焊接方法與設(shè)備鎢極氬弧焊機(jī)械儀表工程科技專業(yè)資料PPT課件

1、2021-11-15熔化極氬弧焊存在的局限熔化極氬弧焊存在的局限指狀指狀熔深熔深設(shè)備設(shè)備復(fù)雜復(fù)雜薄板焊薄板焊適應(yīng)性適應(yīng)性差差第1頁/共92頁2021-11-157-7-1 1 概述概述 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊Ar保護(hù)，電極為保護(hù)，電極為W，不熔化，填充焊絲。，不熔化，填充焊絲。一、一、基本原理基本原理 第2頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊TungstenArcFiller MetalPoolSeam第3頁/共92頁2021-11-15二、特點(diǎn)及應(yīng)用二、特點(diǎn)及應(yīng)用第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊1.特點(diǎn)特點(diǎn) 電弧穩(wěn)定電弧穩(wěn)定，保護(hù)效果好，保護(hù)效果好

2、 適應(yīng)性好適應(yīng)性好，適于各種材料及全位置焊，適于各種材料及全位置焊 熔深淺熔深淺，生產(chǎn)率低，生產(chǎn)率低 2.2.應(yīng)用應(yīng)用 無無材料、板厚、位置的材料、板厚、位置的限制限制，是最好的焊，是最好的焊接方法之一接方法之一 。第4頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊三、電極及焊槍三、電極及焊槍 （一）（一）鎢極材質(zhì)及其電特性鎢極材質(zhì)及其電特性 W 99.9%（純鎢）（純鎢）W+12%ThO2，W+12%CeO2、ZrO2、Y2O3、La2O3 實(shí)踐證明：實(shí)踐證明：Y2O3，ZrO2，CeO2性能較好，許用電性能較好，許用電流大、耐用、引弧及穩(wěn)定電弧性能好、放射性小。流大、耐

3、用、引弧及穩(wěn)定電弧性能好、放射性小。 鎢極熔點(diǎn)（鎢極熔點(diǎn)（3690K）、沸點(diǎn)（）、沸點(diǎn)（5900K）高，）高，導(dǎo)熱系數(shù)和高溫?fù)]發(fā)性小，強(qiáng)度高。導(dǎo)熱系數(shù)和高溫?fù)]發(fā)性小，強(qiáng)度高。第5頁/共92頁2021-11-15 從鎢極端頭燒損情況看從鎢極端頭燒損情況看第6頁/共92頁2021-11-15從鎢極溫度分布看從鎢極溫度分布看第7頁/共92頁2021-11-15從電弧力角度看從電弧力角度看第8頁/共92頁鎢極n純鎢 WP:直流焊時(shí)引弧相對較差, 易形成光滑的球端，電流負(fù)載能力低n釷鎢 WT:引弧非常容易, 更高的負(fù)載能力，但稍帶放射性n鈰鎢 WC:性能等同于釷鎢，但無放射性n鑭鎢 WL:比釷鎢或鈰鎢有

4、更長的使用壽命，但引弧性能不好第9頁/共92頁2021-11-15小小 結(jié)結(jié) 由上述試驗(yàn)觀察可得出結(jié)論：由上述試驗(yàn)觀察可得出結(jié)論： 含有含有12%Y2O3，ZrO2，CeO2的鎢電極的鎢電極性能性能較好。較好。（許用電流、耐用、引弧及穩(wěn)定電弧性能（許用電流、耐用、引弧及穩(wěn)定電弧性能好，放射性?。：?，放射性小）。第10頁/共92頁2021-11-15 （二）二）鎢極直徑及端部形狀鎢極直徑及端部形狀第11頁/共92頁2021-11-15鎢極端部溫度場鎢極端部溫度場第12頁/共92頁2021-11-15 鎢極端部電弧形態(tài)鎢極端部電弧形態(tài)第13頁/共92頁2021-11-15 鎢鎢極錐度與焊縫熔深、

5、熔寬的關(guān)系極錐度與焊縫熔深、熔寬的關(guān)系H第14頁/共92頁2021-11-15鎢極許用電流鎢極許用電流第15頁/共92頁2021-11-15鎢極錐度與電流關(guān)系鎢極錐度與電流關(guān)系第16頁/共92頁2021-11-15（三）焊槍（三）焊槍 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊作用：夾持鎢棒，輸送氣體。作用：夾持鎢棒，輸送氣體。 第17頁/共92頁2021-11-15 TIG 焊炬焊炬第18頁/共92頁Gas- and water coolingWaterGasnBest cooling due to high nwater flownLong service life of wearing part

