鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解第五章鎢極惰性氣體保護(hù)焊

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解第一節(jié)鎢極惰性氣體保護(hù)焊的原理及特點(diǎn)

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解一、TIG焊的基本原理在惰性氣體的保護(hù)下，利用鎢電極與工件之間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的焊接方法稱(chēng)鎢極惰性氣體保護(hù)焊TIG(TungstenInertGasWelding)。薄板焊接—般不需填充金屬。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解使用的惰性氣體：氬(Ar)氣、氦(He)氣或氬、氦混合氣體，在某些場(chǎng)合下可加入少量氫。

TIG焊操作方式有：手工焊、半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊三種。鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解二、TIG焊的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)（1）保護(hù)效果好：由于氬氣和氦氣是惰性氣體，密度比空氣大，既不與金屬起反應(yīng)，又能夠有效地隔絕空氣，所以能對(duì)鎢極、熔池金屬及熱影響區(qū)進(jìn)行很好的保護(hù)，防止被氧化、氮化。（2）在惰性氣體保護(hù)下焊接，不需使用焊劑就可焊接幾乎所有的金屬；特別適于焊接化學(xué)活性強(qiáng)和形成高熔點(diǎn)氧化物的鋁、鎂及其合金。能進(jìn)行脈沖焊接，減少焊接熱輸入，很適于薄板或?qū)崦舾胁牧系暮附?。?）焊接工藝性能好。明弧，能觀察電弧及熔池；電弧燃燒穩(wěn)定，無(wú)飛濺，焊后不須去渣，焊縫成形美觀；能進(jìn)行全位置焊接。是實(shí)現(xiàn)單面焊背面成形的理想焊接方法。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解2.缺點(diǎn)（1）需要特殊的引弧裝置由于氬氣和氦氣的電離電壓較高，鎢極的一處功又較高，且一般不允許鎢極和工件接觸，以防止燒損鎢極，產(chǎn)生夾鎢缺陷。所以，TIG焊的引弧是比較困難的，通常需要采用特殊的引弧裝置。熔深淺，熔敷速度小，焊接生產(chǎn)率較低；（2）對(duì)工件清理要求高TIG焊時(shí)沒(méi)有脫氧去氫的能力，因此對(duì)焊前的除油、銹等清理工作要求嚴(yán)格。尤其在焊接易氧化三有色金屬如鋁、鎂及合金等，否則，會(huì)嚴(yán)重影響焊縫質(zhì)量。（3）生產(chǎn)率低由于鎢極載流能力有限，過(guò)大焊接電流會(huì)引起鎢極熔化和蒸發(fā)，其微?？赡苓M(jìn)入熔池，造成對(duì)焊縫金屬的污染；同時(shí)電流小也就限制了焊接熔深，使得TIG焊與各種熔化極電弧焊相比，生產(chǎn)率低。（4）惰性氣體較貴，生產(chǎn)成本較高。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解三、TIG焊的適用范圍1.適焊的材料鎢極氬弧焊幾乎可焊接所有的金屬和合金，但因其成本較高，生產(chǎn)中主要用于焊接鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬及其合金，不銹鋼和耐熱鋼。對(duì)于低熔點(diǎn)的易蒸發(fā)的金屬如鉛、錫、鋅等因焊接操作困難，一般不用TIG焊。對(duì)己鍍有錫、鋅、鋁等低熔點(diǎn)金屬層的碳鋼，焊前須去掉鍍層，否則熔入焊縫金屬中生成中間合金會(huì)降低接頭性能。2．適焊的焊接接頭和位置常規(guī)的對(duì)接、搭接、T形接和角接等接頭處在任何位置(即全位置)只要結(jié)構(gòu)上具有可達(dá)性均能焊接，薄板（≤2mm）的卷邊接頭，搭接的點(diǎn)焊(又叫電鉚焊)接頭均可以焊接，而且無(wú)需填充金屬。3.適焊的板厚與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表5-1給出了TIG焊適用的焊件厚度一般范圍，若從生產(chǎn)率考慮以3mm以下的薄板焊接最適宜。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解表5-1TIG焊焊件厚度的適用范圍鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解第二節(jié)鎢極惰性氣體保護(hù)焊的電流種類(lèi)和極性

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解TIG焊使用電流種類(lèi)一般由直流、交流和脈沖三種。一般根據(jù)被焊材料的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇。

一、直流TIG焊根據(jù)電源極性的接法不同，直流TIG焊可分為正極性和反極性?xún)煞N。一般金屬（除鋁、鎂及其合金外）選用正極性TIG焊為好，交流次之。鋁、鎂及其合金的薄件可選用直流反極性焊接。（一）直流正極性TIG焊直流正極性TIG焊時(shí)焊件接電源正極，鎢極接電源負(fù)極。1.特點(diǎn)（1）電弧穩(wěn)定

