钨极惰性气体保护焊
钨极惰性气体保护焊
分类
分类
钨极惰性气体保护焊分为手工焊、半自动焊和自动焊三类。手工钨极氩弧焊时，焊枪的运动和添加填充焊丝 完全靠手工操作；半自动钨极氩弧焊时，焊枪运动靠手工操作，但填充焊丝则由送丝机构自动送进；自动钨极氩 弧焊时，如工件固定电弧运动，则焊枪安装在焊接小车上，小车的行走和填充焊丝的送进均由机械完成。在自动 钨极氩弧焊中，填充焊丝可以用冷丝或热丝的方式添加。热丝是指填充焊丝经预热后再添加到熔池中去，这样可 大大提高熔敷速度。某些场合，例如薄板焊接或打底焊道，有时不必添加填充焊丝。
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放射性危害
放射性危害
氩弧焊和等离子弧焊割使用的钍钨电极含有1—1.2%的氧化钍，钍是一种放射性物质，在焊接过程中和与钍 钨棒的接触过程中，受放射线影响。
放射线以两种形式作用于人体：一是体外照射，二是通过呼吸和消化系统进入体内发生体内照射。从对掩氩 弧焊和等离子弧焊的大量调查和测定证明，它们的放射性危害性是较小的，因为每天消耗钍钨极棒仅100—200毫 克，放射剂量极微，对人体影响不大。
钨极惰性气体保护焊
在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材 和填充焊丝的焊接方法
01 分类
03 缺点 05 放射性危害
目录
02 优点 04 焊接方法
基本信息
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。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，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，从而可获得优质的焊缝。保护气体主要采用氩气。
上述三种焊接方法中，手工钨极氩弧焊应用最广泛，半自动钨极氩弧焊则很少应用。
优点
(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。
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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（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。
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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。
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钨极惰性气体保护焊
钨极惰性气体保护焊钨极惰性气体保护焊是使用钨极或活化钨作为非熔化极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法。
钨极惰性气体保护焊又称TIG焊。
一、TIG工作原理钨极被夹持在电极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。
在伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加热。
与此同时，惰性气体进入腔体，从钨极的周围通过喷嘴喷向焊接区，以保护钨极、电弧及熔池使其免受大气的侵害。
当焊接薄板时，一般不需要添加焊丝，可以利用焊件被焊部位自身熔化形成焊缝。
当焊接厚板或带有坡口的焊件时，可以从电弧的前方把填充金属以手动或自动的方式，按一定的速度向电弧中送进。
填充金属熔化后进入熔池，与母材熔化金属一起冷却凝固形成焊缝。
二、焊接电源TIG 焊焊接电源分直流电源和交流电源。
1、直流电源直流TIG焊时，电流不发生极性变化，但电极接正还是接负，对电弧的性质及母材的熔化有很大影响。
(1)直流反接当焊件接在直流电源的负端，而钨极接在直流电源的正端时，称为直流反接。
直流反接时电弧对母材表面的氧化膜有“阴极清理”作用，这种作用也被称为“阴极破碎”或“阴极雾化”作用。
(2)直流正接当钨极接在直流电源的负端，而工件接在直流电源的正端时，称为直流正接。
2、交流电源在生产时，焊接铝、镁及其合金时一般采用交流电源。
采用交流电源的原因是：it波形图正半波：W(－),工件（+）阴极发热量小，许用电流大，热量损失小，利于电子发射，弧柱导电性好，电流大，电压低负半波：W(+),工件(－) 工件散热快，不利于电子热发射，引弧困难，电弧不稳定，电流小，电压低，可见两个半周波形不对称三、TIG焊设备1、钨极对钨极的要求：①引弧及稳弧性能好；②耐高温，不易损耗；③电弧容量大。
在焊接过程中钨极很容易烧损。
2、焊枪焊枪的作用是夹持钨极、传导焊接电流和输送并喷出保护气体。
对焊枪的要求：①夹持电极可靠，导热性好；②保护气体流出时保护可靠，减小气体紊乱程度；③具有良好的冷却性；④可达性好，便于操作；⑤结构简单，重量轻，耐用维修方便。
