金属材料焊接工艺金属材料焊接工艺讲授：闫文青讲授：闫文青1第四节第四节 钨极氩弧焊钨极氩弧焊一、概述一、概述二、电极材料的选择二、电极材料的选择三、电流种类和极性的选择三、电流种类和极性的选择四、钨极氩弧焊工艺四、钨极氩弧焊工艺五、脉冲钨极氩弧焊五、脉冲钨极氩弧焊2一、概述一、概述1、氩气保护特点：、氩气保护特点：几乎能焊接所有金属，特别是一些难熔金属和易氧化金属，如镁、钛、钼、几乎能焊接所有金属，特别是一些难熔金属和易氧化金属，如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金；锆、铝等及其合金；引弧比较困难，但引燃后电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生引弧比较困难，但引燃后电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生产效率高，热影响区窄，焊件应力、变形、裂纹倾向小；产效率高，热影响区窄，焊件应力、变形、裂纹倾向小；氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊氢气等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头；接接头；明弧施焊，操作、观察方便，且弧长容易保持。焊接时无熔剂、涂药层，所以容易实明弧施焊，操作、观察方便，且弧长容易保持。焊接时无熔剂、涂药层，所以容易实现机械化和自动化；现机械化和自动化；存在较强的阴极雾化作用，但由于抗气孔能力差，焊前须严格清理存在较强的阴极雾化作用，但由于抗气孔能力差，焊前须严格清理氩氩弧弧焊焊是是利利用用氩氩气气作作为为保保护护气气体体，防防止止焊焊区区发发生生氧氧化化的的一一种种气气体体保保护护焊焊方方法法。根根据据所所采采用用的的电电极极类型不同，分为非熔化极氩弧焊（类型不同，分为非熔化极氩弧焊（TIG）和熔化极氩弧焊两大类。）和熔化极氩弧焊两大类。TIG又称为钨极氩弧焊又称为钨极氩弧焊32、工作原理和应用：氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢（目前主要用、工作原理和应用：氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢（目前主要用Al、Mg、Ti及其及其合金和不锈钢的焊接）；适用于合金和不锈钢的焊接）；适用于单面焊双面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄单面焊双面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄板焊接板焊接4二二 TIG焊接特点焊接特点优点：优点：焊接品质高：保护可靠，排除氧、氮、氢等气体对焊接金属的侵害焊接品质高：保护可靠，排除氧、氮、氢等气体对焊接金属的侵害电弧稳定，焊缝美观、平滑电弧稳定，焊缝美观、平滑电压低（电压低（8-15V），电流（热输入）调节范围大，适用于薄板焊接、空间焊接、精密焊接），电流（热输入）调节范围大，适用于薄板焊接、空间焊接、精密焊接适用母材范围广，适焊位置灵活适用母材范围广，适焊位置灵活电极为难熔材料电极为难熔材料 ：易于保持弧长恒定：易于保持弧长恒定ArAr气为惰性气体：可焊任何金属气为惰性气体：可焊任何金属明弧，无熔渣。明弧，无熔渣。5缺点：缺点：焊接效率低（钨电极承流能力有限，电弧功率受到限制，熔深浅，速度低）焊接效率低（钨电极承流能力有限，电弧功率受到限制，熔深浅，速度低）使用惰性气体，成本略高使用惰性气体，成本略高对焊接工人有技术要求，特别是手工焊对焊接工人有技术要求，特别是手工焊6主要用于焊活性金属和难熔金属主要用于焊活性金属和难熔金属 AlAl、MgMg、TiTi、MoMo、NbNb、ZrZr、不锈钢、高温合金、不锈钢、高温合金焊重要焊缝焊重要焊缝适于焊适于焊6mm6mm的工件的工件对于厚度更大的工件，在开坡口时采用对于厚度更大的工件，在开坡口时采用TIG焊焊封底（打底）可提高焊缝背面成形质量封底（打底）可提高焊缝背面成形质量三、三、 TIG焊的应用焊的应用7 四、四、 TIG焊接设备焊接设备（一）组成（一）组成基本组成：焊接电源（俗称焊机）：交流、直流、交直流，陡降外特性或恒流 外特性，一般有手控盒气路：气瓶（银灰）、气管、气体流量计（减压）、气压开关水路：循环水（自来水）、水管、水压开关焊枪：自动、手动；电路：焊枪电缆（水冷）、地线、起弧稳弧装置送丝机：外部送丝，并非必需工作台：固定、运动（工件）式操作机：机头（焊枪）动机器人： 89四、四、 TIG焊接设备焊接设备（二）辅助设备（二）辅助设备1011121314四、四、 TIG焊接设备焊接设备（二）辅助设备（二）辅助设备焊接操作机及回转工作台焊接操作机及回转工作台工装夹具：控制薄板变形及背面成型、保护（钢加铜工装夹具：控制薄板变形及背面成型、保护（钢加铜焊缝跟踪焊缝跟踪弧长控制弧长控制1516四、四、 TIG焊接设备焊接设备（二）辅助设备（二）辅助设备弧长自动调节装置：电弧电压与电弧长度之间具有良好线性对应关系，弧压反馈弧长自动调节装置：电弧电压与电弧长度之间具有良好线性对应关系，弧压反馈PID闭环闭环控制，精度控制，精度0.3V焊枪摆动器焊枪摆动器17四、四、 TIG焊接设备焊接设备（三）焊枪（三）焊枪陶瓷喷嘴陶瓷喷嘴电极夹电极夹钨极钨极冷却水道冷却水道电极帽电极帽气腔气腔18五、电极材料的选择五、电极材料的选择1、钨极的选择：、钨极的选择：钨作为氩弧焊的电极，其作用：钨作为氩弧焊的电极，其作用：传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧。对它的基本要求：对它的基本要求：发射电子能力要强；耐高温而不易烧损；有较大许用电流；抗污染性好发射电子能力要强；耐高温而不易烧损；有较大许用电流；抗污染性好。钨具。钨具有高熔点有高熔点 (3410) 和沸点和沸点 (5900) 、强度大、热导率小和高温挥发性小等特点，因此适合作为不、强度大、热导率小和高温挥发性小等特点，因此适合作为不熔化电极。熔化电极。目前国内所用的钨极有纯钨、钍钨和铈钨三种。有些国家还采用锆钨、镧钨、钇钨目前国内所用的钨极有纯钨、钍钨和铈钨三种。有些国家还采用锆钨、镧钨、钇钨作为电极使用，进一步提高钨极的性能作为电极使用，进一步提高钨极的性能常用钨极：常用钨极：钍钨极：含有钍钨极：含有12%氧化钍，电流密度大，抗污染能力强，寿命比较长。引弧性能好，氧化钍，电流密度大，抗污染能力强，寿命比较长。引弧性能好，电弧稳定。成本高，且有微量放射性。电弧稳定。成本高，且有微量放射性。铈钨极：含约有铈钨极：含约有2%的氧化铈，引弧性能更好，电弧稳定，的氧化铈，引弧性能更好，电弧稳定，热量集中，寿命长，电流密度比钍钨高热量集中，寿命长，电流密度比钍钨高5%8%，烧损率比钍钨低，烧损率比钍钨低5%50%，放射性低，推荐使用，放射性低，推荐使用19钨极的选用钨极的选用焊接方法焊接方法电极材质电极材质标志颜色标志颜色直流直流TIG焊接焊接2%氧化钍钨（钍）氧化钍钨（钍）红色红色2%氧化铈钨（铈）氧化铈钨（铈）灰色灰色2%氧化镧钨（镧）氧化镧钨（镧）黄绿色黄绿色交流交流TIG焊接焊接2%氧化钍钨（钍）氧化钍钨（钍）红色红色2%氧化铈钨（铈）氧化铈钨（铈）灰色灰色纯钨（纯钨）纯钨（纯钨）绿色绿色150 mm钨极钨极标志颜色标志颜色20钨极直径钨极直径（mm）焊接电流（焊接电流（A）交流交流直流正接直流正接直流反接直流反接0.55205201.0158015801.6701507015010202.414023515025015303.222532525040025404.030042540050040554.840052550080055802、电流容量：钨极载流能力与电极材料、电流种类和极性、电极伸出长度等有关。对于一定直径、电流容量：钨极载流能力与电极材料、电流种类和极性、电极伸出长度等有关。对于一定直径的钨极都存在一个许用电流，当电流超过许用电流时，会使钨极强烈发热、熔化和蒸发，电的钨极都存在一个许用电流，当电流超过许用电流时，会使钨极强烈发热、熔化和蒸发，电 弧也弧也不稳，影响焊接质量，导致焊缝产生气孔、夹钨等缺陷。不稳，影响焊接质量，导致焊缝产生气孔、夹钨等缺陷。在许用电流允许的情况下应选用细直径在许用电流允许的情况下应选用细直径钨极以提高电流密度钨极以提高电流密度。钨极的许用电流范围见下表：。钨极的许用电流范围见下表：21直流正接直流正接交流交流3、钨极端部形状：钨极的端部形状是一个重要工艺参数，、钨极端部形状：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应根据所用电流种类选用。钨极尖端角。钨极尖端角度度的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能。小电流焊接时，小的钨极直径和锥角可使引的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能。小电流焊接时，小的钨极直径和锥角可使引弧容易，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，并防止电弧往上弧容易，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，并防止电弧往上扩展影响阴极斑点稳定。扩展影响阴极斑点稳定。钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有影响，减小锥角，熔深增大熔宽减钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有影响，减小锥角，熔深增大熔宽减小，反之则熔深减小熔宽增大小，反之则熔深减小熔宽增大。钨极尖端形状和电流范围如下：。钨极尖端形状和电流范围如下：22n200A以下直流接焊接，电极前端角度为以下直流接焊接，电极前端角度为3050，电弧吹，电弧吹 力最强，熔深最大；力最强，熔深最大；n电流超过电流超过200A，电极温度更高，同时电弧吹力增加，保护，电极温度更高，同时电弧吹力增加，保护 状态恶化，电极前端形成伞形，但仍可以维持稳定的焊接状态恶化，电极前端形成伞形，但仍可以维持稳定的焊接 ，下一次焊接需要重新修磨、更换；，下一次焊接需要重新修磨、更换；n电流超过电流超过250A后，电极前端会产生熔化损失，焊前把电极后，电极前端会产生熔化损失，焊前把电极 前端磨出一定尺寸的平台。前端磨出一定尺寸的平台。n直流反极性和交流焊接时钨极热输入大，同时电流也不是直流反极性和交流焊接时钨极热输入大，同时电流也不是 集中在阳极的某一区域，这时把电极前端形状磨成圆形最集中在阳极的某一区域，这时把电极前端形状磨成圆形最 为合适。为合适。n大电流焊接，不论电极开始是何种形状，一旦电弧引燃，大电流焊接，不论电极开始是何种形状，一旦电弧引燃， 电极前端熔化，自然形成半球形。电极前端熔化，自然形成半球形。