（2）鎢極壽命長(zhǎng)

（3）焊縫成形好

2.存在的問(wèn)題

焊接鋁、鎂等易氧化的金屬及其合金時(shí)，由于在熔池表面和坡口邊緣存在一層致密的高熔點(diǎn)氧化膜（如Al2O3的熔點(diǎn)為2050℃，而鋁的熔點(diǎn)為667℃），這層氧化膜如不被清理，就會(huì)妨礙焊接正常進(jìn)行。鎢極正極性氬弧焊不具有清理作用，所以只能焊接除鋁、鎂等易氧化的金屬以外的金屬。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解（二）直流反極性TIG焊直流反極性TIG焊時(shí)，焊件接電源負(fù)極，鎢極接電源正極。在實(shí)際生產(chǎn)中，這種方法很少被采用。原因是鎢極易氧化燒損，焊縫寬而淺，電弧不穩(wěn)定。但直流反極性TIG焊具有“陰極清理作用”，有利于焊接鋁、鎂等金屬及其合金。

特點(diǎn)：1.產(chǎn)熱分配不利于焊接過(guò)程的進(jìn)行2.易形成寬而淺的焊縫3.陰極清理作用鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解二、交流TIG焊（一）交流TIG焊的優(yōu)點(diǎn)交流TIG焊焊接時(shí)電流的極性周期性變化。在交流正極性（焊件為正）半周，因鎢極承載能力較大，電弧穩(wěn)定、集中，使焊縫得到足夠的熔深。在交流反極性（焊件為負(fù)）半周，則利用“陰極清理作用”，可以徹底清除熔池及附近區(qū)域的氧化膜，并使鎢極得到冷卻，因此它兼有直流正、反極性TIG焊的優(yōu)點(diǎn)。此外，交流TIG焊設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，維修方便。因此，交流TIG焓被廣泛用于鋁、鎂及其合金的焊接生產(chǎn)中。鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解（（二）存在的問(wèn)題與解決措施交流TIG焊必須解決好兩個(gè)問(wèn)題：一是直流分量的問(wèn)題；二是引弧和穩(wěn)弧的方法1.直流分量（1）產(chǎn)生原因

在交流TIG焊接過(guò)程中，當(dāng)電流波形不對(duì)稱(chēng)時(shí)，在焊接電路上將出現(xiàn)“直流分量”現(xiàn)象，又稱(chēng)整流現(xiàn)象。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解（2）消除直流分量的措施

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解2、引弧、穩(wěn)弧TIG焊時(shí)，由于（1）氬氣和氦氣的電離電壓高，（2）鎢極的逸出功大，（3）開(kāi)始引弧時(shí)鎢極溫度低，（4）不允許采用接觸引弧。因此，TIG焊時(shí)必須采取特殊的引弧措施此外，交流焊接時(shí)，電流每秒鐘100次過(guò)零點(diǎn)。過(guò)零時(shí)電弧熄滅，弧柱溫度降低，使得電弧空間電離度降低，帶電離子復(fù)合加劇。特別在每次由正半波向負(fù)半波轉(zhuǎn)變時(shí)，由于焊件發(fā)射電子能力差而使得電弧復(fù)燃困難，造成電弧不穩(wěn)。所以，為了解決過(guò)零復(fù)燃的問(wèn)題，還必須采取穩(wěn)弧措施。常見(jiàn)的引弧和穩(wěn)弧方法有：（1）提高焊接電源的空載電壓（2）采用高頻震蕩器（3）用脈沖穩(wěn)弧器施加高壓脈沖鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解（三）矩形波交流TIG焊矩形波交流TIG焊是用矩形波交流電源代替常用的正弦波交流電源，提高了交流電弧的穩(wěn)定性，并保證既有滿(mǎn)意的陰極清理作用，又可獲得較合理的兩極熱量分配。其焊接電流波形如圖5-4所示。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解通常是選擇最小而必要的反極性時(shí)間以去除氧化膜，余下的正極性時(shí)間可以加速母材的熔化，便于進(jìn)行深熔透的高速焊。矩形波交流TIG焊的特點(diǎn)：（1）再引弧容易矩形波電流過(guò)零后增長(zhǎng)快，再引燃容易。電源空載電壓在70V以上，就可以不再另加引弧裝置，使電流在10A以上的電弧穩(wěn)定燃燒。（2）可根據(jù)需要控制熱量分配

