氩弧焊操作方式及理论知识Word下载.docx

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气体保护区的大小与喷嘴直径相关的，喷嘴直径过大，散热快，焊缝宽，焊速慢影响视线，在保证保护效果不变的情况下，随着喷嘴直径增大气体流量也必需增大因此造成氩气浪费；

喷嘴直径过小保护效果变差，又容易被烧坏，知足不了大电流焊接要求。

喷嘴直径一般为钨极直径的2-3倍加4mm。

固然也应该考虑被焊金属的性质。

被焊金属的性质活泼也有取系数的，当钨极直径小于3mm时取，当钨极直径大于4mm时取.

5.气体流量：

在保证保护效果良好的前提下尽可能减小气体流量，以降低本钱。

单流量钛小，喷出来的气流挺度差，轻飘无力，容易受外界气流的干扰，影响保护效果，同时电弧也不能稳定燃烧，焊接中可以看到有氧化物在熔池表面漂移，焊缝发黑而无光亮。

流量太大，不但会浪费保护气，还会是焊缝冷却过快，无益于焊缝成形，同时容易形成紊流而卷入空气，破坏保护效果。

气体流量Q主要取决于喷嘴直径和保护气体种类，也与被焊金属的性质、焊接速度、坡口形式、钨极外伸长度和电弧长度有关。

手工焊时可用经验公式Q=（）D计算，D为喷嘴直径，单位为mm，Q单位为L/mm。

当D≥12mm时系数取，D≤12mm时，系数取，以达到挺度大体一直。

6.焊接速度：

焊接速度取决于工件材质和厚度，还应与焊接电流和预热温度相配合，以保证熔深和熔宽。

7.喷嘴与工件间的距离、钨极外伸和电弧长度：

在不影响气体保护效果和便于操作的情况下，这些参数越短越好。

七、手工钨极氩弧焊大体操作技术

手工GTAW的大体操作技术包括：

引弧与熔池控制、运弧与焊炬运动方式、填丝手法、停弧和熄弧、焊缝接头操作方式等。

1.引弧

咱们用的引弧方式为击穿式，普通GTAW电源均有高频或脉冲引弧和稳弧装置。

手握焊炬垂直于工件，使钨极与工件维持3-5min距离，接通电源，在高压高频或高压脉冲作用下，击穿间隙放电，使保护气电离形成离子流而引燃电弧。

该法保证钨极端部完好，烧损小，引弧质量好，因此应用普遍。

2.熔池控制

控制熔池的形状和大小说到底就是控制焊接温度：

温度对焊接质量的影响是很大的，各类焊接缺点的产生是温度不适当造成的，热裂纹、咬边、弧坑裂纹、凹陷、元素烧损、凸瘤等都是因为温度太高产生的，冷裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等都是焊接温度不够造成的。

3.运弧

运弧有必然的要求和规律：

焊炬轴线与已焊表面夹角称为焊炬倾角，它直接影响热量输入、保护效果和操作视野，一般焊炬倾角为70°

-85°

，焊炬倾角90°

时保护效果最好，但从焊炬中喷出的保护气流随着焊炬移动速度的增加而向后偏离，可能使熔池得不到充分的保护，所以焊速不能太快。

GTAW一般采用左焊法。

4.焊炬握法

用右手拇指和食指握住焊炬手柄，其余三指触及工件作为指点。

5.焊丝握法

左手中指在上、无名指在下夹持焊丝，拇指和食指捏住焊丝向前移动送入熔池，然后拇指食指松开后移再捏住焊丝前移，这样反复持续下去整根焊丝可不断顿的输送完毕。

焊丝送入角度、送入方式与熟练程度有关，它直接影响到焊缝的几何形状。

焊丝应低角度送入，一般为10°

-15°

，通常不大于20°

。

这样有助于熔化端被保护气覆盖并避免碰撞钨极，使焊丝以滴状过度到熔池中的距离缩短。

送丝动作要轻，不要搅动气体保护层，以避免空气侵入。

焊丝在进入熔池时，要避免与钨极接触短路，以避免钨极烧损落入熔池，引发焊缝夹钨。

焊丝结尾不要伸入弧柱内，即在熔池和钨极中间，不然，在弧柱高温作用下，焊丝猛烈熔化滴入熔池，引发飞溅并发出乒乒乓乓的响声，从而破坏了电弧的稳弧燃烧，结果会造成熔池内部污染，也使焊缝外观不好，灰黑不亮。

