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1、1,项目五 钨极惰性气体保护焊 （TIG）,2,教学目标,识读储气罐的焊接施工图； 了解钨极氩弧的原理、工艺特点及应用范围； 合理选用钨极氩弧焊焊接材料； 合理制定钨极氩弧焊工艺并正确实施； 了解钨极氩弧焊新技术,3,项目工作描述,工作任务：钨极氩弧焊不锈钢管接头焊接,4,工作任务要求,1.了解钨极氩弧焊的基本原理、工艺特点及应用； 2. 熟悉钨极氩弧焊的冶金特性； 3. 合理选择焊接材料； 4. 编制不锈钢管对接钨极氩弧焊工艺； 5 .按照焊接工艺要求焊接试件； 6 .分析并完善焊接工艺。,5,项目工作组,5名学生组成团队 共同完成工作任务,识读不锈钢管焊接施工图；利用课堂、网络、资料室等学
2、习储备相关知识,确定焊接材料；编制焊接工艺；交流讨论，完善焊接工艺，并填写工艺片,掌握钨极氩弧焊基本操作方法，按照工艺实施焊接，分析试件焊接质量，完善焊接工艺,信息收集处理,计划决策,实施完善,工作思路,6,1 TIG焊的特点及应用,TIG焊：惰性气体保护，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（或不加填充焊丝），形成焊缝。,1.1 TIG焊的原理,资 讯,7,正极电缆,A,焊枪,气管,流量计,气瓶,工件,焊接电源,Panasonic Pana-TIG WP 300,冷却水,开关,遥控盒,配电箱,焊接电流,收弧电流,负极电缆,1.1 TIG焊的原理,8,高频发生器, ,TIG 焊接电源
3、 （直流或交流）,钨 极 熔点（3410）,开口夹套,喷 嘴,氩 气,电 弧,填充焊丝,工 件,TIG焊工作原理 用非熔化钨极在氩气的保护下与工件间产生电弧，实施焊接。,1.1 TIG焊的原理,9,TIG焊一般采用氩气作保护气体；,在焊接不锈钢、镍基合金和镍铜合金时可采用氩一氦混合气作保护气体。 。,在焊接厚板、高导热率或高熔点金属等情况下，也可采用氦气或氦氩混合气作保护气体。,1.1 TIG焊的原理,保护气体：,10,1.气瓶：Ar为气态储存，瓶子表面涂成灰色并注有“氩”绿色字标志字样，最高工作压力为150。使用时应避免阳光的强烈照射或放置在热源旁边。焊接时要将气瓶稳固直立，不允许将其水平放
4、置。 2. 纯度：纯度应为99.99 %。否则产生气孔，夹渣，焊接质量变差。 3. 性质：重量是空气的1.4倍，气体保护效果好。 无脱氧或去氢作用，清理要求严格。,保护气体：,11,钨 电 极,1. 作用：传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧。 2. 对钨极的要求：发射电子能力强，电流承载能力大，寿命长，抗污染性好。,150 mm,钨极,标志颜色,12,钍钨极: 含有1-2%氧化钍，电流密度大，寿命长，抗污染能力强。引弧性能好，电弧稳定。成本高，有微量放射性。 铈钨极:含有2%的氧化铈，引弧性能更好，电弧稳定，热量集中，寿命长，电流密度比钍钨高5%-8%，烧损率比钍钨低5%-50%，放射性低，
5、推荐使用。,钨 电 极,13,钨 电 极,14,钨极许用电流范围表（钍钨极、铈钨极）,当焊接电流超过钨极的许用值时，会使钨极强烈发热、熔化和蒸发，电弧不稳，影响焊接质量，导致焊缝产生气孔、夹钨等缺陷，同时焊缝的外型粗糙不整齐。在许用电流允许的情况下应选用细直径的钨极以提高电流密度。,钨 极,15,16,焊 矩,17,TIG焊分为手工和自动两种；填丝焊和不填丝焊接；,焊接薄焊件时，一般不需开坡口和填充焊丝；还可采用脉冲电流以防止烧穿焊件。,焊接厚大焊件时，填充焊丝在电弧前方添加，以提高熔敷速度。,1.1 TIG焊的原理,18,特点,焊接范围广,可适用0.3以上不同板厚，（6mm以下,作业性好，明
