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焊材
在美国，薄材料制造占该行业很大一部分比重。这包括各种形状的管材、角料和平板，厚度通常为 24 到约 3/16 英寸，一般由不锈钢、碳钢、镀锌或铝制成。为了确定最佳焊接工艺、保护气体和要使用的焊条，首先应确定应用。母材类型、厚度、状态或清洁度、焊接位置、可用的焊接设备和焊工技能分别如何？请注意，在焊接不锈钢或镀锌钢时，需要配备适当的个人防护设备，这很重要。
当焊接薄材料时，目标是尽量减少变形和飞溅，防止焊穿，并产生充分融合的良好焊缝。
下文将介绍焊接薄材料以确保良好质量焊缝的最佳实践：
对于普通碳钢应用，您有许多选择。对于最薄的材料至约 14 号规格，尝试在短路过渡 (SCT) 模式下使用气体金属弧焊 (GMAW) 工艺与直径为 0.023 英寸的 E70-S2、S3 或 S6 分类焊材和 75% 氩气/25% CO2 保护气体。对于厚度为 14 号到 3/16 英寸的材料，考虑使用直径为 0.030 英寸的焊材。
另一个可能的选择是使用脉冲 GMAW 与高氩气含量的保护气体，如 95% 氩气/5% CO2 或氩气/氧气。能够执行脉冲 GMAW 的设备较昂贵，但具备非常有吸引力的优势。脉冲焊接可增加对焊弧的控制力，提供广泛的操作参数，并产生低飞溅。
在 SCT 模式下焊接时，您应该使用轻微阻力或中性枪角（相对于焊接方向），这应该会产生少量飞溅。对于脉冲焊接，推焊或拖焊熔池，以确定哪一个能产生最佳焊道外观。请注意，您不应该采用逐步退焊法，因为这否定了脉冲特征。
药芯弧焊 (FCAW) 是另一种选择，但它并不理想，因为它会产生保护渣层，需要在焊接后清除。与 GMAW 相比，它的熔敷效率较低，会产生更多烟雾和焊接飞溅。同样，使用小直径焊条将有助于减少热量输入。这种工艺对现场焊接最有利，在这种焊接下，您可以使用自保护药芯焊丝。不需要外部保护气体，且大多数焊丝在直流正接下运行，这意味着，大多数热量是在焊材焊丝（而不是母材）中产生的。另一方面，GMAW 采用直流反接，它会在母材中产生大部分热量。
气体保护钨极电弧焊 (GTAW) 工艺适用于低体积或高质量焊接应用。该工艺的优点包括高质量焊缝、无飞溅和最佳熔合。在某些情况下，不一定需要焊材；焊缝装配将决定这一点。请注意，在这个过程中，操作员需要具备更高的技能水平。为了尽量减少变形，请使用较小的钨焊条（如直径为 3/32 英寸），并对其磨削，直至达到最佳状态，在方向上与钨焊条长度平行。最好使用 100% 氩气作为保护气体。
对于某些应用，您可能需要在焊缝上使用保护金属弧焊。务必要选择直径较小的焊条，使用低电流，并保持快速行进速度，以在平面和水平位置产生全面良好的焊缝。如果您只能在垂直位置焊接，请将焊接电流增加约 25%，并在垂直向下的过程中焊接。这需要一定的实践，但它可以产生良好焊缝。更常用的方法是在垂直向上的位置焊接，但这不适用于薄金属。
不锈钢将采用与碳钢类似的焊接技术和策略。首选方法是脉冲 GMAW，但如果 SCT 是唯一可行的选择，请为电源增加电感（如果可能），以提高焊接熔池控制力。
主要区别是将适当的焊材与母材匹配。焊接 304 不锈钢时使用 308 焊材，焊接 316 不锈钢时使用 316 焊材。焊接不锈钢和碳钢时，使用 309 焊材。适合不锈钢 GMAW 的相应保护气体混合物中氩气含量较高，如 98% 氩气/2% 氧气或 CO2。使用氮气或氦气等其他气体的三混合甚至四混合物都可行，但价格并不便宜。确保您审查了应用并确定了必要物。针对不锈钢和碳钢的 FCAW 需要 100% CO2 或 75% 氩气/25% CO2 混合气体。
焊接铝材料时，焊接前焊缝准备很重要。所有焊接工艺都得益于干净的焊缝，但铝的独特之处在于，氧化层较厚，熔点比母材高。通过刷丝或磨削氧化层来准备焊缝，并使用溶剂将其清理掉，这样会使焊接更容易，并会产生更干净的焊缝。
常用的铝等级通常需要 ER4043/ER4047 或 ER5356 焊材。确保您的焊材与母材匹配。对于 GMAW，将保护气体与至少 50% 的氦气和氩气平衡混合，效果非常好，但价格也很昂贵。如果存在顾虑，您可以使用 100% 氩气。对于 GTAW，使用 100% 氩气和直径较小的 2% 铈钨焊条。
镀锌焊接会遵循一些与碳钢焊接相同的准则，除了处理表面的锌层时，这不利于焊接工艺，通常会产生有气孔和焊道外观不良的焊缝。如果您使用的是 GMAW，请选择 CO2 含量较高的保护气体，如 75% 的氩气/25% 的 CO2 混合气体。二氧化碳是一种活性气体，这意味着它有助于清理焊接熔池，并有助于防止气孔。此外，使用稍高的电压和较低的行进速度可以给焊接熔池足够的时间来释放气体，并使焊趾更顺利地连接在一起。
另一种选择是使用直径较小的药芯焊丝，如双保护型。这种焊丝使用内焊剂来产生保护渣层，并使用保护气体来清洁和保护正在凝固的焊接熔池。由于该工艺有两种清洗方法，因此，即使熔敷效率较低，也能产生最佳焊道外观和焊接质量。
虽然我们没有涵盖每个应用、场景或母材，但这些信息应会为您提供一个良好的起点。