焊丝溶入熔池大致可分为五个步骤：

A．焊炬垂直于工件，引燃电弧形成熔池，当熔池被电弧加热到呈现白亮并将发生流动时，就要准备将焊丝送入。

B．焊炬稍向后移动并倾斜10°

C．想熔池强放内侧边缘约在熔池的1/3处送入焊丝结尾，靠熔池的热量将焊丝接触溶入，不要像气焊那样搅拌熔池（BC同时进行）

D．抽回焊丝单其结尾并非离开保护区，与熔池前沿维持者如分似离的状态准备再次加入焊丝。

焊炬前移至熔池前沿形成新的熔池。

（重复CDE动作直至焊接结束）

6.送丝

送丝可分为外填丝、内填丝和依丝法三种，咱们利用的是外填丝法，外填丝法是电弧在管壁外侧燃烧，焊丝从坡口一侧添加的操作方式。

外填丝法又分为持续送丝法和断续送丝法，咱们补焊只需断续送丝法即可。

断续送丝法有时也称为点滴送入法，是靠手的反复送拉动作将焊丝端头的熔滴送入熔池，熔化后将焊丝拉回退出熔池，但不离开保护区，焊丝拉回时靠电弧吹力将熔池表面的氧化膜排除掉。

此法适用于各类接头特别是组对间隙小、有垫板的薄板焊缝或角焊缝焊接，焊后焊缝表面呈清楚均匀的鱼鳞状。

断续送丝法容易掌握，初学者多采用这种送丝法。

但只适用于小电流、慢焊速、表面波纹粗的焊缝，当间隙较大或电流不适合时，用断续送丝法就难于控制焊接熔池，背面容易产生凹陷。

7.停弧

停弧就是由于某种原因此半途停下来，然后再继续进行焊接。

正确的停弧方式，就是采用铸件加速运弧速度后（缩小熔池面积）再收弧的方式，这样可以没有弧坑和缩孔，给下次引弧继续焊接创造了条件，加速运弧的长度为20mm左右。

再引弧焊接时，待熔池形成后，向后压1-2个波纹，接头起点不加或少加焊丝，然后转入正常焊接，为了避免产生气孔，保证焊缝质量，起点或接头处应适当放慢焊接速度。

8.收弧

收弧也称熄弧，是焊接终止的必需手法。

收弧很重要，应高度重视。

若收弧不妥，易引发弧坑裂纹，缩孔等缺点，常常利用收弧方式有：

A．焊接电流衰减法利用衰减装置，逐渐减小焊接电流，从而使熔池逐渐缩小，以至母材不能熔化，达到收弧处无缩孔之目的，普通的GTAW焊机都带有衰减装置。

B．增加焊速法在焊接终止时，焊炬前移速度逐渐加速，焊丝的给送量逐渐减少，直到母材不熔化时为止。

大体要点是逐渐减少热量输入，重叠焊缝20-30mm。

此法最适合于环缝，无弧坑无缩孔。

C．多次熄弧法终止时焊速减慢，焊炬后倾角加大，拉长电弧，使电弧热主要集中在焊丝上，而焊丝的给送量增大，填满弧坑，并使焊缝增高，熄弧后马上再引燃电弧，重复两三次，便于熔池在凝固时能继续取得焊丝补给，使收弧处慢慢冷却。

但多次熄弧后收弧处往往较高，需将收弧处增高的焊缝修平。

D．应用熄弧板法平板对接时常常利用熄弧板，焊后将熄弧板去掉修平。

实际操作证明：

有衰减装置用电流衰减法收弧最好，无衰减装置用增加焊速法收弧最好，可避免弧坑和缩孔，熄弧后不能马上把焊炬移走，应停留在收弧处待2-5min，用滞后气保护高温下的收弧部位不受氧化。

