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文档简介

按焊丝分为:药芯;实芯MIG/MAG/CO22 气体保护焊-特点1 电弧和熔池的可见性好,焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数。2 焊接过程操作方便,没有熔渣或很少有熔渣,焊后基本上不需清渣。3 电弧在保护气流的压缩下热量集中,焊接速度较快,熔池较小,热影响区窄,焊件焊后变形小。4 有利于焊接过程的机械化和自动化,特别是空间位置的机械化焊接。5 可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化膜的镁、铝、铜及其合金。6 可以焊接薄板。7 在室外作业时,需设挡风装置,否则气体保护效果不好,甚至很差。8 电弧的光辐射很强。9 焊接设备比较复杂,比焊条电弧焊设备价格高。3.MIG/MAG焊的应用50年代初应用于铝及铝合金,以后扩展到铜及铜合金的焊接实际上适用于几乎所有的材料但是成本高,所以一般用在有色金属及其合金的焊接,不锈钢的焊接中 4. MIG/MAG焊的对比MIG以Ar或He作为保护气体MAG在Ar或He中加入活性气体,如O2,CO2MAG焊在电弧形态、熔滴过渡、电弧特性等方面与氩弧相似,活性气体的量一般小于30%MAG焊可消除指状熔深MAG焊由于氧化性气体的存在金属的氧化是不可避免的,在选择焊丝时应注意在成分上给与补充。MAG焊主要用于高强钢及高合金钢的焊接。 5.MIG焊的保护气体及焊丝1 保护气体1)单一气体 Ar或者He2)混合气体Ar+He2 对气体的要求Ar气纯度:99.9%3 焊丝的选择 MIG焊的焊丝成份要求与母材接近.(冶金反应较单纯,合金元素基本没有烧损)Ar+CO2+O2用80Ar+15%CO2+5%O2混合气体焊接低碳钢、低合金钢,焊缝成形、接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性方面都非常满意。焊丝MAG焊应采用高Mn高Si焊丝,补充烧损二、MIG/MAG焊的冶金特点MIG焊:以Ar或He为保护气体,不与金属发生冶金反应 氩气是制氧的副产品,如果氧含量超标会引起氧化反应MAG焊:含有氧化性气体O2,CO2 ,金属发生氧化反应AlO2 Al2O3 Fe + CO2 FeO + CO Si + 2CO2 SiO2 + 2CO Mn + CO2 MnO + CO Si + 2O SiO2 Mn + O MnO C + O CO Fe + O FeOMIG/MAG焊:由于蒸发造成的合金损失三、MIG/MAG焊的熔滴过渡MIG/MAG焊的熔滴过渡形式主要有:短路过渡,滴状过渡,喷射过渡,亚射流过渡熔滴过渡形式主要取决于电流、电弧长度、极性、气体介质、焊丝材质、直径、伸出长度等参数。 .影响熔滴过渡的因素(1)电弧长度的影响:同样在小电流条件下,熔滴过渡可能是颗粒过渡、短路过渡,颗粒过渡需要长电弧,短路过渡需要短电弧。 (2)电流的影响:小于临界电流I1,颗粒过渡,过渡频率低 ;大于临界电流I1,喷射过渡,过渡频率高 。气体介质:在Ar中加入少量的O2,表面张力降低,减小了熔滴过渡阻力,喷射临界电流减小;但是过多的O2会因O2的电离使电弧收缩,临界电流提高;加入CO2使得喷射临界电流提高 临界电流:产生跳弧的最小电流焊丝材质:相同条件下钢焊丝的喷射临界电流高于铝焊丝。