鎢極氬弧焊的技術(shù)特點及應(yīng)用

1、鎢極氬弧焊的技術(shù)特點及應(yīng)用一、鎢極氬弧焊的工作原理鎢極氬弧焊是利用惰性氣體（氬氣）保護(hù)的一種電弧焊焊接方法。從噴嘴中噴出的氬氣在焊接中造成一個厚而密的氣體保護(hù)層隔絕空氣，在氬氣層流的包圍中，電弧在鎢極與工件之間燃燒，利用電弧產(chǎn)生的熱量，熔化被焊處，并填充焊絲，把兩塊分離的金屬連接在一起，從而獲得牢固的焊接接頭。二、鎢極氬弧焊的特點鎢極氬弧焊與手工焊條電弧焊相比主要有以下特點：l、 氬氣是惰性氣體，高溫下不分解，與焊縫金屬不發(fā)生反應(yīng)，不溶解于液態(tài)金屬，故保護(hù)效果最佳，能有效的保護(hù)熔池金屬，是一種高質(zhì)量的焊接方法。2、 氬氣是單原子氣體，高溫?zé)o二次吸放熱分解反應(yīng)，導(dǎo)電能力差， 以及氬氣流產(chǎn)生的壓縮

2、效應(yīng)和冷卻作用，使電弧熱集中，溫度高， 電弧穩(wěn)定性好，即使在低電流下電弧還能穩(wěn)定燃燒。3、 氬弧焊熱量集中，從噴嘴中噴出的氬氣有冷卻作用，因此焊縫熱影響區(qū)窄，焊件變形小。4、 用氬氣保護(hù)無熔渣，提高了工作效率，而且焊縫成形美觀，質(zhì)量好。5、 氬弧焊明弧操作，熔池可觀性好，便于觀察和操作，技術(shù)容易 掌握，適合各種位置焊接。6、 除黑色金屬外，可用于焊接不銹鋼、鋁、銅等有色金屬及合金 鋼。但氬弧焊成本高；而且氬氣電離勢高，引弧困難；氬弧焊產(chǎn) 生紫外線強(qiáng)度高于手工焊條電弧焊530倍；另外，鎢極有一定放射性，對焊工也有一定的危害，目前推廣使用的鈰鎢極對焊工的危害較小。三、鎢極氬弧焊的分類鎢極氬弧焊按操

3、作方法可分為手工鎢極氬弧焊和機(jī)械化焊接兩種。對于直線焊縫和規(guī)則的曲線焊縫，可采用機(jī)械化焊接。而對于不規(guī)則的或較短的焊縫，則采用手工鎢極氬弧焊。目前使用較多的是直流手工鎢極氬弧焊，直流鎢極氬弧焊通常分為兩種： 1、直流反極性在鎢極氬弧焊中，雖很少用直流反極性，但是，它有一種去除氧化膜作用。所謂去除氧化膜作用，在交流焊的反極性半波也同樣存在，它是成功地焊接鋁、鎂及其合金的重要因素。鋁、鎂及其合金的表面存在一層致密難熔的氧化膜覆蓋在焊接熔池表面，如不及時清除，焊接時會造成未熔合，在焊縫表面還會形成皺皮或產(chǎn)生內(nèi)氣孔、夾渣，直接影響焊接質(zhì)量。實踐證明，反極性時，被焊金屬表面的氧化膜在電弧的作用下，可以被

4、清除掉而獲得成形美觀的焊縫。這種作用要求陰極斑點的能量密度要很高和被質(zhì)量很大的正離子撞擊，致使氧化膜破碎。2、直流正極性直流正極性時，焊件接正極，焊件接受電子轟擊放出的全部動能和逸出功，產(chǎn)生大量的熱，因此熔池深而窄，生產(chǎn)率高，焊件的收縮和變形都小。當(dāng)采用直流正極性時，鎢極是陰極，鎢極的熔點高，在高溫時電子發(fā)射能力強(qiáng)，電弧燃燒穩(wěn)定性好。除焊接鋁、鎂及其合金外，一般均采用直流正極性接法進(jìn)行焊接。四、鎢極氬弧焊焊接工藝1、 焊接電流與鎢極直徑： 通常根據(jù)工件的材質(zhì)、厚度和接頭的空 間位置選擇焊接電流。鎢極氬弧焊使用鎢極的直徑是比較重要的， 必須根據(jù)焊接電流選擇合適的鎢極直徑。鎢極直徑一定時，在不 同

