1、一一. 氩弧焊基础知识氩弧焊基础知识二二. 氩弧焊设备氩弧焊设备三三. 氩弧焊用焊接材料氩弧焊用焊接材料四四. 氩弧焊操作基本方法氩弧焊操作基本方法五五. 常用金属材料的氩弧焊常用金属材料的氩弧焊六六. 焊接工艺评定及焊接工艺规程焊接工艺评定及焊接工艺规程七七. 焊工考核及管理焊工考核及管理八八. 焊接缺陷及质量检验焊接缺陷及质量检验l氩弧焊概述氩弧焊概述l氩弧的形成与特性氩弧的形成与特性 氩弧的形成氩弧的形成 氩弧的特性氩弧的特性l氩弧焊引弧氩弧焊引弧l氩弧焊工艺参数选择氩弧焊工艺参数选择 电源种类与极性选择电源种类与极性选择 保护气体纯度及流量保护气体纯度及流量 钨极的选用钨极的选用 喷嘴
2、与电极参数喷嘴与电极参数 焊件形状与接头形式焊件形状与接头形式 返回总目录返回总目录l氩弧焊是采用惰性气体氩弧焊是采用惰性气体氩气，作为保护气氩气，作为保护气体的一种电弧焊接方法。它是从专用的焊枪体的一种电弧焊接方法。它是从专用的焊枪喷嘴中喷出氩气流，保护电弧与空气隔绝，喷嘴中喷出氩气流，保护电弧与空气隔绝，电弧和熔池在气流层的包围气氛中燃烧、熔电弧和熔池在气流层的包围气氛中燃烧、熔化。通过填丝或不填丝，把两块分离的金属化。通过填丝或不填丝，把两块分离的金属牢固地连接在一起，形成永久性接头。牢固地连接在一起，形成永久性接头。l氩弧电弧结构如图所示氩弧电弧结构如图所示 返回本章目录返回本章目录返
3、回总目录返回总目录返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l氩弧焊所指的焊接方法包括熔化极氩弧焊和氩弧焊所指的焊接方法包括熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两大类，具体分类如图所示非熔化极氩弧焊两大类，具体分类如图所示返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l氩弧的形成氩弧的形成 电极在惰性气体氩气的保护下，阳极与阴极之间发电极在惰性气体氩气的保护下，阳极与阴极之间发射大量的电子，在电场作用下，电子与原子或分子射大量的电子，在电场作用下，电子与原子或分子经多次碰撞，发生了电离现象，产生了足够的正、经多次碰撞，发生了电离现象，产生了足够的正、负离子和电子，使气体被电离而导电，于是在钨极负离子和
4、电子，使气体被电离而导电，于是在钨极与焊件之间产生了连续的弧光放电，即产生了氩弧与焊件之间产生了连续的弧光放电，即产生了氩弧。在氩弧的中心，发白色耀眼光的部分叫做弧柱，。在氩弧的中心，发白色耀眼光的部分叫做弧柱，弧柱的温度非常高，可达弧柱的温度非常高，可达5000K以上，在这种高温以上，在这种高温下，能熔化各种金属。所以，能用来作为焊接的热下，能熔化各种金属。所以，能用来作为焊接的热源。源。返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l氩弧的特性氩弧的特性 氩气是单原子气体，高温时不分解，没有氩气是单原子气体，高温时不分解，没有吸热作用。氩气比其他气体的比热容小，吸热作用。氩气比其他气体的比热
5、容小，热导率低，所以，在氩气中燃烧的电弧热热导率低，所以，在氩气中燃烧的电弧热量损失小，电弧热量集中，弧柱的温度高量损失小，电弧热量集中，弧柱的温度高，稳弧性能良好。，稳弧性能良好。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l接触引弧接触引弧 将钨极与焊件表面接触，形成短路，由于接触处电流密度将钨极与焊件表面接触，形成短路，由于接触处电流密度较大，产生很高的热量，使钨极末端和焊件表面被迅速加较大，产生很高的热量，使钨极末端和焊件表面被迅速加热，产生大量的热电子发射，在抬起焊枪的瞬间，在电场热，产生大量的热电子发射，在抬起焊枪的瞬间，在电场作用下，钨极发射的电子撞击氩原子使气体电离成正离子作
