第六章--钨极惰性气体保护焊——【《熔焊方法及设备(第2版)》课件

第第6 6章章 钨极惰性气体保护焊钨极惰性气体保护焊 TIG焊的原理及应用焊的原理及应用 焊接设备焊接设备 焊接材料以及焊接工艺焊接材料以及焊接工艺 热丝热丝TIG焊和钨极脉冲氩弧焊焊和钨极脉冲氩弧焊第6章 钨极惰性气体保护焊 TIG焊的原理及应用6.1 TIG6.1 TIG焊原理、特点及应用焊原理、特点及应用6.1.1 TIG6.1.1 TIG焊工作原理焊工作原理图图6-1 TIG6-1 TIG焊工作原理焊工作原理1钨极钨极 2惰性气体惰性气体 3喷嘴喷嘴 4电极夹电极夹 5电弧电弧6焊缝焊缝 7熔池熔池 8母材母材 9填充焊丝填充焊丝 10焊接电源焊接电源6.1 TIG焊原理、特点及应用6.1.1 TIG焊工作原6.1.2 TIG6.1.2 TIG焊的特点焊的特点1.优点：优点：（1）能能够够实实现现高高品品质质焊焊接接，得得到到优优良良的的焊焊缝缝。这这是是由由于于电电弧弧在在惰惰性性气气氛氛中中极极为为稳稳定定，保保护护气气对对电电弧弧及及熔熔池池的的保保护护很很可可靠靠，能能有有效效地地排排除除氧氧、氮氮、氢氢等等气气体体对对焊焊接接金金属属的的侵侵害。害。（2）焊焊接接过过程程中中钨钨电电极极是是不不熔熔化化的的，故故易易于于保保持持恒恒定定的的电电弧弧长长度度，不不变变的的焊焊接接电电流流，稳稳定定的的焊焊接接过过程程，使使焊焊缝缝很很美观、平滑、均匀。美观、平滑、均匀。（3）焊焊接接电电流流的的使使用用范范围围通通常常为为5500A。即即使使电电流流小小于于10A，仍仍能能正正常常焊焊接接，因因此此特特别别适适合合于于薄薄板板焊焊接接。如如果果采采用用脉脉冲冲电电流流焊焊接接，可可以以更更方方便便地地对对焊焊接接热热输输入入进进行行调调节节控控制。制。6.1.2 TIG焊的特点1.优点：（4）在在薄薄板板焊焊接接时时无无需需添添加加焊焊丝丝。在在厚厚板板焊焊接接时时，由由于于填填充充焊焊丝丝不不通通过过焊焊接接电电流流，所所以以不不会会产产生生因因熔熔滴滴过过渡渡引引起起电电弧弧电电压压和和电电流流变变化化而而产产生生的的飞飞溅溅现现象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好条件。象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好条件。（5）钨钨极极氩氩弧弧焊焊时时的的电电弧弧是是各各种种电电弧弧焊焊方方法法中中稳稳定定性性最最好好的的电电弧弧之之一一。电电弧弧呈呈典典型型的的钟钟罩罩形形形形态态（见见图图6-2），焊焊接接熔熔池池可可见见性性好好，焊焊接接操操作作十十分分容容易进行，因此应用比较普遍。易进行，因此应用比较普遍。（6）可以焊接各种金属材料，如：钢、铝、钛、镁等。）可以焊接各种金属材料，如：钢、铝、钛、镁等。（7）TIG焊焊可可靠靠性性高高，所所以以可可以以焊焊接接重重要要构构件件，可可用用于于核核电电站站及及航航空空、航航天工业。天工业。（4）在薄板焊接时无需添加焊丝。在厚板焊接时，由于填充焊丝不图图6-2 6-2 钨极氩弧焊时的电弧形态钨极氩弧焊时的电弧形态图6-2 钨极氩弧焊时的电弧形态2.2.缺点缺点（1）焊焊接接效效率率低低于于其其它它方方法法。由由于于钨钨极极承承载载电电流流能能力力有有限限，且且电电弧弧较较易易扩扩展展而而不不集集中中，TIG焊焊的的功功率率密密度度受受到到制制约约，致致使使焊焊缝缝熔熔深深浅浅，熔熔敷敷速速度度小小，焊焊接接速速度度不不高高和生产率低。和生产率低。（2）氩氩气气没没有有脱脱氧氧或或去去氢氢作作用用，所所以以焊焊前前对对除除油油、去去锈锈、去去水水等等准准备备工工作作要要求求严严格格，否否则则易易产产生生气气孔孔，影影响响焊缝的质量。焊缝的质量。（3）焊焊接接时时钨钨极极有有少少量量的的熔熔化化蒸蒸发发，钨钨微微粒粒如如果果进进入入熔池会造成夹钨，影响焊缝质量，电流过大时尤为明显。熔池会造成夹钨，影响焊缝质量，电流过大时尤为明显。（4）由由于于生生产产效效率率较较低低和和惰惰性性气气体体的的价价格格较较高高，生生产产成本比焊条电弧焊、埋弧焊和成本比焊条电弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊都要高。气体保护焊都要高。2.缺点（1）焊接效率低于其它方法。由于钨极承载电流能力有限6.1.3 TIG6.1.3 TIG焊的应用焊的应用 可可以以用用于于几几乎乎所所有有金金属属和和合合金金的的焊焊接接，特特别别是是对对铝铝、镁镁、钛钛、铜铜等等有有色色金金属属及及其其合合金金、不不锈锈钢钢、耐耐热热钢钢、高高温温合合金金和和钼钼、铌铌、锆锆等等难难熔熔金金属属等等的的焊焊接接最最具具优优势势。TIG焊焊有有手手工工焊焊和和自自动动焊焊两两种种方方式式。它它适适用用于于各各种种长长度度焊焊缝缝的的焊焊接接；既既可可以以焊焊接接薄薄件件，也也可可以以用用来来焊焊接接厚厚件件；既可以在平焊位置焊接，也可以在各种空间位置焊接。既可以在平焊位置焊接，也可以在各种空间位置焊接。通通常常被被用用于于焊焊接接厚厚度度为为6mm以以下下的的焊焊件件。如如果果采采用用脉脉冲冲钨钨极极氩氩弧弧焊焊，焊焊接接厚厚度度可可以以降降到到0.8mm以以下。下。对对于于大大厚厚度度的的重重要要结结构构（如如压压力力容容器器、管管道道等等），通通常常利利用用TIG焊焊进进行行打打底底焊焊，以以保保证证根根部部焊焊道的质量。道的质量。6.1.3 TIG焊的应用 可以用于几乎所有金6.2 TIG6.2 TIG焊设备焊设备 6.2.1 TIG6.2.1 TIG焊设备的组成焊设备的组成 手手工工T1G焊焊设设备备包包括括焊焊接接电电源源、控控制制系系统统、引引弧弧装装置置、稳稳弧弧装装置置（交交流流焊焊接接设设备备用用）、焊焊枪枪、供供气气系系统统和供水系统等部分。和供水系统等部分。