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手工钨极氩弧焊知识讲座.ppt
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1、手工钨极氩弧焊知识讲座青海盐湖集团制作人;孙奇伟 目 录 一、钨极氩弧焊概述一、钨极氩弧焊概述-2 2 二、氩弧焊焊接设备二、氩弧焊焊接设备-9-9 三、钨极氩弧焊焊接工艺三、钨极氩弧焊焊接工艺-1515 四、操作技术四、操作技术-30-30手工钨极氩弧焊工艺 手工钨极氩弧工艺特点手工钨极氩弧工艺特点(1 1)工作原)工作原理理 钨极氩弧焊是采用钨棒作为电极,利用氩气作为保护气钨极氩弧焊是采用钨棒作为电极,利用氩气作为保护气体进行焊接的一种气体保护体进行焊接的一种气体保护焊焊接接方法方法。通过钨极与工件之间产生电弧,利用从焊枪喷嘴中喷出通过钨极与工件之间产生电弧,利用从焊枪喷嘴中喷出的氩气流在
2、电弧区形成严密封闭的气层,使电极和金属熔池的氩气流在电弧区形成严密封闭的气层,使电极和金属熔池与空气隔离,以防止空气的侵入。同时利用电弧热来熔化基与空气隔离,以防止空气的侵入。同时利用电弧热来熔化基本金属和填充焊丝形成熔池。液态金属熔池凝固后形成焊缝。本金属和填充焊丝形成熔池。液态金属熔池凝固后形成焊缝。由于氩气是一种惰性气体,不与金属起化学反应,由于氩气是一种惰性气体,不与金属起化学反应,所以能充分保护金属熔池不被氧化。同时氩气在所以能充分保护金属熔池不被氧化。同时氩气在高温时不溶于液态金属中,所以焊缝不易生成气高温时不溶于液态金属中,所以焊缝不易生成气孔。因此,氩气的保护作用是有效和可靠的
3、,可孔。因此,氩气的保护作用是有效和可靠的,可以获得较高质量的焊缝。焊接时钨极不熔化,所以获得较高质量的焊缝。焊接时钨极不熔化,所以钨极氩弧焊又称为非熔化极氩弧焊。以钨极氩弧焊又称为非熔化极氩弧焊。根据所采用的电源种类,钨极氩弧焊又分为直流、根据所采用的电源种类,钨极氩弧焊又分为直流、交流和脉冲三种。交流和脉冲三种。2 工艺特点工艺特点 氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点 a a 保护效果好,焊缝质量高保护效果好,焊缝质量高 氩气不与金属发生反应,也不溶于金属,焊接过程基本上是金属熔化氩气不与金属发生反应,也不溶于金属,焊接过程基本上是金属熔化与结晶的简单过程,因
4、此能获得较为纯净及质量高的焊缝。与结晶的简单过程,因此能获得较为纯净及质量高的焊缝。b b 焊接变形和应力小焊接变形和应力小由弧受氩气流的压缩和冷却作用,电弧热量集中,热影响区很窄,焊由弧受氩气流的压缩和冷却作用,电弧热量集中,热影响区很窄,焊接变形与应力均小,尤其适于薄板焊接。接变形与应力均小,尤其适于薄板焊接。c c 易观察、易操作易观察、易操作由于是明弧焊,所以观察方便,操作容易,尤其适用于全位置焊接。由于是明弧焊,所以观察方便,操作容易,尤其适用于全位置焊接。d d 稳定电弧稳定,飞溅少,焊后不用清渣。稳定电弧稳定,飞溅少,焊后不用清渣。e e 易控制熔池尺寸易控制熔池尺寸由于焊丝和电