6、用下，钨极发射的电子撞击氩原子使气体电离成正离子和电子，从而使气体导电。这时，带正电的离子向阴极运和电子，从而使气体导电。这时，带正电的离子向阴极运动并轰击阴极，使阴极的温度剧增，电子猛烈发射，从而动并轰击阴极，使阴极的温度剧增，电子猛烈发射，从而激发电弧。激发电弧。l短路引弧短路引弧 自动焊接时，电极与工件保持一定的距离，其间采用炭棒自动焊接时，电极与工件保持一定的距离，其间采用炭棒（或石墨）进行短路接触，在撤出炭棒的瞬间电弧就产生（或石墨）进行短路接触，在撤出炭棒的瞬间电弧就产生了。电弧引燃过程与接触引弧相似。了。电弧引燃过程与接触引弧相似。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录氩
7、弧焊引弧氩弧焊引弧 v引弧器引弧引弧器引弧 借助高频振荡器或高压脉冲引弧器的作用，产生火花放电，借助高频振荡器或高压脉冲引弧器的作用，产生火花放电，使钨极与焊件之间的气体电离，从而引燃电弧。使钨极与焊件之间的气体电离，从而引燃电弧。 如果电源供电正常，不能正常引燃电弧时，其主要原因是：如果电源供电正常，不能正常引燃电弧时，其主要原因是： a. 电缆、气电缆、气电混合电缆、焊枪接头、焊接工作台、焊电混合电缆、焊枪接头、焊接工作台、焊 件等处接触不件等处接触不 良、松脱或开焊；良、松脱或开焊； b. 引弧板和焊件表面有铁锈、水、陶瓷、油、漆、防锈引弧板和焊件表面有铁锈、水、陶瓷、油、漆、防锈 液、
8、泥土等；液、泥土等； c. 引弧器发生故障，不能正常工作；引弧器发生故障，不能正常工作； d. 钨极经长时间使用后，表面形成一层氧化膜；钨极经长时间使用后，表面形成一层氧化膜；返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l直流正接极直流正接极 正接极如图所示，即钨极接正接极如图所示，即钨极接负极，焊件接正极。焊接时负极，焊件接正极。焊接时，电子向焊件高速冲击，焊，电子向焊件高速冲击，焊缝较窄、熔深大，钨极不过缝较窄、熔深大，钨极不过热、损耗小，允许钨极使用热、损耗小，允许钨极使用较大的焊接电流。较大的焊接电流。 这种方法适合于不锈钢、耐这种方法适合于不锈钢、耐热钢、钛合金、低合金高强热钢、钛合
9、金、低合金高强钢的焊接。钢的焊接。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l直流反接极直流反接极 反接极如图所示，焊件接负反接极如图所示，焊件接负极。焊接时，由于钨极受电极。焊接时，由于钨极受电子的高速冲击，使钨极温度子的高速冲击，使钨极温度升高，所以钨极损耗快、寿升高，所以钨极损耗快、寿命短、电弧稳定性较差，一命短、电弧稳定性较差，一般很少使用。而熔化极氩弧般很少使用。而熔化极氩弧焊则多采用这种接法，由于焊则多采用这种接法，由于电子轰击作为正极的焊丝，电子轰击作为正极的焊丝，焊丝的一端温度较高，热量焊丝的一端温度较高，热量大，有利于焊丝的熔化，从大，有利于焊丝的熔化，从而提高了焊丝熔化
