钨极氩弧焊
氩弧焊(TIG)..
6
当利用基值电流维持主电弧的电离 通道，并周期地加一同极性高峰值的脉 冲电流，产生脉冲电弧，以熔化金属并 控制熔滴过渡，称为脉冲氩弧焊。脉冲 氩弧焊的焊接电流时脉冲直流或脉冲交 流。脉冲氩弧焊由基本电流维持电弧稳 定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化焊 件。脉冲氩弧焊与一般氩弧焊的主要区 别是采用可控的脉冲电流来熔化工件， 而不是利用稳定的直流或交流。又可分 为使用钨极的脉冲氩弧焊和使用熔化极 的脉冲氩弧焊。脉冲氩弧焊（PulsedTIG）特别适合焊接薄板，且飞溅小。
带脉冲功能的直流TIG焊机（OTC）
1、2 钨极氩弧焊的工艺特点
（1）普通钨极氩弧焊
1:焊接过程稳定，电弧能量参 数可精确控制 2：焊接质量好 优 点 3：适于薄板焊接，全位置焊接 4：焊接过程易于现自动化 5：焊缝区无熔渣，焊工可清楚地 看到熔池和焊缝成形过程 1：抗风能力差
缺 点
2：对工件清理要求较高
项目
直流
交流
正接
电流波形 两极热量近 似比例 熔深特点 阴极（破碎） 清理作用 电弧稳定性 消除直流分 量装置 适用范围 I 焊件70%:钨极 30% 深、窄 无 很稳定 不需要 除铝、镁及其 合金、铝青铜 的几乎所有金 属 I
反接
I
正玹波
I
矩形波
焊件30%；钨 极70% 浅、宽 有 不稳定 不需要 焊接厚度小于 3mm的铝，镁 及其合金
3：成产率低
（1）脉冲钨极氩弧焊
脉冲钨极氩弧焊具有以下几个工艺特点。 1，焊接过程是脉冲式加热，熔池金属高温停留时间短，金属冷凝快，可减少热 敏感材料焊接时的热烈纹倾向，适合热敏材料焊接 2，焊件热输入小，电弧能量集中且挺度搞，便于控制热输入和熔池的大小，对 薄板、超薄板焊接尤为适宜。 3、每个焊点加热时间短，冷却迅速，适合于厚度差别较大和导热性能差别大 的焊件的焊接。 4、高频电弧振荡作用有利于消除气孔、获得细晶粒的显微组织，提高焊接接 头的力学性能。 5、脉冲高频电弧挺度大、指向性强，适合高速焊，焊接速度可达到3m/min。
《钨极氩弧焊 》课件
钨极氩弧焊：常见问题
1 焊接后出现气孔
可能是由于未正确清洁工件表面、气体流量不足或焊接速度过快导致。
2 焊缝表面出现裂纹
可能是由于焊接温度过高或冷却速度过快引起的热应力。
3 焊缝强度不够
可能是由于焊接参数选择不当、焊接位置不准确等因素造成的。
钨极氩弧焊：参考文献
相关书籍和文献
《钨极氩弧焊技术手册》、《钨极氩弧焊应 用与发展》等。
《钨极氩弧焊 》PPT课件
钨极氩弧焊是一种常用的焊接方法，本课件将详细介绍钨极氩弧焊的概述、 工作原理、设备和材料、操作步骤、应用、安全注意事项、常见问题和参考 文献。
钨极氩弧焊：简介
钨极氩弧焊是一种常用的电弧焊方法，通过在焊接区域施加一定电压，使用钨极产生的氩气弧电弧，将 工件表面熔化，并通过熔化池形成焊缝。
气体
氩气是常用的气体，用于 保护焊接区域。
钨极氩弧焊：操作步骤
1
准备工作
清洁工件表面，确认焊接位置和姿态。
焊接准备
2
选择合适的焊接参数和材料，安装钨
极和阴极，设置气体流量。
3
开始焊接
点燃等离子弧，将钨极和工件接触，
焊接结束
4
开始焊接过程。
停止等离子弧，清理残留材料，检查 焊缝质量。
钨极氩弧焊：应用
优点
钨极氩弧焊具有高焊接质量、焊缝美观、焊 接可靠等优点。
应用领域
广泛应用于航空航天、化工、能源、制造等 行业的焊接工艺。
钨极氩弧焊：安全注意事项
1 焊接环境
2 泄漏隐患3 电气安全源自确保焊接区域通风良好， 远离易燃、易爆物品。
注意气体泄漏，及时处 理和预防意外。
遵循正确的电气安全操 作，避免触电风险。
焊接方法与设备(钨极氩弧焊)
