1-8-TIG焊.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,*,哈尔滨焊接技术培训中心,Harbin Welding Training Institute,1,/8,钨极氩弧焊,Tungsten inert gas welding,TIG,焊原理、特点、应用,TIG,焊设备及组成,TIG,焊电流与极性的影响,TIG,焊焊接工艺,TIG,焊典型应用技术,主要内容,2,2025/4/29 周二,钨极氩弧焊工作原理,根据,ISO 4063,标准，钨极氩弧焊数字代号为,141,。,（德文缩写为,WSG,，,WIG,，英文缩写为,TIG,）,3,2025/4/29 周二,保护气罩,焊棒,钨极,夹紧套筒和导电咀,电弧,液态焊缝,固态焊缝,4,2025/4/29 周二,钨极惰性气体保护焊的特点,优点：,1),焊接过程稳定,氩气是单原子分子,稳定性好，在高温下不分解、不吸热、热导率很小，因此，电弧的热量损失少，电弧一旦引燃，,就能够稳定燃烧,；钨极本身,不会产生,熔滴过渡，弧长变化较少，也有助于电弧的,稳定燃烧,。,2),焊接质量好,氩气是一种,惰性,气体，它既不溶于液态金属，又不与金属起任何化学反应；而且氩的,原子量较大,，有利于形成良好的,气流隔离层,，有效地阻止氧、氮等侵入焊缝金属。,5,2025/4/29 周二,3),适于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形工艺,用几安培的小电流，钨极氩弧仍能稳定燃烧，而且热量相对较集中，因此可,焊接薄板,；,4),焊接过程易于实现自动化,TIG,焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，易于检测及控制，是理想的自动化乃至机器人化的焊接方法。,5,）焊缝区无熔渣,焊工可清楚地看到熔池和焊缝成形过程。,6,2025/4/29 周二,缺点：,抗风能力差,TIG,焊利用气体进行保护，抗侧向风的能力较差。侧向风较小时，可降低喷嘴至工件的距离，同时增大保护气体的流量；侧向风较大时，必须采取防风措施。,7,2025/4/29 周二,2),对工件清理要求较高,由于采用惰性气体进行保护，无冶金脱氧或去氢作用，为了避免气孔、裂纹等缺陷，焊前,必须严格去除,工件上的油污、铁锈等。,3),生产率低,由于钨极的载流能力,有限,，致使,TIG,焊的熔透能力较低，焊接速度小，焊接生产率低。,8,2025/4/29 周二,应用范围,1,）由于氩气的保护，隔离了空气对熔化金属的有害作用，可焊接易氧化的有色金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛合金以及难熔的活泼性金属。,2,）由于钨极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，焊接效率不高，所以钨极氩弧焊一般只适用于焊接厚度小于,6mm,的工件。对于厚度较大的工件，一般采用开坡口后用,TIG,打底的方法，保证焊缝背面成型质量。,3,）钨极惰性气体保护焊可应用于重要领域中例如空间技术、精密机械、化工设备及压力容器等方面。,9,2025/4/29 周二,TIG,焊焊接设备,焊接电源及控制系统,氩气,气管,TIG,焊枪,焊枪开关,水管,水,管,遥控器,母材电缆,母材,接地电缆,减压流量计,手工,TIG,焊设备组成,10,2025/4/29 周二,1,钨极,2,喷嘴,3,焊枪,4,焊枪夹,5,焊丝导管,6,导丝装置,7,导丝嘴,8,焊丝,9,保护气体,10,熔池,自动,TIG,焊焊枪与导丝机构,11,2025/4/29 周二,钨极氩弧焊电源,垂降（陡降）外特性电源（恒流外特性）,引弧方式：高频振荡、脉冲、接触,工作范围,恒流外特性,供气系统,由高压气瓶、减压阀、浮子流量计、软管和电磁气阀等组成。,12,2025/4/29 周二,TIG,焊枪（结构）,可分为气冷和水冷式。