chaper6钨极氩弧焊课件.ppt
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1、第六第六章章 钨极惰性气体保护焊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。极惰性气体保护焊方法。n英文简称英文简称“TIG”焊(焊(Tungsten Inert Gas Welding)6.1 6.1 钨极氩弧焊的特点和应用钨极氩弧焊的特点和应用6.2 TIG6.2 TIG焊电流种类及极性焊电流种类及极性6.3 TIGTIG焊设备焊设备6.4 TIG6.4 TIG焊中的电极焊中的电极6.5 6.5 TIGTIG焊工艺焊工艺6.66.6 6.1 钨极氩弧焊的特点和应用钨极氩弧焊的特点和应用焊接方向焊丝喷嘴钨极一、
2、一、TIG焊的特点焊的特点(1)采用惰性气体保护,焊接冶金过程简单,)采用惰性气体保护,焊接冶金过程简单,易于控制:易于控制:ArAr不溶于金属,也不反应;隔绝空气。不溶于金属,也不反应;隔绝空气。可焊金属多。可焊金属多。注意:抗锈能力差,工件严格清理。注意:抗锈能力差,工件严格清理。氩弧引弧困难,但一旦引燃后电弧燃烧十分稳定。氩弧引弧困难,但一旦引燃后电弧燃烧十分稳定。原因:原因:ArAr电离电压高;导热系数小,且为单原子气体。电离电压高;导热系数小,且为单原子气体。(2)采用)采用W或其合金作电极,钨极不熔化,电弧或其合金作电极,钨极不熔化,电弧稳定,即使在很小的焊接电流下(小于稳定,即使
3、在很小的焊接电流下(小于A)也)也能稳定燃烧;能稳定燃烧;不会产生飞溅,成形美观;热源和焊丝可分别控制,不会产生飞溅,成形美观;热源和焊丝可分别控制,因而热输入量容易调节,特别适合于薄板、超薄板的焊接;因而热输入量容易调节,特别适合于薄板、超薄板的焊接;可进行各种位置的焊接,易于实现机械化和自动化焊接。可进行各种位置的焊接,易于实现机械化和自动化焊接。(3)焊接生产率低)焊接生产率低 钨极承载电流能力限制,钨极承载电流能力限制,使用的电流小,焊缝熔深浅,熔敷速度小,生产使用的电流小,焊缝熔深浅,熔敷速度小,生产率低。率低。(4)生产成本较高)生产成本较高。二、二、TIGTIG焊的应用焊的应用
4、TIG焊几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金的焊焊几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金的焊接。接。常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难熔的活泼金属(如锆、钽、钼铌等)和异种金属的焊接。难熔的活泼金属(如锆、钽、钼铌等)和异种金属的焊接。TIG焊容易控制焊缝成形,容易实现单面焊双焊容易控制焊缝成形,容易实现单面焊双面成型,主要用于薄件焊接或厚件的打底焊。面成型,主要用于薄件焊接或厚件的打底焊。脉冲脉冲TIG焊特别适宜于焊接薄板和全位置管道焊特别适宜于焊接薄板和全位置管道对接焊。对接焊。TIG焊一般只用于焊接厚度在焊一般只用于焊接厚度在6m
5、m以下的工件。以下的工件。可用于自动、手工。可用于自动、手工。6.2 TIG6.2 TIG焊电流种类及极性焊电流种类及极性一、一、直流正直流正极性极性二、直流反极性二、直流反极性阴极清理阴极清理三、交流三、交流TIG焊焊1、引弧和稳弧引弧和稳弧T1 升压变压器升压变压器P火花隙放电器火花隙放电器Ck振荡电容振荡电容0.00250.005uF;耐压值高于耐压值高于4KVLk振荡电感振荡电感 0.16uHT2高频耦合变压器高频耦合变压器T1T2T T1 1、T T2 2两级升压,两级升压,高频(高频(150150260KHz)260KHz)高压(高压(250025003000V3000V)振荡频率