6、snStable welding process第19頁/共92頁2021-11-15 水冷水冷TIG焊槍焊槍第20頁/共92頁2021-11-15 氣冷氣冷TIG焊炬焊炬第21頁/共92頁Cold wire feeder Pull第22頁/共92頁2021-11-15直流（正極性、反極性）直流（正極性、反極性） 交流交流 脈沖脈沖 四、四、電流種類和極性電流種類和極性第23頁/共92頁2021-11-15焊件材料與極性關(guān)系焊件材料與極性關(guān)系：最佳：最佳 ：良好：良好 ：最差：最差 第24頁/共92頁2021-11-15焊縫成形與極性的關(guān)系焊縫成形與極性的關(guān)系第25頁/共92頁2021-11-

7、15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第26頁/共92頁2021-11-15（一）一）直流正極性直流正極性 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 熔深大，熔寬小熔深大，熔寬小，HAZ小小 ，變形小，變形小W棒溫度低棒溫度低，壽命長，壽命長 電弧穩(wěn)定電弧穩(wěn)定 2.缺點(diǎn)缺點(diǎn) 不具有陰極霧化（即破碎氧化物）作用，不能不具有陰極霧化（即破碎氧化物）作用，不能用于鋁鎂的焊接，抗風(fēng)抗銹能力差。用于鋁鎂的焊接，抗風(fēng)抗銹能力差。 第27頁/共92頁2021-11-15（二）二）直流反接直流反接 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊 陰極霧化陰極霧化作用，作用，可焊鋁鎂及其合金，焊縫表面光可焊鋁鎂及其

8、合金，焊縫表面光潔、成形良好，一般作薄板焊接用。潔、成形良好，一般作薄板焊接用。 （三）交流（三）交流 焊接焊接鋁鎂鋁鎂及其合金及其合金的最佳選擇。的最佳選擇。 工件為陰極的負(fù)半周工件為陰極的負(fù)半周陰極破碎陰極破碎，清除熔池區(qū)表面堅(jiān)，清除熔池區(qū)表面堅(jiān)硬的氧化膜，鎢棒為陰極的正半周使焊縫獲得硬的氧化膜，鎢棒為陰極的正半周使焊縫獲得較大的較大的熔深熔深，鎢棒溫度下降鎢棒溫度下降，電弧穩(wěn)定性得以改善。，電弧穩(wěn)定性得以改善。存在問題：存在問題：有有直流分量直流分量 需需穩(wěn)弧穩(wěn)弧措施措施 第28頁/共92頁直流分量產(chǎn)生的原因：直流分量產(chǎn)生的原因： 由于鎢棒和工件在電、熱物理性能和幾何尺寸上由于鎢棒和工件

9、在電、熱物理性能和幾何尺寸上的的明顯差異明顯差異，造成交流電弧在相鄰兩個(gè)半周內(nèi)弧柱，造成交流電弧在相鄰兩個(gè)半周內(nèi)弧柱區(qū)導(dǎo)電率、電場強(qiáng)度、電弧電壓和電流的不對稱。區(qū)導(dǎo)電率、電場強(qiáng)度、電弧電壓和電流的不對稱。鎢棒為陰極時(shí)鎢棒為陰極時(shí)，弧柱導(dǎo)電率高、電場強(qiáng)度小、，弧柱導(dǎo)電率高、電場強(qiáng)度小、電弧電弧電壓低而電流大電壓低而電流大，而，而工件工件為陰極時(shí)為陰極時(shí)，電弧電壓高而電弧電壓高而電流小電流小。這種不對稱的交流電流可以看作是一個(gè)直。這種不對稱的交流電流可以看作是一個(gè)直流電流和一個(gè)對稱交流電流的合成，前者即直流分流電流和一個(gè)對稱交流電流的合成，前者即直流分量，方向與鎢棒為陰極時(shí)電流方向相同，量，方向與

