第六章钨极氩弧焊(土木)

1、第五章钨极氩弧焊第五章钨极氩弧焊n钨极氩弧焊是气保焊的一种，用纯钨或活化钨钨极氩弧焊是气保焊的一种，用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨）作为电极，而且用氩气作为保（钍钨、铈钨）作为电极，而且用氩气作为保护气体的一种气保焊；英文简称为护气体的一种气保焊；英文简称为TIG；第一节第一节TIG焊的特点及应用焊的特点及应用1、概述：、概述：如图如图5-1所示所示：1.1热源：电弧；热源：电弧；1.2电极：纯钨、活化钨的合金棒；（在焊接过电极：纯钨、活化钨的合金棒；（在焊接过程中只充当电极，而不能熔化当填充金属，所程中只充当电极，而不能熔化当填充金属，所以，以，TIG焊属于非熔化极电弧焊；此种焊法的焊属于非熔化

2、极电弧焊；此种焊法的优点：易维持恒定的电弧长度，使焊接过程稳优点：易维持恒定的电弧长度，使焊接过程稳定定）1.3填充金属：外加；填充金属：外加；1.4保护气体：氩气或富氩气体；保护气体：氩气或富氩气体；1.5设备：电源：可交流电源也可直流电源；设备：电源：可交流电源也可直流电源；外特性：陡降；外特性：陡降；可手工焊也可自动焊；可手工焊也可自动焊；1.6工艺效果：保护性能好、焊缝质量高、成形工艺效果：保护性能好、焊缝质量高、成形美观、但成本高；美观、但成本高；1.7应用范围：应用范围：n可焊钢的种类：高合金、不锈钢类，有色金属可焊钢的种类：高合金、不锈钢类，有色金属及其合金。及其合金。n可焊厚度

3、：一般适用于厚度不大于可焊厚度：一般适用于厚度不大于6mm的工的工件；件；n载流能力：电极在不至于过热熔化的情况下所载流能力：电极在不至于过热熔化的情况下所能承受的最大电流值；能承受的最大电流值；n当电流超过载流能力时，会造成：当电流超过载流能力时，会造成：焊缝夹钨、焊缝夹钨、钨极烧损大；钨极烧损大；n当电极直径当电极直径载流能力载流能力；（；（TIG焊钨极直径焊钨极直径 4mm,所以所以TIG的电流有一定的限制）的电流有一定的限制）;1.8坡口形式：坡口形式：3mm，可不开坡口，不加填充焊丝；可不开坡口，不加填充焊丝；3mm，可考虑开坡口加填充焊丝；可考虑开坡口加填充焊丝；第二节氩气的保护效

4、果第二节氩气的保护效果1、氩气：、氩气：1.1物理特性：无色、无味、无毒的气体，一般物理特性：无色、无味、无毒的气体，一般要求的纯度：要求的纯度：99.999.999%;国内的纯氩一般国内的纯氩一般为为99.99%;比重为空气的比重为空气的1.25倍（为此保护效倍（为此保护效果好）；果好）；1.2氩气是一种惰性气体，所以对焊接区是一种氩气是一种惰性气体，所以对焊接区是一种良好的保护；良好的保护；1.3氩气的导热系数小，又是单原子气体，故电氩气的导热系数小，又是单原子气体，故电弧的热损失小，电弧一旦引燃，就很稳定，它弧的热损失小，电弧一旦引燃，就很稳定，它的维弧电压仅为的维弧电压仅为815V;1

5、.4氩气的电离电压较大，所以引弧较困难，一氩气的电离电压较大，所以引弧较困难，一般需要特别的措施；般需要特别的措施；1.5氩气没有脱氧去氢的能力，所以，焊前要求氩气没有脱氧去氢的能力，所以，焊前要求对工件、焊丝进行严格的清理；对工件、焊丝进行严格的清理；总之：总之：氩弧焊的保护性能好，电弧稳定，热的有氩弧焊的保护性能好，电弧稳定，热的有效利用率高，热量集中，热影响区小，焊薄板效利用率高，热量集中，热影响区小，焊薄板时变形小；时变形小；第三节钨极材料及钨极形状尺寸第三节钨极材料及钨极形状尺寸1、钨极材料：、钨极材料：n影响：电弧的稳定性、焊接质量、钨极的损耗；影响：电弧的稳定性、焊接质量、钨极的

6、损耗；n要求：要求：耐高温、不熔化、很少蒸发；耐高温、不熔化、很少蒸发；载流能力强；载流能力强；引弧和稳弧性能好；引弧和稳弧性能好；n常用的钨极：纯钨、钍钨、铈钨；常用的钨极：纯钨、钍钨、铈钨；1.1纯钨：纯钨：n熔点：熔点：3380；沸点：；沸点：5900 ；n逸出电压：逸出电压：4.54V，具有较强的热发射能力；具有较强的热发射能力；1.2钍钨：钍钨：nW12ThO2，逸出电压：逸出电压：2.7V，电子发电子发射能力较强，载流能力较强，使用寿命增加，射能力较强，载流能力较强，使用寿命增加，易于引弧和稳弧；易于引弧和稳弧；n具有放射性，对人的身体有损害；具有放射性，对人的身体有损害；1.3铈

