氩弧焊操作技术.ppt
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1、1,各位学员大家好,2,钨极氩弧焊操作技术,一、氩弧焊概述二、钨极氩弧焊的焊接材料三、钨极氩弧焊设备四、钨极氩弧焊的焊接工艺参数五、钨极氩弧焊的基本操作,3,氩弧焊概述,一、氩弧焊的焊接原理二、氩弧焊的特点三、氩弧焊的分类和适用范围,4,氩弧焊的焊接原理,氩气通过喷嘴在焊接区形成厚而密的气体保护层隔绝空气,同时在电极(钨极或焊丝)与焊件之间引燃电弧,利用电弧热加热被焊金属和填充焊丝熔化,将被焊金属连接在一起,获得牢固的焊接接头。,5,氩弧焊的特点,1、焊缝质量高2、焊接应力与变形小3、可焊材料范围广4、操作技术易掌握,6,氩弧焊的分类,钨极氩弧焊,熔化极氩弧焊,手工钨极氩弧焊,自动钨极氩弧焊,
2、脉冲钨极氩弧焊,熔化极自动氩弧焊,熔化极半自动氩弧焊,熔化极脉冲氩弧焊,氩弧焊,7,氩弧焊的适用范围,8,钨极氩弧焊的电弧特性,1、氩弧的特性2、阴极破碎作用3、直流钨极氩弧焊4、交流钨极氩弧焊,9,氩弧的静特性,小电流时,随焊接电流的增大,电弧电压降低;大电流时,随焊接电流的增大,电弧电压不变。,U,I,10,氩弧的特性,引弧困难:气体电离是引弧的必要条件之一,而氩气电离所需能量较高,即氩气电离电离较高,所以引燃电弧较困难。电弧燃烧稳定:氩弧一旦引燃就能较稳定燃烧。因为氩气是单原子气体,高温下氩气直接电离为正离子和电子,消耗能量较低。又氩气的热容量与导热率较小,将电弧空间加热到高温只需较小能
3、量,且电弧热量不宜传失,均有利气体电离,使电弧燃烧稳定。,11,“阴极破碎”作用,钨极氩弧焊采用直流反接时,焊件为阴极,氩的正离子高速流向焊件,撞击焊件(铝、镁及合金)表面,将表面致密难熔的氧化膜(Al2O3、MgO)击碎并除去,使焊接顺利进行,这一现象称为“阴极破碎”作用,或“阴极雾化”,作用、“阴极清理”作用。,12,直流钨极氩弧焊,直流反接钨极为阳极电弧阳极温度高钨极过热而烧损许用电流小,直流正接钨极为阴极电弧阴极温度低钨极烧损小许用电流增大,焊件产生热量少影响电子发射造成电弧不稳焊件熔深小,焊件热量大发射电子能力强电弧燃烧稳定焊件熔深大,13,TIG焊直流正接与直流反接的特点,直流正极
4、性的特点:钨极发射电子,带走大量的逸出功,钨极本身温度不高,烧损小,同样直径钨极可使用较大电流,电弧稳定而集中,熔深大,焊接质量好。,直流反极性的特点:钨极吸收电子,钨极本身温度高,烧损大,同样大小直径的钨极许用电流要小的多,电流密度小,熔深浅而宽。但在质量很大的氩正离子的高速撞击下可清除铝、镁等易氧化金属表面形成的氧化膜,有阴极清理即“清洁”作用。,钨极,工件,工件,钨极,钨极,钨极,14,交流钨极氩弧焊直流分量的产生,电压波形,正半波钨极为负。钨极发射电子能力强,且导热系数低,断面小,热损失小,阴极斑点温度高,热发射电子能力强,对引燃电弧的电压要求不高。重燃较易,电弧稳定。,负半波焊件为负
5、。焊件发射电子能力较弱,且导热性能好,断面尺寸大,热损失大,熔池表面阴极斑点温度较低,热发射电子能力减弱,对引燃电弧的电压要求较高。重燃困难,电弧不稳。,U,t,正负半波电弧燃烧时间不同。负半波电弧燃烧时间较短,正半波产生直流分量。,15,交流钨极氩弧焊直流分量的产生,电流波形,I,t,正半波钨极为负时,钨极熔点高,导热差,体积小,温度高,发射电子能力强,所以,电弧电压低,焊接电流大,导电时间长;负半波焊件为负时,焊件熔点低,导热好,体积大,散热快,温度低,发射电子能力弱,所以,电弧电压高,焊接电流小,导电时间短。正负两半波电弧电流不对称。在交流焊接回路中产生一个由焊件流向钨极的直流电流,这个
