module-4 钨极惰性气体保护焊

气体保护焊是利用外加气体作为保护介质的一种电弧焊方法，其优点是电弧和熔池可见性好，操作方便：没有熔渣或很少熔渣，勿需焊后清渣，适应于各种位置的焊接。

但在室外作业时需采取专门的防风措施。

根据保护气体的活性程度，气体保护焊可以分为惰性气体保护焊和活性气体保护焊。

钨极氩气保护焊是典型的惰性气体保护焊，它是在氩气（Ar）的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）的一种焊接方法，通常我们一般用英文简称TIG（Tungsten Inert Gas Welding）焊表示。

钨极氩弧焊原理、分类及特点1、原理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，其方法构成如图1所示。

焊接时氩气从焊枪的喷咀中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，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。

焊接过程根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。

图1 钨极惰性气体保护焊示意图1-喷嘴 2-钨极 3-电弧 4-焊缝5-工件 6-熔池 7-填充焊丝 8-惰性气体2、分类这种焊接方法根据不同的分类方式大致有如下几种：上述几组钨极氩弧焊方法中手工操作应用最为广泛。

3、特点这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有如下优缺点：1）氩气具有极好的保护作用，能有效地隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中熔池的治金反应简单易控制，因此为获得高质量的焊缝提供了良好的条件。

2）钨极电弧非常稳定，即使在很小的电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适合于薄板材料焊接。

3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整，所以这种焊接方法可进行全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。

4）由于填充焊丝不通过电流，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。

5）交流氩弧在焊接过程中能够自动清除工件表面的氧化碳作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及其合金。

钨极惰性气体保护焊（TIG）一TIG焊的特点及应用•几个概念：钨极惰性气体保护电弧焊（tungsten inert-gas arc welding）使用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作为电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG 焊。

•背景：1930s，航空工业提出有色金属的焊接要求，而MMA和SAW不能很好地解决这个问题，为适应有色金属的焊接，钨极氩弧焊应运而生。

１、TIG焊的原理（如图）２、TIG焊的特点优点：（1）几乎可以焊接所有的金属或合金（2）焊接质量好（焊缝纯净、成形好、热影响区小）（3）适于薄板及打底／全位置焊（4）无飞溅缺点：焊接效率低、成本高；对焊前清理要求严格；需要特殊的引弧措施；紫外线强烈、臭氧浓度高；抗风能力差。

焊接过程动画３、TIG焊的应用材料：多用于有色金属及其合金厚度：多用于薄件（从生产效率考虑，以3mm 以下为宜）二TIG 焊的电流种类和极性１、直流TIG焊正接与反接焊接效果图实际很少采用电极载流能力弱、熔深小、钨极烧损严重、引弧困难有阴极清理作用反接(DCEP)用于大多数的焊接场合（除Al 、Mg 外）没有阴极理作用电极载流能力强、熔深大、钨极烧损少、引弧容易正接(DCEN)应用缺点优点极性钨极电流承载能力及阴极清理作用（阴极雾化作用）的机理反接（左），在电场作用下正离子高速撞击工件（氧化膜），使氧化膜破碎、分解而被清理掉。

正接右图，电子向工件运动，不能击碎氧化膜，没有清理作用。

但此时大量电子从钨极上发射，对钨极产生冷却作用，所以钨极烧损少、电流承载能力大。

大量电子从工件向钨极运动，把大量能量交给钨极，导致其温度升高而烧损。

（电流承载能力只有正接的1/10。

）２、交流TIG焊t应用：用于焊接铝、镁、铝青铜等合金（表面易氧化、氧化膜致密）。

正半周电极烧损降低，负半周获得阴极清理作用／熔深和钨极的电流承载能力介于DCEN 与DCEP 之间（左图）。

DCEN AC三TIG焊设备１、分类及组成组成：电源控制系统引／稳弧装置焊枪供气系统（水冷系统）(自动焊设备还应包括焊接小车和送丝装置)１）焊接电源直流电源、交流电源、交直流电源均采用陡降或垂直下降外特性。

