氬弧焊機工作原理
一、什么是氬弧焊氬弧焊即鎢極惰性氣體保護弧焊，指用工業(yè)鎢或活性鎢作不熔化電極，惰性氣體（氬氣）作保護的焊接方法，簡稱TIG。二、氬弧焊的起弧方式氬弧焊的起弧采用高壓擊穿的起弧方式，先在電極針（鎢針）與工件間加以高頻高壓，擊穿氬氣，使之導(dǎo)電，然后供給持續(xù)的電流，保證電弧穩(wěn)定。三、氬弧焊的一般要求對氣體的控制要求：要求氣體先來后走，氬氣是較易被擊穿的惰性氣體，先在工件與電極針間充滿氬氣，有利于起?。缓附油瓿珊?，保持送氣，有助于防止工件迅速冷卻防止氧化，保證了良好的焊接效果。電流的手開關(guān)控制要求：要求按下手開關(guān)時，電流較氣延遲，手開關(guān)斷開（焊接結(jié)束后），根據(jù)要求延時供氣電流先斷。高壓的產(chǎn)生與控制要求：氬弧焊機采用高壓起弧的方式，則要求起弧時有高壓，起弧后高壓消失。干擾的防護要求：氬弧焊的起弧高壓中伴有高頻，其對整機電路產(chǎn)生嚴重的干擾，要求電路有很好的防干擾能力。四、氬弧焊機與手弧焊機的工作電路的差別氬焊機與手弧焊機在主回路、輔助電源、驅(qū)動電路、保護電路等方面都是相似的。但它在后者的基礎(chǔ)上增加了幾項控制：1、手開關(guān)控制；2、高頻高壓控制；3、增壓起弧控制。另外在輸出回路上，氬弧焊機采用負極輸出方式，輸出負極接電極針，而正極接工件。五、氬弧焊機的工作原理氬弧焊機在主回路、輔助電源、驅(qū)動電路、保護電路等方面的工作原理是與手弧焊機是相同的。在此不再多敘述，而著重介紹氬弧焊機所特有的控制功能及起弧電路功能。手開關(guān)控制手開關(guān)原理圖如圖8.1圖8.1氬弧焊機要求氬氣先來后走，而電流則后來先走（相對氣而言），這此都是通過手開關(guān)控制實現(xiàn)的。由圖知：當焊機主開關(guān)合上后，輔助電源工作，給控制電路提供了24V的直流電。手開關(guān)未合上時，24V直流電通過電阻R5使Q2導(dǎo)通， CW3525芯片的8腳經(jīng)過T形濾波器（L5、C5組成，抗干擾用）對地短路，此時，CW3525處于封波狀態(tài)，電路無輸出；手開關(guān)合上時，24V直流電通過電阻R4、 R8使Q1導(dǎo)通，Q2基極被拉低而關(guān)斷，24V直流電通過電阻R6、 R7使Q3導(dǎo)通繼電器J3A吸合，使控制氣體供給的電磁閥工作，給焊接供氣。而8腳電位由于緩起動電阻，電容的作用緩慢增長，經(jīng)過一定時間，CW3525開始工作，電路開始輸出功率。這樣，電流就較氣延時供給延時時間由緩起動動阻、容值決定）。電磁閥為氣體供給控制器件，當繼電器J3A合上，電磁閥中的電感線圈獲得電流，產(chǎn)生磁能，把鐵塊吸離氣管管口，氣體通過電磁閥供給焊接。手開關(guān)控制電路中，電感線圈L1~L4及C1、C2起到防止干擾而使手開關(guān)誤導(dǎo)通的作用。手開關(guān)合上時，由于Q3導(dǎo)通繼電器J3A吸合，電磁閥打開供氣。輔助電源向電容C17充電。而由于熱敏電阻RT4、RT5的限流，使得手開關(guān)不到于因電流過大而損壞；2、焊接結(jié)束，手開關(guān)斷開后，Q2導(dǎo)通，CW3525 的8腳電位被拉低，電路停止輸出，而C17上仍充有電能，它通過R6、R7放電供給Q3導(dǎo)通，保持電磁閥導(dǎo)通延時供氣。實現(xiàn)了焊接對電流、氣體的控制要求。高頻、高壓電流的產(chǎn)生與控制產(chǎn)生：氬弧焊機的起弧需要高壓，為了能在手弧焊機的基礎(chǔ)上產(chǎn)生高壓并送到輸出回路，采用了如圖8.2的電路。圖8.2工作原理：升壓變壓器；圖中變壓器為24：70，將307電壓升高約3倍。