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1项目五钨极惰性气体保护焊（TIG）2教学目标识读储气罐的焊接施工图；了解钨极氩弧的原理、工艺特点及应用范围；合理选用钨极氩弧焊焊接材料；合理制定钨极氩弧焊工艺并正确实施；了解钨极氩弧焊新技术3项目工作描述工作任务：钨极氩弧焊不锈钢管接头焊接4工作任务要求1.了解钨极氩弧焊的基本原理、工艺特点及应用；2.熟悉钨极氩弧焊的冶金特性；3.合理选择焊接材料；4.编制不锈钢管对接钨极氩弧焊工艺；5.按照焊接工艺要求焊接试件；6.分析并完善焊接工艺。5项目工作组5名学生组成团队共同完成工作任务识读不锈钢管焊接施工图；利用课堂、网络、资料室等学习储备相关知识确定焊接材料；编制焊接工艺；交流讨论，完善焊接工艺，并填写工艺片掌握钨极氩弧焊基本操作方法，按照工艺实施焊接，分析试件焊接质量，完善焊接工艺信息收集处理计划决策实施完善工作思路61TIG焊的特点及应用TIG焊：惰性气体保护，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（或不加填充焊丝），形成焊缝。1.1TIG焊的原理资讯7正极电缆A焊枪气管流量计气瓶工件焊接电源PanasonicPana-TIGWP300冷却水开关遥控盒配电箱焊接电流收弧电流负极电缆1.1TIG焊的原理8高频发生器－＋TIG焊接电源（直流或交流）钨极熔点（3410℃）开口夹套喷嘴氩气电弧填充焊丝工件TIG焊工作原理用非熔化钨极在氩气的保护下与工件间产生电弧，实施焊接。1.1TIG焊的原理9TIG焊一般采用氩气作保护气体；在焊接不锈钢、镍基合金和镍铜合金时可采用氩一氦混合气作保护气体。。在焊接厚板、高导热率或高熔点金属等情况下，也可采用氦气或氦氩混合气作保护气体。1.1TIG焊的原理保护气体：101.气瓶：Ar为气态储存，瓶子表面涂成灰色并注有“氩”绿色字标志字样，最高工作压力为150㎏。使用时应避免阳光的强烈照射或放置在热源旁边。焊接时要将气瓶稳固直立，不允许将其水平放置。2.纯度：纯度应为99.99%。否则产生气孔，夹渣，焊接质量变差。3.性质：重量是空气的1.4倍，气体保护效果好。无脱氧或去氢作用，清理要求严格。保护气体：11钨电极1.作用：传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧。2.对钨极的要求：发射电子能力强，电流承载能力大，寿命长，抗污染性好。150mm钨极标志颜色12钍钨极:含有1--2%氧化钍，电流密度大，寿命长，抗污染能力强。引弧性能好，电弧稳定。成本高，有微量放射性。铈钨极:含有2%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5%--8%，烧损率比钍钨低5%--50%，放射性低，推荐使用。钨电极13焊接方法电极材质标志颜色直流TIG焊接2%氧化钍钨（钍）红色2%氧化铈钨（铈）灰色2%氧化镧钨（镧）黄绿色交流TIG焊接2%氧化钍钨（钍）红色2%氧化铈钨（铈）灰色纯钨（纯钨）绿色钨电极14钨极许用电流范围表（钍钨极、铈钨极）电极直径（mm）焊接电流（A）交流直流正接直流反接0.55～205～201.015～8015～801.670～15070～15010～202.4140～235150～25015～303.2225～325250～40025～40当焊接电流超过钨极的许用值时，会使钨极强烈发热、熔化和蒸发，电弧不稳，影响焊接质量，导致焊缝产生气孔、夹钨等缺陷，同时焊缝的外型粗糙不整齐。在许用电流允许的情况下应选用细直径的钨极以提高电流密度。钨极15喷嘴电极夹套焊矩本体开口夹套钨极电极帽②①③④16焊矩风冷式焊矩示意图焊矩开关焊矩电缆气管开关插头喷嘴电极夹套焊矩本体开口夹套钨极电极帽②①③④17TIG焊分为手工和自动两种；填丝焊和不填丝焊接；焊接薄焊件时，一般不需开坡口和填充焊丝；还可采用脉冲电流以防止烧穿焊件。焊接厚大焊件时，填充焊丝在电弧前方添加，以提高熔敷速度。1.1TIG焊的原理18特点焊接范围广,可适用0.3㎜以上不同板厚，（6mm以下作业性好，明弧操作，便于观察和控制熔池电弧稳定，无飞溅、成型好、变形小、焊接性能好易于实现机械化自动化适用于各种结构、形状的全位置焊接可焊接所有工业用金属、合金。