be焊接方法與設(shè)備-10鎢極氬弧焊1講解.ppt

2019/6/27,埋弧焊,CO2焊,手弧焊,高效、節(jié)能,應(yīng)用于黑色金屬、銅、鎳,應(yīng)用于黑色金屬,不能用于鋁鎂合金的焊接,2019/6/27,惰性氣體實施焊接區(qū)保護(hù),Ar,He,熔化極,非熔化極,2019/6/27,熔化極氬弧焊存在的局限,指狀熔深,設(shè)備復(fù)雜,薄板焊適應(yīng)性差,2019/6/27,7-1 概述,第七章 鎢極氬弧焊,Ar保護(hù)，電極為W，不熔化，填充焊絲。,一、基本原理,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,Tungsten Arc Filler Metal Pool Seam,2019/6/27,二、特點及應(yīng)用,第七章 鎢極氬弧焊,1.特點,電弧穩(wěn)定，保護(hù)效果好,適應(yīng)性好，適于各種材料及全位置焊,熔深淺，生產(chǎn)率低,2.應(yīng)用,無材料、板厚、位置的限制，是最好的焊接方法之一 。,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,三、電極及焊槍,（一）鎢極材質(zhì)及其電特性,W 99.9%（純鎢） W+12%ThO2，W+12%CeO2、ZrO2、Y2O3、La2O3 實踐證明：Y2O3，ZrO2，CeO2性能較好，許用電流大、耐用、引弧及穩(wěn)定電弧性能好、放射性小。,鎢極熔點（3690K）、沸點（5900K）高，導(dǎo)熱系數(shù)和高溫?fù)]發(fā)性小，強(qiáng)度高。,2019/6/27,從鎢極端頭燒損情況看,2019/6/27,從鎢極溫度分布看,2019/6/27,從電弧力角度看,鎢極,純鎢 WP: 直流焊時引弧相對較差, 易形成光滑 的球端，電流負(fù)載能力低 釷鎢 WT: 引弧非常容易, 更高的負(fù)載能力，但 稍帶放射性 鈰鎢 WC: 性能等同于釷鎢，但無放射性 鑭鎢 WL: 比釷鎢或鈰鎢有更長的使用壽命， 但引弧性能不好,2019/6/27,小 結(jié),由上述試驗觀察可得出結(jié)論： 含有12%Y2O3，ZrO2，CeO2的鎢電極性能較好。（許用電流、耐用、引弧及穩(wěn)定電弧性能好，放射性?。?。,2019/6/27,（二）鎢極直徑及端部形狀,2019/6/27,鎢極端部溫度場,2019/6/27,鎢極端部電弧形態(tài),2019/6/27,鎢極錐度與焊縫熔深、熔寬的關(guān)系,H,2019/6/27,鎢極許用電流,2019/6/27,鎢極錐度與電流關(guān)系,2019/6/27,（三）焊槍,第七章 鎢極氬弧焊,作用：夾持鎢棒，輸送氣體。,2019/6/27,TIG 焊炬,Gas- and water cooling,Best cooling due to high water flow Long service life of wearing parts Stable welding process,2019/6/27,水冷TIG焊槍,2019/6/27,氣冷TIG焊炬,Cold wire feeder Pull,2019/6/27,直流（正極性、反極性）,交流,脈沖,四、電流種類和極性,2019/6/27,焊件材料與極性關(guān)系,：最佳 ：良好 ：最差,2019/6/27,焊縫成形與極性的關(guān)系,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,（一）直流正極性,第七章 鎢極氬弧焊,1.優(yōu)點,熔深大，熔寬小，HAZ小 ，變形小,W棒溫度低，壽命長,電弧穩(wěn)定,2.缺點,不具有陰極霧化（即破碎氧化物）作用，不能用于鋁鎂的焊接，抗風(fēng)抗銹能力差。,2019/6/27,（二）直流反接,第七章 鎢極氬弧焊,陰極霧化作用，可焊鋁鎂及其合金，焊縫表面光潔、成形良好，一般作薄板焊接用。,（三）交流,焊接鋁鎂及其合金的最佳選擇。 工件為陰極的負(fù)半周陰極破碎，清除熔池區(qū)表面堅硬的氧化膜，鎢棒為陰極的正半周使焊縫獲得較大的熔深，鎢棒溫度下降，電弧穩(wěn)定性得以改善。,存在問題：有直流分量 需穩(wěn)弧措施,直流分量產(chǎn)生的原因： 由于鎢棒和工件在電、熱物理性能和幾何尺寸上的明顯差異，造成交流電弧在相鄰兩個半周內(nèi)弧柱區(qū)導(dǎo)電率、電場強(qiáng)度、電弧電壓和電流的不對稱。鎢棒為陰極時，弧柱導(dǎo)電率高、電場強(qiáng)度小、電弧電壓低而電流大，而工件為陰極時，電弧電壓高而電流小。這種不對稱的交流電流可以看作是一個直流電流和一個對稱交流電流的合成，前者即直流分量，方向與鎢棒為陰極時電流方向相同，由工件指向鎢極。