钨极气体保护焊
第六章钨极惰性气体保护焊
School of Material Science & Engineering
中国矿业大学大学材料科学与工程学院
第6章 钨极惰性气体保护焊
3 方波（矩形波）交流电源
为了提高交流TIG焊电弧稳定性，同时也为了保证在 铝、镁合金焊接时既有满意的阴极清理作用，又可获 得较为合理的两极热量分配，所以发展了方波交流弧 焊电源。 设KR表示负极性半波（焊件为阴极） 通电时间的比例，则一般KR可在 10%～50%范围内调节。 KR＝TR/(TR+TS)×100% KR为正、负极性半波宽度可调值，或 称反转比；TR为周期中负极性半波 时间；Ts为周期中正极性半波时间。
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第6章 钨极惰性气体保护焊
稳弧时理想的波形图
图6-10 高频振荡波形与电流波形的相位关系
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极 性 优 点 缺 点 应 用
正接 (DCEN)
电极载流能 力强、熔深 大、钨极烧 损少、引弧 容易 有阴极清理 作用
没有阴极清 理作用
用于大多数 的焊接场合 （除Al、Mg 外） 实际很少 采 用
反接 (DCEP)
电极载流能 力弱、熔深 小、钨极烧 损严重、引 弧困难
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TIG(气体保护钨极焊)焊技能知识培训
TIG(气体保护钨极焊)焊技能知识培训TIG（气体保护钨极焊）焊技能知识培训1. 概述TIG焊，全称Tungsten Inert Gas Welding，即气体保护钨极焊，是一种高能焊接技术，具有焊缝质量高、成形美观、适用范围广等特点。
TIG焊广泛应用于航空航天、汽车制造、压力容器、电力设备等领域。
本培训旨在使学员掌握TIG焊的基本原理、设备组成、焊接工艺及操作技巧，提高焊接技能水平。
2. TIG焊基本原理TIG焊是利用非消耗性钨电极产生电弧，通过填充材料和保护气体实现金属材料的焊接。
非消耗性钨电极在电弧高温作用下不易熔化，而是通过电弧加热工件和填充材料，使其熔化并形成焊缝。
保护气体主要用于保护熔池，防止氧气、氮气等有害气体侵入，保证焊缝质量。
3. TIG焊设备组成TIG焊设备主要由焊接电源、焊枪、保护气体装置、填充材料送丝装置等组成。
（1）焊接电源：TIG焊采用直流或交流电源，直流电源具有电弧稳定、熔深大等特点，适用于厚度较大的工件焊接；交流电源具有熔池搅拌作用，适用于薄板和铝合金等易氧化材料的焊接。
（2）焊枪：TIG焊焊枪由钨电极、喷嘴、气体通道等组成。
焊枪的设计应保证电弧稳定、保护气体覆盖范围适中、操作方便。
（3）保护气体：TIG焊常用保护气体有氩气、氦气、氩氦混合气体等。
不同材料的焊接应选择合适的保护气体，以保证焊缝质量。
（4）填充材料送丝装置：当TIG焊需要填充材料时，应采用送丝装置将填充材料送入熔池。
填充材料的选择应根据工件材料、焊接工艺要求等因素确定。
4. TIG焊工艺及操作技巧（1）焊接前准备：清洁工件表面，去除油污、锈蚀等杂质，保证焊接质量。
根据工件材料、厚度等选择合适的焊接参数，如焊接电流、电压、焊接速度等。
（2）焊接操作：焊枪与工件保持适当的距离，使电弧稳定燃烧。
焊接过程中，焊枪沿焊缝方向匀速移动，保持电弧长度和角度恒定。
填充材料应根据熔池大小适时加入，避免过多或过少。
（3）焊接过程控制：焊接过程中，观察熔池形状、大小、颜色等，及时调整焊接参数，保证焊缝质量。
(完整word版)钨极气体保护焊
气体保护焊是利用外加气体作为保护介质的一种电弧焊方法，其优点是电弧和熔池可见性好，操作方便：没有熔渣或很少熔渣，勿需焊后清渣，适应于各种位置的焊接。
但在室外作业时需采取专门的防风措施。
根据保护气体的活性程度，气体保护焊可以分为惰性气体保护焊和活性气体保护焊。
钨极氩气保护焊是典型的惰性气体保护焊，它是在氩气（Ar）的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法，通常我们一般用英文简称TIG（Tungsten Inert Gas Welding）焊表示。
钨极氩弧焊原理、分类及特点1、原理钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图1所示。
焊接时氩气从焊枪的喷咀中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而获得优质的焊缝。
焊接过程根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。
图1 钨极惰性气体保护焊示意图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2、分类这种焊接方法根据不同的分类方式大致有如下几种：上述几组钨极氩弧焊方法中手工操作应用最为广泛。
