将金属件切割成所需尺寸后,下一步就是将它们连接起来。钣金连接使产品工程师能够连接单独的金属部件,从而形成复杂的功能结构。
主要的钣金连接技术包括铆接、粘合、螺纹组件和钣金焊接。本文重点介绍最常见、最有效的连接技术之一:钣金焊接。
钣金焊接是汽车、航空航天、建筑、电器和制造等行业必不可少的工艺。要获得高质量的焊接,您需要深入了解不同的钣金焊接方法。电子束焊接就是这样一种方法,它是一种高精度技术,适用于碳钢、钛、不锈钢和铝等坚硬金属以及热塑性塑料。激光焊接是钣金焊接中使用的另一种先进技术。在这些过程中,熔融金属凝固形成坚固的焊缝。
作为一名经验丰富的工程师,我将指导您完成钣金焊接工艺和行业中使用的各种方法。了解每种技术的实用焊接技巧,并学习如何为您的项目选择正确的方法。
什么是钣金焊接?
钣金焊接 是一种使用压力、热量或两者将两片或多片薄金属片熔合在一起的连接技术。这使制造商能够制造所需的金属结构、部件和组件。
金属板焊接在高温下进行。工件被加热到熔点,形成焊接池。当熔融金属冷却下来时,它会凝固成一个整体,形成焊缝。与其他常见的焊接材料相比,金属板的显著特点之一是其厚度较薄。因此,金属板焊接采用独特的方法。
方法 钣金焊接
钣金焊接 根据所使用的能源,焊接可分为不同的类别。在焊接过程中,当金属熔化并融合在一起时会形成“焊接熔池”。在本节中,我将讨论五种最常见的钣金焊接方法、它们的操作原理、优点、缺点和应用。
其中一种方法是 钣金焊接 是电阻焊接,其利用电流通过两个或多个金属表面接触产生的电阻来产生热量。
金属惰性气体焊接 是一种气体保护金属电弧焊 (GMAW),利用电流在惰性保护气体下形成焊接接头。在焊接过程中 MIG焊接工艺连续实心焊丝电极通过焊枪送入,使其加热并连接金属件。金属丝既是电极,又是熔化成焊缝的填充金属。
MIG焊接 焊接是在惰性气体的保护下进行的,以防止熔融金属与氧气或其他污染物发生反应。常用的保护气体包括氦气和氩气。为了获得最佳效果,焊工必须保持稳定的手和合适的焊枪位置。一般建议枪尖和金属之间的距离不超过 3/4 英寸。这可确保惰性气体充分保护焊接熔池并有助于形成干净的焊道。
MIG 焊接是一种多功能工艺,可用于从铝和钢到铜和镍合金等不同金属。
MIG 焊的优点
MIG 焊接是一种简单的工艺。它既适合经验丰富的焊工,也适合初学者。
它可以形成牢固的焊接接头。
MIG 焊接是一种快速且安全的技术。
这是一个使用相对便宜的设备且具有成本效益的工艺。
焊接部件仅需轻度清洁和精加工(如果有的话)。
MIG 焊接的缺点
MIG 焊接的精确度低于其他金属板焊接技术。
这种焊接方法需要定期更换气瓶,导致机器停机。
钨极惰性气体焊接,也称为气体钨极电弧焊接,是一种使用非消耗性钨电极和惰性气体加热和熔化金属板的焊接技术。在此焊接过程中,电极和工件产生高温电弧,加热并熔化工件。焊工手动将填充材料添加到熔池中以加固焊缝。冷却后,该焊接池形成牢固的结合。即使在焊接薄金属和精密部件时,TIG 焊接也以其出色的精度而闻名。它可以实现更好的控制,因此可以产生具有出色焊接渗透性的高质量焊缝。
TIG 焊接与 MIG 焊接类似,都使用惰性气体保护焊接区免受大气污染。这两种工艺之间的一个显著区别是 TIG 焊接依赖于非消耗性钨电极,而 MIG 焊接需要消耗性电极。TIG 焊接通常也比 MIG 焊接更坚固。
TIG 焊的优点
