材料连接设备及工艺 作者 杨立军 第4章 钨极氩弧焊.ppt

4.5.3　焊接参数 1.焊接电流 通常根据焊件材料的性质、板厚和结构特点来选取焊接电流种类和大小。 2.钨极直径及端部形状 根据电流种类和大小选取相应的钨极直径及端部形状如图4-17所示。小电流焊接时，选用小直径钨极和小的锥角，可使电弧容易引燃和稳定；在大电流焊接时，增大锥角可避免尖端过热熔化，减少损耗，并防止电弧往上扩展而影响阴极斑点的稳定性。钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有一定的影响。增大锥角，焊缝熔深减小，熔宽增大，反之则熔深增大，熔宽减小。钨极直径及端部形状与焊接电流的关系见表4-11。 3.喷嘴直径及氩气流量 喷嘴直径与氩气流量在一定条件下有一个最佳配合范围，在这个配合范围下，有效保护区最大，气体保护效果最佳。若保护气体流量过小，排除周围空气的能力差，保护效果不好；流量过大，易卷入空气，保护效果也差。 4.喷嘴与焊件的距离 喷嘴与焊件的距离越大，气体保护效果越差。为了保证保护效果，喷嘴高度则应尽可能低一些，自动焊时可控制在5mm左右，手工焊时为了便于观察电弧位置，因距离太近会影响焊工视线，且容易使钨极与熔池接触而短路，产生夹钨，只能稍高一些，一般喷嘴端部与焊件的距离也以10mm为宜。 表4-11　钨极直径及端部形状与焊接电流范围 4.5.3　焊接参数 表4-12　喷嘴直径与氩气流量的配合范围 4.5.3　焊接参数 表4-13　纯铝及铝镁合金手工钨极氩弧焊的焊接参数(对接接头，电流种类：AC) 4.5.3　焊接参数 表4-14　不锈钢钨极氩弧焊的焊接参数(直流正接) 4.5.3　焊接参数 表4-15　钛及钛合金手工钨极氩弧焊的焊接参数(对接接头，直流正接) 4.5.3　焊接参数 4.6　钨极氩弧焊其他方法 4.6.1　高频脉冲钨极氩弧焊4.6.2　多电极钨极氩弧焊4.6.3　A-TIG焊4.6.4　热丝钨极氩弧焊 4.6.1　高频脉冲钨极氩弧焊 1.电弧特征2.工艺特点3.脉冲频率4.应用 1.电弧特征 高频电弧放电过程具有高频磁场劳伦兹力的压缩效应，使得电弧放电过程形成的等离子体非常集中，等离子体密度的提高，增加了电弧的温度及电弧放电过程的稳定性。当脉冲频率由1kHz升至5kHz，电弧的形态明显地变得挺直，基值电流可以降得很低电弧也不会熄灭，此时电弧压力仅与脉冲电流的大小有关，而与基值电流无关。试验还表明，阴极斑点的电流密度大致与脉冲电流的均方根成正比。由于高频脉冲电流远比基值电流大得多，因此高频脉冲电弧截面细、热量集中、电弧压力大。 2.工艺特点 (1)熔深大　高频脉冲TIG焊与一般直流TIG焊在同样的焊接平均电流下相比，高频脉冲TIG焊的熔深较大。(2)焊接速度大　一般直流TIG焊，当焊接速度增大时，电弧就会向焊接熔池后方倾斜，这种后拖的电弧形态，将使熔池的前方形成表面切割区，继而造成焊缝边缘的咬边。 图4-24　高频脉冲TIG焊与一般TIG焊熔深的比较1—高频脉冲TIG焊(10kHz)　2—一般TIG焊 2.工艺特点 3.脉冲频率 高频脉冲TIG焊，当脉冲频率逐步增加时，电弧的收缩效应明显提高，然而当提高至10kHz以上时，电弧的挺度就不再有明显的变化。电弧压力测试的结果也证实了这一点。因此从电弧的工艺效果出发高频脉冲的频率达10kHz即可。但是由于此时高频电弧的噪声很大，往往人耳难以忍受，因此高频脉冲电流频率宜选择在16～22kHz的超声频率范围内。 4.应用 高频脉冲TIG焊设备费用较高，目前主要应用于精密器件的焊接，以及薄板结构的流水焊接作业线上。 如不锈钢波导管的高频脉冲TIG焊，可以获得比较理想的焊缝成形，减小了焊缝的下塌量，大大提高了波导管的微波耦合效率。 4.6.2　多电极钨极氩弧焊 图4-25　多电极TIG焊示意图 4.6.3　A-TIG焊 1.概述2. A-TIG焊的特点3.活性焊剂的基本类型4. A-TIG焊的应用 1.概述 图4-26　一般TIG焊与A-TIG焊熔深的比较a)一般TIG焊熔深　b)A-TIG焊熔深 2. A-TIG焊的特点 (1)显著增加熔深　在焊接不锈钢时，可由一般TIG焊的熔深3mm，增加到12mm。(2)高效节能　A-TIG焊的效率高是指它的综合效率高，由于A-TIG焊熔深大，对一定厚度的焊件不开坡口可一次熔透；在焊接厚板时，可加大坡口的钝边，减少坡口加工量，从而减少填充材料、焊层及辅助时间，其综合效率高。(3)减少对不同炉次钢的敏感性　当0.002%仍能形成稳定的熔深。(4)焊接变形和残余应力小 2. A-TIG焊的特点 图4-27　1m长焊缝各种焊接方法所需的焊道层数和焊接时间的对比 表4-16　A-TIG焊和一般TIG焊效益的比较(钢焊缝长1m) 3.活性焊剂的基本类型 (1)卤素化合物型　它们是以氟化物和氯化物为主组分的活