埋弧焊加工關(guān)鍵工藝流程
焊前準(zhǔn)備：清理母材焊接區(qū)域的油污、鐵銹、氧化皮，保證表面潔凈；根據(jù)母材材質(zhì)（碳鋼、低合金鋼等）選擇匹配的焊絲和焊劑（如 H08MnA 焊絲 + HJ431 焊劑）；調(diào)整焊接參數(shù)，包括電流（300-1000A）、電壓（25-40V）、焊接速度（30-100cm/min）。
焊劑鋪設(shè)：在焊接接頭區(qū)域均勻鋪設(shè)顆粒狀焊劑，厚度通常為 20-40mm，確保完全覆蓋電弧路徑。
引弧焊接：通過焊絲與母材短路引燃電弧，電弧熱熔化焊絲、母材及部分焊劑，形成熔池；焊劑熔化后形成熔渣，進(jìn)一步保護(hù)熔池并改善焊縫成形。
收弧收尾：焊接至末端時(shí)，逐漸降低焊接電流和電壓，或采用收弧板過渡，避免焊縫收尾出現(xiàn)縮孔、裂紋；焊接結(jié)束后保留焊劑覆蓋，待焊縫冷卻后清理。
焊后處理：清除焊縫表面的熔渣和殘留焊劑，對(duì)重要工件進(jìn)行焊縫檢測（超聲波檢測、射線檢測），必要時(shí)進(jìn)行焊后熱處理消除應(yīng)力。
關(guān)鍵性能與效率差異
焊接效率：手工電弧焊電流小（通常 50-300A），單道焊透厚度≤5mm，效率低；埋弧焊電流大（300-1000A），單道焊透厚度可達(dá) 20mm，效率是手工焊的 5-10 倍。
焊縫質(zhì)量：手工電弧焊受人為操作影響大，焊縫成形一致性一般，易出現(xiàn)飛濺、夾渣；埋弧焊自動(dòng)化控制，焊縫成形均勻、缺陷少，力學(xué)性能更穩(wěn)定。
操作難度：手工電弧焊對(duì)焊工技能要求高，需控制運(yùn)條速度、角度和電弧長度；埋弧焊只需設(shè)定參數(shù)，操作門檻低，人為誤差小。
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(duì)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?、導(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(duì)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。
鎳基合金焊接加工的核心是應(yīng)對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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。
