第六章鎢極氬弧焊(土木)

1、第五章鎢極氬弧焊第五章鎢極氬弧焊n鎢極氬弧焊是氣保焊的一種，用純鎢或活化鎢鎢極氬弧焊是氣保焊的一種，用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰鎢）作為電極，而且用氬氣作為保（釷鎢、鈰鎢）作為電極，而且用氬氣作為保護(hù)氣體的一種氣保焊；英文簡(jiǎn)稱為護(hù)氣體的一種氣保焊；英文簡(jiǎn)稱為TIG；第一節(jié)第一節(jié)TIG焊的特點(diǎn)及應(yīng)用焊的特點(diǎn)及應(yīng)用1、概述：、概述：如圖如圖5-1所示所示：1.1熱源：電?。粺嵩矗弘娀?；1.2電極：純鎢、活化鎢的合金棒；（在焊接過(guò)電極：純鎢、活化鎢的合金棒；（在焊接過(guò)程中只充當(dāng)電極，而不能熔化當(dāng)填充金屬，所程中只充當(dāng)電極，而不能熔化當(dāng)填充金屬，所以，以，TIG焊屬于非熔化極電弧焊；此種焊法的焊屬于非熔化

2、極電弧焊；此種焊法的優(yōu)點(diǎn)：易維持恒定的電弧長(zhǎng)度，使焊接過(guò)程穩(wěn)優(yōu)點(diǎn)：易維持恒定的電弧長(zhǎng)度，使焊接過(guò)程穩(wěn)定定）1.3填充金屬：外加；填充金屬：外加；1.4保護(hù)氣體：氬氣或富氬氣體；保護(hù)氣體：氬氣或富氬氣體；1.5設(shè)備：電源：可交流電源也可直流電源；設(shè)備：電源：可交流電源也可直流電源；外特性：陡降；外特性：陡降；可手工焊也可自動(dòng)焊；可手工焊也可自動(dòng)焊；1.6工藝效果：保護(hù)性能好、焊縫質(zhì)量高、成形工藝效果：保護(hù)性能好、焊縫質(zhì)量高、成形美觀、但成本高；美觀、但成本高；1.7應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：n可焊鋼的種類：高合金、不銹鋼類，有色金屬可焊鋼的種類：高合金、不銹鋼類，有色金屬及其合金。及其合金。n可焊厚度

3、：一般適用于厚度不大于可焊厚度：一般適用于厚度不大于6mm的工的工件；件；n載流能力：電極在不至于過(guò)熱熔化的情況下所載流能力：電極在不至于過(guò)熱熔化的情況下所能承受的最大電流值；能承受的最大電流值；n當(dāng)電流超過(guò)載流能力時(shí)，會(huì)造成：當(dāng)電流超過(guò)載流能力時(shí)，會(huì)造成：焊縫夾鎢、焊縫夾鎢、鎢極燒損大；鎢極燒損大；n當(dāng)電極直徑當(dāng)電極直徑載流能力載流能力；（；（TIG焊鎢極直徑焊鎢極直徑 4mm,所以所以TIG的電流有一定的限制）的電流有一定的限制）;1.8坡口形式：坡口形式：3mm，可不開(kāi)坡口，不加填充焊絲；可不開(kāi)坡口，不加填充焊絲；3mm，可考慮開(kāi)坡口加填充焊絲；可考慮開(kāi)坡口加填充焊絲；第二節(jié)氬氣的保護(hù)效

4、果第二節(jié)氬氣的保護(hù)效果1、氬氣：、氬氣：1.1物理特性：無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，一般物理特性：無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，一般要求的純度：要求的純度：99.999.999%;國(guó)內(nèi)的純氬一般國(guó)內(nèi)的純氬一般為為99.99%;比重為空氣的比重為空氣的1.25倍（為此保護(hù)效倍（為此保護(hù)效果好）；果好）；1.2氬氣是一種惰性氣體，所以對(duì)焊接區(qū)是一種氬氣是一種惰性氣體，所以對(duì)焊接區(qū)是一種良好的保護(hù)；良好的保護(hù)；1.3氬氣的導(dǎo)熱系數(shù)小，又是單原子氣體，故電氬氣的導(dǎo)熱系數(shù)小，又是單原子氣體，故電弧的熱損失小，電弧一旦引燃，就很穩(wěn)定，它弧的熱損失小，電弧一旦引燃，就很穩(wěn)定，它的維弧電壓僅為的維弧電壓僅為815V;1

