氩弧焊操作技术要点

12钨极氩弧焊操作技术一、氩弧焊概述二、钨极氩弧焊的焊接材料三、钨极氩弧焊设备四、钨极氩弧焊的焊接工艺参数五、钨极氩弧焊的基本操作3氩弧焊概述一、氩弧焊的焊接原理二、氩弧焊的特点三、氩弧焊的分类和适用范围4氩弧焊的焊接原理氩气通过喷嘴在焊接区形成厚而密的气体保护层隔绝空气，同时在电极（钨极或焊丝）与焊件之间引燃电弧，利用电弧热加热被焊金属和填充焊丝熔化，将被焊金属连接在一起，获得牢固的焊接接头。5氩弧焊的特点1、焊缝质量高2、焊接应力与变形小3、可焊材料范围广4、操作技术易掌握6氩弧焊的分类钨极氩弧焊熔化极氩弧焊手工钨极氩弧焊自动钨极氩弧焊脉冲钨极氩弧焊熔化极自动氩弧焊熔化极半自动氩弧焊熔化极脉冲氩弧焊氩弧焊7氩弧焊的适用范围被焊材料焊件厚度㎜焊接方法电源和极性钛及钛合金0.5~3.0＞2钨极氩弧焊熔化极氩弧焊直流正接直流反接镁及镁合金0.5~5.0＞2.0钨极氩弧焊熔化极氩弧焊交流或直流反接直流反接铝及铝合金0.5~4.0＞3.0钨极氩弧焊熔化极氩弧焊交流或直流反接直流反接铜及铜合金＞0.5＞0.3钨极氩弧焊熔化极氩弧焊直流正接直流反接不锈钢耐热钢0.5~3.0＞2.0钨极氩弧焊熔化极氩弧焊直流正接或交流直流反接8钨极氩弧焊的电弧特性1、氩弧的特性2、阴极破碎作用3、直流钨极氩弧焊4、交流钨极氩弧焊9氩弧的静特性小电流时，随焊接电流的增大，电弧电压降低；大电流时，随焊接电流的增大，电弧电压不变。UI10氩弧的特性引弧困难：气体电离是引弧的必要条件之一，而氩气电离所需能量较高，即氩气电离电离较高，所以引燃电弧较困难。电弧燃烧稳定：氩弧一旦引燃就能较稳定燃烧。因为氩气是单原子气体，高温下氩气直接电离为正离子和电子，消耗能量较低。又氩气的热容量与导热率较小，将电弧空间加热到高温只需较小能量，且电弧热量不宜传失，均有利气体电离，使电弧燃烧稳定。11“阴极破碎”作用钨极氩弧焊采用直流反接时，焊件为阴极，氩的正离子高速流向焊件，撞击焊件（铝、镁及合金）表面，将表面致密难熔的氧化膜（Al2O3、MgO)击碎并除去，使焊接顺利进行，这一现象称为“阴极破碎”作用，或“阴极雾化”，作用、“阴极清理”作用。ArArArArArArAr﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣12直流钨极氩弧焊﹢﹣﹣﹢直流反接钨极为阳极电弧阳极温度高钨极过热而烧损许用电流小直流正接钨极为阴极电弧阴极温度低钨极烧损小许用电流增大焊件产生热量少影响电子发射造成电弧不稳焊件熔深小焊件热量大发射电子能力强电弧燃烧稳定焊件熔深大13－○○○○○○－－＋＋＋＋－－○○○○○○－－＋＋＋＋TIG焊直流正接与直流反接的特点直流正极性的特点：钨极发射电子，带走大量的逸出功，钨极本身温度不高，烧损小，同样直径钨极可使用较大电流，电弧稳定而集中，熔深大，焊接质量好。直流反极性的特点：钨极吸收电子，钨极本身温度高，烧损大，同样大小直径的钨极许用电流要小的多，电流密度小，熔深浅而宽。但在质量很大的氩正离子的高速撞击下可清除铝、镁等易氧化金属表面形成的氧化膜，有阴极清理即“清洁”作用。钨极工件工件钨极钨极钨极＋＋－＋＋14交流钨极氩弧焊直流分量的产生电压波形U弧2U弧1﹢﹣﹢﹣正半波钨极为负。钨极发射电子能力强，且导热系数低，断面小，热损失小，阴极斑点温度高，热发射电子能力强，对引燃电弧的电压要求不高。重燃较易，电弧稳定。负半波焊件为负。焊件发射电子能力较弱，且导热性能好，断面尺寸大，热损失大，熔池表面阴极斑点温度较低，热发射电子能力减弱，对引燃电弧的电压要求较高。重燃困难，电弧不稳。U空Ut正负半波电弧燃烧时间不同。负半波电弧燃烧时间较短，正半波产生直流分量。U弧2U弧1U弧2U弧1U弧2U弧1U弧2U弧115交流钨极氩弧焊直流分量的产生电流波形It﹢﹣﹣﹢正半波钨极为负时，钨极熔点高，导热差，体积小，温度高，发射电子能力强，所以，电弧电压低，焊接电流大，导电时间长；负半波焊件为负时，焊件熔点低，导热好，体积大，散热快，温度低，发射电子能力弱，所以，电弧电压高，焊接电流小，导电时间短。