氬弧焊技術(shù).pptx

主講人：張宇,焊工技術(shù)培訓(xùn)教程,氬弧焊 技術(shù),一、概述,氬弧焊是以氬氣作為保護(hù)氣體的電弧焊方法。 按照電極結(jié)構(gòu)的不同，可分為：,氬弧焊示意圖,1熔池 2一噴嘴 3一鎢極 4一氣體 5一焊縫 6一焊絲 7一送絲滾輪,a)鎢極氬弧焊 b)熔化極氬弧焊,根據(jù)所用的電極材料可分為:,鎢極氬弧焊(不熔化極) (用TIG表示),熔化極氬弧焊(用MIG表示),根據(jù)操作方式可分為:,手工氬弧焊,半自動氬弧焊,自動氬弧焊,根據(jù)采用的電源種類可分為:,直流氬弧焊,交流氬弧焊,氬弧焊的其它分類,二、氬弧焊適用焊接范圍,適用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、難熔金屬鋁及鋁鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，以及超薄板0.1mm，同時能進(jìn)行全方位焊接，特別對復(fù)雜焊件難以接近部位等等。,三、氬弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用,氬弧焊是以單原子惰性氣體氬作為保護(hù)氣體的一種電弧焊方法。它是用電弧的熱量來熔化金屬，用氬氣保護(hù)熔池。 氬弧焊的特點(diǎn)是用氣保護(hù)代替了渣保護(hù)，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。此外，氬氣是惰性氣體，能充分保護(hù)熔池免受空氣的影響，并壓縮電弧使熱量集中而獲得高質(zhì)量的焊接接頭。它比電焊易于掌握，因此，廣泛用于各種不同規(guī)格管子的根層焊（打底），以及鋁和鋁合金的焊接。,四、一般氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)：,(1) 保護(hù)良好 氣保護(hù)代替了渣保護(hù)，焊縫干凈無焊渣，無飛濺。惰性氣體氬在熔池和電弧周圍形成一個封閉氣流，有效地防止了有害氣體的侵入、從而獲得高質(zhì)量的焊接接頭。它適用于各種合金鋼和有色金屬的焊接。 (2) 熱量集中 電弧在氬氣流的壓縮下，溫度高，熱量集中，速度快，熱影響區(qū)小，焊件變形及裂紋傾向小。特別適用于焊接空淬傾向大的鋼材。,(3) 操作方便 明弧焊接，熔池清晰可見，操作容易掌握。 (4) 容易實(shí)現(xiàn)自動化 目前已推廣鎢極脈沖全位置氬弧焊來代替焊條電弧焊接管子。 (5) 能焊接除熔點(diǎn)非常低的鋁錫外的絕大多數(shù)的金屬和合金。 (6) 交流氬弧焊能焊接化學(xué)性質(zhì)比較活潑和易形成氧化膜的鋁及鋁鎂合金。,(7) 能進(jìn)行全方位焊接，用脈沖氬弧焊可減小熱輸 入，可焊0.1mm不銹鋼。,五、氬弧焊的安全技術(shù),（1）氬弧焊的有害因素,1、放射性,氬弧焊有時采用釷鎢電極，釷鎢極中的釷是放射性元素，但鎢極氬弧焊時釷鎢極的放射劑量很小，在通風(fēng)良好情況下，危害不大；但若工作地點(diǎn)狹小，通風(fēng)不好，焊接煙塵中放射劑量會超過規(guī)定值。放射性氣體或微粒進(jìn)入人體做為內(nèi)放射源，則會嚴(yán)重影響身體健康,2、紫外線,氬弧焊產(chǎn)生的紫外線比一般手工焊強(qiáng)510倍。如果在焊接時不注意防護(hù)，就會發(fā)生電光性眼炎。皮膚露出部分會發(fā)生脫變、出現(xiàn)紅斑等癥狀。 因此，焊工操作時，應(yīng)戴好口罩、面罩；穿戴好防護(hù)手套、腳蓋、帆布工作服；應(yīng)戴紫外線防護(hù)眼鏡等。