气体保护电弧焊加工关键工艺流程
焊前准备:清理母材焊接区域的油污、氧化皮,保证表面洁净;根据母材材质选择匹配的焊丝(如不锈钢用 ER308L 焊丝)和保护气体;调整焊接电流、电压、气体流量(通常 10-25L/min)。
引弧:TIG 焊采用高频引弧或接触引弧,MIG/MAG 焊直接通过焊丝与母材短路引弧,确保电弧稳定。
焊接操作:控制电弧长度(2-5mm),保持焊丝与母材的合适角度(通常 15-30°),匀速移动焊枪,确保熔池均匀填充。
收弧:缓慢降低电流或采用衰减收弧,避免焊缝收尾出现缩孔、裂纹;焊接结束后保持气体延时保护(3-5 秒),防止高温焊缝氧化。
焊后处理:对重要工件进行焊缝检测(外观检查、超声波检测),必要时进行打磨、去应力处理。
核心工艺与设备差异
焊接方式:手工电弧焊完全人工操作,焊工手持焊钳控制焊条移动;埋弧焊以机械 / 半自动为主,焊丝自动送进,电弧被焊剂覆盖,无需人工实时控弧。
设备配置:手工电弧焊仅需电焊机、焊钳、焊条,设备简单便携;埋弧焊需专用焊机、送丝机构、焊剂铺设 / 回收装置,整体体积大、移动性差。
保护方式:手工电弧焊靠焊条药皮熔化形成熔渣和气体保护;埋弧焊依赖颗粒状焊剂覆盖电弧,保护效果更稳定。
点焊加工关键工艺流程
焊前准备:清理工件接触表面的油污、铁锈、氧化皮,保证导电良好;根据工件厚度(通常 0.5-6mm)选择电极材质(铜合金为主)和电极头形状(球面、平面)。
工件定位:将待焊工件重叠放置并定位,确保接触点贴合紧密,避免间隙过大影响导电。
加压通电:电极施加压力(通常 0.2-1.5MPa)夹紧工件,随后通以短时间大电流(数千至数万安培),使接触点熔化形成熔核。
保压冷却:断电后保持压力 3-10 秒,让熔核自然冷却凝固,形成牢固焊点;避免过早卸压导致焊点缩孔、裂纹。
焊后检查:外观检查焊点是否饱满、无飞溅、无烧穿;重要工件需检测焊点强度(拉剪试验)或熔核尺寸(金相分析)。
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。

