与焊接缺陷产生的关系。研究了压铸镁合金激光焊接过程中气孔的形成机理和解决这一问题
的方法。根据其所提出的结论，由于加热和等离子体羽流压力的降低，预先存在的小气孔聚
结和膨胀将会导致熔合区气孔率的增加。此外，焊接时小孔的稳定性并不是形成气孔的主要
因素，而是由激光功率所决定，熔合区的气孔率随着热输入的减少而减少。最后，激光束能
量的控制对熔合区再熔化，可以进一步消除气孔的数量，从而降低气孔率。研究员认为焊缝
中的较大的气孔率和焊缝熔透是由焊接时小孔不稳定性引起的。在完全凝固之前，小孔的坍
塌速度太快，无法使熔化的金属流入孔的中心。此外，通过控制激光束的离焦量和焊接速度，可以最大限度地增加小孔的稳定性。实际中进行了更多类似的实验研究，这些研究确定了工
艺参数、是否熔透和气孔率形成之间的关系。最后，通过使用光电二极管、光谱仪、高速摄
像机和Ｘ射线设备结合图像处理算法可识别材料表面和内部的２００μｍ气孔，从而对焊接
质量进行评价。另一方面，研究了热裂纹现象的明确机理。大多数形式的裂纹是由于焊接金
属冷却时产生的收缩应变引起的。有两种相反的力存在，即由金属收缩引起的应力和材料的
刚性。收缩应力随收缩金属体积的增大而增大。并通过建立简化模型，研究熔池凝固速率与
产生裂纹区长度之间的关系。结果表明，较高的凝固速率会导致了较大的体积变化，而易损
区长度的减小会导致了熔池中液体流量的增加。因此，为了消除热裂纹，当凝固速度较高时，就需要更大的液体流量或较小的易损区。利用1064ｎｍ脉冲Ｎｄ：ＹＡＧ激光器和980ｎｍ
的低功率二极管激光器在空间上叠加焊接，从而提高了工艺效率和焊缝质量并且显著减少了
热裂纹现象。
2典型焊接方法的比较
2.1手工电弧焊
手工电弧焊是利用焊条与焊件间的电弧作为热源，熔化焊条与母材，形成焊缝的一种焊
接方法。手工电弧焊常用的设备是交流弧焊机和直流弧焊机。交流弧焊机空载电压一般是50～80V，工作电压一般是30V，电流调节范围一般是45～320A，焊条与焊件之间产生的电
弧温度一般在6000～8000℃，此高温使两焊件接口及焊条迅速熔化，冷却后形成牢固的焊接
接头。其优点为：①操作灵活、适应性强，适用于各种接头形式的焊接，如对接、角接、搭接、T形接头等，适用于各种空间位置的焊接，如立焊、平焊、横焊、仰焊等；②待焊接头
装配要求低，因为焊接过程是由焊工手工控制的，可以随时调整运条的姿势和电弧的位置，
随时调整焊接的参数，以保证跟踪接缝及均匀熔透；③无论是交流还是直流电源，设备结构
简单且轻便，便于现场的维护与维修。其缺点为：生产效率较低、劳动条件差，焊缝的主要
缺陷有气孔、夹渣、未焊透、咬边及裂缝等。手工电弧焊应用范围广，几乎所有金属都可以
用手工焊进行操作，但是需要对应使用满足要求的焊条。手工电弧焊尤其适用于短焊缝、不
规则焊缝的焊接。
2.2抗拉强度
采用25mm引伸计或者50mm引伸计或者不用引伸计进行测试，所获得的抗拉强度Ｒm
几乎没有差异，这是由于引伸计的使用主要是为了准确测试屈服强度，而抗拉强度的测试结
果不受其影响。对比接头横向拉伸抗拉强度与母材抗拉强度、全焊缝抗拉强度的区别，可以
发现接头横向拉伸的测试结果介于后两者之间。与母材相比，填充金属的抗拉强度更低，所
以接头横向拉伸的抗拉强度也低于母材的，且断于焊缝区;而与全焊缝试样相比，虽然接头横
向拉伸断于焊缝区，但试验结果高于全焊缝试样的22～25MPa，这是由于试板的焊缝宽度仅
约14mm，在变形的过程中，焊缝两侧强度较高的母材对焊缝的变形起到了极大的拘束作用，限制了焊缝的断裂过程，需要更大的载荷才能够将其拉断，最终导致抗拉强度有所升高。
2.3组对点焊
为了能够保证整个焊接工作高质量完成，那么在正式焊接之前，工作人员需要先全部对
应所有的焊接件，将其处于整体性的组对点焊。在对所有焊接位置关系进行核对以后，工作
人员可以借助手动划线的形式，虽然该手段比较的简单，但是却增加了工作人员的任务量，
不仅不能快速的进行生产，而且更是导致组对环节存在较多的错误问题，不利于产品一致性
目标的完成。如果后期工作人员采取机器设备的形式开展焊接处理，此时如果面对较大数量
的工件，那么可以借助拼点工装的形式加以组对操作。在长期以来的运用发现，该种形式不
仅有着较高的准确性，而且整个过程也能够快速进行，唯一的缺点就是需要工装进行辅助。
因此，当前我国行业领域内拼点工装组对形式应用较少。
2.4熔化极气体保护焊
熔化极气体保护焊是利用保护气体进行保护焊接区的一种电弧焊。保护气体使空气隔绝，是金属熔池的保护层。采用的气体主要有惰性气体、氧化性气体，还原性气体等。熔化极气
体保护焊是把可以熔化的金属焊丝作为电极，由气体作为保护的电弧焊。焊接时，通过软管束，把保护气体、焊接电流以及焊丝送入焊枪，焊枪的喷嘴把保护气体连续喷出，送丝机构
通过焊枪的导电咀滑动接触面，把焊接电流输送到焊枪中移动的焊丝上，使焊丝和工件之间
产生可见的燃烧电弧，电弧的温度可高达10000℃，此高温使焊丝和工件熔化进行焊接。焊
接有色金属时，惰性气体可以保护熔池，使之避免受到空气的侵入；在焊接碳钢、低合金钢
以及高合金钢时，把焊丝通过导电咀输送到距电弧很近的部位，可提高焊丝的电流承载能力，也可以提高熔敷率。这种焊接因为有惰性气体的保护，既不会形成熔渣，也不会使焊缝的表
面氧化，焊接质量好，生产率高，绿色环保，但是抗风能力差，焊接设备较复杂、气体价格贵。适用范围广：适用于工件厚度在0.6～100mm的全位置连接焊接；适用于几乎所有金属，特别适合有色金属Al、Mg及其合金的焊接。
结语
综上所述，本文探讨了几种典型的焊接方法及其工艺特点，不同的焊接方法有不同的优
缺点及应用方向，所以要选择何种焊接方法主要取决于焊接场合的技术性和经济性要求。当然，无论选用何种焊接方法，都必须注意安全防护，遵守安全操作规则。
