三維網鎢極氬弧焊iiwe-1/1.13 1/6
1、焊接方法原理
根據iso 標準，鎢極氬弧焊數字代號為141。（德文縮寫為wsg ，wig ，英文縮寫為tig ）
將鎢電極裝夾在焊槍內，焊接電流將流過鎢電極，並在鎢極與工件之間產生電弧，使母材和填充的焊棒熔化，保護氣體從焊槍流出，並保護鎢極和焊接熔池免受空氣侵入。
2、焊接裝置與工藝
① 網路 ② 焊接電源 ③ 焊接電纜（電極） ④ 焊接電纜（工件） ⑤ 工件夾具 ⑥ 帶有減壓閥和氣體流量計的保護氣體瓶 ⑦ 保護氣體軟管 ⑧ 焊槍 ⑨ 焊棒 ⑩ 工件 11 鎢極 12 夾緊套筒和導電咀 13 電弧 14 液態焊縫 15 固態焊縫 16 保護氣罩圖1 tig 焊接裝置及焊接工藝 3、保護氣體及鎢極氬弧焊的應用鎢極惰性氣體保護焊只能使用惰性氣體作為保護氣體，因為灼熱的鎢極是不允許產生化學反應的，所使用的惰性氣體為氬氣（ar ），氦氣（he ），氬氣和氦氣以及氫氣（h 2）的混合氣體。 鎢極惰性氣體保護焊可以焊接鋼和有色金屬，適合所有位置上的焊接，較為經濟的構件厚度是0.5㎜到5㎜，對於較厚工件，在焊接工藝上只用於打底焊接。
鎢極惰性氣體保護焊可應用於重要領域中，例如空間技術、精密機械、化工裝置及壓力容器等方面。
4、脈衝tig 焊接脈衝tig 焊接採用專用焊接電源，焊接電流為正弦波或方形波或者帶有可調節脈衝引數（脈衝幅度、脈衝頻率、占空比）的直流脈衝（見圖2）。
哈爾濱焊接技術培訓中心wti harbin2006-iwe 基礎課程工藝
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網j1 基值電流，j2 脈衝電流，t1 脈衝電流時間，t2 基值電流時間
圖2 tig —脈衝焊電流波形原理
脈衝電流時，將較高的熱輸入量輸送到所焊部位，使工件熔化，在脈衝間歇時，低的焊接電流只將少量熱量送給工件，焊接熔池相對熱量較低（見圖3）。
圖3 tig 焊時的熱輸入
通過對脈衝時間和電流值的調整可明顯改變熱輸入量，在極端情況下，焊縫可以由相鄰的脈衝焊點的疊加而形成。
脈衝tig 焊與直流tig 焊相比較有以下特點： 優點：
較低的能量輸入在厚板焊接時具有良好的深/寬比穩定的電弧均勻的打底成形良好定位性工件變形小熔池容易控制良好的彌隙效能缺點：
焊接裝置昂貴引數調整較複雜
5、tig 焊槍（結構）
tig 焊時，根據電弧容量（焊接電流）大小，焊槍可分為氣冷和水冷式，焊***構原理見圖4。
1、按鈕開關
2、手柄
3、鎢極
4、噴嘴
5、水冷套
6、夾緊套筒
7、槍體
8、焊槍帽
圖4 tig 焊槍結構
5.1氣冷焊槍三維網
焊接電流250安培氣冷tig 焊槍結構見圖5
圖5 tig 焊氣冷式焊槍結構（額定電流250a ）
5.2水冷焊槍
高電流和持續焊接時的tig 焊水冷焊槍見圖 6
圖6 tig 焊水冷卻焊槍結構
圖7和圖8給出了氣冷和水冷tig 焊槍的常見型式，圖8右上角為帶有送絲機構的機械式焊槍。
圖7 氣冷式tig 焊槍三維
網圖8 水冷式焊槍
6、鎢電極
tig 焊焊縫的質量在很大程度上取決於鎢極的種類和電極形狀，純鎢極與含有氧化物鎢極的區別在於它們的電子逸出功不同（見圖9）明顯的是純鎢電極比釷鎢電極高出約1000℃，使電弧能穩定燃燒所需要的電流密度是使純鎢極液化，對於釷鎢極而言此時仍為固態。
tth ：焊接時釷電極的溫度
tr ：焊接時純鎢極的溫度
圖9 純鎢極與釷鎢極的溫度和電流密度關係
表1為推薦的電弧電流值與電極直徑，電流種類和極性的關係。三維
網表1 推薦的電流範圍與電極直徑的關係（en26840 tig 焊和等離子切割鎢極）
直流（a ）
交流（a ）
電極負極性
電極正極性
電極直徑 ㎜
純鎢含氧化物鎢
純鎢含氧化物鎢
純鎢含氧化物鎢
0.5 2~20 2~20 2~15 2~15
1.0 10~75 10~75
15~55 15~70
