鎢極惰性氣體保護(hù)焊 （TIG）.ppt

1、1,鎢極惰性氣體保護(hù)焊 （TIG）,全有文檔 ,2,教學(xué)目標(biāo),識(shí)讀儲(chǔ)氣罐的焊接施工圖； 了解鎢極氬弧的原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍； 合理選用鎢極氬弧焊焊接材料； 合理制定鎢極氬弧焊工藝并正確實(shí)施； 了解鎢極氬弧焊新技術(shù),3,項(xiàng)目工作描述,工作任務(wù)：鎢極氬弧焊不銹鋼管接頭焊接,4,工作任務(wù)要求,1.了解鎢極氬弧焊的基本原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用； 2. 熟悉鎢極氬弧焊的冶金特性； 3. 合理選擇焊接材料； 4. 編制不銹鋼管對(duì)接鎢極氬弧焊工藝； 5 .按照焊接工藝要求焊接試件； 6 .分析并完善焊接工藝。,5,項(xiàng)目工作組,5名學(xué)生組成團(tuán)隊(duì) 共同完成工作任務(wù),識(shí)讀不銹鋼管焊接施工圖；利用課堂、網(wǎng)絡(luò)、資料室

2、等學(xué)習(xí)儲(chǔ)備相關(guān)知識(shí),確定焊接材料；編制焊接工藝；交流討論，完善焊接工藝，并填寫(xiě)工藝片,掌握鎢極氬弧焊基本操作方法，按照工藝實(shí)施焊接，分析試件焊接質(zhì)量，完善焊接工藝,信息收集處理,計(jì)劃決策,實(shí)施完善,工作思路,6,1 TIG焊的特點(diǎn)及應(yīng)用,TIG焊：惰性氣體保護(hù)，利用鎢極與焊件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲（或不加填充焊絲），形成焊縫。,1.1 TIG焊的原理,資 訊,7,正極電纜,A,焊槍,氣管,流量計(jì),氣瓶,工件,焊接電源,Panasonic Pana-TIG WP 300,冷卻水,開(kāi)關(guān),遙控盒,配電箱,焊接電流,收弧電流,負(fù)極電纜,1.1 TIG焊的原理,8,高頻發(fā)生器, ,TIG 焊接

3、電源 （直流或交流）,鎢 極 熔點(diǎn)（3410）,開(kāi)口夾套,噴 嘴,氬 氣,電 弧,填充焊絲,工 件,TIG焊工作原理 用非熔化鎢極在氬氣的保護(hù)下與工件間產(chǎn)生電弧，實(shí)施焊接。,1.1 TIG焊的原理,9,TIG焊一般采用氬氣作保護(hù)氣體；,在焊接不銹鋼、鎳基合金和鎳銅合金時(shí)可采用氬一氦混合氣作保護(hù)氣體。 。,在焊接厚板、高導(dǎo)熱率或高熔點(diǎn)金屬等情況下，也可采用氦氣或氦氬混合氣作保護(hù)氣體。,1.1 TIG焊的原理,保護(hù)氣體：,10,1.氣瓶：Ar為氣態(tài)儲(chǔ)存，瓶子表面涂成灰色并注有“氬”綠色字標(biāo)志字樣，最高工作壓力為150。使用時(shí)應(yīng)避免陽(yáng)光的強(qiáng)烈照射或放置在熱源旁邊。焊接時(shí)要將氣瓶穩(wěn)固直立，不允許將其水

4、平放置。 2. 純度：純度應(yīng)為99.99 %。否則產(chǎn)生氣孔，夾渣，焊接質(zhì)量變差。 3. 性質(zhì)：重量是空氣的1.4倍，氣體保護(hù)效果好。 無(wú)脫氧或去氫作用，清理要求嚴(yán)格。,保護(hù)氣體：,11,鎢 電 極,1. 作用：傳導(dǎo)電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒。 2. 對(duì)鎢極的要求：發(fā)射電子能力強(qiáng)，電流承載能力大，壽命長(zhǎng)，抗污染性好。,150 mm,鎢極,標(biāo)志顏色,12,釷鎢極: 含有1-2%氧化釷，電流密度大，壽命長(zhǎng)，抗污染能力強(qiáng)。引弧性能好，電弧穩(wěn)定。成本高，有微量放射性。 鈰鎢極:含有2%的氧化鈰，引弧性能更好，電弧穩(wěn)定，熱量集中，壽命長(zhǎng)，電流密度比釷鎢高5%-8%，燒損率比釷鎢低5%-50%，放射性