9.平焊焊接操作要领

焊接操作要领：

平焊是比较容易掌握的焊接位置，效率高，质量好，生产中应用得多，运弧时手要稳，钨极端头离工件3-5mm，约有钨极直径的倍。

多为直线运弧焊接，较少摆动，但不能跳动，焊丝与工件间夹角10°

，焊丝与焊炬彼此垂直。

铝6mm、紫铜3mm、碳钢和不锈钢4mm，在平焊位施焊可以不开坡口，而在别的位置施焊则应开坡口。

平焊位焊接，引弧形成熔池后仔细观察，视熔池的形状和大小控制焊接速度，若熔池表面呈凹形，并与母材熔合良好，则说明已经焊透；

若熔池表面呈凸形且与母材之间有死角，说明未焊透，应继续加温，当熔池稍有下沉的趋向时，应即时填加焊丝，逐渐缓慢而有规律的朝焊接方向移动电弧，应尽可能维持弧长不变，焊丝可在熔池前缘内侧一送一收或停放在熔池前缘即可，视母材坡口形式而定。

整个焊接进程应维持这种状态，焊丝加早了，会造成未熔透，加晚了容易造成焊瘤乃至烧穿。

熄弧后不可将焊炬马上提起，应在原位维持数秒至数分钟不动，以滞后气保护高温下的焊缝金属和钨极不被氧化。

焊完后检查焊缝质量：

几何尺寸、熔透情况、焊道是不是氧化咬边等。

焊接结束后，先关气，后关水。

最后关闭焊接电源。

八、典型手工钨极氩弧焊焊接缺点、问题及避免办法

焊缝中若存在缺点，它的各类性能将显著降低，以致影响产品的利用性能及安全。

GTAW常常利用于焊接较重要的产品，故对焊接质量的要求就更严格。

常见的焊接缺点及预防对策如下：

1.几何形状不符合要求

焊缝外形尺寸超出要求，高低宽窄不一，焊波脱节凸凹不平，成型不良，背面凹陷凸瘤等。

其危害是减弱焊缝强度或造成应力集中，降低动载荷强度。

造成该缺点的原因是：

焊接规范选择不妥，操作技术欠佳，填丝走焊不均匀，熔池形状和大小控制不准等。

预防的对策：

工艺参数选择适合，操作技术熟练，送丝及时位置准确，移动一致，准确控制熔池温度。

2.未焊透和未熔合

焊接时未完全熔透的现象称为未焊透，如坡口的根部或钝边未熔化，焊缝金属未透过对口间隙则称为根部未焊透，多层焊道时，后焊的焊道与先焊的焊道没有完全熔合在一路则称为层间未焊透。

其危害是减少了焊缝的有效截面积，因此降低了接头的强度和耐蚀性。

在GTAW中为焊透是不允许的。

焊接时焊道与母材或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部份称为未熔合。

往往与未焊透同时存在，二者区别在于：

未焊透老是有裂缝，而未熔合则没有。

未熔合是一种平面状缺点，其危害犹如裂纹。

对承载要求高和塑性差的材料危害性更大，所以未熔合是不允许存在的。

产生未焊透和未熔合的原因：

电流过小，焊速过快，间隙小，钝边厚，坡口角度小，电弧太长或电弧偏离坡口一侧，焊前清理不完全，尤其是铝合金的氧化膜，焊丝、焊炬和工件间位置不正确，操作技术不熟练等。

只要有上述一种或数种原因，就有可能产生未焊透和未熔合。

正确选择焊接规范，选择适当的坡口形式和装配尺寸，选择适合的垫板沟槽尺寸，熟练操作技术，走焊时要平稳均匀，正确掌握熔池温度等。

3.烧穿

焊接中熔化金属自坡口背面流出而形成穿孔的缺点。

产生原因与未焊透恰好相反。

熔池温度太高和填丝不及时是最重要的。

烧穿能降低焊缝强度，一路应力集中和裂纹而，烧穿是不允许的，都必需补好。

预防的对策也使工艺参数适合，装配尺寸准确，操作技术熟练。

4.裂纹

在焊接应力及其它致脆因素作用下，焊接接头中部地域的金属原子结合力受到破坏而形成的新界面而产生的裂缝，它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。