采用4倍壓整流電路；如圖（C11~C14、D11~D14）來產(chǎn)生高壓：①當升壓變壓器（T1）初級流過一正脈沖電流時（電壓值為U），N2產(chǎn)生一上正下負（正向）的感應(yīng)電動勢，并給電容C14充電，使電容C14的端電壓也為U，（方向如圖）；且由于線圈續(xù)流和D14的作用，在主變中無電流流過時，C14也不能放電；②升壓變壓器流過一等值的負脈沖電流時，在N2上產(chǎn)生一上負下正的感應(yīng)電動勢（值為U），給C11充電，使得C11上的壓降VC11=VC14+U感應(yīng) =2V，方向如圖；③升壓變壓器T1再流過一正脈沖電流時，N2上又產(chǎn)生上正下負的感應(yīng)電動勢，這時，電容C13充電，端電壓VC13=VC11+U感應(yīng)-VC14=2V，方向如圖；④升壓變壓器的電流方向再次改變，使得N2上的感應(yīng)電動勢方向為上負下正，這時，電容C12得到電能，且VC12=VC13+VC14-VC11=2V，方向如圖，這樣，在A、B間便形成了4U的壓降。高頻振蕩發(fā)生器：（由L3（N3）、C5、放電嘴組成）①A、B兩點的壓降達到4V（V為逆變器輸出電壓，約1KV），給電容C15充電；②放電嘴因高壓擊穿放電，此時，相當于短路L3、C15；③L3、C15產(chǎn)生高頻振蕩，f=L/2π√LC ④由于輸出能量的不斷補充，使得每隔一定時間，L3、C15便產(chǎn)生高頻振蕩電流，并通過T4次級輸出到輸出。由于T4上要通過高頻高壓的電流，其技術(shù)參數(shù)要求嚴格，它的質(zhì)量是起弧難易，焊接效果的決定性因素?？刂戚敵龌芈分杏懈哳l高壓電流后，保證了起弧，可如果防護不當，高頻高壓電流便會反向擊穿二次整流中的整流管，甚至損壞主變T1初級線圈所聯(lián)接的電路，而且，高頻高壓只是在起弧時使用，起弧后，便不再需要，所以，需適時斷開高頻高壓發(fā)生器，其控制電路如圖8.3所示 圖8.3①防干擾控制：在輸出端的正負極間接有壓敏電阻與電容，其對于高頻高壓電流來說明相當于短路同時，正負端都接有抗高頻的電感線圈，這樣，就控制了高頻高壓電流反竄到二次整流的電路中，只在輸出端形成回路。同時，接在正極與機殼間的電阻（壓敏）和電容也能有效地防止高頻電流及其它干擾。②高頻高壓電流的產(chǎn)生與關(guān)斷控制：高頻高壓電流的產(chǎn)生與關(guān)斷都由繼電器J控制，手開關(guān)全上時，把S2合上，這時，電路工作，輸出約56伏的直流電壓，它使繼電器動作，吸合JA，使高頻高壓電路工作，產(chǎn)生高頻高壓電流輸出，引起電弧，電弧一引起，輸出回路便出現(xiàn)大電流，流經(jīng)電抗器（電感線圈）；由于電感的續(xù)流作用，能使電抗器正端（圖中A點）電壓降到很低的電位（甚至為負值），這時，繼電器被可靠地斷開，高頻高壓發(fā)生器停止工作，完成了對高頻高壓電流的控制。增壓起弧控制為了保護輕易起弧，提供焊接質(zhì)量，氬弧焊機還在輸出端增設(shè)了一個增壓起弧的裝置，其利用高頻高壓發(fā)生器的變壓器的另一組次邊作為增壓變壓器，使得高頻高壓發(fā)生器工作時，也同時抬高了輸出端的電壓，保證起弧，起弧后，增壓裝置也隨著高頻高壓電流發(fā)生器一起被斷開。其原理圖如圖8.2福州金橋高級中學(xué) TeachingPlan 2006年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一 第八章 氬弧焊機工作原理 什么是氬弧焊 氬弧焊即鎢極惰性氣體保護弧焊，指用工業(yè)鎢或活性鎢作不熔化電極，惰性氣體（氬氣）作保護的焊接方法，簡稱TIG。 二、氬弧焊的起弧方式 氬弧焊的起弧采用高壓擊穿的起弧方式，先在電極針（鎢針）與工件間加以高頻高壓，擊穿氬氣，使之導(dǎo)電，然后供給持續(xù)的電流，保證電弧穩(wěn)定。 三、氬弧焊的一般要求 對氣體的控制要求：要求氣體先來后走，氬氣是較易被擊穿的惰性氣體，先在工件與電極針間充滿氬氣，有利于起??；焊接完成后，保持送氣，有助于防止工件迅速冷卻防止氧化，保證了良好的焊接效果。