,TIG,焊气冷式焊枪结构（额定电流,250A,）,13,2025/4/29 周二,TIG,焊水冷却焊枪结构,短式水冷焊枪,直式水冷焊枪,自动焊水冷焊枪,15,2025/4/29 周二,钨极氩弧焊操作及钨极,钨极氩弧焊操作,16,2025/4/29 周二,钨电极,T,th,：焊接时钍电极的温度,T,r,：焊接时纯钨极的温度,纯钨极与钍钨极的温度和电流密度关系,17,2025/4/29 周二,钨电极标记及成分（,ISO6848,）,标记,组成成份,色标,氧化物,杂质,%,钨,%,重量,种类WP,0.20,99.8,绿,WTh4,1,）,0.350.55,ThO,2,0.20,其余,淡兰,WTh10,0.801.20,ThO,2,0.20,其余,黄,WTh 20,1.702.20,ThO,2,0.20,其余,红、,WTh 30,2.803.20,ThO,2,0.20,其余,紫,WTh 40,3.804.20,ThO,2,0.20,其余,桔黄,WZr 3,1,）,0.150.50,ZrO2,0.20,其余,棕,WZr 8,0.700.90,ZrO2,0.20,其余,白,WLa 10,0.901.20,La2O3,0.20,其余,黑,WCe 20,1.802.20,CeO2,0.20,其余,灰,WLa 20,2,）,1.802.20,La2O3,0.20,其余,深兰,1),非商业用,2),非标准,19,2025/4/29 周二,电极直径,mm,直流（,A,）,交流（,A,）,电极负极性,电极正极性,纯钨,含氧化物钨,纯钨,含氧化物钨,纯钨,含氧化物钨,0.5,220,220,215,215,1.0,1075,1075,1555,1570,1.6,40130,60150,1020,1020,4590,60125,2.0,75180,100200,1525,1525,65125,85160,2.5,130230,170250,1730,1730,80140,120210,32,160310,225330,2035,2035,150190,150250,4,275450,350480,3550,3550,180260,240350,5,400625,500675,5070,5070,240350,330460,6.3,550875,650950,65100,65100,300450,430575,8,650830,电弧电流值与电极直径，电流种类和极性的关系,在直流,TIG,焊时，电极形状对熔深的影响,焊接中采用的钨极形式,TIG,焊电流与极性的影响,直流反接（正极性）,工件接负极，钨接正极性,特点：,1,）电弧具有“阴极清理作用”，能去除工件表面的氧化膜。实际生产中，这种接法仅用于焊接铝、镁及其合金的薄板。,2,）钨极的载流能力较小，同样电流需使用较大直径的钨极。电弧不够稳定。,3,）电子从工件的熔池表面产生，经过电弧加速撞向电极，使钨极易因过热而烧损。,22,2025/4/29 周二,直流正接（负极性）,工件接正极，钨棒接负极,特点：,1,）电流容量大，由于钨极（通常为铈钨极或钍钨极）的电子逸出功较小，电子热发射能力强，对电极有冷却作用，因此，较小直径的钨棒就可承载较大的电流。,2,）与直流反接相比，在同样的焊接电流下，直流正接可采用较小直径的钨棒，这样就使电流密度增大，从而提高了电弧稳定性。,23,2025/4/29 周二,3,）在工件上形成,窄而深的熔池,。,4,）,无破碎工件氧化膜的作用,。,实际生产中这种接法广泛用于除铝、镁及其合金以外的其它金属的焊接。（不锈钢、耐热钢等）,24,2025/4/29 周二,a,）,b,）,TIG,焊电流极性对对焊缝熔深的影响,25,2025/4/29 周二,交流电源,交流,TIG,焊机分为正弦波交流及方波交流两种。,1.,交流,TIG,焊的特点,交流,TIG,焊的焊接电弧的极性发生周期性变化，因此，工艺上兼有直流正接及直流反接的特点。,1,）负半波时，氩弧对工件产生阴极雾化作用；,2,）在交流正半波时，电弧的热量主要集中于工件，不但使钨极得以冷却，还使焊缝得到足够的熔深。,26,2025/4/29 周二,普通交流,TIG,焊的波形为工频正弦波，存在电弧稳定性差的缺点。为了提高交流,TIG,焊电弧稳定性，同时也为了保证在铝、镁合金焊接时既有满意的阴极清理作用，又可获得较为合理的两极热量分配，所以发展了方波交流弧焊电源。,方波电源焊接电流波形图,27,2025/4/29 周二,脉冲钨极氩弧焊,脉冲,TIG,焊接采用专用焊接电源，焊接电流为正弦波或方形波或者带有可调节脉冲参数（脉冲幅度、脉冲频率、占空比）的直流脉冲。,焊接参数有：基值电流,Ib,、,脉冲电流,Ip,、脉冲持续时间,tp,、脉冲间歇时间,tb,、脉冲频率,f,、脉冲幅比,F,（,=,Ip,/,Ib,）和脉冲宽比,K,（,=,tp/tb,）。