埋弧焊加工核心工藝特點(diǎn)
焊接效率高:采用大電流焊接,熔深大,可一次焊透較厚板材(單道焊透厚度達(dá) 20mm),生產(chǎn)率是手工電弧焊的 5-10 倍。
焊縫質(zhì)量穩(wěn)定:焊劑保護(hù)效果好,電弧被覆蓋不外露,減少氣孔、夾渣等缺陷,接頭力學(xué)性能優(yōu)異。
自動(dòng)化程度高:多為機(jī)械或半自動(dòng)操作,焊縫成形均勻,受人為因素影響小,適合批量生產(chǎn)。
適用局限:主要用于平焊位置(俯焊),對(duì)曲面、短焊縫或狹小空間焊接適應(yīng)性差,設(shè)備移動(dòng)性較弱。
點(diǎn)焊加工是一種電阻焊工藝,核心通過(guò)電極施加壓力與電流,使工件接觸點(diǎn)局部熔化形成焊點(diǎn),實(shí)現(xiàn)金屬構(gòu)件的連接,主打、低成本的批量裝配。
核心工藝特點(diǎn)
焊接速度快:?jiǎn)魏更c(diǎn)焊接時(shí)間僅 0.1-3 秒,適合批量生產(chǎn),生產(chǎn)率高。
接頭形式靈活:無(wú)需填充材料和保護(hù)氣體,僅需工件表面接觸貼合,適配薄板、沖壓件的重疊連接。
變形量?。壕植考訜峒校ぜw受熱少,焊接后變形小,無(wú)需復(fù)雜矯形。
局限性:主要用于搭接接頭,焊縫為離散焊點(diǎn)(非連續(xù)焊縫),抗拉強(qiáng)度和密封性較弱;對(duì)工件表面清潔度要求高。
低合金鋼焊接加工的核心是平衡強(qiáng)度與韌性,避免冷裂紋、熱影響區(qū)脆化等問(wèn)題,需根據(jù)鋼種強(qiáng)度級(jí)別和服役環(huán)境選擇工藝。
核心技術(shù)特點(diǎn)
低合金鋼(含碳量≤0.25%,合金元素總量≤5%)通過(guò) Mn、Si、Cr、Ni 等元素強(qiáng)化,焊接性隨強(qiáng)度級(jí)別升高而下降(如 Q355 焊接性?xún)?yōu)于 Q690)。
主要風(fēng)險(xiǎn):淬硬傾向?qū)е吕淞鸭y(氫致裂紋)、熱影響區(qū)(HAZ)韌性下降、層狀撕裂(厚板焊接)。
常用焊接方法及適用場(chǎng)景
焊條電弧焊(SMAW)靈活便攜,適合現(xiàn)場(chǎng)安裝、短焊縫或復(fù)雜結(jié)構(gòu)(如橋梁、壓力容器),根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)選匹配焊條(如 Q355 用 E5015-G,Q690 用 E11015-G)。
埋弧焊(SAW)效率高、熔深大,適合中厚板(≥8mm)長(zhǎng)直焊縫或環(huán)縫(如管道、儲(chǔ)罐),采用低氫型焊劑(如 HJ431 配合 H08MnA 焊絲)。
氣體保護(hù)焊(GMAW/FCAW)
MIG/MAG 焊:適合中薄板高速焊接(如汽車(chē)車(chē)架),用實(shí)芯焊絲(如 ER50-6)配合 Ar+CO?混合氣體。
藥芯焊絲電弧焊(FCAW):無(wú)需單獨(dú)配保護(hù)氣,適合戶(hù)外或厚板焊接,抗風(fēng)能力強(qiáng)。
電渣焊(ESW)適合超厚板(≥50mm)焊接(如重型機(jī)械機(jī)架),但熱輸入大,需嚴(yán)格控制焊后熱處理以改善 HAZ 韌性。
關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
冷裂紋預(yù)防:
焊前預(yù)熱:根據(jù)鋼種強(qiáng)度和板厚確定溫度(Q355 板厚>25mm 預(yù)熱 80-120℃;Q690 預(yù)熱 150-250℃)。
控制氫含量:使用低氫型焊接材料(焊條經(jīng) 350℃×1h 烘干,存入 80-100℃保溫筒),焊前清理油污、鐵銹(氫的主要來(lái)源)。
焊后緩冷:用石棉覆蓋或后熱(250-350℃×1-2h),加速氫擴(kuò)散。
