手工鎢極氬弧焊知識

手工鎢極氬弧焊知識

一、手工鎢極氬弧焊工藝

1.

手工鎢極氬弧工藝特點

（1）工作原理

鎢極氬弧焊是采用鎢棒作為電極，利用氬氣作為保護氣體進行焊接的一種氣體保護焊方法，如下圖所示。

通過鎢極與工件之間產(chǎn)生電弧，利用從焊槍噴嘴中噴出的氬氣流在電弧區(qū)形成嚴密封閉的氣層，使電極和金屬熔池與空氣隔離，以防止空氣的侵入。同時利用電弧熱來熔化基本金屬和填充焊絲形成熔池。液態(tài)金屬熔池凝固后形成焊縫。

由于氬氣是一種惰性氣體，不與金屬起化學(xué)反應(yīng)，所以能充分保護金屬熔池不被氧化。同時氬氣在高溫時不溶于液態(tài)金屬中，所以焊縫不易生成氣孔。因此，氬氣的保護作用是有效和可靠的，可以獲得較高質(zhì)量的焊縫。

焊接時鎢極不熔化，所以鎢極氬弧焊又稱為非熔化極氬弧焊。根據(jù)所采用的電源種類，鎢極氬弧焊又分為直流、交流和脈沖三種。

（2）工藝特點

1)

氬弧焊與其他電弧焊相比具有的優(yōu)點

a

保護效果好，焊縫質(zhì)量高氬氣不與金屬發(fā)生反應(yīng)，也不溶于金屬，焊接過程基本上是金屬熔化與結(jié)晶的簡單過程，因此能獲得較為純凈及質(zhì)量高的焊縫。

b

焊接變形和應(yīng)力小由弧受氬氣流的壓縮和冷卻作用，電弧熱量集中，熱影響區(qū)很窄，焊接變形與應(yīng)力均小，尤其適于薄板焊接。

c

易觀察、易操作由于是明弧焊，所以觀察方便，操作容易，尤其適用于全位置焊接。

d

穩(wěn)定電弧穩(wěn)定，飛濺少，焊后不用清渣。

e

易控制熔池尺寸由于焊絲和電極是分開的，焊工能夠很好的控制熔池尺寸和大小。

f

可焊的材料范圍廣幾乎所有的金屬材料都可以進行氬弧焊。特別適宜焊接化學(xué)性能活潑的金屬和合金，如鋁、鎂、鈦等。

2）缺點

ａ設(shè)備成本較高。

ｂ氬氣電離勢高，引弧困難，需要采用高頻引弧及穩(wěn)弧裝置。

ｃ氬弧焊產(chǎn)生的紫外線是手弧焊的5－30倍，生成的臭氧對焊工有危害，所以要加強防護。

ｄ焊接時需有防風措施。

3）應(yīng)用范圍

鎢極氬弧焊是一種高質(zhì)量的焊接方法，因此在工業(yè)行業(yè)中均廣泛的被采用。特別是一些化學(xué)性能活潑的金屬，用其他電弧焊焊接非常困難，而用氬弧焊則可容易地得到高質(zhì)量的焊縫。另外，在碳鋼和低合金鋼的壓力管道焊接中，現(xiàn)在也越來越多地采用氬弧焊打底，以提高焊接接頭的質(zhì)量。

2.手工鎢極氬弧焊工藝參數(shù)

手工鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)有：焊接電源種類和極性、鎢極直徑、焊接電流、電弧電壓、氬氣流量、焊接速度、噴嘴直徑及噴嘴至焊件的距離和鎢極伸出長度等。必須正確的選擇并合理的配合，才能得到滿意的焊接質(zhì)量。

1）接頭及坡口形式鎢極氬弧焊多用于厚度5ｍｍ以下的薄板焊接，接頭形式有對接、搭接、角接和T形接。對于1ｍｍ以下的薄板，亦可采用卷邊接頭。當板厚大于4ｍｍ時，應(yīng)開V形坡口（管子對接2－3ｍｍ就需開V形坡口）。厚壁管的對接接頭亦可開U形坡口。

2）焊前清理鎢極氬弧焊時，焊前清理對于保證接頭的質(zhì)量具有十分重要的意義。因為在惰性氣體的保護下，熔化金屬基本上不發(fā)生冶金反應(yīng)，不能通過脫氧的方法清除氧化物和污染。因此，焊件坡口表面、接頭兩側(cè)以及填充焊絲表面應(yīng)在焊前采用有機溶劑（汽油、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等）擦洗，去除油污、水分、灰塵及氧化膜等。

對于表面氧化膜與基層結(jié)合力較強的材料，如不銹鋼和鋁合金應(yīng)采用機械方法清除氧化膜。通常采用不銹鋼絲刷或銅絲刷、細砂輪或砂帶打磨。

3）焊接電源種類和極性

電源種類和極性可根據(jù)焊件材質(zhì)進行選擇，見下表。

電源種類和極性的選擇

電源種類和極性

被焊金屬材料

直流正接

低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅、鈦及其合金

直流反接

適用于各種金屬的熔化極氬弧焊，鎢極氬弧焊很少采用

交流

鋁、鎂及其合金

采用直流正接時，工件接正極，溫度較高，適于焊厚件件及散熱快的金屬，鎢棒接負極，溫度低，可提高許用電流，同時鎢極燒損小。

直流反接時，鎢極接正極燒損大，所以很少采用。

采用交流鎢極氬弧焊時，在焊件為負，鎢極為正極性的半波里，陰極有去除氧化膜的作用，即“陰極破碎”作用。在焊接鋁、鎂及其合金時，其表面有一層致密的高熔點氧化膜，若不能除去，將會造成未熔合、夾渣焊縫表面形成皺皮及內(nèi)部氣孔等缺陷。而利用反極性的半波里正離子向熔池表面高速運動，可將金屬表面氧化膜撞碎，在正極性的半波里，鎢極可以得到冷卻，以減少鎢極的燒損。所以，通常用交流鎢極氬弧焊來焊接氧化性強的鋁、鎂及其合金。