10、鎢棒為陰極時(shí)電流方向相同，由工件由工件指指向鎢極向鎢極。（三）交流（三）交流 第29頁/共92頁2021-11-15 鎢鎢極氬弧焊直流分量極氬弧焊直流分量-+-iiI直鎢極鎢極焊件焊件鎢極鎢極焊件焊件t0第30頁/共92頁2021-11-15 鎢鎢極氬弧焊直流分量產(chǎn)生原因極氬弧焊直流分量產(chǎn)生原因0第31頁/共92頁直流分量的消除方法：直流分量的消除方法： 常用常用串聯(lián)電容串聯(lián)電容法法直流分量的危害：直流分量的危害：減弱陰極破碎減弱陰極破碎作用作用在變壓器鐵心中產(chǎn)生直流磁通分量，導(dǎo)致在變壓器鐵心中產(chǎn)生直流磁通分量，導(dǎo)致鐵心鐵心單單向磁飽和，鐵損銅損上升，向磁飽和，鐵損銅損上升，效率下降效率下降焊

11、接焊接電流波形畸變電流波形畸變，功率因素下降，不利于電弧，功率因素下降，不利于電弧的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性（三）交流（三）交流 第32頁/共92頁2021-11-15 鎢鎢極氬弧焊直流分量消除方法極氬弧焊直流分量消除方法第33頁/共92頁2021-11-15 五、引弧器五、引弧器高頻引弧器主電路高頻引弧器主電路第34頁/共92頁2021-11-15 高頻振蕩器輸出波形高頻振蕩器輸出波形第35頁/共92頁2021-11-15 能量可控高頻引弧器主電路能量可控高頻引弧器主電路第36頁/共92頁2021-11-15 引弧器與焊接主電路并聯(lián)接引弧器與焊接主電路并聯(lián)接第37頁/共92頁2021-11-15 引弧

12、器與焊接主電路串聯(lián)連接引弧器與焊接主電路串聯(lián)連接第38頁/共92頁穩(wěn)?。悍€(wěn)?。?工頻正弦波工頻正弦波TIG焊，電流焊，電流100次次/s過零點(diǎn)，過過零點(diǎn)，過零后鎢棒為陰極時(shí)，重復(fù)引燃電壓較低，易引燃零后鎢棒為陰極時(shí)，重復(fù)引燃電壓較低，易引燃電弧，而過零后電弧，而過零后Al、Mg及其合金為陰極時(shí)及其合金為陰極時(shí)，重復(fù)，重復(fù)引燃電壓很高，不附加電壓引燃電壓很高，不附加電壓難以引燃難以引燃電弧，因此電弧，因此需附加穩(wěn)弧措施。需附加穩(wěn)弧措施。 第39頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊并聯(lián)式晶閘管高壓脈沖穩(wěn)弧和引弧電路并聯(lián)式晶閘管高壓脈沖穩(wěn)弧和引弧電路第40頁/共92頁

13、2021-11-15一、類型一、類型 7-2 鎢極氬弧焊機(jī)鎢極氬弧焊機(jī) 按供電種類分：直流、交流、交直流、按供電種類分：直流、交流、交直流、方波、脈沖。方波、脈沖。 按自動化程度：手工按自動化程度：手工TIG、自動、自動TIG。 二、組成二、組成 弧焊電源、焊槍、控制系統(tǒng)及供水、弧焊電源、焊槍、控制系統(tǒng)及供水、供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng) 。第41頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊1.弧焊電源弧焊電源 陡降陡降外特性外特性。 2.焊槍焊槍 要求：要求：W棒夾持方便、氣保護(hù)效果好、棒夾持方便、氣保護(hù)效果好、水冷卻。水冷卻。 3.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 引弧熄弧程序控制引弧熄弧程序

14、控制 4. 舉例舉例 （WS系列氬弧焊機(jī)）系列氬弧焊機(jī)）第42頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第43頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第44頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第45頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第46頁/共92頁2021-11-15 第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第47頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第48頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第49頁/共92頁2021-1

15、1-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第50頁/共92頁2021-11-157-3 焊接工藝焊接工藝第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊一、焊前準(zhǔn)備一、焊前準(zhǔn)備 1.坡口準(zhǔn)備坡口準(zhǔn)備 2.除油、氧化皮除油、氧化皮3.裝配裝配 二、工藝參數(shù)選擇二、工藝參數(shù)選擇 1.焊接電流及鎢極直徑焊接電流及鎢極直徑 第51頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第52頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第53頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第54頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第55頁

