焊接方法与设备钨极氩弧焊机械仪表工程科技专业资料学习教案.pptx

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1、会计学1焊接方法与设备钨极氩弧焊机械仪表工程焊接方法与设备钨极氩弧焊机械仪表工程科技科技(kj)专业资料专业资料第一页，共93页。2023/2/7熔化熔化(rnghu)极氩弧焊存在的极氩弧焊存在的局限局限指状指状熔深熔深设备设备(shbi)复复杂杂薄板薄板(bo bn)焊适焊适应性差应性差第1页/共92页第二页，共93页。2023/2/77-1 7-1 概述概述(i(i sh)sh)第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊Ar保护，电极为保护，电极为W，不熔化，不熔化(rnghu)，填充焊丝。，填充焊丝。一、一、基本原理基本原理 第2页/共92页第三页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极

2、氩弧焊极氩弧焊TungstenArcFiller MetalPoolSeam第3页/共92页第四页，共93页。2023/2/7二、特点二、特点(tdin)及应用及应用第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊1.特点特点(tdin)电弧稳定，保护电弧稳定，保护(boh)效效果好果好 适应性好适应性好，适于各种材料及全位置焊，适于各种材料及全位置焊 熔深浅熔深浅，生产率低，生产率低 2.2.应用应用 无无材料、板厚、位置的材料、板厚、位置的限制限制，是最好的焊接方，是最好的焊接方法之一法之一。第4页/共92页第五页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊三、电极三、电极(dinj)

3、及焊枪及焊枪（一）钨极材质（一）钨极材质(ci zh)及其电特性及其电特性 W 99.9%（纯钨）（纯钨）W+12%ThO2，W+12%CeO2、ZrO2、Y2O3、La2O3 实践证明：实践证明：Y2O3，ZrO2，CeO2性能较好，许用电流性能较好，许用电流大、耐用大、耐用(niyng)、引弧及稳定电弧性能好、放射性、引弧及稳定电弧性能好、放射性小。小。钨极熔点（钨极熔点（3690K）、沸点（）、沸点（5900K）高，导热）高，导热系数和高温挥发性小，强度高。系数和高温挥发性小，强度高。第5页/共92页第六页，共93页。2023/2/7 从钨极端从钨极端(jdun)头烧损情况看头烧损情况看

4、第6页/共92页第七页，共93页。2023/2/7从钨极温度从钨极温度(wnd)分布看分布看第7页/共92页第八页，共93页。2023/2/7从电弧从电弧(dinh)力角度看力角度看第8页/共92页第九页，共93页。钨极钨极n n纯钨 WP:直流焊时引弧相对较差,易形成(xngchng)光滑的球端，电流负载能力低n n钍钨 WT:引弧非常容易,更高的负载能力，但稍带放射性n n铈钨 WC:性能等同于钍钨，但无放射性n n镧钨 WL:比钍钨或铈钨有更长的使用寿命，但引弧性能不好第9页/共92页第十页，共93页。2023/2/7小小 结结 由上述试验观察可得出结论：由上述试验观察可得出结论：含有含

5、有12%Y2O3，ZrO2，CeO2的钨的钨电极性能较好。（许用电流、耐用电极性能较好。（许用电流、耐用(niyng)、引弧及稳定电弧性能好，放射、引弧及稳定电弧性能好，放射性小）。性小）。第10页/共92页第十一页，共93页。2023/2/7（二）钨极直径（二）钨极直径(zhjng)及端部形状及端部形状第11页/共92页第十二页，共93页。2023/2/7钨极端钨极端(jdun)部温度部温度场场第12页/共92页第十三页，共93页。2023/2/7 钨极端钨极端(jdun)部电弧形态部电弧形态第13页/共92页第十四页，共93页。2023/2/7 钨极锥度与焊缝钨极锥度与焊缝(hn fn)熔

