不銹鋼氬弧焊培訓(xùn)教材-理論篇

1、 氬弧焊理論培訓(xùn)一. 認(rèn)識鎢極氬弧焊及其設(shè)備了解氬弧焊的特點、類型及應(yīng)用范圍認(rèn)識鎢極氬弧焊的焊接設(shè)備能正確使用鎢極氬弧焊機(jī)相關(guān)知識氬弧焊是使用氬氣作為保護(hù)氣體的一種氣體保護(hù)電弧焊方法 1熔池 2一噴嘴 3一鎢極 4一氣體 5一焊縫 6一焊絲 7一送絲滾輪a)鎢極氬弧焊 b)熔化極氬弧焊（1）焊縫質(zhì)量較高 由于氬氣是惰性氣體，不與金屬產(chǎn)生化學(xué) 反應(yīng)，同時氬氣不溶解于液態(tài)金屬，將其作為氣體保護(hù) 層，使高溫下被焊金屬中的合金元素不會氧化燒損，并且保護(hù)效果好，因此，能獲得較高的焊接質(zhì)量。（2）焊接變形與應(yīng)力小，特別適宜于薄件的焊接。（3）可焊的材料范圍廣，幾乎所有的金屬材料都可進(jìn)行氬弧焊。（4）操作技

2、術(shù)易于掌握，容易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。根據(jù)所用的電極材料可分為:鎢極氬弧焊(不熔化極) (用TIG表示)熔化極氬弧焊(用MIG表示)根據(jù)操作方式可分為:手工氬弧焊半自動氬弧焊自動氬弧焊根據(jù)采用的電源種類可分為:直流氬弧焊交流氬弧焊手工鎢極氬弧焊設(shè)備由焊接電源、焊槍、供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等部分組成 1-焊件 2-焊槍 3-遙控盒 4-冷卻水 5-電源與控制系統(tǒng) 6-電源開關(guān) 7-流量調(diào)節(jié)器 8-氬氣瓶鎢極氬弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接電源，有直流電源和交流電源兩種。常用的直流鎢極氬弧焊機(jī)有WP-200型、WP-300型等；交流鎢極氬弧焊機(jī)有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流鎢

3、極氬弧焊機(jī)有WSJ-150型、WSE-400型等。 （2）控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是通過控制線路，對供電、供氣與穩(wěn)弧等各個階段的動作進(jìn)行控制。 手工鎢極氬弧焊控制程序 焊槍的作用是裝夾鎢極、傳導(dǎo)焊接電流、輸出氬氣流和啟動或停止焊機(jī)的工作系統(tǒng)。焊槍分為大、中、小三種，按冷卻方式又可分為氣冷式和水冷式。當(dāng)所用焊接電流小于150A時，可選擇氣冷式焊槍 見下圖。 1-鎢極 2-陶瓷噴嘴 3-槍體 4-短帽 5-手把 6-電纜 7-氣體開關(guān)手輪 8-通氣接頭 9-通電接頭 焊接電流大于150A時，必須采用水冷式焊槍見下圖：1-鎢極 2-陶瓷噴嘴 3-導(dǎo)流件 4、8-密封圈 5-槍體 6-鎢極夾頭 7

4、-蓋帽 9-船形開關(guān) 10-扎線 11-手把 12-插圈 13-進(jìn)氣皮管 14-出水皮管 15-水冷纜管 16-活動接頭 17水電接頭常見的焊槍噴嘴形狀示意圖 a）圓柱帶錐形 b）圓柱帶球形 c）圓錐形（4）供氣系統(tǒng) 供氣系統(tǒng)由氬氣瓶、氬氣流量調(diào)節(jié)器及電磁氣閥組成。 1） 氬氣瓶 外表涂灰色，并用綠漆標(biāo)以“氬氣”字樣。氬氣瓶最大壓力為15MPa，容積為40L。 2）電磁氣閥 是開閉氣路的裝置，由延時繼電器控制，可起到提前供氣和滯后停氣的作用。 3）氬氣流量調(diào)節(jié)器 起降壓和穩(wěn)壓的作用及調(diào)節(jié)氬氣流量。氬氣流量調(diào)節(jié)器的外形如右圖。 （5）冷卻系統(tǒng) 用來冷卻焊接電纜、焊槍和鎢極。如果焊接電流小于150