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。
钨极惰性气体保护焊
第一节 TIG焊原理及特点
一、TIG焊的基本原理及分类 1、TIG焊工作原理
2、TIG焊的分类 电流：直流 交流 脉冲 操作方式：手工 自动 二、TIG焊特点及应用 1、焊接质量好 2、适应能力强 3、焊接范围广 4、焊接效率低 5、焊接成本高
第二节 TIG焊的焊接材料
（3）交流钨极氩弧焊 电极正负极不断交换，正半周期钨极冷却， 负半周期有阴极清理作用，可以焊接Al、Mg 合金和其他金属材料。
2、钨极直径及端部形状 3、焊接电流
4、氩气流量和喷嘴直径
5、焊接速度
6、电弧电压 7、喷嘴与焊件间的距离 8、钨极伸出长度 一般为3~6mm，角焊缝为7~8mm。
一、TIG焊的钨极和焊丝 1、钨极 作用：传导电流、引燃电弧、维持电弧正常 燃烧。 要求：较大的许用电流，熔点高、损耗小， 引弧和稳弧性能好。 常用类型：纯钨极 钍钨极 铈钨极
钍钨极：红色 铈钨极：灰色 纯钨极：绿色 直径：0.5mm 1.0mm 1.6mm 2.0mm 2.5mm 3.2mm 4.0mm 5.0mm W Ce - 20
（3）直流分量及消除装置 产生：交流电焊接时，钨极材料与焊件特征 不一样，所以正反接法焊接电流大小 不一样，而有偏差，这一偏差为直流分 量。 危害：减焊接回路中串联二极管和电阻 在焊接回路中串联电容
2、焊枪 水冷式焊枪（QS） 气冷式焊枪（QQ）
2、焊丝 钢焊丝 有色金属焊丝 铜合金焊丝：HS 铝合金焊丝：S 二、TIG焊的保护气体 气瓶：灰色 字体：绿 色 容积：40L 最高工作压力：15mpa
第三节 TIG焊设备
一、TIG焊设备分类及组成 1、焊机 （1）焊接电源 电弧静特性：水平 电源外特性：下降 直流正接电流大于100A 直流反接电流小于100A （2）引弧及稳弧装置 电弧引燃困难，在使用交流电时，电弧稳定 性差。
第六章钨极惰性气体保护焊
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 (2)直流正接 (a)对钨极具有冷却作用,钨极不易过热烧损,可以采 对钨极具有冷却作用,钨极不易过热烧损, 用较细的钨极,通过较大的电流,电极形状保持良好, 用较细的钨极,通过较大的电流,电极形状保持良好, 寿命较长. 寿命较长. (b)焊件接受电子轰击时释放的能量,同时,电弧集中, 焊件接受电子轰击时释放的能量,同时,电弧集中, 能得到深而窄的焊缝(见图6 5b),生产率高, ),生产率高 能得到深而窄的焊缝(见图6-5b),生产率高,焊件的收缩 和变形也较小. 和变形也较小.
TIG焊原理 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 钨极 惰性气体 喷嘴 电极夹 电弧 6—焊缝 7—熔池 8—母材 9—填充焊丝 10 焊接电源 焊缝 熔池 母材 填充焊丝 10—焊接电源
School of Material Science & Engineering
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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
6.2.2 焊接电源
1.直流电源 1.直流电源 根据被焊材料选择电源种类和直流接法选择 (1)直流反接 a)具有 阴极清理"作用 可以获得表面光亮美观,成形良好的焊缝. 具有"阴极清理 作用: (a)具有 阴极清理 作用:可以获得表面光亮美观,成形良好的焊缝. 原因:反接时,母材作为阴极承担发射电子的任务. 原因:反接时,母材作为阴极承担发射电子的任务.由于表面有氧 化物的地方电子逸出功小,容易发射电子, 化物的地方电子逸出功小,容易发射电子,因此电弧有自动寻找金 属氧化物的性质,在氧化膜上形成阴极斑点;与此同时, 属氧化物的性质,在氧化膜上形成阴极斑点;与此同时,阴极斑点 受到质量的正离子的撞击,氧化膜被清理掉. 受到质量的正离子的撞击,氧化膜被清理掉. 反接时钨极是电弧的阳极,不具有发射电子的作用, (b)反接时钨极是电弧的阳极,不具有发射电子的作用,而是接受大 量电子及其携带的大量能量.因而易产生过热 甚至熔化. 产生过热, 量电子及其携带的大量能量.因而易产生过热,甚至熔化.因而钨 极为阳极时的许用电流仅为阴极时的1/10左右. 1/10左右 极为阳极时的许用电流仅为阴极时的1/10左右. (c)焊件为阴极 阴极斑点寻找氧化膜,不断游动,使得电弧分散, 焊件为阴极, (c)焊件为阴极,阴极斑点寻找氧化膜,不断游动,使得电弧分散, 加热不集中,因而得到浅而宽的焊缝(见图6 5a),生产率低. ),生产率低 加热不集中,因而得到浅而宽的焊缝(见图6-5a),生产率低. (d)TIG焊直流反接用得较少,只用于厚度约3mm以下的铝,镁及其合 (d)TIG焊直流反接用得较少,只用于厚度约3mm以下的铝, 焊直流反接用得较少 3mm以下的铝 金焊接. 金焊接.
