焊接方法和设备——第六章钨极氩弧焊
钨极氩弧焊基本知识
Q = (0.8 ―1.2 ) D
式中：Q――氩气流量，L/ｍｍ
钨极尖端形状和电流范围
6）电弧电压
电弧电压由弧长决定，电压增大时，熔宽稍增大，熔深减小。通过焊接电流和电弧电压的配合，可以控制焊缝形状。当电弧电 压过高时，易产生未焊透并使氩气保护效果变差。因此，应在电弧不短路的情况下，尽量减小电弧长度。钨极氩弧焊的电弧电 压选用范围一般是10－24伏。
7）氩气流量
8) 焊接速度
焊接速度加快时，氩气流量要相应加大。焊接速度过快，由于空
气阻力对保护气流的影响，会使保护层可能偏离钨极和熔池，从而使保护效果变差。同时，焊接速度还显著地影响焊缝成型。 因此，应选择合适的焊接速度。
9）喷嘴直径
增大喷嘴直径的同时，应增大气体流量，此时保护区大，保护效果好。但喷嘴过大时，不仅使氩气的消耗量增加，而且可能使 焊炬伸不进去，或妨碍焊工视线，不便于观察操作。故一般钨极氩弧焊喷嘴以5－14ｍｍ为佳。
D――喷嘴直径，ｍｍ。
（氩气纯度：焊接不同的金属，对氩气的纯度要求不同。例如焊接耐热钢、不锈钢、铜及铜合金，氩气纯度应大于99.70%； 焊接铝、镁及其合金，要求氩气纯度大于99.90%；焊接钛及其合金，要求氩气纯度大于99.98%。国产工业用氩气的纯度可 99.99%，故实际生产中一般不必考虑提纯。）
采用直流正接时，工件接正极，温度较高，适于焊厚件件及散热快的金属，钨棒接负极，温度低，可提高许用电流，同时钨极 烧损小。 直流反接时，钨极接正极烧损大，所以很少采用。 采用交流钨极氩弧焊时，在焊件为负，钨极为正极性的半波里，阴极有去除氧化膜的作用，即“阴极破碎”作用。在焊接铝、镁 及其合金时，其表面有一层致密的高熔点氧化膜，若不能除去，将会造成未熔合、夹渣焊缝表面形成皱皮及内部气孔等缺陷。 而利用反极性的半波里正离子向熔池表面高速运动，可将金属表面氧化膜撞碎，在正极性的半波里，钨极可以得到冷却，以减 少钨极的烧损。所以，通常用交流钨极氩弧焊来焊接氧化性强的铝、镁及其合金。 4）钨极直径 钨极直径主要按焊件厚度、焊接电流的大小和电源极性来选择。如果钨极直径选择不当，将造成电弧不稳，钨棒烧损严重和焊 缝夹钨 等现象。(钨极成分：钨极作为一个电极，它要负担传导电流，引燃电弧和维持电弧的作用。钨是难熔（熔点3410±10℃）、 耐高温（沸点5900℃），导电性能好，允许通过较大电流和具有强的发射电子电子能力的金属，所以，钨棒适于做电极。) 5）焊接电流 焊接电流主要根据工件的厚度和空间位置来选择，过大或过小的焊接电流都会使焊缝成型不良或产生焊接缺陷。所以，必须在 不同钨极直径充许的焊接电流范围内，正确地选择焊接电流，见下表。 不同直径钨极(加氧化物)的许用电流范围
钨极氩弧焊
钨极氩弧焊一、概述：1、钨极氩弧焊就是以氩气作为保护气体，钨极作为不熔化极，借助钨电极与焊件之间产生的电弧，加热熔化母材（同时添加焊丝也被熔化）实现焊接的方法。
氩气用于保护焊缝金属和钨电极熔池，在电弧加热区域不被空气氧化。
2、一般氩弧焊的优点：(1) 能焊接除熔点非常低的铝锡外的绝大多数的金属和合金。
(2) 交流氩弧焊能焊接化学性质比较活泼和易形成氧化膜的铝及铝镁合金。
(3) 焊接时无焊渣、无飞溅。
(4) 能进行全方位焊接，用脉冲氩弧焊可减小热输入，适宜焊0.1mm不锈钢(5) 电弧温度高、热输入小、速度快、热影响面小、焊接变形小。
(6) 填充金属和添加量不受焊接电流的影响。
3、氩弧焊适用焊接范围适用于碳钢、合金钢、不锈钢、难熔金属铝及铝镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金，以及超薄板0.1mm，同时能进行全方位焊接，特别对复杂焊件难以接近部位等等。
二、钨极氩弧焊焊机的组成1、本公司氩弧焊机的型号（见图表）、编制方法、文字说明。
2、焊机的部件（焊机、焊枪、气、水、电）、地线及地线钳、钨极。
3、焊机的连接方法（以WSM系列为例）(1) 焊机的一次进线，根据焊机的额定输入容量配制配电箱，空气开关的大小，一次线的截面。
(2) 焊机的输出电压计算方法：U=10+0.04I(3) 焊机极性，一般接法：工件接正为正极性接法；工件接负为负极性接法。
钨极氩弧焊一定要直流正极性接法：焊枪接负，工件接正。