5、的電源和極性條件下，充許使用的電流范圍不同，直流正接時 許用電流最大，直流反接時，許用電流最小。2、 電弧電壓：電弧電壓主要由弧長決定，弧長增加，電弧電壓增加，焊縫寬度增 加，熔深減小，容易引起未焊透及咬邊，保護(hù)效果也不好，電弧 太短，難看清熔池，送絲易碰鎢極引起短路，容易夾鎢，通?；?長近似等于鎢極直徑。3、 焊接速度焊：接速度增加，熔深和熔寬減小，容易未焊透，焊 縫高而窄，兩側(cè)熔合不好，焊接速度太慢時，焊縫很寬，可能產(chǎn) 生焊漏燒穿等缺陷。通常焊工根據(jù)熔池大小，熔池形狀和兩側(cè)熔合情況，隨時調(diào)整焊接速度。 4、 焊接電源種類和極性的選擇：氬弧焊采用電源種類和極性選擇主要取決于焊 件的材料，即根

6、據(jù)材料不同的物理化學(xué)性能決定，有時還需同時考慮由于焊件厚薄不同而造成的熱物理性能差異的因素。5、 噴嘴的直徑與氬氣流量： 噴嘴直徑越大，保護(hù)區(qū)范圍越大， 要求保護(hù)氣體的流量也越大。通常焊槍選定以后，噴嘴直徑很少能改變，所以決定保護(hù)效果的是氬氣流量。氬氣流量太小時，保護(hù)氣體軟弱無力，氬氣流量太大，容易產(chǎn)生紊流，保護(hù)效果不好。保護(hù)氣體流量合適時，噴出的氣流是層流，熔池平穩(wěn)，表面明亮，沒有渣，焊縫外形美觀，表面沒有氧化痕跡，保護(hù)效果好。6、 鎢極伸出長度：為了防止電弧熱燒壞噴嘴，鎢極端部需伸出噴嘴以外。鎢極端部到噴嘴端面的距離叫鎢極伸出長度。焊對接縫時，鎢極伸出長度為35mm較好，焊角焊縫時，鎢極伸

7、出長度為57mm較好。7、 噴嘴與工件距離：指的是噴嘴端面到工件間的距離，這個距離 越小，保護(hù)效果越好，但觀察的范圍較??；這個距離越大，保護(hù) 效果越差。8、 焊絲直徑的選擇：一般根據(jù)焊接電流的大小選擇焊絲的直徑，電流越大，所選的焊絲直徑越粗，反之，焊絲直徑越細(xì)。9、 焊接方向的選擇：一般采用左焊法。五、鎢極氬弧焊的應(yīng)用及操作要點鎢極氬弧焊的應(yīng)用很廣，在不同的材料焊接上都能應(yīng)用。如低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、耐熱鋼、銅、鈦及其合金、鋁、鎂及其合金等。由于鎢極載流能力有限，電弧功率受到限制，致使焊縫熔深淺，焊接速度低，所以，鎢極氬弧焊一般只適于焊接厚度小于6mm的焊件或管道的打底焊接。本焊接培訓(xùn)中心根

8、據(jù)本局實際情況，先后開設(shè)了直徑為60mm管的全氬弧焊水平固定焊和水平固定障礙焊，以及直徑為108mm管的氬弧焊打底與焊條蓋面焊等項目，使氬弧焊這個項目在我局得到推廣發(fā)展，在培訓(xùn)過程中我們重點抓住了以下幾個方面的操作要點：（一）焊前準(zhǔn)備1、焊接設(shè)備、電路、氣路的檢查：首先開啟焊機(jī)電源開關(guān)，電源指示燈亮，冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動正常，各儀表指示正常，開關(guān)打到氬弧焊，檢查各連線是否可靠，焊槍的噴嘴、鎢極均符合標(biāo)準(zhǔn)，檢查氣瓶或總閥門的開啟，氬氣流量調(diào)節(jié)器的開通，調(diào)好流量，最終確認(rèn)自焊槍噴嘴流出足夠的保護(hù)氣流。2、焊絲的檢查：首先焊絲的牌號及直徑應(yīng)符合所焊工件的要求，打磨干凈焊絲上的油污，銹蝕等雜物，并露出金屬光澤