01
02
03
电源类型
钨极氩弧焊设备需要直流 电源，通常采用硅整流或 可控硅整流电源。
电源特性
电源应具有稳定的输出电 压和电流，能够调节焊接 参数，以满足不同焊接需 求。
电源保护
电源应具备过流、过压、 缺相和短路等保护功能， 确保设备安全运行。
焊接机头
机头结构
焊接机头应具备稳定和灵 活的定位系统，能够快速 准确地调整钨极位置和焊 接角度。
部质量。
力学性能检测
03
对焊接接头进行力学性能测试，如拉伸、弯曲、冲击等试验，
确保其满足使用要求。
04
钨极氩弧焊材料
焊接材料选择
母材
根据母材的材质、厚度、结构以及使用要求，选择合适的焊接材 料。
焊接工艺参数
根据母材的特性、焊接要求以及设备条件，确定合适的焊接工艺 参数，如电流、电压、焊接速度等。
清理焊件表面杂质，正确装配焊件，调整焊机至合适状态。
焊接姿势
保持正确的焊接姿势，避免操作不顺或疲劳。
焊接方法
采用合适的焊接方法，如平焊、立焊、仰焊等，根据实际情况选择。
焊接质量检测与控制
外观检测
01
检查焊缝外观是否符合要求，如焊缝宽度、深度、表面质量等。
无损检测
02
采用无损检测技计
根据母材的结构和使用要求，设计合理的焊接接头形式，以确保 焊接质量和结构的完整性。
填充材料
填充材料的种类
根据母材的材质和焊接要求，选择合适的填充材料，如焊丝、焊条 等。
填充材料的规格
根据焊接接头的大小和厚度，选择合适规格的填充材料，以确保焊 接质量和结构的完整性。
填充材料的成分
根据母材的材质和焊接要求，选择合适成分的填充材料，以确保焊接 接头的机械性能和耐腐蚀性能。
任务一钨极氩弧焊的基本介绍
了解了钨极氩弧焊在工业生产中 的应用领域和优势，对其市场需
求和发展前景有了初步认识。
通过实践操作，提高了自己的动 手能力和解决问题的能力，为今 后的学习和工作打下了良好基础。
存在问题和挑战分析
在焊接过程中，对焊接参数的掌握不够熟练，需要进一步加强实践和理论学习。 对于复杂形状和厚度的工件，焊接难度较大，需要进一步提高技能水平和经验积累。
射线检测
利用X射线或γ射线穿透焊缝，在 胶片上形成影像，通过观察影像
判断焊缝内部质量。
超声波检测
利用超声波在焊缝中的反射和传 播特性，检测焊缝内部缺陷。
磁粉检测
通过磁化焊缝，在缺陷处形成漏 磁场，吸引磁粉形成磁痕，从而
显示缺陷。
力学性能试验方法及评定指标
拉伸试验
01
将焊缝试样拉伸至断裂，测量其抗拉强度和延伸率，评定焊缝
钨极氩弧焊设备价格较高，对于一些小型企业或个人而言，成本压力较大。
未来发展趋势预测
随着制造业的快速发展，对焊接 技术的需求将不断增加，钨极氩 弧焊作为一种高效、优质的焊接 方法，其应用前景将更加广阔。
随着科技的不断进步，钨极氩弧 焊设备将更加智能化、自动化，
提高生产效率和焊接质量。
为了适应环保和可持续发展的要 求，未来钨极氩弧焊将更加注重 环保、节能等方面的研究和应用。
控制系统
对焊接参数进行精确控制，如电流、电压、焊接速度等，实现高质量的焊接。
焊枪与送丝机构
焊枪
传导焊接电流、输送保护气体和焊丝，是焊接过程中的重要 工具。
送丝机构
将焊丝均匀地送入焊接区域，保证焊接过程的连续性和稳定 性。
保护气体供应系统
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气瓶
TIG焊(钨极氩弧焊)的原理、特点及应用
TIG焊（钨极氩弧焊）的原理、特点及应用钨极惰性气体保护焊是利用高熔点钨棒作为一个电极，以工件作为另一个电极，并利用氩气、氦气或氩氦混合气体作为保护介质的一种焊接方法。
我国通常只采用氩气做保护气，因此又称为钨极氩弧焊，简称TIG焊或CGTAW焊。
