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毕业设计论文范文焊接技术

摘要

本论文阐述了钛及钛合金的作用、特点及焊接性，TC2钛合金作为重要的新型结构材料具有密度小、抗拉强度高、比强度大等优点，被广泛应用于航空工业、航天工业、化学工业、造船工业等方面。

通过对TC2薄板钛合金化学成分、组织、性能和焊接工艺规范的不断摸索，以及对焊接过程容易出现的问题的综合分析，总结出钛及钛合金的焊接工艺特点及操作要领，并简要论述了钨极氩弧焊的原理和工艺特性以及焊件的焊后质量检测原则。

关键词：

钛及钛合金焊接工艺钨极氩弧焊质量检测

Thispaperexpoundstheroleoftitaniumandtitaniumalloy,characteristicsandweldability,TC2titaniumalloyasimportantnewstructuralmaterialswithlowdensity,hightensilestrengththanintensitybig,etc.,arewidelyusedinaviationindustry,theaerospaceindustry,chemical,shipbuilding,etc.ThroughTC2sheetoftitaniumalloychemicalcomposition,microstructure,propertiesandweldingprocessstandardfumbleceaselessly,andtheweldingprocesseasilytheproblemsofcomprehensiveanalysis,thispapersummarizesthetitaniumandtitaniumalloyweldingtechnologycharacteristicsandoperatingessentials,anddescribesbrieflytungstenpoleargonarcweldingprincipleandprocesscharacteristicsandweldingqualitytestingprincipleofafterwelding.

Keywords:

titaniumandtitaniumalloyweldingprocesstungstenpoleargonarcweldingqualityexamination

前言

焊接是现代工业生产中不可缺少的先进制造技术，已经成为金属加工的重要手段之一。

随着科学技术的不断发展，焊接技术越来越受到各行各业的密切关注，广泛应用于机械、冶金、电力锅炉和压力容器、建筑、桥梁、船舶、汽车、电子、航空航天、军工和军事装备等产业部门和海洋工程、核电工程、电子技术工程中。

钛和钛合金是20世纪50年代后期发展起来的一种新型优良的结构材料，钛合金具有良好的高温强度，优良的抗腐蚀性能，比强度大、塑韧性好、密度小、可加工性较好等优点。

因此钛和钛合金一直是航空航天工业的“脊柱”之一，近年来，钛在石油、化工、汽车、生物医学和文体用品等领域开始得到应用，并已成为新工艺、新技术、新设备不可缺少的金属材料，钛工业进入一个崭新的发展阶段。

根据钛和钛合金的化学成分，组织性能及特点，采用的焊接方法有：

氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊、电阻焊、缝焊、钎焊和扩散焊等，且目前氩弧焊是众多焊接方法中应用最普遍的。

以高熔点的纯钨或钨合金作电极，用惰性气体氩气为保护气的非熔化极电弧焊方法钨极氩弧焊在钛和钛合金的焊接中应用最为广泛。

随着科学技术的不断发展和各种新材料的不断出现，可以预料，在推动我国的经济建设，国防建设和发展科学事业上，焊接技术起到越来越重要的作用。

1钛和钛合金的发展概况、作用及特点

钛是地壳中储量十分丰富的元素，居于第四位。

钛是1791年被英国牧师格累高尔发现的。

1795年马丁，克拉普罗特在分析一种金红石时，认识到这种矿石是一种金属氧化物，并将这种金属命名为钛，由于钛很容易和常见的金属形成合金，在发现后很多年内，许多人企图从它的化合物中将它分离出来，都未获成功，直到1910年才由美国化学家亨特将很纯的TiCl4和金属Na一齐放进耐高压的钢缸中，将缸加热到红热，冷却后，洗去NaCl得到纯度高达99.9％的钛。

钛及钛合金是一种优良的结构材料，具有密度小、比强度高、塑韧性好、耐热耐蚀性好、可加工性较好等优点。

20世纪50年代，军用飞机进入了超声速时代,航空发动机相应地进入喷气发动机时代,原有的铝、钢结构已不能满足新的需求。

钛及钛合金恰恰在这个时候进入了工业性发展阶段,由于它具有比强度高、使用温度范围宽（-269～600℃）、抗蚀性好和其他一些可利用的特性,因此很快被选用于航空航天工业，后来逐渐应用到化学工业、造船工业、仪器仪表、生物医学和文体用品等领域。