6、弧操作， 便于观察和控制熔池,电弧稳定，无飞溅、成型好、变形小、焊接性能好,易于实现机械化自动化,适用于各种结构、 形状的全位置焊接,可焊接所有 工业用金属、合金。,与手工焊比：焊接成本较高，抗风能力差，设备较复杂,1.2 TIG焊的特点,19,1.2 TIG焊的特点,钨极不熔化，容易维持电弧长度的恒定。电弧稳定，即使在很小的焊接电流下也能稳定燃烧；不会产生飞溅，焊缝成形美观。,TIG焊过程中电弧还有自动清除焊件表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接其他焊接方法不易焊接的易氧化、氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。,20,热源和焊丝可分别控制，因而热输入量容易调节，特别适合于薄件、超
7、薄件的焊接； 可进行各种位置的焊接，易于实现机械化和自动化焊接。 焊接生产率低 钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其颗粒可能进入熔池，造成夹钨。 生产成本较高 由于惰性气体较贵，与其他焊接方法相比生产成本高，故主要用于要求较高产品的焊接。,1.2 TIG焊的特点,21,1.3 TIG焊的应用,材料：几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金的焊接，特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。 结构：一般只用于焊接6mm以下的焊件。 主要用于薄件焊接或厚件的打底焊，易 实现单面焊双面成形。,22,1.4 TIG焊的电流种类和极性,TIG焊的电流种类可分为直流正接、直流反接及交流三种。其特
8、点如下：,直流正极性的特点： 钨极发射电子，带走大量的逸出功，钨极本身温度不高，烧损小，同样直径钨极可使用较大电流，电弧稳定而集中，熔深大，焊接质量好。,23,直流反极性的特点： 钨极吸收电子，钨极本身温度高，烧损大，同样大小直径的钨极许用电流要小的多，电流密度小，熔深浅而宽。 阴极清理：在质量很大的氩正离子的高速撞击下可清除铝、镁等易氧化金属表面形成的氧化膜，有阴极清理即 “ 清洁 ” 作用。,1.4 TIG焊的电流种类和极性,24,1.4 TIG焊的电流种类和极性,25,焊铝为什么要使用交流？,通常情况下，铝板或镁板表面有一层很明显的氧化膜。即使工件金属熔化后，此膜也呈固体状浮在表面上（既
9、不熔化），为达到良好的焊接效果，就需要清除此膜。,26,清洁作用：TIG焊接工件为阴极时，阳离子（氩气正离子）加速冲向工件，破坏并分解表面的氧化膜，使氧化膜消失。这一作用是在氩气中进行的，一旦被破坏消除后，此膜不会再生，即可得到漂亮、光洁的铝等焊缝。,焊铝为什么要使用交流？,为了兼顾钨极和工件发热量的合理分配，对于铝、镁等金属一般都采用同时具有直流正接和直流反接特点的交流钨极氩弧焊。,27,2.1 接头形式的选择,决策与计划,2. TIG焊工艺,28,2.1 TIG焊接头形式的选择,29,2.2 焊前清理,清理目的 ：清除油污； 清除氧化膜。,油污、灰尘的清理方法： 用汽油、丙酮等有机溶剂清洗
10、焊件与焊丝表面； 按焊接生产说明书规定的其他方法进行。,30,2.2 焊前清理, 氧化膜的清理方法： a.机械方法：机械加工、吹砂、磨削及抛光等（焊件） 不锈钢、高温合金焊件：用砂布打磨或抛光法； 铝合金：用细钢丝轮、钢丝刷（d0.15mm）或刮刀将焊件接头两侧一定范围的氧化膜除掉； 清理范围：焊件接头两侧30 50mm宽度内。 生产效率低，成批生产时常用化学法。,31,b.化学法: 对于铝、镁、钛及其合金等有色金属的焊件与焊丝表面氧化膜的清理效果好，且生产率高。,2.2 焊前清理 严格要求,32,注意事项：清理后的焊件与焊丝必须妥善放置与保管，一般应在24h内焊接完。 如果存放时间太长，其表
