焊接方法与设备钨极惰性气体保护焊第五章钨极惰性气体保护焊.ppt

焊接方法与设备钨极惰性气体保护焊第五章钨极惰性气体保护焊 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 钨极氩弧焊钨极氩弧焊 1、钨极氩弧焊l 钨极氩弧焊就是以氩气作为保护气体，钨极作为不熔化极，借助钨电极与焊件之间产生的电弧，加热熔化母材（同时添加焊丝也被熔化）实现焊接的方法。氩气用于保护焊缝金属和钨电极熔池，在电弧加热区域不被空气氧化。氩弧焊时,焊炬、填充金属及焊件的相对位置如下图2 2、氩弧焊的特点、氩弧焊的特点 (1)能焊接除熔点非常低的铝锡外的绝大多数的金属和合金。(2)氩弧焊能焊接化学性质比较活泼和易形成氧化膜的铝及铝镁合金。(3)焊接时无焊渣、无飞溅。(4)能进行全方位焊接，适宜焊0.1mm不锈钢.(5)电弧温度高、热输入小、速度快、热影响面小、焊接变形小。3 3、氩弧焊适用焊接范围、氩弧焊适用焊接范围l适用于碳钢、合金钢、不锈钢、难熔金属铝及铝镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金，以及超薄板0.1mm。二、钨极氩弧焊焊机的组成二、钨极氩弧焊焊机的组成 1.1.焊枪（焊炬）焊枪（焊炬）l钨极氩弧焊枪（也称焊炬）除了夹持钨电极，输送焊接电流外，还要喷射保护气体。大电流焊枪长时间焊接还需使用水冷焊枪。l2.2.气路气路l气路由氩气瓶减压阀、流量计、软管及电磁气阀（在焊机内)等组成。减压阀用以减压和调节保护气体的压力。流量计是标定和调节保护气体流量。氩气的作用氩气的作用（1）氩气属于惰性气体，不易和其它金属材料、气体发生反应。而且由于气流有冷却作用，焊缝热影响区小，焊件变形小。是钨极氩弧焊最理想的保护气体。l（2）氩气主要是对熔池进行有效的保护，在焊接过程中防止空气对熔池侵蚀而引起氧化，同时对焊缝区域进行有效隔离空气，使焊缝区域得到保护，提高焊接性能。3 3 钨极钨极 l（1）钨极是高熔点材料，熔点3400。l（2）钨极表面要光滑，端部要有一定磨尖，同心度要好，这样焊接时高频引弧好、电弧稳定性好，焊接质量好。l（3）如果钨极表面烧坏或表面有污染物、裂纹、缩孔等缺陷时，这样焊接时高频引弧困难，电弧不稳定，焊接质量差。4 4 焊丝焊丝 l焊丝选择要根据被焊材料来决定，一般以母材的成分性质相同为准。钨极氩弧焊，一种方法可以不添丝自熔，熔化被焊母材；另一种要添加焊丝，电极熔化金属，同时焊丝熔入熔池，冷却后形成焊缝。5 5 规范参数规范参数 钨极氩弧焊的规范参数主要由电流、电压、焊速、氩气流量，其值与被焊材料种类、板厚及接头型式有关。其余参数如钨极伸出喷嘴的长度，一般取1-2倍钨极直径，钨电极与焊件距离（弧长）一般取1.5倍以下钨电极直径第二节第二节 氩弧表面改性处理工艺氩弧表面改性处理工艺l1 1 氩弧表面硬化氩弧表面硬化l用电极与工件之间产生的电弧热，使工件表面被加热到相变以上(奥氏体转变温度以上，产生马氏体等相变强化(即表面硬化或淬火硬化)，由于氩弧加热能量利用率高，速度快，温度梯度大，冷却速度快，材料的相变过程时间短，奥氏体晶粒来不及长大，可获超细晶粒的组织，而使材料表层具有较高的强硬性和耐磨性。l适用范围:l适合于碳钢、中碳低合金钢、铸铁等材料的表面强化。例如，对45钢和T7钢，经氩弧加热，在钢的表面形成细针马氏体，45钢和T7钢的表面硬度HRC分别达到62和66。因心部没有受到加热温度的影响，仍保持原有45钢和T7钢的较好塑性和韧性。在导轨，船用柴油机活塞及一些工、模具上应用都取得了很好的效果。2 2 氩弧表面熔凝氩弧表面熔凝l氩弧表面熔凝实际上是用电极与工件之间产生的电弧热，使表面产生局部的重新熔化，并在冷基体的作用下快速凝固，从而使组织细化，实现硬度和韧性的最佳结合。l适用范围：适用范围：l氩弧熔凝最适用于铸铁、高碳高合金钢。铸铁熔凝后形成莱氏体组织，进一步冷却，将引起奥氏体向马氏体转变主要应用于模具，提高了模具的表面强度、耐磨性和热稳定性。l氩弧熔凝目前主要用于工模具的表面处理，在提高工模具表面强度、耐磨性和热稳定性的同时，仍保持工模具心部的强韧性。如高速钢孔冲模具的端部刃口，经氩弧重熔(熔凝)处理，可获得深1mm，硬度HRC6667分布均匀，表层细化，具有强度和韧性最佳配合的优良性能。3 3 氩弧表面合金化氩弧表面合金化l预先将具有特殊性能的合金粉末涂敷在基体金属表面，再用氩弧加热，使特殊的合金粉末熔融在基体材料的表面上，从而在工件(基体)表面形成一层具有耐磨耐蚀耐热等性能的新合金表面层。l合金粉末选择根据零部件的性能要求和氩弧表面合金化的工艺要求来定。如以耐磨为主，就应选W，Ti，B，Mo等元素及其碳化物；以耐蚀为主，就应选Ni，Cr元素。4 4 氩弧熔覆氩弧熔覆 按需要在基体材料表面预先涂覆一层特殊性能的合金粉，并用氩弧加热将其熔化，在基体表面形成具有某些特性的覆层。它与氩弧表面合金化有类似之处，但要防止涂覆层与基体过分地混合熔融而得不到所需要的涂层，这一点是与氩弧表面合金化不同的。l氩弧表面熔覆的工艺有粉末预置法和喂粉法两种。粉末预置法主要有粘结法与热喷涂法。喂粉法是用一个特殊设计的喂粉器，将配置好的合金粉末充分混合，并以一定的供粉速度送到氩弧加热处。氩弧一方面加热粉末，另一方面加热基体材料。第三节 氩弧熔敷原位自 TiC/Ni60A耐磨复合涂层