核心工藝與設備差異
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;埋弧焊以機械 / 半自動為主,焊絲自動送進,電弧被焊劑覆蓋,無需人工實時控弧。
設備配置:手工電弧焊僅需電焊機、焊鉗、焊條,設備簡單便攜;埋弧焊需專用焊機、送絲機構、焊劑鋪設 / 回收裝置,整體體積大、移動性差。
保護方式:手工電弧焊靠焊條藥皮熔化形成熔渣和氣體保護;埋弧焊依賴顆粒狀焊劑覆蓋電弧,保護效果更穩(wěn)定。
適用場景差異
工件與焊縫:手工電弧焊適合短焊縫、復雜形狀、狹小空間焊接,對接頭形式兼容性高;埋弧焊主打中厚板(≥6mm)的長直焊縫(縱縫、環(huán)縫),不適合曲面或短焊縫。
施工環(huán)境:手工電弧焊設備便攜,適配現場施工、野外維修或零散作業(yè);埋弧焊更適合車間批量生產,對施工場地要求較高。
母材與產量:手工電弧焊適用于小批量、多品種工件,可焊接碳鋼、低合金鋼等;埋弧焊適合大批量標準化生產,側重中厚板結構件(如壓力容器、鋼結構)。
成本與后續(xù)處理差異
綜合成本:手工電弧焊設備投入低,但人工成本高、效率低;埋弧焊設備投入高,但若批量生產,單位焊縫成本更低(省人工、材料損耗?。?。
焊后處理:手工電弧焊飛濺多、焊渣厚,需額外清理;埋弧焊飛濺少、熔渣易剝離,后續(xù)處理更簡便。
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生熱裂紋,需控制焊接參數。
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。