11、面氧化膜仍会增厚并吸附水分，因而为保证焊缝质量，必须在焊前重新清理。,2.2 焊前清理 严格要求,33,2.3 填充焊丝的选择,不填充焊丝法主要用于薄板焊接。 如厚度在3mm以下的不锈钢板，可采用不留间隙的卷边对接，焊接时不加填充焊丝，而且可实现单面焊双面成形。,TIG焊时，可采用填充焊丝或不填充的方法形成焊缝。,34,焊接材料： 钨极直径；端部形状；保护气体； 焊丝牌号；焊丝规格。 能量参数： 焊接电流；电弧电压；焊接速度； 保护效果：喷嘴孔径； 喷嘴至焊件之间的距 离；气体流量。 电源极性： 直流（正接，反接）；交流；脉冲。,2.4 焊接参数的选择,35,2.4 焊接参数的选择,TIG焊接
12、参数的选择原则,36,37,焊接电流增大，凹陷深度a1、背面焊缝余高e、 熔透深度s、焊缝宽度c增大； 而焊缝余高h减小 焊接电流太大，易引起焊缝咬边、焊漏等缺陷； 焊接电流太小，易形成未焊透。,2.4 焊接参数的选择,38,电弧电压（弧长）增加，熔宽 c 增大； 弧压过高，电弧热量分散使热效率下降，电弧力 对熔池的作用减小，熔宽 c 和母材熔化面积均减小。 弧压过高，气体保护效果降低。 不加丝弧长以控制在13mm， 加丝焊，弧长约36mm。 L （11.5），应尽量采用短弧进行焊接。,2.4 焊接参数的选择,39,焊接速度减小，凹陷深度a1、熔透深度s、熔宽c增大。 焊接速度过快，气体保护效
13、果降低，易产生未焊透、 气孔、夹渣和裂纹等。 焊接速度过慢，焊缝易产生焊穿和咬边。 自动高速焊时，为了扩大有效保护范围，可适当加大 喷嘴孔径和保护气流量。,2.4 焊接参数的选择,40,提示：焊接铝及铝合金等高导热金属时，为了减少 变形，应采用较快的焊接速度。 焊接有裂纹倾向的合金时，不能采用高速焊接。 非平焊位置焊接时，为保证较小的熔池， 避免铁水下流，尽量选择较快的焊速。,2.4 焊接参数的选择,41,钨极直径： 取决于焊件厚度、焊接电流的大小、种类和极性。 当焊接电流超过钨极的许用值时，会使钨极强烈 发热、熔化和蒸发，电弧不稳，导致焊缝产生气 孔、夹钨等缺陷，焊缝的外型粗糙不整齐。 原则
14、上应尽可能选择小的电极直径。,2.4 焊接参数的选择,42,钨极的伸出长度：一般为510mm； 对接:5 6 ；角接:7 8 ； 过长钨极易氧化,2.4 焊接参数的选择,43,钨极的端部形状：根据电流种类和大小选用不同的端部形状。小电流：小的钨极直径和锥角易引弧，电弧稳定。 大电流焊接时：增大锥角可避免尖端过热熔化，减少损耗。,直流正接,交 流,2.4 焊接参数的选择,44,钨极的端部形状： 钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有一定影响： 减小锥角，焊缝熔深增大熔宽减小。,交 流,直流正接,2.4 焊接参数的选择,45,气体流量和喷嘴直径： 影响气保护效果的重要因素。气体流量q与喷嘴直径D，在一定
15、条件下，都有一个最佳值（M点），在这个最佳值时，气体保护有效直径Dy最大，其保护效果最佳。,2.4 焊接参数的选择,46,为了获得良好保护效果，气体流量与喷嘴直径匹配。 对于一定直径的喷嘴，有一个获得最佳保护效果的气体流量，此时保护区范围最大，保护效果最好。如果喷嘴直径增大，气体流量也应随之增加才可得到良好的保护效果。,流量为: I100A 67 L/min; I200A 89 L/min; I 300500A 1015 L/min),2.4 焊接参数的选择,47,填充焊丝,焊丝的化学成分应与母材的性能相匹配, 主要合金 元素含量应比母材稍高。 钢焊丝时应尽量选专用焊丝。 有色金属焊丝焊接铜、铝、镁、钛及其合金时应注 意成分相符。可将与母材成分相同的薄板剪焊丝。 焊丝在使用前应采用机械或化学方法清除其表面的 油脂、锈蚀等杂质，并使之露出金属光泽。,48,TIG焊可分为手工TIG焊和自动TIG焊两种，其操作技术的正确与熟练是保证焊接质量的重要前提。由于焊件厚度，施焊姿式，接头形式等条件不同，操作技术也不尽相同。下面主要介绍手工TIG焊基本操作技术。,实 施,49,焊枪与焊件角度的选择也应以获得好的保护效果，便于填充焊丝。平、横或仰焊，多采用左焊法,短弧焊接 良好的气保护效果(不妨碍视线),3.1 TIG焊操作技术,50