其其中中，控控制制系系统统包包括括两两部部分分：一一部部分分是是为为了了保保证证焊焊接接电电源源实实现现TIG焊焊所所要要求求的的垂垂降降外外特特性性、电电流流调调节节特特性性等等而而设设置置的的；另另一一部部分分是是为为了了协协调调气气体体与与电电源之间先后顺序而设置的程序控制系统。源之间先后顺序而设置的程序控制系统。6.2 TIG焊设备 6.2.1 TIG焊设备的组成图图6-3 6-3 手工钨极气体保护焊设备手工钨极气体保护焊设备1焊接电源及控制系统焊接电源及控制系统 2供气系统供气系统 3供水系统供水系统 4焊枪焊枪 5焊丝焊丝 6工件工件 7工件电缆工件电缆 8焊枪电缆焊枪电缆 9出水管出水管 10开关线开关线 11焊枪气管焊枪气管 12供气气管供气气管图6-3 手工钨极气体保护焊设备焊枪与导丝嘴在焊接小车上相互的位置焊枪与导丝嘴在焊接小车上相互的位置 图图6-4 6-4 自动焊焊枪与导丝嘴的调节自动焊焊枪与导丝嘴的调节1钨极钨极 2喷嘴喷嘴 3焊枪焊枪 4焊枪夹焊枪夹 5焊丝导管焊丝导管6导丝装置导丝装置 7焊丝焊丝 8保护气流保护气流 焊枪与导丝嘴在焊接小车上相互的位置 图6-4 自动焊焊枪与6.2.2 6.2.2 焊接电源焊接电源根据被焊材料选择电源种类和极性接法根据被焊材料选择电源种类和极性接法1.1.直流电源直流电源6.2.2 焊接电源第六章-钨极惰性气体保护焊【熔焊方法及设备(第2版)课件直流直流TIG焊时，电极是接正还是接负，对电弧的性质及对焊时，电极是接正还是接负，对电弧的性质及对母材的熔化的影响。母材的熔化的影响。（1 1）直流反接）直流反接 具有阴极清理作用，可以获得表面光亮美观、成具有阴极清理作用，可以获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。形良好的焊缝。反接时钨极是电弧的阳极，不具有发射电反接时钨极是电弧的阳极，不具有发射电子的作用，而是接受大量电子及其携带的大量能量。因子的作用，而是接受大量电子及其携带的大量能量。因而易产生过热，甚至熔化。因而钨极为阳极时的许用电而易产生过热，甚至熔化。因而钨极为阳极时的许用电流仅为阴极时的流仅为阴极时的1/10左右，钨极端头形状都是圆球状；左右，钨极端头形状都是圆球状；另一方面，焊件为阴极，阴极斑点寻找氧化膜，不断游另一方面，焊件为阴极，阴极斑点寻找氧化膜，不断游动，使得电弧分散，加热不集中，因而得到浅而宽的焊动，使得电弧分散，加热不集中，因而得到浅而宽的焊缝（见图缝（见图6-5a），生产率低。），生产率低。由于上述原因，由于上述原因，TIG焊直流反接用得较少，只用焊直流反接用得较少，只用于厚度约于厚度约3mm以下的铝、镁及其合金焊接。以下的铝、镁及其合金焊接。直流TIG焊时，电极是接正还是接负，对电弧的性质及对母材的熔图图6-5 TIG6-5 TIG焊电流种类与极性对焊缝形状的影响示意图焊电流种类与极性对焊缝形状的影响示意图a)a)直流反接直流反接 b)b)直流正接直流正接 c)c)交流交流图6-5 TIG焊电流种类与极性对焊缝形状的影响示意图（2）直流正接）直流正接 适用于除焊接铝、镁及其合金以外的其它金适用于除焊接铝、镁及其合金以外的其它金属材料焊接。属材料焊接。（1 1）对钨极具有冷却作用，钨极不易过热烧损，）对钨极具有冷却作用，钨极不易过热烧损，可以采用较细的钨极，通过较大的电流，电极形状保持可以采用较细的钨极，通过较大的电流，电极形状保持良好，寿命较长。良好，寿命较长。（2）直流正接 适用于除焊接铝、镁及其合 （2 2）能得到深而窄的焊缝（见图）能得到深而窄的焊缝（见图6-5b6-5b），生产率高，），生产率高，焊件的收缩和变形也较小。焊件的收缩和变形也较小。（3 3）钨棒的热发射能力很强，当采用小直径）钨棒的热发射能力很强，当采用小直径钨棒时，电流密度可以增大，即使在小电流下钨棒时，电流密度可以增大，即使在小电流下电弧也能稳定。电弧也能稳定。（2）能得到深而窄的焊缝（见图6-5b），生产率高，焊件2.2.交流电源交流电源 焊接铝、镁及其合金时一般都采用交流电。焊接铝、镁及其合金时一般都采用交流电。在工件为阴极的半波里有去除工件表面氧化膜的作用。在工件为阴极的半波里有去除工件表面氧化膜的作用。在钨极为阴极的半波里钨极可以得到冷却，并能发射在钨极为阴极的半波里钨极可以得到冷却，并能发射足够的电子以利于电弧稳定。足够的电子以利于电弧稳定。2.交流电源 焊接铝、镁及其合金时一般都采用交流电弧电流的不对称性电弧电流的不对称性 由于电极和母材的电性能、热物理性能以及几何由于电极和母材的电性能、热物理性能以及几何尺寸等方面存在差异，造成在交流电两半周中的弧柱导尺寸等方面存在差异，造成在交流电两半周中的弧柱导电率、电场强度和电弧电压不对称，致使电弧电流也不电率、电场强度和电弧电压不对称，致使电弧电流也不对称对称 。电弧电流的不对称性 由于电极和母材的电性能、热物理图图6-6 6-6 交流交流TIGTIG焊时电弧电压、电流波形及直流分量示意图焊时电弧电压、电流波形及直流分量示意图a)电压波形电压波形 b)电流波形电流波形图6-6 交流TIG焊时电弧电压、电流波形及直流分量示意图说明：说明：这这种种在在交交流流电电弧弧中中产产生生直直流流分分量量的的现现象象，不不仅仅在在用用交交流流TIG焊焊焊焊铝铝时时存存在在，凡凡两两种种电电极极材材料料的的物物理理性性能能差差别别较较大大时时都都会会出出现现。母母材材与与电电极极的的性性能能相相差差越越远远，上上述述不不对对称称现现象象越越严严重重，直直流流分分量量也也越越大大。即即使使是是同同种种材材料料交交流流焊焊接接时时，由由于于电电极极与与焊焊件件几几何何形形状状和和散散热热条条件件的的差差异异，也也会会有有直直流流分分量量，只只是是其其直直流流分分量量数数值值很很小小，不影响设备正常工作而已。不影响设备正常工作而已。