7、钨：铈钨：nW2CeOn载流能力高；电极的烧损小，使用寿命长；引载流能力高；电极的烧损小，使用寿命长；引弧和稳弧性好；弧束较细，热量集中；弧和稳弧性好；弧束较细，热量集中；n放射性微乎其微。放射性微乎其微。2、钨极的直径和形状对焊接电弧的影响：、钨极的直径和形状对焊接电弧的影响：n直径的选择原则：直径的选择原则：书书P148表表5-2；取决于电流的种类和大小。取决于电流的种类和大小。n形状：端部必须磨光；形状：端部必须磨光；n具体形状：具体形状：尖锥形：尖锥形：如图如图5-4a)所示所示适用于直流正接、小电流适用于直流正接、小电流，焊薄板；焊薄板；优点优点：有利于引弧、稳弧；：有利于引弧、稳弧

8、；缺点缺点：当电流较大时，增加烧损；电弧漂移不定；：当电流较大时，增加烧损；电弧漂移不定；平顶锥形：平顶锥形：如图如图5-4b)所示所示适用于大电流、直流正接；适用于大电流、直流正接；特点：易于引弧，电弧集中，钨极的烧损小；特点：易于引弧，电弧集中，钨极的烧损小；球形：球形：适用于交流、直流反接；适用于交流、直流反接；第四节电流的种类和极性第四节电流的种类和极性1、电流的种类和极性的选择：、电流的种类和极性的选择：nTIG焊的电源既可采用交流，也可采用直流焊的电源既可采用交流，也可采用直流（直流正接、直流反接）；（直流正接、直流反接）；n选择原则：首先根据工件的材质，其次考虑选择原则：首先根据

9、工件的材质，其次考虑工件的厚度，工件的厚度，如书如书P150表表5-4所示所示：可得出以下结论：可得出以下结论：Al、Mg及其合金及其合金交流最佳，薄板也可用交流最佳，薄板也可用直流反接直流反接其它金属或合金其它金属或合金直流正接最佳，交流也直流正接最佳，交流也可采用可采用1.1直流直流TIG焊：焊：1.1.1直流反接：直流反接：工件工件阴极、钨极阴极、钨极阳极；阳极；故用于加热钨极的热量：故用于加热钨极的热量：PA=I(UA+UT+Uw)；实践证明：实践证明：PA2PK;结论：结论：钨极的载流能力小，电极的寿命短，钨极的载流能力小，电极的寿命短，易夹钨；易夹钨；工件为阴极，电弧不稳定，熔深小

10、；工件为阴极，电弧不稳定，熔深小；具有具有“阴极雾化阴极雾化”作用；作用；优点优点缺点n对对Al、Mg及其合金，表面存在一层致密难熔及其合金，表面存在一层致密难熔的氧化膜，如果不及时清除，会影响焊接质量，的氧化膜，如果不及时清除，会影响焊接质量，如：在焊缝表面形成皱皮，在焊缝中产生未熔如：在焊缝表面形成皱皮，在焊缝中产生未熔合、气孔和夹渣等缺陷；合、气孔和夹渣等缺陷；“阴极雾化阴极雾化”作用：作用：n定义：由于正离子的撞击去除焊缝及其周围母定义：由于正离子的撞击去除焊缝及其周围母材表面上氧化膜的作用；材表面上氧化膜的作用；n具体情况：具体情况：工件上形成阴极斑点，而阴极斑点工件上形成阴极斑点，

11、而阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向，在阴极斑点发射电有自动寻找氧化膜的倾向，在阴极斑点发射电子的同时接收弧柱来的正离子流，此时，正离子的同时接收弧柱来的正离子流，此时，正离子流正好撞击阴极斑点，将氧化膜击碎；子流正好撞击阴极斑点，将氧化膜击碎；1.1.2直流正接：直流正接：钨极钨极阴极；工件阴极；工件阳极；阳极；结论：结论：钨极不易过热，载流能力大，寿命长，钨极不易过热，载流能力大，寿命长，焊缝不易夹钨；焊缝不易夹钨；钨极的热发射能力强，电弧稳定；钨极的热发射能力强，电弧稳定；作用于工件上的热量多，熔深大，生产作用于工件上的热量多，熔深大，生产效率高；效率高；没用没用“阴极雾化阴极雾化”作用，不

