5章钨极氩弧焊焊接概述
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一、钨极氩弧焊方法特征及应用
钨极氩弧焊由于具有良好的电弧稳定性和良好的
保护性能, 是目前焊接有色金属及其合金、不锈钢、
高温合金和难熔活性金属的理想方法 , 特别适合不开
坡口、不加填充金属的薄板及全位置焊。由于钨电极 载流能力有限 , 电弧穿透能力受到限制 , 所以钨极
氩弧焊一般只适用于焊接厚度小于 6mm 的工件,
。调节脉冲波形、脉冲电流幅值、基值电流大小、 脉冲电流持续时间, 可以控制焊接热输入, 从而控 制焊缝及热影响区的尺寸和质量。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （二）热丝钨极氩弧焊
原理如图 5-20,
10mm 处,
填充焊丝在进入熔池前约
依靠
由热丝电源通过导电块对其通电,
电阻热将焊丝加热至预定温度, 并与钨棒成40°～
用于工件的打底焊, 以保证单面焊背面成形。
或
二、钨极氩弧焊焊枪
主要功用是可靠地传输焊接电流和获得良好的气
体保护效果。焊枪应满足以下要求（5项）
目前国内使用的钨极氩弧焊焊枪分为两类: 一类是
空气自冷式, 一类是水冷式。
三、钨极氩弧焊的电极 钨极氩弧焊时钨棒作为电弧的一极, 受电子, 不熔化, 以保持电弧稳定。 发射或接
60°夹角, 从电弧后面送入熔池, 其熔敷速度可比常 用的冷丝提高 2 倍。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （三）热丝钨极氩弧焊
钨极氩弧点焊原理如图 5-21,
焊枪端部的喷
嘴将被焊的两块工件压紧, 保证连接面密合, 电弧
热使钨棒下方金属局部熔化而形成焊点。这种方法
的特点是: 只需一面点焊, 比电阻点焊方便灵活; 可点焊厚度相差悬殊的工件, 且可多层板材点焊; 设备费用低廉; , 耗电量少等。但焊速不如电阻点焊 焊接人工费、氩气消耗费用也较高。。
焊 接
2016年10月27日
第五章 钨极氩弧焊
简称 GTAW，钨极氩弧焊原理及特点; 钨极氩弧
焊机的结构和逆变式电源的基本原理 ; 介绍钨极氩弧
焊工艺参数、操作技术和新型氩弧焊方法。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点 一、钨极氩弧焊方法特征及应用 难熔金属钨或其合金棒作为电源一极 , 采用惰性 气体氩气作为保护气体 , 利用钨极与工件之间产生的 电弧热作为热源。
3mm, 对应电弧电压 8～20V。自动焊、不加填充丝
、小电流或工件变形小时, 喷嘴端部与工件的距离 、电弧长度可取下限; 反之则取上限。 4. 焊接速度 用来调节热输入和焊缝形状的重要参数之一, 其选择应根据工件厚度并考虑与焊接电流等配合以 获得所需的熔深和熔宽; 在高速度自动焊时, 还要
考虑焊速对保护效果的影响。
电离电势wenku.baidu.com高 , 引燃电弧需要更多的能量 , 因
而氩弧焊的引弧特性较差。
氩气的热导率较低 , 比热容小, 电弧引燃后热散
失较小 , 能很好地保持弧柱温度 ; 电弧长度稳定 , 一
旦电弧引燃, 直流钨极氩弧焊可在较低的电弧电压下
维持燃烧, 具有良好的稳定性。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点
一、钨极氩弧焊方法特征及应用
具有重量轻、体积小、动特性好和焊接性能优良
第三节 钨极氩弧焊工艺
一、常规钨极氩弧焊工艺技术
(一)接头及坡口形式