,（三）交流,2019/6/27,鎢極氬弧焊直流分量,-,+,+,-,i,i,I直,鎢極,焊件,鎢極,焊件,t,0,2019/6/27,鎢極氬弧焊直流分量產(chǎn)生原因,直流分量的消除方法： 常用串聯(lián)電容法,直流分量的危害： 減弱陰極破碎作用 在變壓器鐵心中產(chǎn)生直流磁通分量，導(dǎo)致鐵心單向磁飽和，鐵損銅損上升，效率下降 焊接電流波形畸變，功率因素下降，不利于電弧的穩(wěn)定性,（三）交流,2019/6/27,鎢極氬弧焊直流分量消除方法,2019/6/27,五、引弧器,高頻引弧器主電路,2019/6/27,高頻振蕩器輸出波形,2019/6/27,能量可控高頻引弧器主電路,2019/6/27,引弧器與焊接主電路并聯(lián)接,2019/6/27,引弧器與焊接主電路串聯(lián)連接,穩(wěn)弧： 工頻正弦波TIG焊，電流100次/s過零點，過零后鎢棒為陰極時，重復(fù)引燃電壓較低，易引燃電弧，而過零后Al、Mg及其合金為陰極時，重復(fù)引燃電壓很高，不附加電壓難以引燃電弧，因此需附加穩(wěn)弧措施。,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,并聯(lián)式晶閘管高壓脈沖穩(wěn)弧和引弧電路,2019/6/27,一、類型,7-2 鎢極氬弧焊機(jī),按供電種類分：直流、交流、交直流、方波、脈沖。 按自動化程度：手工TIG、自動TIG。,二、組成,弧焊電源、焊槍、控制系統(tǒng)及供水、供氣系統(tǒng) 。,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,1.弧焊電源,陡降外特性。,2.焊槍,要求：W棒夾持方便、氣保護(hù)效果好、水冷卻。,3.控制系統(tǒng),引弧熄弧程序控制,4. 舉例 （WS系列氬弧焊機(jī)）,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,7-3 焊接工藝,第七章 鎢極氬弧焊,一、焊前準(zhǔn)備,1.坡口準(zhǔn)備,2.除油、氧化皮,3.裝配,二、工藝參數(shù)選擇,1.焊接電流及鎢極直徑,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,3.焊速,4.保護(hù)氣效果,2.弧長及電弧電壓,5. 噴嘴、填充焊絲傾角,二、工藝參數(shù)選擇,2019/6/27,加拖罩,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,7-4 其它鎢極氬弧焊,一、脈沖鎢極氬弧焊,直流；交流,（一）、直流脈沖鎢極氬弧焊,1.低頻脈沖氬弧焊（0.115Hz）,特點：平均電流低，適合薄板和熱敏感性材料 焊縫金屬高溫停留時間短 可精確控制電弧能量和熔池尺寸，適合單面焊雙面成形和全位置焊。 通過脈沖波形調(diào)節(jié)焊縫成形,2019/6/27,脈沖鎢極氬弧焊電流波形,矩形波,2019/6/27,脈沖鎢極氬弧焊電流波形,前沿附加脈沖尖峰,2019/6/27,脈沖鎢極氬弧焊電流波形,后沿附加脈沖尖峰,2019/6/27,脈沖電流與焊縫成形關(guān)系,2019/6/27,脈沖時間與焊縫成形關(guān)系,2019/6/27,脈沖頻率與焊縫成形關(guān)系,2019/6/27,焊接速度與脈沖電流匹配,第七章 鎢極氬弧焊,7-4 其它鎢極氬弧焊,（一）、直流脈沖鎢極氬弧焊,2.高頻脈沖TIG焊（1020KHz） 由于高頻效應(yīng)，電弧挺度非常好,第七章 鎢極氬弧焊,第七章 鎢極氬弧焊,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,脈沖電源結(jié)構(gòu)框圖,2019/6/27,高頻脈沖電流波形,2019/6/27,帶低頻脈沖調(diào)制的高頻脈沖電流波形,7-4 其它鎢極氬弧焊,（二）、交流脈沖TIG焊,1.交流幅值調(diào)制脈沖TIG焊 適合Al、Mg及其合金的薄板全位置焊,2019/6/27,幅值調(diào)制交流脈沖TIG焊電流波形,2019/6/27,脈沖頻率與焊縫成形關(guān)系,（二）、交流流脈沖TIG焊,2.交流脈沖寬度調(diào)制TIG焊 即交流方波TIG焊的極性比率調(diào)制 反極性比率DRP=tRP/tRP+tSP 正極性比率DSP=1-DRP 應(yīng)在保證陰極清理的前提下，采用盡可能低的DRP,7-4 其它鎢極氬弧焊,2019/6/27,極性比率與焊縫成形關(guān)系,2019/6/27,極性比率與鎢極燒損關(guān)系,（二）、交流流脈沖TIG焊,3.交直流切換式脈沖TIG焊 直流正極性和交流交替切換，增強(qiáng)焊縫熔透能力，減小鎢棒燒損，特別適合于厚Al板的焊接,7-4 其它鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,交流占空率與焊縫成形關(guān)系,2019/6/27,交流占空率與鎢極燒損關(guān)系,2019/6/27,二次逆變電路,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,二、熱絲鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,2019/6/27,第七章 鎢極氬弧焊,三、多陰極