鎢極氬弧焊培訓(xùn)演講人：日期:CATALOGUE目錄01基礎(chǔ)原理與特點(diǎn)02設(shè)備與材料準(zhǔn)備03操作技術(shù)規(guī)范04焊接參數(shù)設(shè)定05常見缺陷與防治06安全與質(zhì)量控制01基礎(chǔ)原理與特點(diǎn)電弧形成與維持機(jī)制通過高頻或高壓脈沖在鎢極與工件間擊穿空氣形成電離通道，建立電弧，避免直接接觸導(dǎo)致的電極污染。高頻振蕩器通常提供2000-3000V電壓，確保引弧穩(wěn)定性。非接觸式引弧技術(shù)依賴恒流電源特性，通過反饋調(diào)節(jié)輸出電流補(bǔ)償弧長(zhǎng)波動(dòng)，維持電弧能量密度（通常為10^4-10^6W/cm2）。氬氣電離能較低（15.76eV），進(jìn)一步降低電弧阻抗波動(dòng)。電弧穩(wěn)定性控制在交流模式下，工件作為陰極時(shí)受電子轟擊產(chǎn)生清潔作用，破除氧化膜，此效應(yīng)在鋁鎂合金焊接中尤為關(guān)鍵，需平衡正負(fù)半周比例（如30%EN比例）。陰極霧化效應(yīng)惰性氣體屏蔽機(jī)制氬氣密度高于空氣（1.784g/L），可有效排開焊接區(qū)周邊空氣，保護(hù)熔池免受氧（O?≤0.003%）、氮（N?≤0.005%）污染。流量通常設(shè)定為8-15L/min，層流狀態(tài)覆蓋率優(yōu)于紊流。氬氣保護(hù)作用原理雙氣體保護(hù)系統(tǒng)主噴嘴提供熔池保護(hù)的同時(shí)，附加拖罩或尾氣保護(hù)裝置延長(zhǎng)高溫區(qū)保護(hù)時(shí)間，適用于鈦合金等活性金屬焊接（后拖保護(hù)時(shí)間≥10秒）。純度與露點(diǎn)要求工業(yè)級(jí)氬氣純度需≥99.996%，水分露點(diǎn)≤-50℃，雜質(zhì)超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致焊縫氣孔（H?致氣孔率可升高至5%以上）。高精度熱輸入控制通過調(diào)節(jié)脈沖頻率（0.5-500Hz）控制熔池凝固節(jié)奏，解決仰焊/立焊時(shí)熔滴下垂問題，典型應(yīng)用包括管道環(huán)縫（如核電站主管道6G位置焊）。全位置焊接適應(yīng)性異種金屬連接能力低稀釋率特性（<10%）適合銅-鋼、鎳基合金-碳鋼等組合，界面化合物層厚度可控制在3μm以內(nèi)（常規(guī)電弧焊達(dá)20μm）。脈沖電流（基值電流5-20A，峰值電流50-300A）可實(shí)現(xiàn)0.1mm薄板焊接，熱影響區(qū)寬度較常規(guī)TIG減少40%，應(yīng)用于航空航天蜂窩結(jié)構(gòu)（如0.3mm鈦合金蒙皮）。工藝優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用領(lǐng)域02設(shè)備與材料準(zhǔn)備焊接電源及附件配置采用高頻逆變技術(shù)，提供穩(wěn)定的直流或交流脈沖輸出，支持矩形波、三角波、正弦波等多種波形調(diào)節(jié)，適用于薄板及精密焊接場(chǎng)景。逆變式脈沖電源配備循環(huán)水冷裝置，確保長(zhǎng)時(shí)間高電流焊接時(shí)焊槍不過熱，延長(zhǎng)設(shè)備壽命并保障操作安全。通過高頻高壓擊穿氣體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)非接觸引弧，避免鎢極污染，同時(shí)穩(wěn)弧功能可減少電弧漂移，保證焊縫質(zhì)量。水冷式焊槍系統(tǒng)允許焊工在焊接過程中實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電流參數(shù)，適應(yīng)不同焊縫位置和材料厚度的需求，提升操作靈活性。腳踏式電流控制器01020403高頻引弧與穩(wěn)弧裝置鎢極類型與選用標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)焊接電流范圍匹配直徑（如1.6mm對(duì)應(yīng)50-150A），過細(xì)易燒損，過粗則電弧擴(kuò)散，影響熔深和成型效果。鎢極直徑選擇原則環(huán)保無放射性，電弧集中性好，壽命長(zhǎng)，適用于交流焊接鋁合金等氧化性較強(qiáng)的材料。鑭鎢極（WL-20）含2%氧化釷，耐高溫性能優(yōu)異，適合大電流焊接，但具有放射性，需嚴(yán)格管理使用和廢棄流程。