焊接方法與設(shè)備-鎢極惰性氣體保護焊教學(xué)講義

焊接方法與設(shè)備

鎢極惰性氣體保護焊2025/2/121廖東波第五章鎢極惰性氣體保護焊定義：使用鎢極或者活化鎢極作為電極的非熔化極惰性氣體保護焊方法（TIG/GTAW）。2025/2/122廖東波第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用

-------------------TIG焊的原理歷史提出于1911年問題：惰性氣體造價太高實際應(yīng)用于1930年用于鎂合金的焊接比強度高鎂合金易氧化目前適用于焊接鋁合金、鎂合金2025/2/123廖東波第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用

-------------------TIG焊的原理對鎢極的基本要求：引弧穩(wěn)弧性能好、耐高溫不易損耗、電流容量大鎢極-純鎢（3653K）or鎢合金鎢熔點：3380℃3653K熔點最高的金屬，耐熱性好2025/2/124廖東波第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用

-------------------TIG焊的原理保護氣體-惰性氣體氬氦氖混合氣體：氬+氦氬+氮氬+氫2025/2/125廖東波第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用

-------------------TIG焊的優(yōu)點電弧穩(wěn)定，熔池可見性好；能實現(xiàn)高品質(zhì)焊接，得到優(yōu)良的焊縫；焊接過程穩(wěn)定，焊縫美觀；大的電流調(diào)節(jié)范圍（5—500A），薄板焊接容易；可焊接的材料多；可靠性高，焊接重要結(jié)構(gòu)。2025/2/127廖東波第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用

-------------------TIG焊的缺點焊前清理要求嚴(yán)格；焊接效率低；（鎢極限制，電弧易擴散，電流小、熔深淺、熔敷速度?。┖附映杀韭愿撸ê笚l電弧焊、SAW、CO2焊）；大電流焊接時鎢極將燒損等。2025/2/128廖東波第一節(jié)TIG焊的特點及應(yīng)用

-------------------TIG焊的應(yīng)用各種金屬，各個領(lǐng)域活潑金屬金屬基復(fù)合材料厚、薄件全位置自動、手工適合6mm以下，6mm以上用于打底2025/2/129廖東波第二節(jié)TIG焊電流種類及極性

2025/2/1210廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性TIG焊時，焊接電弧的正、負(fù)極的導(dǎo)電和產(chǎn)熱機構(gòu)與電極材料的熱物理性能密切相關(guān)，對焊接工藝有顯著影響。分類直流正接反接交流2025/2/1211廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------直流正極性鎢極作為陰極，熔點高，發(fā)射電子能力強，逸出的電子有冷卻陰極的作用焊件為陽極，接受電子動能和逸出功，獲得電弧熱量的70%2025/2/1212廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------直流正極性特點：熔深深而窄，生產(chǎn)效率高，應(yīng)力與變形小鎢極許用電流大，壽命長電弧引燃容易，燃燒穩(wěn)定不適合焊接鋁、鎂及其合金，直流正接主要用于焊接不銹鋼2025/2/1213廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------直流反極性導(dǎo)電產(chǎn)熱與正極性相反陰極霧化（陰極清理、陰極破碎）陰極金屬熔點低→發(fā)射電子困難→氧化物發(fā)射電子→形成陰極斑點→正離子撞擊→氧化物氣化→尋找新的氧化物氧化鋁熔點2050℃，鋁：657℃2025/2/1214廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------直流反極性缺點鎢極過熱、燒損（2/3熱量）熔深淺而寬、生產(chǎn)效率低，應(yīng)力與變形大應(yīng)用范圍窄2025/2/1215廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊霧化作用鎢極冷卻問題電弧穩(wěn)定性直流分量2025/2/1216廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊交流過零電弧復(fù)燃困難工件作為陰極的半周問題更加突出措施提高空載電壓高頻震蕩高壓脈沖2025/2/1217廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊提高空載電壓（150-200V）問題：變壓器容量大、成本高功率因素低不安全2025/2/1218廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊高頻振蕩（過零時在65V空載電壓的基礎(chǔ)上加一個3000V的高頻電壓）問題相位問題電磁輻射2025/2/1219廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊脈沖電壓（負(fù)半周施加1500V的高壓脈沖）效果良好2025/2/1220廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊直流分量及消除產(chǎn)生原因電極、工件的電、熱物理性能及尺寸的差異結(jié)果正負(fù)半周電壓、電流不對稱正負(fù)半周導(dǎo)電時間不相等2025/2/1221廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊電流分解交流電流直流分量，方向：工件流向鎢極后果消弱了陰極霧化作用變壓器變熱2025/2/1222廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊限制直流分量的方法串接一個直流電源電阻二極管法電容法2025/2/1223廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊串接一個直流電源優(yōu)點：易實現(xiàn)缺點：電勢不能任意調(diào)，不能完全消除分量電池體積龐大笨重經(jīng)常充電現(xiàn)狀：淘汰2025/2/1224廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊電阻二極管法優(yōu)點：簡單、體積小、元件少、效果好缺點：電阻耗電、二極管受高頻影響易燒損現(xiàn)狀：很少使用2025/2/1225廖東波第二節(jié)TIG焊的電流種類及極性

