气体保护焊课件

气体保护焊熔化极惰性气体保护焊(

MIG

焊

)氧化性混合气体保护焊(

MAG

焊)CO2

气体保护焊管状焊丝气体保护焊(

FCAW)利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。非熔化极(钨极)惰性气体保护焊(TIG焊

)电极是否熔

化和保护气

体不同气体保护焊熔化极气体保护焊(

GMAW)任务一

熔化极惰性气体保护焊【学习目标】1、

能够正确描述MIG

焊的原理、特点及应用2.

能够正确描述MIG

焊设备的构成与连接原理3.

能够正确描述各种MIG

焊设备和工具的作用

4、能够正确选用焊接设备及焊接工具5、能够根据实际问题制定正确的焊接工艺6.

能够准备MIG

焊操作的各种劳动保护7、

能够使用MIG

焊设备规范地进行焊接操作熔化极惰性气体保护焊，是以连续送进的焊丝作为熔

化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法，

简称MIG(MetalInertia

Gas)焊。在汽车钣金焊接维修作业中，熔化极惰性气体保护焊

是最常用的方法之一，它主要应用于一些活性较强金

属的焊接，例如不锈钢、耐热合金、铜合金及铝镁合

金等。一、任务分析■根据保护气体类型和焊丝形式■根据操作方式

熔化极气体保护焊实心焊丝Ar

Ar+He

He

Ar+O₂Ar+CO₂CO₂CO₂+O₂

CO₂

CO₂+ArAr+CO₂+O₂惰性气体氧化性混合CO₂气体管状焊丝保护焊气体保护焊保护焊气体保护焊(MIG焊

)(MAG焊

)(CO₂焊

)(FCAW焊

)(一)熔化极气体保护焊的分类和应用二、

相关知识管状焊丝2.

熔化极气体保护焊的原理3.熔化极气体保护焊的特点主要优点：■气体保护焊是一种明弧焊。■通常的情况下不采用管状的焊丝。■适用的范围广，生产率高。

主要缺点：■明弧且电流大，电弧光辐射较强。■不适合在有风的地方和露天施工。■设备较复杂。4.熔化极气体保护焊的应用范围■熔化极气体保护焊适用于焊接大多数金属和合金最适合焊接碳钢和低合金钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金及镁合金。■对于高强度钢、超强铝合金等高熔点金属要焊前进行相应的处理。■对于低熔点的金属，不宜采用熔化极气体保护焊。■焊接的最低厚度1mm。■在焊接位置方面，适应性也较强。1

—

焊接电源2

—

保护气体3

—

送丝轮4

—

送丝系统5

—

气源6

—

控制系统(二)熔化极气体保护焊的设备51.焊接电源■熔化极气体保护焊的焊接电源通常采用直流焊接

电源。焊接电源的功率取决于个中用途所需要的

电流范围。■焊接电源的外特性(平特性、陡降特性和缓降特

性

)■电源主要技术参数的调节电弧电压焊接电流2.送丝系统送丝系统通常由送丝机(包括电动机、减速器、校直轮、送丝轮)、送丝软管、焊丝盘等组成拉丝电动机(c)推拉丝式(b)

拉丝式(d)

行星式(a)

推丝式3.焊枪■熔化极气体保护焊的焊枪分为半自动焊枪和自动

焊枪■半自动焊枪根据冷却方式不同可分为气冷式和水(a)鹅颈式(风冷)喷嘴剖面图(b)手枪式(水冷)喷嘴剖面图冷式4.供气系统■由高压气瓶(气源)、减压阀、流量计和气阀组成。①

高压气瓶采用高强度合金钢压制而成，是公称压力等于或大

于

8MPa

的气瓶，用于存储高压气体。在使用过程中，应注意轻拿轻放，并避免过热或过冷。②

减压阀减压阀可以用来调节气体压力，也可以用来控制气

体的流量。

一般情况下，可采用较低压力的乙炔

压力表(压力调节范围为10~150kPa)

或带有流

量计的医用减压阀。③

流量计流量计用来标定和调节保护气体的流量大小。通常

采用转子流量计。实际的流量与流量计标定的流

量有些差异。④

气阀气阀是用来控制保护气体通断的元件。根据不同的要

求，可采用机械气阀的通断或用电磁气阀开关控制系

统来完成气体的准确通断。⑤

预热器预热器应尽量装在钢瓶的出气口处。预热器的结构比

较简单，

一般采用电热式，在开气瓶之前，应先将预

热器通电加热一段时间。⑥

干燥器为了最大限度地减少CO2气体中的水分含量，供气系统中一般设有干燥器。干燥器分为装在减压阀之前的

高压干燥器和装在减压阀之后的低压干燥器两种5.水冷系统冷却水系统一般由水箱、水泵和冷却水管及水压开

关组成。水箱里的冷却水经水泵流经冷却水管，经水压开关

后流入焊枪，然后经冷却水管再回流入水箱，形成

冷却水循环。水压开关的作用是保证当冷却水未流经焊枪时，焊

接系统不能启动焊接，以保护焊枪，避免由于未经冷却而烧坏焊枪。6.

