初级焊工理论培训教材

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
任务二 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
相关知识
1．钨极氩弧焊焊接工艺参数
• 电源种类和极性 • 钨极直径 • 焊接电流 • 电弧电压
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。
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
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
（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。
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）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。
（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。
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。
• 氩气流量 • 喷嘴直径 • 喷嘴与焊件间的距离 • 钨极伸出长度
• 焊接速度
（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。
a) 圆锥形 b)圆台形 c)球形
（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。
（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。
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。
初级焊工理论培训
氩弧焊
任务一 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
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
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。
（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，填充焊丝与焊 件表面为15°～20°
（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。
（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。
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
根据采用的电源种类可分为:
直流氩弧焊 交流氩弧焊
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
（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。
（3）焊后关闭气路和电源，并清理操作现场
任务评价
焊接质量评定表
续前表
技术指导
问题1. 操作过程中，若不慎焊丝与钨极相触碰怎么办？ 回答： 如果焊丝与钨极相触碰，发生瞬间短路造成焊缝污染 和夹钨。应立即停止焊接，用砂轮磨掉被污染处，直至露出金属 光泽，被污染的钨极要重新磨尖后，方可继续施焊。
问题2. 手工钨极氩弧焊的氩气流量大小对焊缝质量有何影响？ 回答： 如果氩气流量过小，容易产生气孔、焊缝被氧化等缺陷； 若氩气流量过大，则会产生紊流，使空气卷入焊接区，降低保护 效果。在生产实践中，孔径在12～20mm的喷嘴，最佳氩气流量 范围为8～16L/min。
（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 一定的影响。
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
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。