详解氩弧焊工艺与技术—图文

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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。
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2．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。
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任务实施
参观钨极氩弧焊操作，加深对钨极氩弧焊的工作过程、焊接设 备、焊接材料的认识，并按参观记录下表内容加以总结。
参观记录表
时间
焊接工艺微信公众平台2019/9/2
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手工钨极氩弧操作
1、会正确选用钨极氩弧焊工艺参数 2、掌握钨极氩弧焊操作技术
手工钨极氩弧 焊薄板焊件图
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相关知识
1．钨极氩弧焊焊接工艺参数
（3）焊后关闭气路和电源，并清理操作现场
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任务评价
焊接质量评定表
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续前表
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（5）氩气流量与喷嘴直径
喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直 径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选 择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝 成形美观；流量不合适，熔池表面有渣，焊缝表面发黑或有 氧化皮。氩气的合适流量为0.8～1.2倍的喷嘴直径。
一定的影响。
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操作提示：
用焊点试验法来判断气体保护效果
具体的方法是在铝板上点焊。电弧引燃后焊
枪固定不动，待燃烧5～10s后断开电源。这
时铝板上焊点周围因受到“阴极破碎”作用，
出现银白色区域，这就是气体有效保护区域，
称为去氧化膜区，其直径越大，说明保护效
果好。
1—钨极、2—焊枪、3—焊件
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在生产实际中也可以通过直接观察焊缝表面色泽和是否存 在气孔来判定气体保护效果如何，见下表。
（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99.85%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。
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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。
（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。
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手工钨极氩弧焊控制程序 8
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。
a) 圆锥形
b)圆台形
c)球形
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（2）氩气 惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的 气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩 弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度 应达到99.99%。
焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿 色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力 为15MPa。使用时，一般应直立放置。
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（4）焊丝送进方法 一种方法是以左手的拇指、食指捏住，并用中指和虎口配 合托住焊丝便于操作的部位。需要送丝时，将弯曲捏住焊丝 的拇指和食指伸直如下b图，即可将焊丝稳稳地送入焊接区， 然后借助中指和虎口托住焊丝，迅速弯曲拇指、食指，向上 倒换捏住焊丝如下a图，如此反复的填充焊丝。
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另一种方法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。
b)熔化极氩弧焊
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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。
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（2）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置 平焊时持枪的姿势
焊枪、焊件与焊丝的相对位置
一般焊枪与焊件表面成70°～ 80°左右的夹角，填充焊丝与Biblioteka Baidu 件表面为15°～20°
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（3）右焊法与左焊法 右焊法适用于厚件的焊接，焊枪从左向右移动，电弧指向已 焊部分，有利于氩气保护焊缝表面不受高温氧化。 左焊法适用于薄件的焊接，焊枪从右向左移动，电弧指向未 焊部分有预热作用，容易观察和控制熔池温度，焊缝形成好， 操作容易掌握。一般均采用左焊法。
•
电源种类和极性
•
钨极直径
•
焊接电流
•
电弧电压
•
焊接速度
• 氩气流量 • 喷嘴直径 • 喷嘴与焊件间的距离 • 钨极伸出长度
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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
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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。
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
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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WS250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。
