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1、欢迎参加本次培训！一、氩弧焊基础知识 二、工艺参数及其选择 三、实例操作及技术指导2011-09-18培训内容2011-09-18一、氩弧焊基础知识1、工作原理2氩弧焊的特点3氩弧焊的分类4钨极氩弧焊设备2011-09-18氩弧焊技术是在普通电弧焊的 原理的基础上，利用氩气对金 属焊材的保护，通过高电流使 焊材在被焊基材上融化成液态 形成溶池，使被焊金属和焊材 达到冶金结合的一种焊接技术 ，由于在高温熔融焊接中不断 送上氩气，使焊材不能和空气 中的氧气接触，从而防止了焊 材的氧化，因此可以焊接铜、 铝、合金钢等有色金属。 1、工作原理钨极惰性气体保护焊是指在惰性气体的保护下， 利用钨电极和工件
2、间产生的电弧热熔化母材和填充焊 丝（可以不用焊丝）的一种焊接方法。惰性气体有二 氧化碳、氩气等。而氩气作为保护气体最好。铈钨极 最常用。2011-09-18问题1：为什么选用铈钨极？目前，常用的钨极有钍钨极、纯钨极、铈钨极三 种。纯钨极的熔点和沸点都很高，要求空载电压较高 ，承载电流能力较小；钍钨极加入了氧化钍，可降低 空载电压，改善引弧稳弧性能，增大许用电流范围， 但有微量放射性；铈钨极比钍钨极更容易引弧，更小 的钨极损耗，放射剂量也低的多。因此，采用铈钨 极。2011-09-18问题2：为什么用氩气作为惰性气体 ？与其他气体相比，氩气有以下优点： （1）氩气易引弧，电弧稳定； （2）氩气的
3、密度大，已形成良好的保护罩，获得较好 的保护效果； （3）氩气的原子质量大，具有很好的阴极清理效果； （4)氩气相对便宜，广泛应用于工业生产中。2011-09-18(1)、优点（1）焊缝质量较高 由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学 反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护 层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。（2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。（3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。（4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。2氩弧焊的特点2011-09-18(2)、缺点焊缝熔深浅，熔敷速度小，产生
4、率较低。 钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨 极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，造成污 染(夹钨)。 惰性气体(氩气、氮气)较贵，和其他电弧焊手法( 如交流手工弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等)比 较，生产成本较高。2011-09-18根据所用的电极材料可分为:钨极氩弧焊(不熔化极) (用TIG表示)熔化极氩弧焊(用MIG表示)根据操作方式可分为:手工氩弧焊半自动氩弧焊自动氩弧焊根据采用的电源种类可分为:直流氩弧焊交流氩弧焊3氩弧焊的分类2011-09-18手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系统和冷却系统等部分组成 1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却水 5-电源
5、与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶4钨极氩弧焊设备2011-09-182011-09-18二、工艺参数及其选择（1）焊接电源 2011-09-18为了减小和排除因弧长变化而引起的电流波动，钨极氩弧焊应该选择具有下降外特性的电源。钨极气体保护焊使用的电流种类有：直流正接、直流反接和交流。直流正接是工件接正极，钨极接负极。钨极因发热量小，不易过热，热电子发射能力强，电弧稳定而集中，同样大小大小直径的钨极可以采用较大的电流，工件产生大量的热，熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小。直流反接与之相反，因此，大多数金属宜采用直流正接法。注：铝、镁及其合金和易氧化的铜合金（铝青铜）焊
6、接时，应该选择交流钨极氩弧焊。2、控制箱2011-09-18（1）引弧和稳弧装置 短路引弧 采用钨极和焊件近似垂直的方法，去接触焊件表面，引弧后 要迅速提起，进行焊接即可。由于短路接触，产生电流较大 ，钨极损耗较大，所以，应尽量少用。 高频引弧 利用高频振荡器产生的高频高压击穿钨极与工件之间的间隙 （3mm左右)而引燃电弧。它一般用于焊接开始时的引弧。 但是高频振荡器对人体伤害很大，不可以一直开着。 高压脉冲引弧 在钨极和工件之间加一高压脉冲，使两集气体介质电离而引 弧。焊接时，高压脉冲既可以引弧也可以稳弧。电弧引燃后 ，就产生稳弧脉冲，而引弧脉冲自动消失。因此，选用高压 脉冲是较好的引弧方法
7、。（2）焊接程序控制装置2011-09-18焊接程序装置应满足如下要求： 焊前提前1.54s输送保护气，以驱赶内空气； 焊后延迟515s停气，以保护尚未冷却的钨极和熔池； 自动接通和切断引弧和稳弧电路； 控制电源的通断； 焊接结束前电流自动衰减，以消除火口和防止弧坑开裂， 对于环缝焊接及热裂纹敏感材料，尤其重要。手工钨极氩弧焊控制程序 2011-09-18（3）焊枪 焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式焊枪 见下图。 1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短
8、帽 5-手把 6-电缆 7-气体开关手轮 8-通气接头 9-通电接头 2011-09-181-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-导流 件 4、8-密封圈 5-枪体 6- 钨极夹头 7-盖帽 9-船形开 关 10-扎线 11-手把 12- 插圈 13-进气皮管 14-出 水皮管 15-水冷缆管 16-活 动接头 17水电接头常见的焊枪喷嘴形状示意图 a）圆柱带锥形 b）圆柱带球形 c）圆锥形2011-09-18（4）供气系统和水冷系统 （1）供气系统 供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩气瓶最 大压力为15MPa，容积为40L。 电磁气阀 是开
