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1、1,各位学员大家好,2,钨极氩弧焊操作技术,一、氩弧焊概述 二、钨极氩弧焊的焊接材料 三、钨极氩弧焊设备 四、钨极氩弧焊的焊接工艺参数 五、钨极氩弧焊的基本操作,3,氩弧焊概述,一、氩弧焊的焊接原理 二、氩弧焊的特点 三、氩弧焊的分类和适用范围,4,氩弧焊的焊接原理,氩气通过喷嘴在焊接区形成厚而密的气体保护层隔绝空气，同时在电极（钨极或焊丝）与焊件之间引燃电弧，利用电弧热加热被焊金属和填充焊丝熔化，将被焊金属连接在一起，获得牢固的焊接接头。,5,氩弧焊的特点,1、焊缝质量高 2、焊接应力与变形小 3、可焊材料范围广 4、操作技术易掌握,6,氩弧焊的分类,钨极氩弧焊,熔化极氩弧焊,手工钨极氩弧焊
2、,自动钨极氩弧焊,脉冲钨极氩弧焊,熔化极自动氩弧焊,熔化极半自动氩弧焊,熔化极脉冲氩弧焊,氩 弧 焊,7,氩弧焊的适用范围,8,钨极氩弧焊的电弧特性,1、氩弧的特性 2、阴极破碎作用 3、直流钨极氩弧焊 4、交流钨极氩弧焊,9,氩弧的静特性,小电流时， 随焊接电流的增大， 电弧电压降低； 大电流时， 随焊接电流的增大， 电弧电压不变。,U,I,10,氩弧的特性,引弧困难： 气体电离是引弧的必要条件之一，而氩气电离所需 能量较高，即氩气电离电离较高，所以引燃电弧较困难。 电弧燃烧稳定： 氩弧一旦引燃就能较稳定燃烧。因为氩气是单原子 气体，高温下氩气直接电离为正离子和电子，消耗能量 较低。又氩气的
3、热容量与导热率较小，将电弧空间加热 到高温只需较小能量，且电弧热量不宜传失，均有利气 体电离，使电弧燃烧稳定。,11,“阴极破碎”作用,钨极氩弧焊采用直流 反接时，焊件为阴极，氩 的正离子高速流向焊件， 撞击焊件（铝、镁及合金）表面，将表面致密 难熔的氧化膜（ Al2O3、MgO )击碎并除去，使 焊接顺利进行，这一现象 称为“阴极破碎”作用，或 “阴极雾化”，作用、“阴极 清理”作用。,12,直流钨极氩弧焊,直流反接 钨极为阳极 电弧阳极温度高 钨极过热而烧损 许用电流小,直流正接 钨极为阴极 电弧阴极温度低 钨极烧损小 许用电流增大,焊件产生热量少 影响电子发射 造成电弧不稳 焊件熔深小,
4、焊件热量大 发射电子能力强 电弧燃烧稳定 焊件熔深大,13,TIG焊直流正接与直流反接的特点,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。,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。但在质量很 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。,钨极,工件,工件,钨极,钨极,钨极,14,交流钨极氩弧焊直流分量的产生,电压波形,正半波钨极为负。钨极 发射电子能力
5、强，且导热系 数低，断面小，热损失小， 阴极斑点温度高，热发射电 子能力强，对引燃电弧的电 压要求不高。重燃较易，电 弧稳定。,负半波焊件为负。焊件 发射电子能力较弱，且导热 性能好，断面尺寸大，热损 失大，熔池表面阴极斑点温 度较低，热发射电子能力减 弱，对引燃电弧的电压要求 较高。重燃困难，电弧不稳。,U,t,正负半波电弧燃烧时间不同。 负半波电弧燃烧时间较短， 正半波产生直流分量。,15,交流钨极氩弧焊直流分量的产生,电流波形,I,t,正半波钨极为负时，钨极 熔点高，导热差，体积小，温 度高，发射电子能力强，所以，电弧电压低，焊接电流大，导 电时间长；负半波焊件为负时，焊件熔点低，导热好
