电气焊常识-共享资料网
电气焊常识
概述电焊机（electric welding machine）实际上就是具有下降外特性的变压器，将 220V 和 380V 交流电变为低压的直流电，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流 电源的；一种是直流电的。直流的电焊直流电焊机机可以说也是一个大功率的整流器，分正负极，交流电输入时，经变压器变压后，再由整 流器整流，然后输出具有下降外特性的电源，输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变 化，两极在瞬间短路时引燃电弧，利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材，冷却后来达到使 它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点，外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特 性。 焊接由于灵活简单方便牢固可靠，焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工 业领域，如航空航天，船舶，汽车，容器等！一，电焊机优点：电焊机使用电能源，将电能瞬间转换为热能，电很普遍，电焊机适 合在干燥的环境下工作，不需要太多要求，因体积小巧，操作简单，使用方便，速度较电焊机快，焊接后焊缝结实等优点广乏用于各个领域，特别对要求强度很高的制件特实用，可以 瞬间将同种金属材料（也可将异种金属连接，只是焊接方法不同）永久性的连接，焊缝经 热处理后，与母材同等强度，密封很好，这给储存气体和液体容器的制造解决了密封和强 度的问题。 二，电焊机缺点：电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场，电弧燃烧时 会向周围产生辐射，弧光中有红外线，紫外线等光种，还有金属蒸汽和烟尘等有害物质， 所以操作时必须要做足够的防护措施。焊接不适合于高碳钢的焊接，由于焊接焊缝金属结 晶和偏析及氧化等过程，对于高碳钢来说焊接性能不良，焊后容易开裂，产生热裂纹和冷 裂纹。低碳钢有良好的焊接性能，但过程中也要操作得当，除锈清洁方面较为烦琐，有时 焊缝会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷，但操作得当会降低缺陷的产生。是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来 达到使它们结合的目的。电焊机的结构十分简单，说白了就是一个大功率的变压器，将 2电焊机20V 交流电变为低电压，大电流的电源，可以是直流的也可以是交流的。 电焊变压器有自 身的特点,就是具有电压急剧下降的特性。在焊条引燃后电压下降，在...电焊机的工作电压 的调节，除了一次的 220/380 电压变换，二次线圈也有抽头变换电压，同时还有用铁芯来 调节的，可调铁芯... 电焊机一般是一个大功率的变压器，系利用电感的原理做成的，电感 量在接通和断开时会产生巨大的电压变化，利用正负两极在瞬间短路时产生的高压电弧来 熔化电焊条上的焊料.来达到使它们结合的目的。在焊条和工件之间施加电压，通过划檫或 接触引燃电弧，用电弧的能量熔化焊条和加热母材。类型1、工矿企业主要用的焊机有：交流弧焊机、直流电焊机、氩弧焊机、二氧化碳保护 焊机、对焊机、点焊机、埋弧焊机、高频焊逢机、闪光对焊机、压焊机、碰焊机 激光焊 机。 交流焊机和直流焊机应用领域的区别主要是交流焊机一般都用在钢结构制造单位或一 般通用机械或农业机械制造单位。直流主要用在制造压力容器锅炉，管道，或重要结构制电焊机造单位的焊接用焊机。 (1)逆变焊机的主要应用领域一样，只不过焊机更节能，轻便。 (2)埋弧焊机的主要应用领域大型钢结构制造单位，压力容器锅炉制造单位。 (3)气体保护焊机的主要应用领域大型钢结构制造单位或通用机械 农用机械，汽车制造 厂，防盗门加工厂，制造压力容器锅炉的单位现在也广泛的应用了气体保护焊机。 (4)氩弧焊机主要用在管道，压力容器锅炉，不锈钢加工企业， (5)交流氩弧焊机主要用铝焊接制造单位，铝制容器制造单位。铝制暖气片焊接。 2、直流焊机有二种：一种是交流电机的基础下加装整流元件，还有一种是直流发电 机。直流焊机主要焊有色金属、生铁为主。交流焊机主要焊钢板为主。 3、氩弧焊机、二氧化碳保护焊机、高频逢焊机、闪光对焊机。氩弧焊机、二氧化碳 气体保护焊机主要可焊 2MM 以下的薄板及有色金层。闪光对焊机主要对接铜铝接头等物 体，高频逢焊机主要制管厂焊钢管。 4、埋弧焊主要焊钢结构件、桥梁 H 钢、工字房大梁等厚的钢结构材料。5、气体保护焊机：氩弧焊、二氧化碳保护焊，在气体的保护下焊机时不会氧化、溶 焊牢固、可焊有色金层、可焊薄材料。 6、激光焊机：可焊晶体管内部的引线。 7、对焊机：索链厂主要焊锚上的铁索等物体。可对接元钢等。交流弧焊机交流弧焊机又称弧焊变压器，是一种特殊的变压器，它把网路电压的交流电变成适 宜于弧焊的低压交流电，由主变压器及所需的调节部分和指示装置等组成。交流弧焊机主 要有动铁芯式、同体式和动圈式三种。它具有结构简单、易造易修、成本低、效率高等优 点。但其电流波形为正弦波，输出为交流下降外特性，电弧稳定性较差，功率因数低，但 磁偏吹现象很少产生，空载损耗小，一般应用于手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊等方法。二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方 法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作 业。简介 二氧化碳气体保护焊的分类 二氧化碳气体保护焊的各种参数 二氧化碳气体保护焊的优点简介由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业 二氧化碳气体保护电弧焊（简称 CO2 焊）的保护气体是二氧化碳（有时采用 CO2+Ar 的混合气体）。由于二氧化碳气体的 0 热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊 丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因 此，与 MIG 焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很 稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此 这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种 是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和 全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广 泛应用于各大小企业二氧化碳气体保护电弧焊（简称 CO2 焊）的保护气体是二氧化碳有时 采用 CO2+O2 的混合气体）。由于二氧化碳气体的 0 热物理性能的特殊影响，使用常规焊 接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴 缩颈爆断、因此，与 MIG 焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合 适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低 廉，采用短路过渡焊接时，焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝，可以使得内部缺陷 少、质量较好。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。二氧化碳气体保护焊的分类按机械化程度可分为自动化和半自动化按焊丝直径可分为细丝 1.0~1.2 中丝 1.2~1.4 粗丝 1.4~1.6按焊丝分类可分为药芯和实心焊丝两种二氧化碳气体保护焊的各种参数1）焊丝直径 焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊接薄板或中厚 板的全位置焊缝时，多采用 1.6mm 以下的焊丝（称为细丝 CO2 气保焊）。焊丝直径的选 择参照下表焊丝直径（mm） 0.5~0.8熔滴过渡形式 短路过渡 细颗粒过渡可焊板厚（mm） 0.4~3 2~4 2~8 2~12 2~12 〉8 〉10施焊位置 各种位置 平焊、横角 各种位置 平焊、横角 平焊、横角 平焊、横角 平焊、横角1.0~1.2短路过渡 细颗粒过渡1.6短路过渡 细颗粒过渡2.0~2.5细颗粒过渡（2）焊接电流焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就 越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为 60~250A，即以短路过渡形式焊 接时，焊缝熔深一般为 1mm~2mm；只有在 300A 以上时，熔深才明显的增大。 （3）电弧电压短路过渡时，则电弧电压可用下式计算： U=0.04I+16±2(V) 此时，焊接电流一般在 200A 以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表 2。当电 流在 200A 以上时，则电弧电压的计算公式如下。 U=0.04I+20±2(V) 4）焊接速度 半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为 18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达 150m/h。 （5）焊丝的伸出长度 一般的焊丝的伸出长度约为焊丝的直径的 10 倍左右，并随焊接电流的增加而增加。 （6）气体的流量正常的焊接时，200A 已下薄板焊接，CO2 的流量为 10L/min~25L/min.200A 以上厚板焊接，CO2 的流量为 15L/min~25L/min.粗丝大规范自动 焊为 25L/min~50L/min。二氧化碳气体保护焊的优点1．焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的 40~50%。 2．生产效率高。其生产率是焊条电弧焊的 1~4 倍。3．操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。 4．焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。 5．焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。 6．焊接飞溅小。当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在 CO2 中加入 Ar，都可以降 低焊接飞溅电渣焊科技名词定义 中文名称： 电渣焊 英文名称： electro-slag welding 定义： 利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状，可 分为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊等。