9、方可使用。3、坡口的清理：焊件在點固前，應(yīng)將坡口兩側(cè)至少20mm以內(nèi)清理出金屬光澤并不許有油污。4、焊件點固：為防止焊接時工件受熱膨脹引起變形，必須保證定位焊縫的數(shù)量及長度，定位焊縫是正式焊縫的一部分，必須焊牢，不允許有缺陷，必須按正式焊接工藝要求焊接定位焊縫。焊好定位焊縫后，兩端應(yīng)磨成斜坡，以便接頭，定位焊縫不能太高，定位焊縫上如有裂紋、氣孔，應(yīng)打磨掉重焊，不允許用重熔修補(bǔ)。（二）焊接操作鎢極氬弧焊在操作過程中與手工焊條電弧焊相比，氬弧焊須雙手同時操作，一手持焊槍，一手拿焊絲，持焊槍的手要保證電弧長度和電弧的穩(wěn)定性，所以必須用手指做一個支撐點，持焊絲的手也要保證焊絲的均勻送進(jìn)。因此培訓(xùn)過程中

10、要重點培養(yǎng)學(xué)員的雙手靈活配合程度。由于氬弧焊是明弧操作，可清楚的看見熔池，所以對熔池的控制比焊條電弧焊更容易，和焊條電弧焊相比，更易實現(xiàn)單面焊接雙面成型。1、引?。簽榱颂岣吆附淤|(zhì)量，手工鎢極氬弧焊多采用高頻引弧。其優(yōu)點鎢極與工件不接觸就能在施焊點直接引燃電弧，鎢極端頭損耗小，焊接質(zhì)量高，不會產(chǎn)生夾鎢。2、焊接和接頭：(1)、打底焊焊縫應(yīng)該具有一定的厚度，應(yīng)一氣呵成，不允許中途停止，焊接時，要掌握好焊槍角度、送絲位置，力求送絲均勻，填絲必須等坡口兩側(cè)熔化 后才能填絲，以免造成熔合不良。填絲時，焊絲應(yīng)與工件表面成15度夾角，送絲速度快慢適當(dāng)，應(yīng)與焊接速度相適應(yīng)。送絲方法有連續(xù)送絲、斷續(xù)填絲、焊絲緊

11、貼坡口與鈍邊一起熔入等。操作過程中如有夾鎢、氣孔等，必須打磨出金屬光澤，直至消除缺陷，才能繼續(xù)焊接。氬弧焊槍可做橫向擺動，以不破壞熔池為原則，由焊工靈活掌握，焊后經(jīng)自檢合格后才能蓋面，焊完打底焊后，焊第二道不得將打底焊道燒穿，防止焊道下凹或背面劇烈氧化。(2)、接頭質(zhì)量的控制是很重要的，因它是兩段焊縫交接的地方，會出現(xiàn)多種缺陷，因此，接頭處要有斜坡，不能有死角，重新引弧應(yīng)在原弧坑后面2030mm處，重疊處一般不加或少加焊絲，熔池要貫穿到接頭根部，以確保熔透。3、收?。菏栈〔划?dāng)會影響焊縫質(zhì)量，一般氬弧焊設(shè)備都配有電流自動衰減裝置，?；『?，焊槍噴嘴應(yīng)延時10S再移開(一般設(shè)備都有提前送氣，滯后關(guān)氣

12、的裝置)，防止金屬在高溫下產(chǎn)生氧化反應(yīng)。4、焊后應(yīng)關(guān)閉電源，關(guān)閉氣路，將焊槍盤好掛起。（三）焊后檢驗氬弧焊試件焊完后，應(yīng)首先對其進(jìn)行外觀檢查，在焊縫外觀各項指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)后，還對其進(jìn)行X光射線探傷，當(dāng)探傷達(dá)到二級片標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行彎曲試驗。整個培訓(xùn)過程嚴(yán)格按照國家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實施評定。由于氬弧焊具有焊接質(zhì)量好，焊縫成型美觀，適用范圍廣等諸多優(yōu)點，因此非常值得我們不斷推廣發(fā)展，為推動我國的焊接事業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的努力。鎢極氬弧焊一、概述：1、鎢極氬弧焊就是以氬氣作為保護(hù)氣體，鎢極作為不熔化極，借助鎢電極與焊件之間產(chǎn)生的電弧，加熱熔化母材（同時添加焊絲也被熔化）實現(xiàn)焊接的方法。氬氣用于保護(hù)焊縫金屬

