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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。
W机械工程材料M ATERIALS FO R M ECHANICAL ENGINEERINGDOI：10.11973/jxgccI2020110142020 年11 月第 44 卷第11 期Vol. 44 No. 11 Nov. 2020钨极惰性气体保护焊电弧增材制造单焊道尺寸预测赵鹏吕彦明u，周文军2,潘宇2,白少昀2(江南大学1.机械工程学院，2.江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，无锡214122)摘要：利用钨极惰性气体(TIG)保护焊电弧增材制造平台对GH4169镍基高温合金进行正交 试验，研究了焊接电流、焊接速度、送丝速度对焊道熔宽和余高的影响；建立了 B P人工神经网络，利用遗传算法对其进行优化，得到了单焊道尺寸预测模型，并基于M ATLAB的图形用户界面模块 (GUI)创建了预测人工交互界面。
结果表明：焊道熔宽随焊接电流增加而增大，随焊接速度增加而 降低，随送丝速度增加则先增大后降低;焊道余高与送丝速度呈线性正相关，与焊接电流和焊接速度 则呈负相关；该焊道尺寸预测模型的相对误差在6%以内，能够较为准确地预测单焊道的形状与尺寸。
关键词：电弧增材制造；焊道尺寸；B P神经网络;预测模型中图分类号：TG441.3 文献标志码： A 文章编号：1000-3738(2020)11-0078-05Prediction of Single Weld Bead Size of TIG Welding ArcAdditive ManufacturingZHAO Peng1, LU Yanming12, ZHOU Wenjun2, PAN Yu2, BAI Shaoyun2(1. School of Mechanical Engineering, 2. Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology,Jiangnan University, Wuxi 214122, China)Abstract ：O rthogonal test of GH4169 nickel-based superalloy was carried out w ith the tungsten inert gas (T IG) welding arc additive m anufacturing platform. Effects of welding current, welding speed, and wire feeding speed on weld w idth and reinforcem ent were studied. BP artificial neural netw ork was established and optimized by genetic algorithm, the single weld bead shape and size prediction model was obtained, and a hum an interactive interface for size prediction was created by the graphical user interface (G U I) module of M ATLAB. The results show that the weld w idth increased w ith the welding current, decreased w ith increasing welding speed, and first increased and then decreased w ith increasing wire feeding speed. The weld bead reinforcem ent was linearly positively correlated w ith the wire feeding speed, and negatively correlated w ith welding current and