创建精确、高质量的焊接接头。
该工艺适用于多种金属,包括钢、铝和镍合金。
由于其卓越的精度,对于薄材料非常有效。
焊接过程清洁,火花和飞溅最少。
TIG 焊接的缺点
与 MIG 焊接不同,TIG 焊接是一个相对较慢的过程。
您需要具备相关技能和专业知识才能使用此技术成功地连接金属。
与 MIG 焊接相比,这种方法需要更昂贵的设备。
焊条焊接是最早的电弧焊接形式之一。这种手工工艺使用覆盖一层焊剂的消耗性电极来焊接金属件。焊条焊接也称为屏蔽金属电弧焊 (SMAW) 或手工金属电弧焊 (MMA)。
在此过程中,电极与金属工件接触会点燃电弧。电流流过电极,熔化材料并形成焊缝熔池。焊剂涂层的作用与 TIG 和 MIG 焊接中的保护气体相同。它形成一团气体,保护焊接区免受污染。然而,这种焊剂最终会变成需要从焊接部分去除的炉渣。
焊条焊接用于生产和修补焊接,在钢铁制造行业有着广泛的应用。
焊条焊接的优点
创建具有良好机械性能的坚固焊缝。
焊条焊接不受焊接点的氧化、油漆、铁锈、氧化皮或油脂的影响。
支持高效的户外焊接。焊条焊接不需要保护气体,并且不受恶劣天气条件的影响。
它可用于绝大多数金属部件。
焊条焊接设备操作方便、价格实惠、且便于携带。
焊条焊接的缺点
焊条焊接是一种手工工艺,不易实现机械化。
它通常被认为是一种较慢的焊接技术。
焊条焊接会产生焊渣,焊接完成后需要将其清除。清理时间的增加会降低该过程的整体效率。
等离子弧焊是另一种常见的工艺,它使用非消耗性钨电极和等离子焊枪来连接金属。这种弧焊工艺需要四个关键组件:
等离子弧焊枪——这种设计独特的焊枪内装有钨电极。
保护气体供应——惰性气体,例如氩气和氦气,包裹焊接区,防止与大气气体发生反应。
等离子气体供应——惰性气体在焊枪内部被加热到极高的温度,从而将其转化为等离子。
电源——等离子弧焊依靠高功率直流电。
在等离子弧焊过程中,直流电流在钨电极和金属工件之间产生电弧。电弧使气体粒子电离,将其变成等离子体。热等离子体负责加热、熔化和熔合金属片。焊工将在必要时手动送入填充金属。
等离子弧焊非常适合薄金属和需要深而窄的焊缝的应用。它可用于焊接不锈钢、铝、合金钢、铜、碳钢和铅。
等离子弧焊的优点
等离子弧焊接既速度快,又精度高。
它能够焊接坚硬的金属。
由于现代等离子枪,该焊接过程可以实现自动化。
与其他金属板焊接方法不同,该技术对可行的焊接位置没有限制。
等离子弧焊的缺点
需要昂贵的设备。
等离子弧焊需要高技能的操作员。
该过程会发射紫外线(UV)辐射。
气焊是焊接金属板最常用的技术之一,可形成牢固的焊缝。它涉及燃烧气体燃料以产生热量。这种热量用于部分熔化薄金属片,以在接缝处形成焊池。当熔池冷却并凝固时,它会融合两种金属,形成牢固的焊缝。
根据所使用的燃料气体,气焊可分为不同的类别。常见的气焊类型包括:
氧乙炔气焊
氧-汽油气焊
氢气焊接
MAPP气焊
丁烷或丙烷焊接
理想的焊接火焰温度会因工件材料而异。焊工火焰移动的速度也会影响焊接质量。如果移动得太快,加热不足会导致焊接不完整。相反,如果火焰停留时间过长,可能会在工件上烧出一个洞。
气焊的优点
适用于黑色金属板和有色金属板。
由于气焊不依赖电力,因此可以在偏远地区使用。
简单的流程,即使新手也容易掌握。
气焊设备是便携式的。
气焊的缺点
气焊比其他焊接技术慢。
由于缺乏焊剂保护,可能会产生焊接缺陷。