6、深、熔宽的熔深、熔宽的关系关系H第14页/共92页第十五页，共93页。2023/2/7钨极许用电流钨极许用电流(dinli)第15页/共92页第十六页，共93页。2023/2/7钨极锥度钨极锥度(zhud)与电流关系与电流关系第16页/共92页第十七页，共93页。2023/2/7（三）焊枪（三）焊枪(hnqing)第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊作用作用(zuyng)：夹持钨棒，输送气：夹持钨棒，输送气体。体。第17页/共92页第十八页，共93页。2023/2/7 TIG 焊炬焊炬第18页/共92页第十九页，共93页。Gas-and water coolingWaterGasn nBest

7、cooling due to high n nwater flown nLong service life of wearing partsn nStable welding process第19页/共92页第二十页，共93页。2023/2/7 水冷水冷TIG焊枪焊枪(hnqing)第20页/共92页第二十一页，共93页。2023/2/7 气冷气冷(q ln)TIG焊炬焊炬第21页/共92页第二十二页，共93页。Cold wire feeder Pull第22页/共92页第二十三页，共93页。2023/2/7直流（正极性、反极性）直流（正极性、反极性）交流交流(jioli)脉冲脉冲(michn

8、g)四、电流四、电流(dinli)种种类和极性类和极性第23页/共92页第二十四页，共93页。2023/2/7焊件材料焊件材料(cilio)与极性关系与极性关系：最佳：最佳(zu ji)(zu ji)：良好：良好 ：最差：最差 第24页/共92页第二十五页，共93页。2023/2/7焊缝成形焊缝成形(chn xn)与极性的关系与极性的关系第25页/共92页第二十六页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第26页/共92页第二十七页，共93页。2023/2/7（一）一）直流正极性直流正极性 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊1.优点优点(yudin)熔深大，熔宽小，熔深

9、大，熔宽小，HAZ小小，变形，变形(bin xng)小小W棒温度棒温度(wnd)低，寿命长低，寿命长 电弧稳定电弧稳定 2.缺点缺点 不具有阴极雾化（即破碎氧化物）作用，不能用于铝镁的焊接，抗风抗锈不具有阴极雾化（即破碎氧化物）作用，不能用于铝镁的焊接，抗风抗锈能力差。能力差。第27页/共92页第二十八页，共93页。2023/2/7（二）直流反接（二）直流反接(fn ji)(fn ji)第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊 阴极雾化作用，可焊铝镁及其合金阴极雾化作用，可焊铝镁及其合金(hjn)，焊缝表面光洁、成形良，焊缝表面光洁、成形良好，一般作薄板焊接用。好，一般作薄板焊接用。（三）交流（三）

10、交流(jioli)焊接焊接铝镁铝镁及其合金及其合金的最佳选择。的最佳选择。工件为阴极的负半周工件为阴极的负半周阴极破碎阴极破碎，清除熔池区表面坚硬的氧化膜，钨棒为阴极，清除熔池区表面坚硬的氧化膜，钨棒为阴极的正半周使焊缝获得的正半周使焊缝获得较大的熔深较大的熔深，钨棒温度下降钨棒温度下降，电弧稳定性得以改善。，电弧稳定性得以改善。存在问题：存在问题：有有直流分量直流分量 需需稳弧稳弧措施措施 第28页/共92页第二十九页，共93页。直流分量产生的原因：直流分量产生的原因：由于钨棒和工件在电、热物理性能和几何尺由于钨棒和工件在电、热物理性能和几何尺寸上的明显差异，造成交流电弧在相邻两个半周寸上的

11、明显差异，造成交流电弧在相邻两个半周内弧柱区导电率、电场强度、电弧电压和电流内弧柱区导电率、电场强度、电弧电压和电流(dinli)的不对称。钨棒为阴极时，弧柱导电的不对称。钨棒为阴极时，弧柱导电率高、电场强度小、电弧电压低而电流率高、电场强度小、电弧电压低而电流(dinli)大，而工件为阴极时，电弧电压高而大，而工件为阴极时，电弧电压高而电流电流(dinli)小。这种不对称的交流电流小。这种不对称的交流电流(dinli)可以看作是一个直流电流可以看作是一个直流电流(dinli)和和一个对称交流电流一个对称交流电流(dinli)的合成，前者即直的合成，前者即直流分量，方向与钨棒为阴极时电流流分量