5、低，推薦使用。,鎢 電 極,13,鎢 電 極,14,鎢極許用電流范圍表（釷鎢極、鈰鎢極）,當(dāng)焊接電流超過(guò)鎢極的許用值時(shí)，會(huì)使鎢極強(qiáng)烈發(fā)熱、熔化和蒸發(fā)，電弧不穩(wěn)，影響焊接質(zhì)量，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔、夾鎢等缺陷，同時(shí)焊縫的外型粗糙不整齊。在許用電流允許的情況下應(yīng)選用細(xì)直徑的鎢極以提高電流密度。,鎢 極,15,16,焊 矩,17,TIG焊分為手工和自動(dòng)兩種；填絲焊和不填絲焊接；,焊接薄焊件時(shí)，一般不需開(kāi)坡口和填充焊絲；還可采用脈沖電流以防止燒穿焊件。,焊接厚大焊件時(shí)，填充焊絲在電弧前方添加，以提高熔敷速度。,1.1 TIG焊的原理,18,特點(diǎn),焊接范圍廣,可適用0.3以上不同板厚，（6mm以下,作業(yè)性好

6、，明弧操作， 便于觀察和控制熔池,電弧穩(wěn)定，無(wú)飛濺、成型好、變形小、焊接性能好,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化,適用于各種結(jié)構(gòu)、 形狀的全位置焊接,可焊接所有 工業(yè)用金屬、合金。,與手工焊比：焊接成本較高，抗風(fēng)能力差，設(shè)備較復(fù)雜,1.2 TIG焊的特點(diǎn),19,1.2 TIG焊的特點(diǎn),鎢極不熔化，容易維持電弧長(zhǎng)度的恒定。電弧穩(wěn)定，即使在很小的焊接電流下也能穩(wěn)定燃燒；不會(huì)產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。,TIG焊過(guò)程中電弧還有自動(dòng)清除焊件表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接其他焊接方法不易焊接的易氧化、氮化、化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼和各種合金。,20,熱源和焊絲可分別控制，因而熱輸入量容易調(diào)節(jié)，特別適合于薄件

7、、超薄件的焊接； 可進(jìn)行各種位置的焊接，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化焊接。 焊接生產(chǎn)率低 鎢極承載電流能力較差，過(guò)大的電流會(huì)引起鎢極熔化和蒸發(fā)，其顆?？赡苓M(jìn)入熔池，造成夾鎢。 生產(chǎn)成本較高 由于惰性氣體較貴，與其他焊接方法相比生產(chǎn)成本高，故主要用于要求較高產(chǎn)品的焊接。,1.2 TIG焊的特點(diǎn),21,1.3 TIG焊的應(yīng)用,材料：幾乎可用于所有鋼材、有色金屬及其合金的焊接，特別適合于化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬及其合金。 結(jié)構(gòu)：一般只用于焊接6mm以下的焊件。 主要用于薄件焊接或厚件的打底焊，易 實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。,22,1.4 TIG焊的電流種類(lèi)和極性,TIG焊的電流種類(lèi)可分為直流正接、直流反接及交流三種。

8、其特點(diǎn)如下：,直流正極性的特點(diǎn)： 鎢極發(fā)射電子，帶走大量的逸出功，鎢極本身溫度不高，燒損小，同樣直徑鎢極可使用較大電流，電弧穩(wěn)定而集中，熔深大，焊接質(zhì)量好。,23,直流反極性的特點(diǎn)： 鎢極吸收電子，鎢極本身溫度高，燒損大，同樣大小直徑的鎢極許用電流要小的多，電流密度小，熔深淺而寬。 陰極清理：在質(zhì)量很大的氬正離子的高速撞擊下可清除鋁、鎂等易氧化金屬表面形成的氧化膜，有陰極清理即 “ 清潔 ” 作用。,1.4 TIG焊的電流種類(lèi)和極性,24,1.4 TIG焊的電流種類(lèi)和極性,25,焊鋁為什么要使用交流？,通常情況下，鋁板或鎂板表面有一層很明顯的氧化膜。即使工件金屬熔化后，此膜也呈固體狀浮在表面上