正负两半波电弧电流不对称。在交流焊接回路中产生一个由焊件流向钨极的直流电流，这个电流叫直流分量直流分量1.通过焊接变压器产生直流磁通，使铁心饱和耗损加大，烧坏焊机。2.将显著降低“阴极破碎”作用。I焊I直16引弧和稳弧措施及直流分量的消除引弧的方法短路引弧\高频引弧\高压脉冲引弧\高频叠加辅助直流电源引弧稳弧的措施高频稳弧\高压脉冲稳弧\交流矩形波稳弧直流分量的消除串联直流电源\串联整流器和电阻\串联电容器氩气的电离电位很高，引弧困难，提高空载电压对人身安全不利。所以，交流钨极氩弧焊一般使用高频振荡器协助引弧使用脉冲稳弧器保证重复引燃电弧在焊接回路中串联电容消除直流分量17引弧的方法短路引弧依靠钨极和引弧板或工件直接接触引燃电弧，缺点是引弧时钨极损耗大，钨极端部形状易破坏。高频引弧利用高频震荡器产生的高频电压击穿钨极和工件间隙（３㎜）而引燃电弧。高压脉冲引弧在钨极和焊件之间叠加一高压脉冲（＞８００Ｖ），使两极之间气体介质电离，而引燃电弧高频叠加辅助直流电源引弧交流钨极氩弧焊时，在电源两端并联辅助直流电源，提供一个正接的恒定电流（５Ａ）帮助引弧。交流电源18焊接材料氩气密度大，可形成稳定气流层，有良好的保护作用，惰性气体常温不于其他物质反应，高温不溶于液态金属，有利于有色金属的焊接，标准规定纯度99.99%。灰色瓶体绿色氩气字样容积40L，20℃的满瓶压力14.7MPa。氩气19钨极氩弧焊的焊接材料钨极要求:耐高温、电流容量大、施焊损耗小、发射电子能力强，保证引弧容易，电弧稳定。纯钨极：Ｗ１、Ｗ２，９９.８５﹪，高压发射电子,载流能力差。钍钨极：WTh-10、WTh-15，纯钨中加1%~2%的ThO2，发射电子能力提高，许用电流增大，但是具有微量放射性。铈钨极：WCe-20，纯钨中加2%的ＣeO，比钍钨更容易引弧，烧损小，寿命长，放射极低，目前广泛推荐使用。20钨极端部形状端部圆锥形适用：不锈钢端部圆锥形适用：不锈钢端部圆锥形适用：不锈钢端部球形适用：铝、镁及合金端部球形适用：铝、镁及合金端部球形适用：铝、镁及合金端部球形适用：铝、镁及合金端部圆台形适用：低碳钢、低合金钢端部圆台形适用：低碳钢、低合金钢端部圆台形适用：低碳钢、低合金钢端部圆台形适用：低碳钢、低合金钢21钨极氩弧焊设备焊接电源控制系统冷却系统焊枪供气系统直流电源交流电源交直流电源脉冲电源动作程序引弧稳弧电流衰减保护气体焊枪冷却保护气瓶减压器流量计电磁伐冷却显示水压伐冷却焊枪枪体电极夹电极电极帽喷嘴开关22焊接电源1.焊接电源（1）按输出电流分直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊、脉冲钨极氩弧焊。（2）按操作方式分手工钨极氩弧焊、自动钨极氩弧焊。松下交直流脉冲氩弧焊机松下直流脉冲氩弧焊机长城直流脉冲氩弧焊机23焊接电源2.焊接电源特性作为钨极氩弧焊电源，有直流电源，交流电源，交直流电源，脉冲电源，这些电源从结构和要求上讲与焊条电弧焊电源并没有多大区别，电弧的静特性曲线是水平的，只是要求外特性曲线更陡一些，可在电弧长度受到干扰变化时，焊接电流的变化更小。IU弧长1弧长2电压变化电流变化24控制系统动作程序包括：提前送气1.5~4秒，驱赶气管和焊接区的空气。延时停气5~15秒，保护尚未冷却的熔池。接通和切断引弧和稳弧电路控制电源通断焊接结束前电流衰减，消除火口，防止弧坑开裂。电流衰减时间延时停气时间提前送气时间高频引弧焊接电流填充焊丝气体流量t25供气系统供气系统的作用就是通过电子线路控制电磁阀的通断、气体指示灯、提前、滞后供气时间以及气体检查、焊接状态的转换控制，以保证纯度合格的保护气体在焊接时以适宜的流量平稳地从焊枪喷嘴喷出。供气系统主要由钢瓶、气体调节器、电磁气阀、电磁气阀的控制电路及气路组成。