说明：这种在交流电弧中产生直流分量的现象，不仅在用直流分量的影响直流分量的影响 由由于于直直流流分分量量的的存存在在，首首先先会会使使阴阴极极清清理理作作用用减减弱弱，其其次次会会使使焊焊接接变变压压器器铁铁芯芯相相应应产产生生直直流流磁磁通通，可可使使变变压压器器达达到到磁磁饱饱和和状状态态，从从而而导导致致变变压压器器激激磁磁电电流流大大大大增增加加。这这样样，一一方方面面变变压压器器的的铁铁损损和和铜铜损损增增加加，效效率率降降低低，温温升升提提高高，甚甚至至烧烧毁毁变变压压器器；另另一一方方面面会会使使焊焊接接电电流流波波形形严严重重畸畸变变，降降低低功功率率因因数数。这这些些都都会会给给电电弧弧的的稳稳定燃烧带来不利影响。定燃烧带来不利影响。直流分量的影响 由于直流分量的存在，首先会使阴极清消除直流分量的方法消除直流分量的方法 最最常常见见的的方方法法是是在在焊焊接接回回路路中中串串联联电电容容。其其它它方方法法还还有有串串接接蓄蓄电电池池、采采用用电电阻阻和和二二极极管管电电路路等等，但但都都不不是理想的方法，很少被采用。是理想的方法，很少被采用。为为了了隔隔直直所所需需要要的的电电容容量量，一一般般按按每每安安培培电电流流需需要要300F以以上上的的电电容容容容量量来来计计算算。适适当当加加大大电电容容量量不不仅仅对对电电容容器器的的安安全全使使用用有有好好处处，而而且且能能改改善善电电弧弧的的稳定性。稳定性。消除直流分量的方法 最常见的方法是在焊接回路中串联3 3 方波（矩形波）交流电源方波（矩形波）交流电源 为了提高交流为了提高交流TIGTIG焊电弧稳定性，同时也为了保焊电弧稳定性，同时也为了保证在铝、镁合金焊接时既有满意的阴极清理作用，又可证在铝、镁合金焊接时既有满意的阴极清理作用，又可获得较为合理的两极热量分配，所以发展了方波交流弧获得较为合理的两极热量分配，所以发展了方波交流弧焊电源。焊电源。方波电源焊接电流波形图方波电源焊接电流波形图 图图6-76-7方波电源焊接电流波形图方波电源焊接电流波形图3 方波（矩形波）交流电源 为了提高交流TIG焊电 设设KR表表示示负负极极性性半半波波（焊焊件件为为阴阴极极）通通电电时时间间的的比例，则一般比例，则一般KR可在可在10%50%范围内调节。范围内调节。KRTR/(TR+TS)100%KR为为正正、负负极极性性半半波波宽宽度度可可调调值值，或或称称反反转转比比；TR为周期中负极性半波时间；为周期中负极性半波时间；Ts为周期中正极性半波时间。为周期中正极性半波时间。当当KR增增大大时时，阴阴极极清清理理作作用用加加强强，但但熔熔深深变变得得较较浅浅，熔熔宽宽加加大大，钨钨极极烧烧损损加加快快；反反之之，KR减减小小时时，对对两两极极热热量量分分配配有有利利，而而阴阴极极破破碎碎作作用用减减弱弱。通通常常是是选选择择最最小小而而必必要要的的反反极极性性时时间间以以去去除除氧氧化化膜膜，用用余余下下的的正正极极性时间加速母材的熔化，以便进行深熔透的高速焊。性时间加速母材的熔化，以便进行深熔透的高速焊。设KR表示负极性半波（焊件为阴极）通电时间的比例，则 要实现交流方波焊接，根据电源种类的不同，要实现交流方波焊接，根据电源种类的不同，可以采用晶闸管电抗器式矩形波电源，也可以采用可以采用晶闸管电抗器式矩形波电源，也可以采用逆变式矩形波电源。逆变式矩形波电源。近年来逆变电源技术迅速发展，在电源直近年来逆变电源技术迅速发展，在电源直流输出之后加双逆变电路，利用电子电路控制，可流输出之后加双逆变电路，利用电子电路控制，可以更灵活地进行不对称方波交流和脉冲调制方波交以更灵活地进行不对称方波交流和脉冲调制方波交流的控制。流的控制。TIG TIG焊双逆变电源的原理图如图焊双逆变电源的原理图如图6-86-8所示。所示。这种电源更多用计算机智能控制，精度高，稳定性这种电源更多用计算机智能控制，精度高，稳定性好，可自动完成输出的同步控制，诊断故障并分类好，可自动完成输出的同步控制，诊断故障并分类显示，焊接性能优异，通用性很强，是先进的焊接显示，焊接性能优异，通用性很强，是先进的焊接设备。设备。要实现交流方波焊接，根据电源种类的不同，可以采用晶闸图图6-86-8TIGTIG焊逆变电源的原理图焊逆变电源的原理图图6-8TIG焊逆变电源的原理图 与普通正弦波交流电源相比，方波电源的优点是：与普通正弦波交流电源相比，方波电源的优点是：（1）方方波波电电流流过过零零后后增增长长快快，再再引引燃燃容容易易，大大大大提提高高了了稳稳弧弧性性能能。如如果果空空载载电电压压在在70V以以上上，不不需需再再加加稳稳弧弧装置，可使电流为装置，可使电流为10A以上的电弧稳定燃烧。以上的电弧稳定燃烧。（2）可可以以根根据据焊焊接接条条件件选选择择最最小小而而必必要要的的KR，使使其其既既能能满满足足清清除除氧氧化化膜膜的的需需要要，又又能能获获得得最最小小的的钨钨极极损损耗耗和和可能的最大熔深。可能的最大熔深。（3）由由于于采采用用电电子子电电路路控控制制，正正、负负半半波波电电流流幅幅值值可可调调，焊焊接接铝铝、镁镁及及其其合合金金时时，无无需需另另加加消消除除直直流流分分量量装装置。置。与普通正弦波交流电源相比，方波电源的优点是：6.2.3 6.2.3 引弧装置和稳弧装置引弧装置和稳弧装置 为为了了避避免免钨钨极极对对焊焊缝缝的的污污染染，TIG焊焊时时宜宜采采用用非非接接触触式式引引弧弧，因因而而需需要要使使用用辅辅助助引引弧弧装装置置。对对于于普普通通交交流流TIG焊焊，引引弧弧后后还还须须要要采采用用稳稳弧弧措措施施，这这是是因因为为焊焊接接电电流流在在正正、负负半半波波交交替替时时过过零零点点，电电弧弧空空间间发发生生消消电电离离过过程程，而而且且，当当电电弧弧由由焊焊件件接接正正转转向向接接负负的的瞬瞬间间，需需要要重重新新引引燃燃电电弧弧的的电电压压很很高高，而而焊焊接接电电源源往往往往不不能能提提供供这这样样高高的的电电压压，因因此此，就就需需要要有有能能使使电电弧弧重重新新引引燃燃的的稳稳弧弧装装置置。