第4章 钨极氩弧焊
- 格式:ppt
- 大小:7.58 MB
- 文档页数:48
钨极氩弧焊的技术特点及应⽤钨极氩弧焊的技术特点及应⽤⼀、钨极氩弧焊的⼯作原理钨极氩弧焊是利⽤惰性⽓体(氩⽓)保护的⼀种电弧焊焊接⽅法。
从喷嘴中喷出的氩⽓在焊接中造成⼀个厚⽽密的⽓体保护层隔绝空⽓,在氩⽓层流的包围中,电弧在钨极与⼯件之间燃烧,利⽤电弧产⽣的热量,熔化被焊处,并填充焊丝,把两块分离的⾦属连接在⼀起,从⽽获得牢固的焊接接头。
⼆、钨极氩弧焊的特点钨极氩弧焊与⼿⼯焊条电弧焊相⽐主要有以下特点:l、氩⽓是惰性⽓体,⾼温下不分解,与焊缝⾦属不发⽣反应,不溶解于液态⾦属,故保护效果最佳,能有效的保护熔池⾦属,是⼀种⾼质量的焊接⽅法。
2、氩⽓是单原⼦⽓体,⾼温⽆⼆次吸放热分解反应,导电能⼒差,以及氩⽓流产⽣的压缩效应和冷却作⽤,使电弧热集中,温度⾼,电弧稳定性好,即使在低电流下电弧还能稳定燃烧。
3、氩弧焊热量集中,从喷嘴中喷出的氩⽓有冷却作⽤,因此焊缝热影响区窄,焊件变形⼩。
4、⽤氩⽓保护⽆熔渣,提⾼了⼯作效率,⽽且焊缝成形美观,质量好。
5、氩弧焊明弧操作,熔池可观性好,便于观察和操作,技术容易掌握,适合各种位置焊接。
6、除⿊⾊⾦属外,可⽤于焊接不锈钢、铝、铜等有⾊⾦属及合⾦钢。
但氩弧焊成本⾼;⽽且氩⽓电离势⾼,引弧困难;氩弧焊产⽣紫外线强度⾼于⼿⼯焊条电弧焊5—30倍;另外,钨极有⼀定放射性,对焊⼯也有⼀定的危害,⽬前推⼴使⽤的铈钨极对焊⼯的危害较⼩。
三、钨极氩弧焊的分类钨极氩弧焊按操作⽅法可分为⼿⼯钨极氩弧焊和机械化焊接两种。
对于直线焊缝和规则的曲线焊缝,可采⽤机械化焊接。
⽽对于不规则的或较短的焊缝,则采⽤⼿⼯钨极氩弧焊。
⽬前使⽤较多的是直流⼿⼯钨极氩弧焊,直流钨极氩弧焊通常分为两种:1、直流反极性在钨极氩弧焊中,虽很少⽤直流反极性,但是,它有⼀种去除氧化膜作⽤。
所谓去除氧化膜作⽤,在交流焊的反极性半波也同样存在,它是成功地焊接铝、镁及其合⾦的重要因素。
铝、镁及其合⾦的表⾯存在⼀层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表⾯,如不及时清除,焊接时会造成未熔合,在焊缝表⾯还会形成皱⽪或产⽣内⽓孔、夹渣,直接影响焊接质量。
TIG焊(钨极氩弧焊)的原理、特点及应用钨极惰性气体保护焊是利用高熔点钨棒作为一个电极,以工件作为另一个电极,并利用氩气、氦气或氩氦混合气体作为保护介质的一种焊接方法。
我国通常只采用氩气做保护气,因此又称为钨极氩弧焊,简称TIG焊或CGTAW焊。
1、TIG焊的原理用难熔金属纯钨或活化钨(钍钨、铈钨)作为电极,用氩气来保护电极和电弧区及熔化金属的一种电弧焊方法,通常又称为钨极氩弧焊,其原理如下图所示。
▲钨极氩弧焊的工作原理1—钨极2—填充金属3—工件4—焊缝金属5—电弧6—喷嘴7—保护气体氩气属惰性气体,不溶于液态金属。
焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧,氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。
2、TIG焊的特点(1)优点①用难熔金属钝钨或活化钨制作的电极在焊接过程中不熔化。
利用氩气隔绝大气,防止了氧、氮、氢等气体对电弧及熔池的影响,被焊金属及焊丝的元素不易烧损(仅有极少数烧损)。
因此,容易保持恒定的电弧长度,焊接过程稳定,焊接质量好。
②焊接时可不用焊剂,焊缝表面无熔渣,便于观察熔池及焊缝成形,及时发现缺陷,在焊接过程中可采取适当措施来消除缺陷。
③钨极氩弧稳定性好,当焊接电流小于10A时电弧仍能稳定燃烧。
因此特别适合薄板焊接。
由于热源和填充焊丝分别控制,热量调节方便,使焊接热输入更容易控制。