12、，方向与钨棒为阴极时电流(dinli)方方向相同，由工件指向钨极。向相同，由工件指向钨极。（三）交流（三）交流(jioli)第29页/共92页第三十页，共93页。2023/2/7 钨极氩弧焊直流分量钨极氩弧焊直流分量(fn ling)-+-iiI直钨极钨极焊件焊件钨极钨极焊件焊件t0第30页/共92页第三十一页，共93页。2023/2/7 钨极氩弧焊直流分量钨极氩弧焊直流分量(fn ling)产生原产生原因因0第31页/共92页第三十二页，共93页。直流分量的消除方法：直流分量的消除方法：常用串联常用串联(chunlin)电电容法容法直流分量的危害：直流分量的危害：减弱阴极破碎作用减弱阴极破碎

13、作用在变压器铁心中产生直流磁通分量，导致铁在变压器铁心中产生直流磁通分量，导致铁心单向磁饱和，铁损铜损上升，效率下降心单向磁饱和，铁损铜损上升，效率下降焊接焊接(hnji)电流波形畸变，功率因素下降，电流波形畸变，功率因素下降，不利于电弧的稳定性不利于电弧的稳定性（三）交流（三）交流(jioli)第32页/共92页第三十三页，共93页。2023/2/7 钨极氩弧焊直流分量钨极氩弧焊直流分量(fn ling)消除方法消除方法第33页/共92页第三十四页，共93页。2023/2/7 五、引弧器五、引弧器高频高频(o pn)引弧器主引弧器主电路电路第34页/共92页第三十五页，共93页。2023/2

14、/7 高频高频(o pn)振荡器输出波形振荡器输出波形第35页/共92页第三十六页，共93页。2023/2/7 能量能量(nngling)可控高频引弧器主电路可控高频引弧器主电路第36页/共92页第三十七页，共93页。2023/2/7 引弧器与焊接引弧器与焊接(hnji)主电路并联接主电路并联接第37页/共92页第三十八页，共93页。2023/2/7 引弧器与焊接主电路串联引弧器与焊接主电路串联(chunlin)连接连接第38页/共92页第三十九页，共93页。稳弧：稳弧：工频正弦波工频正弦波TIG焊，电流焊，电流100次次/s过零点，过过零点，过零后钨棒为阴极时，重复引燃电压较低，易引零后钨棒

15、为阴极时，重复引燃电压较低，易引燃电弧，而过零后燃电弧，而过零后Al、Mg及其合金及其合金(hjn)为阴为阴极时，重复引燃电压很高，不附加电压难以引极时，重复引燃电压很高，不附加电压难以引燃电弧，因此需附加稳弧措施。燃电弧，因此需附加稳弧措施。第39页/共92页第四十页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊并联式晶闸管高压脉冲并联式晶闸管高压脉冲(michng)稳弧和引稳弧和引弧电路弧电路第40页/共92页第四十一页，共93页。2023/2/7一、类型一、类型(lixng)7-2 钨极氩弧焊机钨极氩弧焊机 按供电种类分：直流、交流、交直流、方波、按供电种类分：直流、交

16、流、交直流、方波、脉冲。脉冲。按自动化程度按自动化程度(chngd)：手工：手工TIG、自动、自动TIG。二、组成二、组成(z chn)弧焊电源、焊枪、控制系统及供水、弧焊电源、焊枪、控制系统及供水、供气系统供气系统。第41页/共92页第四十二页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊1.弧焊电源弧焊电源(dinyun)陡降外特性陡降外特性(txng)。2.焊枪焊枪(hnqing)要求：要求：W棒夹持方便、气保护效果好、水冷棒夹持方便、气保护效果好、水冷却。却。3.控制系统控制系统 引弧引弧熄弧熄弧程序控制程序控制 4.举例举例（WS系列氩弧焊机）系列氩弧焊机）第42页