铝焊丝更容易从滴状过渡变到射滴过渡,而钢焊丝则存在更容易从滴状过渡变到射流过渡。焊丝直径:焊丝直径越小,临界电流越低 伸出长度:伸出长度增加使得电阻热增加,有利于熔滴过渡(3)电流极性的影响2.射流过渡原理:射滴过渡时电弧成钟罩形,弧根面积大,包围整个熔滴,斑点力不仅作用在熔滴底部,同时也作用于熔滴上部,推动熔滴的过渡,由于电流是发散状的,电磁收缩力会形成较强的推力,阻碍熔滴过渡的仅是表面张力,所以熔滴过渡的加速度大于大滴过渡的重力加速度。 特点:电弧成钟罩形 斑点力、等离子流力促进熔滴过渡 熔滴小,过渡频率快电流必须达到射滴过渡临界电流钢焊丝MIG焊 射流过渡熔透能力高,可能产生指状熔深问题形成条件:钢焊丝MIG焊时出现,直流反极性接法,高弧压(长弧)外,焊接电流大于某一临界值。焊缝起皱的问题:铝等有色金属及其合金 焊接电流远大于射流过渡临界电流 焊接区保护不良阴极斑点游动到弧坑底部并稳定存在 结果:弧坑底部受到强大电弧力作用,将被猛烈地“挖掘”而溅出,并产生严重的氧化和氮化,这些金属溅落在近缝区及表面,造成焊缝金属熔合不良和表面粗糙起皱,并覆盖有一层黑色粉末,即为焊缝起皱现象焊缝起皱的防止措施:加强保护,增大气流量 减小电流、 采用亚射流过渡(介于短路过渡与射流过渡之间的亚射滴过渡)3.旋转射流过渡形成条件:钢焊丝MIG焊时,如果伸出长度较长,或焊接电流远大于射流临界电流,液态金属长度增加,射流过渡的细滴高速喷出产生较大的反作用力,一旦偏离轴线将产生旋转射流过渡。特点:钢焊丝MIG焊 伸出长度较长或焊接电流远大于射流临界电流 焊缝不均匀 电弧不稳定 飞溅大 应用于钢结构的焊接,克服窄间隙焊和角焊缝时侧壁的熔合不良等缺陷 4.1 熔化极氩弧焊的组成按机械化程度分有自动焊和半自动焊两类。半自动焊设备不包括行走台车,焊枪的移动由人工操作进行;自动焊设备的焊枪固定在行走台车上进行焊接。主要由弧焊电源、送丝系统、焊枪、行走台车(自动焊)、供气系统、水冷系统、控制系统等部分组成。送丝机构焊枪:有水冷和空冷两种,同等条件下空冷的允许电流小于水冷焊枪许用电流导电嘴要有良好的导电性、耐磨性、耐热性;一般由铜合金制成;直径为焊丝直径0.2mm 注意经常检查更换1.低碳钢及低合金钢的熔化极氩弧焊可以采用MAG焊,多采用Ar+(5-20)%CO2混合气体作保护气,有时还加入少量O2。 熔滴过渡形式可以是短路过渡、射流过渡、脉冲过渡(1) 短路过渡MAG焊 比CO2焊的电弧更稳定、飞溅也更少。可以采用较细的焊丝及较小的焊接电流,焊缝熔深较浅,焊接速度较低,主要用于焊接薄板。 (2) 射流过渡MAG焊 是MAG焊最常用的熔滴过渡形式,通常焊接电流比射流过渡临界电流高3050A,当焊接板厚为3.2 mm以上时,焊接电弧十分稳定,焊缝表面平坦,焊缝成形良好,飞溅少。2. 不锈钢的熔化极氩弧焊 可以采用短路过渡、射流过渡、脉冲过渡。 (1) 短路过渡不锈钢MIG焊 焊丝使用直径0.8-1.2mm的,保护气使用 Ar+(15)O2或Ar+(520)CO2,焊接电流小于射流过渡临界电流,多用于板厚3.0mm以下薄板单层焊接。(2) 射流过渡不锈钢MIG焊 焊丝使用直径0.8、1.0、1.2、1.6 mm的,保护气采用Ar+(12)O2或Ar+(510)CO2,焊接电流大于射流过渡临界电流,多用于板厚3.2mm以上钢板焊接。3. 铜合金的熔化极氩弧焊 铜及铜合金的导热性非常强,易造成熔化不良,需要焊前预热。