氣體保護(hù)電弧焊加工核心工藝特點
保護(hù)效果好:氬氣、二氧化碳(CO?)等保護(hù)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(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。
關(guān)鍵性能與效率差異
焊接效率:手工電弧焊電流?。ㄍǔ?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:手工電弧焊對焊工技能要求高,需控制運條速度、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。
點焊加工關(guān)鍵工藝流程
焊前準(zhǔn)備:清理工件接觸表面的油污、鐵銹、氧化皮,保證導(dǎo)電良好;根據(jù)工件厚度(通常 0.5-6mm)選擇電極材質(zhì)(銅合金為主)和電極頭形狀(球面、平面)。
工件定位:將待焊工件重疊放置并定位,確保接觸點貼合緊密,避免間隙過大影響導(dǎo)電。
加壓通電:電極施加壓力(通常 0.2-1.5MPa)夾緊工件,隨后通以短時間大電流(數(shù)千至數(shù)萬安培),使接觸點熔化形成熔核。
保壓冷卻:斷電后保持壓力 3-10 秒,讓熔核自然冷卻凝固,形成牢固焊點;避免過早卸壓導(dǎo)致焊點縮孔、裂紋。
焊后檢查:外觀檢查焊點是否飽滿、無飛濺、無燒穿;重要工件需檢測焊點強度(拉剪試驗)或熔核尺寸(金相分析)。
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
高溫活性強: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)動機部件、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),對裝配精度要求高。
關(guān)鍵工藝要點
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。