17、/共92页第四十三页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第43页/共92页第四十四页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第44页/共92页第四十五页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第45页/共92页第四十六页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第46页/共92页第四十七页，共93页。2023/2/7 第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第47页/共92页第四十八页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第48页/共92页第四十九页，共93页。2023/2/7第

18、七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第49页/共92页第五十页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第50页/共92页第五十一页，共93页。2023/2/77-3 焊接焊接(hnji)工艺工艺第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊一、焊前准备一、焊前准备(zhnbi)1.坡口准备坡口准备(zhnbi)2.除油、氧化皮除油、氧化皮3.装配装配 二、工艺参数选择二、工艺参数选择 1.焊接电流及钨极直径焊接电流及钨极直径 第51页/共92页第五十二页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第52页/共92页第五十三页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨

19、极氩弧焊极氩弧焊第53页/共92页第五十四页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第54页/共92页第五十五页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第55页/共92页第五十六页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊3.焊速焊速 4.保护保护(boh)气效气效果果 2.弧长及电弧弧长及电弧(dinh)电压电压5.喷嘴喷嘴(pnzu)、填充焊丝倾、填充焊丝倾角角二、工艺参数选择二、工艺参数选择 第56页/共92页第五十七页，共93页。2023/2/7加拖罩加拖罩第57页/共92页第五十八页，共93页。2023/2/7第七章第七

20、章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第58页/共92页第五十九页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第59页/共92页第六十页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第60页/共92页第六十一页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第61页/共92页第六十二页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊7-4 其它其它(qt)钨极氩弧焊钨极氩弧焊 一、脉冲一、脉冲(michng)钨极氩弧焊钨极氩弧焊 直流；交流直流；交流(jioli)（一）、直流脉冲钨极氩弧焊（一）、直流脉冲钨极氩弧焊 1.低频脉冲氩弧焊（低频脉冲氩

21、弧焊（0.115Hz）特点：特点：平均电流低平均电流低，适合薄板和热敏感性材料，适合薄板和热敏感性材料焊缝金属焊缝金属高温停留时间短高温停留时间短可精确控制可精确控制电弧能量电弧能量和和熔池尺寸熔池尺寸，适合单面焊双面，适合单面焊双面成成形形和全位置焊。和全位置焊。通过通过脉冲波形脉冲波形调节焊缝成形调节焊缝成形第62页/共92页第六十三页，共93页。2023/2/7脉冲钨极氩弧焊电流脉冲钨极氩弧焊电流(dinli)波形波形矩形矩形(jxng)波波 第63页/共92页第六十四页，共93页。2023/2/7脉冲脉冲(michng)钨极氩弧焊电流波形钨极氩弧焊电流波形前沿附加前沿附加(fji)脉冲

22、脉冲尖峰尖峰第64页/共92页第六十五页，共93页。2023/2/7脉冲钨极氩弧焊电流脉冲钨极氩弧焊电流(dinli)波形波形后沿附加脉冲后沿附加脉冲(michng)尖峰尖峰第65页/共92页第六十六页，共93页。2023/2/7脉冲电流与焊缝成形脉冲电流与焊缝成形(chn xn)关系关系第66页/共92页第六十七页，共93页。2023/2/7脉冲时间与焊缝脉冲时间与焊缝(hn fn)成形关系成形关系第67页/共92页第六十八页，共93页。2023/2/7脉冲频率脉冲频率(pnl)与焊缝成形关系与焊缝成形关系第68页/共92页第六十九页，共93页。2023/2/7焊接速度焊接速度(sd)与脉冲

