氩弧焊分享：什么是氩弧焊

　　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。
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/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等 ...。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。
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。
手开关控制
　　氩弧焊要求氩气先来后走，而电流则后来先走（相对气而言），这此都是通过手开关控制实现的。 电。手开关未合上时，24V直流电通过电阻R5使Q2导通，CW3525芯片的8脚经过T形滤波器（L5、C5组成，抗干扰用）对地短路，此时，CW3525处于封波状态，电路无输出；手开关合上时，24V直流电通过电阻R4、R8使Q1导通，Q2基极被拉低而关断，24V直流电通过电阻R6、R7使Q3导通继电器J3A吸合，使控制气体供给的电磁阀工作，给焊接供气。而8脚电位由于缓起动电阻，电容的作用缓慢增长，经过一定时间，CW3525开始工作，电路开始输出功率。这样，电流就较气延时供给延时时间由缓起动动阻、容值决定）。
　　电磁阀为气体供给控制器件，当继电器J3A合上，电磁阀中的电感线圈获得电流，产生磁能，把铁块吸离气管管口，气体通过电磁阀供给焊接。
　　合肥等离子切割机 合肥气保焊 合肥焊接