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《鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊》由會(huì)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、鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊機(jī)械工程學(xué)院張樂裝備0801200806080331目錄1.1鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊1.2焊接過程原理1.3焊接工藝摘要鋁及鋁合金具有良好的耐蝕性，較高的比強(qiáng)度和導(dǎo)熱性以及在低溫下能保持良好的力學(xué)性能等特點(diǎn)，在航空航天，汽車，電工，化工，交通運(yùn)輸，國防等工業(yè)部門被廣泛的應(yīng)用。掌握鋁及鋁合金的焊接性特點(diǎn)，焊接操作技術(shù)，接頭質(zhì)量和性能，缺陷的形成及防止措施等，對正確確定鋁及鋁合金的焊接工藝，獲得良好的接頭性能和擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)用范圍具有十分重要的意義。1.1鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊也成為鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊,是利用鎢極與工件之間形成電弧產(chǎn)生的大
2、量熱量熔化待焊處,外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭.TIG焊工藝最適于焊接厚度小于3mm的薄板，工件變形明顯小于氣焊和手弧焊。1.1鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊的特點(diǎn)1）焊接時(shí)無需使用焊條或焊劑，焊接后無需清除殘余熔劑或焊渣。因?yàn)闅鍤饪闪己玫谋Ｗo(hù)電弧、熔池及母材熱影響區(qū)而不受氧化，氬氣本身也不與鋁發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)。2）鎢極電弧穩(wěn)定，即使在焊接電流小于10A的情況下，電弧仍可保持穩(wěn)定，特別適合于焊接鋁合金薄板。3）熱源和填充焊絲可分別控制，熱輸入易于調(diào)整4）由于填充絲不通過電流，無熔滴過度，故電弧安靜，噪音小，無金屬飛濺5）鎢極載流能力較低，生產(chǎn)效率不高6）氬
3、氣及氦氣價(jià)格較高，不利于降低生產(chǎn)成本7）鎢極氬弧焊受作業(yè)現(xiàn)場氣流影響較大，不適于室外作業(yè)鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊示意圖1-噴嘴2-鎢極3-電弧4-焊縫5-焊件6-熔池7-填充焊絲8-惰性氣體1.2焊接過程原理1.2.1采用直流電源1）直流正接當(dāng)采用直流正接發(fā)焊接鋁及鋁合金時(shí)，工件與電源的正極相連而形成陽極，鎢極與電源的負(fù)極相連形成陰極。此時(shí)，鎢極的電子發(fā)射能力強(qiáng)，可發(fā)出大量的電子流，并賦予電子流能量，由于這部分能量，鎢極得以自身冷卻。在電廠的驅(qū)使下，鎢極發(fā)射出來的高能電子流告訴沖擊陽極（焊件），將全部能量給焊件，使其深熔，形成窄而深的焊縫。但因電子質(zhì)量很小，電子流
4、對工件的沖擊尚不足以破除工件表面的氧化膜。于此同時(shí)，正離子流奔向陰極（鎢極），雖使其發(fā)熱，但因此時(shí)的鎢極具有自身冷卻功能，鎢極不至于熱燒損。1.2焊接過程原理2）直流反接鎢極與電源的正極相連而形成陽極，焊件與電源的負(fù)極相連而形成陰極，此時(shí)，由于焊件表面上存在氧化膜，其電子逸出功較小，易發(fā)射電子，因此陽極斑點(diǎn)始終優(yōu)先在氧化膜處形成。由于焊件為冷陰極，陰極區(qū)有很高的電壓降，因此陰極斑點(diǎn)的能量密度很高，在陰極電廠的作用下，正離子流告訴撞擊焊件上的表面氧化膜，使其破碎，分解而被清理掉，陰極斑點(diǎn)隨即有在臨近的氧化膜發(fā)射電子，繼而氧化膜又被清理，因此被清理的氧化膜面積不斷
5、擴(kuò)大，直到擴(kuò)大到氬氣所能保護(hù)的范圍內(nèi)，這就是俗稱的“陰極霧化”，其作用的強(qiáng)弱與陰極區(qū)的能量密度及正離子的質(zhì)量大小有關(guān)。于此同時(shí)，從焊件發(fā)射出來的大量電子流沖擊陽極（鎢極），使其撞擊生熱，由于此時(shí)的鎢極已不具有自身冷卻功能，鎢極即發(fā)生過熱，甚至融化，從而不得不限制焊接電流的大小1.2焊接過程原理1.2.2采用交流電源為兼有陰極清理作用及鎢極不致過熱，只有采用交流鎢極氬弧焊接法。交流電流的極性是周期變化的。在每個(gè)周期里，半波相當(dāng)于直流正接，另一個(gè)半波相當(dāng)于直流反接。正接的半波期間鎢極不致過熱，可承載較大的焊接電流，有利于電弧穩(wěn)定，容許可焊厚度增大；反接的半波期間有
6、陰極清理作用，可去除母材表面氧化膜，保證焊縫良好成形電流種類直流交流正接反接正弦波反弦波兩級(jí)熱量比列焊件70%鎢極30%焊件30%鎢極70%焊件50%鎢極50%通過占空比可調(diào)熔深特點(diǎn)深，窄淺，寬中等中等鎢極作用電流最大例如，3.3mm,400A小例如，6.4mm120A較大例如，3.2mm225A大例如，3.2mm,325A陰極清理作用無有有有電弧穩(wěn)定性很穩(wěn)不穩(wěn)很不穩(wěn)穩(wěn)直流分流無無有無適用材料除鋁鎂合金鋁青銅外的金屬一般不采用鋁，鎂合金，鋁青銅等鋁，鎂合金，鋁青銅等1.2焊接過程原理交流鎢極氬弧焊在特性和功能上基本滿足鋁及鋁合金焊接的需要，但焊接回路內(nèi)將出現(xiàn)直
7、流分流，引弧穩(wěn)弧性能差，熔透能力差，但可用下列方法加以改善（1）消除直流分量正半波時(shí)，鎢極為負(fù)極，由于其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高，且導(dǎo)熱性差，尺寸小，因而溫度高，熱電子發(fā)射容易，故電弧電壓低，焊接電流大，通電時(shí)間長；負(fù)半波時(shí)，焊件為負(fù)極，由于其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低，且尺寸大，散熱快，溫度低，電子熱發(fā)射困難，故電弧電壓高，焊接電流小，通電時(shí)間短，因此出現(xiàn)了正負(fù)半波電流不對稱現(xiàn)象，在交流焊接回路內(nèi)出現(xiàn)了一個(gè)由工件流向鎢極的直流分量，這種現(xiàn)象稱為“整流作用”。1.2焊接過程原理（2）改善隱弧和穩(wěn)弧由于交流氬弧的電壓及電流的幅值和極性隨時(shí)間而不斷變化，每秒有100次過零，因此電弧的能量及
8、電弧空間的溫度也隨之不斷變化。當(dāng)電流過