由于焊接需要较大焊接电流,所以熔滴呈射流过渡。 焊接紫铜的焊接参数的特点是预热温度高,焊接电流大(达到600 A)。纯氩气保护时,电弧功率小。采用Ar+(50-75%)He保护可以提高电弧的功率,从而降低预热温度。4. 铝合金的熔化极氩弧焊 MIG焊时必须利用阴极清理作用去除氧化膜。铝合金导热快,需要足够的电弧功率熔化母材形成焊缝。薄板焊接时通常采用纯氩为保护气体。焊接厚大件时,采用ArHe混合气体保护,He的比例多为25。可采用短路过渡或喷射过渡。注意:直流反接时,也即以焊丝为一电极(正极),工件为另一电极(负极),焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池,所用电流比较大,生产率高。对于板厚8mm以上的铝板,为使电弧稳定,熔化极氩弧焊通常采用直流反接,这对于焊铝工件正好有“阴极破碎”作用。1) 短路过渡MIG焊 采用纯氩气保护,通常采用的焊丝直径为0.8-1.0mm,使用0.5kg的小型焊丝盘以及特殊的送丝焊枪,焊接厚度为12mm。直径较细的铝合金焊丝送丝困难(2) 喷射过渡及亚射流过渡MIG焊 用纯氩气保护,常采用1.22.4mm直径的焊丝3)大电流MIG焊 厚板铝合金可以采用粗焊丝(直径3.2-5.6mm)大电流MIG焊,焊接电流可以达到5001000 A,焊接生产率很高。内层喷嘴使用50Ar50He保护气,加入He可以提高电弧功率;外层喷嘴中为Ar气,进一步加强保护效果。CO2气体保护电弧焊的特点优点:生产效率高: 2、焊接成本低,能耗低: 3、适用范围广:4、对水、油、锈不敏感,焊缝中含H少,抗冷裂纹能力高 : 5、明弧焊接,便于监测控制,且不用清渣 缺点:材料的适用范围较窄 焊接过程飞溅大,成形不良 焊接明弧造成弧光辐射,紫外线强烈,抗风能力差 按焊丝粗细分类: 细丝CO2焊 ds1.6mm 粗丝CO2焊 ds 1.6mm按焊丝类型分: 实芯焊丝CO2焊药芯焊丝CO2焊按自动化程度分: 半自动CO2焊 适用于焊缝不够规则的场合自动CO2焊 适用于焊缝长而且规则的场合3. CO2气体保护电弧焊的应用 目前CO2气体保护焊广泛应用于机车制造、船舶制造、汽车制造、采煤机械制造等领域。适用于焊接低碳钢、低合金钢、低合金高强钢,但是不适合于焊接有色金属、不锈钢。尽管有资料显示CO2气体保护焊可以用于不锈钢的焊接,但不是焊接不锈钢的首选。二、冶金特点与气孔1.氧化还原反应高温的焊接电弧中:CO2CO + O2电弧气氛 包括: CO2、O2 、 CO可能参加反应的金属元素:Fe、C、Si、Mn氧化反应:Fe + CO2 FeO + CO 不溶于液态金属,不与金属反应Si + 2CO2 SiO2 + 2CO 与CO2的反应不占主导地位, Mn + CO2 MnO + CO 与O的反应是主要的Si + 2O SiO2 Mn + O MnO 以复合化合物形式MnO.SiO2,浮出C + O CO C烧损,熔滴中造成爆炸,熔池中造成气孔Fe + O FeO 氧化,进入熔池会破坏焊缝的性能影响与控制 焊接铝及其合金氧化问题会很严重, 焊接不锈钢可能导致焊缝增碳,对不锈钢的耐腐蚀性能造成影响。 必须通过给焊接材料中添加合适量的脱氧元素脱氧,一般采用Si-Mn联合脱氧。还原反应 2FeO + Si 2Fe + SiO2 FeO + Mn MnO FeO + C Fe + CO 但是发生在熔滴中,生成的CO可能会引起熔滴的急剧膨胀,产生飞溅发生在熔池中可能形成气孔 2.