4）鎢極直徑

鎢極直徑主要按焊件厚度、焊接電流的大小和電源極性來選擇。如果鎢極直徑選擇不當，將造成電弧不穩(wěn)，鎢棒燒損嚴重和焊縫夾鎢等現(xiàn)象。

(鎢極成分：鎢極作為一個電極，它要負擔傳導(dǎo)電流，引燃電弧和維持電弧的作用。鎢是難熔（熔點3410±10℃）、耐高溫（沸點5900℃），導(dǎo)電性能好，允許通過較大電流和具有強的發(fā)射電子電子能力的金屬，所以，鎢棒適于做電極。為了在較低空載電壓下引弧和減少大電流時鎢極燒損量，在實際生產(chǎn)中使用的鎢極是加入1%－2%的氧化釷（TｈO2）的釷鎢棒，或加入2%氧化鈰（CｅO）的鈰鎢棒。一般我們應(yīng)盡量選用鈰鎢，因為其放射性更小。)

5）焊接電流

焊接電流主要根據(jù)工件的厚度和空間位置來選擇，過大或過小的焊接電流都會使焊縫成型不良或產(chǎn)生焊接缺陷。所以，必須在不同鎢極直徑充許的焊接電流范圍內(nèi)，正確地選擇焊接電流，見下表。

不同直徑鎢極(加氧化物)的許用電流范圍

鎢極直徑（ｍｍ）

直流正接（A）

直流反接（A）

交流（A）

0.5

2－20

－

2－15

1.0

10－75

－

15－70

1.6

60－150

10－20

60－125

2.0

100－200

15－25

85－160

2.5

170－250

17－30

120－210

3.2

225－330

20－35

150－250

4.0

350－480

35－50

240－350

5.0

500－675

50－70

330－460

鎢極尖端形狀和電流范圍

鎢極直徑

不銹鋼（平對接焊）手工直流（正接）氬弧焊規(guī)范

接頭形式

工件厚度

（ｍｍ）

鎢極直徑

（ｍｍ）

焊接電流

（ｍｍ）

焊絲直徑

（ｍｍ）

鎢極伸出長度（ｍｍ）

氬氣流量

（L/ｍｉｎ）

不開坡口

0.8

1

18－20

1.2

5－8

6

1

2

20－25

1.6

5－8

6

1.5

2

25－30

1.6

5－8

7

2

3

35－45

1.6－2

5－8

7－8

V型坡口

2.5

3

60－80

1.6－2

5－8

8－9

3

3

75－85

1.6－2

5－8

8－9

4

3

75－90

2

5－8

9－10

薄板V形坡口平焊位置手工鎢極氬弧焊工藝參數(shù)

焊接層次

焊接電流（A）

電弧電壓

（V）

氬氣流量

（升/分）

鎢極直徑

（ｍｍ）

焊絲直徑（ｍｍ）

鎢極伸

出長度（ｍｍ）

噴嘴直徑（ｍｍ）

噴嘴至工件距離（ｍｍ）

打底焊

80－100

10－14

8－10

2.5

2.5

4－6

8－10

≤12

填充焊

90－100

蓋面焊

100－110

小徑管垂直固定對接焊焊接工藝參數(shù)

焊接層次

焊接電流（A）

電弧電壓

（V）

氬氣流量

（升/分）

鎢極直徑

（ｍｍ）

焊絲直徑（ｍｍ）

鎢極伸出長度（ｍｍ）

噴嘴直徑（ｍｍ）

噴嘴至工件距離（ｍｍ）

氬弧焊打底

80－100

10－14

8－10

2.5

2.5

4－6

8－10

≤12

填充焊

90－100

蓋面焊

100－110

常用鋼號焊接材料選用

鋼號

氬弧焊絲牌號

20、20ｇ、Q235－B

TG50、TG50Rｅ

16MｎR

TG50、TG50Rｅ

12CｒMｏ

H08CｒMｏA

15CｒMｏ

H13CｒMｏA、TGR55CM、TGR55CML

0Cｒ18Nｉ9

H0Cｒ21Nｉ10

0Cｒ18Nｉ10Tｉ

H0Cｒ21Nｉ10Tｉ

00Cｒ19Nｉ10

H00Cｒ21Nｉ10

00Cｒ17Nｉ12Mｏ2

H00Cｒ19Nｉ12Mｏ2

3.鎢極氬弧焊安全規(guī)程

1）焊接工作場地必須備有防火設(shè)備，如砂箱、滅火器、消防栓、水桶等。易燃物品距離焊接場所不得小于5ｍ。若無法滿足規(guī)定距離時，可用石棉板、石棉布等妥善覆蓋，防止火星落入易燃物品。易爆物品距離焊接所不得小于10ｍ。氬弧焊工作場地要有良好的自然通風和固定的機械通風裝置，減少氬弧焊有害氣體和金屬粉塵的危害。

2）手工鎢極氬弧焊機應(yīng)放置在干燥通風處，嚴格按照使用說明書操作。使用前應(yīng)對焊機進行全面檢查。確定沒有隱患，再接通電源?？蛰d運行正常后方可施焊。保證焊機接線正確，必須良好、牢固接地以保障安全。焊機電源的通、斷由電源板上的開關(guān)控制，嚴禁負載扳動開關(guān)，以免形狀觸頭燒損。

3）應(yīng)經(jīng)常檢查氬弧焊槍冷卻水系統(tǒng)的工作情況，發(fā)現(xiàn)堵塞或泄漏時應(yīng)即刻解決，防止燒壞焊槍和影響焊接質(zhì)量。

