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1、教学论文手工钨极氩弧焊技术浅析伍红军钨极氩弧焊是采用钨棒作为电极，利用氩气作为保护气体进行焊接的一种气体保护焊方法，如图1所示。图1 钨极氩弧焊示意图1喷嘴 2钨极 3电弧 4焊缝 5工件 6熔池7焊丝 8氩气 1、钨极氩弧焊原理通过钨极与工件之间产生电弧，利用从焊枪喷嘴中喷出的氩气流在电弧区形成严密封闭的气层，使电极和金属熔池与空气隔离，以防止空气的侵入。同时利用电弧热来熔化基本金属和填充焊丝形成熔池。液态金属熔池凝固后形成焊缝。由于氩气是一种惰性气体，不与金属起化学反应，所以能充分保护金属熔池不被氧化。同时氩气在高温时不溶于液态金属中，所以焊缝不易生成气孔。因此，氩气的保护作用是有效和可靠
2、的，可以获得较高质量的焊缝。 焊接时钨极不熔化，所以钨极氩弧焊又称为非熔化极氩弧焊。根据所采用的电源种类，钨极氩弧焊又分为直流、交流和脉冲三种。2、钨极氩弧焊工艺特点氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点：（1） 保护效果好，焊缝质量高氩气不与金属发生反应，也不溶于金属，焊接过程基本上是金属熔化与结晶的简单过程，因此能获得较为纯净及质量高的焊缝。（2） 焊接变形和应力小由弧受氩气流的压缩和冷却作用，电弧热量集中，热影响区很窄，焊接变形与应力均小，尤其适于薄板焊接。（3） 易观察、易操作由于是明弧焊，所以观察方便，操作容易，尤其适用于全位置焊接。（4） 稳定电弧稳定，飞溅少，焊后不用清渣。（5） 易控
3、制熔池尺寸由于焊丝和电极是分开的，焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。（6） 可焊的材料范围广几乎所有的金属材料都可以进行氩弧焊。特别适宜焊接化学性能活泼的金属和合金，如铝、镁、钛等。钨极氩弧焊的缺点：（1） 设备成本较高。（2） 氩气电离势高，引弧困难，需要采用高频引弧及稳弧装置。（3） 氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的530倍，生成的臭氧对焊工有危害，所以要加强防护。（4） 焊接时需有防风措施。钨极氩弧焊的应用范围：钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法，因此在工业行业中均广泛的被采用。特别是一些化学性能活泼的金属，用其他电弧焊焊接非常困难，而用氩弧焊则可容易地得到高质量的焊缝。另外，在碳钢和低合金钢
4、的压力管道焊接中，现在也越来越多地采用氩弧焊打底，以提高焊接接头的质量。3、 手工钨极氩弧焊的基本操作技术手工GTAW的基本操作技术包括：引弧与熔池控制、运弧与焊炬运动方式、填丝手法、停弧和熄弧、焊缝接头操作方法等。（1）引弧 我们用的引弧方式为击穿式，普通GTAW电源均有高频或脉冲引弧和稳弧装置。手握焊炬垂直于工件，使钨极与工件保持3-5min距离，接通电源，在高压高频或高压脉冲作用下，击穿间隙放电，使保护气电离形成离子流而引燃电弧。该法保证钨极端部完好，烧损小，引弧质量好，因此应用广泛。（2）熔池控制 控制熔池的形状和大小说到底就是控制焊接温度：温度对焊接质量的影响是很大的，各种焊接缺陷的
5、产生是温度不适当造成的，热裂纹、咬边、弧坑裂纹、凹陷、元素烧损、凸瘤等都是因为温度过高产生的，冷裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等都是焊接温度不够造成的。（3）运弧 运弧有一定的要求和规律：焊炬轴线与已焊表面夹角称为焊炬倾角，它直接影响热量输入、保护效果和操作视野，一般焊炬倾角为70-85，焊炬倾角90时保护效果最好，但从焊炬中喷出的保护气流随着焊炬移动速度的增加而向后偏离，可能使熔池得不到充分的保护，所以焊速不能太快。GTAW一般采用左焊法。（4）焊炬握法 用右手拇指和食指握住焊炬手柄，其余三指触及工件作为指点。 （5）焊丝握法 左手中指在上、无名指在下夹持焊丝，拇指和食指捏住焊丝向前移动送