這要通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)半波通電時(shí)間，控制鎢極與母材獲得熱能量，使其既能滿(mǎn)足清理氧化膜的要求，又可以獲得可能的最大熔深和最小的鎢極燒損。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解第四節(jié)鎢極惰性氣體保護(hù)焊工藝

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解一、氣體保護(hù)效果（一）影響氣體保護(hù)效果的主要因素1.氣體種類(lèi)

TIG焊時(shí)采用的保護(hù)氣體有氬(Ar)氣、氦(He)氣或氬、氦混合的惰性氣體。焊接不銹鋼時(shí)在氬或氦中加入少量氫，主要是為了提高焊接速度；焊接銅及其合金時(shí)，有些情況在氬中加入一些氮。但氬氣比氦氣重，也比空氣重1.4倍，作保護(hù)氣時(shí)不易飄散，保護(hù)效果好。而為了獲得同樣的保護(hù)效果，氦氣流量必須是氬氣的2～3倍

2.氣體流量和噴嘴直徑

對(duì)于一定直徑的噴嘴，有一個(gè)獲得最佳保護(hù)效果的氣流量，這是氣體的保護(hù)效果才最好。流量過(guò)小，從噴嘴中噴出氣體的挺度差，排除周?chē)鷼怏w的能力減弱，抗干擾能力差，保護(hù)效果不好；流量過(guò)大，易使層流層減薄，使空氣易混入，降低保護(hù)效果。鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解3.噴嘴端面到焊件表面的距離在電極外伸長(zhǎng)度不變的情況下，噴嘴到焊件表面的距離越小，其噴出的氣體挺度越大，抗外界干擾的能力越強(qiáng)，有效保護(hù)直徑越大。但距離太小，易影響焊接操作的進(jìn)行并造成飛濺堵塞噴嘴。因此，在不產(chǎn)生不良影響的前提下應(yīng)盡量采用短弧。4.焊接速度焊接時(shí)，焊接速度對(duì)保護(hù)效果影響不大。只有在高速焊時(shí)，由于收到空氣的阻礙使保護(hù)氣層偏離，就有可能使電極末端、部分電弧和熔池暴露在空氣中，從而使保護(hù)條件惡化。所提在TIG焊時(shí)，一般采用較低的焊速，特別是焊接不銹鋼、耐熱合金和鈦及鈦金屬的情況下。5.焊接接頭形式對(duì)于不同的接頭形式來(lái)說(shuō)，若采用同樣的噴嘴和保護(hù)氣流量來(lái)焊接，其保護(hù)效果也不同。通常進(jìn)行平對(duì)接和內(nèi)對(duì)角接街頭焊接時(shí)，保護(hù)效果好；外角接和端接接頭焊接時(shí)，保護(hù)效果差，必須采取一定的措施。另外，焊接電流、電弧電壓等因素對(duì)保護(hù)效果也有影響。通常焊接電流、電弧電壓增大時(shí)，應(yīng)相應(yīng)增大氣流量和噴嘴直徑，以保持良好的保護(hù)效果。鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解（三）氣體保護(hù)效果的評(píng)定TIG焊時(shí)，評(píng)定氣體保護(hù)效果的方法有焊點(diǎn)試驗(yàn)法、焊縫表面色澤比較法和激光紋影法，用得最多的是焊點(diǎn)試驗(yàn)法和焊縫表面色澤比較法。（四）加強(qiáng)氣體保護(hù)效果的措施通常是從焊縫正面和背面來(lái)加強(qiáng)保護(hù)，正面加強(qiáng)保護(hù)是在焊槍后面附加通有保護(hù)氣體的尾罩；背面的保護(hù)是在焊縫背面通上惰性氣體，其方式有氣體墊板、氣體保護(hù)罩和焊件內(nèi)部密閉氣腔充氣。

焊接密閉容器外焊縫時(shí)或管道對(duì)接焊外環(huán)縫時(shí)，在內(nèi)部充入惰性保護(hù)氣體之前，應(yīng)把空氣抽出(約0.133Pa)，否則影響保護(hù)效果。

鎢極惰性氣體保護(hù)焊詳細(xì)講解二、焊前準(zhǔn)備（一）接頭形式與坡口適于TIG焊的接頭有對(duì)接、T字接、角接、搭接和端接五種基本類(lèi)型。焊前須根據(jù)工件的材料、厚度和工作要求預(yù)先制作出適當(dāng)形狀的坡口。

（二）焊前清理TIG焊接過(guò)程中對(duì)污染極為敏感，因此，焊前必須對(duì)焊件、焊絲、包括需使用的工藝襯墊等進(jìn)行清理。

須清除的污染物有油脂、油漆、涂層、加工時(shí)用的潤(rùn)滑劑、塵土和氧化膜等。

清理表面污染的方法有