A. 跪求钨极氩弧焊基础理论智识
学习单元一 认知钨极氩弧焊
一、TIG焊的原理
TIG焊是在惰性气体的保护下,利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(也可以不加填充焊丝),形成焊缝的焊接方法,如图6-1所示。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出,在电弧周围形成保护层隔绝空气,保护电极和焊接熔池以及临近热影响区,以形成优质的焊接接头。
TIG焊分为手工和自动两种。焊接时,用难熔金属钨或钨合金制成的电极基本上不熔化,故容易维持电弧长度的恒定。填充焊丝在电弧前方添加,当焊接薄焊件时,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,也可以将焊丝预热后,再添加到熔池中去,以提高熔敷速度。
TIG焊一般采用氩气作保护气体,称为钨极氩弧焊。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。在焊接不锈钢、镍基合金和镍铜合金时可采用氩一氢混合气作保护气体。
二、TIG焊的特点
TIG焊与其他焊接方法相比有如下特点:
(1)可焊金属多 氩气能有效隔绝焊接区域周围的空气,它本身又不溶于金属,不和金属反应;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。
(2)适应能力强 钨极电弧稳定,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;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。
(3)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。因而TIG焊使用的电流小,焊缝熔深浅,熔敷速度小,生产率低。
(4)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。
三、TIG焊的应用
TIG焊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。常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难熔的活泼金属(如锆、钽、钼铌等)和异种金属的焊接。
TIG焊容易控制焊缝成形,容易实现单面焊双面成形,主要用于薄件焊接或厚件的打底焊。脉冲TIG焊特别适宜于焊接薄板和全位置管道对接焊。但是,由于钨极的载流能力有限,电弧功率受到限制,致使焊缝熔深浅,焊接速度低,TIG焊一般只用于焊接厚度在6mm以下的焊件。
学习单元二 TIG焊的电流种类和极性
TIG焊时,焊接电弧正、负极的导电和产热机构与电极材料的热物理性能有密切关系、从而对焊接工艺有显著影响。下面分别讨论采用不同电流种类和极性进行TIG焊的情况。
一、直流TIG焊
直流TIG焊时,电流极性没有变化,电弧连续而稳定,按电源极性的不同接法,又可将直流TIG焊分为直流正极性法和直流反极性法两种方法。
1.直流正极性法
直流正极性法焊接时,焊件接电源正极,钨极接电源负极。由于钨极熔点很高,热发射能力强,电弧中带电粒子绝大多数是从钨极上以热发射形式产生的电子。这些电子撞击焊件(负极),释放出全部动能和位能(逸出功),产生大量热能加热焊件,从而形成深而窄的焊缝,见图5-2a。该法生产率高,焊件收缩应力和变形小。另一方面,由于钨极上接受正离子撞击时放出的能量比较小,而且由于钨极在发射电子时需要付出大量的逸出功,所以钨极上总的产热量比较小,因而钨极不易过热,烧损少;对于同一焊接电流可以采用直径较小的钨极。再者,由于钨极热发射能力强,采用小直径钨棒时,电流密度大,有利于电弧稳定。
综上所述,直流正极性有如下特点:
1)熔池深而窄,焊接生产率高,焊件的收缩应力和变形都小。
2)钨极许用电流大,寿命长。
3)电弧引燃容易,燃烧稳定。
总之,直流正极性优点较多,所以除铝、镁及其合金的焊接以外,TIG焊一般都采用直流正极性焊接。
2.直流反极性法
直流反极性时焊件接电源负极,钨极接正极。这时焊件和钨极的导电和产热情况与直流正极性时相反。由于焊件一般熔点较低,电子发射比较困难,往往只能在焊件表面温度较高的阴极斑点处发射电子,而阴极斑点总是出现在电子逸出功较低的氧化膜处。当阴极斑点受到弧柱中来的正离子流的强烈撞击时,温度很高,氧化膜很快被汽化破碎,显露出纯洁的焊件金属表面,电子发射条件也由此变差。这时阴极斑点就会自动转移到附近有氧化膜存在的地方,如此下去,就会把焊件焊接区表面的氧化膜清除掉,这种现象称为阴极破碎(或称阴极雾化)现象。
