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1、2023/10/31,杨建国,1,焊接方法与设备 钨极惰性气体保护焊,2023/10/31,杨建国,2,第五章 钨极惰性气体保护焊,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）。,2023/10/31,杨建国,3,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的原理,历史提出于1911年 问题：惰性气体造价太高实际应用于1930年用于镁合金的焊接比强度高镁合金易氧化目前适用于焊接铝合金、镁合金,2023/10/31,杨建国,4,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的原理,钨熔点：3380熔点最高的金属，耐热性好,2023/10/31,杨建国,5,第一节 TIG焊的特点及应
2、用-TIG焊的原理,氩无色无味，比空气重25%，有利于保护空气中含量约1%沸点：-186，（氧：-183；氮：-196）焊接要求纯度：99.999.999%惰性气体不溶解，不反应：避免焊缝中合金元素的烧损（蒸发除外）无脱氧去氢作用（焊前准备）,2023/10/31,杨建国,6,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的原理,燃烧稳定性最好（电压可以在8-15V）单原子气体导热系数小,2023/10/31,杨建国,7,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的原理,氦惰性气体导热系数大，电弧温度高太轻混合气体He+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层保护气体）Ar+H2 不锈钢、镍基合金、镍铜合
3、金,2023/10/31,杨建国,8,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的原理,原理：产热、保护薄件不开坡口不填丝可采用脉冲焊厚件填充焊丝开坡口热丝焊,2023/10/31,杨建国,9,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的特点,可焊金属多（惰性、阴极雾化）适应性强（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）生产效率低（钨极限制，电流小、熔深浅、熔敷速度小）成本高,2023/10/31,杨建国,10,第一节 TIG焊的特点及应用-TIG焊的应用,各种金属，各个领域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,2023/10/31,杨
4、建国,11,第二节 TIG焊电流种类及极性,2023/10/31,杨建国,12,第二节 TIG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。分类直流正接反接交流,2023/10/31,杨建国,13,第二节 TIG焊的电流种类及极性-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%,2023/10/31,杨建国,14,第二节 TIG焊的电流种类及极性-直流正极性,特点：熔深深而窄，生产效率高，应力与变形小钨极许用电流大，寿命长电弧阴燃容易，燃
5、烧稳定不适合焊接铝、镁及其合金,2023/10/31,杨建国,15,第二节 TIG焊的电流种类及极性-直流反极性,导电产热与正极性相反阴极雾化（阴极清理、阴极破碎）阴极金属熔点低发射电子困难氧化物发射电子形成阴极斑点正离子撞击氧化物气化寻找新的氧化物氧化铝熔点2050，铝：657,2023/10/31,杨建国,16,第二节 TIG焊的电流种类及极性-直流反极性,缺点钨极过热、烧损（2/3热量）荣深浅而宽、生产效率低，应力与变形大应用范围窄,2023/10/31,杨建国,17,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,雾化作用钨极冷却问题电弧稳定性直流分量,2023/10/31,杨建国,1
6、8,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,交流过零电弧复燃困难工件作为阴极的半周问题更加突出措施提高空载电压高频震荡高压脉冲,2023/10/31,杨建国,19,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,提高空载电压（150-200V）问题：变压器容量大、成本高功率因素低不安全,2023/10/31,杨建国,20,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,高频振荡（过零时在65V空载电压的基础上加一个3000V的高频电压）问题相位问题电磁辐射,2023/10/31,杨建国,21,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,脉冲电压（负半周施加1500V的高压脉冲）效果
7、良好,2023/10/31,杨建国,22,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,直流分量及消除产生原因电极、工件的电、热物理性能及尺寸的差异结果正负半周电压、电流不对称正负半周导电时间不相等,2023/10/31,杨建国,23,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,电流分解交流电流直流分量，方向：工件流向钨极后果消弱了阴极雾化作用变压器变热,2023/10/31,杨建国,24,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,限制直流分量的方法串接一个直流电源电阻二极管法电容法,2023/10/31,杨建国,25,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,串接一个直流电
