材料连接设备及工艺 教学课件 作者 杨立军 第5章　熔化极氩弧焊.ppt

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1、第5章　熔化极氩弧焊5.1　熔化极氩弧焊的特点和应用5.2　熔化极氩弧焊的熔滴过渡5.1　熔化极氩弧焊的特点和应用5.1.1　熔化极氩弧焊的基本原理5.1.2　熔化极氩弧焊的特点5.1.3　熔化极氩弧焊的应用5.1.1　熔化极氩弧焊的基本原理图5-1　熔化极氩弧焊示意图1—焊丝盘　2—送丝滚轮　3—焊丝4—导电嘴　5—保护气体喷嘴　6—保护气体7—熔池　8—焊缝金属9—电弧　10—母材5.1.2　熔化极氩弧焊的特点1.优点2.缺点1.优点1)与焊条电弧焊相比，熔化极氩弧焊效率高。2)与TIG焊相比

2、较，熔化极氩弧焊由于采用焊丝作电极，焊丝和电弧的电流密度大，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，母材熔深大，焊件变形小，焊接生产率高。3)与CO2气体保护焊相比较，由于熔化极氩弧焊采用的是惰性气体保护，熔化极氩弧焊电弧稳定，熔滴过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观。4)MIG焊的保护气体是没有氧化性的纯惰性气体，电弧空间无氧化性，能避免金属氧化，焊接中不产生熔渣，在焊丝中不需要加入脱氧剂，可以使用与母材同等成分的焊丝进行焊接；MAG焊的保护气体虽然具有氧化性，但相对较弱。2.缺点1)熔化极氩弧焊时对焊件要求

3、清理非常严格，对油、锈等污染比较敏感，清理不良易产生气孔。2)抗风能力差，不适于室外焊接，不如焊条电弧焊灵活和轻便，焊接设备比较复杂。3)氩气及其混合气体均比CO2气体的售价高，焊接成本比CO2焊高。5.1.3　熔化极氩弧焊的应用熔化极氩弧焊可用于焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热合金钢、铝及铝合金、镁及镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金等。在焊接碳钢和低合金钢等黑色金属时，一般采用MAG焊。MIG焊主要用于焊接铝、镁、铜、钛及其合金以及不锈钢等金属材料的焊接。焊接钛及钛合金时，除要求正面保护良好外，焊

4、缝背面也需要予以气体保护。低熔点或低沸点金属如铅、锡、锌等，不宜用熔化极氩弧焊，表面包覆这类金属的涂层钢也不适宜采用熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊是对焊接位置适应性较好的焊接方法，可进行全位置焊接。焊接效率最高的是平焊位置和横焊位置。目前，熔化极氩弧焊被广泛应用于汽车制造、工程机械、化工设备、矿山设备、机车车辆、船舶制造、电站锅炉等行业。由于熔化极氩弧焊焊出的焊缝内在质量和外观质量都很高，该方法已经成为焊接一些重要结构时优先选用的焊接方法之一。5.2　熔化极氩弧焊的熔滴过渡熔化极氩弧焊可以产生的熔滴过

5、渡形式很多，包括粗滴过渡、射滴过渡、射流过渡、旋转射流过渡、亚射流过渡、短路过渡等。熔滴过渡形式的选择应根据焊件的厚度、材质、形状等条件而定。粗滴过渡、旋转射流过渡的焊接过程稳定性不好，一般不用。短路过渡在MAG焊中有一定应用。在焊接工程中应用广泛的是射滴过渡、射流过渡和亚射流过渡。利用脉冲焊接电源还可以采用脉冲射流过渡等熔滴过渡形式。图5-2　MIG焊熔滴过渡形式分布5.2　熔化极氩弧焊的熔滴过渡5.2.1　焊接时的极性选择图5-4　焊丝为阴极时的电弧行为5.2.2　熔化极氩弧焊的主要熔滴过渡形

6、式1.射滴过渡2.射流过渡3.亚射流过渡1.射滴过渡图5-6　射滴过渡的电弧形态及熔滴上的作用力2.射流过渡射流过渡是钢焊丝MIG焊和MAG焊以及铜及其合金MIG焊的主要熔滴过渡方式之一。在焊接过程中，随着电流的增加，电弧阳极斑点笼罩的面积逐渐扩大，当超过射流过渡的临界电流值时，产生跳弧，开始射流过渡。焊丝端部的液体金属呈铅笔尖状，细小的熔滴从焊丝尖端一个接一个向熔池过渡，过渡速度很快，熔滴过渡的加速度可以达到重力加速度的几十倍，过渡熔滴的直径小于焊丝直径的1/2，过渡频率很高，最大可以达到每秒5

7、00次。射流过渡时电弧燃烧稳定，对保护气流扰动较小，金属飞溅也小，故容易获得良好的保护效果和焊接质量。有关射流过渡及其影响因素在1.3.4节作了详细讨论，在此不再赘述。3.亚射流过渡(1)亚射流过渡的本质　亚射流电弧呈“碟形”，可见弧长(焊丝末端到母材表面的距离)比较短，电弧向四周扩展为碟形，存在熔滴短路过程，电弧略微带有爆声。(2)亚射流电弧固有的自调节作用　亚射流过渡自调节作用是一种弧长自动调节作用，等速送丝匹配恒流特性电源。(3)亚射流过渡电弧焊接的工艺特点　利用亚射流电弧焊接铝及铝合金就存

8、在一些不同于其他焊接方法的特点。(4)焊接电流和电弧电压的调节方法　采用普通等速送丝焊机很难实现稳定的亚射流过渡。(1)亚射流过渡的本质图5-7　亚射流电弧形态及弧长与熔滴过渡的关系(为可见弧长，铝合金焊丝直径为1.6mm，电流为250A)(1)亚射流过渡的本质图5-9　铝焊丝熔化特性(Ar气保护)(2)亚射流电弧固有的自调节作用图5-10　亚射流过渡弧长的自调节作用(3)亚射流过渡电弧焊接的工艺特点1)优点2)缺点1)优点①电弧为碟形，阴极雾化区大，焊缝起皱及表面黑粉现象比射流