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1、钨极氩弧焊培训教程,目录,一. 氩弧焊基础知识二. 氩弧焊设备三. 氩弧焊用焊接材料四. 氩弧焊操作基本方法五. 常用金属材料的氩弧焊六. 焊接工艺评定及焊接工艺规程七. 焊工考核及管理八. 焊接缺陷及质量检验,一. 氩弧焊基础知识,氩弧焊概述氩弧的形成与特性 氩弧的形成 氩弧的特性氩弧焊引弧氩弧焊工艺参数选择 电源种类与极性选择 保护气体纯度及流量 钨极的选用 喷嘴与电极参数 焊件形状与接头形式,氩弧焊概述,氩弧焊是采用惰性气体氩气，作为保护气体的一种电弧焊接方法。它是从专用的焊枪喷嘴中喷出氩气流，保护电弧与空气隔绝，电弧和熔池在气流层的包围气氛中燃烧、熔化。通过填丝或不填丝，把两块分离的金
2、属牢固地连接在一起，形成永久性接头。氩弧电弧结构如图所示,氩弧焊所指的焊接方法包括熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两大类，具体分类如图所示,氩弧的形成与特性,氩弧的形成 电极在惰性气体氩气的保护下，阳极与阴极之间发射大量的电子，在电场作用下，电子与原子或分子经多次碰撞，发生了电离现象，产生了足够的正、负离子和电子，使气体被电离而导电，于是在钨极与焊件之间产生了连续的弧光放电，即产生了氩弧。在氩弧的中心，发白色耀眼光的部分叫做弧柱，弧柱的温度非常高，可达5000K以上，在这种高温下，能熔化各种金属。所以，能用来作为焊接的热源。,氩弧的特性 氩气是单原子气体，高温时不分解，没有吸热作用。氩气比其他气体
3、的比热容小，热导率低，所以，在氩气中燃烧的电弧热量损失小，电弧热量集中，弧柱的温度高，稳弧性能良好。,氩弧的形成与特性,氩弧焊引弧,接触引弧 将钨极与焊件表面接触，形成短路，由于接触处电流密度较大，产生很高的热量，使钨极末端和焊件表面被迅速加热，产生大量的热电子发射，在抬起焊枪的瞬间，在电场作用下，钨极发射的电子撞击氩原子使气体电离成正离子和电子，从而使气体导电。这时，带正电的离子向阴极运动并轰击阴极，使阴极的温度剧增，电子猛烈发射，从而激发电弧。短路引弧 自动焊接时，电极与工件保持一定的距离，其间采用炭棒（或石墨）进行短路接触，在撤出炭棒的瞬间电弧就产生了。电弧引燃过程与接触引弧相似。,氩弧
4、焊引弧,引弧器引弧 借助高频振荡器或高压脉冲引弧器的作用，产生火花放电，使钨极与焊件之间的气体电离，从而引燃电弧。 如果电源供电正常，不能正常引燃电弧时，其主要原因是： a. 电缆、气电混合电缆、焊枪接头、焊接工作台、焊 件等处接触不 良、松脱或开焊； b. 引弧板和焊件表面有铁锈、水、陶瓷、油、漆、防锈 液、泥土等； c. 引弧器发生故障，不能正常工作； d. 钨极经长时间使用后，表面形成一层氧化膜；,氩弧焊工艺参数选择电源种类与极性选择,直流正接极 正接极如图所示，即钨极接负极，焊件接正极。焊接时，电子向焊件高速冲击，焊缝较窄、熔深大，钨极不过热、损耗小，允许钨极使用较大的焊接电流。 这种
5、方法适合于不锈钢、耐热钢、钛合金、低合金高强钢的焊接。,直流反接极 反接极如图所示，焊件接负极。焊接时，由于钨极受电子的高速冲击，使钨极温度升高，所以钨极损耗快、寿命短、电弧稳定性较差，一般很少使用。而熔化极氩弧焊则多采用这种接法，由于电子轰击作为正极的焊丝，焊丝的一端温度较高，热量大，有利于焊丝的熔化，从而提高了焊丝熔化速度，提高生产效率。,氩弧焊工艺参数选择电源种类与极性选择,交流 交流适于铝、镁等熔点低而表面易产生高熔点氧化膜的金属焊接。它弥补了直流正接时无“阴极雾化”作用和直流反接时钨极损耗大等缺点，即交流电半波存在“阴极雾化”作用，使钨极损耗一致过大。其钨极许用电流值比直流反接要大。
6、,氩弧焊工艺参数选择电源种类与极性选择,气体纯度及应用范围 焊接不同材料时，对氩气的纯度有不同的要求，对化学性质活泼的金属及其合金，要求纯度高，如果纯度较低，则容易氧化、氮化，使焊缝变脆，破坏气密性，降低焊接质量。不同材料对氩气纯度的要求。 目前，国内生产的氩气纯度，基本都能达到99.99%,能很好地满足各种金属材料的焊接要求。 ，为了某种工艺需要，也有在氩气中加入其他气体，成为混合型保护气体。如焊接不锈钢时，为了改善湿润性，减少咬边，增加熔透率，可在氩中加入微量的氧气；为提高生产效率，可在氩中加入少量氢；焊镍及镍合金时，为了减少气孔，也可加入氢等。,氩弧焊工艺参数选择保护气体纯度及流量,气体
