【精品文档】第五章 气体保护电弧焊.ppt

海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系第五章第五章 熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系熔化极气体保护焊的分类及应用熔化极气体保护焊的分类及应用 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系一、熔化极气体保护焊的分类及特点一、熔化极气体保护焊的分类及特点 熔化极气体保护焊是以以可可熔熔化化的的金金属属焊焊丝丝作作电电极极，由气体作保护由气体作保护的电弧焊 v 操作方式：操作方式：半自动焊、自动焊半自动焊、自动焊v 焊丝：焊丝：ü 实心焊丝：实心焊丝：一般含有脱氧用的和焊缝金属所需要的合金元素；ü 药芯焊丝：药芯焊丝：药芯成分及作用与焊条的药皮相似海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（一）熔化极气体保护焊分类（一）熔化极气体保护焊分类 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（二）熔化极气体保护焊的优缺点（二）熔化极气体保护焊的优缺点 1、优点、优点P与焊条电弧焊相比：与焊条电弧焊相比：1) 焊接效率高。

连续送丝，没有更换焊条工序，焊道之间不须清渣，节省时间；通过焊丝的电流密度大，提高了熔敷速度2) 可以获得含氢量较焊条电弧焊低的焊缝金属3) 在相同电流下，熔深比焊条电弧焊的大4) 焊接厚板时，可以用较低的焊接电弧和较快的焊接速度，其焊接变形小5) 烟雾少，可以减轻对通风要求海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系P与埋弧自动焊相比：与埋弧自动焊相比：1) 明弧焊接，焊工可以观察到电弧和熔池的状态和行为2) 可以进行全位置焊接埋弧焊只能处在平焊位置焊接3) 无需清渣，可以用更窄的坡口间隙，实现窄间隙焊接，节省填充金属和提高生产率海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系2、缺点、缺点ü与焊条电弧焊相比：与焊条电弧焊相比：1) 受环境制约，为了确保焊接区获得良好的气体保护，在室外操作需有防风装置2) 半自动焊枪比焊条电弧焊钳重，不轻便、操作灵活性较差对于狭小空间的接头，焊枪不易接近3) 设备较复杂，对使用和维护要求较高 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系二、熔化极气体保护焊的适用范围二、熔化极气体保护焊的适用范围1、适焊的材料、适焊的材料 被焊金属材料的范围受保护气体性质、焊丝供应和制造成本等因素的影响。

MIG焊焊（Metal Inert Gas Arc Welding，熔化极惰性气体保护焊）使用惰性气体，既可以焊接黑色金属又可以焊接有色金属，但从焊丝供应以及制造成本考虑主要用于铝铝、、铜铜、、钛及其合金钛及其合金，以及不锈钢、耐热钢的焊接 铝、镁及其合金铝、镁及其合金因没有适用的焊剂，目因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接前还不能使用埋弧焊焊接海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系 MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding，熔化极活性气体保护焊）和CO2焊主要用于焊接碳钢、低合金高强度钢 MAG焊：焊接较为重要的金属结构； CO2焊：广泛用于普通的金属结构海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系2、焊接位置、焊接位置 熔化极气体保护焊适应性较好，可以进行全位置焊接，其中以平焊位置和横焊位置焊接效率最高，其他焊接位置的效率也比焊条电弧焊高 V.S. 焊条电弧焊：全位置焊； 埋弧焊：平焊缝海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系3、可焊厚度、可焊厚度 熔化极气体保护焊的可焊接的金属厚度很广，最薄约1mm，最厚几乎不受限制。

V.S. 埋弧焊：不适合焊接薄板和短焊缝海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系三、三、 熔化极气体保护电弧焊设备熔化极气体保护电弧焊设备海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系 熔化极气体保护电弧焊可分为：v 半自动焊半自动焊v 自动焊自动焊 图4-2为半自动熔化极气体保护电弧焊全套设备的示意图，主要由：焊接电源、焊枪、送丝机、供气系统、冷却系统和控制系统组成 自动焊增加行走机构，它和焊枪及送丝机组合成焊接小车(机头)海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（一）（一） 焊接电源焊接电源 电电流流类类型型：：熔化极气体保护焊一般采用直直流流电电源源。