23钨极直径钨极直径 （mm）尖端直径尖端直径 （mm）尖端角度（尖端角度（O）电流（电流（A）恒定直流恒定直流脉冲电流脉冲电流1.00.125122152251.00.25205305601.60.52585081001.60.8301070101402.40.8351290121802.41.14515150152503.21.16020200203003.21.5902525025350242、钨极前端形状、钨极前端形状DC-TIG, 小电流DC-TIG, 大电流AC-TIG254、各种钨电极的基本特性、各种钨电极的基本特性引弧时间：10S（1）、）、各种钨电极的引弧特性各种钨电极的引弧特性264、各种钨电极的基本特性、各种钨电极的基本特性引弧时间：10S（2）、）、各种钨电极的电弧静特性各种钨电极的电弧静特性274、各种钨电极的基本特性、各种钨电极的基本特性引弧时间：10S（3）、）、各种钨电极的电弧力各种钨电极的电弧力28（4）、电极的变形与消耗）、电极的变形与消耗直直径径1.6mm的的钨钨电电极极，180A下下经经过过1小小时时放放电电后后的的电电极极前前端端外外观观形形貌貌。该该直直径径下的电极熔断电流约为下的电极熔断电流约为200ALa2O3(2%)-W、 Y2O3(2%)-W、 CeO2(1%)电电极极，形形状状几几乎乎未未发发生生变变化化，而而ThO2(2%)-W、ZrO2(2%)-W、MgO(2%)-W电电极极，前前端产生了熔化变形且内部出现气孔端产生了熔化变形且内部出现气孔29直流直流交流（对称的）交流（对称的）直流正接直流正接直流反接直流反接示意图示意图熔深特点熔深特点深、窄深、窄浅、宽浅、宽中等中等电极热量分布电极热量分布工件工件70% 钨极钨极30%工件工件30% 钨极钨极70%工件工件50% 钨极钨极50%钨极许用电流钨极许用电流最大最大小小较大较大阴极清理作用阴极清理作用无无有有有（工件为负时）有（工件为负时）适用材料适用材料除铝、镁外金属除铝、镁外金属一般不采用一般不采用铝、镁、铝青铜等铝、镁、铝青铜等三、电流种类和极性的选择三、电流种类和极性的选择TIG焊使用的电流种类可分为焊使用的电流种类可分为直流正接、直流反接及交流直流正接、直流反接及交流三种三种30直流正接和反接特点：直流正接时，直流正接和反接特点：直流正接时， 钨极发射电子，带走大量的逸出功，钨极本身温度不高，烧钨极发射电子，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。直流反接时，钨，焊接质量好。直流反接时，钨极吸收电子，钨极本身温度高，烧损大，同样大小直径的钨极许用电流要小的多，电流密度小，极吸收电子，钨极本身温度高，烧损大，同样大小直径的钨极许用电流要小的多，电流密度小，熔深浅而宽。但在质量很大的氩正离子的高速撞击下，可清除铝、镁熔深浅而宽。但在质量很大的氩正离子的高速撞击下，可清除铝、镁 等易氧化金属表面形成的氧等易氧化金属表面形成的氧化膜，有阴极化膜，有阴极 清理即清理即 “ 清洁清洁 ” 作用。作用。 焊接镁、铝合金采用交流电源的原因：通常铝、镁合金表面有一层氧化膜。即使工件金属熔化后，焊接镁、铝合金采用交流电源的原因：通常铝、镁合金表面有一层氧化膜。即使工件金属熔化后，此膜也呈固体状浮在表面上（既不熔化），为达到良好的焊接效果，就需要清除此膜。即当此膜也呈固体状浮在表面上（既不熔化），为达到良好的焊接效果，就需要清除此膜。即当TIG焊焊接工件为阴极时，阳离子（氩气正离子）加速接工件为阴极时，阳离子（氩气正离子）加速 冲向工件而破坏并分解表面的氧化膜，使氧化膜消冲向工件而破坏并分解表面的氧化膜，使氧化膜消失。这一作用失。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、光洁的铝是在氩气中进行的，一旦被破坏消除后，此膜不会再生，即可得到漂亮、光洁的铝等焊缝。为了兼顾钨极和工件发热量的合理分配，对于铝镁等金属一般都采用同时具有正接和反等焊缝。为了兼顾钨极和工件发热量的合理分配，对于铝镁等金属一般都采用同时具有正接和反接特点的交流钨极氩弧焊接特点的交流钨极氩弧焊31ArAr单原子气体，无色无味，比空气重单原子气体，无色无味，比空气重25%25%，有利于保护，有利于保护空气中含量约空气中含量约1%1%，价格便宜，价格便宜焊接要求纯度：焊接要求纯度：99.999.999.999%99.999%惰性，不溶解，不反应：避免焊缝中合金元素的烧损（蒸发除外）惰性，不溶解，不反应：避免焊缝中合金元素的烧损（蒸发除外）导热系数小，燃烧稳定性最好（电压可以在导热系数小，燃烧稳定性最好（电压可以在8-15V8-15V）四、四、 TIG焊接设备焊接设备（五）（五）TIG焊的保护气体焊的保护气体32HeHe空气中的含量为空气中的含量为0.0005%0.0005%，比空气轻，保护差，比空气轻，保护差导热系数大，电弧温度高导热系数大，电弧温度高价格昂贵价格昂贵He+Ar He+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层保护气体）厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层保护气体）Ar+HeAr+HeArAr中加入中加入He He 提高电弧功率和温度。提高电弧功率和温度。（五）（五）TIG焊的保护气体焊的保护气体33Ar+O2：金属流动性好，电弧稳定，低氧焊接不锈钢，高氧焊接碳钢：金属流动性好，电弧稳定，低氧焊接不锈钢，高氧焊接碳钢Ar+H2: 2-5%，焊缝光滑，防止表面氧化，电弧温度高，效率高，焊接不锈钢、镍，焊缝光滑，防止表面氧化，电弧温度高，效率高，焊接不锈钢、镍基合金、镍铜合金基合金、镍铜合金Ar+N2: 可以用来焊接可以用来焊接铜合金铜合金，2.5%N2可以用来焊接双相不锈钢，维持相平衡可以用来焊接双相不锈钢，维持相平衡（五）（五）TIG焊的保护气体焊的保护气体34五、五、TIG焊工艺焊工艺1、焊前清理：、焊前清理：TIG焊抗气孔能力弱，焊前必须进行严格清理。清理方法有物理清洗和化学清洗。焊抗气孔能力弱，焊前必须进行严格清理。