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    手工钨极氩弧焊单面焊双面成形基础知识

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    手工钨极氩弧焊单面焊双面成形基础知识

    1、可实现高电流密度焊接氩气的热容量和导热性小,机械压缩效应好,电弧热量集中,可实现高电流密度焊接。(1)明弧焊接因为焊接过程是明弧焊接,所以可以在焊接过程中方便地观察熔池,对单面焊双面成形极为有利。(2)焊接过程稳定焊接过程中电弧燃烧稳定,无飞溅,焊缝成形美观。(3)适用范围广手工钨极氩弧焊适用于各类金属和各种空间位置的焊接,也适用于超薄件的焊接。手工钨极氩弧焊的缺点是焊接生产率低,不宜在有风的地方施焊,且焊工易疲劳。焊接设备手工钨极氩弧焊设备由弧焊电源、控制装置、焊枪、供气和供水系统等部分组成。1.焊接电源手工钨极氩弧焊焊接电源分直流和交流两大类。根据所焊的材料不同,可选择不同类型的焊接电源,

    2、具体选择方法如下:1)当焊接一般结构钢和铜合金材料时,可选用直流电源。2)当焊接薄板结构或热敏感性较强的钛合金材料时,可选用直流脉冲氩弧焊机。3)当焊接铝、镁及其合金材料时,可选用交流氩弧焊机。2.引弧装置由于氩气的电离电位较高,引燃电弧较困难,因此专用的钨极氩弧焊机都设有引弧装置。直流氩弧焊机接入脉冲引弧器,交流氩弧焊机接入高频振荡器以利于引弧。如果只能采用普通直流电源时则必须要求有较高的空载电压。3.稳弧装置直流电源焊接时,由于电流平稳,不需增加特殊的稳弧装置。但交流电源则不同,由于电源是以50Hz的频率供给,正半波到负半波每秒有100次的电弧衰减熄灭过程,使钨极电子发射和气体电离程度减弱

    3、。不增加稳弧装置,电弧无法稳定,甚至熄弧。所以通常在交流电源内部串接脉冲稳弧器,以稳定电弧。4.供气、供水装置手工钨极氩弧焊焊枪由于长期在高温下使用,不但气管有可能烧化粘连,破坏气路畅通,其他元件也易过热损坏,同时,过热的焊枪也使焊工无法操作。因而冷却装置必不可少。当采用小参数、短时间焊接时,可采用特制的气冷焊枪依靠氩气进行冷却。而采用较大参数或长时间焊接时,必须接入循环水进行冷却。焊接材料的要求1.氩气氩弧焊对氩气的纯度要求很高。如果氩气中含有氧、氮或其他气体,将会降低氩气保护性能,造成焊缝气孔、夹渣等缺陷,同时氧化作用增加也使钨极烧损严重。所以,我国对焊接用氩气纯度的要求为99.99%(体

    4、积分数)以上。2.钨极钨极作为电极,起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。因此,要求钨极必须有良好的导电性和耐高温性能,同时要求焊接时对人体的危害要小。目前国际上使用的钨极主要有四类,即纯钨极、铈钨极、锆钨极和钍钨极等。目前,我国建议采用的电极主要是铈钨极。其优点是:引弧容易,和钍钨极相比,引弧电压可下降50%以上。电弧燃烧稳定,高温性能强,电弧压缩性好,热量集中,因而烧损率低。与钍钨极相比,可降低烧损5%50%。允许用电流较钍钨极高5%8%。且放射性极小,对人体无害。3.焊丝手工钨极氩弧焊用焊丝应符合GB/T8110-2020熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、GB/T