鎢極氬弧焊原理圖
第四節(jié) 氣體保護電弧焊
氣體保護電弧焊簡稱氣體保護焊或氣電焊，它是利用電弧作為熱源，氣體作為保護介質(zhì)的熔化焊。在焊接過程中，保護氣體在電弧周圍造成氣體保護層，將電弧、熔池與空氣隔開，防止有害氣體的影響，并保證電弧穩(wěn)定燃燒。氣體保護焊，可以按電極的狀態(tài)、操作方式、保護氣體種類、電特性、極性、適用范圍等不同加以分類，常用氣體保護焊分類見表3-14。
根據(jù)具體情況的不同，氣體保護焊可采用不同的氣體，常用的保護氣體有二氧化碳、氬氣、氦氣、氫氣及混合氣體。氣體保護焊的優(yōu)點是：電弧線性好，對中容易，易實現(xiàn)全位置焊接和自動焊接；電弧熱量集中，熔池小，焊接速度快，熱影響區(qū)較窄，焊件變形小，抗裂能力強，焊縫質(zhì)量好。缺點是不宜在有風(fēng)的場地施焊，電弧光輻射較強。本節(jié)著重介紹氬弧焊和二氧化碳氣體保護電弧焊。
一、氬弧焊
氬弧焊按照電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。
1．非熔化極氬弧焊的工作原理及特點
非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒，在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學(xué)反應(yīng)的惰性氣體(常常用氬氣)，形成一個保護氣罩，使鎢極端頭，電弧和熔池及已處于高溫的金屬不與空氣接觸，能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成致密的焊接接頭，其力學(xué)性能非常好。如圖3-9所示。
鎢極氬弧焊的特點如下。
(1)可以焊接化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷慕饘偌昂辖?。惰性氣體氬或氦即使在高溫下也不與化學(xué)性質(zhì)活潑的鋁、鈦、鎂、銅、鎳及其合金起化學(xué)反應(yīng)，也不溶于液態(tài)金屬中。用熔渣保護的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很難焊接這些材料，或者根本不能焊接。
(2)可獲得體質(zhì)的焊接接頭。用這種焊接方法獲得的焊縫金屬純度高，氣體和氣體金屬夾雜物少，焊接缺陷少。對焊縫金屬質(zhì)量要求高的低碳鋼、低合金鋼及不銹鋼常用這種焊接方法來焊接。
(3)可焊接薄件、小件。
(4)可單面焊雙面成形及全位置焊接。
(5)焊接生產(chǎn)率低。
鎢極氬弧焊所使用的焊接電流受鎢極載流能力的限制，電弧功率較小，電弧穿透力小，熔深淺且焊接速度低，同時在焊接過程中需經(jīng)常更換鎢極。
2．熔化極氬弧焊的工作原理及特點
熔化極氬弧焊原理如圖3-10所示。
焊絲通過絲輪送進，導(dǎo)電嘴導(dǎo)電，在母材與焊絲之間產(chǎn)生電弧，使焊絲和母材熔化，并用惰性氣體氬氣保護電弧和熔融金屬來進行焊接的。它和鎢極氬弧焊的區(qū)別：一個是焊絲作電極，并被不斷熔化填入熔池，冷凝后形成焊縫；另一個是保護氣體，隨著熔化極氬弧焊的技術(shù)應(yīng)用，保護氣體已由單一的氬氣發(fā)展出多種混合氣體的廣泛應(yīng)用，如Ar 80％＋CO220％的富氬保護氣。通常前者稱為MIG，后者稱為MAG。從其操作方式看，目前應(yīng)用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護焊，其次是自動熔化極氬弧焊。
熔化極氬弧焊與鎢極氬弧焊相比，有如下特點。
