钨极氩弧焊资料课件.ppt

1、钨极氩弧焊主要内容一、钨极氩弧焊概述二、钨极氩弧焊焊接工艺三、操作技术四、铝和铝合金的焊接氩弧焊分类氩弧焊熔化极氩弧焊不熔化极氩弧焊熔化极脉冲氩弧焊半自动熔化极氩弧焊自动化熔化极氩弧焊氩弧点焊钨极脉冲氩弧焊真空氩弧焊自动钨极氩弧焊热丝钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊一、钨极氩弧焊概述 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。焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，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。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。钨极氩弧焊特点：1.焊缝质量好。2.电弧稳定，没有飞溅。3.无焊剂，不用清渣。4.氩气

2、导热性少，电弧热量集中。5.生产效率低，但易实现机械化和自动化。1、氩弧焊设备 手工钨极氩弧焊设备有焊接电源、控制系统、焊枪、供气和供水系统以及指示仪表组成。自动钨极氩弧焊机还包括行走机构和送丝机构。半自动焊半自动焊接送丝机接送丝机构构2、焊枪 作用：1、装夹钨棒；2、传导焊接电流；3、输出保护气体；4、启动或停止整机的工作系统。氩弧焊焊枪要保证气体呈层流状均匀喷出，气流挺度良好，抗干扰能力强。另外，焊枪必须坚实重量轻且完全绝缘。焊枪分类：气冷式和水冷式 水冷式焊枪水冷式焊枪是气冷和水冷双重冷却方式气冷式焊枪只有气冷方式，用于细钨极、小电流焊接。氩气是一种惰性气体，在常温下与其他物质不发生化学

3、反应，高温下也 不溶于液态金属。因此在焊接有色金属是更能显示其优越性。焊接用氩气应符合国标GB/T4842-1995纯氩的规定，氩纯度应99.99%。瓶装氩气最高充气压力20时为150.5MPa，返还生产厂充气时瓶内余压不得低于0.2MPa。3、氩气4、钨极钨的熔点3400，具有良好的电子发射性能。铈钨是低电流焊接环境下钍钨的最好代替品，铈钨是低电流焊接环境下钍钨的最好代替品，而镧钨极则性能更优，已经是国际上最受欢迎的而镧钨极则性能更优，已经是国际上最受欢迎的电极材料。电极材料。种类种类电流电流备注备注纯钨极交流小电流钍电极直流大电流，有辐射铈钨极直流小电流锆钨极交流大电流镧钨极直流/交流大、

4、小电流均适用公司使用公司使用二、钨极氩弧焊焊接工艺 手工钨极氩弧焊的主要工艺参数有：钨极直径、焊接电流，电弧电压，焊接速度、电源种类和极性、钨极伸出长度、喷嘴直径、喷嘴与工件距离及氩气流量。1、钨极直径与焊接电流 钨极直径决定了焊枪的结构尺寸、重量和冷却方式，会直接影响到焊接质量和劳动条件。施焊前应根据焊接电流的大小，选择合适的钨极直径。钨极直径许用电流经验取值 以1mm允许电流55A为基数，乘以钨极直径，等于允许的使用电流。如：1.6mm钨极，允许使用电流是 1.655=88（A）2.5mm钨极，允许使用电流是 2.555138（A）另，3mm以下钨极，从计算值减去5A10A；4mm以上钨极

5、，则由计算值再加上10A15A。钨极与电流不匹配钨极粗，电流小钨极细，电流大钨极端部温度不够，电弧飘移，电弧不稳，破坏保护区，熔池被氧化，成型差，易产生有气孔。钨极端部温度高，易熔化，小尖端逐渐变大熔滴，电弧随熔滴尖端漂移，不稳定。熔化的钨滴落入熔池形成夹钨。钨极与电流不匹配钨极粗，电流小钨极细，电流大 相同电流焊接时，不同钨极端部形状对熔深的影响 电流种类、大小变化时，为了保持电弧稳定，通常将钨极端部磨成以下形状。尖角2030小电流尖角90大电流半圆交流2、电弧电压 电压主要由弧长决定，弧长增加，焊缝宽度增大，熔深稍减小。电弧太长时，容易引起未焊透及咬边，而且熔池保护效果不好；反之，则不易看