目录简介 生产实践简介电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固 后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固 体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的 送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。 电渣焊主要有熔嘴电渣焊、非熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊等。 它的缺点是输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属 呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。生产实践当前情况在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的 焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。在压水堆核电站中， 最核心的反应压力容器（RPV，低碳合金钢）中的不锈钢内衬为板极电渣焊堆焊。 目前的重要问题制造 20 世纪 70 年代，在调查、研究能够提高焊接速度的方法时，很多的人对电渣焊表示 出了兴趣。它被看成是提高生产率的重要参数和减少线能量以改善热影响区和焊接金属冲 击特性的方法。电渣焊但是从那时起，电渣焊的发展只取得了很小的成效。这些发展都局限在某些特殊应用的参 数调整和裁剪技术上。优点该过程的主要优点是： ☆完成接缝的速度，一般是 1m 接缝/小时，不考虑厚度； ☆无角形变； ☆边角形变被限制在 3mm /m 焊缝； ☆形成高质量的焊缝； ☆简单的接头准备，如火焰切割直角边缘； ☆通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理。风险电渣焊的焊接过程都比较长，因为它的线能量会产生粗大的焊接金属颗粒，热影响区 会导致差的断裂韧性出现。焊后需热处理或者是在焊接过程中添加特殊的金属元素，才能 改善韧性、细化晶体，应使用专用的超声波无损检测设备检测埋弧焊科技名词定义 中文名称： 埋弧焊 英文名称： submerged arc welding 定义： 电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。埋弧焊过程示意图埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有 的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制 造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高 效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷 金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占 10%左右，且多年来一直变化不大。目录简介 埋弧焊的主要优点 埋弧焊的应用范围 埋弧自动焊 埋弧半自动焊材料及焊接工艺 埋弧焊的安全操作技术简介当焊丝确定以后（通常取决于所焊的钢种），配套用的焊剂则成为关键材料，它直接 影响焊缝金属的力学性能（特别是塑性及低温韧性）、抗裂性能、焊接缺陷发生率及焊接 生产率等。焊丝与焊剂的配用重量比为焊丝：焊剂=1.1～1.6，视焊接接头类型、所用焊剂 种类、焊接规范参数而定。与熔炼焊剂相比，烧结焊剂用量较为节省，约可少用 20%左 右。 我国采用焊剂量在 5 万吨左右波动，其中 70%约为熔炼焊剂，余为非熔炼焊剂。欧美 工业发达国家以非熔炼型焊剂为主，约在 80%、90%以上，但仍然有熔炼型焊剂生产销 售，熔炼焊剂这种持久的生产力与其固有的一些特点有关。 近年来，在我国出现了一种钢筋的新的焊接方法，即竖向钢筋电弧――电渣压力焊。 与以前的钢筋搭接手工电弧焊法相比，可节约钢材 15%以上，生产率大大提高，焊接材料 消耗费用也有所降低，确有取代后者的发展趋势，应用日益广泛。该方法主要使用熔炼焊 剂，它起到维弧、电渣加热、金属凝固模体等作用。目前我国熔炼焊剂的五分之一左右用 于竖向钢筋的焊接。 我国的锰矿资源比较缺乏，特别是适于生产熔炼焊剂的品位高、磷含量低、铁含量低 的锰矿就更少了。全国仅在广西、云南、湖南等省有锰矿矿脉，经过多年开采，符合生产 焊剂的锰矿商品日渐紧张。为取代高锰渣系焊剂，研制、推广中锰、低锰焊剂已成为客观 需要的紧迫任务。随着含适量锰焊丝的生产供应的扩大，中锰、低锰渣系焊剂应该有广阔 的市场。 关于商品焊剂的技术性能说明，目前在行业上的通常作法是，熔炼焊剂给出其化学成 分及配一种焊丝的熔敷金属力学性能，烧结焊剂只给出其渣系构成及配一种焊丝的熔敷金 属力学性能。这似乎实用性不够。很少有用户对焊剂的化学成分逐批进行化学成分分析， 因为除了分析方法及设备上的难度外，其结果与用户的使用要求之间尚相距甚远。 建议焊剂生产商在产品说明中提供含如下技术内容的信息。 首先是焊剂的碱度，可按 IIW 的推荐公式来计算。在焊接低合金高强度钢用焊剂的国 家标准中，对此亦有说明，参见 GB12470，《低合金钢埋弧焊用焊剂》。焊剂碱度是标志 焊剂冶金性能、工艺性能、电流种类及可焊钢材等级等的第一位的技术指标。其次是提供 最适合于匹配使用的几种焊丝熔敷金属的力学性能，使用户选材有较大的空间。 要特别推荐焊剂生产商提供焊剂的冶金行为图，即结构钢用焊剂对合金元素的烧损― ―过渡图（简指增硅量、焊丝含锰量中性点百分含量），不锈钢用焊剂的增碳倾向及铬含 量的烧损――过渡图。这样，用户可根据所选用焊丝的化学成分、焊剂对含金元素的烧损 ――过渡影响，接头类型及焊接规范参数等因素，预测出所焊焊缝金属的化学成分及力学 性能，与其待焊产品的技术要求作比较，具有直接的参考作用，就目前焊剂业生产厂家的 技术能力而言，完成这样的工作确实有一定的难度，建议他们与科研单位、大型用户合作，形成能反映本企业焊剂产品特点、技术内容含量高的产品说明书。进一步说，科研单 位可开发出这样的软件，供用户使用或补充已有的焊接技术计算机专家系统。埋弧焊的主要优点埋弧焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法之一，它的全称是埋弧自动焊,又称焊剂 层下自动电弧焊。优点：1.生产效率高这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝 熔敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次熔深可达 20mm）另一方面由于焊剂和熔 渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗 有所增大，但总的热效率仍然大大增加。2.焊缝质量高熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平 要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。3.劳动条件好除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。埋弧焊的应用范围目前主要用于焊接各种钢板结构。可焊接的钢种包括碳素结构钢，不锈钢，耐热钢及 其复合钢材等。埋弧焊在造船，锅炉，化工容器，桥梁，起重机械及冶金机械制造业中应 用最为广泛。此外，用埋弧焊堆焊耐磨耐蚀合金或用于焊接镍基合金，铜合金也是较理想 的。埋弧自动焊埋弧自动焊的过程埋弧自动焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机 械来完成。 埋弧自动焊过程如图 2-11 所示。 焊剂 2 由漏斗 3 流出后，均匀地堆敷在装配好的工件 1 上，焊丝 4 由送丝机构经送丝 滚轮 5 和导电嘴 6 送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。送丝机 构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以实现焊接电弧的移动。焊接过程是通过操作控制盘上的按钮开关来实现自动控制的。焊接过程中，在工件被 焊处覆盖着一层 30－50mm 厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电 弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂溶化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机 自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却 凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。如图 2-12 所示。未熔化的焊剂可回 收使用。 焊丝和焊剂在焊接时的作用与手工电弧焊的焊条芯、焊条药皮一样。焊接不同的材料 应选择不同成分的焊丝和焊剂。如焊接低碳钢时常用 H08A 焊丝，配用高锰高硅型焊剂 HJ431 等。焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器。埋弧自动焊的优点埋弧自动焊的主要优点是： （1）生产率高 埋弧焊的焊丝伸出长度（从导电嘴末端到电弧端部的焊丝长度）远较 手工电弧焊的焊条短，一般在 50mm 左右，而且是光焊丝，不会因提高电流而造成焊条药 皮发红问题，即可使用较大的电流（比手工焊大 5－10 倍），因此，熔深大，生产率较 高。对于 20mm 以下的对接焊可以不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。 （2）焊缝质量高 对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，只要焊接工艺选择 恰当，较易获得稳定高质量的焊缝。 （3）劳动条件好 除了减轻手工操作的劳动强度外，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧 光辐射，劳动条件较好。 埋弧自动焊至今仍然是工业生产中最常用的一种焊接方法。适于 批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。广泛应用于化工容器、锅炉、 造船、桥梁等金属结构的制造。 这种方法也有不足之处，如不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的 焊缝；工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊缝 形成过程，因此，必须严格控制焊接规范。 本文引用地址：http://www.weldr.net/simple/skill/html/content_1026.htm埋弧半自动焊埋弧半自动焊主要是软管自动焊，其特点是采用较细直径( 2mm 或 2mm 以下）的焊 丝，焊丝通过弯曲的软管送入熔池。电弧的移动是靠手工来完成，而焊丝的送进是自动 的。半自动焊可以代替自动焊焊接一些弯曲和较短的焊缝，主要应用于角焊缝，也可用于 对接焊缝。