钨极惰性气体保护焊（TIG）实训报告一、实训目的为了提高实际操作的能力，掌握钨极氩弧焊的基本操作技能，能根据材料的结构特点及焊缝形状尺寸，正确选择焊接材料和焊接工艺参数，使我们在掌握书本知识的同时注意实践技能的培养，更好地提升自身的实践能力。

二、钨极氩弧焊(TIG)工作原理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，焊接过程如图1所示。

焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，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。

焊接过程根据工件的具体要求可以或者不加填充焊丝。

图1 钨极氩弧焊1-喷嘴 2-钨极 3-电弧4焊缝 5-工件 6-熔池 7-填充焊丝 8-惰性气体三、钨极氩弧焊(TIG)的优缺点1、氩气具有极好的保护作用，能有效地隔绝周围空气；它本身既不与金属发生化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中熔池的冶金反应简单且容易控制，因此为获得高质量的焊缝提供了良好条件。

2、钨极氩弧焊非常稳定，即使在很小的电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适合于薄板材料焊接。

3、热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整，所以这种焊接方法可进行全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。

4、由于填充焊丝不通过电流，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。

5、交流氩弧焊具有在焊接过程中能够自动清除工件表面氧化膜的作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及其合金。

6、钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。

因此，熔敷速度小，熔深浅、生产率低。

7、采用的氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机又较复杂，和其它焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊）比较，生产成本较高。

8、氩弧受周围气流影响较大，不适宜室外工作。

综上所述，钨极氩弧焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，通常多用于焊接铝、镁、钛、铜等有色金属，以及不锈钢、耐热钢等。

钨极惰性气体保护焊工艺规程（内部技术标准）JLJ.J-01/A013-2003晋铝建设公司2003年3月钨极惰性气体保护焊工艺规程1 2 3 4 5 6 7 8引言 (2)接头设计与坡口加工 (2)材料 (5)主要焊接工艺参数选择原则 (8)焊工和焊接人员的职责 (10)焊工培训和焊工考试 (11)质量检验 (12)安全防护 (12)1引言氩弧焊（钨极惰性气体保护焊）是以氩气作为保护气体的一种电弧焊接方法，电弧发生在电极与焊件之间，在电弧周围通以氩气，形成连续封闭气流，保护电弧和熔池不受空气的侵害。

而氩气是惰性气体，即使在高温之下，氩气也不与金属发生作用，且不溶解于液态金属，因此焊接质量较高。

这种方法可用手工操作，也可通过机械自动操作。

根据接头型式和板厚不同，可添加填充丝或不添加填充丝。

可用其他熔焊方法焊接的大部分金属，都可用氩弧气体保护焊工艺方法进行焊接。

本工艺方法内容包括接头设计与坡口加工，材料，焊接工艺，焊工与焊接技术人员的职责，质量检查，安全防护等。

2 2.1接头设计与坡口加工接头设计在设计接头时，首先要考虑接头的开口应能允许电弧、纯净的保护气体与填充金属能达到接头底部，以保证良好的可达性。

影响接头设计的因素有母材的化学成分，母材的厚度，要求达到的焊缝熔深以及被焊金属的特性（如表面张力，流动性，熔点等）。

有五种基本的接头型式（见图1）适用于各种金属，当有特殊要求时，允许采用合理的接头型式。

a.坡口设计的一般原则如下：厚度不大于 3㎜的碳钢、低合金钢、不锈钢，铝的对接接头及厚度不大于 2.5mm 的高镍合金一般不开坡口。

b.c.厚度在 3~12mm 的上述材料，可开 U 型或 J 型坡口。

厚度大于 12mm 的上述材料，采用双面 U 型或 X 型坡口更好。

d. V 型接头的坡口角度，碳钢、低合金钢与不锈钢约 60 ，高镍合金钢为 80 ，当用交流电流焊接铝 时，通常为 90 ，对大多数金属的典型接头尺寸如图 2 所示。

钨极惰性气体保护焊(TIG焊)钨极惰性气体保护焊是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(如果使用填充焊丝)的一种焊接方法。

焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而可获得优质的焊缝。

保护气体主要采用氩气。

TIG焊可用于几乎所有金属及其合金的焊接，可获得高质量的焊缝。

但由于其成本较高，生产率低，多用于焊接铝、镁、钛、铜等非铁金属及合金，以及不锈钢、耐热钢等材料。

钨极氩弧焊具有下列优点：(1)氩气能有效地隔绝周围空气；它本身又不溶于金属，不和金属反应，钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用，因此，可成功地焊接易化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。

(2)小电流条件下的钨极氩弧焊，适用于薄板及超薄板材料焊接。

(3)热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。

TIG焊容易控制焊缝成形，容易实现单面焊双面成形，主要用于薄件焊接或厚件的打底焊。

脉冲TIG焊特别适宜于焊接薄板和全位置管道对接焊。

但是，由于钨极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，TIG焊一般只用于焊接厚度在6mm以下的工件。

钨极惰性气体保护焊分为手工焊、半自动焊和自动焊三类。

手工钨极氩弧焊时，焊枪的运动和添加填充焊丝完全靠手工操作；半自动钨极氩弧焊时，焊枪运动靠手工操作，但填充焊丝则由送丝机构自动送进；自动钨极氩弧焊时，如工件固定电弧运动，则焊枪安装在焊接小车上，小车的行走和填充焊丝的送进均由机械完成。

在自动钨极氩弧焊中，填充焊丝可以用冷丝或热丝的方式添加。

热丝是指填充焊丝经预热后再添加到熔池中去，这样可大大提高熔敷速度。

某些场合，例如薄板焊接或打底焊道，有时不必添加填充焊丝。

上述三种焊接方法中，手工钨极氩弧焊应用最广泛，半自动钨极氩弧焊则很少应用。

氩弧焊钨极惰性气体保护焊是使用钨极或活化钨作为非熔化极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法。

钨极惰性气体保护焊又称TIG焊。

一、TIG工作原理钨极被夹持在电极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。

在伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加热。

与此同时，惰性气体进入腔体，从钨极的周围通过喷嘴喷向焊接区，以保护钨极、电弧及熔池使其免受大气的侵害。

当焊接薄板时，一般不需要添加焊丝，可以利用焊件被焊部位自身熔化形成焊缝。

当焊接厚板或带有坡口的焊件时，可以从电弧的前方把填充金属以手动或自动的方式，按一定的速度向电弧中送进。

填充金属熔化后进入熔池，与母材熔化金属一起冷却凝固形成焊缝。

二、焊接电源TIG 焊焊接电源分直流电源和交流电源。

1、直流电源直流TIG焊时，电流不发生极性变化，但电极接正还是接负，对电弧的性质及母材的熔化有很大影响。

(1)直流反接当焊件接在直流电源的负端，而钨极接在直流电源的正端时，称为直流反接。

直流反接时电弧对母材表面的氧化膜有“阴极清理”作用，这种作用也被称为“阴极破碎”或“阴极雾化”作用。

(2)直流正接当钨极接在直流电源的负端，而工件接在直流电源的正端时，称为直流正接。

2、交流电源在生产时，焊接铝、镁及其合金时一般采用交流电源。

采用交流电源的原因是：t正半波：W(－),工件（+）阴极发热量小，许用电流大，热量损失小，利于电子发射，弧柱导电性好，电流大，电压低负半波：W(+),工件(－) 工件散热快，不利于电子热发射，引弧困难，电弧不稳定，电流小，电压低，可见两个半周波形不对称三、TIG焊设备1、钨极对钨极的要求：①引弧及稳弧性能好；②耐高温，不易损耗；③电弧容量大。

在焊接过程中钨极很容易烧损。

2、焊枪焊枪的作用是夹持钨极、传导焊接电流和输送并喷出保护气体。

对焊枪的要求：①夹持电极可靠，导热性好；②保护气体流出时保护可靠，减小气体紊乱程度；③具有良好的冷却性；④可达性好，便于操作；⑤结构简单，重量轻，耐用维修方便。