氩弧焊的焊接技术与过程

氩弧焊的焊接技术

摘要：氩弧焊是以惰性气体“氩气”作为保护气体的一种电弧焊方法,氩气从喷嘴中喷出,在焊接区形成惰性气体保护层,隔绝了空气的侵入,从而对电弧及熔池进行保护。氩弧焊焊接具有许多普通电弧焊所不具有的优点。焊前工件表面的清洁度、焊接过程的良好环境控制及合理参数选择等因素是保证氩弧焊焊接质量的重要条件。选择合理的焊接规范是保证焊接质量的重要措施。手工钨极氩弧焊的规范参数主要有：焊接电流、焊接电压、氩气流量、喷嘴直径、电极伸出长度、填充焊丝直径、钨极直径、接头破口形式、焊接层数以及预热温度、焊接规范主要是根据不同的被焊金属、工件厚度以及结构形式而进行合理的选择。平时多用的钍钨极在磨削时，所产生的粉末进入人体是不利的，所以在沙轮机上磨削时，必须注意防护。

关键词：氩弧焊非熔化极直流反接直流正接

1、氩弧焊的基本原理及优缺点

1.1、氩弧焊就是在电弧焊的周围通上氩弧保护性气体,将空气隔离在焊区之外，防止焊区

的氧化。氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种，通常作业过程中手工焊接采用非熔化极氩弧焊。

1.2、非熔化极氩弧焊的工作原理及特点：

非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大25％，在平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下也不和金属发生化学反应，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就非常稳定。

1.3、氩弧焊的优缺点

1.3.1、氩弧焊的优点：氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头。氩弧焊的电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生产效率高，热影响区窄，所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小；氩弧焊为明弧施焊，操作、观察方便；电极损耗小，弧长容易保持。氩弧焊几乎能焊接所有金属，特别是一些难熔金属、易氧化金属，如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金1.3.2、氩弧焊的缺点：氩弧焊因为热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。尤其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出。在精密铸件缺陷的修补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊，由于冷焊机放热量小，较好的克服了氩弧焊的缺点，弥补了精密铸件修复难题。

2、焊接程序及技术控制

2.1、焊前准备检查电源线路、气路等是否正常。钨极氩弧焊通常采用直径0.5~

3.0毫米的钍钨极，顶部磨成圆锥形，其顶部稍留0.~1.0毫米直径的小圆台为宜。电极的外伸长度约为3~5毫米左右，工件的被焊处应按规定开成坡口。两侧距坡口边缘25~30毫米处及焊丝用丙

酮擦拭，引弧应提前5~10秒钟输送氩气，借以排除管中及工件被焊处的空气，并调节减压器到所需流量值，若不用流量计，则可凭经验把喷嘴对准脸部或手心确定气体流量。焊前应进行定位焊，在被焊工件上暂焊起弧板及引出板。氩弧焊不仅要求氩气有良好的保护效果，而且必须对被焊工件的接头附近及填充丝进行焊前清理，去除金属表面的氧化膜、油脂、湿气等杂物，以保证焊接接头质量。清理后的工件及填充丝必须保持清洁，严禁在粘上油污，且清理后马上焊接。

2.2.1、钨极直径是按焊接电流选择的。一定的钨极直径具有一定的极限电流，若超过此极限电流值，则钨极强烈发热、融化和蒸发，引起电弧不稳，焊缝夹钨等问题。当选用不同极性时，钨极的许用电流也随着变化。直流正接时，可采用较大的焊接电流，交流焊接时，采用较小的焊接电流，而直流反接时，则采用更小的焊接电流。

2.3、焊接电源和极性的选择。钨极氩弧焊电源种类与极性的选择，主要取决于被焊工件的材料。

2.3.1、直流反接，即工件负接；钨棒接正时氩气电离后形成大量正离子，由于阴极区电

场的加速作用；使正离子高速冲击到熔池和他周围的表面，使熔池和他周围表面难熔的

金属氧化物破坏分解，这就是所谓的“阴极雾化”作用。此现象在焊接氧化膜难以去除

的金属，例如铝及其合金，具有清除氧化膜的作用。然而由于直流反接时阴极斑点在工

件表面上活动范围较大，散热强，电子发射能力减弱，故电流稳定性差，同时钨极为正

极时的发热量大使钨极烧损严重，故使用电流较小。因此，一般情况下钨极氩弧焊时不

用直流反接法，只在熔化极氩弧焊时才采用。

2.3.2、直流正接，即工件接正，钨极接负，此时阴极斑点在钨极上比较稳定，电子发射

能力强，电弧稳定，可采用较大的许用电流且钨极烧损少，适用于焊接熔点较高或导电

性较好的金属，如不锈钢和铜及铜合金等。但此接法无“阴极雾化”作用。故不宜焊接

铝及铝合金。

2.4、选择合理的焊接规范是保证焊接质量的重要措施。

手工钨极氩弧焊的规范参数主要有：焊接电流、焊接电压、氩气流量、喷嘴直径、电极伸出长度、填充焊丝直径、钨极直径、接头破口形式、焊接层数以及预热温度、焊接规范主要是根据不同的被焊金属、工件厚度以及结构形式而进行合理的选择。

2.5、按工件材料及结构形式选择合适规范。起弧有两种：一种是借高频振荡器引弧，一种是钨极与工件接触引弧，或在炭块上引弧。最好不要采用后一种引弧方法。以防止钨极在引弧时烧损。

2.6、手工氩弧焊焊接时，在不妨碍视线的情况下，应尽量采用短弧，以增强保护效果，同时减少热影响区宽度和防止工件变形。焊嘴应尽量垂直或保持与工件表面较大夹角，以

加强气体的保护效果，焊接时焊嘴与工件表面的距离不超过10毫米，最多不超过15~18

毫米。焊接方法可采用左向焊、右向焊。为了得到必要的角度，焊枪除了作直线运动外，允许作横向摆动。焊丝直径不超过3~4毫米，焊丝直径太粗会产生加渣和焊不透现象。焊丝是往复的加入熔池，同时应注意在熔池前面成熔滴状加入，填充焊丝要均匀，不要扰乱氩气流。焊丝头部应始终放在氩气保护区内，以免氧化。焊接终了时，应多加些焊丝，然后缓慢拉开，防止产生过深的弧坑。根据被焊材料与结构的不同，若必须预热，则可用普通气焊炬进行预热。对较大工件，可在工件背面预热。

2.7、熄弧焊接完毕，切断焊接电源后，不应立即将焊炬抬起，必须在3~5秒钟内继续送出保护气体，直到钨极及熔池区稍稍冷却后，保护气体才停止并抬起焊炬。若电磁阀关闭过早，则引起赤热的钨极外伸部分及焊缝表面的氧化。