气孔问题 CO气孔、H2气孔、N 2气孔(1)CO气孔FeO + C Fe + CO 在反应中生成CO气体来不及逸出。解决措施:只要焊丝中含碳量比较低,含有适量的脱氧剂Mn、Si ,可减少焊缝中 FeO,避免发生上述反应,形成气孔,同时防止焊缝氧化。(1)CO气孔FeO + C Fe + CO 在反应中生成CO气体来不及逸出。解决措施:只要焊丝中含碳量比较低,含有适量的脱氧剂Mn、Si ,可减少焊缝中 FeO,避免发生上述反应,形成气孔,同时防止焊缝氧化。(2)H2气孔H 2的主要来源是焊丝、工件表面的油污、锈迹、CO 2气体中的水分,高温时分解 H 2 O H 2 + O 2 H 2残留在焊缝中形成气孔,CO 2焊由于有强氧化气氛,H 2难以存在 CO 2 + H 2 OH + COCO 2焊对油锈不敏感,而且焊缝抗冷裂性能好。解决措施:除油锈污 控制 气体中的含水量 3)N2气孔一般认为N2来源于大气或者CO2不纯 防止措施:采用短弧焊,防止大气侵入电弧中 焊丝中添加固氮元素,如Ti 增加CO2保护气体流量,保证气路畅通和气层的稳定、可靠。 野外焊接增加挡风板 三、 熔滴过渡与飞溅1.短路过渡过程:熔滴长大 短路、熄弧 颈缩 过渡、燃弧形成条件:长弧、细丝、小电流。机理:一般要经历电弧燃烧形成熔滴、熔滴长大并与熔池短路熄弧、液桥颈缩断开熔滴过渡、电弧复燃四个过程短路过渡特点:细丝,短弧,小电流 燃弧熄弧交替进行,平均电流小,峰值电流大,适合薄板及全位置焊接 小直径焊丝,电流密度大,产热集中,焊接速度快 弧长短,焊件加热区小,质量高 过程稳定 飞溅大 应用: 短路过渡平稳,适合于薄板、全位置焊接。 对电源的要求高:短路过渡时负载变化较大,对电源动特性要求高,以获得飞溅小和成形焊接过程。2. 细颗粒过渡: 形成条件 :粗丝1.6-5.0,长弧,大电流形成机理:电流大,斑点面积大,电磁力增加,熔滴过渡频率加快,形成细颗粒过渡 应用:粗丝,大电流,效率高,适用于厚板焊接3.潜弧射滴过渡形成条件:大电流、低电压、反极性、CO2气氛和粗焊丝形成机理:大电流,电弧静压力大且集中,挖掘成弧坑; 低电压弧长短,呈潜弧状态 弧坑中场强低,电弧上爬 形成射滴过渡形式 应用:中、大厚板的水平位置焊接特点:潜弧射过渡的熔深大,焊缝深而窄,余高大,成形不够理想,热裂倾向也很大。 注意:使用时注意调整到合适的焊接速度4飞溅飞溅:在焊接过程中,熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象。原因:电流过大、有大量气体析出飞溅形式:短路过程的飞溅 析出气体引起飞溅 细颈过电流引起飞溅 电弧排斥引起飞溅控制措施:焊丝:降低焊丝含C量,并有合适的Mn、Si,保护气体:加入Ar,改善电弧形态及熔滴过渡形式。电源系统: 极性:直流反极性,不能用交流电源:短路电流控制器:过桥始末电流小,中期电流大短路前期,抑制短路电流的上升速度 减小正常短路的峰值电流,降低短路电流上升速度 短路后期迅速降低短路电流,靠金属表面张力拉断小桥,实现无飞溅过渡。四、电弧调节CO2气体保护电弧焊的电弧静特性为上升特性,细丝,短路过渡,采用微升外特性电源或平特性电源配等速送丝系统(自调节)粗丝,细颗粒过渡,采用陡降外特性电源配变速送丝系统(弧压反馈调节) 五 .焊接材料CO2气体 瓶装CO2为液态,焊接用CO2要求纯度高于99.8%,用前排水(倒置48小时,开阀放水)。