1、TIG焊的原理用难熔金属纯钨或活化钨（钍钨、铈钨）作为电极，用氩气来保护电极和电弧区及熔化金属的一种电弧焊方法，通常又称为钨极氩弧焊，其原理如下图所示。
▲钨极氩弧焊的工作原理1—钨极2—填充金属3—工件4—焊缝金属5—电弧6—喷嘴7—保护气体氩气属惰性气体，不溶于液态金属。
焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧，氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。
2、TIG焊的特点（1）优点①用难熔金属钝钨或活化钨制作的电极在焊接过程中不熔化。
利用氩气隔绝大气，防止了氧、氮、氢等气体对电弧及熔池的影响，被焊金属及焊丝的元素不易烧损（仅有极少数烧损）。
因此，容易保持恒定的电弧长度，焊接过程稳定，焊接质量好。
②焊接时可不用焊剂，焊缝表面无熔渣，便于观察熔池及焊缝成形，及时发现缺陷，在焊接过程中可采取适当措施来消除缺陷。
③钨极氩弧稳定性好，当焊接电流小于10A时电弧仍能稳定燃烧。
因此特别适合薄板焊接。
由于热源和填充焊丝分别控制，热量调节方便，使焊接热输入更容易控制。
因此，适于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成形。
④氩气流对电弧有压缩作用，故热量较集中，熔池较小；由于氩气对近缝区的冷却，可使热影响区变窄，焊件变形量减小。
焊接接头组织紧密，综合力学性能较好；在焊接不锈钢时，焊缝的耐蚀性特别是抗晶间腐蚀性能较好。
⑤由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会产生因熔滴过渡造成的电弧电压和电流变化引起的飞溅现象，为获得光滑的焊缝表面提供了良好的条件。
钨极氩弧焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，便于检测及控制，便于实现机械化和自动化焊接。
（2）缺点①钨极氩弧焊利用气体进行保护，抗侧向风的能力较差。
钨极氩弧焊 (1)
钨极氩弧焊的安全技术
2、安全防护措施
① 通风措施 在氩弧焊工作现场、焊接工作量大，焊机集中 的地方，要有良好的通风装置或者安装几台轴流风机向外 排风。此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害 气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机 等。
① 防护射线措施 尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨 极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操 作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手 脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。
钨极氩弧焊的主要设备
4、供气系统和水冷系统
（1）供气系统 供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩气瓶最大 压力为15MPa，容积为40L。 电磁气阀 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前 供气和滞后停气的作用。 氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流 量调节器的外形如下图。
钨极氩弧焊的主要设备
（2）水冷系统