自从人类1790年发现钛元素，1951年进入工业化生产以来，钛逐渐显示出它独特的优越性能，钛的应用可以获得明显的技术进步和经济效益。

钛的蕴藏量是铜的十倍，是继铁、铝之后的“第三金属”，被称为“空间金属”。

由于钛所具有的一系列优良性能，资源又很丰富，钛的工业生产问世后，立即受到普遍高度重视，随着航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8％的增长速度发展。

目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨，钛合金牌号近30种。

使用最广泛的钛合金是Ti-4Al-1.5Mn（TC2）、Ti-6Al-4V（TC4）、Ti-5Al-2.5Sn（TA7）和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。

此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

钛合金的性能：

钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。

99.5％工业纯钛的性能为：

密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1800℃，导热系数λ=15.24W/（m.K），抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

（1）比强度高　　钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。

因此钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。

目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。

（2）热强度高　　使用温度比铝合金高几XX，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。

钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。

（3）抗蚀性好　　钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。

但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。

（4）低温性能好　　钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。

低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。

因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。

（5）化学活性大　　钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。

含碳量大于0.2％时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。

吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15mm，硬化程度为20％～30％。

钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。

（6）导热系数小、弹性模量小，钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50％。

钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

TC2是一种a＋β型钛合金，化学成分为Ti-4Al-1.5Mn，属于中强钛合金，具有良好的可焊性，主要用作连接管路。

该合金变形能力较差，压力加工成形较困难。

在我国，该牌号钛合金的熔炼、锻造、棒材和板材加工技术已趋成熟，但管材加工仍属空白。

针对该合金的特点，采用挤压后机加工的方法生产热加工管材。

重点对化学成分、挤压温度、挤压比、退火温度对管材挤压成形、组织性能等的影响进行了研究，确定了合理的工艺参数，研制的管材表面质量、组织性能及尺寸精度完全满足相关钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。

2钛和钛合金的分类及性能

2.1工业纯钛的性能及特点

工业纯钛的性质与其纯度有关，纯度越高，强度和硬度越底，塑性越高，越容易加工成形。

钛在885℃时发生同素异构转变，在885℃以下为密排六方晶格结构，称为α钛；在885℃以上为体心力方晶格结构，称为β钛。

钛合金的同素异构转变温度则随加入的合金元素的种类和数量的不同而变化。

工业纯钛的再结晶温度为550～650℃。

工业纯钛中的主要杂质有氢、氧、铁、硅、碳、氮等，其中氧、氮、碳与钛形成间隙固溶体，铁、硅等元素与钛形成置换固溶体，起固溶强化作用，显著提高钛的强度和硬度，降低其塑性和韧性。

氢以置换方式固溶于钛中，微量的氢即能够使钛的冲击韧性急剧降低，增大缺口敏感性，并引起氢脆。

工业纯钛根据其杂质（主要是氧和铁）的含量以及强度差别分为TA1、TA2、TA3三个牌号。

随着工业纯钛牌号的顺序数字增大，其杂质含量增加，强度增加，塑性降低。

钛的主要物理性能见表2.1-1，钛和钛合金的比强度很高，是很好的热强合金材料。

钛的导热性差，摩擦因数大，其切削，磨削加工性能和耐磨性较差。

钛的弹性模量较低，不利于结构的刚度，也不利于钛及钛合金的成形和校直。

钛的主要物理性能（20℃）

密度／g．㎝-3

熔点／℃

比热容／J.㎏-1K-1

热导率／J.m-1s-1k-1

电阻率／uΩ.㎝

线膨胀系数／10-6k-1

弹性模量／Mpa

4.5

1668

522

16

42

8.4

16

表2.1-1

工业纯钛容易加工成形，但在加工后会产生加工硬化。

为恢复塑性，可以采用真空退火处理，退火温度为700℃，保温1h。

工业纯钛具有很高的化学活性，钛和氧的亲和力很强，在室温条件下就能在表面生成一层致灭密而稳定的氧化膜。

由于氧化膜的保护作用，使钛在大气、高温气体（550℃以下），中性及氧化性介质，不同浓度的硝酸、稀硫酸、氯盐溶液以及碱溶液中都有良好的耐蚀性，但氢氟酸对钛具有很大的腐蚀作用。