钨极氩焊有对接、搭接、角接、T 形接、端接五 种基本接头形式。 4mm以下板厚对接焊可用 I 形坡口, 其装配间
隙为零时可不加填充丝, 否则需加填充丝或用卷边接
头。4～6mm 对接焊缝可采用 I 形接头双面焊, 6mm
导通电流传输能量,而且要求在焊接过程中
(一)电极材料要求
对于电极的基本要求是, 发射电子能力强, 耐高
温, 不易烧损或熔化, 有较大的电流承载能力等。生
产中通常以钨棒在一定直径下容许通过的最大焊接电 流、耐用性、引弧及稳弧性能作为评定和选择钨极材 质的指标。表(5-1)
(二)钨极直径和端部形状
钨极直径和端部形状对许用电流大小、电弧形态
二、逆变式钨极氩弧焊设备简介
设备按电源性质可分为直流、交流、方波交流和
脉冲交流钨极氩弧焊机等几种;
按操作方式又可分为手工、自动钨极氩弧焊机两
类。自动钨极氩弧焊机是在手工钨极氩弧焊机的结构
基础上, 增加焊接小车或工件转动和填充丝送进机构 及相应的控制电路而成的。逆变电源的基本原理 :弧 焊逆变电源的基本流程可归纳为: →中频交流→降压→交流或直流。 工频交流→直流
铝、镁焊丝及重要焊件用碱洗及酸液冲洗中和光化。
(一)工艺参数的选择原则
1.焊接电流和钨棒直径
电流的大小是决定焊缝熔深的主要参数, 根据工 件材质、厚度、接头形式、焊接位置等因素选择, 钨棒直径则根据电流大小、电流种类选择对电弧引
燃和稳定以及对焊缝熔深和熔宽都有一定的影响。
2. 保护气体流量和喷嘴孔径
交流钨极氩弧焊由于电源极性频繁变换 , 存在稳
弧和消除直流分量的问题。
钨极氩弧焊有手工和自动焊两种 ,
根据焊件厚度
和设计要求, 可以添加或不加填充金属焊丝。 为了适应新材料以及新结构的要求 , 钨极氩弧焊 也出现了一些新的形式 , 如钨极脉冲氩弧焊、热丝钨 极氩弧焊、钨极氩弧点焊等。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点
5.操作技术要领 焊枪、焊丝和工件必须保持正确的相对位置,
焊直缝时通常采用前倾焊,
如图 5-18 所示。手工
焊时常以左手断续送丝, 自动焊时可连续送丝。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （一）脉冲钨极氩弧焊
脉冲钨极氩弧焊采用经过调制的直流或交流脉
冲电流, 电流幅值所示。脉冲电流时形成熔池, 基
值电流时熔池凝固, 焊缝由多个焊点互相重叠而成
气体流量和喷嘴孔径应互相配合, 使保护气体
形成足够挺度的层流。通常手工焊喷嘴孔径为5～ 20mm, 对应保护气体流量为5～25L/ min。焊接电流 增大, 喷嘴孔径和气体流量取值也随之增大。
3. 喷嘴与工件的距离、弧长和电弧电压
喷嘴端部与工件的距离在5～14mm 之间,通常钨
棒外伸长度为5～10mm; 实用电弧长度范围为 0.5～
和稳定性以及焊缝成形都有重要影响。表（5-2）图
5-3 ，表5-3
第二节 钨极氩弧焊焊机
一、钨极氩弧焊的电流种类和极性
钨极氩弧焊根据被焊构件的材质和焊接要求可以
选择直流、交流和脉冲三种焊接电源。直流电源还有
正极性和反极性两种接法可供选用。焊接铝、镁及其
合金应优先选择交流电源, 正极性。 其他金属一般选择直流
以上一般需开V、U 或 X 形坡口, 钝边高度不超过
3mm , 装配间隙也应在 3mm 以内。
(二)工件及填充丝焊前处理
清除填充焊丝及工件坡口和坡口两侧表面至少
20mm 范围内的油污、水分、灰尘和氧化膜等是保证
焊接质量的重要工艺步骤。可用有机溶剂, 。可用机械清理和化学清洗除去氧化膜, 用砂布打磨或钢丝刷清洗理; 如丙铜 如不锈钢 、汽油等也可用专门的工业清洗剂清除油、污和灰尘 铝合金用刮刀清理;