5、A可以不用水冷卻。使用的焊接電流超過150A時，必須通水冷卻，并以水壓開關(guān)控制。 鎢極氬弧焊的焊接材料主要有鎢極、氬氣和焊絲。 （1）鎢極 氬弧焊時鎢極作為電極起傳導(dǎo)電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。目前所用的鎢極材料主要有以下幾種。 1）純鎢極 其牌號是Wl、W2，純度99.85%以上。純鎢極要求焊機(jī)空載電壓較高，使用交流電時，承載電流能力較差，故目前很少采用。為了便于識別常將其涂成綠色。（5） 2)釷鎢極 其牌號是WTh-10、WTh-15，是在純鎢中加入12%的氧化釷(ThO2)而成。釷鎢極電子發(fā)射率提高，增大了許用電流范圍，降低了空載電壓，改善引弧和穩(wěn)弧性能，但是具有微量放射性。

6、為了便于識別常將其涂成紅色。3)鈰鎢極 其牌號是Wce-20，是在純鎢中加入2%的氧化鈰(CeO)而成。鈰鎢極比釷鎢極更容易引弧，使用壽命長，放射性極低，是目前推薦使用的電極材料。為了便于識別常將其涂成灰色。長度范圍供給，在76610mm之間；常用的直徑為0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多種。鎢極端部的形狀 鎢極的規(guī)格：a) 圓錐形b)圓臺形 c)球形（2）氬氣 惰性氣體，氬氣的密度比空氣大，可形成穩(wěn)定的氣流層，覆蓋在熔池周圍，對焊接區(qū)有良好的保護(hù)作用。氬弧焊對氬氣的純度要求很高，按我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其純度應(yīng)達(dá)到99.99%。 焊接用氬

7、氣以瓶裝供應(yīng)，其外表涂成灰色，并且標(biāo)注有綠色“氬氣”字樣。氬氣瓶的容積一般為40L，最高工作壓力為15MPa。使用時，一般應(yīng)直立放置。 二.相關(guān)知識+電源種類和極性+鎢極直徑+焊接電流+電弧電壓+焊接速度氬氣流量噴嘴直徑噴嘴與焊件間的距離鎢極伸出長度（1）焊接電源的種類和極性鎢極氬弧焊可以采用交流或直流兩種焊接電源，采用哪種電源與所焊金屬或合金種類有關(guān)；采用直流電源時還要考慮極性的選擇。a）直流反接 b）直流正接 采用直流反接時，焊件是陰極，質(zhì)量較大的氬正離子流向焊件，撞擊金屬熔池表面，可將鋁、鎂等金屬表面致密難熔的氧化膜擊碎，這種現(xiàn)象稱為“陰極破碎”作用。但是直流反接時，鎢極因接正極溫度較高

8、，容易過熱或燒損。所以，鋁、鎂及其合金一般不采用直流反接，而應(yīng)盡可能使用交流電進(jìn)行焊接。采用直流正接，沒有“陰極破碎”作用，故適用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、鈦、銅及其合金。 （2 2）鎢極直徑與焊接電流）鎢極直徑與焊接電流 鎢極直徑應(yīng)根據(jù)焊接電流大小而定，焊接電流通常根據(jù)焊件的材質(zhì)、厚度來選擇。 （3）電弧電壓電弧電壓電弧電壓主要由弧長決定。電弧長度增加，容易產(chǎn)生未焊透的缺陷，并使保護(hù)效果變差，因此應(yīng)在電弧不短路的情況下，盡量控制電弧長度，一般弧長近似等于鎢極直徑。 焊接速度通常是由焊工根據(jù)熔池的大小、形狀和焊件熔合情況隨時調(diào)節(jié)。過快的焊接速度會使氣體保護(hù)氛圍破壞，焊縫容易產(chǎn)生未焊透和氣孔；焊接速

