钨极氩弧焊焊接资料
《钨极氩弧焊 》课件
钨极氩弧焊：常见问题
1 焊接后出现气孔
可能是由于未正确清洁工件表面、气体流量不足或焊接速度过快导致。
2 焊缝表面出现裂纹
可能是由于焊接温度过高或冷却速度过快引起的热应力。
3 焊缝强度不够
可能是由于焊接参数选择不当、焊接位置不准确等因素造成的。
钨极氩弧焊：参考文献
相关书籍和文献
《钨极氩弧焊技术手册》、《钨极氩弧焊应 用与发展》等。
《钨极氩弧焊 》PPT课件
钨极氩弧焊是一种常用的焊接方法，本课件将详细介绍钨极氩弧焊的概述、 工作原理、设备和材料、操作步骤、应用、安全注意事项、常见问题和参考 文献。
钨极氩弧焊：简介
钨极氩弧焊是一种常用的电弧焊方法，通过在焊接区域施加一定电压，使用钨极产生的氩气弧电弧，将 工件表面熔化，并通过熔化池形成焊缝。
气体
氩气是常用的气体，用于 保护焊接区域。
钨极氩弧焊：操作步骤
1
准备工作
清洁工件表面，确认焊接位置和姿态。
焊接准备
2
选择合适的焊接参数和材料，安装钨
极和阴极，设置气体流量。
3
开始焊接
点燃等离子弧，将钨极和工件接触，
焊接结束
4
开始焊接过程。
停止等离子弧，清理残留材料，检查 焊缝质量。
钨极氩弧焊：应用
优点
钨极氩弧焊具有高焊接质量、焊缝美观、焊 接可靠等优点。
应用领域
广泛应用于航空航天、化工、能源、制造等 行业的焊接工艺。
钨极氩弧焊：安全注意事项
1 焊接环境
2 泄漏隐患3 电气安全源自确保焊接区域通风良好， 远离易燃、易爆物品。
注意气体泄漏，及时处 理和预防意外。
遵循正确的电气安全操 作，避免触电风险。
任务一钨极氩弧焊的基本介绍
了解了钨极氩弧焊在工业生产中 的应用领域和优势，对其市场需
求和发展前景有了初步认识。
通过实践操作，提高了自己的动 手能力和解决问题的能力，为今 后的学习和工作打下了良好基础。
存在问题和挑战分析
在焊接过程中，对焊接参数的掌握不够熟练，需要进一步加强实践和理论学习。 对于复杂形状和厚度的工件，焊接难度较大，需要进一步提高技能水平和经验积累。
射线检测
利用X射线或γ射线穿透焊缝，在 胶片上形成影像，通过观察影像
判断焊缝内部质量。
超声波检测
利用超声波在焊缝中的反射和传 播特性，检测焊缝内部缺陷。
磁粉检测
通过磁化焊缝，在缺陷处形成漏 磁场，吸引磁粉形成磁痕，从而
显示缺陷。
力学性能试验方法及评定指标
拉伸试验
01
将焊缝试样拉伸至断裂，测量其抗拉强度和延伸率，评定焊缝
钨极氩弧焊设备价格较高，对于一些小型企业或个人而言，成本压力较大。
未来发展趋势预测
随着制造业的快速发展，对焊接 技术的需求将不断增加，钨极氩 弧焊作为一种高效、优质的焊接 方法，其应用前景将更加广阔。
随着科技的不断进步，钨极氩弧 焊设备将更加智能化、自动化，
提高生产效率和焊接质量。
为了适应环保和可持续发展的要 求，未来钨极氩弧焊将更加注重 环保、节能等方面的研究和应用。
控制系统
对焊接参数进行精确控制，如电流、电压、焊接速度等，实现高质量的焊接。
焊枪与送丝机构
焊枪
传导焊接电流、输送保护气体和焊丝，是焊接过程中的重要 工具。
送丝机构
将焊丝均匀地送入焊接区域，保证焊接过程的连续性和稳定 性。
保护气体供应系统
01
02
03
气瓶
钨极氩弧焊的焊接材料
（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。 3)铈钨极 其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化铈 (CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧，使用寿命长，放 射性极低，是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将 其涂成灰色。
3）氩气流量调节器 起降压
和稳压的作用及调节氩气流
量。氩气流量调节器的外形
如右图。
（5）冷却系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接 电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时， 必须通水冷却，并以水压开关控制。