13、和鎢電極熔池，在電弧加熱區(qū)域不被空氣氧化。2、一般氬弧焊的優(yōu)點： (1) 能焊接除熔點非常低的鋁錫外的絕大多數(shù)的金屬和合金。 (2) 交流氬弧焊能焊接化學(xué)性質(zhì)比較活潑和易形成氧化膜的鋁及鋁鎂合金。 (3) 焊接時無焊渣、無飛濺。 (4) 能進(jìn)行全方位焊接，用脈沖氬弧焊可減小熱輸入，適宜焊0.1mm不銹鋼 (5) 電弧溫度高、熱輸入小、速度快、熱影響面小、焊接變形小。(6) 填充金屬和添加量不受焊接電流的影響。 3、氬弧焊適用焊接范圍適用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、難熔金屬鋁及鋁鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，以及超薄板0.1mm，同時能進(jìn)行全方位焊接，特別對復(fù)雜焊件難以接近部位等等。二、鎢極氬弧焊

14、焊機(jī)的組成1、本公司氬弧焊機(jī)的型號（見圖表）、編制方法、文字說明。2、焊機(jī)的部件（焊機(jī)、焊槍、氣、水、電）、地線及地線鉗、鎢極。3、焊機(jī)的連接方法（以WSM系列為例） (1) 焊機(jī)的一次進(jìn)線，根據(jù)焊機(jī)的額定輸入容量配制配電箱，空氣開關(guān)的大小，一次線的截面。 (2) 焊機(jī)的輸出電壓計算方法：U=10+0.04I (3) 焊機(jī)極性，一般接法：工件接正為正極性接法；工件接負(fù)為負(fù)極性接法。鎢極氬弧焊一定要直流正極性接法：焊槍接負(fù)，工件接正。 (4) 水源接法、氬氣接法三、焊槍的組成（水冷式、氣冷式）： 手把、連接件、電極夾頭、噴嘴、氣管、水管、電纜線、導(dǎo)線。四、氬氣的作用、流量大小與焊接關(guān)系、調(diào)節(jié)方法

15、。1、 氬氣屬于惰性氣體，不易和其它金屬材料、氣體發(fā)生反應(yīng)。而且由于氣流有冷卻作用，焊縫熱影響區(qū)小，焊件變形小。是鎢極氬弧焊最理想的保護(hù)氣體。2、 氬氣主要是對熔池進(jìn)行有效的保護(hù)，在焊接過程中防止空氣對熔池侵蝕而引起氧化，同時對焊縫區(qū)域進(jìn)行有效隔離空氣，使焊縫區(qū)域得到保護(hù)，提高焊接性能。3、 調(diào)節(jié)方法是根據(jù)被焊金屬材料及電流大小，焊接方法來決定的：電流越大，保護(hù)氣越大?；顫娫夭牧?，保護(hù)氣要加強(qiáng)加大流量。具體見下表：板厚 (mm)電流大?。ˋ）氣體流量不銹鋼鋁銅鈦0.30.5104046660.51.0204046661.02.0407046810810682.03.0801308101012

16、10128103.04.012017010121015101510124.016020010141218121812141418氬氣太小，保護(hù)效果差，被焊金屬有嚴(yán)重氧化現(xiàn)象。氬氣太大，由于氣流量大而產(chǎn)生紊流，使空氣被紊流氣卷入溶池，產(chǎn)生溶池保護(hù)效果差，焊縫金屬被氧化現(xiàn)象。所以流量一定要根據(jù)板厚、電流大小、焊縫位置、接頭型式來定。具體以焊縫保護(hù)效果來決定，以被焊金屬不出現(xiàn)氧化為標(biāo)準(zhǔn)。五、鎢極1、 鎢極是高熔點材料，熔點為3400，在高溫時有強(qiáng)烈的電子發(fā)射能力，并且鎢極有很大的電流載流能力。鎢極載流能力見下表：電極直流正接法時1.02080A1.650160A2.0100200A3.0200300

17、A4.0300400A5.0420520A6.0450550A2、 鎢極表面要光滑，端部要有一定磨尖 ，同心度要好，這樣焊接時高頻引弧好、電弧穩(wěn)定性好，溶深深，溶池能保持一定，焊縫成形好，焊接質(zhì)量好。3、 如果鎢極表面燒壞或表面有污染物、裂紋、縮孔等缺陷時，這樣焊接時高頻引弧困難，電弧不穩(wěn)定，電弧有漂移現(xiàn)象，熔池分散，表面擴(kuò)大，熔深淺，焊縫成形差，焊接質(zhì)量差。4、鎢極直徑大小是根據(jù)材料厚度、材料性質(zhì)、電流大小、接頭形式來決定，見下表：板厚（mm）鎢極直徑（mm）焊接電流(A)0.51.035400.81.035501.01.640701.51.650852.02.02.5501303.02.5

