氬

弧

焊詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

11.了解氬弧焊的特點、類型及應用范圍2.

認識鎢極氬弧焊的焊接設備3.

能正確使用鎢極氬弧焊機認識手工鎢極氬弧焊及其設備詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

2相關知識1.

氬弧焊的原理氬弧焊是使用氬氣作為保護氣體的一種氣體保護電弧焊方法1

—

熔池2

一

噴嘴3

一

鎢極

4一

氣

體

5

一

焊

縫

6

一焊絲7

一

送絲滾輪a)a)

鎢極氬弧焊

b)

熔化極氬弧焊圖文3(1)焊縫質量較高由于氬氣是惰性氣體，不與金屬產生化學

反應，同時氬氣不溶解于液態(tài)金屬，將其作為氣體保護層，使高溫下被焊金屬中的合金元素不會氧化燒損，并且保護效果好，因此，能獲得較高的焊接質量。(2)焊接變形與應力小，特別適宜于薄件的焊接。(3)可焊的材料范圍廣，幾乎所有的金屬材料都可進行氬弧焊。(4)操作技術易于掌握，容易實現(xiàn)機械化和自動化。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文2.

氬弧焊的特點4直流氬弧焊根據采用的電源種類可分為：交流氬弧焊詳解氬弧焊工藝與技術—圖文3.

氬弧焊的分類根據所用的電極材料可分為：鎢極氬弧焊(不熔化極)(用TIG表示)熔化極氬弧焊(用MIG表示)手工氬弧焊半自動氬弧焊自動氬弧焊根據操作方式可分為：51-焊件

2-焊槍3-遙控盒4-冷卻

水5-

電源與控制

系統(tǒng)

6-電源開

關7-

流量調節(jié)器

8-氬氣瓶手工鎢極氬弧焊設備由焊接電源、焊槍、供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等部分組成4.

鎢極氬弧焊設備詳解氬弧焊工藝與技術—圖文6旱接電源鎢極氬弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接電源，有直流電源和交流電源兩種。常用的直流鎢極氬弧焊機有WS-250

型、WS-400

型等；交流鎢極氬弧焊機有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流鎢極氬弧焊機有WSE-150

型、WSE-400

型等。(2)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是通過控制線路，對供電、供氣與穩(wěn)弧等各個階段的動作進行控制。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文提前送氣切斷振蕩器接通振蕩器輸出高頻電壓輸出接通電源切斷電源穩(wěn)弧脈沖停止滯后斷氣手工鎢極氬弧焊控制程序詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

8焊接結束停止焊接穩(wěn)弧脈沖啟動引弧焊接焊槍的作用是裝夾鎢極、傳導焊接電流、輸出氬氣流和啟動或停止焊機的工作系統(tǒng)。焊槍分為大、中、小三種，按冷卻方式又可分為氣冷式和水冷式。當所用焊接電流小于150

A計群亞0F

工

→1X

小一四文1-鎢極2-陶瓷噴嘴3-槍體4-短帽

5-手把6

-

電纜7

-

氣體開關手輪8-通氣接頭9

-

通電接頭時，可選擇氣冷式焊槍見下圖。槍2020/11/89常見的焊槍噴嘴形狀示意圖

詳解a)

圓柱帶錐形

b)圓柱帶球形

c)

圓錐形101-鎢極2-陶瓷噴嘴

3-導流

件4、8

-

密封圈5

-

槍體6

-

鎢極夾頭7-蓋帽

9-船形開

關10

-

扎線11

-

手把

12-

插圈

13-進氣皮管

14-出

水皮管

15-

水冷纜管

16-活

動接頭

17水電接頭焊接電流大于150

A時，必須采用水冷式焊槍見下圖：(4)供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)由氬氣瓶、氬氣流量調節(jié)器及電磁氣閥組成。1)氬氣瓶外表涂灰色，并用綠漆標以“氬氣”字樣。氬氣瓶最大壓力為15

MPa,容積為40

L。2)電磁氣閥是開閉氣路的裝置，由延時繼電器控制，可起到提前供氣和滯后停氣的作用。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

11(5)