控制系统控制系统由基本控制系统和程序控制系统组成：■基本控制系统的主要作用：调节焊接电流或电压、送丝的速度、焊接速度和气流量的大小。程序控制系统将焊接电源、送丝系统、焊枪和行

走系统、供气和冷却水系统有机地组合在一起，

构成一个完整的、自动控制的焊接设备系统。程序控制系统的主要作用①

控制焊接设备的启动和停止。②

控制电磁气阀动作，实现提前送气和滞后停气，

使焊接区受到良好保护。③

控制水压开关动作，保证焊枪受到良好的冷却。④

控制引弧和熄弧⑤

控制送丝和小车的(或工作台)移动(自动焊时

)

。程序控制器由延时控制器、引弧控制器、熄弧控制器等组成。(三)

MIG

焊的特点■采用Ar、He或Ar+He

作保护气，电弧稳定，几乎

可以焊接所有的金属。■由于用焊丝作为电极，可采用高密度电流，因此

母材熔深大，填充金属熔敷速度快。在焊接铝、铜等金属时，要优于TIG焊。■

MIG

焊可采用直流反接，焊接铝及和合金时有良

好的阴极雾化作用。MIG

焊接铝及铝合金时，亚射流电弧的固有自调■节作用较为显著。1.保护气体(

1

)

氩

气Ar≥密度大、缺少活性、导热系

数很小(

2

)

氦

气He密度小1/7、缺少活性、导热系数大(3)氩气和氦气的混合气体Ar+He(四)

MIG

焊的保护气体1/mm(

4

)

氮

气氮

(N2)

与铜及钢合金不起化学作用，因而对于铜及铜合金，N2相当于惰性气体，因此可用于铜及其合

金的焊接2.焊丝■熔化极惰性气体保护焊使用的焊丝直径一般为0.8

~2.5mm。

焊丝的直径越小，焊丝的表面积与体

积的比值越大。熔化极惰性气体保护焊使用的焊丝成分通常应与母材的成分相近，它应具有良好的焊接工艺性，并能提供良好的接头性能。在某些情况下，为了满意的进行焊接并获得满意

的焊缝金属性能，需要采用与母材成分完全不同

的焊丝。(

一)准备工作焊前准备主要有设备检查、焊件坡口的准备与组装、焊件和焊丝表面的清理以及劳动保护等。与其他焊接方法相比，MIG

焊对焊件和焊丝表面的污染物非常敏感，故焊前表面清理工作是焊前准备工作的重点。三

、任务实施·化学清理：化学清理的方式随材质的不同而异。·机械清理：机械清理有打磨、刮削和喷砂等，用以清理金属表面的氧化膜。I/A铝焊丝及坡口表面杂质对电弧静特性的影响1.

焊前清理2.

其他准备(1)设备检查一般应先检查焊接设备外部有无明显受伤的痕迹、

电焊机部件有无缺损，并了解其维修史、使用年限、

观察使用场所环境和焊接工艺等，然后再对电焊机进

行检查。先检查电焊机的种类、接线、接地、配电容量以及

使用的焊接工艺是否正确，当确定电焊机没有问题之后再检查其他设备。(2)焊件坡口的准备与组装①

厚度不大于3mm

的碳钢、低合金钢、不锈钢、

铝的对接接头，

一般开I形坡口或不开坡口。对于汽车车身焊接来说，由于车身板件的厚度较小，

一般不需开坡口进行焊接。②

厚度在3～12mm

的上述材料，可开U形、

Y形坡口。③

厚度大于12mm

的上述材料，可开双U形或双Y形坡口。(3)劳动保护作业人员工作前要穿戴好合适的劳动保护用品如口

罩、防护手套、防护鞋、帆布工作服；在操作时戴好护目镜或面罩；在潮湿的地方或雨天作业时应穿上胶鞋。要注意做好防尘、防电、防烫、防火和防辐射等。(二)工艺参数的选择MIG

焊的工艺参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊丝直径、焊接

位置、极性、保护气体的种类和流量大小等。(1)焊接电流与电弧电压■通常是根据工件的厚度选择焊丝直径，然后确定

焊接电流和熔滴过渡类型。■焊接电流与送丝速度的关系.■电流的临界电流(2)焊接速度■单道焊的焊接速度是焊枪沿接头中心线的相对移

动速度。■在其他条件不变的时，熔深随焊速减小而增加。■随着焊速的提高，熔深和容宽都减小。(3)焊丝伸出长度■焊丝伸出长度越长，焊丝的电阻热越大，则焊丝

的熔化速度越快。■长度过长，填充金属会过多。■长度过短，容易烧导电嘴。■长度约为焊丝直径的10倍。(4)焊丝位置■焊丝轴线相对于焊缝中心线的角度和位置会影响

焊道的形状和熔深。■在焊丝轴线和中心线的平面内，焊丝轴线和中心

线垂线的夹角称为行走角。行走角5°~15°(a)

平

焊(b)

角焊焊丝位置对焊缝成形的影响如图3-14所示。当其他条件不变，焊丝由垂直位置变为后倾焊法时，熔深增

加，而焊道变窄且余高增大，电弧稳定，飞溅小。行

走角为25°的后倾焊法常可获得最大的熔深。行走角

一般为5°~15°,以便良好地控制焊接熔池。在横焊位置焊接角焊缝时，工作角一般为45°。(a)

后倾焊(焊丝向后)

(b)

焊丝垂前

(c)

前倾焊(焊丝向前)焊接方向焊接方向焊接方向(5)焊接位置■喷射过渡可适合于平焊、立焊、仰焊位置。■上坡焊和下坡焊。(6)气体流量■保护气体冲喷嘴喷出有两中情况：较厚的层流和接近紊流的较薄层流。■通常喷口直径为20mm,气体流量为30~60L/min。(三)

MIG焊基本操作1.