10、速度，提而提高了焊丝熔化速度，提高生产效率。高生产效率。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l交流交流 交流适于铝、镁等熔点低而表面易产生高熔点氧交流适于铝、镁等熔点低而表面易产生高熔点氧化膜的金属焊接。它弥补了直流正接时无化膜的金属焊接。它弥补了直流正接时无“阴极阴极雾化雾化”作用和直流反接时钨极损耗大等缺点，即作用和直流反接时钨极损耗大等缺点，即交流电半波存在交流电半波存在“阴极雾化阴极雾化”作用，使钨极损耗作用，使钨极损耗一致过大。其钨极许用电流值比直流反接要大。一致过大。其钨极许用电流值比直流反接要大。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l气体纯度及应用范围气体纯度
11、及应用范围 焊接不同材料时，对氩气的纯度有不同的要求，对化学焊接不同材料时，对氩气的纯度有不同的要求，对化学性质活泼的金属及其合金，要求纯度高，如果纯度较低性质活泼的金属及其合金，要求纯度高，如果纯度较低，则容易氧化、氮化，使焊缝变脆，破坏气密性，降低，则容易氧化、氮化，使焊缝变脆，破坏气密性，降低焊接质量。不同材料对氩气纯度的要求。焊接质量。不同材料对氩气纯度的要求。 目前，国内生产的氩气纯度，基本都能达到目前，国内生产的氩气纯度，基本都能达到99.99%,能能很好地满足各种金属材料的焊接要求。很好地满足各种金属材料的焊接要求。 ，为了某种工艺，为了某种工艺需要，也有在氩气中加入其他气体，成
12、为混合型保护气需要，也有在氩气中加入其他气体，成为混合型保护气体。如焊接不锈钢时，为了改善湿润性，减少咬边，增体。如焊接不锈钢时，为了改善湿润性，减少咬边，增加熔透率，可在氩中加入微量的氧气；为提高生产效率加熔透率，可在氩中加入微量的氧气；为提高生产效率，可在氩中加入少量氢；焊镍及镍合金时，为了减少气，可在氩中加入少量氢；焊镍及镍合金时，为了减少气孔，也可加入氢等。孔，也可加入氢等。返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l气体流量气体流量 氩弧焊的焊接接头质量与氩气保护效果有很大关系，保护不良，将增氩弧焊的焊接接头质量与氩气保护效果有很大关系，保护不良，将增加合金元素的烧损，使焊缝氧化、
13、氮化，出现气孔、夹渣，并使焊缝加合金元素的烧损，使焊缝氧化、氮化，出现气孔、夹渣，并使焊缝脆化，降低接头的强度和塑性。脆化，降低接头的强度和塑性。l气体保护效果气体保护效果 在实际生产中，常用以下的经验方法来检查氩气的保护效果。在实际生产中，常用以下的经验方法来检查氩气的保护效果。 1. 钨极末端表面颜色，若呈蓝色或灰褐色，证明保护不良。钨极末端表面颜色，若呈蓝色或灰褐色，证明保护不良。 2. 检查焊点颜色，例如采用交流电，在铝板上熔化收弧时，应呈银白检查焊点颜色，例如采用交流电，在铝板上熔化收弧时，应呈银白 色无氧化膜，保护效果较好；其亮点直径越大越好。无光亮圈，发色无氧化膜，保护效果较好；
14、其亮点直径越大越好。无光亮圈，发 暗有皱纹，则保护较差。暗有皱纹，则保护较差。 3. 检查焊缝颜色，银白检查焊缝颜色，银白,金黄金黄,则保护较好；发黑则保护较好；发黑,发灰，则保护较差。发灰，则保护较差。 4. 检查熔池颜色，焊接纯镍及镍合金时，若熔池发光亮、清晰，则保检查熔池颜色，焊接纯镍及镍合金时，若熔池发光亮、清晰，则保 护较好；熔池，若沸腾出现飞溅，则保护不良。护较好；熔池，若沸腾出现飞溅，则保护不良。返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l各种钨极的特点各种钨极的特点 a. 纯钨极纯钨极 熔点和沸点高，不容易熔化和挥发、烧损，尖端污染少，熔点和沸点高，不容易熔化和挥发、烧损，尖