9、度太慢時，焊縫容易燒穿和咬邊。 （4）焊接速度）焊接速度噴嘴直徑的大小，直接影響保護(hù)區(qū)的范圍，一般根據(jù)鎢極直徑來選擇。按生產(chǎn)經(jīng)驗：2倍的鎢極直徑再加上4mm即為選擇的噴嘴直徑。 流量合適時，熔池平穩(wěn)，表面明亮無渣，無氧化痕跡，焊縫成形美觀；流量不合適，熔池表面有渣，焊縫表面發(fā)黑或有氧化皮。氬氣的合適流量為0.81.2倍的噴嘴直徑。 （5）氬氣流量與噴嘴直）氬氣流量與噴嘴直徑徑噴嘴與焊件間的距離以814mm為宜。距離過大，氣體保護(hù)效果差；若距離過小，雖對氣體保護(hù)有利，但能觀察的范圍和保護(hù)區(qū)域變小。 （6）噴嘴與焊件間的距離）噴嘴與焊件間的距離（7）鎢極伸出長度）鎢極伸出長度 為了防止電弧熱燒壞噴

10、嘴，鎢極端部應(yīng)突出噴嘴以外，其伸出長度一般為23mm。伸出長度過小，焊工不便于觀察熔化狀況，對操作不利；伸出長度過大，氣體保護(hù)效果會受到一定的影響。 三.操作提示：具體的方法是在鋁板上點焊。電弧引燃后焊槍固定不動，待燃燒510s后斷開電源。這時鋁板上焊點周圍因受到“陰極破碎”作用，出現(xiàn)銀白色區(qū)域，這就是氣體有效保護(hù)區(qū)域，稱為去氧化膜區(qū)，其直徑越大，說明保護(hù)效果好。用焊點試驗法來判斷氣體保護(hù)效果1鎢極、2焊槍、3焊件在生產(chǎn)實際中也可以通過直接觀察焊縫表面色澤和是否存在氣孔來判定氣體保護(hù)效果如何，見下表。 （1）引弧 通常手工鎢極氬弧焊機(jī)本身具有引弧裝置（高壓脈沖發(fā)生器或高頻振蕩器），鎢極與焊件并

11、不接觸保持一定距離，就能在施焊點上直接引燃電弧。如沒有引弧裝置操作時，可使用純銅板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使鎢極端頭受熱到一定溫度（約1s），立即移到焊接部位引弧焊接。這種接觸引弧，會產(chǎn)生很大的短路電流，很容易燒損鎢極端頭。（2）持槍姿勢和焊槍、焊件與焊絲的相對位置）持槍姿勢和焊槍、焊件與焊絲的相對位置 平焊時持槍的姿勢 焊槍、焊件與焊絲的相對位置 一般焊槍與焊件表面成7080左右的夾角，填充焊絲與焊件表面為1520 （3）收弧 一般氬弧焊機(jī)都配有電流自動衰減裝置，收弧時，通過焊槍手柄上的按鈕斷續(xù)送電來填滿弧坑。若無電流衰減裝置時，可采用手工操作收弧，其要領(lǐng)是逐漸減少焊件熱量，如改變焊槍

12、角度、稍拉長電弧、斷續(xù)送電等。收弧時，填滿弧坑后，慢慢提起電弧直至熄弧，不要突然拉斷電弧。熄弧后，氬氣會自動延時幾秒鐘停氣，以防止金屬在高溫下產(chǎn)生氧化。（1）焊接設(shè)備 WS-300型鎢極氬弧焊機(jī)。（2）氬氣瓶及氬氣流量調(diào)節(jié)器（AT-15型）（3）釷鎢極 WT-20，直徑為2.4mm。 （4）氣冷式焊槍 QQ-85/150-1型。（5）裝配及定位焊。四.任務(wù)實施1）分別開啟氣閥和電源開關(guān)，若無無異常情況，可調(diào)節(jié)焊接電流為8090A，氬氣流量為56L/min(接頭焊接）。2）正式操作前，通過短時焊接，對設(shè)備進(jìn)行一次負(fù)載檢查，檢查氣路和電路系統(tǒng)工作是否正常。3、確定焊接工藝參數(shù)（手工焊接數(shù)據(jù)僅參考）

