1、第五章一、手工钨极氩弧焊的工作原理图5-1手工钨极氩弧焊操作示意图1喷嘴2钨极3电弧4焊缝5焊件6熔池7填充焊丝8惰性气体第一节手工钨极氩弧焊概述二、手工钨极氩弧焊的工艺特点1)除了能够焊接熔点非常低的铅、锡以外的绝大多数金属，还特别适于化学活泼性非常强的铝、镁及其合金的焊接。2)焊接过程无飞溅，焊后焊缝表面不用清渣。3)能够进行全位置焊接，焊接过程中可以填加焊丝，也可以不填加焊丝。4)在薄板焊接时，利用脉冲焊接设备，减少焊接热输入，有利于减小焊接应力、焊接变形和改善焊接接头的力学性能。5)焊接过程是明弧，便于观察电弧和焊缝熔池。6)焊接过程填加焊丝，不受焊接电流的影响。1)焊接速度低，熔敷率
2、小。2)焊接时需要采取防风措施，保护焊接电弧及电弧周围的氩气保护罩不被风破坏，所以，在室外焊接受到限制。3)氩气价格比较贵，焊接生产成本比焊条电弧焊高。4)焊缝金属易受钨的污染，钨夹渣将降低焊缝的力学性能。三、手工钨极氩弧焊的应用范围表5-1手工钨极氩弧焊焊接电源的种类和应用三、手工钨极氩弧焊的应用范围表5-1手工钨极氩弧焊焊接电源的种类和应用一、手工钨极氩弧焊机的分类及组成1.手工钨极氩弧焊机的分类2.手工钨极氩弧焊机的组成第二节手工氩弧焊机2.手工钨极氩弧焊机的组成(1)手工钨极氩弧焊机的电源1)交流手工钨极氩弧焊机有较好的热效率，能提高钨极的载流能力，适用与焊接厚度较大的铝及合金、镁及镁
3、合金。2)直流手工钨极氩弧焊机，主要采用直流正接法(焊件接焊机正极)，用于不锈钢、耐热钢、钛及其合金、铜及其合金等金属的焊接。2.手工钨极氩弧焊机的组成表5-2常用的交流手工钨极氩弧焊机型号及技术参数2.手工钨极氩弧焊机的组成表5-2常用的交流手工钨极氩弧焊机型号及技术参数2.手工钨极氩弧焊机的组成表5-3常用的直流手工钨极氩弧焊机的型号及技术参数2.手工钨极氩弧焊机的组成表5-3常用的直流手工钨极氩弧焊机的型号及技术参数2.手工钨极氩弧焊机的组成3)交流方波/直流两用手工钨极氩弧焊机，主要由ZXE5交直流弧焊整流器、WSE5氩弧焊机控制箱、JSW系列水冷焊枪和遥控盒等组成。交流方波自稳弧性能
4、好，焊接电弧弹性好，穿透力强。2.手工钨极氩弧焊机的组成表5-4交流方波/直流两用手工钨极氩弧焊机的型号及技术参数2.手工钨极氩弧焊机的组成交流焊时，一旦高频引弧后，焊接电弧稳定，不再需要高频稳弧。交流方波正负半周的宽度可以调节(SP%值)，可以获得铝及铝合金的最佳焊接参数。控制电路设有固定电流上升时间和可调的电流衰减自动装置。可对电网电压波动进行自动补偿，以确保焊接质量可以一机四用(交流方波氩弧焊、直流氩弧焊、交流方波焊条电弧焊、直流焊条电弧焊)。(2)手工钨极氩弧焊机的控制系统主要由电源开关、电磁气阀、继电保护、引弧和稳弧装置和指示仪表等组成。1)焊前提前1.54s输送保护气体，以驱赶输气
5、管内及焊接区内的空气。2.手工钨极氩弧焊机的组成2)焊后延迟515s停气，保护尚未冷却的焊接熔池和钨极。3)自动接通和切断引弧和稳弧电路。4)控制焊接电源的接通与断路。5)焊接过程结束前，焊接电流自动衰减，以消除火口裂纹和防止弧坑开裂，对于环焊缝焊接和热裂纹敏感的材料，焊接电流自动衰减尤为重要。图5-2PQ1150型水冷式焊枪结构1钨极2陶瓷喷嘴3密封环4扎头套管5电极扎头6枪体7绝缘帽8进气管9冷却水管2.手工钨极氩弧焊机的组成图5-3手工钨极氩弧焊机的供气系统1高压气瓶2减压阀3流量计4电磁气阀2.手工钨极氩弧焊机的组成(3)手工钨极氩弧焊机的焊枪手工钨极氩弧焊焊枪是用来夹持钨极、传导焊接