钨极惰性气体保护焊（TIG）详解
钨极惰性气体保护焊（TIG）一TIG焊的特点及应用•几个概念：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。
•背景：1930s，航空工业提出有色金属的焊接要求，而MMA和SAW不能很好地解决这个问题，为适应有色金属的焊接，钨极氩弧焊应运而生。
１、TIG焊的原理（如图）２、TIG焊的特点优点：（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。
焊接过程动画３、TIG焊的应用材料：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）二TIG 焊的电流种类和极性１、直流TIG焊正接与反接焊接效果图实际很少采用电极载流能力弱、熔深小、钨极烧损严重、引弧困难有阴极清理作用反接(DCEP)用于大多数的焊接场合（除Al 、Mg 外）没有阴极理作用电极载流能力强、熔深大、钨极烧损少、引弧容易正接(DCEN)应用缺点优点极性钨极电流承载能力及阴极清理作用（阴极雾化作用）的机理反接（左），在电场作用下正离子高速撞击工件（氧化膜），使氧化膜破碎、分解而被清理掉。
正接右图，电子向工件运动，不能击碎氧化膜，没有清理作用。
但此时大量电子从钨极上发射，对钨极产生冷却作用，所以钨极烧损少、电流承载能力大。
大量电子从工件向钨极运动，把大量能量交给钨极，导致其温度升高而烧损。
（电流承载能力只有正接的1/10。
）２、交流TIG焊t应用：用于焊接铝、镁、铝青铜等合金（表面易氧化、氧化膜致密）。
正半周电极烧损降低，负半周获得阴极清理作用／熔深和钨极的电流承载能力介于DCEN 与DCEP 之间（左图）。
DCEN AC三TIG焊设备１、分类及组成组成：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)１）焊接电源直流电源、交流电源、交直流电源均采用陡降或垂直下降外特性。
《电弧焊与电渣焊》第6章 钨极惰性气体保护焊(TIG)
电压波形
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电流波形
3. 方波（矩形波）交流电源
（1）方波电流过零后增长快， 再引燃容易，大大提高 了稳弧性能。
（2）选择最小而必要的K， 使其既能满足清除氧化 膜的需要，又能获得最 小的钨极损耗和可能的 最大熔深。
（3）正、负半波电流幅值可调，焊接铝、镁及其合合时， 无需另加消除直流分量装置。
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2. 电弧电压 3. 焊接速度 4. 焊丝直径与填丝速度 5. 保护气体流量 6.钨极直径与形状 7.钨极伸出长度
前端呈尖锥角 前端呈平顶锥形
直流正接（ThW极）
直流反接（W极）
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四、实际焊接时，确定焊接参数的顺序
根据被焊材料的性质，先选定焊接电流的种类、 极性和大小，然后选定钨极的种类和直径，再选定 焊枪喷嘴直径和保护气体流量，最后确定焊接速度。 在施焊的过程中根据情况适当地调整钨极伸出长度 和焊枪与焊件相对的位置。
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2. 钨极材料
（1） 纯钨电极 一般在交流TIG焊中使用，当钨电极不需要保
持一定的前端角度形状时可以使用纯钨极。 （2） 钍钨极
一般用于TIG直流正接；由于钍元素具有一定的 放射性，因此应用受到一定限制。 （3） 铈钨极
它的使用性能在某些方面优于钍钨极；其缺点 是不适合于大电流条件下使用。 （4） 其他电极