6、，体积大， 散热快，温度低，发射电子能 力弱，所以，电弧电压高，焊 接电流小，导电时间短。正负 两半波电弧电流不对称。在交 流焊接回路中产生一个由焊件 流向钨极的直流电流，这个电 流叫直流分量,直流分量 1.通过焊接变压器产生直流磁 通，使铁心饱和耗损加大，烧 坏焊机。 2.将显著降低“阴极破碎”作用。,16,引弧和稳弧措施及直流分量的消除,引弧的方法 短路引弧 高频引弧 高压脉冲引弧 高频叠加辅助直流电源引弧 稳弧的措施 高频稳弧 高压脉冲稳弧 交流矩形波稳弧 直流分量的消除 串联直流电源 串联整流器和电阻 串联电容器,氩气的电离电位很高，引弧困难，提高空载电 压对人身安全不利。所以，交流钨
7、极氩弧焊一般 使用高频振荡器协助引弧 使用脉冲稳弧器保证重复引燃电弧 在焊接回路中串联电容消除直流分量,17,引弧的方法,短路引弧 依靠钨极和引弧板或工件直接 接触引燃电弧，缺点是引弧时钨极 损耗大，钨极端部形状易破坏。 高频引弧 利用高频震荡器产生的高频 电压击穿钨极和工件间隙（） 而引燃电弧。 高压脉冲引弧 在钨极和焊件之间叠加一高 压脉冲（），使两极 之间气体介质电离，而引燃电弧,高频叠加辅助直流电源引弧 交流钨极氩弧焊时，在 电源两端并联辅助直流电源，提供一个正接的恒定电流（）帮助引弧。,18,焊接材料,氩气 密度大，可形成稳定气流层，有良好的保护作用，惰性气体常温不于其他物质反应，高
8、温不溶于液态金属，有利于有色金属的焊接，标准规定纯度99.99%。 灰色瓶体绿色氩气字样容积40L，20的满瓶压力14.7MPa。,19,钨极氩弧焊的焊接材料,钨极要求: 耐高温、电流容量大、施焊损耗小、发射电 子能力强，保证引弧容易，电弧稳定。,纯钨极： 、，.，高压发射电子, 载流能力差。,钍钨极： WTh-10、WTh-15，纯钨中加1%2%的 ThO2， 发射电子能力提高，许用电流增大，但是具有微量 放射性。,铈钨极： WCe-20，纯钨中加2%的eO，比钍钨更容易引 弧，烧损小，寿命长，放射极低，目前广泛推荐使 用。,20,钨极端部形状,21,钨极氩弧焊设备,焊 接 电 源,控制 系
9、统,冷 却 系 统,焊枪,供气 系统,直流电源 交流电源 交直流电源 脉冲电源,动作程序 引弧稳弧 电流衰减 保护气体 焊枪冷却,保护气瓶 减压器 流量计 电磁伐,冷却显示 水压伐 冷却焊枪,枪体 电极夹 电极 电极帽 喷嘴 开关,22,焊接电源,1.焊接电源 （1）按输出电流分 直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊、脉冲钨极氩弧焊。 （2）按操作方式分 手工钨极氩弧焊、自动钨极氩弧焊。,23,焊接电源,2.焊接电源特性 作为钨极氩弧焊电源， 有直流电源，交流电源， 交直流电源，脉冲电源， 这些电源从结构和要求上 讲与焊条电弧焊电源并没 有多大区别，电弧的静特 性曲线是水平的，只是要 求外特性曲线更
10、陡一些， 可在电弧长度受到干扰变 化时，焊接电流的变化更 小。,I,U,弧长1,弧长2,电压变化,电流变化,24,控制系统,动作程序包括： 提前送气1.54秒， 驱赶气管和焊接区的 空气。 延时停气515秒， 保护尚未冷却的熔池。 接通和切断引弧 和稳弧电路 控制电源通断 焊接结束前电流 衰减，消除火口，防 止弧坑开裂。,25,供气系统,供气系统的作用就是通过电子线路控制电磁阀的通断、气体指示灯、提前、滞后供气时间以及气体检查、焊接状态的转换控制，以保证纯度合格的保护气体在焊接时以适宜的流量平 稳地从焊枪喷嘴喷出。供气系 统主要由钢瓶、气体调节器、 电磁气阀、电磁气阀的控制电 路及气路组成。,
