氣體保護電弧焊加工典型應用場景

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）。

機械加工：不銹鋼設備、管道、壓力容器焊接。

建筑與基建：鋼結構廠房、橋梁的中厚板拼接。

埋弧焊加工關鍵工藝流程

焊前準備：清理母材焊接區域的油污、鐵銹、氧化皮，保證表面潔凈；根據母材材質（碳鋼、低合金鋼等）選擇匹配的焊絲和焊劑（如 H08MnA 焊絲 + HJ431 焊劑）；調整焊接參數，包括電流（300-1000A）、電壓（25-40V）、焊接速度（30-100cm/min）。

焊劑鋪設：在焊接接頭區域均勻鋪設顆粒狀焊劑，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，進一步保護熔池并改善焊縫成形。

收弧收尾：焊接至末端時，逐漸降低焊接電流和電壓，或采用收弧板過渡，避免焊縫收尾出現縮孔、裂紋；焊接結束后保留焊劑覆蓋，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，對重要工件進行焊縫檢測（超聲波檢測、射線檢測），必要時進行焊后熱處理消除應力。

核心工藝與設備差異

焊接方式：手工電弧焊完全人工操作，焊工手持焊鉗控制焊條移動；埋弧焊以機械 / 半自動為主，焊絲自動送進，電弧被焊劑覆蓋，無需人工實時控弧。

設備配置：手工電弧焊僅需電焊機、焊鉗、焊條，設備簡單便攜；埋弧焊需專用焊機、送絲機構、焊劑鋪設 / 回收裝置，整體體積大、移動性差。

保護方式：手工電弧焊靠焊條藥皮熔化形成熔渣和氣體保護；埋弧焊依賴顆粒狀焊劑覆蓋電弧，保護效果更穩定。

鈦合金焊接加工的核心是解決高溫氧化和脆化問題，其焊接質量直接影響材料的高強度、耐蝕性等核心性能，需嚴格控制保護氛圍和熱輸入。

核心技術難點

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生熱裂紋，需控制焊接參數。

變形難控制：鈦合金彈性模量低，焊接熱應力易導致較大變形，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）及精密構件焊接（如航空航天發動機部件、醫療器械）。需采用大流量高純氬（純度≥99.99%）保護，焊槍需帶拖罩，對熔池及高溫區（≥400℃）全程保護。

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，熱影響區小（如壓力容器、導彈殼體），保護方式與 TIG 焊類似，但需加強背面保護。

電子束焊真空環境下焊接，徹底避免氧化，適合厚板（＞15mm）及高要求構件（如核工業部件），但設備成本高，需真空環境限制了工件尺寸。

激光焊熱輸入集中，變形小，適合薄壁鈦合金（≤3mm）的高速焊接（如航空薄壁結構），但需配合惰性氣體保護，對裝配精度要求高。

關鍵工藝要點

焊前處理：用不銹鋼絲刷或化學蝕刻（氫氟酸 + 硝酸溶液）去除表面氧化膜、油污，避免雜質引入；工件和焊絲需在 150-250℃下烘干除氫。

保護措施：焊接區（熔池、熱影響區、背面）需用高純氬氣保護，保護范圍需覆蓋溫度＞400℃的區域，必要時采用背面通氬工裝。

參數控制：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：同質焊絲優先（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。