(1)效率高 因為它電流密度大，熱量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。
(2)需加強防護 因弧光強烈，煙氣大，所以要加強防護。
3．保護氣體
(1)最常用的惰性氣體是氬氣。它是一種五色無味的氣體，在空氣的含量為0．935％(按體積計算)，氬的沸點為－186℃，介于氧和氦的沸點之間。氬是氧氣廠分餾液態(tài)空氣制取氧氣時的副產(chǎn)品。
我國均采用瓶裝氬氣用于焊接，在室溫時，其充裝壓力為15MPa。鋼瓶涂灰色漆，并標有“氬氣”字樣。純氬的化學(xué)成分要求為：Ar≥99．99％；He≤0．01％；O2≤0．0015％；H2≤0．0005％；總碳量≤0．001％；水分≤30mg／m3。
氬氣是一種比較理想的保護氣體，比空氣密度大25％，在平焊時有利于對焊接電弧進行保護，降低了保護氣體的消耗。氬氣是一種化學(xué)性質(zhì)非常不活潑的氣體，即使在高溫下也不和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而沒有了合金元素氧化燒損及由此帶來的一系列問題。氬氣也不溶于液態(tài)的金屬，因而不會引起氣孔。氬是一種單原子氣體，以原子狀態(tài)存在，在高溫下沒有分子分解或原子吸熱的現(xiàn)象。氬氣的比熱容和熱傳導(dǎo)能力小，即本身吸收量小，向外傳熱也少，電弧中的熱量不易散失，使焊接電弧燃燒穩(wěn)定，熱量集中，有利于焊接的進行。
氬氣的缺點是電離勢較高。當電弧空間充滿氬氣時，電弧的引燃較為困難，但電弧一旦引燃后就非常穩(wěn)定。
(2)氦氣(He)。氦氣在空氣中的含量很少，按體積計算只占0．0005％，密度約為氬氣的1／10。因而為了獲得良好的保護效果，就要加大流量。
用氦氣保護時，電弧電壓比氬要高得多，氦弧的發(fā)熱量要比氬弧大得多。因此，氦氣保護焊可焊接大厚度工件及導(dǎo)熱性好的材料，如銅及銅合金，也用于不銹鋼管的高速機械化焊接。
但是，氦氣提取的成本費用昂貴，因而應(yīng)用很少。
(3)混合氣體。在一種氣體中加人少量的另外一種或兩種氣體后，對細化熔滴、減少飛濺、提高電弧穩(wěn)定性、改變?nèi)凵罴疤岣唠娀囟鹊扔幸欢ê锰?。因而，以氬為主的混合氣體熔化極氣體保護焊應(yīng)用十分廣泛，如Ar 80％＋CO2(5～20)％，Ar 95％＋O2(1～5)％，Ar 80％＋N2 20％，Ar＋H2，Ar＋He，Ar 80％＋CO2 15％＋O2 5％等。
4．非熔化電極
(1)非熔化極氣體保護焊對電極材料的要求
①耐高溫，在焊接過程中本身不熔化。
②電極要有較高的電子發(fā)射能力，要易于引弧及維持電弧的穩(wěn)定燃燒。
從這些要求來看，鎢是比較理想的電極材料。
(2)常用鎢極材料的特點 鎢極氬弧焊用的非熔化極材料有純鎢極、釷鎢極、鈰鎢極、鑭鎢極、鋯鎢極、釔鎢極等。其中前三種是最常見的。
①純鎢極 是使用歷史最長的一種非熔化電極。但其有一些缺點：一是電子發(fā)射能力較差，要求電源有較高的空載電壓；二是抗燒損性差，使用壽命較短，需要經(jīng)常更換重磨鎢極端頭。目前主要用于交流電焊接鋁、鎂及其合金時，利用其破碎氧化膜的作用好的特點。
②釷鎢極 在鎢中加入一定量的氧化釷(ThO2)后就成為釷鎢極。其電子發(fā)射能力高，所需電弧電壓低，引弧容易而且穩(wěn)定，大大延長鎢極的使用壽命。但氧化釷(THO2)有微量放射性。
③鈰鎢極 在鎢中加入2％以下的氧化鈰(CeO)，就制成了鈰鎢極。其主要特點是：沒有放射性，許用電流增大，熱電子發(fā)射能力強，電弧穩(wěn)定，熱量集中，使用壽命長，端頭形狀易于保持。
5．電流種類和極性
氬弧焊既可以使用直流電又可以使用交流電。而在使用直流電時，直流正極性應(yīng)用最廣。電流種類及極性不同時，電弧的特點也截然不同。