釷鎢極（WT-20）含2%氧化鈰，電子發(fā)射能力強(qiáng)，電弧起弧電壓低且穩(wěn)定性高，適用于低中電流的直流焊接，性價(jià)比最優(yōu)。鈰鎢極（WC-20）保護(hù)氣體純度要求4氣體預(yù)送與滯后時(shí)間3氣體流量控制2混合氣體配比1氬氣純度≥99.996%起弧前提前0.5-1秒送氣排除空氣，熄弧后延遲2-3秒停氣，防止高溫焊縫氧化，需通過電磁閥精確控制時(shí)序。針對(duì)不銹鋼焊接可采用Ar+1-2%H?混合氣，增強(qiáng)熔深和清潔作用；鋁合金焊接推薦Ar+30-50%He，提高熱輸入和焊接速度。通常設(shè)定為8-15L/min，薄板低流量防湍流，厚板或室外作業(yè)需增加流量以抵抗氣流干擾，確保保護(hù)效果。雜質(zhì)（氧、氮、水分）含量需低于4ppm，否則會(huì)導(dǎo)致焊縫氧化、氣孔或鎢極燒損，尤其對(duì)鈦、鎂等活性金屬焊接至關(guān)重要。03操作技術(shù)規(guī)范焊槍角度與移動(dòng)手法焊槍傾角控制焊槍與工件夾角通常保持在75°~85°之間，過小易導(dǎo)致保護(hù)氣體散失，過大則可能影響電弧穩(wěn)定性。焊接方向可分為前傾焊（推焊）和后傾焊（拉焊），前傾焊適用于薄板，后傾焊適用于厚板。移動(dòng)手法分類直線運(yùn)槍法適用于平焊和角焊，鋸齒形運(yùn)槍法用于填充寬焊縫，環(huán)形運(yùn)槍法則用于控制熔池溫度和成形。操作時(shí)需保持勻速，避免因速度突變產(chǎn)生咬邊或未熔合缺陷。三維空間協(xié)調(diào)在復(fù)雜位置（如立焊、仰焊）時(shí)，需同步調(diào)整焊槍角度、移動(dòng)速度和手腕力度，確保熔池始終處于可控狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)電弧長(zhǎng)度范圍直流焊接時(shí)電弧長(zhǎng)度應(yīng)控制在1~3mm，交流焊接時(shí)因極性變化可放寬至2~4mm。過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致電弧飄移和保護(hù)不良，過短則易引發(fā)鎢極污染。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)技巧脈沖模式下的弧長(zhǎng)控制電弧長(zhǎng)度控制要點(diǎn)根據(jù)熔池狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整弧長(zhǎng)——熔池下塌時(shí)縮短弧長(zhǎng)以集中熱量，熔池流動(dòng)遲緩時(shí)適當(dāng)拉長(zhǎng)弧長(zhǎng)以擴(kuò)大加熱范圍。在脈沖周期的高電流階段可縮短弧長(zhǎng)增強(qiáng)熔深，低電流階段需維持弧長(zhǎng)避免斷弧，需配合脈沖頻率（通常1~10Hz）精準(zhǔn)操作。送絲速度與熔池觀察多參數(shù)協(xié)同監(jiān)控通過觀察熔池寬度（應(yīng)比坡口寬1~2mm）、熔透情況（背部焊透均勻?yàn)榧眩┘昂缚p顏色（銀白或淡黃為合格），綜合調(diào)節(jié)送絲量、電弧力和保護(hù)氣體流量。熔池動(dòng)態(tài)特征識(shí)別正常熔池呈明亮橢圓形且邊緣平滑，若出現(xiàn)熔池凹陷或沸騰需立即降低電流；若熔池邊緣凝固過快則需提高送絲速度或預(yù)熱工件。送絲速度匹配原則送絲速度需與焊接電流、工件厚度成正比。例如1mm薄板焊接時(shí)送絲速度約1.2~1.5m/min，3mm中厚板需提升至2~2.5m/min，并隨脈沖頻率同步調(diào)整。04焊接參數(shù)設(shè)定適用于薄板焊接，熱輸入集中且可控，能有效減少變形，尤其適合不銹鋼和鈦合金的高精度焊接。電流類型與極性選擇直流脈沖（矩形波）通過緩變的電流波形實(shí)現(xiàn)熔池平穩(wěn)過渡，適用于鋁合金等易氧化金屬，可降低氣孔率并改善焊縫成形。直流脈沖（三角波/正弦波）專用于鋁鎂合金焊接，通過周期性極性切換破除氧化膜，同時(shí)結(jié)合脈沖特性控制熱輸入，兼顧熔深與表面質(zhì)量。交流脈沖流量控制在5-8L/min，過大會(huì)導(dǎo)致紊流卷入空氣，過少則無法充分保護(hù)熔池。薄板焊接（0.5-3mm）需提升至10-15L/min，確保氬氣覆蓋范圍擴(kuò)大，防止側(cè)向氣流干擾保護(hù)效果。