氩弧焊操作方法及理论知识.docx

1、手 工 氩 弧 焊 工 艺1.焊 前 清 理氩 弧 焊 不 仅 要 求 氩 气 有 良 好 的 保 护 效 果 ， 而 且 必 须 对 被 被 焊 工 件 的 接 头 附 近 及填 充 丝 进 行 焊 前 清 理 ， 去 除 金 属 表 面 的 氧 化 膜 、 油 脂 、 油 漆 等 物 质 ， 以 保 证焊 接 接 头 的 质 量 。 清 理 的 方 法 因 材 料 而 异 。A 机 械 清 理 此 法 较 简 单 ， 而 且 效 果 较 好 ， 对 不 锈 钢 可 用 砂 布 打 磨 ， 铝 合 金 可用 钢 丝 刷 或 电 动 钢 丝 轮 及 用 刮 刀 刮 。 用 刮 刀 的 方 法

2、对 清 理 铝 合 金 表 面 氧 化 膜 是 行 之有 效 的 ， 而 用 锉 刀 则 不 能 彻 底 去 除 氧 化 膜 。 机 械 清 理 后 ， 可 用 丙 酮 去 除 油 污 。B 化 学 清 理 对 于 铝 、 钛 、 镁 及 其 合 金 ， 在 焊 前 需 进 行 化 学 清 理 。 此 法 对 工 件及 填 充 焊 丝 都 是 适 用 的 。 由 于 化 学 清 理 对 大 工 件 不 太 方 便 ， 因 此 ， 此 法 大 多 用 于 清理 填 充 丝 及 小 工 件 。2.焊 接 参 数 选 择1. 根 据 工 件 材 质 规 格 选 择 焊 丝 牌 号 规 格 和 钨 极

3、 牌 号 ： 选 用 焊 丝 太 细 不 但 生 产 率 低 ，并 且 由 于 比 表 面 积 大 ， 相 应 带 入 焊 缝 中 的 杂 质 也 多 。2. 根 据 工 件 特 性 和 焊 丝 规 格 确 定 钨 极 直 径 和 端 部 形 状 ： 正 确 选 用 钨 极 直 径 ， 技 能提 高 生 产 率 又 能 满 足 工 艺 上 的 要 求 和 减 少 钨 极 的 烧 损 。 钨 极 直 径 选 用 过 小 则 使钨 极 熔 化 和 蒸 发 ， 或 引 起 电 弧 不 稳 和 焊 缝 夹 钨 等 现 象 出 现 。 钨 极 直 径 选 用 过 大 ，在 用 交 流 电 源 焊 接 时

4、 会 出 现 电 弧 漂 移 而 分 散 或 出 现 偏 弧 现 象 。 如 果 钨 极 直 径 选用 合 适 ， 交 流 焊 接 时 一 般 端 部 会 熔 成 圆 球 形 。 钨 极 直 径 一 般 应 等 于 或 大 于 焊 丝直 径 ， 焊 接 薄 工 件 或 熔 点 低 的 铝 镁 合 金 时 钨 极 直 径 略 小 于 焊 丝 直 径 ， 中 厚 工 件钨 极 直 径 等 于 焊 丝 直 径 ， 厚 工 件 钨 极 直 径 大 于 焊 丝 直 径 。3. 焊 接 电 流 ： 是 GTAW 最 重 要 的 参 数 ， 取 决 于 钨 极 种 类 和 规 格 。 电 流 太 小 ， 难

5、以 控 制 焊 道 成 形 ， 容 易 形 成 未 熔 合 和 未 焊 透 缺 陷 ， 同 时 电 流 太 小 造 成 生 产 效 率降 低 会 浪 费 氩 气 。 电 流 太 大 ， 容 易 形 成 凸 瘤 和 烧 穿 缺 陷 ， 熔 池 温 度 过 高 时 ， 会出 现 咬 边 、 焊 道 成 形 不 美 观 。 电 流 大 小 要 适 当 ， 根 据 经 验 ， 电 流 一 般 为 钨 极 直径 的 30-55 倍 ， 交 流 电 源 选 下 限 ， 直 流 正 接 选 上 限 ， 当 钨 极 直 径 小 于3mm 时 ， 从 计 算 值 减 去 5-10A， 当 钨 极 直 径 大 于

6、 4mm 时 ， 计 算 值 再 加10-15A。 同 时 还 需 要 注 意 的 是 焊 接 电 流 不 能 大 于 钨 极 的 许 用 电 流 。4. 喷 嘴 直 径 ： 气 体 保 护 区 的 大 小 与 喷 嘴 直 径 相 关 的 ， 喷 嘴 直 径 过 大 ， 散 热 快 ， 焊缝 宽 ， 焊 速 慢 影 响 视 线 ， 在 保 证 保 护 效 果 不 变 的 情 况 下 ， 随 着 喷 嘴 直 径 增 大 气体 流 量 也 必 须 增 大 因 而 造 成 氩 气 浪 费 ； 喷 嘴 直 径 过 小 保 护 效 果 变 差 ， 又 容 易 被烧 坏 ， 满 足 不 了 大 电 流 焊

