焊接方法与设备--钨极惰性气体保护焊.ppt
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1、2019/7/21,廖东波,1,焊接方法与设备 钨极惰性气体保护焊,2019/7/21,廖东波,2,第五章 钨极惰性气体保护焊,定义:使用钨极或者活化钨极作为电极的非熔化极惰性气体保护焊方法(TIG/GTAW)。,2019/7/21,廖东波,3,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的原理,历史 提出于1911年 问题:惰性气体造价太高 实际应用于1930年用于镁合金的焊接 比强度高 镁合金易氧化 目前适用于焊接铝合金、镁合金,2019/7/21,廖东波,4,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的原理,对钨极的基本要求:引弧稳弧性能好、耐高温不易损耗、电流容量大 钨极 -纯钨(365
2、3K)or 钨合金 钨 熔点:3380 3653K 熔点最高的金属,耐热性好,2019/7/21,廖东波,5,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的原理,保护气体-惰性气体 氩 氦 氖 混合气体:氩+氦 氩+氮 氩+氢,2019/7/21,廖东波,6,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的原理,原理:产热、保护 薄件 不开坡口 不填丝 可采用脉冲焊 厚件 填充焊丝 开坡口 热丝焊,2019/7/21,廖东波,7,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的优点,电弧稳定,熔池可见性好; 能实现高品质焊接,得到优良的焊缝; 焊接过程稳定,焊缝美观; 大的电流调节范围(5500A),薄
3、板焊接容易; 可焊接的材料多; 可靠性高,焊接重要结构。,2019/7/21,廖东波,8,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的缺点,焊前清理要求严格; 焊接效率低;(钨极限制,电弧易扩散,电流小、熔深浅、熔敷速度小) 焊接成本略高(焊条电弧焊、SAW、CO2焊); 大电流焊接时钨极将烧损等。,2019/7/21,廖东波,9,第一节 TIG焊的特点及应用 - TIG焊的应用,各种金属,各个领域 活泼金属 金属基复合材料 厚、薄件 全位置 自动、手工 适合6mm以下, 6mm以上用于打底,2019/7/21,廖东波,10,第二节 TIG焊电流种类及极性,2019/7/21,廖东波,11,第
4、二节 TIG焊的电流种类及极性,TIG焊时,焊接电弧的正、负极的导电和产热机构与电极材料的热物理性能密切相关,对焊接工艺有显著影响。 分类 直流 正接 反接 交流,2019/7/21,廖东波,12,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 直流正极性,钨极作为阴极,熔点高,发射电子能力强,逸出的电子有冷却阴极的作用 焊件为阳极,接受电子动能和逸出功,获得电弧热量的70%,2019/7/21,廖东波,13,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 直流正极性,特点: 熔深深而窄,生产效率高,应力与变形小 钨极许用电流大,寿命长 电弧引燃容易,燃烧稳定 不适合焊接铝、镁及其合金,直流正接主要用于焊接不锈钢
5、,2019/7/21,廖东波,14,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 直流反极性,导电产热与正极性相反 阴极雾化(阴极清理、阴极破碎) 阴极金属熔点低发射电子困难氧化物发射电子形成阴极斑点正离子撞击氧化物气化寻找新的氧化物 氧化铝熔点2050,铝:657,2019/7/21,廖东波,15,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 直流反极性,缺点 钨极过热、烧损(2/3热量) 熔深浅而宽、生产效率低,应力与变形大 应用范围窄,2019/7/21,廖东波,16,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,雾化作用 钨极冷却 问题 电弧稳定性 直流分量,2019/7/21,廖东波,17,第
6、二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,交流过零 电弧复燃困难 工件作为阴极的半周问题更加突出 措施 提高空载电压 高频震荡 高压脉冲,2019/7/21,廖东波,18,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,提高空载电压(150-200V) 问题: 变压器容量大、成本高 功率因素低 不安全,2019/7/21,廖东波,19,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,高频振荡(过零时在65V空载电压的基础上加一个3000V的高频电压) 问题 相位问题 电磁辐射,2019/7/21,廖东波,20,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,脉冲电压(负半周
7、施加1500V的高压脉冲) 效果良好,2019/7/21,廖东波,21,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,直流分量及消除 产生原因 电极、工件的电、热物理性能及尺寸的差异 结果 正负半周电压、电流不对称 正负半周导电时间不相等,2019/7/21,廖东波,22,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,电流分解 交流电流 直流分量,方向:工件流向钨极 后果 消弱了阴极雾化作用 变压器变热,2019/7/21,廖东波,23,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,限制直流分量的方法 串接一个直流电源 电阻二极管法 电容法,2019/7/21,廖东波,24,
8、第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,串接一个直流电源 优点:易实现 缺点: 电势不能任意调,不能完全消除分量 电池体积庞大笨重 经常充电 现状:淘汰,2019/7/21,廖东波,25,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,电阻二极管法 优点:简单、体积小、元件少、效果好 缺点:电阻耗电、二极管受高频影响易烧损 现状:很少使用,2019/7/21,廖东波,26,第二节 TIG焊的电流种类及极性 - 交流TIG焊,串联电容 优点:效果好、不耗能 现状:广泛应用 另一种方法:使用方波交流弧焊电源,2019/7/21,廖东波,27,第三节 TIG焊设备,2019/7/21
9、,廖东波,28,第三节 TIG焊设备,分类 操作方式分类 手工 自动 焊接电源分类法 交流 直流 矩形波,2019/7/21,廖东波,29,第三节 TIG焊设备,主要由:焊接电源、控制系统、引弧装置、焊枪、供气系统以及供水系统等组成。交流TIG方法时还需要具备稳弧装置。,2019/7/21,廖东波,30,第三节 TIG焊设备 - 焊接电源,外特性要求:陡降或者垂直下降特性,2019/7/21,廖东波,31,第三节 TIG焊设备 - 焊接电源,2019/7/21,廖东波,32,第三节 TIG焊设备 - 焊枪,气冷QQ(I150A),作用:夹持电极、传导电流、输送保护气体,2019/7/21,廖东
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