直直流流弧弧焊焊发发电电机机和各种类型的弧弧焊焊整整流流器器均可采用 焊接电流在15～500A之间，特种应用达1500A 空载电压在55～80V范围，负载持续率在60%～100%范围海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（二）焊枪（二）焊枪 1、要求、要求 熔化极气体保护焊的焊枪分：Ø 半自动焊枪：半自动焊枪：手握式Ø 自动焊枪：自动焊枪：安装在有行走机构的机头上海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系 对焊枪性能有如下要求：对焊枪性能有如下要求： 1) 必须有一个将焊接电流传递给焊丝的导电嘴，焊丝能均匀连续地从其内孔通过，导电嘴的导电性能要好，耐磨、熔点高。

根据焊丝尺寸和磨损情况可以更换 2) 必须有一个向焊接区输送保护气体的通道和喷嘴，喷嘴应与导电嘴绝缘，而且根据需要可方便地更换 3) 焊枪必须有冷却措施冷却措施，可以是气冷气冷或水冷水冷 4) 焊枪结构应紧凑、便于操作尤其手握式焊枪，应轻便灵活海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系2、结构、结构 手握式焊枪用于半自动焊，常用的有：v 鹅鹅颈颈式式：：适于小直径焊丝，轻巧灵便，特别适合结构紧凑难以达到的拐角处和某些受限制区域的焊接；v 手枪式：手枪式：适合于较大直径焊丝，它对冷要求较高海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系 焊枪内的冷却方式有：Ø 气冷气冷Ø 水冷水冷 取决于保护气体种类、焊接电流大小和接头形式 自动焊的焊枪多用水冷式 在容量相同情况下，气冷焊枪比水冷焊枪重 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（三）送丝系统（三）送丝系统 1、组成、组成 送丝系统的组成与送丝方式有关，应用最广的推丝式送丝系统是由焊丝盘、送丝机构(包括电动机、减速器、校直轮、送丝轮等)和送丝软管组成。

工作时，盘绕在焊丝盘上的焊丝先经矫直轮矫直后，再经过安装在减速器输出轴上的送丝轮，最后经过送丝软管送向焊枪海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系2、送丝方式、送丝方式 目前在熔化极气体保护电弧焊中应用的送丝方式三种：(1) 推丝式(2) 拉丝式 (3) 推拉式 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（四）供气与水冷系统（四）供气与水冷系统1、供气系统、供气系统 供气系统由气源（高压气瓶）、减压阀、流量计和电磁或机械气阀组成 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系2、水冷系统、水冷系统 用水冷式焊枪，必须有水冷系统，一般由水箱、水泵和冷却水管及水压开关组成。

海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系（五）控制系统（五）控制系统 熔化极气体保护电弧焊的控制系统由Ø 基本控制系统基本控制系统Ø 程序控制系统程序控制系统1、基本控制系统、基本控制系统 作用主要是：在焊前或焊接过程中调节焊接工艺参数，主要包括焊接电源输出调节系统、送丝速度调节系统、小车（或工作台)行走速度调节系统和气体流量调节系统等海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系2、程序控制系统、程序控制系统 程序控制系统主要作用：1）控制焊接设备的启动和停止；2）控制电磁气阀动作，保证焊枪受到良好的冷却； 3）控制水压开关动作，保证焊枪受到良好的冷却；4）控制引弧和熄弧；5）控制送丝和小车（或工作台）移动（自动焊时） 程序控制系统将焊接电源、送丝系统、焊枪和行走系统、供气和水冷系统有机地结合在一起，构成一个完整的自动控制的焊接设备系统海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系一、二氧化碳气体保护焊的特点及应用一、二氧化碳气体保护焊的特点及应用 二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳气体为保护气体，依二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳气体为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊接法。

气体二氧化碳密度大，受电弧加热后体积膨胀也接法气体二氧化碳密度大，受电弧加热后体积膨胀也大，所以在保护电弧和焊接熔池避免有害气体侵入方面，大，所以在保护电弧和焊接熔池避免有害气体侵入方面，效果相当良好效果相当良好 §5-1 CO5-1 CO2 2气体保护电弧焊气体保护电弧焊海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系 二氧化碳气体保护焊的过程如图所示电源的两端分别接在焊枪和焊件上焊丝由送丝机构带动，经软管和导电嘴不断地向电弧区域给送同时，二氧化碳气体以一定压力和流量送入焊枪，经由喷嘴后，形成保护气流，使熔池和电弧不受空气的侵入随着焊枪的移动，熔池金属冷却凝固而成焊缝，从而将被焊工件连成一个整体 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系二氧化碳气体保护焊的优点•焊接成本低焊接成本低 二氧化碳气体是酒精厂的副产品，所以二氧化碳气体保护焊的成本只有埋弧焊和手工电弧焊的40～60%•生产率高生产率高 因使用的焊接电流大，使熔深增大，焊丝的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊后无焊渣，特别是在进行多层焊时，节省了清渣时间。