welding speed. The prediction relative error of the weld bead size prediction model was w ithin 6%, which could predict the shape and size of a single weld bead m ore accurately.Key words：arc additive m anufacturing；weld bead size；BP neural netw o rk；prediction model(>引言随着我国航空航天、国防军工等产业的不断发 展，传统制造工艺已经很难满足其复杂零件的加工要 求，制造业迫切需要新的加工方法来提高制造效率，降低成本，同时保证产品的可靠性。
脉冲熔化极氩弧焊熔池自由表面波动行为的数值模拟赵朋成;梁瑛;马莎莎【摘要】研究了熔滴过渡频率为50Hz的脉冲熔化极氩弧焊接(GMAW-P)过程中熔滴冲击在熔池自由表面上引起的动态波动行为.利用波动理论建立了熔滴冲击在熔池自由袁面上形成的波动的瞬态数值模型,推导出了控制方程并给出了初始条件和边界条件,编制程序进行了数值计算,得到了熔池自由表面的位移和速度的动态变化,以及波动的平均传播速度.研究结果表明,熔池波动的最大波幅为2.3 mm,能够引起电弧对熔池热输入的极大改变.波动的持续周期为0.008 s,连续的2次熔滴冲击在熔池自由表面上引起的波动不会导致波的干涉和谐振.波的平均传播速度为1.20 m·s-1,波动能够促进熔池前部的熔化,而对尾部的焊道波纹成形无影响.实验结果与模拟结果的对比表明,熔池自由表面形成波动的持续周期和最大波幅与实测值吻合良好,而波的传播速度有少许差别.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】7页(P407-413)【关键词】脉冲熔化极氩弧焊;熔滴冲击;熔池;波动行为;数值模拟【作者】赵朋成;梁瑛;马莎莎【作者单位】青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】TG403在熔化极氩弧焊（Gas Metal Arc Welding，GMAW）的熔滴过渡形态中，射滴过渡因其飞溅少、焊丝的熔化系数高以及焊缝成形好等优点而被公认为是一种最理想的熔滴过渡形式。
但在钢的恒定电流GMAW焊接中，形成射滴过渡的电流区间很窄，而电流大小又难以调节，所以恒定电流的射滴过渡形态几乎无法实现［1］。
脉冲熔化极氩弧焊（Pulsed Gas Metal Arc Welding，GMAW－P）通过调节和控制脉冲电流的参数可在较宽电流范围内实现射滴过渡，从而可获得平稳的熔滴过渡和优良的焊接质量［2］。
焊接熔池动态特征视觉计算、建模与实时控制方法焊接熔池动态特征视觉计算、建模与实时控制方法，哇塞，这可真是个超级酷的领域呢！首先来说说视觉计算和建模这部分吧。
这可不是简单的事儿哦！要先通过高精度的视觉传感器获取焊接熔池的图像，就好像给熔池拍了张超级清晰的照片。
然后呢，对这些图像进行复杂的算法处理，提取出熔池的各种特征信息，比如形状、大小、温度分布等等。
这中间可不能有一丝马虎呀，稍有不慎可能就会导致结果不准确。
在这个过程中，要注意保持传感器的稳定性，不然图像模糊了可就麻烦啦！还要选择合适的算法，不然计算速度慢或者结果不靠谱可不行呢！再讲讲安全性和稳定性。
哎呀呀，这可是至关重要的呀！焊接过程中要是出了问题，那可不得了。
所以在整个过程中，要确保设备的正常运行，不能有故障呀。
而且要实时监控焊接的状态，一旦有异常就得赶紧采取措施，这就像是给焊接过程上了一道保险呢！同时，还要注意操作人员的安全，不能让他们处于危险之中呀，这可不是开玩笑的呢！说到应用场景和优势，那可多了去啦！在工业生产中，这种方法可以大大提高焊接的质量和效率呀。
可以用在汽车制造、航空航天等领域呢，能让焊接出来的东西更加牢固可靠。
而且它还可以实现自动化焊接，不用人工一直盯着啦，多方便呀！这就好像有了一个超级厉害的小助手，帮我们把焊接工作做得又快又好呢！让我给你举个实际案例吧。
有一次在一个大型工厂里，他们采用了这种焊接熔池动态特征视觉计算、建模与实时控制方法，哇，那效果简直太棒啦！焊接的质量明显提高了很多，而且生产效率也大幅提升了呢。
