氣體保護(hù)電弧焊加工核心工藝特點(diǎn)
保護(hù)效果好:氬氣、二氧化碳(CO?)等保護(hù)氣體隔絕氧氣、氮?dú)?,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(qiáng)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(hù)焊(MIG/MAG)和非熔化極氣體保護(hù)焊(TIG),前者效率高,后者精度高。
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。
銅合金焊接加工的核心是應(yīng)對高導(dǎo)熱性、氧化問題,需根據(jù)合金類型(紫銅、黃銅、青銅)選擇適配方法。
核心技術(shù)難點(diǎn)
導(dǎo)熱系數(shù)(約為低碳鋼的 5-8 倍),焊接時(shí)熱量易流失,需高能量密度熱源。
易氧化生成 CuO、Cu?O,高溫下會降低焊縫韌性,需嚴(yán)格做好保護(hù)。
部分銅合金(如黃銅)焊接時(shí)易產(chǎn)生鋅蒸發(fā),導(dǎo)致氣孔和焊縫脆化。
常用焊接方法及適用場景
TIG 焊(鎢極氬弧焊):適合紫銅、青銅的薄板及精密件焊接,焊縫成形美觀,質(zhì)量穩(wěn)定(如儀器儀表、小型管路)。
MIG 焊(熔化極氬弧焊):效率高于 TIG 焊,適合中厚板銅合金的批量生產(chǎn)(如機(jī)械結(jié)構(gòu)、換熱器殼體)。
釬焊:適用于異種材料焊接或要求變形極小的場景(如銅與鋼、銅合金零部件裝配),接頭強(qiáng)度適中。
氧 - 乙炔焊:設(shè)備簡單,適合現(xiàn)場維修、厚壁紫銅焊接,但對操作技術(shù)要求高,易產(chǎn)生氧化缺陷。
關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
焊前準(zhǔn)備:機(jī)械打磨或化學(xué)清洗去除表面氧化膜、油污,紫銅焊接可適當(dāng)預(yù)熱(200-500℃)。
保護(hù)措施:采用純氬或氬 - 氦混合氣體保護(hù),焊接區(qū)域需全覆蓋,避免空氣侵入。
材料匹配:紫銅用 ERCu 焊絲,黃銅用 ERCuZn-3 焊絲,青銅需選對應(yīng)合金成分的專用焊絲。
鎳基合金焊接加工的核心是應(yīng)對高溫強(qiáng)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(diǎn)
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(shí)易因低熔點(diǎn)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(dòng)機(jī)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(hù),必要時(shí)加背面保護(hù)。
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(qiáng)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(diǎn)
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(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金(如 Inconel 718),焊后需經(jīng) 980-1060℃固溶 + 時(shí)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(jī)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。