,28,2025/4/29 周二,J1,基值电流，,J2,脉冲电流，,t1,脉冲电流时间，,t2,基值电流时间,TIG,脉冲焊电流波形原理,29,2025/4/29 周二,脉冲,TIG,焊与直流,TIG,焊相比较有以下特点：,较低的能量输入,在厚板焊接时具有良好的深,/,宽比,稳定的电弧,均匀的焊缝根部,良好定位性,工件变形小,熔池容易控制,较好的间隙“搭桥”性,30,2025/4/29 周二,低频脉冲钨极氩弧焊工艺特点：,1,）电弧线能量低,2,）便于精确控制焊缝成形,3,）宜于难焊金属的焊接,高频脉冲钨极氩弧焊的特点：,1,）适合超薄板的焊接,2,）高速焊接,3,）坡口内焊接得到可靠的熔合,4,）坡口内焊接得到可靠的熔合,31,2025/4/29 周二,TIG,焊焊接工艺,焊接工艺参数：,焊接电流种类及大小,钨极直径及端部形状,气体流量和喷嘴直径,焊接速度,喷嘴与工件的距离,32,2025/4/29 周二,ISO 636-A W 46 3 W3Si1,ISO636,非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属,-,分类,国际标准编号，按照,屈服强度,和,47,焦耳,冲击功分类,钨极惰性气保护焊,强度和延伸率,冲击性能,焊棒,/,焊丝的化学成分,可简化标记为,ISO 636-A W3Si1,填充材料,33,2025/4/29 周二,填充材料标记,方法,ISO,数字标记,E,焊条电弧焊,111,G,金属极气体保护焊,131,135,W,钨极惰性气体保护焊,141,O,氧气火焰气焊,31,S,埋弧焊,12,T,自保护和气保护药芯焊丝焊,114,，,136,、,137,强度和延伸率,标记,最低屈服强度,N/mm,2,抗拉强度,N/mm,2,最低延伸率,*）,%,35,38,42,46,50,355,380,420,460,500,440,570,470,600,500,640,530,680,560,720,22,20,20,20,18,*,）,L,0,=5D,0,冲击功标记,标记,冲击功达到,47J,a,或者,27J,b,的试验温度 ,Z,无要求,A,a,或,Y,b,+20,0,0,2,-20,3,-30,4,-40,5,-50,6,-60,7,-70,8,-80,9,-90,10,-100,a,按照屈服强度和,47J,冲击功分类。,b,按照抗拉强度和,27J,冲击功分类。,TIG,焊的填充材料化学成分标记（节选）,标记,化学成分（质量分数）,C,Si,Mn,P,S,Ni,Cr,Mo,V,Al,Ti+Zr,W0,其它,W2Si,0.06-0.14,0.50-0.80,0.90-1.30,0.025,0.025,0.15,0.15,0.15,0.03,0.02,0.15,W3Si1,0.06-0.14,0.70-1.00,1.301.60,0.025,0.025,0.15,0.15,0.15,0.03,0.02,0.15,W4Si1,0.06-0.14,0.80-1.20,1.60-1.90,0.025,0.025,0.15,0.15,0.15,0.03,0.02,0.15,W3Ni1,0.06-0.14,0.50-0.90,1.00-1.60,0.020,0.020,0.80-1.50,0.15,0.15,0.03,0.02,0.15,W2Ni2,0.06-0.14,0.40-0.80,0.80-1.40,0.020,0.020,2.10-2.70,0.15,0.15,0.03,0.02,0.15,电流种类及极性的影响,影响焊接质量的主要因素,焊接过程中正负离子运动,直流，电极为负极和熔深形式,直流，电极为正极和熔深形式,38,2025/4/29 周二,TIG,焊在不同母材所用的电流种类及极性,母材,电流种类及极性,低碳钢及合金钢、铜及铜合金、镍及镍合金、钛及钛合金,=,（）,铝及铝合金,/=,（）用,He,保护,镁及镁合金,39,2025/4/29 周二,TIG,焊（负极性接法）不同保护气的焊接,采用氩气和氦气时电弧电压与焊接电流的关系,40,2025/4/29 周二,保护气体对熔深的影响,厚度,5mm,的板，材料,1.4301,（,1Cr18Ni9,）电流,130A,，电弧长度,4mm,，焊接速,15cm/min,。