裂纹有热裂纹和冷裂纹之分。

焊接进程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线周围的高温区产生的裂纹叫热裂纹。

焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来讲马氏体转变温度一下，大约为230℃）时产生的裂纹叫冷裂纹。

冷却到室温并在以后的一按时间内才出现的冷裂纹又叫延迟裂纹。

裂纹不仅能减少焊缝金属的有效面积,降低接头的强度，影响产品的利用性能，而且会造成严重的应力集中，在产品的利用中，裂纹能继续扩展，以致发生脆性断裂。

所以裂纹是最危险的缺点，必需完全避免。

热裂纹的产生是冶金因素和焊接应力一路作用的结果。

预防对策：

减少高温停留时间和改善焊接时的应力。

冷裂纹的产生是材料有淬硬偏向，焊缝中扩散氢含量多和焊接应力三要素一路作用的结果。

预防办法：

限制焊缝中的扩散氢含量，降低冷却速度和减少高温停留时间以改善焊缝和热影响区的组织结构，采用合理的焊接顺序以减小焊接应力，选用适合的焊丝和工艺参数减少过热和晶粒长大偏向，采用正确的收弧方式填满弧坑，严格焊前清理，采用合理的坡口形式以减小熔合比。

5.气孔

焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的孔穴。

常见的气孔有三种，氢气孔多呈喇叭形，一氧化碳气孔呈链状，氮气孔多呈蜂窝状。

焊丝焊件表面的油污、氧化皮、潮气、保护气不纯或熔池在高温下氧化等都是产生气孔的原因。

气孔的危害是降低焊接接头强度和致密性，造成应力集中时可能成为裂纹的气源。

预防的对策，焊丝和焊件应清洁并干燥，保护气应符合标准要求，送丝及时，熔滴过度要快而准，移动平稳，避免熔池过热沸腾，焊炬摆幅不能过大。

焊丝焊炬工件间维持适合的相对位置和焊接速度。

6.夹渣和夹钨

由焊接冶金产生的，焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质如氧化物硫化物等称为夹渣。

钨极因电流过大或与工件焊丝碰撞而使端头熔化落入熔池中即产生了夹钨。

产生夹渣的原因，焊前清理不完全，焊丝熔化端严重氧化。

夹渣和夹钨均能降低接头强度和耐蚀性，都必需加以限制。

预防对策，保证焊前清理质量，焊丝熔化端始终处于保护区内，保护效果要好。

选择适合的钨极直径和焊接规范，提高操作技术熟练程度，正确修磨钨极端部尖角，当发生打钨时，必需从头修磨钨极。

7.咬边

沿焊趾的母材熔化后未取得焊缝金属的补充而留下的沟槽称为咬边，有表面咬边和根部咬边两种。

产生咬边的原因：

电流过大，焊炬角度错误，填丝慢了或位置不准，焊速过快等。

钝边和坡口面熔化过深使熔化焊缝金属难于充满就会产生根部咬边，油漆在横焊上侧。

咬边多产生在立焊、横焊上侧和仰焊部位。

富有流动性的金属更易产生咬边，如含镍较高的低温钢、钛金属等。

咬边的危害是降低了接头强度，容易形成应力集中。

选择的工艺参数要适合，操作技术要熟练，严格控制熔池的形状和大小，熔池要饱满，焊速要适合，填丝要及时，位置要准确。

8.焊道过烧和氧化

焊道内外表面有严重的氧化物，产生的原因：