4）焊人員離開工作場所或焊機不使用時，必須切斷電源。若焊機發(fā)生故障，應(yīng)由專業(yè)人員進行維修，檢修時應(yīng)作好防電擊等安全措施。焊機應(yīng)至少每年除塵清潔一次。

5）鎢極氬弧焊機高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻電磁場會使人產(chǎn)生一定的頭暈、疲乏。因此焊接時應(yīng)盡量減少高頻電磁場作用的時間，引燃電弧后立即切斷高頻電源。焊槍和焊接電纜外應(yīng)用軟金屬編織線屏蔽（軟管一端接在焊槍上，另一端接地，外面不包絕緣）。如有條件，應(yīng)盡量采用晶體脈沖引弧取代高頻引弧。

6）氬弧焊時，紫外線強度很大，易引起電光性眼炎、電弧灼傷，同時產(chǎn)生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此，焊工操作時應(yīng)穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防護手套、腳蓋等。為了防止觸電，應(yīng)在工作臺附近地面覆蓋絕緣橡皮，工作人員應(yīng)穿絕緣膠鞋。

鈦及鈦合金鎢極氬弧焊簡介

1.焊接特點

工業(yè)上用于焊接的鈦及鈦合金多為α型和α＋β型，其焊接特點為：

（1）化學(xué)活性強，焊接過程中不僅易引發(fā)氣孔、裂紋等缺陷，而且易形成脆化。鈦及其合金在常溫下能與氧形成致密的氧化膜，焊接高溫下極易被空氣、水份、油脂等污染。鈦在300℃以上吸氫、600℃以上快速吸氧、700℃以上快速吸氮，不僅降低焊接接頭的力學(xué)性能，而且易引發(fā)氣孔、裂紋等缺陷。

1）焊接接頭容易氧化。工件加熱到400℃以上，鈦就吸氧，500℃以上鈦在空氣中氧化加劇，并隨著焊接接頭中氧含量的增加，材料的強度、硬度提高，而塑性、韌性降低。焊接過程中防止氧化要貫穿始終。

2）焊接接頭容易氮化。鈦與氮的親合力很大，工件達700℃左右，氮與鈦就會形成硬脆的TｉN，劇烈地降低塑性、韌性。因此，焊接全過程要嚴防焊縫吸氮。

3）焊接接頭易出現(xiàn)氫脆。氫在鈦中的溶解度隨溫度的升溫而增加，隨溫度的降低而減少，降溫過程中氫的溶解度隨溫度的降低而降低，并以化合物的形式析出，這種化合物呈脆性，不僅使材料的沖擊韌性下降，而且易產(chǎn)生微裂紋。因此，焊接過程囊應(yīng)嚴防焊縫吸氫。

4）碳的影響。碳在鈦合金中屬雜質(zhì)，它的影響雖然小于氧、氮，但焊縫中的碳超過它在α鈦中的溶解度（0.13%）時，會生成硬而脆、呈網(wǎng)狀分布的TｉC，易引發(fā)裂紋。因此，有關(guān)標準限定鈦材中的C≤0.10%。

（2）對氣孔敏感這類合金主要的焊接缺陷是氣孔，有時很難避免。形成氣孔的因素很多（例如，氧與碳生成CO氣孔），但主要由氫引起。若焊件清理不善、氬氣中含雜質(zhì)及水分或焊槍及管線系統(tǒng)有水分、油脂等均會成為氫的來源。

這類合金的氣孔往往分布在焊縫熔合唱線附近，人們常用氫在液態(tài)金屬中的溶解度曲線來解釋。氫在液態(tài)鈦中的溶解度隨溫度的降低而降低，在凝固過程中有跳躍式的突降。高溫熔池中氫向低溫邊緣擴散，聚集于熔合線附近的氫容易過飽和，為形成氣孔提供條件。

（3）易出現(xiàn)冷裂紋這類合金中的C、S含量低雜質(zhì)少，焊縫結(jié)晶時的低熔點共晶少，合金凝固時的收縮量小，一般不會出現(xiàn)熱裂紋。而焊縫冷卻過程中，由于氫溶解度的激劇變化，在熔合線附近高度集中的氫可能析出脆性相（TｉH2）。較多脆性相的存在，且在TｉH2析出過程中伴隨著體積膨脹所產(chǎn)生的組織應(yīng)力，加上焊接應(yīng)力的作用易形成冷裂紋。

（4）焊接接頭的晶粒長大傾向嚴重鈦的熔點高（1668℃）、熱容量大、導(dǎo)熱性差、電阻率大。焊接時熔池的溫度高、尺寸大；熱傳導(dǎo)差致使熔池高溫停留時間長，造成焊接接頭晶粒長大，脆性增加。因此，焊接宜采用較小的電流和較快的焊接速度。

（5）焊接時易變形，且難校正鈦的縱向彈性模量為鋼的50%，在同樣焊接應(yīng)力作用下，其變形量比鋼大一倍，且變形后難以校正。

2.預(yù)防焊接缺陷，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的措施

1）加強焊前對工件及焊材的清理（特別是對接接頭坡口端面處的表面），減少氧、氮氫的來源。

2）采用高純度保護氬氣（Aｒ≥99.99%）。

3）焊接時焊槍要帶拖罩，且對溫度超過400℃區(qū)域的焊道正、背都要嚴加保護，防止氧、氮、氫的侵入

4）選擇適當?shù)暮附泳€能量，既要防止線能量大造成接頭過熱，也要避免熱輸入過小，相變時產(chǎn)生較多的脆性相，還要使熔池保護足夠的時間，有利于氫氣的逸出。

