自動氬弧焊焊接技術的發展

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1 引言

TIG焊憑借其獨特的性能被廣泛用于各種金屬和合金的焊接,由于焊接過程中有氬氣的保護,因此性能比較優良。

2 TIG焊的概述

TIG焊是鎢極氬弧焊的簡稱,它是一種通過工作物和非消耗電極之間產生熱量,從而進行電弧焊的焊接方式。工作物、電極棒、電弧、溶池等臨近受熱的區域,都是由一種隔絕大氣的氣體狀態進行保護,這種保護是混合氣流體供應或者氣體供應,即使有微量的空氣混入,也會導致焊道污染。

3 TIG焊的原理

TIG焊采用的電極是鎢棒,保護氣是惰性氣體氬氣,焊接時,焊槍的噴嘴將氬氣噴出,這樣就有保護層形成在電弧周圍,可以形成一層保護層,對熔池、鎢極進行保護,防治其氧化,這樣得到的焊縫更加優質。根據具體焊接的條件,可以選擇加填充焊絲或者不加填充焊絲。

4 TIG焊的優缺點

TIG焊的電弧是在氬氣中發生燃燒的,由于這個獨特的特點,該焊接具有以下優缺點:

4.1 氬氣是一種惰性氣體,它不會溶于金屬,也不會和金屬發生化學反應,可以有效的對周圍的空氣進行隔絕,這樣的條件使得焊接過程中發生的冶金反應更容易控制,因此,可以獲得較高質量的焊縫。

4.2 采用鎢做電極,產生的鎢極電弧相對穩定,即使有很少的電流,也容易穩定燃燒,在薄板材料的焊接上有非常好的效果。

4.3 TIG焊的填充焊絲和熱源可以分別進行控制,因而容易控制輸入的熱量,因此,更加適應于全方位的焊接,而且TIG焊對于單面焊雙面成型也能夠獲得理想的效果。

4.4 TIG焊的過程中,電流不會通過填充焊絲,因此不會像其他焊接一樣產生飛濺,形成的焊縫比較美觀。

4.5 在鋁、鎂合金等有色金屬的焊接上,由于這些金屬的化學性質比較活潑,容易在焊件表面形成氧化膜,而通過氬弧焊,在焊接過程中就可以將這些氧化膜清除掉。

4.6 采用鎢做電極,由于鎢對電流的承載能力比較差,因此如果電流過大的話,會導致鎢極蒸發和熔化,產生的微笑粒子會進入熔池,導致夾鎢的狀況發生,因此,熔深比較淺、熔敷的速度小,產生的生產效率較為低下。

4.7 氬氣的成本較高,相對于埋弧焊、焊條焊、氣體保護焊等來說,需要消耗較大的焊接成本。

4.8 氬弧容易受到周圍氣體的影響,因此氬弧焊不適應室外工作。

5 鎢極氬弧焊的分類

TIG焊如果按照操作方法來分的話,可以分為機械化焊接和手工鎢極氬弧焊兩種。

5.1 機械化焊接 較為適應于規則的曲線焊縫或者直線焊縫。

5.2 手工鎢極氬弧焊 如果焊縫比較短,或者焊縫呈現不規則狀態,一般推薦使用的手工鎢極氬弧焊。而手工鎢極氬弧焊主要以直流手工鎢極氬弧焊為代表。直流鎢極氬弧焊根據使用用途不同又可以分為以下兩種:

5.2.1 直流反極性 這種焊接方法使用比較少,但是遇到需要焊接鋁、鎂合金等活潑的有色金屬時,該方法較為推薦,因為它具有去除氧化膜的作用,可以將焊接過程中形成的致密難熔的氧化膜去除,提高焊接質量。通過有關數據表明,通過反極性焊接,可以讓焊縫更加美觀,原理是通過離子撞擊使得氧化膜破碎[1]。

5.2.2 直流正極性 正極連接焊件,焊件可以接受所有的逸出功和動能,有大量的熱量產生,而且產生的熔池又窄又深,焊件產生的變形和收縮縫也很少,生產效率較高。原理是采用直流正極性,會將鎢極當做陰極,因此鎢極可以產生較高的熔點,產生的高溫導致很強的電子發射能力,而且電弧的有穩定的燃燒性,直流正極性的應用比較廣泛,除了鋁、鎂合金的焊接,一般都會使用正極性法進行焊接。

6 TIG焊的適用性

6.1 TIG焊可以根據焊接過程的要求進行自動操作或者人工操作。

6.2 因為TIG焊可以進行間續焊接或者持續焊接,也就是我們常說的電焊或者跳焊,因此,消耗電極幫很少,而且幾乎不用加入熔填的金屬,不過有個別接頭也需要加入熔填的金屬[2]。

6.3 鎢極焊接可以進行全方位焊接,因此,在薄至0.005英寸的薄板焊接上常使用鎢極焊接。

6.4 由于TIG焊的特性比較優良,因此,大部分的合金或者金屬焊接都可以使用TIG焊:合金鋼、碳鋼、耐熱合金、不銹鋼、鎂合金、鋁合金、銅合金、鈹合金、鋯合金和鈦合金

6.5 鋅和鉛屬于低熔點金屬,焊接時不能采用TIG方式焊接,以鋅金屬為例,鋅會在1663F氣化,而電弧的溫度比此氣化溫度低的多,而且鋅的揮發會使焊道發生不良反應。如果想要對表面鍍錫、鉛、鋅、鋁、鎘的金屬進行電弧焊,必須通過特定的程序,將鍍層的金屬層清除,進行焊接后,再對其進行修補。

7 電弧焊的要求

7.1 電弧焊對氣體有一定的要求 由于氬氣是一種容易被擊穿的氣體,因此氣體必須先來后走,這就需要電極間和工件之間充滿氮氣,才能保障正常起弧,而且在焊接完成后,還要保障氬氣的流通,這樣做的目的是防止被焊接的工件突然冷卻而產生氧化,保障焊接效果。

7.2 對電流開關的控制要求 要先供氣,再供電流,關閉的時候必須先斷開開關,還要繼續供氣。

7.3 干擾的防護要求 要求電路必須有一定的抗干擾能力,否則氬弧焊的起弧高壓會干擾到整機電路。

8 結語

綜上所述,TIG焊有一定的使用條件,使用者必須遵照這些使用條件,才能更好的發揮TIG焊的效能。