6、振荡频率:KKCLf21P P220V220VT T1 1C CK KL LK KT T2 2L LB BC C问题问题a)相位问题相位问题:高频用于稳弧要保持一定的相位关系比较困难。高频用于稳弧要保持一定的相位关系比较困难。b)电磁辐射电磁辐射 高频振荡会产生电磁波,干扰无线电信号、数字高频振荡会产生电磁波,干扰无线电信号、数字集成电路以及微机控制系统,且有害于人身健康。集成电路以及微机控制系统,且有害于人身健康。应采取屏蔽高频、降低振荡频率或限制高频振荡应采取屏蔽高频、降低振荡频率或限制高频振荡强度等方法加以克服。强度等方法加以克服。2 直流分量及消除直流分量及消除6.3 TIG焊设备焊设
7、备fdsfhxzy32一、焊接电源一、焊接电源控制面板控制面板NSA-500-1交流交流TIG焊机焊机名称数据名称数据电源电压(V)工作电压(V)钨极直径(mm)额定持续率220/380201760%额定焊接电流(A)焊接电流调节范围(A)氩气流量(L/min)冷却水流量(L/min)50050500251主要技术数据主要技术数据气体气体喷嘴喷嘴气流中气流中心心涡流环涡流环h层流层层流层混合区混合区1、保护特点、保护特点喷嘴流出的气体分为喷嘴流出的气体分为两层两层:近壁层流、中心紊流。近壁层流、中心紊流。二、氩气的保护效果及焊枪结构二、氩气的保护效果及焊枪结构(1)近壁层流:近壁层流:气体质点
8、间不相互干扰,该层起气体质点间不相互干扰,该层起主要的保护作用,越厚则保持稳主要的保护作用,越厚则保持稳定气层的长度定气层的长度h越长,保护效果越越长,保护效果越好。好。(2)中心紊流:中心紊流:气体质点间相互干扰,内部形成气体质点间相互干扰,内部形成许多涡流。许多涡流。气体气体喷嘴喷嘴气流中气流中心心涡流环涡流环h层流层层流层混合区混合区气体的流动状态、流速、流体粘气体的流动状态、流速、流体粘滞系数以及喷嘴直径之间的关系滞系数以及喷嘴直径之间的关系可用可用雷诺公式雷诺公式表示:表示:R:雷诺系数,雷诺系数,d:内径,内径,Vp:流体平均速度,流体平均速度,r:流体粘滞系数,流体粘滞系数,R表
9、示了气体的流动状态:表示了气体的流动状态:R 2300:2300:紊流;紊流;R 23002300:有近壁层流层。:有近壁层流层。气体气体喷嘴喷嘴气流中气流中心心涡流环涡流环h层流层层流层混合区混合区rdVRP实际上:实际上:气体气体喷嘴喷嘴气流中气流中心心涡流环涡流环h层流层层流层混合区混合区50402)((直径)管长rL即可获得层流。即可获得层流。L2 2、焊枪结构、焊枪结构(1 1)作用)作用 夹持电极、导电及输送保护气体。夹持电极、导电及输送保护气体。(2 2)基本要求)基本要求能可靠地夹持电极,并具有良好的导电性能。能可靠地夹持电极,并具有良好的导电性能。从喷嘴喷出的保护气具有良好的
10、流态,保护效果可靠。从喷嘴喷出的保护气具有良好的流态,保护效果可靠。具有良好的冷却性能。具有良好的冷却性能。可达性好,便于操作。可达性好,便于操作。结构简单、重量轻、耐用且维修方便。结构简单、重量轻、耐用且维修方便。(3 3)分类:)分类:目前国内使用的焊枪大体上有两种:一种是气目前国内使用的焊枪大体上有两种:一种是气冷式焊枪,用于小电流冷式焊枪,用于小电流(最大电流不超过最大电流不超过100A)100A);另一种是水冷式焊枪,供焊接电流大于另一种是水冷式焊枪,供焊接电流大于100A100A时使时使用。用。TIG TIG焊焊枪的标志由形式符号及主要参数组焊焊枪的标志由形式符号及主要参数组成。焊
11、枪的形式符号由两位字母表示,主要表示成。焊枪的形式符号由两位字母表示,主要表示其冷却方式:其冷却方式:“QQ”QQ”表示气冷表示气冷 (I100AI100AI100A)(4 4)结构:)结构:气体镇流室:气体镇流室:从进气口至喷从进气口至喷嘴入口处部分,其作用是:嘴入口处部分,其作用是:降低气体流速,使之沿内腔降低气体流速,使之沿内腔横截面均匀化,常在入口处横截面均匀化,常在入口处加设铜丝网或多孔隔板(气加设铜丝网或多孔隔板(气筛),限制气体横向运动,筛),限制气体横向运动,有利于形成层流。有利于形成层流。1 Torch body2Tungsten electrode3Electrode co
