注塑模具钢材焊接工艺指南

在注塑模具的生产制造与后期维护过程中，焊接工艺是修复模具损伤、延长模具使用寿命、降低生产成本的关键技术手段。注塑模具钢材多为预硬钢、淬火回火钢及不锈钢等特种模具钢，材质硬度高、成分特殊，对焊接的预热、温控、焊材选择、工艺操作及焊后处理都有严格要求。科学规范的焊接工艺，既能有效修复模具的裂纹、崩角、磨损、飞边等缺陷，又能保证焊接部位硬度均匀、无气孔裂纹、与母材结合牢固，确保模具恢复原有精度与使用寿命，满足注塑生产长期稳定运行的需求。本文从工艺准备、焊接参数、操作流程、缺陷控制及安全规范等方面，系统阐述注塑模具钢材焊接的实用指南，适用于模具制造、维修、保养等场景。

一、焊接前准备与模具钢材基础要求

注塑模具钢材焊接的成败，很大程度取决于前期准备工作是否到位。不同材质的模具钢，焊接特性差异明显，必须先明确钢材类型与硬度，再制定对应的焊接方案。常见模具钢如 P20、718、NAK80、S136、SKD61、H13 等，在焊接前都要确认母材的硬度、热处理状态以及缺陷位置、大小和深度，避免盲目施焊导致开裂或变形。

焊前必须对缺陷部位进行彻底清理，去除氧化皮、锈蚀、油污、塑料残留及涂层，使用角磨机、铣床或激光打磨将缺陷完全清除，露出均匀、洁净的金属基体，坡口形状根据缺陷深度合理设计，保证焊接时熔深足够、填充充分。同时要检查模具结构，判断焊接部位是否为受力面、型腔面、排气槽或冷却通道附近，对精度要求高的型腔区域，需做好定位与防护，减少焊接变形对尺寸的影响。

模具钢材焊接前预热是防止冷裂纹的核心措施。尤其是高硬度、高碳当量的热作模具钢和淬火钢，预热不到位极易出现淬硬裂纹。一般情况下，预硬型模具钢预热温度控制在 150℃~250℃，淬火回火模具钢如 H13、SKD61 预热温度提高到 250℃~350℃，不锈钢模具钢预热 100℃~200℃即可。预热可使用电阻加热、红外线加热或火焰均匀加热，测温使用表面温度计，保证加热区域温度均匀，避免局部过热。

二、焊接材料选择与焊接设备配置

注塑模具焊接对焊材的要求极高，必须保证焊材与母材成分接近、硬度匹配、色泽一致，特别是型腔外露面，还要求焊后无明显色差、可抛光、可氮化或镀铬。选择焊材时，优先选用与模具钢同体系的专用模具修补焊丝，避免使用通用性结构钢焊材。

对于预硬塑胶模具钢如 718、P20、NAK80，选用同硬度预硬型模具修补焊丝，焊后无需再次淬火，可直接加工与抛光；对于热作模具钢如 H13、SKD61，选用耐高温、抗疲劳的热作模具钢焊丝，保证焊接部位耐高温、耐冲击，适配注塑模具长期受热受力工况；对于镜面模具钢 S136 等不锈钢，选用同材质不锈钢焊丝，保证耐腐蚀性与镜面抛光性能。焊接方式上，模具精密修补优先选用氩弧焊（TIG） 或激光焊接，设备电流稳定、熔池可控、热影响区小，适合精密部位修复；大面积缺陷可采用气体保护焊，提高焊接效率。

焊接设备需提前调试，检查气体纯度、电流电压范围、钨极状态及送丝稳定性。氩弧焊使用纯度 99.99% 以上的氩气作为保护气体，防止熔池氧化产生气孔、夹渣。根据缺陷大小选择合适的电流，小缺陷采用小电流、短弧、多层多道焊，减少热输入与变形，大缺陷可适当提高电流，但仍需控制单次熔敷厚度，保证焊接质量。

三、焊接工艺参数与操作流程

注塑模具钢材焊接需遵循小电流、短电弧、快焊速、多层多道、控温缓冷的核心原则，严格控制热输入，减少热影响区范围，降低开裂与变形风险。

焊接时保持电弧长度稳定，一般控制在 1~3mm，焊枪角度合理，保证熔池清晰、熔合良好。每层焊道厚度不宜过大，通常控制在 2~4mm，后一道焊道覆盖前一道 1/2~2/3，既保证层间融合，又能利用后序焊接对前序焊道进行回火处理，改善内部组织与硬度。焊接过程中保持层间温度不低于预热温度，对高硬度模具钢，层间温度建议保持在 200℃~300℃，防止温度骤降产生裂纹。