3、特点这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有如下优缺点：1）氩气具有极好的保护作用，能有效地隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中熔池的治金反应简单易控制，因此为获得高质量的焊缝提供了良好的条件。
2）钨极电弧非常稳定，即使在很小的电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适合于薄板材料焊接。
3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整，所以这种焊接方法可进行全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。
4）由于填充焊丝不通过电流，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。
5）交流氩弧在焊接过程中能够自动清除工件表面的氧化碳作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及其合金。
第3讲 钨极气体保护焊简介
第3讲钨极气体保护焊简介钨极气体保护焊通常用英文简称GTAW（Gas Tungsten Arc Welding）表示。
钨极气体保护焊，即在惰性气体氩气（Ar）、氦气（He）或它们的混合气体的保护下，利用高熔点钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法。
1 原理以钨极氩弧焊为例，其方法构成如图1所示。
焊接时氩气从焊枪的喷咀中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而获得优质的焊缝。
焊接过程根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。
2 分类这种焊接方法根据不同的分类方式大致有如表1所列几种：表1 钨极气体保护焊分类上述诸多钨极气体保护焊方法中，手工钨极氩弧焊应用最为广泛。
3 特点这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有如下特点：1）氩气具有极好的保护作用，能有效地隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中熔池的治金反应简单易控制，因此为获得高质量的焊缝提供了良好条件。
2）钨极电弧非常稳定，即使在很小的电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适合于薄板材料焊接。
3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整，所以这种焊接方法可进行全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。
4）由于填充焊丝不通过电流，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。
5）交流氩弧在焊接过程中能够自动清除工件表面的氧化膜作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及其合金。
6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。
因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。
7）采用的氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机又较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊）比较，生产成本较高。
8）氩弧受周围气流影响较大，不适宜室外工作。
综上所述，钨极氩弧焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，通常多用于焊接铝、镁、钛、铜等有色金属，以及不锈钢、耐热钢等。
钨极惰性气体保护焊(TIG)
没有阴极 清理作用
电极载流能 力弱、熔深 小、钨极烧 损严重、引 弧困难
用于大多数 的焊接场合 （除Al、Mg 外）
实际很少 采用
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反接时如左图，工件为阴 极，正离子向工件运动。因 阴极区有很高的电压降，在 电场作用下正离子高速撞击 工件上的氧化膜，使氧化膜 破碎、分解而被清理掉。
铈钨----在低电流下有优良的引弧性能， 稳弧电流较小，常用于管道、不锈钢制品 和细小精致部件的焊接。放射性剂量极低， 在直流小电流时，是铈钨电极的首选替代 品。
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2、气体 1、氩气----纯度≥99.99％ 焊接用的氩气常以气态形式装于气瓶中。 气瓶的最高工作压力为15MPa，瓶身涂色为 灰色并注有绿色“氩”字样。 2、氦气----纯度≥99.99％（合格品）
