《钨极氩弧焊》PPT课件

主要内容：1、钨极氩弧焊的特点及应用2、焊枪、电极及氩气3、钨极氩弧焊的种类钨极氩弧焊是指以钨或钨合金(钍钨、铈钨等)作为电极，用氩气作为保护气体的电弧焊方法，简称TIG(TungstenInertgas)焊。一、钨极氩弧焊的特点及应用图6-10钨极惰性气体保护电弧焊示意图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1、钨极氩弧焊的优点1)保护作用好，焊缝金属纯净2)焊接过程稳定3)焊缝成形好4)具有清除氧化膜的能力5)焊接过程便于实现自动化2、钨极氩弧焊的缺点1)需要特殊的引弧措施2)对工件清理 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 严格3)生产效率较低、成本较高3、钨极氩弧焊的应用TIG焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，主要用于不锈钢、高合金钢、高强钢以及铝、镁、铜、钛等有色金属及其合金的焊接。TIG焊生产率虽然不如其他的电弧焊高，但容易得到高质量的焊缝，它特别适宜于薄件、精密零件的焊接。通常采用I形坡口，可不添加填充金属，在焊接较厚的工件时，开Y形坡口或双Y形坡口并添加填充金属。TIG焊已广泛应用于航空航天、原子能、化工、纺织、锅炉、压力容器、医疗器械及炊具等工业部门。二、焊枪、电极及氩气1、焊枪结构及气体保护效果3)输送保护气（1）焊枪的功能与要求1)夹持电极2)导电4)冷却焊枪5)控制焊机6）焊枪重量轻、体积小、绝缘性能好和具有一定的机械强度等。（2）焊枪结构TIG焊的焊枪一般由喷嘴、电极夹头、枪体、电极帽、手柄及控制开关等组成。新型的大电流水冷焊枪结构图如图所示。这种焊枪在电极夹头与喷嘴之间设有导气套筒，可强制保护气流在导气套筒里通过，对电极及电极夹头有较好的冷却作用。此外，气体经过导气套筒后变得更柔和均衡，有利于提高保护效果。小型焊枪只需气冷而无需水冷，故焊枪结构比较简单。新型TIG焊焊枪的结构图1一电极2一陶瓷喷嘴3一导气套筒4一电极夹头5一枪体(有冷却水腔)6一电极帽7一导气管8一导水管9一控制开关10一焊枪手柄气体保护的效果，对焊接质量及过程稳定性影响极大。保护气流对整个焊接区(包括熔化金属及近缝区)应该具有良好的保护作用。这就要求喷出的保护气流稳定，呈层流流态，并能达到较远的距离。（3）保护效果首先要使保护气体均压其次应使匀压后的气体从喷嘴中平稳地输出2、电极材料及形状尺寸1)耐高温（1）对电极材料的要求2)发射电子能力强3)载流能力大5)放射性小4)磨削加工性好（2）电极材料目前所用电极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨及锶钨等最常用的是钍钨和铈钨1)纯钨钨的触点很高，约为3380℃，沸点约为5900℃，因此不易熔化和蒸发。用纯钨可以制成各种直径的电极，并具有较好的磨削加工性能。纯钨的逸出功较高，因此冷态引弧困难较大。但钨的熔点高，在高温时，钨的热电子发射能力还是很是很强的，一旦电弧引燃，电弧还是很稳定的。在直流正极性焊接时(钨极为负极)，由于有较强的热电子发射能力，许用的焊接电流较大。在直流负极性时(钨极为正极)，钨极不能发挥热电子发射的优势，许用电流很小。交流焊时，介于这两者之间，许用电流值也居中。