13、五.任務(wù)評價焊接質(zhì)量評定表焊接質(zhì)量評定表續(xù)前表六.技術(shù)指導(dǎo)問題問題1. 操作過程中，若不慎焊絲與鎢極相觸碰怎么辦？操作過程中，若不慎焊絲與鎢極相觸碰怎么辦？回答：回答： 如果焊絲與鎢極相觸碰，發(fā)生瞬間短路造成焊縫污染和夾鎢。應(yīng)立即停止焊接，用砂輪磨掉被污染處，直至露出金屬光澤，被污染的鎢極要重新磨尖后，方可繼續(xù)施焊。問題問題2. 手工鎢極氬弧焊的氬氣流量大小對焊縫質(zhì)量有何影響？手工鎢極氬弧焊的氬氣流量大小對焊縫質(zhì)量有何影響？回答：回答： 如果氬氣流量過小，容易產(chǎn)生氣孔、焊縫被氧化等缺陷；若氬氣流量過大，則會產(chǎn)生紊流，使空氣卷入焊接區(qū)，降低保護(hù)效果。在生產(chǎn)實踐中，孔徑在1220mm的噴嘴，最佳氬

14、氣流量范圍為816L/min。問題問題3. 手工鎢極氬弧焊時，如何判斷焊接電流是否合適？手工鎢極氬弧焊時，如何判斷焊接電流是否合適？回答：回答：焊接電流合適時，鎢極端部的電弧呈半球狀（下圖a），此時電弧穩(wěn)定，焊縫成形良好；焊接電流過小時，鎢極端部電弧偏移，此時電弧飄動（下圖b）；焊接電流過大時，鎢極端部發(fā)熱，鎢極的部分熔化脫落到熔池中（下圖c）形成夾鎢等缺陷，并且電弧不穩(wěn)，焊接質(zhì)量差。 a）焊接電流正常 b）焊接電流過小 c）焊接電流過大 問題問題4. 怎樣正確使用手工鎢極氬弧焊機(jī)怎樣正確使用手工鎢極氬弧焊機(jī)？回答：回答：焊工工作前，應(yīng)看懂焊接設(shè)備使用說明書，掌握焊接設(shè)備一般構(gòu)造和正確的使用方

15、法；焊機(jī)應(yīng)按外部接線圖正確連接，并檢查銘牌電壓值與網(wǎng)路電壓值必須相符，外殼必須可靠接地；焊機(jī)使用前，必須檢查水路、氣路的連接是否良好，以保證焊接時正常供水、氣； 工作完畢或臨時離開工作現(xiàn)場，必須切斷電源，關(guān)閉水源及氣瓶閥門。缺陷產(chǎn)生原因防止措施夾鎢（1）鎢極直接 接觸焊件 （2）鎢極熔化（1）采用高頻引弧 （2）減少焊接電流或增加鎢極直徑（3）調(diào)換有裂紋的鎢極氣保護(hù)效果差氬氣純度不高（1）采用純度為99.99%的氬氣 （2）有足夠的提前送氣和滯后停氣時間（3）做好焊前清理工作（4）正確選擇保護(hù)氣流量 （5）增大噴嘴尺寸，電極伸出長度等電弧不穩(wěn)（1）焊件上有油污 （2）鎢電極污染（3）鎢電極直徑過大（4）弧長過長（5）鎢電極端頭未磨好（1）做好焊前清理工作 （2）去除污染部分（3）使用正確尺寸的鎢電極及夾頭（4）調(diào)整噴嘴距離（5）重新磨制鎢極端圓錐角大小鎢極損耗（1）保護(hù)不好，鎢電極氧化 （2）槍與焊機(jī)極性接反（3）夾頭過熱（4）鎢電極直徑過小（5）停焊時鎢電極被氧化（1）清理噴嘴，縮短噴嘴距離，適當(dāng)增加氬氣流量 （2）更改焊槍與焊機(jī)輸出的連接（3）增大夾頭直徑（4）調(diào)大鎢極直徑（5）磨光鎢電極，調(diào)