与手工焊比：焊接成本较高，抗风能力差，设备较复杂1.2TIG焊的特点191.2TIG焊的特点钨极不熔化，容易维持电弧长度的恒定。电弧稳定，即使在很小的焊接电流下也能稳定燃烧；不会产生飞溅，焊缝成形美观。TIG焊过程中电弧还有自动清除焊件表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接其他焊接方法不易焊接的易氧化、氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。20热源和焊丝可分别控制，因而热输入量容易调节，特别适合于薄件、超薄件的焊接；可进行各种位置的焊接，易于实现机械化和自动化焊接。焊接生产率低钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其颗粒可能进入熔池，造成夹钨。生产成本较高由于惰性气体较贵，与其他焊接方法相比生产成本高，故主要用于要求较高产品的焊接。1.2TIG焊的特点211.3TIG焊的应用材料：几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金的焊接，特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。结构：一般只用于焊接6mm以下的焊件。主要用于薄件焊接或厚件的打底焊，易实现单面焊双面成形。221.4TIG焊的电流种类和极性TIG焊的电流种类可分为直流正接、直流反接及交流三种。其特点如下：直流正极性的特点：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。＋－－○○○○○○－－＋＋＋钨极工件23直流反极性的特点：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，熔深浅而宽。阴极清理：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化膜，有阴极清理即“清洁”作用。－○○○○○○－－＋＋＋＋－工件钨极1.4TIG焊的电流种类和极性24－○○○○○○－－＋＋＋＋－－○○○○○○－－＋＋＋＋－－○○○○○○－－＋＋＋电流种类直流交流（对称的）直流正接直流反接示意图熔深特点深、窄浅、宽中等电极热量分布工件70%钨极30%工件30%钨极70%工件50%钨极50%钨极许用电流最大小较大电弧引燃容易，燃烧稳定困难较易阴极清理作用无有有（工件为负时）适用材料除铝、镁外金属一般不采用铝、镁、铝青铜等1.4TIG焊的电流种类和极性25焊铝为什么要使用交流？通常情况下，铝板或镁板表面有一层很明显的氧化膜。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。－○○○○○○－－＋＋＋＋－工件660℃钨极氧化膜2050℃－○○○○○○－－＋＋＋工件钨极TIG交流电源0t反极性正极性26清洁作用：TIG焊接工件为阴极时，阳离子（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、光洁的铝等焊缝。焊铝为什么要使用交流？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直流正接和直流反接特点的交流钨极氩弧焊。272.1接头形式的选择决策与计划2.TIG焊工艺282.1TIG焊接头形式的选择292.2焊前清理清理目的：清除油污；清除氧化膜。①油污、灰尘的清理方法：用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件与焊丝表面；按焊接生产说明书规定的其他方法进行。302.2焊前清理②氧化膜的清理方法：a.机械方法：机械加工、吹砂、磨削及抛光等（焊件）不锈钢、高温合金焊件：用砂布打磨或抛光法；铝合金：用细钢丝轮、钢丝刷（d＜0.15mm）或刮刀将焊件接头两侧一定范围的氧化膜除掉；清理范围：焊件接头两侧30~50mm宽度内。生产效率低，成批生产时常用化学法。