手工电弧焊加工是工业制造中常用的焊接工艺之一,核心通过电弧热熔化焊条与母材,形成牢固焊缝,适用于多种金属材料的连接。
核心工艺特点
设备简单:仅需电焊机、焊条、焊钳,便携性强,适合现场施工或野外作业。
适用范围广:可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢等多种金属,对接头形式(对接、角接、搭接等)兼容性高。
操作灵活:能适应复杂工件形状和狭小空间焊接,但对操作人员技能要求较高。
成本较低:设备投入少,焊条价格亲民,无需复杂辅助设施。
气体保护电弧焊加工核心工艺特点
保护效果好:氩气、二氧化碳(CO₂)等保护气体隔绝氧气、氮气,避免焊缝产生气孔、氧化等缺陷。
焊缝质量优:成形美观、飞溅少,接头强度高,无需额外清渣工序。
适用场景广:可焊接碳钢、不锈钢、铝合金等多种金属,适配薄板至中厚板焊接。
分类明确:主流分为熔化极气体保护焊(MIG/MAG)和非熔化极气体保护焊(TIG),前者效率高,后者精度高。
点焊加工是一种电阻焊工艺,核心通过电极施加压力与电流,使工件接触点局部熔化形成焊点,实现金属构件的连接,主打、低成本的批量装配。
核心工艺特点
焊接速度快:单焊点焊接时间仅 0.1-3 秒,适合批量生产,生产率高。
接头形式灵活:无需填充材料和保护气体,仅需工件表面接触贴合,适配薄板、冲压件的重叠连接。
变形量小:局部加热集中,工件整体受热少,焊接后变形小,无需复杂矫形。
局限性:主要用于搭接接头,焊缝为离散焊点(非连续焊缝),抗拉强度和密封性较弱;对工件表面清洁度要求高。
镍基合金焊接加工的核心是应对高温强度保持、耐蚀性要求及焊接热裂纹敏感性,需严格控制焊接材料匹配和热输入,以维持其在高温、腐蚀环境下的核心性能。
核心技术难点
高温脆性相析出:焊接热循环易促使晶界生成 Laves 相、σ 相、碳化物等脆性相,导致焊缝及热影响区(HAZ)韧性下降。
热裂纹敏感:镍基合金(尤其是含 Nb、Ti 的合金)凝固时易因低熔点共晶物(如 NbC-Ni₃Nb)形成晶间液膜,产生凝固裂纹;部分合金(如 Inconel 600)还易出现液化裂纹。
耐蚀性保持:焊接过程中合金元素(Cr、Mo、Nb 等)烧损或偏析,会降低焊缝在酸、碱、高温氧化环境中的耐蚀性。
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(≤5mm)及精密构件(如化工设备衬里、航空发动机燃烧室),热输入易控制,焊缝成形好。需用高纯氩(纯度≥99.99%)保护,必要时加背面保护。
MIG 焊(熔化极氩弧焊)效率高于 TIG 焊,适合中厚板(5-20mm)批量焊接(如压力容器简体、热交换器管板),采用药芯焊丝或实芯焊丝配合 Ar+He 混合气体(增强熔深)。
埋弧焊(SAW)适合厚板(≥10mm)长直焊缝(如管道、反应器壳体),需匹配低硅、低硫焊剂(如 HJ260),避免增硅导致热裂纹。
电子束焊 / 激光焊热输入极小,适合薄壁高精密构件(如核工业部件),可减少脆性相析出,但设备成本高,对装配精度要求严苛。
关键工艺要点
焊接材料匹配:优先选用同质焊丝(如 Inconel 625 用 ERNiCrMo-3,Hastelloy C276 用 ERNiCrMo-4),确保合金元素(尤其是 Cr、Mo、Nb)含量与母材相当;异种镍基合金焊接需选择中间成分焊丝,避免脆化相。
热裂纹预防:
控制热输入:采用小电流、高焊速(如 1mm 厚 Inconel 600 TIG 焊电流 80-100A,速度 10-15cm/min),减少熔池过热。
降低拘束度:避免刚性固定,采用分段退焊法减少焊接应力。
焊丝微合金化:部分焊丝添加少量 B、Zr 细化晶粒,抑制晶间液膜。
焊后处理:
固溶处理:对时效强化型镍基合金(如 Inconel 718),焊后需经 980-1060℃固溶 + 时效,溶解脆性相,恢复力学性能。
酸洗钝化:用硝酸 + 氢氟酸混合溶液处理焊缝,去除氧化皮,恢复耐蚀性(尤其对化工用镍基合金)。
焊前准备:用不锈钢丝刷或机械打磨去除表面氧化皮、油污,禁止用碳钢工具清理(避免 Fe 污染导致耐蚀性下降);焊丝需经 200-300℃烘干 1h,去除水分。