7、 接 要 求 。 喷 嘴 直 径 一 般 为 钨 极 直 径 的 2-3 倍 加4mm。 当 然 也 应 该 考 虑 被 焊 金 属 的 性 质 。 被 焊 金 属 的 性 质 活 泼 也 有 取 系 数 2.5-3.5 的 ， 当 钨 极 直 径 小 于 3mm 时 取 3.5， 当 钨 极 直 径 大 于 4mm 时 取 2.5.5. 气 体 流 量 ： 在 保 证 保 护 效 果 良 好 的 前 提 下 尽 量 减 小 气 体 流 量 ， 以 降 低 成 本 。 单流 量 钛 小 ， 喷 出 来 的 气 流 挺 度 差 ， 轻 飘 无 力 ， 容 易 受 外 界 气 流 的 干 扰 ，

8、影 响 保护 效 果 ， 同 时 电 弧 也 不 能 稳 定 燃 烧 ， 焊 接 中 可 以 看 到 有 氧 化 物 在 熔 池 表 面 漂 移 ，焊 缝 发 黑 而 无 光 亮 。 流 量 太 大 ， 不 但 会 浪 费 保 护 气 ， 还 会 是 焊 缝 冷 却 过 快 ， 不利 于 焊 缝 成 形 ， 同 时 容 易 形 成 紊 流 而 卷 入 空 气 ， 破 坏 保 护 效 果 。 气 体 流 量 Q 主要 取 决 于 喷 嘴 直 径 和 保 护 气 体 种 类 ， 也 与 被 焊 金 属 的 性 质 、 焊 接 速 度 、 坡 口 形式 、 钨 极 外 伸 长 度 和 电 弧 长 度

9、 有 关 。 手 工 焊 时 可 用 经 验 公 式 Q=（ 0.18-1.2） D 计 算 ， D 为 喷 嘴 直 径 ， 单 位 为 mm， Q 单 位 为 L/mm。 当 D 12mm时 系 数 取 1.2， D 12mm 时 ， 系 数 取 0.8， 以 达 到 挺 度 基 本 一 直 。6. 焊 接 速 度 ： 焊 接 速 度 取 决 于 工 件 材 质 和 厚 度 ， 还 应 与 焊 接 电 流 和 预 热 温 度 相 配合 ， 以 保 证 熔 深 和 熔 宽 。7. 喷 嘴 与 工 件 间 的 距 离 、 钨 极 外 伸 和 电 弧 长 度 ： 在 不 影 响 气 体 保 护 效

10、 果 和 便 于 操作 的 情 况 下 ， 这 些 参 数 越 短 越 好 。七 、 手 工 钨 极 氩 弧 焊 基 本 操 作 技 术手 工 GTAW 的 基 本 操 作 技 术 包 括 ： 引 弧 与 熔 池 控 制 、 运 弧 与 焊 炬 运 动 方 式 、 填 丝手 法 、 停 弧 和 熄 弧 、 焊 缝 接 头 操 作 方 法 等 。1.引 弧我 们 用 的 引 弧 方 式 为 击 穿 式 ， 普 通 GTAW 电 源 均 有 高 频 或 脉 冲 引 弧 和 稳 弧 装 置 。手 握 焊 炬 垂 直 于 工 件 ， 使 钨 极 与 工 件 保 持 3-5min 距 离 ， 接 通 电

11、 源 ， 在 高 压 高频 或 高 压 脉 冲 作 用 下 ， 击 穿 间 隙 放 电 ， 使 保 护 气 电 离 形 成 离 子 流 而 引 燃 电 弧 。 该 法保 证 钨 极 端 部 完 好 ， 烧 损 小 ， 引 弧 质 量 好 ， 因 此 应 用 广 泛 。2.熔 池 控 制控 制 熔 池 的 形 状 和 大 小 说 到 底 就 是 控 制 焊 接 温 度 ： 温 度 对 焊 接 质 量 的 影 响 是 很大 的 ， 各 种 焊 接 缺 陷 的 产 生 是 温 度 不 适 当 造 成 的 ， 热 裂 纹 、 咬 边 、 弧 坑 裂 纹 、 凹 陷 、元 素 烧 损 、 凸 瘤 等 都

12、 是 因 为 温 度 过 高 产 生 的 ， 冷 裂 纹 、 气 孔 、 夹 渣 、 未 焊 透 、 未 熔合 等 都 是 焊 接 温 度 不 够 造 成 的 。3.运 弧运 弧 有 一 定 的 要 求 和 规 律 ： 焊 炬 轴 线 与 已 焊 表 面 夹 角 称 为 焊 炬 倾 角 ， 它 直 接 影响 热 量 输 入 、 保 护 效 果 和 操 作 视 野 ， 一 般 焊 炬 倾 角 为 70-85， 焊 炬 倾 角90时 保 护 效 果 最 好 ， 但 从 焊 炬 中 喷 出 的 保 护 气 流 随 着 焊 炬 移 动 速 度 的 增 加 而 向 后偏 离 ， 可 能 使 熔 池 得

13、不 到 充 分 的 保 护 ， 所 以 焊 速 不 能 太 快 。 GTAW 一 般 采 用 左焊 法 。4.焊 炬 握 法用 右 手 拇 指 和 食 指 握 住 焊 炬 手 柄 ， 其 余 三 指 触 及 工 件 作 为 指 点 。5.焊 丝 握 法左 手 中 指 在 上 、 无 名 指 在 下 夹 持 焊 丝 ， 拇 指 和 食 指 捏 住 焊 丝 向 前 移 动 送 入 熔 池 ，然 后 拇 指 食 指 松 开 后 移 再 捏 住 焊 丝 前 移 ， 这 样 反 复 持 续 下 去 整 根 焊 丝 可 不 停 顿 的 输送 完 毕 。焊 丝 送 入 角 度 、 送 入 方 式 与 熟 练