摘要采用普通埋弧焊和添加合金粉末埋弧焊技术，焊接了 20G 和 16MnR 钢，结果表明， 添加合金粉末埋弧自动焊技术能够采用大线能量(因为添加的合金粉末改善了焊缝组织，焊 缝深宽比显著提高，而焊缝及 HAZ 组织晶粒没有粗化)，焊接工艺性能良好，焊接熔敷速 率是传统埋弧焊的 2 倍，接头角变形明显减小，焊接接头的力学性能满足要求。关键词埋弧焊 合金粉末 低碳钢 低合金高强钢 在满足焊接接头力学性能要求的前提下，提高熔敷速率可以提高生产率。用常规的埋 弧焊（SAW）焊接中厚板结构，如果提高熔敷速率，就要加大焊接线能量，其结果是焊接 熔池变大，母材熔化量增加，焊缝化学成分变差，焊缝组织粗化，焊接热影响区扩大并且 性能变坏。添加合金粉末的埋弧焊(submerged arc welding with alloyed metal powders， SAW-AMP）是一种能够提高熔敷速率，又不使焊接接头性能变差的高效焊接技术。基本 做法是在坡口中预先铺放一层金属粉末(或金属细粒、切断的短焊丝等)，然后进行埋弧 焊。国外从 60 年代末期至今一直在研究、开发和应用这种技术，已研究了系列合金粉 末、焊剂和合金粉末添加装置，广泛用于造船、压力容器、重型机器、桥梁、建筑和海洋 石油平台等领域。 笔者用该技术焊接了 Q235 钢和 16MnR 钢，并应用于实际焊接生产。材料及焊接工艺材料1．材料 母材板厚为 18 mm，试板尺寸为 300 mm×500 mm，焊丝直径为 4.0 mm，焊剂粒度 为 8～60 目，合金粉末粒度为 80～200 目。化学成分见表 1。 表 1 木材、焊丝和合金表面的化学成分 单位：%焊接工艺2．焊接工艺 对接，焊接规范见表 2。焊机为 MZ-1000，DCRP。V 型坡口，SAW 角度为 60～ 65°，钝边为 4 mm；SAW-AMP 角度为 40°～45°，钝边为 2 mm。 表 2 焊接工艺规范 二、试验结果及讨论焊缝化学成分1．焊缝化学成分 采用 SAW 和 SAW-AMP 技术焊接的 20G、16MnR 钢焊缝化学成分见表 3。结果表 明，用 SJ301 焊接的焊缝，C、Si 和 Mn 元素增加，P 含量与 HJ431 焊缝相当，S 含量却 没有减少。由于 SJ301 和 HJ431 本身的 S、P 含量对其焊缝中的 S 和 P 含量有相当显著 的影响，而不同厂家生产的焊剂 S、P 含量有很大差别，故可以理解本文的成分分析结 果。SAW-AMP 焊缝的 S 含量与 SAW 焊缝相当，P 含量显著减少，但均低于 0.030%，焊 缝的成分完全符合 GB6654-86 的要求。添加合金粉末有利于焊缝脱 S 和脱 P。 表 3 焊缝的化学成分 单位：%焊缝和 HAZ 的显微组织2．焊缝和 HAZ 的显微组织 SAW 的线能量一般为 1.6 kJ/mm，焊接 18 mm 厚的钢板需要 5～6 道焊满，未经再热 的焊缝组织细小，针状铁素体较多，先共析铁素体少且窄，柱状晶方向性不明显，HAZ 粗 晶区晶粒尺寸较小。如果采用大线能量，线能量达到 3.6 kJ/mm，18 mm 厚的钢板 2 道即 可焊满，但是焊缝组织粗大，几乎无针状铁素体，先共析铁素体宽，HAZ 粗晶区晶粒尺寸 较大，有较多的魏氏组织。 用大线能量、SAW-AMP 技术，18 mm 厚的钢板一道就可焊满，但是，合金粉末的成 分对焊缝抗裂性和组织有显著影响。合金粉末中 Mn、Ti 等合金元素含量非常少，其成本 较低，但焊接过程中电弧燃烧不稳定，焊道忽宽忽窄，焊缝组织中几乎没有针状铁素体， 先共析铁素体连成一片，焊缝与 HAZ 在熔合区明显分开。采用含有较少 Mn、Ti 元素的合 金粉末焊接，焊缝中针状铁素体细小且多， 本文引用地址：http://www.weldr.net/simple/skill/html/content_1054.htm埋弧焊的安全操作技术(1)埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘，导线应绝缘良好，工作过程中应理顺导 线，防止扭转及被熔渣烧坏。 (2)控制箱和焊机外壳应可靠的接地（零）和防止漏电。接线板罩壳必须盖好。 (3)焊接过程中应注意防止焊剂突然停止供给而发生强烈弧光裸露灼伤眼睛。所以，焊 工作业时应戴普通防护眼镜。 (4)半自动埋弧焊的焊把应有固定放置处，以防短路。(5)埋弧自动焊熔剂的成分里含有氧化锰等对人体有害的物质。焊接时虽不像手弧焊那 样产生可见烟雾，但将产生一定量的有害气体和蒸气。所以，在工作地点最好有局部的抽 气通风设备。埋弧焊工艺焊前准备：埋弧焊在焊接前必须做好准备工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表 面清理、焊件的装配以及焊丝表面的清理、焊剂的烘干等。①坡口加工坡口加工要求按 GB 986―1988 执行，以保证焊缝根部不出现未焊透或夹渣，并减少 填充金属量。坡口的加工可使用刨边机、机械化或半机械化气割机、碳弧气刨等。②待焊部位的清理焊件清理主要是去除锈蚀、油污及水分，防止气孔的产生。一般用喷砂、喷丸方法或 手工清除，必要时用火焰烘烤待焊部位。在焊前应将坡口及坡口两侧各 20mm 区域内及待 焊部位的表面铁锈、氧化皮、油污等清理干净。③焊件的装配装配焊件时要保证间隙均匀，高低平整，错边量小，定位焊缝长度一般大于 30mm， 并且定位焊缝质量与主焊缝质量要求一致。必要时采用专用工装、卡具。 对直缝焊件的装配，在焊缝两端要加装引弧板和引出板，待焊后再割掉，其目的是使 焊接接头的始端和末端获得正常尺寸的焊缝截面，而且还可除去引弧和收尾容易出现的缺 陷。④焊接材料的清理埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分、组织和性能影响极大。因此焊接前必须清 除焊丝表面的氧化皮、铁锈及油污等。焊剂保存时要注意防潮，使用前必须按规定的温度 烘干待用。埋弧焊的工艺参数埋弧焊的焊接参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度 等。①焊接电流当其他参数不变时，焊接电流对焊缝形状和尺寸的影响如图所示。电流对焊缝的影响一般焊接条件下，焊缝熔深与焊接电流成正比。 随着焊接电流的增加，熔深和焊缝余高都有显著增加，而焊缝的宽度变化不大。同 时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。随着焊接电流的减小，熔深和余 高都减小。②电弧电压电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深和焊缝余高则有所下降。但是电弧电压 太大时，不仅使熔深变小，产生未焊透，而且会导致焊缝成形差、脱渣困难，甚至产生咬 边等缺陷。所以在增加电弧电压的同时，还应适当增加焊接电流。③焊接速度当其他焊接参数不变而焊接速度增加时，焊接热输入量相应减小，从而使焊缝的熔深 也减小。焊接速度太大会造成未焊透等缺陷。为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入 量，即为了提高生产率而提高焊接速度的同时，应相应提高焊接电流和电弧电压。④焊丝直径与伸出长度当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加，即电流密度减小，会造 成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深增加及焊缝宽度减小。 当其他焊接参数不变而焊丝长度增加时，电阻也随之增大，伸出部分焊丝所受到的预 热作用增加，焊丝熔化速度加快，结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出 长度，不宜过长。⑤焊丝倾角焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾。倾角的方向和大小不同，电弧对熔池的力和热作用 也不同，从而影响焊缝成形。当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前 面的焊件受到了预热作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深变 浅。反之，焊缝宽度较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边，并且使焊缝成 形变差电弧焊科技名词定义 中文名称： 电弧焊 英文名称：arc welding 其他名称： 弧焊 定义 利用电弧作为热源的熔焊方法。电弧焊焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电（俗称电弧燃 烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接 过程。目录电弧 电弧燃烧的必要条件 焊条电弧焊的适用范围 电弧焊的分类 基本工艺 主要参数 电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施 电弧焊的使用及注意事项电弧由焊接电源供给的，在工件与焊条两极间产生强烈而持久的气体放电现象―叫电弧电弧燃烧的必要条件气体电离及阴极电子发射。焊条电弧焊的适用范围焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等 多位置焊接。另电弧外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧焊可以在任何有电源的地 方进行焊接作业。适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。 焊条电弧焊的安全特点：焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为 50V-90V ，而人体所 能承受的安全电压为 30V-45V，由此可见，手工电弧焊焊接设备，会对人造成生命危险， 施焊时，必须穿戴好劳保用品。电弧焊的分类电弧焊可分为手工电弧焊、半自动（电弧）焊、自动（电弧）焊。自动（电弧）焊通 常是指埋弧自动焊-在焊接部位覆有起保护作用的焊剂层，由填充金属制成的光焊丝插入焊 剂层，与焊接金属产生电弧，电弧埋藏在焊剂层下，电弧产生的热量熔化焊丝、焊剂和母 材金属形成焊缝，其焊接过程是自动化进行的。最普遍使用的是手工电弧焊。 电弧焊示意图基本工艺手工电弧焊的基本工艺如下： a. 在焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝的质量。 b. 准备好接头形式（坡口型式）。坡口的作用是使焊条、焊丝或焊炬（气焊时喷射乙炔-氧气火焰的喷嘴）能直接伸入坡 口底部以保证焊透，并有利于脱渣和便于焊条在坡口内作必要的摆动，以获得良好的熔 合。 坡口的形状和尺寸主要取决于被焊材料及其规格（主要是厚度）以及采取的焊接方 法、焊缝形式等。 在实际应用中常见的坡口型式有： 弯边接头-适用于厚度&3mm 的薄件； 平坡口-适用于 3~8mm 的较薄件； V 型坡口-适用于厚度 6~20mm 的工件（单面焊接）； 焊缝坡口型式示意图 X 型坡口-适用于厚度 12~40mm 的工件，并有对称型与不对称型 X 坡口之分（双面焊 接）； U 型坡口-适用于厚度 20~50mm 的工件（单面焊接）； 双 U 型坡口-适用于厚度 30~80mm 的工件（双面焊接）。 坡口角度通常取 60~70°，采用钝边（也叫做根高）的目的是防止焊件烧穿，而间隙则 是为了便于焊透。主要参数电弧焊的焊接规范中最主要的参数有： 焊条种类（取决于母材的材料）、焊条直径（取决于焊件厚度、焊缝位置、焊接层 数、焊接速度、焊接电流等）、焊接电流、焊接层数、焊接速度等。 