1、氩弧焊的技术及应用摘要:近几年焊接技术不断发展,尤其是熔化极气体保护焊发展十分迅速,本文主要叙述了氩弧焊的技术及应用。 关键词:氩弧焊;技术 中图分类号:P755.1 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)09-0-01 一、引言 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,因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属。 二、氩弧焊的分类 1.非熔化极。氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和
2、非熔化极氩弧焊两种。工作原理及特点:非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧,在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气) ,形成一个保护气罩,使钨极端部、电弧和熔池及邻近热影响区的高温金属不与空气接触,能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头,其力学性能非常好。 2.熔化极。工作原理及特点 :焊丝通过丝轮送进,导电嘴导电,在母材与焊丝之间产生电弧,使焊丝和母材熔化,并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别:一个是焊丝作电极,并被不断熔化填入熔池,冷凝后形成焊缝;另一个是采用保护气体,随着熔化极氩弧焊的技术应用,保护气体已
3、由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用,如以氩气或氦气为保护气时 称为熔化极惰性气体保护电弧焊(在国际上简称为 MIG 焊) ;以惰性气体与氧化性气体(O2,CO2)混合气为保护气体 时,或以 CO2 气体或 CO2+O2 混合气为保护气时,统称为熔化极活性气 体保护电弧焊(在国际上简称为 MAG 焊) 。从其操作方式看,目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊,其次是自动熔化极氩弧焊。 三、氩弧焊优点 1.氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响,减少合金元素的烧损,以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头;2.氩弧焊的电弧燃烧稳定,热量集中,弧柱温度高,焊
4、接生产效率高,热影响区窄,所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小;3.氩弧焊为明弧施焊,操作、观察方便;4.电极损耗小,弧长容易保持,焊接时无熔剂、涂药层,所以容易实现机械化和自动化;5.氩弧焊几乎能焊接所有金属,特别是一些难熔金属、易氧化金属,如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金;6.不受焊件位置限制,可进行全位置焊接。 四、氩弧焊缺点 1.氩弧焊因为热影响区域大,工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。尤其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出。在精密铸件缺陷的修补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊,由于冷焊机放热量小,较好
5、的克服了氩弧焊的缺点,弥补了精密铸件的修复难题。 2.氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些,氩弧焊的电流密度大,发出的光比较强烈,它的电弧产生的紫外线辐射,约为普通焊条电弧焊的 530 倍,红外线约为焊条电弧焊的 11.5 倍,在焊接时产生的臭氧含量较高,因此,尽量选择空气流通较好的地方施工,不然对身体有很大的伤害。 3.对于低熔点和易蒸发的金属(如铅、锡。锌) ,焊接较困难。 五、氩弧焊的应用 氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢(主要用 Al、Mg、Ti及其合金和不锈钢的焊接) ;适用于单面焊双面成形,如打底焊和管子焊接;钨极氩弧焊还适用于薄板焊接。 六、优点 1.质量好。
6、只要选择合适的焊丝、焊接工艺参数和良好的气体保护就能使根部得到良好的熔透性,而且透度均匀,表面光滑、整齐。不存在一般焊条电弧焊时容易产生的焊瘤、未焊透和凹陷等缺陷。 2.效率高。在管道的第一层焊接中,手工氩弧焊为连弧焊。而焊条电弧焊为断弧焊,因此手工氩弧焊可提高效率 24 倍。因不需清理熔渣和修理焊道,则速度提高更快。在第二层电弧焊盖面时,平滑整齐的氩弧焊打底层非常利于电弧焊盖面,能保证层间良好地熔合,尤其在小直径管的焊接中,效率更显著。 3.易掌握手工电弧焊根部焊缝的焊接,必须由经验丰富且较高技术水平的焊工来担任。采用手工氩弧焊打底,一般从事焊接工作的工人经较短时间的练习,基本上均能掌握。
7、4.变形小。氩弧焊打底时热影响区要小得多,故焊接接头变形量小,残余应力也小。 七、氩弧焊打底工艺 1.概述。采用氩弧焊打底工艺,可以得到优质的焊接接头。氩弧焊打底焊接工艺在锅炉的水冷壁、过热器、省煤器等焊接中,接头质量优良,经射线探伤,焊缝级别均在级以上。 2.工作原理。氩弧焊在主回路、辅助电源、驱动电路、保护电路等方面的工作原理是与手弧焊是相同的。在此不再多叙述,而着重介绍氩弧焊机所特有的控制功能及起弧电路功能。 八、氩弧焊的控制 1.手开关。氩弧焊要求氩气先来后走,而电流则后来先走(相对气而言) ,这此都是通过手开关控制实现的。 2.高频高压电流。 (1)产生:氩弧焊的起弧需要高压,为了能
8、在手弧焊的基础上产生高压并送到输出回路,采用了高压电路。 (2)工作原理:升压变压器,变压器为 24:70,将 307 电压升高约 3 倍。采用 4 倍压整流电路。高频振荡发生器。 3.增压起弧。为了保护轻易起弧,提供焊接质量,氩弧焊机还在输出端增设了一个增压起弧的装置,其利用高频高压发生器的变压器的另一组次边作为增压变压器,使得高频高压发生器工作时,也同时抬高了输出端的电压,保证起弧,起弧后,增压装置也随着高频高压电流发生器一起被断开。 九、总结 近几年氩弧焊被广泛用于航天、航空、造船、机械制造等行业。总之,每一道完美的焊缝,与焊接电流、电弧电压、焊接结构母材、焊接手法等都有着至关重要的关系。 参考文献: 1刘云龙.焊工技师手册. 2陈裕川.焊接工艺手册.