焊接方法与设备第5章钨极氩弧焊

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1、第五章钨极惰性气体保护焊(TIG焊)1钨极惰性气体保护焊是使用纯钨或活化钨(钍钨、铈钨等)作电极的惰性气体保护焊，简称TIG焊。TIG焊一般采用氩气作保护气体，故称钨极氩弧焊。由于钨极本身不熔化，只起发射电子产生电弧的作用，故也称不熔化极氩弧焊。第一节TIG焊的原理及特点一、TIG焊的原理及分类1.TIG焊工作原理TIG焊是利用钨极与焊件之间产生的电弧热来熔化附加的填充焊丝或自动给送的焊丝(也可不加填充焊丝)及基本金属，形成熔池而形成焊缝的。焊接时，氩气流从焊枪喷嘴中连续喷出，在电弧区形成严密的保护气层，将电极和金属熔池与空气隔离，以形成优质的焊接接头。2图5-1　T

2、IG焊原理示意图1—喷嘴2—钨极夹头3—保护气体4—钨极5—填充金属6—焊缝金属7—电弧TIG焊工作原理如图5-1所示。32.TIG焊的分类TIG焊按采用的电流种类，可分为直流TIG焊、交流TIG焊和脉冲TIG焊等。TIG焊按其操作方式可分为手工TIG焊和自动TIG焊。手工TIG焊时,焊工一手握焊枪,另一手持焊丝，随焊枪的摆动而前进，逐渐将焊丝填入熔池之中。有时也不加填充焊丝，仅将接口边缘熔化后形成焊缝。自动钨极氩弧焊是以传动机构带动焊枪行走，送丝机构尾随焊枪进行连续送丝的焊接方式。在实际生产中，手工TIG焊应用最广。4二、TIG焊的特点及应用(1)焊接质量好氩气是惰

3、性气体，不与金属起化学反应，合金元素不会氧化烧损，也不溶解于金属。焊接过程基本上是金属熔化和结晶的简单过程，保护效果好，能获得高质量的焊缝。(2)适应能力强采用氩气保护无熔渣,填充焊丝不通过电流不产生飞溅,焊缝成形美观；电弧稳定性好，即使在很小的电流(＜10A)下仍能稳定燃烧，且热源和填充焊丝可分别控制，热输入容易调节，所以特别适合薄件、超薄件(0.1mm)及全位置焊接(如管道对接)。5(3)焊接范围广TIG焊几乎可焊接除熔点非常低的铅、锡以外的所有的金属和合金，特别适宜焊接化学性质活泼的金属和合金。由于容易实现单面焊双面成形，有时还可用于焊接结构的打底焊。(4)焊接

4、效率低电流较小，电弧功率较低，焊缝熔深浅，熔敷速度小，仅适用于焊件厚度小于6mm的焊件焊接，且大多采用手工焊，焊接效率低。(5)焊接成本较高使用氩气等惰性气体，焊接成本高，常用于质量要求较高焊缝及难焊金属的焊接。6第二节TIG焊的焊接材料TIG焊的焊接材料主要是钨极、氩气和焊丝。一、TIG焊的钨极和焊丝1.钨极TIG焊时，钨极的作用是传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧，要求钨极具有较大的许用电流，熔点高、损耗小，引弧和稳弧性能好等特性。常用的钨极有纯钨极、钍钨极和铈钨极三种。7注意：为了使用方便，钨极的一端常涂有颜色，以便识别。钍钨极涂红色，铈钨极涂灰色，纯钨极涂绿

5、色。常用的钨极直径为φ0.5mm、φ1.0mm、φ1.6mm、φ2.0mm、φ2.5mm、φ3.2mm、φ4.0mm、φ5.0mm等规格。铈钨极牌号意义如下：82.焊丝选用原则：熔敷金属化学成分或力学性能与被焊材料相当。氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。氩弧焊用钢焊丝可按GB/T8110—2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》选用，不锈钢焊丝按YB/T5092—1996《焊接用不锈钢焊丝》选用。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。铜及铜合金焊丝，根据GB9460《铜及铜合金焊丝》规定选用。铝及铝合金焊丝，根据GB10858《铝及铝合金焊丝》规定选

6、用。9二、TIG焊的保护气体TIG焊的保护气体大致有氩气、氦气及氩—氢和氩—氦的混合气体四种，使用最广的是氩气。氦气比较稀缺，提炼困难，价格昂贵，国内极少使用。氩—氢仅限于不锈钢、镍及镍—铜合金焊接。氩的电离能较高，引燃电弧较因难，故需采用高频引弧及稳弧装置。但氩弧一旦引燃，燃烧就很稳定。焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力为15MPa。使用时，一般应直立放置。10表5-2　各种金属焊接时对氩气的纯度要求氩弧焊对氩气的纯度要求很高，如果氩气中含有一些氧、氮或少量其他气体，将会降低氩气保护性能，对焊接质

7、量造成不良影响。各种金属焊接时对氩气的纯度要求见表5-2。11第三节TIG焊设备一、TIG焊设备分类及组成手工TIG焊设备包括焊机、焊枪、供气系统、冷却系统、控制系统等部分，如图5-2所示。自动TIG焊设备，除上述几部分外，还有送丝装置及焊接小车行走机构。图5-2手工TIG焊设备示意图1—填充金属2—焊枪3—流量计4—氩气瓶5—焊机6—开关7—工件121.焊机焊机包括焊接电源及高频振荡器、脉冲稳弧器、消除直流分量装置等控制装置。若采用焊条电弧焊的电源，则应配用单独的控制箱。直流TIG焊的焊机较为简单，直流焊接电源附加高频振荡器即可。(1)焊接电源TI