(1)直流反極性 產(chǎn)生兩種極重要的物理現(xiàn)象，即“陰極破碎作用和鎢極過熱問題”。
①陰極破碎作用。電流在直流反極性時，由于焊件是陰極，電弧空間的正離子飛向焊接熔池及其附近的區(qū)域，質(zhì)量大的正離子帶著很大的動力撞擊其表面，釋放出很多能量，正離子撞擊陰極釋放出的能量要比電子撞擊陽極表面釋放出的能量多。在正離子的撞擊作用下，金屬表面氧化膜被破壞，甚至發(fā)生分解、蒸發(fā)而消失，液態(tài)金屬附近的母材表面清潔而光亮。冷卻以后，焊縫表面無氧化膜，成形美觀。這就是陰極破碎作用，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷慕饘?，如鋁、鎂及其合金的焊接。
②鎢極過熱 由于鎢極是陽極，電子以很高的速度轟擊鎢極，放出大量的熱量，造成鎢極溫度升高，降低鎢極使用壽命，因而除了焊接鋁鎂合金外，一般很少使用。
(2)直流正極性
①焊件為正極，經(jīng)受電子轟擊時放出的全部能量轉(zhuǎn)變成熱能，焊接熔池深而窄，有利于金屬的連接，焊接內(nèi)應(yīng)力和變形都小，焊接生產(chǎn)率高。
②鎢極不易過熱，使用壽命長，許用電流值大。
③鎢極發(fā)射電子能力強，電弧穩(wěn)定。
④沒有陰極破碎作用，因而不能焊接鋁、鎂及其合金，但廣泛用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、鈦合金、銅合金等的焊接。
二、二氧化碳氣體保護電弧焊
二氧化碳氣體保護電弧焊簡稱為CO2氣體保護焊或CO2焊，屬于熔化極氣體保護焊。它是利用CO2氣體保護電弧，使電弧與空氣隔離，電弧在焊絲和工件之間燃燒，焊絲自動送進，熔化了的焊絲和母材形成焊縫。CO2氣保焊分為半自動焊和自動焊兩類。
CO2氣體保護焊是應(yīng)用最廣泛的一種熔化極氣體保護電弧焊方法。其主要有以下優(yōu)點。
(1)焊接成本低。CO2氣體是釀造廠和化工廠的副產(chǎn)品，價格低、來源廣，其焊接成本約為手弧焊和埋弧焊的40％～50％。
(2)焊接生產(chǎn)率高。由于焊絲自動送進，焊接時焊接電流密度大，焊絲的熔化效率高，所以熔敷速度高。焊接生產(chǎn)率比手弧焊高2～3倍。
(3)應(yīng)用范圍廣?？梢院附颖“?、厚板以及全位置的焊接等。
(4)抗銹能力強。CO2焊對焊件上的鐵銹、油污及水分等，不像其他焊接方法那樣敏感，具有較好的抗氣孔能力。
(5)操作性好，具有手弧焊那樣的靈活性。
但是CO2氣體保護焊也有一些缺點。
(1)在電弧空間里，CO2氣體氧化作用強，因而需對焊接熔池脫氧，要使用含有較多脫氧元素的焊絲。
(2)飛濺大。不論采用什么措施，也只能使CO2焊接飛濺減小到一定程度，但仍比手弧焊、氬弧焊大得多。
1．CO2氣體
CO2是一種無色、無味的氣體。在0℃和1atm(101325Pa)下，密度為1．9768g／L，是空氣的1．5倍。CO2在常溫下很穩(wěn)定。
焊接用的CO2氣是鋼瓶的液態(tài)CO2汽化形成的。液態(tài)CO2是無色液體。其沸點為－78℃，在常溫下能迅速汽化，因而從鋼瓶放出的是氣態(tài)的CO2。標準鋼瓶容積為40L。經(jīng)常灌人25kg的液態(tài)CO2，占鋼瓶容積的80％左右，其余20％的空間則充滿了已汽化的CO2。CO2鋼瓶為鋁白色，字體為黑色。
CO2氣體的純度要大于99．5％，其水分要求小于1～2g／m3，O2小于0．1％。通常，為減少CO2氣體中的水分，可將氣瓶倒置一段時間，然后正放，擰開氣閥將上部水分較多的氣體放掉。同時在焊接氣路系統(tǒng)中可串聯(lián)一個干燥器或預(yù)熱器。
2．CO2焊的冶金特點
雖然CO2氣體在常溫下是穩(wěn)定的，但高溫下是不穩(wěn)定的。在電弧高溫作用下有部分CO2要發(fā)生下式的分解，即