2．钨极氩弧焊的焊接材料
钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。
常见的焊枪喷嘴形状示意图
a）圆柱带锥形
b）圆柱带球形 c）圆锥形
（4）供气系统
供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。 1） 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩 气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。
2）电磁气阀 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起 到提前供气和滞后停气的作用。
a)钨极氩弧焊
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
钨极氩弧焊(TIG焊)焊接工艺参数
钨极氩弧焊(TIG焊)的焊接工艺参数
钨极氩弧焊简称为TIG焊,它使用熔点很高的纯钨或钨合金(钍钨、铈钨)作为不熔化电极的氩气保护焊,故也称不熔化极氩弧焊。
为了确保钨极氩弧焊的质量,必须对焊件与焊丝表面进行清理,去除金属表面的氧化膜、油污等杂质,否则在焊接过程中将会影响电弧的稳定性,产生气孔和未熔合等缺陷.焊接工艺参数如下；
1)钨极直径：
钨极直径主要根据焊件厚度选取.此外,在同等焊接条件下,选用不同的电流种类和极性,钨极电流许用值不同,采用的钨极直径也不同.如钨极直径选择不当,将造成电弧不稳、钨极烧损和焊缝夹钨现象；
2)焊接电流：
当钨极直径选定后,再选择合适的焊接电流.各种直径的钍(铈)钨极许用电流值见表1-001;
3)氩气流量：
氩气流量主要根据钨极直径和喷嘴直径来选取,通常在3~20L/min范围内；
4)焊接速度：
氩气保护层是柔性的,当遇到侧向风力或焊接速度过快时,则氩气气流会产生弯曲而偏离熔池,影响气体保护效果,而且焊接速度会影响焊缝成形,因此应选择合适的焊接速度；
5)工艺因素：
主要指喷嘴形状与直径、喷嘴至焊件的距离、钨极伸出长度、填充焊丝直径等.虽然这些工艺因索变化不大,但对气体保护效果和焊接过程有一定影响,应根据具体情况选择.通常喷嘴直径在5~20mm内选用;喷嘴至焊件的距离不超过15mm;钨极伸出喷嘴长度为3~4mm;填充焊丝直径根据焊件厚度选择。
TIG焊焊接工艺参数：
杨怡平
2011-6-19。
钨极氩弧焊基本知识
手工钨极氩弧焊基本知识1. 手工钨极氩弧工艺特点（1）工作原理钨极氩弧焊是采用钨棒作为电极，利用氩气作为保护气体进行焊接的一种气体保护焊方法。
通过钨极与工件之间产生电弧，利用从焊枪喷嘴中喷出的氩气流在电弧区形成严密封闭的气层，使电极和金属熔池与空气隔离，以防止空气的侵入。
同时利用电弧热来熔化基本金属和填充焊丝形成熔池。
液态金属熔池凝固后形成焊缝。
由于氩气是一种惰性气体，不与金属起化学反应，所以能充分保护金属熔池不被氧化。
同时氩气在高温时不溶于液态金属中，所以焊缝不易生成气孔。
因此，氩气的保护作用是有效和可靠的，可以获得较高质量的焊缝。
焊接时钨极不熔化，所以钨极氩弧焊又称为非熔化极氩弧焊。
根据所采用的电源种类，钨极氩弧焊又分为直流、交流和脉冲三种。
（2）工艺特点1) 氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点a、保护效果好焊缝质量高氩气不与金属发生反应，也不溶于金属，焊接过程基本上是金属熔化与结晶的简单过程，因此能获得较为纯净及质量高的焊缝。
b、焊接变形和应力小由弧受氩气流的压缩和冷却作用，电弧热量集中，热影响区很窄，焊接变形与应力均小，尤其适于薄板焊接。
c、易观察、易操作由于是明弧焊，所以观察方便，操作容易，尤其适用于全位置焊接。
d、稳定电弧稳定，飞溅少，焊后不用清渣。
e、易控制熔池尺寸由于焊丝和电极是分开的，焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。