,3、高頻電磁場,采用高頻引弧時，產(chǎn)生高頻電磁場強(qiáng)度在60110v/m之間，超過參考衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（20v/m）數(shù)倍。但一般起弧時間很短，對人體影響不大。但如果頻繁起弧或者把高頻振蕩器做為穩(wěn)弧裝置在焊接過程持續(xù)使用，則高頻電磁場可成為有害因素之一。高頻磁場對焊工影響，主要表現(xiàn)頭昏、疲乏無力，造成白血球偏高或偏低。,4、有害氣體臭氧和氮氧化合物,氬弧焊時，弧柱溫度很高，紫外線輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于一般電弧焊，因此在焊接過程中會產(chǎn)生大量的臭氧和氮氧化物，尤其臭氧其濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出參考衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。臭氧可使焊工出現(xiàn)喉干、咳嗽、胸悶等呼吸道癥狀。氬弧焊產(chǎn)生另一種有害氣體是氮的氧化物。其危害是引起肺部炎癥。,（2）氬弧焊安全技術(shù)防護(hù),1、射線防護(hù) 盡可能采用放劑量極低的鈰鎢極。釷鎢極和鈰鎢極加工時，應(yīng)采用密封式或抽風(fēng)式砂輪磨削。操作者應(yīng)配戴口罩、手套等個人防護(hù)用品，加工后要洗凈手臉，釷鎢極和鈰鎢極應(yīng)放在鉛盒內(nèi)保存。,2、通風(fēng)措施,氬弧焊工作現(xiàn)場要有良好的通風(fēng)裝置，以排出有害氣體及煙塵。除廠屋通風(fēng)外，在焊接工作量大，集中的地方，應(yīng)安裝幾臺軸流式風(fēng)機(jī)向外排風(fēng)，在鍋爐與容器內(nèi)部焊接，必須采用局部通風(fēng)措施，將電弧周圍的有害氣體抽走。,3、高頻的防護(hù),為了防護(hù)和削弱高頻電磁場的影響。應(yīng)采取如下措施： 1）工件良好接地，焊搶電纜和地線要用金屬編織線屏蔽； 2）適當(dāng)降低頻率； 3）盡量不要使用高頻振蕩器做為穩(wěn)弧裝置。減小高頻電作用時間。,4、其它個人防護(hù),氬弧焊時，由于臭氧和紫外線作用強(qiáng)烈，應(yīng)穿戴帆布工作服。戴好工作面罩。在容器內(nèi)焊接又不能采用局部通風(fēng)的情況下，可以采用送風(fēng)式頭盔，送風(fēng)口罩或防毒口罩等個人防護(hù)措施。,六、氬氣的作用、流量大小與焊接關(guān)系、調(diào)節(jié)方法,1、 氬氣屬于惰性氣體，不易和其它金屬材料、氣體發(fā)生反應(yīng)。而且由于氣流有冷卻作用，焊縫熱影響區(qū)小，焊件變形小。是鎢極氬弧焊最理想的保護(hù)氣體。 2、 氬氣主要是對熔池進(jìn)行有效的保護(hù)，在焊接過程中防止空氣對熔池侵蝕而引起氧化，同時對焊縫區(qū)域進(jìn)行有效隔離空氣，使焊縫區(qū)域得到保護(hù)，提高焊接性能。 3、 調(diào)節(jié)方法是根據(jù)被焊金屬材料及電流大小，焊接方法來決定的：電流越大，保護(hù)氣越大?；顫娫夭牧希Ｗo(hù)氣要加強(qiáng)加大流量。,具體見下表：,氬氣太小，保護(hù)效果差，被焊金屬有嚴(yán)重氧化現(xiàn)象。 氬氣太大，由于氣流量大而產(chǎn)生紊流，使空氣被紊流氣卷入溶池，產(chǎn)生溶池保護(hù)效果差，焊縫金屬被氧化現(xiàn)象。 所以流量一定要根據(jù)板厚、電流大小、焊縫位置、接頭型式來定。