1.6 40~130 60~150 10~20 10~20 45~90 60~125 2
75~180 100~200 15~25 15~25 65~125 85~160
2.5 130~230 170~250 17~30 17~30 80~140 120~210
3.2 160~310 225~330 20~35 20~35 150~190 150~250
4 275~450 350~480 35~50 35~50 180~260 240~350
5 400~625 500~675 50~70 50~70 240~350 330~460
6.3 550~875 650~950 65~100 65~100 300~450 430~575
8 650~830
6.1電極端部形式
鎢電極端部形狀可對電弧形狀以及對工件熱輸入產生影響（見圖10）。電極端部主要由電流種類、極性以及電流大小來確定，在直流負極性時，在一定的電流範圍內，電極端部可以是錐形，在較高電流下，錐形端部將產生液化，故可改用帶球形端部的鎢極。
圖10 在直流tig 焊時，電極形狀對熔深的影響
圖11 不同電流時電極端部的形狀三維
網鎢極氬弧焊iiwe-1/1.13 6/6
6.2鎢電極標記及成分
表2 鎢電極的標記和組成成份（iso6848）
組成成份
氧化物標記
重量種類
雜質-%
鎢-% 色標
wp - - ≤0.20
99.8 綠 wth41）0.35~0.55 tho 2≤0.20 其餘淡蘭 wth10 0.80~1.20 tho 2
≤0.20 其餘黃 wth 20 1.70~2.
20 tho 2≤0.20 其餘紅 wth 30 2.80~3.
20 tho 2≤0.20 其餘紫 wth 40 3.80~4.
20tho 2≤0.20 其餘桔黃 wzr 31）0.15~0.
50 zro 2≤0.20 其餘棕 wzr 8 0.70~0.
90 zro 2≤0.20 其餘白 wla 10 0.90~1.
20 la 2o 3≤0.20 其餘黑 wce 20 1.80~2.
20ceo 2
≤0.20 其餘灰 wla 202）
1.80~
2.20 la 2o 3
≤0.20
其餘深蘭
1） 非商業用 2） 非標準
7、保護氣體對熔深的影響
不同保護氣體由於其不同的物理效能，熱傳導效能亦不同，活性氣體參見1.1.12，圖12給出不同保護氣體tig 焊時對熔深的影響。
圖12 不同保護氣體對熔深的影響
角焊縫：
在厚度5㎜的板上使用不同的保護氣體進行tig 焊接的熔池剖面，
材料號1.4301（1cr18 ni9），電流130a ，電弧長度4㎜，焊接速度15㎝/min 。
圖13 不同保護氣體tig 焊時對角焊縫熔深的影響三維
網1、鋁的tig 焊接
1.1概況
以下鋁製材料可以考慮採用焊接方法加工。 a 、純鋁（a199.9；a199.5等）
具有較高的抗腐蝕效能，但強度較低（80n/㎜2）
，可通過冷作成形（軋制等）提高其強度（130 n/㎜2）。焊接時，焊縫附近冷作硬化區將喪失。
b 、硬鋁合金（almn ；almg3等）
通過合金成份具有較高強度（240n/㎜2）
通過冷作成形強度可以提高（320n/㎜2）
，但焊接時焊縫區域強度下降。 c 、時效硬化鋁合金（almgsi1；alznmg1等）
經熱處理（時效硬化過程）可達到良好的強度效能（380n/㎜2）
，焊後近縫區強度損失可以通過時效（100~250℃）或在室溫下庫存一段時間而得到部分恢復。
鋁材料焊接時的主要困難在於達到熔化溫度時的氧化問題，tig 焊時一般不使用熔劑（氣焊焊接鋁時幾乎均採用熔劑）而是通過電弧尖端電流的破碎作用，對焊接接頭而言先決條件是無氧化，為此焊前首先對工件焊接區域進行清理，包括填充材料。清理距焊接時間盡可能短，以免再次氧化，清理方式採用由高合金製成的刷子進行，絕不允許使用鐵製刷子。
1.2鋁的tig 焊工藝 1.
