钨极氩弧焊

焊接培训教材钨极氩弧焊张明录一二三四五目录氩弧焊的原理、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）钨极熔点（3410℃）开口夹套喷嘴氩气电弧填充焊丝工件一.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。1-电缆2-保护气体导管3-钨极4-保护气体5-熔池6-焊缝7-焊件8-填充焊丝9-喷嘴一.钨极氩弧焊的原理钨极氩弧焊二.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）S1S3S2···I1I2I3U1U2U3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+0.02I手工焊负载电压计算公式：V=20+0.04I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）正极电缆A焊矩气管流量计气瓶工件负极电缆焊接电源TSP300Panasonic冷却水焊矩开关外接遥控盒配电箱四.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）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四.钨极氩弧焊的设备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）喷嘴电极夹套焊抢本体开口夹套钨极电极帽②①③④1.首先将电极夹套与焊矩本体安装牢固,保证导电良好。2.将喷嘴安装到焊矩本体上。3.将钨极和开口夹套插入已安装好的电极夹套内,注意钨极直径与开口夹套规格必须一致。4.将电极帽与焊矩本体拧紧,通过电极夹套和开口夹套将钨极夹紧,保证导电良好,否则易造成焊矩的烧损。钨极氩弧焊的设备焊抢本体的组装四.钨极氩弧焊的设备气冷.水冷焊枪水冷气冷四.钨极氩弧焊的设备气冷焊矩与300TSP焊机的连接焊矩气管焊矩电缆(—)焊接电源TSP300Panasonic焊矩开关焊接回路四.钨极氩弧焊的设备水冷焊矩与300TSP焊机的连接焊矩气管焊接电源TSP300Panasonic焊矩开关焊矩电缆(—)进水管排水管开关电缆电缆护套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。TSP300PanasonicTSP300Panasonic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。TSP300PanasonicTIG焊接作业对环境的要求（B）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150mm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1～2%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。WTh—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35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1.0～4.0mm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正接、直流反接两种。七.钨极氩弧焊焊接工艺参数1.电源种类和极性电流种类直流交流（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－○○○○○○－－＋＋＋＋－－○○○○○○－－＋＋＋＋－－○○○○○○－－＋＋＋七.钨极氩弧焊焊接工艺参数直流正接.反接及交流特点（1）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。正极性的特点七.钨极氩弧焊焊接工艺参数直流正接.反接及交流特点（2）－○○○○○○－－＋＋＋＋－钨极工件七.钨极氩弧焊焊接工艺参数直流正接.反接及交流特点（2）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。－○○○○○○－－＋＋＋＋－工件钨极焊铝、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0t反极性正极性工件660℃氧化膜2050℃电源种类和极性金属材料直流正接低碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、铜、钛及其合金直流反接属用于各种金属的熔化极钨极氩弧焊，铝、镁及其合金交流电源铝、镁及其合金七.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mm直流正接A直流反接A交流A1.015～8020～601.650～7010～2060～1202.4150～25015～30100～1803.2250～40025～40160～2504.0400～50040～55200～3205.0500～75055～80290～3906.0750～100080～125340～525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材料厚度/mm钨极直径/mm焊丝直径/mm焊接电流/A1.021.640～701.521.640～852.022.080～1303.02～32.0120～160七.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材料厚度/mm钨极直径/mm焊丝直径/mm焊接电流/A1.52270～802.02～3290～1203.03～42120～1304.03～42.5～3120～140七.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α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增大。钨极尖端形状和电流范围：直流正接交流钨极直径（mm）尖端