23、电流匹配与脉冲电流匹配第69页/共92页第七十页，共93页。第七章第七章 钨极氩弧焊钨极氩弧焊第70页/共92页第七十一页，共93页。7-4 其它其它(qt)钨极氩弧焊钨极氩弧焊（一）、直流脉冲（一）、直流脉冲(michng)钨极氩钨极氩弧焊弧焊 2.高频脉冲高频脉冲TIG焊（焊（1020KHz）由于高频效应，电弧由于高频效应，电弧(dinh)挺度非常挺度非常好好第71页/共92页第七十二页，共93页。第七章第七章 钨极氩弧焊钨极氩弧焊第72页/共92页第七十三页，共93页。第七章第七章 钨极氩弧焊钨极氩弧焊第73页/共92页第七十四页，共93页。第七章第七章 钨极氩弧焊钨极氩弧焊第74页/共

24、92页第七十五页，共93页。2023/2/7脉冲电源脉冲电源(dinyun)结构框图结构框图第75页/共92页第七十六页，共93页。2023/2/7高频高频(o pn)脉冲电流波形脉冲电流波形第76页/共92页第七十七页，共93页。2023/2/7带低频脉冲调制的高频带低频脉冲调制的高频(o pn)脉冲电流波形脉冲电流波形第77页/共92页第七十八页，共93页。7-4 其它其它(qt)钨极氩弧焊钨极氩弧焊（二）、交流（二）、交流(jioli)脉冲脉冲TIG焊焊 1.交流幅值调制脉冲交流幅值调制脉冲TIG焊焊 适合适合Al、Mg及其合金的薄板及其合金的薄板(bo bn)全位全位置焊置焊 第78页

25、/共92页第七十九页，共93页。2023/2/7幅值调制交流脉冲幅值调制交流脉冲TIG焊电流焊电流(dinli)波形波形第79页/共92页第八十页，共93页。2023/2/7脉冲频率脉冲频率(pnl)与焊缝成形关系与焊缝成形关系第80页/共92页第八十一页，共93页。（二）、交流（二）、交流(jioli)流脉冲流脉冲TIG焊焊 2.交流脉冲宽度调制交流脉冲宽度调制TIG焊焊 即交流方波即交流方波TIG焊的极性比率焊的极性比率(bl)调制调制 反极性比率反极性比率(bl)DRP=tRP/tRP+tSP 正极性比率正极性比率(bl)DSP=1-DRP应在保证阴极清理的前提下，采用尽可能低的应在保证

26、阴极清理的前提下，采用尽可能低的DRP7-4 其它其它(qt)钨极氩弧焊钨极氩弧焊 第81页/共92页第八十二页，共93页。2023/2/7极性比率与焊缝极性比率与焊缝(hn fn)成形关系成形关系第82页/共92页第八十三页，共93页。2023/2/7极性比率极性比率(bl)与钨极烧损关系与钨极烧损关系第83页/共92页第八十四页，共93页。（二）、交流（二）、交流(jioli)流脉冲流脉冲TIG焊焊 3.交直流切换式脉冲交直流切换式脉冲TIG焊焊 直流正极性和交流交替切换，增强焊缝直流正极性和交流交替切换，增强焊缝(hn fn)熔透能力，减小钨棒烧损，特别适合于厚熔透能力，减小钨棒烧损，特

27、别适合于厚Al板的焊接板的焊接7-4 其它其它(qt)钨极氩弧焊钨极氩弧焊 第84页/共92页第八十五页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第85页/共92页第八十六页，共93页。2023/2/7交流占空率与焊缝成形交流占空率与焊缝成形(chn xn)关系关系第86页/共92页第八十七页，共93页。2023/2/7交流交流(jioli)占空率与钨极烧损关系占空率与钨极烧损关系第87页/共92页第八十八页，共93页。2023/2/7二次逆变二次逆变(n bin)电路电路第88页/共92页第八十九页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊二、热丝钨极氩弧焊二、热丝钨极氩弧焊 第89页/共92页第九十页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊第90页/共92页第九十一页，共93页。2023/2/7第七章第七章 钨钨极氩弧焊极氩弧焊三、多阴极三、多阴极(ynj)串列钨极氩弧焊串列钨极氩弧焊 提高焊速，多用于不锈钢连续管焊生产提高焊速，多用于不锈钢连续管焊生产第91页/共92页第九十二页，共93页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第92页/共92页第九十三页，共93页。