焊接方法及设备--钨极惰性气体保护焊.ppt

廖东波 焊接方法与设备 钨极惰性气体保护焊 第五章 钨极惰性气体保护焊 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 第一节 TIG焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理 对钨极的基本要求：引弧稳弧性能好、耐高温不易损耗、电流容量大 钨极 -纯钨（3653K）or 钨合金 钨 熔点：3380℃ 3653K 熔点最高的金属，耐热性好 第一节 TIG焊的特点及应用------------------- TIG焊的原理 保护气体-惰性气体 氩 氦 氖 混合气体：氩+氦 氩+氮 氩+氢 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 第一节 TIG焊的特点及应用------------------- TIG焊的优点 电弧稳定，熔池可见性好； 能实现高品质焊接，得到优良的焊缝； 焊接过程稳定，焊缝美观； 大的电流调节范围（5—500A），薄板焊接容易； 可焊接的材料多； 可靠性高，焊接重要结构。 第一节 TIG焊的特点及应用------------------- TIG焊的缺点 焊前清理要求严格； 焊接效率低；（钨极限制，电弧易扩散，电流小、熔深浅、熔敷速度小） 焊接成本略高（焊条电弧焊、SAW、CO2焊）； 大电流焊接时钨极将烧损等。 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 第二节 TIG焊电流种类及极性 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 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% 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 电弧引燃容易，燃烧稳定 不适合焊接铝、镁及其合金，直流正接主要用于焊接不锈钢 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℃ 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） 熔深浅而宽、生产效率低，应力与变形大 应用范围窄 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 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 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 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 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） 效果良好 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 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 第二节 TIG焊的电流种类及极性------------------- 交流TIG