金属焊接技术基础Word文档格式.docx

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（）焊枪

（）供气系统

（）冷却系统

钨极氩弧焊焊接工艺参数

（）焊接电源的种类和极性

（）钨极直径与焊接电流

（）电弧电压

（）焊接速度

（）氩气流量与喷嘴直径

（）喷嘴与焊件间的距离

（）钨极伸出长度

三焊接操作过程实例

打底焊

盖面焊

结束焊接

四手工钨极氩弧焊操作要点

引弧

持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置

右焊法与左焊法

焊丝送进方法

收弧

五钨极氩弧焊的应用与发展前景

参考文献

钨极氩弧焊的焊接方法与工艺

摘要：

钨极氩弧焊在现在生产行业中，机床是一体加工，是对零件整体加工，相对于机床还有一个材料成型方法，就是焊接，焊接也是现在生产中不可或缺的制造方法，焊接在各个领域都有应用，例如建筑、船舶、汽车、电子等等，普通的焊接适用于一些普通材料的焊接，而对于二些合金材料，它的焊接方法也不同，钨极氩弧焊就适用于合金材料的焊接，要了解它的技术特点和应用，同时还要知道什么因素可以影响它，在焊接时候要按照正确的工艺流程执行，焊接出符合技术要求的零件。

关键词：

钨极氩弧焊、工艺设备、工艺流程、发展与应用

一氩弧焊的工作原理、特点和分类

氩弧焊的工作原理

氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法。

从焊枪喷嘴中喷出的氩气流，在焊接区形成厚而密的气体保护层而隔绝空气，同时，在电极（钨极或焊丝）与焊件之间燃烧产生的电弧热量使被焊处熔化，并填充焊丝，将被焊金属连接在一起，从而获得牢固的焊接接头。

—熔池一喷嘴一钨极一气体一焊缝一焊丝一送丝滚轮

图氩弧焊示意图

（a）钨极氩弧焊（）熔化极氩弧焊

特点

（）焊缝质量较高由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。

（）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。

（）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。

（）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。

分类

根据所用的电极材料可分为:

钨极氩弧焊（非熔化极）（用表示）和熔化极氩弧焊（用表示）。

根据操作方式可分为:

