钨极氩弧焊任务一 认识钨极惰性气体保护焊
(完整word版)钨极氩弧焊钨极惰性气体保护电弧焊
钨极氩弧焊钨极惰性气体保护电弧焊（tungsten inert —gas arc welding)使用纯钨或活化钨(钍钨、铈钨等)作为电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊优点（1）几乎可以焊接所有的金属或合金(2)焊接质量好(焊缝纯净、成形好、热影响区小) （3）适于薄板及打底／全位置焊（4)无飞溅缺点焊接效率低、成本高；对焊前清理要求严格；需要特殊的引弧措施；紫外线强烈、臭氧浓度高;抗风能力差。
材料：多用于有色金属及其合金厚度：多用于薄件（从生产效率考虑，以3mm以下为宜)位置：多用于打底（单面焊双面成形），薄件及管-管、管-板，也用于填充和盖面焊接材料（1)钢类焊丝可用的焊丝包括：实芯焊丝药芯焊丝(2）有色金属焊丝工艺参数焊丝直径、钨极直径、焊接电流、焊接电压、气体流量、（填丝速度)、（焊接速度)等。
电源直流电源、交流电源、交直流电源均采用陡降或垂直下降外特性。
陡降外特性的电源与普通电弧焊的并无多大差别，原则上可以通用。
直流正接优点电极载流能力强、熔深大、钨极烧损少、引弧容易反接没有阴极清理作用应用用于大多数的焊接场合（除Al、Mg外)交流正弦波交流:设备简单，但电弧稳定性差（要有特别稳弧措施）、有直流分量（要有特别措施消除）。
变脉宽方波交流:设备复杂，但电流参数灵活、电弧稳定、钨极烧损少，比正弦波交流有优势。
变极性方波交流：特点与变脉宽方波交流相同，但更好（因负半周电流大小对阴极清理作用影响更大）应用:用于焊接铝、镁、铝青铜等合金（表面易氧化、氧化膜致密）焊接设备电源控制系统引／稳弧装置焊枪供气系统（水冷系统）(自动焊设备还应包括焊接小车和送丝装置）焊接技术：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.②TIG 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。
钨极惰性气体保护焊详细讲解
焊
2
原理及特点
01
第一节 钨极惰性气体保护焊
的
01 TIG焊的基本原理
02 在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件之间产生的电弧 热熔化母材和填充焊丝的焊接方法称钨极惰性气体保护焊 TIG (Tungsten Iner t Gas Welding) 。
03 薄板焊接—般不需填充金属。
ONE
第四节 钨极惰性气体保护焊工艺
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气体保护效果
一、气体保护效果
（一）影响气体保护效果的主要因素
1. 气体种类
TIG焊时采用的保护气体有氩(Ar)气、氦(He)气或氩、氦混合的惰性气 体。
焊接不锈钢时在氩或氦中加入少量氢，主要是为了提高焊接速度；焊 接铜及其合金时，有些情况在氩中加入一些氮。但氩气比氦气重，也比空气 重1.4倍，作保护气时不易飘散，保护效果好。而为了获得同样的保护效果， 氦气流量必须是氩气的2～3倍
缺点
需要特殊的引弧装置 由于氩气和氦气的电离电压较高，钨极的 一处功又较高，且一般不允许钨极和工件接触，以防止烧损钨 极，产生夹钨缺陷。所以，TIG焊的引弧是比较困难的，通常需 要采用特殊的引弧装置。 熔深浅，熔敷速度小，焊接生产率较 低；
对工件清理要求高 TIG焊时没有脱氧去氢的能力，因此对焊前 的除油、锈等清理工作要求严格。尤其在焊接易氧化三有色金 属如铝、镁及合金等，否则，会严重影响焊缝质量。
使用的惰性气体：氩(Ar)气、氦(He)气或氩、氦混合气体， 在某些场合下可加入少量氢。
TIG焊操作方式有： 手工焊、半自动焊和自动焊三种。
TIG焊的特点
现代焊接技术第六章钨极惰性气体护焊
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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
6.1
TIG焊原理、特点及应用
6.1.1 TIG焊工作原理
图6-1 TIG焊原理 1—钨极 2—惰性气体 3—喷嘴 4—电极夹 5—电弧 6—焊缝 7—熔池 8—母材 9—填充焊丝 10—焊接电源
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第6章 钨极惰性气体保护焊
6.1.2
TIG焊的特点
