氣體保護(hù)電弧焊加工主流類型及差異

類型 核心特點(diǎn) 適用場(chǎng)景 保護(hù)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(chǎn)（如汽車(chē)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(hù)，成本較低 鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)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(dú)添加填充焊絲，精度高 薄板焊接、精密部件（如航空航天零件）

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(zhǎng)度；埋弧焊只需設(shè)定參數(shù)，操作門(mén)檻低，人為誤差小。

成本與后續(xù)處理差異

綜合成本：手工電弧焊設(shè)備投入低，但人工成本高、效率低；埋弧焊設(shè)備投入高，但若批量生產(chǎn)，單位焊縫成本更低（省人工、材料損耗?。?

焊后處理：手工電弧焊飛濺多、焊渣厚，需額外清理；埋弧焊飛濺少、熔渣易剝離，后續(xù)處理更簡(jiǎn)便。

鈦合金焊接加工的核心是解決高溫氧化和脆化問(wèn)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)?。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(guò)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。