鎢極惰性氣體保護焊

1、第六章鎢極惰性氣體保護焊一、教學目的：掌握 TIG 焊的原理、特點及應(yīng)用掌握直流TIG 焊、交流TIG 焊的特點及應(yīng)用了解 TIG 焊的組成及設(shè)備理解 TIG 焊焊接工藝參數(shù)的選擇掌握 TIG 焊的操作技術(shù)了解其他的TIG 方法二、教學重點：TIG 焊的原理、特點及應(yīng)用直流 TIG 焊、交流TIG 焊的特點及應(yīng)用TIG 焊的操作技術(shù)三、教學難點：直流 TIG 焊、交流TIG 焊時的優(yōu)缺點及應(yīng)用TIG 焊焊接工藝參數(shù)的選擇四、參考學時數(shù)：12 學時，其中實訓6 課時五、主要教學內(nèi)容：第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用一、 TIG 焊的原理TIG 焊是在惰性氣體的保護下，利用鎢極與焊件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母

2、材和填充焊絲，形成焊縫的焊接方法。TIG 焊一般采用氬氣作保護氣體，稱為鎢極氬弧焊。二、 TIG 焊的特點TIG 焊與其他焊接方法相比有如下特點：（ 1）可焊金屬多幾乎可以焊接所有的金屬。（ 2）適應(yīng)能力強鎢極電弧穩(wěn)定，飛濺小，熱輸入容易調(diào)節(jié)，可進行各種位置的焊接。（ 3）焊接生產(chǎn)率低鎢極承載電流能力較差，為了避免發(fā)生夾鎢現(xiàn)象，一般TIG 焊使用的電流比較小。（ 4）生產(chǎn)成本較高惰性氣體價格比較昂貴，因此生產(chǎn)成本高。三、 TIG 焊的應(yīng)用TIG 焊幾乎可以焊接所有的金屬，特別適合焊接化學性質(zhì)活潑的金屬及其合金。表 6-1TIG焊的應(yīng)用范圍被焊材料厚度 /mm保護氣體純度電流種類操作方式要求（

3、%）鈦及鈦合金0.5以上99.98直流正接手工2 以上自動鎂及鎂合金0.51.599.9交流或直流反接手工0.5以上自動鋁及鋁合金0.5299.9交流或直流反接手工0.5以上自動銅及銅合金0.5以上99.7直流正接或交流手工3 以上自動不銹鋼、耐熱鋼0.1以上99.7直流正接或交流手工0.5以上自動第二節(jié) TIG 焊的電流種類和極性一、直流TIG 焊1、直流正極性法直流正極性法焊接時，焊件接電源正極，鎢極接電源負極。直流正極性有如下特點：1）熔池深而窄，焊接生產(chǎn)率高，焊件的收縮應(yīng)力和變形都小。2）鎢極許用電流大，壽命長。3）電弧引燃容易，燃燒穩(wěn)定。直流正極性可以焊接除鋁、鎂及其合金以外的其他金

4、屬。2、直流反極性法直流反極性時焊件接電源負極，鎢極接正極。直流反極性TIG 焊具有很好的陰極破碎作用，對鋁、鎂等易氧化形成致密氧化膜的金屬來說， 使焊縫表面光亮美觀，成形良好。單鎢極處在陰極時容易造成陰極過熱，鎢極損耗嚴重，而且容易給焊縫帶來夾鎢，焊件上得到的能量較少，因此焊縫熔深淺。所以這種方法一般適合焊接鋁、鎂及其合金的薄件焊接。、表 6-2不同電流類型及極性接法的特點及應(yīng)用范圍種類直流交流正極性反極性脈沖（正極性）正弦波方波清除氧化膜作用無強無有有電弧熱工件端70%30%70%50%取決于極性寬的分布電極端30%70%30%50%度比/%引弧方式非接觸式非接觸式非接觸式非接觸式非接觸式

5、或接觸式或接觸式穩(wěn)弧裝置不需要不需要不需要需要不需要消除直流分量裝置不需要不需要不需要需要不需要鎢極載流能力大小大中等中等熔深深而窄淺而寬深而窄中等中等適用范圍用于除鋁、僅用于焊接厚用于除鋁、鎂及常用于焊接鋁、鎂及其合金；也鎂及其合度小于 3 mm的其合金以外的可焊接其它金屬及合金，但效果金以外的鋁、鎂及其合金所有金屬及合不如直流正接所有金屬金的焊接及合金的焊接二、交流TIG 焊用交流電作焊接電源時，電流極性每半個周期交換一次，因此它兼?zhèn)渲绷髡龢O性法和直流反極性法兩者的優(yōu)點。缺點是交流電弧過零點后復燃困難和會在焊接回路中產(chǎn)生直流分量。1、過零點復燃及穩(wěn)弧措施（ 1）提高焊接電源的空載電壓穩(wěn)?。?/p>