14、 程 度 有 关 ， 它 直 接 影 响 到 焊 缝 的 几 何 形 状 。 焊丝 应 低 角 度 送 入 ， 一 般 为 10-15， 通 常 不 大 于 20。 这 样 有 助 于 熔 化 端 被保 护 气 覆 盖 并 避 免 碰 撞 钨 极 ， 使 焊 丝 以 滴 状 过 度 到 熔 池 中 的 距 离 缩 短 。 送 丝 动 作 要轻 ， 不 要 搅 动 气 体 保 护 层 ， 以 免 空 气 侵 入 。 焊 丝 在 进 入 熔 池 时 ， 要 避 免 与 钨 极 接 触短 路 ， 以 免 钨 极 烧 损 落 入 熔 池 ， 引 起 焊 缝 夹 钨 。 焊 丝 末 端 不 要 伸 入

15、弧 柱 内 ， 即 在 熔池 和 钨 极 中 间 ， 否 则 ， 在 弧 柱 高 温 作 用 下 ， 焊 丝 剧 烈 熔 化 滴 入 熔 池 ， 引 起 飞 溅 并 发出 乒 乒 乓 乓 的 响 声 ， 从 而 破 坏 了 电 弧 的 稳 弧 燃 烧 ， 结 果 会 造 成 熔 池 内 部 污 染 ， 也 使焊 缝 外 观 不 好 ， 灰 黑 不 亮 。焊 丝 溶 入 熔 池 大 致 可 分 为 五 个 步 骤 ：A 焊 炬 垂 直 于 工 件 ， 引 燃 电 弧 形 成 熔 池 ， 当 熔 池 被 电 弧 加 热 到 呈 现 白 亮 并 将 发 生流 动 时 ， 就 要 准 备 将 焊 丝

16、送 入 。B 焊 炬 稍 向 后 移 动 并 倾 斜 10-15C 想 熔 池 强 放 内 侧 边 缘 约 在 熔 池 的 1/3 处 送 入 焊 丝 末 端 ， 靠 熔 池 的 热 量 将 焊丝 接 触 溶 入 ， 不 要 像 气 焊 那 样 搅 拌 熔 池 （ BC 同 时 进 行 ）D 抽 回 焊 丝 单 其 末 端 并 不 离 开 保 护 区 ， 与 熔 池 前 沿 保 持 者 如 分 似 离 的 状 态 准 备 再次 加 入 焊 丝 。焊 炬 前 移 至 熔 池 前 沿 形 成 新 的 熔 池 。 （ 重 复 CDE 动 作 直 至 焊 接 结 束 ）6.送 丝送 丝 可 分 为 外

17、 填 丝 、 内 填 丝 和 依 丝 法 三 种 ， 我 们 使 用 的 是 外 填 丝 法 ， 外 填 丝 法是 电 弧 在 管 壁 外 侧 燃 烧 ， 焊 丝 从 坡 口 一 侧 添 加 的 操 作 方 法 。 外 填 丝 法 又 分 为 连 续 送丝 法 和 断 续 送 丝 法 ， 我 们 补 焊 只 需 断 续 送 丝 法 即 可 。断 续 送 丝 法 有 时 也 称 为 点 滴 送 入 法 ， 是 靠 手 的 反 复 送 拉 动 作 将 焊 丝 端 头 的 熔 滴送 入 熔 池 ， 熔 化 后 将 焊 丝 拉 回 退 出 熔 池 ， 但 不 离 开 保 护 区 ， 焊 丝 拉 回 时

18、 靠 电 弧 吹 力将 熔 池 表 面 的 氧 化 膜 排 除 掉 。 此 法 适 用 于 各 种 接 头 特 别 是 组 对 间 隙 小 、 有 垫 板 的 薄板 焊 缝 或 角 焊 缝 焊 接 ， 焊 后 焊 缝 表 面 呈 清 晰 均 匀 的 鱼 鳞 状 。 断 续 送 丝 法 容 易 掌 握 ，初 学 者 多 采 用 这 种 送 丝 法 。 但 只 适 用 于 小 电 流 、 慢 焊 速 、 表 面 波 纹 粗 的 焊 缝 ， 当 间隙 较 大 或 电 流 不 合 适 时 ， 用 断 续 送 丝 法 就 难 于 控 制 焊 接 熔 池 ， 背 面 容 易 产 生 凹 陷 。7.停 弧停

19、 弧 就 是 由 于 某 种 原 因 而 中 途 停 下 来 ， 然 后 再 继 续 进 行 焊 接 。 正 确 的 停 弧 方 法 ，就 是 采 用 铸 件 加 快 运 弧 速 度 后 （ 缩 小 熔 池 面 积 ） 再 收 弧 的 方 法 ， 这 样 可 以 没 有 弧 坑和 缩 孔 ， 给 下 次 引 弧 继 续 焊 接 创 造 了 条 件 ， 加 快 运 弧 的 长 度 为 20mm 左 右 。 再 引 弧 焊 接 时 ， 待 熔 池 形 成 后 ， 向 后 压 1-2 个 波 纹 ， 接 头 起 点 不 加 或 少 加 焊 丝 ，然 后 转 入 正 常 焊 接 ， 为 了 防 止 产

