搅拌摩擦焊工艺研究
铜及铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究
铜及铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究铜和铜合金搅拌摩擦焊接工艺，听起来是不是有点高深莫测？别怕，我保证这篇文章绝对让你看得明白，也能感受到一丝轻松幽默的气氛。
咱们就从这个“搅拌摩擦焊接”说起，这可不是啥魔法，而是现代焊接技术中的一项大杀器。
简单来说，就是利用摩擦热把金属搅拌得像粥一样，接着在高温下“粘”在一起，搞得好，连工件本身都能化学“手牵手”，像结婚那样牢牢结合。
别看这玩意儿名字听着有点高大上，实际操作起来也是可以“手到擒来”的，只不过得掌握一些窍门，知道什么时候加劲，什么时候轻轻松松就好。
铜这东西，咱们平时的日常生活里可是随处可见。
从家里的水管到电线、甚至一些装饰品，铜的身影几乎无处不在。
铜不仅外形好看，耐腐蚀，导电性好，而且加工起来也相对容易。
但有一点，铜的焊接可没那么简单。
它的高导热性，让焊接的过程中热量一下子就“跑”了，导致很多时候焊点没办法充分熔化。
所以传统的焊接方法，经常会让人愁眉苦脸：明明焊了，结果一碰就裂，简直让人抓狂。
这个时候，搅拌摩擦焊接就显得尤为重要了。
你可以想象，铜和铜合金的焊接过程就像是在厨房里搅拌一锅热乎乎的粥。
首先需要有个“搅拌工具”，这就是搅拌摩擦焊接中的“工具头”了。
这个工具头就像是一个超级能干的小助手，靠高速旋转和工件表面摩擦，产生大量的热量，把金属熔化，再通过“搅拌”把两块金属牢牢地粘合在一起。
操作的时候，需要小心翼翼，不能太猛，也不能太轻松。
因为太猛的话，就容易让温度过高，反而把铜合金弄得“烤焦”了；而如果太轻，金属又没有充分的接触，也就不能达到预期的效果。
搅拌摩擦焊接技术最妙的地方就是，它不像传统焊接那样需要填充金属或者焊丝，简直是“纯粹”！两个工件直接“亲密接触”，通过机械力和摩擦热自我融合。
是不是听起来特别浪漫？不过，要想把这浪漫实现，工艺的控制就得精准。
温度、压力、转速都得恰到好处。
就像你做菜一样，火候掌握不好，结果就不对味；铜合金有很多种，不同的铜合金，它们的焊接特性也不一样，搞不好就得重新研究一遍。
搅拌摩擦焊工艺研究
搅拌摩擦焊定义
搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊特点
搅拌摩擦焊应用
搅拌摩擦焊的特点
焊接过程稳定
焊接接头强度高
焊接变形小
焊接接头质量好
Part Three
搅拌摩擦焊的设备 与工具
搅拌摩擦焊的设备
搅拌摩擦焊机：用于实现搅拌摩擦焊工艺的主要设备，包括主机、控制系统、搅拌头等部分。 搅拌头：用于产生摩擦热和压力的部件，通常由轴肩、搅拌针和针尖组成。 控制系统：用于控制搅拌摩擦焊机的运行，包括电源、电机、传动系统等。 辅助工具：包括夹具、支撑架等，用于固定和支撑工件，确保焊接过程的稳定性和精度。
润滑设备：定期对设备进行润 滑，减少磨损和摩擦
更换易损件：及时更换易损件， 保证设备正常运行
Part Four
搅拌摩擦焊的操作 流程
焊接前的准备
确定焊接材料：根据材料类型和厚度选择合适的搅拌摩擦焊工艺参数 清理表面：去除材料表面的油污、氧化物等杂质，保证焊接质量 装配定位：将待焊材料精确装配，确保焊接过程中的稳定性和精度 检查设备：确保搅拌摩擦焊设备处于良好状态，具备焊接条件
搅拌摩擦焊与其他焊接方法的结合
搅拌摩擦焊与激光焊接的结合 搅拌摩擦焊与电子束焊接的结合 搅拌摩擦焊与激光-MIG焊接的结合 搅拌摩擦焊与激光-TIG焊接的结合
搅拌摩擦焊在绿色制造领域的应用前景
