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《焊接方法與設(shè)備:鎢極惰性氣體保護(hù)焊》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、課題三鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)本章重點(diǎn):①TIG焊的焊材:電極、焊絲;②TIG焊工藝;③脈沖TIG焊本章難點(diǎn):①交流TIG焊;②TIG焊工藝(尤脈沖焊工藝)學(xué)習(xí)建議:①應(yīng)把TIG焊與其它焊接方法的特點(diǎn)進(jìn)行對比,以促進(jìn)理解、把握關(guān)鍵;②課本的內(nèi)容不夠完善,應(yīng)注意所補(bǔ)充的有關(guān)電極、工藝措施、脈沖TIG焊等有關(guān)內(nèi)容;③通過練習(xí)制訂相應(yīng)的焊接工藝等實(shí)踐環(huán)節(jié)來培養(yǎng)和提高工藝能力和經(jīng)驗(yàn)。第一節(jié)TIG焊的特點(diǎn)及應(yīng)用幾個(gè)概念:鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊(tungsteninert-gasarcwelding)使用純鎢或活化鎢(釷鎢、鈰鎢等)作為電極的惰性氣體保護(hù)電弧焊,簡稱TIG焊,GB/T5185-
2、1985的標(biāo)注代號是141。鎢極氣體保護(hù)電弧焊GTAW(gastungstenarcwelding)鎢極氬弧焊argontungstenarcwelding(141)氬弧焊argonarcwelding背景:1930s,航空工業(yè)的大發(fā)展提出有色金屬的焊接要求,而MMA和SAW不能很好地解決這個(gè)問題(此前有原子氫焊,但氫危險(xiǎn)且焊鋼時(shí)有焊縫增氫問題)。為適應(yīng)有色金屬的焊接,鎢極氬弧焊應(yīng)運(yùn)而生。焊接過程動畫一、TIG焊的原理(如圖)二、TIG焊的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)幾乎可以焊接所有的金屬或合金(2)焊接質(zhì)量好(焊縫純凈、成形好、熱影響區(qū)?。?)適于薄板及打底/全位置焊(4)無飛濺缺點(diǎn)焊接效率低、
3、成本高;對焊前清理要求嚴(yán)格;需要特殊的引弧措施;紫外線強(qiáng)烈、臭氧濃度高;抗風(fēng)能力差。三、TIG焊的應(yīng)用材料:多用于有色金屬及其合金厚度:多用于薄件(從生產(chǎn)效率考慮,以3mm以下為宜)位置:多用于打底(單面焊雙面成形),薄件及管-管、管-板也用于填充和蓋面第二節(jié)TIG焊的電流種類和極性TIG焊的電流種類和極性計(jì)有直流:正接反接交流:正弦交流變極性方波交流它們各有不同的特點(diǎn)和適用場合,應(yīng)正確選擇。一、直流TIG焊極 性優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)應(yīng) 用正接(DCEN)電極載流能力強(qiáng)、熔深大、鎢極燒損少、引弧容易沒有陰極清理作用用于大多數(shù)的焊接場合(除Al、Mg外)反接(DCEP)有陰極清理作用電極載流能力
4、弱、熔深小、鎢極燒損嚴(yán)重、引弧困難實(shí)際很少采用正接與反接焊接效果圖鎢極電流承載能力及陰極清理作用(陰極霧化作用)的機(jī)理直流正、反接時(shí)帶電粒子的運(yùn)動如圖:反接時(shí)如左圖,工件為陰極,正離子向工件運(yùn)動。因陰極區(qū)有很高的電壓降,在電場作用下正離子高速撞擊工件(上的氧化膜),使氧化膜破碎、分解而被清理掉。又由于陰極斑點(diǎn)總是優(yōu)先在氧化膜處形成(那里電子逸出功低),陰極斑點(diǎn)又在鄰近氧化膜上發(fā)射電子,繼而氧化膜又被清除……正接時(shí)如右圖,這時(shí)電子向工件運(yùn)動,雖數(shù)量多,但體積、質(zhì)量太小,不能擊碎氧化膜,沒有清理作用。但此時(shí)大量電子從鎢極上發(fā)射,帶走大量能量(對鎢極產(chǎn)生冷卻作用),所以鎢極燒損少、電流承載能
5、力大。但這時(shí)大量電子從工件向鎢極運(yùn)動,把大量能量交給鎢極,導(dǎo)致其溫度升高而燒損。要避免燒損,只有減小電流?。娏鞒休d能力通常只有正接的1/10,電流太小,無實(shí)用價(jià)值。)二、交流TIG焊⑶變極性方波交流itit應(yīng)用:用于焊接鋁、鎂、鋁青銅等合金(表面易氧化、氧化膜致密)。正半周電極燒損降低,負(fù)半周獲得陰極清理作用/熔深和鎢極的電流承載能力介于DCEN與DCEP之間(左圖)。DCENAC⑴正弦波交流交流的電流形式⑵變脈寬方波交流ti正弦波交流:設(shè)備簡單,但電弧穩(wěn)定性差(要有特別穩(wěn)弧措施)、有直流分量(要有特別措施消除)。變脈寬方波交流:設(shè)備復(fù)雜,但電流參數(shù)靈活、電弧穩(wěn)定、鎢極燒損少,比正弦
6、波交流有優(yōu)勢。變極性方波交流:特點(diǎn)與變脈寬方波交流相同,但更好(因負(fù)半周電流大小對陰極清理作用影響更大)交流TIG焊由于電弧每秒100次過零點(diǎn),加上電極(鎢)與焊件(鋼、鋁等)的物理性質(zhì)、體積差別巨大,導(dǎo)致正、負(fù)半波電流波形嚴(yán)重不對稱(正半波大、負(fù)半波?。?,帶來以下問題需要解決:1、過零點(diǎn)復(fù)燃(穩(wěn)?。┙鉀Q辦法:用高壓脈沖(≥1500V)穩(wěn)弧2、回路直流分量的消除解決辦法:在回路中串接電容器(隔直傳交)it除以上的電流形式外,TIG焊還可以用脈沖電流形式(包括直流脈沖和交流脈沖,將在第五節(jié)介紹)編號方法如WSJ-400、WSM-400、WSE-400等(各項(xiàng)字母的意義參見GB/T1024
7、9-1988《電焊機(jī)型號編制方法》)一、分類及組成分類(略)組成:電源 控制系統(tǒng) 引/穩(wěn)弧裝置 焊槍 供氣系統(tǒng)(水冷系統(tǒng))(自動焊設(shè)備還應(yīng)包括焊接小車和送絲裝置)第三節(jié)TIG焊設(shè)備(一)焊接電源直流電源、交流電源、交直流電源均采用陡降或垂直下降外特性。陡降外特性的電源與普通電弧焊的并無多大差別,原則上可以通用。多特性電源(我國清華大學(xué)1980s的專利)逆變電源(發(fā)展方向)(二)焊槍及電極1、焊槍(編號規(guī)則見P140)水冷焊槍QS(大電流焊接用I