清理方法有物理清洗和化学清洗。物理清洗包括有机溶剂、机械加工、不锈钢丝刷或铜丝刷、纱布或砂轮、刮刀等方法。化学清洗物理清洗包括有机溶剂、机械加工、不锈钢丝刷或铜丝刷、纱布或砂轮、刮刀等方法。化学清洗是依靠化学反应去除工件或焊丝表面的氧化膜。其效果较物理清洗更好，生产率更高是依靠化学反应去除工件或焊丝表面的氧化膜。其效果较物理清洗更好，生产率更高2、规范参数的选择：钨极氩弧焊的工艺参数主要有、规范参数的选择：钨极氩弧焊的工艺参数主要有焊接电流种类及极性、焊接电流、钨极直径及焊接电流种类及极性、焊接电流、钨极直径及端部形状、保护气体流量端部形状、保护气体流量等，对于自动钨极氩弧焊还包括焊接速度和送丝速度等。等，对于自动钨极氩弧焊还包括焊接速度和送丝速度等。1）焊接电流种类及大小：焊接电流种类和大小是决定焊缝熔深的最主要参数。一般根据被焊工件）焊接电流种类及大小：焊接电流种类和大小是决定焊缝熔深的最主要参数。一般根据被焊工件材料、厚度、接头形式、焊接位置，有时还考虑焊工技术水平材料、厚度、接头形式、焊接位置，有时还考虑焊工技术水平 ( 钨极氩弧时钨极氩弧时 ) 等因素选择等因素选择352）钨极直径及端部形状和钨极直径选择：根据所用焊接电流种类，选用不同的端部形状。尖端角）钨极直径及端部形状和钨极直径选择：根据所用焊接电流种类，选用不同的端部形状。尖端角度度的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能。小电流焊接时，选用小直径钨极和小的锥角；的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能。小电流焊接时，选用小直径钨极和小的锥角；在大电流焊接时，可适当增大锥角在大电流焊接时，可适当增大锥角3）气体流量和喷嘴直径：在一定条件下，气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围，此时，气体保护）气体流量和喷嘴直径：在一定条件下，气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围，此时，气体保护效果最佳，有效保护区最大。如气体流量过低，气流挺度差，排除周围空气的能力弱，保护效果效果最佳，有效保护区最大。如气体流量过低，气流挺度差，排除周围空气的能力弱，保护效果不佳；流量太大，容易变成紊流，使空气卷入，也会降低保护效果。同样，在流量一定时，喷嘴不佳；流量太大，容易变成紊流，使空气卷入，也会降低保护效果。同样，在流量一定时，喷嘴直径过小，保护范围小，且因气流速度过高而形成紊流；喷嘴过大，不仅妨碍焊工观察，而且气直径过小，保护范围小，且因气流速度过高而形成紊流；喷嘴过大，不仅妨碍焊工观察，而且气流流速过低，挺度小，保护效果也不好。所以，气体流量和喷嘴直径要有一定配合。一般手工氩流流速过低，挺度小，保护效果也不好。所以，气体流量和喷嘴直径要有一定配合。一般手工氩弧焊喷嘴孔径和保护气流量的选用见弧焊喷嘴孔径和保护气流量的选用见P34表表2-10365）喷嘴与工件的距离：距离越大，气体保护）喷嘴与工件的距离：距离越大，气体保护效果越差，但距离太近会影响焊工视线，且效果越差，但距离太近会影响焊工视线，且容易使钨极与熔池接触而短路，产生夹钨，容易使钨极与熔池接触而短路，产生夹钨，一般喷嘴端部与工件的距离在一般喷嘴端部与工件的距离在 814mm 之间之间4）焊接速度的选择：主要根据工件厚度，并和焊接电流、预热温度等配合以保证获得所需的熔深）焊接速度的选择：主要根据工件厚度，并和焊接电流、预热温度等配合以保证获得所需的熔深和熔宽。在高速自动焊时还要考虑焊接速度对气体、保护效果的影响，如下图所示。焊接速度过和熔宽。在高速自动焊时还要考虑焊接速度对气体、保护效果的影响，如下图所示。焊接速度过大，保护气流严重偏后，可能使钨极端部、弧柱、熔池暴露在空气中。因此必须采用相应措施，大，保护气流严重偏后，可能使钨极端部、弧柱、熔池暴露在空气中。因此必须采用相应措施，如加大保护气体流量或将焊炬前倾一定角度，以保持良好的保护作用如加大保护气体流量或将焊炬前倾一定角度，以保持良好的保护作用376）电弧电压：随着电弧电压的增大，弧长增加，电弧的加热范围增大，使得焊缝熔宽增加而熔深）电弧电压：随着电弧电压的增大，弧长增加，电弧的加热范围增大，使得焊缝熔宽增加而熔深略有降低。略有降低。通常通常TIG焊都采用短弧焊，取弧长小于焊都采用短弧焊，取弧长小于1.5倍的电极直径效果较好倍的电极直径效果较好38六、脉冲钨极氩弧焊六、脉冲钨极氩弧焊（自学）（自学）脉冲钨极氩弧焊：是由焊接电源向电弧提供按一定规律变化的脉冲电流进行焊接的方法。焊接过脉冲钨极氩弧焊：是由焊接电源向电弧提供按一定规律变化的脉冲电流进行焊接的方法。焊接过程是由基本电流维持电弧稳定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化工件，每一个脉冲形成一个点状程是由基本电流维持电弧稳定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化工件，每一个脉冲形成一个点状熔池，脉冲间隙时熔池凝固成焊点，下一个脉冲电流作用时，在已部分凝固的焊点上又有部分填熔池，脉冲间隙时熔池凝固成焊点，下一个脉冲电流作用时，在已部分凝固的焊点上又有部分填充金属和母材金属被熔化，形成新熔池，通过焊速和脉冲间隙的调节，得到相互搭接的焊点，最充金属和母材金属被熔化，形成新熔池，通过焊速和脉冲间隙的调节，得到相互搭接的焊点，最后获得连续焊缝。可用后获得连续焊缝。可用P-TIG表示。表示。脉冲电流的波形有多种，如矩形波、正弦波、三角波及前沿或脉冲电流的波形有多种，如矩形波、正弦波、三角波及前沿或后沿带尖脉冲的矩形波后沿带尖脉冲的矩形波等等电源类型和频率：有交流和直流电源两种类型。