阴极破碎现象对于焊接工件表面存在难熔氧化物的金属有特殊的意义,如铝是易氧化的金属,它的表面有一层致密的A12O3附着层,它的熔点为2050℃,比铝的熔点(657℃)高很多,用一般的方法很难去除铝的表面氧化层,使焊接过程难以顺利。若用直流反极性TIG焊则可获得弧到膜除的显著效果,使焊缝表面光亮美观,成形良好。
但是直流反极性时钨极处于正极,TIG焊阳极产热量多于阴极(有关资料指出:2/3的热量产生于阳极,1/3的热量产生于阴极),大量电子撞击钨极,放出大量热量,很容易使钨极过热熔化而烧损,使用同样直径的电极时,就必须减小许用电流或者为了满足焊接电流的要求,就必须使用更大直径的电极;另一方面,由于在焊件上放出的热量不多,使焊缝熔深浅,生产率低。所以TIG焊中,除了铝、镁及其合金的薄件焊接外,很少采用直流反极性法。
二、交流TIG焊
交流TIG焊时,电流极性每半个周期交换一次,因而兼备了直流正极性法和直流反极性法两者的优点。在交流负极性半周里,焊件金属表面氧化膜会因“阴极破碎”作用而被清除;在交流正极性半周里,钨极又可以得到一定程度的冷却,可减轻钨极烧损,且此时发射电子容易,有利于电弧的稳定燃烧。交流TIG焊时,焊缝形状也介于直流正极性与直流反极性之间。实践证明,用交流TIG焊焊接铝、镁及其合金能获得满意的焊接质量。
但是,由于交流电弧每秒钟要100次过零点,加上交流电弧在正负半周里导电情况的差别,又出现了交流电弧过零点后复燃困难和焊接回路中产生直流分量的问题。必须采取适当的措施才能保证焊接过程的稳定进行。
综上所述,TIG焊既可以使用交流电流也可以使用直流电流进行焊接,对于直流电流还有极性选择的问题。焊接时应根据被焊材料来选择适当的电流和极性。
学习单元三 TIG焊工艺
TIG焊工艺主要包括焊前清理、工艺参数的选择和操作技术等几个方面。
一、焊前清理
氩气是惰性气体,在焊接过程中,既不与金属起化学作用,也不溶解于金属中,为获得高质量焊缝提供了良好条件。但是氩气不像还原性气体或氧化性气体那样,它没有脱氧去氢的能力。为了确保焊接质量,焊前对焊件及焊丝必须清理干净TIG焊常用的清理方法有:
1.清除油污、灰尘
常用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件与焊丝表面。也可按焊接生产说明书规定的其他方法进行。
2.清除氧化膜
常用的方法有机械清理和化学清理两种,或两者联合进行。
TIG焊的焊接工艺参数有:焊接电流、电弧电压(电弧长度)、焊接速度、填丝速度、保护气体流量与喷嘴孔径、钨极直径与形状等。合理的焊接工艺参数是获得优质焊接接头的重要保证。
1.焊接工艺参数对焊缝成形和焊接过程的影响
TIG焊时,可采用填充焊丝或不填充的方法形成焊缝。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。填充或不填充焊丝焊接时,焊缝成形的差异如图5-3所示。
(1)焊接电流 焊接电流是TIG焊的主要参数。在其他条件不变的情况下,电弧能量与焊接电流成正比;焊接电流越大,可焊接的材料厚度越大。
(2)电弧电压(或电弧长度) 当弧长增加时,电弧电压即增加,焊缝熔宽c和加热面积都略有增大。但弧长超过一定范围后,会因电弧热量的分散使热效率下降,电弧力对熔池的作用减小,熔宽c和母材熔化面积均减小。
(3)焊接速度 焊接时,焊缝获得的热输入反比于焊接速度。在其他条件不变的情况下,焊接速度越小,热输入越大,则焊接凹陷深度a1、熔透深度s、熔宽c都相应增大。反之上述参数减小。
当焊接速度过快时,焊缝易产生未焊透、气孔、夹渣和裂纹等缺陷。反之,焊接速度过慢时,焊缝又易产生焊穿和咬边现象。
(4)填丝速度与焊丝直径 焊丝的填送速度与焊丝的直径、焊接电流、焊接速度、接头间隙等因素有关。一般焊丝直径大时送丝速度慢,焊接电流、焊接速度、接头间隙大时,送丝速度快。送丝速度选择不当,可能造成焊缝出现未焊透、烧穿、焊缝凹陷、焊缝堆高太高、成形不光滑等缺陷。
(5)保护气体流量和喷嘴直径 保护气流量和喷嘴孔径的选择是影响气保护效果的重要因素。为了获得良好的保护效果,必须使保护气体流量与喷嘴直径匹配,也就是说,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。
(6)电极直径和端部形状 钨极直径的选择取决于焊件厚度、焊接电流的大小、电流种类和极性。
2.焊接参数的选择
在焊接过程中,每一项参数都直接影响焊接质量,而且各参数之间又相互影响,相互制约。为了获得优质的焊缝,除注意各焊接参数对焊缝成形和焊接过程的影响外,还必须考虑各参数的综合影响,即应使各项参数合理匹配。
三、TIG焊操作技术
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。