2)钍钨在纯钨中加入质量分数为1％～2％的氧化钍(ThO2)，使电极的逸出功大大降低，电子发射能力显著增强，并改善电极的引弧性和稳弧性，而且还能提高电极的载流能力，延长电极的使用寿命。但是钍钨极中所含的少量ThO2具有较强的放射性，因此目前已用得不多。3)铈钨为降低电极的放射性，改用放射性较低的铈(Ce)来代替钍。实践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ，在纯钨中加入质量分数为2％左右的氧化铈(CeO)，同样能明显地降低电极的逸出功，提高电极的引弧性及稳弧性。特别在小电流焊接时，铈钨极的弧束比钍钨极还要细，电弧的热量也更集中。同时电极的烧损率下降，修磨次数可以减少。但在大电流焊接时，铈钨极的抗过热能力还不如钍钨极。铈钨极由于放射性弱，是一种很有发展前途的电极材料。3、氩气焊接用氩气应符合GB4842～4843—1995《氩气及其检验方法》的规定。所使用的工业纯氩，其纯度(质量分数)为99．99％。一般含有的杂质是氮、氧、氢、CO2及水蒸气，杂质含量过多会使钨极加速烧损，并使焊缝金属氧化和氮化，增加焊缝金属的含氢量，降低焊接接头的质量。特别在焊接有色金属时，尤其要注意使用高纯度的氩气。（1）氩气的性质氩气是一种无色无味的惰性气体。它比空气重25％，而比热容和传热系数却比空气小。这些性质使氩气在焊接时不易漂浮失散，能够起到良好的保护作用和良好的稳定电弧的作用。它的沸点为-186℃，介于氧和氮的沸点之间，(氧的沸点为-183℃，氮的沸点为-196℃)，所以它是分馏液态空气制取氧气的副产品，由于氩在空气中的体积分数仅为0.935％，因此制取成本比氧高。氩气可以与其他气体作任意比例的混合，这对发展混合气体保护焊提供了有利条件。（2）氩弧特性1)静特性由于氩气是单原子气体，高温时不分解、不吸热，并且比热容和传热系数小，所以在氩气中燃烧的电弧热量损失较少。在各种保护气体电弧中，氩弧的稳定性最好，电弧一旦引燃，电弧就非常稳定，其电弧电压也较低。氩弧静特性呈水平型。2)阴极清理特性氩气的原子量大，为39.948。因此，在氩弧焊的负极性条件下，质量很大的氩离子(带正电荷)就会对负极性的工件表面，产生强烈的轰击作用。在焊接铝、镁及其合金时，就能利用这种轰击的作用来破碎和清除其氧化膜。氩弧的这一特性，比其他各种电弧强，这对于开发氩弧焊的应用有重要的作用。三、钨极氩弧焊的种类根据使用的焊接电流种类和极性进行分类脉冲钨极氩弧焊交流钨极氩弧焊直流钨极氩弧焊1、直流钨极氩弧焊（1）直流正极性TIG焊直流TIG焊多采用直流正极性的施焊方式，此时钨极为阴极，钨极的熔点高，阴极电子热发射能力强，一旦引燃电弧，就能稳定地进行焊接。由于电弧十分稳定，所以设备和工艺简单。1)引弧通常采用非接触式引弧，即利用高频振荡或者高压脉冲的引弧器来击穿钨极与工件之间的气隙。在接通焊接电源后，只要使电极端头接近工件至2～3mm的距离，就能激发引弧。当电弧稳定燃烧后，控制系统便自动地停止高频或者高压脉冲。（1）直流正极性TIG焊2)焊接程序为了使焊接区得到可靠的保护，引弧时需提前2～5s送气，然后再接通焊接电源，施加高频或者高压脉冲引弧。一旦电弧引燃，立即切除高频或高压脉冲。焊接结束时，当电弧熄灭后，还应延迟8～15s停止送气，以便使焊缝尾部和钨极端部在冷却过程中仍能得到充分的保护。提前送气及延迟停气皆由时间继电器和电磁气阀的控制来完成。