选用氦气 ； （4）焊接不锈钢时可以在氩或氦中加入少量氢气 ； （5）焊接铜及其合金时，有些情况下也加入少量氮气。
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一、钨 极
1. 对电极的要求及钨极性能
（1）对钨极的要求，一般应满足三个条件： （a）引弧及稳弧性能好； （b）耐高温、不易损耗； （c）电流容量大。
（2） 钨极性能： （a）钨(W)的电子逸出功为4．54eV，但其熔点高，在高温 时有强烈的电子发射能力，因此是一种目前最好的非 熔化电极的材料。 （b）当在钨中加入微量逸出功较小的稀土元素，或它们的 氧化物，能显著地提高电子发射能力。既易于引弧和 稳弧，又可提高其电流的承载能力。
钨极惰性气体保护焊TIG焊的原理及特点及焊接材料
钨极惰性气体保护焊TIG焊的原理及特点及焊接材料定义：使用钨极或者活化钨极作为电极的非熔化极惰性气体保护焊方法（TIG）(Tungsten Inert Gas)。
一、TIG焊的基本原理及分类1.TIG焊的工作原理利用钨极与焊件之间的电弧热，在惰性气体的保护下，熔化焊丝及焊件形成熔池，凝固后形成焊缝。
2.TIG焊的分类分为手工IG焊和自动IG焊。
二、TIG焊的特点及应用特点：（1）焊接质量好；（2）适应性强（电弧稳定、不飞溅、热源焊丝分别控制、全位置焊接、机械化自动化）；（3）可焊金属多（惰性、阴极雾化）；（4）生产效率低（钨极限制，电流小、熔深浅、熔敷速度小）；（5）成本高。
应用：可用于焊接各种金属，尤其是活泼金属的焊接；在各个领域都有应用；能适应厚、薄件、超薄件（0.1mm）的焊接及全位置焊接；适合6mm以下，6mm以上用于打底焊。
薄件：不开坡口，不填丝，可采用脉冲焊；厚件：填充焊丝，开坡口，热丝焊。
三、TIG焊的焊接材料1.TIG焊的钨极和焊丝（1）电极材料TIG焊电极的作用是导通电流、引燃电弧并维持电弧稳定燃烧。
要求：1）由于焊接过程中要求电极不熔化，因此电极必须具有高的熔点，钨的熔点为3380°C以上，可满足要求。
损耗：正常：氧化、蒸发。
异常：短路时，特别是与熔池短路时。
2）电流容量大：即一定直径的钨极允许通过的最大电流。
允许通过的电流是有限的，过大则钨极熔化。
形成熔球，电弧漂移。
3）引弧及稳弧性能好，还要求电极具有较低的逸出功、较大的许用电流、较小的引燃电压。
纯钨（W）: 直流焊时引弧相对较差, 易形成光滑的球端，电流负载能力低、寿命短钍钨（WTh）: 引弧非常容易, 更高的负载能力，但稍带放射性铈钨（Wce）: 性能优于钍钨，无放射性，寿命长，载流能力大（高5～8%）；阴极电位低、电弧稳定。
镧 钨（WL ）: 比钍钨或铈钨有更长的使用寿命， 但引弧性能不好。
电极的颜色：钍钨极-红色，铈钨极-灰色，纯钨极-绿色 常用直径：0.5mm 、1.0mm 、1.6mm 、2.0mm 、2.5mm 、3.2mm 、4.0mm 、5.0mm牌号：W Ce —20（2）焊丝采用TIG 焊焊接厚板时，需要开V 形坡口，并添加必要的填充金属。
焊接方法与设备--钨极惰性气体保护焊_OK
2021/8/27
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第三节 TIG焊设备 ------------------- 焊枪
作用：夹持电极、传导电流、输送保护气体 • 气冷QQ（I<150A） • 水冷QS（I>150A）
2021/8/27
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第三节 TIG焊设备 ------------------- 焊枪
•焊枪的要求 •良好的导电 •气体良好的流态 •良好的冷却 •结构简单、重量轻、 易维修
2021/8/27
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第三节 TIG焊设备 ------------------- 电极