搅拌摩擦焊在新能源汽车领 域的应用：电池托盘、电机 壳等部件的焊接
搅拌摩擦焊在航空航天领域 的应用：飞机机身、发动机
海洋工程领域：搅拌 摩擦焊可用于制造海 洋平台、船舶和潜艇 等结构件，提高结构 强度和耐腐蚀性
医疗器械领域：搅拌 摩擦焊可用于制造医 疗器械中的高精度零 部件，如手术器械、 植入物等
Part Seven
镁合金搅拌摩擦焊接工艺及其接头成形机理研究
镁合金搅拌摩擦焊接是一种先进的固态焊接工艺，它通过在材料接头处施加力和摩擦热来实现材料的连接。
这种工艺能够有效地避免传统熔化焊接中可能出现的气孔、裂纹和变形等问题，适用于许多高强度、轻量化材料，尤其对于镁合金等具有优异性能的材料更是如此。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺的关键步骤包括：1. 摩擦加热：摩擦焊接头部两个要连接的材料在施加一定的轴向力的情况下，通过摩擦产生的热量来加热，但是不到熔化温度。
2. 搅拌混合：在摩擦加热的同时，引入转速，将材料进行搅拌混合，从而在原子尺度上实现了材料的混合。
3. 压制成形：当材料达到一定的塑性状态后，停止搅拌并施加一定的压力，使得材料得以牢固地连接。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺的优势在于可以获得高质量的焊接接头，同时避免了传统焊接中的气孔、裂纹等问题，且无需额外的填充材料。
接头成形机理研究主要包括对焊缝组织结构、机械性能、热影响区、残余应力等方面的分析和研究。
通过对接头成形过程中的温度场、应力场等参数进行模拟和实验研究，可以深入了解接头形成的机理，并为优化工艺参数提供理论指导。
镁合金搅拌摩擦焊接工艺的详细步骤如下：1. 材料准备：选择合适的镁合金材料，并对焊接接头进行预处理，包括切割、清洁和表面处理等。
2. 摩擦加热：将两个要连接的镁合金材料端面互相接触，并施加一定的轴向力。
然后，在这种状态下，通过旋转工具（例如圆柱形钎焊头）施加一定的摩擦力，使材料端面之间产生摩擦，并产生大量的热量。
3. 搅拌混合：随着摩擦加热的继续，材料开始变软且具有塑性。
在此阶段，继续旋转工具并施加压力，使工具沿接头方向进行横向搅拌混合。
这样可以将材料的晶粒结构重新排列，从而实现了材料的混合。
4. 压制成形：当材料达到一定的塑性状态时，停止搅拌并继续施加一定的压力。
这将使得材料得以牢固地连接，并形成焊接接头。
压力的大小和持续时间要根据具体材料和工艺进行调整。
通过以上步骤，可以实现镁合金材料的搅拌摩擦焊接。
不锈钢搅拌摩擦焊工艺与搅拌头研究的开题报告
不锈钢搅拌摩擦焊工艺与搅拌头研究的开题报告一、研究背景不锈钢具有优良的耐腐蚀性和强度，广泛应用于机械、航空航天、海洋工程等领域。
在工业生产中，不锈钢零部件的连接常采用焊接工艺。
但是，传统的焊接工艺存在着焊接变形、裂纹等问题，限制了不锈钢的进一步应用。
搅拌摩擦焊作为一种新型焊接工艺，可以有效地避免焊接变形和裂纹的问题，成为不锈钢材料连接的一种重要方式。
然而，搅拌摩擦焊的质量和效率受到搅拌头形状、尺寸等因素的影响，因此需要开展搅拌头研究，以提高搅拌摩擦焊的质量和效率。
二、研究内容本次研究的主要内容包括以下两个方面：1、不锈钢搅拌摩擦焊工艺的研究：针对不锈钢材料的焊接特性和工艺参数，建立合理的搅拌摩擦焊参数体系，包括旋转速度、下压力、搅拌深度等参数的优化设计。
通过实验验证，确定最佳工艺参数，并评估焊缝的质量。
2、搅拌头形状对焊缝质量的影响研究：针对不同形状、尺寸的搅拌头，对不锈钢材料进行搅拌摩擦焊实验，对焊缝的外观、显微结构、力学性能等进行评估。
通过比较不同搅拌头的性能，探究搅拌头形状对焊缝质量的影响规律。