由于液态的CO2气化过程吸热,可能导致其中的水分结冰,需在减压前加热,一般采取电阻加热的方式。 七 药芯焊丝CO2气体保护电弧焊由薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时,在其管中填满一定成分的药粉,经拉制而成的一种焊丝称为药芯焊丝。采用药芯焊丝的气体保护电弧焊称为药芯焊丝气体保护电弧焊.药芯焊丝CO2焊是一种采用CO2气体和焊剂联合保护的焊接方法。焊接时,在利用CO2气体保护的同时,焊丝的药芯(焊剂)受热熔化,在焊缝表面上形成一层薄薄的熔渣,也起到保护作用。工艺特点: (1)熔敷效率高 (2)保护效果好 (3)调整合金成分方便 (4)可以选用直流电或交流电焊接,焊接电源采用平特性或陡降特性均可。 由于药芯焊丝CO2焊使用的焊接电流较大,获得的焊缝熔深较大,目前主要用于中、厚钢板的平、横焊的半自动焊和自动焊。药芯焊丝气体保护焊采用CO2或CO2+Ar气体作为保护气体,焊接电源为直流反接。焊接时,在电弧热作用下,药芯焊丝,母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用,同时形成一层较薄的液态熔渣层覆盖熔滴并覆盖熔池,对熔化金属形成了又一层的保护,所以实质上是一种气渣联合保护的焊接方法。其主要优点是:1)采用气渣联合保护,焊缝成形美观,电弧稳定性好,飞溅少且颗粒细小。 2)焊丝熔敷速度快,熔敷效率高达85%905,生产率比手弧焊高35倍。 3)通过调整药芯成分可提供所要求的焊缝金属化学成分,以适应各种钢材的焊接。 缺点是药芯焊丝制造过程复杂,送丝较困难,且粉剂易吸潮,需要妥善保管。5.1.2 TIG焊的特点优点:(1)能够实现高品质焊接,得到优良的焊缝。这是由于电弧在惰性气氛中极为稳定,保护气对电弧及熔池的保护很可靠,能有效地排除氧、氮、氢等气体对焊接金属的侵害。(2)焊接过程中钨电极是不熔化的,故易于保持恒定的电弧长度,不变的焊接电流,稳定的焊接过程,使焊缝很美观、平滑、均匀。(3)焊接电流的使用范围通常为5500A。即使电流小于10A,仍能正常焊接,因此特别适合于薄板焊接。如果采用脉冲电流焊接,可以更方便地对焊接热输入进行调节控制。(4)在薄板焊接时无需添加焊丝。在厚板焊接时,由于填充焊丝不通过焊接电流,所以不会产生因熔滴过渡引起电弧电压和电流变化而产生的飞溅现象,为获得光滑的焊缝表面提供了良好条件。(5) TIG焊焊接时的电弧是各种电弧焊方法中稳定性最好的电弧之一。电弧呈典型的钟罩形形态(见图),焊接熔池可见性好,焊接操作十分容易进行,因此应用比较普遍。(6)可以焊接各种金属材料,如:钢、铝、钛、镁等。(7)TIG焊可靠性高,所以可以焊接重要构件,可用于核电站及航空、航天工业。2.缺点1)焊接效率低于其它方法。由于钨极承载电流能力有限,且电弧较易扩展而不集中,TIG焊的功率密度受到制约,致使焊缝熔深浅,熔敷速度小,焊接速度不高和生产率低。(2)氩气没有脱氧或去氢作用,所以焊前对除油、去锈、去水等准备工作要求严格,否则易产生气孔,影响焊缝的质量。(3)焊接时钨极有少量的熔化蒸发,钨微粒如果进入熔池会造成夹钨,影响焊缝质量,电流过大时尤为明显。(4)由于生产效率较低和惰性气体的价格较高,生产成本比焊条电弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊都要高5.1.3 TIG焊的应用可以用于几乎所有金属和合金的焊接,特别是对铝、镁、钛、铜等有色金属及其合金、不锈钢、耐热钢、高温合金和钼、铌、锆等难熔金属等的焊接最具优势。 