• 铈钨 • 1-2%CeO2 • 放射性较强、使用较少（电极端头为蓝色） • 优点与钍钨相同 • 弧柱细，温度集中
2021/8/27
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第三节 TIG焊设备 ------------------- 电极
• 锆钨 • 更好，烧损极少
• 现状：淘汰
2021/8/27
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第二节 TIG焊的电流种类及极性 ------------------- 交流TIG焊
• 电阻二极管法 • 优点：简单、体积小、元
件少、效果好 • 缺点：电阻耗电、二极管
受高频影响易烧损 • 现状：很少使用
2021/8/27
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第二节 TIG焊的电流种类及极性 ------------------- 交流TIG焊
•氦 – 惰性气体 – 导热系数大，电弧温度高 – 太轻 – 电离电压24.5V（不易引弧稳弧） – 不可从空气中分离，更贵
2021/8/27
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第三节 TIG焊设备 -------------------保护气体
• 氦弧比氩弧更集中，熔透能力更强 • 氩弧有利于薄板焊接 • 对铝镁合金，氦弧直流正接时（无阴极清理），若短弧，因电子撞击
钨极氩弧焊特点
钨极氩弧焊特点
钨极氩弧焊是一种以钨极作为电极的气体保护电弧焊，其特点包括以下几个方面：
1. 惰性气体保护：钨极氩弧焊使用惰性气体（通常是氩气）作为保护气体，惰性气体可以有效地排除空气中的氧气和水分，减少金属的氧化和氮化，提高焊缝的质量。
2. 焊缝质量高：由于惰性气体的保护，钨极氩弧焊能够产生高质量的焊缝。
焊缝外观整齐、致密，焊缝金属的晶粒细小，接头强度高，塑性和韧性好。
3. 焊接过程稳定：钨极氩弧焊的电弧稳定，焊接过程中电弧不易熄灭，焊接参数容易控制，焊接质量稳定可靠。
4. 适用范围广：钨极氩弧焊适用于焊接各种金属材料，如碳钢、合金钢、不锈钢、铝及铝合金、镁及镁合金等。
尤其适用于焊接易氧化、氮化的金属材料。
5. 操作灵活方便：钨极氩弧焊设备简单，操作灵活方便，可以进行手工焊接和自动焊接。
焊接时无需进行焊条的更换，提高了生产效率。
6. 无飞溅：相比其他电弧焊方法，钨极氩弧焊产生的飞溅很少，因此在焊接后不需要进行大量的清理工作。
7. 可焊性好：钨极氩弧焊可以焊接薄板、薄壁管等形状复杂的构件，对于不同位置和角度的焊缝也具有良好的适应性。
8. 明弧焊接：钨极氩弧焊采用明弧焊接，操作者可以清楚地观察到电弧和熔池的情况，便于控制焊接过程。
总之，钨极氩弧焊具有惰性气体保护、焊缝质量高、焊接过程稳定、适用范围广、操作灵活方便等特点，是一种应用广泛的焊接方法，特别适用于对焊缝质量要求较高的场合。
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第六章钨极惰性气体保护焊
一、教学目的：
掌握TIG焊的原理、特点及应用
掌握直流TIG焊、交流TIG焊的特点及应用
了解TIG焊的组成及设备
理解TIG焊焊接工艺参数的选择
掌握TIG焊的操作技术
了解其他的TIG方法
二、教学重点：
TIG焊的原理、特点及应用
直流TIG焊、交流TIG焊的特点及应用
TIG焊的操作技术
三、教学难点：
直流TIG焊、交流TIG焊时的优缺点及应用
TIG焊焊接工艺参数的选择
四、参考学时数：
12学时，其中实训6课时
五、主要教学内容：
第一节 TIG焊的特点及应用
一、TIG焊的原理
TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝，形成焊缝的焊接方法。
TIG焊一般采用氩气作保护气体，称为钨极氩弧焊。
二、TIG焊的特点
TIG焊与其他焊接方法相比有如下特点：
（1）可焊金属多
几乎可以焊接所有的金属。
（2）适应能力强
钨极电弧稳定，飞溅小，热输入容易调节，可进行各种位置的焊接。
（3）焊接生产率低
钨极承载电流能力较差，为了避免发生夹钨现象，一般TIG焊使用的电流比较小。
（4）生产成本较高
惰性气体价格比较昂贵，因此生产成本高。
三、TIG焊的应用
TIG焊几乎可以焊接所有的金属，特别适合焊接化学性质活泼的金属及其合金。
表6-1 TIG焊的应用范围
第二节TIG焊的电流种类和极性
一、直流TIG焊
1、直流正极性法
直流正极性法焊接时，焊件接电源正极，钨极接电源负极。
直流正极性有如下特点：
1）熔池深而窄，焊接生产率高，焊件的收缩应力和变形都小。
2）钨极许用电流大，寿命长。
3）电弧引燃容易，燃烧稳定。
直流正极性可以焊接除铝、镁及其合金以外的其他金属。
2、直流反极性法
直流反极性时焊件接电源负极，钨极接正极。
直流反极性TIG焊具有很好的阴极破碎作用，对铝、镁等易氧化形成致密氧化膜的金属来说，使焊缝表面光亮美观，成形良好。
单钨极处在阴极时容易造成阴极过热，钨极损耗严重，而且容易给焊缝带来夹钨，焊件上得到的能量较少，因此焊缝熔深浅。
所以这种方法一般适合焊接铝、镁及其合金的薄件焊接。
、
二、交流TIG焊
用交流电作焊接电源时，电流极性每半个周期交换一次，因此它兼备直流正极性法和直流反极性法两者的优点。
缺点是交流电弧过零点后复燃困难和会在焊接回路中产生直流分量。
1、过零点复燃及稳弧措施
（1）提高焊接电源的空载电压稳弧
（2）采用高频振荡器稳弧
（3）采用高压脉冲稳弧
2、焊接回路中的直流分量及消除
在TIG焊中，常用以下方法限制或消除直流分量：
（1）在焊接回路中串联直流电源（蓄电池）
（2）在焊接回路中接入电阻和二极管
（3）在焊接回路中串联电容
第三节 TIG焊设备
一、分类及组成
TIG焊设备按照操作方式可分为手工TIG焊和自动TIG焊设备。
以手工TIG焊为例，其组成部分有：
（一）焊接电源
可以采用直流、交流或矩形波弧焊电源。
电源外特性为陡降外特性或垂直下降外特性。
（二）焊枪及电极
1、焊枪
TIG焊焊枪只要作用是夹持电极、导电及输送保护气体。
常有焊枪有气冷（QQ表示）、水冷（QS）两种形式。
TIG焊焊枪应满足下列要求：
1）能可靠地夹池电极，并具有良好的导电性能。
2）从喷嘴喷出的保护气具有良好的流态，保护效果可靠。
3）具有良好的冷却性能。
4）可达性好，便于操作。
5）结构简单、重量轻、耐用且维修方便。
2、电极
电极材料对电弧的稳定性和焊缝质量有很大影响。
TIG焊要求电极应满足下列三个条件：
（1）耐高温，焊接过程中不易损耗
（2）电子发射能力强，利于引弧及稳弧
（3）电流容量大
（三）控制系统
控制系统由引弧器、稳弧器、行车速度控制器、程序控制器、电磁气阀和水压开关等组成。
1、对控制系统的要求
1）提前送气和滞后停气，以保护钨极和引弧、熄弧处的焊缝；
2）自动控制引弧器、稳弧器的起动和停止；
3）手工或自动接通和切断焊接电源；
4）焊接电流能自动衰减。
2、引弧器和稳弧器
（1）高频振荡引弧器
（2）高压脉冲引弧器
（3）高压脉冲稳弧器
（四）供气供水系统
供气系统包括氩气瓶、减压器、流量计及电磁气阀等。
供水系统主要用来冷却焊接电缆、焊枪和钨棒。
第四节 TIG焊工艺
一、焊前清理
1、清除油污、灰尘
常用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件和焊丝表面。
2、清除氧化膜
可以用机械清理和化学清理两种。
机械清理主要用于焊件，方法有机械加工、吹砂、磨削、抛光等。