1.优点： （1）能够实现高品质焊接，得到优良的焊缝。这是由于电 弧在惰性气氛中极为稳定，保护气对电弧及熔池的保护 很可靠，能有效地排除氧、氮、氢等气体对焊接金属的 侵害。 （2）焊接过程中钨电极是不熔化的，故易于保持恒定的电 弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝很 美观、平滑、均匀。 （3）焊接电流的使用范围通常为5～500A。即使电流小于 10A，仍能正常焊接，因此特别适合于薄板焊接。如果采 用脉冲电流焊接，可以更方便地对焊接热输入进行调节 控制。
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第6章 钨极惰性气体保护焊
6.2
TIG焊设备
6.2.1 TIG焊设备的 组成 手工T1G焊设备包括： 焊接电源、控制系统、 引弧装置、稳弧装置 （交流焊接设备用）、 焊枪、供气系统和供 水系统等部分。
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TIG焊(钨极氩弧焊)的原理、特点及应用
TIG焊（钨极氩弧焊）的原理、特点及应用钨极惰性气体保护焊是利用高熔点钨棒作为一个电极，以工件作为另一个电极，并利用氩气、氦气或氩氦混合气体作为保护介质的一种焊接方法。
我国通常只采用氩气做保护气，因此又称为钨极氩弧焊，简称TIG焊或CGTAW焊。
1、TIG焊的原理用难熔金属纯钨或活化钨（钍钨、铈钨）作为电极，用氩气来保护电极和电弧区及熔化金属的一种电弧焊方法，通常又称为钨极氩弧焊，其原理如下图所示。
▲钨极氩弧焊的工作原理1—钨极2—填充金属3—工件4—焊缝金属5—电弧6—喷嘴7—保护气体氩气属惰性气体，不溶于液态金属。
焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧，氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。
2、TIG焊的特点（1）优点①用难熔金属钝钨或活化钨制作的电极在焊接过程中不熔化。
利用氩气隔绝大气，防止了氧、氮、氢等气体对电弧及熔池的影响，被焊金属及焊丝的元素不易烧损（仅有极少数烧损）。
因此，容易保持恒定的电弧长度，焊接过程稳定，焊接质量好。
②焊接时可不用焊剂，焊缝表面无熔渣，便于观察熔池及焊缝成形，及时发现缺陷，在焊接过程中可采取适当措施来消除缺陷。
③钨极氩弧稳定性好，当焊接电流小于10A时电弧仍能稳定燃烧。
因此特别适合薄板焊接。
由于热源和填充焊丝分别控制，热量调节方便，使焊接热输入更容易控制。
因此，适于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成形。
④氩气流对电弧有压缩作用，故热量较集中，熔池较小；由于氩气对近缝区的冷却，可使热影响区变窄，焊件变形量减小。
焊接接头组织紧密，综合力学性能较好；在焊接不锈钢时，焊缝的耐蚀性特别是抗晶间腐蚀性能较好。
⑤由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会产生因熔滴过渡造成的电弧电压和电流变化引起的飞溅现象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好的条件。
钨极氩弧焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，便于检测及控制，便于实现机械化和自动化焊接。
（2）缺点①钨极氩弧焊利用气体进行保护，抗侧向风的能力较差。
钨极氩弧焊基本知识
手工钨极氩弧焊基本知识1. 手工钨极氩弧工艺特点（1）工作原理钨极氩弧焊是采用钨棒作为电极，利用氩气作为保护气体进行焊接的一种气体保护焊方法。
通过钨极与工件之间产生电弧，利用从焊枪喷嘴中喷出的氩气流在电弧区形成严密封闭的气层，使电极和金属熔池与空气隔离，以防止空气的侵入。
同时利用电弧热来熔化基本金属和填充焊丝形成熔池。
液态金属熔池凝固后形成焊缝。
由于氩气是一种惰性气体，不与金属起化学反应，所以能充分保护金属熔池不被氧化。
同时氩气在高温时不溶于液态金属中，所以焊缝不易生成气孔。
因此，氩气的保护作用是有效和可靠的，可以获得较高质量的焊缝。
焊接时钨极不熔化，所以钨极氩弧焊又称为非熔化极氩弧焊。
根据所采用的电源种类，钨极氩弧焊又分为直流、交流和脉冲三种。
（2）工艺特点1) 氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点a、保护效果好焊缝质量高氩气不与金属发生反应，也不溶于金属，焊接过程基本上是金属熔化与结晶的简单过程，因此能获得较为纯净及质量高的焊缝。
b、焊接变形和应力小由弧受氩气流的压缩和冷却作用，电弧热量集中，热影响区很窄，焊接变形与应力均小，尤其适于薄板焊接。
