1、1,鎢極惰性氣體保護焊 （TIG）,全有文檔 ,2,教學目標,識讀儲氣罐的焊接施工圖； 了解鎢極氬弧的原理、工藝特點及應(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施； 了解鎢極氬弧焊新技術(shù),3,項目工作描述,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,項目工作組,5名學生組成團隊 共同完成工作任務(wù),識讀不銹鋼管焊接施工圖；利用課堂、網(wǎng)絡(luò)、資料室

2、等學習儲備相關(guān)知識,確定焊接材料；編制焊接工藝；交流討論，完善焊接工藝，并填寫工藝片,掌握鎢極氬弧焊基本操作方法，按照工藝實施焊接，分析試件焊接質(zhì)量，完善焊接工藝,信息收集處理,計劃決策,實施完善,工作思路,6,1 TIG焊的特點及應(yīng)用,TIG焊：惰性氣體保護，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,氣瓶,工件,焊接電源,Panasonic Pana-TIG WP 300,冷卻水,開關(guān),遙控盒,配電箱,焊接電流,收弧電流,負極電纜,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（3410）,開口夾套,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下與工件間產(chǎn)生電弧，實施焊接。,1.1 TIG焊的原理,9,TIG焊一般采用氬氣作保護氣體；,在焊接不銹鋼、鎳基合金和鎳銅合金時可采用氬一氦混合氣作保護氣體。 。,在焊接厚板、高導熱率或高熔點金屬等情況下，也可采用氦氣或氦氬混合氣作保護氣體。,1.1 TIG焊的原理,保護氣體：,10,1.氣瓶：Ar為氣態(tài)儲存，瓶子表面涂成灰色并注有“氬”綠色字標志字樣，最高工作壓力為150。使用時應(yīng)避免陽光的強烈照射或放置在熱源旁邊。焊接時要將氣瓶穩(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，氣體保護效果好。 無脫氧或去氫作用，清理要求嚴格。,保護氣體：,11,鎢 電 極,1. 作用：傳導電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒。 2. 對鎢極的要求：發(fā)射電子能力強，電流承載能力大，壽命長，抗污染性好。,150 mm,鎢極,標志顏色,12,釷鎢極: 含有1-2%氧化釷，電流密度大，壽命長，抗污染能力強。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，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）,當焊接電流超過鎢極的許用值時，會使鎢極強烈發(fā)熱、熔化和蒸發(fā)，電弧不穩(wěn)，影響焊接質(zhì)量，導致焊縫產(chǎn)生氣孔、夾鎢等缺陷，同時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焊分為手工和自動兩種；填絲焊和不填絲焊接；,焊接薄焊件時，一般不需開坡口和填充焊絲；還可采用脈沖電流以防止燒穿焊件。,焊接厚大焊件時，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,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，無飛濺、成型好、變形小、焊接性能好,易于實現(xiàn)機械化自動化,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，抗風能力差，設(shè)備較復雜,1.2 TIG焊的特點,19,1.2 TIG焊的特點,鎢極不熔化，容易維持電弧長度的恒定。電弧穩(wěn)定，即使在很小的焊接電流下也能穩(wěn)定燃燒；不會產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。,TIG焊過程中電弧還有自動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、化學活潑性強的有色金屬、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； 可進行各種位置的焊接，易于實現(xiàn)機械化和自動化焊接。 焊接生產(chǎn)率低 鎢極承載電流能力較差，過大的電流會引起鎢極熔化和蒸發(fā)，其顆?？赡苓M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,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 實現(xiàn)單面焊雙面成形。,22,1.4 TIG焊的電流種類和極性,TIG焊的電流種類可分為直流正接、直流反接及交流三種。

8、其特點如下：,直流正極性的特點： 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： 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焊的電流種類和極性,24,1.4 TIG焊的電流種類和極性,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，陽離子（氬氣正離子）加速沖向工件，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行的，一旦被破壞消除后，此膜不會再生，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，對于鋁、鎂等金屬一般都采用同時具有直流正接和直流反接特點的交流鎢極氬弧焊。,27,2.1 接頭形式的選擇,決策與計劃,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、丙酮等有機溶劑

10、清洗焊件與焊絲表面； 按焊接生產(chǎn)說明書規(guī)定的其他方法進行。,30,2.2 焊前清理, 氧化膜的清理方法： a.機械方法：機械加工、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)時常用化學法。,31,b.化學法: 對于鋁、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 嚴格要求,32,注意事項：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。 如果存放時間太長，

11、其表面氧化膜仍會增厚并吸附水分，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接，焊接時不加填充焊絲，而且可實現(xiàn)單面焊雙面成形。,TIG焊時，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；保護氣體； 焊絲牌號；焊絲規(guī)格。 能量參數(shù)： 焊接電流；電弧電壓；焊接速度； 保護效果：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）增加，熔寬 c 增大； 弧壓過高，電弧熱量分散使熱效率下降，電弧力 對熔池的作用減小，熔寬 c 和母材熔化面積均減小。 弧壓過高，氣體保護效果降低。 不加絲弧長以控制在13mm， 加絲焊，弧長約36mm。 L （11.5），應(yīng)盡量采用短弧進行焊接。,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。 焊接速度過快，氣體保