6、电流叫直流分量,直流分量1.通过焊接变压器产生直流磁通,使铁心饱和耗损加大,烧坏焊机。2.将显著降低“阴极破碎”作用。,16,引弧和稳弧措施及直流分量的消除,引弧的方法 短路引弧 高频引弧 高压脉冲引弧 高频叠加辅助直流电源引弧稳弧的措施 高频稳弧 高压脉冲稳弧 交流矩形波稳弧直流分量的消除 串联直流电源 串联整流器和电阻 串联电容器,氩气的电离电位很高,引弧困难,提高空载电压对人身安全不利。所以,交流钨极氩弧焊一般 使用高频振荡器协助引弧 使用脉冲稳弧器保证重复引燃电弧 在焊接回路中串联电容消除直流分量,17,引弧的方法,短路引弧依靠钨极和引弧板或工件直接接触引燃电弧,缺点是引弧时钨极损耗大
7、,钨极端部形状易破坏。高频引弧利用高频震荡器产生的高频电压击穿钨极和工件间隙()而引燃电弧。高压脉冲引弧在钨极和焊件之间叠加一高压脉冲(),使两极之间气体介质电离,而引燃电弧,高频叠加辅助直流电源引弧交流钨极氩弧焊时,在电源两端并联辅助直流电源,提供一个正接的恒定电流()帮助引弧。,18,焊接材料,氩气 密度大,可形成稳定气流层,有良好的保护作用,惰性气体常温不于其他物质反应,高温不溶于液态金属,有利于有色金属的焊接,标准规定纯度99.99%。灰色瓶体绿色氩气字样容积40L,20的满瓶压力14.7MPa。,19,钨极氩弧焊的焊接材料,钨极要求:耐高温、电流容量大、施焊损耗小、发射电子能力强,保
8、证引弧容易,电弧稳定。,纯钨极:、,.,高压发射电子,载流能力差。,钍钨极:WTh-10、WTh-15,纯钨中加1%2%的 ThO2,发射电子能力提高,许用电流增大,但是具有微量 放射性。,铈钨极:WCe-20,纯钨中加2%的eO,比钍钨更容易引 弧,烧损小,寿命长,放射极低,目前广泛推荐使 用。,20,钨极端部形状,21,钨极氩弧焊设备,焊 接电 源,控制系统,冷 却系 统,焊枪,供气系统,直流电源交流电源交直流电源脉冲电源,动作程序引弧稳弧电流衰减保护气体焊枪冷却,保护气瓶减压器流量计电磁伐,冷却显示 水压伐冷却焊枪,枪体电极夹电极电极帽喷嘴开关,22,焊接电源,1.焊接电源(1)按输出电
9、流分直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊、脉冲钨极氩弧焊。(2)按操作方式分手工钨极氩弧焊、自动钨极氩弧焊。,23,焊接电源,2.焊接电源特性作为钨极氩弧焊电源,有直流电源,交流电源,交直流电源,脉冲电源,这些电源从结构和要求上讲与焊条电弧焊电源并没有多大区别,电弧的静特性曲线是水平的,只是要求外特性曲线更陡一些,可在电弧长度受到干扰变化时,焊接电流的变化更小。,I,U,弧长1,弧长2,电压变化,电流变化,24,控制系统,动作程序包括:提前送气1.54秒,驱赶气管和焊接区的空气。延时停气515秒,保护尚未冷却的熔池。接通和切断引弧和稳弧电路控制电源通断焊接结束前电流衰减,消除火口,防止弧坑开裂。,2
10、5,供气系统,供气系统的作用就是通过电子线路控制电磁阀的通断、气体指示灯、提前、滞后供气时间以及气体检查、焊接状态的转换控制,以保证纯度合格的保护气体在焊接时以适宜的流量平 稳地从焊枪喷嘴喷出。供气系 统主要由钢瓶、气体调节器、电磁气阀、电磁气阀的控制电 路及气路组成。,流量计,气瓶,气管,焊矩,工件,电磁气阀,26,气 体 调 节 器-YX-251AY1,压力表,连接接头,连接螺母,流量刻度管,护罩,浮动球,流量控制旋钮,气管接头组件,第一级安全阀,第二级安全阀,27,水冷系统,焊接电流小于100A时,一般采用风冷焊枪,焊接电流超过100A时,采用水冷焊枪,焊枪模式为水冷,接通循环水或水泵强
11、制,打开水压伐,否则,焊机不工作。,水压伐,水冷焊矩,进水管,水冷指示灯,出水管,28,焊矩,4.2 焊 矩,功能:焊矩是直接用于完成焊接工作的工具。作用:夹持钨极,传导焊接电流;向焊接部位输送保护气体;通过微动开关向焊机发出控制命令。要求:1.保护气流具有良好的流动性和挺度。2.有良好的导电性能。3.充分的冷却,以保证持久的工作。4.重量轻,结构紧凑,可达性好,装拆维修方便。种类:主要分为风冷式和水冷式。,风冷式焊矩示意图,焊矩,开关,焊矩电缆,气管,开关插头,29,焊枪的使用,由喷嘴、电极夹套、焊矩本体、钨极、开口夹套、电极帽组成焊枪。,喷嘴,电极夹套,焊矩本体,开口夹套,钨极,电极帽,焊