f、可焊的材料范围广几乎所有的金属材料都可以进行氩弧焊。
特别适宜焊接化学性能活泼的金属和合金，如铝、镁、钛等。
2）缺点a、设备成本较高;b、氩气电离势高，引弧困难，需要采用高频引弧及稳弧装置；c、氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的5－30倍，生成的臭氧对焊工有危害，所以要加强防护；d、焊接时需有防风措施。
3）应用范围钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法，因此在工业行业中均广泛的被采用。
特别是一些化学性能活泼的金属，用其他电弧焊焊接非常困难，而用氩弧焊则可容易地得到高质量的焊缝。
钨极氩弧焊的焊接
⑶热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进 行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。
⑷由于填充焊丝熔滴不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成 形美观。
钨极氩弧焊的特点
2、缺点
⑴焊缝熔深浅，熔敷速度小，产生率较低。
钨极氩弧焊
杨利国
目录
钨极氩弧焊的认识 钨极氩弧焊的特点 钨极氩弧焊设备的认识 焊接时的注意事项 钨极氩弧焊的安全技术
一、钨极氩弧焊
1、钨极氩弧焊的原理
钨极惰性气体保护焊是指在惰性气体的保护下，利 用钨电极和工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝 （可以不用焊丝）的一种焊接方法。惰性气体有二氧 化碳、氩气等。而氩气作为保护气体最好。铈钨极最 常用。
问题2：为什么用氩气作为惰性气体？
与其他气体相比，氩气有以下优点： （1）氩气易引弧，电弧稳定； （2）氩气的密度大，已形成良好的保护罩，获得较
好的保护效果； （3）氩气的原子质量大，具有很好的阴极清理效果； （4)氩气相对便宜，广泛应用于工业生产中。
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
注：铝、镁及其合金和易氧化的铜合金（铝青铜）焊
接时，应该选择交流钨极氩弧焊。
钨极氩弧焊的主要设备
2、控制箱
（1）引弧和稳弧装置 ➢ 短路引弧
采用钨极和焊件近似垂直的方法，去接触焊件表 面，引弧后要迅速提起，进行焊接即可。由于短路接 触，产生电流较大，钨极损耗较大，所以，应尽量少 用。 ➢ 高频引弧
问题1：为什么选用铈钨极？
目前，常用的钨极有钍钨极、纯钨极、铈钨极 三种。纯钨极的熔点和沸点都很高，要求空载电 压较高，承载电流能力较小；钍钨极加入了氧化 钍，可降低空载电压，改善引弧稳弧性能，增大 许用电流范围，但有微量放射性；铈钨极比钍钨 极更容易引弧，更小的钨极损耗，放射剂量也低 的多。因此，采用铈钨极。
电弧焊基础(第三章)钨极氩弧焊 TIG
（五）TIG焊的保护气体
He 空气中的含量为0.0005%，比空气轻，保护差 导热系数大，电弧温度高 价格昂贵 He+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层 保护气体） Ar+He Ar中加入He
提高电弧功率和温度。
（五）TIG焊的保护气体
Ar+O2：金属流动性好，电弧稳定，低氧焊接 不锈钢，高氧焊接碳钢
•
四、 TIG焊接设备 （四）钨极
1、对电极的要求：
电弧引燃容易、可靠； 工作中产生的熔化变形及耗损对电弧特性不构成
大的影响； 电弧的稳定性好，电弧产生在电极前端，焊接过 程中不出现阴极斑点的上爬。
主要材料：W及W合金 其他材料：特殊环境下有锆电极和钽电极，昂贵
2、钨电极材料
W在很广泛的电流范围内充分具备发射电子的能力
Ar+H2: 2-5%，焊缝光滑，防止表面氧化，电 弧温度高，效率高，焊接不锈钢、镍基合金、 镍铜合金 Ar+N2: 可以用来焊接铜合金，2.5%N2可以用 来焊接双相不锈钢，维持相平衡
第二节 TIG焊接过程
焊接过程包括： 焊前准备：惰性气体没有脱氧去氢作用，清理