16、/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊3.焊速焊速 4.保護(hù)氣效果保護(hù)氣效果 2.弧長及電弧電壓弧長及電弧電壓5. 噴嘴、填充焊絲傾角噴嘴、填充焊絲傾角二、工藝參數(shù)選擇二、工藝參數(shù)選擇 第56頁/共92頁2021-11-15加拖罩加拖罩第57頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第58頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第59頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第60頁/共92頁2021-11-15第七章第七章 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊第61頁/共92頁2021-11-15第七章第七章

17、 鎢鎢極氬弧焊極氬弧焊7-4 其它鎢極氬弧焊其它鎢極氬弧焊 一、脈沖鎢極氬弧焊一、脈沖鎢極氬弧焊 直流；交流直流；交流 （一）、直流脈沖鎢極氬弧焊（一）、直流脈沖鎢極氬弧焊 1.低頻脈沖氬弧焊（低頻脈沖氬弧焊（0.115Hz）特點(diǎn)：特點(diǎn)：平均電流低平均電流低，適合薄板和熱敏感性材料，適合薄板和熱敏感性材料焊縫金屬焊縫金屬高溫停留時(shí)間短高溫停留時(shí)間短可精確控制可精確控制電弧能量電弧能量和和熔池尺寸熔池尺寸，適合單面焊，適合單面焊雙面成雙面成形形和全位置焊。和全位置焊。通過通過脈沖波形脈沖波形調(diào)節(jié)焊縫成形調(diào)節(jié)焊縫成形第62頁/共92頁2021-11-15脈沖鎢脈沖鎢極氬弧焊電流波形極氬弧焊電流波形

18、矩形波矩形波 第63頁/共92頁2021-11-15脈沖鎢脈沖鎢極氬弧焊電流波形極氬弧焊電流波形前沿附加脈沖尖峰前沿附加脈沖尖峰第64頁/共92頁2021-11-15脈沖鎢脈沖鎢極氬弧焊電流波形極氬弧焊電流波形后沿附加脈沖尖峰后沿附加脈沖尖峰第65頁/共92頁2021-11-15脈沖電流與焊縫成形關(guān)系脈沖電流與焊縫成形關(guān)系第66頁/共92頁2021-11-15脈沖時(shí)間與焊縫成形關(guān)系脈沖時(shí)間與焊縫成形關(guān)系第67頁/共92頁2021-11-15脈沖頻率與焊縫成形關(guān)系脈沖頻率與焊縫成形關(guān)系第68頁/共92頁2021-11-15焊接速度與脈沖電流匹配焊接速度與脈沖電流匹配第69頁/共92頁第七章第七章

19、 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊第70頁/共92頁7-4 其它鎢極氬弧焊其它鎢極氬弧焊 （一）、直流脈沖鎢極氬弧焊（一）、直流脈沖鎢極氬弧焊 2.高頻脈沖高頻脈沖TIG焊（焊（1020KHz） 由于高頻效應(yīng)，由于高頻效應(yīng)，電弧挺度電弧挺度非常好非常好第71頁/共92頁第七章第七章 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊第72頁/共92頁第七章第七章 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊第73頁/共92頁第七章第七章 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊第74頁/共92頁2021-11-15脈沖電源結(jié)構(gòu)框圖脈沖電源結(jié)構(gòu)框圖第75頁/共92頁2021-11-15高頻脈沖電流波形高頻脈沖電流波形第76頁/共92頁2021-11-15帶低頻脈沖調(diào)制的高頻脈沖電

20、流波形帶低頻脈沖調(diào)制的高頻脈沖電流波形第77頁/共92頁7-4 其它鎢極氬弧焊其它鎢極氬弧焊 （二）、交流脈沖（二）、交流脈沖TIG焊焊 1.交流幅值調(diào)制脈沖交流幅值調(diào)制脈沖TIG焊焊 適合適合Al、Mg及其合金及其合金的薄板全位置焊的薄板全位置焊 第78頁/共92頁2021-11-15幅值調(diào)制交流脈沖幅值調(diào)制交流脈沖TIG焊電流波形焊電流波形第79頁/共92頁2021-11-15脈沖頻率與焊縫成形關(guān)系脈沖頻率與焊縫成形關(guān)系第80頁/共92頁（二）、交流流脈沖（二）、交流流脈沖TIG焊焊 2.交流脈沖寬度調(diào)制交流脈沖寬度調(diào)制TIG焊焊 即交流方波即交流方波TIG焊的焊的極性比率極性比率調(diào)制調(diào)制 反極性比率反極性比率DRP=tRP/tRP+tSP 正極性比率正極性比率DSP=1-DRP