电源类型和频率：有交流和直流电源两种类型。按脉冲频率，直流脉冲按脉冲频率，直流脉冲TIG焊分为焊分为低频（低频（0.115Hz）中频（中频（10500Hz）高频（高频（1020kHz）391、低频脉冲氩弧焊：是解决单面焊双面成形的优良工艺，其周期性的加热和冷却熔池，能确保熔、低频脉冲氩弧焊：是解决单面焊双面成形的优良工艺，其周期性的加热和冷却熔池，能确保熔透而不烧穿。有如下优点透而不烧穿。有如下优点P352、参数选择：脉冲钨极氩弧焊主要参数有、参数选择：脉冲钨极氩弧焊主要参数有Ip、tp、Ib、tb、fa；脉幅比；脉幅比 RA=Ip/Ib、脉冲电流占空比、脉冲电流占空比 Rwtp/tb+tp1）对对于于一一定定板板厚厚，有有一一个个合合适适的的通通电电量量，而而最最佳佳 Ip 值值取取决决于于材材料料种种类类，与与工工件件厚厚度度无无关关。故故一一般般应应先先根根据据材材料料种种类类选选择择 Ip，然然后后以以板板厚厚决决定定 tp 。不不同同材材料料及及板板厚厚的的 Ip、tp 值值可可参参考考右右图图。如如铜铜或或青青铜铜的的最最佳佳 Ip为为 400A ，钢钢类类为为 150A。当当焊焊接接薄薄板板时时， Ip 值值应应选选得得稍稍低低于于图图示示的的数数值值，同同时时适适当当延延长长 tp；焊焊接接厚厚板板时时， Ip 稍稍高高于于图图示示数数值值，并并适适当当缩缩短短 tp 402）Ib一般为一般为Ip 的的1020，tb为为tp的的13 倍。倍。Ib 与与tb 的相互匹配应保证电弧不灭及熔池在的相互匹配应保证电弧不灭及熔池在 tb 期间期间得以凝固得以凝固4) 焊接速度和脉冲频率要相互匹配，以满足焊点间距的要求。它们之间的关系如下：焊接速度和脉冲频率要相互匹配，以满足焊点间距的要求。它们之间的关系如下： lw = Vw2.16 f式中式中 lw焊点间距焊点间距 (mm) ； Vw 焊接速度焊接速度 (cmmin-1 ) ； f 频率频率 为了获得连续致密的焊缝，要求焊点之间应有为了获得连续致密的焊缝，要求焊点之间应有定的相互重叠量定的相互重叠量 ( 即即lw不能过大不能过大 ) 。一般频率。一般频率低于低于10Hz 3）RA、RW值较大时，脉冲特点较显著，有利于克服热裂纹，但过大会增加咬边倾向。焊接过程值较大时，脉冲特点较显著，有利于克服热裂纹，但过大会增加咬边倾向。焊接过程中通过调节中通过调节 RA、RW 和焊接速度，在一定程度上可控制熔透率，避免产生热裂纹和咬边和焊接速度，在一定程度上可控制熔透率，避免产生热裂纹和咬边41焊接过程包括：焊接过程包括：焊前准备：惰性气体没有脱氧去氢作用，清理非常重要。机械的、化学的，去除油、水、锈焊前准备：惰性气体没有脱氧去氢作用，清理非常重要。机械的、化学的，去除油、水、锈提前通气提前通气【焊枪（电源联动）、拖罩、背板焊枪（电源联动）、拖罩、背板】引弧引弧电流上升电流上升正常焊接（填丝）正常焊接（填丝）电流衰减电流衰减熄弧熄弧滞后停气滞后停气如没有提前通气？如没有提前通气？1. 电弧不能引燃；电弧不能引燃；2.电弧暴乱，烧坏钨极、喷嘴、电极夹、母材，还可能导致漏水电弧暴乱，烧坏钨极、喷嘴、电极夹、母材，还可能导致漏水TIG焊接过程焊接过程42TIG焊实例焊实例手工焊手工焊43*TIG焊焊接方法焊焊接方法一、直流一、直流TIG焊接焊接1、直流反接、直流反接(DCRP/DCEP/DC+) :母材接负极母材接负极母材接负极，发射电子能力差，发热量小，焊道浅而宽，效率低，只用于焊接薄板母材接负极，发射电子能力差，发热量小，焊道浅而宽，效率低，只用于焊接薄板钨极受到大量电子轰击，发热量大，载流能力小，纯钨极比较好，且最好使用大直径钨极受到大量电子轰击，发热量大，载流能力小，纯钨极比较好，且最好使用大直径钨极，以分散热量钨极，以分散热量有阴极雾化作用，能够清理氧化膜，可以焊接薄的铝、镁合金有阴极雾化作用，能够清理氧化膜，可以焊接薄的铝、镁合金44阴极雾化作用阴极雾化作用45一、一、 直流直流TIG焊接焊接2、直流正接、直流正接(DCSP/DCEN/DC-)：母材接正极：母材接正极工件接阳极，发热量大（工件接阳极，发热量大（70%电弧能量），焊缝深而窄，效率高、变形小电弧能量），焊缝深而窄，效率高、变形小钨极发射电子，带走大部分热量，起到冷却作用，载流能力强，寿命长钨极发射电子，带走大部分热量，起到冷却作用，载流能力强，寿命长钨极发射电子强，小电流下电弧也很稳定钨极发射电子强，小电流下电弧也很稳定最常用，焊接碳钢、不锈钢、钛合金、高温合金、稀有金属最常用，焊接碳钢、不锈钢、钛合金、高温合金、稀有金属无阴极雾化作用，不能焊接铝、镁合金无阴极雾化作用，不能焊接铝、镁合金46直直流流正正极极性性焊焊接接，如如果果电电极极发发射射热热电电子子很很充充分分，电电极极处于高温状态，则电弧在电极的前端稳定燃烧。处于高温状态，则电弧在电极的前端稳定燃烧。如如果果电电弧弧引引燃燃后后，电电极极温温度度较较低低，则则电电极极热热电电子子发发射射能能力力较较差差，电电弧弧将将在在电电极极上上寻寻找找容容易易发发射射电电子子的的氧氧化化物物，电电弧弧沿沿着着电电极极表表面面向向上上爬爬，电电弧弧拉拉长长，电电弧弧电电压压增增加加。当当电电弧弧电电压压增增加加到到接接近近电电源源的的空空载载电电压压时时，电电弧弧将将熄熄灭灭。如如果果电电弧弧上上爬爬后后能能够够持持续续一一段段时时间间，在在电电极温度上升后，电弧又会回到电极的前端稳定燃烧。极温度上升后，电弧又会回到电极的前端稳定燃烧。