所以此种方法生产率通常比手工电弧焊高1—4倍海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系二氧化碳气体保护焊的优点•抗锈能力强抗锈能力强 二氧化碳气体保护焊中，熔池具有剧烈的沸腾现象，有利于气体逸出；同时由于采用了高锰高硅型焊丝，使焊缝金属的还原作用大为增加，对铁锈的敏感性大为降低•焊接变形小焊接变形小 由于电弧热量集中，加热面积小，焊速快，同时二氧化碳气流具有较大的冷却作用，特别适用于焊接薄板•操作性能好操作性能好 由于是明弧焊，可以看清电弧和熔池情况，能随时发现问题而加以调整；同时二氧化碳半自动焊具有手工电弧焊的灵活性，特别适宜于全位置焊接海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系• 二氧化碳气体保护焊可以焊接低碳钢、低合金钢、不锈钢等材料，还适于磨损零件和有缺陷零件的表面修复补焊•二氧化碳气体保护半自动焊可用于短焊缝、曲线焊缝和空间焊缝的焊接，也适用于薄板件的点焊及定位焊长而直的焊缝则宜采用二氧化碳气体保护自动焊海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系• 总之，二氧化碳气体保护焊是一种单面焊，双面成形，一次焊透，变形小、成形快、省时、省力、省钱并确保焊缝强度和冲击韧性，从而确保焊接质量，提高环保指数的最佳焊接工艺方法。

目前，在各大船厂中，特别是建造万吨级以上的大船均采用这种方法 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系•二氧化碳气体保护焊设备由三部分组成，即焊接电源及控制箱、焊栓及送丝系统和二氧化碳的供给装置如图所示为二氧化碳气体保护焊设备示意图海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系二、二、 COCO2 2气体保护焊的焊接材料气体保护焊的焊接材料CO2 气体焊接用的CO2一般其压缩成液体储存于钢瓶内注意： CO2 气瓶不准靠近热源或置于烈日下曝晒不准靠近热源或置于烈日下曝晒，纯度应纯度应大于大于99.5%，含水量不超过，含水量不超过0.05%.CO2 保护焊所用的焊接材料是COCO2 2 气体和焊丝气体和焊丝气瓶外表涂铝白色，并有有黑色的 “液化CO2 ”字样气瓶的容量40 L，装有25kg液态CO2 ，p=5～7MPa.液态CO2 在常温下容易汽化，瓶内的汽化的瓶内的汽化的COCO2 2 气体气体 中的含水量与瓶内的压力有关中的含水量与瓶内的压力有关当瓶内压力降低时，水汽增多当压力降到压力降到0.98MPa 时时COCO2 2 气体中的含水量大大增加，不能继续使用气体中的含水量大大增加，不能继续使用。

海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系焊丝q焊丝型号及规格根据GB/T8001-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》规定，焊丝型号由三部分组成q对焊丝的要求：vCO2焊丝必须比母材含有更多的锰、硅等脱氧元素比母材含有更多的锰、硅等脱氧元素以减少焊缝中的气孔和飞溅，确保焊缝金属的力学性能v焊丝中含碳含碳量限制在量限制在0.1%以下，并严格控制以下，并严格控制S、、P含量含量v焊丝表面镀铜表面镀铜，防止生绣有利于保存，并改善焊丝的 导电性和送丝的稳定性海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系ER XX ——X表示焊丝化学成分分类代号表示熔敷金属最低抗拉强度表示焊丝ER50-6?目前常用的CO2 气体保护焊焊丝有：ER49-1对应牌号为H08Mn2SiAER50-6对应牌号为H11Mn2SiA对于低碳钢、低合金高强度钢常用ER50-6的焊丝CO2焊所用的焊丝直径在0.5～5㎜ 范围内海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系三、三、 COCO2 2气体保护焊设备气体保护焊设备 CO2气体保护焊设备有半自动焊设备和自动焊设备半自动焊设备和自动焊设备最常用的是CO2半自动焊设备，常用COCO2 2半自动焊设备半自动焊设备如图海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系 主要由焊接电源，焊枪及送丝机构、焊接电源，焊枪及送丝机构、 COCO2 2供气装置、供气装置、控制系统控制系统等组成。

