氣體保護電弧焊加工主流類型及差異
類型 核心特點 適用場景 保護氣體
MIG 焊(熔化極) 焊絲既是電極也是填充金屬,焊接效率高 中厚板拼接、批量生產(如汽車制造) 氬氣 + 氦氣(鋁合金)、氬氣 + CO?(碳鋼)
MAG 焊(熔化極) 以 CO?或混合氣體為保護,成本較低 鋼結構、機械零部件焊接 CO?單氣體或氬氣 + CO?混合氣體
TIG 焊(非熔化極) 鎢極不熔化,需單獨添加填充焊絲,精度高 薄板焊接、精密部件(如航空航天零件)
點焊加工典型應用場景
汽車制造:車身框架、車門、發(fā)動機罩等薄板沖壓件的裝配焊接。
家電生產:冰箱、洗衣機的殼體、內膽,空調外機框架的連接。
五金加工:金屬貨架、文件柜、廚具等薄板構件的批量焊接。
航空航天:飛機蒙皮、內飾件等輕量化薄板的精密連接。
銅合金焊接加工的核心是應對高導熱性、氧化問題,需根據合金類型(紫銅、黃銅、青銅)選擇適配方法。
核心技術難點
導熱系數(約為低碳鋼的 5-8 倍),焊接時熱量易流失,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,需嚴格做好保護。
部分銅合金(如黃銅)焊接時易產生鋅蒸發(fā),導致氣孔和焊縫脆化。
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(如機械結構、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),接頭強度適中。
氧 - 乙炔焊:設備簡單,適合現場維修、厚壁紫銅焊接,但對操作技術要求高,易產生氧化缺陷。
關鍵工藝要點
焊前準備:機械打磨或化學清洗去除表面氧化膜、油污,紫銅焊接可適當預熱(200-500℃)。
保護措施:采用純氬或氬 - 氦混合氣體保護,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,青銅需選對應合金成分的專用焊絲。
鎳基合金焊接加工的核心是應對高溫強度保持、耐蝕性要求及焊接熱裂紋敏感性,需嚴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。
核心技術難點
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)凝固時易因低熔點共晶物(如 NbC-Ni?Nb)形成晶間液膜,產生凝固裂紋;部分合金(如 Inconel 600)還易出現液化裂紋。
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)及精密構件(如化工設備襯里、航空發(fā)動機燃燒室),熱輸入易控制,焊縫成形好。需用高純氬(純度≥99.99%)保護,必要時加背面保護。
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),采用藥芯焊絲或實芯焊絲配合 Ar+He 混合氣體(增強熔深)。
埋弧焊(SAW)適合厚板(≥10mm)長直焊縫(如管道、反應器殼體),需匹配低硅、低硫焊劑(如 HJ260),避免增硅導致熱裂紋。
電子束焊 / 激光焊熱輸入極小,適合薄壁高精密構件(如核工業(yè)部件),可減少脆性相析出,但設備成本高,對裝配精度要求嚴苛。
關鍵工藝要點
焊接材料匹配:優(yōu)先選用同質焊絲(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;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力。
焊絲微合金化:部分焊絲添加少量 B、Zr 細化晶粒,抑制晶間液膜。
焊后處理:
固溶處理:對時效強化型鎳基合金(如 Inconel 718),焊后需經 980-1060℃固溶 + 時效,溶解脆性相,恢復力學性能。
酸洗鈍化:用硝酸 + 氫氟酸混合溶液處理焊縫,去除氧化皮,恢復耐蝕性(尤其對化工用鎳基合金)。
焊前準備:用不銹鋼絲刷或機械打磨去除表面氧化皮、油污,禁止用碳鋼工具清理(避免 Fe 污染導致耐蝕性下降);焊絲需經 200-300℃烘干 1h,去除水分。
