06钨极惰性气体保护焊

钨极氩弧焊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。

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)位置：多用于打底（单面焊双面成形），薄件及管-管、管-板，也用于填充和盖面焊接材料（1)钢类焊丝可用的焊丝包括：实芯焊丝药芯焊丝(2）有色金属焊丝工艺参数焊丝直径、钨极直径、焊接电流、焊接电压、气体流量、（填丝速度)、（焊接速度)等。

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。

陡降外特性的电源与普通电弧焊的并无多大差别，原则上可以通用。

直流正接优点电极载流能力强、熔深大、钨极烧损少、引弧容易反接没有阴极清理作用应用用于大多数的焊接场合（除Al、Mg外)交流正弦波交流:设备简单，但电弧稳定性差（要有特别稳弧措施）、有直流分量（要有特别措施消除）。

变脉宽方波交流:设备复杂，但电流参数灵活、电弧稳定、钨极烧损少，比正弦波交流有优势。

变极性方波交流：特点与变脉宽方波交流相同，但更好（因负半周电流大小对阴极清理作用影响更大）应用:用于焊接铝、镁、铝青铜等合金（表面易氧化、氧化膜致密）焊接设备电源控制系统引／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）焊接技术：1、选材：对结构钢，按等强原则选择焊接材料，对不锈钢、铝及铝合金等则主要考虑化学成分. ①焊丝的化学成分应与母材的性能相匹配，严格控制其化学成分、纯度和质量.主要化学成分应比母材稍高，以弥补高温的烧损.②TIG 焊使用钢焊丝时应尽量选专用焊丝,以减少主要化学成分的变化，保证焊缝一定的力学性能和熔池液态金属的流动性，获得良好的焊缝成型,避免产生裂纹等缺陷。

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焊的原理及特点及焊接材料定义：使用钨极或者活化钨极作为电极的非熔化极惰性气体保护焊方法（TIG）(Tungsten Inert Gas)。

一、TIG焊的基本原理及分类1.TIG焊的工作原理利用钨极与焊件之间的电弧热，在惰性气体的保护下，熔化焊丝及焊件形成熔池，凝固后形成焊缝。

2.TIG焊的分类分为手工IG焊和自动IG焊。

二、TIG焊的特点及应用特点：（1）焊接质量好；（2）适应性强（电弧稳定、不飞溅、热源焊丝分别控制、全位置焊接、机械化自动化）；（3）可焊金属多（惰性、阴极雾化）；（4）生产效率低（钨极限制，电流小、熔深浅、熔敷速度小）；（5）成本高。

应用：可用于焊接各种金属，尤其是活泼金属的焊接；在各个领域都有应用；能适应厚、薄件、超薄件（0.1mm）的焊接及全位置焊接；适合6mm以下，6mm以上用于打底焊。

薄件：不开坡口，不填丝，可采用脉冲焊；厚件：填充焊丝，开坡口，热丝焊。

三、TIG焊的焊接材料1.TIG焊的钨极和焊丝（1）电极材料TIG焊电极的作用是导通电流、引燃电弧并维持电弧稳定燃烧。

要求：1）由于焊接过程中要求电极不熔化，因此电极必须具有高的熔点，钨的熔点为3380°C以上，可满足要求。

损耗：正常：氧化、蒸发。

异常：短路时，特别是与熔池短路时。

2）电流容量大：即一定直径的钨极允许通过的最大电流。

允许通过的电流是有限的，过大则钨极熔化。

形成熔球，电弧漂移。

3）引弧及稳弧性能好，还要求电极具有较低的逸出功、较大的许用电流、较小的引燃电压。

纯钨（W）: 直流焊时引弧相对较差, 易形成光滑的球端，电流负载能力低、寿命短钍钨（WTh）: 引弧非常容易, 更高的负载能力，但稍带放射性铈钨（Wce）: 性能优于钍钨，无放射性，寿命长，载流能力大（高5～8%）；阴极电位低、电弧稳定。

镧 钨（WL ）: 比钍钨或铈钨有更长的使用寿命， 但引弧性能不好。

电极的颜色：钍钨极-红色，铈钨极-灰色，纯钨极-绿色 常用直径：0.5mm 、1.0mm 、1.6mm 、2.0mm 、2.5mm 、3.2mm 、4.0mm 、5.0mm牌号：W Ce —20（2）焊丝采用TIG 焊焊接厚板时，需要开V 形坡口，并添加必要的填充金属。

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。

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。