Ø焊接电源COCO2 2焊时焊时必须使用直流反接极必须使用直流反接极，并要求焊接电源具有平外特性ΔI平 > ΔI缓 > ΔI陡 ΔI↑电弧自身的调节作用越好,恢复到原来长度的时间越短.——为什么？ COCO2 2焊在等速送丝焊在等速送丝的条件下焊接时，采用的条件下焊接时，采用平外特性曲线电源的电平外特性曲线电源的电弧自身的调节作用最好弧自身的调节作用最好.海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系Ø焊枪及送丝机构q送丝系统：v送丝方式有:拉丝式：焊丝盘、送丝机构与焊枪连在一起，不用 软管，送丝稳定但焊枪结构复杂，质量增加，只适 用细焊丝操作活动范围大v送丝机(包括电动机、减速器、校直轮和送丝轮) 送丝软管、送丝盘等组成.vCO2半自动焊的焊丝 送给为等速送丝等速送丝.拉丝式拉丝式推丝式推丝式推拉式推拉式海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系推丝式推拉式 焊丝盘，送丝机构与焊枪焊丝盘，送丝机构与焊枪分离，焊丝通过软管送入焊枪分离，焊丝通过软管送入焊枪，所以焊枪结构简单，质量轻但焊丝通过软管受到阻力，因此软管长度受到限制，焊枪的直径一般在0.8㎜ 以上， COCO2 2半自半自动焊多采用推丝式焊枪动焊多采用推丝式焊枪。

焊丝给送丝以推丝为主以推丝为主，焊枪内的送丝结构起着对焊丝拉直的作用，所以它具有前两种送丝方式的优点海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系q焊枪：v作用：导电、导丝、导气v分类：按送丝方式分为：推丝式焊枪和拉丝式焊枪按机构分为：鹅颈式焊枪鹅颈式焊枪和手枪式焊枪按冷却方式分为：空气冷却焊枪和内循环水冷 却焊枪海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系ØCO2供气系统 供气系统由气瓶、预热器、干燥器、减压器、流量计、气瓶、预热器、干燥器、减压器、流量计、气阀气阀等组成v预热器——防止瓶阀及减压器冻结防止瓶阀及减压器冻结v干燥器——吸收二氧化碳气体中的水分吸收二氧化碳气体中的水分，保证气体符合 焊接要求v减压器——将瓶内的高压气体调节为低压高压气体调节为低压(工作压力)气体气体v流量计——控制和测量二氧化碳气体的流量控制和测量二氧化碳气体的流量，以形成良好 的保护气流v气阀——控制二氧化碳气体的接通与关闭控制二氧化碳气体的接通与关闭海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系ØCO2控制系统v作用——对供气、供电、供丝对供气、供电、供丝系统实现控制。

vCO2半自动焊的控制程序(如图)： vCO2半自动焊焊机有 NBC-160型、型、NBC-250型、型、NBC1-300型型；XC系列半自动焊机如图8-14海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系四、四、 COCO2 2气体保护焊的焊接工艺参数气体保护焊的焊接工艺参数 主要参数有：Ih、、d丝丝、、vh、、v焊焊、、Ls、、气体流量、电源极气体流量、电源极性及回路电感、装配间隙及坡口尺寸等性及回路电感、装配间隙及坡口尺寸等q焊丝直径：根据焊件厚度、焊接空间位置及生产率焊件厚度、焊接空间位置及生产率要求 来选择v薄中板的立、横、仰焊接时，多选用d丝<1.6㎜ .v平位置焊接中厚板时，选用d丝>1.2㎜.q焊接电流：根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置、熔滴根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置、熔滴 过渡形式过渡形式来确定v短路过渡时，电流在50～230 A内选择；细滴过渡在250～ 500A内选择v焊接电流越大，焊缝厚度、焊缝宽度及余高都相应增大， 通常焊丝直径0.8～1.6㎜.海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系q电弧电压：v电弧电压必须与焊接电流配合恰当电弧电压必须与焊接电流配合恰当 ，否则影响焊缝成形 及焊接构成稳定性。