6、电流和输送保护气体的。1)为获得可靠的保护，由焊枪流出的保护气体，应具有良好的流动状态和一定的挺度。2)焊枪能够保持充分的冷却，长时间在焊接电弧高温烘烤下工作。3)焊枪具有良好的导电性能。4)钨极与喷嘴之间的绝缘好。5)结构紧凑、重量轻，使用灵活，装拆维修方便。(4)手工钨极氩弧焊机的供气系统供气系统由高压气瓶、气体减压阀、浮子流量计和电磁阀组成，如图5-3所示。(5)手工钨极氩弧焊机的水冷系统焊接电流大于100A以上时，焊枪采用水冷方式，用水冷却焊枪和钨极。二、手工钨极氩弧焊机的型号及技术参数1.手工钨极氩弧焊机的型号2.国产手工钨极氩弧焊机的型号1.手工钨极氩弧焊机的型号表5-5钨极氩弧焊
7、机的型号与代表符号一、焊接电源种类及极性图5-4电流种类与焊缝形状a)直流正接b)交流c)直流反接第三节手工钨极氩弧焊的焊接参数一、焊接电源种类及极性图5-5钨极氩弧焊的电源极性a)直流正接b)直流反接三、钨极直径和形状表5-6常用钨极端头形状与电弧稳定性的关系八、焊接速度图5-6焊接速度对气体的保护效果a)正常焊接速度b)焊接速度过大c)焊接速度过高一、手工钨极氩弧焊的引弧1.接触短路引弧2.高频高压引弧3.高压脉冲引弧第四节手工钨极氩弧焊的操作技术五、手工钨极氩弧焊的填丝操作1.填丝的基本操作技术2.填丝操作注意事项1.填丝的基本操作技术(1)连续填丝连续填丝对保护层的扰动较少，但是，操作
8、技术较难掌握，连续填丝时，用左手的姆指、食指、中指配合动作送丝，一般焊丝比较平直，无名指和小指夹住焊丝，控制送丝的方向，手工钨极氩弧焊的填丝操作如图5-7a所示。(2)断续填丝断续填丝又称为点滴送丝。图5-7手工钨极氩弧焊的填丝操作a)连续填丝操作b)断续填丝操作1.填丝的基本操作技术(3)焊丝紧贴坡口与钝边同时熔化填丝焊前将焊丝弯成弧形，紧贴坡口间隙，而且焊丝的直径要大于坡口间隙。2.填丝操作注意事项图5-8填丝的正确位置a)正确b)不正确1)填丝时，焊丝与焊件表面成15夹角，焊丝准确地从熔池前沿送进，熔滴滴入熔池后，迅速撤出，焊丝端头始终处在氩气保护区内，如此反复进行。2.填丝操作注意事项
9、2)填丝时，仔细地观察坡口两侧熔化后再行填丝，以免出现熔合不良缺陷。3)填丝时，速度要均匀，快慢要适当，过快，焊缝余高大；过慢，焊缝出现下凹和咬边缺陷。4)坡口间隙大于焊丝直径时，焊丝应与焊接电弧作同步横向摆动，而且送丝速度与焊接速度要同步。5)填丝时，不应把焊丝直接放在电弧下面，不要让熔滴向熔池“滴渡”。6)填丝操作过程中，因发生焊丝与钨极相碰而产生短路时，这时会造成焊缝污染和夹钨，此时应该立即停止焊接，将污染的焊缝打磨见金属光泽为止，同时还要重新进行打磨钨极端部形状。六、手工钨极氩弧焊的焊枪移动1.焊枪的直线形移动2.焊枪的横向摆动1.焊枪的直线形移动(1)直线形匀速移动适合焊接不锈钢、耐
10、热钢、高温合金薄焊件的焊接。(2)直线形断续移动焊接过程中，焊枪应停留一段时间：当坡口根部熔透后，再加入焊丝熔滴，然后，再沿着焊缝纵向作断断续续的直线形移动。(3)直线形往复移动焊接电弧在焊件的某一点加热时，焊枪直线形移动过来，坡口根部与焊丝都熔化后，焊枪和焊丝再移动过去，在焊缝不断向前伸长的过程中，焊枪和焊丝围绕着熔池不断地作往复移动。2.焊枪的横向摆动(1)圆弧“之”字形摆动适用于大的“丁”字形角焊缝、厚板搭接的角焊缝、V形及X形坡口的对接焊或特殊要求加宽焊缝的焊接。图5-9焊枪横向摆动形式a)圆弧“之”字形摆动b)圆弧“之”字形侧移摆动c)“r”形摆动2.焊枪的横向摆动图5-10不齐平的
