手工電弧焊加工是工業(yè)制造中最常用的焊接工藝之一，核心通過(guò)電弧熱熔化焊條與母材，形成牢固焊縫，適用于多種金屬材料的連接。
核心工藝特點(diǎn)
設(shè)備簡(jiǎn)單：僅需電焊機(jī)、焊條、焊鉗，便攜性強(qiáng)，適合現(xiàn)場(chǎng)施工或野外作業(yè)。
適用范圍廣：可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等多種金屬，對(duì)接頭形式（對(duì)接、角接、搭接等）兼容性高。
操作靈活：能適應(yīng)復(fù)雜工件形狀和狹小空間焊接，但對(duì)操作人員技能要求較高。
成本較低：設(shè)備投入少，焊條價(jià)格親民，無(wú)需復(fù)雜輔助設(shè)施。
點(diǎn)焊加工關(guān)鍵工藝流程
焊前準(zhǔn)備：清理工件接觸表面的油污、鐵銹、氧化皮，保證導(dǎo)電良好；根據(jù)工件厚度（通常 0.5-6mm）選擇電極材質(zhì)（銅合金為主）和電極頭形狀（球面、平面）。
工件定位：將待焊工件重疊放置并定位，確保接觸點(diǎn)貼合緊密，避免間隙過(guò)大影響導(dǎo)電。
加壓通電：電極施加壓力（通常 0.2-1.5MPa）夾緊工件，隨后通以短時(shí)間大電流（數(shù)千至數(shù)萬(wàn)安培），使接觸點(diǎn)熔化形成熔核。
保壓冷卻：斷電后保持壓力 3-10 秒，讓熔核自然冷卻凝固，形成牢固焊點(diǎn)；避免過(guò)早卸壓導(dǎo)致焊點(diǎn)縮孔、裂紋。
焊后檢查：外觀檢查焊點(diǎn)是否飽滿、無(wú)飛濺、無(wú)燒穿；重要工件需檢測(cè)焊點(diǎn)強(qiáng)度（拉剪試驗(yàn)）或熔核尺寸（金相分析）。
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 焊接性優(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（如汽車車架），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（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。
