焊接工艺基础全解：车间实用指南

接头类型由零件厚度、可达性和载荷方向决定。对接接头把两个构件放在同一平面，承受拉应力好。T形接头使焊缝承受剪切和弯曲。搭接接头对装配误差宽容，但增加厚度。角接接头封闭边缘，端接接头只用于薄板。

坡口形状和接头类型同样重要。I形坡口适用于约6 mm以下板材。超过此厚度，用60°夹角的V形坡口给电弧留出到达根部的空间。U形坡口在厚截面上省填充金属。只能单面加工时选J形坡口。

装配公差对成本的影响比工艺更大。10 mm对接接头留2 mm根部间隙，可能需要三道焊而不是两道，还会增加变形。图纸允许1 mm间隙就按1 mm控制。焊工花在修间隙上的时间比焊道还多。

• 1
  对接接头可实现全熔透；最适合拉伸和疲劳载荷。
• 2
  T形接头常见于支架和框架；按载荷核对角焊缝焊脚尺寸。
• 3
  搭接接头对装配不良宽容；增加叠层高度和重量。
• 4
  角接接头用于箱体和壳体；注意薄壁烧穿。

MIG（GMAW）是钢和铝框架的默认工艺，熔敷速度快，易于自动化。室外风大吹散保护气时表现不佳。TIG（GTAW）较慢，但在薄板、不锈钢和钛上焊道干净精确，这些材料污染会导致气孔。

焊条电弧焊（SMAW）在脏污或锈蚀钢材及无气瓶的现场作业中仍占优势。药芯焊丝（FCAW）介于MIG和焊条之间：熔敷率高、抗风，但留渣需清除。电阻点焊是汽车车身搭接薄板的标准工艺，不用于结构厚板。

激光焊和电子束焊产生窄热影响区和低变形。它们要求严格装配，通常小于0.1 mm，设备成本高。单件支架用它是选错工具。批量密封传感器壳体用它可以省掉整个钎焊工序。

• 1
  GMAW / MIG快速、通用，适合1–12 mm钢和铝。
• 2
  GTAW / TIG精确、干净；最适合薄板和活性金属。
• 3
  SMAW / 焊条现场修复、脏钢，无需保护气。
• 4
  FCAW室外高熔敷率；清渣增加人工。

金属冷却时收缩。这是所有变形问题的根源。焊接顺序很重要：分段退焊法让每道焊从上一道后方开始，分散热量并限制收缩。对称焊接，在T形接头两侧交替施焊，使角变形保持对称。

工装夹具在冷却时固定零件，但刚性夹具会把残余应力转移到焊缝中，日后导致开裂。定位焊应放在两端和中点，强度要足以撑过第一道焊。开裂的定位焊比没有定位焊更糟。

预热对厚截面和高碳钢有帮助，可减缓冷却速度。图纸要求时，它不能替代焊后热处理。铝很少预热；其导热性本身足以快速散熱。

• 1
  分段退焊每道焊从上一道后方开始，限制热量积聚。
• 2
  对称顺序轮流焊接两侧，使角变形均匀。
• 3
  预热减缓厚件或易裂钢的冷却。
• 4
  焊后热处理按规范要求消除残余应力。

填充金属匹配母材，而不是匹配工艺。ER70S-6是碳钢MIG的主力焊丝。304不锈钢用ER308L；316用ER316L。6061铝通常用ER4043或ER5356焊接，选择会影响裂纹敏感性和阳极氧化后的颜色匹配。

气孔来自熔池中滞留的气体。在铝上几乎总是清理不足或保护气含水分。在钢上则指向接头脏污或电弧过长。咬边是行走速度问题。未熔合通常意味着电流过低或接头间隙过紧。

外观良好的焊缝仍可能检验不合格。渗透检测发现非多孔材料上的表面开口缺陷。超声检测发现厚截面内部缺陷。关键件用射线检测直接在底片上显示气孔和夹杂。

• 1
  气孔气体滞留熔池；检查清理和保护气流量。
• 2
  咬边母材被熔化形成凹槽而未填满。
• 3
  未熔合侧壁或根部未熔化；提高电流或增大间隙。
• 4
  开裂常与氢或拘束有关；检查预热和填充金属。

焊接在大框架、壳体和结构件上占优，因为从实心料上去除材料会浪费60%的毛坯。几何形状后期变更时焊接也占优，因为焊接件可以切开再焊，而机加工件不行。

CNC加工在公差和表面质量上占优。焊接组件焊后通常只能保持±0.5 mm，除非焊后另行机加工。在钜亮五金（GreatLight），我们对焊接件去应力后再机加工，把关键面恢复到±0.005 mm和Ra 0.8–1.6 μm。

实用原则：结构件焊接，接口面机加工。机器人臂底座可以是焊接钢架加机加工安装垫。单靠焊接来保证轴承内孔，容易带来椭圆度和振动。

做原型时，焊接常比从实心料机加工更慢，因为要花时间做工装夹具。如果下周就要三个支架，五轴机加工版本可能比焊接件到得更快。批量会改变这笔账。

• 1
  焊接大框架、去除余量少、几何形状后期变更。
• 2
  机加工严格公差、精细表面、小型复杂零件。
• 3
  组合结构件焊接，再机加工关键接口。