非常重要。机械的、化学的，去除油、水、锈 提前通气【焊枪（电源联动）、拖罩、背 板】——引弧——电流上升——正常焊接（填 丝）——电流衰减——熄弧——滞后停气 如没有提前通气？ 1. 电弧不能引燃； 2.电弧暴乱，烧坏钨极、喷嘴、点击夹、母材， 还可能导致漏水
三、 TIG焊实例
手Байду номын сангаас焊
第三节 TIG焊焊接方法
一、直流TIG焊接 1、直流反接(DCRP/DCEP/DC+) :母材接负极
钨极氩弧焊的焊接材料
保护气体的质量控制
保护气体的种类
氩气是最常用的保护气体，其纯度应不低于99.99%。
保护气体的流量
保护气体的流量应适当，以保证焊接过程中保护气体的稳定供给。
保护气体的压力
保护气体的压力应稳定，以保证焊接过程中保护气体的作用效果。
05
焊接材料的储存与运输
母材的储存与运
母材的储存
母材应在干燥、清洁的环境中储存，避免潮湿、污染和过度暴露在空气中。应 遵循制造商的指导，使用专用的母材储存设施，以确保母材的质量和可用性。
钨极氩弧焊的应用领域
钨极氩弧焊广泛应用于各种金属材料 的焊接，如不锈钢、铝、镁、钛等轻 金属以及碳钢、合金钢等重金属。
在航空航天、造船、化工、电力、食 品加工等领域，钨极氩弧焊是重要的 焊接工艺之一。
钨极氩弧焊的特点和优势
钨极氩弧焊具有焊接质量高、 焊缝纯净、致密性好等特点， 能够获得优质的焊接接头。
保护气体的压力
根据焊接工艺和接头要求，选择适当的保护气体压力，以防止外界 气体的干扰和保护焊接区域。
04
焊接材料的质量控制
母材的质量控制
01
02
03
母材的化学成分
母材的化学成分直接影响 焊接质量，因此应确保母 材的化学成分符合相关标 准和设计要求。
母材的表面质量
母材表面应无油污、锈蚀、 氧化皮等杂质，以保证焊 接接头的性能。
保护气体
钨极氩弧焊过程中，保护气体用 于保护焊接区域免受空气的干扰， 防止金属氧化和有害气体的侵蚀。
常用的保护气体包括氩气、氦气 和混合气体。
选择合适的保护气体对于获得高 质量的焊接接头至关重要，因为 它可以控制焊接过程中的热输入、
熔深和焊缝质量。
氩弧焊焊接工艺参数
氩弧焊焊接工艺参数一、电特性参数1.焊接电流钨极氩弧焊的焊接电流通常是根据工件的材质、厚度和接头的空间位置来选择的,焊接电流增加时,熔深增大,焊缝的宽度和余高稍有增加,但增加很少,焊接电流过大或过小都会使焊缝成形不良或产生焊接缺陷;2.电弧电压钨极氩弧焊的电弧电压主要是由弧长决定的,弧长增加,电弧电压增高,焊缝宽度增加,熔深减小;电弧太长电弧电压过高时,容易引起未焊透及咬边,而且保护效果不好;但电弧也不能太短,电弧电压过低、电弧太短时,焊丝给送时容易碰到钨极引起短路,使钨极烧损,还容易夹钨,故通常使弧长近似等于钨极直径;3.焊接速度焊接速度增加时,熔深和熔宽减小,焊接速度过快时,容易产生未熔合及未焊透,焊接速度过慢时,焊缝很宽,而且还可能产生焊漏、烧穿等缺陷;手工钨极氩弧焊时,通常是根据熔池的大小、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度;二、其它参数1.喷嘴直径喷嘴直径指内径增大,应增加保护气体流量,此时保护区范围大,保护效果好;但喷嘴过大时,不仅使氩气的消耗增加,而且不便于观察焊接电弧及焊接操作;因此,通常使用的喷嘴直径一般取8mm～20mm为宜;2.喷嘴与焊件的距离喷嘴与焊件的距离是指喷嘴端面和工件间的距离,这个距离越小,保护效果越好;所以,喷嘴与焊件间的距离应尽可能小些,但过小将不便于观察熔池,因此通常取喷嘴至焊件间的距离为7mm～15mm;3.钨极伸出长度为防止电弧过热烧坏喷嘴,通常钨极端部应伸出喷嘴以外;钨极端头至喷嘴端面的距离为钨极伸出长度,钨极伸出长度越小,喷嘴与工件间距离越近,保护效果越好,但过小会妨碍观察熔池;通常焊对接缝时,钨极伸出长度为5mm～6mm 较好；焊角焊缝时,钨极伸出长度为7mm～8mm较好;4.