11、流量计,气 瓶,气管,焊矩,工件,电 磁 气 阀,26,气 体 调 节 器 - YX-251AY1,压力表,连接接头,连接螺母,流量刻度管,护罩,浮动球,流量控制旋钮,气管接头组件,第一级安全阀,第二级安全阀,27,水冷系统,焊接电流小于100A时，一般采用风冷焊枪，焊接电流超 过100A时，采用水冷焊枪，焊枪模式为水冷，接通循环水或 水泵强制，打开水压伐，否则，焊机不工作。,水压伐,水冷焊矩,进水管,水冷 指示灯,出水管,28,焊矩,4.2 焊 矩,功能：焊矩是直接用于完成焊接工作的工具。 作用：夹持钨极，传导焊接电流；向焊接部位输送保护气体； 通过微动开关向焊机发出控制命令。 要求：1.保
12、护气流具有良好的流动性和挺度。 2.有良好的导电性能。 3.充分的冷却,以保证持久的工作。 4.重量轻,结构紧凑,可达性好,装拆维修方便。 种类: 主要分为风冷式和水冷式。,风冷式焊矩示意图,焊矩,开关,焊矩电缆,气管,开关插头,29,焊枪的使用,由喷嘴、电极夹套、焊矩本体、钨极、开口夹套、 电极帽组成焊枪。,喷嘴,电极夹套,焊矩本体,开口夹套,钨极,电极帽,焊枪易损件装拆及钨极的装卡,30,不许超过额定电流使用！ 为了既满足实际焊接生产的需要，又减轻焊机重量，降低制造成本，节约能源。通常焊机容量都是按额定负载持续率和额定电流进行设计、制造，因此使用时必须给予足够的重视！ 负载持续率： 国家标
13、准（GB15579-1995）规定：“负载工作的持续时间与全周期时间之比”称为负载持续率；这一比值在01之间，可用百分数表示；对国标而言，一个全周期时间为10分钟。 例如，当焊机额定负载持续率为40%时，用额定电流焊接6分钟 后，接着应空载4分钟。,延长焊机使用寿命的注意事项,31,钨极氩弧焊的焊接工艺参数,1、钨极直径与焊接电流 2、电弧电压 3、焊接速度 4、电源与极性 5、氩气流量与喷嘴直径 6、喷嘴与焊件间的距离 7、钨极伸出长度,32,钨极直径与焊接电流,钨极直径应根据焊接电流的大小决定。 焊接电流通常根据板厚、材质、焊接速度、焊接位置等参 数选择相应的焊接电流。 焊接电流的选择应保
14、证单位时间内给焊缝适宜的热量。 如果钨极直径粗焊接电流小，钨极端部温度不够，电弧会在钨极端部不规则地漂移，造成电弧不稳；如焊接电流超过钨极许用电流，钨极端部温度超过钨极熔点而熔化，造成夹钨缺陷。只有钨极直径与焊接电流相匹配时电弧才稳定燃烧。 注意：焊接电流的选择不允许超过焊机的额定电流， 焊接电流的选择不允许超过钨极的许用电流。,33,电弧电压 （电弧长度）,电弧长度（钨极与工件间距离）：焊接过程中保持稳定的电弧长度是评定焊接熟练程度的一项重要内容。电弧长度发生变化将直影响到焊缝形状、熔深等，对焊接质量产生极大的影响。,钨极伸出长度: 对焊时: 5 6 角焊时: 7 8 （过长时钨极易氧化）,
15、L （11.5）倍板厚最大小于6 ,34,电弧电压对焊缝成形的影响,电压（电弧长度）增加: 焊道宽度增加，熔深减小，保护效果变差。,电压（电弧长度）减少: 不宜观察熔池，填充焊丝 易与钨极短路。,35,焊接速度,在焊接电流一定的情况下,焊接速度： 根据熔池大小、形状和焊件熔合情况随时调节的， 以保证单位时间内给焊缝适宜的热量. 焊接热量三要素： 热量= I 2 R t 焊接电流 电弧的等效电阻 电弧的作用时间,焊接速度慢时，焊道宽熔深深；容易烧穿和咬边。 焊接速度快时：焊道窄熔深浅；破坏气体保护氛 围,产生气孔和未焊透。,36,焊接速度对保护效果及熔深熔宽的影响,焊接方向,焊枪不动,焊接方向,焊接方向,速度过快,合适速度,保护气层稳定 保护效果好 大熔深、宽熔宽,保护气稍后拖 保护气层稳定移动 中熔深、