5、极是分开的,焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。由于焊丝和电极是分开的,焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。f f 可焊的材料范围广可焊的材料范围广几乎所有的金属材料都可以进行氩弧焊。特别适宜焊接化学性能活泼几乎所有的金属材料都可以进行氩弧焊。特别适宜焊接化学性能活泼的金属和合金,如铝、镁、钛等。的金属和合金,如铝、镁、钛等。缺点设备成本较高。氩气电离势高,引弧困难,需要采用高频引弧及稳弧装置。氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的530倍,生成的臭氧对焊工有危害,所以要加强防护。焊接时需有防风措施。3)应用范围)应用范围 钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法,因此在工钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法,因此在工
6、业行业中均广泛的被采用。业行业中均广泛的被采用。特别是一些化学性能活泼的金属特别是一些化学性能活泼的金属,用其他电弧焊,用其他电弧焊焊接非常困难,而用氩弧焊则可容易地得到高质焊接非常困难,而用氩弧焊则可容易地得到高质量的焊缝。量的焊缝。另外,另外,在碳钢和低合金钢的压力管道焊接中,现在碳钢和低合金钢的压力管道焊接中,现在也越来越多地采用氩弧焊打底,以提高焊接接在也越来越多地采用氩弧焊打底,以提高焊接接头的质量。头的质量。氩弧焊的设备氩弧焊的焊接设备包括:焊接电源(氩弧焊机)、氩气瓶、氩气表、氩弧焊把、氩气管等。一、焊接电源、焊接电源氩弧焊的焊接电源一般采用直流电源氩弧焊的焊接电源一般采用直流电
7、源WS-400WS-400技术参数技术参数输入电压输入电压 3 3相相 280280470V470V 50 5060Hz60Hz额定输入功率额定输入功率 14.4KW 14.4KW空载电压空载电压 80V80V电流调节范围电流调节范围 15 15400A400A上坡时间上坡时间 0 010s10s下坡时间下坡时间 0 010s10s提前送气时间提前送气时间 0.5s 0.5s滞后关气时间滞后关气时间 5s 5s、10s10s、15s15s、30s 30s 可选可选手工焊引弧时间手工焊引弧时间 0.05s 0.05s、0.1s0.1s、0.2s0.2s、0.5s 0.5s 可选可选额定负载持续率
8、额定负载持续率 60%60%效率效率 90%90%二、氩气瓶 我国均采用瓶装氩气用于焊接,在室我国均采用瓶装氩气用于焊接,在室温时,其充装压力为温时,其充装压力为15MPa15MPa。钢瓶涂灰色钢瓶涂灰色漆,并标有漆,并标有“氩气氩气”字样。字样。焊接常用规格焊接常用规格:40L :40L 公称外径公称外径:219 :219 公称容积公称容积:40:40 气瓶的使用安全气瓶的使用安全 1 1)气瓶中的氩气不能用尽,瓶气瓶中的氩气不能用尽,瓶 内内 余压不得低于余压不得低于0.5MPa 0.5MPa 以保证以保证 充氩纯度。充氩纯度。2 2)氩气瓶要立放,应有支架支)氩气瓶要立放,应有支架支 持
9、,并放置在离明火持,并放置在离明火3 3米以外的安米以外的安 全地方班后关闭气,切断焊接电源。全地方班后关闭气,切断焊接电源。三、氩气减压器焊枪结构焊枪结构 如如 图图 钨极氩弧焊焊枪钨极氩弧焊焊枪 (1 1)气体镇静室:从焊枪进气口到喷嘴入口)气体镇静室:从焊枪进气口到喷嘴入口 作用:将进入焊枪气体气流的压力,流速沿内腔作用:将进入焊枪气体气流的压力,流速沿内腔横截面均匀化,减少气流的紊横截面均匀化,减少气流的紊 乱程度乱程度 (2 2)喷嘴:)喷嘴:圆柱形喷嘴的保护效果最好,收敛形喷嘴次之圆柱形喷嘴的保护效果最好,收敛形喷嘴次之(但收敛形喷嘴的电弧可见度好,便于操作,常用)(但收敛形喷嘴的