(4) 水源接法、氩气接法三、焊枪的组成（水冷式、气冷式）：手把、连接件、电极夹头、喷嘴、气管、水管、电缆线、导线。
四、氩气的作用、流量大小与焊接关系、调节方法。
1、氩气属于惰性气体，不易和其它金属材料、气体发生反应。
而且由于气流有冷却作用，焊缝热影响区小，焊件变形小。
是钨极氩弧焊最理想的保护气体。
2、氩气主要是对熔池进行有效的保护，在焊接过程中防止空气对熔池侵蚀而引起氧化，同时对焊缝区域进行有效隔离空气，使焊缝区域得到保护，提高焊接性能。
任务一钨极氩弧焊的基本介绍
了解了钨极氩弧焊在工业生产中 的应用领域和优势，对其市场需
求和发展前景有了初步认识。
通过实践操作，提高了自己的动 手能力和解决问题的能力，为今 后的学习和工作打下了良好基础。
存在问题和挑战分析
在焊接过程中，对焊接参数的掌握不够熟练，需要进一步加强实践和理论学习。 对于复杂形状和厚度的工件，焊接难度较大，需要进一步提高技能水平和经验积累。
射线检测
利用X射线或γ射线穿透焊缝，在 胶片上形成影像，通过观察影像
判断焊缝内部质量。
超声波检测
利用超声波在焊缝中的反射和传 播特性，检测焊缝内部缺陷。
磁粉检测
通过磁化焊缝，在缺陷处形成漏 磁场，吸引磁粉形成磁痕，从而
显示缺陷。
力学性能试验方法及评定指标
拉伸试验
01
将焊缝试样拉伸至断裂，测量其抗拉强度和延伸率，评定焊缝
钨极氩弧焊设备价格较高，对于一些小型企业或个人而言，成本压力较大。
未来发展趋势预测
随着制造业的快速发展，对焊接 技术的需求将不断增加，钨极氩 弧焊作为一种高效、优质的焊接 方法，其应用前景将更加广阔。
随着科技的不断进步，钨极氩弧 焊设备将更加智能化、自动化，
提高生产效率和焊接质量。
为了适应环保和可持续发展的要 求，未来钨极氩弧焊将更加注重 环保、节能等方面的研究和应用。
控制系统
对焊接参数进行精确控制，如电流、电压、焊接速度等，实现高质量的焊接。
焊枪与送丝机构
焊枪
传导焊接电流、输送保护气体和焊丝，是焊接过程中的重要 工具。
送丝机构
将焊丝均匀地送入焊接区域，保证焊接过程的连续性和稳定 性。
保护气体供应系统
01
02
03
气瓶
第六模块手工钨极氩弧焊
图13 左向焊与右向焊 a）左焊法 b）右焊法
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（五）左焊法与右焊法
1.左焊法
在焊接过程中，焊丝与焊枪由右端向左端移动，焊接
电弧指向未焊部分，焊丝位于电弧运动的前方，称为左焊
法（图13a）。这种焊接方法操作者的视野不受阻碍，便于
观察和控制熔池情况；焊接电弧指向未焊部分，既可对未
焊部分起预热作用，又能减小熔深，有利于焊接薄件，特
（4）电磁气阀 电磁气阀是开闭气路的装置，由延时 继电器控制。可起到提前供气和滞后停气的作用。
4
4.冷却系统
用来冷却焊接电缆，焊枪和钨极，如果电流
小于150A时可不需用水冷却。为了保证焊接设备
使用安全，在水路装有水压开关。当水流的压力
太低，甚至断水时，水压开关的接点打开切断电
源，从而可避免焊枪的导电部分烧毁。
（二）焊接
1.打底焊
打底焊缝最好不在中途停止，如中途有停止时，
则接头必须严格按要求进行打磨。而且，打底焊缝
应有一定厚度：对于壁厚不大于10mm的管子，其厚
度不得小于2～3mm；壁厚大于10mm的管子，其厚度
不得小于4～5mm。打底焊缝需经自检合格后，才能
填充焊接。
12
2.焊接
焊接时要保证焊枪的角度及送丝位置，力求做到送丝
均匀，以保证焊缝成形。
为了获得比较宽的焊道，保证坡口两侧的熔合质量，
焊枪也可作横向摆动，但摆动频率不能太高，幅度不能太
大，以不破坏熔池的保护效果为原则，由操作者灵活掌握。
打底层焊完后，在进行第二层焊接时，应注意不得将
打底焊道烧穿，防止焊道下凹或背面剧烈氧化。
3.焊接接头质量的控制
无论打底层焊接还是填充层焊接，控制焊接接头的质 量是很重要的。焊接时应尽量避免停弧，减少接头次数。 但在实际操作时，由于需要更换焊丝、更换钨极以及焊接 位置的变化，或要求对称分段焊接等必须停弧，所以接头 是不可避免的，因此就应尽可能地设法控制接头的质量。 控制焊接接头的质量有以下方法：
钨极氩弧焊原理
钨极氩弧焊原理
钨极氩弧焊是一种常用的焊接方法，其原理是利用气体保护下的电弧将工件进行连接。
