第章 钨氩弧焊.doc

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1、第章钨极氩弧焊钨极氩弧焊是一种以钨棒作电极，以氩气作保护气体的电弧焊方法。若以氦气作保护气体，则称之为钨极氦弧焊。这两种方法统称为钨极惰性气体保护焊，也称“TIG”焊。本章主要讨论钨极氩弧焊，其主要内容有钨极氩弧焊的特点及应用、焊枪及电极的选择、电流的种类和极性。钨极氩弧焊工艺和钨极脉冲氩弧焊等。第一节钨极氩弧焊的特点及应用一、钨极氩弧焊的特点钨极氩弧焊是用钨极与焊件问产生的电弧作热源。电弧和熔池金属都处于氩气保护之中，使其不受周围空气的有害作用，焊接时填充焊丝在钨极前方添加，焊薄件(厚度小于3mm)时一般不需要开坡口和填充焊丝。焊接过程可用手工操作，也可实现自动化。电弧燃烧过程

2、中，电极不熔化，故易维持恒定的电弧长度，焊接过程稳定，容易得到高质量的焊缝。氩气的导热系数很小，而且是单原子气体，高温时不分解吸热，所以在氩气中燃烧的电弧热量损失少。因此电弧一旦引燃就很稳定。氩气中电弧电场强度低，因此电弧电压的数值也比其它弧焊方法低，一般仅8～15V。氩气是一种惰性气体，既不与金属起化学反应，也不溶于液态金属。因而被焊金属中的合金元素不会烧损，焊缝不易产生因保护气造成的气孔。但是由于氩气没有还原性气体或氧化性气体的脱氧或去氢作用，所以氩弧焊对焊前的除油、去锈、去水等工作要求严格，否则易产生氢气孔，影响焊缝质量。氩气的电弧电压较高，钨的电子逸出功也较高，开始引弧时

3、钨极又处于冷态，而且又不允许钨极与焊件接触(以免烧损钨极污染焊件)，这些都使钨极氩弧焊的引弧困难，必须采取特殊的引弧措施。二、钨极氩弧焊的应用钨极氩弧焊可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行焊接，特别适于化学性质活泼的金属及其合金。常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难熔的活性金属(如锆、钽、钼、铌等)和异种金属的焊接。目前钨极氩弧焊广泛用于飞机制造、原子能、化工、纺织等工业。钨极氩弧焊容易控制焊缝成形，容易实现单面焊双面成形，主要用于焊薄件或厚件的打底焊。钨极脉冲氩弧焊特别适于薄件及全位置焊接。但是由于电极的载流能力有限，焊缝熔深浅，焊接速度低，所以一般适于焊接

4、厚度小于6mm的焊件。三、电极和焊枪（一）钨棒材质及其电极特性钨的熔点（3690K）、沸点（5900K）高、导热系数和高温挥发性小、强度高，是不熔化极电弧焊的理想电极材料。早期采用的是的99.9％以上纯钨棒，目前广泛采用的是含有1％～2％氧化钍的钍钨摔和含有1％～2％氧化铈的铈钨棒。其中铈钨棒是我国研究者王菊珍等最早发明的，巳取得国际标准化组织焊接材料分委员会承认，并在国际上推广应用。此外，日本的研究者还提出了含有1％～2％氧化镧、氧化钇的镧钨棒、钇钨棒。研究证明，含有稀土类金属氧化物的铈钨棒、镧钨棒、钇钨棒是比钍钨棒更为理想的电极材料。其优越性主要表现在；（1）耐用即钨极端部在

5、电弧焊过程中不易损耗。原因是电极的电子逸出功明显低于W-ThO2及纯W电极，在相同使用条例,下它们的电极温度都低于低于W-ThO2及纯W电极。钨棒在焊接过程中因受热蒸发、缓慢氧化等原因造成正常损耗总是难免的。此外，大电流短路引弧或焊接过程中不正常短路、填充焊丝触及钨极及使用电流过大都会导致钨棒的异常损耗，这是应该尽量避免的。（2）许用电流大由于上述原因，铈钨极的许用电流可比同直径、同电流种类的钍钨极高5％～8％。（3）引弧及稳弧性能好这也是电子逸出功低造成的。因此，使用铈钨极不仅引弧可靠，交流电弧焊接时稳弧性好，且电源空载电压可降低到50V以下，而采用纯钨极时空载电压必须在95V

6、以上。由于阴极压降减小，电弧电压下降10％左右，而电弧压力及挺度则明显提高，如图所示。（4）铈钨棒的放射性剂量远低于钍钨棒。（二）钨极直径和端部形状钨极直径和端部形状确定了的电流使用范围及电弧形态，因而对焊缝成形及过程稳定性有很大影响。下表列出了常用钨极直径及使用电流范围、末端形状尺寸及许用电流。实际应用中可根据板厚等条件选用。铈钨棒使用电流可比表列数值提高5％～8％。推荐的钨极末端的形状尺寸与许用电流钨极直径mm顶锥角平顶直径mm恒定电流脉冲电流1.0120.122～152～25200.255～305～601.6250.508～508～100300.7510～7010～1402

7、.4350.7512～9012～180451.1015～15015～2503.6601.1020～20020～300901.5025～25025～350薄板小电流焊接时，应尽可能选用小直径、小锥角和小的平顶直径，以利于电弧引燃和稳定工作。电流增大时，锥角应随钨极直径增大而增加，平顶直径也要有所增加，以控制端部电流密度避免异常烧损。（三）焊枪其设计要点为：1)能可靠地夹持钨棒并便于调节其位置高低，能保证其良好导电性和便于更换。2)从喷嘴流出的保护气体气流状态良好，以确保气体保护效果