9、（既不熔化），為達(dá)到良好的焊接效果，就需要清除此膜。,26,清潔作用：TIG焊接工件為陰極時(shí)，陽(yáng)離子（氬氣正離子）加速?zèng)_向工件，破壞并分解表面的氧化膜，使氧化膜消失。這一作用是在氬氣中進(jìn)行的，一旦被破壞消除后，此膜不會(huì)再生，即可得到漂亮、光潔的鋁等焊縫。,焊鋁為什么要使用交流？,為了兼顧鎢極和工件發(fā)熱量的合理分配，對(duì)于鋁、鎂等金屬一般都采用同時(shí)具有直流正接和直流反接特點(diǎn)的交流鎢極氬弧焊。,27,2.1 接頭形式的選擇,決策與計(jì)劃,2. TIG焊工藝,28,2.1 TIG焊接頭形式的選擇,29,2.2 焊前清理,清理目的 ：清除油污； 清除氧化膜。,油污、灰塵的清理方法： 用汽油、丙酮等有機(jī)溶劑

10、清洗焊件與焊絲表面； 按焊接生產(chǎn)說(shuō)明書(shū)規(guī)定的其他方法進(jìn)行。,30,2.2 焊前清理, 氧化膜的清理方法： a.機(jī)械方法：機(jī)械加工、吹砂、磨削及拋光等（焊件） 不銹鋼、高溫合金焊件：用砂布打磨或拋光法； 鋁合金：用細(xì)鋼絲輪、鋼絲刷（d0.15mm）或刮刀將焊件接頭兩側(cè)一定范圍的氧化膜除掉； 清理范圍：焊件接頭兩側(cè)30 50mm寬度內(nèi)。 生產(chǎn)效率低，成批生產(chǎn)時(shí)常用化學(xué)法。,31,b.化學(xué)法: 對(duì)于鋁、鎂、鈦及其合金等有色金屬的焊件與焊絲表面氧化膜的清理效果好，且生產(chǎn)率高。,2.2 焊前清理 嚴(yán)格要求,32,注意事項(xiàng)：清理后的焊件與焊絲必須妥善放置與保管，一般應(yīng)在24h內(nèi)焊接完。 如果存放時(shí)間太長(zhǎng)，

11、其表面氧化膜仍會(huì)增厚并吸附水分，因而為保證焊縫質(zhì)量，必須在焊前重新清理。,2.2 焊前清理 嚴(yán)格要求,33,2.3 填充焊絲的選擇,不填充焊絲法主要用于薄板焊接。 如厚度在3mm以下的不銹鋼板，可采用不留間隙的卷邊對(duì)接，焊接時(shí)不加填充焊絲，而且可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。,TIG焊時(shí)，可采用填充焊絲或不填充的方法形成焊縫。,34,焊接材料： 鎢極直徑；端部形狀；保護(hù)氣體； 焊絲牌號(hào)；焊絲規(guī)格。 能量參數(shù)： 焊接電流；電弧電壓；焊接速度； 保護(hù)效果：噴嘴孔徑； 噴嘴至焊件之間的距 離；氣體流量。 電源極性： 直流（正接，反接）；交流；脈沖。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,35,2.4 焊接參數(shù)的選擇,TIG

12、焊接參數(shù)的選擇原則,36,37,焊接電流增大，凹陷深度a1、背面焊縫余高e、 熔透深度s、焊縫寬度c增大； 而焊縫余高h(yuǎn)減小 焊接電流太大，易引起焊縫咬邊、焊漏等缺陷； 焊接電流太小，易形成未焊透。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,38,電弧電壓（弧長(zhǎng)）增加，熔寬 c 增大； 弧壓過(guò)高，電弧熱量分散使熱效率下降，電弧力 對(duì)熔池的作用減小，熔寬 c 和母材熔化面積均減小。 弧壓過(guò)高，氣體保護(hù)效果降低。 不加絲弧長(zhǎng)以控制在13mm， 加絲焊，弧長(zhǎng)約36mm。 L （11.5），應(yīng)盡量采用短弧進(jìn)行焊接。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,39,焊接速度減小，凹陷深度a1、熔透深度s、熔寬c增大。 焊接速度過(guò)快，氣體保