下面将介绍钨极氩弧焊的工作原理。
钨极氩弧焊使用钨电极和氩气作为保护气体。
首先，通过电源提供电流，使电极和工件形成电弧。
钨电极由于其高熔点和良好的电导性能，能够在高温下稳定工作。
而氩气则起到了保护作用，防止电弧与外界气体发生反应。
在焊接过程中，电弧使焊件表面加热至熔点，并且通过电极传导热量使焊缝处的材料熔化。
熔化的金属在电弧的作用下形成良好的焊缝。
同时，氩气在焊接区域形成保护性的气氛，防止氧气和其他气体的进入，避免了氧化和污染，从而提高了焊接质量。
钨极氩弧焊具有焊接速度快、焊缝质量高等优点。
同时，由于在焊接过程中没有焊芯，避免了焊接材料的污染。
这种方法广泛应用于对焊缝质量要求高的领域，如航空、航天、核工程等行业。
总结起来，钨极氩弧焊利用钨电极和氩气的配合，形成稳定的电弧和保护气氛，将焊接材料熔化并连接在一起。
其工作原理简单而有效，是一种常用的焊接方法。
钨极氩弧焊 (1)
钨极氩弧焊的安全技术
2、安全防护措施
① 通风措施 在氩弧焊工作现场、焊接工作量大，焊机集中 的地方，要有良好的通风装置或者安装几台轴流风机向外 排风。此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害 气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机 等。
① 防护射线措施 尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨 极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操 作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手 脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。
钨极氩弧焊的主要设备
4、供气系统和水冷系统
（1）供气系统 供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩气瓶最大 压力为15MPa，容积为40L。 电磁气阀 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前 供气和滞后停气的作用。 氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流 量调节器的外形如下图。
钨极氩弧焊的主要设备
（2）水冷系统
用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于 100A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过100A时，必 须通水冷却，并以水压开关控制，保证冷却水接通并有一 定压力后才能启动焊机。
钨极氩弧焊
问题3 钨极氩弧焊的操作要点：
送气 引弧 运条 熄弧
（1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲 发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离， 就能在施焊点上直接引燃电弧。 （2）如下图所示夹持焊丝，用左手拇指、食指、中指配合动作 送丝，无名指和小手指夹住焊丝控制方向，靠手臂和手腕的上、 下反复动作，将焊丝端部的熔滴送入熔池，全位置焊时多用此 法。
1-焊件 2-焊枪 3-遥控
手工钨极氩弧焊操作方法
手工钨极氩弧焊操作方法
手工钨极氩弧焊（也称为TIG焊）是一种高质量、高精度的焊接方法。
以下是手工钨极氩弧焊的基本操作步骤：
1. 准备工作：检查钨极是否磨损，将其磨尖并削尖，清洁钨极和焊材表面。
确保焊接区域干净。
2. 设定电流和氩气流量：根据焊接材料的类型和厚度，设置适当的电流和氩气流量。
碳钢通常需要较高的电流，而不锈钢和铝等材料需要较低的电流。
氩气流量应足够保护焊接区域和钨极。
3. 钨极准备：将磨好的钨极装入气冷或水冷钨极夹中。
确保钨极凸出约1.5倍钨极直径，使其能够适当接触焊接区域。
4. 起弧：将钨极轻轻接触焊接区域，同时按下起弧按钮或踏板。