三、研究意义1、优化不锈钢搅拌摩擦焊参数体系，提高焊缝的质量和生产效率，推广搅拌摩擦焊在不锈钢材料连接中的应用。
2、探究搅拌头形状对焊缝质量的影响规律，为搅拌头的设计提供参考。
3、为不锈钢材料的连接提供新型、高效的焊接技术，促进不锈钢材料在机械、航空航天、海洋工程等领域的应用。
四、研究方法本次研究采用实验研究法，包括制备试样、构建实验系统、调节搅拌摩擦焊参数、观察焊缝形貌和显微组织、测量力学性能等。
同时，采用数值模拟方法，对搅拌头和焊缝的温度场分布进行模拟分析，探究搅拌头形状对焊缝质量的影响规律。
五、预期成果1、建立不锈钢搅拌摩擦焊参数体系，确定最佳工艺参数，提高焊缝质量和生产效率。
2、研究不同形状、尺寸的搅拌头对焊缝质量的影响规律，为搅拌头设计提供参考。
3、揭示焊接过程中搅拌头的作用机制，为焊接研究提供新的思路和方法。
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用铝合金搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保的焊接方法，在航空航天、交通运输、轻工制造等领域具有广泛应用前景。
本文将从工艺原理、研究进展、优势与挑战等方面进行分析，全面介绍铝合金搅拌摩擦焊技术的研究及应用。
搅拌摩擦焊是一种非传统焊接方法，它将工件接头通过旋转和外力压合的方式进行连接，并在摩擦热量和塑性变形的作用下实现焊接。
铝合金在搅拌摩擦焊过程中，由于高温和塑性变形，形成了均匀的焊接区域，焊缝强度和密封性良好。
与传统的焊接方法相比，铝合金搅拌摩擦焊具有以下几个优点：首先，搅拌摩擦焊无需外加焊接材料，避免了常规焊接中的焊剂使用和气体保护等问题。
这降低了成本，同时减少了环境污染。
其次，搅拌摩擦焊具有较高的焊接速度和效率。
焊接头变形均匀，焊接时间短，适用于大面积或长尺寸工件的焊接。
第三，搅拌摩擦焊对铝合金的应变硬化效应较小，减少了焊接区域的硬化现象，提高了焊缝的塑性和可靠性。
铝合金搅拌摩擦焊技术的研究进展日益丰富。
首先，针对不同铝合金材料和焊接条件，研究者通过调整焊接参数和其他工艺控制手段，优化焊接质量和性能。
例如，通过控制转速、下压力、摩擦时间等参数，可以实现理想的焊接接合。
同时，研究者还对焊接头几何形状、初始材料状态等因素进行改善和控制，提高焊接接合的可靠性。
其次，近年来，通过引入其他技术手段，如电流、激光、超声等，与搅拌摩擦焊相结合，可以进一步提高焊接接合的强度和质量。
例如，搅拌摩擦挤压焊技术将搅拌摩擦焊与挤压焊结合，对铝合金零件进行焊接加工，获得了良好的焊接接合。
此外，铝合金搅拌摩擦焊技术在实际应用中也取得了广泛成功。
在航空航天领域，搅拌摩擦焊被用于连接飞机结构件、涡轮叶片等零部件，取得了良好的焊接接合效果。
在交通运输领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于铁路和汽车制造中。
在轻工制造领域，搅拌摩擦焊技术也被广泛应用于电子设备、电池等领域的制造。
然而，铝合金搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战。
铝合金搅拌摩擦焊工艺研究
目前，该所主要是与航空、航天、船舶、高速列车及汽车等焊接设备制造厂和国际性的大公司联合，以团体赞助或合作的形式（TWI的GSP项目）研究、开发搅拌摩擦焊技术，不断扩大其应用范围。