引弧熔化极气体保护电弧焊都是利用短路引弧法进行引弧，

非熔化极气体保护焊大都采用非接触引弧法，但也有采用短

路引弧法。短路引弧法的原理如图所示。焊丝工件BA导电嘴①

提高短路电流增长速度d,

主要是改善电源的工作状态②

减小接触电阻RA的衰减速度。引弧时令焊丝送进速度慢一些，以便减小焊丝与母材的压力增长速度，

RA衰减速度减缓。送丝速度太慢也不利，通常选用1.5～3m/min。

引弧成功后，应立刻转换为正常送丝速度。③

利用剪断效应引弧。。④

导电嘴磨耗较大时，将增大B点处的接触电阻RB,不利于引弧。为此应及时更换导电嘴。提高引弧成功率的方法2.

施焊MIG

焊的施焊过程(包括定位、焊缝的起头、运条方法、焊缝的连接以及焊缝的收尾等)参照项目

一中电弧焊的规则要求进行。MIG焊的施焊过程是如何进行的，每一步骤需要注意的问题有哪些?总结与思考(30min)(四)铝制车身的焊接工艺1.短路过渡焊接工艺2.喷射过渡和亚射流过渡焊接工艺3.大电流焊接工艺三种焊接工艺的比较?任务二

二氧化碳气体保护电弧焊【学习目标】1、能够正确描述CO2气体保护焊的原理、特点及应用2.能够正确描述CO2气体保护焊设备和工具的构成及作用3、

能够准备CO2

气体保护操作的各种劳动保护及焊前准备4、

能

够

使

用CO2

气体保护焊设备规范地进行焊接操作焊接过程动画·

为何要用CO₂

作为焊接保护气?①焊条药皮造气剂的造气结果就是CO₂/工业生产中产生大量廉价的CO₂。②与焊条电弧焊相比，熔化极气体保护焊效率高。二氧化碳气体保护焊是利用CO₂

作为焊接保护气的一种熔化极、气体保护的电弧焊方法。一、任务分析二、相关知识(

一

)

CO2

焊的特点及应用1、

优点：(1)焊接生产率高：高2～4倍(2)焊接成本低：40～50%(3)焊接变形小：尤适于薄板焊接(4)焊接质量高：对铁锈不敏感，焊缝含氢量低(5)适用范围广：全位置焊接能力好，打底/填充/盖面、厚/薄板均宜(6)操作简便：容易操作、适于自动焊(7)绿色环保：

CO2

来自可再生资源2、

“缺点”:(1)飞溅较大；(这一缺陷目前已经解决)(2)焊接设备较“复杂”

;(用今天的眼光看，已不

复杂)(3)抗风能力差；(所有气体保护焊的共同缺憾，但药芯焊丝CO2

焊无此问题)(4)不能焊接有色金属。3.CO2

焊的应用材料：黑色金属——低碳钢、合金结构钢厚度：厚薄均可，尤薄板有优势位置：全位置结构：车辆、船舶、机械、容器等。2.CO₂

焊的冶金特点一

、合金元素的氧化与脱氧作为焊接保护气体，

CO₂表现出很强的氧化性CO₂→CO+O十

十M=MO+CO↑M=MO结果：①合金元素烧损；

②可能造成气孔、飞溅和夹渣。解决之道：冶金脱氧对脱氧剂的要求(能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用)Mn-Si联合脱氧脱氧剩下的Mn、Si

用于补充碳和合金元素的损失二、

关于CO2

焊的气孔问题正常焊接条件下，

CO2

焊并不容易产生气孔。相反，由于

CO2

气氛的氧化性，其抗氢气孔能力较强三、

CO₂焊的飞溅及防止1、

飞溅产生的原因与CO₂

电弧的行为有关(点击了解关于CO,电弧的行为)具体包括以下几个方面：(1)气体爆破引起(通过脱氧可以改善)(2)电弧斑点压力引起(通过采用直流反接可以改善)(3)焊接参数不当引起(采用合理的参数可以改善)(4)短路过渡引起这是CO₂焊产生飞溅的主要原因。过去的焊机采用改变

回路接入电感来调节，效果非常有限。美国林肯公司建立在逆

变焊机基础上的表面张力过渡

(STT)专利技术使这一问题

基本得以解决。CO₂

焊熔滴过渡的最新成果：

STT(Surface

TensionTransfer

表面张力过渡)

(美国林肯公司专利/已有商品焊机)·

能在微秒级内产生过渡和改变电流·

专门针对半自动焊接(焊接速度、送丝速度和伸出长度都在变化)而设计·

电源可以适应不同的保护气体，包括100%CO₂、CO₂与Ar甚至He的混合气体·

主要优点：①显著地减少飞溅②易于焊接(伸出长度变化时电弧仍保持稳定、允许更大的焊枪角度变化)③更低的电弧辐射和更少的焊接烟尘、降低薄板焊接时的热输入上图为无STT

和有STT

在立焊和平焊时的焊接飞溅对比下图为无STT

和有STT

焊接时焊缝的外观对比Eiectrode

towerk

vollsElectroeAmperesngBTs

Te

T基本电流(T₀~T₁):

短路前的电流，稳定在50-100A之间；成滴时间(T₁

~T₂):

在刚短路时，弧压感测器给出“电弧短路”的信号

,基本电流在约0.75毫秒内迅速降低至10A;“掐断”阶段(T₂

~T₃):

紧接着成滴时间阶段，以双波上升的形式对短路的焊丝施加

一

大电流，通过产生的电磁收缩力加速熔化金属向熔池过渡

。注意：在此阶段，焊丝与工件之间的电压不为零，这是由于铁在1550℃

的熔点时的高电阻率导致的；Electrode(三)

CO₂

焊保护气体及焊丝1.CO₂

气体无色、无味

比空气重0.5倍

升

华

/

凝

华

压缩才能液化

高温下会分解铝白色标准钢瓶装(40L/25kg),

允许使用的最高环境温度≤40℃;压力表指示乃瓶内CO₂饱和蒸气压(与液态多少

无关)指针下降即应换气!使用气瓶时应遵守有关的安全规程。主要杂质：水(减压器中预热装置乃防止水分冻结堵塞管路)去除水分的办法：①倒置排水

②正置后使用前再预排气③使用干燥器④瓶内气压低至1MPa即停止使用纯度标准为合格品≥99.5%、

一等品≥99.7%、优等品

≥99.9%2.