31b.化学法:对于铝、镁、钛及其合金等有色金属的焊件与焊丝表面氧化膜的清理效果好，且生产率高。2.2焊前清理严格要求32注意事项：清理后的焊件与焊丝必须妥善放置与保管，一般应在24h内焊接完。如果存放时间太长，其表面氧化膜仍会增厚并吸附水分，因而为保证焊缝质量，必须在焊前重新清理。2.2焊前清理严格要求332.3填充焊丝的选择不填充焊丝法主要用于薄板焊接。如厚度在3mm以下的不锈钢板，可采用不留间隙的卷边对接，焊接时不加填充焊丝，而且可实现单面焊双面成形。TIG焊时，可采用填充焊丝或不填充的方法形成焊缝。34焊接材料：钨极直径；端部形状；保护气体；焊丝牌号；焊丝规格。能量参数：焊接电流；电弧电压；焊接速度；保护效果：喷嘴孔径；喷嘴至焊件之间的距离；气体流量。电源极性：直流（正接，反接）；交流；脉冲。2.4焊接参数的选择352.4焊接参数的选择焊接电流材料种类焊件厚度焊接位置结构特点钨极直径喷嘴孔径气体流量TIG焊接参数的选择原则36板厚mm不锈钢(A)铝(A)铜(A)焊接速度cm/min钨极直径mm气体流量L/min钨极与工件距离mm0.8-1.030-5020-5040-6520-301-1.65-61-1.21.2-2.060-10030-8050-12020-251.6-26-71.6-2.52.5-3.0110-160120-160130-20015-252-2.47-82.5-3.54.0-4.5170-220170-240220-30015-202.4--3.28-94—55.0-6.0200-250200-320300-37015-203.2-410-125-68.0-10.0240-300300-380350-43010-123.2-410-126﹥12﹥300﹥400﹥50010-12﹥4.812-15637焊接电流增大，凹陷深度a1、背面焊缝余高e、熔透深度s、焊缝宽度c增大；而焊缝余高h减小焊接电流太大，易引起焊缝咬边、焊漏等缺陷；焊接电流太小，易形成未焊透。2.4焊接参数的选择38电弧电压（弧长）增加，熔宽c增大；弧压过高，电弧热量分散使热效率下降，电弧力对熔池的作用减小，熔宽c和母材熔化面积均减小。弧压过高，气体保护效果降低。不加丝．弧长以控制在1~3mm，加丝焊，弧长约3~6mm。L＝（1~1.5）δ，应尽量采用短弧进行焊接。2.4焊接参数的选择39焊接速度减小，凹陷深度a1、熔透深度s、熔宽c增大。焊接速度过快，气体保护效果降低，易产生未焊透、气孔、夹渣和裂纹等。焊接速度过慢，焊缝易产生焊穿和咬边。自动高速焊时，为了扩大有效保护范围，可适当加大喷嘴孔径和保护气流量。2.4焊接参数的选择40提示：焊接铝及铝合金等高导热金属时，为了减少变形，应采用较快的焊接速度。焊接有裂纹倾向的合金时，不能采用高速焊接。非平焊位置焊接时，为保证较小的熔池，避免铁水下流，尽量选择较快的焊速。2.4焊接参数的选择41钨极直径：取决于焊件厚度、焊接电流的大小、种类和极性。当焊接电流超过钨极的许用值时，会使钨极强烈发热、熔化和蒸发，电弧不稳，导致焊缝产生气孔、夹钨等缺陷，焊缝的外型粗糙不整齐。原则上应尽可能选择小的电极直径。电极直径（mm）焊接电流（A）交流直流正接直流反接1.015～8015～801.670～15070～15010～202.4140～235150～25015～304.0300～425400～50040～552.4焊接参数的选择42钨极的伸出长度：一般为5~10mm；对接:5~6㎜；角接:7~8㎜；过长钨极易氧化钨极喷嘴填充焊丝工件电弧长度(L)钨极伸出长度2.4焊接参数的选择43钨极的端部形状：根据电流种类和大小选用不同的端部形状。小电流：小的钨极直径和锥角易引弧，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。α直流正接交流钨极直径（mm）尖端直径（mm）尖端角度（O）电流（A）恒定直流脉冲电流1.00.125122～152～251.00.25205～305～601.60.5258～508～1001.60.83010～7010～1402.40.83512～9012～1802.41.14515～15015～2502.4焊接参数的选择44钨极的