11、角接焊、端接焊的接头形式a)不齐平的角接焊b)端接焊(2)圆弧“之”字形侧移摆动适用于不齐平的角接焊、端接焊。(3)“r”形摆动适用于厚度相差悬殊的平面对接焊。七、手工钨极氩弧焊的焊接操作手法1.左焊法2.右焊法七、手工钨极氩弧焊的焊接操作手法图5-11焊接操作手法a)左焊法b)右焊法1.左焊法(1)优点焊接过程中，焊工视野不受阻碍，便于观察和控制熔池的情况。(2)缺点焊多层焊、大焊件时，热量利用率低，影响提高焊接熔敷效率。2.右焊法(1)优点焊接过程中，焊枪从左向右移动，焊接电弧指向已焊完的部分，使熔池冷却缓慢，有利于改善焊缝组织，减少气孔、夹渣等缺陷。(2)缺点由于焊丝在熔池的后方，焊工观
12、察熔池方向不如左焊法清楚，控制焊缝熔池温度比较困难。第五节手工钨极氩弧焊技能训练实例1.?51mm4mm低碳钢管对接水平转动焊的特点2.焊前准备3.焊前装配定位4.焊接操作5.焊缝清理6.焊接质量检验1.厚5mm低碳钢板水平对接手工钨极氩弧焊的特点2.焊前准备3.焊前装配定位4.焊接操作5.焊缝清理6.焊接质量检验2.焊前准备(1)焊机WS300型直流手工钨极氩弧焊机1台，直流正接。(2)焊丝ER491焊丝，?2.5mm。(3)钨极WCe5(铈钨)，?2.5mm。(4)氩气纯度(体积分数)99.99%。(5)焊件焊件材料为Q235低碳钢管，其规格尺寸(直径壁厚长度)为：?51mm4mm100m
13、m共两个，焊件装配及焊缝层次如图5-12所示。图5-12焊件装配及焊缝层次a)焊件装配b)焊缝层次2.焊前准备(6)辅助工具及量具角向打磨机、焊条保温筒、敲渣锤、钢直尺、钢丝刷、台虎钳、焊缝万能量规、样冲和划针等。3.焊前装配定位(1)焊前清理在焊件坡口处及坡口边缘各20mm范围内，用角向打磨机打磨直至见金属光泽为止，并清除油、污、锈、垢，焊丝也要进行同样处理。(2)焊件装配将打磨完的焊件进行装配，?51mm4mm低碳钢管对接水平转动焊的装配尺寸见表5-7。3.焊前装配定位表5-7?51mm4mm低碳钢管对接水平转动焊的装配尺寸(单位：mm)3.焊前装配定位(3)定位焊清理完的焊件，焊前要进行
14、定位焊，定位焊缝有3条，3条定位焊缝之间各相距120，其焊缝长为58mm，定位焊缝厚度为34mm，其焊缝质量与正式焊缝同样要求。4.焊接操作(1)打底层焊焊接时，焊接电弧热量应较多的集中在坡口的根部，并保持合适焊枪与焊丝的夹角，避免在焊缝背面形成焊瘤。4.焊接操作表5-8?51mm4mm低碳钢管对接水平转动焊的焊接参数4.焊接操作图5-13?51mm3mm低碳钢管对接水平转动焊焊枪与焊丝的角度4.焊接操作(2)盖面层焊盖面层焊接参数见表5-8。2.焊前准备(1)焊机WS300型直流手工钨极氩弧焊机1台，直流正接。(2)焊丝ER491焊丝，?2.5mm。(3)钨极WCe5铈钨极，?2.5mm。(