13、護效果降低，易產(chǎn)生未焊透、 氣孔、夾渣和裂紋等。 焊接速度過慢，焊縫易產(chǎn)生焊穿和咬邊。 自動高速焊時，為了擴大有效保護范圍，可適當加大 噴嘴孔徑和保護氣流量。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,40,提示：焊接鋁及鋁合金等高導熱金屬時，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，不能采用高速焊接。 非平焊位置焊接時，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、種類和極性。 當焊接電流超過鎢極的許用值時，會使鎢極強烈 發(fā)熱、熔化和蒸發(fā)，電弧不穩(wěn)，導致焊縫產(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,鎢極的伸出長度：一般為510mm； 對接:5 6 ；角接:7 8 ； 過長鎢極易氧化,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：增大錐角可避免尖端過熱熔化，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，都有一個最佳值（M點），在這個最佳值時，氣體保護有效直徑Dy最大，其保護效果最佳。,2.4 焊接參數(shù)的選擇,46,為了獲得良好保護效果，氣體流量與噴嘴直徑匹配。 對于一定直徑的噴嘴，有一個獲得最佳保護效果的氣體流量，此時保護區(qū)范圍最大，保護效果最好。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。 鋼焊絲時應(yīng)盡量選專用焊絲。 有色金屬焊絲焊接

16、銅、鋁、鎂、鈦及其合金時應(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)采用機械或化學方法清除其表面的 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 施,49,焊槍與焊件角度的選擇也應(yīng)以獲得好的保護效果，便于填充焊絲。平、橫或仰焊，多采用左焊法,短弧焊接 良好的氣保護效果(不妨礙視線),3.1 TIG焊操作技術(shù),50,I形對焊要點,I形對焊要點: 焊炬傾角過大易造成蛇行焊縫。

17、焊接電流值應(yīng)比其它形狀時略低。,3.1 TIG焊操作技術(shù),51,厚度小于4mm的薄板立焊時，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，因為焊絲太粗易產(chǎn)生夾渣和未焊透現(xiàn)象。焊絲的端部應(yīng)始終置于氬氣保護區(qū)內(nèi)，以免氧化。,3.1 TIG焊操作技術(shù),52,加強保護效果的措施：加擋板；擴大正面保護區(qū)； 反面采取保護。,預先加擋板的方法；加大氣體流量和靈活控制焊槍相對于焊件的位置等方法來提高氣體保護效果。,3.1 TIG焊操作技術(shù),53,擴大正面保護區(qū) 焊接容易氧化的金屬及其合金（如鈦合金）時要求對處于高溫的焊縫段及近縫區(qū)表面也需要進行保護。,常在焊槍噴

18、嘴后面安裝附加噴嘴，也稱拖斗。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，可 不另供氣。這種拖斗耗氣不大，比較經(jīng)濟。,用于焊接鈦合金時，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，以利于提高保護效果。,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）附加噴嘴不通保護氣 b）附加噴嘴通保護氣,圖4 保護氣直接通入焊縫反面保護示意圖,3.1 TIG焊操作技術(shù),56,反面保護 焊接不銹鋼或鈦合金的小直徑圓管或密閉的焊件時，可直接在密閉的空腔中送進氬氣以保護焊縫反面。 對于大直徑筒形件或平板構(gòu)件等，可

19、用移動式充氣罩；或在焊接夾具的銅墊板上開充氣槽，以便送進氬氣對焊縫反面保護。 對于大直徑筒形件或平板構(gòu)件等，可用移動式充氣罩；或在焊接夾具的銅墊板上開充氣槽，以便送進氬氣對焊縫反面保護。 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，這對于焊接熱裂紋傾向較大的材料時，尤為重要。 采用電流衰減方法和逐步提高焊槍的移動速度或工件的轉(zhuǎn)動速度，以減少對熔池的熱輸入來防止裂紋。 在焊接拼板接縫時，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加熱焊件，以較小的基值電流來維持電弧穩(wěn)定燃燒。當每一次脈沖電流（也稱峰值電流）通過時，焊件上就產(chǎn)生一個點狀熔池，當脈沖電流停歇時，點狀熔池冷卻結(jié)晶。,能力拓展,合理地調(diào)節(jié)脈沖間歇時間， 保證焊點間有一定的重疊量，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：,脈沖TIG焊都具有以下的基本特點,電弧壓力大、挺度好，可明顯地改善電弧的穩(wěn)定性。 可控制對母材的熱輸入及控制焊縫成形。 脈沖電流對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