焊丝CO2

焊的焊丝设计、制造和使用原则，与上述的MIG

焊、MAG

焊有相同之处，但对焊丝的化学成分还有一些特殊要求。①

焊丝必须含有足够数量的脱氧元素。②

焊丝的含碳量要低，

一般要求小于0.15%。③

应保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。CO₂焊设备1.CO₂

焊设备的组成和作用焊接电源/送丝机构/焊枪/供气系统/控制系统/循环水冷系统。道

丝电

机遥控盒KRπ500负极电缆流量计正极电缆电磁气阀六芯电缆焊接电源配电箱工件焊枪气瓶气管(一)焊接电源：直流电源1、平特性电源——用于细丝(短路过渡)焊接，配用等速送丝系统；2、

下降特性电源——用于粗丝焊接，配用变速送丝系统；(二)送丝系统送丝方式的变化主要在于细丝/平特性(等速送丝)焊机上，以适CO₂

焊机及其推丝式送丝机、枪应不同场合的要求。用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪推丝式送丝机(2)拉丝式——焊枪复杂、较重，以手枪式焊枪多见，薄板结构使

用较多；适于送细丝/远距离送丝。拉丝式焊枪(其小型送丝机构做在焊枪

内

)CO₂

焊机及其拉丝式焊枪还有一种“线式送丝”:多级串联的行星式送丝即为线式送丝，可远距离稳定地送细的软焊丝(如0.8mm的铝焊丝)(3)推拉丝式——焊枪结构复杂，适用于远距离送(细、

软)丝，多用于机器人焊接

和铝的熔化极气体保护焊。推拉式送丝焊枪(手工焊接用)2、

送丝机构(送丝机)由送丝电机、减速装置、送丝滚轮和压紧机构等组成；

CO₂

焊专用焊

机的送丝机采用单主动送丝即可。压紧轮主动轮单主动式

送丝机构双主动式

送丝机构送丝机多为独立式，也有与电源做为一体者。注意：两机使用的都是鹅颈式焊枪(推丝枪)电源、

送丝机体之to₂

焊机电源、

送丝机

分体之CO₂焊机(三)焊枪(1)半自动焊枪推丝式焊枪拉丝式焊枪推拉式焊枪送不同材质的焊丝，要用不同的送

丝套管(如送钢焊丝用钢质套管即

可，而送铝焊丝通常要用特氟隆套

管

)

。(2)自动焊枪多见于专用焊机上。把半自动焊枪夹于焊接小车上进行自动焊，现

在生产中应用十分广泛。②导电嘴——纯铜或铜合金做以上易损件是事实上的“标准件”,使用时应注意：①不同品牌的焊枪，其易损件的尺寸不同，往往无法替代；②有专业厂家专门生产焊枪易损件，同一种易损件可能有不同品牌的

选择(其寿命、价格不一)

;③

喷嘴端部与导电嘴端部的距离会影响焊丝伸出长度，从而影响到电弧的稳定性和焊接质量——此点初学者往往容易忽略。(3)易损件①喷嘴

形式——圆柱形(常用)材料——铜镀铬(多见)圆锥形(用于深坡口或窄间隙内)陶瓷(易碎，少用)(四)供气系统由气瓶(铝白色)、预热器、减压/流量计、气管和电磁气阀组成，

必要时可加装干燥器。通常将预热器、减压器、流量计做为一体，叫CO₂

减压流量计

(通常

属于焊机的标准随机配备)。名牌产品如美国捷锐()。不同气体的减压流量计按规定不能互换使用。流量计气压表开关减压及预热装置CO₂减压流量计三、

任务实施(一)准备工作CO2

焊可采用短路过渡、细颗粒滴状过渡和潜弧射

滴过渡三种形式，其中以短路过渡形式应用最为广泛。短路过渡焊接的特点是焊丝细、电压低、电流小，

适合于焊接薄板及进行全位置焊接。焊接薄板时，生

产率高、变形小，而且操作简便，对焊工技术水平要

求不高。另外，由于焊接参数小，焊接过程中光辐射、

热辐射以及烟尘等都比较小，特别适合汽车车身板件

的焊接。1.

劳动保护的准备(1)防辐射和灼伤CO2

焊焊接时，由于电流密度大，电弧温度高

，弧光辐射比手工电弧焊时强得多，应特别注意加强安全防

护，防止电光性眼炎及裸露皮肤灼伤。工作时应穿好

帆布工作服，戴好焊工手套，以防止飞溅灼伤。使用表面涂有氧化锌油漆的面罩，配用9～12号滤光镜片，各焊接工位要设置专用遮光屏。(

2

)

防

中

毒CO2

气体保护焊不仅产生烟雾和金属粉尘，而且还产生CO

、NO2等有害气体，应加强焊接场地通风。焊丝直径/mm焊件厚度/mm焊接位置0.81～3各种位置1.01.5～61.22～121.66～25≥1.6中厚平焊、平角焊2.

