焊接方法与设备--钨极惰性气体保护焊
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钨极 -纯钨（3653K）or 钨合金 钨
– 熔点：3380℃ 3653K –熔点最高的金属，耐热性好
2020/11/22
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4
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
保护气体-惰性气体 氩 氦 氖 混合气体：氩+氦 氩+氮 氩+氢
2020/11/22
限制直流分量的方法
– 串接一个直流电源 – 电阻二极管法 – 电容法
电弧稳定，熔池可见性好； 能实现高品质焊接，得到优良的焊缝； 焊接过程稳定，焊缝美观； 大的电流调节范围（5—500A），薄
板焊接容易； 可焊接的材料多； 可靠性高，焊接重要结构。
2020/11/22
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7
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的缺点
11
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流正极性
钨极作为阴极，熔点高，发射电子能力 强，逸出的电子有冷却阴极的作用
焊件为阳极，接受电子动能和逸出功， 获得电弧热量的70%
2020/11/22
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12
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流正极性
历史
– 提出于1911年 问题：惰性气体造价太高 – 实际应用于1930年用于镁合金的焊接
比强度高 镁合金易氧化
– 目前适用于焊接铝合金、镁合金
2020/11/22
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3
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
对钨极的基本要求：引弧稳弧性能好、 耐高温不易损耗、电流容量大
– 阴极金属熔点低→发射电子困难→氧化物 发射电子→形成阴极斑点→正离子撞击→ 氧化物气化→寻找新的氧化物
–氧化铝熔点2050℃，铝：657℃
2020/11/22
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14
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流反极性
缺点
– 钨极过热、烧损（2/3热量） – 熔深浅而宽、生产效率低，应力与变形大 – 应用范围窄
特点：
– 熔深深而窄，生产效率高，应力与变形小 – 钨极许用电流大，寿命长 – 电弧引燃容易，燃烧稳定 – 不适合焊接铝、镁及其合金，直流正接主
要用于焊接不锈钢
2020/11/22
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13
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流反极性
导电产热与正极性相反 阴极雾化（阴极清理、阴极破碎）
焊前清理要求严格； 焊接效率低；（钨极限制，电弧易扩
散，电流小、熔深浅、熔敷速度小） 焊接成本略高（焊条电弧焊、SAW、
CO2焊）； 大电流焊接时钨极将烧损等。
2020/11/22
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8
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的应用
各种金属，各个领域 活泼金属 金属基复合材料 厚、薄件 全位置 自动、手工 适合6mm以下， 6mm以上用于打底
2020/11/22
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21
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
电流分解
– 交流电流 – 直流分量，方向：工件流向钨极
后果
– 消弱了阴极雾化作用 – 变压器变热
2020/11/22
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22
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
– 电弧复燃困难 – 工件作为阴极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ半周问题更加突出
措施
– 提高空载电压 – 高频震荡 – 高压脉冲
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
提高空载电压（150-200V） 问题：
– 变压器容量大、成本高 – 功率因素低 – 不安全
2020/11/22
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15
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
雾化作用 钨极冷却 问题
– 电弧稳定性 – 直流分量
2020/11/22
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16
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
交流过零
2020/11/22
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18
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
高频振荡（过零时 在65V空载电压的基 础上加一个3000V的 高频电压）
问题
– 相位问题 – 电磁辐射
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
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5
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
原理：产热、保护 薄件
– 不开坡口 – 不填丝 – 可采用脉冲焊
厚件
– 填充焊丝 – 开坡口 – 热丝焊
2020/11/22
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的优点
焊接方法与设备 钨极惰性气体保护焊
2020/11/22
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第五章 钨极惰性气体保护 焊
定义：使用钨极或者活化钨极 作为电极的非熔化极惰性气体保 护焊方法（TIG/GTAW）。
2020/11/22
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
2020/11/22
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第二节 TIG焊电流种类及极性
2020/11/22
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10
第二节 TIG焊的电流种类及极性
TIG焊时，焊接电弧的正、负极的导电 和产热机构与电极材料的热物理性能密 切相关，对焊接工艺有显著影响。
分类
– 直流
正接 反接
– 交流