5、.4氬氣的電離電壓較大，所以引弧較困難，一氬氣的電離電壓較大，所以引弧較困難，一般需要特別的措施；般需要特別的措施；1.5氬氣沒(méi)有脫氧去氫的能力，所以，焊前要求氬氣沒(méi)有脫氧去氫的能力，所以，焊前要求對(duì)工件、焊絲進(jìn)行嚴(yán)格的清理；對(duì)工件、焊絲進(jìn)行嚴(yán)格的清理；總之：總之：氬弧焊的保護(hù)性能好，電弧穩(wěn)定，熱的有氬弧焊的保護(hù)性能好，電弧穩(wěn)定，熱的有效利用率高，熱量集中，熱影響區(qū)小，焊薄板效利用率高，熱量集中，熱影響區(qū)小，焊薄板時(shí)變形?。粫r(shí)變形??；第三節(jié)鎢極材料及鎢極形狀尺寸第三節(jié)鎢極材料及鎢極形狀尺寸1、鎢極材料：、鎢極材料：n影響：電弧的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量、鎢極的損耗；影響：電弧的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量、鎢極的

6、損耗；n要求：要求：耐高溫、不熔化、很少蒸發(fā)；耐高溫、不熔化、很少蒸發(fā)；載流能力強(qiáng)；載流能力強(qiáng)；引弧和穩(wěn)弧性能好；引弧和穩(wěn)弧性能好；n常用的鎢極：純鎢、釷鎢、鈰鎢；常用的鎢極：純鎢、釷鎢、鈰鎢；1.1純鎢：純鎢：n熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：3380；沸點(diǎn)：；沸點(diǎn)：5900 ；n逸出電壓：逸出電壓：4.54V，具有較強(qiáng)的熱發(fā)射能力；具有較強(qiáng)的熱發(fā)射能力；1.2釷鎢：釷鎢：nW12ThO2，逸出電壓：逸出電壓：2.7V，電子發(fā)電子發(fā)射能力較強(qiáng)，載流能力較強(qiáng)，使用壽命增加，射能力較強(qiáng)，載流能力較強(qiáng)，使用壽命增加，易于引弧和穩(wěn)??；易于引弧和穩(wěn)弧；n具有放射性，對(duì)人的身體有損害；具有放射性，對(duì)人的身體有損害；1.3鈰

7、鎢：鈰鎢：nW2CeOn載流能力高；電極的燒損小，使用壽命長(zhǎng)；引載流能力高；電極的燒損小，使用壽命長(zhǎng)；引弧和穩(wěn)弧性好；弧束較細(xì)，熱量集中；弧和穩(wěn)弧性好；弧束較細(xì)，熱量集中；n放射性微乎其微。放射性微乎其微。2、鎢極的直徑和形狀對(duì)焊接電弧的影響：、鎢極的直徑和形狀對(duì)焊接電弧的影響：n直徑的選擇原則：直徑的選擇原則：書書P148表表5-2；取決于電流的種類和大小。取決于電流的種類和大小。n形狀：端部必須磨光；形狀：端部必須磨光；n具體形狀：具體形狀：尖錐形：尖錐形：如圖如圖5-4a)所示所示適用于直流正接、小電流適用于直流正接、小電流，焊薄板；焊薄板；優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：有利于引弧、穩(wěn)弧；：有利于引弧、穩(wěn)弧

8、；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：當(dāng)電流較大時(shí)，增加燒損；電弧漂移不定；：當(dāng)電流較大時(shí)，增加燒損；電弧漂移不定；平頂錐形：平頂錐形：如圖如圖5-4b)所示所示適用于大電流、直流正接；適用于大電流、直流正接；特點(diǎn)：易于引弧，電弧集中，鎢極的燒損??；特點(diǎn)：易于引弧，電弧集中，鎢極的燒損?。磺蛐危呵蛐危哼m用于交流、直流反接；適用于交流、直流反接；第四節(jié)電流的種類和極性第四節(jié)電流的種類和極性1、電流的種類和極性的選擇：、電流的種類和極性的選擇：nTIG焊的電源既可采用交流，也可采用直流焊的電源既可采用交流，也可采用直流（直流正接、直流反接）；（直流正接、直流反接）；n選擇原則：首先根據(jù)工件的材質(zhì)，其次考慮選擇原則：首先根據(jù)

