介绍
TIG 是在惰性气体或惰性气体混合物的气体保护下使用非消耗性钨电极或钨合金进行电弧焊接的过程。可以使用也可以不使用添加材料(也称为量油尺,见下文)。
流程如何运作
TIG(或GTAW)工艺焊接是通过在非消耗性钨电极和工件之间建立的电弧加热和熔化金属来连接金属。焊接过程中的保护是通过惰性气体或惰性气体混合物实现的,它还具有在过程中电离时传输电流的功能。
可以使用或不使用填充金属进行焊接。当用填充金属制造时,它不会通过电弧转移,而是被电弧熔化。传导电流的电极是纯钨棒或这种材料的合金(填充金属“棒”不是电极,它不传输电流)。
电弧区域受到保护气体的保护,免受大气污染,保护气体从喷枪喷嘴流出。
气体去除空气,消除了大气中存在的氮和氧对熔融金属和加热的钨电极的污染。几乎没有飞溅和烟雾。
焊缝层光滑均匀,几乎不需要或不需要进一步修整。
TIG 焊接可用于在大多数金属和合金上进行高质量的焊接。无渣滓,工艺可在所有位置使用 此工艺是人工工艺中速度最慢的。
虽然它是较慢的过程(生产力较低),但它通常用于在另一侧无法进行焊接时进行根焊。
对它的偏好是因为焊工有很大的力量来操纵焊接,这允许进行高质量的焊接。当然,由于操作自由度很大,TIG 工艺最终也需要焊工的高超技能和培训。
焊接设备
TIG 焊接通常是手动过程,但它可以机械化甚至自动化。只是为了举例说明机械化,通常例如使用TIG工艺(“热线”方法)来进行防腐涂层(覆层)。您需要的设备:
- 带有气体通道和喷嘴的电极支架,用于引导电弧周围的保护气体,以及用于容纳和激励钨电极的爪机构,称为炬(或枪)。
- 提供保护气体。
- 流量计和气体减压器。
- 一种电源,具有与涂层电极相同的伏安特性。
- 高频源。
- 如果喷枪是水冷的,则供应冷却水。
它们影响电弧产生的热量的数量、分布和控制,并且在其稳定性以及最终从一些轻金属及其合金表面去除难熔(耐热)氧化物方面发挥重要作用。
TIG 焊接中使用的钨电极有多种分类,AWS A 5.12 标准中给出了对这些分类的要求,基本上我们有:
| • EWP | 纯钨 (99.5%) |
| • EWCe-2 | 钨含 1.8 至 2.2% 的 CeO2; |
| • EWLa-1 | 钨含 0.9 至 1.2% 的 La2O3; |
| • EWTh-1 | 钨含 0.8 至 1.2% Th02; |
| • EWTh-2 | 钨,含 Th02 的 1.7% 至 2.2%; |
| • 电子工作组 | 钨 (94.5%) 添加了一些不明元素。 |
消耗品——填充金属和气体
有多种金属和合金可用作 TIG 焊接工艺中的填充金属。如果使用填充金属,通常与被焊接的金属相似(良好做法)。
最常用于 TIG 焊接的保护气体是氩气、氦气或这两种气体的混合物。氩气通常比氦气更受欢迎,因为它有几个优点:
- 更平滑的电弧动作和无湍流。
- 给定电流和弧长的最小弧压。
- 在交流电中焊接铝和镁等材料时,清洁效果更佳。
- 成本更低,可用性更高。
- 较低的气流以获得良好的保护(在平坦位置)。
- 更好的抗横向气流。
- 更容易引弧(由于较低的电离电位)。
然而,由于氦气的密度低于氩气,因此在平焊时,通常需要更高的气体流量才能获得更稳定的电弧和对熔池的充分保护。
由于需要高流量且氦气的成本较高(相对于氩气),氩气最终成为巴西使用最多的气体。
特点和用途
由于对熔池(电弧)的出色控制,TIG 焊接是一种非常适合薄厚度的工艺。该工艺可应用于不需要填充金属的地方(通常仅限于低厚度不锈钢)。这个过程还可以连接厚壁的钢和金属合金板和管。它用于黑色金属和有色金属的焊接。碳钢和不锈钢管道的根部焊道,尤其是那些用于关键应用的管道,通常使用 TIG 工艺进行焊接。