具體以焊縫保護(hù)效果來決定，以被焊金屬不出現(xiàn)氧化為標(biāo)準(zhǔn)。,七、鎢極,1、 鎢極是高熔點(diǎn)材料，熔點(diǎn)為341020（純鎢棒），在高溫時有強(qiáng)烈的電子發(fā)射能力，并且鎢極有很大的電流載流能力鎢極載流能力見下表：,2、 鎢極表面要光滑，端部要有一定磨尖 ，同心度要好，這樣焊接時高頻引弧好、電弧穩(wěn)定性好，溶深深，溶池能保持一定，焊縫成形好，焊接質(zhì)量好。 3、 如果鎢極表面燒壞或表面有污染物、裂紋、縮孔等缺陷時，這樣焊接時高頻引弧困難，電弧不穩(wěn)定，電弧有漂移現(xiàn)象，熔池分散，表面擴(kuò)大，熔深淺，焊縫成形差，焊接質(zhì)量差。,4、鎢極直徑大小是根據(jù)材料厚度、材料性質(zhì)、電流大小、接頭形式來決定，見下表：,長度范圍供給，在76610mm之間； 常用的直徑為0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多種。,鎢極端部的形狀,鎢極的規(guī)格：,a) 圓錐形 b)圓臺形 c)球形,八、焊絲,焊絲選擇要根據(jù)被焊材料來決定，一般以母材的成分性質(zhì)相同為準(zhǔn)。焊接重要結(jié)構(gòu)時，由于高溫要燒損合金元素，所以選擇焊絲一定要高于母材料，把焊絲熔入熔池來補(bǔ)充合金元素?zé)龘p。 鎢極氬弧焊，一種方法可以不添絲自熔，熔化被焊母材；另一種要添加焊絲，電極熔化金屬，同時焊絲熔入熔池，冷卻后形成焊縫。,不銹鋼焊接時，焊絲與板厚和電流大小關(guān)系見下表：,九、直流氬弧焊與脈沖氬弧焊的區(qū)別,1、 直流氬弧焊，即在直流正極性接法下以氬氣為保護(hù)氣，借助電極與焊件之間的電弧在一定的要求下（焊接電流），加熱熔化母材，添加焊絲時焊絲也一同熔入熔池，冷卻形成的焊縫。 2、 脈沖氬弧焊，除直流鎢極氬弧焊的規(guī)范外，還可獨(dú)立地調(diào)節(jié)峰值電流、基值電流、脈沖寬度、脈沖周期或頻率等規(guī)范參數(shù)。,十、焊前準(zhǔn)備和焊前清洗,十一、焊接規(guī)范參數(shù) 鎢極氬弧焊主要規(guī)范參數(shù)是電流、氬氣流量、焊接速度、鎢極直徑、板的厚度、接頭型式等。 不銹鋼氬弧規(guī)范列表如下：,手工鎢極氬弧焊設(shè)備由焊接電源、焊槍、供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等部分組成。,1-焊件 2-焊槍 3-遙控盒 4-冷卻水 5-電源與控制系統(tǒng) 6-電源開關(guān) 7-流量調(diào)節(jié)器 8-氬氣瓶,十二、焊接設(shè)備,（1）焊接電源 （電源的種類和極性） 電源的種類和極性可根據(jù)焊件材質(zhì)進(jìn)行選擇。,特點(diǎn)：鎢棒容易過熱而燒損，許用電流小，電弧不穩(wěn) 定，同時熔深淺，焊接生產(chǎn)效率低，很少采用。但具有“陰極破碎”作用，如下圖；,應(yīng)用：適用于鋁、鎂及其合金的焊接。,特點(diǎn)：鎢極不易過熱燒損，許用電流大，電弧穩(wěn)定性好，生產(chǎn)效率高。,直流反接：即鎢極為正極，焊件為負(fù)極。,直流正接：即鎢極為負(fù) 極，焊件為正極。,但沒有“陰極破碎”作用。適用于焊接表面無致密氧化膜的金屬材料。,兼顧了直流鎢極氬弧焊正、反接的優(yōu)點(diǎn)，是焊接鋁、鎂及其合金的最佳方法。各種材料的電源種類與極性的選用見下表：,交流鎢極氬弧焊,鎢極直徑及端部形狀,鎢極直徑根據(jù)焊件厚度、焊接電流、電源極性來選擇。,交流鎢極氬弧焊時，一般將鎢極端部磨成圓柱形；直流小電流施焊時，鎢極磨成尖錐形；直流大電流時，鎢,極磨成鈍角。