手工電弧焊加工是工業制造中最常用的焊接工藝之一，核心通過電弧熱熔化焊條與母材，形成牢固焊縫，適用于多種金屬材料的連接。

核心工藝特點

設備簡單：僅需電焊機、焊條、焊鉗，便攜性強，適合現場施工或野外作業。

適用范圍廣：可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等多種金屬，對接頭形式（對接、角接、搭接等）兼容性高。

操作靈活：能適應復雜工件形狀和狹小空間焊接，但對操作人員技能要求較高。

成本較低：設備投入少，焊條價格親民，無需復雜輔助設施。

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。

成本與后續處理差異

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

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，后續處理更簡便。

鎳基合金焊接加工的核心是應對高溫強度保持、耐蝕性要求及焊接熱裂紋敏感性，需嚴格控制焊接材料匹配和熱輸入，以維持其在高溫、腐蝕環境下的核心性能。

核心技術難點

高溫脆性相析出：焊接熱循環易促使晶界生成 Laves 相、σ 相、碳化物等脆性相，導致焊縫及熱影響區（HAZ）韌性下降。

熱裂紋敏感：鎳基合金（尤其是含 Nb、Ti 的合金）凝固時易因低熔點共晶物（如 NbC-Ni?Nb）形成晶間液膜，產生凝固裂紋；部分合金（如 Inconel 600）還易出現液化裂紋。

耐蝕性保持：焊接過程中合金元素（Cr、Mo、Nb 等）燒損或偏析，會降低焊縫在酸、堿、高溫氧化環境中的耐蝕性。

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（≤5mm）及精密構件（如化工設備襯里、航空發動機燃燒室），熱輸入易控制，焊縫成形好。需用高純氬（純度≥99.99%）保護，必要時加背面保護。

MIG 焊（熔化極氬弧焊）效率高于 TIG 焊，適合中厚板（5-20mm）批量焊接（如壓力容器簡體、熱交換器管板），采用藥芯焊絲或實芯焊絲配合 Ar+He 混合氣體（增強熔深）。

埋弧焊（SAW）適合厚板（≥10mm）長直焊縫（如管道、反應器殼體），需匹配低硅、低硫焊劑（如 HJ260），避免增硅導致熱裂紋。

電子束焊 / 激光焊熱輸入極小，適合薄壁高精密構件（如核工業部件），可減少脆性相析出，但設備成本高，對裝配精度要求嚴苛。

關鍵工藝要點

焊接材料匹配：優先選用同質焊絲（如 Inconel 625 用 ERNiCrMo-3，Hastelloy C276 用 ERNiCrMo-4），確保合金元素（尤其是 Cr、Mo、Nb）含量與母材相當；異種鎳基合金焊接需選擇中間成分焊絲，避免脆化相。

熱裂紋預防：

控制熱輸入：采用小電流、高焊速（如 1mm 厚 Inconel 600 TIG 焊電流 80-100A，速度 10-15cm/min），減少熔池過熱。

降低拘束度：避免剛性固定，采用分段退焊法減少焊接應力。

焊絲微合金化：部分焊絲添加少量 B、Zr 細化晶粒，抑制晶間液膜。

焊后處理：

固溶處理：對時效強化型鎳基合金（如 Inconel 718），焊后需經 980-1060℃固溶 + 時效，溶解脆性相，恢復力學性能。

酸洗鈍化：用硝酸 + 氫氟酸混合溶液處理焊縫，去除氧化皮，恢復耐蝕性（尤其對化工用鎳基合金）。

焊前準備：用不銹鋼絲刷或機械打磨去除表面氧化皮、油污，禁止用碳鋼工具清理（避免 Fe 污染導致耐蝕性下降）；焊絲需經 200-300℃烘干 1h，去除水分。