7.3 氩 弧 焊 (课件）- 《焊工工艺基础》同步教学（机械工业版）

第七章 气体保护电弧焊 第三节 氩 弧 焊 一、氩弧焊概述 （一）氩弧焊的特点 1）可焊接的材料范围很广，几乎所有的金属材料都可进行氟弧焊，特别适宜化学性质活泼的金属和合金，常用于奥氏体型不锈钢和铝、镁、钛、铜及其合金的焊接，也用于错、钽、钼等稀有金属的焊接。 2）由于氩气保护性能优良，氩弧温度又很高，因此在各种金属和合金焊接时，不必配制相应的焊剂或熔剂，基本上是金属熔化与结晶的简单过程，能获得较为纯净的、质量良好的焊缝。 3）氩弧焊时，由于电弧受到氩气流的压缩和冷却作用，电弧加热集中，故热影响区小，因此焊接变形与应力均较小，尤其适用于薄板焊接。 4）由于明弧易于观察，焊接过程较简单，也就容易实现焊接的自动化和半自动化，并且能在各种空间位置进行焊接。 第三节 氩 弧 焊 （二）氩弧焊的分类 第三节 氩 弧 焊 二、钨极氩弧焊 （一）钨极氩弧焊的焊接材料 1. 电极材料钨极对电弧稳定性和焊接质量有很大的影响，要求钨极具有电流容量大、施焊损耗小，引孤、稳弧性能好等特性。 ( 1）钨极的种类 钨极有纯钨极、钍钨极、铈钨极和锆钨极等，目前常用的是前三种。 1）纯钨（W）极：钨极中，𝜔（W）为99.85%以上的钨极，则为纯钨极，其熔点很高（约为 3390~3470°C），沸点也很高（约为 5900°C），不易熔化和蒸发。 2）钍钨（Th-W）极：是指在纯钨极的基础上加入质量分数为1%~2%的氧化钍(ThO2）的钨极，即为钍钨极。 3）铈钨（Ce-W）极：是指在纯钨中加入质量分数为2%的氧化钟（CeO）的钨极，即为铈钨极。 第三节 氩 弧 焊 （2）钨极的牌号与规格 1）牌号：目前我国对钨极的牌号没有统一的规定，但根据其化学成分的元素符号及其平均含量来确定牌号是比较常用的一种方法。 第三节 氩 弧 焊 2）规格：制造厂家供给钨极的长度范围为76～610mm。 2. 焊丝 钨极氩弧焊焊丝一般根据 CB/T 8110—2008 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》、CB/T 14957—1994 《熔化焊用钢丝》、YB/T 5092-2005《焊接用不锈钢焊丝》为依据划分的，用于承压设备的气体保护焊的焊丝除满足上述标准外，还应满足 NB/T47018.3-2011 《承压设备用焊接材料订货条件，第三部分 气体保护电弧焊钢丝和填充丝》的要求。 第三节 氩 弧 焊 3. 氩气 氩气是惰性气体，具有高温下不分解又不与焊缝金属起化学反应的特性。 （二）钨极氩弧焊设备 1. 主电路系统 手工钨极氩弧焊电源是按被焊金属材料而选择的，实践证明，一般具有陡降特性曲线的焊条电弧焊电源均可作为氩弧焊电源。 （1）直流孤焊电源 1） 直流弧焊电源采用不同的极性，在工艺上将会有明显的差异。 2）直流钨极氩弧焊时，因无极性的变化，所以电弧稳定，其主电路系统较为简单，采用一般的弧焊整流器，附加高频振荡器用于引弧，即可进行焊接。 第三节 氩 弧 焊 2）交流弧焊电源 交流电源的极性是不断变换的，在正极性的半波里（钨极为阴极），钨极可以得到冷却，以减小烧损；在反极性的半波里（钨极为阳极），有“阴极破碎”作用，熔池表面氧化膜可以得到清除。 1）直流分量：交流钨极氬弧焊时，焊接电流和电弧电压的波形如图 7-28 所示。 第三节 氩 弧 焊 2）引弧稳弧措施及直流分量的消除：由于氩气的电离势较高，较难以电离，故引弧困难。 2. 焊枪 钨极氩弧焊焊枪主要由枪体、喷嘴、电极夹持装置、电缆、氟气输入管、冷却水管（小热输入时可以不用）、按钮开关等组成。 3. 供气系统 氩弧焊供气系统是由气瓶、减压器、电磁气阀、气体流量计等组成。 4. 水路系统 当焊接电流超过 200A 时，钨极和焊枪必须用水冷却，水源通过水管连接到焊枪上，用水压开关或者手动来控制冷却水流量。 5. 控制系统 钨极氩弧焊时，通过控制线路实现对供电、供气、引弧与稳弧等部分的控制。 第三节 氩 弧 焊 第三节 氩 弧 焊 （三）钨极氩弧焊工艺 1. 气体保护效果 氩气的保护作用，是在电弧周围形成惰性气体层，机械地将空气与金属熔池、填充焊丝隔离，如图7-31所示。 第三节 氩 弧 焊 （1）气体流量 气体流量越大，保护层抵抗流动空气影响的能力越强。 （2）喷嘴直径 喷嘴直径与气体流量同时增大，则保护区必须增大；但喷嘴直径过大时，则某些焊缝位置不易焊到或妨碍焊工视线，从而影响焊接质量。 （3）喷嘴至焊件的距离 喷嘴距离焊件越远，则保护效果越差；反之，过近会影响焊工视线，操作不便。一般在焊接时，喷嘴至焊件距离以 5~15mm 较为适宜。 （4）焊接速度与外界气流 焊接速度过快，由于空气阻力对保护气层的影响，或者焊接时遇到侧向气流的侵袭，则保护层可能偏离钨极和熔池，从而使保护效果变坏，所以应选用合适的焊接速度，同时