将钨极抬起约3-4毫米并保持弧长稳定。
5. 稳定弧焊：保持适当的焊接速度，控制焊接区域的温度。
按照需要移动焊枪或焊接材料以保持恒定和合适的焊接位置。
6. 控制焊接速度：快速焊接可能导致焊缝质量下降，而过慢的焊接速度则可能导致过热和变形。
保持适当的焊接速度，使焊接区域充分融化并形成均匀的焊缝。
7. 结束焊接：焊接结束后，逐渐将焊枪抬起，同时继续焊接，直到弧熄灭。
等待焊缝冷却后，进行后续处理和清洁。
重要注意事项：
- 在手工钨极氩弧焊时，保持焊接区域干净，并确保周围环境有良好通风，以防止有毒气体的积聚。
- 需要根据确切的应用要求和材料类型选择合适的钨极和焊接电流。
- 注意安全操作，例如佩戴防护眼镜、手套和防火衣，并避免将赤裸皮肤暴露在焊接辐射和飞溅金属上。
为了确保高质量的焊接，请参考相关的焊接手册或咨询专业人士。
钨极氩弧焊
钨极氩弧焊的电流种类和极性钨极氩弧焊的电流种类和极性钨极氩弧焊时，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钨极氩弧焊的情况。
一、直流钨极氩弧焊直流钨极氩弧焊时，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，又可将直流钨极氩弧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。
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，钨极氩弧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。
1.1.13钨极氩弧焊I
1、焊接方法原理根据ISO标准，钨极氩弧焊数字代号为141。
（德文符号为WSG，WIG，英文符号为TIG）将钨电极装夹在焊枪内，焊接电流将流过钨电极，并在钨极与工件之间产生电弧，使母材和填充的焊棒熔化，保护气体从焊枪流出，并保护钨极和焊接熔池免受空气侵入。
2、焊接设备与工艺见图1①网络②焊接电源③焊接电缆（电极）④焊接电缆（工件）⑤工件夹具⑥带有减压阀和气体流量计的保护气体瓶⑦保护气体软管⑧焊枪⑨焊棒⑩工件11 钨极12 夹紧套筒和导电咀13 电弧14 液态焊缝15 固态焊缝16 保护气罩图1 TIG焊接装置及焊接工艺3、保护气体的应用钨极惰性气体保护焊只能使用惰性气体作为保护气体，因为灼热的钨极是不允许产生化学反应的，所使用的惰性气体为氩气（Ar），氦气（He），氩气和氦气以及氢气（H2）的混合气体。
采用钨极惰性气体保护焊可对钢和有色金属在所有位置上进行焊接，较为经济的使用是构件厚度在0.5㎜到5㎜，对于较厚工件在焊接工艺上只用于封底焊接。
钨极惰性气体保护焊可应用于重要领域中，例如空间技术、精密机械、化工设备及压力容器等方面。
4、脉冲TIG焊接脉冲TIG焊接采用专用焊接电源，所输出时焊接电流为正弦波或方形波或者带有可调节脉冲参数（脉冲幅度、脉冲频率、占空比）的直流脉冲（见图2）。
图2 TIG —脉冲焊电流波形原理（J1=基值电流，J2=脉冲电流，t1=脉冲电流时间，t2=基值电流时间）脉冲电流时，将较高的热输入量输送到所焊部位，使工件熔化，在脉冲间歇时，低的焊接电流只将少量热量送给工件，焊接熔池相对热量较低（见图3）。
图3 TIG 焊时的热输入通过对脉冲时间和电流值的调整可明显改变热输入量，在极端情况下，焊缝可以由相邻的脉冲焊点的叠加而形成。
脉冲TIG 焊与直流TIG 焊相比较有以下优缺点： 优点：·较低的能量输入·在厚板焊接时具有良好的深/宽比 ·稳定的电弧 ·均匀的封底成形 ·良好定位性 ·工件变形小 ·熔池容易控制 ·良好的弥隙性能缺点：·焊接设备昂贵 ·设备调整较复杂5、TIG 焊枪（结构）TIG 焊时，根据电弧容量（焊接电流）大小，焊枪可分为气冷和水冷式，焊枪的结构原理见图4。
《电弧焊与电渣焊》第6章 钨极惰性气体保护焊(TIG)
电压波形
编辑课件
电流波形
3. 方波（矩形波）交流电源
（1）方波电流过零后增长快， 再引燃容易，大大提高 了稳弧性能。
（2）选择最小而必要的K， 使其既能满足清除氧化 膜的需要，又能获得最 小的钨极损耗和可能的 最大熔深。