6、清熔池，送丝时易碰到钨极引起短路，使钨极受污染加大烧损、脱落，形成夹钨。通常使弧长约等于1.5倍钨极直径。3、焊接速度 焊接速度增加时，熔深熔宽减小。焊接速度太快时，易未焊透，焊缝高且窄，两侧熔合不好。焊接速度太慢时，焊缝很宽，背面下塌严重，且容易烧穿。通常应根据熔池大小、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度。4、电源种类和极性直流正接：使用直流电源，工件接正极。直接反接：使用直流电源，工件接负极。直流正接是使用最广泛的电流型式，钨极产生热量低，损耗少，母材熔深深。直流反接多用于熔化极氩弧焊，电极发热量大，熔化快，焊接速度高，具有阴极破碎作用，可以清理母材表面的氧化物。不同接法产生热量比较不

7、同接法产生热量比较 交流电源使工件与钨极极性交替变换，既能提供良好的焊缝熔深，又有阴极破碎作用。交流电的钨极氩弧焊产生的焊道比直流正接的焊道较宽且较浅，但是比直流反接的焊道较窄且较深。因此交流电通常用于铝、镁合金和铍铜的焊接。阴极破碎现象对于焊接工件表面存在难熔氧化物的金属有特殊的意义，如铝是易氧化的金属，它的表面有一层致密的A12O3附着层，它的熔点为2050，比铝的熔点（657）高很多，阴极破碎作用可以去除铝的表面氧化层，使焊接过程顺利。5、钨极伸出长度喷嘴钨极钨极伸出长度 一般情况，对接缝，钨极伸出长度46mm，角焊缝，78mm。对于2mm的钨极，伸出长度23mm为好。6、喷嘴与工件间距

8、离 这个距离越小，保护效果越好，前提是能够地观察电弧焊接过程。7、喷嘴直径与氩气流量喷嘴直径与钨极直径有以下关系：D=(2.53.5)dw D-喷嘴直径或内径（mm）dw 钨极直径（mm）焊机、焊枪确定，喷嘴直径很难改变，但可由此选择钨极直径大小。氩气流量：Q=（0.81.2）D （L/min）D小时Q取下限；D大时Q取上限。从焊缝颜色判别氩气保护效果（颜色观察法）颜色观察法）不锈钢焊缝颜色银白 金黄蓝红灰灰黑保护效果最好良好较差不好最坏铝及铝合金焊缝颜色银白有光亮白色无光亮灰白灰黑保护效果最好较好（氩气大）不好最坏纯铜焊缝颜色金黄黄灰黄灰黑保护效果最好良好不良最坏低碳钢焊缝颜色灰白有光亮灰灰

9、黑保护效果好较好不好氩气保护试验法：氩气保护试验法：按选定的工艺参数在试验板（与工件材质相同）上引燃电弧后并保持不动，待电弧燃烧510秒灭弧，然后检查熔化焊点周围有无明显、光亮的圆圈。圆圈越大越光亮清晰，说明保护效果越好。三、操作技术三、操作技术 手工钨极氩弧焊操作技术包括：引弧、运弧、停弧、熄弧手工钨极氩弧焊操作技术包括：引弧、运弧、停弧、熄弧及焊丝的送给和焊接过程中应注意的事项。及焊丝的送给和焊接过程中应注意的事项。1.引弧引弧 一般情况下，正式焊接前在引弧板上引燃电弧，等钨一般情况下，正式焊接前在引弧板上引燃电弧，等钨极烧热后再到焊缝上引燃及就很容易了，也可以使引弧板极烧热后再到焊缝上引

10、燃及就很容易了，也可以使引弧板与工件连接，电弧直接过度到工件焊缝上。禁止在焊缝两与工件连接，电弧直接过度到工件焊缝上。禁止在焊缝两侧引弧，以免击伤焊件。侧引弧，以免击伤焊件。钨极端头突然升温几钨极端头突然升温几千度，易引起爆破，千度，易引起爆破，造成焊缝夹钨。夹钨造成焊缝夹钨。夹钨的焊缝易被腐蚀。的焊缝易被腐蚀。手工钨极氩弧焊不允许用接触引弧法。如今通常使手工钨极氩弧焊不允许用接触引弧法。如今通常使用高频震荡引燃电弧，钨极端头与工件表面距离用高频震荡引燃电弧，钨极端头与工件表面距离2mm4mm，按下开关，高频高压电击穿隙间空气，使电弧自，按下开关，高频高压电击穿隙间空气，使电弧自动引燃。好的电