气体保护方式及流量钨极氩弧焊除采用圆形喷嘴对焊接区进行保护外,还可以根据施焊空间将喷嘴制成扁状如窄间隙钨极氩弧焊或其他形状;焊接根部焊缝时,焊件背部焊缝会受空气污染氧化,因此必须采用背部充气保护;氩气和氦气是所有材料焊接时,背部充气最安全的气体;而氮气是不锈钢和铜合金焊接时,背部充气保护最安全的气体;一般惰性气体背部充气保护的气体流量范围为0.5～42L／min;当喷嘴直径、钨极伸出长度增加时,气体流量也应相应增加;若气流量过小,保护气流软弱无力,保护效果不好,易产生气孔和焊缝被氧化等缺陷；若气流量过大,容易产生紊流,保护效果也不好,还会影响电弧的稳定燃烧;对管件内充气时,应留适当的气体出口,防止焊接时管内气体压力过大;在根部焊道焊接结束前的25～50毫米时,要保证管内内充气体压力不能过大,以便防止焊接熔池吹出或根部内凹;当采用氩气进行管件焊接背面保护时,最好从下部进入,使空气向上排出,并且使气体出口远离焊缝;。
钨极氩弧焊焊接工艺
影响，经过镇定室旳气流，能否在喷嘴内形成近壁层流，取决于喷 嘴形状和尺寸。
试验证明：圆柱形喷嘴保护效果好，圆锥形旳喷嘴因为出口处 截面减小，气流速度变快，这是气流旳挺度虽好某些，但轻易造成 紊流，故保护效果较差，但这种喷嘴操作以便，熔池可见性好，生 产中常用。喷嘴旳长度越长保护效果越好，但因为使用不以便，极 少采用。 3.供水系统
保护气体旳保护作用主要是依托喷嘴外端近壁层流层旳作用，
犹如保护膜一样，包围着氩气流，近壁层流层越厚，其保持稳定气 层旳长度越长，保护效果越好。 2）焊炬及喷嘴旳构造
TIG焊焊炬旳作用在于夹持电极、导电、输送保护气体。焊炬一 般可分为大、中、小型三种，小型旳最大电流可为100A，不用水冷， 大型旳可为400~600A，采用水冷。
P被击穿时，T1二次绕组即被短接。为保护T1不致损坏，T1设 计成高漏抗变压器。另外，C为保护电容， S为门开关，都是为了 防护操作者触及2500-~3000V工频高压造成人身伤害。
③ 用脉冲引弧、稳弧 它能够与高频振荡器联合使用，振荡器在确保第一次引弧后
即行切断，后来用脉冲放电确保反复引燃，也能够第一次引与后 来旳稳弧都用脉冲放电。
6—4交流钨极氩弧焊机
一 、钨极氩弧焊机旳一般构造 TIG焊机一般构造由焊接电源、焊炬、供气及供水系统及焊接
钨极氩弧焊课件
— 1.8～2.2 0.06 0.02 0.01 0.01
—
—
— — ——
3. 钨极的种类、牌号及规格
（1）纯钨极——W1、W2 （2）钍钨极——WTh-7、 WTh-10、 WTh-15 （3）铈钨极——Wce-20 （4）钨极的规格 钨极的长度范围为76～610 mm，直径分为：0.5 mm、1.0 mm、1.6 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.2 mm、4.0 mm、5.0 mm、 6.3 mm、8.0 mm、10 mm等多种。
2. 焊丝的作用及要求
（1）焊丝的作用 焊丝是填充金属，与熔化母材混合形成焊缝。 （2）对焊丝的要求 1）化学成分匹配。 2）合金成分含量稍高。 3）符合国家规定。 4）手工焊焊丝一般每根长500~1000mm的直丝。 5）焊丝直径范围为0.4 ～9mm。
3. 焊丝的使用与保管
（1）焊丝应符合国家标准规定 （2）焊丝化学成分应与母材化学成分接近 （3）焊丝应用质量合格证书 （4）焊丝的清理
氩弧焊示意图
a)钨极氩弧焊 b)熔化极氩弧焊 1-熔池 2-喷嘴 3-钨极 4-气体 5-焊缝 6-焊丝 7-送丝滚轮
2. 氩弧焊的分类
3. 氩弧焊的特点
（1）优点 • 焊缝质量较高 • 焊接变形与应力小 • 可焊的材料范围广 • 操作技术易于掌握
（2）缺点 • 熔深浅，熔覆速度慢 • 钨极承载电流小 • 氩气较贵 • 不适于有风的地方 • 设备比较复杂
伸出长度一般为3 ～5mm。
氩气有效保护区域
焊丝直径的选择
在生产实践中，可通过观察焊接表面色泽，以及是否有气 孔来判定氩气保护效果。
不锈钢件焊缝表面色泽与保护效果的评定
焊缝色泽 保护效果
银白色、 金黄色
钨极氩弧焊(GTAW)焊接方法简介
图1-7 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—惰性气体钨极氩弧焊（GTAW ）焊接方法简介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1-7所示。
