《电弧焊与电渣焊》第6章钨极惰性气体保护焊（tig）

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1、第6章钨极惰性气体保护焊钨极惰性气体保护焊（TungstenInertGasArcWelding)是使用纯钨或活化钨作为非熔化电极，采用惰性气体作为保护气体的电弧焊方法，简称TIG焊。当采用氩气作为保护气体时，钨极惰性气体保护焊称为钨极氩弧焊。本章将讲述钨极惰性气体保护焊的原理及应用、焊接设备、焊接材料、焊接工艺以及热丝钨极惰性气体保护焊和钨极脉冲氩弧焊。§6.1TIG焊原理、特点及应用一、TIG焊工作原理1.钨电极；2.惰性气体；3.喷嘴；4.电极夹；5.电弧；6.焊缝；7.熔池；8.母材；9.填充焊丝；10.焊接电源二、TIG焊的特点（1）能够实现高品

2、质焊接，得到优良焊缝；（2）焊接电流的使用范围通常为5～500A，适合于薄板焊接；（3）TIG焊可以焊接各种金属，如：钢、铝、钛、镁等；（4）其它优点。1.TIG焊的优点1可焊材料广泛，2焊接位置方面-适合与全位置焊接3焊接厚度方面，6mm以下薄板焊接2.TIG焊的缺点（1）焊接效率低；（2）焊前对准备工作要求严格；（3）可能会造成夹钨缺陷；（4）生产成本较高。三、TIG焊的应用§6.2TIG焊用焊接材料1.氩气(Ar)（1）比空气重25%；（2）工业纯氩的纯度可达99.99%；（3）氩气的导热系数很小；（4）高温时不分解吸热；（5）电弧容易扩展，呈典型的

3、钟罩形，加热不够集中。一、保护气体TIG焊用的保护气体主要是氩气、氦气或氩与氦混合的惰性气体。2.氦气(He)（1）氦弧不如氩弧容易引燃和稳定；（2）氦弧较集中，具有较大的熔透能力；（3）适合于厚板、热导率高或熔点较高的材料；（4）氦气比氩气昂贵而且轻，成本很高。3.保护气体种类的选择（1）均能成功地应用于焊接各种金属材料；（2）从经济观点一般应优先选用氩气；（3）当焊接热导率高的原材料(如铝、铜)时，可以考虑选用氦气；（4）焊接不锈钢时可以在氩或氦中加入少量氢气；（5）焊接铜及其合金时，有些情况下也加入少量氮气。（2）钨极性能：（a）钨(W)的电子逸出功

4、为4．54eV，但其熔点高，在高温时有强烈的电子发射能力，因此是一种目前最好的非熔化电极的材料。（b）当在钨中加入微量逸出功较小的稀土元素，或它们的氧化物，能显著地提高电子发射能力。既易于引弧和稳弧，又可提高其电流的承载能力。一、钨极1.对电极的要求及钨极性能（1）对钨极的要求，一般应满足三个条件：（a）引弧及稳弧性能好；（b）耐高温、不易损耗；（c）电流容量大。（1）纯钨电极一般在交流TIG焊中使用，当钨电极不需要保持一定的前端角度形状时可以使用纯钨极。（2）钍钨极一般用于TIG直流正接；由于钍元素具有一定的放射性，因此应用受到一定限制。（3）铈钨极它的

5、使用性能在某些方面优于钍钨极；其缺点是不适合于大电流条件下使用。（4）其他电极2.钨极材料一、接头及坡口形式§6.3TIG焊焊接工艺当焊接厚度为3mm以下的薄板时，一般不需加工坡口和填充焊丝，所得到的焊缝表面实际上略有凹陷，如下图（a）所示，因此，有时也将焊件卷边后装配焊接。在焊接厚度为6mm以上的厚板时，通常需要焊件开有坡口，并需加填充金属，形成的焊缝如下图（b）所示。无坡口，不填充焊丝开坡口，填充焊丝二、焊件和焊丝的焊前清理三、焊接参数的选择1.清除油污、灰尘2.清除氧化膜（1）机械清理法（2）化学清理法1.焊接电流焊接电流是决定焊缝熔深的最主要参数，

6、要按照焊件材料、厚度、接头形式、焊接位置等因素来选定。一般先确定电流类型和极性，然后确定电流的大小。2.电弧电压3.焊接速度4.焊丝直径与填丝速度5.保护气体流量6.钨极直径与形状7.钨极伸出长度直流正接（ThW极）直流反接（W极）前端呈尖锥角前端呈平顶锥形根据被焊材料的性质，先选定焊接电流的种类、极性和大小，然后选定钨极的种类和直径，再选定焊枪喷嘴直径和保护气体流量，最后确定焊接速度。在施焊的过程中根据情况适当地调整钨极伸出长度和焊枪与焊件相对的位置。四、实际焊接时，确定焊接参数的顺序§6.4TIG焊设备一、TIG焊设备的组成1.手工T1G焊设备组成焊接

7、电源、控制系统、引弧装置、稳弧装置（交流焊接设备）、焊枪、供气系统和供水系统等部分。2.自动TIG焊设备组成比手工TIG焊设备多了焊枪移动装置。如果需要添加丝，则还包括一个送丝机构。（a）阴极清理作用机理：反接时，母材作为阴极承担发射电子的任务。由于表面有氧化物的地方电子逸出功小，容易发射出电子，因此电弧有自动寻找金属氧化物的性质，在氧化膜上容易形成阴极斑点；与此同时，阴极斑点受到质量较大的正离子的撞击，因此能使该区域内的氧化膜被破坏掉。二、焊接电源1.直流电源（1）直流反接直流反接时电弧对母材表面的氧化膜具有阴极清理作用，这种作用也被称为“阴极破碎”或“

8、阴极雾化”作用。（b）缺点：钨极易产生过热，甚至熔化；电弧分散，加