焊接工艺参数的选择(1)焊丝直径短路过渡焊接主要采用细焊丝，特别是直径在

0.6～1.2mm

范围内的焊丝。随着直径增大，飞

溅颗粒和数量都相应增大。(2)焊丝伸出长度·焊丝伸出长度过大，焊丝容易发生过热而成段熔断；喷嘴至焊件距离增大，保护效果变差，飞溅严重，焊

接过程不稳定。·

焊丝伸出长度过小，喷嘴至焊件距离减小，飞溅金属容易堵塞喷嘴。·一般焊丝伸出长度为焊丝直径的10倍较为合适，通常在5～15mm

范围内。焊丝直径/mm0.81.21.6电弧电压/V181920焊接电流/A100～110120～135140～180(3)电弧电压和焊接电流电弧电压决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式。实现短路过渡的条件之一是保持较短的电弧长度。就焊接

参数而言，短路过渡的一个重要特征是低电压。为减

少飞溅，保证焊接电弧的稳定性，

CO2焊应选用直流反接。φ2.01.6φ1.2φ0950

100

150200250

300

350I/A短路过渡焊接时适用的电流和电弧电压范围35302520U/V15(4)焊接回路电感在其他工艺条件不变的情况下，回路的电感值直接影响短路电流上升速度和短路峰值电流大小(5)气体流量气体流量通常选用5～15L/min

(粗焊丝可适量增

加)。若焊接电流增大，焊接速度加快，焊丝伸出长

度较大或在室外作业等情况下，气体流量应加大，以

使保护气体有足够的挺度、加强保护效果。但气体流

量也不宜过大，以免将外界空气卷入焊接区，降低保

护效果。(6)焊接速度焊接速度过快，易产生咬边、未熔合等缺陷，且

气体保护效果差，可能出现气孔；焊接速度过慢

，

则易产生烧穿，焊件变形增大，生产率降低。

一般

焊接速度在15～40m/h。钢板厚度焊丝直径接头主要焊接工艺参数电弧电压焊接电流气体流量0.8～1.21.2～1.5

1.5～2.0

2.0～2.5

2.5～3.0

3.0～4.0

4.0～5.0

5.0～6.00.8平焊对接16～1717～19

18～20

19～2160～8080～100

90～110

100～1406～81.0平焊对接20～2221～23

22～23110～140120～150

130～1608～101.2平焊对接22～2424～27

24～28150～180170～210

180～25010～18短路过渡CO2

半自动焊焊接工艺(二)基本操作技术1.

引弧CO2气体保护焊一般采用接触短路法引弧。引弧前应调节好焊丝的伸出长度，引弧时应注意焊丝和焊件

不要接触太紧，使焊丝端头与焊件保持2～3mm

的距

离。如焊丝端部有粗大的球形头应剪去。2.

熄弧当焊接要结束时，不要立即熄弧，否则会在熄弧处留下弧坑，并且易产生裂纹、气孔等缺陷。

熄弧时应在

弧坑处稍作停留，待弧坑填满后再缓慢抬起焊枪，以

使熔池金属在凝固前仍受到良好保护。3.

焊缝的连接焊缝接头的连接一般采用退焊法，其操作方法与手工电弧焊相同。10°~15°14.左焊法和右焊法CO2

焊一般都采用左焊法。(a)

右焊法

(b)

左焊法10°~15°5.

运丝方式运丝方式有直线移动法和横向摆动法。直线移动法焊出的焊道稍窄，主要应用于薄板和打

底层焊接；横向摆动法运丝是指在焊接过程中焊丝以焊缝中心

线为基准作两侧横向交叉摆动，常用的方式有锯齿形、月牙形、正三角形和斜圆圈形，与手工电弧焊

的运条方法相似。(三)不同位置的焊接操作方法1.

平焊平焊一般采用左焊法，焊丝前倾角为10℃~15℃。薄板和打底层的焊接采用直线移动运丝法焊接

，坡

口填充层焊接时可采用横向摆动运丝法焊接。2.T

形接头和搭接接头的焊接焊接T形接头时，易产生咬边、未焊透、焊缝下垂等缺陷，操作中应根据板厚和焊脚尺寸来控制焊枪角

度。不等厚板的T形接头平角焊时，要使电弧偏向厚

板，以使两板受热均匀。B40°~50°1～2

mmA—3.

立焊CO2

焊的立焊有两种方式，即向上立焊法和向

下立焊法。向上立焊由于重力作用，熔池金属易下淌，

加上电弧作用，熔深大，焊道较窄，故一般不采用这

种操作法。4.

横焊横焊时的工艺参数与立焊基本相同，焊接电流可比立焊时稍大些。电源/设备电源类型及极性、设备的连接焊丝焊条的型号、直径、长度焊接工艺参数电流，电压、速度、层数等焊接施工步骤焊前准备、施工流程焊接质量检查检查方法及处理意见总结与思考

(30min)案例：焊接轿车车门1、

能够正确描述TIG焊的原理、特点及应用2、能够正确描述TIG焊设备的构成与连接原理3、

能够正确描述各种TIG焊设备和工具的作用

4、能够准备焊接操作的各种劳动保护5、

能够使用TIG

焊设备规范地进行焊接操作任务三

钨极惰性气体保护焊【学习目标】TIG焊几乎可以焊接所有的金属及合金。但从经济性及生产率考虑，

TIG焊主要用

于焊接不锈钢、高温合金和铝、镁、铜、钛等金属及其合金，以及难熔金属(如锆、

钼、铌)与异种金属。对于低熔点和易蒸发金属(如铅、锡、锌等),焊接较困难。由于受承载能力的限制，

TIG焊一般适宜于焊接薄件，钨极氩弧焊焊接厚度小于

6mm

的构件，钨极氦弧焊的焊接板厚可适当大些。因此非常适合汽车板材的焊接，

特别是一些有色金属的焊接。钨极惰性气体保护焊，简称TIG焊，是以高

熔点的纯钨或钨合金

作电极，用惰性气体

或其混合气体作为保

护气体的一种不熔化

极电弧焊方法。一、任务分析二、相关知识1

—

喷嘴2

—

钨极3

—

电弧4

—

焊缝5

—

焊件6

—

熔池7

—

填充焊丝8

—

氩气(

一

)

