氩弧焊基本培训

氩弧焊

一、认识手工钨极氩弧焊及其设备

1、氩弧焊的原理

氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法利用钨电极和工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（可以不用焊丝）的一种焊接方法，又称为GTAW（Gas Tungsten Arc Welding）焊或TIG焊接（Tungsten Inert Gas）。

a）钨极氩弧焊 b）熔化极氩弧焊

2、氩弧焊的特点

（1）焊缝质量较高由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。

（2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。

（3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。

（4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。

3、氩弧焊的分类

根据所用的电极材料可分为：

根据操作方式可分为：

根据采用的电源的种类可分为：

4、氩弧焊的设备

手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系统和冷却系统等部分组成。

1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却水

5-电源与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶

（1）焊接电源

钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流电源和交流电源两种。（常用的直流钨极氩弧焊机有WS-250型、WS-400型等；交流钨极氩弧焊机有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型、WSE-400型等。森松公司用的为松下TSP-300型。）

（2）控制系统

控制系统是通过控制线路，对供电、供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。

手工钨极氩弧焊控制程序

（3）焊枪

焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。

当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式焊枪见下图。

焊接电流大于150A时，必须采用水冷式焊枪见下图：

常见的焊枪喷嘴形状示意图：

（4）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。

1）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。

2）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。

3）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

调节器的外形如右图。

（5）冷却系统

用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如

果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时，必须通水冷却，并以水压开关控制。

二、钨极氩弧焊的焊接材料

钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。

1、钨极

氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种。

1）纯钨极其牌号是Wl、W2，纯度%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。

2）钍钨极其牌号是WTh-10、WTh-15，是在纯钨中加入1％～2%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大

了许用电流范围，降低了空载电压，改善引弧和稳弧性能，但是具有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。

3)铈钨极其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化

铈(CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧，使用寿命长，放

射性极低，是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将其涂成灰色。

2、钨极的规格

长度范围供给，在76～610mm之间；

常用的直径为、、、、、、、、、、10mm多种。

钨极端部的形状：

30~50°

3、氩气

（1）氩气易引弧，电弧稳定；

（2）氩气的密度大，已形成良好的保护罩，获得较好的保护效果；

（3）氩气的原子质量大，具有很好的阴极清理效果；

（4 )氩气相对便宜，广泛应用于工业生产中。

4、焊丝

氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。焊丝可按GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝》和

YB/T5092-1996《焊接用不锈钢焊丝》选用。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要

有、、、、、、、、、、、等十余种规格，多选用直径～的焊丝。

三、钨极氩弧焊焊接工艺参数

1、焊接电源的种类和极性

钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接电源，采用哪种电源与所焊金属或合金种类有关；采用直流电源时还要考虑极性的选择。

a)直流反接 b)直流正接

采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件，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，这种现象称为“阴极破碎”作用。

但是直流反接时，钨极因接正极温度较高，容易过热或烧损。

所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用交流电进行焊接。

采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、耐热钢、钛、铜及其合金。

2、钨极直径与焊接电流

钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。

3、电弧电压

电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。

4、焊接速度

焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。