气体的保护效果差，如气体不纯，流量小等，熔池温度太高，如电流大、焊速慢、填丝迟缓等，焊前清理不干净，钨极外伸太长，电弧长度过大，钨极和喷嘴不同心等。

焊接铬镍奥氏体钢时内部产生菜花状氧化物，说明内部充气不足或密封不严实。

焊道过烧能严重降低接头的利用性能，必需找出产生的原因此制定预防的办法。

9.偏弧

产生的原因：

钨极不笔直，钨极端部形状不精准，产生打钨后未修磨钨极，焊炬角度或位置不正确，熔池形状或填丝错误等。

10.工艺参数不适合所产生的缺点

工艺参数不适合所产生的缺点：

电流过大：

咬边、焊道表面平而宽、氧化和烧穿。

电流过小：

焊道宽而高、与母材过度不圆滑且熔合不良、为焊透和未熔合。

焊速太快：

焊道细小、焊波脱节、未焊透和未熔合、坡口未填满。

焊速太慢：

焊道过宽、太高的余高、凸瘤或烧穿。

电弧太长：

气孔、夹渣、未焊透、氧化。

九、钨极氩弧焊设备与工艺禁忌

1.钨极氩弧焊设备禁忌

钨极氩弧焊焊铝合金忌选用直流弧焊电源

在铝合金的TIG焊工艺中，两个物理现象影响着焊接：

一是铝合金工件高温状态时形成的熔池表面的氧化铝阻焊膜的破碎现象；

二是TIG焊时钨电极的高温烧损现象。

铝合金的TIG焊接工艺可否进行，焊接质量的好坏，都与这两个现象相关，而两个物理现象的产生，与焊接电弧中正离子与电子的“行为”分不开。

从物理学中得知：

虽然正离子所携带的电荷与电子的电荷量相当，可是前者的质量却远大于后者。

这就决定了焊接电弧中，“导电”的主因是电子而“摧毁”阻焊膜的主因是正离子。

质量庞大的正离子在电场（直流反接）的作用下，冲击熔池表面的氧化铝阻焊膜，就造成氧化膜的破碎，而只是在阻焊膜破碎的前提下，才能使铝合金的焊接进行下去；

在同一电场作用下，大量带电负电荷的电子涌向表面积很小的钨电极尖端，这造成了钨电极尖端温度的急剧上升，结果钨电极急剧烧损，而钨电极烧损过快，焊接进程也无法进行下去。

当电弧电场与前相反时（直流正接），虽然此时也有正离子冲击钨电极尖端，但冲击钨电极尖端正离子的数量太少（因质量庞大的正离子运动速度很慢），因此钨电极不会烧损。

于此同时，大量带负电荷的电子涌向表面积比钨电极尖端大很多倍的工件熔池，而质量过小的电子群已不能“摧毁”熔池表面的氧化铝阻焊膜。

为此，铝合金TIG焊时，只有采用交流电源，才能达到即要阻焊膜破碎（即通常专业术语所指“阴极破碎”），又要减少钨电极烧损的目的，即在相当直流正接的交流半周是“阴极破碎”，而在相当直流反接的交流半周时缓和一下钨电极的烧损。

2.钨极氩弧焊工艺禁忌

在一般焊接中忌利用直流反接焊法

直流钨极氩弧焊时阳极的发烧量远大于阴极，所以用直流正接（工件接正）焊接时，钨极因发烧量小不易过热，一样直径的钨极可以采用较大电流。

此时，工件发烧量大，熔深也大，生产率高，钨极热电子发射能力比工件强，使，电弧稳定而集中。

因此，大多数金属（除铝、镁及其合金外）宜采用直流正接焊接。

直流反接焊接时情况与上述相反，一般不推荐利用。

矩形波交流钨极氩弧焊负半波通电时间比例忌过大

矩形波交流钨极氩弧焊可通过改变正负半波通电时间的比例来一致直流分量和调节阴极清理作用的强弱，但应按照焊接条件选择适当的最小的比例，使其既可知足清理氧化膜的需要，又能取得最大熔深和最小的钨极损耗。