分解出來的原子狀態(tài)的氧，具有強烈的氧化作用。在電弧區(qū)有40％～60％的CO2發(fā)生分解，因而在電弧氣氛中，同時有CO2、CO和O的存在。而原子狀態(tài)的氧在液態(tài)熔滴和焊接熔池表面，對熔化金屬產(chǎn)生如下的氧化反應(yīng)作用，即
在上述反應(yīng)產(chǎn)物中，SiO2和MnO成為熔渣浮于熔池表面，CO2會逸出到空氣里，F(xiàn)eO會進入熔池當中繼續(xù)和其他元素反應(yīng)，即
所形成的CO不溶于液態(tài)金屬，形成氣泡從液態(tài)金屬中逸出，由于氣體的析出十分猛烈，會使液態(tài)金屬沸騰，甚至在氣泡浮出時使其發(fā)生粉碎性的細滴爆炸。CO2氣體保護焊時，在焊絲端頭和焊接熔池都可能產(chǎn)生這一過程。飛濺也主要是由這一原因造成的。
另外，由于焊接熔池的凝固速度快，CO氣體來不及逸出，而在焊縫中形成氣孔。同時殘留在焊縫金屬中的FeO，增加了焊縫金屬的含氧量，引起力學(xué)性能降低。
因此，為了解決CO2氣體保護焊中FeO的不利影響以及飛濺和氣孔的問題，就應(yīng)加強其脫氧作用，亦即在焊絲當中增加脫氧元素(如Mn、Si等)來抑制FeO的生成和飛濺的形成。
三、氣體保護焊的不安全因素
(1)產(chǎn)生有毒氣體。由于氣體保護焊的電流密度大、弧溫高、弧光強，除了金屬的蒸發(fā)和氧化產(chǎn)生有害的金屬粉塵外，還會產(chǎn)生溫度較高的有毒氣體，如臭氧、氮氧化物和一氧化碳等。例如，氬弧焊時電弧外圍空氣受熱所產(chǎn)生的臭氧和氮氧化物的濃度，分別是手工電弧焊的4．4倍和7倍。
(2)弧光輻射強。氣體保護焊的弧光輻射強度高于手工電弧焊，例如波長為233～290nm的紫外線相對強度，手工電弧焊為0．06，而氬弧焊為1．0。強烈的紫外線輻射，會損害焊工的皮膚、眼睛和工作服。
(3)氬氣是一種惰性氣體，但其壓縮氣瓶在運輸、儲存和使用中，存在著引起氣瓶爆炸的危險性。
(4)氬弧焊采用高頻振蕩器引弧，高頻振蕩器工作期間有電磁場輻射產(chǎn)生，而使用的釷鎢極的放射性物質(zhì)會對操作者帶來危害。
四、手工鎢極氬弧焊的操作規(guī)程
1．準備工作
(1)熟悉圖樣及工藝規(guī)程，掌握施焊位置、尺寸和要求，合理地選擇施焊方法及順序。
(2)清理好工作場地，準備好輔助工具和防護用品。
(3)檢查設(shè)備。焊機上的調(diào)整機構(gòu)、導(dǎo)線、電纜及接地是否良好；手把絕緣是否良好，地線與工件連接是否可靠；水路、氣路是否暢通；高頻或脈沖引弧和穩(wěn)弧器是否良好。
(4)檢查工件。坡口內(nèi)不得有熔渣、泥土、油污、砂粒等物存在，在焊縫兩側(cè)20mm范圍內(nèi)不得有油、銹，焊絲應(yīng)進行除油除銹工作。
(5)不要在風(fēng)口處或強制通風(fēng)的地方施焊。
(6)依據(jù)工藝文件和產(chǎn)品圖樣要求，正確選擇焊絲。
2．安全技術(shù)
(1)穿戴好個人防護用品，應(yīng)在通風(fēng)良好的環(huán)境下工作，工作場地嚴防潮濕和存有積水，嚴禁堆放易燃物品。
(2)工件必須可靠接地，用直流電源焊接時要注意減少高頻電作業(yè)時間，引弧后要立即切斷高頻電源。
(3)冬季施焊時，一定要用壓縮空氣將整個水路系統(tǒng)中的水吹凈，以免凍壞管道。
(4)修磨鎢極時要戴手套和口罩。
3．工藝參數(shù)的選擇
鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)主要有焊接電流種類及極性、焊接電流、鎢極直徑及端頭形狀、保護氣體流量等。
(1)焊接電流種類及大小 一般根據(jù)工件材料選擇電流種類。焊接電流的大小是決定焊縫熔深的最主要參數(shù)，它主要根據(jù)工件材料、厚度、接頭形式、焊接位置選擇，有時還考慮焊工技術(shù)水平(手工焊時)等因素。