9、工件的材質(zhì)，其次考慮工件的厚度，工件的厚度，如書如書P150表表5-4所示所示：可得出以下結(jié)論：可得出以下結(jié)論：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屬或合金其它金屬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：工件工件陰極、鎢極陰極、鎢極陽(yáng)極；陽(yáng)極；故用于加熱鎢極的熱量：故用于加熱鎢極的熱量：PA=I(UA+UT+Uw)；實(shí)踐證明：實(shí)踐證明：PA2PK;結(jié)論：結(jié)論：鎢極的載流能力小，電極的壽命短，鎢極的載流能力小，電極的壽命短，易夾鎢；易夾鎢；工件為陰極，電弧不穩(wěn)定，熔深小

10、；工件為陰極，電弧不穩(wěn)定，熔深?。痪哂芯哂小瓣帢O霧化陰極霧化”作用；作用；優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)n對(duì)對(duì)Al、Mg及其合金，表面存在一層致密難熔及其合金，表面存在一層致密難熔的氧化膜，如果不及時(shí)清除，會(huì)影響焊接質(zhì)量，的氧化膜，如果不及時(shí)清除，會(huì)影響焊接質(zhì)量，如：在焊縫表面形成皺皮，在焊縫中產(chǎn)生未熔如：在焊縫表面形成皺皮，在焊縫中產(chǎn)生未熔合、氣孔和夾渣等缺陷；合、氣孔和夾渣等缺陷；“陰極霧化陰極霧化”作用：作用：n定義：由于正離子的撞擊去除焊縫及其周圍母定義：由于正離子的撞擊去除焊縫及其周圍母材表面上氧化膜的作用；材表面上氧化膜的作用；n具體情況：具體情況：工件上形成陰極斑點(diǎn)，而陰極斑點(diǎn)工件上形成陰極斑點(diǎn)，

11、而陰極斑點(diǎn)有自動(dòng)尋找氧化膜的傾向，在陰極斑點(diǎn)發(fā)射電有自動(dòng)尋找氧化膜的傾向，在陰極斑點(diǎn)發(fā)射電子的同時(shí)接收弧柱來(lái)的正離子流，此時(shí)，正離子的同時(shí)接收弧柱來(lái)的正離子流，此時(shí)，正離子流正好撞擊陰極斑點(diǎn)，將氧化膜擊碎；子流正好撞擊陰極斑點(diǎn)，將氧化膜擊碎；1.1.2直流正接：直流正接：鎢極鎢極陰極；工件陰極；工件陽(yáng)極；陽(yáng)極；結(jié)論：結(jié)論：鎢極不易過(guò)熱，載流能力大，壽命長(zhǎng)，鎢極不易過(guò)熱，載流能力大，壽命長(zhǎng)，焊縫不易夾鎢；焊縫不易夾鎢；鎢極的熱發(fā)射能力強(qiáng)，電弧穩(wěn)定；鎢極的熱發(fā)射能力強(qiáng)，電弧穩(wěn)定；作用于工件上的熱量多，熔深大，生產(chǎn)作用于工件上的熱量多，熔深大，生產(chǎn)效率高；效率高；沒(méi)用沒(méi)用“陰極霧化陰極霧化”作用，不

12、能焊作用，不能焊Al、Mg及其合金；及其合金；缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2、交流、交流TIG焊：焊：n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：載流能力介于直流正接和直流反接之間，在交載流能力介于直流正接和直流反接之間，在交流的負(fù)半波也有流的負(fù)半波也有“陰極霧化陰極霧化”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，可以保證一定的熔深，提利用交流的正半波，可以保證一定的熔深，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還可以提高鎢極的壽命，改高生產(chǎn)效率，同時(shí)還可以提高鎢極的壽命，改善焊縫的質(zhì)量；善焊縫的質(zhì)量；n總結(jié)：總結(jié)：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；其它金屬的焊接多采用直流正接；其它金屬

13、的焊接多采用直流正接；n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：會(huì)產(chǎn)生直流分量；會(huì)產(chǎn)生直流分量；必須采用穩(wěn)弧措施；必須采用穩(wěn)弧措施；2.1整流作用和直流分量：整流作用和直流分量：如圖如圖5-6所示所示現(xiàn)象現(xiàn)象：在用交流：在用交流TIG焊焊Al、Mg時(shí)，時(shí)，鎢極為鎢極為陰極的半周，電壓低、電流大（正半波）；陰極的半周，電壓低、電流大（正半波）；母材為陰極的半周，電壓高，電流?。ㄘ?fù)母材為陰極的半周，電壓高，電流?。ㄘ?fù)半波）；如圖所示；半波）；如圖所示；這種電流與電壓在兩這種電流與電壓在兩個(gè)半波不均衡的現(xiàn)象叫做個(gè)半波不均衡的現(xiàn)象叫做“整流作用整流作用”；其中，電流的不均勻在正半波形成了其中，電流的不均勻在正半波形成了“直直流分