1.引弧
引弧前应提前5~10s送气。引弧有两种方法:高频振荡引弧(或脉冲引弧)和接触引弧,最好是采用非接触引弧。采用非接触引弧时,应先使钨极端头与焊件之间保持较短距离,然后接通引弧器电路,在高频电流或高压脉冲电流的作用下引燃电弧。这种引弧方法可靠性高,且由于钨极不与焊件接触,因而钨极不致因短路而烧损,同时还防止焊缝因电极材料落入熔池而形成夹钨等缺陷。
2.焊接
焊接时,为了得到良好的气保护效果,在不妨碍视线的情况下,应尽量缩短喷嘴到焊件的距离,采用短弧焊接,一般弧长4~7mm。焊枪与焊件角度的选择也应以获得好的保护效果,便于填充焊丝为准。平焊、横焊或仰焊时,多采用左焊法。厚度小于4mm的薄板立焊时,采用向下焊或向上焊均可,板厚大于4mm的焊件,多采用向上焊。要注意保持电弧一定高度和焊枪移动速度的均匀性,以确保焊缝熔深、熔宽的均匀,防止产生气孔和夹杂等缺陷;为了获得必要的熔宽,焊枪除作匀速直线运动外,允许作适当的横向摆动。在需要填充焊丝时,焊丝直径一般不得大于4mm,因为焊丝太粗易产生夹渣和未焊透现象。焊枪和填充焊丝之间的相对位置如图5-7所示。填充焊丝在熔池前均匀地向熔池送入,切不可扰乱氩气气流。焊丝的端部应始终置于氩气保护区内,以免氧化。
焊接时,为了加强气保护效果,提高焊缝质量,还可采取如下措施:
(1)加挡板 接头形式不同,氩气流的保护效果也不相同。
(2)扩大正面保护区 焊接容易氧化的金属及其合金(如钛合金)时不仅要求保护焊接区,而且对处于高温的焊缝段及近缝区表面也需要进行保护。这时单靠焊枪喷嘴中喷出的气层保护是不够的。为了扩大保护区范围,常在焊枪喷嘴后面安装附加喷嘴,也称拖斗,如图5-9所示。附加喷嘴里可另供气也可不另供气。用于焊接较厚的不锈钢和耐热合金材料时,可不另供气,而利用延长喷嘴喷出的气体在焊缝上停留的时间,达到扩大保护范围的目的。这种拖斗耗气不大,比较经济。用于焊接钛合金时,则需另供气,且在拖斗里安装气筛,使氩气在焊接区缓慢平稳地流动,以利于提高保护效果。
(3)反面保护 对某些焊件,既要求焊缝均匀,同时又不允许焊缝反面氧化。
3.收弧
焊缝在收弧处要求不存在明显的下凹以及产生气孔与裂纹等缺陷。为此,在收弧处应添加填充焊丝多使弧坑填满,这对于焊接热裂纹倾向较大的材料时,尤为重要。
学习单元四 TIG焊的新技术
一、脉冲TIG焊
脉冲TIG焊与一般TIG焊的区别在于采用可控的脉冲电流来加热焊件,以较小的基值电流来维持电弧稳定燃烧。当每一次脉冲电流(也称峰值电流)通过时,焊件上就产生一个点状熔池,当脉冲电流停歇时,点状熔池冷却结晶。因此,只要合理地调节脉冲间歇时间,保证焊点间有一定的重叠量,就可获得一条连续气密的焊缝。
脉冲TIG焊有交流、直流之分,而根据波形不同又有矩形波、正弦波,三角波(图5-12)三种基本波形。无论哪种波形,脉冲TIG焊都具有以下的基本特点:
(1)电弧压力大、挺度好,可明显地改善电弧的稳定性。薄件焊接要求较小的焊接电流,但此时电弧不稳定,甚至很难正常焊接。而在脉冲焊的脉冲电流Ip期间,电弧稳定、电弧压力大,指向性好,易使母材熔化。在较低的基值电流Ib期间可维持电弧不灭,使熔池凝固结晶。这样,大、小电流不断地交替,被焊件焊缝处相应地熔化、凝固,既可避免大电流烧穿的现象,又能克服小电流电弧不稳的问题,这样便能保证焊接过程的顺利进行。
(2)可控制对母材的热输入及控制焊缝成形
通过脉冲焊接参数(脉冲电流Ip、基值电流Ib、脉冲频率f等)的调节可精确地控制电弧能量及其分布,从而控制母材的线能量,获得均匀的熔深和焊缝根部均匀熔透,能很好地实现全位置焊接和单面焊双面成形。
(3)脉冲电流对熔池的搅拌作用可改善焊缝组织及外观成形 脉冲TIG焊时,电流的变化造成电弧压力的变化,对熔池的搅拌作用增强,使焊缝金属组织细密并有利于消除气孔、咬肉等缺陷。
(4)裂纹倾向小 焊接过程熔池金属冷却快,高温停留时间短,可减少热敏感材料焊接时产生裂纹的倾向。
(5)电弧热输入低 采用脉冲电流可减小焊接电流的平均值,获得较低的热输入。因此利用脉冲TIG焊,可焊接薄板或超薄件。用它焊接厚度小于0.1 mm的薄钢板仍能获得满意的效果。
由于上述特点,使脉冲TIG焊特别适于焊接热敏感性强的金属材料或薄件、超薄件、全位置、窄间隙以及中厚板开坡口多层焊的第一层打底焊。
二、TIG点焊
1.TIG点焊的特点
焊枪端部的喷嘴将被焊的两块金属压紧,保证连接面密合,然后靠钨极与母材之间的电弧使钨极下方的金属局部熔化形成焊点。TIG点焊适用于焊接各种薄板结构以及薄板与较厚材料的焊接,所焊材料目前主要是不锈钢、低合金钢等。
和电阻点焊相比,TIG点焊有如下优点:
1)可从一面进行焊接,方便灵活。对无法从两面焊接的构件尤其适合。