20、 生 气 孔 ， 保 证 焊 缝 质 量 ， 起 点 或 接 头 处 应 适 当 放 慢焊 接 速 度 。8.收 弧收 弧 也 称 熄 弧 ， 是 焊 接 终 止 的 必 须 手 法 。 收 弧 很 重 要 ， 应 高 度 重 视 。 若 收 弧 不当 ， 易 引 起 弧 坑 裂 纹 ， 缩 孔 等 缺 陷 ， 常 用 收 弧 方 法 有 ：A 焊 接 电 流 衰 减 法 利 用 衰 减 装 置 ， 逐 渐 减 小 焊 接 电 流 ， 从 而 使 熔 池 逐 渐 缩 小 ，以 至 母 材 不 能 熔 化 ， 达 到 收 弧 处 无 缩 孔 之 目 的 ， 普 通 的 GTAW 焊 机 都 带

21、有衰 减 装 置 。B 增 加 焊 速 法 在 焊 接 终 止 时 ， 焊 炬 前 移 速 度 逐 渐 加 快 ， 焊 丝 的 给 送 量 逐 渐 减少 ， 直 到 母 材 不 熔 化 时 为 止 。 基 本 要 点 是 逐 渐 减 少 热 量 输 入 ， 重 叠 焊 缝20-30mm。 此 法 最 适 合 于 环 缝 ， 无 弧 坑 无 缩 孔 。C 多 次 熄 弧 法 终 止 时 焊 速 减 慢 ， 焊 炬 后 倾 角 加 大 ， 拉 长 电 弧 ， 使 电 弧 热 主要 集 中 在 焊 丝 上 ， 而 焊 丝 的 给 送 量 增 大 ， 填 满 弧 坑 ， 并 使 焊 缝 增 高 ， 熄

22、 弧 后 马上 再 引 燃 电 弧 ， 重 复 两 三 次 ， 便 于 熔 池 在 凝 固 时 能 继 续 得 到 焊 丝 补 给 ， 使 收 弧处 逐 步 冷 却 。 但 多 次 熄 弧 后 收 弧 处 往 往 较 高 ， 需 将 收 弧 处 增 高 的 焊 缝 修 平 。D 应 用 熄 弧 板 法 平 板 对 接 时 常 用 熄 弧 板 ， 焊 后 将 熄 弧 板 去 掉 修 平 。实 际 操 作 证 明 ： 有 衰 减 装 置 用 电 流 衰 减 法 收 弧 最 好 ， 无 衰 减 装 置 用 增 加 焊 速 法收 弧 最 好 ， 可 避 免 弧 坑 和 缩 孔 ， 熄 弧 后 不 能

23、马 上 把 焊 炬 移 走 ， 应 停 留 在 收 弧 处 待 2-5min， 用 滞 后 气 保 护 高 温 下 的 收 弧 部 位 不 受 氧 化 。9.平 焊 焊 接 操 作 要 领焊 接 操 作 要 领 ： 平 焊 是 比 较 容 易 掌 握 的 焊 接 位 置 ， 效 率 高 ， 质 量 好 ， 生 产 中 应用 得 多 ， 运 弧 时 手 要 稳 ， 钨 极 端 头 离 工 件 3-5mm， 约 有 钨 极 直 径 的 1.5-2 倍 。多 为 直 线 运 弧 焊 接 ， 较 少 摆 动 ， 但 不 能 跳 动 ， 焊 丝 与 工 件 间 夹 角 10-15，焊 丝 与 焊 炬 相

24、 互 垂 直 。 铝 6mm、 紫 铜 3mm、 碳 钢 和 不 锈 钢 4mm， 在 平 焊 位 施 焊可 以 不 开 坡 口 ， 而 在 别 的 位 置 施 焊 则 应 开 坡 口 。平 焊 位 焊 接 ， 引 弧 形 成 熔 池 后 仔 细 观 察 ， 视 熔 池 的 形 状 和 大 小 控 制 焊 接 速 度 ，若 熔 池 表 面 呈 凹 形 ， 并 与 母 材 熔 合 良 好 ， 则 说 明 已 经 焊 透 ； 若 熔 池 表 面 呈 凸 形 且 与母 材 之 间 有 死 角 ， 说 明 未 焊 透 ， 应 继 续 加 温 ， 当 熔 池 稍 有 下 沉 的 趋 向 时 ， 应 即

25、时 填加 焊 丝 ， 逐 渐 缓 慢 而 有 规 律 的 朝 焊 接 方 向 移 动 电 弧 ， 应 尽 量 保 持 弧 长 不 变 ， 焊 丝 可在 熔 池 前 缘 内 侧 一 送 一 收 或 停 放 在 熔 池 前 缘 即 可 ， 视 母 材 坡 口 形 式 而 定 。 整 个 焊 接过 程 应 保 持 这 种 状 态 ， 焊 丝 加 早 了 ， 会 造 成 未 熔 透 ， 加 晚 了 容 易 造 成 焊 瘤 甚 至 烧 穿 。熄 弧 后 不 可 将 焊 炬 马 上 提 起 ， 应 在 原 位 保 持 数 秒 至 数 分 钟 不 动 ， 以 滞 后 气 保 护高 温 下 的 焊 缝 金 属

