钨极惰性气体保护焊详细讲解

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（三）矩形波交流TIG焊
矩形波交流TIG焊是用矩形波交流电源代替常用的正弦波交流电源， 提高了交流电弧的稳定性，并保证既有满意的阴极清理作用，又可获得 较合理的两极热量分配。其焊接电流波形如图5-4所示。
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通常是选择最小而必要的反极性时间以去除氧化膜，余下的正极性 时间可以加速母材的熔化，便于进行深熔透的高速焊。
2．适焊的焊接接头和位置
常规的对接、搭接、T形接和角接等接头处在任何位置(即全 位置)只要结构上具有可达性均能焊接，薄板（≤2mm）的卷边 接头，搭接的点焊(又叫电铆焊)接头均可以焊接，而且无需填充 金属。
3.适焊的板厚与产品结构
表5-1给出了TIG焊适用的焊件厚度一般范围，若从生产率考 虑以3mm以下的薄板焊接最适宜。
（3）生产率低 由于钨极载流能力有限，过大焊接电流会引起钨极 熔化和蒸发，其微粒可能进入熔池，造成对焊缝金属的污染； 同时电流小也就限制了焊接熔深，使得TIG焊与各种熔化极电弧 焊相比，生产率低。
（4）惰性气体较贵，生产成本较高。
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三、TIG焊的适用范围
1. 适焊的材料
钨极氩弧焊几乎可焊接所有的金属和合金，但因其成本较高， 生产中主要用于焊接铝、镁、钛、铜等有色金属及其合金，不 锈钢和耐热钢。对于低熔点的易蒸发的金属如铅、锡、锌等因 焊接操作困难，一般不用TIG焊。对己镀有锡、锌、铝等低熔点 金属层的碳钢，焊前须去掉镀层，否则熔入焊缝金属中生成中 间合金会降低接头性能。
（2）在惰性气体保护下焊接，不需使用焊剂就可焊接 几乎所有的金属；特别适于焊接化学活性强和形成 高熔点氧化物的铝、镁及其合金。能进行脉冲焊接， 减少焊接热输入，很适于薄板或对热敏感材料的焊 接。
（3）焊接工艺性能好。明弧，能观察电弧及熔池； 电弧燃烧稳定，无飞溅，焊后不须去渣，焊缝成形 美观；能进行全位置焊接。是实现单面焊背面成形
的理想焊接方法。
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2. 缺点
（1）需要特殊的引弧装置 由于氩气和氦气的电离电压较高，钨极 的一处功又较高，且一般不允许钨极和工件接触，以防止烧损 钨极，产生夹钨缺陷。所以，TIG焊的引弧是比较困难的，通常 需要采用特殊的引弧装置。 熔深浅，熔敷速度小，焊接生产率 较低；
（2）对工件清理要求高 TIG焊时没有脱氧去氢的能力，因此对焊 前的除油、锈等清理工作要求严格。尤其在焊接易氧化三有色 金属如铝、镁及合金等，否则，会严重影响焊缝质量。
路上将出现“直流分量”现象，又称整流现象。
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（2）消除直流分量的措施
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2、引弧、稳弧 TIG焊时，由于 （1）氩气和氦气的电离电压高， （2）钨极的逸出功大， （3）开始引弧时钨极温度低， （4）不允许采用接触引弧。 因此，TIG焊时必须采取特殊的引弧措施
此外，交流焊接时，电流每秒钟100次过零点。过零时电弧熄灭，弧 柱温度降低，使得电弧空间电离度降低，带电离子复合加剧。特别在每 次由正半波向负半波转变时，由于焊件发射电子能力差而使得电弧复燃 困难，造成电弧不稳。所以，为了解决过零复燃的问题，还必须采取稳 弧措施。 常见的引弧和稳弧方法有： （1）提高焊接电源的空载电压 （2）采用高频震荡器 （3）用脉冲稳弧器施加高压脉冲
（一）直流正极性TIG焊 直流正极性TIG焊时焊件接电源正极，钨极接电源负极。 1.特点 （1）电弧稳定 （2）钨极寿命长 （3）焊缝成形好 2. 存在的问题 焊接铝、镁等易氧化的金属及其合金时，由于在熔池表面和坡口边缘 存在一层致密的高熔点氧化膜（如Al2O3的熔点为2050℃，而铝的熔点 为667℃），这层氧化膜如不被清理，就会妨碍焊接正常进行。 钨极正极性氩弧焊不具有清理作用，所以只能焊接除铝、镁等易氧化 的金属以外的金属。
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表5-1 TIG焊焊件厚度的适用范围
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第二节 钨极惰性气体保护焊的 电流种类和极性
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TIG焊使用电流种类一般由直流、交流和脉冲三种。一般根据被焊
材料的特点来进行选择。
一、直流TIG焊 根据电源极性的接法不同，直流TIG焊可分为正极性和反极性两种。
一般金属（除铝、镁及其合金外）选用正极性TIG焊为好，交流次之。 铝、镁及其合金的薄件可选用直流反极性焊接。
第五章 钨极惰性气体保护焊
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第一节 钨极惰性气体保护焊的 原理及特点
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一、TIG焊的基本原理 在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件之间产
生的电弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法称钨极惰 性气体保护焊TIG (Tungsten Inert Gas Welding)。
薄板焊接—般不需填充金属。
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二、交流TIG焊
（一）交流TIG焊的优点
交流TIG焊焊接时电流的极性周期性变化。
在交流正极性（焊件为正）半周，因钨极承载能力较大，电弧稳定、 集中，使焊缝得到足够的熔深。
在交流反极性（焊件为负）半周，则利用“阴极清理作用”，可以彻 底清除熔池及附近区域的氧化膜，并使钨极得到冷却，因此它兼有直流 正、反极性TIG焊的优点。
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使用的惰性气体：氩(Ar)气、氦(He)气或氩、氦 混合气体，在某些场合下可加入少量氢。
TIG焊操作方式有： 手工焊、半自动焊和自动焊 三种。
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二、TIG焊的特点
1、优点
（1）保护效果好：由于氩气和氦气是惰性气体，密度 比空气大，既不与金属起反应，又能够有效地隔绝 空气，所以能对钨极、熔池金属及热影响区进行很 好的保护，防止被氧化、氮化。
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（二）直流反极性TIG焊 直流反极性TIG焊时，焊件接电源负极，钨极接电源正极。在实际
生产中，这种方法很少被采用。原因是钨极易氧化烧损，焊缝宽而浅， 电弧不稳定。但直流反极性TIG焊具有“阴极清理作用”，有利于焊接 铝、镁等金属及其合金。
特点： 1. 产热分配不利于焊接过程的进行 2. 易形成宽而浅的焊缝 3. 阴极清理作用
此外，交流TIG焊设备简单，成本低，维修方便。因此，交流TIG焓 被广泛用于铝、镁及其合金的焊接生产中。
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（ （二） 存在的问题与解决措施 交流TIG焊必须解决好两个问题： 一是直流分量的问题； 二是引弧和稳弧的方法
1. 直流分量 （1）产生原因 在交流TIG焊接过程中，当电流波形不对称时，在焊接电