第五章鎢極氬弧焊

第五章鎢極氬弧焊第1頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊2第五章鎢極氬弧焊學(xué)習(xí)目標(biāo)明確鎢極氬弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；掌握鎢極氬弧焊的電流種類與極性的選擇；了解鎢極氬弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)；了解鎢極氬弧焊的焊接工藝和新型鎢極氬弧焊方法。主要內(nèi)容第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理與特點(diǎn)第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)

第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝第2頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊3第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)一、鎢極氬弧焊方法特征及應(yīng)用簡(jiǎn)稱GTAW（GasTungstenArcWelding）或TIG（TungstenInertGas）。以難熔金屬鎢或合金鎢（鈰鎢、釷鎢等）做電極，采用惰性氣體Ar作為保護(hù)氣體，利用電極與工件之間產(chǎn)生的電弧熱作為熱源，加熱并熔化工件和填充金屬的一種電弧焊方法。第3頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊4第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)氬弧焊的引弧特性較差；直流鎢極氬弧焊電弧穩(wěn)定性良好；交流鎢極氬弧焊則有引弧、穩(wěn)弧和消除直流分量的問(wèn)題。第4頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊5第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)具有保護(hù)性良好、電弧能量集中、明弧焊接等優(yōu)點(diǎn)。目前焊接有色金屬及其合金、不銹鋼、高溫合金和難熔活性金屬的理想方法，特別適合不開(kāi)坡口、不加填充金屬的薄板及全位置焊。鎢極氬弧焊一般只適用于焊接厚度小于6mm的工件，或用于工件的打底焊，以保證單面焊背面成形。第5頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊6第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)二、鎢極氬弧焊焊槍作用：可靠的傳輸焊接電流和保護(hù)氣體。要求：夾持可靠，導(dǎo)電性能良好；保護(hù)氣體流態(tài)好；冷卻效果好；操作性能好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧，通用性好。第6頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊7第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)三、鎢極氬弧焊的電極1、鎢極氬弧焊對(duì)電極材料的要求

基本要求：耐高溫，不易損耗；電流容量要大；引弧及穩(wěn)弧性能好。

種類：純鎢：逸出功較高；大電流燒損明顯。釷鎢：Th有放射性。

鈰鎢：引弧和電流容量等優(yōu)于釷鎢電極。第7頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊8第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)2、鎢極直徑和端部形狀直徑的選取主要取決于焊接電流大小、種類以及電源極性。5第8頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊9第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)鎢極端部必須磨光。薄板、小電流時(shí)，小直徑鎢極末端磨成尖錐角（約20°）；大電流時(shí)磨成鈍錐角（大于90°）或帶有平頂?shù)腻F形。第9頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊10第一節(jié)鎢極氬弧焊的原理及特點(diǎn)直流反極性和交流鎢極氬弧焊時(shí)一般將鎢極磨成圓珠形；脈沖鎢極氬弧焊在相同電極條件下可提高脈沖許用電流。返回第10頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊11第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)一、鎢極氬弧焊機(jī)的一般結(jié)構(gòu)

組成：焊接電源、焊槍、控制裝置、供氣及供水系統(tǒng)等。第11頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊12第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)分類：按焊接電源性質(zhì)：直流氬弧焊機(jī)、交流氬弧焊機(jī)、脈沖氬弧焊機(jī)；按操作方式：手工氬弧焊機(jī)、半自動(dòng)氬弧焊機(jī)、自動(dòng)氬弧焊機(jī)第12頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊13第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)二、鎢極氬弧焊電流種類和極性焊接鋁、鎂及其合金應(yīng)優(yōu)先選擇交流電源，其它金屬一般選擇直流正極性。第13頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊14第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)（一）直流正極性工件為正極，熔池深寬比大，HAZ小，焊件變形小。鎢棒為陰極，屬熱陰極型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，電子發(fā)射能力較強(qiáng)，發(fā)熱量較小而不易過(guò)熱，可提高許用電流，電流密度大，有利于電弧穩(wěn)定。陽(yáng)極斑點(diǎn)不會(huì)自動(dòng)尋找氧化膜，電子撞擊工件表面的沖擊力很小，故無(wú)破碎、清理工件表面氧化膜的作用。適用于除鋁、鎂及其合金外的其它各種金屬材料。第14頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊15第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)（二）直流反極性鎢棒為正極，工件接負(fù)極，屬冷陰極型導(dǎo)電機(jī)構(gòu)。氧化膜上容易形成陰極斑點(diǎn)并產(chǎn)生電弧，由于陰極斑點(diǎn)的能量密度很高，加之正離子轟擊工件表面，使表面氧化膜破碎氣化而除去。（陰極清理/霧化/破碎作用）鎢極產(chǎn)熱量大于工件產(chǎn)熱，且散熱條件差，容易過(guò)熱熔化使電弧不穩(wěn)，而不得不減小許用電流。只能用于焊接3mm以下的鋁、鎂及其合金的薄板構(gòu)件。第15頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊16第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)（三）交流鎢極氬弧鎢極氬弧焊焊接鋁、鎂及其合金時(shí)，一般采用交流電源。在負(fù)極性半波，有陰極清理作用；在正極性區(qū)間，有冷卻鎢棒的作用。具有引弧、穩(wěn)弧以及直流分量問(wèn)題。第16頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊17第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)1、引弧、穩(wěn)弧措施鎢極氬弧焊通常采取非接觸方式來(lái)引燃電弧，以防止焊縫夾鎢和保持鎢棒末端形狀。引弧措施：