手工氩弧焊、半自动氩弧焊和自动氩弧焊。

根据采用的电源种类可分为：

直流氩弧焊、交流氩弧焊和脉冲电弧焊。

在此重点讨论钨极氩弧焊。

二钨极氩弧焊

钨极氩弧焊又称为不熔化极氩弧焊，简称为焊。

钨极氩弧焊是使用高熔点的钨棒作为电极，在氩气流保护下，利用钨极与焊件之间的电弧热量来熔化母材及填充焊丝，形成焊缝。

电缆保护气体导管钨极保护气体熔池焊缝焊件填充焊丝喷嘴

图钨极氩弧焊原理图

钨极氩弧焊设备

手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、控制系统、焊枪、供气系统及冷却系统等部分组成

图手工钨极氩弧焊设备组成

焊件焊丝焊炬冷却系统供气系统焊接电源

钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流电源和交流电源两种。

常用的直流钨极氩弧焊机有型、型等；

交流钨极氩弧焊机有型、型等；

交直流钨极氩弧焊机有型、型等。

（）控制系统

控制系统是通过控制线路，对供电、供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。

（）焊枪

焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。

焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。

当所用焊接电流小于时，可选择气冷式焊枪见下图。

图气冷式氩弧焊炬

钨极陶瓷喷嘴枪体短帽手把电缆

气体开关手轮通气接头通电接头

焊接电流大于时，必须采用水冷式焊枪见下图：

图水冷式氩弧焊炬

钨极陶瓷喷嘴导流件、密封圈枪体钨极夹头

盖帽船形开关扎线手把插圈进气皮管

出水皮管水冷缆管活动接头水电接头

常见的焊枪喷嘴出口形状如图所示。

圆柱带锥形圆柱带球形圆锥形

图焊枪喷嘴出口形状

钨极氩弧焊的供气系统由氩气瓶、减压器、流量器和电磁阀组成。

减压器用以减压和调压。

流量计是用来调节和测量氩气流量的大小，有时将减压器与流量计制成一体，成为组合式。

电磁气阀是控制气体通断装置。

用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。

如果焊接电流小于可以不用水冷却。

使用的焊接电流超过时，必须通水冷却，并以水压开关控制。

钨极氩弧焊焊接工艺参数

（）焊接电源的种类和极性

钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接电源，采用哪种电源与所焊金属或合金种类有关；

采用直流电源时还要考虑极性的选择。

）直流反接）直流反接

图焊接电源的种类

采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎，这种现象称为“阴极破碎”作用。

但是直流反接时，钨极因接正极温度较高，容易过热或烧损。

所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用交流电进行焊接。

采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、耐热钢、钛、铜及其合金。

表电源种类和极性的选择

电源种类和极性

被焊金属材料

直流正接

低碳钢、低合金钢、耐热钢和铜、钛及合金

直流反接

适用各种金属的熔化极氩弧焊，钨极氩弧焊很少采用

交流电源

铝、镁及其合金

（）钨极直径与焊接电流

钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。

表不同的电源极性和不同的钨极直径所对应的许用电流

表不锈钢和耐热钢手工钨极氩弧焊的焊接电流

材料厚度（）

钨极直径（）

焊丝直径（）

焊接电流（）

表铝合金手工钨极氩弧焊的焊接电流

（）电弧电压

电弧电压主要由弧长决定。

电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。

（）焊接速度

焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。

过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；

焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。

（）氩气流量与喷嘴直径

喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直径来选择。

按生产经验：

倍的钨极直径再加上即为选择的喷嘴直径。

流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝成形美观；

流量不合适，熔池表面有渣，焊缝表面发黑或有氧化皮。

氩气的合适流量为～倍的喷嘴直径。

（）喷嘴与焊件间的距离

喷嘴与焊件间的距离以～为宜。

距离过大，气体保护效果差；

若距离过小，虽对气体保护有利，但能观察的范围和保护区域变小。

（）钨极伸出长度

为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度一般为～。

伸出长度过小，焊工不便于观察熔化状况，对操作不利；

伸出长度过大，气体保护效果会受到一定的影响。

在生产实际中也可以通过直接观察焊缝表面色泽和是否存在气孔来判定气体保护效果如何，见下表。

表不锈钢、铝合金气体保护效果的判定

焊接材料

最好

良好

较好

最坏

不锈钢

银白、金黄

蓝色

红灰

黑色

铝合金

银白色

黑灰

三焊接操作过程实例

将组装好的试件垂直固定在焊接支架上。

焊接操作采用两层三道焊，打底焊为一层一道，盖面焊为上、下两道。

打底焊

打底层焊接从右向左开始施焊。

图打底焊焊炬角度

盖面焊

盖面层焊缝由上、下两道组成，先焊下面的焊道，后焊上面的焊道，焊缝层次分布如图所示。

焊缝层次分布示意图

图焊缝层次分布示意图

图盖面焊焊炬角度

结束焊接

表焊件装配各项尺寸

坡口角度°

间隙／

钝边／

错边量／

定位焊缝长度／

～

～

≤

表焊接参数

焊接

层次

钨极直径

喷嘴直径

钨极伸出长度

氩气流量

焊丝直径

焊接电流

电弧电压

打底焊（）

盖面焊（、）

四手工钨极氩弧焊操作要点

通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离，就能在施焊点上直接引燃电弧。

如没有引弧装置操作时，可使用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热到一定温度（约），立即移到焊接部位引弧焊接。

这种接触引弧，会产生很大的短路电流，很容易烧损钨极端头。

持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置

图平焊时持枪的姿势

图焊枪、焊件与焊丝的相对位置

一般焊枪与焊件表面成°

～°

左右的夹角，填充焊丝与焊件表面为°

右焊法适用于厚件的焊接，焊枪从左向右移动，电弧指向已焊部分，有利于氩气保护焊缝表面不受高温氧化。

左焊法适用于薄件的焊接，焊枪从右向左移动，电弧指向未焊部分有预热作用，容易观察和控制熔池温度，焊缝形成好，操作容易掌握。

一般均采用左焊法。

一种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丝便于操作的部位。

需要送丝时，将弯曲捏住焊丝的拇指和食指伸直如下图，即可将焊丝稳稳地送入焊接区，然后借助中指和虎口托住焊丝，迅速弯曲拇指、食指，向上倒换捏住焊丝如下图，如此反复的填充焊丝。

图焊丝送进方法

另一种方法如下图所示夹持焊丝，用左手拇指、食指、中指配合动作送丝，无名指和小手指夹住焊丝控制方向，靠手臂和手腕的上、下反复动作，将焊丝端部的熔滴送入熔池，全位置焊时多用此法。

一般氩弧焊机都配有电流自动衰减装置，收弧时，通过焊枪手柄上的按钮断续送电来填满弧坑。

若无电流衰减装置时，可采用手工操作收弧，其要领是逐渐减少焊件热量，如改变焊枪角度、稍拉长电弧、断续送电等。

收弧时，填满弧坑后，慢慢提起电弧直至熄弧，不要突然拉断电弧。

熄弧后，氩气会自动延时几秒钟停气，以防止金属在高温下产生氧化。

五钨极氩弧焊的应用与发展前景

虽然氩弧焊用焊剂在国外的发展、应用仍处于起步阶段，但其发展潜力巨大，目前积极致力于发展、应用此类焊剂的正是世界上三家最著名的焊接研究所（、、），氩弧焊用焊剂的发展表明，随着国内外对氩弧焊用焊剂的机理研究及工艺研究的逐渐成熟，新的工艺性更好、增加熔深能力更强的焊剂品种的逐渐出现，常规氩弧焊低效率高成本的不利局面将得到改善，以使用氩弧焊用焊剂涂层为特点的焊接工艺将在厚材料的高品质焊接方面得以广泛应用，其优势是不填丝一道焊成，可用以取代高成本的等离子弧焊，对于厚度大于的材料，该工艺可用于代替高熔敷效率的和工艺，以获取高质量的焊接接头。

参考文献

[]杨春利电弧活性化焊接现象和机理研究（）[].焊接，，（）.

[]胡礼木.活性焊剂焊不锈钢接头的性能研究[].陕西工学院学报，，（）.

[]王波．工程材料与热加工工艺[]．西北大学工业出版社，．

[]高卫民。

焊接工艺[]京：

航空航天大学出版社，．

[]雷雨成，陈希章，朱强．金属材料焊接工艺[]．北京：

化学工业出版社．．

[]叶琦．焊接技术[]．北京：

化工工业出版社，．