目前由工业企业赞助的研究项目包括：大厚度铝合金的搅拌摩擦焊、钢的搅拌摩擦焊、钛合金的搅拌摩擦焊、汽车轻型构件的搅拌摩擦焊等。美国的爱迪生焊接研究所（EWI）与TWI密切协作，也在进行FSW工艺的研究。美国的洛克希德。马丁航空航天公司、马歇乐航天飞行中心、美国海军研究年、Dartmuth大学、德国的Stuttgart大学、澳大利亚的Adelaide大学及澳大利亚焊接研究所等都有从不同的角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。
Boeing公司投资几百万美元，制造了用于Delta运载火箭的大型低温燃料容器的大型专用搅拌摩擦焊机，BAE空中客车公司正在对FSW技术进行方法、性能和可行性验证，目的是用来生产中型和大型商用客机，所采用的搅拌摩擦焊机由地处合利伐克斯的GRAWFORD-SWIFT公司制造，据说是欧洲功率最大的焊机。美国ECLIPSE（月蚀）航空公司将利用FSW来制造一架10.86m长、翼展11.88m的中型飞机。公司估计，采用FSW可以将机身壁板上的加强肋、框架的装配时间减少80%，使飞机成本降低为83.7万美元。此飞机的主要结构件、蒙皮等全部采用国际上最新的连接技术――搅拌摩擦焊技术制造，客机的机身基本上全部利用搅拌摩擦焊制造，其中包括飞机蒙皮、翼肋、弦状支撑、飞机地板以及结构件的装配等
1. 2提高飞机制造效率
传统的飞机结构多为机械连接的装配方法，零件多，速度慢，制造步骤复杂，不容易实现生产装配自动化。但搅拌摩擦焊技术在飞机制造领域的应用，可使飞机高成本、大件加工、机械连接方式变为低成本、小件焊接、整体成型结构方式，有效提高了飞机制造装配的效率，缩短了飞机零、部件的制造装配周期。另外，搅拌摩擦焊技术对硬件要求较低，完全可以通过对传统机床设备的改造，或在现有机械设计和加工能力的基础上完成。而且焊接过。目前国外公司已经在数控多坐标铣床和焊接机器人系统上应用搅拌摩擦焊技术，实现搅拌摩擦焊的变截面的空间曲线轨迹的焊接。波音公司已经成功地实现了复杂结构的飞机门的曲线搅拌摩擦焊焊接;另外在战斗机的裙翼上成功地实现了薄板T形接头的搅拌摩擦焊连接，并且进行了相关飞行测试。
焊接工艺中的摩擦搅拌焊技术
焊接工艺中的摩擦搅拌焊技术摩擦搅拌焊技术在焊接工艺中的应用摩擦搅拌焊（Friction Stir Welding，FSW）技术，作为一种新兴的焊接工艺，正在逐渐得到人们的关注和认可。
它的出现不仅改变了传统焊接方法，还带来了许多优势和创新。
本文将从摩擦搅拌焊技术的原理、应用范围和未来发展等方面，探讨其在焊接工艺中的重要性和价值。
一、摩擦搅拌焊技术的原理摩擦搅拌焊技术是一种无熔区焊接方法，它利用回转的焊接工具，通过摩擦加热和搅拌的作用，将金属板材相互连接。
其原理主要包括以下几个方面：1. 摩擦加热：焊接工具通过与工件的摩擦产生热量，将工件表面加热至可塑性温度，但不达到熔点。
这种无熔区的加热方式是摩擦搅拌焊的特点之一。
2. 塑性流动：在摩擦作用下，金属材料开始发生塑性变形，产生较强的流动性，但保持了原有的晶体结构。
通过搅拌工具的旋转和推进，工件的材料被搅拌成连续的焊接接头。
3. 冷却固化：在搅拌过程中，焊接接头由于摩擦加热而达到可塑性状态，但在离开焊接工具后，温度迅速下降，接头被固化为连续的金属接合部分。
二、摩擦搅拌焊技术的应用范围摩擦搅拌焊技术以其独特的焊接原理和优异的性能，广泛应用于不同材料的焊接领域。
其主要应用范围包括以下几个方面：1. 航空航天领域：摩擦搅拌焊技术可以用于航空航天器件的连接，例如飞机翼板、舱壁、涡轮发动机叶片等。
这种焊接方法能够减少热输入，提高焊接质量和强度，减小了焊接变形和应力集中的问题。
2. 轨道交通领域：摩擦搅拌焊技术可以应用于轨道交通车辆的制造和维修。
例如，高铁列车的车体焊接、地铁车辆的连接等。
由于摩擦搅拌焊能够避免焊接变形和减小焊接缺陷，因此能够提高车辆的运行平稳性和安全性。
3. 汽车制造领域：摩擦搅拌焊技术可以应用于汽车车身的焊接。