2020/11/22
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脉冲电压（负半 周 施 加 1500V 的 高压脉冲）
效果良好
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
直流分量及消除
产生原因
– 电极、工件的电、热 物理性能及尺寸的差 异
结果
– 正负半周电压、电流 不对称
– 正负半周导电时间不 相等
– 熔点：3380℃ 3653K –熔点最高的金属，耐热性好
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
保护气体-惰性气体 氩 氦 氖 混合气体：氩+氦 氩+氮 氩+氢
2020/11/22
限制直流分量的方法
– 串接一个直流电源 – 电阻二极管法 – 电容法
电弧稳定，熔池可见性好； 能实现高品质焊接，得到优良的焊缝； 焊接过程稳定，焊缝美观； 大的电流调节范围（5—500A），薄
板焊接容易； 可焊接的材料多； 可靠性高，焊接重要结构。
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的缺点
11
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流正极性
钨极作为阴极，熔点高，发射电子能力 强，逸出的电子有冷却阴极的作用
焊件为阳极，接受电子动能和逸出功， 获得电弧热量的70%
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流正极性
历史
– 提出于1911年 问题：惰性气体造价太高 – 实际应用于1930年用于镁合金的焊接
比强度高 镁合金易氧化
– 目前适用于焊接铝合金、镁合金
2020/11/22
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
对钨极的基本要求：引弧稳弧性能好、 耐高温不易损耗、电流容量大
– 阴极金属熔点低→发射电子困难→氧化物 发射电子→形成阴极斑点→正离子撞击→ 氧化物气化→寻找新的氧化物
–氧化铝熔点2050℃，铝：657℃
2020/11/22
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14
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流反极性
缺点
– 钨极过热、烧损（2/3热量） – 熔深浅而宽、生产效率低，应力与变形大 – 应用范围窄
特点：
– 熔深深而窄，生产效率高，应力与变形小 – 钨极许用电流大，寿命长 – 电弧引燃容易，燃烧稳定 – 不适合焊接铝、镁及其合金，直流正接主
要用于焊接不锈钢
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 直流反极性
导电产热与正极性相反 阴极雾化（阴极清理、阴极破碎）
焊前清理要求严格； 焊接效率低；（钨极限制，电弧易扩
散，电流小、熔深浅、熔敷速度小） 焊接成本略高（焊条电弧焊、SAW、
CO2焊）； 大电流焊接时钨极将烧损等。
2020/11/22
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的应用
各种金属，各个领域 活泼金属 金属基复合材料 厚、薄件 全位置 自动、手工 适合6mm以下， 6mm以上用于打底
2020/11/22
精选ppt
21
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
电流分解
– 交流电流 – 直流分量，方向：工件流向钨极
后果
– 消弱了阴极雾化作用 – 变压器变热
2020/11/22
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22
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
– 电弧复燃困难 – 工件作为阴极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ半周问题更加突出
措施
– 提高空载电压 – 高频震荡 – 高压脉冲
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
提高空载电压（150-200V） 问题：
– 变压器容量大、成本高 – 功率因素低 – 不安全
2020/11/22
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15
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
雾化作用 钨极冷却 问题
– 电弧稳定性 – 直流分量
2020/11/22
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16
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
交流过零
2020/11/22
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18
第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
高频振荡（过零时 在65V空载电压的基 础上加一个3000V的 高频电压）
问题
– 相位问题 – 电磁辐射
2020/11/22
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
精选ppt
5
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
原理：产热、保护 薄件
– 不开坡口 – 不填丝 – 可采用脉冲焊
厚件
– 填充焊丝 – 开坡口 – 热丝焊
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第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的优点
焊接方法与设备 钨极惰性气体保护焊
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1
第五章 钨极惰性气体保护 焊
定义：使用钨极或者活化钨极 作为电极的非熔化极惰性气体保 护焊方法（TIG/GTAW）。
2020/11/22
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2
第一节 TIG焊的特点及应用
------------------- TIG焊的原理
2020/11/22
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9
第二节 TIG焊电流种类及极性
2020/11/22
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10
第二节 TIG焊的电流种类及极性
TIG焊时，焊接电弧的正、负极的导电 和产热机构与电极材料的热物理性能密 切相关，对焊接工艺有显著影响。
分类
– 直流
正接 反接
– 交流
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脉冲电压（负半 周 施 加 1500V 的 高压脉冲）
效果良好
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第二节 TIG焊的电流种类及极性
------------------- 交流TIG焊
直流分量及消除
产生原因
– 电极、工件的电、热 物理性能及尺寸的差 异
结果
– 正负半周电压、电流 不对称
– 正负半周导电时间不 相等