目目前前，应应用用最最多多的的是是高高频频高压式和高压脉冲式引弧和稳弧装置。高压式和高压脉冲式引弧和稳弧装置。6.2.3 引弧装置和稳弧装置 为了避免钨极对1 1 高频高压引弧和稳弧装置高频高压引弧和稳弧装置 通常需要产生的高频高压大约为通常需要产生的高频高压大约为3000V，这时焊，这时焊接电源的空载电压只要接电源的空载电压只要65V左右就可以了。左右就可以了。图图6-9 6-9 高频振荡器电路原理图高频振荡器电路原理图升压变压器升压变压器T1火花气隙放电器火花气隙放电器P振荡电容振荡电容C1高频耦合变压器高频耦合变压器T21 高频高压引弧和稳弧装置 通常需要产生的高频高 产生振荡的频率仅与电容产生振荡的频率仅与电容C和电感和电感L有关，实质上就有关，实质上就是是LC振荡电路。振荡电路。其振荡频率为其振荡频率为fl/(2 )。一般振荡电容为一般振荡电容为0.00250.0051F，等效电感，等效电感约为约为0.16H，因此实际振荡频率可达，因此实际振荡频率可达150260kHz。当电源为正弦波时，每半周振荡一次，振荡是当电源为正弦波时，每半周振荡一次，振荡是衰减的，每次能维持衰减的，每次能维持26ms，高频振荡器输出的电压，高频振荡器输出的电压般为般为25003000V，功率约，功率约l00200W。产生振荡的频率仅与电容C和电感L有关，实质上就是L高频振荡器的连接方式高频振荡器的连接方式多用串联方式多用串联方式 图图6-10 6-10 高频振荡器的连接方式高频振荡器的连接方式(a)并联式并联式 (b)串联式串联式高频振荡器高频振荡器引弧引弧效果很好，引燃后可以通过控制效果很好，引燃后可以通过控制电路实现自动关闭，电路实现自动关闭，稳弧稳弧方面很少采用。方面很少采用。高频振荡器的连接方式多用串联方式 图6-10 高频振荡器稳弧时理想的波形图稳弧时理想的波形图 图图6-11 6-11 高频振荡波形与电流波形的相位关系高频振荡波形与电流波形的相位关系稳弧时理想的波形图 图6-11 高频振荡波形与电流波形的相2 2 高压脉冲引弧和稳弧装置高压脉冲引弧和稳弧装置 在钨极与工件之间加一高压脉冲，加强在钨极与工件之间加一高压脉冲，加强阴极发射电子及两极间气体介质电离而实现引阴极发射电子及两极间气体介质电离而实现引弧。在交流弧。在交流TIG焊时，既可用它来引弧又可用它焊时，既可用它来引弧又可用它来稳弧。来稳弧。2 高压脉冲引弧和稳弧装置 在钨极与工件之间加一高图图6-12 6-12 高压脉冲发生器电路高压脉冲发生器电路图6-12 高压脉冲发生器电路 引弧脉冲与电源电压之间、稳弧脉冲与电弧电流引弧脉冲与电源电压之间、稳弧脉冲与电弧电流之间的相位关系之间的相位关系 图图6-136-13高压引弧和稳弧脉冲与电压、电流的相位关系高压引弧和稳弧脉冲与电压、电流的相位关系u-电源电压电源电压 i电弧电流电弧电流 引弧脉冲与电源电压之间、稳弧脉冲与电弧电流之间的相6.2.4 6.2.4 焊枪焊枪1.1.作用与要求作用与要求作用是夹持钨极、传导焊接电流和输送并喷出保护气体。作用是夹持钨极、传导焊接电流和输送并喷出保护气体。要求：要求：（1 1）喷出的保护气体具有良好的流动状态和一定的挺度）喷出的保护气体具有良好的流动状态和一定的挺度,以获得可靠的保护；以获得可靠的保护；（2 2）枪体有良好的气密性和水密性，传导电流的零件有）枪体有良好的气密性和水密性，传导电流的零件有良好的导电性；良好的导电性；（3 3）枪体能被充分冷却；）枪体能被充分冷却；（4 4）喷嘴与钨极之间绝缘良好，以免喷嘴和工件不慎接）喷嘴与钨极之间绝缘良好，以免喷嘴和工件不慎接触而发生短路、打弧；触而发生短路、打弧；（5 5）重量轻、结构紧凑，可达到性好，装拆维修方便。）重量轻、结构紧凑，可达到性好，装拆维修方便。6.2.4 焊枪1.作用与要求2 2 类型与结构类型与结构 焊枪分气冷式和水冷式两种，焊枪分气冷式和水冷式两种，前前者者用用于于小小电电流流(一一般般150A)焊焊接接，其其冷冷却却作作用用主主要要是是由由保保护护气气体体的的流流动动来来完完成成，其其重重量量轻轻、尺尺寸小、结构紧凑、价格比较便宜；寸小、结构紧凑、价格比较便宜；后后者者用用于于大大电电流流(150A)焊焊接接，其其冷冷却却作作用用主主要要由由流流过过焊焊枪枪内内导导电电部部分分和和焊焊接接电电缆缆的的循循环环水水来来实实现现，结结构构比比较较复复杂杂，比比气气冷冷式式重重而而贵贵。使使用用时时两两种种焊焊枪枪皆应注意避免超载工作，以延长焊枪寿命。皆应注意避免超载工作，以延长焊枪寿命。2 类型与结构 焊枪分气冷式和水冷式两种，手工手工TIGTIG焊用的典型水冷式焊枪焊用的典型水冷式焊枪 图图6-146-14水冷式水冷式TIGTIG焊焊枪结构焊焊枪结构1钨电极钨电极2陶瓷喷嘴陶瓷喷嘴3导气套管导气套管4电极夹头电极夹头5枪体枪体6电极帽电极帽 7进气管进气管8冷却水管冷却水管9控制开关控制开关10焊枪手柄焊枪手柄 手工TIG焊用的典型水冷式焊枪 图6-14水冷式TIG焊焊枪规格的划分焊枪规格的划分 按能采用的最大电流来划分。按能采用的最大电流来划分。它们采用不同规格的电极和不同类型与它们采用不同规格的电极和不同类型与尺寸的喷嘴。焊枪头部的倾斜角度（即电极与手柄之间尺寸的喷嘴。焊枪头部的倾斜角度（即电极与手柄之间的夹角）在的夹角）在0900之间。之间。焊枪规格的划分 按能采用的最大电流来划分。3 3 喷嘴喷嘴 喷嘴的形状尺寸对气流的保护性能影响很大喷嘴的喷嘴的形状尺寸对气流的保护性能影响很大喷嘴的下部下部 为圆柱形通道，通道越长保护效果越好；通道直径为圆柱形通道，通道越长保护效果越好；通道直径越大，保护范围越宽，但可达到性变差，且影响视线。越大，保护范围越宽，但可达到性变差，且影响视线。圆柱通道内径圆柱通道内径D、长度、长度 和钨极直径和钨极直径d之间的关系为：之间的关系为：D=(2.53.5)d (1.41.6)D(79)试验证明，圆柱形喷嘴保护效果最好，收敛形喷嘴试验证明，圆柱形喷嘴保护效果最好，收敛形喷嘴（内径向出口方向逐渐减小）次之。