第六章 钨极惰性气体保护弧焊

第六章钨极惰性气体保护弧焊

第一节TIG焊的原理及特点

目的与要求：简要了解钨极氩弧焊的特点及应用。

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，标注代号141。

钨极气体保护电弧焊GTAW（gas tungsten arc welding）

钨极氩弧焊argon tungsten arc welding

氩弧焊 argon arc welding

一、TIG焊的原理（结合图讲解）

（在此适当介绍产生背景）

二、 TIG焊的分类及特点

分类（从电流、操作两方面）

优点缺点

三、 TIG焊的应用（从材料、厚度、位置等多个方面介绍）

第二节TIG焊的电流种类与极性

目的与要求：了解钨极氩弧焊对电极的要求、电流种类及极性对焊接的影响。

TIG焊可用不同的电流种类和极性进行焊接，各有不同的特点和适用场合。

（从优点、缺点、应用方面，结合图示对比讲授。）

直流正接(DCEN)（重点）许用电流大、熔深大，电极烧损少

直流反接(DCEP) 许用电流小、熔深小，电极烧损大（实际一般不用）

交流（重点）（难点：交流焊接导致的问题，不作深入讲解，直接给出解决措施）

有“阴极破碎作用”——可用于焊铝等有致密氧化膜的金属

电弧稳定性差，需要采取特殊稳弧措施

产生直流分量——需要消除

第三节钨极惰性气体保护焊设备

目的与要求：了解并掌握TIG焊设备的组成、性能特点与应用。

·组成：

电源控制系统引／稳弧装置焊枪供气系统、（水冷系统）

·编号方法

如WSJ-400、WSM-400、WSE-400等各项字母的意义参见GB/T10249-1988《电焊机型号编制方法》

一、焊接电源（难点）

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并可加脉冲。

多特性电源

逆变电源（发展方向）

二、引／稳弧装置

1、高频震荡引弧（常用）高压脉冲引弧

·引弧装置已成为TIG焊机的标准配置。

2、稳弧装置（仅交流焊机需要）

一般用高压脉冲稳弧

三、控制装置

控制的功能越来越复杂，正向数字化方向发展

四、焊枪（编号规则见P140）

水冷焊枪QS（大电流焊接用）

气冷焊枪QQ（小电流焊接用I≤100A）

五、供气及水冷系统

1、供气系统

气瓶（灰色）－减压／流量计－电磁气阀→焊枪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）

补充：钨极、气体及焊材（详细讲授）

一、钨极（重点）

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。在直流小电流时，是钍钨电极的首选替代品。

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）。

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

2、钨极的端部形状（图示讲授）

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：

（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

（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。

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。

二、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）。

三、焊材（重点）

TIG焊的焊材主要为实芯焊丝（焊棒）。

（一）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》