6、 2）采用高頻振蕩器穩(wěn)?。?3）采用高壓脈沖穩(wěn)弧2、焊接回路中的直流分量及消除在 TIG 焊中，常用以下方法限制或消除直流分量：（ 1）在焊接回路中串聯(lián)直流電源（蓄電池）（ 2）在焊接回路中接入電阻和二極管（ 3）在焊接回路中串聯(lián)電容第三節(jié)TIG焊設(shè)備一、分類及組成TIG 焊設(shè)備按照操作方式可分為手工TIG 焊和自動TIG 焊設(shè)備。以手工 TIG 焊為例，其組成部分有：（一）焊接電源可以采用直流、交流或矩形波弧焊電源。電源外特性為陡降外特性或垂直下降外特性。（二）焊槍及電極1、焊槍TIG 焊焊槍只要作用是夾持電極、導電及輸送保護氣體。常有焊槍有氣冷（QQ表示）、水冷（ QS）兩種形式。TIG

7、焊焊槍應(yīng)滿足下列要求：1）能可靠地夾池電極，并具有良好的導電性能。2）從噴嘴噴出的保護氣具有良好的流態(tài)，保護效果可靠。3）具有良好的冷卻性能。4）可達性好，便于操作。5）結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、耐用且維修方便。2、電極電極材料對電弧的穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量有很大影響。TIG 焊要求電極應(yīng)滿足下列三個條件：（ 1）耐高溫，焊接過程中不易損耗（ 2）電子發(fā)射能力強，利于引弧及穩(wěn)?。?3）電流容量大表 6-3 常用鎢極材料的電子發(fā)射性能電極材料WTh-WZr-WCe(La 、Y)-W逸出功 /eV4.52.73.12.7電極溫度 /K15002.310-73 10-30.4 10-36 10-3飽和熱20001

8、.210-31.20.32.4發(fā)射電流密25000.385116.5102度/A cm-2300016.36702801340350027444501970890036004535740290011480（三）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由引弧器、穩(wěn)弧器、行車速度控制器、程序控制器、電磁氣閥和水壓開關(guān)等組成。1、對控制系統(tǒng)的要求1）提前送氣和滯后停氣，以保護鎢極和引弧、熄弧處的焊縫；2）自動控制引弧器、穩(wěn)弧器的起動和停止；3）手工或自動接通和切斷焊接電源；4）焊接電流能自動衰減。2、引弧器和穩(wěn)弧器（ 1）高頻振蕩引弧器（ 2）高壓脈沖引弧器（ 3）高壓脈沖穩(wěn)弧器（四）供氣供水系統(tǒng)供氣系統(tǒng)包括氬氣瓶、減壓器

9、、流量計及電磁氣閥等。供水系統(tǒng)主要用來冷卻焊接電纜、焊槍和鎢棒。第四節(jié)TIG焊工藝一、焊前清理1、清除油污、灰塵常用汽油、丙酮等有機溶劑清洗焊件和焊絲表面。表 6-4鋁及鋁合金除油配方及工藝條件除油沖洗時間 /min30干燥除油液配方 /g L-1除油液溫度 / C除油時間 /min室溫CNa3PO4 4050Na2CO3 4050605822干布擦干Na2CO3 2030水余量2、清除氧化膜可以用機械清理和化學清理兩種。機械清理主要用于焊件，方法有機械加工、吹砂、磨削、拋光等?；瘜W清理可以利用酸、堿等試劑來對鋁、鎂、鈦等易產(chǎn)生氧化膜的金屬表面進行清理。表 6-5鋁及鋁合金氧化膜的化學清理配方