除了上述的普通电弧焊外，为了进一步提高焊接质量，还采用： 气体保护电弧焊：例如利用氩气作为焊接区域保护气体的氩弧焊、利用二氧化碳作为 焊接区域保护气体的二氧化碳保护焊等，其基本原理是在以电弧为热源进行焊接时，同时 从喷枪的喷嘴中连续喷出保护气体把空气与焊接区域中的熔化金属隔离开来，以保护电弧 和焊接熔池中的液态金属不受大气中的氧、氮、氢等污染，以达到提高焊接质量的目的。 钨极氩弧焊：以高熔点的金属钨棒作为焊接时产生电弧的一个电极，并处在氩气保护 下的电弧焊，常用于不锈钢、高温合金等要求严格的焊接。 等离子电弧焊：这是由钨极氩弧焊发展起来的一种焊接方法，在喷嘴孔道的机电弧焊电流大小的判断： 电流小：焊道窄，熔深浅，易形成过高，未熔合，未焊透，夹渣，气孔，焊条粘连， 断弧，不引弧等等 电流大：焊道宽，熔深大，咬边，烧穿，缩孔，飞溅大，过烧，变形大，焊瘤等等电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施1、焊接处 10 米以内不得有可燃物、易燃物，工作地点通道宽度应大于 1 米。高空作 业更应注意火花的飞向。 2、储放易燃易爆的容器未经清洗严禁焊接。在此情况下，首先要把残剩的油除尽， 排除可燃气体，在确认没有爆炸的危险性之后才可以焊接。如使用气体探测器检查将更加 安全。 3、焊接管子、容器时，必须把孔盖，阀门打开。 4、保证焊接设备、橡皮绝缘电缆的连接部分无松散的现象，破损部分绝缘良好，防 止漏电和过热。 5、严禁将易燃易爆管道作焊接回路使用. 6、使用二氧化碳气瓶及氩气瓶时，应遵守《气瓶安全监察规程》。电弧焊的使用及注意事项一、易引起触电事故 1、焊接过程中，因焊工要经常更换焊条和调节焊接电流，操作时要直接接触电极和 极板，而焊接电源通常是 220V/380V，当电气安全保护装置存在故障、劳动保护用品不合 格、操作者违章作业时，就可能引起触电事故。如果在金属容器内、管道上或潮湿的场所 焊接，触电的危险性更大。 2、焊机空载时，二次绕组电压一般都在 60~90V，由于电压不高，易被电焊工所忽 视，但其电压超过规定安全电压 36V，仍有一定危险性。假定焊机空载电压为 70V，人在 高温、潮湿环境中作业，此时人体电阻 R 约 1600?，若焊工手接触钳口，通过人体电流 I 为： I=V/R=70/1600=44Ma，在该电流作用下，焊工手会发生痉挛，易造成触电事故。 3、因焊接作业大多在露天，焊机、焊把线及电源线多处在高温、潮湿（建筑工地） 和粉尘环境中，且灶机常常超负荷运行，易使电源线、电器线路绝缘老化，绝缘性能降 低，易导致漏电事故。 二、易引起火灾爆炸事故由于焊接过程中会产生电弧或明火，在有易燃物品的场所作业时，极易引发火灾。特 别是在易燃易爆装置区（包括坑、沟、槽等），贮存过易燃易爆介质的容器、塔、罐和管 道上施焊时危险性更大。 三、易致人灼伤 因焊接过程中会产生电弧、金属熔渣，如果焊工焊接时没有穿戴好电焊专用的防护工 作服、手套和皮鞋，尤其是在高处进行焊接时，因电焊火花飞溅，若没有采取防护隔离措 施，易造成焊工自身或作业面下方施工人员皮肤灼伤。 四、易引起电光性眼炎 由于焊接时产生强烈火的可见光和大量不可见的紫外线，对人的眼睛有很强的刺激伤 害作用，长时间直接照射会引起眼睛疼痛、畏光、流泪、怕风等，易导致眼睛结膜和角膜 发炎（俗称电光性眼炎）。 五、具有光辐射作用 焊接中产生的电弧光含有红外线、紫外线和可见光，对人体具有辐射作用。红外线具 有热辐射作用，在高温环境中焊接时易导致作业人员中暑；紫外线具有光化学作用，对人 的皮肤都有伤害，同时长时间照射外露的皮肤还会使皮肤脱皮，可见光长时间照射会引起 眼睛视力下降。 六、易产生有害的气体和烟尘 由于焊接过程中产生的电弧温度达到 4200℃以上，焊条芯、药皮和金属焊件融熔后要 发生气化、蒸发和凝结现象，会产生大量的锰铬氧化物及有害烟尘；同时，电弧光的高温 和强烈的辐射作用，还会使周围空气产生臭氧、氮氧化物等有毒气体。长时间在通风条件 不良的情况下从事电焊作业，这些有毒的气体和烟尘被人体吸入，对人的身体健康有一定 的影响。 七、易引起高空坠落 因施工需要，电焊工要经常登高焊接作业，如果防高空坠落措施没有做好，脚手架搭 设不规范，没有经过验收就使用；上下交叉作业采取防物体打击隔离措施；焊工个人安全 防护意识不强，登高作业时不戴安全帽、不系安全带，一旦遇到行走不慎、意外物体打击 作用等原因，有可能造成高坠事故的发生。 八、易引起中毒、窒息 电焊工经常要进入金属容器、设备、管道、塔、储罐等封闭或半封闭场所施焊，如果 储运或生产过有毒有害介质及惰性气体等，一旦工作管理不善，防护措施不到位，极易造 成作业人员中毒或缺氧窒息，这种现象多发生在炼油、化工等企业。九、防触电措施 总的原则是采取绝缘、屏蔽、隔绝、漏电保护和个人防护等安全措施，避免人体触及 带电体。具体方法有： 1、提高电焊设备及线路的绝缘性能。使用的电焊设备及电源电缆必须是合格品，其 电气绝缘性能与所使用的电压等级、周围环境及运行条件要相适应；焊机应安排专人进行 日常维护和保养，防止日晒雨淋，以免焊机电气绝缘性能降低。 2、当焊机发生故障要检修、移动工作地点、改变接头或更换保险装置时，操作前都 必须要先切断电源。 3、在给焊机安装电源时不要忘记同时安装漏电保护器，以确保人一旦触电会自动断 电。在潮湿或金属容器、设备、构件上焊接时，必须选用额定动作电流不大于 15mA，额 定动作时间小于 0.1 秒的漏电保护器。 4、对焊机壳体和二次绕组引出线的端头应采取良好的保护接地或接零措施。当电源 为三相三线制或单相制系统时应安装保护接地线，其电阻值不超过 4?；当电源为三相四 线制中性点接地系统时，应安装保护零线。 5、加强作业人员用电安全知识及自我防护意识教育，要求焊工作业时必须穿绝缘 鞋、戴专用绝缘手套。禁止雨天露天施焊；在特别潮湿的场所焊接，人必须站在干燥的木 板或橡胶绝缘片上。 6、禁止利用金属结构、管道、轨道和其它金属连接作导线用。在金属容器或特别潮 湿的场所焊接，行灯电源必须使用 12V 以下安全电压。 十、防火灾爆炸措施 1、在易燃易爆场所焊接，焊接前必须按规定事先办理用火作业许可证，经有关部门 审批 同意后方可作业，严格做到“三不动火”。 2、正式焊接前检查作业下方及周围是否有易燃易爆物，作业面是否有诸如油漆类防 腐物质，如果有应事先做好妥善处理。对在临近运行的生产装置区、油罐区内焊接作业， 必须砌筑防火墙；如有高空焊接作业，还应使用石棉板或铁板予以隔离，防止火星飞溅。 3、如在生产、储运过易燃易爆介质的容器、设备或管道上施焊，焊接前必须检查与 其连通的设备、管道是否关闭或用盲板封堵隔断；并按规定对其进行吹扫、清洗、置换、 取样化验，经分析合格后方可施焊。 十一、防灼伤措施1、焊工焊接时必须正确空戴好焊工专用防护工作服、绝缘手套和绝缘鞋。使用大电 流焊接时，焊钳应配有防护罩。 2、对刚焊接的部位应及时用石棉板等进行覆盖，防止脚、身体直接触及造成烫伤。 3、高空焊接时更换的焊条头应集中堆放，不要乱扔，以免烫伤下方作业人员。 4、在清理焊渣时应戴防护镜；高空进行仰焊或横焊时，由于火星飞溅严重，应采取 隔离防护措施。 十二、预防电光性眼炎措施 根据焊接电流的大小，应适时选用合适的面罩护目镜滤光片，配合焊工作业的其他人 员在焊接时应配戴有色防护眼睛。 十三、预防辐射措施 焊接时焊工及周围作业人员应穿戴好劳保用品。禁止不戴电焊面罩、不戴有色睛镜直 接观察电弧光；尽可能减少皮肤外露，夏天禁止穿短裤和短褂从事电焊作业；有条件的可 对外露的皮肤涂抹紫外线防护膏。 十四、防有害气体及烟尘措施 1、合理设计焊接工艺，尽量采用单面焊双面成型工艺，减少在金属容器里焊接的作 业量。 2、如在空间狭小或密闭的容器里焊接作业，必须采取强制通风措施，降低作业空间 有害气体及烟尘的浓度。 3、尽可能采用自动焊、半自动焊代替手工焊，减少焊接人员接触有害气体及烟尘的 机会。 4、采用低尘、低毒焊条，减少作业 空间中有害烟尘含量。 5、焊接时，焊工及周围其他人员应配戴防尘毒口罩，减少烟尘吸入体内。 十五、防高坠措施 焊工必须做到定期体检，凡有高血压、心脏病、癫痫病等病史人员，禁止登高焊接。 焊工登高作业时必须正确系挂安全带，戴好安全帽。焊接前应对登高作业点及周围环境进 行检查，查看立足点是否稳定、牢靠，以及脚手架等安全防护设施是否符合安全要求，必 要时应在作业下方及周围拉设安全网。涉及上下交叉作业应采取隔离防护措施。 十六、防中毒、窒息措施1、凡在储运或生产过有毒有害介质、惰性气体的容器、设备、管道、塔、罐等封闭 或半封闭场所施焊，作业前必须切断与其连通的所有工艺设备，同时要对其进行清洗、吹 扫、置换，并按规定办理进设备作业许可证，经取样分析，合格后方可进入作业。 2、正常情况下应做到每 4 小进分析一次，如条件发生变化应随时取样分析；同时， 现场还应配备适量的空（氧）气呼吸器，以备紧急情况下使用。 3、作业过程应用专人安全监护，焊工应定时轮换作业。对密闭性较强而易缺氧的作 业设备，采用强制通风的办法予以补氧（禁止直接通氧气），防止缺氧窒息钨极氩弧焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊时常被称为 TIG 焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接 方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入， 此保护是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很 微量的空气混入也会污染焊道。目录原理 特点 分类 适用性 母材金属厚度 工作物形状 TIG 的基础 焊接电流原理钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，起方法构成如图所示。 焊接时氩气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，以防止其对钨 极、熔池及邻近热影响区的，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以 加或者不加填充焊丝。图 钨极惰性气体保护焊有害影响 1-喷嘴 2-钨极 3-电弧 4 焊缝 5-工件 6-熔池 7-填充焊丝 8-惰性气体特点这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有以下优缺点： 1） 氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反 应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提 供良好条件。 2）钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（&10A）仍可稳定燃烧，特别适用于 薄板材料焊接。 3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方 位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。 4）由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观。 5)交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用，因此，可成功地焊 接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及合金。 