26、 和 钨 极 不 被 氧 化 。焊 完 后 检 查 焊 缝 质 量 ： 几 何 尺 寸 、 熔 透 情 况 、 焊 道 是 否 氧 化 咬 边 等 。 焊 接 结 束后 ， 先 关 气 ， 后 关 水 。 最 后 关 闭 焊 接 电 源 。八 、 典 型 手 工 钨 极 氩 弧 焊 焊 接 缺 陷 、 问 题 及 防 止 措 施 焊 缝 中 若 存 在 缺 陷 ， 它 的 各 种 性 能 将 显 著 降 低 ， 以 致 影 响 产 品 的 使 用 性 能 及安 全 。 GTAW 常 用 于 焊 接 较 重 要 的 产 品 ， 故 对 焊 接 质 量 的 要 求 就 更 严 格 。 常 见的 焊

27、 接 缺 陷 及 预 防 对 策 如 下 ：1.几 何 形 状 不 符 合 要 求焊 缝 外 形 尺 寸 超 出 要 求 ， 高 低 宽 窄 不 一 ， 焊 波 脱 节 凸 凹 不 平 ， 成 型 不 良 ， 背 面凹 陷 凸 瘤 等 。 其 危 害 是 减 弱 焊 缝 强 度 或 造 成 应 力 集 中 ， 降 低 动 载 荷 强 度 。 造 成 该 缺陷 的 原 因 是 ： 焊 接 规 范 选 择 不 当 ， 操 作 技 术 欠 佳 ， 填 丝 走 焊 不 均 匀 ， 熔 池 形 状 和 大小 控 制 不 准 等 。 预 防 的 对 策 ： 工 艺 参 数 选 择 合 适 ， 操 作 技

28、术 熟 练 ， 送 丝 及 时 位 置 准确 ， 移 动 一 致 ， 准 确 控 制 熔 池 温 度 。2.未 焊 透 和 未 熔 合焊 接 时 未 完 全 熔 透 的 现 象 称 为 未 焊 透 ， 如 坡 口 的 根 部 或 钝 边 未 熔 化 ， 焊 缝 金 属未 透 过 对 口 间 隙 则 称 为 根 部 未 焊 透 ， 多 层 焊 道 时 ， 后 焊 的 焊 道 与 先 焊 的 焊 道 没 有 完全 熔 合 在 一 起 则 称 为 层 间 未 焊 透 。 其 危 害 是 减 少 了 焊 缝 的 有 效 截 面 积 ， 因 而 降 低 了接 头 的 强 度 和 耐 蚀 性 。 在 GT

29、AW 中 为 焊 透 是 不 允 许 的 。 焊 接 时 焊 道 与 母 材 或 焊 道与 焊 道 之 间 未 完 全 熔 化 结 合 的 部 分 称 为 未 熔 合 。 往 往 与 未 焊 透 同 时 存 在 ， 两 者 区 别在 于 ： 未 焊 透 总 是 有 缝 隙 ， 而 未 熔 合 则 没 有 。 未 熔 合 是 一 种 平 面 状 缺 陷 ， 其 危 害 犹如 裂 纹 。 对 承 载 要 求 高 和 塑 性 差 的 材 料 危 害 性 更 大 ， 所 以 未 熔 合 是 不 允 许 存 在 的 。产 生 未 焊 透 和 未 熔 合 的 原 因 ： 电 流 太 小 ， 焊 速 过 快

30、 ， 间 隙 小 ， 钝 边 厚 ， 坡 口 角 度 小 ，电 弧 过 长 或 电 弧 偏 离 坡 口 一 侧 ， 焊 前 清 理 不 彻 底 ， 尤 其 是 铝 合 金 的 氧 化 膜 ， 焊 丝 、焊 炬 和 工 件 间 位 置 不 正 确 ， 操 作 技 术 不 熟 练 等 。 只 要 有 上 述 一 种 或 数 种 原 因 ， 就 有可 能 产 生 未 焊 透 和 未 熔 合 。 预 防 的 对 策 ： 正 确 选 择 焊 接 规 范 ， 选 择 适 当 的 坡 口 形 式和 装 配 尺 寸 ， 选 择 合 适 的 垫 板 沟 槽 尺 寸 ， 熟 练 操 作 技 术 ， 走 焊 时 要

31、 平 稳 均 匀 ， 正 确掌 握 熔 池 温 度 等 。3.烧 穿焊 接 中 熔 化 金 属 自 坡 口 背 面 流 出 而 形 成 穿 孔 的 缺 陷 。 产 生 原 因 与 未 焊 透 恰 好 相反 。 熔 池 温 度 过 高 和 填 丝 不 及 时 是 最 重 要 的 。 烧 穿 能 降 低 焊 缝 强 度 ， 一 起 应 力 集 中和 裂 纹 而 ， 烧 穿 是 不 允 许 的 ， 都 必 须 补 好 。 预 防 的 对 策 也 使 工 艺 参 数 适 合 ， 装 配 尺寸 准 确 ， 操 作 技 术 熟 练 。4.裂 纹在 焊 接 应 力 及 其 它 致 脆 因 素 作 用 下 ，