10、及工藝條件材料堿液沖洗中和光化沖洗干燥溶液溫度時間溶液溫度/ C時間 /min/ C/min純鋁NaOH4020清水3室溫1 3清水100 1HNO6 10%5010 C烘干，鋁合金同上同7同上同上同上同上同上再置于低上溫干燥箱中二、焊接工藝參數(shù)的影響及選擇1、焊接工藝參數(shù)對焊縫成形和焊接過程的影響（ 1）焊接電流電弧能量和焊接電流成正比關(guān)系，焊接電流越大，可焊接的材料厚度越大。（ 2）電弧電壓（或電弧長度）電弧電壓和焊縫成形關(guān)系密切，對熔寬、熔深、電弧力的影響較大。但電壓過大，弧長過長，會導致電弧力下降，氣體保護效果變差等，所以，一般在保證不短接的情況下，應(yīng)盡量采用較短的電弧進行焊接。（ 3

11、）焊接速度焊接速度與焊接的熱輸入有關(guān)，成反比關(guān)系。當焊接速度過快，焊縫易產(chǎn)生未焊透、氣孔、夾渣和裂紋等。當焊接速度過慢，焊縫易產(chǎn)生焊穿和咬邊等現(xiàn)象。一般 TIG 焊時，采用較低的焊接速度比較有利。（ 4）填絲速度與焊絲直徑焊絲的填絲速度與焊絲的直徑、焊接電流、焊接速度、接頭間隙等因素都有關(guān)。一般電流大是送絲速度快，直徑大時送死速度慢。焊絲直徑的選擇和母材板厚及接頭間隙、坡口形式有直接關(guān)系。（ 5）保護氣體流量和噴嘴直徑保護氣流量和噴嘴孔徑的選擇是影響氣保護效果的重要因素。為了獲得良好的保護效果，必須使保護氣體流量與噴嘴直徑匹配。（ 6）電極直徑和端部形狀鎢極電極直徑的選擇取決于焊件厚度、焊接電

12、流大小、電流種類和極性。鎢極直徑和端部的形狀影響電弧的穩(wěn)定性和焊縫成形， 因此應(yīng)根據(jù)焊接電流的大小來確定鎢極的形狀。2、焊接參數(shù)的選擇三、 TIG 焊操作技術(shù)手工 TIG 焊基本操作技術(shù)有1、引弧引弧前提前510 秒送氣。引弧方法有：高頻振蕩引?。}沖引?。┖徒獬?，最好采用非解除引弧來保護鎢極，避免夾鎢。采用非解除引弧，應(yīng)先保持鎢極端頭和焊件之間有較短距離，然后接通引弧器電路，在高頻電流或高壓脈沖電流的作用下引燃電弧。2、焊接焊接時，盡量縮短噴嘴到焊件的距離，弧長控制在4 7mm。焊接時，為了加強氣保護效果，提高焊縫質(zhì)量采取如下措施：（ 1）加檔板（ 2）擴大正面保護區(qū)（ 3）反面保護3、

13、收弧焊縫在收弧處要求部存在明顯的下凹以及產(chǎn)生氣孔與裂紋等缺陷。因此可以采用多加填充焊絲或用電流衰減方法來防止裂紋的產(chǎn)生，也可以加裝引出板來處理。熄弧時，不要立即抬起焊槍，應(yīng)使焊槍在焊縫上停留35s，再抬起焊槍，停止供氣，防止鎢極和焊縫受到氧化。第五節(jié) TIG 焊的其他方法一、脈沖TIG 焊脈沖 TIG 焊與一般的TIG 焊的區(qū)別在于采用可控的脈沖電流來加熱焊件，電流來維持電弧穩(wěn)定燃燒。脈沖 TIG 焊有交流、直流之分。脈沖 TIG 焊都具有以下的基本特點：（ 1）電弧壓力大、挺度好，可明顯地改善電弧的穩(wěn)定性（ 2）可控制對母材的熱輸入及控制焊縫成形（ 3）脈沖電流對熔池的攪拌作用可改善焊縫組織及外觀成形（ 4）裂紋傾向?。?5）電弧熱輸入低二、熱絲TIG 焊1、焊接原理以較小的基值在普通TIG 焊的基礎(chǔ)上，附加一根焊絲插入熔池，并在焊絲進入熔池之前約10cm處開始，由加熱電源通過導電塊對其通電，依靠電阻熱將焊絲加熱至預(yù)定溫度，以與鎢極成40° 60°角從電弧的后方送入熔池，完成整個過程。2、特點（ 1）優(yōu)點熔敷速度可比普通TIG 焊提高 2 倍，提高了生產(chǎn)率。（ 2）缺點焊絲直徑小，電阻小，需要電流大，使磁偏吹較大。3、應(yīng)用常用于焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳和鈦等金屬。三、 TIG 點焊1、 TIG 點焊的特