与传统的焊接方法相比，摩擦搅拌焊能够提供更强的接头强度和密封性，同时还能够降低噪音和振动，提高车身的刚性和安全性。
4. 电子设备领域：摩擦搅拌焊技术可以用于电子设备的组装和连接。
铝合金搅拌摩擦焊工艺分析研究
铝合金搅拌摩擦焊工艺研究1. 本设计<课题）研究的目的和意义 1 搅拌摩擦焊在飞机制造中的优越性搅拌摩擦焊技术从制造成本、重量和连接质量的角度考虑具有显著的优越性。
例如，在飞机上的应用可以减少零件数量和库存，降低装配费用，减少设计成本，减少维修费用等。
同时搅拌摩擦焊代替铆接可以降低接头重量。
对于给定的应力水平而言，搅拌摩擦焊可以消除铆接和螺接的紧固孔引起的应力集中，提高飞机的疲劳性能和所必需的安全检验阈值以及时间间隔。
消除板 -板对接连接中的结合面，防止潮湿介质的入侵和腐蚀。
消除不同材料紧固连接需要的紧固件和可能的电势腐蚀作用。
免去密封介质和局部材料保护等。
1. 1 降低系统制造成本搅拌摩擦焊技术为轻型铝合金结构的低成本、无紧固件的可靠连接提供了可能性，而且已经在航宇飞行器的制造过程中的成本控制上得到突破性进展。
目前飞机制造中零部件的装配连接使用了大量的铆接和螺栓连接结构，如在空中客车A340飞机上使用了超过100万个铆钉。
如果用搅拌摩擦焊接代替铆接，一方面搅拌摩擦焊具有比铆接更快的制造速度(因为搅拌摩擦焊准备简单，装配方便，操作程序少，焊接速度快>。
另一方面搅拌摩擦焊不需要焊丝，不需要对接束缚条，不需要加强板，不需要粘接密封介质，没有紧固铆钉和高锁，在减少制造过程库存零部件的同时，大大减轻了飞机连接装配的重量。
搅拌摩擦焊作为一种低成本的制造技术，用来代替气体保护熔化焊接( GMAW 和APPW> ，大幅度降低了系统费用。
同时使单个燃料筒体的制造周期由原来的 23天，缩短为 6天。
1. 2 提高飞机制造效率传统的飞机结构多为机械连接的装配方法，零件多，速度慢，制造步骤复杂，不容易实现生产装配自动化。
但搅拌摩擦焊技术在飞机制造领域的应用，可使飞机高成本、大件加工、机械连接方式变为低成本、小件焊接、整体成型结构方式，有效提高了飞机制造装配的效率，缩短了飞机零、部件的制造装配周期。
另外，搅拌摩擦焊技术对硬件要求较低，完全可以通过对传统机床设备的改造，或在现有机械设计和加工能力的基础上完成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
板厚 不锈钢
铝
mm
(A)
(A)
铜
焊接速度 钨极直径 气体流量 钨极与工件距离
(A)
cm/min
mm
L/min
mm
0.81.0
30-50
20-50
40-65
20-30
1-1.6
5-6
1-1.2
1.22.0
60-100
30-80
50-120
20-25
1.6-2
6-7
1.6-2.5
2.53.0
110-160 120-160 130-200
15-25
2-2.4
Байду номын сангаас7-8
2.5-3.5
4.04.5
170-220 170-240 220-300
15-20
2.4--3.2
8-9
4—5
5.06.0
200-250 200-320 300-370
15-20
3.2-4
10-12
5-6
8.010.0
240-300 300-380
350-430
10-12
3.2-4
搅拌摩擦焊工艺研究
2.3 填充焊丝的选择
TIG焊时，可采用填充焊丝或不填充的方法形成焊缝。 不填充焊丝法主要用于薄板焊接。
如厚度在3mm以下的不锈钢板， 可采用不留间隙的卷边对接，焊 接时不加填充焊丝，而且可实现 单面焊双面成形。
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择
