氩弧焊培训课件.ppt
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- 氩弧焊 培训 课件
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1、第一节 氩弧焊的原理、特点及分类;第二节 钨极氩弧焊设备;第三节 钨极氩弧焊工艺参数;第四节 氩弧焊基础操作;第五节 铝合金氩弧焊;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。1熔池 2一喷嘴 3一钨极 4一气体 5一焊缝 6一焊丝 7一送丝滚轮焊接时,先从喷嘴中喷出喷出Ar气,使焊接区内形成严密的气 体保护层,隔离空隔离空气气再将电极与焊件接触产生电弧热量 使之熔化焊丝和母材 形成熔池 凝固结晶成焊缝。 (1)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
2、得较高的焊接质量。(2)焊接变形与应力小 :因为电弧热量集中,温度高热影响区小,故变形和应力小,尤其适宜很薄材料的焊接适宜很薄材料的焊接。(3)可焊的材料范围广:几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊,特别适宜化学性质活泼的金属和合特别适宜化学性质活泼的金属和合金金。如AI、Mg、Ti、Cu及其合金和低碳钢、不锈钢、耐热钢等材料的焊接。(4)操作技术易于掌握,容易实现机械化和自动化。 (5)氩弧焊弧光达到3000度左右,氩弧焊的电流密度大,发出的光比较强烈,它的电弧产生的紫外线辐射,约为普通焊条电弧焊的530倍,红外线约为焊条电弧焊的11.5倍,(1)根据所用的电极材料可分为:A 非熔化极氩弧焊 (
3、用TIG表示)B 熔化极氩弧焊(用MIG表示)(2)根据操作方式可分为:A 手工氩弧焊B 半自动氩弧焊C 自动氩弧焊(3)根据采用的电源种类可分为:A 直流氩弧焊B 交流氩弧焊1 1-焊件 2-焊枪 3-焊接开关 4-冷却水 5-电源与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系统和冷却系统等部分组成 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WS-250型、WS-400型等;交流钨极氩弧焊机WSJ-150型、WSJ-500型等;交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型、WSE-400型等
4、。 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。 手工钨极氩弧焊控制程序 操作按钮介绍:(1)电源开关:用于开启与关闭焊机电源,此开关在焊机接电时必须处于“关”状态。(2)电源灯(绿):用于显示焊机是否通电,电源开关处于开状态,此灯为亮。(3)异常灯(黄):当焊机出现异常情况此灯为亮,亮时焊机应立即关闭电源。(4)直流与脉冲转换开关:用于转换焊机输出为直流还是脉冲,当此开关处于直流时焊机输出为直流,反之则为脉冲输出,手工焊时必须置于直流状态。(5) “试气开关”:用于检查机内气阀工作是否正常的开关,处开状态气阀吸合氩气则会流出焊机,正常工作时此开关应处于关状态(6) “
5、焊接电流”表:用于显示焊接时的电流。(7) “提前供气时间”调节旋钮:用于调节氩气比电弧提前出现的时间。 (8) (9)“焊接电流”调节旋钮用于调节焊接电流的大小,顺时针旋转电流增大。 (10)“基值电流”调节旋钮此旋钮在脉冲状态下起作用。用于调节脉冲焊接时维持电弧电流的大小。 (11)“脉冲频率”调节旋钮此旋钮在脉冲状态下才起作用,用于调节脉冲焊接电流出现的次数(快慢)脉冲频率越高,焊接波纹越密,反之,则越稀。 (12)“脉冲宽度”(占空比)此旋钮在脉冲状态下才起作用。用于调节脉冲焊接电流出现持续时间的大小,脉冲宽度越宽,焊缝相对宽而深,反之则窄而浅。 (13)“滞后关气时间”调节旋钮用于调
6、节电弧停止时,氩气继续供气时间的长短。 (14)“氩气控制”插座用于连接焊炬上开关的插座,此插座应与焊炬一同使用。 (15)“工件”端子此端子为焊机输出正极,用于连接焊件钳电缆。 (16)“焊炬”端子此端子为焊机输出负极,用于连接焊炬及输送氩气,在氩弧焊状态下接焊炬,在手工焊状态下接焊钳。后面板功能名称及在焊接过程中的作用:后面板功能名称及在焊接过程中的作用: (17)“氩气进口”用于连接氩气瓶氩气软管的气嘴 (18)“电源进线”焊机电源的进线。本机使用22010%V电源,且不可错接到380V电源。 (19)“接地端子”用于焊机外壳与大地连接的端子,必须牢固可靠,以防外壳带电。 (20)“焊机
7、铭牌”记载本焊机的基本技术参数 (21)“冷却风扇”用于焊机工作时的散热,使用过程中不可用异物接触与遮盖进风口,以防止机内温度升高而损坏焊机。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150A时,可选择气冷式焊枪 见下图。 1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5-手把 6-电缆 7-气体开关手轮 8-通气接头 9-通电接头 焊接电流大于150A时,必须采用水冷式焊枪见下图:1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-导流件 4、8-密封圈 5-枪体 6-钨极夹头 7-盖帽 9-船形开关 10-扎
