引进先进的焊接技术 架起科学生产的桥梁,为焊接新技术 的普及和发展做贡献,焊接培训教材,钨 极 氩 弧 焊,张明录,目录,氩弧焊的原理、特点、分类,氩弧焊的焊接设备、材料,氩弧焊焊接工艺参数,氩弧焊操作技术,问题描述与解决办法,高频发生器, ,TIG 焊接电源 （直流或交流）,一.钨极氩弧焊的原理,钨极氩弧焊又称为不熔化极氩弧焊，（TIG焊）,钨极在氩气的保护下与工件间产生电弧，实施焊接。,二.钨极氩弧焊的特点,钨极氩弧焊优点.缺点,焊缝质量较高 焊接变形与应力小 可焊的材料范围广 操作技术易于掌握,熔深浅，熔覆速度慢 钨极承载电流小 氩气较贵 不适于有风的地方 设备比较复杂,1-熔池 2-喷嘴 3-钨极 4-气体 5-焊缝 6-焊丝 7-送丝滚轮,钨极氩弧焊 熔化极氩弧焊,三.钨极氩弧焊的分类,非熔化极.熔化极,三.钨极氩弧焊的分类,非熔化极.熔化极,U 输出电压,I 输出电流,L1（弧长）,L3（弧长减小）,L2（弧长加大）,S1,S3,S2,I1,I2,I3,U1,U2,U3,图中红色所示为焊前设定的规 范参数，焊接时理想情况是在S1 点稳定工作，既弧长L1、电流I1、 电压U1保持不变，从而得到理想 的焊接效果。 但在实际工作时，弧长会因各 种原因而发生波动， 导致工作点 向S2或S3点变动，使得焊接电流 和电弧电压改变，影响焊接效果。 采用下降的输出特性即可防止 因弧长的少量波动，导致焊接电 流的大幅度变化，从而保证焊接 质量的稳定。,TIG焊负载电压计算公式： V = 14 + 0.02 I 手工焊负载电压计算公式： V = 20 + 0.04 I,四.钨极氩弧焊的设备,钨极氩弧焊要求具有陡降外特性的焊接电源,钨极氩弧焊设备,焊接电源,焊枪,供气系统,控制系统,冷却系统,四.钨极氩弧焊的设备,钨极氩弧焊要求具有陡降外特性的焊接电源,交直流两用氩弧焊机 直流氩弧焊机 脉冲氩弧焊机,任何具有陡降外特性的弧焊电源都可以作氩弧焊电源。,四.钨极氩弧焊的设备,1.焊接电源（1）,直流氩弧焊机型号WS-250、WS-400； 交流氩弧焊机型号WSJ-150、WSJ-500； 交直流氩弧焊机型号WSE-150、WSE-400。,钨极氩弧焊的设备,1.焊接电源（2）,四.钨极氩弧焊的设备,焊接电源外部接线图,控制系统是通过控制线路，控制提前送气、滞后停气、引弧、电流通断、电流衰减、气、水流通断及送丝机构。 对于自动焊机，还要控制小车行走机构。,四.钨极氩弧焊的设备,2.控制系统,四.钨极氩弧焊的设备,交流手工钨极氩弧焊机的控制程序方框图,氩气瓶： 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。 氩气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。,四.钨极氩弧焊的设备,3.供气系统（1）,型号YQAR-731L ，容积15MPa， 额定出口压力15MPa ，环境温度0-40。降压和稳压的作用及调节氩气流量。,氩气流量调节器：,四.钨极氩弧焊的设备,3.供气系统（2）,电磁气阀是开闭气路的装置，由延时继电器控制， 控制提前供气和滞后停气。,电磁气阀：,四.钨极氩弧焊的设备,3.供气系统（3）,四.钨极氩弧焊的设备,焊矩,气管,流量计,气瓶,工件,气体流向,TIG焊机,电磁气阀,气体指示灯,供气系统外部接线图,冷却系统用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。 焊接电流小于150A可不用水冷却。 焊接电流超过150A时，必须通水冷却，并以水压开关控制。,钨极氩弧焊的设备,4.冷却系统,作用：夹持钨极，传导焊接电流；向焊接部位输送保护气体；通过微动开关向焊机发出控制命令。 氩弧焊枪分为大、中、小三种。 按冷却方式可分为QQ系列（气冷）和QS系列（水冷）焊抢。,风冷式焊抢示意图,焊矩,开关,焊矩电缆,进气管,开关插头,钨极氩弧焊的设备,5.钨极氩弧焊抢（1）,四.钨极氩弧焊的设备,水冷.气冷焊枪,水冷 气冷,四.钨极氩弧焊的设备,气冷焊矩与 300TSP 焊机的连接,焊接回路,四.钨极氩弧焊的设备,水冷焊矩与 300TSP 焊机的连接,TIG焊接作业对环境的要求（A）,防止雨淋,避 免 阳 光 直 射,20cm,30cm,远离热源及易燃易爆物,焊机应尽量安装在湿度小、灰尘少、风速较弱的场所。,TSP 300,Panasonic,TSP 300,Panasonic,TIG焊接作业对环境的要求（B）,除尘设施,挡风板,空间小或封闭的作业场所应采取除尘措施。 有强烈气流时应采取防风措施。,TSP 300,Panasonic,焊接材料：氩气、钨极、焊丝,钨极：纯钨极、钍钨极、铈钨极、镧钨极,五.钨极氩弧焊的焊接材料,概述,氩气是惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度应达到99.99%。 焊接用氩气以瓶装供应，使用时，一般应直立放置。,五.钨极氩弧焊的焊接材料,1.氩气,钨极的作用是传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧。 焊接过程中电极不熔化，要求电极必须具有高的熔点。 钨极对电弧的稳定性和焊接质量有很大的影响，要求钨极电流容量大，损耗小，引弧和稳弧性好。 损耗：正常 - 氧化、蒸发。 异常：短路时，特别是与熔池短路时。,五.钨极氩弧焊的焊接材料,2.钨极,钨极的选用,150 mm,钨极,标志颜色,牌号 Wl -钨含量 99.92% ，W2 - 钨含量 99.85%。熔 点很高（3390-3470 ），沸点也很高（5900 ） ， 不宜氧化和蒸发。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用 交流电时，承载电流能力较差，目前很少采用，为了便 于识别将其尾部涂成绿色。