如圖所示：,鎢極一端常涂顏色以便識 別：釷鎢極為紅色，鈰鎢 極為灰色，純鎢極為綠色。,焊接電流,根據(jù)焊件厚度、鎢極直徑和焊縫空間位置來選擇。,氬氣流量和噴嘴直徑,通常氬氣流量在320L/min范圍內(nèi)，一般噴嘴直徑隨著氬氣流量的增大而增大，一般為514 。,焊接速度,應(yīng)選擇合適的焊接速度，否則影響氣體保護(hù)效果，易產(chǎn)生未焊透、咬邊、燒穿等焊接缺陷。,電弧電壓,應(yīng)盡量采用短弧焊，電弧電壓一般為1024V。,其它因素,包括噴嘴到焊件的距離、鎢極的伸出長度 。,電弧電壓增加，焊縫厚度減小，熔寬增大，氣體 保護(hù)效果變差，并且易產(chǎn)生未焊透、氣孔等缺陷。,噴嘴到焊件的距離為515 為宜 。,焊接電源,總而言之，鎢極氬弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接電源，有直流電源和交流電源兩種。常用的直流鎢極氬弧焊機(jī)有WS-250型、WS-400型等；交流鎢極氬弧焊機(jī)有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流鎢極氬弧焊機(jī)有WSE-150型、WSE-400型等。（W鎢極；S多用。）,（2）控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)是通過控制線路，對供電、供氣與穩(wěn)弧等各個階段的動作進(jìn)行控制。,手工鎢極氬弧焊控制程序,（3）焊槍,焊槍的作用是裝夾鎢極、傳導(dǎo)焊接電流、輸出氬氣流和啟動或停止焊機(jī)的工作系統(tǒng)。焊槍分為大、中、小三種，按冷卻方式又可分為氣冷式和水冷式。當(dāng)所用焊接電流小于150A時，可選擇氣冷式焊槍 見下圖。,1-鎢極 2-陶瓷噴嘴 3-槍體 4-短帽 5-手把 6-電纜 7-氣體開關(guān)手輪 8-通氣接頭 9-通電接頭,焊接電流大于150A時，必須采用水冷式焊槍見下圖：,1-鎢極 2-陶瓷噴嘴 3-導(dǎo)流件 4、8-密封圈 5-槍體 6-鎢極夾頭 7-蓋帽 9-船形開關(guān) 10-扎線 11-手把 12-插圈 13-進(jìn)氣皮管 14-出水皮管 15-水冷纜管 16-活動接頭 17水電接頭,常見的焊槍噴嘴形狀示意圖,a）圓柱帶錐形,b）圓柱帶球形,c）圓錐形,（4）供氣系統(tǒng) 供氣系統(tǒng)由氬氣瓶、氬氣流量調(diào)節(jié)器及電磁氣閥組成。,1） 氬氣瓶 外表涂灰色，并用綠漆標(biāo)以“氬氣”字樣。氬氣瓶最大壓力為15MPa，容積為40L。,2）電磁氣閥 是開閉氣路的裝置，由延時繼電器控制，可起到提前供氣和滯后停氣的作用。,3）氬氣流量調(diào)節(jié)器 起降壓和穩(wěn)壓的作用及調(diào)節(jié)氬氣流量。氬氣流量調(diào)節(jié)器的外形如右圖。,（5）冷卻系統(tǒng) 用來冷卻焊接電纜、焊槍和鎢極。如果焊接電流小于150A可以不用水冷卻。使用的焊接電流超過150A時，必須通水冷卻，并以水壓開關(guān)控制。,（1）引弧 通常手工鎢極氬弧焊機(jī)本身具有引弧裝置（高壓脈沖發(fā)生器或高頻振蕩器），把焊槍的鎢極端部對準(zhǔn)焊縫起焊點(diǎn)，鎢極與工件之間距離為13mm按下焊開關(guān)，提前送氣，高頻放電引弧，鎢極與焊件并不接觸保持一定距離，就能在施焊點(diǎn)上直接引燃電弧。,十三、手工鎢極氬弧焊操作要點(diǎn),如沒有引弧裝置操作時，可使用純銅板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使鎢極端頭受熱到一定溫度（約1s），立即移到焊接部位引弧焊接。