6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进 入熔池而引起夹钨。因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。 7）采用氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机有较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧 焊、埋弧焊、CO2&气体保护焊）比较，生产成本较高。 8）氩弧周围受气流影响较大，不易室外工作。分类钨极氩弧焊按操作方法可分为手工钨极氩弧焊和机械化焊接两种。对于直线焊缝和规 则的曲线焊缝，可采用机械化焊接。而对于不规则的或较短的焊缝，则采用手工钨极氩弧 焊。目前使用较多的是直流手工钨极氩弧焊，直流钨极氩弧焊通常分为两种：直流反极性在钨极氩弧焊中，虽很少用直流反极性，但是，它有一种去除氧化膜作用。所谓去除 氧化膜作用，在交流焊的反极性半波也同样存在，它是成功地焊接铝、镁及其合金的重要 因素。铝、镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表面，如不及时 清除，焊接时会造成未熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊 接质量。实践证明，反极性时，被焊金属表面的氧化膜在电弧的作用下，可以被清除掉而 获得成形美观的焊缝。这种作用要求阴极斑点的能量密度要很高和被质量很大的正离子撞 击，致使氧化膜破碎。直流正极性直流正极性时，焊件接正极，焊件接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，产生大量 的热，因此熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小。当采用直流正极性时，钨极 是阴极，钨极的熔点高，在高温时电子发射能力强，电弧燃烧稳定性好。除焊接铝、镁及 其合金外，一般均采用直流正极性接法进行焊接。[1]适用性钨极氩弧焊，以人工或自动操作都适宜，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为‘跳 焊’）和点焊，因为其电极棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金属而仅熔合母材金属做焊 接，然而对于个别的接头，依其需要也许需使用熔填金属。 钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且特别适于薄板的焊接―经常可薄至 0.005 英寸。 （一） 焊接的金属 钨极氩弧焊的特性使其能使用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧焊焊接的 金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合 金、镍合金、钛合金和锆合金等等。 铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接，这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难，锌在 1663F 汽化，而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良，表面镀铅、 锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。在镀层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果。很可能具有低的机械性质为防止在镀 层的金属焊接中产生交互合金作用，必须将要焊接的区域的表面镀层清除，焊接后在修 补。母材金属厚度钨极氩弧焊能应用于广泛厚度范围的金属焊接，此方式非常适合于焊接 3mm 厚以下 物件，因为其电弧产生强烈的、集中热量，而产生高焊接速度，使用熔填金属能做多道焊 接。 虽然 6.25mm 以上的厚度的母材金属，通常使用其他焊接方式。但是，需高品质的厚 焊件有使用钨极氩弧焊做多层焊接。例如在 8m 直径的火箭发动器，15mm 厚的外壳制造 中，以钨极氩弧焊使用填充金属做纵向和圆周多道焊接，虽然对此厚的金属而言，此焊接 方式较慢，但因为焊道的高品质要求，故而使用 TIG 焊接。 钨极氩弧焊可成功的焊接多种“箔厚度”的合金，薄板焊接需要精密的装置固定，对于 箔厚度的金属。需使用机械或自动焊接，“高温电离子电弧焊接”经常被记为是钨极氩弧焊 的一种变化，对于焊接薄板具有更多的优点。工作物形状防止使用自动方法的复杂形状处需使用手操作焊接。手操作是使用于需要短的焊道的 不规则的形状物件上焊接，或需要在难以达到的（不易接近的）区域的焊接，手操作也适 合全姿势焊接。 自动设备能使用曲线的和直线的表面焊接。例如波状钛极两端对组成件的特殊正弦波 焊接，对于此正弦波式的焊接，设计一机械式的导向单元跟随金属模板以引导焊枪。例如 此焊接的人工操作，其控制极端的困难。TIG 的基础因为在钨极氩弧焊中，其热量是在极棒和工作物之间产生，而将工作物边缘熔化且当 焊道熔池凝固时必须清洁，接合在一起。 为了能以钨极氩弧焊得到良好的品质的焊道，基本上必须将要焊接的所有 表面和临近 的区域清洁干净，如果使用熔填金属也必须清洁。 另一基本要求是要焊接的组成件的组合，必须牢固的保持在正确 的相关的 位置上， 当组合方式是高要求，且工作物薄，形状复杂。不使用熔填金属焊接或使用自动焊接时， 需使用的装置具。起弧通常使用“起弧”的方法是引起电子发射和气体离子化开始的方式；可经由能化的电极 棒接触工作物且快速抽回到其所需的电弧长度，或使用导弧，或使用在电极棒和工作物之间产生高频火花的辅助装置引弧，而得到此放射和离子的能量；电极棒从工作物上做机械 式的抽回方式只能用于直流电焊机的机械化的焊接，然而，导弧起动方式，可用于手操作 和机械化焊接，但是也只限于直流电焊机，高频火花起弧方式可应用于交流或直流电焊机 的手操作焊接，许多电焊机都有产生高频火花的装置作起弧和稳定电弧。电极棒位置在手操作钨极氩弧焊中的电极棒和熔填金属位置表示于图 1 中，一旦引弧既保持焊枪 使电极棒位于离工作物表面约 75&角度处，且指向焊接的方向，开始焊接时，电弧 通常以打圆圈的方式移动直到足够的目材金属熔化以生产适宜大小的熔池（见图 1a）。当 达到适当的熔合时，将焊枪沿着焊接物接头的相邻边缘逐渐的移动。如此渐渐的熔接工作 物，当熔填金属是以手操作添加时经常是保持在距工作物表面约 15&的角度，且缓 慢的进入熔池中（见图 1c），必须小心的送入熔填金属以避免扰乱气体保护或接触电极 棒，且因熔填条端部氧化或电极棒的污染。熔填金属条可持续的加入或反复的“侵入”与“抽 出”。 熔填金属能以保持熔填条与焊道成线状排列的方式持续加入（时常使用以 V 形接头的 多焊道接中）或者以熔填条和焊枪左右摆动的方式将熔填条送入熔池（时常使用以表面加 层的一种方式）。 停止焊接时，将熔填金属从熔池中抽回，但暂时的保持在气体保护下。以防止熔填金 属氧化，然后在熄弧之前移动焊枪至熔池的前方边缘，将焊枪提升到刚好足以熄弧但又不 足以引起熔坑和电极棒污染的高度而断弧，最佳的操作是以脚踏控制方式逐渐的减少电流 而不需提升焊枪。电弧长度在许多的全自动钨极氩弧焊接应用中,使用的电弧长度约等于 3/2 倍的电极棒直径,但可 依特定的应用而变化，也可依焊工所喜用的选择而定，然而，电弧长度越长，扩散到周围 大气中的热量越高，而且，长的电弧通常会妨碍（至某一程度）焊接的稳定进行，有一例 外是在管路中之“插承接头”，以官轴在垂直位置的焊接中，长的电弧可比短的电弧产生较 平滑外形的填角焊接。操作方式在手工的和全自动的钨极氩弧焊之间有一个区别，即是：手工焊接是以“焊工”做之， 全自动焊接是以“操作者”做之；例如脚踏控制焊接电流和转换开关的手工焊接的改良方式 都是趋向自动焊接的初步发展；使用持握和带动焊枪以定速或按照计划的速度移动，且能 自动调整电弧电压（电弧长度），自动开关和停止之设备，既构成全自动焊接。焊工技术操作人员的选择和训练主要是取决于使用的设备之“自动程度”，因为钨极氩弧焊是最 经常使用于接合金属片的配件，且因为在其应用中，焊工能很容易的处理相当轻小的组成 件，故而焊工经常需花费其部分的时间作清洁，组合装置固定和虚焊等操作处理，而且除 了需要高度的手工技巧，耐心的训练以得到良好品质的焊道以外，有时焊工具有机械的技 术，将要焊的组合件作适当的组合和装置固定。 特定焊接技术的需要会随着由一种焊接方式改为另一种焊接方式而变化，例如一位精 以手工操作气保焊接的焊工，需外加训练才能有资格做钨极氩弧焊，另外，在某些应用中 需特别的技术，例如消耗性背垫环的安置和焊接和修补焊接等。检验钨极氩弧焊的检验包括所有的非破坏性方式，从金属片形焊物的表面检验至较厚焊接 物的放射线(X 光)和超声波方式检验,以检查表面以下（内部）较可能发生的缺陷。焊接电流在任何焊接操作的控制中“电流”是最重要的操作条件，因为其与渗透的深度，焊接速 度，焊着速度和焊道的品质皆有关；基本上，有三种焊接电流可供选择：（a）直流正极 性，（b）直流反极性（c）交流（d）。在此三种电流上附加高频电流，可得到某些所需 的效应表 1 中列出各种不同的金属焊接的电流型试选择说明。直流正极性为钨极氩弧焊使用最广泛的电流型式，几乎所有的一般可焊接之金属和合金中都能产 生良好的焊道；在以 dcsp（直流正极性）的焊接中，电极是负极，工作物金属是正极，因 此电子流是由电极流向工作物金属。因为在所有直流电弧中 70%的热量是在电弧的正极或 阳极端部产生，对于给予尺寸的 电极棒，可承受正极性电流较多，而可承受的反极性电流 较少，相同的，如果对于特定尺寸的电极棒，需要有最热的电弧时，dcsp 是必须使用的电 流型式。 正极性直流电流可产生深的窄的焊道，且“渗透”优于其他两种电流所提供的，然而窄 的焊道和较深的渗透使在此 dcsp 焊接薄金属物时引起困难；与 dcrp 或 ac 不同的是： dcsp 不能除移铝、镁或铍铜上的表面氧化物，但是铝若以 dcsp 焊接，需使用特殊化的焊 接方式加上焊接前之机械的或化学的清洁 使用 dcsp 焊接比高频稳定化交流电弧焊接时需要教多的技术，主要是因为 dcsp 在引 弧时没有高频导引放电，因此可在标准的机器上加上特别的装置而将高频电流附加于 dcsp 上。直流反极性在于 dcrp（直流反极性）的焊接中，电极是连接电焊机正极端，且工作物金属接负极 端。因此电子流从工作物流向电极棒；而在电极中产生高热量，在工作物中产生低热量； 在相同的安培和电弧长度下，dcrp 电弧的电压稍高 dcsp 电弧，因此 dcrp 电弧具有较多的 总能量。 反极性直流电是三种电流型式中最少使用的，因为其产生平坦的，宽的且渗透浅的焊 道，以 dcrp 焊接，需要高的技术，因为以相同低的焊接电流值需使用大尺寸的电极棒。故 而通常不使用，反极性直流电流具有“最冷的”有效电弧，但是能提供从工作物表面移氧化 物之优越特性。 以 dcrp 焊接铝是特别的困难，因为熔池很容易被吸引至电极棒的尖端，而电极棒与铝 接触时受污染变体，然而 dcrp 可有效的使用于接合薄的铝片（0.6mm），另一方面镁受到 dcrp 固有的电弧作用所排弃且因而没有污染问题，dcrp 可使用于焊接厚至 3mm 的镁金 属。