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創建於 05.10
CO₂焊、MIG/MAG焊與脈衝式MIG/MAG焊的差異
金屬氣體保護焊 (GMAW) 的概念與分類
金屬氣體保護焊 (GMAW) 是一種電弧焊工藝，使用消耗性焊絲電極，並由外部供應的保護氣體作為電弧介質。氣體保護熔化的金屬熔滴、焊縫金屬池以及焊接區域的高溫金屬。根據不同的焊絲材料和保護氣體，可分為以下幾種工藝：
1. 按焊絲種類分類
- 分為實芯焊絲焊接和藥芯焊絲焊接。
- 實芯焊絲配合惰性氣體（Ar或He）保護稱為MIG焊接（金屬惰性氣體電弧焊）。
- 實芯焊絲配合富含氬氣的混合氣體保護稱為MAG焊接（金屬活性氣體電弧焊）。
- 實芯焊絲配合純CO₂保護稱為CO₂焊接。
- 藥芯焊絲：使用CO₂或CO₂+Ar混合氣體作為保護氣體的電弧焊稱為藥芯焊絲氣體保護焊；不使用外部保護氣體的焊接稱為自保護藥芯焊絲電弧焊。
2. 標準MIG/MAG焊接與CO₂焊接的區別
- CO₂焊接的特點是成本低、生產效率高，但飛濺大、焊縫外觀差等缺點也很明顯，因此許多工業應用採用標準MIG/MAG焊接。
- 標準 MIG/MAG 焊接依賴惰性氣體或富含氬氣的混合氣體進行保護，而純 CO₂ 焊接則表現出強烈的氧化性。這種根本差異決定了它們各自的特性和應用限制。
3. MIG/MAG 焊接相較於 CO₂ 焊接的主要優勢
- 飛濺減少超過50%：在氬氣或富氬氣保護下，焊接電弧極為穩定。在熔滴過渡和噴射過渡過程中，電弧性能保持穩定。即使在低電流MAG焊接的短路過渡中，熔滴上的電弧斥力也大大減小，飛濺減少一半以上。
- 焊道均勻美觀：MIG/MAG焊接確保熔滴過渡均勻、細膩且穩定，從而形成平滑、均勻且視覺上吸引人的焊縫。
- 可焊接的活性金屬與合金：焊接氣氛的氧化性弱或幾乎沒有氧化。MIG/MAG 不僅能焊接碳鋼和高合金鋼，還能焊接包括鋁與鋁合金、不鏽鋼、鎂與鎂合金在內的活性金屬。它極大地提高了焊接製程性能、焊道品質和生產效率。
4. 脈衝式 MIG/MAG 與標準 MIG/MAG 焊接的差異
- 標準 MIG/MAG 主要在高電流下採用噴射電弧轉移，在低電流下採用短路電弧轉移。低電流操作仍然會產生大量飛濺且成形不良。特別是像鋁合金和不鏽鋼這類活性金屬，在低電流下無法順暢焊接。
- 脈衝式 MIG/MAG 焊接是為了解決這個問題而開發的。其核心特徵是每個電流脈衝傳輸一個熔滴，本質上屬於噴射熔滴傳輸模式。
- 最佳工作模式為一脈衝一熔滴。調整脈衝頻率可控制熔滴傳輸頻率和焊絲熔化速度。熔滴直徑接近焊絲直徑，與傳統噴射傳輸和大熔滴傳輸相比，具有較低的電弧熱量和較低的熔滴溫度。
主要優點：
- 焊絲熔敷效率更高；
- 焊接煙塵較少，合金元素損耗較低，工作環境更佳；
- 飛濺極少或幾乎為零，具有優異的電弧指向性；
- 適用於全位置焊接，焊縫成形良好，焊縫寬度較寬，指狀熔透淺，焊瘤小；
- 適用於鋁合金等活性金屬的低電流焊接；
- 拓寬了噴射過渡的可用電流範圍；從接近臨界噴射電流到數十安培均可實現穩定的熔滴過渡。
5. 脈衝 MIG/MAG 焊接的缺點
- 沒有一種工藝是沒有限制的。與標準 MIG/MAG 焊接相比：
- 常規操作中焊接生產力感知略低；
- 對焊工技能和操作經驗的要求更高；
- 焊接設備成本相對較高。
6. 脈衝 MIG/MAG 焊接的強制應用場景
- 脈衝 MIG/MAG 的選擇取決於焊接工藝要求。對於以下材料和行業至關重要：
- 碳鋼：需要高焊接品質和外觀的應用，例如壓力容器、鍋爐、化工熱交換器、中央空調熱交換器和水力渦輪機螺旋殼。
- 不鏽鋼：低電流焊接（200A以下），適用於對品質和外觀有嚴格要求的場合，包括機車部件和化學壓力容器。
- 鋁及鋁合金：低電流焊接（200A以下），適用於對外觀和性能有高標準要求的場合，廣泛用於高鐵、高壓開關和空氣分離設備。
- 銅與銅合金：GMAW 範圍內幾乎所有的銅合金焊接都採用脈衝式 MIG/MAG 製程。
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