TIG焊有手工焊和自动焊两种方式。它适用于各种长度焊缝的焊接;既可以焊接薄件,也可以用来焊接厚件;既可以在平焊位置焊接,也可以在各种空间位置焊接。通常被用于焊接厚度为6mm以下的焊件。如果采用脉冲钨极氩弧焊,焊接厚度可以降到0.8mm以下。 对于大厚度的重要结构(如压力容器、管道等) ,利用TIG焊进行打底焊。 5.2.1 TIG焊设备的组成 手工T1G焊设备包括焊接电源、控制系统、引弧装置、稳弧装置(交流焊接设备用)、焊枪、供气系统和供水系统等部分。其中,控制系统包括两部分:一部分是为了保证焊接电源实现T1G焊所要求的垂降外特性、电流调节特性等而设置的;另一部分是为了协调气体与电源之间先后顺序而设置的程序控制系统直流TIG焊时,电极是接正还是接负,对电弧的性质及对母材的熔化的影响。(1)直流反接 具有阴极清理作用,可以获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。 反接时钨极是电弧的阳极,不具有发射电子的作用,而是接受大量电子及其携带的大量能量。因而易产生过热,甚至熔化。因而钨极为阳极时的许用电流仅为阴极时的1/10左右,钨极端头形状都是圆球状;另一方面,焊件为阴极,阴极斑点寻找氧化膜,不断游动,使得电弧分散,加热不集中,因而得到浅而宽的焊缝(见图5-5a),生产率低。由于上述原因,TIG焊直流反接用得较少,只用于厚度约3mm以下的铝、镁及其合金焊接。(2)直流正接 适用于除焊接铝、镁及其合金以外的其它金属材料焊接。对钨极具有冷却作用,钨极不易过热烧损,可以采用较细的钨极,通过较大的电流,电极形状保持良好,寿命较长。 能得到深而窄的焊缝(见图5-5b),生产率高,焊件的收缩和变形也较小。 钨棒的热发射能力很强,当采用小直径钨棒时,电流密度可以增大,即使在小电流下电弧也能稳定。2 交流电源焊接铝、镁及其合金时一般都采用交流电。在工件为阴极的半波里有去除工件表面氧化膜的作用。在钨极为阴极的半波里钨极可以得到冷却,并能发射足够的电子以利于电弧稳定。 电弧电流的不对称性 由于电极和母材的电性能、热物理性能以及几何尺寸等方面存在差异,造成在交流电两半周中的弧柱导电率、电场强度和电弧电压不对称,致使电弧电流也不对称 直流分量的影响 由于直流分量的存在,首先会使阴极清理作用减弱,其次会使焊接变压器铁芯相应产生直流磁通,可使变压器达到磁饱和状态,从而导致变压器激磁电流大大增加。这样,一方面变压器的铁损和铜损增加,效率降低,温升提高,甚至烧毁变压器;另一方面会使焊接电流波形严重畸变,降低功率因数。这些都会给电弧的稳定燃烧带来不利影响。5.2.4 焊枪作用与要求作用是夹持钨极、传导焊接电流和输送并喷出保护气体。 要求: (1)喷出的保护气体具有良好的流动状态和一定的挺度,以获得可靠的保护。 (2)枪体有良好的气密性和水密性,传导电流的零件有良好的导电性。 (3)枪体能被充分冷却 (4)喷嘴与钨极之间绝缘良好,以免喷嘴和工件不慎接触而发生短路、打弧。 (5)重量轻、结构紧凑,可达到性好,装拆维修方便2 焊枪类型与结构焊枪分气冷式和水冷式两种, 前者用于小电流(一般150A)焊接,其冷却作用主要是由保护气体的流动来完成,其重量轻、尺寸小、结构紧凑、价格比较便宜; 后者用于大电流(150A)焊接,其冷却作用主要由流过焊枪内导电部分和焊接电缆的循环水来实现,结构比较复杂,比气冷式重而贵。