焊接顺序遵循先焊受力部位、后焊非受力部位，先焊内部、后焊型腔面，对称施焊、分散施焊的原则，避免集中焊接导致局部热量积聚，引发模具变形或尺寸超差。对于长裂纹、长条状磨损，采用分段退焊或跳焊法，有效控制变形量。焊接过程中随时观察熔池状态，如出现气孔、裂纹、未熔合等迹象，立即停止焊接，清理缺陷后再重新施焊。

焊接完成后，不能让模具快速冷却，必须进行缓冷处理。使用石棉布、保温棉将焊接部位及周边完全包裹，缓慢冷却至室温，有条件的可放入保温炉缓慢降温，让焊接应力充分释放，组织均匀转变。急冷会导致内部应力急剧增加，大幅提高开裂风险，是模具焊接中必须避免的操作。

四、焊后处理、质量检测与缺陷控制

焊后处理是提升模具焊接质量的最后关键环节，直接影响焊接部位的硬度、强度、精度与外观。缓冷完成后，先去除焊渣、飞溅，检查焊接区域有无表面缺陷，随后根据模具要求进行机械加工，如打磨、铣削、磨削，将焊接部位修整至模具原有尺寸与粗糙度。

对于硬度要求严格的模具，可根据母材状态进行焊后回火处理，消除焊接残余应力，稳定硬度，避免后续使用中出现变形或开裂。回火温度一般低于母材回火温度 20~50℃，保温后空冷即可。型腔面焊接部位需进行抛光处理，达到镜面或晒纹要求，有耐磨、耐腐蚀需求的，可进行氮化、镀铬等表面处理，提升使用性能。

质量检测以目视、渗透检测、尺寸测量为主，目视检查焊缝表面有无裂纹、气孔、凹坑、夹渣，渗透检测用于发现微小表面裂纹，尺寸测量确认焊接部位是否符合图纸公差。若出现缺陷，使用打磨方式彻底去除后，按照原工艺重新补焊，严禁带缺陷投入使用。

焊接常见缺陷及控制方法：气孔主要由保护不良、母材不洁、气体含水导致，需加强清理、保证气体纯度与流量；裂纹多因预热不足、冷却过快、热输入过大引起，必须严格执行预热与缓冷；未熔合多为电流过小、焊速过快、坡口不洁造成，调整参数并确保层间清理到位；变形则通过小电流、多层焊、对称焊、工装固定等方式有效控制。

五、安全操作与现场管理规范

注塑模具钢材焊接多在车间现场进行，模具体积大、重量大、温度高，必须严格遵守安全操作规范，避免安全事故。操作人员需佩戴焊接防护面罩、耐高温手套、防护工作服，防止弧光伤害、高温烫伤与烟尘吸入。

焊接现场清理易燃易爆物品，保持通风良好，必要时使用排烟装置。大型模具焊接时，确保模具装夹牢固、支撑稳定，防止倾倒滑落。加热与焊接过程中，禁止直接用手触摸模具与焊具，避免烫伤。设备使用完毕后，及时关闭电源、气源，整理工具与线缆，保持现场整洁。

同时建立模具焊接工艺记录，对焊接钢材型号、缺陷位置、预热温度、焊接参数、焊材型号、焊后处理方式等进行详细记录，便于后续维护与工艺优化，形成标准化、可追溯的模具焊接管理体系。

综上，注塑模具钢材焊接是一项集材料、工艺、操作与管理于一体的综合性技术，贯穿模具制造与全生命周期维护。从焊前细致准备、焊材精准匹配、参数严格控制，到焊后规范处理与质量检测，每一个环节都直接决定焊接质量与模具使用寿命。遵循科学的焊接工艺指南，采用合理的焊接方案，既能高效修复模具各类缺陷，降低更换成本，又能保证模具精度、强度与稳定性，为注塑生产提供可靠保障。在实际应用中，结合模具材质、结构与使用工况灵活调整工艺，持续优化操作细节，可不断提升模具焊接修复水平，实现经济效益与生产效率的双重提升。