TIG

焊的基本原理6Filler

wireArcSolidified

weld

metalBasemetalMolten

metal■

焊接过程动画Tungsten

electrodeShielding

gas—Travel(二)

TIG焊的分类及特点按操作方式按电流种类手工TIG

焊

自动TIG

焊直流TIG焊

交流TIG

焊

脉冲TIG

焊■

需要特殊的引弧措施。■

对工件清理要求高■

生产率低■

生产成本高■

紫外线强烈、臭氧浓度高■

抗风能力差2.TIG

焊的特点■

保护效果好■

焊接过程稳定■

适宜于各种位置施焊■

容易实现自动化(

三

)

TIG

焊的应用■材料：多用于有色金属及其合金■

厚度：多用于薄件(从生产效率考虑

，以3mm

以下为宜)■位置：多用于打底(单面焊双面成形),薄件及

管-管、管-板、也用于填充和盖面(四)

TIG

焊的电流种类直流TIG焊交流TIG焊脉冲TIG焊其他TIG焊极

性优

点缺

点应

用正接(DCEN)电极载流

能力强

、

焊缝成形

好、钨极

烧损少、

引弧容易没有阴极破碎作用用于大多数的焊接场合(除Al、Mg外)反接(DCEP)慈费有阴极破碎作用电极载流

能力弱

、

熔深小、

钨极烧损

严重、引

弧困难实

际

很

少

采用1.

直流TIG焊■直流TIG

焊可分为正极性和负极性两种。正接与反接焊接效果图■反接时如左图，工件为阴极，正离子向工件运动。大量电子从工件向钨极运动，把大量能量交给钨极，导致其温度升高而烧损。要避免烧

损，只有减小电流!■

正接时如右图，这时电子向工件运动，虽数量多，但体积、质量太小，

不能击碎氧化膜，没有清理作用。但此时大量电子从钨极上发射，带

走大量能量(对钨极产生冷却作用),所以钨极烧损少、电流承载能

力大。钨极电流承载能力及阴极雾化作用的机理2.

交流TIG焊交流是周期性变化的，在交流正极性半周，因钨极的承载能力强，电弧稳定，集中，使焊缝有足够的深度，而在反极性半周，

则可以利用“阴极破碎”,彻底清除熔池及附近的氧化膜。所

以它兼有直流正、反极性的优点。钨极的电流承载能力介于DCEN

与DCEP

之间。此外，交流TIG焊设备简单，成本低，维修方便。(1)正弦波交流

(2)变脉宽方波交流

(3)变极性方波交流正弦波交流：

设备简单，但电弧稳定性差(要有特别稳弧措施)、

有直流分量

(要有特别措施消除)。变脉宽方波交流：

设备复杂，但电流参数灵活、电弧稳定、钨极烧

损少，比正弦波交流有优势。变极性方波交流：

特点与变脉宽方波交流相同，但更好(因负半周

电流大小对阴极清理作用影响更大)交流的电流形式交流TIG

焊存在的问题■

直流分量：成因、消除的措施■

引弧、稳弧：过零复燃；提高空载电压、采用高

频振荡器、用脉冲稳弧器施加高压脉冲脉冲钨极氩弧焊的特点1、

脉冲式加热，高温停留时间短、金属冷凝快，易于焊接热敏感材料；2、

热输入小、电弧能量集中、

HAZ

小，利于薄板焊接；3、

可精确控制热输入及熔池尺寸，适于单面焊双面成形和全位置焊；4、

高频电弧震荡利于细化晶粒、消除气孔，提高接头性能；3.脉冲TIG焊脉冲TIG

焊使用脉冲电流(通常多用方波)。t直流脉冲电流波形5、

适合高速焊、提高生产率。焊接过程动画交流脉冲电流波形(五)钨极惰性气体保护焊的设备TIG焊的设备一般由焊接电源、引弧及稳弧装备、焊枪、供气系统、水冷系统和焊接控制系统等部分

组成。气瓶焊接电源负极电缆正极电缆PanasonicTSP

300外接

遥控盒焊矩开关配电箱冷却水流量计焊矩气管O面工件OOOoo⊙1.焊接电源焊接电源有直流、交流、或直流交流两用三种电源形式。电源均采用陡降或垂直下降外特性。陡降外特性的电源与普通电弧焊的并无多大差别，原则上可以通用。2.引弧及稳弧装置■:

接触引弧：钨极与引弧板或焊件接触引燃电弧。■

高频引弧：利用高频振荡器产生的高频高压击

穿钨极与焊件之间的气体间隙而引燃电弧。■

高压脉冲引弧：在钨极与焊件之间加一个高压

脉冲，使两极之间气体介质电离而引燃电弧。3.焊枪及电极■

能可靠夹持电极■

具有良好的导电性■

能及时输送保护气体■

具有良好的冷却性能■

可达性好，适用范围广■

结构简单，重量轻，使用可靠，维修方便>水冷焊枪QS

(大电流焊接用I>

100A)