7、流量 氩弧焊的焊接接头质量与氩气保护效果有很大关系，保护不良，将增加合金元素的烧损，使焊缝氧化、氮化，出现气孔、夹渣，并使焊缝脆化，降低接头的强度和塑性。气体保护效果 在实际生产中，常用以下的经验方法来检查氩气的保护效果。 1. 钨极末端表面颜色，若呈蓝色或灰褐色，证明保护不良。 2. 检查焊点颜色，例如采用交流电，在铝板上熔化收弧时，应呈银白 色无氧化膜，保护效果较好；其亮点直径越大越好。无光亮圈，发 暗有皱纹，则保护较差。 3. 检查焊缝颜色，银白,金黄,则保护较好；发黑,发灰，则保护较差。 4. 检查熔池颜色，焊接纯镍及镍合金时，若熔池发光亮、清晰，则保 护较好；熔池，若沸腾出现飞溅，则
8、保护不良。,氩弧焊工艺参数选择保护气体纯度及流量,各种钨极的特点 a. 纯钨极 熔点和沸点高，不容易熔化和挥发、烧损，尖端污染少，但电子发射较差，不利于电弧的稳定燃烧。 b. 钍钨极 电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍有一定的放射性，使用受到一定限制。 c. 铈钨极 电子逸出功低，化学稳定性高，允许的电流密度大，无放射性，是目前普遍采用的一种电极。 d. 锆钨极 对必须防止电极污染的基体金属和特定条件下，可以选用这种电极。这种电极的尖端易保持半球形，适于交流电源焊接。,氩弧焊工艺参数选择钨极的选用,钨极的形状应用 钨极端头的形状、夹角对电弧的稳定性、钨极的使用寿命以及焊缝形
9、状都有着不同的影响。钨极端头的形状主要有尖锥形、圆弧形、圆柱形、平底锥形等几种。如图所示a. 尖锥形电极 尖锥形电极适用于直流正接、小电流焊接薄板和弯边对接焊缝。这种电极的电弧稳定，焊缝成形较窄，但不适于某些镍基合金薄板不加焊丝的平面对接接头。当钨极磨得越尖时，咬边、弧坑等倾向也越加严重。b. 圆弧形电极 圆弧形电极适用于交流电源的焊接。当直流正接时，电弧不稳定。c. 圆柱形电极 圆柱形电极适用于焊接铝、镁合金。但直流正接方法时不可用。d. 平底锥形电极 平底锥形电极适用于直流正接。电弧较集中、燃烧稳定、焊缝成形良好。,氩弧焊工艺参数选择钨极的选用,钨极磨锥后，尖端直径应适当，太大时，电弧不稳
10、定；太小时，容易熔化。一般要根据焊接电流的大小来决定。磨修的长度一般为钨极直径的35倍，末端的最小直径应为钨极直径的1/21/5。钨极端头的夹角不同，稳弧性和使用寿命也不相同。根据实践经验，在30夹角时，电弧集中、稳定，焊透性好，使用寿命较长；而在90夹角时，电弧分散，焊透性不好，经一阶段使用后电弧不稳定，使用寿命也较短；当60夹角时，其优缺点介于30和90夹角两者之间。根据上述情况，钨极的端部一般推荐使用（圆底锥形）30夹角，适用于薄板的焊接。对于90夹角，则宜用于厚板的焊接。,氩弧焊工艺参数选择钨极的选用,喷嘴的结构和形状 圆柱形或稍微收敛形的喷嘴，保护效果较好，扩散形喷嘴的气体挺度较差。
11、钨极伸出长度 钨极伸出越长，保护效果越差，伸出过小，影响视线，操作不方便。一般喷嘴内径为8mm时，钨极伸出36mm为宜，喷嘴内径为10mm时，伸出48mm为宜。电弧长度 电弧过长，保护效果差，过短不便于操作，在不影响操作的情况下，电弧长度最好短些。喷嘴内径 内径过小，氩气的流速过高，容易形成紊流。内径过大，流速过小，又缺乏挺度，都会使保护变差。内径增大，应使氩气流量随之增加。一般手工氩弧焊的喷嘴内径以814mm为宜，自动焊以1218mm为宜。,氩弧焊工艺参数选择喷嘴与电极参数,喷嘴的结构和形状 圆柱形或稍微收敛形的喷嘴，保护效果较好，扩散形喷嘴的气体挺度较差。钨极伸出长度 钨极伸出越长，保护效
12、果越差，伸出过小，影响视线，操作不方便。一般喷嘴内径为8mm时，钨极伸出36mm为宜，喷嘴内径为10mm时，伸出48mm为宜。电弧长度 电弧过长，保护效果差，过短不便于操作，在不影响操作的情况下，电弧长度最好短些。喷嘴内径 内径过小，氩气的流速过高，容易形成紊流。内径过大，流速过小，又缺乏挺度，都会使保护变差。内径增大，应使氩气流量随之增加。一般手工氩弧焊的喷嘴内径以814mm为宜，自动焊以1218mm为宜。,氩弧焊工艺参数选择喷嘴与电极参数,一般以平焊、船形焊、角焊缝的保护较好，如图所示,氩弧焊工艺参数选择焊件形状与接头形式,端头平焊、端头角焊等接头形式的焊缝，保护效果较差些，如图所示。,氩弧焊工艺参数选择焊件形状与接头形式,为了提高端头平焊、端头角焊缝的保护效果，焊接时可在两侧加装保护挡板，如图所示。,氩弧焊工艺参数选择焊件形状与接头形式,