11、弧燃烧稳定，并均匀发出动引燃。好的电弧燃烧稳定，并均匀发出“哒哒哒哒哒哒”的响声（交流电）。的响声（交流电）。电弧引燃后，焊枪在一段时间内停留在起弧位置不电弧引燃后，焊枪在一段时间内停留在起弧位置不动，以获得一个明亮清洁的熔池（护目镜下看见熔化的动，以获得一个明亮清洁的熔池（护目镜下看见熔化的金属明亮，可以反光）。然后就可以填丝焊接了。金属明亮，可以反光）。然后就可以填丝焊接了。2.运弧及送丝运弧及送丝焊丝焊丝送给方向送给方向平焊位置平焊位置横焊位置的焊枪焊丝角度横焊位置的焊枪焊丝角度平角焊位置的焊枪焊丝角度平角焊位置的焊枪焊丝角度便于厚板加热，使便于厚板加热，使两侧热量均匀两侧热量均匀 手工

12、钨极氩弧焊一般采用左焊法，焊枪以一定速度前手工钨极氩弧焊一般采用左焊法，焊枪以一定速度前移，禁止跳动，尽量不要摆动。如果用填充焊丝时，应在移，禁止跳动，尽量不要摆动。如果用填充焊丝时，应在熔池的前半部接触加入。焊丝可稍稍偏离接头的中心线熔池的前半部接触加入。焊丝可稍稍偏离接头的中心线（靠近焊工身边一侧），不断有规律的送进取出，送进时，（靠近焊工身边一侧），不断有规律的送进取出，送进时，应在熔池前的三分之一处点给，而不能点在电弧正下方；应在熔池前的三分之一处点给，而不能点在电弧正下方；取出时，焊丝端头应在氩气保护范围内，以免端头氧化。取出时，焊丝端头应在氩气保护范围内，以免端头氧化。均匀的送丝焊

13、接，焊缝表面成型就能平整、圆滑、波均匀的送丝焊接，焊缝表面成型就能平整、圆滑、波纹清晰而均匀，这取决于操作者的熟练程度。纹清晰而均匀，这取决于操作者的熟练程度。手工钨极氩弧焊填丝技术填丝技术操作要领适用范围连续送丝焊丝端部靠近熔池前沿，均匀地连续送丝，送丝速度应与熔化速度相适应要求焊工操作技术高，适用于细焊丝断续送丝焊丝进入电弧区后，进行端部预热，靠手臂和手腕上下反复运动，将焊丝端部熔滴送进熔池内操作简单、容易，适用于全位置焊接紧贴坡口送丝焊丝紧贴坡口间隙处，保证电弧熔化焊件坡口钝边的同时也熔化焊丝适用于小直径管子和困难位置焊接 焊接过程中，钨极禁止与焊件或焊丝接触（打焊接过程中，钨极禁止与焊

14、件或焊丝接触（打钨极）。打钨极会造成焊缝表面污染和夹钨，以及钨极）。打钨极会造成焊缝表面污染和夹钨，以及熔池被熔池被“炸开炸开”。另外，热的钨极如果被铝污染，。另外，热的钨极如果被铝污染，立即会被破坏电弧的稳定性，发出杂音。如果是直立即会被破坏电弧的稳定性，发出杂音。如果是直流焊接，这时虽没有声音，但会造成气孔并污染焊流焊接，这时虽没有声音，但会造成气孔并污染焊缝。缝。处理办法：焊缝、钨极都需要打磨，去除污染处理办法：焊缝、钨极都需要打磨，去除污染物，然后在试弧板上引燃电弧，得到斑痕白亮而无物，然后在试弧板上引燃电弧，得到斑痕白亮而无黑色的熔池时，才可以继续焊接。黑色的熔池时，才可以继续焊接。