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3.焊接电流 当钨极直径选定后，再选用焊件电流。 过大或过小的焊接电流都会使焊缝成形不 良或产生焊接缺陷。 焊接电流：综合考虑材质、板厚、焊 接位置来选择。随I的增加熔深增加。
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4.焊接电压
随着U的增加，弧长增加，电弧的加热 范围增大，使得熔宽增加而熔深略有降低， 通常<20V。
5.焊接速度
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40
（二）焊接工艺措施
1、选材：对结构钢，按等强原则选择 焊接材料，对不锈钢、铝及铝合金等则主 要考虑化学成分。
①焊丝的化学成分应与母材的性能相匹 配，严格控制其化学成分、纯度和质量。 主要化学成分应比母材稍高，以弥补高温 的烧损。
41
② TIG焊使用钢焊丝时应尽量选专用 焊丝,以减少主要化学成分的变化,保证焊 缝一定的力学性能和熔池液态金属的流动 性,获得良好的焊缝成型,避免产生裂纹等 缺陷。
34
钨极(惰性)气体保护焊用不锈钢焊丝(TIG)
Werkst. Nr. 1.4370
熔敷金属化学成分%
C%
Mn%
Si%
<= 0.05
6.00
0.50
Ni % 8.00
Cr % 17.50
P%
S%
<= 0.025 <= 0.015
Mo% <= 0.30
保护气体
MIG 焊： 氩+0.5%-2%氧 TIG 焊： 100% 氩
屈服强度 MPa
400
典型机械性能 抗拉强度 Mpa
630
延伸率%
36
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------意大利弗力钢线公司上海代表处
电话：63202298， 63202562 传真： 63202963
推荐的焊接工艺 线经, mm
适用电流 A 适用电流 V 气体流量 CFH
1.20 – 4.00 -
30 - 40
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------意大利弗力钢线公司上海代表处
TFA307
熔化极(惰性)气体保护焊用不锈钢焊丝(MIG/MAG/GMAC)特性与用途
• 锰含量高故裂纹敏感度低。 • 适用于非磁性钢，高锰钢，硬化性耐磨钢等难以焊接的钢材。
丝经公差
钨极惰性气体保护焊(TIG)
焊接参数
01 02
焊接电流
电流的大小直接影响焊接熔池的深度和宽度，进而影响焊缝的强度和外 观。电流过小会导致熔深不足，焊缝强度不够；电流过大则可能导致焊 缝过深、咬边等缺陷。
焊接速度
焊接速度决定了单位时间内完成的焊接长度。速度过快可能导致焊缝未 完全熔合，速度过慢则可能导致焊缝过宽、过深。
03
电弧电压
缝氧化或气孔。
05
TIG焊接应用实例
航空航天领域应用
总结词
关键技术，高标准要求
详细描述
钨极惰性气体保护焊在航空航天领域应用广泛，主要用于飞机机身、机翼、发 动机部件等的焊接，由于航空材料的高质量和安全性要求，TIG焊接技术能够满 足其严格的标准和要求。
汽车制造领域应用
总结词
高效、高质量
详细描述
电弧电压决定了电弧的长度，进而影响焊接熔池的形状和大小。电压过
高可能导致电弧过长、不稳定，电压过低则可能导致电弧过短、不稳定。
焊接材料
母材质量
母材的化学成分、机械性能和表面状态等都会影响焊接质量。例 如，碳含量过高可能导致焊缝脆化；表面有油污、锈迹等会影响 焊接过程的稳定性和焊缝质量。
填充材料
填充材料的化学成分、纯度等也会影响焊接质量。例如，杂质过 多可能导致焊缝脆性增大；合金元素不足可能导致焊缝强度下降 。
在汽车制造领域，钨极惰性气体保护焊主要用于发动机、变速器、车架等关键部 件的焊接，由于汽车制造业对焊接质量和效率的高要求，TIG焊接技术能够提供 高效、高质量的焊接解决方案。
压力容器领域应用
总结词
高强度、高密封性
详细描述
在压力容器制造中，钨极惰性气体保护焊主要用于封头、筒体等关键部位的焊接，由于压力容器对焊接强度和密 封性的高要求，TIG焊接技术能够提供可靠、安全的焊接工艺。
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气体保护电弧焊方法，它利用惰性气体——氩气作为保护气体，采用钨极作为电极，进行焊接。
这种焊接方法在航空航天、汽车制造、压力容器制造等领域得到了广泛应用。
下面我们来了解一下钨极氩弧焊的原理。
首先，钨极氩弧焊的原理是利用钨极和工件之间产生的电弧来进行熔化焊接。
在焊接过程中，钨极作为电极，通过电弧加热工件和焊丝，使其熔化并形成焊缝。
而氩气作为保护气体，能够有效地防止氧气和水蒸气等有害气体对熔化池的污染，从而保证焊接质量。
其次，钨极氩弧焊的原理还包括焊接电路和焊接参数的控制。