有时为了使焊缝尾部不产生弧坑、裂纹等缺陷，在停止焊接时电流逐渐衰减，然后熄灭电弧。（1）直流正极性TIG焊3)施焊特点焊缝成形好：直流正极性TIG焊，焊件接正极，焊接熔池接受电子放出的全部功能和位能(逸出功)，产热大，使焊缝具有较大的熔深，焊缝成形好，焊件的收缩和变形都小。钨极寿命长：此时钨极接负极，由于钨极是很好的热阴极材料，在高温时具有很强的热电子发射能力，所以发射电子效率很高，相应的产热少，钨极不易过热，使用寿命长。钨极载流能力大，对于同一焊接电流可以采用直径较小的钨极。（1）直流正极性TIG焊电弧稳定：根据电弧理论，电弧中阴极发射电子的能力对电弧的稳定性影响最大。在直流正极性TIG焊时，钨极为阴极，能充分发挥钨极热发射电子的能力，有利于电弧稳定，因此即便是在小电流的情况下电弧也非常稳定。这对于焊接薄板是十分有益的。在直流正极性焊接时，焊件受到质量很小的电子流撞击，故不能清除焊件表面的氧化物，除铝、镁及其合金外，焊接其他金属及合金一般均采用直流正极性。（1）直流正极性TIG焊（2）直流负极性TIG焊1)产热分配在直流负极性TIG焊，电弧的产热分配对焊接过程非常不利，钨极受到电子的轰击放出大量热量，使阳极产热多于阴极，容易使钨极过热熔化烧损。而作为主要加热对象的工件得不到很多的热量，焊缝熔深浅而宽，生产率低。对于同一焊接电流值，负极性时所需的电极直径要比正极性时粗得多才能维持电极不发生熔化。2)对焊缝成形的影响负极性时的焊缝又浅又宽，这是因为电弧对焊件的加热不集中所致。（2）直流负极性TIG焊3)阴极清理作用TIG焊负极性时对焊件表面的清理作用，是成功地焊接铝、镁及其合金的重要因素。阴极清理作用：金属氧化物的逸出功比其纯金属的要小得多，在氧化物上更容易发射电子，因此，氧化膜上容易形成电弧的阴极斑点（指从阴极上电流集中流过、电流密度很高、发出烁亮光辉的点）。阴极斑点的形成则构成了带正电荷的氩离子的轰击条件。由于氩的相对原子质量较大(约为40)，因此在电弧中向阴极运动的氩离子具有较大的动能。这样的氩离子轰击在带有氧化膜的阴极斑点上，就使致密难熔的氧化膜发生物理性的破碎现象。直流负极性TIG焊时，焊件接负极。此时在焊件上的阴极斑点是极不稳定的，总是在高速游荡（称为电极斑点的跳动现象），自动寻找金属氧化膜，产生阴极清理作用。清除掉该处的氧化膜，然后再去寻找其他部位新的氧化膜。阴极斑点的这种不断的迁移和清理的作用，可以非常有效地把电弧可能涉及到的表面(包括熔池及附近的焊件表面)上的氧化膜全部清除干净。在直流负极性TIG焊时，在焊件(阴极)表面呈现雾化的状态，最终将氧化膜清除干净。常称这种清理作用为“阴极破碎”或“阴极雾化”作用。阴极清理作用2、交流钨极氩弧焊阴极清理作用氩弧对焊件进行集中加热钨极可以得到相对冷却钨极还能发射足够数量的电子，有利于电弧的稳定。焊接铝、镁及其合金时一般都采用交流钨极氩弧焊。交流钨极氩弧焊兼有上述正极性TIG焊及负极性TIG焊两方面的特点。3、脉冲钨极氩弧焊由脉冲电源供电产生脉冲电弧的TIG焊。有直流脉冲TIG焊和交流脉冲TIG焊两种方式。直流脉冲TIG焊的焊接电流周期性地在基值电流和脉冲电流之间变化。基值电流主要维持电弧的连续燃烧以及局部熔化工件金属；脉冲电流则使焊缝达到一定的熔深并完成焊缝的成形。脉冲TIG焊过程具有如下的特点：电弧挺度好(在一定电弧长度下，电弧指向所需焊接处的稳定性)热输入小焊缝容易成形焊缝金属性能好提高交流TIG焊的稳定性