06钨极惰性气体保护焊

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
极 性 优 点 缺 点 应 用
正接 (DCEN)
电极载流能 力强、熔深 大、钨极烧 损少、引弧 容易
没有阴极清 理作用
用于大多数 的焊接场合 (除Al、Mg 外)
反接 (DCEP)
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
实际很少 采 用
正接与反接
焊接效果图
•钨极电流承载能力及阴极清理作用(阴极雾化作用)的机理
直流正、反接时带电粒子的运动如图: 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。又由于阴极斑 点总是优先在氧化膜处形成 (那里电子逸出功低),阴极 斑点又在邻近氧化膜上发射电 子,继而氧化膜又被清除…… 但这时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。要避免烧损,只有减小电流!(电流承载能力通常只有正接的1/10,电流 太小,无实用价值。) 正接时如右图,这时电子向工件运动,虽数量多,但体积、质量太小,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,带走大量能量(对钨 极产生冷却作用),所以钨极烧损少、电流承载能力大。
一、TIG焊的原理(如图)
二、 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。
0.125 0.25 0.5 0.8 0.8 1.1 1.1 1.5
12 20 25 30 35 45 60 90
2~15 5~30 8~50 10~70 12~90 15~150 20~200 25~250
2~25 5~60 8~100 10~140 12~180 15~250 20~300 25~350
电极尖端角度的选择可参考下表数据
电极顶角对熔宽的影响 (2%钍钨电极Φ 2.4mm,弧长 1.3mm,氩气流量19L/min,焊 速7.5cm/min,母材厚12.7mm)
电极顶角对熔深的影响 (2%钍钨电极Φ 2.4mm,弧长 1.3mm,氩气流量 19L/min,焊 速7.5cm/min,母材厚12.7mm)
2、水冷系统(用于焊接电流>150A时)
开放式(国产机多见,浪费水)
循环式(进口机多见,节约水)
(三)控制系统
控制的功能越来越复杂,不同品 牌的设备其功能不尽相同,但有些功 能是最基本的,如程序控制、引弧、 提前送气/滞后断气、电流衰减等。 控制系统 正向数字化方向发展。
(四)典型TIG焊设备(略)
(2)有色金属焊丝 1、GB/T10858-1989《铝及铝合金焊丝》 2、 GB/T9460-1988《铜及铜合金焊丝》 3、 GB/T15620-1995《镍及镍合金焊丝》 手工TIG焊时,可以用以上的焊丝截成段,也有商品焊棒。
供气及供水系统
1、供气系统
气瓶(灰色)-减压/流量计-电磁气阀→焊枪
i
2、回路直流分量的消除
解决办法:在回路中串接电容器(隔直传交)
t
除以上的电流形式外,TIG焊还可以用脉冲电流形式(包括直流脉 冲和交流脉冲,将在第五节介绍)
第三节
TIG焊设备
一、分类及组成 分类(略) 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) •编号方法
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 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)
交流TIG焊由于电弧每秒100次过零点,加上电极(钨)与焊件(钢、 铝等)的物理性质、体积差别巨大,导致正、负半波电流波形严重不 对称(正半波大、负半波小),带来以下问题需要解决: 1、过零点复燃(稳弧) 解决办法:用高压脉冲(≥1500V)稳弧
二、交流TIG焊
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)。 交流的电流形式 i DCEN i t i t AC
t
⑴正弦波交流
特别措施消除)。
⑵变脉宽方波交流
⑶变极性方波交流
第一节

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, GB/T5185-1985的标注代号是141。 钨极气体保护电弧焊GTAW(gas tungsten arc welding) 钨极氩弧焊 argon tungsten arc welding(141) 氩弧焊 argon arc welding 背景:1930s,航空工业的大发展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(此前有原子 氢焊,但氢危险且焊钢时有焊缝增氢问题)。为适应有色 金属的焊接,钨极氩弧焊应运而生。
喷嘴孔径与钨极尺寸之间的相 应数值关系大致为:
喷嘴孔径/mm 钨极直径/mm
6.4 8 9.5 11.1
0.5 1.0 1.6或2.4 3.2
2、电极
纯钨----应用最早,适用交流焊接,综合性能欠佳 钍钨----传统电极,综合性能较好,国外多用,有放射性。 铈钨----在低电流下有优良的起弧性能,维弧电流较小,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,是钍钨
第六章
钨极惰性气体保护焊(TIG)
本章重点:①TIG焊的焊材:电极、焊丝;② TIG焊工艺; ③脉冲TIG 焊 本章难点: ①交流TIG焊; ② TIG焊工艺(尤脉冲焊工艺) 学习建议: ①应把TIG焊与其它焊接方法的特点进行对比,以促进理解、 把握关键;②课本的内容不够完善,应注意所补充的有关电极、工艺措 施、脉冲TIG焊等有关内容;③通过练习制订相应的焊接工艺等实践环 节来培养和提高工艺能力和经验。
如WSJ-400、WSM-400、 WSE-400等(各Fra Baidu bibliotek字母的意 义参见GB/T10249-1988 《电焊机型号编制方法》)
(一)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。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。
多特性电源(我国清华大学 1980s的专利)
3、焊材
TIG焊的焊材主要为实芯焊丝(焊棒<rod>)。 (1)钢类焊丝 可用的焊丝包括: ①实芯焊丝⑴GB/T14957-1994《熔化焊用钢丝》 ⑵YB/T5092-1996《焊接用不锈钢丝》 ⑶GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、 低合金钢焊丝》 都可选用,其中GB/T8110-1995被推荐用于钨极气体保护电弧 焊。 ②药芯焊丝(包括GB/T10045-1988《碳钢药芯焊丝》和 GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》) TIG焊有时也可以用药芯焊丝(有专用的TIG焊打底用药 芯焊丝),打底时可以免去反面充氩保护。
焊接过程动画
三、 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) 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
第二节
TIG焊的电流种类和极性
•TIG焊的电流种类和极性计有 直流:正接 反接 交流:正弦交流 变极性方波交流 它们各有不同的特点和适用场合,应正确选择。 一、直流TIG焊
注意:不同的电极在端部有不同的颜色标记,可据此判断电极的种类 (点击看附表)
补充:1、钨极的端部形状
为适应不同场合的焊接要求,钨极端部要磨成不同的形状,常见 的有(如图):(1)尖锥状 适用于直流(正接),交流亦可 锐角(通常为30°左右)尖锥状----适用于小直径钨极、小电流焊接的 场合 钝角尖锥状(通常> 90°) ----适用于大直径钨极、大电流焊接的场合
第四节

