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)備簡單：僅需電焊機(jī)、焊條、焊鉗，便攜性強(qiáng)，適合現(xiàn)場施工或野外作業(yè)。
適用范圍廣：可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等多種金屬，對接頭形式（對接、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，無需復(fù)雜輔助設(shè)施。
氣體保護(hù)電弧焊加工典型應(yīng)用場景
汽車制造：車身框架、零部件焊接（多采用 MIG/MAG 焊）。
航空航天：鋁合金、鈦合金精密部件焊接（以 TIG 焊為主）。
機(jī)械加工：不銹鋼設(shè)備、管道、壓力容器焊接。
建筑與基建：鋼結(jié)構(gòu)廠房、橋梁的中厚板拼接。
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萜鳌?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。
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)脆化等問題，需根據(jù)鋼種強(qiáng)度級別和服役環(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 Mn、Si、Cr、Ni 等元素強(qiáng)化，焊接性隨強(qiáng)度級別升高而下降（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景
焊條電弧焊（SMAW）靈活便攜，適合現(xiàn)場安裝、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。