（3）正、负半波电流幅值可调，焊接铝、镁及其合合时， 无需另加消除直流分量装置。
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2. 电弧电压 3. 焊接速度 4. 焊丝直径与填丝速度 5. 保护气体流量 6.钨极直径与形状 7.钨极伸出长度
前端呈尖锥角 前端呈平顶锥形
直流正接（ThW极）
直流反接（W极）
编辑课件
四、实际焊接时，确定焊接参数的顺序
根据被焊材料的性质，先选定焊接电流的种类、 极性和大小，然后选定钨极的种类和直径，再选定 焊枪喷嘴直径和保护气体流量，最后确定焊接速度。 在施焊的过程中根据情况适当地调整钨极伸出长度 和焊枪与焊件相对的位置。
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2. 钨极材料
（1） 纯钨电极 一般在交流TIG焊中使用，当钨电极不需要保
持一定的前端角度形状时可以使用纯钨极。 （2） 钍钨极
一般用于TIG直流正接；由于钍元素具有一定的 放射性，因此应用受到一定限制。 （3） 铈钨极
它的使用性能在某些方面优于钍钨极；其缺点 是不适合于大电流条件下使用。 （4） 其他电极
选用氦气 ； （4）焊接不锈钢时可以在氩或氦中加入少量氢气 ； （5）焊接铜及其合金时，有些情况下也加入少量氮气。
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一、钨 极
1. 对电极的要求及钨极性能
（1）对钨极的要求，一般应满足三个条件： （a）引弧及稳弧性能好； （b）耐高温、不易损耗； （c）电流容量大。
（2） 钨极性能： （a）钨(W)的电子逸出功为4．54eV，但其熔点高，在高温 时有强烈的电子发射能力，因此是一种目前最好的非 熔化电极的材料。 （b）当在钨中加入微量逸出功较小的稀土元素，或它们的 氧化物，能显著地提高电子发射能力。既易于引弧和 稳弧，又可提高其电流的承载能力。
钨极氩弧焊
（1）直流正极性TIG焊
1)引弧 通常采用非接触式引弧，即利用高频振荡或者高压脉
冲的引弧器来击穿钨极与工件之间的气隙。在接通焊接电 源后，只要使电极端头接近工件至2～3mm的距离，就能激 发引弧。当电弧稳定燃烧后，控制系统便自动地停止高频 或者高压脉冲。
2)接程序
（1）直流正极性TIG焊
为了使焊接区得到可靠的保护，引弧时需提前2～5s送 气，然后再接通焊接电源，施加高频或者高压脉冲引弧。 一旦电弧引燃，立即切除高频或高压脉冲。焊接结束时， 当电弧熄灭后，还应延迟8～15s停止送气，以便使焊缝尾
图6-10 钨极惰性气体保护电弧焊示意图
1-喷嘴；2-钨极；3-电弧；4-焊缝；5-工件； 6-熔池；7-填充焊丝；8-惰性气体
Quelle:D. Schmid, Industrielle Fertigung
WIG-Schweißen
1、钨极氩弧焊的优点
1)保护作用好，焊缝金属纯净 2)焊接过程稳定 3)焊缝成形好 4)具有清除氧化膜的能力 5)焊接过程便于实现自动化
钨极氩弧焊（WIG） Wolfram-Inertgas-Schweißen
主要内容： 1、钨极氩弧焊的特点及应用 2、焊枪、电极及氩气 3、钨极氩弧焊的种类
一、钨极氩弧焊的特点及应用
钨极氩弧焊是指以钨或钨合金(钍钨、铈钨等) 作为电极，用氩气作为保护气体的电弧焊方法， 简称TIG(Tungsten Inert gas)焊。
2、钨极氩弧焊的缺点
1)需要特殊的引弧措施 2)对工件清理要求严格 3)生产效率较低、成本较高
3、钨极氩弧焊的应用
TIG焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于 其成本较高，主要用于不锈钢、高合金钢、高强钢 以及铝、镁、铜、钛等有色金属及其合金的焊接。
电子课件-《焊工工艺与技能训练(第二版)》-A02-1048 第六单元
三、钨极氩弧焊的种类、特点及应用
1. 直流钨极氩弧焊 2. 交流钨极氩弧焊 四、引弧和稳弧措施及直流分量的消除
1. 利用高频振荡器引弧 2. 利用脉冲稳弧器稳弧 3. 串联电容消除直流分量 五、钨极氩弧焊设备
NSA—500—1 型手工钨极脉冲氩弧 焊机外部接线图
氩弧焊示意图 a) 钨极氩弧焊 b) 熔化极氩弧焊