c、易观察、易操作由于是明弧焊，所以观察方便，操作容易，尤其适用于全位置焊接。
d、稳定电弧稳定，飞溅少，焊后不用清渣。
e、易控制熔池尺寸由于焊丝和电极是分开的，焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。
f、可焊的材料范围广几乎所有的金属材料都可以进行氩弧焊。
特别适宜焊接化学性能活泼的金属和合金，如铝、镁、钛等。
2）缺点a、设备成本较高;b、氩气电离势高，引弧困难，需要采用高频引弧及稳弧装置；c、氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的5－30倍，生成的臭氧对焊工有危害，所以要加强防护；d、焊接时需有防风措施。
3）应用范围钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法，因此在工业行业中均广泛的被采用。
特别是一些化学性能活泼的金属，用其他电弧焊焊接非常困难，而用氩弧焊则可容易地得到高质量的焊缝。
钨极氩弧焊 (1)
钨极氩弧焊的安全技术
2、安全防护措施
① 通风措施 在氩弧焊工作现场、焊接工作量大，焊机集中 的地方，要有良好的通风装置或者安装几台轴流风机向外 排风。此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害 气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机 等。
① 防护射线措施 尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨 极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操 作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手 脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。
钨极氩弧焊的主要设备
4、供气系统和水冷系统
（1）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。 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。 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。 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 量调节器的外形如下图。
钨极氩弧焊的主要设备
（2）水冷系统
用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于 100A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过100A时，必 须通水冷却，并以水压开关控制，保证冷却水接通并有一 定压力后才能启动焊机。
钨极氩弧焊
问题3 钨极氩弧焊的操作要点：
送气 引弧 运条 熄弧
（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。 （2）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。
1-焊件 2-焊枪 3-遥控
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。
钨极氩弧焊的焊接
⑶热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进 行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。
⑷由于填充焊丝熔滴不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成 形美观。
钨极氩弧焊的特点
2、缺点
⑴焊缝熔深浅，熔敷速度小，产生率较低。
钨极氩弧焊
杨利国
目录
钨极氩弧焊的认识 钨极氩弧焊的特点 钨极氩弧焊设备的认识 焊接时的注意事项 钨极氩弧焊的安全技术
一、钨极氩弧焊
1、钨极氩弧焊的原理
钨极惰性气体保护焊是指在惰性气体的保护下，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。惰性气体有二氧 化碳、氩气等。而氩气作为保护气体最好。铈钨极最 常用。
问题2：为什么用氩气作为惰性气体？
与其他气体相比，氩气有以下优点： （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。