工业纯钛的化学活性随着加热温度的增加而迅速增大，并在固态下具有很强的吸收各种气体的能力。

工业纯钛是一种常用的α-Ti合金，具有良好的耐腐蚀性、塑性、韧性和焊接性。

其板材和棒材可以用于制造350℃以下工作的零件，如飞机蒙皮、隔热板、热交换器、化学工业的耐蚀结构等。

2.2钛合金的分类及特性

工业纯钛的强度还不高，在其中加入合金元素便可以得到钛合金，其强度、塑性、抗氧化等性能显著提高，并使钛合金的相变温度和结晶组织发生相应的变化。

钛合金根据其退火组织可分为三大类：

α钛合金、β钛合金和（α+β）钛合金。

其牌号分别以T加A、B、C和顺序数字表示。

TA4～TA10表示α钛合金，TB2～TB4表示β钛合金，TC1～TC12表示α+β钛合金。

2.2.1α钛合金

加入铝可使钛合金的同素异晶转变温度提高，在室温和工作温度下获得单相α组织，故称为α钛合金。

α钛合金具有很好的热稳定性、热强性和焊接性，但室温强度比其他钛合金低，塑性变形能力也较差，且不能热处理强化，主要是固溶强化，通常在退火状态下使用。

其牌号有TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等。

TA7是典型牌号，可制作在500以下工作的零件，如导弹燃料罁，超音速飞机的涡轮记机匣，发动机压气机盘和叶片等。

2.2.2β钛合金

在钛中加入钼、铌、钒等稳定β相合金元素，可获得稳定的β相组织，故称为β钛合金。

β钛合金淬火后具有良好塑性、可进行冷变形加工。

经淬火时效后，使合金强度提高，焊接性好，但热稳定性差。

其牌号有TB1、TB2，适于制作在350℃以下使用的重载荷回转件（如压气机叶片、轮盘等）以及飞机构件等。

2.2.3（α+β）钛合金

在钛中加入稳定的β相元素（Mn、Cr、V等），再加入稳定α相（Al），在室温下即获得（α+β）双向组织，故称为（α+β）钛合金。

这种合金塑性好，易于锻压，经淬火时效强化后强度可提高50﹪～100﹪，但热稳定性差。

其牌号有TC1、TC2、…、TC10，TC2、TC4是典型牌号，经淬火和时效处理后，强度高、塑性好，在400℃时组织稳定，蠕变强度较高，低温时韧性好，并优良好的海水应变腐蚀及抗热盐应力腐蚀的能力，适于制造400℃室温以下长期工作的零件，要求有一定高温强度的发动机零件，以及在低温下使用的火箭、导弹的液氢燃料箱部件等。

（α+β）钛合金兼有α和β钛合金的特点，但随着α相比例的增加，其加工性能变差，随着β相比例的增加，其焊接性能变差。

（α+β）钛合金退火状态时断裂韧性高，热处理状态时比强度大，硬化倾向较α和β钛合金大。

（α+β）钛合金的室温，中温强度比α钛合金高，并且由于β相溶解氢等杂质的能力较α相大，因此，氢对（α+β）钛合金的危害较α钛合金小。

由于（α+β）钛合金力学性能可以在较宽的范围内变化，从而可以使其适应不同的用途。

TC2（Ti-4Al-1.5Mn）是目前应用较广泛的（α+β）钛合金，其基本相组成是α相和β相，但在不同的热处理忽然热加工条件下，两相的比例，性质和形态是不同的。

将TC2钛合金加热到不同温度后空冷即可以得到不同的组织。

TC2钛合金的室温强度高，在150℃～350℃时具有良好的耐热性。

此外，还具有良好的压力加工和焊接性能。

焊后可以不做任何处理即可使用，而且可以通过焊后的固熔和时效处理进一步获得强化。

2.3钛和钛合金的焊接性

钛和钛合金具有特定的物理，化学性质和热处理性能，为掌握钛和钛合金的焊接工艺，提高焊接质量，必须深入了解钛和钛合金的焊接性。

钛及钛合金的焊接性能，具有许多显著特点，这些焊接特点是由于钛及钛合金的物理化学性能决定的。

2.3.1气体及杂质污染对焊接性能的影响

在常温下，钛及钛合金是比较稳定的。

但试验表示，在焊接过程中，液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用，而且在固态下，这些气体已与其发生作用。

随着温度的升高，钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升，大约在250℃左右开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，这些气体被吸收后，将会直接引起焊接接头脆化，是影响焊接质量的极为重要的因素。

（1）氢是影响氢是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。

焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能影响最为显著，其主要原因是随缝含氢弹量增加，焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。