流量计TIG焊机气体指示灯氩气气瓶气管焊矩工件电磁气阀26气体调节器---YX-251AY1压力表连接接头连接螺母流量刻度管护罩浮动球流量控制旋钮气管接头组件第一级安全阀第二级安全阀27水冷系统焊接电流小于100A时，一般采用风冷焊枪，焊接电流超过100A时，采用水冷焊枪，焊枪模式为水冷，接通循环水或水泵强制，打开水压伐，否则，焊机不工作。氩气水压伐水冷焊矩进水管水冷指示灯TIG焊机出水管28焊矩4.2焊矩功能：焊矩是直接用于完成焊接工作的工具。作用：夹持钨极，传导焊接电流；向焊接部位输送保护气体；通过微动开关向焊机发出控制命令。要求：1.保护气流具有良好的流动性和挺度。2.有良好的导电性能。3.充分的冷却,以保证持久的工作。4.重量轻,结构紧凑,可达性好,装拆维修方便。种类:主要分为风冷式和水冷式。风冷式焊矩示意图焊矩开关焊矩电缆气管开关插头29焊枪的使用由喷嘴、电极夹套、焊矩本体、钨极、开口夹套、电极帽组成焊枪。喷嘴电极夹套焊矩本体开口夹套钨极电极帽②①③④焊枪易损件装拆及钨极的装卡30不许超过额定电流使用！为了既满足实际焊接生产的需要，又减轻焊机重量，降低制造成本，节约能源。通常焊机容量都是按额定负载持续率和额定电流进行设计、制造，因此使用时必须给予足够的重视！负载持续率：国家标准（GB15579-1995）规定：“负载工作的持续时间与全周期时间之比”称为负载持续率；这一比值在0～1之间，可用百分数表示；对国标而言，一个全周期时间为10分钟。例如，当焊机额定负载持续率为40%时，用额定电流焊接6分钟后，接着应空载4分钟。延长焊机使用寿命的注意事项31钨极氩弧焊的焊接工艺参数1、钨极直径与焊接电流2、电弧电压3、焊接速度4、电源与极性5、氩气流量与喷嘴直径6、喷嘴与焊件间的距离7、钨极伸出长度32钨极直径与焊接电流钨极直径应根据焊接电流的大小决定。焊接电流通常根据板厚、材质、焊接速度、焊接位置等参数选择相应的焊接电流。焊接电流的选择应保证单位时间内给焊缝适宜的热量。如果钨极直径粗焊接电流小，钨极端部温度不够，电弧会在钨极端部不规则地漂移，造成电弧不稳；如焊接电流超过钨极许用电流，钨极端部温度超过钨极熔点而熔化，造成夹钨缺陷。只有钨极直径与焊接电流相匹配时电弧才稳定燃烧。注意：焊接电流的选择不允许超过焊机的额定电流，焊接电流的选择不允许超过钨极的许用电流。33电弧电压（电弧长度）电弧长度（钨极与工件间距离）：焊接过程中保持稳定的电弧长度是评定焊接熟练程度的一项重要内容。电弧长度发生变化将直影响到焊缝形状、熔深等，对焊接质量产生极大的影响。钨极喷嘴焊丝工件电弧长度(L)钨极伸出长度钨极伸出长度:对焊时:5～6㎜角焊时:7～8㎜（过长时钨极易氧化）L＝（1～1.5）倍板厚最大小于6㎜34电弧电压对焊缝成形的影响电压（电弧长度）增加:焊道宽度增加，熔深减小，保护效果变差。电压（电弧长度）减少:不宜观察熔池，填充焊丝易与钨极短路。35焊接速度在焊接电流一定的情况下,焊接速度：根据熔池大小、形状和焊件熔合情况随时调节的，以保证单位时间内给焊缝适宜的热量.焊接热量三要素：热量=I2Rt焊接电流电弧的等效电阻电弧的作用时间焊接速度慢时，焊道宽熔深深；容易烧穿和咬边。焊接速度快时：焊道窄熔深浅；破坏气体保护氛围,产生气孔和未焊透。36焊接速度对保护效果及熔深熔宽的影响焊接方向焊枪不动焊接方向焊接方向速度过快合适速度保护气层稳定保护效果好大熔深、宽熔宽保护气稍后拖保护气层稳定移动中熔深、中熔宽保护气严重后拖钨极、电弧、熔池全部暴露在空气中，钨极少损，焊缝产生气孔。浅熔深、窄熔宽焊接速度的选择主要是根据焊件厚度并和焊接电流、预热温度等配合，以保证获得所需的熔深、熔宽。37选择焊接速度应考虑以下因素：1.焊接铝及铝合金等高导热金属时，为了减少变形，应采用较快的焊接速度。2.焊接有裂纹倾向的合金时，不能采用高速焊接。3.非平焊位置焊接时，为保证较小的熔池，避免铁水下流，尽量选择较快的焊速。38电流种类与极性钨极惰性气体保护焊使用的电流种类可分为直流正接、直流反接及交流三种。其特点如下：电流种类直流正接直流反接交流（对称的）示意图熔深特点深、窄浅、宽中等电极热量分布工件70%钨极3