比例过大虽可取得较轻的阴极清理作用，但会使钨极烧损严重，熔池变得浅而宽，对焊接不利。

焊接电流过大时忌采用尖锥角钨极

焊接电流较大时利用细直径尖锥角钨极，会使电流密度过大，造成钨极结尾过热熔化并增加烧损。

同时，电弧半点也会扩展到钨极结尾锥面上，使弧柱明显扩展、飘荡不稳，影响焊缝成型。

因此，自大电流焊接时应选用直径较粗的钨极，并将其结尾磨成钝锥角或待用平顶的锥形。

气体流量和喷嘴直径忌超过应有范围

在必然条件下，气体流量和喷嘴直径有一个最佳配合范围。

对手工氩弧焊而言，当流量为5-25L/min时其对应的喷嘴口径为5-20mm。

在此范围内，气流过小或喷嘴口径过大，会使气流挺度差，排除周围空气的能力弱，保护效果不佳；

若气流太大或喷嘴直径过小，会因气流速度太高而形成紊流，这样不仅缩小了保护范围，还会使空气卷入，降低保护效果。

气体保护焊忌采用过大的焊速

焊接速度的大小主要由工件厚度决定，并和焊接电流、预热温度等配合，以保证取得所需的熔深和熔宽。

但在高速自动焊时，还要考虑焊接速度对气体保护效果的影响，不宜采用过大的焊接速度。

因为焊接速度过大，保护气流严重偏后，可能是钨极端部、弧柱和熔池暴露在空气中，从而影响保护效果。

喷嘴到工件的距离忌过大或过小

喷嘴到工件的距离表现了电极外伸长度和弧度的相对长短。

在电极外伸长度不变时，改变喷嘴到工件的距离，既改变了弧长的大小，又改变了气体保护的状态。

若喷嘴到工件的距离拉大，则电弧的锥形地面将变大，气体保护效果将大受影响。

但距离太近，不仅会影响视线，且容易使钨丝与熔池接触，产生夹钨缺点。

一般喷嘴顶部与工件的距离在8-14mm之间

钨极氩弧焊忌采用接触引弧方式

接触引弧，即将钨极结尾与焊件直接短路，然后迅速拉开而引燃电弧。

这种引弧方式靠得住性差，钨极容易烧损，混入焊缝中的金属钨又会造成“夹钨”缺点。

因此，接触引弧有很多短处，不易采用。

氩弧焊接忌采用简易焊接流程

焊接流程过于简单，易产生明显的焊缝凹陷、气孔和裂纹缺点，对热裂纹偏向较大的材料愈甚。

正常的焊接流程应该是在氩气保护自爱进行引弧和收弧，以避免钨极和焊缝金属氧化，影响焊缝质量。

同时，采用电流衰减的方式减少焊接电流，通过慢慢减少熔池的热输入来避免产生裂纹。

平焊时焊枪忌跳跃式运动

平焊是较容易掌握的一种焊接位置，适于手工焊和自动焊。

焊接时钨极与工件的位置要准确，焊枪角度要适当，要特别注意电弧的稳定性和焊枪移动速度的均匀性，以确保焊缝的熔深、熔宽均匀一致。

手工焊时宜采用左向焊法，焊枪做均匀的直线运动。

为了取得必然的熔宽，焊枪允许横的摆动，但不宜跳动。

填充丝的直径一般不超过3mm。

热丝钨极氩弧焊忌利用铝、铜焊丝

利用附加电源在焊丝前段产生的电阻热可将焊丝加热至预定温度，从而提高焊接的熔敷速度。

但对于铝和铜，由于电阻率小，要求很大的加热电源，从而造成过大的电弧磁偏吹和熔化不均匀，所以热丝焊接不易采用铝、铜焊丝。

十、手工钨极氩弧焊填充操作禁忌

手工钨极氩弧焊填充焊丝时，必需等待母材充分熔融后再沿与工件表面成15°

的方向，敏捷地从熔池前沿送进焊丝，才是焊枪喷嘴亦可稍后平移一下，然后撤回钨丝。

操作时不允许进行下列动作：

A．将焊丝抬得太高或与钨棒接触。

B．将焊丝直接伸入熔池中央或在焊缝横向来回摆动。

C．将焊丝端头撤离气体保护区。

内部培训资料

柳化