无缝焊接

焊接方式

无缝焊接原理是气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊，它是利用电弧作为热源，气体作为保护介质的熔化焊。在焊接过程中，保护气体在电弧周围造成气体保护层，将电弧、熔池与空气隔开，防止有害气体的影响，并保证电弧稳定燃烧。气体保护焊，可以按电极的状态、操作方式、保护气体种类、电特性、极性、适用范围等不同加以分类。

原理

根据具体情况的不同，气体保护焊可采用不同的气体，常用的保护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氢气及混合气体。气体保护焊的优点是：电弧线性好，对中容易，易实现全位置焊接和自动焊接；电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂能力强，焊缝质量好。缺点是不宜在有风的场地施焊，电弧光辐射较强。本节着重介绍氩弧焊和二氧化碳气体保护电弧焊。

氩弧焊

氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。

非熔化极氩弧焊的工作原理及特点

非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。

技术特点

(1)可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金。惰性气体氩或氦即使在高温下也不与化学性质活泼的铝、钛、镁、铜、镍及其合金起化学反应，也不溶于液态金属中。用熔渣保护的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很难焊接这些材料，或者根本不能焊接。

(2)可获得体质的焊接接头。用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高，气体和气体金属夹杂物少，焊接缺陷少。对焊缝金属质量要求高的低碳钢、低合金钢及不锈钢常用这种焊接方法来焊接。

(3)可焊接薄件、小件。

(4)可单面焊双面成形及全位置焊接。

(5)焊接生产率低。

钨极氩弧焊所使用的焊接电流受钨极载流能力的限制，电弧功率较小，电弧穿透力小，熔深浅且焊接速度低，同时在焊接过程中需经常更换钨极。

熔化极氩弧焊的工作原理及特点

焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如Ar 80%+CO220%的富氩保护气。通常前者称为MIG，后者称为MAG。从其操作方式看，应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。

熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比，有如下特点。

(1)效率高因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。

(2)需加强防护因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。

3．保护气体

(1)最常用的惰性气体是氩气。它是一种无色无味的气体，在空气的含量为0．935%(按体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间。氩是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。

我国均采用瓶装氩气用于焊接，在室温时，其充装压力为15MPa。钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为：Ar≥99．99%；He≤0．01%；O2≤0．0015%；H2≤0．0005%；总碳量≤0．001%；水分≤30mg/m3。

氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大25%，在平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下也不和金属发生化学反应，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。

氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就非常稳定。

技术类别

焊接钢管按工艺区分主要有电阻焊(ERW)、螺旋埋弧焊(SSAW)和直缝埋弧焊(LSAW)三种工艺。这三种工艺生产的焊管，因其原料、成型工艺、口径大小以及质量的不尽相同，在应用领域里各有定位，各有千秋。但究其发展来看，Ф273mm以上大口径焊管，近年来新增产能过于集中，已有和即将投产的JCOE(UOE)8套，Ф508~610mmERW机组6套，均为引进的当代先进技术装备和工艺，其生产能力初步统计已超过600万吨。对这些设备，应根据应用领域的要求及各自产品的特点，在发挥各自长处上进行技术改造，不断提高各自产品的技术含量。

无缝焊接根据具体情况的不同，气体保护焊可采用不同的气体，常用的保护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氢气及混合气体。气体保护焊的优点是：电弧线性好，对中容易，易实现全位置焊接和自动焊接;电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂能力强，焊缝质量好。缺点是不宜在有风的场地施焊，电弧光辐射较强。

无缝焊接技术，焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置. 振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料.

无缝焊接技术，不仅可以帮助消除模具焊缝，还相应地提高了零件的精度、光洁度和外观可观性。同时，无缝焊接技术在注塑成形过程中实施了高效控制，缩短了模具的加工周期。由于该项工艺生产的产品具有出色的表面光洁度，因此不需要采用二次喷镀和退火，也就避免了因二次收缩而造成的尺寸变化。

新的无缝焊接技术采用了现代加工机床和一些新的工艺技术。按照新技术的工艺要求，加工类似网状的模芯和模腔时，为了避免其移动和二次装夹，使用机床的第四轴铣削加工，这样可以提高公差尺寸精度。板上的翅片以及水室冷却管线也得到更广泛的应用，进一步提高了产品质量和无缝焊接的光洁度。

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