,不同保护气体,TIG,焊时对角焊缝熔深的影响,缺陷,产生原因,防止措施,夹钨,1,）接触引弧,2,）钨电极熔化,1,）采用高频振荡器或高压脉冲发生器引弧,2,）减小焊接电流或加大钨电极直径，夹紧钨电极或减小钨极伸出长度,3,）调换有裂纹或撕裂的钨电极,气体保护效果差,氢、氮、空气、水气等污染,1,）采用纯度为,99.99%,的氩气,2,）提前送气和滞后停气时间足够,3,）正确连接气管和水管，不可混淆,4,）做好焊前清理工作,5,）正确选择保护气体流量、喷嘴尺寸、电极伸出长度,电弧不稳,焊件上有油污,接头坡口太窄,钨电极污染,钨电极直径过大,电弧过长,做好焊前清理工作,加宽坡口,去除污染部分,使用正确尺寸的钨电极及夹头,压低喷嘴与工件距离、缩短弧长,钨电极损耗过剧,保护气体不好，电极氧化,反接法连接,夹头过热,钨电极直径过小,5,）,停焊时钨电极被氧化,1,）,清理喷嘴、缩短喷嘴与工件距离、适当增加氩气流量,2,）,增大钨电极直径或改为正接法,3,）,磨光钨极、调换夹头,4,）,调大直径,5,）,增大滞后停气时间，不少于,1s/,铝的交流,TIG,焊,TIG,焊交流焊接过程，正半波时对熔化表面进行清理，负半波时钨极得到冷却,。,交流,TIG,焊图 脉冲发生器的脉冲点燃时间,43,2025/4/29 周二,交流,TIG,焊焊接铝材料的参数,板厚,mm,坡口,形式,钨极直径,mm,焊接电流,*）,A,钨极直径,mm,Ar,气消耗量,L/min,焊接,层数,1,2,3,4,6,8,10,12,1.6,2.4,2.4,3.2,3.2,4.0,4.8,6.4,5060,6090,90150,150180,180240,200280,260350,320400,2,2,3,3,4,4,5,5,45,56,56,68,810,810,1012,1214,1,1,1,1,2,2,23,3,*,）为对接接头数据，角焊缝时大约提高,1020%,。,铝的直流,TIG,焊,直流,TIG,焊时，由于阳极（,+,）和阴极（,-,）的物理现象，将产生不同的热量，反映出对焊缝熔深的影响是不同的。,直流，电极为负极和熔深形式,直流，电极为正极和熔深形式,45,2025/4/29 周二,焊前预热对熔深的影响,46,2025/4/29 周二,TIG,焊铝的坡口型式,(ISO9692-3),47,2025/4/29 周二,TIG,焊铝时产生缺陷及原因和避免措施,缺 陷,原 因,避免措施,焊缝表面无光泽，边缘不光滑，流动性不好,施焊部位及焊丝清理不够（没有金属光泽）,刷、磨、酸洗、喷砂处理,气孔,焊件不干净，有油、脂、漆或潮湿,清理干净，刷子是否干净,表面氧化，无光泽，流动性不好,氩气不纯，接头密封不严有空气进入，干伸长太长，氩气流太强,检查气路，焊枪倾斜，气体软管，加大喷嘴，注意氩气流量,白色烟雾，电极尖端氧化,氩气流量不够,背面氧化，咬边,根部及背面保护不够,深色残渣、气孔、电弧不稳,焊枪内水循环系统密封不严，枪内有冷凝水,检查焊枪，焊接间隙时关闭水阀，更换电极,电弧波动，金属蒸汽冲击，熔深较小,电极尖端未清理干净,氢在铝中熔解度与温度的关系,TIG,点焊,TIG,点焊的主要原理,TIG,焊典型应用技术,50,2025/4/29 周二,热丝钨极惰性气体保护焊,焊丝加,热电源,焊接,电源,送丝装置,焊接方向,导电嘴,加热电流,母材,60,热丝,TIG,焊原理示意图,51,2025/4/29 周二,52,2025/4/29 周二,53,2025/4/29 周二,54,2025/4/29 周二,管与管板、固定管的,TIG,焊,完全机械化的管口焊接 使用管子对口器机械化管子对接示意说明,55,2025/4/29 周二,TIG,多阴极焊,焊接速度取决于电极的数量,56,2025/4/29 周二,窄间隙焊接,TIG,TIG/MAG/,埋弧焊窄间隙节省焊缝体积的对比,TIG,窄间隙焊焊炬及焊缝形状,57,2025/4/29 周二,小结,钨极氩弧焊原理及应用,钨极氩弧焊焊接电源,钨极氩弧焊保护气体和钨极,钨极氩弧焊焊接材料,其它钨极氩弧焊方法（交流焊铝）,58,2025/4/29 周二,样题,例1.关于TIG焊用钨极以下说法正确的是：,A.纯钨极的熔点温度比氧化物合金钨极高,B.在钨极中加入铈的氧化物是为了提高钨极的熔点温度,C.钨极的作用除了导电外还有添加合金元素的作用,D.在钨极中加入钍的氧化物可以提高钨极的电子发射能力,59,2025/4/29 周二,例2.关于铝合金TIG焊说法正确的是：,A.薄板铝合金不适合选用TIG焊这种焊接方法,B.铝合金TIG焊时最适合使用直流反接,C.铝合金TIG焊时可以使用铈钨极,D.铝合金TIG焊时最适合使用交流焊接,60,2025/4/29 周二,