电弧电压随焊接电流增加而增大v短路过渡焊接时，电弧电压是在16～24V内选择；细滴过 渡焊接时，电弧电压在25～36V内选择q焊接速度：v在一定焊丝直径、焊接电流、电弧电压条件下，随焊速 增加，焊缝宽度及焊缝厚度减小v焊速过快，易产生气孔、咬边、未熔合等缺陷；焊速过 慢，效率低、变形大v一般CO2半自动焊焊接速度在15～～30m/hq 焊丝伸出长度：取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的等于焊丝直径的10倍倍，且不超过且不超过15㎜㎜ 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系q气体流量：根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度、焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度、 喷嘴直径喷嘴直径等来选择v细丝CO2焊时， CO2气体流量约为8～15L/minv粗丝CO2焊时， CO2气体流量约为15～25L/minq电源极性与回路电感： COCO2 2焊应选择直流反接焊接回路的电感值应根据焊丝焊应选择直流反接焊接回路的电感值应根据焊丝直径和电弧电压直径和电弧电压来选择不同的直径焊丝的合适电感值见下表：q装配间隙及坡口尺寸：v12 ㎜以下的焊件 一般不开坡口也能焊透。

焊丝直径(㎜)0.81.21.4电感值(mH)0.01～0.080.10～0.160.30～0.70v必须开坡口的焊件，其坡口角度为30～40°，钝边厚度 为2～3 ㎜，根部间隙为1～2 ㎜ 海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系第二节 钨极惰性气体保护焊n定义：使用钨极或者活化钨极作为电极的非熔化极惰性气体保护焊方法（TIG）海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系一一 、、TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理焊的原理•原理：产热、保护原理：产热、保护•薄件薄件– –不开坡口不开坡口– –不填丝不填丝– –可采用脉冲焊可采用脉冲焊•厚件厚件– –填充焊丝填充焊丝– –开坡口开坡口– –热丝焊热丝焊海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理焊的原理•钨–熔点：熔点：33803380℃℃–熔点最高的金属，耐热性好熔点最高的金属，耐热性好海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理焊的原理•氩–无色无味，比空气重无色无味，比空气重25%25%，有利于保护，有利于保护–空气中含量约空气中含量约1%1%–沸点：沸点：-186℃-186℃，（氧：，（氧：-183-183；氮：；氮：-196-196））–焊接要求焊接要求纯度纯度：：99.999.9～～99.999%99.999%–惰性气体惰性气体• •不溶解，不反应：避免焊缝中合金元素的烧损不溶解，不反应：避免焊缝中合金元素的烧损（蒸发除外）（蒸发除外）• •无脱氧去氢作用（焊前准备）无脱氧去氢作用（焊前准备）海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理焊的原理•燃烧稳定性最好（电压可以在8-15V）–单原子气体单原子气体–导热系数小导热系数小海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理焊的原理•氦–惰性气体惰性气体–导热系数大，电弧温度高导热系数大，电弧温度高–太轻太轻•混合气体–He+ArHe+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层保护气体）（双层保护气体）–Ar+HAr+H2 2 不锈钢、镍基合金、镍铜合金不锈钢、镍基合金、镍铜合金海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的特点焊的特点•可焊金属多（惰性、阴极雾化）•适应能力强（电弧稳定、不飞溅、热源焊丝分别控制、全位置焊接、机械化自动化）•焊接生产率低（钨极限制，电流小、熔深浅、熔敷速度小）•生产成本高海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的特点及应用焊的特点及应用------------------- TIG焊的应用焊的应用•几乎可以焊接所有金属，广泛应用于各个领域•特别适合焊接活泼金属•金属基复合材料•厚、薄件•全位置•自动、手工•适合6mm以下， 6mm以上用于打底海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系二、二、 TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性•TIG焊时，焊接电弧的正、负极的导电和产热机构与电极材料的热物理性能密切相关，对焊接工艺有显著影响。