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
注：铝、镁及其合金和易氧化的铜合金（铝青铜）焊
接时，应该选择交流钨极氩弧焊。
钨极氩弧焊的主要设备
2、控制箱
（1）引弧和稳弧装置 ➢ 短路引弧
采用钨极和焊件近似垂直的方法，去接触焊件表 面，引弧后要迅速提起，进行焊接即可。由于短路接 触，产生电流较大，钨极损耗较大，所以，应尽量少 用。 ➢ 高频引弧
问题1：为什么选用铈钨极？
目前，常用的钨极有钍钨极、纯钨极、铈钨极 三种。纯钨极的熔点和沸点都很高，要求空载电 压较高，承载电流能力较小；钍钨极加入了氧化 钍，可降低空载电压，改善引弧稳弧性能，增大 许用电流范围，但有微量放射性；铈钨极比钍钨 极更容易引弧，更小的钨极损耗，放射剂量也低 的多。因此，采用铈钨极。
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大I 直流
小I 交流
钨极端部形状
7．钨极的伸出长度 对焊时: 5 ～ 6 ㎜ 角焊时: 7 ～ 8 ㎜ 过长时钨极易氧化
钨极
喷嘴
填充焊丝
钨极伸出长度 电弧长度 ( L ) 工件
8．喷嘴端面到焊件表面的距离
喷嘴到工件表面的距离越小，气体挺度越大，保护效果越强；
但距离过小，易造成飞溅堵塞喷嘴的现象。
TIG焊的优点
适用范围广
易于实现自动化
钨极氩弧焊的缺点
需要特殊的 引弧措施 对工件清理 要求高
TIG焊的缺点
生产率低
生产成本高
钨极氩弧焊的应用
（１）TIG焊几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金 的焊接，特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。 （２）主要用于薄件焊接或厚件的打底焊。一般只用 于焊接厚度在6mm以下的焊件。
任务一
认识钨极惰性气体保护焊
项目任务
学习内容
返回
项目任务
掌握钨极惰性气体保护焊的原理、特点及应用， 掌握焊接参数的选择。
返回
学习内容
钨极惰性气体保护焊简介
TIG焊焊接参数的选择
加强气体保护措施
返回
钨极惰性气体保护焊简介
一
钨 极
熔点（3410℃）
开口夹套
喷 嘴
高频发生器
TIG 焊接电源
返回
TIG焊焊接参数的选择
1．焊接电流 I↑→熔深↑ 电流过大 → 咬边、焊漏等缺陷 电流过小 →未焊透
电流的选择应考虑母材、板厚、接头形式和焊接位置等因
素。 注意：焊接电流的选择不允许超过焊机的额定电流
2．电弧电压 U↑→ 熔宽↑，熔深↓ 弧压过大 → 气体保护效果变差 U↓(弧长度↓)→ 不宜观察熔池，填充焊丝易与钨极短路。 不加填充焊丝时，弧长一般控制在1-3mm； 加填充焊丝时，弧长一般控制在3-6mm。
返回
加强气体保护措施
（１）加挡板
（２）扩大正面保护区
图 3-6 附加喷嘴（拖斗）的结构示意图
（３）反面面保护示意图
返回
6．钨极直径和端部形状 钨极直径取决于焊件厚度、电流大小、电流种
类和极性。
（1)工件厚度↑→ 电流 ↑→钨极直径↑ (2)同一直径的钨极，直流正极性时，载流能力 最大；交流次之；直流反极性最小。 (3)小电流时，可采用小直径的钨极，且尖端应
α
磨成尖锥角。
(4)采用大电流焊接时，钨极末端应磨成钝角或 带有平顶的锥角形。
（直流或交流）
填充焊丝
氩 气
电 弧
工 件
+
基本原理： TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极和工件之间产生的 焊接电弧熔化母材及焊丝的一种焊接方法。
TIG焊分类
１.按操作方式分：可分为手工焊、半自动焊和自动焊 ２.按电流种类分：可分为直流TIG焊、交流TIG焊和脉冲 TIG焊
钨极氩弧焊的优点
保护效果好 焊接质量好
速度和接头间隙有关。 电流、焊接速度、接头间隙大时，填丝速度应快； 焊丝越粗，填丝速度要慢。 填丝速度不合理，会产生未焊透、烧穿、凹陷、堆 高过大及成形不光滑等缺陷。
5.喷嘴直径和保护气体流量
喷嘴孔径应根据钨极直径选取：D=2d+（2～5）mm
气体的流量应与喷嘴孔径相适应，只有气体流量和喷嘴 直径良好匹配时，才会获得最佳的保护效果。 流量过小，保护效果不好；流量过大，不仅造成浪费， 而且会使层流层减薄，保护效果减弱。
3．焊接速度 V↑→熔宽↓，熔深↓ V↑↑→保护效果变差,未焊透、气孔、夹渣和裂纹等缺陷 V ↓ ↓ →熔深↑和熔宽↑，易出现咬边和焊穿的缺陷。 焊接速度应与焊接电流和电弧电压配合选择。
4．焊丝直径与填丝速度 （１） 焊丝直径的选择与母材的板厚、间隙有关。
（２） 填丝速度的选择与焊丝直径、焊接电流、焊接