12、能焊作用，不能焊Al、Mg及其合金；及其合金；缺点缺点优点优点2、交流、交流TIG焊：焊：n优点：优点：载流能力介于直流正接和直流反接之间，在交载流能力介于直流正接和直流反接之间，在交流的负半波也有流的负半波也有“阴极雾化阴极雾化”作用，可以去除作用，可以去除Al、Mg表面的氧化膜；表面的氧化膜；利用交流的正半波，可以保证一定的熔深，提利用交流的正半波，可以保证一定的熔深，提高生产效率，同时还可以提高钨极的寿命，改高生产效率，同时还可以提高钨极的寿命，改善焊缝的质量；善焊缝的质量；n总结：总结：Al、Mg及其合金的厚板多采用交流；及其合金的厚板多采用交流；其它金属的焊接多采用直流正接；其它金属

13、的焊接多采用直流正接；n缺点：缺点：会产生直流分量；会产生直流分量；必须采用稳弧措施；必须采用稳弧措施；2.1整流作用和直流分量：整流作用和直流分量：如图如图5-6所示所示现象现象：在用交流：在用交流TIG焊焊Al、Mg时，时，钨极为钨极为阴极的半周，电压低、电流大（正半波）；阴极的半周，电压低、电流大（正半波）；母材为阴极的半周，电压高，电流小（负母材为阴极的半周，电压高，电流小（负半波）；如图所示；半波）；如图所示；这种电流与电压在两这种电流与电压在两个半波不均衡的现象叫做个半波不均衡的现象叫做“整流作用整流作用”；其中，电流的不均匀在正半波形成了其中，电流的不均匀在正半波形成了“直直流分

14、量流分量”IDC；故不均衡的交流电均衡的交流故不均衡的交流电均衡的交流IDC；危害危害：“直流分量直流分量”消弱了消弱了“阴极雾化阴极雾化”作用；作用；增加了变压器的能量损耗；增加了变压器的能量损耗；产生原因产生原因：工件与电极之间的热物理性能的差异：工件与电极之间的热物理性能的差异过大而引起的；过大而引起的；消除方法：消除方法：如图如图5-7所示所示：在焊接回路中串接一蓄电池组；在焊接回路中串接一蓄电池组；蓄电池的负极接焊件；蓄电池的负极接焊件；在焊接回路接入电阻和二极管；在焊接回路接入电阻和二极管；二极管的正极与焊件相联；二极管的正极与焊件相联；在焊接回路中串接电容；隔直作用较好，不消在焊

15、接回路中串接电容；隔直作用较好，不消耗能量，应用较为普遍，每耗能量，应用较为普遍，每A电流所需的隔直电流所需的隔直电容量为电容量为500F左右。左右。2.2引弧与稳弧措施：引弧与稳弧措施：提高空载电压：大概为提高空载电压：大概为200V左右；左右；n交流交流TIG焊的极性从正转负时，再引燃电压要焊的极性从正转负时，再引燃电压要求较高，为求较高，为200300V；n提高空载电压易于引燃电弧，稳弧的效果也较提高空载电压易于引燃电弧，稳弧的效果也较好；好；n但变压器的容量大，效率低，成本高，安全性但变压器的容量大，效率低，成本高，安全性差；差；接触引弧：接触引弧：n最为简单，易于引弧，对稳弧作用不大

16、，需加最为简单，易于引弧，对稳弧作用不大，需加引弧板；引弧板；非接触引弧：非接触引弧：a)高频引弧；加入约高频引弧；加入约3000V、150260KHZ的的高频电压。高频电压。n易于引弧，对于稳弧的可靠性差，多用于第一易于引弧，对于稳弧的可靠性差，多用于第一次引弧。次引弧。b)高压脉冲引弧；高压脉冲引弧；n在负半波叠加一高压来进行引弧。在负半波叠加一高压来进行引弧。第五节第五节TIG焊规范参数焊规范参数1、TIG规范参数的选择：规范参数的选择：选择原则：首先根据工件的材质、板厚确定电源选择原则：首先根据工件的材质、板厚确定电源的种类、极性，再由工件的厚度确定其它参数；的种类、极性，再由工件的厚度确定其它参数；书书P164表表5-8铝合金手工铝合金手工TIG焊规范参数；焊规范参数；如：板厚：如：板厚：3mm；接头形式：对接接头；接头形式：对接接头；间隙尺寸：间隙尺寸：02mm；钨极直径：钨极直径：2.44mm；焊接电流：焊接电流：100140A；氩气流量：氩气流量：710L/minl;喷嘴直径：喷嘴直径：712m；焊接层数：焊接层数：1层；层；2、TIG的操作技术：的操作技术：2.1倾角要合适：倾角要合适：2.2引弧和收弧：引弧和收弧：思考题：思考题：1.氩气的电离电压较高，但氩弧的稳定性却又氩气的电离电压较高，但氩弧的稳定性却又很好，焊接电压也