熱影響區(qū)韌性保障:采用小熱輸入?yún)?shù)(如焊條電弧焊電流≤200A,埋弧焊速度≥30cm/min),避免過(guò)熱導(dǎo)致晶粒粗大;高韌性鋼種(如 Q690)可配合焊后回火(600-650℃)。
層狀撕裂控制:厚板焊接時(shí)采用 “Z 向鋼”(如 Q355D-Z15),坡口設(shè)計(jì)避免貫穿性熔合線(xiàn)(如采用 K 型坡口),必要時(shí)在 T 型接頭腹板側(cè)預(yù)制焊接墊板。
鎳基合金焊接加工的核心是應(yīng)對(duì)高溫強(qiáng)度保持、耐蝕性要求及焊接熱裂紋敏感性,需嚴(yán)格控制焊接材料匹配和熱輸入,以維持其在高溫、腐蝕環(huán)境下的核心性能。
核心技術(shù)難點(diǎn)
高溫脆性相析出:焊接熱循環(huán)易促使晶界生成 Laves 相、σ 相、碳化物等脆性相,導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)(HAZ)韌性下降。
熱裂紋敏感:鎳基合金(尤其是含 Nb、Ti 的合金)凝固時(shí)易因低熔點(diǎn)共晶物(如 NbC-Ni?Nb)形成晶間液膜,產(chǎn)生凝固裂紋;部分合金(如 Inconel 600)還易出現(xiàn)液化裂紋。
耐蝕性保持:焊接過(guò)程中合金元素(Cr、Mo、Nb 等)燒損或偏析,會(huì)降低焊縫在酸、堿、高溫氧化環(huán)境中的耐蝕性。
常用焊接方法及適用場(chǎng)景
TIG 焊(鎢極氬弧焊)最常用方法,適合薄板(≤5mm)及精密構(gòu)件(如化工設(shè)備襯里、航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室),熱輸入易控制,焊縫成形好。需用高純氬(純度≥99.99%)保護(hù),必要時(shí)加背面保護(hù)。
MIG 焊(熔化極氬弧焊)效率高于 TIG 焊,適合中厚板(5-20mm)批量焊接(如壓力容器簡(jiǎn)體、熱交換器管板),采用藥芯焊絲或?qū)嵭竞附z配合 Ar+He 混合氣體(增強(qiáng)熔深)。
埋弧焊(SAW)適合厚板(≥10mm)長(zhǎng)直焊縫(如管道、反應(yīng)器殼體),需匹配低硅、低硫焊劑(如 HJ260),避免增硅導(dǎo)致熱裂紋。
電子束焊 / 激光焊熱輸入極小,適合薄壁高精密構(gòu)件(如核工業(yè)部件),可減少脆性相析出,但設(shè)備成本高,對(duì)裝配精度要求嚴(yán)苛。
關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
焊接材料匹配:優(yōu)先選用同質(zhì)焊絲(如 Inconel 625 用 ERNiCrMo-3,Hastelloy C276 用 ERNiCrMo-4),確保合金元素(尤其是 Cr、Mo、Nb)含量與母材相當(dāng);異種鎳基合金焊接需選擇中間成分焊絲,避免脆化相。
熱裂紋預(yù)防:
控制熱輸入:采用小電流、高焊速(如 1mm 厚 Inconel 600 TIG 焊電流 80-100A,速度 10-15cm/min),減少熔池過(guò)熱。
降低拘束度:避免剛性固定,采用分段退焊法減少焊接應(yīng)力。
焊絲微合金化:部分焊絲添加少量 B、Zr 細(xì)化晶粒,抑制晶間液膜。
焊后處理:
固溶處理:對(duì)時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金(如 Inconel 718),焊后需經(jīng) 980-1060℃固溶 + 時(shí)效,溶解脆性相,恢復(fù)力學(xué)性能。
酸洗鈍化:用硝酸 + 氫氟酸混合溶液處理焊縫,去除氧化皮,恢復(fù)耐蝕性(尤其對(duì)化工用鎳基合金)。
焊前準(zhǔn)備:用不銹鋼絲刷或機(jī)械打磨去除表面氧化皮、油污,禁止用碳鋼工具清理(避免 Fe 污染導(dǎo)致耐蝕性下降);焊絲需經(jīng) 200-300℃烘干 1h,去除水分。