钨极氩弧焊由于具有良好的电弧稳定性和良好的
保护性能, 是目前焊接有色金属及其合金、不锈钢、
高温合金和难熔活性金属的理想方法 , 特别适合不开
坡口、不加填充金属的薄板及全位置焊。由于钨电极 载流能力有限 , 电弧穿透能力受到限制 , 所以钨极
氩弧焊一般只适用于焊接厚度小于 6mm 的工件,
。调节脉冲波形、脉冲电流幅值、基值电流大小、 脉冲电流持续时间, 可以控制焊接热输入, 从而控 制焊缝及热影响区的尺寸和质量。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （二）热丝钨极氩弧焊
原理如图 5-20,
10mm 处,
填充焊丝在进入熔池前约
依靠
由热丝电源通过导电块对其通电,
电阻热将焊丝加热至预定温度, 并与钨棒成40°～
用于工件的打底焊, 以保证单面焊背面成形。
或
二、钨极氩弧焊焊枪
主要功用是可靠地传输焊接电流和获得良好的气
体保护效果。焊枪应满足以下要求（5项）
目前国内使用的钨极氩弧焊焊枪分为两类: 一类是
空气自冷式, 一类是水冷式。
三、钨极氩弧焊的电极 钨极氩弧焊时钨棒作为电弧的一极, 受电子, 不熔化, 以保持电弧稳定。 发射或接
60°夹角, 从电弧后面送入熔池, 其熔敷速度可比常 用的冷丝提高 2 倍。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （三）热丝钨极氩弧焊
钨极氩弧点焊原理如图 5-21,
焊枪端部的喷
嘴将被焊的两块工件压紧, 保证连接面密合, 电弧
热使钨棒下方金属局部熔化而形成焊点。这种方法
的特点是: 只需一面点焊, 比电阻点焊方便灵活; 可点焊厚度相差悬殊的工件, 且可多层板材点焊; 设备费用低廉; , 耗电量少等。但焊速不如电阻点焊 焊接人工费、氩气消耗费用也较高。。
焊 接
2016年10月27日
第五章 钨极氩弧焊
简称 GTAW，钨极氩弧焊原理及特点; 钨极氩弧
焊机的结构和逆变式电源的基本原理 ; 介绍钨极氩弧
焊工艺参数、操作技术和新型氩弧焊方法。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点 一、钨极氩弧焊方法特征及应用 难熔金属钨或其合金棒作为电源一极 , 采用惰性 气体氩气作为保护气体 , 利用钨极与工件之间产生的 电弧热作为热源。
3mm, 对应电弧电压 8～20V。自动焊、不加填充丝
、小电流或工件变形小时, 喷嘴端部与工件的距离 、电弧长度可取下限; 反之则取上限。 4. 焊接速度 用来调节热输入和焊缝形状的重要参数之一, 其选择应根据工件厚度并考虑与焊接电流等配合以 获得所需的熔深和熔宽; 在高速度自动焊时, 还要
考虑焊速对保护效果的影响。
电离电势wenku.baidu.com高 , 引燃电弧需要更多的能量 , 因
而氩弧焊的引弧特性较差。
氩气的热导率较低 , 比热容小, 电弧引燃后热散
失较小 , 能很好地保持弧柱温度 ; 电弧长度稳定 , 一
旦电弧引燃, 直流钨极氩弧焊可在较低的电弧电压下
维持燃烧, 具有良好的稳定性。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点
一、钨极氩弧焊方法特征及应用
具有重量轻、体积小、动特性好和焊接性能优良
第三节 钨极氩弧焊工艺
一、常规钨极氩弧焊工艺技术
(一)接头及坡口形式
钨极氩焊有对接、搭接、角接、T 形接、端接五 种基本接头形式。 4mm以下板厚对接焊可用 I 形坡口, 其装配间