录像47交流焊接：正弦、方波交流焊接：正弦、方波负半波，阴极清理去除氧化膜，钨极烧损负半波，阴极清理去除氧化膜，钨极烧损正半波，熔化母材金属，钨极冷却正半波，熔化母材金属，钨极冷却焊接铝、镁合金等活性金属焊接铝、镁合金等活性金属稳弧（施加稳弧高压脉冲）稳弧（施加稳弧高压脉冲）变极性焊接：方波变极性焊接：方波正、负半波时间、幅值可独立调节正、负半波时间、幅值可独立调节效率更高，钨极烧损更少效率更高，钨极烧损更少19：4二、交流二、交流TIG焊接焊接48三、三、 直流焊接与交流焊接直流焊接与交流焊接1、直流低频脉冲、直流低频脉冲TIG焊接焊接低频脉冲：频率通常在低频脉冲：频率通常在0.510Hz49低频脉冲低频脉冲TIG焊现象焊现象电弧闪烁：峰值时间内电弧燃烧强烈，弧柱扩展；基值时间内电弧暗淡，产热量降低电弧闪烁：峰值时间内电弧燃烧强烈，弧柱扩展；基值时间内电弧暗淡，产热量降低当脉冲峰值到来时，焊件上就形成一个近于圆形的熔池，在脉冲持续时间内迅速扩大；当脉冲峰值到来时，焊件上就形成一个近于圆形的熔池，在脉冲持续时间内迅速扩大；在基值电流期间时，熔池迅速收缩凝固，形成一个一个熔池凝固后相互搭接所构成的在基值电流期间时，熔池迅速收缩凝固，形成一个一个熔池凝固后相互搭接所构成的焊缝焊缝1、直流低频脉冲、直流低频脉冲TIG焊接焊接50低频脉冲低频脉冲TIG焊特点焊特点焊缝致密性好焊缝致密性好线能量（平均电流小）可以焊接薄板或超薄板构件。线能量（平均电流小）可以焊接薄板或超薄板构件。成型美观易控制：可精确控制电弧能量及其分布，降低热积累的影响，熔深均匀一致；成型美观易控制：可精确控制电弧能量及其分布，降低热积累的影响，熔深均匀一致；能够控制熔池尺寸，使熔化金属在任何位置均不致于因重力而流淌，实现全位置焊和能够控制熔池尺寸，使熔化金属在任何位置均不致于因重力而流淌，实现全位置焊和单面焊双面成形，例如管道焊接。单面焊双面成形，例如管道焊接。1、直流低频脉冲、直流低频脉冲TIG焊接焊接51低频脉冲低频脉冲TIG焊特点焊特点宜于难焊金属的焊接：宜于难焊金属的焊接： 脉冲峰值电弧温度和电弧力很高，使难熔金属迅速形成熔池。脉冲峰值电弧温度和电弧力很高，使难熔金属迅速形成熔池。在基值时间，熔池金属迅速凝固，高温停留时间短，且脉冲电流对熔池有强烈的搅在基值时间，熔池金属迅速凝固，高温停留时间短，且脉冲电流对熔池有强烈的搅拌作用，所以焊缝金属组织致密，树枝状结晶不明显，可减少热敏感材料焊接裂纹拌作用，所以焊缝金属组织致密，树枝状结晶不明显，可减少热敏感材料焊接裂纹的产生。的产生。降低对装配、夹紧的要求降低对装配、夹紧的要求应用非常广泛应用非常广泛4、直流低频脉冲、直流低频脉冲TIG焊接焊接521、直流低频脉冲、直流低频脉冲TIG焊接焊接低频脉冲低频脉冲TIG焊焊接工艺参数的作用焊焊接工艺参数的作用基值电流基值电流Ib：以保证维持电弧稳定燃烧即：以保证维持电弧稳定燃烧即 可可 峰值电流峰值电流Ip、峰值时间、峰值时间tp和脉冲频率和脉冲频率f：决定电弧能量和电弧力决定电弧能量和电弧力534、直流低频脉冲、直流低频脉冲TIG焊接焊接低频脉冲低频脉冲TIG焊焊接工艺参数的选择。焊焊接工艺参数的选择。根据被焊件厚度、材料、所设定的焊接速度、接头形式等，采取配合调整的办法选取根据被焊件厚度、材料、所设定的焊接速度、接头形式等，采取配合调整的办法选取上述参数上述参数对于厚板，峰值电流过小，则失去了脉冲焊的优势对于厚板，峰值电流过小，则失去了脉冲焊的优势对于薄板，峰值电流过大，则电弧力大，熔透过度对于薄板，峰值电流过大，则电弧力大，熔透过度一般厚度为一般厚度为1-3mm时时 ，Ib=15A542、直流高频脉冲、直流高频脉冲TIG焊接焊接高频：高频：2030kHz，目前多为，目前多为20kHz，低于，低于20kHz有有 中频噪音。中频噪音。1、高频电弧特点：、高频电弧特点：电弧集中、挺直性好电弧集中、挺直性好小电流下电弧燃烧小电流下电弧燃烧 稳定稳定随随电电流流频频率的增加，率的增加， 电电弧收弧收缩缩程度增强，电弧压程度增强，电弧压 力增大力增大552、直流高频脉冲、直流高频脉冲TIG焊接焊接（a）直流）直流TIG电弧电弧（b）高频）高频TIG电弧电弧图图 小电流电弧形态比较小电流电弧形态比较562、直流高频脉冲、直流高频脉冲TIG焊接焊接（a）普通）普通TIG电弧电弧（b）高频）高频TIG电弧电弧图图 高速焊时电弧形态比较高速焊时电弧形态比较572、直流高频脉冲、直流高频脉冲TIG焊接焊接2、高频脉冲、高频脉冲TIG焊接的特点及应用：焊接的特点及应用：u在小电流区域（在小电流区域（10A以下）仍然非常稳定，以下）仍然非常稳定， 可以进行可以进行0.5mm以下超薄板的焊接，焊缝以下超薄板的焊接，焊缝 成形均匀美观。成形均匀美观。u高速移动下仍然有良好的高速移动下仍然有良好的挺直度挺直度，焊接速，焊接速 度大幅提高。度大幅提高。585、直流高频脉冲、直流高频脉冲TIG焊接焊接2、高频脉冲、高频脉冲TIG焊接的特点及应用：焊接的特点及应用：u坡口内焊接熔合良好：直流焊接时，如果焊丝填充坡口内焊接熔合良好：直流焊接时，如果焊丝填充 量很多，熔池与坡口侧面的熔合状况恶化，焊道凸量很多，熔池与坡口侧面的熔合状况恶化，焊道凸 起，并偏向一侧，后续焊接不良。高频脉冲焊在焊起，并偏向一侧，后续焊接不良。高频脉冲焊在焊 丝填充量很多时仍然呈现凹形表面，对后续焊接没丝填充量很多时仍然呈现凹形表面，对后续焊接没 有不良影响。有不良影响。u焊缝组织性能好：对熔池金属有强烈的电磁搅拌作焊缝组织性能好：对熔池金属有强烈的电磁搅拌作 用，有利于细化用，有利于细化 金属晶粒，提高焊缝机械性能。金属晶粒，提高焊缝机械性能。593、高低频结合脉冲、高低频结合脉冲TIG焊接焊接 低频脉冲焊和高频脉冲焊在焊接工艺上各具优点，通过采用高频对低频调制的方法低频脉冲焊和高频脉冲焊在焊接工艺上各具优点，通过采用高频对低频调制的方法输出焊接电流，或者按照低频时续改变高频脉冲宽度实现高低频输出（平均电流的低频输出焊接电流，或者按照低频时续改变高频脉冲宽度实现高低频输出（平均电流的低频脉冲效果）。