    5、4240-2019不锈钢焊丝和GB/T108582008铝及铝合金焊丝的质量规定。由于氩气保护的特殊性,对焊丝化学成分和表面质量的要求应高于其他类焊接方法。焊丝表面如有油污或氧化物,必须严格清理。焊接过程中应使用专用焊丝,对于非气体保护焊用焊丝,如埋弧焊用焊丝,一般不能在氩弧焊中使用,以防因化学成分和表面质量问题造成焊接过程不稳定和气孔、裂纹等焊接缺陷的出现。焊接参数钨极氩弧焊的气体保护效果、焊接过程稳定性和焊缝质量,均直接与焊接参数有关。为此,合理地选择焊接参数是获得优质焊接接头的重要保证。手工钨极氩弧焊的主要焊接参数为:焊接电流、电弧电压、钨极直径、喷嘴直径、焊接速度、电源种类及极性和氩气

    6、流量等。1.焊接电流焊接电流的大小需根据焊件厚度、坡口形式、空间位置、钨极直径等进行选择。过大或过小的焊接电流都会使焊缝成形不良或产生焊接缺陷。当焊接电流过大时,会造成烧穿、焊缝下陷、咬边等,还可能导致钨极烧损、夹钨和电弧不稳定等问题。当焊接电流过小时又会使电弧偏吹、燃烧不稳定,产生未焊透和气孔等缺陷。2.电弧电压电弧电压影响焊缝的熔深和熔宽。过高的电弧电压会使气体保护效果下降,易使焊缝氧化和产生未焊透、气孔等缺陷。所以应尽量采用短弧焊接,以达到良好的气体保护效果,同时热量集中,电弧燃烧稳定,焊缝均匀,焊件变形小。单面焊双面成形时可有效地控制熔池温度,保证焊缝成形。3.钨极直径钨极直径是根据焊

    7、件厚度、材料性质及焊接电流的大小来选择的。当使用不同电源或电源极性时,钨极使用焊接电流也需相应改变。在不同的电源极性条件下,钨极直径和使用焊接电流之间的关系见下表。一定的钨极直径对应一定的使用焊接电流。若焊接过程中所用焊接电流值超过此使用焊接电流值,钨极就要产生强烈的发热、熔化和挥发等,还会造成电弧不稳定和焊缝夹钨等问题的出现。此外,钨极端头形状对电弧稳定性和焊缝成形也有很大影响。不同的钨极端头配以不同的钨极直径和焊接电流。在不同焊接电流和电源极性条件下,所选择的钨极端头形式如下图所示。磨削钨极端头时,注意不得磨偏,应磨成端面秃平,没有凹凸现象。同时磨削方向应顺从钨极长度方向,如下图所示。磨削

    8、出现横纹时,必须进行消除,否则电弧将出现不稳定也不集中的现象。4.喷嘴直径喷嘴大小和形状直接影响保护区的保护范围和效果。常见喷嘴形状如下图所示。圆柱带锥形或球形结尾的喷嘴,其保护效果最佳,氩气流速度均匀,容易保持层流。圆锥形喷嘴,因氩气流速度变快,故保护效果较差,但这种喷嘴操作方便,熔池可见度好,焊接时也经常使用。喷嘴直径的选择不宜过大,否则会妨碍操作,浪费氩气;也不宜过小,否则熔池保护不好,产生缺陷,同时烧损喷嘴。合适的喷嘴直径可按下列经验公式来确定:D=(2.53.5)d式中D-喷嘴直径(mm);d-钨极直径(mm)。5.焊接速度焊接速度的大小影响熔宽和熔深。焊接速度太快,气体保护效果不好

    9、,焊缝金属容易被氧化,钨极也易氧化,并容易出现未焊透和气孔等缺陷。焊接速度太慢,可能出现咬边、烧穿及背面焊瘤等缺陷。6.电源种类和极性电源种类和极性的选择主要和材料的性质有关。当焊接碳钢、低合金钢、不锈钢或钛、铜及其合金时,采用直流正接为宜。当焊接铝、镁及其合金时,采用交流电源为宜。7.氩气流量如果氩气流量过大,则气体流速增大,难以保持稳定的层流,对焊接区的保护作用不利,同时带走电弧区的热量多,影响电弧燃烧的稳定性。而气体流量过小,容易受到外界气流的干扰,以致降低气体保护效果,使焊缝产生气孔、氧化和合金元素烧损等现象。氩气流量的选择一般可按下列经验公式来确定:Q=kD式中:Q-氩气流量(L/m