10、电弧可见度好,便于操作,常用)喷嘴的长度长保护效果好,但使用不方便;喷嘴的长度长保护效果好,但使用不方便;喷嘴的内壁应光滑,喷嘴出口边缘要成直角;喷嘴的内壁应光滑,喷嘴出口边缘要成直角;钨电极与喷嘴的同心度要好。钨电极与喷嘴的同心度要好。手工钨极氩弧焊工艺手工钨极氩弧焊工艺 手工钨极氩弧焊的工艺参数有:焊接电源种类和极性、手工钨极氩弧焊的工艺参数有:焊接电源种类和极性、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度、喷嘴直径及喷嘴至焊件的距离和钨极伸出长度等。喷嘴直径及喷嘴至焊件的距离和钨极伸出长度等。必须正必须正确的选择并合理的配合,才能得
11、到满意的焊接质量。确的选择并合理的配合,才能得到满意的焊接质量。1 1)接头及坡口形式)接头及坡口形式 钨极氩弧焊多用于厚度钨极氩弧焊多用于厚度5 5以下的以下的薄薄 板焊接,接头形式有对接、搭接、角接和板焊接,接头形式有对接、搭接、角接和T T形接。对于形接。对于1 1以下的薄板,亦可采用卷边接头。当板厚大于以下的薄板,亦可采用卷边接头。当板厚大于4 4时,时,应开应开V V形坡口(管子对接形坡口(管子对接2 23 3就需开就需开V V形坡口)。厚壁形坡口)。厚壁管的对接接头亦可开管的对接接头亦可开U U形坡口。形坡口。2)焊前清理焊前清理 钨极氩弧焊时,焊前清理对于保证接头的质量具钨极氩弧
12、焊时,焊前清理对于保证接头的质量具有十分重要的意义。因为在惰性气体的保护下,熔化金有十分重要的意义。因为在惰性气体的保护下,熔化金属基本上不发生冶金反应,不能通过脱氧的方法清除氧属基本上不发生冶金反应,不能通过脱氧的方法清除氧化物和污染。因此,焊件坡口表面、接头两侧以及填充化物和污染。因此,焊件坡口表面、接头两侧以及填充焊丝表面应在焊前采用有机溶剂(汽油、丙酮、三氯乙焊丝表面应在焊前采用有机溶剂(汽油、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等)擦洗,去除油污、水分、灰尘及氧化烯、四氯化碳等)擦洗,去除油污、水分、灰尘及氧化膜等。膜等。对于表面氧化膜与基层结合力较强的材料,如不对于表面氧化膜与基层结合力较强的
13、材料,如不锈钢和铝合金应采用机械方法清除氧化膜。通常采用不锈钢和铝合金应采用机械方法清除氧化膜。通常采用不锈钢丝刷或铜丝刷、细砂轮或砂带打磨。锈钢丝刷或铜丝刷、细砂轮或砂带打磨。3)焊接电源种类和极性电源种类和极性可根据焊件材质进焊接电源种类和极性电源种类和极性可根据焊件材质进行选择。行选择。电源种类和极性的选择电源种类和极性电源种类和极性的选择电源种类和极性 电源种类和极性电源种类和极性被焊金属材料被焊金属材料直流正接直流正接低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、钛及其合金钛及其合金直流反接直流反接适用于各种金属的熔化极氩弧焊,适用于各种金属的熔化极氩弧焊,钨极氩弧焊很
14、少采用钨极氩弧焊很少采用交流交流铝、镁及其合金铝、镁及其合金采用直流正接时,工件接正极,温度较高,适于焊厚件采用直流正接时,工件接正极,温度较高,适于焊厚件件及散热快的金属,钨棒接负极,温度低,可提高许用件及散热快的金属,钨棒接负极,温度低,可提高许用电流,同时钨极烧损小。电流,同时钨极烧损小。直流反接时,钨极接正极烧损大,所以很少采用直流反接时,钨极接正极烧损大,所以很少采用采用交流钨极氩弧焊时,在焊件为负,钨极为正极性的采用交流钨极氩弧焊时,在焊件为负,钨极为正极性的半波里,阴极有去除氧化膜的作用,即半波里,阴极有去除氧化膜的作用,即“阴极破碎阴极破碎”作作用。在焊接铝、镁及其合金时,其表