l 焊接材料： 钨极直径；端部形状；保护气体； 焊丝牌号；焊丝规格。
焊接有裂纹倾向的合金时，不能采用高速焊接。
电极直径（mm）
0.5 1.0 1.6 2.4 3.2
交流 5～20 15～80 70～150 140～235 225～325
焊接电流（A）
直流正接
直流反接
5～20
15～80
70～150
10～20
150～250
15～30
250～400
25～40
搅拌摩擦焊工艺研究
喷嘴
电极夹套
焊矩本体
钨极
开口夹套
电极帽
10-12
6
﹥12 ﹥ 300 ﹥ 400 ﹥ 500
10-12
﹥ 4.8
12-15
6
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择
焊接电流增大，凹陷深度a1、背面焊缝余高e、
熔透深度s、焊缝宽度c增大； 而焊缝余高h减小 焊接电流太大，易引起焊缝咬边、焊漏等缺陷； 焊接电流太小，易形成未焊透。
搅拌摩擦焊工艺研究
②
①
③
④
搅拌摩擦焊工艺研究
焊矩
喷嘴
电极夹套
焊矩本体
钨极
开口夹套
电极帽
②
①
③
④
焊矩
开关
焊矩电 缆
开关插头
风冷式焊矩示意图
气管
搅拌摩擦焊工艺研究
1.1 TIG焊的原理
✓ TIG焊分为手工和自动两种；填丝焊和不填丝焊接；
焊接薄焊件时，一般不需开坡口和填充焊丝； 还可采用脉冲电流以防止烧穿焊件。 焊接厚大焊件时，填充焊丝在电弧前方添加，以 提高熔敷速度。
2.4 焊接参数的选择
电弧电压（弧长）增加，熔宽 c 增大；
弧压过高，电弧热量分散使热效率下降，电弧力 对熔池的作用减小，熔宽 c 和母材熔化面积均减小。 弧压过高，气体保护效果降低。
不加丝．弧长以控制在1~3mm， 加丝焊，弧长约3~6mm。
L ＝（1~1.5）δ，应尽量采用短弧进行焊接。
搅拌摩擦焊工艺研究
焊铝为什么要使用交流？
通常情况下，铝板或镁板表面有一层很明显的氧 化膜。即使工件金属熔化后，此膜也呈固体状浮 在表面上（既不熔化），为达到良好的焊接效果， 就需要清除此膜。
＋
钨极 氧化膜
2050℃
○＋ ○－ ○＋ ○－
－ ○＋ ○－
工件
660℃
TIG交流电源
正极性
t
0 反极性
钨极
○＋ ○－ ○＋ ○－ ○＋ ○－
搅拌摩擦焊工艺研究
2020/11/20
搅拌摩擦焊工艺研究
教学目标
识读储气罐的焊接施工图； 了解钨极氩弧的原理、工艺特点及应用范围； 合理选用钨极氩弧焊焊接材料； 合理制定钨极氩弧焊工艺并正确实施； 了解钨极氩弧焊新技术
搅拌摩擦焊工艺研究
项目工作描述
l 工作任务：钨极氩弧焊不锈钢管接头焊接
搅拌摩擦焊工艺研究
阴极清理：在质量很大的氩正离 －
子的高速撞击下可清除铝、镁等 易氧化金属表面形成的氧化膜， 有阴极清理即 “ 清洁 ” 作用。
钨极
○＋ ○－ ○＋ ○－ ○＋ ○－
工件
搅拌摩擦焊工艺研究
1.4 TIG焊的电流种类和极性
电流种类
直流正接
－
直流
直流反接
＋
示意图
○＋ ○－ ○＋ ○－
＋ ○＋ ○－
○＋ ○－ ○＋ ○－
TIG焊：惰性气体保护，利用钨极与焊件间
产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（或不加 填充焊丝），形成焊缝。
搅拌摩擦焊工艺研究
1.1 TIG焊的原理
配电箱
焊接电
流量
源
计
A
Panasonic
Pana-TIG WP 300
气管
冷却水
负极电缆
气瓶 焊枪
开关
焊接电流
正极电缆
遥控 盒 收弧搅电拌流摩擦焊工艺研究
工件
工件
搅拌摩擦焊工艺研究
焊铝为什么要使用交流？
清洁作用：TIG焊接工件为阴极时，阳离子（氩气