(2)鎢極直徑及端頭形狀 鎢極直徑根據(jù)焊接電流大小、電流極性選擇(見表3-14)。
鎢極端頭形狀是一個重要工藝參數(shù)。根據(jù)所用焊接電流種類，選用不同的端頭形狀，如圖3-11所示，尖端角度。的大小會影響鎢極的許用電流、引弧及穩(wěn)弧性能，表3-15列出了鎢極不同尖端尺寸推薦的電流范圍。
圖3-11 電極的端頭形狀
(3)氣體流量和噴嘴直徑 氬弧焊質(zhì)量在很大程度上取決于氬氣的保護效果。在一定條件下，氣體流量和噴嘴直徑有一個最佳范圍，此時，氣體保護效果最佳，有效保護區(qū)最大。表3-16列出焊接電流和噴嘴直徑、氣體流量的關(guān)系。
氬氣保護效果的評定，主要是根據(jù)焊縫表面的顏色。焊接表面色澤和氣體的保護效果見表3-17。
4．操作技術(shù)
鎢極氬弧焊的操作技術(shù)包括引弧、填絲焊接、收弧等過程。
(1)引弧
①短路引弧法(接觸引弧法)，即在鎢極與焊件瞬間短路，立即稍稍提起，在焊件和鎢極之間便產(chǎn)生了電??；
②高頻引弧法，是利用高頻引弧器把普通工頻交流電(220V或380V，50Hz)轉(zhuǎn)換成高頻(150～260kHz)、高壓(2000～3000V)電，把氬氣擊穿電離，從而引燃電弧。
(2)收弧
①增加焊速法，即在焊接即將終止時，焊炬逐漸增加移動速度；
②電流衰減法，焊接終止時，停止填絲使焊接電流逐漸減少，從而使熔池體積不斷縮小，最后斷電，焊槍或焊炬停止行走。
(3)填絲焊接 填絲時必須等母材熔化充分后才可填加，以免未熔合，填充位置一定要填到熔池前沿部位，并且焊絲收回時盡量不要馬上脫離氬氣保護區(qū)。
五、CO2氣體保護焊操作規(guī)程
1．準備工作
(1)認真熟悉焊接有關(guān)圖樣，弄清焊接位置和技術(shù)要求。
(2)焊前清理。CO2焊雖然沒有鎢極氬弧焊那樣嚴格，但也應(yīng)清理坡口及其兩側(cè)表面的油污、漆層、氧化皮以及鐵金屬等雜物。
(3)檢查設(shè)備。檢查電源線是否破損；地線接地是否可靠；導(dǎo)電嘴是否良好；送絲機構(gòu)是否正常；極性是否選擇正確。
(4)氣路檢查。CO2氣體氣路系統(tǒng)包括CO2氣瓶、預(yù)熱器、干燥器、減壓閥、電磁氣閥、流量計。使用前檢查各部連接處是否漏氣，CO2氣體是否暢通和均勻噴出。
2．安全技術(shù)
(1)穿好白色帆布工作服，戴好手套，選用合適的焊接面罩。
(2)要保證有良好的通風(fēng)條件，特別是在通風(fēng)不良的小屋內(nèi)或容器內(nèi)焊接時，要注意排風(fēng)和通風(fēng)，以防CO2氣體中毒。通風(fēng)不良時應(yīng)戴口罩或防毒面具。
(3)CO2氣瓶應(yīng)遠離熱源，避免太陽曝曬，嚴禁對氣瓶強烈撞擊以免引起爆炸。
(4)焊接現(xiàn)場周圍不應(yīng)存放易燃易爆品。
3．焊接工藝
CO2氣體保護焊的工藝參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、焊絲直徑、焊絲伸出長度、氣體流量等。在其采用短路過渡焊接時還包括短路電流峰值和短路電流上升速度。
(1) 焊接電流和電弧電壓 短路過渡焊接時，焊接電流和電弧電壓周期性的變化。電流和電壓表上的數(shù)值是其有效值，而不是瞬時值，一定的焊絲直徑具有一定的電流調(diào)節(jié)范圍。常用焊接電流和電弧電壓的范圍見表3-18。
(2)焊絲伸出長度 是指導(dǎo)電嘴端面至工件的距離。由于CO2焊時選用焊絲較細，焊接電流流經(jīng)此段所產(chǎn)生的電阻熱對焊接過程有很大影響。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，合適的伸出長度應(yīng)為焊絲直徑的10～20倍，一般在5～15mm范圍內(nèi)。
