焊接方法与设备——钨极氩弧焊

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1、第六章钨极氩弧焊基本原理一、基本要求1、了解钨极氩弧焊的特点及应用2、了解气体保护的特点及钨极氩弧焊焊枪的结构特点3、掌握钨极氩弧焊几种主要工艺的特点及工艺参数的选择原则4、掌握脉冲钨极氩弧焊的工艺特点5、掌握钨极氩弧焊的引弧方式及特点6、了解交流钨极氩弧焊易出现的问题及解决方法二、重点1、钨极氩弧焊的工艺特点及工艺参数的选择原则3、脉冲钨极氩弧焊的工艺特点4、钨极氩弧焊的引弧方式§6-1钨极气体保护焊的特点及应用一、钨极气体保护焊的特点（一）特点1.TIG焊具有以下优点：1)焊接过程稳定•氩气是单原子分子、不分解、热导率很小，因此，电弧的热量损失少，电弧一旦引燃，就能够稳定燃烧；•钨

2、棒本身不会产生熔滴过渡，弧长变化较少，也有助于电弧的稳定燃烧。2)焊接质量好氩气是一种惰性气体，它既不溶于液态金属，又不与金属起任何化学反应；而且氩的原子量较大，有利于形成良好的气流隔离层，有效地阻止氧、氮等侵入焊缝金属。3)适于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形工艺用几安培的小电流，钨极氩弧仍能稳定燃烧，而且热量相对较集中，因此可焊接0.3毫米的薄板；4)焊接过程易于实现自动化TIG焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，易于检测及控制，是理想的自动化乃至机器人化的焊接方法。5）焊缝区无熔渣，焊工可清除地看到熔池和焊缝成形过程。2.TIG焊具有以下缺点：1)抗风能力差TIG焊

3、利用气体进行保护，抗侧向风的能力较差。侧向风较小时，可降低喷嘴至工件的距离，同时增大保护气体的流量；侧向风较大时，必须采取防风措施。2)对工件清理要求较高由于采用惰性气体进行保护，无冶金脱氧或去氢作用，为了避免气孔、裂纹等缺陷，焊前必须严格去除工件上的油污、铁锈等。3)生产率低由于钨极的载流能力有限，致使TIG焊的熔透能力较低，焊接速度小，焊接生产率低。§6-2钨极氩弧焊的焊接材料钨极气体保护焊的焊接材料主要有：保护气体、填充金属和电极材料等一、保护气体一）选用的气体TIG焊一般采用氩气、氦气、氩氦混合气体或氩氢混合气体作为保护气体。氩气应用最多的气体，电弧稳定，引弧特性好、焊缝成形好

4、氦气热传导性能比氩气好,能实现更快的焊接速度,焊铝时气孔更少；熔深和熔宽增加二）气体保护效果取决与流体流态和流量1、气体的流态层流：管子中的气体呈层状或束流状运动，各个质点的运动方向均沿着轴向，相互之间不干扰或混杂。紊流：气体在管内流动时，气体质点之间相互干扰或混杂，内部有许多旋涡。流态取决于雷诺系数d–管子直径p–气体速度-流体的粘滞系数R小于或等于2300时为层流（R>2300时为紊流）。即使满足上述条件管子两端不是纯层流。离开两端（40-50）d才能变为层流（二）焊枪中喷出的气体流态喷出的气体之流态决定了保护效果，由于焊枪不可能做得很长，因此不可能为全部层流。只有近壁部分层流

5、。改进措施：1）焊枪结构中加节流装置，减小喷嘴入口气流的紊乱程度，建立起较厚的层流。2）改善喷嘴内气流通道的形状。（二）焊枪的结构作用：导通电流提供保护气体固定钨极1、气体镇静室从焊枪的进气口导喷嘴入口：使进入焊枪的气体沿径向均匀化。2、节流装置铜网或金属孔板，使气体的流速变低，紊乱程度降低，便于建立较厚的层流。3、喷嘴形状及尺寸影响大圆柱形最后，收敛形稍差。喷嘴长度：内壁光滑、出口边缘成直角。二、电极材料TIG焊电极的作用是导通电流、引燃电弧并维持电弧稳定燃烧。要求：1）由于焊接过程中要求电极不熔化，因此电极必须具有高的熔点，钨的熔点为3380°C以上，可满足要求。损耗：正常-氧化、

6、蒸发异常：短路时，特别是与熔池短路时2）电流容量大：即一定直径的钨极允许通过的最大电流。允许过的电流是有限的，过大则钨极熔化。形成熔球，电弧漂移。2）引弧及稳弧性能好，还要求电极具有较低的逸出功、较大的许用电流、较小的引燃电压。铝钨钍钨(+ThO2)铈钨(CeO)3.95eV4.31-5.162.631.36纯钨的逸出电压较大，引弧性能不好，但由于可达到很高的温度，稳弧好。纯钨WP:直流焊时引弧相对较差,易形成光滑的球端，电流负载能力低、寿命短钍钨WT:引弧非常容易,更高的负载能力，但稍带放射性铈钨WC:性能优于钍钨：无放射性；寿命长；载流能力大（高5-8%）；阴极电压低、电弧稳定。镧

7、钨WL:比钍钨或铈钨有更长的使用寿命，但引弧性能不好。三）钨极形状小电流：锥形，电弧易于引燃，电弧集中，熔深大。大电流：锥台形交流：球形DC小电流DC大电流ACdp=(1/3~1/4)dwdwl=(2~4)dw三、填充金属采用TIG焊焊接厚板时，需要开V形坡口，并添加必要的填充金属。填充金属的主要作用是填满坡口，并调整焊缝成分，改善焊缝性能。目前我国尚无专用TIG焊丝标准，一般选用熔化极气体保护焊用焊丝或焊接用钢丝。选用原则：低碳钢及低合金高强