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国际焊接工程师（IWE）培训教程Training Course for International Welding Engineer 钨极惰性气体保护焊 Tungsten Inert Gas Welding IWE 1.1.13-14 3.1.2 常用焊接方法的数字标记及缩写 常用焊接方法的数字标记及缩写 教学目的 详细理解TIG基本原理，设备、应用、过程与常见问题。 要求内容 电源特性，引弧技术与必要设备，设备与附件（焊枪、气体透镜、控制板面、上升与下降斜率、脉冲技术）； 电流与极性(直流＋、直流－、交流)，不同材料特殊要求如Al； 消耗材料(保护气体、焊丝、电极)； 焊接工艺参数(电流、电压、焊接速度、气体流量)； 接头准备(典型接头设计、装配、清理)； 典型技术(点焊、小孔焊，热丝焊、轨道全位置焊、管与管焊、管与板焊及其他)； 填充材料、电极、气体标准，焊接应用，典型问题，针对本工艺的健康与安全。 1、焊接方法原理 根据 ISO 标准，钨极氩弧焊数字代号为141。（德文缩写为WSG，WIG，英文缩写为TIG） 将钨电极装夹在焊枪内，焊接电流将流过钨电极，并在钨极与工件之间产生电弧，使母材和填充的焊棒熔化，保护气体从焊枪流出，并保护钨极和焊接熔池免受空气侵入。 TIG 焊接装置及焊接工艺 TIG 焊接装置及焊接工艺 3、保护气体及钨极氩弧焊的应用 钨极惰性气体保护焊只能使用惰性气体作为保护气体，因为灼热的钨极是不允许产生化学反应的，所使用的惰性气体为氩气（Ar），氦气（He），氩气和氦气以及氢气（H2）的混合气体。 钨极惰性气体保护焊可以焊接钢和有色金属，适合所有位置上的焊接，较为经济的构件厚度是0.5mm到5mm，对于较厚工件，在焊接工艺上只用于打底焊接。 钨极惰性气体保护焊可应用于重要领域中，例如空间技术、精密机械、化工设备及压力容器等方面。 4、脉冲TIG 焊接 脉冲 TIG 焊接采用专用焊接电源，焊接电流为正弦波或方形波或者带有可调节脉冲参数（脉冲幅度、脉冲频率、占空比）的直流脉冲（见图2）。 脉冲电流时，将较高的热输入量输送到所焊部位，使工件熔化，在脉冲间歇时，低的焊接电流只将少量热量送给工件，焊接熔池相对热量较低（见图3）。 脉冲 TIG 焊与直流TIG 焊相比较有以下特点： 优点： 较低的能量输入 在厚板焊接时具有良好的深/宽比 稳定的电弧 均匀的打底成形 良好定位性 工件变形小 熔池容易控制 良好的弥隙性能 5、TIG 焊枪（结构） 6、钨电极 TIG 焊焊缝的质量在很大程度上取决于钨极的种类和电极形状，纯钨极与含有氧化物钨极的区别在于它们的电子逸出功不同（见图9）； 比较明显的差别是：电弧稳定燃烧时，相同的电流密度下，纯钨极液化，但对于钍钨极而言此时仍为固态。 Tth: 焊接时钍电极的温度 Tr: 焊接时纯钨极的温度 表1 推荐的电流范围与电极直径的关系（EN26840 TIG 焊和等离子切割钨极） 6.1 电极端部形式 钨电极端部形状可对电弧形状以及对工件热输入产生影响（见图 10）。电极端部主要由电流种类、极性以及电流大小来确定，在直流负极性时，在一定的电流范围内，电极端部可以是锥形，在较高电流下，锥形端部将产生液化，故可改用带球形端部的钨极。 图 11 不同电流时电极端部的形状 6.2 钨电极标记及成分 7、保护气体对熔深的影响 不同保护气体由于其不同的物理性能，热传导性能亦不同，活性气体参见1.1.12，图12 给出不同保护气体TIG 焊时对熔深的影响。 角焊缝TIG焊比较 在厚度 5 mm的板上使用不同的保护气体进行TIG 焊接的熔池剖面，材料号1.4301（1Cr18Ni9），电流130A，电弧长度4 mm，焊接速度15 cm/min。 图13 不同保护气体TIG 焊时对角焊缝熔深的影响 1、铝的TIG 焊接 1.1 概况 以下铝制材料可以考虑采用焊接方法加工。 A、纯铝（A1 99.9%；A1 99.5 %等） 具有较高的抗腐蚀性能，但强度较低(80 N/mm2)，可通过冷作成形（轧制等）提高其强度(130 N/mm2)。焊接时，焊缝附近冷作硬化区将丧失。 B、硬铝合金（AlMn；AlMg3 等） 通过合金成份具有较高强度(240 N/mm2) 通过冷作成形强度可以提高(320 N/mm2)，但焊接时焊缝区域强度下降。 C、时效硬化铝合金（AlMgSi1；AlZnMg1 等） 经热处理（时效硬化过程）可达到良好的强度性能(380N/mm2)，焊后近缝区强度损失可以通过时效(100~250℃)或在室温下库存一段时间而得到部分恢复。 铝材料焊接时的主要困难在于达到熔化温度时的氧化问题，TIG 焊时一般不使用熔剂（气焊焊接铝时几乎