15、焊枪左右角度对熔池形状和熔深的影响焊枪左右角度对熔池形状和熔深的影响长条熔池的三个作用长条熔池的三个作用接头形式对氩气保护效果的影响接头形式对氩气保护效果的影响A、B、C保护效果保护效果好，好，D、E保护效保护效果差，空气容易卷果差，空气容易卷入保护气流中，影入保护气流中，影响焊接质量。响焊接质量。3.收弧收弧 一般焊缝尽量一次引弧焊完，中途不停弧，这样一般焊缝尽量一次引弧焊完，中途不停弧，这样可避免缩孔和气孔的产生。收弧时大多采用电流衰减可避免缩孔和气孔的产生。收弧时大多采用电流衰减法，或者通过改变焊枪角度，拉长电弧，回焊加快焊法，或者通过改变焊枪角度，拉长电弧，回焊加快焊速的等方法收弧。加

16、快收弧的长度速的等方法收弧。加快收弧的长度20 30mm，延，延时时3S5S送气。（长焊缝焊接时）送气。（长焊缝焊接时）中间停弧换焊丝，可以填中间停弧换焊丝，可以填12滴焊丝熔滴，同时将焊接电弧滴焊丝熔滴，同时将焊接电弧引至焊缝一侧停弧。引至焊缝一侧停弧。再次起弧点再次起弧点1020mm4.熄弧熄弧4.1 增加焊速法（同收弧）增加焊速法（同收弧）适宜环焊缝，无弧坑和缩孔。适宜环焊缝，无弧坑和缩孔。4.2 焊接电流衰减法焊接电流衰减法 焊机有电流衰减装置时使用。焊机有电流衰减装置时使用。4.3 焊缝增高法焊缝增高法 焊速减慢，焊丝送给量增多，停弧再起弧，焊速减慢，焊丝送给量增多，停弧再起弧，再填

17、丝，反复几次，补充熔池收缩的损失，使焊缝饱满。而再填丝，反复几次，补充熔池收缩的损失，使焊缝饱满。而这时，熄弧处焊缝余高会过高，需打磨。这时，熄弧处焊缝余高会过高，需打磨。4.4 采用熄弧板采用熄弧板 熄弧不允许立刻移走焊枪，应在熄弧处保持熄弧不允许立刻移走焊枪，应在熄弧处保持5S8S，保护高温下的熄弧部位不被氧化。保护高温下的熄弧部位不被氧化。四、铝和铝合金的焊接1、铝焊接性 铝及其合金化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al2O3的熔点约为2050，MgO的熔点约为2500），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成

18、为焊缝金属的夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大（约为钢的2倍），导热性又强（比钢约大一倍多），焊接时容易产生翘曲变形。2、铝合金焊接焊缝气孔 铝及其合金熔焊时最常见的缺陷是焊缝气孔，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分。其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生，常占有突出地位。分解H2OH2+O2.1弧柱气氛中的水分 弧柱气氛中的氢之所以能使焊缝形成气孔，与它在铝及其合金中的溶解度

19、变化特性有关。在平衡条件下，氢在铝中的溶解度在凝固点时可从1.69突降到0.036ml/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），其次，由于铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度可为高强钢的47倍，不利于气泡的逸出，而残留在焊缝金属中形成气孔。弧柱空间总是或多或少存在一定量的水分,在潮湿季节或湿度大时更多。2.2 氧化膜中的水分 在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已经尽量加以限制，此时，焊丝或工件的氧化膜中所吸附的水分将是生成焊缝气孔的主要原因。焊丝表面氧化膜的清理情况对焊缝含氢量的影响是比较大的，若是用Al-Mg合金焊丝，这种影响必更显著。TIG焊接时，在熔透不足的情

20、况下，母材坡口根部未除净的氧化膜中所吸附的水分，常常是产生焊缝气孔的主要原因。2.3 防止焊缝气孔的措施 2.3.1 减少氢的来源 所有使用的焊接材料（包括保护气体、焊丝等）要严格限制含水量，使用前均需干燥处理。氩气的管路也要保持干燥。焊前焊丝及母材表面氧化膜应彻底清除，采用化学方法或机械方法均可，两者并用，效果更佳。铝镁合金仅经过化学清洗未能防止产生气孔。化学清洗后，焊前应用细钢丝细钢丝刷再全面刷一遍近缝区，并用刮刀刮削破口断面，装配时要防止再度弄脏。化学清洗有两个步骤：脱脂去油和除氧化膜。清洗后应烘干。化学清洗后最好及时施焊，存放时间延长，焊丝或母材吸附的水分即增多。对于大型构件，清洗后做

