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氩弧焊的基础知识

发布时间:2018-09-10 11:18:04   发布来源:中国特气网   打印本页

氩弧焊的基础知识:
一、简介:
氩弧焊,是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术。又称氩气体保护焊。就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体,将空气隔离在焊区之外,防止焊区的氧化。
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熔池,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,因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属。
二、分类
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,使钨极端部、电弧和熔池及邻近热影响区的高温金属不与空气接触,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,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。
三、特点
1、效率高
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。
中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/m。
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。
四、优点
氩弧焊之所以能获得如此广泛的应用,主要是因为有如下优点。
1、氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响,减少合金元素的烧损,以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头;
2、氩弧焊的电弧燃烧稳定,热量集中,弧柱温度高,焊接生产效率高,热影响区窄,所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小;
3、氩弧焊为明弧施焊,操作、观察方便;
4、电极损耗小,弧长容易保持,焊接时无熔剂、涂药层,所以容易实现机械化和自动化;
5、氩弧焊几乎能焊接所有金属,特别是一些难熔金属、易氧化金属,如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金;
6、不受焊件位置限制,可进行全位置焊接。
五、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(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。
六、工艺
(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。
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,比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℃,用作多层焊补时,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,也可用于焊接钢和生铁、铁的接合。
▲GMT-OH1-1G(油钢) > 0.5 ~ 3.2mm HRC 52~57 冲裁模、量规、拉模、穿孔冲头、可广泛使用在五金冷冲压,手饰压花模等,通用特殊工具钢、耐磨、油冷。
▲GMT-Cr钢 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 55~57 冲裁模、冷作成型模、冷拉模、冲头、高硬度、高轫性、线切割性良好。焊补前先加温预热,焊补后请做后热动作。
▲GMT-MS-3 > 1.6~2.4mm 焊后HRC 30~32 500℃ 2H较硬化,硬度HRC 48~50马氏体时效钢系,铝压铸模,低压铸造模,锻造模,冲裁模,注塑模的堆焊。特殊硬化高韧度合金,非常适用于铝重力压铸模、浇 口、延长使用寿命的2~3倍,可制作非常精密之模具、超镜面(浇口补焊,使用不易热疲劳裂痕)。
▲GMT-M3-2(SKH9) > 1.2~1.6mm HRC 61~63 高速钢,耐用性为普通高速钢的1.5~3倍,适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具、焊补拉刀、热作高硬度工具、模具、 热锻总模、热冲模、螺丝模、耐磨耗硬面、高速度钢、冲具、刀具、电子零件、螺纹滚模、牙板、钻滚轮、滚字模、压缩机叶片及各种模具机械零件 ...。经过欧洲工业水准严格品质管制,高含碳量,成份优 良材料内部组织均匀,硬度稳定,而且耐磨性、韧性、耐高温等 ...。特性皆比一般同等级之材料为佳。
▲GMT-2083 > 0.5 ~ 1.6mm HB~240 耐酸抗腐蚀塑料模具,抗腐蚀,极高抛光性,加工性能良好。
▲GMT-2344 > 0.5 ~ 3.2mm HB~230 导热性能好,热强度高,具高温耐磨性及高韧性,适合于水冷不足的模具,热作钢材应用于压铸、锻制模及模芯,塑料啷筒、热剪口刀片。
▲GMT-67Ni(生铁) > 1.6 ~ 2.4mm HB~220 高硬度钢之接合,锌铝压铸模龟裂、焊合重建、生铁/铸铁焊补。可直接堆焊各种铸铁/生铁材料模具,也可做为模具龟裂之焊合,使用铸铁焊接时,尽量将电流 放低,用短距离的电弧焊接,钢材进行部份之预热,焊接后之加热以及慢慢冷却,扩大原材表面焊接部位之面积,亦而较不易产生气孔及裂痕。抗拉强度:537 延伸率:40。
▲GMT-Nitride > 0.8 ~ 2.4mm HB~300 适用于氮化后模具修补。
七、工作原理
氩弧焊在主回路、辅助电源、驱动电路、保护电路等方面的工作原理是与手弧焊是相同的。在此不再多叙述,而着重介绍氩弧焊机所特有的控制功能及起弧电路功能。


文章来源:百度

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