中厚板焊接（3-10mm）需額外增加背保護(hù)氣（3-5L/min），并采用拖罩延長(zhǎng)保護(hù)時(shí)間，避免高溫區(qū)氧化。特殊材料（如鈦合金）氣體流量調(diào)節(jié)范圍焊接速度匹配原則中速焊接（8-15cm/min）適合手工操作，需根據(jù)材料厚度調(diào)整電流峰值與基值比例（如1:1至3:1），確保熔透均勻。低速焊接（＜8cm/min）用于厚板或多層焊，需降低脈沖頻率（10-30Hz）并延長(zhǎng)基值時(shí)間，防止過熱導(dǎo)致晶粒粗化。高速焊接（＞15cm/min）適用于自動(dòng)化設(shè)備，需同步提高脈沖頻率（50-100Hz）以維持熔池穩(wěn)定性，避免斷焊或咬邊。05常見缺陷與防治氣孔產(chǎn)生原因分析保護(hù)氣體不足或純度低氬氣流量過小、管路泄漏或氣體純度不達(dá)標(biāo)（低于99.99%）會(huì)導(dǎo)致熔池保護(hù)失效，空氣中的氮、氧等侵入焊縫形成氣孔。需定期檢測(cè)氣路密封性并選用高純度氬氣。焊件表面污染油污、銹蝕、水分或涂層未徹底清理，高溫下分解產(chǎn)生氣體卷入熔池。焊接前須采用機(jī)械打磨或化學(xué)清洗確保基材清潔。焊接參數(shù)不當(dāng)電流過小、脈沖頻率過高或電弧長(zhǎng)度不穩(wěn)定，導(dǎo)致熔池?cái)嚢璨怀浞?，氣體逸出困難。應(yīng)優(yōu)化脈沖參數(shù)（如基值電流占比）并保持短弧操作。123裂紋預(yù)防控制措施控制熱輸入與冷卻速率過高的熱輸入或驟冷易引發(fā)結(jié)晶裂紋，需采用多道焊、層間溫度控制（如預(yù)熱至150-200℃）或后熱處理以降低殘余應(yīng)力。材料匹配性優(yōu)化母材與焊絲的化學(xué)成分差異可能導(dǎo)致熱裂紋，需選擇低硫磷含量的焊絲（如ER70S-6）并避免異種金屬焊接時(shí)的稀釋效應(yīng)。拘束應(yīng)力管理剛性?shī)A具或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)加劇裂紋傾向，可通過分段焊接、反變形工藝或柔性固定減少拘束度。未熔合問題解決方案調(diào)整電弧特性與行走角度直流正接（DCEP）時(shí)電弧穿透力不足易導(dǎo)致坡口側(cè)壁未熔合，需增大峰值電流或改用交流脈沖（AC）模式；焊槍傾角應(yīng)保持在75-90°以增強(qiáng)熔池覆蓋范圍。01優(yōu)化坡口設(shè)計(jì)與填充策略窄間隙坡口或鈍邊過厚會(huì)阻礙熔合，建議V型坡口角度≥60°，并采用擺動(dòng)焊或多層多道焊確保充分熔透。02清理層間氧化物多層焊時(shí)若未去除前道焊縫表面的氧化膜，會(huì)阻礙后續(xù)熔合。每道焊后需用不銹鋼鋼絲刷或砂輪打磨至金屬光澤。0306安全與質(zhì)量控制個(gè)人防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)人員需穿戴阻燃等級(jí)達(dá)NFPA2112標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)服，覆蓋頸部、手臂及腿部，防止火花和高溫金屬熔滴灼傷皮膚。防火阻燃服必須配備自動(dòng)變光焊接面罩或符合ANSIZ87.1標(biāo)準(zhǔn)的護(hù)目鏡，以防護(hù)強(qiáng)弧光輻射和飛濺物傷害，濾光片遮光號(hào)需根據(jù)焊接電流強(qiáng)度選擇（通常為Shade10-14）。焊接面罩與護(hù)目鏡在密閉空間或高濃度煙塵環(huán)境下，必須使用配備P100過濾器的半面罩或正壓式呼吸器，避免吸入焊接產(chǎn)生的氧化錳、鉻等有害顆粒物。呼吸防護(hù)設(shè)備作業(yè)環(huán)境安全規(guī)范通風(fēng)系統(tǒng)要求焊接區(qū)域需配置局部排風(fēng)裝置（如抽氣罩或移動(dòng)式凈化器），確保煙塵濃度低于OSHA規(guī)定的5mg/m3限值；自然通風(fēng)時(shí)換氣量需達(dá)到20次/小時(shí)以上。電氣安全措施焊機(jī)必須接地良好，電纜絕緣層無破損；潮濕環(huán)境需使用額定漏電動(dòng)作電流≤30mA的防觸電保護(hù)裝置。易燃物管控作業(yè)半徑10米內(nèi)禁止存放油類、溶劑等易燃物，若無法移除則需設(shè)置防火屏障并通過熱工作業(yè)許可審批。焊縫檢測(cè)驗(yàn)收