15、面有一层致密的高用。在焊接铝、镁及其合金时,其表面有一层致密的高熔点氧化膜,若不能除去,将会造成未熔合、夹渣焊缝熔点氧化膜,若不能除去,将会造成未熔合、夹渣焊缝表面形成皱皮及内部气孔等缺陷。而利用反极性的半波表面形成皱皮及内部气孔等缺陷。而利用反极性的半波里正离子向熔池表面高速运动,可将金属表面氧化膜撞里正离子向熔池表面高速运动,可将金属表面氧化膜撞碎,在正极性的半波里,钨极可以得到冷却,以减少钨碎,在正极性的半波里,钨极可以得到冷却,以减少钨极的烧损。所以,通常用极的烧损。所以,通常用交流钨极氩弧焊来焊接氧化性交流钨极氩弧焊来焊接氧化性强的铝、镁及其合金强的铝、镁及其合金。4 4)钨极直径钨
16、极直径主要按焊件厚度、焊接电流的大小和电)钨极直径钨极直径主要按焊件厚度、焊接电流的大小和电源极性来选择。源极性来选择。如果钨极直径选择不当,将造成电弧不稳,钨棒烧损严如果钨极直径选择不当,将造成电弧不稳,钨棒烧损严重和焊缝夹钨等现象。重和焊缝夹钨等现象。(钨极成分:钨极作为一个电极,它要钨极成分:钨极作为一个电极,它要负担传导电流,引燃电弧和维持电弧的作用。钨是难熔(熔负担传导电流,引燃电弧和维持电弧的作用。钨是难熔(熔点点341034101010)、耐高温(沸点)、耐高温(沸点59005900),导电性能好,允),导电性能好,允许通过较大电流和具有强的发射电子电子能力的金属,所以,许通过较
17、大电流和具有强的发射电子电子能力的金属,所以,钨棒适于做电极。钨棒适于做电极。为了在较低空载电压下引弧和减少大电流时钨极烧损量,在为了在较低空载电压下引弧和减少大电流时钨极烧损量,在实际生产中使用的钨极是加入实际生产中使用的钨极是加入1%1%2%2%的氧化钍(的氧化钍(T TO2O2)的钍)的钍钨棒,或加入钨棒,或加入2%2%氧化铈(氧化铈(C CO O)的铈钨棒。)的铈钨棒。一般我们应尽量选用铈钨,因为其放射性更小。一般我们应尽量选用铈钨,因为其放射性更小。5)焊接电流焊接电流主要根据工件的厚度和空间位置来焊接电流焊接电流主要根据工件的厚度和空间位置来选择,过大或过小的焊接电流都会使焊缝成型
18、不良或产生选择,过大或过小的焊接电流都会使焊缝成型不良或产生焊接缺陷。所以,必须在不同钨极直径充许的焊接电流范焊接缺陷。所以,必须在不同钨极直径充许的焊接电流范围内,正确地选择焊接电流,见下表。围内,正确地选择焊接电流,见下表。钨极直径()钨极直径()直流正接(直流正接(A)直流反接(直流反接(A)交流(交流(A)1.0107515701.6601501020601252.01002001525851602.517025017301202103.222533020351502504.035048035502403505.050067550703304606)电弧电压电弧电压由弧长决定,电压增大
19、时,熔宽稍)电弧电压电弧电压由弧长决定,电压增大时,熔宽稍增大增大,熔深减小。,熔深减小。通过焊接电流和电弧电压的配合,可以控制焊缝形状。通过焊接电流和电弧电压的配合,可以控制焊缝形状。当电弧电压过高时,易产生未焊透并使氩气保护效果变差。当电弧电压过高时,易产生未焊透并使氩气保护效果变差。因此,应在电弧不短路的情况下,因此,应在电弧不短路的情况下,尽量减小电弧长度尽量减小电弧长度。钨钨极极氩弧焊的电弧电压选用范围一般是氩弧焊的电弧电压选用范围一般是10102424伏伏7)氩气流量为了可靠地保护焊接区不受空气的污染。)氩气流量为了可靠地保护焊接区不受空气的污染。必须有足够流量的保护气体。必须有足
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