用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于 100A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过100A时，必 须通水冷却，并以水压开关控制，保证冷却水接通并有一 定压力后才能启动焊机。
钨极氩弧焊
问题3 钨极氩弧焊的操作要点：
送气 引弧 运条 熄弧
（1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲 发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离， 就能在施焊点上直接引燃电弧。 （2）如下图所示夹持焊丝，用左手拇指、食指、中指配合动作 送丝，无名指和小手指夹住焊丝控制方向，靠手臂和手腕的上、 下反复动作，将焊丝端部的熔滴送入熔池，全位置焊时多用此 法。
1-焊件 2-焊枪 3-遥控
七、钨极氩弧焊_图文
Q235钢板，尺寸为300 mm×100 mm×3 mm，两块为一 组。 氩气瓶及AT—15型氩气流量调节器。
3.焊丝和钨极
H08A焊丝，直径为2.5 mm和3 mm。 Wce—20铈钨极，
直径为2.5 mm和3 mm，端头磨成30°圆锥形，锥端直径0.5 mm。
二、焊前清理、装配及定位
二、钨极
1. 钨极的作用
传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧。
2. 对钨极材料的要求
钨极类别
纯钨极 纯钨极 钍钨极 钍钨极 钍钨极 铈钨极 锆钨极
牌号
W1 W2 WTh-7 WTh-10 WTh-15 WCe-20 WZr-15
W≥
99.92 99.85 余量 余量 余量 余量 99.63
化学成分(质量分数，％)
2. 焊丝的作用及要求
（1）焊丝的作用 焊丝是填充金属，与熔化母材混合形成焊缝。 （2）对焊丝的要求 1）化学成分匹配。 2）合金成分含量稍高。 3）符合国家规定。 4）手工焊焊丝一般每根长500~1000mm的直丝。 5）焊丝直径范围为0.4 ～9mm。
3. 焊丝的使用与保管
（1）焊丝应符合国家标准规定 （2）焊丝化学成分应与母材化学成分接近 （3）焊丝应用质量合格证书 （4）焊丝的清理
1．掌握钨极氩弧焊焊丝及钨极的相关知识。 2．掌握小直径管水平固定焊焊接方法及操作 。
完成图示的小直径管水平固定氩弧焊训练。
在仰焊及斜仰焊爬坡位置时 ，宜采用内填丝法，如图所示。
当在立焊、斜平焊及平焊位 置时，恢复常用的外填丝法。
仰焊位置内填丝法 示意图
一、焊丝
1. 焊丝分类及牌号编制方法
（1）钢焊丝 （2）非铁金属焊丝 （3）焊丝牌号的编制方法 1）碳素钢和合金结构钢焊丝 2）不锈钢焊丝
钨极氩弧焊
钨极氩弧焊一、焊接电源电流焊接电源；一种交流或直流电源，用于引弧、稳弧及正常焊接，电流5~1500A，电压10~35V。
常用手工焊机有S-160A、S-200A、S-250A等。
编称中的S为小类名称手工操作；A为额定电流安培数。
S-160A是小焊机，适合于厚度3mm以下的管道，S-200A适用于5mm 以下的管道焊接。
焊机具有电流自动衰减装置，保证焊缝的收尾质量适应环焊的需要。
有长焊、短焊转换装置，以适应长焊缝、间断焊和点焊。
焊接电流、电流衰减时间及气体保护滞后的时间全部采用无级调节，采用硅整流器作为焊接电源，维护简单、噪声小、效率高、体积小。
二、焊炬焊炬的作用是夹钨极、传导电流、向焊接区输送保护气和供水以冷却喷嘴。
对焊距的要求如下：1、保护气流具有良好的流动状态和造当的挺度，以获得可靠的保护。
2、有良好的导电性。
3、充分地冷却，以保证持久工作。