5）采用適當?shù)膴A具、壓板，同時選擇合理的焊接順序，以防止和減少變形。

6）加工過程應(yīng)注意防止鐵離子污染，避免與鐵離子接觸。鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊時常被稱為TIG焊，是一種在非消耗性電極和工作物之間產(chǎn)生熱量的電弧焊接方式；電極棒、溶池、電弧和工作物臨近受熱區(qū)域都是由氣體狀態(tài)的保護隔絕大氣混入，此保護是由氣體或混合氣體流供應(yīng)，通常是惰性氣體，必須是能提供全保護，因為甚至很微量的空氣混入也會污染焊道。一適用性鎢極氬弧焊，以人工或自動操作都適宜，且能用于持續(xù)焊接、間續(xù)焊接（有時稱為‘跳焊’）和點焊，因為其電極棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金屬而僅熔合母材金屬做焊接，然而對于個別的接頭，依其需要也許需使用熔填金屬。鎢極氬弧焊是一種全姿勢位置焊接方式，且特別適于薄板的焊接—經(jīng)?？杀≈?.005英寸。（一）焊接的金屬鎢極氬弧焊的特性使其能使用于大多數(shù)的金屬和合金的焊接，可用鎢極氬弧焊焊接的金屬包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、耐熱合金、難熔金屬、鋁合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鎳合金、鈦合金和鋯合金等等。鉛和鋅很難用鎢極氬弧焊方式焊接，這些金屬的低熔點使焊接控制極端的困難，鋅在1663F汽化，而此溫度仍比電弧溫度低很多，且由于鋅的揮發(fā)而使焊道不良，表面鍍鉛、錫、鋅、鎘或鋁的鋼和其它在較高溫度熔化的金屬，可用電弧焊接，但需特殊的程序。在鍍層的金屬中的焊道由于“交互合金”的結(jié)果。很可能具有低的機械性質(zhì)為防止在鍍層的金屬焊接中產(chǎn)生交互合金作用，必須將要焊接的區(qū)域的表面鍍層移除，焊接后在修補。（一）母材金屬厚度鎢極氬弧焊能應(yīng)用于廣泛厚度范圍的金屬焊接，此方式非常適合于焊接3mm厚以下物件，因為其電弧產(chǎn)生強烈的、集中熱量，而產(chǎn)生高焊接速度，使用熔填金屬能做多道焊接。雖然6.25mm以上的厚度的母材金屬，通常使用其他焊接方式。但是，需高品質(zhì)的厚焊件有使用鎢極氬弧焊做多層焊接。例如在8m直徑的火箭發(fā)動器，15mm厚的外殼制造中，以鎢極氬弧焊使用填充金屬做縱向和圓周多道焊接，雖然對此厚的金屬而言，此焊接方式較慢，但因為焊道的高品質(zhì)要求，故而使用TIG焊接。鎢極氬弧焊可成功的焊接多種“箔厚度”的合金，薄板焊接需要精密的裝置固定，對于箔厚度的金屬。需使用機械或自動焊接，“高溫電離子電弧焊接”經(jīng)常被記為是鎢極氬弧焊的一種變化，對于焊接薄板具有更多的優(yōu)點。（二）工作物形狀防止使用自動方法的復(fù)雜形狀處需使用手操作焊接。手操作是使用于需要短的焊道的不規(guī)則的形狀物件上焊接，或需要在難以達到的（不易接近的）區(qū)域的焊接，手操作也適合全姿勢焊接。自動設(shè)備能使用曲線的和直線的表面焊接。例如波狀鈦極兩端對組成件的特殊正弦波焊接，對于此正弦波式的焊接，設(shè)計一機械式的導(dǎo)向單元跟隨金屬模板以引導(dǎo)焊槍。例如此焊接的人工操作，其控制極端的困難。二TIG的基礎(chǔ)因為在鎢極氬弧焊中，其熱量是在極棒和工作物之間產(chǎn)生，而將工作物邊緣熔化且當焊道熔池凝固時必須清潔，接合在一起。為了能以鎢極氬弧焊得到良好的品質(zhì)的焊道，基本上必須將要焊接的所有表面和臨近的區(qū)域清潔干凈，如果使用熔填金屬也必須清潔。另一基本要求是要焊接的組成件的組合，必須牢固的保持在正確的相關(guān)的位置上，當組合方式是高要求，且工作物薄，形狀復(fù)雜。不使用熔填金屬焊接或使用自動焊接時，需使用的裝置具。（一）起弧通常使用“起弧”的方法是引起電子發(fā)射和氣體離子化開始的方式；可經(jīng)由能化的電極棒接觸工作物且快速抽回到其所需的電弧長度，或使用導(dǎo)弧，或使用在電極棒和工作物之間產(chǎn)生高頻火花的輔助裝置引弧，而得到此放射和離子的能量；電極棒從工作物上做機械式的抽回方式只能用于直流電焊機的機械化的焊接，然而，導(dǎo)弧起動方式，可用于手操作和機械化焊接，但是也只限于直流電焊機，高頻火花起弧方式可應(yīng)用于交流或直流電焊機的手操作焊接，許多電焊機都有產(chǎn)生高頻火花的裝置作起弧和穩(wěn)定電弧。（二）電極棒和熔填金屬位置在手操作鎢極氬弧焊中的電極棒和熔填金屬位置表示于圖1中，一旦引弧既保持焊槍使電極棒位于離工作物表面約75º角度處，且指向焊接的方向，開始焊接時，電弧通常以打圓圈的方式移動直到足夠的目材金屬熔化以生產(chǎn)適宜大小的熔池（見圖1a）。當達到適當?shù)娜酆蠒r，將焊槍沿著焊接物接頭的相鄰邊緣逐漸的移動。如此漸漸的熔接工作物，當熔填金屬是以手操作添加時經(jīng)常是保持在距工作物表面約15º的角度，且緩慢的進入熔池中（見圖1c），必須小心的送入熔填金屬以避免擾亂氣體保護或接觸電極棒，且因熔填條端部氧化或電極棒的污染。熔填金屬條可持續(xù)的加入或反復(fù)的“侵入”與“抽出”。熔填金屬能以保持熔填條與焊道成線狀排列的方式持續(xù)加入（時常使用以V形接頭的多焊道接中）或者以熔填條和焊槍左右擺動的方式將熔填條送入熔池（時常使用以表面加層的一種方式）。