冷卻系統(tǒng)用來冷卻焊接電纜、焊槍和鎢極。如果焊接電流小于150

A可以不用水冷卻。使用的焊接電流超過150

A時，必須通水冷卻，并以水壓開關控制。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文3)

氬氣流量調節(jié)器起降壓和穩(wěn)壓的作用及調節(jié)氬氣流量。氬氣流量調節(jié)器的外形如右圖。12鎢極氬弧焊的焊接材料主要有鎢極、氬氣和焊絲。(1)鎢極氬弧焊時鎢極作為電極起傳導電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。目前所用的鎢極材料主要有以下幾種。1)純鎢極其牌號是WI、W2,

純度99.85%

以上。純鎢極要求焊機空載電壓較高，使用交流電時，承載電流能力較差，故目前很少采用。為了便于識別常將其涂成綠色。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文2.

鎢極氬弧焊的焊接材料132)釷鎢極其牌號是WTh-10、WTh-15

,是在純鎢中加入1%～2%

的氧化釷(ThO?)而成。釷鎢極電子發(fā)射率提高，增大了許用電流范圍，降低了空載電壓，改善引弧和穩(wěn)弧性能，但是具有微量放射性。為了便于識別常將其涂成紅色。3)鈰鎢極其牌號是Wce-20,

是在純鎢中加入2%的氧化鈰(CeO)

而成。鈰鎢極比釷鎢極更容易引弧，使用壽命長，放射性極低，是目前推薦使用的電極材料。為了便于識別常將其涂成灰色。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文14鎢極的規(guī)格：①長度范圍供給，在76～610

mm之間；②常用的直徑為0.5、1.0、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、6.3、8.0、10mm

多種。②鎢極端部的形狀a)

圓錐形b)圓臺形C)球形1文15(2)

氬氣惰性氣體，氬氣的密度比空氣大，可形成穩(wěn)定的氣流層，覆蓋在熔池周圍，對焊接區(qū)有良好的保護作用。氬弧焊對氬氣的純度要求很高，按我國現(xiàn)行標準規(guī)定，其純度應達到99.99%。焊接用氬氣以瓶裝供應，其外表涂成灰色，并且標注有綠色“氬氣”字樣。氬氣瓶的容積一般為40L,最高工作壓力為15

MPa

。使用時，

一般應直立放置。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文16(3)

焊絲氬弧焊用焊絲主要分鋼焊絲和有色金屬焊絲兩大類。焊絲可按GB/T8110-1995《氣體保護電弧焊用碳、低合金鋼焊絲》和YB/T5092-199

6《焊接用不銹鋼焊絲》選用。焊接有色金屬一般采用與母材相當的焊絲。氬弧焊用焊絲直徑主要有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余種規(guī)格，多選用直徑2.0～4.0mm的焊絲。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

17參觀車間鎢極氬弧焊設備保護氣體鎢極及焊絲加工任務觀后感任務實施參觀鎢極氬弧焊操作，加深對鎢極氬弧焊的工作過程、焊接設備、焊接材料的認識，并按參觀記錄下表內容加以總結。參觀記錄表時

間1、

會正確選用鎢極氬弧焊工藝參數2、

掌握鎢極氬弧焊操作技術1、

單面焊雙面成形，焊后不允許錘擊、銼修和補焊

2、

母材：

Q235-A,

焊接工時：15分鐘詳解氬弧焊工藝與技術—圖文手工鎢極氬弧操作手工鎢極氬弧

焊薄板焊件圖技術要求19·氬氣流量噴嘴直徑·

噴嘴與焊件間的距離·

鎢極伸出長度相關知識1.