移除氧化物有数种理论解释为何反极性直流电流能从某些母材金属表面移除氧化物的清洁作用但 是，一般被接受的解释如下： 当电极性为正极时，氩气或氦气的离子是向母材金属表面进行，在环绕惰性气体雾圈 上，带电的气体阳离子产生通过电弧的作用，气体离子具有相当的质量，且因而在向金属 表急行的同时，获得大量的动能，当这些离子与金属表面碰撞时，如有喷纱的方式，撕掉 氧化物的粒子而清洁之，此粒子在金属母材上产生热量比在电弧阳极端产生的热量较少， 结果渗透的量较轻微，如果电极棒为负极且工作物为正极，则离子向电极棒行进而在工作 物金属上无清洁作用且电子“轰炸”欲焊接金属，因此使工作物金属产生相当的热量和渗 透。 例如不锈钢，碳钢和铜的金属，不会形成对钨极氩弧焊明显影响氧化层，极性判断在自动钨极氩弧焊中，会有以错误极性开始焊接操作的危险，这些因为重复操作使 然，但是在手操作焊接中，只会偶然的被改变焊接机端头的连接而颠倒极性，最好在开始 焊接之前，先试验极性，可避免电极性可能损坏（如果的反极性电流施加在小的电极棒上 时，会发生损坏）。 使用手工焊条电弧焊接的手把线接于线路上，试验极性，以反极性，全位置手工焊条 电弧焊焊条起弧（E6010 级），如果极性是正的、则电弧具强烈且有力的嘶嘶声；真正反 极性 E6010 的电弧不会具有力的劈啪声。交流电流可说为一系列的 dcsp 和 dcrp 之交互脉动，且每秒钟转换电流方向 120 次，交流电 中，每一周期之间，电压由最大的正值变化至最大的负值，且每发生一次变化，电弧即熄 减一次；在惰性 中焊接时，传统的电弧焊接变压器无法产生高至足以在电弧熄灭减后确实 的在建立电弧的电压，相同的，除非使用具有足够的固有电压之变压器，否则必须附加高 频电流于电弧上，以便在每半周期上能再建立焊接电弧。 交流电能提供良好的渗透，且使表面氧化物减少（或还原）；ac 的钨极氩弧焊产生的 焊道比 dcsp 焊道较宽且较浅，但是比 dcrp 焊道较窄且较深，且其焊道加强部比 dcsp 或 dcrp 的焊道加强部较大，因此交流电较适合铝，镁和铍铜焊接。整流预防由于电压的正和负半周期跨过交流电弧期间产生不等的电流阻力，而引起不平衡的电 流正弦波，产生整流作用上升现象，因其在 ac 弧中会产生直流电压部分，高至足以引起电 弧飘动和不稳定。钨极氩弧焊使用较老式的变压器，较可能发生整流作用，因为没有新式 的平衡波形组件. 因为电极棒和焊接金属放射不等量的电子而发生整流作用。其受到电极棒端和工作物 端电弧的电流密度的影响（电流密度控制两者的温度），也受到电弧长度和使用的保护气 体至某一程度的影响，整流作用会产生高至 12V 的直流电压部分在铝的焊接中，当直流部 分高时，熔融铝的光亮熔池会变暗且产生氧化膜，其程度与直流部分之大小成正比。 可使用平衡波形变压器消除整流作用和其有害的效应，此组件加入一电容器串联于焊 接电路中此电容器的电容量容许交流的焊接电流有效的流过，但阻止部分流通，这些组件 通常被设计为具有 100-150 伏特范围的开路电压，需高频电流起弧，且很广泛的被使用于 焊接铝合金和镁合金。脉动电流焊接脉动电流的钨极氩弧焊，是以高的电流上升与衰退速率和高的重复脉动速率操作，很 广泛的使用精密配件的接合，具较缓慢的电流脉动速率之脉动电流是使用于机械化的管件 焊接和其他的机械化焊接应用。 目前以发展出能容许自动精确控制脉动 TIG 的弧电压的电路，这些电路使用的弧电压 是由高的脉动电流和在周期的残部期间锁住控制而产生，在修改形的脉动电流电焊机中， 下列的函数也许是个别独立开始部分 脉动电流的钨极氩弧焊的优点如下： 1 焊道的“深度对宽度”之比例增加：使用短持续时间的高电流焊接脉和小的、纯的钍钨 电极棒，在不锈钢焊接中，发生的电弧力会产生 2：1 的深度对宽度比例之焊道。2 消除“坠陷”高电流，短持续时间脉即可“熔透”根部焊道或薄的工作物金属且熔池变大 至足以下坠之前凝固。 3 热影响区减至最小：经由高脉的高度和持续时间，与低脉的高度和持续时间的适当 比例，可将热影响区减至最小，有时设定低脉高度为零，同时保持高电流脉之间有限制的 间隔。 4 在熔池中搅拌：电流的高脉产生的电弧和电磁力比定电流焊接产生的大很多，这些 高的力量产生熔池的搅动而减少，接头底部可能发生 的针孔和不完全熔合，脉动在使用于 低电流焊接时产生坚实僵硬的电弧，消除低电流的定电流电弧会发生的电弧散漫不稳定现 象。电焊机钨极氩弧焊的电焊机有：（a）变压器---整流器式，直流输出。（b）变压器式，交流 输出（c）动力驱动发电机----电力马达驱动.（只供 ac 输出），或引擎驱动（可供 ac 或 dc 输出）。 变压器和整流器式电焊机具有数个优于动力驱动发电机式的优点：低的最初成本，暖 机期间没有电流降，操作安静，保养和操作成本低，没有转动部分，停顿时功率输入低， 引擎驱动发电机的优点是可使用于电力供应的区域。高频稳定将大花间隙式或管式震荡器接于焊接变压器线路中，做起弧用，且在某些例子中，也 可持续的使用，在大多数早期以高频稳定的交流电做 TIG 焊接中，发生的“无线干扰”产生 相当多的麻烦，然而，现今，震动式电驿，“电子管”制动电器和独特相位的高频变压器供 给火花供应较弱的放电，使“无线干扰”现象减少。 为改装一些较老式的变压器，装设 HF 稳定的电路，作接触起弧，也许会加入一磁动 接触器于交流电焊机中，以脚踏开关作动；使用此种装设。焊工能将电极棒依靠工作物指 向需要开始的位置下面罩，然后，接下脚踏开关，当电极棒由工作物上提升时即起弧，此 程序较简单，且当焊工欲停止焊接电流时，仅需释放脚踏开关即可。 HF 诱导放电需要的强度取决于接头设计，电极棒伸出长度和焊工能以最小的 HF 诱导 电流起弧之能力，如果在深的构槽接头中作焊接，则 HF 电流强度必须较低，否则电弧会 桥接构槽的宽度而不会进入接头的根部。 过度的高频稳定会有下列的不良效应： 1． 操作人员受电震的可能性较大。 2． 焊接电弧不稳定。3． 如果使用金属喷嘴，会“遇电”至喷嘴。 4． 降低焊接缆线的寿命，因为高频会渗透绝缘。 5． 增加无线接收干扰。 如果在焊接电流上附加高频电路时，最重要的是在要装入或调整电极棒之前，或是在 将手放在或接近焊接头的金属部分之前，必须将电源关掉，否则会发生猛烈的电震，特别 是在操作者接触到近于工作物的温气时。 在以高频稳定交流电焊接时，熄弧后电极棒仍然热时，其尖端显现紫色的晕，当电极 棒冷却时，紫色晕剧烈褪色，且当电极棒达到某一温度时，既突然的消失，在紫晕乃可见 时，电极棒接近工作物仍有相当大的距离即会引发电弧，故必须特别的小心，以避免不想 要的位置突然的引发电弧和弧燃。热起动装置对于某些焊接，需提供布设聚增的电流（高于正常电流很多），以便能在最短的时间 延迟下，开始焊接（起弧）此在自动或半自动焊接中特别的有帮助，在电路中连接热起动 装置，提供开端 （起弧）的聚增电流，通常此装置能预先调整以供所需的外加电流大小和 所需的时间幅度。缓和电力在以短持续时间的高电流值和经常起动的焊接时，可使用感应马达横跨（并联）于连 接焊接机的端子缓和线路上电力的聚增量，此马达不具外部负荷，马达的额定马力必须超 过电焊机的 KVA 额定，如此当因为在起弧中的短路使电流聚增而线电压降时，在转动电枢 中会有足够的动能转换成大量的电力输入线路中，在线电压中的尖锐陡降会引起马达转 慢，且在马达中的转动能量被转换成电能，帮助保持线电压上升，除非是用在起弧时，紧 急的减缓线电压降。否则在做此类装设之前必须小心的作成本分析。熔坑填充在某些应用中，焊道终端需做均称的收尾，且避免在焊道熔坑中的熄弧点上突然的凹 陷，在铝合金和镁合金的焊接中，在正好收尾之前需开始减少焊接电流，然而，类如镍基 和钴基合金对“鼓震”很敏感的金属，除非以逐渐的减少电流的方式熄弧，并且助于熔填金 属的温度焊着（此也可从熔池消减数量）否则必然会发生熔坑龟裂，为避免熄弧后在熔坑 中产生“渴”或凹陷，焊道必须持续越过焊道终端，且必须逐渐减少电流至金属不在熔化的 电流值，否则当电弧停止作动时，在工作物中会形成凹处或弧形疤痕，此类疤痕和也许存 在的显微的龟裂会增加腐蚀的感受性。 有数种方法可使各种电焊机能逐渐减少电流：（a）在马达发电机上用 控制法；（b） （c）在整流器上用可变电抗器控制法；（d）在控制变压器的可动线圈和可饱和的电抗器 上使用马达或空气驱动的圆筒隔离一次和二次线圈。焊枪手操作钨极氩弧焊的焊枪必须坚实重量轻且完全绝缘，必须有手把供持压且供输送保 护气体至电弧区，且具有筒夹，夹头或其他方式能稳固的压紧钨电极棒且导引焊接电流至 电极棒上，焊枪组合一般包括各种不同的缆线，软管和连接焊枪至电源，气体和水的配合 件，图 3 表示典型的水冷式手操作焊枪保护气体通过的整个系统必须气密，软管中式接头 处漏泄会使保护气体大量损失，且熔池无法得到充分的保护，空气吸入气体系统中时常是 主要的问题，需小心的维护以确保气密的气体系统。 钨极氩弧焊的焊枪有不同的尺寸和种类，重量由轻到三英两到几乎一磅重，焊枪尺寸 不同是依能使用的最大焊接电流而定，而且可配用不同尺寸的电极棒和不同种类和尺寸的 喷嘴，电极棒与手把的角度也随着不同的焊枪而变化，最普通的角度是约 120°，但也是使 用 90°的头角度焊枪直线焊枪，甚至可调整角度的焊枪，有些焊枪在其手把中装置辅助开 关和气体阀。 钨极氩弧焊的焊枪其主要的区分为气冷式和水冷式。因为气冷式大多数的冷却是由气 保焊提供。故较正确的说法应为 GAS―COOLED 真正空气冷却仅是辐射散热至周围的空 气中，另一方面水冷式焊枪有些冷却是由保护气体提供，但是，其他则由循环透过焊枪的 水补充冷却（见图 3a） 气冷式焊枪通常是重量轻的，体积小且坚实，且比水冷式焊枪较便宜，但是，一般受 限使用于约 125 安培以下的焊接电流，正常情况下是使用于焊接薄板且使用率低之处，钨 电极棒的操作温度比在水冷式焊枪中操作的较高，且因为如此，在使用纯钨电极棒时或在 接近额定电流容量下焊接时，会引起钨粒子脱落掉入熔池中。 水冷式焊枪是被设计用于持续的高电流焊接，能以高至 200 安培的焊接电流做持续的 操作有些被设计可用于 500 安培的最大焊接电流，比气冷式焊枪较重且较贵。 焊枪连接水管和有关的接头，通常，由电焊机携带电流至电极棒的电缆线是包在水冷 却水的出口管路内（见图 3），此可提供缆线的冷却，且容许使用小直径，重量轻可绕的 导线，有时也包括配合件和流动开关和熔丝，焊枪中漏水或气体系统含有湿气，会污染焊 道且会促使操作不顺。操作规程1, 在详细阅读设备说明书及经过相应的培训后方可使用该设备,在使用该设备之前必须 获得设备管理人员同意. 2, 在使用前先观察冷却水系统内有无冷却水,必须保证有足够的冷却水,观察电路,气路, 水路是否按照要求接好. 3, 氩弧焊有较高的紫外线强度及采用较高空载电压的电源,在使用焊机时必须穿戴好工 作服,帽及手套,应做好个人防护,避免弧光,烧伤或烤伤.4, 合上总电源开关,首先启动冷却水,然后打开氩气钢瓶阀门,调节阀门,保持氩气有一定 流量,再开启焊机电源. 5, 根据不同焊接样品采用相应的焊接规范进行焊接,在焊接时保证室内空气流通. 6, 焊接完以后先关闭焊机电源,然后关闭气瓶阀门,再关闭冷却水,最后关闭总电源.有害因素氩弧焊的有害因素 氩弧焊影响人体的有害因素有三方面： (1)放射性 钍钨极中的钍是放射性元素，但钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小，在允 许范围之内，危害不大。如果放射性气体或微粒进入人体做为内放射源，则会严重影响身 体健康。 (2)高频电磁场 采用高频引弧时，产生的高频电磁场强度在 60～110V/m 之间，超过参 考卫生标准(20V/m)数倍。但由于时间很短，对人体影响不大。如果频繁起弧，或者把高 频振荡器做为稳弧装置在焊接过程中持续使用，则高频电磁场可成为有害因素之一。 (3)有害气体――臭氧和氮氧化物 氩弧焊时，弧柱温度高。紫外线辐射强度远大于一般 电弧焊，因此在焊接过程中会产生大量的臭氧和氧氮化物；尤其臭氧其浓度远远超出参考 卫生标准。