自動(dòng)氬弧焊焊接技術(shù)的發(fā)展

長(zhǎng)慶石油勘探局有限公司機(jī)械制造總廠 陜西 西安 710200

1 引言

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

2 TIG焊的概述

TIG焊是鎢極氬弧焊的簡(jiǎn)稱,它是一種通過(guò)工作物和非消耗電極之間產(chǎn)生熱量,從而進(jìn)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(qū)域,都是由一種隔絕大氣的氣體狀態(tài)進(jìn)行保護(hù),這種保護(hù)是混合氣流體供應(yīng)或者氣體供應(yīng),即使有微量的空氣混入,也會(huì)導(dǎo)致焊道污染。

3 TIG焊的原理

TIG焊采用的電極是鎢棒,保護(hù)氣是惰性氣體氬氣,焊接時(shí),焊槍的噴嘴將氬氣噴出,這樣就有保護(hù)層形成在電弧周圍,可以形成一層保護(hù)層,對(duì)熔池、鎢極進(jìn)行保護(hù),防治其氧化,這樣得到的焊縫更加優(yōu)質(zhì)。根據(jù)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(yōu)缺點(diǎn)

TIG焊的電弧是在氬氣中發(fā)生燃燒的,由于這個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn),該焊接具有以下優(yōu)缺點(diǎn):

4.1 氬氣是一種惰性氣體,它不會(huì)溶于金屬,也不會(huì)和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可以有效的對(duì)周圍的空氣進(jìn)行隔絕,這樣的條件使得焊接過(guò)程中發(fā)生的冶金反應(yīng)更容易控制,因此,可以獲得較高質(zhì)量的焊縫。

4.2 采用鎢做電極,產(chǎn)生的鎢極電弧相對(duì)穩(wěn)定,即使有很少的電流,也容易穩(wěn)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(jìn)行控制,因而容易控制輸入的熱量,因此,更加適應(yīng)于全方位的焊接,而且TIG焊對(duì)于單面焊雙面成型也能夠獲得理想的效果。

4.4 TIG焊的過(guò)程中,電流不會(huì)通過(guò)填充焊絲,因此不會(huì)像其他焊接一樣產(chǎn)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(xué)性質(zhì)比較活潑,容易在焊件表面形成氧化膜,而通過(guò)氬弧焊,在焊接過(guò)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(duì)電流的承載能力比較差,因此如果電流過(guò)大的話,會(huì)導(dǎo)致鎢極蒸發(fā)和熔化,產(chǎn)生的微笑粒子會(huì)進(jìn)入熔池,導(dǎo)致夾鎢的狀況發(fā)生,因此,熔深比較淺、熔敷的速度小,產(chǎn)生的生產(chǎn)效率較為低下。

4.7 氬氣的成本較高,相對(duì)于埋弧焊、焊條焊、氣體保護(hù)焊等來(lái)說(shuō),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(yīng)室外工作。

5 鎢極氬弧焊的分類

TIG焊如果按照操作方法來(lái)分的話,可以分為機(jī)械化焊接和手工鎢極氬弧焊兩種。

5.1 機(jī)械化焊接 較為適應(yīng)于規(guī)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(xiàn)不規(guī)則狀態(tài),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(jù)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(shí),該方法較為推薦,因?yàn)樗哂腥コ趸さ淖饔?可以將焊接過(guò)程中形成的致密難熔的氧化膜去除,提高焊接質(zhì)量。通過(guò)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,通過(guò)反極性焊接,可以讓焊縫更加美觀,原理是通過(guò)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(dòng)能,有大量的熱量產(chǎn)生,而且產(chǎn)生的熔池又窄又深,焊件產(chǎn)生的變形和收縮縫也很少,生產(chǎn)效率較高。原理是采用直流正極性,會(huì)將鎢極當(dāng)做陰極,因此鎢極可以產(chǎn)生較高的熔點(diǎn),產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致很強(qiáng)的電子發(fā)射能力,而且電弧的有穩(wěn)定的燃燒性,直流正極性的應(yīng)用比較廣泛,除了鋁、鎂合金的焊接,一般都會(huì)使用正極性法進(jìn)行焊接。

6 TIG焊的適用性

6.1 TIG焊可以根據(jù)焊接過(guò)程的要求進(jìn)行自動(dòng)操作或者人工操作。

6.2 因?yàn)門IG焊可以進(jìn)行間續(xù)焊接或者持續(xù)焊接,也就是我們常說(shuō)的電焊或者跳焊,因此,消耗電極幫很少,而且?guī)缀醪挥眉尤肴厶畹慕饘?不過(guò)有個(gè)別接頭也需要加入熔填的金屬[2]。

6.3 鎢極焊接可以進(jìn)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(yōu)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(diǎn)金屬,焊接時(shí)不能采用TIG方式焊接,以鋅金屬為例,鋅會(huì)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(fā)會(huì)使焊道發(fā)生不良反應(yīng)。如果想要對(duì)表面鍍錫、鉛、鋅、鋁、鎘的金屬進(jìn)行電弧焊,必須通過(guò)特定的程序,將鍍層的金屬層清除,進(jìn)行焊接后,再對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)。

7 電弧焊的要求

7.1 電弧焊對(duì)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(lái)后走,這就需要電極間和工件之間充滿氮?dú)?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(chǎn)生氧化,保障焊接效果。

7.2 對(duì)電流開(kāi)關(guān)的控制要求 要先供氣,再供電流,關(guān)閉的時(shí)候必須先斷開(kāi)開(kāi)關(guān),還要繼續(xù)供氣。

7.3 干擾的防護(hù)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(huì)干擾到整機(jī)電路。

8 結(jié)語(yǔ)

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(fā)揮TIG焊的效能。