13、護(hù)效果降低，易產(chǎn)生未焊透、 氣孔、夾渣和裂紋等。 焊接速度過(guò)慢，焊縫易產(chǎn)生焊穿和咬邊。 自動(dòng)高速焊時(shí)，為了擴(kuò)大有效保護(hù)范圍，可適當(dāng)加大 噴嘴孔徑和保護(hù)氣流量。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,40,提示：焊接鋁及鋁合金等高導(dǎo)熱金屬時(shí)，為了減少 變形，應(yīng)采用較快的焊接速度。 焊接有裂紋傾向的合金時(shí)，不能采用高速焊接。 非平焊位置焊接時(shí)，為保證較小的熔池， 避免鐵水下流，盡量選擇較快的焊速。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,41,鎢極直徑： 取決于焊件厚度、焊接電流的大小、種類(lèi)和極性。 當(dāng)焊接電流超過(guò)鎢極的許用值時(shí)，會(huì)使鎢極強(qiáng)烈 發(fā)熱、熔化和蒸發(fā)，電弧不穩(wěn)，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣 孔、夾鎢等缺陷，焊縫的外型粗糙不整齊。

14、原則上應(yīng)盡可能選擇小的電極直徑。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,42,鎢極的伸出長(zhǎng)度：一般為510mm； 對(duì)接:5 6 ；角接:7 8 ； 過(guò)長(zhǎng)鎢極易氧化,2.4 焊接參數(shù)的選擇,43,鎢極的端部形狀：根據(jù)電流種類(lèi)和大小選用不同的端部形狀。小電流：小的鎢極直徑和錐角易引弧，電弧穩(wěn)定。 大電流焊接時(shí)：增大錐角可避免尖端過(guò)熱熔化，減少損耗。,直流正接,交 流,2.4 焊接參數(shù)的選擇,44,鎢極的端部形狀： 鎢極尖端角度對(duì)焊縫熔深和熔寬也有一定影響： 減小錐角，焊縫熔深增大熔寬減小。,交 流,直流正接,2.4 焊接參數(shù)的選擇,45,氣體流量和噴嘴直徑： 影響氣保護(hù)效果的重要因素。氣體流量q與噴嘴直徑D，在

15、一定條件下，都有一個(gè)最佳值（M點(diǎn)），在這個(gè)最佳值時(shí)，氣體保護(hù)有效直徑Dy最大，其保護(hù)效果最佳。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,46,為了獲得良好保護(hù)效果，氣體流量與噴嘴直徑匹配。 對(duì)于一定直徑的噴嘴，有一個(gè)獲得最佳保護(hù)效果的氣體流量，此時(shí)保護(hù)區(qū)范圍最大，保護(hù)效果最好。如果噴嘴直徑增大，氣體流量也應(yīng)隨之增加才可得到良好的保護(hù)效果。,流量為: I100A 67 L/min; I200A 89 L/min; I 300500A 1015 L/min),2.4 焊接參數(shù)的選擇,47,填充焊絲,焊絲的化學(xué)成分應(yīng)與母材的性能相匹配, 主要合金 元素含量應(yīng)比母材稍高。 鋼焊絲時(shí)應(yīng)盡量選專(zhuān)用焊絲。 有色金屬焊絲焊接

16、銅、鋁、鎂、鈦及其合金時(shí)應(yīng)注 意成分相符?？蓪⑴c母材成分相同的薄板剪焊絲。 焊絲在使用前應(yīng)采用機(jī)械或化學(xué)方法清除其表面的 油脂、銹蝕等雜質(zhì)，并使之露出金屬光澤。,48,TIG焊可分為手工TIG焊和自動(dòng)TIG焊兩種，其操作技術(shù)的正確與熟練是保證焊接質(zhì)量的重要前提。由于焊件厚度，施焊姿式，接頭形式等條件不同，操作技術(shù)也不盡相同。下面主要介紹手工TIG焊基本操作技術(shù)。,實(shí) 施,49,焊槍與焊件角度的選擇也應(yīng)以獲得好的保護(hù)效果，便于填充焊絲。平、橫或仰焊，多采用左焊法,短弧焊接 良好的氣保護(hù)效果(不妨礙視線),3.1 TIG焊操作技術(shù),50,I形對(duì)焊要點(diǎn),I形對(duì)焊要點(diǎn): 焊炬傾角過(guò)大易造成蛇行焊縫。