,（1）纯钨极,五.钨极氩弧焊的焊接材料,2.钨极,牌号 WTh-10、WTh-15，在纯钨中加入12%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大了许用电流范围，降低了空载电压，改善了引弧和稳弧性能，但是有微量放射性，为了便于识别将其尾部涂成红色。,W Th 10,表示钍,表示氧化钍含量为1.0-1.49%,表示钨极,（2）钍钨极,五.钨极氩弧焊的焊接材料,2.钨极,牌号 Wce-20，在纯钨中加入2%的氧化铈(CeO)而成。 铈钨极比钍钨极更容易引弧（引弧电压比钍钨极低50%），电弧稳定，弧束较长，热量集中，烧损率比钍钨极低5-50%，最大许用电度比钍钨极高5-8%。 使用寿命长，更重要的是几乎没有放射性。 是目前最理想的电极材料，为了便于识别将其尾部涂成灰色。,（3）铈钨极,五.钨极氩弧焊的焊接材料,2.钨极,牌号 WL:比钍钨或铈钨有更长的使用寿命。 其特点是导电性能最接近2%钍钨电极，耐用电流高而烧损率最小。 镧钨电极主要用于直流焊接，在交流焊接时也有不错的效果，而且没有放射性。为了便于识别常将其尾部涂成黄绿色。,（4）镧钨极,五.钨极氩弧焊的焊接材料,2.钨极,磨削钨极应采用密封式或抽风式砂轮机（有专用的钨极磨尖机），焊工应带口罩，磨削完毕，应用肥皂洗净手脸。,钨极磨尖机,34,磨削钨极的安全措施,五.钨极氩弧焊的焊接材料,氩弧焊用焊丝分为钢焊丝和有色金属焊丝两大类。GB/T8110-2008气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝YB/T5092-2005焊接用不锈钢焊丝规定。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余种规格，多选用直径1.04.0mm的焊丝。,五.钨极氩弧焊的焊接材料,3.焊丝,1.电源种类和极性 2.钨极直径 3.焊接电流 4.电弧电压 5.焊接速度,6.氩气流量 7.喷嘴直径 8.喷嘴与焊件间的距离 9.钨极伸出长度,六.钨极氩弧焊工艺,钨极氩弧焊工艺参数,钨极氩弧焊有交流或直流两种焊接电源，采用哪种电源与所焊材料类有关； 直流电源连接分为：直流反接、直流正接两种。,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,1.电源种类和极性,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,直流反接.正接及交流特点（1）,钨极吸收电子，钨极本身温度高， 烧损大，同样大小的钨极直径许用 电流要小的多，电流密度小，熔深 浅而宽。但在质量很大的正离子 高速撞击下可清除铝、镁等合金 表面形成的氧化膜，有“阴极破碎” 即 “ 清洁 ” 作用。,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,直流反接.正接及交流特点（3）,反极性的特点,正离子,电子,钨极发射电子，带走大量的逸出功，钨极本身温度不高，烧损小，同样直径钨极可使用较大电流，电弧稳定而集中，熔深大，焊接质量好。焊接表面受到电子的冲击，不能去除氧化膜。,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,直流反接.正接及交流特点（2）,正极性的特点,正离子,电子,焊铝、镁合金为什么要用交流电源？,铝、镁板表面有一层氧化膜。即使工件熔化后，此膜也呈固体状浮在表面上（不熔化），为达到良好的焊接效果，就需要清除此膜。,清洁作用：反极时，氩气正离子加速冲向工件，破坏并分解表面的氧化膜，使氧化膜消失。这一作用是在氩气中进行的，一旦被破坏消除后，此膜不会再生，即可得到漂亮、光洁的焊缝。,为了兼顾钨极和工件发热量的合理分配、焊接和表面清洁同时进行，对铝、镁合金一般都用交流电源。,钨极,TIG交流电源,0,t,反极性,正极性,工件 660,氧化膜 2050,DC 正极性接法 100A DC 反接法 100A 交流 100A,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,直流正接.反接及交流特点（4）,+,交流,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,直流正接.反接及交流相对应的焊接材料,钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流根据焊件的材质、厚度来选择。,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,2.钨极直径与焊接电流（1）,不锈钢和耐热钢手工钨极氩弧焊钨极直径和焊接电流,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,2.钨极直径与焊接电流（2）,铝合金手工钨极氩弧焊钨极直径和焊接电流,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,2.钨极直径与焊接电流（3）,钨极的端部形状是一个重要工艺参数，应根据所用电流 种类选用不同的端部形状。 钨极尖端角度的大小会影响钨极的许用电流、引弧及 稳弧性能。,七.钨极氩弧焊焊接工艺参数,3.钨极端部形状,小电流焊接时：小的钨极直径和锥角引弧容易，电弧稳定。 大电流焊接时：增大锥角可避免尖端过热熔化，减少损耗，并防止电弧向上扩展影响阴极斑点的稳定性。 钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有一定影响： 减小锥角，焊缝熔深增大熔宽减小，反之则熔深减小熔宽