15、4)氩气纯度(体积分数)为99.99%。(5)焊件焊件材料为Q235低碳钢板，其规格尺寸(长宽厚)为：300mm100mm5mm共两块，钝边为0.5mm，焊件装配及焊缝层次如图5-14所示。图5-14焊件装配及焊缝层次a)焊件装配b)焊缝层次2.焊前准备(6)辅助工具及量具角向打磨机、焊条保温筒、敲渣锤、钢直尺、钢丝刷、台虎钳、焊缝万能量规、样冲和划针等。3.焊前装配定位(1)焊前清理(2)焊件装配将打磨完的焊件进行装配，厚5mm低碳钢板对接平焊的装配尺寸见表5-9。3.焊前装配定位表5-9厚5mm低碳钢板对接平焊的装配尺寸3.焊前装配定位(3)定位焊清理完的焊件，焊前要进行定位焊，定位焊缝有
16、2条，其焊缝长为58mm，定位焊缝厚度为34mm，始焊端为2mm，终焊端为3mm，预留反变形34。3.焊前装配定位表5-10厚5mm低碳钢板对接平焊的焊接参数4.焊接操作(1)打底层焊焊接时，焊接电弧热量应较多的集中在坡口根部，并保持合适的焊枪与焊丝的夹角，避免在焊缝背面形成焊瘤。图5-15厚5mm低碳钢板对接平焊的焊枪与焊丝角度4.焊接操作(2)盖面层焊盖面层的焊接参数见表5-10。6.焊接质量检验(1)焊缝外形尺寸焊缝余高为03mm，焊缝余高差2mm，焊缝宽度比坡口每侧增宽0.52.5mm，宽度差3mm。(2)焊缝表面缺陷咬边深度0.5mm，焊缝两侧咬边总长度不得超过15mm。(3)焊缝内
17、部质量焊缝经JB/T 4730.22005特种设备无损检测第2部分射线检测标准检测，射线透照质量不低于AB级，焊缝缺陷等级不低于级为合格。一、防止弧光辐射1)氩弧焊时，弧光中的紫外线强度比焊条电弧焊大530倍，而且电弧光很强，焊接过程中为了防止弧光和紫外线对焊工眼睛的辐射伤害，通常采用9号黑玻璃作为防护镜片保护眼睛，并且，随着焊接电流的增减，随时增减黑玻璃保护镜片的号数。2)焊接过程中，为了防止弧光和紫外线对焊工皮肤的辐射伤害，焊工要穿戴好工作服，戴手套和面罩工作。3)工作现场焊工同时焊接的人数较多时，为了防止弧光对在场焊工眼睛的伤害，每个焊工的工作地点都要用挡板隔开，以免影响其他焊工的工作。
18、第六节手工钨极氩弧焊的安全操作规程二、人体安全防护1.高频电磁场2.放射线3.金属灰尘与有害气体1.高频电磁场1)氩弧焊过程中，使用高频振荡器时，将产生250Hz、3000V的高压，高频电磁场强度在60110V/m之间，超过国家卫生标准(20V/m)数倍，如果频繁引弧或把高频振荡器作为稳弧装置使用，这对焊工的人体健康会产生影响。2)氩弧焊时，可使用高压脉冲发生器来取代高频振荡器。3)氩弧焊时，为了防止高频电对人体的影响，可采用高频屏蔽焊枪焊接。4)氩弧焊时，在能满足引弧和稳弧的前提下，尽量降低高频振荡器的振荡频率。2.放射线1)用铈钨极代替钍钨极，焊接过程中将没有放射线。2)使用钍钨极时，焊接
19、过程焊工要戴口罩，工作现场要通风良好。3.金属灰尘与有害气体1)焊接现场通风要良好。2)自动焊时，在接机头(焊头)外面安装吸尘罩。3)焊工个人要戴通风口罩、送风面罩或过滤臭氧口罩。三、燃烧和爆炸1)焊接镁及其合金时，现场不要堆放未经处理的、或涂过油的镁合金细碎废料，以免在焊接过程中遇火燃烧爆炸。2)氩气瓶是高压容器，满气时压力为15MPa，应距火源、热源远一些，并用链子将其固定好，防止在使用时瓶体突然倒地发生意外。1.手工钨极氩弧焊工艺特点有哪些?2.手工钨极氩弧焊的焊接参数有哪些?3.手工钨极氩弧焊机由哪些部分组成?4.手工钨极氩弧焊机是如何分类的?5.手工钨极氩弧焊机有哪些型号?6.手工钨极氩弧焊如何进行引弧的?7.手工钨极氩弧焊如何进行焊接接头?8.手工钨极氩弧焊如何进行焊接收弧?9.手工钨极氩弧焊焊枪运行方式有哪几种?