-------------------交流TIG焊串聯(lián)電容優(yōu)點：效果好、不耗能現(xiàn)狀：廣泛應(yīng)用另一種方法：使用方波交流弧焊電源2025/2/1226廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備2025/2/1227廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備分類操作方式分類手工自動焊接電源分類法交流直流矩形波2025/2/1228廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備主要由：焊接電源、控制系統(tǒng)、引弧裝置、焊槍、供氣系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)等組成。交流TIG方法時還需要具備穩(wěn)弧裝置。2025/2/1229廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------焊接電源外特性要求：陡降或者垂直下降特性2025/2/1230廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------焊接電源2025/2/1231廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------焊槍氣冷QQ（I<150A）水冷QS（I>150A）作用：夾持電極、傳導(dǎo)電流、輸送保護氣體2025/2/1232廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------焊槍焊槍的要求良好的導(dǎo)電氣體良好的流態(tài)良好的冷卻結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、易維修2025/2/1233廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------噴嘴良好的流態(tài)層流紊流保證氣體鎮(zhèn)靜室噴嘴形狀（形狀、光潔度、出口邊緣形狀、同心度）2025/2/1234廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------噴嘴噴嘴形狀圓柱形（保護效果好）收斂形（便于操作）光潔度要好，噴孔沾有雜質(zhì)，則形成紊流材料陶瓷（最廣，廉，300A）純銅（500A，加絕緣套）石英（貴，可見度好）2025/2/1235廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------供氣系統(tǒng)P145圖6-14由氣源（高壓氣瓶）、氣體減壓閥、氣體流量計、電磁氣閥、軟管等組成氬氣瓶：40L，15.2MPa顏色：藍(lán)灰色2025/2/1236廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------保護氣體氬無色無味，比空氣重25%，有利于保護空氣中含量約1%沸點：-186℃，（氧：-183；氮：-196）焊接要求純度：99.9～99.999%惰性氣體不溶解，不反應(yīng)：避免焊縫中合金元素的燒損（蒸發(fā)除外）無脫氧去氫作用（焊前準(zhǔn)備）2025/2/1237廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------保護氣體氬燃燒穩(wěn)定性最好（電壓可以在8-15V）電離電壓15.7V單原子氣體導(dǎo)熱系數(shù)小氬氣可直接從空氣分離2025/2/1238廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------保護氣體氦惰性氣體導(dǎo)熱系數(shù)大，電弧溫度高太輕電離電壓24.5V（不易引弧穩(wěn)弧）不可從空氣中分離，更貴2025/2/1239廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------保護氣體氦弧比氬弧更集中，熔透能力更強氬弧有利于薄板焊接對鋁鎂合金，氦弧直流正接時（無陰極清理），若短弧，因電子撞擊陽極，同樣可以具有破碎氧化膜的作用，可順利焊接鋁鎂合金焊接熱導(dǎo)率高的材料考慮選用氦?。轰X、銅2025/2/1240廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------保護氣體混合氣體He+Ar厚板、高熱導(dǎo)、高熔點金屬焊接（雙層保護氣體）Ar+H2