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（3）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0.8、 1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm 等十余种规格，多选用直径2.0～4.0mm的焊丝。
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。
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钨极的规格：
长度范围供给，在76～610mm之间； 常用的直径为0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多种。 钨极端部的形状
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（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。
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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。
氩弧焊
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认识手工钨极氩弧焊及其设备
1. 了解氩弧焊的特点、类型及应用范围 2. 认识钨极氩弧焊的焊接设备 3. 能正确使用钨极氩弧焊机
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相关知识
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
a)钨极氩弧焊
1—熔池 2一喷嘴 3一钨 极 4一气体 5一焊缝 6一
焊丝 7一送丝滚轮
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2．手工钨极氩弧焊操作要点
（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。如没有引弧装置操作时，可使 用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热到 一定温度（约1s），立即移到焊接部位引弧焊接。这种接触引 弧，会产生很大的短路电流，很容易烧损钨极端头。
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（5）收弧 一般氩弧焊机都配有电流自动衰减装置，收弧时，通过焊枪手柄 上的按钮断续送电来填满弧坑。若无电流衰减装置时，可采用手 工操作收弧，其要领是逐渐减少焊件热量，如改变焊枪角度、稍 拉长电弧、断续送电等。收弧时，填满弧坑后，慢慢提起电弧直 至熄弧，不要突然拉断电弧。 熄弧后，氩气会自动延时几秒钟停气，以防止金属在高温下产生 氧化。
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焊接过程中，若焊件间隙变小时，则应停止填丝，将电弧压 低1～2mm，直接进行击穿；当间隙增大时，应快速向熔 池填加焊丝，然后向前移动焊枪。 一根焊丝用完后，焊枪暂不抬起，按下电流衰减开关，左手 迅速更换焊丝，将焊丝端头置于熔池边缘之后，启动正常焊 接电流，继续进行焊接。
（2）盖面焊 盖面层焊接应适当加大焊接电流，可选择比打底层焊接时 稍大些的钨极直径及焊丝。操作时，焊丝与焊件间的角度 尽量减小，焊枪作小锯齿形横向摆动。
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1）分别开启气阀和电源开关，若无无异常情况，可调节焊 接电流为70～100A，氩气流量为6～7L/min。 2）正式操作前，通过短时焊接，对设备进行一次负载检查， 检查气路和电路系统工作是否正常。
3、确定焊接工艺参数
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4、焊接操作
（1）打底层焊接 采用左焊法，焊丝、焊枪与焊件之间的角度，见下图所示. 起焊时，将稳定燃烧的电弧移向定位焊缝的边缘，用焊丝 迅速触及焊接部位进行试探，当感到该部位变软开始熔化 时，立即填加焊丝，焊丝的填充一般采用断续点滴填充法， 同时，焊枪向前作微微摆动。
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3．氩弧焊的分类
根据所用的电极材料可分为:
钨极氩弧焊(不熔化极) (用TIG表示) 熔化极氩弧焊(用MIG表示)
根据操作方式可分为:
手工氩弧焊 半自动氩弧焊 自动氩弧焊
直流氩弧焊
根据采用的电源种类可分为:
交流氩弧焊
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4．钨极氩弧焊设备
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
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（6）喷嘴与焊件间的距离
喷嘴与焊件间的距离以8～14mm为宜。距离过大，气体保
护效果差；若距离过小，虽对气体保护有利，但能观察的范
围和保护区域变小。
（7）钨极伸出长度
为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸
出长度一般为3～4mm。伸出长度过小，焊工不便于观察熔
化状况，对操作不利；伸出长度过大，气体保护效果会受到
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焊接工艺微信公众平台
1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5手把 6-电缆 7-气 体开关手轮 8-通气 接头 9-通电接头
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焊接电流大于150A时，必须采用水冷式焊枪见下图：
1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-导流 件 4、8-密封圈 5-枪体 6钨极夹头 7-盖帽 9-船形开 关 10-扎线 11-手把 12插圈 13-进气皮管 14-出 水皮管 15-水冷缆管 16-活 动接头 17水电接头
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任务实施
1．焊前准备
（1）焊接设备 WS-300型钨极氩弧焊机。 （2）氩气瓶及氩气流量调节器（AT-15型） （3）铈钨极 Wce-20，直径为2.4mm。 （4）气冷式焊枪 QQ-85°/150-1型。 （5）焊件 Q235-A，长×宽×厚为300×100×3mm。 （6）焊丝 H08A，直径为2.0mm。 （7）焊件与焊丝清理。 （8）装配及定位焊。
常见的焊枪喷嘴形状示意图
a）圆柱带锥形 b）圆柱带球形 c）圆1锥0形
（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。