停止焊接時，將熔填金屬從熔池中抽回，但暫時的保持在氣體保護下。以防止熔填金屬氧化，然后在熄弧之前移動焊槍至熔池的前方邊緣，將焊槍提升到剛好足以熄弧但又不足以引起熔坑和電極棒污染的高度而斷弧，最佳的操作是以腳踏控制方式逐漸的減少電流而不需提升焊槍。（三）電弧長度在許多的全自動鎢極氬弧焊接應(yīng)用中,使用的電弧長度約等于3/2倍的電極棒直徑,但可依特定的應(yīng)用而變化，也可依焊工所喜用的選擇而定，然而，電弧長度越長，擴散到周圍大氣中的熱量越高，而且，長的電弧通常會妨礙（至某一程度）焊接的穩(wěn)定進行，有一例外是在管路中之“插承接頭”，以官軸在垂直位置的焊接中，長的電弧可比短的電弧產(chǎn)生較平滑外形的填角焊接。（四）手工和自動的操作在手工的和全自動的鎢極氬弧焊之間有一個區(qū)別，即是：手工焊接是以“焊工”做之，全自動焊接是以“操作者”做之；例如腳踏控制焊接電流和轉(zhuǎn)換開關(guān)的手工焊接的改良方式都是趨向自動焊接的初步發(fā)展；使用持握和帶動焊槍以定速或按照計劃的速度移動，且能自動調(diào)整電弧電壓（電弧長度），自動開關(guān)和停止之設(shè)備，既構(gòu)成全自動焊接。（五）焊工技術(shù)操作人員的選擇和訓(xùn)練主要是取決于使用的設(shè)備之“自動程度”，因為鎢極氬弧焊是最經(jīng)常使用于接合金屬片的配件，且因為在其應(yīng)用中，焊工能很容易的處理相當輕小的組成件，故而焊工經(jīng)常需花費其部分的時間作清潔，組合裝置固定和虛焊等操作處理，而且除了需要高度的手工技巧，耐心的訓(xùn)練以得到良好品質(zhì)的焊道以外，有時焊工具有機械的技術(shù)，將要焊的組合件作適當?shù)慕M合和裝置固定。特定焊接技術(shù)的需要會隨著由一種焊接方式改為另一種焊接方式而變化，例如一位精以手工操作氣保焊接的焊工，需外加訓(xùn)練才能有資格做鎢極氬弧焊，另外，在某些應(yīng)用中需特別的技術(shù)，例如消耗性背墊環(huán)的安置和焊接和修補焊接等。（六）檢驗鎢極氬弧焊的檢驗包括所有的非破壞性方式，從金屬片形焊物的表面檢驗至較厚焊接物的放射線(X光)和超聲波方式檢驗,以檢查表面以下（內(nèi)部）較可能發(fā)生的缺陷。三焊接電流在任何焊接操作的控制中“電流”是最重要的操作條件，因為其與滲透的深度，焊接速度，焊著速度和焊道的品質(zhì)皆有關(guān)；基本上，有三種焊接電流可供選擇：（a）直流正極性，（b）直流反極性（c）交流（d）。在此三種電流上附加高頻電流，可得到某些所需的效應(yīng)表1中列出各種不同的金屬焊接的電流型試選擇說明。（一）直流正極性為鎢極氬弧焊使用最廣泛的電流型式，幾乎所有的一般可焊接之金屬和合金中都能產(chǎn)生良好的焊道；在以dcsp（直流正極性）的焊接中，電極棒是負極，工作物金屬是正極，因此電子流是由電極棒流向工作物金屬。因為在所有直流電弧中70%的熱量是在電弧的正極或陽極端部產(chǎn)生，對于給予尺寸的電極棒，可承受正極性電流較多，而可承受的反極性電流較少，相同的，如果對于特定尺寸的電極棒，需要有最熱的電弧時，dcsp是必須使用的電流型式。正極性直流電流可產(chǎn)生深的窄的焊道，且“滲透”優(yōu)于其他兩種電流所提供的，然而窄的焊道和較深的滲透使在此dcsp焊接薄金屬物時引起困難；與dcrp或ac不同的是：dcsp不能除移鋁、鎂或鈹銅上的表面氧化物，但是鋁若以dcsp焊接，需使用特殊化的焊接方式加上焊接前之機械的或化學(xué)的清潔使用dcsp焊接比高頻穩(wěn)定化交流電弧焊接時需要教多的技術(shù)，主要是因為dcsp在引弧時沒有高頻導(dǎo)引放電，因此可在標準的機器上加上特別的裝置而將高頻電流附加于dcsp上。（二）直流反極性在于dcrp（直流反極性）的焊接中，電極棒是連接電焊機正極端，且工作物金屬接負極端。因此電子流從工作物流向電極棒；而在電極棒中產(chǎn)生熱量，在工作物中產(chǎn)生低熱量；在相同的安培和電弧長度下，dcrp電弧的電壓稍高dcsp電弧，因此dcrp電弧具有較多的總能量。反極性直流電是三種電流型式中最少使用的，因為其產(chǎn)生平坦的，寬的且滲透淺的焊道，以dcrp焊接，需要高的技術(shù)，因為以相同低的焊接電流值需使用大尺寸的電極棒。故而通常不使用，反極性直流電流具有“最冷的”有效電弧，但是能提供從工作物表面移氧化物之優(yōu)越特性。以dcrp焊接鋁是特別的困難，因為熔池很容易被吸引至電極棒的尖端，而電極棒與鋁接觸時受污染變體，然而dcrp可有效的使用于接合薄的鋁片（0.6mm），另一方面鎂受到dcrp固有的電弧作用所排棄且因而沒有污染問題，dcrp可使用于焊接厚至3mm的鎂金屬。（三）以dcrp移除氧化物有數(shù)種理論解釋為何反極性直流電流能從某些母材金屬表面移除氧化物的清潔作用但是，一般被接受的解釋如下：當電極性為正極時，氬氣或氦氣的離子是向母材金屬表面進行，在環(huán)繞惰性氣體霧圈上，帶電的氣體陽離子產(chǎn)生通過電弧的作用，氣體離子具有相當?shù)馁|(zhì)量，且因而在向金屬表急行的同時，獲得大量的動能，當這些離子與金屬表面碰撞時，如有噴紗的方式，撕掉氧化物的粒子而清潔之，此粒子在金屬母材上產(chǎn)生熱量比在電弧陽極端產(chǎn)生的熱量較少，結(jié)果滲透的量較輕微，如果電極棒為負極且工作物為正極，則離子向電極棒行進而在工作物金屬上無清潔作用且電子“轟炸”欲焊接金屬，因此使工作物金屬產(chǎn)生相當?shù)臒崃亢蜐B透。