手工电弧焊加工是工业制造中常用的焊接工艺之一,核心通过电弧热熔化焊条与母材,形成牢固焊缝,适用于多种金属材料的连接。
核心工艺特点
设备简单:仅需电焊机、焊条、焊钳,便携性强,适合现场施工或野外作业。
适用范围广:可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢等多种金属,对接头形式(对接、角接、搭接等)兼容性高。
操作灵活:能适应复杂工件形状和狭小空间焊接,但对操作人员技能要求较高。
成本较低:设备投入少,焊条价格亲民,无需复杂辅助设施。
埋弧焊加工典型应用场景
重型机械制造:机床床身、起重机主梁、挖掘机结构件焊接。
压力容器与管道:锅炉、储罐、长输管道的环缝、纵缝焊接。
钢结构工程:厂房钢结构、桥梁、船舶 hull 等中厚板长焊缝焊接。
工程机械与车辆:卡车车架、工程设备底座的批量焊接。
铝合金焊接加工的核心是解决氧化、热裂纹和气孔问题,常用方法需匹配材料与场景。
核心技术特点
铝合金表面易形成 Al₂O₃氧化膜,焊接前需彻底清理(机械打磨或化学清洗)。
热导率高、线膨胀系数大,需采用能量集中的焊接热源,控制热输入。
易产生气孔,焊接时需做好保护(氩气、氦气),避免氢侵入。
常用焊接方法及适用场景
TIG 焊(钨极氩弧焊):焊接质量高,适合薄板、精密件及对焊缝要求高的场景(如航空航天零部件)。
MIG 焊(熔化极氩弧焊):效率高,适合中厚板、批量生产(如汽车零部件、框架结构)。
搅拌摩擦焊:无熔焊缺陷,适合厚板、高强度铝合金焊接(如高铁车体、压力容器),但设备成本较高。
关键注意事项
材料选择:根据铝合号选匹配焊丝(如 5 系铝用 ER5356 焊丝)。
工艺参数:控制焊接电流、电压和焊接速度,避免过热导致变形。
后续处理:必要时进行去应力退火,提升焊缝稳定性。
钛合金焊接加工的核心是解决高温氧化和脆化问题,其焊接质量直接影响材料的高强度、耐蚀性等核心性能,需严格控制保护氛围和热输入。
核心技术难点
高温活性强:钛在 300℃以上易吸氢,600℃以上易吸氧、氮,生成脆硬的 TiH₂、TiO₂、TiN,导致焊缝塑性和韧性急剧下降。
热裂纹敏感:β 钛合金等易因合金元素偏析产生热裂纹,需控制焊接参数。
变形难控制:钛合金弹性模量低,焊接热应力易导致较大变形,需采取刚性固定或分段焊接等措施。
常用焊接方法及适用场景
TIG 焊(钨极氩弧焊)常用方法,适合薄板(≤6mm)及精密构件焊接(如航空航天发动机部件、医疗器械)。需采用大流量高纯氩(纯度≥99.99%)保护,焊枪需带拖罩,对熔池及高温区(≥400℃)全程保护。
等离子弧焊能量密度更高,适合中厚板(6-15mm)焊接,焊缝深宽比大,热影响区小(如压力容器、导弹壳体),保护方式与 TIG 焊类似,但需加强背面保护。
电子束焊真空环境下焊接,彻底避免氧化,适合厚板(>15mm)及高要求构件(如核工业部件),但设备成本高,需真空环境限制了工件尺寸。
激光焊热输入集中,变形小,适合薄壁钛合金(≤3mm)的高速焊接(如航空薄壁结构),但需配合惰性气体保护,对装配精度要求高。
关键工艺要点
焊前处理:用不锈钢丝刷或化学蚀刻(氢氟酸 + 硝酸溶液)去除表面氧化膜、油污,避免杂质引入;工件和焊丝需在 150-250℃下烘干除氢。
保护措施:焊接区(熔池、热影响区、背面)需用高纯氩气保护,保护范围需覆盖温度>400℃的区域,必要时采用背面通氩工装。
参数控制:采用小电流、高焊速,减少热输入(如 1mm 钛板 TIG 焊电流 50-80A);避免多层焊时层间温度过高(一般≤150℃)。
焊丝匹配:同质焊丝优先(如 TC4 钛合金用 TC4 焊丝),异种钛合金焊接需选择中间成分焊丝,避免脆化相生成。