不銹鋼、鎳基合金、鎳銅合金（加氫的目的是提高焊速）Ar+N2銅及合金2025/2/1241廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極鎢極的要求耐高溫不易消耗不夾鎢電子發(fā)射能力強（引弧穩(wěn)弧）電流容量大2025/2/1242廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極分類：純鎢釷鎢鈰鎢鋯鎢2025/2/1243廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極純鎢電子發(fā)射能力差、易消耗便宜一般用于交流焊接中2025/2/1244廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極釷鎢在鎢中加入1-2%的ThO2載流能力強，易引弧、壽命長直流正接直流反接、交流時效果不明顯增加直流分量有放射性2025/2/1245廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極鈰鎢1-2%CeO2放射性較強、使用較少（電極端頭為藍(lán)色）優(yōu)點與釷鎢相同弧柱細(xì)，溫度集中2025/2/1246廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極鋯鎢更好，燒損極少2025/2/1247廖東波第三節(jié)TIG焊設(shè)備

-------------------電極電極形狀2025/2/1248廖東波第四節(jié)TIG焊工藝2025/2/1249廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

-------------------接頭形式薄板焊接（3mm以下板厚）：不開坡口，不加焊絲超薄板，則需要卷邊對接焊表6-6厚板焊接：開坡口，加焊絲焊絲：與母材同成分（等成分匹配）2025/2/1250廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

-------------------焊前清理惰性氣體（優(yōu)缺點）清理方法油污、灰塵（有機溶劑）氧化膜機械法硬材料（拋光、吹砂、砂輪、砂帶）軟材料（鋼絲論、鋼絲刷、刮刀）化學(xué)法（Al\Mg）機械+化學(xué)2025/2/1251廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

-------------------焊前清理步驟鋁合金清理焊前清理氧化膜步驟（化學(xué)法）用丙酮除去鋁板表面油污；在室溫下用5%的氫氧化鈉溶液清洗2-5分鐘；用冷水沖洗；在室溫下用30%的硝酸溶液清洗2-5分鐘；用冷水沖洗，烘干。2025/2/1252廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

--------焊接參數(shù)的影響及選擇參數(shù)：電流、電壓、焊接速度、填絲速度、保護氣流量、噴嘴孔徑、鎢極直徑形狀ΦI、VvΦ’Lv’2025/2/1253廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

--------焊接參數(shù)的影響及選擇I↑→P↑→可焊板材厚度↑I↑→凹陷↑I↑→熔透深度↑I↑→背面余高↑I↑→焊縫寬度↑I↑→正面余高↓I↑↑↑→咬邊、焊漏I↓↓↓→未焊透2025/2/1254廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

-------焊接參數(shù)的影響及選擇U↑→熔寬↑U↑↑→熔深↓距離選擇原則：不短接條件下，越短越好。不填絲：1-3mm;填絲：3-6mm2025/2/1255廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

-------焊接參數(shù)的影響及選擇焊接速度v→熱輸入→（凹陷、熔深、熔寬）v↑↑→氣孔、未焊透、裂紋、夾渣、保護效果v↓↓↓→焊穿、咬邊原則：采用比較低的焊速2025/2/1256廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

--------焊接參數(shù)的影響及選擇填絲速度與直徑直徑↑→填絲↓I↑→填絲↑間隙↑→填絲↑填絲速度不當(dāng)未焊透、焊縫余高過大、表面成型不好焊穿、凹陷板厚↑→直徑↑間隙↑→直徑↑2025/2/1257廖東波第四節(jié)TIG焊工藝

------焊接參數(shù)的影響及選擇2025/2/1258