例如不銹鋼，碳鋼和銅的金屬，不會形成對鎢極氬弧焊明顯影響氧化層，（四）焊接機的極性判斷在自動鎢極氬弧焊中，會有以錯誤極性開始焊接操作的危險，這些因為重復(fù)操作使然，但是在手操作焊接中，只會偶然的被改變焊接機端頭的連接而顛倒極性，最好在開始焊接之前，先試驗極性，可避免電極性可能損壞（如果的反極性電流施加在小的電極棒上時，會發(fā)生損壞）。使用手工焊條電弧焊接的手把線接于線路上，試驗極性，以反極性，全位置手工焊條電弧焊焊條起?。‥6010級），如果極性是正的、則電弧具強烈且有力的嘶嘶聲；真正反極性E6010的電弧不會具有力的劈啪聲。（五）交流電流可說為一系列的dcsp和dcrp之交互脈動，且每秒鐘轉(zhuǎn)換電流方向120次，交流電中，每一周期之間，電壓由最大的正值變化至最大的負值，且每發(fā)生一次變化，電弧即熄減一次；在惰性中焊接時，傳統(tǒng)的電弧焊接變壓器無法產(chǎn)生高至足以在電弧熄滅減后確實的在建立電弧的電壓，相同的，除非使用具有足夠的固有電壓之變壓器，否則必須附加高頻電流于電弧上，以便在每半周期上能再建立焊接電弧。交流電能提供良好的滲透，且使表面氧化物減少（或還原）；ac的鎢極氬弧焊產(chǎn)生的焊道比dcsp焊道較寬且較淺，但是比dcrp焊道較窄且較深，且其焊道加強部比dcsp或dcrp的焊道加強部較大，因此交流電較適合鋁，鎂和鈹銅焊接。（六）交流電中整流作用的預(yù)防由于電壓的正和負半周期跨過交流電弧期間產(chǎn)生不等的電流阻力，而引起不平衡的電流正弦波，產(chǎn)生整流作用上升現(xiàn)象，因其在ac弧中會產(chǎn)生直流電壓部分，高至足以引起電弧飄動和不穩(wěn)定。鎢極氬弧焊使用較老式的變壓器，較可能發(fā)生整流作用，因為沒有新式的平衡波形組件.因為電極棒和焊接金屬放射不等量的電子而發(fā)生整流作用。其受到電極棒端和工作物端電弧的電流密度的影響（電流密度控制兩者的溫度），也受到電弧長度和使用的保護氣體至某一程度的影響，整流作用會產(chǎn)生高至12V的直流電壓部分在鋁的焊接中，當直流部分高時，熔融鋁的光亮熔池會變暗且產(chǎn)生氧化膜，其程度與直流部分之大小成正比?？墒褂闷胶獠ㄐ巫儔浩飨髯饔煤推溆泻Φ男?yīng)，此組件加入一電容器串聯(lián)于焊接電路中此電容器的電容量容許交流的焊接電流有效的流過，但阻止部分流通，這些組件通常被設(shè)計為具有100-150伏特范圍的開路電壓，需高頻電流起弧，且很廣泛的被使用于焊接鋁合金和鎂合金。（七）脈動電流焊接脈動電流的鎢極氬弧焊，是以高的電流上升與衰退速率和高的重復(fù)脈動速率操作，很廣泛的使用精密配件的接合，具較緩慢的電流脈動速率之脈動電流是使用于機械化的管件焊接和其他的機械化焊接應(yīng)用。目前以發(fā)展出能容許自動精確控制脈動TIG的弧電壓的電路，這些電路使用的弧電壓是由高的脈動電流和在周期的殘部期間鎖住控制而產(chǎn)生，在修改形的脈動電流電焊機中，下列的函數(shù)也許是個別獨立開始部分脈動電流的鎢極氬弧焊的優(yōu)點如下：1焊道的“深度對寬度”之比例增加：使用短持續(xù)時間的高電流焊接脈和小的、純的釷鎢電極棒，在不銹鋼焊接中，發(fā)生的電弧力會產(chǎn)生2：1的深度對寬度比例之焊道。2消除“墜陷”高電流，短持續(xù)時間脈即可“熔透”根部焊道或薄的工作物金屬且熔池變大至足以下墜之前凝固。3熱影響區(qū)減至最?。航?jīng)由高脈的高度和持續(xù)時間，與低脈的高度和持續(xù)時間的適當比例，可將熱影響區(qū)減至最小，有時設(shè)定低脈高度為零，同時保持高電流脈之間有限制的間隔。4在熔池中攪拌：電流的高脈產(chǎn)生的電弧和電磁力比定電流焊接產(chǎn)生的大很多，這些高的力量產(chǎn)生熔池的攪動而減少，接頭底部可能發(fā)生的針孔和不完全熔合，脈動在使用于低電流焊接時產(chǎn)生堅實僵硬的電弧，消除低電流的定電流電弧會發(fā)生的電弧散漫不穩(wěn)定現(xiàn)象。四電焊機鎢極氬弧焊的電焊機有：（a）變壓器---整流器式，直流輸出。（b）變壓器式，交流輸出（c）動力驅(qū)動發(fā)電機----電力馬達驅(qū)動.（只供ac輸出），或引擎驅(qū)動（可供ac或dc輸出）。變壓器和整流器式電焊機具有數(shù)個優(yōu)于動力驅(qū)動發(fā)電機式的優(yōu)點：低的最初成本，暖機期間沒有電流降，操作安靜，保養(yǎng)和操作成本低，沒有轉(zhuǎn)動部分，停頓時功率輸入低，引擎驅(qū)動發(fā)電機的優(yōu)點是可使用于電力供應(yīng)的區(qū)域。（一）高頻穩(wěn)定將大花間隙式或管式震蕩器接于焊接變壓器線路中，做起弧用，且在某些例子中，也可持續(xù)的使用，在大多數(shù)早期以高頻穩(wěn)定的交流電做TIG焊接中，發(fā)生的“無線干擾”產(chǎn)生相當多的麻煩，然而，現(xiàn)今，震動式電驛，“電子管”制動電器和獨特相位的高頻變壓器供給火花供應(yīng)較弱的放電，使“無線干擾”現(xiàn)象減少。為改裝一些較老式的變壓器，裝設(shè)HF穩(wěn)定的電路，作接觸起弧，也許會加入一磁動接觸器于交流電焊機中，以腳踏開關(guān)作動；使用此種裝設(shè)。焊工能將電極棒依靠工作物指向需要開始的位置下面罩，然后，接下腳踏開關(guān)，當電極棒由工作物上提升時即起弧，此程序較簡單，且當焊工欲停止焊接電流時，僅需釋放腳踏開關(guān)即可。