TiH2强度很低，故片状或针状卫HiH2的作用例以缺口，合冲击性能显著降低；焊缝含氢量变化对强度的提高及塑性的降低的作用不很时显。

（2）氧的影响氧在钛的α相和β想中都有有较高的熔解度，并能形成间隙固深相，使用权钛的晶伤口严重扭曲，从而提高钛及钛合金的硬度和强度，使塑性却显著降低。

为了保证焊接接应的性能，除了在焊接过程中严防焊缝及焊按热影响区发主氧化外，同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量。

（3）氮的影响在700℃以上的高温下，氮和钛发生剧作用，形成脆硬的氮化钛（TiN）而且氮与钛形成间隙固溶体时所引起的晶格歪挪程度，比是量的氧引起的后果更为严重，因此，氮对提高工业纯钛焊缝的抗拉强度、硬度，降低焊缝的塑性性能比氧更为显著。

（4）碳的影响碳也是钛及钛合金中常见的杂质，实验表明，当碳含量为0.13%时，碳因深在α钛中，焊缝强度极限有些提高，塑性有些下降，但不及氧氮的作用强烈。

但是当进一步提高焊缝含碳量时，焊缝却出现网状TiC，其数量随碳含量增高而增多，使焊缝塑性急剧下降，在焊接应力作用下易出现裂纹。

因此，钛及钛合金母材的含碳量不大于0.1%，焊缝含碳量不超过母材含碳量。

2.3.2焊接接头裂纹问题

钛及钛合金焊接时，焊接接头产生热裂纹的可能性很小，这是因为钛及钛合金中S、P、C等杂质含量很少，由S、P形成的低熔点共晶不易出现在晶界上，加之有效结晶温度区间窄小，钛及钛合金凝固时收缩量小，焊缝金属不会产生热裂纹。

钛及钛合金焊按时，热影响区可出现冷裂纹，其特征是裂纹产生在焊后数小时甚至更长时间称作延迟裂纹。

经研究表明这种裂纹与焊接过程中氢弹的扩散有关。

焊接过程中氢由高温深池向较低温的热影响区扩散，氢含量的提高使该区析出TiH2量增加，增大热影响区脆性，另外由于氢化物析出时体积膨胀引起较大的组织应力，再加上氢原子向该区的高应力部位扩散及聚集，以致形成裂纹。

防止这种延迟裂纹产生的办法，主要是减少焊接接头氢的来源。

2.3.3焊缝中的气孔问题

钛及钛合金焊接时，气孔是经常碰到的问题。

形成气孔的根本原因是由于氢影响的结果，氢在高温时溶入熔池，冷却结晶时过饱和的氢来不及从熔池溢出时便在焊缝中聚集形成气孔。

氢在钛中的溶解度随着液体温度的升高反而下降，并在凝固温度时发生溶解度突变。

焊接时熔池中部比熔池边缘的温度高，使熔池中部的氢除像气泡核扩散外，同时也向熔合线扩散，因此，氢气孔多数产生在焊缝中部和熔合线。

焊缝金属形成气孔主要影响到接头的疲劳强度。

防止产生气孔的工艺措施主要有：

（1）、保护氩气要纯，纯度应不低于99.99%，焊炬上通氩气的管道不宜采用橡皮管，以尼龙软管为好。

（2）、彻底清除焊件表面、焊丝表面上的氧化皮油污等有机物，严格限制原材料中氢、氧、氮等杂质气体的含量，焊前对焊丝进行针孔去氢处理来改善焊丝的含氢量和表面状态。

（3）、尽量缩短焊件清理后到焊接的时间，一般不要超过2小时，否则要妥善保存，以防吸潮。

（4）、对熔池施以良好的气体保护，控制好氩气的流量及流速，防止产生紊流现象，影响保护效果。

（5）、正确选择焊接工艺参数，延长熔池停留时间，以便于气泡溢出，控制氩气的流量，防止絮流现象，尽可能有效地减少气孔。

2.3.4粗晶倾向

钛的熔点高，热容量大，导热性差，因此，在焊接时容易形成较大的熔池，并且熔池的温度很高，这使得焊缝及热影响区金属在高温的停留时间比较长，晶粒长大倾向比较大，使接头塑性和断裂韧性降低。