鎢極氬弧焊焊接工藝參數電源種類和極性鎢極直徑焊接電流電弧電壓焊接速度詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

20(1)焊接電源的種類和極性鎢極氬弧焊可以采用交流或直流兩種焊接電源，采用哪種電源與所焊金屬或合金種類有關；采用直流電源時還要考慮極

性的選擇。a)

直流反接

b)

直流正接詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

21采用直流反接時，焊件是陰極，質量較大的氬正離子流向焊件，撞擊金屬熔池表面，可將鋁、鎂等金屬表面致密難熔的氧化膜擊碎，這種現(xiàn)象稱為“陰極破碎”作用。但是直流反接時，鎢極因接正極溫度較高，容易過熱或燒損。所以，鋁、鎂及其合金一般不采用直流反接，而應盡可能使用交流電進行焊接。采用直流正接，沒有“陰極破碎”作用，故適用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、鈦、銅及其合金。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文22不同的電源極性和不同的鎢極直徑所對應的許用電流釷鎢極直徑mm許用電流范圍A電源極性1.01.62.43.24.0直流正接15~8070~150150~250250~400400~500直流反接~10~2015~3025~4040~55交流電源20~6060~120100~180160~250200~320電源種類和極性的選擇電源種類和極性被焊金屬材料直流正接低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼和銅、鈦及其合金直流反接適用各種金屬的熔化極氬弧焊，鎢極氬弧焊焊很少采用交流電源鋁、鎂及其合金(2)鎢極直徑與焊接電流鎢極直徑應根據焊接電流大小而定，焊接電流通常根據焊件的材質、厚度來選擇。2020/11/823鋁合金手工鎢極氬弧焊的焊接電流材料厚度(mm)鎢極直徑(mm)焊絲直徑(mm)焊接電流(A)1.52.03.04.022～3.23～43～42222.5～370～8090～120120～130120～140不銹鋼和耐熱鋼手工鎢極氯弧焊的焊接電流材料厚度(mm)鎢極直徑(mm)焊絲直徑(mm)焊接電流(A)1.01.52.03.02222～3.21.61.62.02.040～7040～85

80～130

120～160詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

24電弧電壓電弧電壓主要由弧長決定。電弧長度增加，容易產生未焊透的缺陷，并使保護效果變差，因此應在電弧不短路的情況下，盡量控制電弧長度，

一般弧長近似等于鎢極直徑。(4)焊接速度焊接速度通常是由焊工根據熔池的大小、形狀和焊件熔合情況隨時調節(jié)。過快的焊接速度會使氣體保護氛圍破壞，焊縫容易產生未焊透和氣孔；焊接速度太慢時，焊縫容易燒穿和咬邊。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文25(5)氬氣流量與噴嘴直徑噴嘴直徑的大小，直接影響保護區(qū)的范圍，

一般根據鎢極直徑來選擇。按生產經驗：2倍的鎢極直徑再加上4mm即為選擇的噴嘴直徑。流量合適時，熔池平穩(wěn)，表面明亮無渣，無氧化痕跡，焊縫成形美觀；流量不合適，熔池表面有渣，焊縫表面發(fā)黑或有氧化皮。氬氣的合適流量為0.8～1.2倍的噴嘴直徑。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文26(6)噴嘴與焊件間的距離噴嘴與焊件間的距離以8～14

mm

為宜。距離過大，氣體保護效果差；若距離過小，雖對氣體保護有利，但能觀察的范圍和保護區(qū)域變小。(7)鎢極伸出長度為了防止電弧熱燒壞噴嘴，鎢極端部應突出噴嘴以外，其伸出長度一般為3～4mm

。伸出長度過小，焊工不便于觀察熔化狀況，對操作不利；伸出長度過大，氣體保護效果會受到一定的影響。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文27操作提示：用焊點試驗法來判斷氣體保護效果具體的方法是在鋁板上點焊。電弧引燃后焊槍固定不動，待燃燒5～10

s后斷開電源。這時鋁板上焊點周圍因受到“陰極破碎”作用，出現(xiàn)銀白色區(qū)域，這就是氣體有效保護區(qū)域，稱為去氧化膜區(qū)，其直徑越大，說明保護效果好。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文1—鎢極、2—焊槍、3—焊件28不銹鋼，鋁合金氣體保護效果的判定焊接材料最好良好較好最壞不銹鋼銀白、金黃藍色紅灰黑色鋁合金銀白色黑灰色在生產實際中也可以通過直接觀察焊縫表面色澤和是否存在氣孔來判定氣體保護效果如何，見下表。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

29(1)引弧通常手工鎢極氬弧焊機本身具有引弧裝置(高壓脈沖發(fā)生器或高頻振蕩器),鎢極與焊件并不接觸保持一定距離，就能在施焊點上直接引燃電弧。如沒有引弧裝置操作時，可使用純銅板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使鎢極端頭受熱到一

定溫度(約1s),立即移到焊接部位引弧焊接。這種接觸引弧，會產生很大的短路電流，很容易燒損鎢極端頭。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文2.

