氣體保護(hù)電弧焊加工典型應(yīng)用場(chǎng)景
汽車(chē)制造:車(chē)身框架、零部件焊接(多采用 MIG/MAG 焊)。
航空航天:鋁合金、鈦合金精密部件焊接(以 TIG 焊為主)。
機(jī)械加工:不銹鋼設(shè)備、管道、壓力容器焊接。
建筑與基建:鋼結(jié)構(gòu)廠房、橋梁的中厚板拼接。
埋弧焊加工關(guān)鍵工藝流程
焊前準(zhǔn)備:清理母材焊接區(qū)域的油污、鐵銹、氧化皮,保證表面潔凈;根據(jù)母材材質(zhì)(碳鋼、低合金鋼等)選擇匹配的焊絲和焊劑(如 H08MnA 焊絲 + HJ431 焊劑);調(diào)整焊接參數(shù),包括電流(300-1000A)、電壓(25-40V)、焊接速度(30-100cm/min)。
焊劑鋪設(shè):在焊接接頭區(qū)域均勻鋪設(shè)顆粒狀焊劑,厚度通常為 20-40mm,確保完全覆蓋電弧路徑。
引弧焊接:通過(guò)焊絲與母材短路引燃電弧,電弧熱熔化焊絲、母材及部分焊劑,形成熔池;焊劑熔化后形成熔渣,進(jìn)一步保護(hù)熔池并改善焊縫成形。
收弧收尾:焊接至末端時(shí),逐漸降低焊接電流和電壓,或采用收弧板過(guò)渡,避免焊縫收尾出現(xiàn)縮孔、裂紋;焊接結(jié)束后保留焊劑覆蓋,待焊縫冷卻后清理。
焊后處理:清除焊縫表面的熔渣和殘留焊劑,對(duì)重要工件進(jìn)行焊縫檢測(cè)(超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)),必要時(shí)進(jìn)行焊后熱處理消除應(yīng)力。
核心工藝與設(shè)備差異
焊接方式:手工電弧焊完全人工操作,焊工手持焊鉗控制焊條移動(dòng);埋弧焊以機(jī)械 / 半自動(dòng)為主,焊絲自動(dòng)送進(jìn),電弧被焊劑覆蓋,無(wú)需人工實(shí)時(shí)控弧。
設(shè)備配置:手工電弧焊僅需電焊機(jī)、焊鉗、焊條,設(shè)備簡(jiǎn)單便攜;埋弧焊需專(zhuān)用焊機(jī)、送絲機(jī)構(gòu)、焊劑鋪設(shè) / 回收裝置,整體體積大、移動(dòng)性差。
保護(hù)方式:手工電弧焊靠焊條藥皮熔化形成熔渣和氣體保護(hù);埋弧焊依賴(lài)顆粒狀焊劑覆蓋電弧,保護(hù)效果更穩(wěn)定。
鈦合金焊接加工的核心是解決高溫氧化和脆化問(wèn)題,其焊接質(zhì)量直接影響材料的高強(qiáng)度、耐蝕性等核心性能,需嚴(yán)格控制保護(hù)氛圍和熱輸入。
核心技術(shù)難點(diǎn)
高溫活性強(qiáng):鈦在 300℃以上易吸氫,600℃以上易吸氧、氮,生成脆硬的 TiH?、TiO?、TiN,導(dǎo)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(yīng)力易導(dǎo)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(chǎng)景
TIG 焊(鎢極氬弧焊)最常用方法,適合薄板(≤6mm)及精密構(gòu)件焊接(如航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)部件、醫(yī)療器械)。需采用大流量高純氬(純度≥99.99%)保護(hù),焊槍需帶拖罩,對(duì)熔池及高溫區(qū)(≥400℃)全程保護(hù)。
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)?。ㄈ鐗毫θ萜?、導(dǎo)彈殼體),保護(hù)方式與 TIG 焊類(lèi)似,但需加強(qiáng)背面保護(hù)。
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(gòu)件(如核工業(yè)部件),但設(shè)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(jié)構(gòu)),但需配合惰性氣體保護(hù),對(duì)裝配精度要求高。
關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
焊前處理:用不銹鋼絲刷或化學(xué)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(hù)措施:焊接區(qū)(熔池、熱影響區(qū)、背面)需用高純氬氣保護(hù),保護(hù)范圍需覆蓋溫度>400℃的區(qū)域,必要時(shí)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(shí)層間溫度過(guò)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。