2)更易于焊接厚度相差悬殊的焊件。
3)需施加的压力小,无需加压装置。
4)设备费用低,耗电少。
缺点是:
1)焊接速度不如电阻点焊高。
2)焊接费用(人工费、氩气消耗等)较高。
2.TIG点焊的焊接工艺
焊前清理的要求和一般的TIG焊一样。焊接电流既可以采用直流正接,也可用交流(但应该辅加稳弧装置)。通常都采用直流正接,因为它可以比交流获得更大的熔深,可以采用较小的焊接电流(或者较短的时间),从而减少热变形和其他的热影响。
引弧有两种方法:
(1)高频引弧 依靠高频电压击穿钨极和焊件之间的气隙而引弧。
(2)诱导电弧引弧 先在钨极和喷嘴之间引燃一小电流(约5A)的诱导电弧,然后再接通焊接电源,引燃焊接电弧。
目前最常用的是高频引弧。
焊接时主要通过调节焊接电流值和电流持续时间控制焊点尺寸。增大焊接电流值和电流持续时间会增加熔深和焊点直径,反之则减小熔深和焊点直径。电弧长度也是一个重要的参数,电弧过长,熔池会过热并可能产生咬边缺陷;电弧太短,母材膨胀后会接触钨极,造成污染。
为了防止点焊表面过度凹陷和产生弧坑裂纹,点焊结束前应使电流自动衰减或者进行二次脉冲加热。当焊点加强高要求严格时可往熔池输送适量的填充焊丝。
B. 氩弧焊用钨极有什么区别
氩弧焊常用抄钨极标头颜色及型号
红头钨极代表钍钨电极,化学符号表示:WT20
灰头钨极代表铈钨电极,化学符号表示:WC20
绿头钨极代表纯钨电极,化学符号表示:WP
氩弧焊常用钨极的特点及适用范围
红头钨极特点:目前最稳定也是应用最广泛的钨电极,电子发射能力强,允许的电流密度高,电弧燃烧较稳定,但钍有一定的放射性,使用受到一定限制。
红头钨极适用范围:主要用于但不局限于不锈钢的焊接,也可以用于碳钢、硅铜、 铜、青铜、钛等材料的焊接。
灰头电极特点:电子逸出功低,化学稳定性高,允许的电流密度大,无放射性,是目前普遍采用的一种电极,使用范围仅次于钍钨的电极,尤其在低电流直流的条件上应用居多。
灰头钨极适用范围:主要应用于但不局限于碳钢,也可以用于不锈钢、硅青铜、铜、青铜、钛等材料的焊接。
绿头电极特点:熔点和沸点高,不容易溶化和发挥、烧损,尖端污染少,但电子发射偏弱,不利于电弧的稳定燃烧。
绿头钨极适用范围:主要用于白色金属如铝、镁及其合金的焊接。
C. 什么叫做无极氩弧焊接
http://ke..com/view/1255262.html?wtp=tt
钨极氩弧焊
钨极氩弧焊时常被称为TIG焊,是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式;电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入,此保护是由气体或混合气体流供应,通常是惰性气体,必须是能提供全保护,因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。
一 适用性
钨极氩弧焊,以人工或自动操作都适宜,且能用于持续焊接、间续焊接(有时称为‘跳焊’)和点焊,因为其电极棒是非消耗性的,故可不需加入熔填金属而仅熔合母材金属做焊接,然而对于个别的接头,依其需要也许需使用熔填金属。
钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式,且特别适于薄板的焊接—经常可薄至0.005英寸。
(一) 焊接的金属
钨极氩弧焊的特性使其能使用于大多数的金属和合金的焊接,可用钨极氩弧焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、镍合金、钛合金和锆合金等等。
铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接,这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难,锌在1663F汽化,而此温度仍比电弧温度低很多,且由于锌的挥发而使焊道不良,表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属,可用电弧焊接,但需特殊的程序。
在镀茄禅层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果。很可能具有低的机械性质为防止在镀层的金属焊接中产生交互合金作用,必须将要焊接的区域的表面镀层移除,焊接后在修补。
(一) 母材金属厚度
钨极氩弧焊能应用于广泛厚度范围的金属焊接,此方式非常适合于焊接3mm厚以下物件,因为其电弧产生强烈的、集中热量,而产生高焊接速度,使用熔填金属能做多道焊接。