长大的晶粒难以用热处理的方法恢复，所以焊接时应该严格控制焊接的热输入量。

为了避免α相和β相产生不良结合以及避免W相的形成，应该采用较大的线能量。

2.3.5焊接变形

钛的弹性模量比不锈钢小，在同样的焊接应力条件下，钛和钛合金的焊接变形是不锈钢的1倍，因此焊接时应该采用垫板和压板将待焊件压紧，以减少焊接变形。

此外，垫板和压板还可以传导焊接区的热量，缩短焊接区的高温停留时间，减小焊缝的氧化。

3钨极氩弧焊的技术特点及应用

3.1钨极氩弧焊的原理及设备

氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化。

钨极氩弧焊结构示意图如图3.1-1所示。

图3.1-1

　　1—填充细棒2—喷嘴3—导电嘴4—焊枪5—钨极6—焊枪手柄

7—氩气流8—焊接电弧9—金属熔池10—焊丝盘11—送丝机构12—焊丝

钨极氩弧焊的设备一般由焊接电源、引弧和稳弧装置、焊枪、供气系统、水冷系统和控制系统等组成，其中引弧和稳弧装置、焊接控制系统都位于控制箱内。

3.2钨极氩弧焊的特点

钨极氩弧焊与手工焊条电弧焊相比主要有以下特点：

（1）氩气是惰性气体，高温下不分解，与焊缝金属不发生反应，不溶解于液态金属，故保护效果最佳，能有效的保护熔池金属，是一种高质量的焊接方法。

（2）氩气是单原子气体，高温无二次吸放热分解反应，导电能力差,以及氩气流产生的压缩效应和冷却作用，使电弧热集中，温度高， 电弧稳定性好，即使在低电流下电弧还能稳定燃烧。

（3）氩弧焊热量集中，从喷嘴中喷出的氩气有冷却作用，因此焊缝热影响区窄，焊件变形小。

（4）用氩气保护无熔渣，提高了工作效率，而且焊缝成形美观，质量好。

（5）氩弧焊明弧操作，熔池可观性好，便于观察和操作，技术容易掌握，适合各种位置焊接。

（6）除黑色金属外，可用于焊接不锈钢、铝、铜等有色金属及合金钢。

但氩弧焊成本高；而且氩气电离势高，引弧困难；氩弧焊产生紫外线强度高于手工焊条电弧焊5—30倍；另外，钨极有一定放射性，对焊工也有一定的危害，目前推广使用的铈钨极对焊工的危害较小。

3.3钨极氩弧焊的分类

钨极氩弧焊按操作方法可分为手工钨极氩弧焊和机械化焊接两种。

对于直线焊缝和规则的曲线焊缝，可采用机械化焊接。

而对于不规则的或较短的焊缝，则采用手工钨极氩弧焊。

钨极氩弧焊使用的电流种类一般有直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊和脉冲钨极氩弧焊三种，目前使用较多的是直流手工钨极氩弧焊。

3.3.1直流钨极氩弧焊

直流钨极氩弧焊通常分为两种：

直流反极性和直流正极性，一般金属（除铝镁及其合金外）选用选用直流正极性钨极氩弧焊最好，交流次之。

铝、镁及其合金的薄件可选用直流反极性进行焊接。

（1）直流反极性

在钨极氩弧焊中，虽很少用直流反极性，原因是钨极易氧化烧损，焊缝宽而窄，电弧不稳定。

但是，它具有“阴极破碎”作用。

所谓“阴极破碎”作用，在交流焊的反极性半波也同样存在，它是成功地焊接铝、镁及其合金的重要因素。

铝、镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表面，如不及时清除，焊接时会造成未熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊接质量。

实践证明，反极性时，被焊金属表面的氧化膜在电弧的作用下，可以被清除掉而获得成形美观的焊缝。

这种作用要求阴极斑点的能量密度要很高和被质量很大的正离子撞击，致使氧化膜破碎。

（2）直流正极性

直流正极性时，焊件接正极，焊件接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，产生大量的热，且其熔点高，这时电弧阴极的导电机构是以热阴极导电机构为主，钨极的热发射（电子）能力强，这一点有利于电弧的引燃和稳定燃烧，因此，在电流较小的情况下电弧也非常稳定，熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小，这对于焊接薄件非常有利。

因此除焊接铝、镁及其合金外，一般均采用直流正极性接法进行焊接。

3.3.2交流钨极氩弧焊

交流钨极氩弧焊焊接时电流的极性周期性的变化。

在交流正极性（焊件为正）半周，因钨极承载能力较大，电弧稳定、集中，使焊缝得到足够的熔深。

而在交流反极性（焊件为负）半周，则利用“阴极破碎”作用，可以彻底清除熔池及其附近区域的氧化膜，并使钨极得到冷却，因此它兼有直流正、反极性钨极氩弧焊的优点。

此外，交流钨极氩弧焊设备简单，成本低，维修方便。

因此，交流钨极氩弧焊被广泛用