4、喷嘴与钨极间绝缘良好，以免喷嘴与工件接触时产生短路打弧。
5、质量小，结构紧凑，可达性好，拆装维修方便。
三、气体保护设备为了保护焊接熔池焊缝免受污染，GTAW需要一个保护气源，一个减压器以降低气源的压力，一个流量计以调节和控制气体流量，一个电磁阀，以电信号控制气流的通断。
1）、气瓶；气瓶是保护气气源，氩气瓶外涂以灰色，并标以“氩气”字样，以防止与其他气瓶混用。
瓶装氩气在20°C时，瓶装压力为15Mpa，容积40L、20L等。
使用瓶装氩气焊接完毕时，要把瓶嘴关闭严密以免漏气。
瓶装氩气将要用完时，瓶内要留有少量底气，不得全部用完，以免空气进入瓶内。
2）减压器和流量计；高压气瓶使用一个减压器和流量计或组合装置。
减压器由细螺纹拧到气瓶头上，单级减压器需要定期调节以维持工作压力，双级减压器有着更精确的调节作用，在气瓶压力降低时不用后果新调节。
3）电磁气阀；电磁气阀装在控制箱内，一般是接入36V的交流电，由延时继电器控制。
当切断电源时，电磁气阀处于关闭状态；接通电源时，芯子连同密封塞被吸上去，电磁气阀打开，气体进入焊炬。
电弧焊基础(第三章)钨极氩弧焊 TIG
（五）TIG焊的保护气体
He 空气中的含量为0.0005%，比空气轻，保护差 导热系数大，电弧温度高 价格昂贵 He+Ar 厚板、高热导、高熔点金属焊接（双层 保护气体） Ar+He Ar中加入He
提高电弧功率和温度。
（五）TIG焊的保护气体
Ar+O2：金属流动性好，电弧稳定，低氧焊接 不锈钢，高氧焊接碳钢
•
四、 TIG焊接设备 （四）钨极
1、对电极的要求：
电弧引燃容易、可靠； 工作中产生的熔化变形及耗损对电弧特性不构成
大的影响； 电弧的稳定性好，电弧产生在电极前端，焊接过 程中不出现阴极斑点的上爬。
主要材料：W及W合金 其他材料：特殊环境下有锆电极和钽电极，昂贵
2、钨电极材料
W在很广泛的电流范围内充分具备发射电子的能力
Ar+H2: 2-5%，焊缝光滑，防止表面氧化，电 弧温度高，效率高，焊接不锈钢、镍基合金、 镍铜合金 Ar+N2: 可以用来焊接铜合金，2.5%N2可以用 来焊接双相不锈钢，维持相平衡
第二节 TIG焊接过程
焊接过程包括： 焊前准备：惰性气体没有脱氧去氢作用，清理
非常重要。机械的、化学的，去除油、水、锈 提前通气【焊枪（电源联动）、拖罩、背 板】——引弧——电流上升——正常焊接（填 丝）——电流衰减——熄弧——滞后停气 如没有提前通气？ 1. 电弧不能引燃； 2.电弧暴乱，烧坏钨极、喷嘴、点击夹、母材， 还可能导致漏水
三、 TIG焊实例
手Байду номын сангаас焊
第三节 TIG焊焊接方法
一、直流TIG焊接 1、直流反接(DCRP/DCEP/DC+) :母材接负极
钨极氩弧焊(TIG)
采用可控的电流来加热工件。当每一脉冲电流通过时，工件被加热熔 化形成一个点状熔池，基值电流通过时是熔池冷凝结晶，同时维持电弧燃 烧。因此脉冲氩弧焊的焊接过程是一个断续的加热过程，焊缝由一个一个 点状熔池叠加而成。脉冲电流频率超过5KHz后，电弧具有强烈的电磁收 缩效果，使得高频电弧的挺度大为增加，电弧具有很强的稳定性和指向性， 因此很适合薄板焊接。此外，高频电弧具有很强的穿透力，增加焊缝熔深。 高频电弧也有利于晶粒细化、消除气孔，得到优良的焊接接头。
Q
脉冲
M 变位式
7
真空充气式
8
2010 Edition 1
2.2 钨极氩弧焊设备的组成
手工钨极氩弧焊（TIG）焊机通常由焊接电源、焊接控制系统、焊枪、 水冷系统及供气系统等部分组成。自动TIG焊机比手工TIG焊机多了一个 焊枪移动装置（行走小车或机器人）和焊丝送进机构。
手 工 钨 极 氩 弧 焊 设 备 的 组 成