1—熔池 2—喷嘴 3—钨极 4—气体 5—焊缝 6—焊丝
7—送丝滚轮
2. 氩弧焊的特点 (1) 焊缝质量较高 (2) 焊接变形与应力小 (3) 可焊的材料范围广 (4) 操作技术易于掌握
３ . 氩弧焊的分类和适用范围
二、钨极氩弧焊的电弧特性 1. 氩弧的特性 (1) 引弧较困难
2. 钨极氩弧焊机的焊前及停焊基本操作
3. 钨极氩弧焊机的常见故障现象及处理
三、钨极氩弧焊技能训练 1. 钨极氩弧平敷焊 (1) 操作要领 1) 持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置
平焊持枪姿势和焊枪、 焊件与焊丝的相对位置 a) 持枪姿势 b) 焊枪、 焊件与焊丝的相对位置
2) 右焊法与左焊法 3) 焊丝送进方法 4) 引弧 5) 收弧 6) 填充焊丝
气体电离是引燃电弧的必要条件之一。 (2) 电弧燃烧稳定
2. “阴极破碎”作用 钨极氩弧焊采用直流反接时 ，焊件是阴极，氩的正离子 流向焊件，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等金属表面致 密难熔的氧化膜击碎并去除，使焊接顺利进行，这种现象 称为“阴极破碎”作用。直流正接时，因为焊件表面受到 比正离子质量小得多的电子撞击，不能去除氧化膜，因此 没有 “破碎”作用。
氩气有效保护区域 1—钨极 2—焊枪 3—焊件
二、钨极氩弧焊机的基本操作 1. 钨极氩弧焊设备的安装与面板使用
钨极氩弧焊课件
— 1.8～2.2 0.06 0.02 0.01 0.01
—
—
— — ——
3. 钨极的种类、牌号及规格
（1）纯钨极——W1、W2 （2）钍钨极——WTh-7、 WTh-10、 WTh-15 （3）铈钨极——Wce-20 （4）钨极的规格 钨极的长度范围为76～610 mm，直径分为：0.5 mm、1.0 mm、1.6 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.2 mm、4.0 mm、5.0 mm、 6.3 mm、8.0 mm、10 mm等多种。
2. 焊丝的作用及要求
（1）焊丝的作用 焊丝是填充金属，与熔化母材混合形成焊缝。 （2）对焊丝的要求 1）化学成分匹配。 2）合金成分含量稍高。 3）符合国家规定。 4）手工焊焊丝一般每根长500~1000mm的直丝。 5）焊丝直径范围为0.4 ～9mm。
3. 焊丝的使用与保管
（1）焊丝应符合国家标准规定 （2）焊丝化学成分应与母材化学成分接近 （3）焊丝应用质量合格证书 （4）焊丝的清理
氩弧焊示意图
a)钨极氩弧焊 b)熔化极氩弧焊 1-熔池 2-喷嘴 3-钨极 4-气体 5-焊缝 6-焊丝 7-送丝滚轮
2. 氩弧焊的分类
3. 氩弧焊的特点
（1）优点 • 焊缝质量较高 • 焊接变形与应力小 • 可焊的材料范围广 • 操作技术易于掌握
（2）缺点 • 熔深浅，熔覆速度慢 • 钨极承载电流小 • 氩气较贵 • 不适于有风的地方 • 设备比较复杂
伸出长度一般为3 ～5mm。
氩气有效保护区域
焊丝直径的选择
在生产实践中，可通过观察焊接表面色泽，以及是否有气 孔来判定氩气保护效果。
不锈钢件焊缝表面色泽与保护效果的评定
焊缝色泽 保护效果
银白色、 金黄色
钨极氩弧焊操作方法
钨极氩弧焊操作方法一、准备焊接材料和工具在进行钨极氩弧焊操作之前，需要准备好以下材料和工具：焊接材料：根据需要焊接的金属材料，选择合适的焊丝和填充材料。
工具：氩弧焊机、氩气瓶、气管、焊枪、电极夹持器、砂轮机、喷壶、抹布等。
二、检查焊机和氩气系统在开始焊接之前，需要检查氩弧焊机和氩气系统是否正常。
具体检查项目包括：焊机电源是否正常，接线是否牢固。
氩气瓶减压阀是否正常，气管是否畅通。
氩弧焊机电流和电压调节装置是否正常。
电极夹持器是否干净，钨极和焊丝是否安装正确。
确认氩气瓶开关处于关闭状态。
三、清理焊接表面在进行钨极氩弧焊之前，需要将焊接表面的杂质和氧化物清理干净，以确保焊接质量和可靠性。
具体清理方法如下：采用砂轮机或刮刀等工具去除金属表面的氧化物和杂质。
对于难以清理的部位，可以使用丙酮等溶剂进行清洗。
在清理完成后，用抹布擦干金属表面。