2.1鋁的交流tig 焊
鋁的交流tig 焊現已得到廣泛應用，圖1為tig 焊交流焊接過程，正半波時對熔化表面進行清理，負半波時鎢極得到冷卻，而每次波形通過零點時，電弧將熄滅，為此採用高頻引弧器（1500~2000v ，150khz ），使電弧重新引燃（見圖2），但高頻發生器工作時將對周圍環境產生干擾（例如對廣播電台、電視台等）。
表1為交流tig 焊接鋁材料的焊接引數。
圖1 交流tig 焊
圖2 脈衝發生器的脈衝點燃時間 三
維網表1 交流tig 焊焊接鋁材料的引數
板厚 ㎜ 坡口形式
鎢極直徑 ㎜ 焊接電流*）
a 鎢極直徑 ㎜ ar 氣消耗量l/min 焊接層數
1 2 3 4 6 8 10 12
1.62.4 2.4
3.2 3.2
4.0 4.8 6.4
50~60 60~90 90~150 150~180 180~240 200~280 260~350 320~400
2 23 3
4 45 5
4~5 5~6 5~6 6~8 8~10 8~10 10~12 12~14
1 1 1 1
2 2 2~
3 3*）為對接接頭資料，角焊縫時大約提高10~20%。
1.2.2鋁的直流tig 焊
直流tig 焊時,由於陽極（+）和陰極（-）的物理現象，將產生不同的熱量，反映出對焊縫熔深的影響是不同的（見圖3和圖4）。
圖3 直流，電極為負極和熔深形式
圖4 直流，電極為正極和熔深形式
圖3說明電極為負極時，所發射的電子撞擊作為陽極的工件，通過能量轉換將產生很高熱量，使得焊縫熔深加大，與此同時鎢極尖端由於受到氣體離子的撞擊而使熱量減少，但離子與電子相比，雖具有較大的質量，但數量遠不及電子多，同時其速度也不及電子。用此極性氧化膜得不到破壞，故用此極性的tig 焊不適用於鋁的焊接。
圖4電極為陽極，電子發射到電極使其強烈受熱，同時較重的離子撞擊氧化膜使其破碎，然而由於電極過熱而燒損，使用這種極性焊接則須用大直徑鎢極來焊接薄板，從技術觀點看，此極性也是不合適的。
有關tig 焊採用負極性焊接（如圖3），最近有一種措施使它得到應用，即對保護氣進行調整，用氦氣替代通常使用的氬氣，氦氣具有特殊的物理效能，與氬氣相比，它具有高的電離能，在相同的電流下，焊接電三維
網壓高出約75%（見圖5），故對工件輸入較高的熱量，同時氦氣具有較高的熱傳導效能，但是這點同時也是氦氣的缺點，因為它使電弧不穩定和難以起弧，很多場合下使用氬氣和氦氣的混合氣體，考慮到氦氣**較昂貴，只有在少數特別重要的構件時採用氦氣替代氬氣作為保護氣體。
圖5 採用氬氣和氦氣時電弧電壓與焊接電流的關係
氦氣的高熱輸入量的特點可使焊接速度得到提高，見表2。在較低的預熱溫度下，可得到同樣的熔深（見圖6）由於熔深粘度降低，使得抗氣孔效能提高。
表2 almg3材料tig 焊（雙v 型坡口，16㎜板厚）
氣體種類焊接電流（a ）
焊接電壓（v ）
焊接速度（㎝/min ）
ar ar+30%he ar+70%he
400 29 30.5 33
45 50 60
圖6 焊前預熱對熔深的影響
由此可見，tig 焊應用氦氣作為保護氣體，改善了鋁焊接的工藝，特別是在機械焊時。表3給出在直流焊接時焊接引數。
表3 tig 焊鋁的焊接引數（直流）
工件厚度坡口型式