6、入熔池，然后拇指食指松开后移再捏住焊丝前移，这样反复持续下去整根焊丝可不停顿的输送完毕。 焊丝送入角度、送入方式与熟练程度有关，它直接影响到焊缝的几何形状。焊丝应低角度送入，一般为10-15，通常不大于20。这样有助于熔化端被保护气覆盖并避免碰撞钨极，使焊丝以滴状过度到熔池中的距离缩短。送丝动作要轻，不要搅动气体保护层，以免空气侵入。焊丝在进入熔池时，要避免与钨极接触短路，以免钨极烧损落入熔池，引起焊缝夹钨。焊丝末端不要伸入弧柱内，即在熔池和钨极中间，否则，在弧柱高温作用下，焊丝剧烈熔化滴入熔池，引起飞溅并发出乒乒乓乓的响声，从而破坏了电弧的稳弧燃烧，结果会造成熔池内部污染，也使焊缝外观不好，
7、灰黑不亮。 焊丝溶入熔池大致可分为五个步骤： 焊炬垂直于工件，引燃电弧形成熔池，当熔池被电弧加热到呈现白亮并将发生流动时，就要准备将焊丝送入。 焊炬稍向后移动并倾斜10-15 想熔池强放内侧边缘约在熔池的1/3处送入焊丝末端，靠熔池的热量将焊丝接触溶入，不要像气焊那样搅拌熔池（BC同时进行） 抽回焊丝单其末端并不离开保护区，与熔池前沿保持者如分似离的状态准备再次加入焊丝。 焊炬前移至熔池前沿形成新的熔池。（重复CDE动作直至焊接结束）(6)送丝 送丝可分为外填丝、内填丝和依丝法三种，我们使用的是外填丝法，外填丝法是电弧在管壁外侧燃烧，焊丝从坡口一侧添加的操作方法。外填丝法又分为连续送丝法和断续
8、送丝法，我们补焊只需断续送丝法即可。 断续送丝法有时也称为点滴送入法，是靠手的反复送拉动作将焊丝端头的熔滴送入熔池，熔化后将焊丝拉回退出熔池，但不离开保护区，焊丝拉回时靠电弧吹力将熔池表面的氧化膜排除掉。此法适用于各种接头特别是组对间隙小、有垫板的薄板焊缝或角焊缝焊接，焊后焊缝表面呈清晰均匀的鱼鳞状。断续送丝法容易掌握，初学者多采用这种送丝法。但只适用于小电流、慢焊速、表面波纹粗的焊缝，当间隙较大或电流不合适时，用断续送丝法就难于控制焊接熔池，背面容易产生凹陷。(7)停弧 停弧就是由于某种原因而中途停下来，然后再继续进行焊接。正确的停弧方法，就是采用铸件加快运弧速度后（缩小熔池面积）再收弧的方
9、法，这样可以没有弧坑和缩孔，给下次引弧继续焊接创造了条件，加快运弧的长度为20mm左右。 再引弧焊接时，待熔池形成后，向后压1-2个波纹，接头起点不加或少加焊丝，然后转入正常焊接，为了防止产生气孔，保证焊缝质量，起点或接头处应适当放慢焊接速度。 (8)收弧 收弧也称熄弧，是焊接终止的必须手法。收弧很重要，应高度重视。若收弧不当，易引起弧坑裂纹，缩孔等缺陷，常用收弧方法有： A 焊接电流衰减法 利用衰减装置，逐渐减小焊接电流，从而使熔池逐渐缩小，以至母材不能熔化，达到收弧处无缩孔之目的，普通的GTAW焊机都带有衰减装置。 B 增加焊速法 在焊接终止时，焊炬前移速度逐渐加快，焊丝的给送量逐渐减少，
10、直到母材不熔化时为止。基本要点是逐渐减少热量输入，重叠焊缝20-30mm。此法最适合于环缝，无弧坑无缩孔。 C 多次熄弧法 终止时焊速减慢，焊炬后倾角加大，拉长电弧，使电弧热主要集中在焊丝上，而焊丝的给送量增大，填满弧坑，并使焊缝增高，熄弧后马上再引燃电弧，重复两三次，便于熔池在凝固时能继续得到焊丝补给，使收弧处逐步冷却。但多次熄弧后收弧处往往较高，需将收弧处增高的焊缝修平。 D 应用熄弧板法 平板对接时常用熄弧板，焊后将熄弧板去掉修平。 实际操作证明：有衰减装置用电流衰减法收弧最好，无衰减装置用增加焊速法收弧最好，可避免弧坑和缩孔，熄弧后不能马上把焊炬移走，应停留在收弧处待2-5min，用滞
11、后气保护高温下的收弧部位不受氧化。(9)平焊焊接操作要领 焊接操作要领：平焊是比较容易掌握的焊接位置，效率高，质量好，生产中应用得多，运弧时手要稳，钨极端头离工件3-5mm，约有钨极直径的1.5-2倍。多为直线运弧焊接，较少摆动，但不能跳动，焊丝与工件间夹角10-15，焊丝与焊炬相互垂直。铝6mm、紫铜3mm、碳钢和不锈钢4mm，在平焊位施焊可以不开坡口，而在别的位置施焊则应开坡口。 平焊位焊接，引弧形成熔池后仔细观察，视熔池的形状和大小控制焊接速度，若熔池表面呈凹形，并与母材熔合良好，则说明已经焊透；若熔池表面呈凸形且与母材之间有死角，说明未焊透，应继续加温，当熔池稍有下沉的趋向时，应即时填加焊丝，逐渐缓慢而有规律的朝焊接方向移动电弧，应尽量保持弧长不变，焊丝可在熔池前缘内侧一送一收或停放在熔池前缘即可，视母材坡口形式而定。整个焊接过程应保持这种状态，焊丝加早了，会造成未熔透，加晚了容易造成焊瘤甚至烧穿。 熄弧后不可将焊炬马上提起，应在原位保持数秒至数分钟不动，以滞后气保护高温下的焊缝金属和钨极不被氧化。 焊完后检查焊缝质量：几何尺寸、熔透情况、焊道是否氧化咬边等。焊接结束后，先关气，后关水。最后关闭焊接电源。
