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
設(shè)備簡單:僅需電焊機、焊條、焊鉗,便攜性強,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,焊條價格親民,無需復(fù)雜輔助設(shè)施。
氣體保護電弧焊加工核心工藝特點
保護效果好:氬氣、二氧化碳(CO?)等保護氣體隔絕氧氣、氮氣,避免焊縫產(chǎn)生氣孔、氧化等缺陷。
焊縫質(zhì)量優(yōu):成形美觀、飛濺少,接頭強度高,無需額外清渣工序。
適用場景廣:可焊接碳鋼、不銹鋼、鋁合金等多種金屬,適配薄板至中厚板焊接。
分類明確:主流分為熔化極氣體保護焊(MIG/MAG)和非熔化極氣體保護焊(TIG),前者效率高,后者精度高。
點焊加工是一種電阻焊工藝,核心通過電極施加壓力與電流,使工件接觸點局部熔化形成焊點,實現(xiàn)金屬構(gòu)件的連接,主打、低成本的批量裝配。
核心工藝特點
焊接速度快:單焊點焊接時間僅 0.1-3 秒,適合批量生產(chǎn),生產(chǎn)率高。
接頭形式靈活:無需填充材料和保護氣體,僅需工件表面接觸貼合,適配薄板、沖壓件的重疊連接。
變形量?。壕植考訜峒?,工件整體受熱少,焊接后變形小,無需復(fù)雜矯形。
局限性:主要用于搭接接頭,焊縫為離散焊點(非連續(xù)焊縫),抗拉強度和密封性較弱;對工件表面清潔度要求高。
鎳基合金焊接加工的核心是應(yīng)對高溫強度保持、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
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)凝固時易因低熔點共晶物(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(gòu)件(如化工設(shè)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?qū)嵭竞附z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(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,對裝配精度要求嚴(yán)苛。
關(guān)鍵工藝要點
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:對時效強化型鎳基合金(如 Inconel 718),焊后需經(jīng) 980-1060℃固溶 + 時效,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(尤其對化工用鎳基合金)。
焊前準(zhǔn)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(dǎo)致耐蝕性下降);焊絲需經(jīng) 200-300℃烘干 1h,去除水分。