32、 焊 接 接 头 中 部 地 区 的 金 属 原 子 结 合 力 遭 到破 坏 而 形 成 的 新 界 面 而 产 生 的 缝 隙 ， 它 具 有 尖 锐 的 缺 口 和 大 的 长 宽 比 的 特 征 。裂 纹 有 热 裂 纹 和 冷 裂 纹 之 分 。 焊 接 过 程 中 ， 焊 缝 和 热 影 响 区 金 属 冷 却 到 固 相 线 附 近的 高 温 区 产 生 的 裂 纹 叫 热 裂 纹 。 焊 接 接 头 冷 却 到 较 低 温 度 下 （ 对 于 钢 来 说 马 氏 体 转变 温 度 一 下 ， 大 约 为 230 ） 时 产 生 的 裂 纹 叫 冷 裂 纹 。 冷 却 到 室 温

33、 并 在 以 后 的 一定 时 间 内 才 出 现 的 冷 裂 纹 又 叫 延 迟 裂 纹 。 裂 纹 不 仅 能 减 少 焊 缝 金 属 的 有 效 面 积 ,降低 接 头 的 强 度 ， 影 响 产 品 的 使 用 性 能 ， 而 且 会 造 成 严 重 的 应 力 集 中 ， 在 产 品 的 使 用中 ， 裂 纹 能 继 续 扩 展 ， 以 致 发 生 脆 性 断 裂 。 所 以 裂 纹 是 最 危 险 的 缺 陷 ， 必 须 完 全 避免 。 热 裂 纹 的 产 生 是 冶 金 因 素 和 焊 接 应 力 共 同 作 用 的 结 果 。 预 防 对 策 ： 减 少 高 温 停留 时 间

34、 和 改 善 焊 接 时 的 应 力 。 冷 裂 纹 的 产 生 是 材 料 有 淬 硬 倾 向 ， 焊 缝 中 扩 散 氢 含 量多 和 焊 接 应 力 三 要 素 共 同 作 用 的 结 果 。 预 防 措 施 ： 限 制 焊 缝 中 的 扩 散 氢 含 量 ， 降 低冷 却 速 度 和 减 少 高 温 停 留 时 间 以 改 善 焊 缝 和 热 影 响 区 的 组 织 结 构 ， 采 用 合 理 的 焊 接顺 序 以 减 小 焊 接 应 力 ， 选 用 合 适 的 焊 丝 和 工 艺 参 数 减 少 过 热 和 晶 粒 长 大 倾 向 ， 采 用正 确 的 收 弧 方 法 填 满 弧 坑

35、 ， 严 格 焊 前 清 理 ， 采 用 合 理 的 坡 口 形 式 以 减 小 熔 合 比 。5.气 孔焊 接 时 ， 熔 池 中 的 气 泡 在 凝 固 时 未 能 逸 出 而 残 留 下 来 所 形 成 的 孔 穴 。 常 见 的 气孔 有 三 种 ， 氢 气 孔 多 呈 喇 叭 形 ， 一 氧 化 碳 气 孔 呈 链 状 ， 氮 气 孔 多 呈 蜂 窝 状 。 焊 丝 焊件 表 面 的 油 污 、 氧 化 皮 、 潮 气 、 保 护 气 不 纯 或 熔 池 在 高 温 下 氧 化 等 都 是 产 生 气 孔 的原 因 。 气 孔 的 危 害 是 降 低 焊 接 接 头 强 度 和 致

36、密 性 ， 造 成 应 力 集 中 时 可 能 成 为 裂 纹 的气 源 。 预 防 的 对 策 ， 焊 丝 和 焊 件 应 清 洁 并 干 燥 ， 保 护 气 应 符 合 标 准 要 求 ， 送 丝 及 时 ，熔 滴 过 度 要 快 而 准 ， 移 动 平 稳 ， 防 止 熔 池 过 热 沸 腾 ， 焊 炬 摆 幅 不 能 过 大 。 焊 丝 焊 炬工 件 间 保 持 合 适 的 相 对 位 置 和 焊 接 速 度 。6.夹 渣 和 夹 钨由 焊 接 冶 金 产 生 的 ， 焊 后 残 留 在 焊 缝 金 属 中 的 非 金 属 杂 质 如 氧 化 物 硫 化 物 等 称为 夹 渣 。 钨

37、极 因 电 流 过 大 或 与 工 件 焊 丝 碰 撞 而 使 端 头 熔 化 落 入 熔 池 中 即 产 生 了 夹 钨 。产 生 夹 渣 的 原 因 ， 焊 前 清 理 不 彻 底 ， 焊 丝 熔 化 端 严 重 氧 化 。 夹 渣 和 夹 钨 均 能 降 低 接头 强 度 和 耐 蚀 性 ， 都 必 须 加 以 限 制 。 预 防 对 策 ， 保 证 焊 前 清 理 质 量 ， 焊 丝 熔 化 端 始终 处 于 保 护 区 内 ， 保 护 效 果 要 好 。 选 择 合 适 的 钨 极 直 径 和 焊 接 规 范 ， 提 高 操 作 技 术熟 练 程 度 ， 正 确 修 磨 钨 极 端

