手工電弧焊加工常見應(yīng)用場(chǎng)景
機(jī)械制造:設(shè)備機(jī)架、零部件拼接、管道安裝等。
建筑工程:鋼結(jié)構(gòu)廠房、橋梁、壓力容器的焊接。
維修改造:機(jī)械設(shè)備、車輛、管道的現(xiàn)場(chǎng)維修與補(bǔ)焊。
五金加工:小型金屬構(gòu)件、工具的制作與拼接。
成本與后續(xù)處理差異
綜合成本:手工電弧焊設(shè)備投入低,但人工成本高、效率低;埋弧焊設(shè)備投入高,但若批量生產(chǎn),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。
不銹鋼焊接加工的核心是通過合適的焊接方法與工藝控制,避免腐蝕失效和力學(xué)性能下降。
核心焊接方法
氬弧焊(TIG):適合薄板、精密件焊接,焊縫成形美觀,耐腐蝕性好。
熔化極氣體保護(hù)焊(MIG/MAG):效率高,適用于中厚板批量生產(chǎn),需控制保護(hù)氣體純度。
焊條電弧焊(SMAW):設(shè)備簡單、操作靈活,適合現(xiàn)場(chǎng)搶修或復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接。
關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
材質(zhì)匹配:選用與母材同系列的焊接材料,避免異種金屬焊接導(dǎo)致的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
焊接環(huán)境:保持環(huán)境干燥、無粉塵,防止?jié)駳庥绊懞缚p質(zhì)量。
焊后處理:重要構(gòu)件需進(jìn)行酸洗鈍化,去除氧化皮,恢復(fù)不銹鋼的耐腐蝕性能。
常見問題及解決
熱裂紋:控制焊接電流和速度,減少熱輸入,必要時(shí)預(yù)熱母材。
氣孔:確保焊接材料干燥、保護(hù)氣體通暢,清理坡口表面油污和雜質(zhì)。
晶間腐蝕:采用小線能量焊接,避免焊縫及熱影響區(qū)處于敏化溫度區(qū)間。
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(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。