手工鎢極氬弧焊操作要點30焊槍、焊件與焊絲的相對位置一般焊槍與焊件表面成70

°~80°左右的夾角，填充焊絲與焊件表面為15°

~20°(2)持槍姿勢和焊槍、焊件與焊絲的相對位置平焊時持槍的姿勢詳解氬弧焊工藝與技術—圖文31(3)右焊法與左焊法右焊法適用于厚件的焊接，焊槍從左向右移動，電弧指向已焊部分，有利于氬氣保護焊縫表面不受高溫氧化。左焊法適用于薄件的焊接，焊槍從右向左移動，電弧指向未焊部分有預熱作用，容易觀察和控制熔池溫度，焊縫形成好，操作容易掌握。

一般均采用左焊法。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

32(4)焊絲送進方法一種方法是以左手的拇指、食指捏住，并用中指和虎口配合托住焊絲便于操作的部位。需要送絲時，將彎曲捏住焊絲的拇指和食指伸直如下b

圖，即可將焊絲穩(wěn)穩(wěn)地送入焊接區(qū)，然后借助中指和虎口托住焊絲，迅速彎曲拇指、食指，向上倒換捏住焊絲如下a圖，如此反復的填充焊絲。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文

33另一種方法如下圖所示夾持焊絲，用左手拇指、食指、中指配合動作送絲，無名指和小手指夾住焊絲控制方向，靠手臂和手

腕的上、下反復動作，將焊絲端部的熔滴送入熔池，全位置焊

時多用此法。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文34(5)

收

弧一般氬弧焊機都配有電流自動衰減裝置，收弧時，通過焊槍手柄上的按鈕斷續(xù)送電來填滿弧坑。若無電流衰減裝置時，可采用手工操作收弧，其要領是逐漸減少焊件熱量，如改變焊槍角度、稍拉長電弧、斷續(xù)送電等。收弧時，填滿弧坑后，慢慢提起電弧直至熄弧，不要突然拉斷電弧。熄弧后，氬氣會自動延時幾秒鐘停氣，以防止金屬在高溫下產生氧化。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文35(1)焊接設備WS-300型鎢極氬弧焊機。(2)氬氣瓶及氬氣流量調節(jié)器(

AT-15型)(3)鈰鎢極

W

ce-20,直徑為2.4mm。(4)氣冷式焊槍

QQ-85°/150-1

型。(5)焊件Q235-A,長×寬×厚為300×100×3mm。(6)

焊絲

H08A,

直徑為2.0mm。(7)焊件與焊絲清理。(8

)裝配及定位焊。詳解氬弧焊工藝與技術—圖文任務實施1.

焊前準備36試焊機1)分別開啟氣閥和電源開關，若無無異常情況，可調節(jié)焊接電流為70～100A,

氬氣流量為6～7

L/min。2)

正式操作前，通過短時焊接，對設備進行一次負載檢查，檢查氣路和電路系統(tǒng)工作是否正常。3、

確定焊接工藝參數焊接工藝參數焊接層次鎢

極

直

徑

/mun噴

嘴

直

徑

/mm鎢極伸出長

度/mm氬

氣

流

量/L.uur1焊

絲

直

徑mm焊接電流

/A底層焊2,48～125~68～122.070～90蓋面焊2.48～125~610～142.0100～120種群氬F工公X不一四天37(1)打底層焊接采用左焊法，焊絲、焊槍與焊件之間的角度，見下圖所示.起焊時，將穩(wěn)定燃燒的電弧移向定位焊縫的邊緣，用焊絲

迅速觸及焊接部位進行試探，當感到該部位變軟開始熔化時，立即填加焊絲，焊絲的填充一般采用斷續(xù)點滴填充法，

同時，焊槍向前作微微擺動。