手工电弧焊关键工艺流程
焊前准备:清理母材焊接区域的油污、铁锈、氧化皮,保证焊接面洁净;根据母材厚度选择合适直径的焊条(通常 2.5-5mm),并烘干去除焊条水分;调整电焊机电流(一般按焊条直径 ×30-50A 估算)。
引弧:通过划擦法或直击法引燃电弧,确保电弧稳定燃烧,避免粘条或断弧。
焊接操作:控制电弧长度(约为焊条直径的 0.5-1 倍),匀速移动焊条,保持合适的焊接速度和运条角度,使熔池均匀填充。
收弧:焊接结束时缓慢断弧,必要时进行补焊,避免焊缝收尾出现缩孔、裂纹。
焊后处理:清除焊缝表面的焊渣和飞溅物,对重要工件进行焊缝检测(如外观检查、渗透检测),必要时进行热处理消除焊接应力。
气体保护电弧焊加工典型应用场景
汽车制造:车身框架、零部件焊接(多采用 MIG/MAG 焊)。
航空航天:铝合金、钛合金精密部件焊接(以 TIG 焊为主)。
机械加工:不锈钢设备、管道、压力容器焊接。
建筑与基建:钢结构厂房、桥梁的中厚板拼接。
关键性能与效率差异
焊接效率:手工电弧焊电流小(通常 50-300A),单道焊透厚度≤5mm,效率低;埋弧焊电流大(300-1000A),单道焊透厚度可达 20mm,效率是手工焊的 5-10 倍。
焊缝质量:手工电弧焊受人为操作影响大,焊缝成形一致性一般,易出现飞溅、夹渣;埋弧焊自动化控制,焊缝成形均匀、缺陷少,力学性能更稳定。
操作难度:手工电弧焊对焊工技能要求高,需控制运条速度、角度和电弧长度;埋弧焊只需设定参数,操作门槛低,人为误差小。
钛合金焊接加工的核心是解决高温氧化和脆化问题,其焊接质量直接影响材料的高强度、耐蚀性等核心性能,需严格控制保护氛围和热输入。
核心技术难点
高温活性强:钛在 300℃以上易吸氢,600℃以上易吸氧、氮,生成脆硬的 TiH₂、TiO₂、TiN,导致焊缝塑性和韧性急剧下降。
热裂纹敏感:β 钛合金等易因合金元素偏析产生热裂纹,需控制焊接参数。
变形难控制:钛合金弹性模量低,焊接热应力易导致较大变形,需采取刚性固定或分段焊接等措施。
常用焊接方法及适用场景
TIG 焊(钨极氩弧焊)常用方法,适合薄板(≤6mm)及精密构件焊接(如航空航天发动机部件、医疗器械)。需采用大流量高纯氩(纯度≥99.99%)保护,焊枪需带拖罩,对熔池及高温区(≥400℃)全程保护。
等离子弧焊能量密度更高,适合中厚板(6-15mm)焊接,焊缝深宽比大,热影响区小(如压力容器、导弹壳体),保护方式与 TIG 焊类似,但需加强背面保护。
电子束焊真空环境下焊接,彻底避免氧化,适合厚板(>15mm)及高要求构件(如核工业部件),但设备成本高,需真空环境限制了工件尺寸。
激光焊热输入集中,变形小,适合薄壁钛合金(≤3mm)的高速焊接(如航空薄壁结构),但需配合惰性气体保护,对装配精度要求高。
关键工艺要点
焊前处理:用不锈钢丝刷或化学蚀刻(氢氟酸 + 硝酸溶液)去除表面氧化膜、油污,避免杂质引入;工件和焊丝需在 150-250℃下烘干除氢。
保护措施:焊接区(熔池、热影响区、背面)需用高纯氩气保护,保护范围需覆盖温度>400℃的区域,必要时采用背面通氩工装。
参数控制:采用小电流、高焊速,减少热输入(如 1mm 钛板 TIG 焊电流 50-80A);避免多层焊时层间温度过高(一般≤150℃)。
焊丝匹配:同质焊丝优先(如 TC4 钛合金用 TC4 焊丝),异种钛合金焊接需选择中间成分焊丝,避免脆化相生成。