如不采取有效通风措施，这些气体对人体健康影响很大，是氩弧焊最主要的有 害因素。 安全防护措施 (1)通风措施 氩弧焊工作现场要有良好的通风装置，以排出有害气体及烟尘。除厂房通 风外，可在焊接工作量大，焊机集中的地方，安装几台轴流风机向外排风。 此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、 排烟焊枪、轻便小风机等。 (2)防护射线措施 尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨极和铈钨极加工时，应采用 密封式或抽风式砂轮磨削，操作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手 脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。 (3)防护高频的措施 为了防备和削弱高频电磁场的影响，采取的措施有： 1)工件良好接地，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽； 2)适当降低频率； 3)尽量不要使用高频振荡器做为稳弧装置，减小高频电作用时间。4)其它个人防护措施 氩弧焊时，由于臭氧和紫外线作用强烈，宜穿戴非棉布工作服(如 耐酸呢、柞丝绸等)。在容器内焊接又不能采用局部通风的情况下，可以采用送风式头盔、 送风口罩或防毒口罩等个人防护措施。目录概述 气割简介 气割原理 气割要求 半自动气割操作 气割特点概述汉语拼音：qìgē；英语：[gas cutting]气割枪气割就是用氧-乙炔（或其它可燃气体，如丙烷、天然气等）火焰产生的热能对金属(如钢 板、碳钢，合金钢是切割不了的、型钢或铜锭)的切割。气割所用的可燃气体主要是乙炔、 液化石油气和氢气。可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的，割炬的 结构如图所示，它比焊炬多一根氧气导管。气割简介利用可燃气体同氧混合燃烧所产生的火焰分离气割割炬材料的热切割，又称氧气切割或火焰切割。气割时，火焰在起割点将材料预热到燃点，然 后喷射氧气流，使金属材料剧烈氧化燃烧，生成的氧化物熔渣被气流吹除，形成切口。气 割用的氧纯度应大于 99%；可燃气体一般用乙炔气，也可用石油气、天然气或煤气。用乙 炔气的切割效率最高，质量较好，但成本较高。气割设备主要是割炬和气源。割炬是产生 气体火焰、传递和调节切割热能的工具，其结构影响气割速度和质量。采用快速割嘴可提 高切割速度，使切口平直，表面光洁。手工操作的气割割炬，用氧和可燃气体的气瓶或发 生器作为气源。半自动和自动气割机还有割炬驱动机构或坐标驱动机构、仿形切割机构、 光电跟踪或数字控制系统。大批量下料用的自动气割机可装有多个割炬和计算机控制系 统。被气割的金属材料应具备下列条件：①在纯氧中能剧烈燃烧，其燃点和熔渣的熔点必 须低于材料本身的熔点。熔渣具有良好的流动性，易被气流吹除。②导热性小。在切割过 程中氧化反应能产生足够的热量，使切割部位的预热速度超过材料的导热速度，以保持切 口前方的温度始终高于燃点,切割才不致中断。因此,气割一般只用于低碳钢、低合金钢和 钛及钛合金。气割是各个工业部门常用的金属热切割方法，特别是手工气割使用灵活方 便，是工厂零星下料、废品废料解体、安装和拆除工作中不可缺少的工艺方法。气割原理是利用可燃气体与氧气气割混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧 化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。金属的 气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。气割要求气割时应用的设备器具除割炬外均与气焊相同。气割过程是预热一燃烧一吹渣过程， 但并不是所有金属都能满足这个过程的要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割。 1.金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点； 2.气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点； 3.金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应； 4.金属的导热性不应太高； 5.金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及铁等。其它常用的金属 材料如：铸铁、不锈钢、铝和铜等，则必须采用特殊的气割方法（例如等离子切割等）。 目前气割工艺在工业生产中得到了广泛的应用。半自动气割操作半自动切割机一、本机使用方便，操作简单， 所需的辅助时间段，可收到更好的经济效果！ 二、该机适用于造船、桥梁及重工业机械、也适用于大 中 小型切割钢板之用！ 1 放好导轨，把切割机放在导轨上，导轨俩头要对齐，当切割圆时，调节割嘴高低、 相对于小车的距离和角度，以保证在板材的区域内进行连续切割， 2 连接输气管，区分氧气管和燃气管。 3 打开氧气控制阀和燃气控制阀，确认气瓶气压和输出气压，以保证供气充足和节 约。 4 点火；打开燃气和预热氧，使用打火机从侧面点火。 5 开始切割；，用预热火焰加热开始点（此时高压氧气阀是关闭的），预热时间应视 金属温度情况而定，一般加热到工件表面接近熔化（表面呈橘红色）。这时轻轻打开高压 氧气阀门，开始气割。如果预热的地方切割不掉，说明预热温度太低，应关闭高压氧继续 预热，预热火焰的焰芯前端应离工件表面 2 ~ 4mm，同时要注意割炬与工件间应有一定的 角度，当气割 5～30mm 厚的工件时，割炬应垂直于工件；当厚度小于 5mm 时，割炬可向 后倾斜 5～10°；若厚度超过 30mm，在气割开始时割炬可向前倾斜 5～10°，待割透时， 割炬可垂直于工件，直到气割完毕。如果预热的地方被切割掉，则继续加大高压氧气量， 使切口深度加大，直至全部切透。 6.气割不同厚度的钢时，割嘴的选择和氧气工作压力调整，对气割质量和工作效率都 有密切的关系。例如使用太小的割嘴来割厚钢，由于得不到充足的氧气燃烧和喷射能力， 切割工作就无法顺利进行，即使勉强一次又一次地割下来，质量既坏，工作效率也低。反 之，如果使用太大的割嘴来割薄钢，不但要浪费大量的氧气和乙炔，而且气割的质量也不 好。因此要选择好割嘴的大小。切割氧的压力与金属厚度的关系：压力不足，不但切割速 度缓慢，而且熔渣不易吹掉，切口不平，甚至有时会切不透；压力过大时，除了氧气消耗 量增加外，金属也容易冷却，从而使切割速度降低，切口加宽，表面也粗糙气割特点优点1. 切割钢铁的速度比刀片移动式机械切割工艺快;2. 对于机械切割法难于产生的切割形状和达到的切割厚度,气割可以很经济地实现; 3. 设备费用比机械切割工具低; 4. 设备是便携式的,可在现场使用; 5. 切割过程中,可以在一个很小的半径范围内快速改变切割方向; 6. 通过移动切割器而不是移动金属块来现场快速切割大金属板; 7. 过程可以手动或自动操作.缺点1. 尺寸公差要明显低于机械工具切割; 2. 尽管也能切割象钛这些易氧化金属,但该工艺在工业上基本限于切割钢铁和铸铁; 3. 预热火焰及发出的红热熔渣对操作人员可能造成着火和烧伤的危险; 4. 燃料燃烧和金属氧化需要适当的烟气控制和排风设施; 5. 切割高合金钢铁和铸铁需要对工艺流程进行改进; 6. 切割高硬度钢铁可能需要割前预热,割后继续加热,来控制割口边缘附近钢铁的金相 结构和机械性能. 7. 气割不推荐用于大范围的远距离切割氩弧焊科技名词定义 中文名称： 氩弧焊 英文名称：argon shielded arc welding 定义 1： 钨极氩气保护焊和熔化极氩气保护焊的统称。前者是用钍钨或铈钨棒作电极，氩气 做保护气体的电弧焊；后者是用焊丝做熔化电极，氩气做保护气体的电弧焊。 应用学科：电力（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科） 定义 2： 使用氩气作为保护气体的气体保护焊。氩弧焊氩弧焊又称氩气体保护焊。 就是在电弧焊的周围通上氩弧保护性气体,将空气隔离在焊区 之外，防止焊区的氧化。目录氩弧焊简介 氩弧焊分类 氩弧焊特点 钨极氩弧焊安全规程 氩弧焊打底 工作原理 氩弧焊机操作规程 氩弧焊优点氩弧焊简介氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电 流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接 技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止 了焊材的氧化，因此可以焊接铜、铝、合金钢等有色金属。氩弧焊分类氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。1．非熔化极氩弧焊工作原理及特点：非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧， 在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气)，形成一个保护气 罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害 气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。2．熔化极氩弧焊工作原理及特点 ：焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使 焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊 的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保 护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的 广泛应用，如以氩气或氦气为保护气时 称为熔化极惰性气体保护电弧焊（在国际上简称为 MIG 焊）；以惰性气体与氧化性气体(O2,CO2)混合气为保护气体 时，或以 CO2 气体或 CO2+O2 混合气为保护气时，或以 CO2 气体或 CO2+O2 混合气为保护气时，统称为熔化 极活性气 体保护电弧焊（在国际上简称为 MAG 焊）。从其操作方式看，目前应用最广的 是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。氩弧焊特点1.熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比的特点(1)效率高 因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。氩弧焊(2)需加强防护 因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。2.保护气体(1)最常用的惰性气体是氩气。它是一种无色无味的气体，在空气的含量为 0.935%(按 体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间。氩气是氧气厂分馏液态空气制 取氧气时的副产品。我国均采用瓶装氩气用于焊接，在室温时，其充装压力为 15MPa。钢瓶涂灰色漆，并 标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为：Ar≥99.99%；He≤0.01%；O2≤0.0015%； H2≤0.0005%；总碳量≤0.001%；水分≤30mg/m3。 氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大 25%，在平焊时有利于对焊接电弧进 行保护，降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下 也不和金属发生化学反应，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气 也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高 温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小， 向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的 进行。 氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一 旦引燃后就非常稳定。3.氩弧焊的缺点（1）氩弧焊因为热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、 局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。尤 其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出。在精密铸件缺陷的修补领域可以使用冷 焊机来替代氩弧焊，由于冷焊机放热量小，较好的克服了氩弧焊的缺点，弥补了精密铸件 的修复难题。 （2） 氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些，氩弧焊的电流密度 大，发出的光比较强烈，它的电弧产生的紫外线辐射，约为普通焊条电弧焊的 5～30 倍， 红外线约为焊条电弧焊的 1～1.5 倍，在焊接时产生的臭氧含量较高，因此，尽量选择空气 流通较好的地方施工,不然对身体有很大的伤害。 氩弧焊的应用： 氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢（目前主要用 Al、Mg、Ti 及其合金和 不锈钢的焊接）；适用于单面焊双面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄 板焊接。氩弧焊右图即为 氩弧焊结构示意图 1―填充细棒 2―喷嘴 3―导电嘴 4―焊枪 5―钨极 6―焊枪手柄 7―氩气流 8―焊接电弧 9―金属熔池 10―焊丝盘 11―送丝机构 12―焊丝钨极氩弧焊安全规程1）焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品 距离焊接场所不得小于 5m。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖， 防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接所不得小于 10m。氩弧焊工作场地要有良好的 自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。 2）手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对 焊机进行全面检查。确定没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接 线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严 禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。 3）应经常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防 止烧坏焊枪和影响焊接质量。 4）焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专 业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。 5）钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此 焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。焊枪和焊接电 缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）。如有 条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。 6）氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮 氧化合物刺激呼吸道。因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手 套、脚盖等。为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶 鞋。氩弧焊打底采用氩弧焊打底工艺，可以得到优质的焊接接头。氩弧焊打底焊接工艺在锅炉的水冷 壁、过热器、省煤器等焊接中，接头质量优良，经射线探伤，焊缝级别均在Ⅱ级以上。1．氩弧焊打底优点(1)质量好 只要选择合适的焊丝、焊接工艺参数和良好的气体保护就能使根部得到良好 的熔透性，而且透度均匀，表面光滑、整齐。不存在一般焊条电弧焊时容易产生的焊瘤、 未焊透和凹陷等缺陷。(2)效率高 在管道的第一层焊接中，手工氩弧焊为连弧焊。而焊条电弧焊为断弧焊，因 此手工氩弧焊可提高效率 2~4 倍。因不需清理熔渣和修理焊道，则速度提高更快。在第二 层电弧焊盖面时，平滑整齐的氩弧焊打底层非常利于电弧焊盖面，能保证层间良好地熔 合，尤其在小直径管的焊接中，效率更显著。 (3)易掌握 手工电弧焊根部焊缝的焊接，必须由经验丰富且较高技术水平的焊工来担 任。采用手工氩弧焊打底，一般从事焊接工作的工人经较短时间的练习，基本上均能掌 握。 (4)变形小 氩弧焊打底时热影响区要小得多，故焊接接头变形量小，残余应力也小。2．工艺简介(1)焊接实例 省煤器、蒸发段管束、水冷壁及低温过热器用材为 20 号钢，高温过热器 管为 12Cr1MoV。 (2)焊前准备 焊接前，管口应做 30°的坡口，管端内外 15mm 范围内应打磨出金属本 色。管道对口间隙为 1~3mm。实际对口间隙过大时，需先在管道坡口一侧堆焊过渡层。 搭建临时避风设施，严格控制焊接作业处的风速，因风速超过一定范围，极易产生气孔。 (3)操作 使用 WST315 手工钨极氩弧焊机，焊机本身装有高频引弧装置，可采用高频 引弧。熄弧与焊条电弧焊不同，如熄弧过快，则易产生弧坑裂纹，所以操作时要将熔池引 向边缘或母材较厚处，然后逐渐缩小熔池慢慢熄弧，最后关闭保护气体。 对于壁厚 3~4mm 的 20 号钢管材，填充材料可用 TIGJ50（对 12Cr1 MoV，可用 08CrMoV ），钨极棒直径 2mm，焊接电流 75~100A，电弧电压 12~14V，保护气体流量 8~10L/min，电源种类为直流正接。氩弧常用焊丝▲GMT-SKD11 & 0.5 ~ 3.2mm HRC 56~58 焊补冷作钢、五金冲压模、切模、刀具、 成型模、工件硬面制作具高硬度、耐磨性及高韧性之氩焊条，焊补前先加温预热，否则易 产生龟裂现象。 ▲GMT-SKD61 & 0.5 ~ 3.2mm HRC 40~43 焊补锌、铝压铸模、具良好之耐热性与耐 龟裂性、热气冲模、铝铜热锻模、铝铜压铸模、具良好耐热、耐磨、耐龟裂性。一般热压 铸模常有龟甲裂纹状，大部 份是由热应力所引起,亦有因表面氧化或压铸原料之腐蚀所引 起，热处理调至适当硬度改善其寿命，硬度太低或太高均不适用。 ▲GMT-8407-H13 & 0.5 ~ 3.2mm HRC 43~46 制锌、铝、锡等有色合金及铜合金之压 铸模，可用作热锻或冲压模。具高韧性、耐磨性及防热熔蚀性佳，抗高温软化，防高温疲 劳性良好，可焊补热作冲头、 绞刀、轧刀、切槽刀、剪刀...等做热处理时，需防止脱碳， 热工具钢焊后所产生之硬度太高亦发生破裂。▲GMT-888T & 0.5 ~ 2.4mm HB~300 高硬度钢之接合，硬面制作之打底，龟裂之焊 合。高强度焊支，含镍铬合金成份高，用于防破裂底层焊接、填充打底，拉力强，并可修 补钢材之龟裂焊合重建。 ▲GMT-718 & 0.5 ~ 3.2mm HRC 28~30 大型家电、玩具、通信、电子、运动器材等 塑料产品模具钢。塑料射出模、耐热模、抗腐蚀模，切削性、蚀花性良好，研磨后表面光 泽性优良，使用寿命长。 预热温度 250~300℃后热温度 400~500℃，作多层焊补时，采 用后退法焊补，较不易产生融合不良及针孔等缺陷。 ▲GMT-738 & 0.5 ~ 3.2mm HRC 32~35 半透明及需有表面光泽之塑料产品模具钢， 大型模具，产品形状复杂及精度高之塑料模用钢。塑料射出模、耐热模、抗腐蚀模、蚀花 性良好，具备优良加工性 能，易切削抛光和电蚀，韧性及耐磨性佳。预热温度 250~300℃ 后热温度 400~500℃，作多层焊补时，采用后退法焊补，较不易产生融合不良及针孔等缺 陷。 ▲GMT-P20Ni & 0.5 ~ 3.2mm HRC 30~34 塑料射出模、耐热模（铸铜模）。以焊接 裂开敏感性低的合金成份设计，含镍约 1%，适合 PA、POM、 PS、PE、PP、ABS 塑料, 具良好之抛光性，焊后无气孔、 裂纹，打磨后有良好之光洁度，经真空脱气，锻造后，预 硬至 HRC 33 度，断面硬度分布均一，模具寿命达 300,000 以上。预热温度 250~300℃后 热温度 400~500℃，作多层焊补时，采用后退法焊补，较不易产 生融合不良及针孔等缺 陷。 ▲GMT-NAK-80 & 0.5 ~ 3.2mm HRC 38~42 塑料射出模、镜面钢。高硬度，镜面效 果特佳，放电加工性良好，焊接性能极好，研磨后，光滑如镜，为世界最进步，最优秀塑 模钢，加入易削元素，切削加 工容易，具高强韧性及耐磨不变形特性，适合各种透明塑料 产品之模具钢。预热温度 300~400℃后热温度 450~550℃，作多层焊补时，采用后退法焊 补，较不易产生融合不良及针孔等缺陷。 ▲GMT-S-136 & 0.5 ~ 1.6mm HB~400 塑料射出模，抗腐蚀、渗透性良好。高纯度、 高镜面度，抛光性良好，抗锈防酸能力极佳，热处理变型少，适合 PVC、PP、EP、PC、 PMMA 塑料，耐腐蚀及容易加 工之模件及夹具，超镜面耐蚀精密模具，如橡胶模具、照相 机部件、透镜、表壳等。 ▲GMT-200T(皇牌 S-2)& 0.5 ~ 2.4mm HB~200 铁模、鞋模、软钢焊接、易雕刻蚀花, S45C 、S55C 钢材等修补。质地细密、软、易加工、不会有气孔产生，预热温度 200~250℃ 后热温度 350~450℃。 ▲GMT-BeCu (铍铜) & 0.5 ~ 2.4mm HB~300 高导热的铜合金模具材料，主加元素为 铍，其适用于塑料注塑成型模具的内镶件、模芯、压铸冲头、热流道冷却系统、导热嘴、 吹塑模具的整体型腔、磨耗板等。 钨铜材料则应用在电阻焊、电火花、电子封装以及精密 机械设备等。▲GMT-CUS(氩焊铜) & 0.5 ~ 2.4mm HB~200 此焊支用途广泛，可焊补电解片、铜合 金、钢、青铜、生铁、一般铜件之焊补。机械性能良好，可用于铜合金之焊接修补，也可 用于