14、量流分量”IDC；故不均衡的交流電均衡的交流故不均衡的交流電均衡的交流IDC；危害危害：“直流分量直流分量”消弱了消弱了“陰極霧化陰極霧化”作用；作用；增加了變壓器的能量損耗；增加了變壓器的能量損耗；產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：工件與電極之間的熱物理性能的差異：工件與電極之間的熱物理性能的差異過(guò)大而引起的；過(guò)大而引起的；消除方法：消除方法：如圖如圖5-7所示所示：在焊接回路中串接一蓄電池組；在焊接回路中串接一蓄電池組；蓄電池的負(fù)極接焊件；蓄電池的負(fù)極接焊件；在焊接回路接入電阻和二極管；在焊接回路接入電阻和二極管；二極管的正極與焊件相聯(lián)；二極管的正極與焊件相聯(lián)；在焊接回路中串接電容；隔直作用較好，不消在焊

15、接回路中串接電容；隔直作用較好，不消耗能量，應(yīng)用較為普遍，每耗能量，應(yīng)用較為普遍，每A電流所需的隔直電流所需的隔直電容量為電容量為500F左右。左右。2.2引弧與穩(wěn)弧措施：引弧與穩(wěn)弧措施：提高空載電壓：大概為提高空載電壓：大概為200V左右；左右；n交流交流TIG焊的極性從正轉(zhuǎn)負(fù)時(shí)，再引燃電壓要焊的極性從正轉(zhuǎn)負(fù)時(shí)，再引燃電壓要求較高，為求較高，為200300V；n提高空載電壓易于引燃電弧，穩(wěn)弧的效果也較提高空載電壓易于引燃電弧，穩(wěn)弧的效果也較好；好；n但變壓器的容量大，效率低，成本高，安全性但變壓器的容量大，效率低，成本高，安全性差；差；接觸引?。航佑|引弧：n最為簡(jiǎn)單，易于引弧，對(duì)穩(wěn)弧作用不大

16、，需加最為簡(jiǎn)單，易于引弧，對(duì)穩(wěn)弧作用不大，需加引弧板；引弧板；非接觸引?。悍墙佑|引?。篴)高頻引弧；加入約高頻引?。患尤爰s3000V、150260KHZ的的高頻電壓。高頻電壓。n易于引弧，對(duì)于穩(wěn)弧的可靠性差，多用于第一易于引弧，對(duì)于穩(wěn)弧的可靠性差，多用于第一次引弧。次引弧。b)高壓脈沖引弧；高壓脈沖引?。籲在負(fù)半波疊加一高壓來(lái)進(jìn)行引弧。在負(fù)半波疊加一高壓來(lái)進(jìn)行引弧。第五節(jié)第五節(jié)TIG焊規(guī)范參數(shù)焊規(guī)范參數(shù)1、TIG規(guī)范參數(shù)的選擇：規(guī)范參數(shù)的選擇：選擇原則：首先根據(jù)工件的材質(zhì)、板厚確定電源選擇原則：首先根據(jù)工件的材質(zhì)、板厚確定電源的種類、極性，再由工件的厚度確定其它參數(shù)；的種類、極性，再由工件的厚度確定其它參數(shù)；書書P164表表5-8鋁合金手工鋁合金手工TIG焊規(guī)范參數(shù)；焊規(guī)范參數(shù)；如：板厚：如：板厚：3mm；接頭形式：對(duì)接接頭；接頭形式：對(duì)接接頭；間隙尺寸：間隙尺寸：02mm；鎢極直徑：鎢極直徑：2.44mm；焊接電流：焊接電流：100140A；氬氣流量：氬氣流量：710L/minl;噴嘴直徑：噴嘴直徑：712m；焊接層數(shù)：焊接層數(shù)：1層；層；2、TIG的操作技術(shù)：的操作技術(shù)：2.1傾角要合適：傾角要合適：2.2引弧和收?。阂『褪栈。核伎碱}：思考題：1.氬氣的電離電壓較高，但氬弧的穩(wěn)定性卻又氬氣的電離電壓較高，但氬弧的穩(wěn)定性卻又很好，焊接電壓也