但收敛形喷嘴的电弧（内径向出口方向逐渐减小）次之。但收敛形喷嘴的电弧可见度好，便于操作，应用较普遍。可见度好，便于操作，应用较普遍。3 喷嘴 喷嘴的形状尺寸对气流的保护性能影响很大喷嘴6.2.5 6.2.5 供气系统与水冷系统供气系统与水冷系统1 1供气系统供气系统2 2一般钨极氩弧焊时，一般钨极氩弧焊时，3 3供气系统由气源（高压气瓶）、供气系统由气源（高压气瓶）、4 4气体减压阀、气体流量汁、气体减压阀、气体流量汁、5 5电磁气阀和软管等组成电磁气阀和软管等组成 6.2.5 供气系统与水冷系统供气系统2 2 水冷系统水冷系统 主主要要用用来来冷冷却却焊焊接接电电缆缆、焊焊枪枪和和钨钨棒棒。当当焊焊接接电电流流小小于于150A时时不不需需要要水水冷冷。为为了了保保证证冷冷却却水水能能可可靠靠地地接接通通，并并在在一一定定的的压压力力下下才才能能起起动动焊焊接接设设备备，可可在在水水路路中中串串接接水水压压开开关关。目目前前的的TlG焊焊设设备备中中还还设设置置了了电电磁磁阀阀，以以控控制制冷冷却却水水的的流流通通。较较为为先先进进的的焊焊机机，通通常常带带有有冷冷却却水水自自动动循循环环装装置置。也也可可以以使使用用独独立立的的自自动动循循环环冷冷却却水水箱箱，可以收到很好的冷却和节水效果。可以收到很好的冷却和节水效果。2 水冷系统 主要用来冷却焊接电缆、焊枪和钨6.2.6 6.2.6 程序控制系统程序控制系统对对TlG焊程序控制系统的要求如下：焊程序控制系统的要求如下：1）起弧前，必须用焊枪向起始焊点提前）起弧前，必须用焊枪向起始焊点提前1.54s送气，送气，灭弧后应滞后灭弧后应滞后515s停气，焊枪须待停气后才离开终焊停气，焊枪须待停气后才离开终焊处。处。2）焊接时，在接通焊接电源的同时，就起动引弧装置。）焊接时，在接通焊接电源的同时，就起动引弧装置。应自动控制引弧器、稳弧器的启动和停止。应自动控制引弧器、稳弧器的启动和停止。3）焊接开始时，使电流从较小的引弧电流逐渐上升到焊）焊接开始时，使电流从较小的引弧电流逐渐上升到焊接电流。焊接即将结束时，焊接电流应能自动地衰减，接电流。焊接即将结束时，焊接电流应能自动地衰减，直至电弧熄灭。直至电弧熄灭。4）电弧引燃后即进入焊接，焊枪的移动和焊丝的送进应）电弧引燃后即进入焊接，焊枪的移动和焊丝的送进应同时协调地进行。同时协调地进行。5）用水冷式焊枪时，送水与送气应同步进行。）用水冷式焊枪时，送水与送气应同步进行。6.2.6 程序控制系统对TlG焊程序控制系统的要求如下：图图6-16 6-16 TIGTIG焊的程序循环图焊的程序循环图a)手工手工TIG焊焊 b)自动自动TIG焊焊 图6-16 TIG焊的程序循环图6.2.6 WSJ-5006.2.6 WSJ-500型手工交流型手工交流TIGTIG焊机焊机图图6-176-17WSJ500WSJ500型手工交流型手工交流TIGTIG焊机电气原理图焊机电气原理图6.2.6 WSJ-500型手工交流TIG焊机图6-171 1焊接主回路焊接主回路 组成：组成：BX3-500型弧焊变压器型弧焊变压器 脉冲变压器脉冲变压器T2的二次绕组的二次绕组 高压脉冲通路（高压脉冲通路（VD9、R5和和C10）消除直流分量的电路（隔直电容消除直流分量的电路（隔直电容C11、VD10和和R6）1焊接主回路 组成：2 2脉冲引弧电路与脉冲稳弧电路脉冲引弧电路与脉冲稳弧电路 脉冲引弧电路由引弧脉冲触发电路和高压脉冲引弧电路由引弧脉冲触发电路和高压脉冲发生器电路组成；脉冲发生器电路组成；脉冲稳弧电路由稳弧脉冲触发电路和高压脉冲稳弧电路由稳弧脉冲触发电路和高压脉冲发生器电路组成。脉冲发生器电路组成。脉冲引弧电路与脉冲稳弧电路共用一套高脉冲引弧电路与脉冲稳弧电路共用一套高压脉冲发生器电路。压脉冲发生器电路。2脉冲引弧电路与脉冲稳弧电路 脉冲引弧电路第六章-钨极惰性气体保护焊【熔焊方法及设备(第2版)课件3 3程序控制电路程序控制电路 由开关、继电器、接触器以及延时电路实由开关、继电器、接触器以及延时电路实现。该焊机没有电流衰减装置，延时电路的主要作现。该焊机没有电流衰减装置，延时电路的主要作用是控制提前送气与滞后断气的时间。用是控制提前送气与滞后断气的时间。焊前准备时，将电源开关焊前准备时，将电源开关SA1闭合闭合 焊接起动时，将焊枪上的焊接起动时，将焊枪上的SA3拨到闭合位置拨到闭合位置 焊接结束时，使焊接结束时，使SA3断开断开 3程序控制电路 由开关、继电器、接触器以及图图6-18 WSJ-5006-18 WSJ-500型焊机控制电路动作过程方框图型焊机控制电路动作过程方框图 图6-18 WSJ-500型焊机控制电路动作过程方框图 6.3 TIG6.3 TIG焊用焊接材料焊用焊接材料6.3.1 6.3.1 保护气体保护气体1 1 保护气体特性比较保护气体特性比较 TIG焊用的保护气体主要是氩气、氦焊用的保护气体主要是氩气、氦气或氩与氦混合的惰性气体，其他如氖、氙、气或氩与氦混合的惰性气体，其他如氖、氙、氪等惰性气体太稀缺而不用于焊接。氪等惰性气体太稀缺而不用于焊接。氩弧焊时，电弧一旦引燃就氩弧焊时，电弧一旦引燃就很稳定，在各种保护气体中稳定性最好，一很稳定，在各种保护气体中稳定性最好，一般电弧电压仅般电弧电压仅815V，但电弧容易扩展，呈，但电弧容易扩展，呈典型的钟罩形，加热不够集中。典型的钟罩形，加热不够集中。6.3 TIG焊用焊接材料6.3.1 保护气体 图图6-19 6-19 氩弧和氦弧各自的电弧静特性氩弧和氦弧各自的电弧静特性 除除了了氩氩气气之之外外，氦氦气气(He)也也是是TIG焊焊中中常常用用的的保保护护气气体体。氩氩气气的的电电离离电电压压为为15.7V，而而氦氦为为24.5V，说说明明氦氦弧弧不不如如氩氩弧弧容容易易引引燃燃和和稳稳定定。氩氩弧弧和和氦弧各自的电弧静特性如图氦弧各自的电弧静特性如图6-19所示。所示。