基本原理和特点 of 7.3.1

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：图7-42 TIG焊焊接过程示意图2.非熔化极气体保护焊的特点主要优点1）能够实现高品质焊接，得到优良焊缝。TIG焊时采用的保护气体没有脱氧去氢的能力，因此对焊前的除油、去锈及去水等清理工作要求严格。

1.基本原理

非熔化极气体保护焊，通常是指使用纯钨或钨合金作电极，以氩气或氦气等惰性气体进行保护，利用电极与焊件之间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法，也称为钨极惰性气体保护电弧焊，简称为TIG焊或GTAW焊。因大多数情况下用氩气保护，这时常称为钨极氩弧焊。另外，等离子弧焊也属于非熔化极气体保护焊。

TIG焊焊接过程示意图如图7-42所示。钨极被夹持在电极夹上，从TIG焊焊枪的喷嘴中伸出一定长度。在伸出的钨极端部与焊件之间产生电弧，对焊件进行加热。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气以防止大气中的氧、氮等对钨极、熔池及焊接热影响区金属的有害作用，从而获得优质的焊缝。薄板对接可以不添加焊丝。当需要填充金属时，—般在焊接方向的一侧把焊丝送入焊接区、熔入熔池而成为焊缝金属的组成部分。

TIG焊操作方式包括以下三种：手工TIG焊、机械化TIG焊和自动TIG焊。手工TIG焊完全由焊工操作焊枪运动和焊丝送进；机械化TIG焊焊枪运动由手工操作，填充焊丝由专门的送丝机构自动输送；自动TIG焊分别由行走机构和送丝机构完成焊枪的移动和焊丝的送进两个动作。

为了得到稳定的焊接电流，焊接电源外特性采用陡降外特性或垂直外特性。TIG焊的焊接电源有直流电源、交流电源以及脉冲电源等，可以适用于不同的焊接材料和工艺要求。

保护气体成分影响电弧性质和焊接性能。在焊接厚板、高热导率或高熔点金属等情况下，也可采用氦气或氦氩混合气作保护气体。在焊接不锈钢、镍基合金和镍铜合金时可采用氩氢混合气作保护气体。

图7-42 TIG焊焊接过程示意图

2.非熔化极气体保护焊的特点

（1）主要优点

1）能够实现高品质焊接，得到优良焊缝。由于氩气和氦气是惰性气体，密度比空气大，既不与金属起反应，又能够有效地隔绝空气，能对钨极、熔池金属及热影响区进行很好的保护，防止被氧化、氮化。

2）可焊接几乎所有的金属。在惰性气体保护下焊接，不需使用焊剂就可焊接几乎所有的金属，特别适于焊接化学活性强和形成高熔点氧化物的铝、镁及其合金；能进行脉冲焊接，减少焊接热输入，适于对薄板或热敏感材料的焊接。

3）焊接工艺性能好。电弧燃烧稳定，无飞溅，焊后不需去渣，焊缝成形美观，热源和填充金属可分别控制，热输入容易调节，能进行全位置焊接，是实现单面焊双面成形的理想焊接方法。

4）采用钨或其合金作电极。钨电极不熔化，易于保持恒定的电弧长度，焊接过程稳定，即使在很小的焊接电流下也能稳定燃烧；不会产生飞溅，成形美观。TIG焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，易于检测及控制，是理想的自动化乃至机器人化的焊接方法。

5）由于氩的电离电压高，热导率小，且为单原子气体，因此电弧引燃困难，但一旦引燃后，电弧燃烧十分稳定。

（2）主要缺点

1）需要特殊的引弧装置。由于氩气和氦气的电离电压较高，钨极的逸出功又较高，且一般不允许钨极和工件接触，所以TIG焊的引弧是比较困难的，通常需要采用特殊的引弧装置。

2）对工件清理要求高。TIG焊时采用的保护气体没有脱氧去氢的能力，因此对焊前的除油、去锈及去水等清理工作要求严格。尤其在焊接易氧化的有色金属如铝、镁及其合金等时要求更为严格，否则会严重影响焊缝质量。

3）焊接制造成本较高。与焊条电弧焊相比，钨极承载电流能力的限制，电弧易扩展，TIG焊电弧功率密度降低，限制了焊接熔深，使得TIG焊与各种熔化极电弧焊相比，焊接速度较低，生产率低，又因惰性气体较贵，生产成本较高。

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