38、部 尖 角 ， 当 发 生 打 钨 时 ， 必 须 重 新 修 磨 钨 极 。7.咬 边沿 焊 趾 的 母 材 熔 化 后 未 得 到 焊 缝 金 属 的 补 充 而 留 下 的 沟 槽 称 为 咬 边 ， 有 表 面 咬边 和 根 部 咬 边 两 种 。 产 生 咬 边 的 原 因 ： 电 流 过 大 ， 焊 炬 角 度 错 误 ， 填 丝 慢 了 或 位 置不 准 ， 焊 速 过 快 等 。 钝 边 和 坡 口 面 熔 化 过 深 使 熔 化 焊 缝 金 属 难 于 充 满 就 会 产 生 根 部咬 边 ， 油 漆 在 横 焊 上 侧 。 咬 边 多 产 生 在 立 焊 、 横 焊 上 侧

39、 和 仰 焊 部 位 。 富 有 流 动 性 的金 属 更 容 易 产 生 咬 边 ， 如 含 镍 较 高 的 低 温 钢 、 钛 金 属 等 。 咬 边 的 危 害 是 降 低 了 接 头强 度 ， 容 易 形 成 应 力 集 中 。 预 防 的 对 策 ： 选 择 的 工 艺 参 数 要 合 适 ， 操 作 技 术 要 熟 练 ，严 格 控 制 熔 池 的 形 状 和 大 小 ， 熔 池 要 饱 满 ， 焊 速 要 合 适 ， 填 丝 要 及 时 ， 位 置 要 准 确 。8.焊 道 过 烧 和 氧 化焊 道 内 外 表 面 有 严 重 的 氧 化 物 ， 产 生 的 原 因 ： 气 体

40、的 保 护 效 果 差 ， 如 气 体 不 纯 ，流 量 小 等 ， 熔 池 温 度 过 高 ， 如 电 流 大 、 焊 速 慢 、 填 丝 迟 缓 等 ， 焊 前 清 理 不 干 净 ， 钨极 外 伸 过 长 ， 电 弧 长 度 过 大 ， 钨 极 和 喷 嘴 不 同 心 等 。 焊 接 铬 镍 奥 氏 体 钢 时 内 部 产 生菜 花 状 氧 化 物 ， 说 明 内 部 充 气 不 足 或 密 封 不 严 实 。 焊 道 过 烧 能 严 重 降 低 接 头 的 使 用性 能 ， 必 须 找 出 产 生 的 原 因 而 制 定 预 防 的 措 施 。9.偏 弧产 生 的 原 因 ： 钨 极

41、不 笔 直 ， 钨 极 端 部 形 状 不 精 确 ， 产 生 打 钨 后 未 修 磨 钨 极 ， 焊炬 角 度 或 位 置 不 正 确 ， 熔 池 形 状 或 填 丝 错 误 等 。10.工 艺 参 数 不 合 适 所 产 生 的 缺 陷 工 艺 参 数 不 合 适 所 产 生 的 缺 陷 ： 电 流 过 大 ： 咬 边 、 焊 道 表 面 平 而 宽 、 氧 化 和 烧穿 。 电 流 过 小 ： 焊 道 宽 而 高 、 与 母 材 过 度 不 圆 滑 且 熔 合 不 良 、 为 焊 透 和 未 熔 合 。 焊速 太 快 ： 焊 道 细 小 、 焊 波 脱 节 、 未 焊 透 和 未 熔 合

42、 、 坡 口 未 填 满 。 焊 速 太 慢 ： 焊 道 过宽 、 过 高 的 余 高 、 凸 瘤 或 烧 穿 。 电 弧 过 长 ： 气 孔 、 夹 渣 、 未 焊 透 、 氧 化 。九 、 钨 极 氩 弧 焊 设 备 与 工 艺 禁 忌1.钨 极 氩 弧 焊 设 备 禁 忌1.1 钨 极 氩 弧 焊 焊 铝 合 金 忌 选 用 直 流 弧 焊 电 源在 铝 合 金 的 TIG 焊 工 艺 中 ， 两 个 物 理 现 象 影 响 着 焊 接 ： 一 是 铝 合 金 工 件 高 温状 态 时 形 成 的 熔 池 表 面 的 氧 化 铝 阻 焊 膜 的 破 碎 现 象 ； 二 是 TIG 焊 时

43、 钨 电 极 的高 温 烧 损 现 象 。 铝 合 金 的 TIG 焊 接 工 艺 能 否 进 行 ， 焊 接 质 量 的 好 坏 ， 都 与 这 两个 现 象 相 关 ， 而 两 个 物 理 现 象 的 产 生 ， 与 焊 接 电 弧 中 正 离 子 与 电 子 的 “行 为 ”分 不 开 。从 物 理 学 中 得 知 ： 虽 然 正 离 子 所 携 带 的 电 荷 与 电 子 的 电 荷 量 相 当 ， 可 是 前 者 的质 量 却 远 大 于 后 者 。 这 就 决 定 了 焊 接 电 弧 中 ， “导 电 ”的 主 因 是 电 子 而 “捣 毁 ”阻 焊 膜 的 主 因 是 正 离 子

44、 。 质 量 巨 大 的 正 离 子 在 电 场 （ 直 流 反 接 ） 的 作 用 下 ， 冲 击 熔池 表 面 的 氧 化 铝 阻 焊 膜 ， 就 造 成 氧 化 膜 的 破 碎 ， 而 只 是 在 阻 焊 膜 破 碎 的 前 提 下 ， 才能 使 铝 合 金 的 焊 接 进 行 下 去 ； 在 同 一 电 场 作 用 下 ， 大 量 带 电 负 电 荷 的 电 子 涌 向 表 面积 很 小 的 钨 电 极 尖 端 ， 这 造 成 了 钨 电 极 尖 端 温 度 的 急 剧 上 升 ， 结 果 钨 电 极 急 剧 烧 损 ，而 钨 电 极 烧 损 过 快 ， 焊 接 过 程 也 无 法 进