四、选择合适的钨极和焊丝，确定电极直径和焊接电流根据需要焊接的金属材料和厚度，选择合适的钨极和焊丝，并确定电极直径和焊接电流。
具体选择方法如下：根据金属材料和厚度选择合适的钨极型号和焊丝型号。
根据金属材料和厚度确定电极直径和焊接电流大小。
在选择完成后，将钨极和焊丝安装到电极夹持器上。
五、装配氩气，调整气流量，使氩气充分保护焊接区域在开始焊接之前，需要装配氩气并进行调整，以确保氩气能够充分保护焊接区域。
具体操作方法如下：将氩气瓶与氩气接口连接，并紧固螺丝。
将气管连接到氩气接口上。
打开氩气瓶开关，调整气流量大小，使氩气能够充分保护焊接区域。
在焊接过程中，需要随时注意气流量是否正常，如有问题应及时调整。
钨极氩弧焊焊接方法
钨极氩弧焊焊接方法
钨极氩弧焊焊接方法简介
钨极氩弧焊是一种高温、高能量的电弧焊接方法，它使用钨极作为电极，氩气作为保护气体，将两个物体通过高温电弧进行熔合，达到焊接的目的。
相比于其他焊接方法，钨极氩弧焊具有焊缝质量高、氧化少、性能稳定等优点，被广泛应用于航空、航天、电子、化工、冶金等众多领域。
钨极氩弧焊焊接步骤
1. 准备工作：选用适合的钨极和钨极磨头，清洁焊接面，调节焊接设备，准备氩气。
2. 焊接面组装：将要焊接的两个物体放置于工作台上，并确定它们的位置，保证焊接面接触紧密。
3. 开始预热：预热是为了保证焊接时的温度稳定，预热时间与厚度有关，一般来说厚度越大，预热时间越长。
4. 焊接：将钨极置于焊接面上方，启动氩气，使钨极产生电弧，将电
弧移动到焊接点，熔化两个物体的金属，使其相互熔合。
5. 收尾工作：焊接完成后，关闭氩气和电源，进行一系列的清洁和修整工作。
钨极氩弧焊焊接注意事项
1. 焊接时要注意保护眼睛和皮肤，因为高能量的钨极氩弧焊对人体有危害。
2. 要注意电弧稳定，电流不要过大或过小，一般来说，当钨极直径小于焊接金属厚度的1.5倍时，电流应不超过150A。
3. 关注氩气流量，流量不足会导致较多氧气进入焊接区域，影响焊缝质量。
流量过大则会浪费氩气。
4. 焊接时要注意焊接面的清洁和调整，尤其是“T”型和“L”型接头处，以保证焊接质量。
总之，钨极氩弧焊是一种高质量、高性能的焊接方式，它具有广泛的应用领域，但同样也需要严密的操作规范和注意事项，方可达到预期的焊接效果。
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铝
钨
钍钨(+ThO2)
铈钨(CeO)
3.95eV
4.31-5.16
2.63
1.36
纯钨的逸出电压较大，引弧性能不好，但由于可达到很高的 温度，稳弧好。
•纯钨 WP: •钍钨 WT: • 铈钨 WC:
•镧钨 WL:
钨极气体保护焊的焊接材料主要有：保护气体、填充金属和电极 材料等
一、保护气体 一）选用的气体 TIG焊一般采用氩气、氦气、氩氦混合气体或氩氢混合气体作为 保护气体。
•氩气
应用最多的气体，电弧稳定 ，引弧特性好、 焊缝成形好
•氦气
热传导性能比氩气好,能实现更快的焊接速度, 焊铝时气孔更少；熔深和熔宽增加
时增大保护气体的流量；侧向风较大时，必须采取防风措施。
2) 对工件清理要求较高
由于采用惰性气体进行保护，无冶金脱氧或去氢作用，为 了避免气孔、裂纹等缺陷，焊前必须严格去除工件上的油 污、铁锈等。
3) 生产率低
由于钨极的载流能力有限，致使TIG焊的熔透能力较低， 焊接速度小，焊接生产率低。
§6-2 钨极氩弧焊的焊接材料
2) 焊接质量好 氩气是一种惰性气体，它既不溶于液态金属，又不与金属起任何 化学反应；而且氩的原子量较大，有利于形成良好的气流隔离层， 有效地阻止氧、氮等侵入焊缝金属。
3) 适于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形 工艺
用几安培的小电流，钨极氩弧仍能稳定燃烧，而且热量相对较 集中，因此可焊接0.3毫米的薄板；
焊接方法与设备
第六章 钨极氩弧焊
基本原理
一、基本要求 1、了解钨极氩弧焊的特点及应用 2、了解气体保护的特点及钨极氩弧焊焊枪的结构特点 3、掌握钨极氩弧焊几种主要工艺的特点及工艺参数的选 择原则 4、掌握脉冲钨极氩弧焊的工艺特点 5、掌握钨极氩弧焊的引弧方式及特点 6、了解交流钨极氩弧焊易出现的问题及解决方法
直流焊时引弧相对较差, 易形成光滑 的球端，电流负载能力低、寿命短
