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1、“Exceeding Customer Expectations Through Performance Excellence”,GTAW Basic Training 氩弧焊基础知识培训,钨极惰性气体电弧焊,GTAW (TIG),什么是 GTAW?,GTAW = 钨极惰性气体电弧焊 “TIG” 焊 要求恒流“CC” 特性的电源 非熔化极 要求配有外部保护气体,焊接电缆,GTAW 焊炬,电 源,钨极棒,母材金属,电弧,保护气体,接地电缆,什么是GTAW?,a.可选用或不选用填料棒 b.在焊接铝材和镁材时采用AC极性。 c.在焊其他大部分材料时，为 DC- 极性 d.DC+ 很少使用。,填料棒,
2、脚踏板,工 件,气体出,气体进,工件电缆,焊枪,AC 或DC 电源,电 流,惰性气体气源,GTAW 优点,a.高质量焊缝 b.全位置焊接 c.能使用于多种金属材料 d.最适宜于薄材焊接,GTAW 优点,e.熔（融）焊 f.无焊渣 g.无飞溅物 h.效率高,GTAW 局限性,a.要求携带相关设备 (保护气气瓶和软管) b.不宜在室外进行焊接 (保护气体不宜风吹） c.要求母材干净 d.熔敷率低 e.操作者必需具备较高的技能 f.运行速度慢,GTAW 原理,GTAW 工作原理,填料棒,保护气体流,焊 缝,电弧,钨 极 棒,GTAW 焊炬焊嘴,母材金属,GTAW 钨极棒极性,DCEN (Straig
3、ht) 极性 DC- a.热量集中于工件 b.熔深深而窄 c.钨极棒电流承载量最佳 （ 1/8” 的钨极棒能够承载 400 安培的电流）,电 子,离 子,GTAW 钨极棒极性,DCEP (Reverse) 直流反接 DC+ a.热量集中于钨极棒 b.熔深浅 c.氧化清洗 d.钨极棒电流承载量少(1/8” 钨极棒只能够承载 120 Amps 的电流),电 子,离 子,GTAW 钨极棒极性,AC 极性 a.50% 热量集中于板材 b.50% 热量集中于钨极棒 c.中等熔深程度 d.每半个工作周期清除氧化膜 一次 e.钨极棒电流承载量最佳 （1/8” 钨极棒能够承载 225 Amps 的电流）,+,
4、_,清洁,熔深,AC 正弦波技术,60 Hz a.正向的半个周期为清洁周期 b.负向的半个周期为熔深周期 c.在波形越过零点时，电弧熄灭，然后重新起弧,经过零点后反向,缓升,缓升,缓降,缓降,AC 方波技术,a.在 AC 正弦波下，焊接电流以每秒钟120 次改变方向。. 由于该过程是一个逐渐的过程，较为缓慢，牵制了下半波的起弧过程。这种情况可能引起焊缝的不连续性。 b.方波技术大大改善了这种状况。 c.方波能够迅速穿过零点，强化了重新起弧的 过程。,AC 方波技术,a.方波使电弧在最佳的设置值下工作于较长的时段，从而增强了焊接电弧的作用。 b.方波技术减少了钨极过热而改善了钨极棒寿命。,平衡,
5、AC 方波技术,AC方波除了平衡式波形外，还可布置为各种不对称情况。 用户可选择: 平衡式波形 清洁区较多的波形 熔深区较多的波形,熔深区较多 的波形,清洁区较多 的波形,AC 逆变器技术,频率控制 低频 (20 Hz) 高频 (150 Hz) 优点: a.对电弧实现精确控制 b.减少了焊缝尺寸 c.减少了更换工夹具的停工 时间 d.含2% 钍钨 AC and DC 端部切削为尖状,AC 逆变器技术,平衡控制 清洁 (65% DCEP) 熔深 (85% DCEN) 优点: a.更容易焊接薄材 b.更快地焊接厚材 c.最大程度地减少了清洁区,AC 逆变器技术,波形控制 正弦波 三角波 方波 优点
6、: a.焊接速度快 d.实现最大的焊接输出 b.焊接薄材 e.高频起弧 c.精确地实现电弧控制,GTAW 高频,定义: 叠加于焊接电流之上的经提升频率 a.允许了焊极未接触工件时就实现起弧 b.保持电弧在AC TIG 焊接过程中处于工作状态 c.在DC 和 逆变电源时,高频只在起弧阶段存在 d.高频连续工作于: AC e.高频处于断接状态于SMAW & Scratch Start TIG,GTAW 高频保护,高频系无线电频率 高频发生器与大地之间的通路应为最小电阻值 能够对邻近的电子设备产生干扰问题 干扰由下列情况产生： 焊机 焊接导线 进入电源线的反馈,GTAW 高频干扰,消除高频干扰的途径