(3)氣體流量 小電流時，氣體流量通常為5～15L／min；大電流時，氣體流量通常為10～20L／min，并不是流量越大保護效果越好。氣體流量過大時，由于保護氣流的紊流度增大，反而會把外界空氣卷入焊接區(qū)。
(4)電源極性 CO2氣體保護焊一般都采用直流反接，飛濺小，電弧穩(wěn)定，成形好。
鎢極氬弧焊技術(shù)操作規(guī)程（B標準）
1、 主題內(nèi)容和適用范圍 本標準規(guī)定了鎢極氬弧焊的操作規(guī)程 本標準適用于本廠結(jié)構(gòu)件的鎢極弧焊 2、 引用標準 YB/JQ101.10 鋼鐵企業(yè)機修設(shè)備制造通用技術(shù)條件，焊接構(gòu)件 3、 焊前準備 3．1熟悉圖紙和工藝要求，弄清焊縫位置和技術(shù)要求。 3．2準備好焊接工具氬氣及勞保用品。 3．3檢查設(shè)備 3．3．1檢查焊槍是否正常，地線是否可靠。 3．3．2檢查水路，氣路是否通暢，儀呂儀表是否完好。 3．3．3檢查高頻引弧系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)是否正常，導(dǎo)線、電纜接頭是否可靠，對于自動絲極氬弧焊，還要檢查調(diào)整機構(gòu)、送絲機構(gòu)是否完好。 3．4根據(jù)工件的材質(zhì)選擇極性，接好焊接回路，一般材質(zhì)用直流正接，對鋁 及鋁合金用反接法或交流電源。 3．5檢查焊接坡口是否合格，坡口表面不得有油污、鐵銹等，在焊縫兩側(cè)200mm內(nèi)要除油除銹。 3．6對于用胎具的要檢查其可靠性，對焊件需預(yù)熱的還要檢查預(yù)熱設(shè)備、測溫儀器。 4、 焊接工藝 4．1根據(jù)工藝要求選用填充金屬或通過工藝試驗確定。填充金屬不得有油污、銹斑，焊絲必須矯直后繞入焊絲盤內(nèi)。 4．2根據(jù)工藝要求或?qū)嶋H情況選用電極。 4．2．1電極一般常用鈰鎢極；電極大小要考慮電流和板厚，一般電極直徑盡可能小 （參考表1） 表1 電極直和直徑流正接的放用電流 4．2．2手工焊鎢極伸出長度為5—10mm。 4．2．3鎢極端部要磨光，端部形狀隨電源變化，交流用圓珠形，直流用錐臺形，錐度取決于電流，電流越小，錐度越大。 4．3通過工藝試驗確定焊接電流、電壓，氣體流量。對孔徑為12—20mm的噴嘴，流量一般為12—15升/分。 4．4根據(jù)確定的工藝參數(shù)調(diào)機施焊。 4．5手工焊時噴嘴離工件的距離應(yīng)盡可能減小，鎢極中心線與工件一般保持80o—85o，填充焊絲應(yīng)位于鎢極前方邊熔化邊送絲，要求均勻準確，不可擾亂氬氣氣流。 4．6手工焊接過程必須保持一事實上高度的電弧，焊槍均勻移動。 4．7絲極自動氬弧焊時，焊極端部與焊件之間的距離為0.8—2mm。對薄板對接焊縫應(yīng)用引弧板和熄弧板，并用鋼性夾固以防變形；對環(huán)焊縫，焊縫首尾應(yīng)重疊10—20mm。 4．8焊接時應(yīng)注意焊縫表面的顏色，以判斷氬氣的保護效果，對于不銹鋼以銀白、金黃色最好，顏色變深、變灰黑都不好。 4．9熄弧后焊槍應(yīng)在焊縫上保持3—5秒，直到鎢 極熔池區(qū)冷卻后再移走焊槍，關(guān)閉氬氣。 4．10焊后對焊件進行檢查。 5、 焊接過程中或焊后發(fā)現(xiàn)缺陷必須返修 5．1發(fā)現(xiàn)缺陷先分析原因，訂出措施，對裂紋還應(yīng)找出首尾。 5．2重要焊縫同一部位返修不超過兩次，超過兩次要經(jīng)主管部門批準。 5．3當一條焊縫有三分之一以上不合格時，該焊縫應(yīng)全部返修 |
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