8、线 11-手把 12-插圈 13-进气皮管 14-出水皮管 15-水冷缆管 16-活动接头 17水电接头常见的焊枪喷嘴形状示意图 a)圆柱带锥形 b)圆柱带球形 c)圆锥形焊枪分类:气冷式和水冷式 水冷式焊枪水冷式焊枪是气冷和水冷双重冷却方式气冷式焊枪只有气冷方式,用于细钨极、小电流焊接。1) 氩气瓶 外表涂灰色,并用绿漆标以“氩气”字样。氩气瓶最大压力为15MPa,容积为40L。 2)电磁气阀 是开闭气路的装置,由延时继电器控制,可起到提前供气和滞后停气的作用。 3)氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形如右图。 (5)冷却系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。
9、如果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时,必须通水冷却,并以水压开关控制。 钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。 (1)钨极 氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种。 1)纯钨极 其牌号是Wl、W2,纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高,使用交流电时,承载电流能力较差,故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。2)钍钨极 其牌号是WTh-10、WTh-15,是在纯钨中加入12%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高,增大了许用电流范围,降低了空载电压,改善引弧和稳弧性能,但是具
10、有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。3)铈钨极 其牌号是Wce-20,是在纯钨中加入2%的氧化铈(CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧,使用寿命长,放射性极低,是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将其涂成灰色。长度范围供给,在76610mm之间;常用的直径为0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、 6.3、8.0、10mm多种。钨极端部的形状 钨极的规格:a) 圆锥形b)圆台形 c)球形 相同电流焊接时,不同钨极端部形状对熔深的影响 电流种类、大小变化时,为了保持电弧稳定,通常将钨极端部磨成以下形状。尖角2030小电流尖角90大电流半圆交流(2)氩气 惰性气
11、体,氩气的密度比空气大,可形成稳定的气流层,覆盖在熔池周围,对焊接区有良好的保护作用。氩弧焊对氩气的纯度要求很高,按我国现行标准规定,其纯度应达到99.99%。 焊接用氩气以瓶装供应,其外表涂成灰色,并且标注有绿色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L,最高工作压力为15MPa。使用时,一般应直立放置。 (3)焊丝 氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。焊丝可按GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝和YB/T5092-1996焊接用不锈钢焊丝选用。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.
12、4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余种规格,多选用直径2.04.0mm的焊丝。 THT49-1ER49-1碳钢焊丝用于船舶、石化、核电等高压管的对接及角焊 THT-10MnSi ER50-G 用于薄板及打底焊接结构 THT50-6(TIG-J50) ER50-6用于管道、平板等需作抛光度准确时的焊接 THT55-B2 ER55-B2珠光体耐热钢焊丝用于工作温度550以下的锅炉受热面管子蒸汽管道,高压容器,石油精练设备结构的焊接 THT55-B2VER55-G 用于工作温度550以下的锅炉受热面管子蒸汽管道,高压容器,石油精练设备结构的焊接 THT-308 THS-308H08Cr21N
13、i10Si 用于308、301、304等不锈钢结构的焊接 THT-308L THS-308LH03Cr21Ni10Si 用于304L、308L等不锈钢结构的焊接 THT-309 THS-309H12Cr24Ni13Si 用于异种钢的焊接,如碳钢、低合金钢与不锈钢的焊接 THT-317 THS-317H08Cr19Ni14Mo3用于重要的耐腐蚀化工容器的焊接 THT-2209 THS-2209H03Cr22Ni8Mo3N用于含Cr22%双相不绣钢的焊接电源种类和极性钨极直径焊接电流电弧电压焊接速度氩气流量喷嘴直径喷嘴与焊件间的距离钨极伸出长度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