7、: a.将每台TIG机器接地 b.断接用于手工焊的电缆线 c.尽可能缩短焊接导线 d.采用天然橡胶电缆/合成橡胶电缆 e.将焊炬和电缆处于良好的使用状态 f.保持所有的连接接头为紧密连接,GTAW 设备的组成,a.恒流（CC）电源 b.焊炬和电缆 c.非消耗型焊极 d.填料金属（可选配） e.保护气体装置和气缸,GTAW 设备,电源输出 恒流,a.焊接回路由电源、焊极和工件电缆/导线组成 b.电源尽可能使电流保持稳定，即使在焊工在调整电弧长度时也是如此。 c.电压与电弧长度成正比,电 A,运行点,恒流电源,电压 V,E W X,焊极 钨极 钨极棒中的合金,GTAW - AWS 分类,GTAW
8、钨极棒,色 标,2 2 倍于焊极直径,打磨记号,GTAW 钨极棒的制备,DC 焊接过程 : a.将钨极棒打磨至头部成锥形 b.锥形长度为钨极棒直径的2 3 倍 c.勿将其磨至尖角 d.磨痕与钨棒方向一致,钨极棒直径,钨极棒头部直径,钨极棒顶角,GTAW 钨极棒的制备,AC 焊接 AC TIG 焊接过程所要求的 钨极棒头部形状是球形或半球形。 该球为钨极棒直径的1 1 倍。,钨极棒直径,钨极棒头部圆 角半径,ER70S-X,焊极 焊条 拉伸强度的最小值为70,000 psi 实心 化学成分, 还原剂量 (硅、锰和/或铝、锆和钛）X=2,3,4,6 or 7,*此为 AWS 分类，与GMAW相比较
9、，分类情况相同，因为它们采用了相同的化学成分。,GTAW - AWS 分类,GTAW 焊接消耗材料,碳钢TIG 焊接 ER70S-2 Triple Deoxidized Rod (Si, Mn,Al, Zr, Ti) 在大部分表面状态下能够制作经得起 X 射线检查的焊缝。 焊接被许可于锈蚀、有氧化皮和脏物的材料上进行 在非正常位置焊接下熔池流动性差 。 ER70S-3 高质量填料棒， Mn and Si 含量中等。 适用于清洁钢材的一般制造。,GTAW 焊接消耗材料,碳钢TIG 焊接 ER70S-6 高质量填料杆， Mn 和 Si 含量高。 机械性能改善 焊缝外表改善,GTAW 焊接消耗材料,
10、不锈钢TIG 焊接过程 ER308/308L ： 用于连接普通奥氏体不锈钢 有关牌号请参见“18 8” 钢材 典型合金: ASTM 303, 304 or A743 ER316/316L ： 用于高抗裂性能和包覆的情况 焊缝金属稀释量少，能够用于 “18-8” 不锈钢 典型合金: ASTM A240, 316L or A773,GTAW 焊接消耗材料,不锈钢 TIG 焊接 ER309/309L： 用于连接高合金奥氏体不锈钢 优于“18 8” 钢材的抗腐蚀性能 典型合金: ASTM A240, 309S or A774,GTAW 焊接消耗材料,铝材TIG 焊接 ER4043： 硅铝合金 既定焊接
11、可热处理6000 系列铝合金 不适用于焊接铝 -镁合金 ER5356： 铝-镁合金 最常用于铝填料合金 强度好，兼容于大部分合金。 不适用于工作温度超过150oF 的应用场合。,GTAW 焊接消耗材料,硅铜 ERCuSi-A 硅/铜合金用于焊接 铜 黄铜 青铜,GTAW 保护气体,氩气 氦气 氩气/氦气 混合物 氩气/氢气 混合物 氩气/氮气 混合物,GTAW 保护气体,氩气的优点: a.产生光滑而平静的电弧 b.对 AC 具有很好的清洁作用 c.气源充分，成本低 d.能够使用较小的流动速度 e.较好地抵抗横向抽风,GTAW 保护气体,氦气的优点: a.热影响区域小 b.其是使用氩气情况下电弧
12、传热性的1.7 倍 c.氦气和氩/氦气的混合物将推荐用于: 较厚的型材 具有高熔点的材料 焊接速度较快的场合,GTAW 保护气体,在氢气中加入氩气后，就有下列好处: a.进一步收缩了电弧 b.焊缝更清洁 c.走行速度快 d.深宽比大 e.主要用于焊接奥氏体不锈钢和一些镍合金钢。,警示: 氩气/氢气混合物增加了氢裂和孔隙的可能 性，它尤其在多道焊中更是如此。,GTAW 保护气体,氮的优点: a.将更多的能量提供于工件 b.尤其适合于焊接铜件,警示: 氩 /氮气混合物不能用于焊接铁素体材料 ，因为在焊缝中会产生 氮的积聚，这将造成焊缝失去强度并引起孔隙。,GTAW 总结,a.在多种合金和较厚的板材上制作出高质量的焊缝 b.能够熔敷达到经得起X 射线检查的质量的焊缝以及低氢焊缝。 c.采用不消耗自身的钨极棒和外部的保护气源 d.可选择使用或不使用填料棒 c.大部分的应用场合为采用DC 或AC 的情况 d.要求有 一定技能的操作者 e.无焊渣或飞溅物,工件电缆,气体出,脚踏板,工 件,填料棒,焊炬,气体进,惰性气体 气源,AC 或DC 焊接电源,电 流,
