手工電弧焊加工是工業(yè)制造中最常用的焊接工藝之一,核心通過電弧熱熔化焊條與母材,形成牢固焊縫,適用于多種金屬材料的連接。
核心工藝特點
設備簡單:僅需電焊機、焊條、焊鉗,便攜性強,適合現(xiàn)場施工或野外作業(yè)。
適用范圍廣:可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等多種金屬,對接頭形式(對接、角接、搭接等)兼容性高。
操作靈活:能適應復雜工件形狀和狹小空間焊接,但對操作人員技能要求較高。
成本較低:設備投入少,焊條價格親民,無需復雜輔助設施。
埋弧焊加工典型應用場景
重型機械制造:機床床身、起重機主梁、挖掘機結構件焊接。
壓力容器與管道:鍋爐、儲罐、長輸管道的環(huán)縫、縱縫焊接。
鋼結構工程:廠房鋼結構、橋梁、船舶 hull 等中厚板長焊縫焊接。
工程機械與車輛:卡車車架、工程設備底座的批量焊接。
關鍵性能與效率差異
焊接效率:手工電弧焊電流?。ㄍǔ?50-300A),單道焊透厚度≤5mm,效率低;埋弧焊電流大(300-1000A),單道焊透厚度可達 20mm,效率是手工焊的 5-10 倍。
焊縫質(zhì)量:手工電弧焊受人為操作影響大,焊縫成形一致性一般,易出現(xiàn)飛濺、夾渣;埋弧焊自動化控制,焊縫成形均勻、缺陷少,力學性能更穩(wěn)定。
操作難度:手工電弧焊對焊工技能要求高,需控制運條速度、角度和電弧長度;埋弧焊只需設定參數(shù),操作門檻低,人為誤差小。
鈦合金焊接加工的核心是解決高溫氧化和脆化問題,其焊接質(zhì)量直接影響材料的高強度、耐蝕性等核心性能,需嚴格控制保護氛圍和熱輸入。
核心技術難點
高溫活性強:鈦在 300℃以上易吸氫,600℃以上易吸氧、氮,生成脆硬的 TiH?、TiO?、TiN,導致焊縫塑性和韌性急劇下降。
熱裂紋敏感:β 鈦合金等易因合金元素偏析產(chǎn)生熱裂紋,需控制焊接參數(shù)。
變形難控制:鈦合金彈性模量低,焊接熱應力易導致較大變形,需采取剛性固定或分段焊接等措施。
常用焊接方法及適用場景
TIG 焊(鎢極氬弧焊)最常用方法,適合薄板(≤6mm)及精密構件焊接(如航空航天發(fā)動機部件、醫(yī)療器械)。需采用大流量高純氬(純度≥99.99%)保護,焊槍需帶拖罩,對熔池及高溫區(qū)(≥400℃)全程保護。
等離子弧焊能量密度更高,適合中厚板(6-15mm)焊接,焊縫深寬比大,熱影響區(qū)小(如壓力容器、導彈殼體),保護方式與 TIG 焊類似,但需加強背面保護。
電子束焊真空環(huán)境下焊接,徹底避免氧化,適合厚板(>15mm)及高要求構件(如核工業(yè)部件),但設備成本高,需真空環(huán)境限制了工件尺寸。
激光焊熱輸入集中,變形小,適合薄壁鈦合金(≤3mm)的高速焊接(如航空薄壁結構),但需配合惰性氣體保護,對裝配精度要求高。
關鍵工藝要點
焊前處理:用不銹鋼絲刷或化學蝕刻(氫氟酸 + 硝酸溶液)去除表面氧化膜、油污,避免雜質(zhì)引入;工件和焊絲需在 150-250℃下烘干除氫。
保護措施:焊接區(qū)(熔池、熱影響區(qū)、背面)需用高純氬氣保護,保護范圍需覆蓋溫度>400℃的區(qū)域,必要時采用背面通氬工裝。
參數(shù)控制:采用小電流、高焊速,減少熱輸入(如 1mm 鈦板 TIG 焊電流 50-80A);避免多層焊時層間溫度過高(一般≤150℃)。
焊絲匹配:同質(zhì)焊絲優(yōu)先(如 TC4 鈦合金用 TC4 焊絲),異種鈦合金焊接需選擇中間成分焊絲,避免脆化相生成。
