钨极惰性气体保护焊

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