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(diǎn)
設(shè)備簡(jiǎn)單:僅需電焊機(jī)、焊條、焊鉗,便攜性強(qiáng),適合現(xiàn)場(chǎng)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(duì)接頭形式(對(duì)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(duì)操作人員技能要求較高。
成本較低:設(shè)備投入少,焊條價(jià)格親民,無需復(fù)雜輔助設(shè)施。
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(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。
銅合金焊接加工的核心是應(yīng)對(duì)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(huì)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(chǎng)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(chǎng)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(jiǎn)單,適合現(xiàn)場(chǎng)維修、厚壁紫銅焊接,但對(duì)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(duì)應(yīng)合金成分的專用焊絲。
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(chǎng)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)小(如壓力容器、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。