12、枪易损件装拆及钨极的装卡,30,不许超过额定电流使用!为了既满足实际焊接生产的需要,又减轻焊机重量,降低制造成本,节约能源。通常焊机容量都是按额定负载持续率和额定电流进行设计、制造,因此使用时必须给予足够的重视!负载持续率:国家标准(GB15579-1995)规定:“负载工作的持续时间与全周期时间之比”称为负载持续率;这一比值在01之间,可用百分数表示;对国标而言,一个全周期时间为10分钟。例如,当焊机额定负载持续率为40%时,用额定电流焊接6分钟 后,接着应空载4分钟。,延长焊机使用寿命的注意事项,31,钨极氩弧焊的焊接工艺参数,1、钨极直径与焊接电流2、电弧电压3、焊接速度4、电源与极性5
13、、氩气流量与喷嘴直径6、喷嘴与焊件间的距离7、钨极伸出长度,32,钨极直径与焊接电流,钨极直径应根据焊接电流的大小决定。焊接电流通常根据板厚、材质、焊接速度、焊接位置等参 数选择相应的焊接电流。焊接电流的选择应保证单位时间内给焊缝适宜的热量。如果钨极直径粗焊接电流小,钨极端部温度不够,电弧会在钨极端部不规则地漂移,造成电弧不稳;如焊接电流超过钨极许用电流,钨极端部温度超过钨极熔点而熔化,造成夹钨缺陷。只有钨极直径与焊接电流相匹配时电弧才稳定燃烧。注意:焊接电流的选择不允许超过焊机的额定电流,焊接电流的选择不允许超过钨极的许用电流。,33,电弧电压(电弧长度),电弧长度(钨极与工件间距离):焊接
14、过程中保持稳定的电弧长度是评定焊接熟练程度的一项重要内容。电弧长度发生变化将直影响到焊缝形状、熔深等,对焊接质量产生极大的影响。,钨极伸出长度:对焊时:5 6 角焊时:7 8(过长时钨极易氧化),L(11.5)倍板厚最大小于6,34,电弧电压对焊缝成形的影响,电压(电弧长度)增加:焊道宽度增加,熔深减小,保护效果变差。,电压(电弧长度)减少:不宜观察熔池,填充焊丝易与钨极短路。,35,焊接速度,在焊接电流一定的情况下,焊接速度:根据熔池大小、形状和焊件熔合情况随时调节的,以保证单位时间内给焊缝适宜的热量.焊接热量三要素:热量=I 2 R t 焊接电流 电弧的等效电阻 电弧的作用时间,焊接速度慢
15、时,焊道宽熔深深;容易烧穿和咬边。焊接速度快时:焊道窄熔深浅;破坏气体保护氛 围,产生气孔和未焊透。,36,焊接速度对保护效果及熔深熔宽的影响,焊接方向,焊枪不动,焊接方向,焊接方向,速度过快,合适速度,保护气层稳定保护效果好大熔深、宽熔宽,保护气稍后拖保护气层稳定移动中熔深、中熔宽,保护气严重后拖钨极、电弧、熔池全部暴露在空气中,钨极少损,焊缝产生气孔。浅熔深、窄熔宽,焊接速度的选择主要是根据焊件厚度并和焊接电流、预热温度等配合,以保证获得所需的熔深、熔宽。,37,选择焊接速度应考虑以下因素:,1.焊接铝及铝合金等高导热金属时,为了减少变形,应采用较快的焊接速度。2.焊接有裂纹倾向的合金时,
16、不能采用高速焊接。3.非平焊位置焊接时,为保证较小的熔池,避免铁水下流,尽量选择较快的焊速。,38,电流种类与极性,钨极惰性气体保护焊使用的电流种类可分为直流 正接、直流反接及交流三种。其特点如下:,39,氩气流量与喷嘴直径,气体流量根据喷嘴直径选择 Q=(0.81.2)D D较小Q取下限,D较大Q取上限。喷嘴直径根据钨极直径选择 D=2d+4 喷嘴直径选定后,调节氩气流量实 现气体保护效果。,40,氩气流量对保护效果的影响,氩气流量合适时,熔池平稳,表面明亮无渣,焊缝成形美观。流量不合适,熔池表面有渣,焊缝发黑有氧化皮。流量大,易紊流,卷空气;流量小,挺度小,进空气。氩气流量一定,喷嘴小,流
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