鎢極直徑焊接電流
焊接速度氦氣消耗量焊接層數
㎜ ㎜ 角度 a ㎝/min l/min 1 2 3 4 5 6 8 10
1.62.4 2.4 2.4 2.4
3.2 3.2
4.090 90 90 90 90 90 60 60
85 110 150 180 200 220 265 320
120 100 80 80 70 70 60 50
15 15 15 15 20 20 25 25 1 1 1 1 1+1 1+1 1+1 1+1三維
網1.3 tig 焊鋁的坡口準備
坡口準備按照iso9692-2，表4給出其中部份坡口型式。
表4 tig 焊鋁的坡口型式
1.4 焊接缺陷
tig 焊鋁時，通常由於焊槍和填充棒使用不當、保護氣體焊接坡口準備和清理不符合要求均可產生焊接缺陷，常見缺陷種類、產生原因和避免措施見表5。
表5 tig 焊鋁時產生缺陷及原因和避免措施
缺陷原因
避免措施
焊縫表面無光澤，邊緣不光滑，流動性不好施焊部位及焊絲清理不夠（沒有金屬光澤） 刷、磨、酸洗、噴砂處理
氣孔焊件不乾淨，有油、脂、漆或潮濕
清理乾淨，刷子是否乾淨
表面氧化，無光澤，流動性不好氬氣不純，接頭密封不嚴有空氣進入，幹伸長太長，氬氣流太強檢查氣路，焊槍傾斜，氣體軟管，加大噴嘴，注意氬氣流量白色煙霧，電極尖端氧化氬氣流量不夠
背面氧化，咬邊
根部及背面保護不夠
深色殘渣、氣孔、電弧不穩
焊槍內水迴圈系統密封不嚴，槍內有冷凝水檢查焊槍，焊接間隙時關閉水閥，更換電極電弧波動，金屬蒸汽衝擊，熔深較小
電極尖端未清理乾淨
鋁的tig 焊接主要產生的缺陷為氣孔，這是由於鋁的物理本質特徵所決定，與鋼相比，它產生氣孔所需臨界氫分壓最低，在高溫時熔化的鋁中吸收大量氫，在凝固時，氫的熔解度突變，以氣泡形式逸出，因鋁熱傳導係數大，熔池冷卻快，所以氣孔來不及逸出，故焊鋁時對氣孔非常敏感（見圖9），特別是在焊接純鋁時。一般採用預熱（預熱溫度100~250℃）和較低的焊接速度，情況會得到改善。
圖9 氫在鋁中熔解度與溫度的關係
國際焊接工程師考試材料試題
1.優質非合金鋼c當量0.38 焊接性及熱影響區淬硬傾向？b 可焊性一般，焊前需預熱80 120 c 可焊性差，不能焊接 d 熔化焊接時易在影響區易產生氫致裂紋 e 熔化焊時易在焊縫中產生熱裂紋 2.採用那些措可以在焊接s355時避免裂紋產生？a 小線能量 b 預熱 c 快冷 d 採用高強度焊縫 e...
國際焊接工程師學習體會
1.各種焊接形式適用範圍 smaw，厚度 3mm saw，厚度 8mm，gmaw，0.6 100mm。2.en12536 o 代表焊接方式 化學成分 3.焊機的作用在於通過熔化，溶解掉母材表面的氧化膜，降低填充材料的熔點，去除雜質，防止熔池金屬的進一步氧化。4.電弧的作用 照明，切割，煉鋼，焊接監控...
IWE國際焊接工程師材料參考題2019
1.優質非合金鋼c當量0.38 焊接性及熱影響區淬硬傾向？b 可焊性一般，焊前需預熱80 120 c 可焊性差，不能焊接 d 熔化焊接時易在影響區易產生氫致裂紋 e 熔化焊時易在焊縫中產生熱裂紋 2.採用那些措可以在焊接s355時避免裂紋產生？a 小線能量 b 預熱 c 快冷 d 採用高強度焊縫 e...