45、 行 下 去 。当 电 弧 电 场 与 前 相 反 时 （ 直 流 正 接 ） ， 虽 然 此 时 也 有 正 离 子 冲 击 钨 电 极 尖 端 ，但 冲 击 钨 电 极 尖 端 正 离 子 的 数 量 太 少 （ 因 质 量 巨 大 的 正 离 子 运 动 速 度 很 慢 ） ，因 此 钨 电 极 不 会 烧 损 。 于 此 同 时 ， 大 量 带 负 电 荷 的 电 子 涌 向 表 面 积 比 钨 电 极 尖 端 大很 多 倍 的 工 件 熔 池 ， 而 质 量 太 小 的 电 子 群 已 不 能 “捣 毁 ”熔 池 表 面 的 氧 化 铝 阻焊 膜 。 为 此 ， 铝 合 金 TIG

46、焊 时 ， 只 有 采 用 交 流 电 源 ， 才 能 达 到 即 要 阻 焊 膜 破 碎（ 即 通 常 专 业 术 语 所 指 “阴 极 破 碎 ”） ， 又 要 减 少 钨 电 极 烧 损 的 目 的 ， 即 在 相 当直 流 正 接 的 交 流 半 周 是 “阴 极 破 碎 ”， 而 在 相 当 直 流 反 接 的 交 流 半 周 时 缓 和 一 下钨 电 极 的 烧 损 。2.钨 极 氩 弧 焊 工 艺 禁 忌2.1 在 一 般 焊 接 中 忌 使 用 直 流 反 接 焊 法直 流 钨 极 氩 弧 焊 时 阳 极 的 发 热 量 远 大 于 阴 极 ， 所 以 用 直 流 正 接 （

47、工 件 接 正 ） 焊接 时 ， 钨 极 因 发 热 量 小 不 易 过 热 ， 同 样 直 径 的 钨 极 可 以 采 用 较 大 电 流 。 此 时 ， 工 件发 热 量 大 ， 熔 深 也 大 ， 生 产 率 高 ， 钨 极 热 电 子 发 射 能 力 比 工 件 强 ， 使 ， 电 弧 稳 定 而集 中 。 因 此 ， 大 多 数 金 属 （ 除 铝 、 镁 及 其 合 金 外 ） 宜 采 用 直 流 正 接 焊 接 。 直 流 反 接焊 接 时 情 况 与 上 述 相 反 ， 一 般 不 推 荐 使 用 。2.2 矩 形 波 交 流 钨 极 氩 弧 焊 负 半 波 通 电 时 间 比

48、 例 忌 过 大矩 形 波 交 流 钨 极 氩 弧 焊 可 通 过 改 变 正 负 半 波 通 电 时 间 的 比 例 来 一 致 直 流 分 量 和调 节 阴 极 清 理 作 用 的 强 弱 ， 但 应 根 据 焊 接 条 件 选 择 适 当 的 最 小 的 比 例 ， 使 其 既 可 满足 清 理 氧 化 膜 的 需 要 ， 又 能 获 得 最 大 熔 深 和 最 小 的 钨 极 损 耗 。 比 例 过 大 虽 可获 得 较 轻 的 阴 极 清 理 作 用 ， 但 会 使 钨 极 烧 损 严 重 ， 熔 池 变 得 浅 而 宽 ， 对 焊 接 不 利 。2.3 焊 接 电 流 过 大 时

49、忌 采 用 尖 锥 角 钨 极焊 接 电 流 较 大 时 使 用 细 直 径 尖 锥 角 钨 极 ， 会 使 电 流 密 度 过 大 ， 造 成 钨 极 末 端 过热 熔 化 并 增 加 烧 损 。 同 时 ， 电 弧 半 点 也 会 扩 展 到 钨 极 末 端 锥 面 上 ， 使 弧 柱 明 显 扩 展 、飘 荡 不 稳 ， 影 响 焊 缝 成 型 。 因 此 ， 自 大 电 流 焊 接 时 应 选 用 直 径 较 粗 的 钨 极 ， 并 将 其末 端 磨 成 钝 锥 角 或 待 用 平 顶 的 锥 形 。2.4 气 体 流 量 和 喷 嘴 直 径 忌 超 过 应 有 范 围在 一 定 条 件 下 ， 气 体 流 量 和 喷 嘴 直 径 有 一 个 最 佳 配 合 范 围 。 对 手 工 氩 弧 焊 而 言 ，当 流 量 为 5-25L/min 时 其 对 应 的 喷 嘴 口 径 为 5-20mm。 在 此 范 围 内 ， 气 流 过 小或 喷 嘴 口 径 过 大 ， 会 使 气 流 挺 度 差 ， 排 除 周 围 空 气 的 能 力 弱 ， 保 护 效 果 不 佳 ； 若 气流 太 大 或 喷 嘴 直 径 过 小 ， 会 因 气 流 速 度 过 高 而 形 成 紊 流 ， 这 样 不 仅 缩 小 了