引弧非常容易, 更高的负载能力，但稍 带放射性
性能优于钍钨：无放射性；寿命长；载 流能力大（高5-8%）；阴极电压低、电 弧稳定。
比钍钨或铈钨有更长的使用寿命， 但引弧性能不好。
三）钨极形状 小电流：锥形，电弧易于引燃，电弧集中，熔深大。 大电流：锥台形 交流：球形
• 低碳钢及低合金高强度钢： 一般按照等强度原则选择 焊接用钢丝；
• 铜、铝、不锈钢： 一般按照等成分原则选择熔化极气体保护焊焊丝。
• 焊接异种钢时： 如果两种钢的组织不同，则选用焊丝时应考虑抗裂性 及碳的扩散问题； 如果两种钢的组织相同，而机械性能不同，则最好选 用成分介于两者之间的焊丝。
§6-3 电流种类及极性
DC 小电流
DC大电流
AC
dw
l =(2~4) dw
dp=(1/3~1/4) dw
三）、填充金属 采用TIG焊焊接厚板时，需要开V形坡口，并添加必要的填 充金属。填充金属的主要作用是填满坡口，并调整焊缝成分 ，改善焊缝性能。 目前我国尚无专用TIG焊丝标准，一般选用熔化极气体保 护焊用焊丝或焊接用钢丝。选用原则：
二）、电极材料
TIG焊电极的作用是导通电流、引燃电弧并维持电弧稳定燃烧。 要求：
1） 由于焊接过程中要求电极不熔化，因此电极必须具有高 的熔点，钨的熔点为3380°C以上，可满足要求。
损耗：正常 - 氧化、蒸发
异常：短路时，特别是与熔池短路时
2） 电流容量大：即一定直径的钨极允许通过的最大电流。 允许过的电 流是有限的，过大则钨极熔化。形成熔球 ，电弧漂移。
DC -
DC+
AC
一、直流正接
•
工件接正极，钨棒接负极
特点：
1）电流容量大 由于钨极（通常为铈钨极或钍钨极）的 电子逸出功较小，电子热发射能力强，对电极
有冷却作用，因此，较小直径的钨棒就可承载较大的电流。
2）与直流反接相比，在同样的焊接电流下，直流正接可 采用较小直径的钨棒，这样就使电流密度增大，从而 提高了电弧稳定性，
4) 焊接过程易于实现自动化
TIG焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，易于检测及控制， 是理想的自动化乃至机器人化的焊接方法。
5）焊缝区无熔渣，焊工可清除地看到熔池和焊缝成形过程。
2、TIG焊具有以下缺点：
Байду номын сангаас
1) 抗风能力差
TIG焊利用气体进行保护，抗侧向
风的能力较差。侧向风较小时，可降低喷嘴至工件的距离，同
3）在工件上形成窄而深的熔池。
4）无破碎工件氧化膜的作用。
实际生产中这种接法广泛用于除铝、镁及其合金以外的其它金属 的焊接。
（二）焊枪中喷出的气体流态
喷出的气体之流态决定了保护效果，由于焊枪不可能做得很长，因此不 可能为全部层流。只有近壁部分层流。改进措施：
1） 焊枪结构中加节流装置，减小喷嘴入口气流的紊乱程度，建立起 较厚的层流。
2） 改善喷嘴内气流通道的形状。
（二）焊枪的结构 作用： 导通电流
提供保护气体 固定钨极 1、气体镇静室 从焊枪的进气口导喷嘴入口：使进入焊枪的气体沿径向均匀化。 2、节流装置 铜网或金属孔板，使气体的流速变低，紊乱程度降低，便于建 立较厚的层流。 3、喷嘴 形状及尺寸影响大 圆柱形最后，收敛形稍差。 喷嘴长度： 内壁光滑、出口边缘成直角。
三、重点 1、钨极氩弧焊的工艺特点及工艺参数的选择原则 3、脉冲钨极氩弧焊的工艺特点 4、钨极氩弧焊的引弧方式
§6-1 钨极气体保护焊的特点及应用
一） 钨极气体保护焊的特点 （一）特点 1、TIG焊具有以下优点： 1) 焊接过程稳定
• 氩气是单原子分子、不分解、热导率很小，因此，电弧的 热量损失少，电弧一旦引燃，就能够稳定 燃 烧； • 钨棒本身不会产生熔滴过渡，弧长变化较少，也有助于电 弧的稳定燃烧。
二）气体保护效果
取决与流体流态和流量
1、气体的流态
层流： 管子中的气体呈层状或束流状运动，各个质点的运动方向均沿 着轴向，相互之间不干扰或混杂。
紊流：气体在管内流动时，气体质点之间相互干扰或混杂，内部有许多 旋涡。
流态取决于雷诺系数
R d p
d – 管子直径
p – 气体速度
- 流体的粘滞系数 R小于或等于2300时为层流（R >2300时为紊流） 。 即使满足上述条件管子两端不是纯层流。离开两端（40-50） d才能变为层流