之前可能会出现一些焊接不牢固的情况，现在几乎都没有啦！这不是实实在在的好处吗？我觉得呀，焊接熔池动态特征视觉计算、建模与实时控制方法绝对是焊接领域的一次重大革命呀！它让焊接变得更加智能、高效、可靠，为我们的工业发展做出了巨大的贡献呢！这难道不是一件超级厉害的事情吗？。
GTAW熔池图像处理及熔池辨识模型研究的开题报告1. 研究背景钨极惰性气体保护焊（GTAW）是一种常用的高质量焊接工艺。
该工艺在航空、航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。
在GTAW焊接过程中，焊接熔池的稳定性和形状对焊接质量有很大的影响。
因此，熔池形状的辨识和研究是GTAW焊接工艺优化的重要环节。
目前，熔池形状的辨识主要依靠焊工的经验或人工测量。
这种方法存在测量难度大、耗时长、误差大的问题。
为了提高远程自动焊接系统的适应性和灵活性，研究开发一种基于图像处理的熔池辨识方法具有重要的意义。
2. 研究目标本研究的主要目标是开发一种基于GTAW焊接熔池图像处理的熔池辨识模型。
具体任务包括：（1）研究GTAW焊接熔池图像获取和处理方法。
（2）确定熔池形状特征参数和辨识方法。
（3）开发熔池辨识模型并验证模型的可行性和准确性。
3. 研究内容（1）图像获取和处理方法研究。
本研究主要采用高速摄像技术获取焊接过程中的熔池图像，并对图像进行预处理、分割和特征提取。
（2）熔池形状特征参数和辨识方法确定。
根据熔池图像特征，设计合适的特征参数，利用图像处理和机器学习方法，确定熔池形状辨识方法。
（3）熔池辨识模型开发及验证。
根据熔池形状特征和辨识方法设计熔池辨识模型，并通过实验验证模型的可行性和准确性。
4. 研究意义（1）提高焊接质量：通过熔池形状的准确测量，可以对焊接过程进行实时监测和控制，提高焊接质量和稳定性。
（2）提高焊接效率：自动熔池辨识技术使得焊接过程可以自动化，提高生产效率和工作效率。
（3）推广应用：熔池辨识技术在航空、航天、汽车、电子等领域具有广泛应用。
本研究的成果可以为相关领域的生产和研究提供技术支持。
5. 研究设计（1）图像获取方法的研究。
采用高速摄像技术获取焊接熔池图像，并进行图像预处理，包括噪音滤波，图像增强等。
（2）熔池形状特征参数的确定。
通过熔池图像的特征提取，确定熔池形状的特征参数。
采用主成分分析（PCA）和支持向量机（SVM）等机器学习算法对特征参数进行分类和识别。
第六章钨极惰性气体保护焊一、教学目的：掌握TIG焊的原理、特点及应用掌握直流TIG焊、交流TIG焊的特点及应用了解TIG焊的组成及设备理解TIG焊焊接工艺参数的选择掌握TIG焊的操作技术了解其他的TIG方法二、教学重点：TIG焊的原理、特点及应用直流TIG焊、交流TIG焊的特点及应用TIG焊的操作技术三、教学难点：直流TIG焊、交流TIG焊时的优缺点及应用TIG焊焊接工艺参数的选择四、参考学时数：12学时，其中实训6课时五、主要教学内容：第一节 TIG焊的特点及应用一、TIG焊的原理TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝，形成焊缝的焊接方法。
TIG焊一般采用氩气作保护气体，称为钨极氩弧焊。
二、TIG焊的特点TIG焊与其他焊接方法相比有如下特点：（1）可焊金属多几乎可以焊接所有的金属。
（2）适应能力强钨极电弧稳定，飞溅小，热输入容易调节，可进行各种位置的焊接。
（3）焊接生产率低钨极承载电流能力较差，为了避免发生夹钨现象，一般TIG焊使用的电流比较小。
（4）生产成本较高惰性气体价格比较昂贵，因此生产成本高。
三、TIG焊的应用TIG焊几乎可以焊接所有的金属，特别适合焊接化学性质活泼的金属及其合金。
表6-1 TIG焊的应用范围第二节TIG焊的电流种类和极性一、直流TIG焊1、直流正极性法直流正极性法焊接时，焊件接电源正极，钨极接电源负极。
直流正极性有如下特点：1）熔池深而窄，焊接生产率高，焊件的收缩应力和变形都小。
2）钨极许用电流大，寿命长。
3）电弧引燃容易，燃烧稳定。
直流正极性可以焊接除铝、镁及其合金以外的其他金属。
2、直流反极性法直流反极性时焊件接电源负极，钨极接正极。
直流反极性TIG焊具有很好的阴极破碎作用，对铝、镁等易氧化形成致密氧化膜的金属来说，使焊缝表面光亮美观，成形良好。
单钨极处在阴极时容易造成阴极过热，钨极损耗严重，而且容易给焊缝带来夹钨，焊件上得到的能量较少，因此焊缝熔深浅。