14、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。a)直流反接 b)直流正接 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。 交流电源使工件与钨极极性交替变换,既能提供良好的焊缝熔深,又有阴极破碎作用。交流电的钨极氩弧焊产生的焊道比直流正接的焊道较宽且较浅,但是比直流反接的焊道较窄且较
15、深。因此交流电通常用于铝、镁合金和铍铜的焊接。 阴极破碎现象对于焊接工件表面存在难熔氧化物的金属有特殊的意义,如铝是易氧化的金属,它的表面有一层致密的A12O3附着层,它的熔点为2050,比铝的熔点(657)高很多,阴极破碎作用可以去除铝的表面氧化层,使焊接过程顺利。 相同电流焊接时,不同钨极端部形状对熔深的影响 电流种类、大小变化时,为了保持电弧稳定,通常将钨极端部磨成以下形状。尖角2030小电流尖角90大电流半圆交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。 钨极直径许用电流经验取值 以1mm允许电流55A为基数,乘以钨极直径,等于允许的使用电流。如:1.6m
16、m钨极,允许使用电流是 1.655=88(A) 2.5mm钨极,允许使用电流是 2.555138(A)另,3mm以下钨极,从计算值减去5A10A;4mm以上钨极,则由计算值再加上10A15A。钨极与电流不匹配钨极粗,电流小钨极细,电流大钨极端部温度不够,电弧飘移,电弧不稳,破坏保护区,熔池被氧化,成型差,易产生有气孔。钨极端部温度高,易熔化,小尖端逐渐变大熔滴,电弧随熔滴尖端漂移,不稳定。熔化的钨滴落入熔池形成夹钨。钨极与电流不匹配钨极粗,电流小钨极细,电流大(4)、电弧电压 电压主要由弧长决定,弧长增加,焊缝宽度增大,熔深稍减小。电弧太长时,容易引起未焊透及咬边,而且熔池保护效果不好;反之,
17、则不易看清熔池,送丝时易碰到钨极引起短路,使钨极受污染加大烧损、脱落,形成夹钨。 通常使弧长约等于1.5倍钨极直径。(5)、焊接速度 焊接速度增加时,熔深熔宽减小。焊接速度太快时,易未焊透,焊缝高且窄,两侧熔合不好。 焊接速度太慢时,焊缝很宽,背面下塌严重,且容易烧穿。 通常应根据熔池大小、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度。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:2倍的钨极直径再加上4mm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。(6)氩气流量与喷嘴直径)氩气流量
18、与喷嘴直径喷嘴直径与氩气流量喷嘴直径与钨极直径有以下关系:D=(2.53.5)dw D-喷嘴直径或内径(mm)dw 钨极直径(mm)焊机、焊枪确定,喷嘴直径很难改变,但可由此选择钨极直径大小。氩气流量:Q=(0.81.2)D (L/min)D小时Q取下限;D大时Q取上限。喷嘴与焊件间的距离以814mm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。 (7)喷嘴与焊件间的距离)喷嘴与焊件间的距离(8)钨极伸出长度)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34mm。伸出长度过小,焊工不便于观察熔化状况,对操作不利;伸
19、出长度过大,气体保护效果会受到一定的影响。 具体的方法是在铝板上点焊。电弧引燃后焊枪固定不动,待燃烧510s后断开电源。这时铝板上焊点周围因受到“阴极破碎”作用,出现银白色区域,这就是气体有效保护区域,称为去氧化膜区,其直径越大,说明保护效果好。用焊点试验法来判断气体保护效果1钨极、2焊枪、3焊件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。 纯铜焊缝颜色金黄黄灰黄灰黑保护效果最好良好不良最坏低碳钢焊缝颜色灰白有光亮灰灰黑保护效果好较好不好三、三、操作技术操作技术 手工钨极氩弧焊操作技术包括:引弧、运弧、停弧、熄弧手工钨极氩弧焊操作技术包括:引弧、运弧
20、、停弧、熄弧及焊丝的送给和焊接过程中应注意的事项。及焊丝的送给和焊接过程中应注意的事项。1. 引弧引弧 一般情况下,正式焊接前在引弧板上引燃电弧,等钨一般情况下,正式焊接前在引弧板上引燃电弧,等钨极烧热后再到焊缝上引燃及就很容易了,也可以使引弧板极烧热后再到焊缝上引燃及就很容易了,也可以使引弧板与工件连接,电弧直接过度到工件焊缝上。禁止在焊缝两与工件连接,电弧直接过度到工件焊缝上。禁止在焊缝两侧引弧,以免击伤焊件。侧引弧,以免击伤焊件。钨极端头突然升温几钨极端头突然升温几千度,易引起爆破,千度,易引起爆破,造成焊缝夹钨。夹钨造成焊缝夹钨。夹钨的焊缝易被腐蚀。的焊缝易被腐蚀。 手工钨极氩弧焊不允
21、许用接触引弧法。如手工钨极氩弧焊不允许用接触引弧法。如今通常使用高频震荡引燃电弧,钨极端头与工今通常使用高频震荡引燃电弧,钨极端头与工件表面距离件表面距离2mm4mm,按下开关,高频高,按下开关,高频高压电击穿隙间空气,使电弧自动引燃。好的电压电击穿隙间空气,使电弧自动引燃。好的电弧燃烧稳定,并均匀发出弧燃烧稳定,并均匀发出“哒哒哒哒哒哒”的响的响声(交流电)。声(交流电)。 电弧引燃后,焊枪在一段时间内停留在起电弧引燃后,焊枪在一段时间内停留在起弧位置不动,以获得一个明亮清洁的熔池(护弧位置不动,以获得一个明亮清洁的熔池(护目镜下看见熔化的金属明亮,可以反光)。然目镜下看见熔化的金属明亮,可
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