在焊接电路中，焊接电源通过电弧启动装置产生电弧，通过恒流或脉冲控制方式来控制焊接电流，从而实现对焊接过程的精确控制。
焊接参数的选择对焊接质量也有着重要影响，包括焊接电流、电压、氩气流量、电极直径等参数的合理选择，能够保证焊接过程的稳定性和焊接质量。
此外，钨极氩弧焊的原理还涉及到焊接过程中的保护气体流动和热传导。
氩气作为保护气体，需要通过气体流量控制装置提供给焊接区域，形成一定的气氛保护，防止氧化和氢裂解等现象的发生。
同时，热传导是焊接过程中热量传递的重要方式，通过控制焊接参数和焊接速度，能够实现热输入和热输出的平衡，从而保证焊接质量和焊接接头的性能。
总的来说，钨极氩弧焊的原理是利用钨极和氩气形成的电弧来进行焊接，通过控制焊接电路和焊接参数，实现对焊接过程的精确控制，同时保证焊接区域的气氛保护和热传导，从而实现高质量的焊接。
这种焊接方法在工业生产中有着重要的应用价值，能够满足对焊接质量和效率的要求，是一种值得推广和应用的焊接技术。
通过以上对钨极氩弧焊原理的介绍，相信大家对这种焊接方法有了更深入的了解。
钨极氩弧焊作为一种高质量、高效率的焊接方法，将继续在工业生产中发挥重要作用，为各行业的发展和进步提供坚实的技术支持。
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气体保护焊是利用外加气体作为保护介质的一种电弧焊方法，其优点是电弧和熔池可见性好，操作方便：没有熔渣或很少熔渣，勿需焊后清渣，适应于各种位置的焊接。
但在室外作业时需采取专门的防风措施。
根据保护气体的活性程度，气体保护焊可以分为惰性气体保护焊和活性气体保护焊。
钨极氩气保护焊是典型的惰性气体保护焊，它是在氩气（Ar）的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法，通常我们一般用英文简称TIG（Tungsten Inert Gas Welding）焊表示。
钨极氩弧焊原理、分类及特点
1、原理
钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图1所示。
焊接时氩气从焊枪的喷咀中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而获得优质的焊缝。
焊接过程根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。
图1 钨极惰性气体保护焊示意图
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
2、分类
这种焊接方法根据不同的分类方式大致有如下几种：
上述几组钨极氩弧焊方法中手工操作应用最为广泛。
3、特点
这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有如下优缺点：
1）氩气具有极好的保护作用，能有效地隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中熔池的治金反应简单易控制，因此为获得高质量的焊缝提供了良好的条件。
2）钨极电弧非常稳定，即使在很小的电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适合于薄板材料焊接。
3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整，所以这种焊接方法可进行全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。
4）由于填充焊丝不通过电流，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。
5）交流氩弧在焊接过程中能够自动清除工件表面的氧化碳作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及其合金。
6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。
因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。
7）采用的氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机又较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊）比较，生产成本较高。
8）氩弧受周围气流影响较大，不适宜室外工作。
综上所述，钨极氩弧料可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，通常多用于焊接铝、镁、钛、铜等有色金属，以
及不锈钢、而热钢等。
对于低熔点和易蒸发的金属（如铅、锡、锌），焊接较困难。
钨极氩弧焊所焊接的板材厚度范围，从生产率考虑以3mm以下为宜。
对于某些厚壁重要构件（如压力容器及管道），在底层透焊道焊接、全位置焊接和窄间隙焊接时，为了保证底层焊接质量往往采用氩弧焊打底。