9、闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到 提前供气和滞后停气的作用。 氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气 流量调节器的外形如下图。 （2）水冷系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于150A可 以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时，必须通水冷却 ，并以水压开关控制，保证冷却水接通并有一定压力后才能启 动焊机。(3）氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形如右图。 2011-09-18钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。 （1）钨极 氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有
10、以下几种。 1）纯钨极 其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。钨极氩弧焊的焊接材料2011-09-182)钍钨极 其牌号是WTh-10、WTh-15，是在纯钨中加入12%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大了许用电流范围，降低了空载电压，改善引弧和稳弧性能，但是具有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。3)铈钨极 其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化铈(CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧，使用寿命长，放射性极低，是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将其
11、涂成灰色。2011-09-18 长度范围供给，在76610mm之间； 常用的直径为0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多种。 钨极端部的形状 钨极的规格：a) 圆锥形b)圆台形 c)球形2011-09-18（2）氩气 惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度应达到99.99%。焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力为15MPa。使用时，一般应直立放置。 2011-09-1
12、8（3）焊丝 氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。焊丝可按GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝和YB/T5092-1996焊接用不锈钢焊丝选用。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余种规格，多选用直径2.04.0mm的焊丝。2011-09-18电源种类和极性钨极直径焊接电流电弧电压焊接速度1钨极氩弧焊焊接工艺参数氩气流量喷嘴直径喷嘴与焊件间的距离钨极伸出长度2011-09-18（1）焊接电源的种类和极性钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接
13、电源，采用哪种电源与所焊金属或合金种类有关；采用直流电源时还要考虑极性的选择。a）直流反接 b）直流正接 2011-09-18采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎，这种现象称为“阴极破碎”作用。但是直流反接时，钨极因接正极温度较高，容易过热或烧损。所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用交流电进行焊接。采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、耐热钢、钛、铜及其合金。 2011-09-18（2）钨极直径与焊接电流 钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。 2
14、011-09-182011-09-18（3）电弧电压电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。 （4）焊接速度2011-09-18喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝成形美观；流量不合适，熔池
15、表面有渣，焊缝表面发黑或有氧化皮。氩气的合适流量为0.81.2倍的喷嘴直径。 （5）氩气流量与喷嘴直径2011-09-18喷嘴与焊件间的距离以814mm为宜。距离过大，气体保护效果差；若距离过小，虽对气体保护有利，但能观察的范围和保护区域变小。 （6）喷嘴与焊件间的距离（7）钨极伸出长度 为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度一般为34mm。伸出长度过小，焊工不便于观察熔化状况，对操作不利；伸出长度过大，气体保护效果会受到一定的影响。 2011-09-18（1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离，就能在施
16、焊点上直接引燃电弧。如没有引弧装置操作时，可使用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热到一定温度（约1s），立即移到焊接部位引弧焊接。这种接触引弧，会产生很大的短路电流，很容易烧损钨极端头。2手工钨极氩弧焊操作要点2011-09-18（2）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置 平焊时持枪的姿势 焊枪、焊件与焊丝的相对位置 一般焊枪与焊件表面成7080左右的夹角，填充焊丝与焊件表面为1520 2011-09-18（3）右焊法与左焊法 右焊法适用于厚件的焊接，焊枪从左向右移动，电弧指向已焊部分，有利于氩气保护焊缝表面不受高温氧化。左焊法适用于薄件的焊接，焊枪从右向左移动，电弧指向未焊部分有预热作用，容易观察和控制熔池温度，焊缝形成好，操作容易掌握。一般均采用左焊法。2011-09-18（4）焊丝送进方法 一种方法是以左手的拇指