使用时两种焊枪皆应注意避免超载工作,以延长焊枪寿命。焊枪规格的划分 按能采用的最大电流来划分。 它们采用不同规格的电极和不同类型与尺寸的喷嘴。焊枪头部的倾斜角度(即电极与手柄之间的夹角)在090度之间。3 喷嘴 喷嘴的形状尺寸对气流的保护性能影响很大喷嘴的下部为圆柱形通道,通道越长保护效果越好;通道直径越大,保护范围越宽,但可达到性变差,且影响视线。供气系统与水冷系统5.3.1 保护气体1 保护气体特性比较 TIG焊用的保护气体主要是氩气、氦气或氩与氦混合的惰性气体,其他如氖、氙、氪等惰性气体太稀缺而不用于焊接。2 保护气体种类的选择 氩弧焊时,电弧一旦引燃就很稳定,在各种保护气体中稳定性最好,一般电弧电压仅815V,但电弧容易扩展,呈典型的钟罩形,加热不够集中。 从经济观点一般应优先选用氩气。当焊接热导率高的原材料(如铝、铜)时,可以考虑选用氦气。另外,焊接不锈钢时可以在氩或氦中加入少量氢气;焊接铜及其合金时,有些情况下也加入少量氮气。在实际生产中有时采用氩氦混合气体.氩氢混合气体只用于焊接不锈钢和镍基合金1氩氦混合气体 氩气电弧稳定而柔和,阴极清理作用好;氦气电弧发热量大而集中,具有较大的熔深。两者混合使用可同时具有两者的优点。按体积分数计算,以氦占75%80%,氩气25%20%比较有效。当用氩气保护焊接铝时,为了获得较大熔深而加入氦。随着氦的加入量增加,熔深也随之增加。实际使用时,以加至达到所需熔深为准。2氩氢混合气体 目的是提高焊接速度(因为能提高弧压从而提高电弧热功率)和有助于控制焊缝金属成形,使焊道更均匀美观。按体积分数计算,氢含量一般15%。 5.3.2 钨极1.对电极的要求钨极性能应满足三个条件:(1)引弧及稳弧性能好;2)耐高温、不易损耗(3)电流容量大。2 钨极材料纯钨电极 一般在交流TIG焊中使用,当钨电极不需要保持一定的前端角度形状时。钍钨极 一般用于TIG直流正接焊接。 铈钨极 使用性能在某些方面优于钍。其他电极 包括锆钨极、镧钨极和钇钨极5.3.3 焊丝 手工T1G焊用的填充金属是直棒(条),其直径范围为0.86mm,长度1m以内自动焊用的是盘状焊丝,其直径最细0.5mm,大电流或堆焊用的焊丝直径可达5mm,一般要求其化学成分与母材相同 5.4 TIG焊焊接工艺5.4.1 接头及坡口形式对接 (焊接厚度为3mm以下) 开坡口(焊接厚度为6mm以上)在焊接厚度超过10mm的铝及铝合金时,为了保证焊透,还需要预热,温度为150250。5.4.2 焊件和焊丝的焊前清理1清除油污、灰尘2清除氧化膜5.4.3 焊接参数的选择TIG焊焊接参数有:焊接电流、电弧电压(电弧长度)、焊接速度、保护气体流量、钨极伸出长度、填丝速度等 (1焊接电流 是决定焊缝熔深的最主要参数,要按照焊件材料、厚度、接头形式、焊接位置等因素来选定。一般先确定电流类型和极性,然后确定电流的大小。TIG焊开始和结束时对焊接电流通常都采取缓升和缓降特性。) 电弧电压 电弧电压主要影响焊缝宽度,它由电弧长度决定。TIG焊电弧长度根据电流值的大小通常选择在1.25mm之间。需要填加焊丝时,要选择较长的电弧长度。(3) 焊接速度 当焊接电流确定后,焊接速度决定单位长度焊缝的热输入。提高焊接速度,熔深和熔宽均减小;反之,则增大。如果要保持定的焊缝成形系数,焊接电流和焊接速度应同时提高或减小。