虽然6.25mm以上的厚度的母材金属,通常使用其他焊接方式。但是,需高品质的厚焊件有使用钨极氩弧焊做多层焊接。例如在8m直径的火箭发动器, 15mm厚的外壳制造中,以钨极氩弧焊使用填充金属做纵向和圆周多道焊接,虽然对此厚的金属而言,此焊接方式较慢,但因为焊道的高品质要求,故而使用 TIG焊接。
钨极氩弧焊可成功的焊接多种“箔厚度”的合金,薄板焊接需要精密的装置固定,对于箔厚度的金属。需使用机械或自动焊接,“高温电离子电弧焊接”经常被记为是钨极氩弧焊的一种变化,对于焊接薄板具有更多的优点。
(二) 工作物形状
防止使用自动方法的复杂形状处需使用手操作焊接。手操作是使用于需要短的焊道的不规则的形状物件上焊接,或需要在难以达到的(不易接近的)区域的焊接,手操作也适合全姿势焊接。
自动设备能使用曲线的和直线的表面焊接。例如波状钛极两端对组成件的特殊正弦波焊接,对于此正弦波式的焊接,设计一机械式的导向单元跟随金属模板以引导焊枪。例如此焊接的人工操作,其控制极端的困难。
二 TIG的基础
因为在钨极氩弧焊中,其热量是在极棒和工作物之间空昌产生,而将工作物边缘熔化且当焊道熔池凝固时必须清洁,接合在一起。
为了能以钨极氩弧焊得到良好的品质的焊道,基本上必须将要焊接的所有 表面和临近的区域清洁干净,如果使用熔填金属也必须清洁。
另一基本要求是要焊接的组成件的组合,必须牢固的保持在正确 的相关的 位置上,当组合方式是高要求,且工作物薄,形状复杂。不使用熔填金属焊接或使用自动焊接时,需使用的装置具。
(一) 起弧
通常使用“起弧”的方法是引起电子发射和气体离子化开始的方式;可经由能化的电极棒接触工作物且快颤亏尘速抽回到其所需的电弧长度,或使用导弧,或使用在电极棒和工作物之间产生高频火花的辅助装置引弧,而得到此放射和离子的能量;电极棒从工作物上做机械式的抽回方式只能用于直流电焊机的机械化的焊接,然而,导弧起动方式,可用于手操作和机械化焊接,但是也只限于直流电焊机,高频火花起弧方式可应用于交流或直流电焊机的手操作焊接,许多电焊机都有产生高频火花的装置作起弧和稳定电弧。
(二) 电极棒和熔填金属位置
在手操作钨极氩弧焊中的电极棒和熔填金属位置表示于图1中,一旦引弧既保持焊枪使电极棒位于离工作物表面约75º角度处,且指向焊接的方向,开始焊接时,电弧通常以打圆圈的方式移动直到足够的目材金属熔化以生产适宜大小的熔池(见图1a)。当达到适当的熔合时,将焊枪沿着焊接物接头的相邻边缘逐渐的移动。如此渐渐的熔接工作物,当熔填金属是以手操作添加时经常是保持在距工作物表面约15º的角度,且缓慢的进入熔池中(见图1c),必须小心的送入熔填金属以避免扰乱气体保护或接触电极棒,且因熔填条端部氧化或电极棒的污染。熔填金属条可持续的加入或反复的“侵入”与 “抽出”。
熔填金属能以保持熔填条与焊道成线状排列的方式持续加入(时常使用以V形接头的多焊道接中)或者以熔填条和焊枪左右摆动的方式将熔填条送入熔池(时常使用以表面加层的一种方式)。
停止焊接时,将熔填金属从熔池中抽回,但暂时的保持在气体保护下。以防止熔填金属氧化,然后在熄弧之前移动焊枪至熔池的前方边缘,将焊枪提升到刚好足以熄弧但又不足以引起熔坑和电极棒污染的高度而断弧,最佳的操作是以脚踏控制方式逐渐的减少电流而不需提升焊枪。
(三) 电弧长度
在许多的全自动钨极氩弧焊接应用中,使用的电弧长度约等于3/2倍的电极棒直径,但可依特定的应用而变化,也可依焊工所喜用的选择而定,然而,电弧长度越长,扩散到周围大气中的热量越高,而且,长的电弧通常会妨碍(至某一程度)焊接的稳定进行,有一例外是在管路中之“插承接头”,以官轴在垂直位置的焊接中,长的电弧可比短的电弧产生较平滑外形的填角焊接。
(四) 手工和自动的操作
在手工的和全自动的钨极氩弧焊之间有一个区别,即是:手工焊接是以“焊工”做之,全自动焊接是以“操作者”做之;例如脚踏控制焊接电流和转换开关的手工焊接的改良方式都是趋向自动焊接的初步发展;使用持握和带动焊枪以定速或按照计划的速度移动,且能自动调整电弧电压(电弧长度),自动开关和停止之设备,既构成全自动焊接。
(五) 焊工技术
操作人员的选择和训练主要是取决于使用的设备之“自动程度”,因为钨极氩弧焊是最经常使用于接合金属片的配件,且因为在其应用中,焊工能很容易的处理相当轻小的组成件,故而焊工经常需花费其部分的时间作清洁,组合装置固定和虚焊等操作处理,而且除了需要高度的手工技巧,耐心的训练以得到良好品质的焊道以外,有时焊工具有机械的技术,将要焊的组合件作适当的组合和装置固定。
特定焊接技术的需要会随着由一种焊接方式改为另一种焊接方式而变化,例如一位精以手工操作气保焊接的焊工,需外加训练才能有资格做钨极氩弧焊,另外,在某些应用中需特别的技术,例如消耗性背垫环的安置和焊接和修补焊接等。
(六)检验
钨极氩弧焊的检验包括所有的非破坏性方式,从金属片形焊物的表面检验至较厚焊接物的放射线(X光)和超声波方式检验,以检查表面以下(内部)较可能发生的缺陷。