如：QS-75/400>气冷焊枪QQ

(小电流焊接用l≤

100A)如：QQ-85/100C3

INCH

ELECTRODEELECTRODE

COLLET*0*RINGTOACH

BODYCUP

GASKETCOLLETBODYCUPMEDIUM

TORCH

CAP(2)CAP"O*RINGHW-26withvalveHW-2OAHW-241—电极2—陶瓷喷嘴3—导气套筒4—电极夹头5—枪体(有冷却水腔)6—电极帽7—导气管8—导水管9—控制开关

10—焊枪手柄(a)不带挡气板的轴向进气方式(b)带挡气板的轴向进气方式(c)

径向进气方式焊枪进气部分的结构形式喷嘴有陶瓷、纯铜、石英喷嘴。陶瓷喷嘴焊接电流

不能超过350A,

纯铜喷嘴使用电流可达500A

。常

用的以陶瓷喷嘴比较多见。喷嘴孔径/mm钨极直径/mm6.40.581.09.51.6或2.411.13.2喷嘴孔径与钨极尺寸之间的相

应数值关系大致为：(b)

圆柱形(a)收敛形(c)扩散形■纯钨----应用最早，适用交流焊接，综合性能欠佳■钍钨----传统电极，综合性能较好，国外多用，有放

射性。■铈钨----在低电流下有优良的起弧性能，维弧电流较

小，常用于管道、不锈钢制品和细小精致部件的焊

接。放射性剂量极低，在直流小电流时，是钍钨电

极的首选替代品。■

镧钨----焊接性能优良，耐用电流高而烧损率低；导

电性能接近于2%钍钨(无论交直流，对习惯了钍钨

的焊工，无需改变任何焊接操作程序就能方便地使

用这种钨极，以免受放射性危害)。■

锆钨----在交流条件下，焊接性能良好，尤其

在高负载电流时，电极端部能保持圆球状而减少渗钨现象，并有良好的抗腐蚀性。(抗氧化性强，可用于空气等离子弧切割)钇钨----焊接时弧束细长，压缩程度大，在中、

大电流时其熔深最大。目前主要用于军事工业

和航空航天工业。■

复合电极----在钨基中添加两种(以上)稀土

氧化物，全面提高电极的综合性能。

(目前未见定型产品，已列入国家新产品开发计划，应密切关注)。■为适应不同场合的焊接要求，钨极端部要磨成不同的形状，

常见的有：■尖锥状适用于直流(正接),交流亦可。■锐角(通常为30°左右)尖锥状----适用于小直径钨极、

小电流焊接的场合■钝角尖锥状(通常>90°)----适用于大直径钨极、大电

流焊接的场合■

尖锥状的电极为防止尖端烧损，可把尖端磨成一个小平台。■

(半)球状适用于交流焊接。钨极的端部形状Arc

Shape

and

Fusion

Zone

Profile

as

a

Function

of

Electrode

IncludedAngle120°180°90°60°15°30⁶打磨钨极应注意使端部形状均匀一致、磨痕方向正确。ProperGrindingTechniqueWrong:

Crosswisegrinding

restricts

welding

current,causes

arc

ignition

problems,and

arc

wanderRight:Longitudinalgrindingimprovesweldingcurrentflow码

%

nPointforarcweklingofaluminum.Balltip

lorweklingbyarcingon

cleanRightlengthwisegrind

marks

don't

resticl

current.Diamond

around

miror

finish

is

best.Wrong-crosswisegrindmarks

restrctweldingcurrent,cause

arewander,riskinclusions.HOWTOPREPARETUNGSTENELECTHODESIHDPointforDCENweklingofaluminum.ac

welding

all

diametersaluminum,磨削钨极应采用密封式或抽风式砂轮机(有专用

的钨极磨尖机),焊工应带口罩，磨削完毕，应用肥皂洗净手脸，最好下班后淋浴。钍钨极和铈

钨极应放在铝盒内保存。打磨钨极的安全措施焊接用的氩气常以气态形式装于气瓶中。气瓶的最高工作

压力为15MPa,瓶身涂色为灰色并注有绿色“氩”字样。2、

氦气----应符合GB4844.2-1995《

纯氦》的要求，纯度≥99.99%

(V/V)

(合格品)以上均为惰性气体(惰性在此的意义：既不与金属发生反

应，也不溶解于液态金属中)TIG

焊既可以用纯氩气，也可以用氦气(电弧热量大)但

价格昂贵，同时也可以用混合气体包括惰性混合气(如

Ar-He

混合气)和活性混合气(如Ar-CO2

等

)

。1、

氩气----应符合GB/T4842-1995《

度≥99.99%

(V/V)纯氩》的要求，纯气体■TIG

焊的焊材主要为实芯焊丝。■钢类焊丝

①实芯焊丝②药芯焊丝，

TIG

焊有时也可以用药芯焊丝(有专用的TIG

焊打底用药芯焊丝),打底时可以免去反面充氩保护。■

有色金属焊丝■手工TIG

焊时，可以用以上的焊丝截成段，也有商品焊棒。焊材4.供气及供水系统■

供气系统■

气瓶(灰色)

-

减压/流

量计-电磁气阀→焊枪■

水冷系统(用于焊接电流

>150A

时)■

开放式(国产机多见，浪

费水)■

循环式(进口机多见，节

约水)LT-25氩气减压流量计5.控制系统控制系统由引弧器、稳弧器、行车(或转动)速度控制器、

程序控制器、电磁气阀和水压开关等构成。①

控制电源的通断。②

焊前提前供气1.5～4s,

焊后滞后停气5～15s。

③

自动控制引弧器、稳弧器的起动和停止。④

焊接结束前电流能自动衰减，以消除火口和防止弧坑开裂，

这点对于环缝焊接及热裂纹敏感材料尤为重要。U6.典型焊机焊接主电路一般由脉冲旁路(防止高压脉冲窜入变压器中对焊机造成危害)、消除直流分量电路、延时

电路(控制保护气体提前供气和滞后停气的时间)、

脉冲引弧和脉冲稳弧电路组成。钨极氩弧焊机的常见故障及排除方法(一)焊前准备1.