12、llet4Gas lens5Ceramic nozzle 6End-cap喷嘴喷嘴(a)、(b):圆柱形带锥形或球形结尾:保护最好,易于形成层流。圆柱形带锥形或球形结尾:保护最好,易于形成层流。(c)、圆锥形喷嘴:挺度好,可视性好,保护差。、圆锥形喷嘴:挺度好,可视性好,保护差。l0DNDNl0(a)(c)(b)wNdD)5.35.2()97()6.14.1(0NDl3 3、影响气体保护效果的工艺因素、影响气体保护效果的工艺因素测定方法:在测定方法:在AlAl板上点焊,测量去除氧化膜区域面积。板上点焊,测量去除氧化膜区域面积。影响因素如下:影响因素如下:)气体流量)气体流量Q Q喷嘴直径为喷嘴
13、直径为12mm12mm20mm20mm时,时,Q Q取取161625 L/min25 L/min合适。合适。)喷嘴到工件的距离)喷嘴到工件的距离原则:尽量短。原则:尽量短。手工手工TIGWTIGW:小于:小于15mm15mm。MIGWMIGW:5 515mm15mm。)电弧功率)电弧功率)焊速及外层气体)焊速及外层气体注意:气保焊不适合在室外或有穿堂风的环境下焊接。注意:气保焊不适合在室外或有穿堂风的环境下焊接。)接头形式)接头形式平对接和内角接保护效果好,而外角接时不好,宜采用挡平对接和内角接保护效果好,而外角接时不好,宜采用挡板改善。板改善。注意:对焊接质量要求高的工件,要采用反面保护。注
14、意:对焊接质量要求高的工件,要采用反面保护。6.4 TIG6.4 TIG焊中的电极焊中的电极 一、对电极的基本要求(从焊接电弧的条件分析)一、对电极的基本要求(从焊接电弧的条件分析)(1)(1)耐高温,焊接过程中不易损耗。纯钨熔点:耐高温,焊接过程中不易损耗。纯钨熔点:338033803600,3600,沸点:沸点:36003600。(2)(2)电子发射能力强,利于引弧及稳弧。电子发射能力强,利于引弧及稳弧。(3)(3)有较高的电流容量。当焊接电流超过许用电流时,易有较高的电流容量。当焊接电流超过许用电流时,易使电极端部熔化形成熔珠,熔珠表面上的电弧斑点易使电极端部熔化形成熔珠,熔珠表面上的电
15、弧斑点易受外界因素干扰而游动,使电弧飘荡而不稳定;甚至受外界因素干扰而游动,使电弧飘荡而不稳定;甚至熔珠落入熔池,影响焊缝质量。因此电极的许用电流熔珠落入熔池,影响焊缝质量。因此电极的许用电流要大一些。电极的许用电流与电极材料、电流的种类要大一些。电极的许用电流与电极材料、电流的种类和极性以及电极伸出长度有关。和极性以及电极伸出长度有关。各种钨电极引弧性能比较测试条件测试条件空载电压:空载电压:22V,24V,36V高频:高频:10秒秒各种钨电极抗烧损性能各种钨电极抗烧损性能二、钨极直径和形状二、钨极直径和形状、直径、直径与工件厚度、焊接电流及种类、极性等有关。与工件厚度、焊接电流及种类、极性
16、等有关。钨极通常外伸长钨极通常外伸长5-10mm 5-10mm。直流正接许用电流大于直流反接许用电流。直流正接许用电流大于直流反接许用电流。、钨极端部形状、钨极端部形状dwlDp(a)(c)(b)(a)(a):交流:交流TIGWTIGW(b)(b):直流正接:直流正接TIGWTIGW(c)(c):小电流:小电流TIGWTIGW;注意尖锥角对;注意尖锥角对H H、B B的影响。的影响。DC-TIG小电流小电流DC-TIG大电流大电流AC-TIG钨电极的许用电流值钨电极的许用电流值一、焊前清理焊前清理 6.5 6.5 TIG焊工艺焊工艺纯铝纯铝铝合金铝合金1、碱、碱洗洗NaOH 15%室温,室温,
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