15、端污染少，但电子发射较差，不利于电弧的稳定燃烧。但电子发射较差，不利于电弧的稳定燃烧。 b. 钍钨极钍钨极 电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍有一定的放射性，使用受到一定限制。钍有一定的放射性，使用受到一定限制。 c. 铈钨极铈钨极 电子逸出功低，化学稳定性高，允许的电流密度大，无放射电子逸出功低，化学稳定性高，允许的电流密度大，无放射性，是目前普遍采用的一种电极。性，是目前普遍采用的一种电极。 d. 锆钨极锆钨极 对必须防止电极污染的基体金属和特定条件下，可以选用这对必须防止电极污染的基体金属和特定条件下，可以选用这种电
16、极。这种电极的尖端易保持半球形，适于交流电源焊接。种电极。这种电极的尖端易保持半球形，适于交流电源焊接。返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l 钨极的形状应用钨极的形状应用 钨极端头的形状、夹角对电弧的稳定性、钨极的使用寿命以及焊缝形钨极端头的形状、夹角对电弧的稳定性、钨极的使用寿命以及焊缝形状都有着不同的影响。钨极端头的形状主要有尖锥形、圆弧形、圆柱状都有着不同的影响。钨极端头的形状主要有尖锥形、圆弧形、圆柱形、平底锥形等几种。如图所示形、平底锥形等几种。如图所示a. 尖锥形电极尖锥形电极 尖锥形电极适用于直流正接、小电流焊接薄板和弯边尖锥形电极适用于直流正接、小电流焊接薄板和弯边对
17、接焊缝。这种电极的电弧稳定，焊缝成形较窄，但不适于某些镍基对接焊缝。这种电极的电弧稳定，焊缝成形较窄，但不适于某些镍基合金薄板不加焊丝的平面对接接头。当钨极磨得越尖时，咬边、弧坑合金薄板不加焊丝的平面对接接头。当钨极磨得越尖时，咬边、弧坑等倾向也越加严重。等倾向也越加严重。b. 圆弧形电极圆弧形电极 圆弧形电极适用于交流电源的焊接。当直流正接时圆弧形电极适用于交流电源的焊接。当直流正接时，电弧不稳定。，电弧不稳定。c. 圆柱形电极圆柱形电极 圆柱形电极适用于焊接铝、镁合金。但直流正接方法圆柱形电极适用于焊接铝、镁合金。但直流正接方法时不可用。时不可用。d. 平底锥形电极平底锥形电极 平底锥形电
18、极适用于直流正接。电弧较集中、燃烧平底锥形电极适用于直流正接。电弧较集中、燃烧稳定、焊缝成形良好。稳定、焊缝成形良好。返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l钨极磨锥后，尖端直径应适当，太大时，电弧不稳定；钨极磨锥后，尖端直径应适当，太大时，电弧不稳定；太小时，容易熔化。一般要根据焊接电流的大小来决定太小时，容易熔化。一般要根据焊接电流的大小来决定。磨修的长度一般为钨极直径的。磨修的长度一般为钨极直径的35倍，末端的最小直径倍，末端的最小直径应为钨极直径的应为钨极直径的1/21/5。l钨极端头的夹角不同，稳弧性和使用寿命也不相同。根钨极端头的夹角不同，稳弧性和使用寿命也不相同。根据实践经
19、验，在据实践经验，在30夹角时，电弧集中、稳定，焊透性夹角时，电弧集中、稳定，焊透性好，使用寿命较长；而在好，使用寿命较长；而在90夹角时，电弧分散，焊透夹角时，电弧分散，焊透性不好，经一阶段使用后电弧不稳定，使用寿命也较短性不好，经一阶段使用后电弧不稳定，使用寿命也较短；当；当60夹角时，其优缺点介于夹角时，其优缺点介于30和和90夹角两者之夹角两者之间。间。l根据上述情况，钨极的端部一般推荐使用（圆底锥形）根据上述情况，钨极的端部一般推荐使用（圆底锥形）30夹角，适用于薄板的焊接。对于夹角，适用于薄板的焊接。对于90夹角，则宜用夹角，则宜用于厚板的焊接。于厚板的焊接。返回总目录返回总目录返