焊接时氩气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，从而获得优质的焊缝，焊接过程根据工件的具体要求可以加或不加填充焊丝。
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：1）按电流波形 直流氩弧焊 交流氩弧焊 脉冲氩弧焊 正弦波矩形波变脉宽 变极性 低频0.1～10Hz 中频10～1kHz 高频＞15kHz2）按操作方式手工自动 焊枪移动是手工操作，填充焊丝送进可以是手工，也可以是机械送丝 焊枪安装在焊接小车上，小车的行走和焊丝送进均由机械完成3）按保护气体成分 氩弧焊氦弧焊混合气体保护焊上述几种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冶金反应简单易控制，因此为获得高质量的焊缝提供良好条件。
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有自动清除工件表面的氧化膜作用，因此，可成功的焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及其合金。
6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。
因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。
7）采用的氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机又复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO 2气体保护焊）比较，生产成本较高。
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2016年10月27日
第五章 钨极氩弧焊
简称 GTAW，钨极氩弧焊原理及特点; 钨极氩弧
焊机的结构和逆变式电源的基本原理 ; 介绍钨极氩弧
焊工艺参数、操作技术和新型氩弧焊方法。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点 一、钨极氩弧焊方法特征及应用 难熔金属钨或其合金棒作为电源一极 , 采用惰性 气体氩气作为保护气体 , 利用钨极与工件之间产生的 电弧热作为热源。
二、逆变式钨极氩弧焊设备简介
设备按电源性质可分为直流、交流、方波交流和
脉冲交流钨极氩弧焊机等几种;
按操作方式又可分为手工、自动钨极氩弧焊机两
类。自动钨极氩弧焊机是在手工钨极氩弧焊机的结构
基础上, 增加焊接小车或工件转动和填充丝送进机构 及相应的控制电路而成的。逆变电源的基本原理:弧 焊逆变电源的基本流程可归纳为: →中频交流→降压→交流或直流。 工频交流→直流
。调节脉冲波形、脉冲电流幅值、基值电流大小、 脉冲电流持续时间, 可以控制焊接热输入, 从而控 制焊缝及热影响区的尺寸和质量。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （二）热丝钨极氩弧焊
原理如图 5-20,
10mm 处,
填充焊丝在进入熔池前约
依靠
由热丝电源通过导电块对其通电,
电阻热将焊丝加热至预定温度, 并与钨棒成40°～
具有重量轻、体积小、动特性好和焊接性能优良
第三节 钨极氩弧焊工艺
一、常规钨极氩弧焊工艺技术
(一)接头及坡口形式
钨极氩焊有对接、搭接、角接、T 形接、端接五 种基本接头形式。 4mm以下板厚对接焊可用 I 形坡口, 其装配间
隙为零时可不加填充丝, 否则需加填充丝或用卷边接
头。4～6mm 对接焊缝可采用 I 形接头双面焊, 6mm
导通电流传输能量,而且要求在焊接过程中
(一)电极材料要求
对于电极的基本要求是, 发射电子能力强, 耐高
温, 不易烧损或熔化, 有较大的电流承载能力等。生
产中通常以钨棒在一定直径下容许通过的最大焊接电 流、耐用性、引弧及稳弧性能作为评定和选择钨极材 质的指标。表(5-1)
