气体保护电弧焊加工典型应用场景
汽车制造:车身框架、零部件焊接(多采用 MIG/MAG 焊)。
航空航天:铝合金、钛合金精密部件焊接(以 TIG 焊为主)。
机械加工:不锈钢设备、管道、压力容器焊接。
建筑与基建:钢结构厂房、桥梁的中厚板拼接。
埋弧焊加工核心工艺特点
焊接效率高:采用大电流焊接,熔深大,可一次焊透较厚板材(单道焊透厚度达 20mm),生产率是手工电弧焊的 5-10 倍。
焊缝质量稳定:焊剂保护效果好,电弧被覆盖不外露,减少气孔、夹渣等缺陷,接头力学性能优异。
自动化程度高:多为机械或半自动操作,焊缝成形均匀,受人为因素影响小,适合批量生产。
适用局限:主要用于平焊位置(俯焊),对曲面、短焊缝或狭小空间焊接适应性差,设备移动性较弱。
成本与后续处理差异
综合成本:手工电弧焊设备投入低,但人工成本高、效率低;埋弧焊设备投入高,但若批量生产,单位焊缝成本更低(省人工、材料损耗小)。
焊后处理:手工电弧焊飞溅多、焊渣厚,需额外清理;埋弧焊飞溅少、熔渣易剥离,后续处理更简便。
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。