HF誘導(dǎo)放電需要的強度取決于接頭設(shè)計，電極棒伸出長度和焊工能以最小的HF誘導(dǎo)電流起弧之能力，如果在深的構(gòu)槽接頭中作焊接，則HF電流強度必須較低，否則電弧會橋接構(gòu)槽的寬度而不會進入接頭的根部。過度的高頻穩(wěn)定會有下列的不良效應(yīng)：1．操作人員受電震的可能性較大。2．焊接電弧不穩(wěn)定。3．如果使用金屬噴嘴，會“遇電”至噴嘴。4．降低焊接纜線的壽命，因為高頻會滲透絕緣。5．增加無線接收干擾。如果在焊接電流上附加高頻電路時，最重要的是在要裝入或調(diào)整電極棒之前，或是在將手放在或接近焊接頭的金屬部分之前，必須將電源關(guān)掉，否則會發(fā)生猛烈的電震，特別是在操作者接觸到近于工作物的溫氣時。在以高頻穩(wěn)定交流電焊接時，熄弧后電極棒仍然熱時，其尖端顯現(xiàn)紫色的暈，當電極棒冷卻時，紫色暈劇烈褪色，且當電極棒達到某一溫度時，既突然的消失，在紫暈?zāi)丝梢姇r，電極棒接近工作物仍有相當大的距離即會引發(fā)電弧，故必須特別的小心，以避免不想要的位置突然的引發(fā)電弧和弧燃。（二）“熱起動”裝置對于某些焊接，需提供布設(shè)聚增的電流（高于正常電流很多），以便能在最短的時間延遲下，開始焊接（起?。┐嗽谧詣踊虬胱詣雍附又刑貏e的有幫助，在電路中連接熱起動裝置，提供開端（起?。┑木墼鲭娏?，通常此裝置能預(yù)先調(diào)整以供所需的外加電流大小和所需的時間幅度。（三）緩和電力的聚增在以短持續(xù)時間的高電流值和經(jīng)常起動的焊接時，可使用感應(yīng)馬達橫跨（并聯(lián)）于連接焊接機的端子緩和線路上電力的聚增量，此馬達不具外部負荷，馬達的額定馬力必須超過電焊機的KVA額定，如此當因為在起弧中的短路使電流聚增而線電壓降時，在轉(zhuǎn)動電樞中會有足夠的動能轉(zhuǎn)換成大量的電力輸入線路中，在線電壓中的尖銳陡降會引起馬達轉(zhuǎn)慢，且在馬達中的轉(zhuǎn)動能量被轉(zhuǎn)換成電能，幫助保持線電壓上升，除非是用在起弧時，緊急的減緩線電壓降。否則在做此類裝設(shè)之前必須小心的作成本分析。（四）減少電流做熔坑填充在某些應(yīng)用中，焊道終端需做均稱的收尾，且避免在焊道熔坑中的熄弧點上突然的凹陷，在鋁合金和鎂合金的焊接中，在正好收尾之前需開始減少焊接電流，然而，類如鎳基和鈷基合金對“鼓震”很敏感的金屬，除非以逐漸的減少電流的方式熄弧，并且助于熔填金屬的溫度焊著（此也可從熔池消減數(shù)量）否則必然會發(fā)生熔坑龜裂，為避免熄弧后在熔坑中產(chǎn)生“渴”或凹陷，焊道必須持續(xù)越過焊道終端，且必須逐漸減少電流至金屬不在熔化的電流值，否則當電弧停止作動時，在工作物中會形成凹處或弧形疤痕，此類疤痕和也許存在的顯微的龜裂會增加腐蝕的感受性。有數(shù)種方法可使各種電焊機能逐漸減少電流：（a）在馬達發(fā)電機上用控制法；（b）（c）在整流器上用可變電抗器控制法；（d）在控制變壓器的可動線圈和可飽和的電抗器上使用馬達或空氣驅(qū)動的圓筒隔離一次和二次線圈。五焊槍手操作鎢極氬弧焊的焊槍必須堅實重量輕且完全絕緣，必須有手把供持壓且供輸送保護氣體至電弧區(qū)，且具有筒夾，夾頭或其他方式能穩(wěn)固的壓緊鎢電極棒且導(dǎo)引焊接電流至電極棒上，焊槍組合一般包括各種不同的纜線，軟管和連接焊槍至電源，氣體和水的配合件，圖3表示典型的水冷式手操作焊槍保護氣體通過的整個系統(tǒng)必須氣密，軟管中式接頭處漏泄會使保護氣體大量損失，且熔池無法得到充分的保護，空氣吸入氣體系統(tǒng)中時常是主要的問題，需小心的維護以確保氣密的氣體系統(tǒng)。鎢極氬弧焊的焊槍有不同的尺寸和種類，重量由輕到三英兩到幾乎一磅重，焊槍尺寸不同是依能使用的最大焊接電流而定，而且可配用不同尺寸的電極棒和不同種類和尺寸的噴嘴，電極棒與手把的角度也隨著不同的焊槍而變化，最普通的角度是約120°，但也是使用90°的頭角度焊槍直線焊槍，甚至可調(diào)整角度的焊槍，有些焊槍在其手把中裝置輔助開關(guān)和氣體閥。鎢極氬弧焊的焊槍其主要的區(qū)分為氣冷式和水冷式。因為氣冷式大多數(shù)的冷卻是由氣保焊提供。故較正確的說法應(yīng)為GAS—COOLED真正空氣冷卻僅是輻射散熱至周圍的空氣中，另一方面水冷式焊槍有些冷卻是由保護氣體提供，但是，其他則由循環(huán)透過焊槍的水補充冷卻（見圖3a）氣冷式焊槍通常是重量輕的，體積小且堅實，且比水冷式焊槍較便宜，但是，一般受限使用于約125安培以下的焊接電流，正常情況下是使用于焊接薄板且使用率低之處，鎢電極棒的操作溫度比在水冷式焊槍中操作的較高，且因為如此，在使用純鎢電極棒時或在接近額定電流容量下焊接時，會引起鎢粒子脫落掉入熔池中。水冷式焊槍是被設(shè)計用于持續(xù)的高電流焊接，能以高至200安培的焊接電流做持續(xù)的操作有些被設(shè)計可用于500安培的最大焊接電流，比氣冷式焊槍較重且較貴。焊槍連接水管和有關(guān)的接頭，通常，由電焊機攜帶電流至電極棒的電纜線是包在水冷卻水的出口管路內(nèi)（見圖3），此可提供纜線的冷卻，且容許使用小直徑，重量輕可繞的導(dǎo)線，有時也包括配合件和流動開關(guān)和熔絲，焊槍中漏水或氣體系統(tǒng)含有濕氣，會污染焊道且會促使操作不順手工鎢極氬弧焊工藝參數(shù)