17、焊接電流值應(yīng)比其它形狀時(shí)略低。,3.1 TIG焊操作技術(shù),51,厚度小于4mm的薄板立焊時(shí)，采用向下焊或向上焊均可，板厚大于4mm的焊件，多采用向上焊。,填充焊絲直徑一般不得大于4mm，因?yàn)楹附z太粗易產(chǎn)生夾渣和未焊透現(xiàn)象。焊絲的端部應(yīng)始終置于氬氣保護(hù)區(qū)內(nèi)，以免氧化。,3.1 TIG焊操作技術(shù),52,加強(qiáng)保護(hù)效果的措施：加擋板；擴(kuò)大正面保護(hù)區(qū)； 反面采取保護(hù)。,預(yù)先加擋板的方法；加大氣體流量和靈活控制焊槍相對(duì)于焊件的位置等方法來(lái)提高氣體保護(hù)效果。,3.1 TIG焊操作技術(shù),53,擴(kuò)大正面保護(hù)區(qū) 焊接容易氧化的金屬及其合金（如鈦合金）時(shí)要求對(duì)處于高溫的焊縫段及近縫區(qū)表面也需要進(jìn)行保護(hù)。,常在焊槍噴

18、嘴后面安裝附加噴嘴，也稱(chēng)拖斗。附加噴嘴里可另供氣也可不另供氣。,3.1 TIG焊操作技術(shù),54,用于焊接較厚的不銹鋼和耐熱合金材料時(shí)，可 不另供氣。這種拖斗耗氣不大，比較經(jīng)濟(jì)。,用于焊接鈦合金時(shí)，則需另供氣，且在拖斗里安裝氣篩，使氬氣在焊接區(qū)緩慢平穩(wěn)地流動(dòng)，以利于提高保護(hù)效果。,3.1 TIG焊操作技術(shù),55,圖3 附加噴嘴（拖斗）的結(jié)構(gòu)示意圖 a）附加噴嘴不通保護(hù)氣 b）附加噴嘴通保護(hù)氣,圖4 保護(hù)氣直接通入焊縫反面保護(hù)示意圖,3.1 TIG焊操作技術(shù),56,反面保護(hù) 焊接不銹鋼或鈦合金的小直徑圓管或密閉的焊件時(shí)，可直接在密閉的空腔中送進(jìn)氬氣以保護(hù)焊縫反面。 對(duì)于大直徑筒形件或平板構(gòu)件等，可

19、用移動(dòng)式充氣罩；或在焊接夾具的銅墊板上開(kāi)充氣槽，以便送進(jìn)氬氣對(duì)焊縫反面保護(hù)。 對(duì)于大直徑筒形件或平板構(gòu)件等，可用移動(dòng)式充氣罩；或在焊接夾具的銅墊板上開(kāi)充氣槽，以便送進(jìn)氬氣對(duì)焊縫反面保護(hù)。 通常反面氬氣流量是正面氬氣流量的3050。,3.1 TIG焊操作技術(shù),收弧,收弧處應(yīng)添加填充焊絲多使弧坑填滿(mǎn)，這對(duì)于焊接熱裂紋傾向較大的材料時(shí)，尤為重要。 采用電流衰減方法和逐步提高焊槍的移動(dòng)速度或工件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以減少對(duì)熔池的熱輸入來(lái)防止裂紋。 在焊接拼板接縫時(shí)，通常采用引出板將收弧處引出焊件，使得易出現(xiàn)缺陷的收弧處脫離焊件。,3.1 TIG焊操作技術(shù),58,脈沖TIG焊 采用可控的脈沖電流來(lái)加熱焊件，以較小的基值電流來(lái)維持電弧穩(wěn)定燃燒。當(dāng)每一次脈沖電流（也稱(chēng)峰值電流）通過(guò)時(shí)，焊件上就產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)狀熔池，當(dāng)脈沖電流停歇時(shí)，點(diǎn)狀熔池冷卻結(jié)晶。,能力拓展,合理地調(diào)節(jié)脈沖間歇時(shí)間， 保證焊點(diǎn)間有一定的重疊量，就可獲得一條連續(xù)氣密的焊縫。,59,脈沖TIG焊有交流、直流之分，而根據(jù)波形不同又有矩形波、正弦波，三角波三種基本波形。,脈沖TIG焊具有以下的基本特點(diǎn)：,脈沖TIG焊都具有以下的基本特點(diǎn),電弧壓力大、挺度好，可明顯地改善電弧的穩(wěn)定性。 可控制對(duì)母材的熱輸入及控制焊縫成形。 脈沖電流對(duì)熔池的攪拌作用可改善焊縫組織及外觀成形 。 裂紋傾向小。 電弧熱輸入