這種接觸引弧，會產(chǎn)生很大的短路電流，很容易燒損鎢極端頭。,（2）焊接 焊槍保持7080傾角，焊絲傾角為1120焊槍作直線勻速移動，并在移動過程中觀察熔池，焊絲的送進(jìn)速度與焊接速度要匹配，焊絲不能與鎢極接觸，以免燒壞鎢極，焊槍。同時根據(jù)焊縫金屬顏色，來判定氬氣保護(hù)效果的好壞。,（3）持槍姿勢和焊槍、焊件與焊絲的相對位置,平焊時持槍的姿勢,焊槍、焊件與焊絲的相對位置,一般焊槍與焊件表面成7080左右的夾角，填充焊絲與焊件表面為1520 。,（4）右焊法與左焊法 右焊法適用于厚件的焊接，焊槍從左向右移動，電弧指向已焊部分，有利于氬氣保護(hù)焊縫表面不受高溫氧化。 左焊法適用于薄件的焊接，焊槍從右向左移動，電弧指向未焊部分有預(yù)熱作用，容易觀察和控制熔池溫度，焊縫形成好，操作容易掌握。一般均采用左焊法。,（5）焊絲送進(jìn)方法,一種方法是以左手的拇指、食指捏住，并用中指和虎口配合托住焊絲便于操作的部位。需要送絲時，將彎曲捏住焊絲的拇指和食指伸直如下b圖，即可將焊絲穩(wěn)穩(wěn)地送入焊接，然后借助中指和虎口托住焊絲，迅速彎曲拇指、食指，向上倒換捏住焊絲如下a圖，如此反復(fù)的填充焊絲。,另一種方法如下圖所示夾持焊絲，用左手拇指、食指、中指配合動作送絲，無名指和小手指夾住焊絲控制方向，靠手臂和手腕的上、下反復(fù)動作，將焊絲端部的熔滴送入熔池，全位置焊時多用此法。,（6）收弧 一般氬弧焊機(jī)都配有電流自動衰減裝置，收弧時，通過焊槍手柄上的按鈕斷續(xù)送電來填滿弧坑。若無電流衰減裝置時，可采用手工操作收弧，其要領(lǐng)是逐漸減少焊件熱量，如改變焊槍角度、稍拉長電弧、斷續(xù)送電等。收弧時，填滿弧坑后，慢慢提起電弧直至熄弧，不要突然拉斷電弧。 熄弧后，氬氣會自動延時幾秒鐘停氣，以防止金屬在高溫下產(chǎn)生氧化。,十四、注意事項(xiàng),十五、焊縫表面顏色與氣體保護(hù)效果,十六、鎢極氬弧焊特有的工藝缺陷及防止措施,十七、技術(shù)指導(dǎo),問題1. 操作過程中，若不慎焊絲與鎢極相觸碰怎么辦？ 回答： 如果焊絲與鎢極相觸碰，發(fā)生瞬間短路造成焊縫污染和夾鎢。應(yīng)立即停止焊接，用砂輪磨掉被污染處，直至露出金屬光澤，被污染的鎢極要重新磨尖后，方可繼續(xù)施焊。,問題2. 手工鎢極氬弧焊的氬氣流量大小對焊縫質(zhì)量有何影響？ 回答： 如果氬氣流量過小，容易產(chǎn)生氣孔、焊縫被氧化等缺陷；若氬氣流量過大，則會產(chǎn)生紊流，使空氣卷入焊接區(qū)，降低保護(hù)效果。在生產(chǎn)實(shí)踐中，孔徑在1220mm的噴嘴，最佳氬氣流量范圍為816L/min。,問題3. 手工鎢極氬弧焊時，如何判斷焊接電流是否合適？ 回答：焊接電流合適時，鎢極端部的電弧呈半球狀（下圖a），此時電弧穩(wěn)定，焊縫成形良好；焊接電流過小時，鎢極端部電弧偏移，此時電弧飄動（下圖b）；焊接電流過大時，鎢極端部發(fā)熱，鎢極的部分熔化脫落到熔池中（下圖c）形成夾鎢等缺陷，并且電弧不穩(wěn)，焊接質(zhì)量差。,a）焊接電流正常 b）焊接電流過小 c）焊接電流過大,問題4. 手工鎢極氬弧焊過程中應(yīng)該注意哪些事宜？ 回答：打底焊時，應(yīng)盡量采用短弧焊接，填絲量要少，焊槍盡可能不擺動，當(dāng)焊件間隙較小時，可直接進(jìn)行擊穿焊接；如果定位焊縫有缺陷，必須將缺陷磨掉，不允許用重熔的辦法來處理定位焊縫上的缺陷。 蓋面焊時，填充焊絲要均勻，快慢適當(dāng)。過快焊縫余高大；過慢則焊縫下凹和咬邊。焊至收尾處焊件