图6-19 氩弧和氦弧各自的电弧静特性 除了氩气之外2 2 保护气体种类的选择保护气体种类的选择 从从经经济济观观点点一一般般应应优优先先选选用用氩氩气气。当当焊焊接接热热导导率率高高的的原原材材料料（如如铝铝、铜铜）时时，可可以以考考虑虑选选用用氦氦气气。另另外外，焊焊接接不不锈锈钢钢时时可可以以在在氩氩或或氦氦中中加加入入少少量量氢氢气气；焊焊接接铜铜及及其其合合金金时时，有有些些情情况况下下也也加加入入少少量量氮氮气气。在在实实际际生生产产中中有有时时采采用用氩氩氦氦混混合合气气体体。氩氩氢混合气体只用于焊接不锈钢和镍基合金。氢混合气体只用于焊接不锈钢和镍基合金。2 保护气体种类的选择 从经济观点一般应优氩氩氦混合气体氦混合气体 氩氩气气电电弧弧稳稳定定而而柔柔和和，阴阴极极清清理理作作用用好好；氦氦气气电电弧弧发发热热量量大大而而集集中中，具具有有较较大大的的熔熔深深。两两者者混混合合使使用用可可同同时时具具有有两两者者的的优优点点。按按体体积积分分数数计计算算，以以氦氦占占75%80%，氩气，氩气25%20%比较有效。比较有效。当当用用氩氩气气保保护护焊焊接接铝铝时时，为为了了获获得得较较大大熔熔深深而而加加入入氦氦。随随着着氦氦的的加加入入量量增增加加，熔熔深深也也随随之之增加。实际使用时，以加至达到所需熔深为准。增加。实际使用时，以加至达到所需熔深为准。氩氦混合气体 氩气电弧稳定而柔和，阴极清理作用氩氩氢混合气体氢混合气体 目目的的是是提提高高焊焊接接速速度度（因因为为能能提提高高弧弧压压从从而而提提高高电电弧弧热热功功率率）和和有有助助于于控控制制焊焊缝缝金金属属成成形形，使使焊焊道道更更均均匀匀美美观观。按按体体积积分分数数计计算算，氢氢含含量量一一般般15%。氩氢混合气体 目的是提高焊接速度（因为能提高 图图6-20 6-20 氩氢混合气体电弧电压与电弧长度的关系氩氢混合气体电弧电压与电弧长度的关系 图6-20 氩氢混合气体电弧电压与电弧长度的关系 6.3.2 6.3.2 钨极钨极1 1对电极的要求及钨极性能对电极的要求及钨极性能应满足三个条件：应满足三个条件：（1）引弧及稳弧性能好；）引弧及稳弧性能好；（2）耐高温、不易损耗；）耐高温、不易损耗；（3）电流容量大）电流容量大。6.3.2 钨极对电极的要求及钨极性能2 2 钨极材料钨极材料（1）纯钨电极纯钨电极 一般在交流一般在交流TIG焊中使用，当钨电极焊中使用，当钨电极不不 需要保持一定的前端角度形状时。需要保持一定的前端角度形状时。（2）钍钨极钍钨极 一般用于一般用于TIG直流正接焊接。直流正接焊接。（3）铈钨极铈钨极 使用性能在某些方面优于钍。使用性能在某些方面优于钍。（4）其他电极其他电极 包括锆钨极、镧钨极和钇钨极包括锆钨极、镧钨极和钇钨极 。2 钨极材料（1）纯钨电极 一般在交流TIG焊中使用，当6.3.3 6.3.3 焊丝焊丝 手工手工TIG焊用的填充金属是直棒（条），其焊用的填充金属是直棒（条），其直径范围为直径范围为0.86mm，长度，长度1m以内。以内。自动焊用的是盘状焊丝，其直径自动焊用的是盘状焊丝，其直径最细最细0.5mm，大电流或堆焊用的焊丝直径可达，大电流或堆焊用的焊丝直径可达5mm，一般要求其化学成分与母材相同，一般要求其化学成分与母材相同 。6.3.3 焊丝 手工TIG焊用的填充金属是直6.4 TIG6.4 TIG焊焊接工艺焊焊接工艺6.4.1 6.4.1 接头及坡口形式接头及坡口形式 对接对接 （焊接厚度为（焊接厚度为3mm以下）以下）开坡口（焊接厚度为开坡口（焊接厚度为6mm以上）以上）在焊接厚度超过在焊接厚度超过10mm的铝及铝合金时，为了保证的铝及铝合金时，为了保证焊透，焊透，还需要预热，温度为还需要预热，温度为150250。图图6-21 TIG6-21 TIG焊焊缝截面形状焊焊缝截面形状a)无坡口，不填充焊丝无坡口，不填充焊丝 b)开坡口，填充焊丝开坡口，填充焊丝6.4 TIG焊焊接工艺6.4.1 接头及坡口形式图6-6.4.2 6.4.2 焊件和焊丝的焊前清理焊件和焊丝的焊前清理1 1清除油污、灰尘清除油污、灰尘 常用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件和焊丝常用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件和焊丝表面，然后擦干。表面，然后擦干。2 2清除氧化膜清除氧化膜 常用的方法有机械清理和化学清理两种，或常用的方法有机械清理和化学清理两种，或两者联合进行。两者联合进行。6.4.2 焊件和焊丝的焊前清理1清除油污、灰尘6.4.3 6.4.3 焊接参数的选择焊接参数的选择 TIG焊焊焊焊接接参参数数有有：焊焊接接电电流流、电电弧弧电电压压（电电弧弧长长度度）、焊接速度、保护气体流量、钨极伸出长度、填丝速度等焊接速度、保护气体流量、钨极伸出长度、填丝速度等 （1）焊焊接接电电流流 是是决决定定焊焊缝缝熔熔深深的的最最主主要要参参数数，要要按按照照焊焊件件材材料料、厚厚度度、接接头头形形式式、焊焊接接位位置置等等因因素素来来选选定。一般先确定电流类型和极性，然后确定电流的大小。定。一般先确定电流类型和极性，然后确定电流的大小。TIG焊焊开开始始和和结结束束时时对对焊焊接接电电流流通通常常都都采采取取缓缓升升和和缓缓降降 6.4.3 焊接参数的选择 TIG焊焊接参数有：焊接（2 2）电弧电压电弧电压 电弧电压主要影响焊缝宽度，它电弧电压主要影响焊缝宽度，它由电弧长度决定。由电弧长度决定。TIG焊电弧长度根据电流值的大小焊电弧长度根据电流值的大小通常选择在通常选择在1.25mm之间。需要填加焊丝时，要选之间。需要填加焊丝时，要选择较长的电弧长度。择较长的电弧长度。（3 3）焊接速度焊接速度 当焊接电流确定后，焊接速度决当焊接电流确定后，焊接速度决定单位长度焊缝的热输入。提高焊接速度，熔深和定单位长度焊缝的热输入。提高焊接速度，熔深和熔宽均减小；反之，则增大。