•分类–直流直流• •正接正接• •反接反接–交流交流海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 直流正极性直流正极性•钨极作为阴极，熔点高，发射电子能力强，逸出的电子有冷却阴极的作用•焊件为阳极，接受电子动能和逸出功，获得电弧热量的70%海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 直流正极直流正极性性•特点：–熔深深而窄，生产效率高，应力与变形小熔深深而窄，生产效率高，应力与变形小–钨极许用电流大，寿命长钨极许用电流大，寿命长–电弧引燃容易，燃烧稳定电弧引燃容易，燃烧稳定–不适合焊接铝、镁及其合金不适合焊接铝、镁及其合金除了铝、镁及其合金的焊接以外，除了铝、镁及其合金的焊接以外，TIGTIG焊一般采用直流正极性焊接焊一般采用直流正极性焊接海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 直流反极直流反极性性•导电产热与正极性相反•阴极雾化（阴极清理、阴极破碎）–阴极金属熔点低阴极金属熔点低→→发射电子困难发射电子困难→→氧化物发射氧化物发射电子电子→→形成阴极斑点形成阴极斑点→→正离子撞击正离子撞击→→氧化物气氧化物气化化→→寻找新的氧化物寻找新的氧化物（氧化铝熔点（氧化铝熔点2050℃2050℃，铝：，铝：657℃657℃））海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 直流反极直流反极性性•缺点–钨极过热、烧损（钨极过热、烧损（2/32/3热量）热量）–熔深浅而宽、生产效率低，应力与变形大熔深浅而宽、生产效率低，应力与变形大–应用范围窄应用范围窄海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•雾化作用雾化作用•钨极冷却钨极冷却•问题问题– –电弧稳定性电弧稳定性– –直流分量直流分量海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•交流过零–电弧复燃困难电弧复燃困难–工件作为阴极的半周问题更加突出工件作为阴极的半周问题更加突出•措施–提高空载电压提高空载电压–高频震荡高频震荡–高压脉冲高压脉冲海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•提高空载电压（150-200V）•问题：–变压器容量大、成本高变压器容量大、成本高–功率因素低功率因素低–不安全不安全海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•高高频频振振荡荡（（过过零零时时在在65V65V空空载载电电压压的的基基础础上上加加一一个个3000V3000V的的高高频频电电压）压）•问题问题– –相位问题相位问题– –电磁辐射电磁辐射海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•脉脉冲冲电电压压（（负负半半周周施施加加1500V1500V的的高高压压脉冲）脉冲）•效果良好效果良好海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•直流分量及消除直流分量及消除•产生原因产生原因– –电极、工件的电、热电极、工件的电、热物理性能及尺寸的差物理性能及尺寸的差异异•结果结果– –正负半周电压、电流正负半周电压、电流不对称不对称– –正负半周导电时间不正负半周导电时间不相等相等海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•电流分解–交流电流交流电流–直流分量，方向：从工件流向钨极直流分量，方向：从工件流向钨极•后果–消弱了阴极雾化作用消弱了阴极雾化作用–变压器变热变压器变热海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•限制直流分量的方法–串接一个直流电源串接一个直流电源–电阻二极管法电阻二极管法–电容法电容法海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•串接一个直流电源串接一个直流电源•优点：易实现优点：易实现•缺点：缺点：– –电势不能任意调，不能完全电势不能任意调，不能完全消除分量消除分量– –滇池体积庞大笨重滇池体积庞大笨重– –经常充电经常充电•现状：淘汰现状：淘汰海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•电阻二极管法电阻二极管法•优点：简单、体积小、元件优点：简单、体积小、元件少、效果好少、效果好•缺点：电阻耗电、二极管受缺点：电阻耗电、二极管受高频影响易烧损高频影响易烧损•现状：很少使用现状：很少使用海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊的电流种类及极性焊的电流种类及极性------------------- 交流交流TIG焊焊•串联电容串联电容•优点：效果好、不耗能优点：效果好、不耗能•现状：广泛应用现状：广泛应用海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系三三、、 TIG焊设备焊设备•分类分类– –操作方式分类操作方式分类• •手工手工• •自动自动– –焊接电源分类法焊接电源分类法• •交流交流• •直流直流• •矩形波矩形波海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊接电源焊接电源•外特性要求：陡降或者垂直下降特性海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊接电源焊接电源海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪焊枪及电极及电极•气冷（气冷（）（电流）（电流I<100AI<100A））•水冷（水冷（QSQS）（电流）（电流I>100AI>100A））海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪焊枪及电极及电极•焊枪的要求•良好的导电•气体良好的流态•良好的冷却•可达性好•结构简单、重量轻、易维修海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪及焊枪及电电极极•钨极的要求–耐高温耐高温• •不易消耗不易消耗• •不夹钨不夹钨–电子发射能力强电子发射能力强–电流容量大电流容量大海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪及电焊枪及电极极•分类：–纯钨纯钨–钍钨钍钨–铈钨铈钨海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪及电焊枪及电极极•纯钨•电子发射能力差、易消耗•便宜•一般用于交流焊接中海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪及电焊枪及电极极•钍钨•在钨中加入1-2%的ThO2•载流能力强，易引弧、寿命长•直流正接•直流反接、交流时效果不明显•增加直流分量•有放射性海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪及电焊枪及电极极•铈钨•1-2%CeO2•放射性小（电极端头为蓝色）•优点与钍钨相同•弧柱细，温度集中海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊设备焊设备------------------- 焊枪及电极焊枪及电极•电极形状电极形状海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系四四 、、TIG焊工艺焊工艺------------------- 焊前清理焊前清理清理方法–油污、灰尘（有机溶剂）油污、灰尘（有机溶剂）–氧化膜氧化膜• •机械法机械法– –硬材料（抛光、吹砂、砂轮、砂带）硬材料（抛光、吹砂、砂轮、砂带）– –软材料（钢丝论、钢丝刷、刮刀）软材料（钢丝论、钢丝刷、刮刀）• •化学法（化学法（Al\MgAl\Mg））• •机械机械+ +化学化学海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系四、四、TIG焊工艺焊工艺--------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择参数：参数：•焊接电流焊接电流•焊接电压焊接电压•焊接速度焊接速度•填丝速度填丝速度•保护气流量保护气流量•喷嘴孔径喷嘴孔径•钨极直径形状钨极直径形状ΦI、VvΦ’Lv’海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺--------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择•I↑→P↑→可焊板材厚度↑•I↑→凹陷↑•I↑→熔透深度↑•I↑→背面余高↑•I↑→焊缝宽度↑•I↑→正面余高↓•I↑↑↑→咬边、焊穿•I↓↓↓→未焊透海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺-------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择•U U↑→↑→熔宽熔宽↑↑•U U↑↑→↑↑→熔宽熔宽↓↓距离选择原则：不短接条件下，越短越好。