尽管 TIG 焊接具有较高的初始成本和较低的生产率,但可以通过焊接多种金属、厚度和位置的可能性进行补偿,这些金属的厚度和位置是其他工艺无法实现的,并且可以获得高质量和高电阻的焊缝。
TIG 焊接可以焊接铝、镁、钛、铜和不锈钢,以及难以焊接的金属和其他相对容易焊接的金属,例如碳钢。有些金属可以在所有位置焊接,这取决于焊接电流和焊工的技能。
TIG 焊接中使用的电流可以是交流的或直流的。使用直流电,您可以使用正向或反向极性。
然而,由于正向极性产生最小的电极加热和最大的贱金属加热,可以使用更小的电极,实现比使用反向极性或交流电获得的更大的穿透深度。
当需要低穿透力时,应选择导致基体金属受热最小的情况,使用反极性或交流电。
在铝焊接中,使用的电流是交流的,需要一个通常内置在设备中的高频设备。
尽管有上述优点,但重要的是要记住,为了成功,TIG 焊接需要对要焊接的接头进行特殊的清洁,并对焊工进行广泛的培训。
要记住的一个考虑因素是钨电极尖端的锥角,因为锥度会影响焊接熔深。然而,这种准备仅发生在使用直流极性的直流电的焊接中。
如果电极尖端的曲率减小(尖端更锋利),则焊珠的宽度趋于增加并且穿透力减小。尖端变得太锋利,电流密度增加,并且该尖端的尖端可以达到高于电极熔点的温度,然后它将与电极分离并形成熔池的一部分,在其凝固后构成夹杂物焊缝金属中的钨含量(金属夹杂物)。
TIG 焊接的厚度范围(取决于电流类型、电极尺寸、焊丝直径、母材和选择的气体)为 0.1 毫米至 50 毫米。
当厚度超过5mm时,必须注意控制多道焊的温升。沉积速率取决于列出的相同的厚度因素,可以在 0.2 到 1.3 kg/h 之间变化。
准备和清洁接头
为 TIG 焊接准备和清洁接头需要涂层电极焊接所需的所有注意事项等:- 倒角和边缘的清洁必须在内侧和外侧以 10 毫米的带状闪亮金属。
- 当焊根沉积时,必须在零件的另一侧使用惰性气体进行保护。这种注入关节根部的气体称为吹扫。对于碳钢,不需要对接头内部进行保护(清洗),但使用特殊耗材(例如铬镍铁合金)是一个明显的例外。
过程引起的不连续性
除了包含熔渣外,其他焊接工艺列出的大多数不连续性都可以在 TIG 焊接中找到。对于焊接检验员来说,重要的是要知道:缺乏融合
如果我们使用不正确的焊接技术,就会发生这种情况。TIG 焊接中的电弧熔深相对较小。因此,对于 TIG 焊接,必须指定适合该工艺的接头(或倒角)。合适的意思是更大的倒角。含钨
它们可能是由于钨电极与熔池的意外接触:钨电极的热端会熔化,变成一滴钨,转移到熔池中,从而在熔池中产生钨夹杂物。焊接。这些包含是否可以接受取决于管理正在运行的服务的代码。孔隙率
这可能是由于倒角清洁不充分或母材中含有杂质或供气不足所致。裂缝
在 TIG 焊接中,它们通常是由于热裂纹(工程师的责任)。人们“制造裂缝”的做法是在待焊接的碳钢中加入少许铜。焊接后,有杂质(铜)的区域通常会开裂。在高速形成的沉积物中会出现纵向裂纹。
火山口裂缝
大多数时候,不正确的焊接电流是由于。由氢引起的裂纹(冷裂),当它们出现时,是由于惰性气体中的水分造成的。个人防护条件
在 TIG 焊接中,释放的紫外线辐射量相当大。直接暴露在这种辐射下的部分皮肤会迅速燃烧,需要采取预防措施;眼睛保护是必不可少的。这些辐射的另一个方面是它们分解溶剂、释放剧毒气体的能力。因此,在密闭环境中,我们必须注意附近没有溶剂。
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引文
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Luz, Gelson. 什么是 TIG 焊接 (GTAW)?. 材料博客。 Gelson Luz.com。 dd mm yyyy。 网址。
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