如果要保持熔宽均减小；反之，则增大。如果要保持定的焊定的焊缝成形系数，焊接电流和焊接速度应同时提高或减缝成形系数，焊接电流和焊接速度应同时提高或减小。小。TIG焊在焊在550cmmin的焊接速度下能够维的焊接速度下能够维持比其它焊接方法更为稳定的电弧形态持比其它焊接方法更为稳定的电弧形态 。（2）电弧电压 电弧电压主要影响焊缝宽度，它由电弧长度决 （4 4）焊丝直径与填丝速度焊丝直径与填丝速度 焊丝直径与焊接板焊丝直径与焊接板厚及接头间隙有关。当板厚及接头间隙大时，焊丝厚及接头间隙有关。当板厚及接头间隙大时，焊丝直径应选大一些焊丝的送丝速度则与焊丝的直径、直径应选大一些焊丝的送丝速度则与焊丝的直径、焊接电流、焊接速度和接头间隙等因素有关。一般焊接电流、焊接速度和接头间隙等因素有关。一般焊丝直径大时送丝速度慢，焊接电流、焊接速度和焊丝直径大时送丝速度慢，焊接电流、焊接速度和接头间隙大时，送丝速度快。接头间隙大时，送丝速度快。（5 5）保保护护气气体体流流量量 TIG焊焊决决定定保保护护效效果果的的主主要要因因素素有有保保护护气气流流量量、喷喷嘴嘴尺尺寸寸、喷喷嘴嘴与与母母材材的的距距离离、外外来来风风等等。保保护护气气流流量量的的选选择择通通常常首首先先要要考考虑虑所所需需保保护护的的范范围围、焊焊枪枪喷喷嘴嘴尺尺寸寸以以及及所所使使用用焊焊接接电电流流的的大小大小 。（4）焊丝直径与填丝速度 焊丝直径与焊接板厚及接头间 （6 6）钨极直径与形状）钨极直径与形状 钨极直径要根据焊接电钨极直径要根据焊接电流值和极性来选取。在同一直径下，直流正接时允流值和极性来选取。在同一直径下，直流正接时允许的电流数值较大，而直流反接及交流焊接时允许许的电流数值较大，而直流反接及交流焊接时允许的电流小。的电流小。钨极的端部形状对电弧的稳定性及自身的钨极的端部形状对电弧的稳定性及自身的损耗有影响。在直流正接和小电流薄板焊接时，可损耗有影响。在直流正接和小电流薄板焊接时，可使用小直径钨极并将末端磨成尖锥角；直流反接和使用小直径钨极并将末端磨成尖锥角；直流反接和交流焊接时，把电极前端形状磨成圆形最合适。交流焊接时，把电极前端形状磨成圆形最合适。（6）钨极直径与形状 钨极直径要根据焊接电流值和极性图图6-22 6-22 焊接中采用的钨极形状焊接中采用的钨极形状a)直流正接直流正接(ThW极极)b)直流反接直流反接(W极极)图图6-23 6-23 电极前端形状对电弧形态的影响电极前端形状对电弧形态的影响a）前端呈尖锥角）前端呈尖锥角 b）前端呈平顶锥形）前端呈平顶锥形图6-22 焊接中采用的钨极形状图6-23 电极前端形状对电 （7 7）钨极伸出长度）钨极伸出长度 对对焊焊接接保保护护效效果果及及焊焊接接操操作作性性均均有有影影响响。该该长长度度应应根根据据接接头头的的形形状状确确定定，内内角角焊焊缝缝要要求求电电极极伸伸出出长长度度最最长长，卷卷边边焊焊缝缝只只需需很很短短的的电电极极伸伸出出长度，甚至可以不伸出。长度，甚至可以不伸出。确定各焊接参数的顺序是：确定各焊接参数的顺序是：根根据据被被焊焊材材料料的的性性质质，先先选选定定焊焊接接电电流流的的种种类类、极极性性和和大大小小，然然后后选选定定钨钨极极的的种种类类和和直直径径，再再选选定定焊焊枪枪喷喷嘴嘴直直径径和和保保护护气气体体流流量量，最最后后确确定定焊焊接接速速度度。在在施施焊焊的的过过程程中中根根据据情情况况适适当当地地调整钨极伸出长度和焊枪与焊件相对的位置。调整钨极伸出长度和焊枪与焊件相对的位置。（7）钨极伸出长度 6.4.4 6.4.4 1035(1035(原原L4)L4)工业纯铝卧式储罐手工工业纯铝卧式储罐手工TIGTIG焊工艺实例焊工艺实例 4m4m3 3卧卧式式储储罐罐的的外外形形如如图图6-246-24所所示示。筒筒体体由由三三个个筒筒节节组组成成，每每个个筒筒节节由由两两块块6mm6mm厚厚的的10351035工工业业纯纯铝铝焊焊成成；封封头头由由8mm8mm厚厚的的10351035工工业业纯纯铝铝板板拼拼焊焊后后压压制制而而成成。采采用用手手工工交交流流钨钨极极氩氩弧弧焊焊焊焊接接。经经过过焊焊接接工工艺艺评定合格的焊接工艺如下评定合格的焊接工艺如下:图图6-246-244m4m3 3工业纯铝储罐外形工业纯铝储罐外形1人孔人孔2筒体筒体3管接头管接头4封头封头6.4.4 1035(原L4)工业纯铝卧式储罐手工TIG焊(1)(1)焊焊前前准准备备筒筒体体用用板板不不开开坡坡口口,装装配配定定位位焊焊后后的的间间隙隙为为2mm2mm；封封头头用用板板开开7070的的V V形形坡坡口口；钝钝边边为为1 1-1.5mm1.5mm；装装配配定定位位焊焊后后的的间间隙隙为为3mm3mm。焊焊前前，对对焊焊件件进进行行清清理理，先先用用丙丙酮酮清清洗洗油油污污，然然后后用用直直径径小小于于0.15mm0.15mm不不锈锈钢钢钢钢丝丝刷刷对对坡坡口口及及其其两两侧侧来来回回刷刷几几次次，并并用用刮刮刀刀将将坡坡口口内内清清理理干干净净。对对焊焊丝丝用用化化学法清洗（见表学法清洗（见表6-66-6、表、表6-76-7）。）。(2)(2)焊焊接接材材料料采采用用与与母母材材同同牌牌号号的的焊焊丝丝；氩氩气气纯纯度度（体体积积分分数数）为为99.99.99%9%，氮气不超过，氮气不超过0.105%0.105%，氧气不超过，氧气不超过0.0031%0.0031%；钨极采用铈钨极。；钨极采用铈钨极。(3)(3)焊焊接接参参数数对对于于6mm6mm厚厚的的板板，焊焊丝丝直直径径为为5 5-6mm6mm，钨钨极极直直径径为为5mm5mm，焊焊接接电电流流为为190A190A，喷喷嘴嘴直直径径为为14mm14mm，电电弧弧长长度度为为2 2-3mm3mm，焊焊前前不不预预热热；对对于于8mm8mm厚厚的的板板，焊焊丝丝直直径径为为6mm6mm，钨钨极极直直径径为为6mm6mm，焊焊接接电电流流为为260260-270A270A，喷喷嘴直径为嘴直径为14mm14mm，电弧长度为，电弧长度为2 2-3mm3mm，焊前预热，焊前预热150150。