表7.3.11.-1

厚度焊接層數(shù)焊絲直徑鎢報直徑噴嘴直徑焊接電流氬氣流量

(mm）〔nxn〕(oKn)(A)(L／min)

1~311.6~3.01.6~3.28~1240~1408~12

4~82~33.0~5.02.4~5.010~14140~32010~16

8~123~44.0~6.04.0~6.412~16240~36014~20/cpsm/wsm-160.htm用氬弧焊是可以做到不變形的，首先，焊接時將電流調(diào)整到45A，每隔1.5CM點焊，焊點要小，然后施焊，焊接時采用分段退焊，每段焊縫不超過2cm，并讓自然冷卻，不可強制降溫，否則會引起劇烈變形和裂紋。

我用此方法焊接過0.83mm的201不銹鋼板，沒有明顯變形鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)主要有焊接電流種類及極性、焊接電流、鎢極直徑及端部形狀、保護氣體流量等，對于自動鎢極氬弧焊還包括焊接速度和送絲速度。

脈沖鎢極氬弧焊主要參數(shù)有Ip、tp、Ib、tb、fa

脈幅比RA=Ip/Ib

、

脈沖電流占空比Rw＝tp/tb+tp(1)鎢極氬弧焊工藝參數(shù)1)焊接電流種類及大小一般根據(jù)工件材料選擇電流種類，焊接電流大小是決定焊縫熔深的最主要參數(shù)，它主要根據(jù)工件材料、厚度、接頭形式、焊接位置，有時還考慮焊工技術(shù)水平(鎢極氬弧時)等因素選擇。2)鎢極直徑及端部形狀，鎢極直徑根據(jù)焊接電流大小、電流種類選擇。鎢極端部形狀是一個重要工藝參數(shù)。根據(jù)所用焊接電流種類，選用不同的端部形狀。尖端角度α的大小會影響鎢極的許用電流、引弧及穩(wěn)弧性能。表1列出了鎢極不同尖端尺寸推薦的電流范圍。小電流焊接時，選用小直徑鎢極和小的錐角，可使電弧容易引燃和穩(wěn)定；在大電流焊接時，增大錐角可避免尖端過熱熔化，減少損耗，并防止電弧往上擴展而影響陰極斑點的穩(wěn)定性。

表1鎢極尖端形狀和電流范圍（直流正接）

鎢極直徑/mm

尖端直徑/mm

尖端角度（°)

電流/A

恒定電流

脈沖電流

1.0

0.125

12

2～15

2～25

1.0

0.25

20

5～30

5～60

1.6

0.5

25

8～50

8～100

1.6

0.8

30

10～70

10～140

2.