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手工钨极氩弧焊
项目4.1低碳钢板平对接氩弧焊
氩弧焊分类
一、钨极氩弧焊(TIG焊)
钨极氩弧焊见图1(a),是用熔点较高的钨棒作为电极材料,在氩气流的保护下,在钨
极与焊件之间点燃电弧,填充金属从一侧送入,在电弧热的作用下,填充金属与工件熔融在
一起,冷却凝固之后形成焊缝。钨极在电弧中只起发射电子产生电弧的作用,电极本身不熔
化,所以也叫不熔化极氩弧焊。为了防止电极的熔化和烧损,焊接电流不可过大,所以钨极
氩弧焊焊缝熔深浅,适用于焊接4mm以下的薄板,如管子对接、管子与管板的连接等。当
焊件厚度在6㎜左右时就需开坡口,进行多层焊,致使生产率较低。钨极氩弧焊的优点是由
于焊缝保护好,故焊缝金属纯度高、性能好,焊接时加热集中,焊接变形小,电弧稳定性好,
在小电流时电弧也能稳定燃烧,也易实现机械化和自动化。
图1氩弧焊示意图
(a)钨极氩弧焊(b)熔化极氩弧焊
二、熔化极氩弧焊(MIG焊)
熔化极氩弧焊见图1(b),是利用金属焊丝作为电极,在氩气流的保护下,借助焊丝和
焊件之间产生的电弧来熔化焊丝和焊件金属,焊丝不断送进且熔化过渡到焊缝中。熔化极氩
弧焊所用焊接电流可大大提高,适用于中、厚板的焊接。焊接时金属熔滴过渡主要是喷射过
渡的形式,其特点是在焊接电压较高、焊接电流超过某临界值时,熔滴呈雾状细滴沿焊丝轴
向高速射入溶池。喷射过渡时不发生短路现象,电弧燃烧非常稳定,飞溅现象消失,焊缝成
型好,熔深增加,所以熔化极氩弧焊主要用于焊接厚度大于3mm以上的金属。
三、脉冲氩弧焊
脉冲氩弧焊用二个电源并联接到焊丝(或钨极)与焊件之间,如图2(a)。其中一个是
普通的直流电源,其电流值很小,仅维持电弧稳定燃烧,对焊丝与焊件起预热作用,称为维
弧电源;另一个脉冲电源,其作用是提供一个较大的脉冲电流,用来熔化焊丝与焊件,是焊
接时的主要热源。
在焊接过程中维弧电流与脉冲电流迭加就构成了脉冲焊接电流,如图2(b)所示。由图
可见,脉冲焊接电流的平均值比临界焊接电流小的多,但它的脉冲峰值又比其临界值大些。
这样,焊接回路中时而出现高于临界焊接电流的脉冲电流,时而出现低于临界电流的维弧电
流,出现脉冲电流时,焊丝进行熔化而过渡,同时也使母材熔化形成熔池;出现维弧电流时,
只是对母材和焊丝起加热作用。焊接过程呈现时断时续性,故可用来焊接薄板。通过调节维
弧电流和脉冲电流的大小,能精确控制熔滴过渡与焊件加热,消除飞溅,获得质量优良的焊
缝。
图2脉冲氩弧焊原理图
脉冲氩弧焊特别适用于焊接热敏感性大、可焊接性差的金属材料及薄板。例如,熔化极
脉冲氩弧焊可焊接厚度0.8mm的薄板;钨极脉冲氩弧焊可焊接厚度0.1mm的薄板。
四、气体保护垂直自动焊
气体保护垂直自动焊是一种在垂直位置上进行的焊接工艺,它用于船台大合拢阶段船壳
板的对接焊,使大合拢接缝的焊接实现了机械化。我国自己研制的这种气体保护垂直自动焊,
曾成功地在数艘万吨级船舶中进行过焊接。
气体保护垂直自动焊接成形的方式,分为自由成形和强制成形二种。自由成形的焊机采
用三根细焊丝,焊丝之间保持一定距离,有各自的传动机构给送。当焊机自下而上运动时,
第一根焊丝打底,第二根焊丝填充焊缝,第三根焊丝盖面,如图3(a)所示。盖面的焊丝还
可横向摆动,以保证焊缝良好成形。这种焊接方式适用应性强,可用于中厚板、薄板的焊接。
图3气体保护垂直自动焊示意图
(a)自由成形(b)强制成形
强制成形的气体保护垂直自动焊如图3(b)所示。电弧在混合保护气体(70%Ar+30%
CO2)下燃烧,熔化金属被局限在两焊件与水冷成形滑块组成的空腔内,焊丝不断送进并熔
化,成形滑块不断上移,熔池液体金属在受到水冷铜滑块的急冷下强制凝固形成焊缝,即强
制成形。焊机的焊丝给送和机器的升降都是由电动机通过减速齿轮机构来完成的。为保持熔
池液面的固定高度,并自动控制机头上升速度(即焊接速度),采用了光导管,当熔池液面
变化时,电弧光强弱起变化,光导管受光程度也发生变化,从而可控制电动机转速,使焊机
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