因此,适于各种位置的焊接,也容易实现单面焊双面成形。
④氩气流对电弧有压缩作用,故热量较集中,熔池较小;由于氩气对近缝区的冷却,可使热影响区变窄,焊件变形量减小。
焊接接头组织紧密,综合力学性能较好;在焊接不锈钢时,焊缝的耐蚀性特别是抗晶间腐蚀性能较好。
⑤由于填充焊丝不通过焊接电流,所以不会产生因熔滴过渡造成的电弧电压和电流变化引起的飞溅现象,为获得光滑的焊缝表面提供了良好的条件。
钨极氩弧焊的电弧是明弧,焊接过程参数稳定,便于检测及控制,便于实现机械化和自动化焊接。
(2)缺点①钨极氩弧焊利用气体进行保护,抗侧向风的能力较差。
钨极氩弧焊原理
钨极氩弧焊是一种常用的焊接方法,其原理是利用气体保护下的电弧将工件进行连接。
下面将介绍钨极氩弧焊的工作原理。
钨极氩弧焊使用钨电极和氩气作为保护气体。
首先,通过电源提供电流,使电极和工件形成电弧。
钨电极由于其高熔点和良好的电导性能,能够在高温下稳定工作。
而氩气则起到了保护作用,防止电弧与外界气体发生反应。
在焊接过程中,电弧使焊件表面加热至熔点,并且通过电极传导热量使焊缝处的材料熔化。
熔化的金属在电弧的作用下形成良好的焊缝。
同时,氩气在焊接区域形成保护性的气氛,防止氧气和其他气体的进入,避免了氧化和污染,从而提高了焊接质量。
钨极氩弧焊具有焊接速度快、焊缝质量高等优点。
同时,由于在焊接过程中没有焊芯,避免了焊接材料的污染。
这种方法广泛应用于对焊缝质量要求高的领域,如航空、航天、核工程等行业。
总结起来,钨极氩弧焊利用钨电极和氩气的配合,形成稳定的电弧和保护气氛,将焊接材料熔化并连接在一起。
其工作原理简单而有效,是一种常用的焊接方法。
钨极氩弧焊的电流种类和极性钨极氩弧焊的电流种类和极性钨极氩弧焊时,焊接电弧正、负极的导电和产热机构与电极材料的热物理性能有密切关系、从而对焊接工艺有显著影响。
下面分别讨论采用不同电流种类和极性进行钨极氩弧焊的情况。
一、直流钨极氩弧焊直流钨极氩弧焊时,电流极性没有变化,电弧连续而稳定,按电源极性的不同接法,又可将直流钨极氩弧焊分为直流正极性法和直流反极性法两种方法。
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。
由于钨极熔点很高,热发射能力强,电弧中带电粒子绝大多数是从钨极上以热发射形式产生的电子。
这些电子撞击焊件(负极),释放出全部动能和位能(逸出功),产生大量热能加热焊件,从而形成深而窄的焊缝。
该法生产率高,焊件收缩应力和变形小。
另一方面,由于钨极上接受正离子撞击时放出的能量比较小,而且由于钨极在发射电子时需要付出大量的逸出功,所以钨极上总的产热量比较小,因而钨极不易过热,烧损少;对于同一焊接电流可以采用直径较小的钨极。
再者,由于钨极热发射能力强,采用小直径钨棒时,电流密度大,有利于电弧稳定。
综上所述,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。
总之,直流正极性优点较多,所以除铝、镁及其合金的焊接以外,钨极氩弧焊一般都采用直流正极性焊接。
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。
这时焊件和钨极的导电和产热情况与直流正极性时相反。
由于焊件一般熔点较低,电子发射比较困难,往往只能在焊件表面温度较高的阴极斑点处发射电子,而阴极斑点总是出现在电子逸出功较低的氧化膜处。
当阴极斑点受到弧柱中来的正离子流的强烈撞击时,温度很高,氧化膜很快被汽化破碎,显露出纯洁的焊件金属表面,电子发射条件也由此变差。
这时阴极斑点就会自动转移到附近有氧化膜存在的地方,如此下去,就会把焊件焊接区表面的氧化膜清除掉,这种现象称为阴极破碎(或称阴极雾化)现象。