(二)钨极直径和端部形状
钨极直径和端部形状对许用电流大小、电弧形态
60°夹角, 从电弧后面送入熔池, 其熔敷速度可比常 用的冷丝提高 2 倍。
用于工件的打底焊, 以保证单面焊背面成形。
或
二、钨极氩弧焊焊枪
主要功用是可靠地传输焊接电流和获得良好的气
体保护效果。焊枪应满足以下要求（5项）
目前国内使用的钨极氩弧焊焊枪分为两类: 一类是
空气自冷式, 一类是水冷式。
三、钨极氩弧焊的电极 钨极氩弧焊时钨棒作为电弧的一极, 受电子, 不熔化, 以保持电弧稳定。 发射或接
交流钨极氩弧焊由于电源极性频繁变换 , 存在稳
弧和消除直流分量的问题。
钨极氩弧焊有手工和自动焊两种 ,
根据焊件厚度
和设计要求, 可以添加或不加填充金属焊丝。 为了适应新材料以及新结构的要求 , 钨极氩弧焊 也出现了一些新的形式 , 如钨极脉冲氩弧焊、热丝钨 极氩弧焊、钨极氩弧点焊等。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点
以上一般需开V、U 或 X 形坡口, 钝边高度不超过
3mm , 装配间隙也应在 3mm 以内。
(二)工件及填充丝焊前处理
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、灰尘和氧化膜等是保证
焊接质量的重要工艺步骤。可用有机溶剂, 如丙铜 、汽油等也可用专门的工业清洗剂清除油、污和灰尘 。可用机械清理和化学清洗除去氧化膜, 如不锈钢 用砂布打磨或钢丝刷清洗理; 铝合金用刮刀清理;
一、钨极氩弧焊方法特征及应用
钨极氩弧焊由于具有良好的电弧稳定性和良好的
保护性能, 是目前焊接有色金属及其合金、不锈钢、
高温合金和难熔活性金属的理想方法 , 特别适合不开
坡口、不加填充金属的薄板及全位置焊。由于钨电极 载流能力有限 , 电弧穿透能力受到限制 , 所以钨极
氩弧焊一般只适用于焊接厚度小于 6mm 的工件,
和稳定性以及焊缝成形都有重要影响。表（5-2）图
5-3 ，表5-3
第二节 钨极氩弧焊焊机
一、钨极氩弧焊的电流种类和极性
钨极氩弧焊根据被焊构件的材质和焊接要求可以
选择直流、交流和脉冲三种焊接电源。直流电源还有
正极性和反极性两种接法可供选用。焊接铝、镁及其
合金应优先选择交流电源, 正极性。 其他金属一般选择直流
电离电势较高 , 引燃电弧需要更多的能量 , 因
而氩弧焊的引弧特性较差。
氩气的热导率较低 , 比热容小, 电弧引燃后热散
失较小 , 能很好地保持弧柱温度 ; 电弧长度稳定 , 一
旦电弧引燃, 直流钨极氩弧焊可在较低的电弧电压下
维持燃烧, 具有良好的稳定性。
第一节 钨极氩弧焊的原理与特点
一、钨极氩弧焊方法特征及应用
5.操作技术要领 焊枪、焊丝和工件必须保持正确的相对位置,
焊直缝时通常采用前倾焊,
如图 5-18 所示。手工
焊时常以左手断续送丝, 自动焊时可连续送丝。
二、其他钨板氩弧焊工艺 （一）脉冲钨极氩弧焊
脉冲钨极氩弧焊采用经过调制的直流或交流脉
冲电流, 电流幅值所示。脉冲电流时形成熔池, 基
值电流时熔池凝固, 焊缝由多个焊点互相重叠而成
气体流量和喷嘴孔径应互相配合, 使保护气体
形成足够挺度的层流。通常手工焊喷嘴孔径为5～ 20mm, 对应保护气体流量为5～25L/ min。焊接电流 增大, 喷嘴孔径和气体流量取值也随之增大。
3. 喷嘴与工件常钨
棒外伸长度为5～10mm; 实用电弧长度范围为 0.5～
3mm, 对应电弧电压 8～20V。自动焊、不加填充丝
、小电流或工件变形小时, 喷嘴端部与工件的距离 、电弧长度可取下限; 反之则取上限。 4. 焊接速度 用来调节热输入和焊缝形状的重要参数之一, 其选择应根据工件厚度并考虑与焊接电流等配合以 获得所需的熔深和熔宽; 在高速度自动焊时, 还要
考虑焊速对保护效果的影响。
铝、镁焊丝及重要焊件用碱洗及酸液冲洗中和光化。
(一)工艺参数的选择原则
1.焊接电流和钨棒直径
电流的大小是决定焊缝熔深的主要参数, 根据工 件材质、厚度、接头形式、焊接位置等因素选择, 钨棒直径则根据电流大小、电流种类选择对电弧引
燃和稳定以及对焊缝熔深和熔宽都有一定的影响。
2. 保护气体流量和喷嘴孔径