TIG焊工艺
钨极惰性气体保护焊通用技术要求
参见JB/T9185-1999《钨极惰性气体保护焊 工艺方法》(规定了 钨极惰性气体保护焊的接头与坡口设计、材料、焊接工艺等) 一、坡口形式及尺寸 (可参考JB/T9185-1999 的相关内容和GB/T985-1988《气焊、焊条电 弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》来选定) 二、焊前清理 氩弧焊时,对材料的表面质量要求很高,焊前必须经过严格 清理,清除填充焊丝及工件坡口和坡口两侧表面至少20mm范围 内的油污、水分、灰尘、氧化膜等。 清理的办法:(1)去处油污、灰尘----有机溶剂或专用清洗液 清洗 (2)除氧化膜----机械清理或化学清理
•不同气体/钨极端部条件下的焊缝熔深
2、焊丝直径:约等于钨极直径(手工操作)或参考以下经验数据
三、TIG焊接工艺
(一)焊接工艺参数及选择 TIG焊的焊接工艺参数主要包括: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。 1、钨极直径:根据焊接电流来选择。以下经验数据可供参考:
钨极直 径/mm 尖端直 径/mm 尖端角 度(o) 电流/A
恒定电流 脉冲电流
1.0 1.0 1.6 1.6 2.4 2.4 3.2 3.2
逆变电源(发展方向)
(二)焊枪及电极
1、焊枪(编号规则见P140)
水冷焊枪QS(大电流焊接用I> 100A ) 如: QS-75/400 气冷焊枪QQ(小电流焊接用I≤ 100A) 如: QQ-85/100-C 结构组成如右图,外观如下图。
喷嘴内径DN、长度l0和钨极直径dw之 间的关系大致为(单位mm): DN=(2.5 ~ 3.5) dw L0=(1.4 ~ 1.6) DN+(7 ~ 9) 喷嘴有陶瓷、纯铜、石英喷嘴。陶瓷 喷嘴焊接电流不能超过350A,纯铜喷 嘴使用电流可达500A。常用的以陶瓷 喷嘴比较多见。 各种形状的喷嘴见右图。
国外的钨极磨尖机
威特仕(深圳)焊接有限公司 代理的钨极磨尖机
2、气体
1、氩气----应符合GB∕T4842-1995《纯氩》的要求,纯度 ≥99.99%(V∕V) 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----应符合GB4844.2-1995《纯氦》的要求,纯度≥99.99 %(V∕V)(合格品) 以上均为惰性气体(惰性在此的意义:既不与金属发生反应, 也不溶解于液态金属中) ★TIG焊既可以用纯氩气,也可以用氦气(电弧热量大)但价格昂 贵,同时也可以用混合气体包括惰性混合气(如Ar-He混合气)和 活性混合气(如Ar-CO2等)。 详细≫≫
不同的锥角时电弧的形态和焊缝熔深见上图。 尖锥状的电极为防止尖端烧损,可把尖端磨成一个小平台。 (2)(半)球状 适用于交流焊接
★打磨钨极应注意使端部形状均匀一致、磨痕方向正确。
2、打磨钨极的安全措施
磨削钨极应采用密封式或抽风式砂轮机(有专用的钨极磨尖 机),焊工应带口罩,磨削完毕,应用肥皂洗净手脸,最好下班 后淋浴。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。 ★修磨钨极的方法可参见:www.diamondground.com
电极的首选替代品。 镧钨----焊接性能优良,耐用电流高而烧损率低;导电性能接近于2% 钍钨(无论交直流,对习惯了钍钨的焊工,无需改变任何焊接操作程序 就能方便地使用这种钨极,以免受放射性危害)。 锆钨----在交流条件下,焊接性能良好,尤其在高负载电流时,电极端 部能保持圆球状而减少渗钨现象,并有良好的抗腐蚀性。(抗氧化性强, 可用于空气等离子弧切割) 钇钨----焊接时弧束细长,压缩程度大,在中、大电流时其熔深最大。 目前主要用于军事工业和航空航天工业。 复合电极----在钨基中添加两种(以上)稀土氧化物,全面提高电极的 综合性能。(目前未见定型产品,已列入国家新产品开发计划,应密切 关注)。
相关文档
最新文档