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,對重要工件進(jìn)行焊縫檢測(超聲波檢測、射線檢測),必要時(shí)進(jìn)行焊后熱處理消除應(yīng)力。
埋弧焊加工典型應(yīng)用場景
重型機(jī)械制造:機(jī)床床身、起重機(jī)主梁、挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)工程:廠房鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、船舶 hull 等中厚板長焊縫焊接。
工程機(jī)械與車輛:卡車車架、工程設(shè)備底座的批量焊接。
銅合金焊接加工的核心是應(yīng)對高導(dǎo)熱性、氧化問題,需根據(jù)合金類型(紫銅、黃銅、青銅)選擇適配方法。
核心技術(shù)難點(diǎn)
導(dǎo)熱系數(shù)(約為低碳鋼的 5-8 倍),焊接時(shí)熱量易流失,需高能量密度熱源。
易氧化生成 CuO、Cu?O,高溫下會降低焊縫韌性,需嚴(yán)格做好保護(hù)。
部分銅合金(如黃銅)焊接時(shí)易產(chǎn)生鋅蒸發(fā),導(dǎo)致氣孔和焊縫脆化。
常用焊接方法及適用場景
TIG 焊(鎢極氬弧焊):適合紫銅、青銅的薄板及精密件焊接,焊縫成形美觀,質(zhì)量穩(wěn)定(如儀器儀表、小型管路)。
MIG 焊(熔化極氬弧焊):效率高于 TIG 焊,適合中厚板銅合金的批量生產(chǎn)(如機(jī)械結(jié)構(gòu)、換熱器殼體)。
釬焊:適用于異種材料焊接或要求變形極小的場景(如銅與鋼、銅合金零部件裝配),接頭強(qiáng)度適中。
氧 - 乙炔焊:設(shè)備簡單,適合現(xiàn)場維修、厚壁紫銅焊接,但對操作技術(shù)要求高,易產(chǎn)生氧化缺陷。
關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
焊前準(zhǔn)備:機(jī)械打磨或化學(xué)清洗去除表面氧化膜、油污,紫銅焊接可適當(dāng)預(yù)熱(200-500℃)。
保護(hù)措施:采用純氬或氬 - 氦混合氣體保護(hù),焊接區(qū)域需全覆蓋,避免空氣侵入。
材料匹配:紫銅用 ERCu 焊絲,黃銅用 ERCuZn-3 焊絲,青銅需選對應(yīng)合金成分的專用焊絲。
鎳基合金焊接加工的核心是應(yīng)對高溫強(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:焊接過程中合金元素(Cr、Mo、Nb 等)燒損或偏析,會降低焊縫在酸、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。