21、不到及时施焊时，临焊前应再用刮刀刮削坡口端面为宜。铝和铝合金表面清洁可用高合金制成的刷子进行，禁止使用铁制刷子。铁制刷子中的铁氧化物（铁锈等）在摩擦生热状态下可以跟铝发生化学反应，放出大量热量，有伤害人体的危险。金属氧化物+铝（粉）氧化铝+金属+热能 2.3.2 控制焊接工艺 在焊接工艺参数范围内，采用大的焊接电流配合较高的焊接速度是比较有利的。在根部熔透的前提下采用较大的电流，高的焊速，可以减少熔池存在时间，减小氢的溶入，从而减少气孔。这是需要较高的操作技能来配合，以便形成美观的焊缝外形。氩弧焊时风速大于2m/s时注意防风，否则容易产生气孔等缺陷）铝和铝合金焊接参数参考3、裂纹 铝及其合金焊

22、接时，常见到的裂纹主要是焊缝纵向裂纹、横向裂纹、收弧处（火口）裂纹。铝合金的线胀系数比钢约大2倍，在拘束条件下焊接时易产生较大的焊接应力，也是促使铝合金具有较大裂纹倾向的原因之一。热膨胀，液态，热膨胀，液态，无约束无约束冷却，液态至冷却，液态至固态，收缩力固态，收缩力大，受约束，大，受约束，易产生裂纹易产生裂纹焊接是一种焊接是一种不均匀加热不均匀加热的过程的过程 另外裂纹产生的常见原因是：1.焊丝选择不当2.电流过大，合金元素烧损多3.应力集中4.收弧方法不当5.焊接顺序不对6.铝散热快，保温时间短防止方法;1.可适当预热2.选择合理的焊接顺序和焊接规范3.改变熄弧方法和位置4.防止过烧 （铝

23、过烧则变脆）4、未熔合 未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合根部未熔合三种。产生未熔合缺陷的原因1.焊接电流过小2.焊接速度过快 3.焊条角度不对4.产生了弧偏吹现象5.（焊接处于下坡焊位置）,母材未熔化时已被熔化的焊丝覆盖。6.母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。未熔合的防止未熔合的防止 采用较大的焊接电流采用较大的焊接电流,正确地进行施焊操作正确地进行施焊操作,注意坡口部位的清洁注意坡口部位的清洁 5、未焊透未焊透未焊透原因：原因：1.技术不熟练技术不熟练2.电流小，温度低，焊速快电流小，温度低，焊速快防

24、止方法：防止方法：1.预热或加大焊接电流预热或加大焊接电流2.减慢焊速减慢焊速6、咬边原因：原因：焊枪角度不正确，温度焊枪角度不正确，温度高，送丝量满足不了焊高，送丝量满足不了焊缝的需要。缝的需要。防止方法：防止方法：调整焊枪角度，温度要调整焊枪角度，温度要适当，增加焊丝量。适当，增加焊丝量。7、烧穿原因：技术不熟练，电流大或焊速慢或不均。原因：技术不熟练，电流大或焊速慢或不均。防止方法：改进操作技术，调整合理的焊接电流。防止方法：改进操作技术，调整合理的焊接电流。8、缩孔 原因：熄弧、停弧不当，电弧突然中断9、弧坑 原因：熄弧、停弧不当，电弧突然中断防止方法：采用焊缝增高法熄弧弧坑处很容易出弧坑处很容易出现裂纹和气孔现裂纹和气孔10、余高过大，成型不良余高过大，造成焊丝用量大，焊接速度慢，外观难看，后期余高过大，造成焊丝用量大，焊接速度慢，外观难看，后期打磨工作量大。最佳为打磨工作量大。最佳为01mm，焊缝不允许低于母材。，焊缝不允许低于母材。原因：技术不熟练，填丝过快。原因：技术不熟练，填丝过快。比较合理的余高比较合理的余高漂亮的外观成型漂亮的外观成型可改变可改变收弧位收弧位置，减置，减少拐角少拐角堆高。堆高。余高余高01mm外观质量良好外观质量良好