    10、in);D-喷嘴直径(mm);k-系数,k=0.81.2,可按和喷嘴直径成正比选取。氩气保护效果的好坏,还可以根据焊后焊缝表面的颜色来确定。以不锈钢为例,焊后焊缝呈金黄色或银白色时保护效果为最好;当出现灰色或黑色时,则说明焊缝熔池中侵入了有害气体或杂质。当然,根据焊缝表面颜色确定气体保护效果时,还要考虑到气体的纯度和焊件表面是否有油、水分、锈等污物的影响。操作技术要点选择好合适的焊接参数,是否能获得优质的焊缝,还取决于手工钨极氩弧焊操作技术。1.注意事项为了保证获得优质的焊缝,焊接过程中要注意保持正确的焊接姿式,随时调整焊枪角度及喷嘴与焊件的距离。做到既要保证气体保护效果,又方便观察焊接熔池。

    11、焊接过程中要注意观察钨极烧损状况。当钨极端头呈银白色时,说明保护效果良好。当钨极端头呈蓝色时,说明保护效果较差。如果钨极端头呈黑色或已烧损成球状,说明钨极已被污染,应重新打磨钨极端部,并调节气体流量。2.引弧手工钨极氩弧焊一般有三种引弧方式,即接触引弧、短路引弧和引弧器引弧。一般直流焊机作氩弧焊机使用时,钨极易烧损,多用接触引弧,这种引弧方法对焊工水平要求较高。短路引弧主要用于自动钨极氩弧焊。目前最广泛应用的是引弧器引弧,该方法由于是空间引弧,故对钨极和焊件的影响极小,特别适用于单面焊双面成形的打底焊。单面焊双面成形时,当采用接触引弧时,最好使用引弧板,以防钨极接触坡口而产生夹钨现象。电弧引燃

    12、后,要拉长电弧,对焊件坡口及根部进行预热,然后填丝焊接。3.焊接运弧手工钨极氩弧焊的焊接方向一般为由右向左,环焊时由下至上。焊炬与焊件表面的夹角保持在6585之间。焊丝置于熔池前面并与焊件表面呈1520夹角。焊接时,在不妨碍操作的情况下,尽量采用短弧焊接,并力求送丝均匀,才能保证焊缝成形。为保证坡口两侧熔合良好,背面焊缝成形均匀美观,氩弧焊枪也可做横向摆动,但摆动频率不宜太高,且要与填丝速度相配合。4.接头和收弧收弧时应适当填充焊丝,使弧坑填满,以防产生弧坑裂纹。当切断电源后,不要立即将焊枪抬起或移动离开,待送气停止后,方可移开焊枪。单面焊双面成形时,要将收弧处焊成斜坡状,不能产生死角,以防接头产生不良现象。重新燃弧后,可在原收弧处拉长电弧,稍作预热,然后压低电弧,此时可不填充焊丝而向前移动,至斜坡处,再填充焊丝。接头时注意熔池要贯穿到接头根部,以保证接头金属熔透。5.填丝要领手工钨极氩弧焊填丝方法分连续填丝法和断续填丝法两种。连续填丝时手臂动作极小,焊丝紧贴焊缝表面,焊缝整齐美观,多用于较薄焊件开I形坡口时的焊接。单面焊双面成形采用连续填丝法时,焊丝应紧贴坡口根部,使焊接电弧在熔化坡口边缘时,焊丝也随之一起熔化。断续填丝法焊丝有向熔池不断送进的动作,要求填丝动作要轻,不得扰动氩气保护气流,以防空气侵入。断续填丝法多用于电流较大的填充和盖面层的焊接及全位置焊。


    注意事项

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