焊焊后后，对对储储罐罐所所有有的的环环缝缝、纵纵缝缝进进行行煤煤油油试试验验及及100%X100%X射射线无损检测，未发现任何焊接缺欠，质量合格。线无损检测，未发现任何焊接缺欠，质量合格。(1)焊前准备筒体用板不开坡口,装配定位焊后的间隙为2m6.5 TIG6.5 TIG焊的其它方法焊的其它方法6.5.1 6.5.1 热丝热丝TIG焊焊 是利用附加电源预先加热填充焊是利用附加电源预先加热填充焊丝，从而提高焊丝的熔化速度，增加熔敷金属量，丝，从而提高焊丝的熔化速度，增加熔敷金属量，达到高效率目的的一种达到高效率目的的一种TIG焊方法。焊方法。6.5 TIG焊的其它方法6.5.1 热丝TIG焊图图6-25 6-25 热丝热丝TIGTIG焊原理焊原理 图6-25 热丝TIG焊原理 与普通与普通TIG焊比较焊比较 1.由由于于热热丝丝TIG焊焊大大大大提提高高了了热热量量输输入入，因因此此适适合合于于焊焊接接中中等等厚厚度度的的焊焊接接结结构构，同同时时又又保保持持了了TIG焊焊具具有有高高质质量量焊缝的特点。焊缝的特点。2.热热丝丝TIG焊焊明明显显地地提提高高了了熔熔敷敷率率，使使焊焊丝丝熔熔化化速速度度增增加加2050gmin。在在相相同同的的电电流流情情况况下下焊焊接接速速度度可可提提高高一一倍以上，达到倍以上，达到100300mm/min。3.与与MIG焊焊相相比比，其其熔熔敷敷率率相相差差不不大大，但但是是热热丝丝TIG焊焊的的送送丝丝速速度度独独立立于于焊焊接接电电流流之之外外，因因此此能能够够更更好好地地控控制制焊焊缝成形。缝成形。4.对开坡口的焊缝，其侧壁熔合性比对开坡口的焊缝，其侧壁熔合性比MIG焊好得多。焊好得多。与普通TIG焊比较 1.由于热丝TIG焊大大提高了热量存在的问题存在的问题 热热丝丝TIG焊焊时时，由由于于流流过过焊焊丝丝的的电电流流所所产产生生磁磁场场的的影影响响，电电弧弧产产生生磁磁偏偏吹吹，即即电电弧弧沿沿焊焊缝缝作作纵纵向偏摆。向偏摆。为为此此，应应采采用用交交流流电电源源加加热热填填充充焊焊丝丝以以减减少少磁磁偏偏吹吹。在在这这种种情情况况下下，当当加加热热电电流流不不超超过过焊焊接接电电流流的的60%时时，电电弧弧摆摆动动的的幅幅度度可可以以被被限限制制在在30左左右右。为为了了使使焊焊丝丝加加热热电电流流不不超超过过焊焊接接电电流流的的60%，通通常常焊焊丝丝最最大大直直径径限限为为1.2mm。如如果果焊焊丝丝过过粗粗，由由于于电电阻阻小小需需增增加加加加热热电电流流，这这对对防防止止磁磁偏偏吹吹是是不不利的。利的。存在的问题 热丝TIG焊时，由于流过焊丝的电流6.5.3 6.5.3 活性焊剂氩弧焊活性焊剂氩弧焊(A-TIG(A-TIG焊焊)1.A-TIG1.A-TIG焊的原理焊的原理 活活性性焊焊剂剂氩氩弧弧焊焊（Activating Activating Flux-TIGFlux-TIG，简简称称A-TIGA-TIG焊焊）可可改改进进TIGTIG焊焊的的焊焊接接质质量量并并提提高高其其生生产产效效率率，其其主主要要特特征征是是在在施施焊焊板板材材的的表表面面涂涂上上一一层层很很薄薄的的活活性性剂剂（一一般般为为SiOSiO2 2、TiOTiO2 2、CrCr2 2O O3 3以以及及卤卤化化物物的的混混合合物物）,使使得得电电弧弧收收缩缩和和改改变变熔熔池池流态，从而大幅度增加流态，从而大幅度增加TIGTIG焊的焊接熔深。焊的焊接熔深。图图6-266-26为为普普通通TIGTIG焊焊与与A-TIGA-TIG焊焊电电弧弧燃燃烧烧形形态态与与焊焊缝缝金金相相形形貌貌对对比比。试试验验证证明明，在在相相同同的的焊焊接接规规范范下下，同同普普通通TIGTIG焊焊相相比比，A-TIGA-TIG焊焊可可以以大大幅幅度度提提高高焊焊接接熔熔深深，最最大大可可达达300%300%，而不增加正面焊缝宽度。，而不增加正面焊缝宽度。6.5.3 活性焊剂氩弧焊(A-TIG焊)1.A-TIG图图6-266-26普通普通TIGTIG焊与焊与A-TIGA-TIG焊的对比焊的对比a)TIG焊的电弧焊的电弧b)A-TIG焊的电弧焊的电弧c)TIG焊缝横截面焊缝横截面d)A-TIG焊缝横截面焊缝横截面图6-26普通TIG焊与A-TIG焊的对比a)TIG焊的关于活性剂对关于活性剂对TIGTIG焊熔深的增加作用焊熔深的增加作用,一般认为有以下三种作一般认为有以下三种作用机制用机制:(1)(1)电电弧弧收收缩缩的的“负负离离子子理理论论”该该理理论论认认为为,活活性性剂剂在在电电弧弧高高温温下下蒸蒸发发后后以以原原子子形形态态包包围围在在弧弧柱柱周周围围区区域域,由由于于弧弧柱柱周周边边区区域域温温度度较较低低,活活性性剂剂蒸蒸发发原原子子捕捕获获该该区区域域中中的的电电子子形形成成负负离离子子并并散散失失到到周周围围空空间间。负负离离子子虽虽然然是是带带电电粒粒子子,但但因因质质量量比比电电子子大大得得多多,不不能能有有效效担担负负导导电电任任务务,导导致致为为了了保保持持电电流流不不变变电电弧弧电电场场强强度度要要增增大大。按按最最小小电电压压原原理理,电电弧弧有有自自动动使使电电场场强强度度增增加加到到最最小小限限度度的的倾倾向向。为为了了使使电电场场强强度度增增加加的的幅幅度度减减小小,结结果果造造成成电电弧弧自自动动收收缩缩,使使得得热热量量集集中中；由由于于电电弧弧收收缩缩是是有有限限度度的的,因因此此电电弧弧电电压压也也要要增增加加,使使得得用用于于熔化母材的能量也增多熔化母材的能量也增多,从而使焊接熔深增大。从而使焊接熔深增大。关于活性剂对TIG焊熔深的增加作用,一般认为有以下三种作用机(2)(2)阳阳极极斑斑点点收收缩缩理理论论该该理理论论认认为为，在在熔熔池池中中填填加加硫硫化化物物、氯氯化化物物、氧氧化化物物等等活活性性剂剂后后，熔熔池池产产生生的的