8、源优点：易实现缺点：电势不能任意调，不能完全消除分量滇池体积庞大笨重经常充电现状：淘汰,2023/10/31,杨建国,26,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,电阻二极管法优点：简单、体积小、元件少、效果好缺点：电阻耗电、二极管受高频影响易烧损现状：很少使用,2023/10/31,杨建国,27,第二节 TIG焊的电流种类及极性-交流TIG焊,串联电容优点：效果好、不耗能现状：广泛应用,2023/10/31,杨建国,28,第三节 TIG焊设备,2023/10/31,杨建国,29,第三节 TIG焊设备,分类操作方式分类手工自动焊接电源分类法交流直流矩形波,2023/10/31,杨建国,
9、30,第三节 TIG焊设备,2023/10/31,杨建国,31,第三节 TIG焊设备-焊接电源,外特性要求：陡降或者垂直下降特性,2023/10/31,杨建国,32,第三节 TIG焊设备-焊接电源,2023/10/31,杨建国,33,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,气冷QQ（I100A）,2023/10/31,杨建国,34,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,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,2023/10/31,杨建国,35,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,良好的流态层流紊流保证气体镇静室喷嘴形状（形状、光洁度、出口边缘形状、同心度）,2023/
10、10/31,杨建国,36,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,钨极的要求耐高温不易消耗不夹钨电子发射能力强电流容量大,2023/10/31,杨建国,37,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,分类：纯钨钍钨铈钨锆钨,2023/10/31,杨建国,38,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,纯钨电子发射能力差、易消耗便宜一般用于交流焊接中,2023/10/31,杨建国,39,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,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,2023/10/31,杨建国,40,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,铈钨1-2%Ce
11、O2放射性较强、使用较少（电极端头为蓝色）优点与钍钨相同弧柱细，温度集中,2023/10/31,杨建国,41,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,锆钨更好，烧损极少,2023/10/31,杨建国,42,第三节 TIG焊设备-焊枪及电极,电极形状,2023/10/31,杨建国,43,第四节 TIG焊工艺,2023/10/31,杨建国,44,第四节 TIG焊工艺-焊前清理,惰性气体（优缺点）清理方法油污、灰尘（有机溶剂）氧化膜机械法硬材料（抛光、吹砂、砂轮、砂带）软材料（钢丝论、钢丝刷、刮刀）化学法（AlMg）机械+化学,2023/10/31,杨建国,45,第四节 TIG焊工艺-焊接参数的影响及选择
12、,参数：电流、电压、焊接速度、填丝速度、保护气流量、喷嘴孔径、钨极直径形状,I、V,v,L,v,2023/10/31,杨建国,46,第四节 TIG焊工艺-焊接参数的影响及选择,IP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、焊漏I未焊透,2023/10/31,杨建国,47,第四节 TIG焊工艺-焊接参数的影响及选择,U熔宽U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,2023/10/31,杨建国,48,第四节 TIG焊工艺-焊接参数的影响及选择,焊接速度v热输入（凹陷、熔深、熔宽）v气孔、未焊透、裂纹、夹渣、保护效果v焊穿、咬边原则：
13、采用比较低的焊速,2023/10/31,杨建国,49,第四节 TIG焊工艺-焊接参数的影响及选择,填丝速度与直径直径填丝I填丝间隙填丝填丝速度不当未焊透、焊缝余高过大、表面成型不好焊穿、凹陷板厚直径间隙直径,2023/10/31,杨建国,50,第四节 TIG焊工艺-焊接参数的影响及选择,2023/10/31,杨建国,51,第四节 TIG焊工艺-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,2023/10/31,杨建国,52,第四节 TIG焊工艺-操作技术,引弧直接间接（高频、脉冲、引弧板）提前送气,2023/10/31,杨建国,53,第四节 TIG焊工艺-操作技术,短弧焊,左焊法,不超过4mm,2023/10/31,杨建国,54,第四节 TIG焊工艺-操作技术,2023/10/31,杨建国,55,第四节 TIG焊工艺-操作技术,2023/10/31,杨建国,56,第四节 TIG焊工艺-操作技术,收弧（延时通气）（多加焊丝，填满弧坑）电流衰减提高焊枪引出板,2023/10/31,杨建国,57,第四节 TIG焊工艺-操作技术,夹具成形防止变形,2023/10/31,杨建国,58,第四节 TIG焊工艺-操作技术,混合气体保护,