20、回本章目录返回本章目录l喷嘴的结构和形状喷嘴的结构和形状 圆柱形或稍微收敛形的喷嘴，保护效果较好，扩散形喷嘴的气体挺圆柱形或稍微收敛形的喷嘴，保护效果较好，扩散形喷嘴的气体挺度较差。度较差。l钨极伸出长度钨极伸出长度 钨极伸出越长，保护效果越差，伸出过小，影响视线，操作不方便钨极伸出越长，保护效果越差，伸出过小，影响视线，操作不方便。一般喷嘴内径为。一般喷嘴内径为8mm时，钨极伸出时，钨极伸出36mm为宜，喷嘴内径为宜，喷嘴内径为为10mm时，伸出时，伸出48mm为宜。为宜。l电弧长度电弧长度 电弧过长，保护效果差，过短不便于操作，在不影响操作的情况下电弧过长，保护效果差，过短不便于操作，在不
21、影响操作的情况下，电弧长度最好短些。，电弧长度最好短些。l喷嘴内径喷嘴内径 内径过小，氩气的流速过高，容易形成紊流。内径过大，流速过小内径过小，氩气的流速过高，容易形成紊流。内径过大，流速过小，又缺乏挺度，都会使保护变差。内径增大，应使氩气流量随之增，又缺乏挺度，都会使保护变差。内径增大，应使氩气流量随之增加。一般手工氩弧焊的喷嘴内径以加。一般手工氩弧焊的喷嘴内径以814mm为宜，自动焊以为宜，自动焊以1218mm为宜。为宜。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l喷嘴的结构和形状喷嘴的结构和形状 圆柱形或稍微收敛形的喷嘴，保护效果较好，扩散形喷嘴的气体挺圆柱形或稍微收敛形的喷嘴，保护
22、效果较好，扩散形喷嘴的气体挺度较差。度较差。l钨极伸出长度钨极伸出长度 钨极伸出越长，保护效果越差，伸出过小，影响视线，操作不方便钨极伸出越长，保护效果越差，伸出过小，影响视线，操作不方便。一般喷嘴内径为。一般喷嘴内径为8mm时，钨极伸出时，钨极伸出36mm为宜，喷嘴内径为宜，喷嘴内径为为10mm时，伸出时，伸出48mm为宜。为宜。l电弧长度电弧长度 电弧过长，保护效果差，过短不便于操作，在不影响操作的情况下电弧过长，保护效果差，过短不便于操作，在不影响操作的情况下，电弧长度最好短些。，电弧长度最好短些。l喷嘴内径喷嘴内径 内径过小，氩气的流速过高，容易形成紊流。内径过大，流速过小内径过小，氩
23、气的流速过高，容易形成紊流。内径过大，流速过小，又缺乏挺度，都会使保护变差。内径增大，应使氩气流量随之增，又缺乏挺度，都会使保护变差。内径增大，应使氩气流量随之增加。一般手工氩弧焊的喷嘴内径以加。一般手工氩弧焊的喷嘴内径以814mm为宜，自动焊以为宜，自动焊以1218mm为宜。为宜。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l一般以平焊、船形焊、角焊缝的保护较好，如图所示一般以平焊、船形焊、角焊缝的保护较好，如图所示 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l端头平焊、端头角焊等接头形式的焊缝，保护效果较差端头平焊、端头角焊等接头形式的焊缝，保护效果较差些，如图所示。些，如图所示。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录l为了提高端头平焊、端头角焊缝的保护效果，焊接时可为了提高端头平焊、端头角焊缝的保护效果，焊接时可在两侧加装保护挡板，如图所示。在两侧加装保护挡板，如图所示。 返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录