不 填 丝 ： 1-3mm;填丝：3-6mm海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺-------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择•焊接速度焊接速度v v→→热输入热输入→→（凹陷、熔深、熔宽）（凹陷、熔深、熔宽）•v v↑↑→↑↑→气孔、未焊透、裂纹、夹渣、保护效果气孔、未焊透、裂纹、夹渣、保护效果•v v↓↓↓→↓↓↓→焊穿、咬边焊穿、咬边•原则：采用比较低的焊速原则：采用比较低的焊速海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺--------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择•填丝速度与直径填丝速度与直径•直径直径↑→↑→填丝填丝↓↓•I I↑→↑→填丝填丝↑↑•间隙间隙↑→↑→填丝填丝↑↑•填丝速度不当填丝速度不当– –未焊透、焊缝余高过大、表面成型不好未焊透、焊缝余高过大、表面成型不好– –焊穿、凹陷焊穿、凹陷•板厚板厚↑→↑→直径直径↑↑•间隙间隙↑→↑→直径直径↑↑海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺--------焊接参数的影响及选择焊接参数的影响及选择•电极直径选择原则：尽可能选用小的电极直径，承载所需要的电流海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系四、四、TIG焊工艺焊工艺---------------------操作技操作技术术•引弧–直接直接–间接（高频、脉冲、引弧板）间接（高频、脉冲、引弧板）•提前送气海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺---------------------操作技操作技术术短弧焊左焊法不超过4mm海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺---------------------操作技操作技术术海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺---------------------操作技操作技术术海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺---------------------操作技操作技术术•收弧（延时通气）（多加焊丝，填满弧坑）1、电流衰减、电流衰减2、提高焊枪、提高焊枪3、引出板、引出板海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工艺焊工艺---------------------操作技操作技术术•夹具–成形成形–防止变形防止变形海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系TIG焊工的其他方法焊工的其他方法---------------------脉冲脉冲TIG焊焊海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系9/9/20249/9/2024132132TIG焊工的其他方法焊工的其他方法---------------------热丝TIG焊焊海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系9/9/20249/9/2024133133TIG焊工的其他方法焊工的其他方法--------------------- TIG点焊点焊海事与港航学院轮机工程系海事与港航学院轮机工程系谢谢 。