TIG焊在550cmmin的焊接速度下能够维持比其它焊接方法更为稳定的电弧形态) 焊丝直径与填丝速度 焊丝直径与焊接板厚及接头间隙有关。当板厚及接头间隙大时,焊丝直径应选大一些,焊丝的送丝速度则与焊丝的直径、焊接电流、焊接速度和接头间隙等因素有关。一般焊丝直径大时送丝速度慢,焊接电流、焊接速度和接头间隙大时,送丝速度快。 (5) 保护气体流量 TIG焊决定保护效果的主要因素有保护气流量、喷嘴尺寸、喷嘴与母材的距离、外来风等。保护气流量的选择通常首先要考虑所需保护的范围、焊枪喷嘴尺寸以及所使用焊接电流的大小。 (6)钨极直径与形状 钨极直径要根据焊接电流值和极性来选取。在同一直径下,直流正接时允许的电流数值较大,而直流反接及交流焊接时允许的电流小。 钨极的端部形状对电弧的稳定性及自身的损耗有影响。在直流正接和小电流薄板焊接时,可使用小直径钨极并将末端磨成尖锥角;直流反接和交流焊接时,把电极前端形状磨成圆形最合适。 (7)钨极伸出长度 对焊接保护效果及焊接操作性均有影响。该长度应根据接头的形状确定。内角焊缝要求电极伸出长度最长,卷边焊缝只需很短的电极伸出长度,甚至可以不伸出。 确定各焊接参数的顺序是: 根据被焊材料的性质,先选定焊接电流的种类、极性和大小,然后选定钨极的种类和直径,再选定焊枪喷嘴直径和保护气体流量,最后确定焊接速度。在施焊的过程中根据情况适当地调整钨极伸出长度和焊枪与焊件相对的位置。 5.5 TIG焊的其它方法5.5.1 热丝TIG焊是利用附加电源预先加热填充焊丝,从而提高焊丝的熔化速度,增加熔敷金属量,达到高效率目的的一种TIG焊方法。 1.由于热丝TIG焊大大提高了热量输入,因此适合于焊接中等厚度的焊接结构,同时又保持了TIG焊具有高质量焊缝的特点。 2.热丝TIG焊明显地提高了熔敷率,使焊丝熔化速度增加2050gmin。在相同的电流情况下焊接速度可提高一倍以上,达到l00300mm/min。 3.与MIG焊相比,其熔敷率相差不大,但是热丝TIG焊的送丝速度独立于焊接电流之外,因此能够更好地控制焊缝成形。 4.对开坡口的焊缝,其侧壁熔合性比MIG焊好得多存在的问题 热丝TIG焊时,由于流过焊丝的电流所产生磁场的影响,电弧产生磁偏吹,即电弧沿焊缝作纵向偏摆。 为此,应采用交流电源加热填充焊丝以减少磁偏吹。在这种情况下,当加热电流不超过焊接电流的60%时,电弧摆动的幅度可以被限制在30左右。为了使焊丝加热电流不超过焊接电流的60%,通常焊丝最大直径限为1.2mm。如果焊丝过粗,由于电阻小需增加加热电流,这对防止磁偏吹是不利的。钨极脉冲氩弧焊可以用来焊接过去被认为难焊的热敏感性高的金属村料,以及不易施焊的场合,如全位置焊、窄间隙焊和要求单面焊背面成形的薄件和管件焊接等。 钨极脉冲氩弧焊的脉冲有直流和交流两种。直流脉冲根据波形又有矩形波、正弦波、三角波三种基本波形。特点:1 钨极脉冲氩弧焊的原理及特点1)由于采用脉冲电流,可以减小焊接电流的平均值,可以用较低的热输入而获得足够的熔深2)可调焊接参数多,便于精确地控制电弧能量及其分布,易获得合适的熔池形状和尺寸。3)在焊接过程中,脉冲电流对点状熔池有较强的搅拌作用,可以减小热敏感金属材料产生裂纹的倾向。一)、等离子弧的形成等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧,具有很高的能量密度、温度

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