钨极惰性气体保护焊(TIG)

1第二章§2.4钨极惰性气体保护2345一.TIG焊的特点及应用(一)TIG焊定义**钨极惰性气体保护电弧焊：是指使用纯钨或活化钨(钍钨、铈钨等)作为电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊。67(二)TIG焊的特点优点:(1)几乎可以焊接所有的金属或合金;(2)焊接质量好（焊缝纯净、成形好、热影响区小）;(3)无飞溅；(4)特别适于薄板及打底、全位置焊。89101112缺点(1)焊接效率低、成本高；(2)对焊前清理要求严格；(3)需要特殊的引弧措施；(4)紫外线强烈、臭氧浓度高；(5)抗风能力差。13(三)TIG焊的应用材料：多用于有色金属及其合金;厚度：多用于薄件（从生产效率考虑，以3mm以下为宜）;位置：多用于打底（单面焊双面成形），薄件及管-管、管-板也用于填充和盖面焊。1415161718二.TIG焊的电流种类直流：反接、正接交流：正弦交流、变极性方波交流它们各有不同的特点和适用场合，应正确选择。反接与正接焊接效果图19极性优点缺点应用正接(DCEN)电极载流能力强、熔深大、钨极烧损少、引弧容易没有阴极清理作用用于大多数的焊接场合（除Al、Mg外）反接(DCEP)有阴极清理作用电极载流能力弱、熔深小、钨极烧损严重、引弧困难实际很少采用(一)直流TIG焊20反接时如左图，工件为阴极，正离子向工件运动。因阴极区有很高的电压降，在电场作用下正离子高速撞击工件上的氧化膜，使氧化膜破碎、分解而被清理掉。阴极斑点总是优先在氧化膜处形成（那里电子逸出功低），阴极斑点又在邻近氧化膜上发射电子，继而氧化膜被清除。21但这时大量电子从工件向钨极运动，把大量能量交给钨极，导致其温度升高而烧损。要避免烧损，只有减小电流！22正接时如图，这时电子向工件运动，虽数量多，但体积、质量太小，不能击碎氧化膜，没有清理作用。但此时大量电子从钨极上发射，带走大量能量(对钨极产生冷却作用)，所以钨极烧损少、电流承载能力大。23(二)交流TIG焊⑶变极性方波交流itit应用：用于焊接铝、镁、铝青铜等合金（表面易氧化、氧化膜致密）。正半周电极烧损降低，负半周获得阴极清理作用;熔深和钨极的电流承载能力介于DCEN与DCEP之间。DCENAC⑴正弦波交流⑵变脉宽方波交流ti24三.TIG焊设备1.组成：电源控制系统引／稳弧装置焊枪供气系统（水冷系统）(自动焊设备还应包括焊接小车和送丝装置)。25262728292、电极纯钨----应用最早，适用交流焊接，综合性能欠佳。钍钨----传统电极，综合性能较好，国外多用，有放射性。铈钨----在低电流下有优良的引弧性能，稳弧电流较小，常用于管道、不锈钢制品和细小精致部件的焊接。放射性剂量极低，在直流小电流时，是铈钨电极的首选替代品。302、气体1、氩气----纯度≥99.99％焊接用的氩气常以气态形式装于气瓶中。气瓶的最高工作压力为15MPa，瓶身涂色为灰色并注有绿色“氩”字样。2、氦气----纯度≥99.99％（合格品）31以上均为惰性气体（惰性在此的意义：既不与金属发生反应，也不溶解于液态金属中）★TIG焊既可以用纯氩气，也可以用氦气（电弧热量大）但价格昂贵，同时也可以用混合气体包括惰性混合气（如Ar-He混合气）和活性混合气（如Ar-CO2等）。323、焊材TIG焊的焊材主要为实芯焊丝（焊棒rod）。TIG焊有时也可以用药芯焊丝（有专用的TIG焊打底用药芯焊丝），打底时可以免去反面充氩保护。3334四.TIG焊工艺(一)焊前清理氩弧焊时，对材料的表面质量要求很高，焊前必须经过严格清理，清除填充焊丝及工件坡口和坡口两侧表面至少20mm范围内的油污、水分、灰尘、氧化膜等。清理的办法：(1)去处油污、灰尘----有机溶剂或专用清洗液清洗；(2)除氧化膜----机械清理或化学清理。35(二)焊接工艺参数及选择**TIG焊的焊接工艺参数主要包括：气体流量、钨极直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度、电极直径与喷嘴直径等。361.气体流量为获得最佳的保护效果，气体流量与喷嘴孔径的关系有一定的规律且交流焊接比直流焊接所需的流量大。2.钨极直径主要根据焊件厚度来选取钨极直径。在被焊材料厚度相等时，因使用的电流种类和极性不同，钨极的许用电流不一样，所以采用的钨极直径也不相同。373.焊接电流当钨极直径选定后，再选用焊件电流。过大或过小的焊接电流都会使焊缝成形不良或产生焊接缺陷。焊接电流：综合考虑材质、板厚、焊接位置来选择。随I的增加熔深增加。384.焊接电压随着U的增加，弧长增加，电弧的加热范围增大，使得熔宽增加而熔深略有降低，通常20V。5.焊接速度在一定的钨极直径，焊接电流和气体流量条件下，焊速过快会使保护气流偏离钨极与熔池，从而影响气体保护效果，并且，焊速显著影响焊缝成形，因此，应选择合适的焊接速度。396.电极直径与喷嘴直径一般手工钨极氩弧焊喷嘴孔径5~20mm，喷嘴至焊件的距离不超过15mm，保护气体流量为5~25L/min，钨极伸出喷嘴的长度3~4mm，填充焊丝直径应根据焊件厚度而选择。4041（二）焊接工艺措施1、选材：对结构钢，按等强原则选择焊接材料，对不锈钢、铝及铝合金等则主要考虑化学成分。①焊丝的化学成分应与母材的性能相匹配，严格控制其化学成分、纯度和质量。主要化学成分应比母材稍高，以弥补高温的烧损。42②TIG焊使用钢焊丝时应尽量选专用焊丝,以减少主要化学成分的变化,保证焊缝一定的力学性能和熔池液态金属的流动性,获得良好的焊缝成型,避免产生裂纹等缺陷。③TIG焊使用有色金属焊丝焊接铜、铝、镁、钛及其合金时应注意成分相符。有时可将与母材成分相同的薄板剪成小条当焊丝。432、不锈钢、铝及铝合金等打底时必须进行反面保护（常用的办法是通氩保护，对不锈钢也可用药芯焊丝打底）。3、如焊机无高频引弧装置，不能直接在工件上引弧，要在垫板上引弧。