18、3.0120150六、焊絲 焊絲選擇要根據(jù)被焊材料來決定，一般以母材的成分性質(zhì)相同為準(zhǔn)。焊接重要結(jié)構(gòu)時，由于高溫要燒損合金元素，所以選擇焊絲一定要高于母材料，把焊絲熔入熔池來補(bǔ)充合金元素?zé)龘p。鎢極氬弧焊，一種方法可以不添絲自熔，熔化被焊母材；另一種要添加焊絲，電極熔化金屬，同時焊絲熔入熔池，冷卻后形成焊縫。不銹鋼焊接時，焊絲與板厚和電流大小關(guān)系見下表：板厚 (mm)電流(A)焊絲直徑(mm)0.530501.00.830501.01.035601.61.545801.62.0751202.03.01101402.0隨著板厚增加、電流增大、焊絲直徑增粗鋁及鋁合金焊接時，焊絲與板厚、電流大小關(guān)系見

19、下表：板厚(mm)電流(A)鎢極直徑(mm)焊絲直徑(mm)氣流量16090/1101401.01.646 681.570100/1301602.0290120/1501802.03.02.068 8103120180/1702203.04.08124140200/1902603.04.02.5812 10146160220/2003004.05.03.01018 1220七、WSM（WSE）系列焊機(jī)面板上的各種旋鈕和調(diào)節(jié)方法，見說明書。八、直流氬弧焊與脈沖氬弧焊的區(qū)別：1、 直流氬弧焊，即在直流正極性接法下以氬氣為保護(hù)氣，借助電極與焊件之間的電弧在一定的要求下（焊接電流），加熱熔化母材，添加

20、焊絲時焊絲也一同熔入熔池，冷卻形成的焊縫。2、 脈沖氬弧焊，除直流鎢極氬弧焊的規(guī)范外，還可獨立地調(diào)節(jié)峰值電流、基值電流、脈沖寬度、脈沖周期或頻率等規(guī)范參數(shù)，它與直流氬弧焊相比優(yōu)點如下：（1） 增大焊縫的深寬比，在不銹鋼焊接時可將熔深寬增大到2：1（2） 防止燒穿、在薄板焊接或厚板打底焊時，借助峰值電流通過時間，將焊件焊透，在熔池明顯下陷之前即轉(zhuǎn)到基值電流，使金屬凝固。而且有小電流維持電弧直至下一次峰值電流循環(huán)。（3） 減小熱影響區(qū)，焊接熱敏感材料時，減小脈沖電流通過時間和基值電流值，能把熱影響區(qū)范圍降低到最小值，這樣焊接變形小。（4） 增加熔池的攪拌作用，在相同的平均電流值時，脈沖電流的峰流值

21、比恒定電流大，因此電弧力大，攪拌作用強(qiáng)烈，這樣有助于減少接頭底部可能產(chǎn)生氣孔和不熔合現(xiàn)象。在小電流焊接時，較大的脈沖電流峰值電流增強(qiáng)了電弧挺度，消除了電弧漂移現(xiàn)象。九、焊前準(zhǔn)備和焊前清洗：1、檢查焊機(jī)的接線是否符合要求。2、水、電、氣是否接通，并按要求全部連接好，不能松動。3、對母材進(jìn)行焊前檢查并清洗表面。4、用工具清洗，即用刷子或砂紙徹底清除母材表面水、油、氧化物等。5、重要結(jié)構(gòu)用化學(xué)清洗法，清洗表面的水、油、高熔點氧化膜、氧化物污染。簡單用丙酮清洗，或用燒堿硫酸等方法清洗。6、工作場所的清理，不能有易燃、易爆物,采取避風(fēng)措施等。十、焊接規(guī)范參數(shù)鎢極氬弧焊參數(shù)主要是電流、氬氣流量、鎢極直徑、板的厚度、接頭型式等不銹鋼氬弧規(guī)范列表如下：板材厚度鎢極直徑焊絲直徑接頭型式焊接電流氣體流量0.51.01.0平對接35-40A4-60.81.01.0添加絲35-45A4-61.01.61.640-70A5-81.51.61.650-85A6-82.02-2.52.080-130A8-103.02.5-