三 焊接电流
在任何焊接操作的控制中“电流”是最重要的操作条件,因为其与渗透的深度,焊接速度,焊着速度和焊道的品质皆有关;基本上,有三种焊接电流可供选择:(a)直流正极性,(b)直流反极性(c)交流(d)。在此三种电流上附加高频电流,可得到某些所需的效应表 1中列出各种不同的金属焊接的电流型试选择说明。
(一) 直流正极性
为钨极氩弧焊使用最广泛的电流型式,几乎所有的一般可焊接之金属和合金中都能产生良好的焊道;在以dcsp(直流正极性)的焊接中,电极棒是负极,工作物金属是正极,因此电子流是由电极棒流向工作物金属。因为在所有直流电弧中70%的热量是在电弧的正极或阳极端部产生,对于给予尺寸的电极棒,可承受正极性电流较多,而可承受的反极性电流较少,相同的,如果对于特定尺寸的电极棒,需要有最热的电弧时,dcsp是必须使用的电流型式。
正极性直流电流可产生深的窄的焊道,且“渗透”优于其他两种电流所提供的,然而窄的焊道和较深的渗透使在此dcsp焊接薄金属物时引起困难;与dcrp 或ac不同的是:dcsp不能除移铝、镁或铍铜上的表面氧化物,但是铝若以dcsp焊接,需使用特殊化的焊接方式加上焊接前之机械的或化学的清洁
使用dcsp焊接比高频稳定化交流电弧焊接时需要教多的技术,主要是因为dcsp在引弧时没有高频导引放电,因此可在标准的机器上加上特别的装置而将高频电流附加于dcsp上。
(二) 直流反极性
在于dcrp(直流反极性)的焊接中,电极棒是连接电焊机正极端,且工作物金属接负极端。因此电子流从工作物流向电极棒;而在电极棒中产生热量,在工作物中产生低热量;在相同的安培和电弧长度下,dcrp电弧的电压稍高dcsp电弧,因此dcrp电弧具有较多的总能量。
反极性直流电是三种电流型式中最少使用的,因为其产生平坦的,宽的且渗透浅的焊道,以dcrp焊接,需要高的技术,因为以相同低的焊接电流值需使用大尺寸的电极棒。故而通常不使用,反极性直流电流具有“最冷的”有效电弧,但是能提供从工作物表面移氧化物之优越特性。
以dcrp焊接铝是特别的困难,因为熔池很容易被吸引至电极棒的尖端,而电极棒与铝接触时受污染变体,然而dcrp可有效的使用于接合薄的铝片(0.6mm),另一方面镁受到dcrp固有的电弧作用所排弃且因而没有污染问题,dcrp可使用于焊接厚至3mm的镁金属。
(三)以dcrp移除氧化物
有数种理论解释为何反极性直流电流能从某些母材金属表面移除氧化物的清洁作用但是,一般被接受的解释如下:
当电极性为正极时,氩气或氦气的离子是向母材金属表面进行,在环绕惰性气体雾圈上,带电的气体阳离子产生通过电弧的作用,气体离子具有相当的质量,且因而在向金属表急行的同时,获得大量的动能,当这些离子与金属表面碰撞时,如有喷纱的方式,撕掉氧化物的粒子而清洁之,此粒子在金属母材上产生热量比在电弧阳极端产生的热量较少,结果渗透的量较轻微,如果电极棒为负极且工作物为正极,则离子向电极棒行进而在工作物金属上无清洁作用且电子“轰炸”欲焊接金属,因此使工作物金属产生相当的热量和渗透。
例如不锈钢,碳钢和铜的金属,不会形成对钨极氩弧焊明显影响氧化层,
(四)焊接机的极性判断
在自动钨极氩弧焊中,会有以错误极性开始焊接操作的危险,这些因为重复操作使然,但是在手操作焊接中,只会偶然的被改变焊接机端头的连接而颠倒极性,最好在开始焊接之前,先试验极性,可避免电极性可能损坏(如果的反极性电流施加在小的电极棒上时,会发生损坏)。
使用手工焊条电弧焊接的手把线接于线路上,试验极性,以反极性,全位置手工焊条电弧焊焊条起弧(E6010级),如果极性是正的、则电弧具强烈且有力的嘶嘶声;真正反极性E6010的电弧不会具有力的劈啪声。
(五)交流电流
可说为一系列的dcsp和dcrp之交互脉动,且每秒钟转换电流方向120次,交流电中,每一周期之间,电压由最大的正值变化至最大的负值,且每发生一次变化,电弧即熄减一次;在惰性 中焊接时,传统的电弧焊接变压器无法产生高至足以在电弧熄灭减后确实的在建立电弧的电压,相同的,除非使用具有足够的固有电压之变压器,否则必须附加高频电流于电弧上,以便在每半周期上能再建立焊接电弧。
交流电能提供良好的渗透,且使表面氧化物减少(或还原);ac的钨极氩弧焊产生的焊道比dcsp焊道较宽且较浅,但是比dcrp焊道较窄且较深,且其焊道加强部比dcsp或dcrp的焊道加强部较大,因此交流电较适合铝,镁和铍铜焊接。
(六) 交流电中整流作用的预防
由于电压的正和负半周期跨过交流电弧期间产生不等的电流阻力,而引起不平衡的电流正弦波,产生整流作用上升现象,因其在ac弧中会产生直流电压部分,高至足以引起电弧飘动和不稳定。钨极氩弧焊使用较老式的变压器,较可能发生整流作用,因为没有新式的平衡波形组件.