接头及坡口形式三、

任务实施(d)T

形接头(a)

对接接头(e)

端接接头(c)

角接接头(b)

搭接接头2.

焊前清理对油污、水分、氧化皮等比较敏感。这样，焊前必须对焊丝、焊件坡口及坡口两侧至少20mm

范围内

的油污、水分等进行彻底清理。(1)清除油污(2)去除氧化膜(二)气体保护效果1.

影响气体保护效果的主要因素(1)气体种类(2)气体流量和喷嘴直径(3)喷嘴端面到焊件表面的距离(4)焊接速度(5)焊接接头形式最好良好较好不良最坏不锈钢银白金黄蓝红灰灰色黑色钛合金亮银白

色橙黄色蓝紫青灰白色粉末2.

气体保护效果的评定(a)不通保护气

(b)

通保护气(a)

外角接

(b)

端

接3.

加强气体保护效果的措施(三)工艺参数的选择TIG焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压(电弧长

度)、焊接速度、钨极直径及端部形状、填丝速度

与焊丝直径、保护气流量及喷嘴孔径等。(a)不填加焊丝

(b

)

加填充焊丝①

根据焊件的材料性质、板厚和结构特点确定焊接电流和焊接速度。②

根据焊接电流的大小选择合适的钨极直径。③

根据喷嘴口径(D)

与钨极直径(d)

之间的关系(

D=2d+(2～5)mm

)确定

喷嘴尺寸。④

根据喷嘴与气体流量之间的配合关系，即保护效果来确定气体流量的大小。1.

焊接电流焊接电流是决定焊缝熔深的最主要工艺参数。

一般地，随焊接电流的增大，熔透深度(s)、

焊漏高度

(e)、凹陷深度(al)及焊缝熔宽(c)都相应增

大，而焊缝余高

(h)相应减小。电流太大，易造成

焊缝咬边、焊漏等缺陷；反之，焊接电流太小，易造成未焊透。在选择焊接电流时应考虑母材、厚度、

接头形式和焊接位置等因素。2.

电弧电压电弧电压是随着弧长的变化而变化的。电弧拉长，

则电弧电压增大，焊缝的熔宽

(f)和加热面积都略

有增大。但电弧长度增大到一定值以后，会因电弧热量的分散而造成熔宽和熔化面积减小。同时，考虑到电弧长度过长，气体保护效果会变差的因素，一般在不短接的情况下，尽量采用较短电弧进行焊接。不加填充焊丝焊接时，弧长一般控制在I～3mm;

加填充焊丝焊接时，弧长约3～6mm。3.

焊接速度在其他焊接参数不变的情况下，焊接速度的大小决定了单位长度焊缝热输入量的大小(焊接线能量)。

焊接速度选择越大，线能量越小，焊接凹陷深度(d1)、熔透深度、熔宽(f)

都相应地越小，焊缝

可能还会出现未焊透、气孔、夹渣和裂纹等；同时

气体保护效果可能会变差。反之，焊接速度越小，上述成形参数都增大，焊缝易出现咬边和焊穿的缺陷。4.

钨极直径和端部形状钨极直径的选择取决于焊件的厚度、焊接电流大小、电源种类和极性。表3-22所示为不同钨极直径

所允许的电流使用范围。通常焊件厚度越大，焊接

电流越高，所采用的钨极直径越大。对相同直径的

钨极，采用不同的电源种类或极性时，所允许的电

流范围也不同。其中直流正极性时电流值最大，交

流次之，直流反极性最小。焊接时，钨极直径一定

要选择适当，否则会影响焊缝质量。5.

填丝速度与焊丝直径焊丝的填丝速度受焊丝直径、焊接电流、焊接速

度和接头间隙等因素的影响。通常焊接电流、焊接速

度和接头间隙大时，填丝速度要快；焊丝越粗，填丝

速度要越慢。如果填丝速度选择不合理，就可能造成

焊缝出现未焊透、烧穿、凹陷、堆高过大以及成形不

光滑等缺陷。焊丝直径的选择与母材的板厚、间隙有关。当板

厚、间隙大时，焊丝可选粗一点的；反之，则选细一

些的。假如选择不当，就有可能造成焊缝成形不好等

缺陷。6.

保护气体流量和喷嘴孔径保护气体量和喷嘴之间的选择主要考虑气体保护

效果的好坏，同时也要考虑焊接电流和电弧长度

的影响。知识与能力拓展(一)脉冲熔化极气体保护焊脉冲熔化极气体保护焊是利用可控的脉冲电流所产生的脉冲电弧，来熔化焊丝金属并控制熔滴过渡

的气体保护电弧焊方法。T—脉冲周期tp—脉冲电流持续时间

ts—维弧时间lp—脉冲电流

ls—

基值电流Ot(二)熔化极活性混合气体保护焊熔化极活性气体保护电弧(Metal

Active

Gas,MAG)

焊是采用在惰性气体中加入一定量的活性气

体，如O2作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧

焊方法1.MAG焊的特点及应用①

提高熔滴过渡的稳定性。②

稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性。③

改善焊缝熔深形状及外观成形。④

增大电弧的热功率。