这样能够发挥两者的优点，获得成形更为优良的焊缝。脉冲效果）。这样能够发挥两者的优点，获得成形更为优良的焊缝。变化高频脉冲宽度的低频焊波形变化高频脉冲宽度的低频焊波形60七、七、TIG 焊接条件及技术焊接条件及技术基本规范：基本规范：IUV扩充规范：扩充规范：气体类型气体类型气流量气流量送丝速度送丝速度坡口形式（少）坡口形式（少）一、焊接规范参数一、焊接规范参数1、焊接电流、焊接电流缓升缓降（脉冲适用）缓升缓降（脉冲适用）缓升缓升:给焊接行走（机械惯性）提供一个缓冲时间给焊接行走（机械惯性）提供一个缓冲时间缓降缓降:使电弧下方的熔池凹陷区有一个金属回填过程，防止大电流熄弧在焊缝上形成弧坑。使电弧下方的熔池凹陷区有一个金属回填过程，防止大电流熄弧在焊缝上形成弧坑。焊接电流缓升缓降控制焊接电流缓升缓降控制2、焊接电压、焊接电压TIG与弧长成正比，一般与弧长成正比，一般1-5mm，多，多2-3mm，填丝适当加大，填丝适当加大U过大：电弧对母材的熔透能力降低，保护效果差，电极异常烧损，焊缝中易产生气孔过大：电弧对母材的熔透能力降低，保护效果差，电极异常烧损，焊缝中易产生气孔U过过小小：容容易易造造成成电电极极与与熔熔池池的的接接触触，钨钨极极被被污污染染或或断断弧弧，在在焊焊缝缝中中出出现现夹夹钨钨缺缺陷陷，电电弧产热量低，电弧压力过大，成型不好弧产热量低，电弧压力过大，成型不好2、焊接电压、焊接电压3、焊接速度、焊接速度 表征生产效率，保证质量前提下，表征生产效率，保证质量前提下，V越大越好越大越好V过大：咬边或驼峰焊道，未熔透过大：咬边或驼峰焊道，未熔透V过小：焊道过宽，合金成分烧损，力学性能下降过小：焊道过宽，合金成分烧损，力学性能下降一般一般5-50cm/min在相同焊接速度下，提高熔深在相同焊接速度下，提高熔深在相同焊接熔深下，提高速度在相同焊接熔深下，提高速度同时提高熔深和速度同时提高熔深和速度4、保护气及保护气流量、保护气及保护气流量保护气：保护气：Ar、He、Ar+H2、Ar+O2 、 Ar+N2He、Ar+He。弧焊：电压高，电弧产热量大，电弧力低，适用于大电流焊接。弧柱细，热。弧焊：电压高，电弧产热量大，电弧力低，适用于大电流焊接。弧柱细，热量集中熔深大，熔宽窄，速度快，变形小，性能好。量集中熔深大，熔宽窄，速度快，变形小，性能好。氦弧焊可以直流正极性焊铝（电子撞击去膜联合高温去膜），美国多用氦弧焊可以直流正极性焊铝（电子撞击去膜联合高温去膜），美国多用成本高成本高4、保护气及保护气流量、保护气及保护气流量保护气流量：喷嘴尺寸、喷嘴与母材间的距离、保护气类型、侧向风等保护气流量：喷嘴尺寸、喷嘴与母材间的距离、保护气类型、侧向风等过大：紊流过大：紊流过小：效果差过小：效果差5、焊丝及填丝、焊丝及填丝TIG焊焊接接过过热热度度低低，合合金金元元素素基基本本都都能能过过渡渡到到熔熔池池中中去去，大大部部分分焊焊丝丝与与母母材材同同材材质质；为为防防止热裂纹可采用低碳（钢）或高硅焊丝（铝）止热裂纹可采用低碳（钢）或高硅焊丝（铝）手工送丝：粗焊丝，手工送丝：粗焊丝，2-4mm，填到电弧空间，填到电弧空间自动送丝：细焊丝，自动送丝：细焊丝，0-8-1.6mm，紧贴熔池前沿，紧贴熔池前沿若若焊焊丝丝端端部部离离熔熔池池有有一一定定距距离离，焊焊丝丝端端部部熔熔化化后后会会聚聚集集成成球球滴滴，在在重重力力和和电电弧弧吹吹力力下下过过渡渡到熔池，这时有连续的到熔池，这时有连续的“啪啪 啪啪”声，但焊缝成形不好声，但焊缝成形不好6、焊接热输入（线能量）、焊接热输入（线能量）q=I U/V等比例提高等比例提高I、V，效果是否一样？，效果是否一样？相同热输入条件下，大电流高速度焊接时的熔深大于低电流低速度焊接时的熔深。相同热输入条件下，大电流高速度焊接时的熔深大于低电流低速度焊接时的熔深。铝合金手工铝合金手工TIGTIG焊的工艺参数焊的工艺参数板厚（mmmm）接头形式坡口尺寸（mmmm）钨极直径（mmmm）焊接电流（A A）焊丝直径（mmmm）氩气流量（L/minL/min）喷嘴直径（mmmm）焊接层数钝边长间隙1.21.22 23 34 4形单面焊- - - - -0 010 010 020 021.61.62.41.61.62.42.42.43.23.23.2445456580801101001001401801802301.61.62.41.61.62.42.42.442.42.445 586 697 7107 7106 6116 6117 7127 7121 11 11 11 14 46 6形双面焊- - -0 020 033.23.244 461601602102502503002.42.443 347 7109 9157 7128 8122 22 26 6Y Y形0-30-34 462202202703 349 9158 8122 2钛合金钛合金钨极脉冲氩弧焊工艺参数钨极脉冲氩弧焊工艺参数脉冲电流脉冲电流（A）基值电流基值电流（A）脉冲频率脉冲频率（HZ）电弧电压电弧电压（V）脉宽比脉宽比焊接速度焊接速度（m/h）150150160750.756 6121:111.4备注：板厚备注：板厚2.5mm，形焊缝，间隙小于形焊缝，间隙小于0.5mm，钨极直径，钨极直径2.5mm。二、提高焊接生产效率的措施二、提高焊接生产效率的措施1、提高焊接速度、提高焊接速度V提提高高焊焊接接速速度度可可以以提提高高生生产产效效率率，但但大大电电流流高高速速度度焊焊接接容容易易产产生生咬咬边边、驼驼峰峰焊焊道道等等缺缺陷。陷。