因为电极棒和焊接金属放射不等量的电子而发生整流作用。其受到电极棒端和工作物端电弧的电流密度的影响(电流密度控制两者的温度),也受到电弧长度和使用的保护气体至某一程度的影响,整流作用会产生高至12V的直流电压部分在铝的焊接中,当直流部分高时,熔融铝的光亮熔池会变暗且产生氧化膜,其程度与直流部分之大小成正比。
可使用平衡波形变压器消除整流作用和其有害的效应,此组件加入一电容器串联于焊接电路中此电容器的电容量容许交流的焊接电流有效的流过,但阻止部分流通,这些组件通常被设计为具有100-150伏特范围的开路电压,需高频电流起弧,且很广泛的被使用于焊接铝合金和镁合金。
(七) 脉动电流焊接
脉动电流的钨极氩弧焊,是以高的电流上升与衰退速率和高的重复脉动速率操作,很广泛的使用精密配件的接合,具较缓慢的电流脉动速率之脉动电流是使用于机械化的管件焊接和其他的机械化焊接应用。
目前以发展出能容许自动精确控制脉动TIG的弧电压的电路,这些电路使用的弧电压是由高的脉动电流和在周期的残部期间锁住控制而产生,在修改形的脉动电流电焊机中,下列的函数也许是个别独立开始部分
脉动电流的钨极氩弧焊的优点如下:
1 焊道的“深度对宽度”之比例增加:使用短持续时间的高电流焊接脉和小的、纯的钍钨电极棒,在不锈钢焊接中,发生的电弧力会产生2:1的深度对宽度比例之焊道。
2 消除“坠陷”高电流,短持续时间脉即可“熔透”根部焊道或薄的工作物金属且熔池变大至足以下坠之前凝固。
3 热影响区减至最小:经由高脉的高度和持续时间,与低脉的高度和持续时间的适当比例,可将热影响区减至最小,有时设定低脉高度为零,同时保持高电流脉之间有限制的间隔。
4 在熔池中搅拌:电流的高脉产生的电弧和电磁力比定电流焊接产生的大很多,这些高的力量产生熔池的搅动而减少,接头底部可能发生 的针孔和不完全熔合,脉动在使用于低电流焊接时产生坚实僵硬的电弧,消除低电流的定电流电弧会发生的电弧散漫不稳定现象。
四 电焊机
钨极氩弧焊的电焊机有:(a)变压器---整流器式,直流输出。(b)变压器式,交流输出(c)动力驱动发电机----电力马达驱动.(只供ac输出),或引擎驱动(可供 ac或dc输出)。
变压器和整流器式电焊机具有数个优于动力驱动发电机式的优点:低的最初成本,暖机期间没有电流降,操作安静,保养和操作成本低,没有转动部分,停顿时功率输入低,引擎驱动发电机的优点是可使用于电力供应的区域。
(一) 高频稳定
将大花间隙式或管式震荡器接于焊接变压器线路中,做起弧用,且在某些例子中,也可持续的使用,在大多数早期以高频稳定的交流电做TIG焊接中,发生的“无线干扰”产生相当多的麻烦,然而,现今,震动式电驿,“电子管”制动电器和独特相位的高频变压器供给火花供应较弱的放电,使“无线干扰”现象减少。
为改装一些较老式的变压器,装设HF稳定的电路,作接触起弧,也许会加入一磁动接触器于交流电焊机中,以脚踏开关作动;使用此种装设。焊工能将电极棒依靠工作物指向需要开始的位置下面罩,然后,接下脚踏开关,当电极棒由工作物上提升时即起弧,此程序较简单,且当焊工欲停止焊接电流时,仅需释放脚踏开关即可。
HF诱导放电需要的强度取决于接头设计,电极棒伸出长度和焊工能以最小的HF诱导电流起弧之能力,如果在深的构槽接头中作焊接,则HF电流强度必须较低,否则电弧会桥接构槽的宽度而不会进入接头的根部。
过度的高频稳定会有下列的不良效应:
1. 操作人员受电震的可能性较大。
2. 焊接电弧不稳定。
3. 如果使用金属喷嘴,会“遇电”至喷嘴。
4. 降低焊接缆线的寿命,因为高频会渗透绝缘。
5. 增加无线接收干扰。
如果在焊接电流上附加高频电路时,最重要的是在要装入或调整电极棒之前,或是在将手放在或接近焊接头的金属部分之前,必须将电源关掉,否则会发生猛烈的电震,特别是在操作者接触到近于工作物的温气时。
在以高频稳定交流电焊接时,熄弧后电极棒仍然热时,其尖端显现紫色的晕,当电极棒冷却时,紫色晕剧烈褪色,且当电极棒达到某一温度时,既突然的消失,在紫晕乃可见时,电极棒接近工作物仍有相当大的距离即会引发电弧,故必须特别的小心,以避免不想要的位置突然的引发电弧和弧燃。
(二)“热起动”装置
对于某些焊接,需提供布设聚增的电流(高于正常电流很多),以便能在最短的时间延迟下,开始焊接(起弧)此在自动或半自动焊接中特别的有帮助,在电路中连接热起动装置,提供开端 (起弧)的聚增电流,通常此装置能预先调整以供所需的外加电流大小和所需的时间幅度。
(三) 缓和电力的聚增
在以短持续时间的高电流值和经常起动的焊接时,可使用感应马达横跨(并联)于连接焊接机的端子缓和线路上电力的聚增量,此马达不具外部负荷,马达的额定马力必须超过电焊机的KVA额定,如此当因为在起弧中的短路使电流聚增而线电压降时,在转动电枢中会有足够的动能转换成大量的电力输入线路中,在线电压中的尖锐陡降会引起马达转慢,且在马达中的转动能量被转换成电能,帮助保持线电压上升,除非是用在起弧时,紧急的减缓线电压降。否则在做此类装设之前必须小心的作成本分析。
