铝及铝合金的钨极氩弧焊

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1、铝及铝合金的钨极氩弧焊机械工程学院张乐装备0801200806080331目录1.1铝及铝合金的钨极氩弧焊1.2焊接过程原理1.3焊接工艺摘要铝及铝合金具有良好的耐蚀性，较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好的力学性能等特点，在航空航天，汽车，电工，化工，交通运输，国防等工业部门被广泛的应用。掌握铝及铝合金的焊接性特点，焊接操作技术，接头质量和性能，缺陷的形成及防止措施等，对正确确定铝及铝合金的焊接工艺，获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意义。1.1铝及铝合金的钨极氩弧焊也成为钨极惰性气体保护电弧焊,是利用钨极与工件之间形成电弧产生的大

2、量热量熔化待焊处,外加填充焊丝获得牢固的焊接接头.TIG焊工艺最适于焊接厚度小于3mm的薄板，工件变形明显小于气焊和手弧焊。1.1铝及铝合金的钨极氩弧焊钨极氩弧焊的特点1）焊接时无需使用焊条或焊剂，焊接后无需清除残余熔剂或焊渣。因为氩气可良好的保护电弧、熔池及母材热影响区而不受氧化，氩气本身也不与铝发生物理化学反应。2）钨极电弧稳定，即使在焊接电流小于10A的情况下，电弧仍可保持稳定，特别适合于焊接铝合金薄板。3）热源和填充焊丝可分别控制，热输入易于调整4）由于填充丝不通过电流，无熔滴过度，故电弧安静，噪音小，无金属飞溅5）钨极载流能力较低，生产效率不高6）氩

3、气及氦气价格较高，不利于降低生产成本7）钨极氩弧焊受作业现场气流影响较大，不适于室外作业钨极氩弧焊钨极氩弧焊示意图1-喷嘴2-钨极3-电弧4-焊缝5-焊件6-熔池7-填充焊丝8-惰性气体1.2焊接过程原理1.2.1采用直流电源1）直流正接当采用直流正接发焊接铝及铝合金时，工件与电源的正极相连而形成阳极，钨极与电源的负极相连形成阴极。此时，钨极的电子发射能力强，可发出大量的电子流，并赋予电子流能量，由于这部分能量，钨极得以自身冷却。在电厂的驱使下，钨极发射出来的高能电子流告诉冲击阳极（焊件），将全部能量给焊件，使其深熔，形成窄而深的焊缝。但因电子质量很小，电子流

4、对工件的冲击尚不足以破除工件表面的氧化膜。于此同时，正离子流奔向阴极（钨极），虽使其发热，但因此时的钨极具有自身冷却功能，钨极不至于热烧损。1.2焊接过程原理2）直流反接钨极与电源的正极相连而形成阳极，焊件与电源的负极相连而形成阴极，此时，由于焊件表面上存在氧化膜，其电子逸出功较小，易发射电子，因此阳极斑点始终优先在氧化膜处形成。由于焊件为冷阴极，阴极区有很高的电压降，因此阴极斑点的能量密度很高，在阴极电厂的作用下，正离子流告诉撞击焊件上的表面氧化膜，使其破碎，分解而被清理掉，阴极斑点随即有在临近的氧化膜发射电子，继而氧化膜又被清理，因此被清理的氧化膜面积不断

5、扩大，直到扩大到氩气所能保护的范围内，这就是俗称的“阴极雾化”，其作用的强弱与阴极区的能量密度及正离子的质量大小有关。于此同时，从焊件发射出来的大量电子流冲击阳极（钨极），使其撞击生热，由于此时的钨极已不具有自身冷却功能，钨极即发生过热，甚至融化，从而不得不限制焊接电流的大小1.2焊接过程原理1.2.2采用交流电源为兼有阴极清理作用及钨极不致过热，只有采用交流钨极氩弧焊接法。交流电流的极性是周期变化的。在每个周期里，半波相当于直流正接，另一个半波相当于直流反接。正接的半波期间钨极不致过热，可承载较大的焊接电流，有利于电弧稳定，容许可焊厚度增大；反接的半波期间有

6、阴极清理作用，可去除母材表面氧化膜，保证焊缝良好成形电流种类直流交流正接反接正弦波反弦波两级热量比列焊件70%钨极30%焊件30%钨极70%焊件50%钨极50%通过占空比可调熔深特点深，窄浅，宽中等中等钨极作用电流最大例如，3.3mm,400A小例如，6.4mm120A较大例如，3.2mm225A大例如，3.2mm,325A阴极清理作用无有有有电弧稳定性很稳不稳很不稳稳直流分流无无有无适用材料除铝镁合金铝青铜外的金属一般不采用铝，镁合金，铝青铜等铝，镁合金，铝青铜等1.2焊接过程原理交流钨极氩弧焊在特性和功能上基本满足铝及铝合金焊接的需要，但焊接回路内将出现直

7、流分流，引弧稳弧性能差，熔透能力差，但可用下列方法加以改善（1）消除直流分量正半波时，钨极为负极，由于其熔点和沸点高，且导热性差，尺寸小，因而温度高，热电子发射容易，故电弧电压低，焊接电流大，通电时间长；负半波时，焊件为负极，由于其熔点和沸点低，且尺寸大，散热快，温度低，电子热发射困难，故电弧电压高，焊接电流小，通电时间短，因此出现了正负半波电流不对称现象，在交流焊接回路内出现了一个由工件流向钨极的直流分量，这种现象称为“整流作用”。1.2焊接过程原理（2）改善隐弧和稳弧由于交流氩弧的电压及电流的幅值和极性随时间而不断变化，每秒有100次过零，因此电弧的能量及

8、电弧空间的温度也随之不断变化。当电流过