隙为零时可不加填充丝, 否则需加填充丝或用卷边接
头。4～6mm 对接焊缝可采用 I 形接头双面焊, 6mm
导通电流传输能量,而且要求在焊接过程中
(一)电极材料要求
对于电极的基本要求是, 发射电子能力强, 耐高
温, 不易烧损或熔化, 有较大的电流承载能力等。生
产中通常以钨棒在一定直径下容许通过的最大焊接电 流、耐用性、引弧及稳弧性能作为评定和选择钨极材 质的指标。表(5-1)
(二)钨极直径和端部形状
钨极直径和端部形状对许用电流大小、电弧形态
二、逆变式钨极氩弧焊设备简介
设备按电源性质可分为直流、交流、方波交流和
脉冲交流钨极氩弧焊机等几种;
按操作方式又可分为手工、自动钨极氩弧焊机两
类。自动钨极氩弧焊机是在手工钨极氩弧焊机的结构
基础上, 增加焊接小车或工件转动和填充丝送进机构 及相应的控制电路而成的。逆变电源的基本原理 :弧 焊逆变电源的基本流程可归纳为: →中频交流→降压→交流或直流。 工频交流→直流
铝、镁焊丝及重要焊件用碱洗及酸液冲洗中和光化。
(一)工艺参数的选择原则
1.焊接电流和钨棒直径
电流的大小是决定焊缝熔深的主要参数, 根据工 件材质、厚度、接头形式、焊接位置等因素选择, 钨棒直径则根据电流大小、电流种类选择对电弧引
燃和稳定以及对焊缝熔深和熔宽都有一定的影响。
2. 保护气体流量和喷嘴孔径
交流钨极氩弧焊由于电源极性频繁变换 , 存在稳
弧和消除直流分量的问题。
钨极氩弧焊有手工和自动焊两种 ,
根据焊件厚度
和设计要求, 可以添加或不加填充金属焊丝。 为了适应新材料以及新结构的要求 , 钨极氩弧焊 也出现了一些新的形式 , 如钨极脉冲氩弧焊、热丝钨 极氩弧焊、钨极氩弧点焊等。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点
5.操作技术要领 焊枪、焊丝和工件必须保持正确的相对位置,
焊直缝时通常采用前倾焊,
如图 5-18 所示。手工
焊时常以左手断续送丝, 自动焊时可连续送丝。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （一）脉冲钨极氩弧焊
脉冲钨极氩弧焊采用经过调制的直流或交流脉
冲电流, 电流幅值所示。脉冲电流时形成熔池, 基
值电流时熔池凝固, 焊缝由多个焊点互相重叠而成
气体流量和喷嘴孔径应互相配合, 使保护气体
形成足够挺度的层流。通常手工焊喷嘴孔径为5～ 20mm, 对应保护气体流量为5～25L/ min。焊接电流 增大, 喷嘴孔径和气体流量取值也随之增大。
3. 喷嘴与工件的距离、弧长和电弧电压
喷嘴端部与工件的距离在5～14mm 之间,通常钨
棒外伸长度为5～10mm; 实用电弧长度范围为 0.5～
和稳定性以及焊缝成形都有重要影响。表（5-2）图
5-3 ，表5-3
第二节 钨极氩弧焊焊机
一、钨极氩弧焊的电流种类和极性
钨极氩弧焊根据被焊构件的材质和焊接要求可以
选择直流、交流和脉冲三种焊接电源。直流电源还有
正极性和反极性两种接法可供选用。焊接铝、镁及其
合金应优先选择交流电源, 正极性。 其他金属一般选择直流
以上一般需开V、U 或 X 形坡口, 钝边高度不超过
3mm , 装配间隙也应在 3mm 以内。
(二)工件及填充丝焊前处理
清除填充焊丝及工件坡口和坡口两侧表面至少
20mm 范围内的油污、水分、灰尘和氧化膜等是保证
焊接质量的重要工艺步骤。可用有机溶剂, 。可用机械清理和化学清洗除去氧化膜, 用砂布打磨或钢丝刷清洗理; 如丙铜 如不锈钢 、汽油等也可用专门的工业清洗剂清除油、污和灰尘 铝合金用刮刀清理;