正离子）加速冲向工件，破坏并分解表面的氧化 膜，使氧化膜消失。这一作用是在氩气中进行的， 一旦被破坏消除后，此膜不会再生，即可得到漂 亮、光洁的铝等焊缝。
为了兼顾钨极和工件发热量的合理分配，对于铝、 镁等金属一般都采用同时具有直流正接和直流反
识读不锈钢管焊 接施工图；利用 课堂、网络、资 料室等学习储备 相关知识
计划决策
确定焊接材料； 编制焊接工艺； 交流讨论，完善 焊接工艺，并填 写工艺片
实施完善
掌握钨极氩弧焊 基本操作方法， 按照工艺实施焊 接，分析试件焊 接质量，完善焊 接工艺
搅拌摩擦焊工艺研究
资讯
1 TIG焊的特点及应用
1.1 TIG焊的原理
1.1 TIG焊的原理
－ 高频发生器
TIG 焊接电源 （直流或交流）
填充焊丝
＋
钨极
熔点（3410℃）
开口夹套 喷嘴 氩气
电弧
工件
TIG焊工作原理
用非熔化钨极在氩气的保护下与工件间产生电弧，实施焊接。
搅拌摩擦焊工艺研究
1.1 TIG焊的原理
✓ 保护气体： ✓ TIG焊一般采用氩气作保护气体；
在焊接厚板、高导热率或高熔点金属等情况下，
寿命长，抗污染能力强。引弧性能好，电弧稳 定。成本高，有微量放射性。
l 铈钨极:含有2%的氧化铈，引弧性能更好，电
弧稳定，热量集中，寿命长，电流密度比钍钨 高5%--8%，烧损率比钍钨低5%--50%，放射性 低，推荐使用。
搅拌摩擦焊工艺研究
钨电极
焊接方法 直流TIG焊接
交流TIG焊接
电极材质 2%氧化钍钨（钍） 2%氧化铈钨（铈） 2%氧化镧钨（镧） 2%氧化钍钨（钍） 2%氧化铈钨（铈）
能量参数： 焊接电流；电弧电压；焊接速度； 保护效果：喷嘴孔径； 喷嘴至焊件之间的距
离；气体流量。 电源极性： 直流（正接，反接）；交流；脉冲。
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择 TIG焊接参数的选择原则
材料种类 焊件厚度 焊接位置 结构特点
焊钨
喷
气
接极
嘴
体
电直
孔
流
流径
径
量
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择
焊接速度减小，凹陷深度a1、熔透深度s、熔宽c增大。 焊接速度过快，气体保护效果降低，易产生未焊透、
气孔、夹渣和裂纹等。
焊接速度过慢，焊缝易产生焊穿和咬边。
自动高速焊时，为了扩大有效保护范围，可适当加大 喷嘴孔径和保护气流量。
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择
提示：焊接铝及铝合金等高导热金属时，为了减少 变形，应采用较快的焊接速度。
搅拌摩擦焊工艺研究
1.2 TIG焊的特点
✓ 热源和焊丝可分别控制，因而热输入量容易调节，特
别适合于薄件、超薄件的焊接； ✓ 可进行各种位置的焊接，易于实现机械化和自动化焊
接。 ✓ 焊接生产率低 钨极承载电流能力较差，过大的电流
会引起钨极熔化和蒸发，其颗粒可能进入熔池，造成夹 钨。
✓ 生产成本较高 由于惰性气体较贵，与其他焊接方法
－ ○＋ ○－
交流（对称的）
○＋ ○－ ○＋ ○－ ○＋ ○－
熔深特点
深、窄
电极热量分布 工件70% 钨极30%
钨极许用电流
最大
电弧引燃
容易，燃烧稳定
阴极清理作用
无
适用材料
除铝、镁外金属
浅、宽
中等
工件30% 钨极70%
工件50% 钨极50%
小
较大
困难
较易
有
有（工件为负时）
一般不采用
铝、镁、铝青铜等
搅拌摩擦焊工艺研究
交流三种。其特点如下：
直流正极性的特点：
－
钨极
钨极发射电子，带走大量的逸出功，
○＋ ○－
钨极本身温度不高，烧损小，同样
○＋ ○－
＋ ○＋ ○－
直径钨极可使用较大电流，电弧稳