化学清理可以利用酸、碱等试剂来对铝、镁、钛等易产生氧化膜的金属表面进行清理。
二、焊接工艺参数的影响及选择
1、焊接工艺参数对焊缝成形和焊接过程的影响
（1）焊接电流
电弧能量和焊接电流成正比关系，焊接电流越大，可焊接的材料厚度越大。
（2）电弧电压（或电弧长度）
电弧电压和焊缝成形关系密切，对熔宽、熔深、电弧力的影响较大。
但电压过大，弧长过长，会导致电弧力下降，气体保护效果变差等，所以，一般在保证不短接的情况下，应尽量采用较短的电弧进行焊接。
（3）焊接速度
焊接速度与焊接的热输入有关，成反比关系。
当焊接速度过快，焊缝易产生未焊透、气孔、夹渣和裂纹等。
当焊接速度过慢，焊缝易产生焊穿和咬边等现象。
一般TIG焊时，采用较低的焊接速度比较有利。
（4）填丝速度与焊丝直径
焊丝的填丝速度与焊丝的直径、焊接电流、焊接速度、接头间隙等因素都有关。
一般电流大是送丝速度快，直径大时送死速度慢。
焊丝直径的选择和母材板厚及接头间隙、坡口形式有直接关系。
（5）保护气体流量和喷嘴直径
保护气流量和喷嘴孔径的选择是影响气保护效果的重要因素。
为了获得良好的保护效果，必须使保护气体流量与喷嘴直径匹配。
（6）电极直径和端部形状
钨极电极直径的选择取决于焊件厚度、焊接电流大小、电流种类和极性。
钨极直径和端部的形状影响电弧的稳定性和焊缝成形，因此应根据焊接电流的大小来确定钨极的形状。
2、焊接参数的选择
三、TIG焊操作技术
手工TIG焊基本操作技术有
1、引弧
引弧前提前5～10秒送气。
引弧方法有：高频振荡引弧（脉冲引弧）和解除引弧，最好采用非解除引弧来保护钨极，避免夹钨。
采用非解除引弧，应先保持钨极端头和焊件之间有较短距离，然后接通引弧器电路，在高频电流或高压脉冲电流的作用下引燃电弧。
2、焊接
焊接时，尽量缩短喷嘴到焊件的距离，弧长控制在4～7mm。
焊接时，为了加强气保护效果，提高焊缝质量采取如下措施：
（1）加档板
（2）扩大正面保护区
（3）反面保护
3、收弧
焊缝在收弧处要求部存在明显的下凹以及产生气孔与裂纹等缺陷。
因此可以采用多加填充焊丝或用电流衰减方法来防止裂纹的产生，也可以加装引出板来处理。
熄弧时，不要立即抬起焊枪，应使焊枪在焊缝上停留3～5s，再抬起焊枪，停止供气，防止钨极和焊缝受到氧化。
第五节TIG焊的其他方法
一、脉冲TIG焊
脉冲TIG焊与一般的TIG焊的区别在于采用可控的脉冲电流来加热焊件，以较小的基值电流来维持电弧稳定燃烧。
脉冲TIG焊有交流、直流之分。
脉冲TIG焊都具有以下的基本特点：
（1）电弧压力大、挺度好，可明显地改善电弧的稳定性
（2）可控制对母材的热输入及控制焊缝成形
（3）脉冲电流对熔池的搅拌作用可改善焊缝组织及外观成形
（4）裂纹倾向小
（5）电弧热输入低
二、热丝TIG焊
1、焊接原理
在普通TIG焊的基础上，附加一根焊丝插入熔池，并在焊丝进入熔池之前约10cm处开始，由加热电源通过导电块对其通电，依靠电阻热将焊丝加热至预定温度，以与钨极成40°～60°角从电弧的后方送入熔池，完成整个过程。
2、特点
（1）优点
熔敷速度可比普通TIG焊提高2倍，提高了生产率。
（2）缺点
焊丝直径小，电阻小，需要电流大，使磁偏吹较大。
3、应用
常用于焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、镍和钛等金属。
三、TIG点焊
1、TIG点焊的特点
利用焊枪端部的喷嘴将两个被焊的金属压紧，保证连接面密合，然后靠钨极于母材之间的电弧使钨极下方的金属局部熔化形成焊点。
TIG点焊目前主要用来焊接不锈钢、低合金钢等。
2、TIG点焊的焊接工艺
需要焊前清理，焊接电流可以采用直流正接或交流，焊接电流较小，采用高频引弧或诱导电弧引弧。
焊接时主要通过调节焊接电流值合电流持续时间控制焊点尺寸。
点焊结束前应使电流自动衰减或者进行二次脉冲加热。
钨极氩弧焊实训（6课时），详见实训教案。