(四)减少电流做熔坑填充
在某些应用中,焊道终端需做均称的收尾,且避免在焊道熔坑中的熄弧点上突然的凹陷,在铝合金和镁合金的焊接中,在正好收尾之前需开始减少焊接电流,然而,类如镍基和钴基合金对“鼓震”很敏感的金属,除非以逐渐的减少电流的方式熄弧,并且助于熔填金属的温度焊着(此也可从熔池消减数量)否则必然会发生熔坑龟裂,为避免熄弧后在熔坑中产生“渴”或凹陷,焊道必须持续越过焊道终端,且必须逐渐减少电流至金属不在熔化的电流值,否则当电弧停止作动时,在工作物中会形成凹处或弧形疤痕,此类疤痕和也许存在的显微的龟裂会增加腐蚀的感受性。
有数种方法可使各种电焊机能逐渐减少电流:(a)在马达发电机上用 控制法;(b) (c)在整流器上用可变电抗器控制法;(d)在控制变压器的可动线圈和可饱和的电抗器上使用马达或空气驱动的圆筒隔离一次和二次线圈。
五 焊枪
手操作钨极氩弧焊的焊枪必须坚实重量轻且完全绝缘,必须有手把供持压且供输送保护气体至电弧区,且具有筒夹,夹头或其他方式能稳固的压紧钨电极棒且导引焊接电流至电极棒上,焊枪组合一般包括各种不同的缆线,软管和连接焊枪至电源,气体和水的配合件,图3表示典型的水冷式手操作焊枪保护气体通过的整个系统必须气密,软管中式接头处漏泄会使保护气体大量损失,且熔池无法得到充分的保护,空气吸入气体系统中时常是主要的问题,需小心的维护以确保气密的气体系统。
钨极氩弧焊的焊枪有不同的尺寸和种类,重量由轻到三英两到几乎一磅重,焊枪尺寸不同是依能使用的最大焊接电流而定,而且可配用不同尺寸的电极棒和不同种类和尺寸的喷嘴,电极棒与手把的角度也随着不同的焊枪而变化,最普通的角度是约120°,但也是使用90°的头角度焊枪直线焊枪,甚至可调整角度的焊枪,有些焊枪在其手把中装置辅助开关和气体阀。
钨极氩弧焊的焊枪其主要的区分为气冷式和水冷式。因为气冷式大多数的冷却是由气保焊提供。故较正确的说法应为GAS—COOLED真正空气冷却仅是辐射散热至周围的空气中,另一方面水冷式焊枪有些冷却是由保护气体提供,但是,其他则由循环透过焊枪的水补充冷却(见图3a)
气冷式焊枪通常是重量轻的,体积小且坚实,且比水冷式焊枪较便宜,但是,一般受限使用于约125安培以下的焊接电流,正常情况下是使用于焊接薄板且使用率低之处,钨电极棒的操作温度比在水冷式焊枪中操作的较高,且因为如此,在使用纯钨电极棒时或在接近额定电流容量下焊接时,会引起钨粒子脱落掉入熔池中。
水冷式焊枪是被设计用于持续的高电流焊接,能以高至200安培的焊接电流做持续的操作有些被设计可用于500安培的最大焊接电流,比气冷式焊枪较重且较贵。
焊枪连接水管和有关的接头,通常,由电焊机携带电流至电极棒的电缆线是包在水冷却水的出口管路内(见图3),此可提供缆线的冷却,且容许使用小直径,重量轻可绕的导线,有时也包括配合件和流动开关和熔丝,焊枪中漏水或气体系统含有湿气,会污染焊道且会促使操作不顺
D. 钨极氩弧焊和氩弧焊的区别
钨极氩弧焊是氩弧焊的一种。氩弧焊按电极材料分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊。
钨极氩弧焊是用钨针作为电极,熔化极氩弧焊是焊丝作为电极。望采纳,谢谢!
E. 氩弧焊有几种枪嘴,都焊什么的平时焊窗子那种0、5MM的不锈钢要几号枪嘴钨极有那些规格,怎么选用...
氩弧焊常用的1~10号瓷嘴,号越大,内经越大,用的氩气越多,用0.3mm的那种规格的枪嘴,钨极的直径表示钨极规格。常用的有:0.5, 1.0, 1.6, 2.0, 3.2, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10.0 ,根据焊接电源选择直径。
钨极氩弧焊是种非熔 化极惰性气体保护焊氩气保护下,通过钨极与 工件之间产生电弧,利用电弧产生的热量熔化工件的接头处而形成熔池,然后对熔池填加焊丝(也可以不加焊丝)冷却后形成焊缝。是气体保护焊中常用的一种熔化焊方法。
(5)什么是钨极氩弧焊焊接接头扩展阅读:
1、焊机电源末切断前,不准碰及焊机的带电部分。
2、焊接时,操作者必须穿戴好防护眼镜、绝缘鞋等防护用具,以免被电弧灼伤或引起触电事故。
3、焊接外壳必须良好接地,以避免静电、漏电,影响人机安全,输出线的连接可以直接将焊枪及地线的相应接头,分别接至焊机前面板上标有焊枪和地线接头,并将螺丝拧紧。
4、请勿将电源压过低(低于AC190V) 的情况下使用焊机,同时若在电源电压较低的情况下使用焊机,应调小焊机的工作电流,否则会出现断弧的现像。
5、使用时,发现故障和异常,必须立即关闭电源,并立即填写设备维修记录表报主管部门,待维修人员处理。
6、工作完毕或下班前,应切断电源,收拾好焊接用具,检查和清理工作现场,清除所遗留的焊渣火种。