提高空載電壓（150~200V）：變壓器容量大、成本高；功率因素低；不安全

高頻振蕩引弧（高頻高壓引?。?/p>

脈沖疊加引弧（高壓脈沖引?。?、穩(wěn)弧第17頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊18第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)高頻振蕩引弧第18頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊19第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)脈沖疊加引弧、穩(wěn)弧

在焊件為陰極且空載電壓最高時(shí)，控制觸發(fā)電路使串聯(lián)或并聯(lián)在焊接主回路中的脈沖變壓器發(fā)出高壓脈沖引燃電?。划?dāng)焊件從陽(yáng)極轉(zhuǎn)為陰極過(guò)零時(shí)

則發(fā)出穩(wěn)弧高壓脈沖。第19頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊20第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)2、直流分量的產(chǎn)生和消除方法

直流分量的產(chǎn)生及危害采用交流鎢極氬弧焊時(shí)，鎢極和焊件的電、熱物理性能及幾何尺寸等方面的差異，造成在交流兩個(gè)半周中電弧導(dǎo)電率、電場(chǎng)強(qiáng)度、電弧電壓以及焊接電流不對(duì)稱。直流分量的危害削弱清除工件表面氧化膜的作用；焊接變壓器鐵芯單向磁飽和，勵(lì)磁電流增大，鐵損和銅損增加，效率降低；使焊接電流嚴(yán)重畸變，功率因數(shù)降低，影響電弧燃燒穩(wěn)定性。第20頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊21第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)

直流分量的消除方法在焊接回路中串聯(lián)隔直電容、串接反極性蓄電池組或串聯(lián)電阻和二極管等。第21頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊22第二節(jié)鎢極氬弧焊焊機(jī)三、鎢極氬弧焊設(shè)備WSJ-500型手工交流TIG焊機(jī)返回第22頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊23第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝一、常規(guī)鎢極氬弧焊工藝技術(shù)（一）接頭及坡口形式接頭形式：對(duì)接、搭接、角接、T型接、端接坡口：4mm以下對(duì)焊采用I形坡口，裝配間隙為零不加焊絲，否則加焊絲或采用卷邊接頭；4～6mm對(duì)焊采用I形坡口雙面焊；6mm以上開(kāi)V、U或X形坡口，鈍邊高度和裝配間隙小于3mm。第23頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊24第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝（二）工件和填充絲的焊前清理焊絲、工件坡口及兩側(cè)表面至少20mm范圍清理干凈。可采用機(jī)械方法和化學(xué)方法。（三）工藝參數(shù)的選擇焊接電流和鎢棒直徑保護(hù)氣體流量和噴嘴孔徑噴嘴與工件的距離、弧長(zhǎng)和電弧電壓焊接速度第24頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊25第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝（四）操作技術(shù)第25頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊26第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝二、其他鎢極氬弧焊工藝（一）脈沖鎢極氬弧焊電流幅值按一定頻率周期變化；脈沖電流時(shí)形成熔池，基值電流時(shí)熔池凝固，焊縫由多個(gè)焊點(diǎn)互相重疊而成。調(diào)節(jié)脈沖波形、脈沖電流幅值、基值電流大小、脈沖電流持續(xù)時(shí)間，可以控制焊接熱輸入，從而控制焊縫及熱影響區(qū)的尺寸和質(zhì)量。第26頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊27第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝

脈沖氬弧焊的工藝特點(diǎn)可精確控制工件的熱輸入和熔池尺寸，特別適合薄板(薄至0.1mm)、全位置焊接和單面焊雙面成形。熔池金屬冷凝快，結(jié)晶方向得以調(diào)整，焊縫金屬組織致密。加之脈沖電流對(duì)熔池的攪拌作用，可減少熱敏材料產(chǎn)生焊接裂紋的傾向，擴(kuò)大可焊材料的范圍?？梢杂幂^低的熱輸入獲得較大的熔深，使焊接熱影響區(qū)和焊件變形減小，同時(shí)由于加熱和冷卻迅速，特別適于導(dǎo)熱性能和厚度差別大的兩種工件焊接。第27頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章鎢極氬弧焊28第三節(jié)鎢極氬弧焊工藝（二）熱絲鎢極氬弧焊

熱絲從電弧后面送入到熔池中，其熔敷速度可比常用的冷絲提高2倍。流過(guò)熱絲的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，會(huì)導(dǎo)致電弧磁偏吹沿焊縫作縱向偏擺，影響焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。應(yīng)采用交流電源加熱填充絲，同時(shí)加熱電流不得超過(guò)焊接電流的60％，填充絲的直徑也限制為1.2mm以下。第28頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/23第五章