原因：原因：电弧力导致电弧力导致措施：措施：电极前端磨出一定的平台，电弧力降低电极前端磨出一定的平台，电弧力降低Ar+He向前方倾斜电极，降低电弧对熔池金属向后方的排斥作用向前方倾斜电极，降低电弧对熔池金属向后方的排斥作用2、提高焊接热输入、提高焊接热输入增增大大I或或者者降降低低V都都可可以以增增加加热热输输入入。I增增大大，电电弧弧力力也也增增大大，熔熔深深会会增增加加，然然而而电电弧弧同同时时也也扩扩展，熔宽增加更加明显。展，熔宽增加更加明显。对于不锈钢或钛等热导性差的母材，增大对于不锈钢或钛等热导性差的母材，增大I后，熔宽的增加非常明显，最好降低后，熔宽的增加非常明显，最好降低I，同时降低，同时降低V。对于铝、铜等热导性优良的母材，可以增大对于铝、铜等热导性优良的母材，可以增大I，同时提高，同时提高V。如如果果I很很大大，电电弧弧力力过过于于强强烈烈，容容易易形形成成有有缺缺陷陷的的焊焊缝缝，这这时时可可以以把把电电极极前前端端磨磨出出一一定定尺尺寸寸的的平台。平台。钢材的热导性都较差。钢材的热导性都较差。TIG焊时，与其提高焊时，与其提高I，不如降低，不如降低V。八、八、TIG焊接缺陷及接头设计焊接缺陷及接头设计一、焊接缺陷一、焊接缺陷最常见的是夹钨和气孔最常见的是夹钨和气孔1、夹钨、夹钨(a) 从钨极上偶然脱落的颗粒从钨极上偶然脱落的颗粒i.钨极同工件接触：粒子嵌钨极同工件接触：粒子嵌 入到工件表面入到工件表面ii. 钨极尖部进入到熔池：内钨极尖部进入到熔池：内 嵌在焊缝中。嵌在焊缝中。iii. 钨极同填充焊丝接触：焊钨极同填充焊丝接触：焊 缝夹钨缝夹钨 (b) 电电流流过过大大，钨钨极极端端部部过过热热，也也会会导导致致钨钨极端部的颗粒随着电弧过渡到熔池中。极端部的颗粒随着电弧过渡到熔池中。74一、焊接缺陷一、焊接缺陷(a) 焊接电流太低焊接电流太低.(b) 焊接速度太快焊接速度太快.(c) 弧长太长弧长太长.(d) 接头装配不正确接头装配不正确.(a) 弧长太短弧长太短.(b) 送丝不稳定送丝不稳定.(c) 焊枪角度不对焊枪角度不对.9、焊缝表面起皱、焊缝表面起皱8、根部未熔合、根部未熔合75二、二、TIG焊接接头设计焊接接头设计a) 3mmb) 10mm76二、二、TIG焊接接头设计焊接接头设计管材的接头设计管材的接头设计九、先进九、先进/特种特种TIG 焊接技术焊接技术一、先进特种焊接技术一、先进特种焊接技术摆动电弧焊接摆动电弧焊接A-TIG焊焊热丝热丝TIG焊焊多弧多弧/复合电弧复合电弧TIG窄间隙窄间隙TIGTIG点焊点焊超声超声TIG空心阴极真空电弧焊空心阴极真空电弧焊78二、二、A-TIG焊技术焊技术1、概念、概念 活性化焊剂活性化焊剂TIG焊（焊（activating-TIG welding，简称，简称A-TIG焊）焊） 就是在被焊材料处，预先在工件表面均匀地涂上一层很薄的细粒状的活性化焊就是在被焊材料处，预先在工件表面均匀地涂上一层很薄的细粒状的活性化焊剂，然后进行剂，然后进行TIG焊的方法。焊的方法。 “ “活性化活性化TIG焊焊”是二十世纪六十年代中期，乌克兰是二十世纪六十年代中期，乌克兰Paton焊接研究所提出的。焊接研究所提出的。79二、二、A-TIG焊技术焊技术 A-TIG焊示意图焊示意图2、原理示意图、原理示意图80二、二、A-TIG焊技术焊技术3、 A-TIG焊焊缝形状焊焊缝形状普通普通TIG焊的焊缝成形焊的焊缝成形ATIG焊的焊缝成形焊的焊缝成形81二、二、A-TIG焊技术焊技术4、 A-TIG焊增加熔深机理焊增加熔深机理阳极斑点收缩效应阳极斑点收缩效应 概念：概念：A-TIGA-TIG焊时活性剂的存在引起阳极斑点尺寸变焊时活性剂的存在引起阳极斑点尺寸变小，电流密度增加，电弧温度升高，电弧集中程小，电流密度增加，电弧温度升高，电弧集中程度增加，热效率增加，使熔深增加。这也就是所度增加，热效率增加，使熔深增加。这也就是所谓的谓的“电弧收缩电弧收缩”论。论。TIG、A-TIG焊阳极斑点电流密度分布焊阳极斑点电流密度分布82n表面张力流方向改变论表面张力流方向改变论TIG焊焊 A-TIG焊焊 图图10 熔池流态示意图熔池流态示意图83三、三、TIG点焊点焊84四、四、超声超声TIG简介简介20Hhz以上以上超声辅助超声辅助TIG电复合超声电复合超声TIG：复杂：复杂机械复合超声机械复合超声TIG：简单，焊枪特殊：简单，焊枪特殊细化晶粒细化晶粒提高性能提高性能辅助润湿，改善流动和成型辅助润湿，改善流动和成型提高电弧压力，电弧收缩热量集中，增加熔深提高电弧压力，电弧收缩热量集中，增加熔深85四、四、超声超声TIG简介简介台湾台湾Wen-Long Dai田纳西州立大学田纳西州立大学Y. Cui86四、四、超声超声TIG简介简介清华清华 吴敏生吴敏生哈工大哈工大87五、五、真空真空TIGHCVAW真空保护优点：彻底，去膜真空保护优点：彻底，去膜 缺点：点弧及维持困难缺点：点弧及维持困难原理：空心阴极（钽极），小气流量原理：空心阴极（钽极），小气流量88五、五、真空真空TIGHCVAWHCVAW优点：优点：焊缝深而窄焊缝深而窄保护好，组织致密，裂纹、气孔等缺陷少；保护好，组织致密，裂纹、气孔等缺陷少；热效率高，真空中熔池金属对母材润湿性好，焊缝正反面成型好，正面无鱼鳞纹；热效率高，真空中熔池金属对母材润湿性好，焊缝正反面成型好，正面无鱼鳞纹；适于太空焊接；适于太空焊接；可大弧长焊接（可大弧长焊接（100mm）89思考题思考题AC-TIG焊接中负半波的阴极清理作用？焊接中负半波的阴极清理作用？TIG焊接引弧机理？焊接引弧机理？低频脉冲低频脉冲TIG焊的优点以及规范参数？焊的优点以及规范参数？TIG焊中常用的保护气以及作用？焊中常用的保护气以及作用？钨极选用的原则？钨极选用的原则？钨极尖端应该怎么准备，为什么？钨极尖端应该怎么准备，为什么？TIG焊能够焊接什么金属？焊能够焊接什么金属？90 谢谢！91