按填充焊丝的状态：
冷丝焊 热丝焊 双丝或多丝焊
2010 Edition 1
带脉冲功能的直流TIG焊机（OTC）
当利用基值电流维持主电弧的电离
通道，并周期地加一同极性高峰值的脉 冲电流，产生脉冲电弧，以熔化金属并 控制熔滴过渡，称为脉冲氩弧焊。脉冲 氩弧焊的焊接电流时脉冲直流或脉冲交 流。脉冲氩弧焊由基本电流维持电弧稳 定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化焊 件。脉冲氩弧焊与一般氩弧焊的主要区 别是采用可控的脉冲电流来熔化工件， 而不是利用稳定的直流或交流。又可分 为使用钨极的脉冲氩弧焊和使用熔化极 的脉冲氩弧焊。脉冲氩弧焊（PulsedTIG）特别适合焊接薄板，且飞溅小。
很稳定
不需要
除铝、镁及其 合金、铝青铜 的几乎所有金
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一、概述：
1、钨极氩弧焊就是以氩气作为保护气体，钨极作为不熔化极，借助钨电极与焊件之间产生的电弧，加热熔化母材（同时添加焊丝也被熔化）实现焊接的方法。
氩气用于保护焊缝金属和钨电极熔池，在电弧加热区域不被空气氧化。
2、一般氩弧焊的优点：
(1) 能焊接除熔点非常低的铝锡外的绝大多数的金属和合金。
(2) 交流氩弧焊能焊接化学性质比较活泼和易形成氧化膜的铝及铝镁合金。
(3) 焊接时无焊渣、无飞溅。
(4) 能进行全方位焊接，用脉冲氩弧焊可减小热输入，适宜焊0.1mm不锈钢
(5) 电弧温度高、热输入小、速度快、热影响面小、焊接变形小。
(6) 填充金属和添加量不受焊接电流的影响。
3、氩弧焊适用焊接范围
适用于碳钢、合金钢、不锈钢、难熔金属铝及铝镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金，以及超薄板0.1mm，同时能进行全方位焊接，特别对复杂焊件难以接近部位等等。
二、钨极氩弧焊焊机的组成
1、本公司氩弧焊机的型号（见图表）、编制方法、文字说明。
2、焊机的部件（焊机、焊枪、气、水、电）、地线及地线钳、钨极。
3、焊机的连接方法（以WSM系列为例）
(1) 焊机的一次进线，根据焊机的额定输入容量配制配电箱，空气开关的大小，一次线的截面。
(2) 焊机的输出电压计算方法：U=10+0.04I
(3) 焊机极性，一般接法：工件接正为正极性接法；工件接负为负极性接法。
钨极氩弧焊一定要直流正极性接法：焊枪接负，工件接正。
(4) 水源接法、氩气接法
三、焊枪的组成（水冷式、气冷式）：
手把、连接件、电极夹头、喷嘴、气管、水管、电缆线、导线。
四、氩气的作用、流量大小与焊接关系、调节方法。
检查设备、水、气、电路是否正常，焊件和焊枪接法是否符合要求，规范参数是否调试妥当，全部正常后，接通电源、水源、气源。
2、焊接
把焊枪的钨极端部对准焊缝起焊点，钨极与工件之间距离为1-3mm按下焊开关，提前送气，高频放电引弧，焊枪保持70°-80°倾角，焊丝倾角为11°-20°焊枪作直线匀速移动，并在移动过程中观察熔池，焊丝的送进速度与焊接速度要匹配，焊丝不能与钨极接触，以免烧坏钨极，焊枪。
同时根据焊缝金属颜色，来判定氩气保护效果的好坏。
3、收弧的方法：
（1）焊接结束时，焊缝终端要多添加些焊丝金属来填满弧坑。
熄灭电弧后，在熄弧处多停留一段时间，使焊缝终端得到充分氩气保护，防止氧化。
（2）利用焊机的电流衰减装置，在焊缝终端结束前关闭控制按钮，此时电弧继续燃烧，焊接继续，直至电弧熄灭，保证了焊缝端部不至于烧穿，保证了焊缝质量。
（3）重要结构的焊接件，焊缝的两端要加装引弧板和熄弧板。
焊接引弧在引弧板上进行，熄弧在熄弧板上进行，保证了焊缝前点和终端的质量。