氣體保護電弧焊加工主流類型及差異

類型 核心特點 適用場景 保護氣體

MIG 焊（熔化極） 焊絲既是電極也是填充金屬，焊接效率高 中厚板拼接、批量生產（如汽車制造） 氬氣 + 氦氣（鋁合金）、氬氣 + CO?（碳鋼）

MAG 焊（熔化極） 以 CO?或混合氣體為保護，成本較低 鋼結構、機械零部件焊接 CO?單氣體或氬氣 + CO?混合氣體

TIG 焊（非熔化極） 鎢極不熔化，需單獨添加填充焊絲，精度高 薄板焊接、精密部件（如航空航天零件）

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。

關鍵性能與效率差異

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 20mm，效率是手工焊的 5-10 倍。

焊縫質量：手工電弧焊受人為操作影響大，焊縫成形一致性一般，易出現飛濺、夾渣；埋弧焊自動化控制，焊縫成形均勻、缺陷少，力學性能更穩定。

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；埋弧焊只需設定參數，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。