焊接工艺与操作技术课件 模块四单元2 TIG焊设备

TIG焊的设备模块四单元2

CONTENTS目录学习目标1学习内容2学习小结3目录ContentsCONTENTS目录

第一部分学习目标基本要求重点1.学习目标一、基本要求1、掌握TIG焊设备组成2、了解TIG焊焊机型号代码3、掌握TIG焊电源4、掌握TIG焊焊枪5、了解TIG焊钨电极6、了解TIG焊其他设备7、掌握TIG焊焊机选择8、了解国内外TIG焊焊机现状二、重点1、掌握TIG焊设备组成2、掌握TIG焊电源3、掌握TIG焊焊枪CONTENTS目录

第二部分学习内容1.TIG焊设备组成2.TIG焊焊机型号代码3.TIG焊电源4.TIG焊焊枪5.TIG焊钨电极6.TIG焊其他设备7.TIG焊焊机选择8.TIG焊焊机现状1.TIG焊焊接系统组成TIG焊焊接系统组成（1）电源线（2）焊接电源（3）焊枪线缆（4）地线（5）焊枪（6）地线夹（7）工件（8）填充金属（9）保护气体2.1TIG焊焊机型号代码W大类名称，TIG焊机小类名称，Z/S/D/Q附注特征，J/E/M或缺省系列序号，1/2/3/4/5/6/7/8基本规格，额定电流派生代号和改进序号，不用时缺省GB/T10249-2010SE5200

（xx）

2.2TIG焊焊机型号代码

第一字母

第二字母第三字母第四字母代表字母大类名称代表字母小类名称代表字母附注特征数字序号系列符号W

TIG焊机ZSDQ自动焊手工焊点焊其他省略JEM直流交流交直流脉冲省略12345678焊车式全位置焊车式横臂式机床式旋转焊头式台式焊接机器人变位式真空充气式GB/T10249-2010WSE5-200：手工交直流TIG焊机，额定电流200A3.1TIG焊电源——发展历史

TIG焊接电源根据功能不同分为交流电源、直流电源及脉冲电源。目前在一台多功能焊接电源上可进行交直流的切换及脉冲有无的选择。1970年在直流TIG焊接电源中实现可控硅控制，替代磁饱和电抗器焊接电源，焊接电源的性能得到提高。1976年出现控制速度远远超过一般可控硅的大功率晶体管，焊接电源的性能得到飞速的发展。1982利用上述大功率晶体管作为控制元件的晶体管逆变控制的直流电源发布，1986年成功开发了交流、直流兼用的逆变控制TIG焊接电源并产品化，进一步推进焊接电源逆变化。TIG年份方式工艺控制方式交流直流在售电源构成及特点磁饱和电抗器式磁饱和电抗器式大功率晶体管可控硅（直流）可控硅控制逆变控制晶体管控制（包括逆变控制）可控硅（脉冲）可控硅（交/直）模拟式晶体管（直流脉冲）逆变（直流脉冲）逆变（交/直）3.2TIG焊电源——直流电源控制方法电路图原理特点可控硅控制变压器可控硅直流电抗器在变压器输出侧通过控制可控硅导通的相位角来调整输出。-容易调整并得到稳定的输出。-容易实现大功率化。晶体管斩波变压器可控硅晶体管流电抗器在变压器输出侧对电流进行整流后，通过晶体管对之进行斩波来调整输出。-输出容易调整-响应迅速-与逆变控制式焊接电源相比体积大逆变控制整流器逆变器变压器整流器直流电抗在变压器输入侧利用逆变器将上级电流变成高频交流，同时进行输出电流调整。-由于应对速度高，输出电流更加稳定、良好。-焊接电源小型、轻便。-焊接电源耗能小引擎驱动发电机式引擎发电机整流器直流电抗器驱动用引擎与发电机做成一体，通过抽头切换开关或旋钮进行输出电流的调整。-由于自身可以发电，不要配电设备-焊接电源体积大，重量重、噪音大斜下降电路激磁电路3.3TIG焊电源——交/直流电源控制方法电路图原理特点可动铁心式带可动铁心变压器整流器直流电抗器通过可动铁心的移动来调整输出电流通过交直流电路的切换，可以输出交流、直流。-结构简单-很难保证输出电流的稳定可控硅控制变压器可控硅直流电抗器通过控制可控硅导通的相位角来调整输出。通过交直流电路的切换，可以输出交流、直流-容易调整并得到稳定的输出。-可以调整表面氧化膜清洁宽度逆变控制

在变压器输入侧利用1次逆变器将上级整流过的直流变成高频交流后整流，然后再次通过2次逆变器将整流过的直流变成交流。-输出电流更加稳定-焊接电源小型、轻便-焊接电源耗能小-表面氧化膜清洁宽度的调整范围大。整流器直流电抗器2次逆变器整流器1次逆变器变压器3.4TIG焊电源——电弧特性在0到30A的小电流的范围内，随着电流的增加电弧电压减小，呈现负电阻效应，然后转移到恒定电压特性区。随着电流的进一步的提高，电压随着电流的增加而增加，呈现上升特性保持电流-电压一定，增加电弧长度，电弧电压基本成比例上升。原因是电弧电压与电弧长度成正比。特性:含2%氧化铈的钨电极(3.2mm)阴极:水冷铜板氩气流量:10L/minTIG电弧的电流-电压特性电弧电压(V)电流(A)电弧长度3.5TIG焊电源——电源特性

右图表示焊接电源的外部特性（实线）与电弧的静特性（虚线）。电源的工作点为实线与虚线的交点S电（Q点也为工作点，但由于在Q点电弧不稳定，工作点立即移动到S点）。如果电弧长度从L1变为L2，则工作点将有S1变为S2点，但上述二点之间的电流差很小，电弧仍可以维持。另外，如果使用垂直下降特性的焊接电源，即使焊接电弧长度有变化，电流也能保持一定，所以可得到熔深恒定的焊接结果。逆变焊接电源就是使用垂直下降特性。空载电压缓降外特性來垂直下降外特性current电压(V)电弧长度L1<L2电流(A)焊接电源的外部特性及电弧静特性L2L13.6TIG焊电源——逆变控制器二次整流管二次逆变晶体管一次逆变晶体管一次整流管交直两用晶体管逆变控制焊接电源3.7TIG焊电源——逆变式直流50/60HzACDC控制ACDCDC50/60Hz逆变式直流TIG焊接电源的电路构成首先，将商用频率的交流(a)整流、滤波使之平滑，变换成直流(b)。然后，利用以晶体管为开关元件的逆变器件将上述直流变换为50Hz～8kHZ的交流(c)。接着通过变压器将电压降到适合焊接的合适电压(d)，然后再次整流(e)并通过直流电抗器使电流波形平滑(f)。最后将此平滑化的直流电流供给电弧。作为输出电流的控制一般使用脉冲宽度控制方式（在一定的周期内进行开关动作，通过改变脉冲宽度来控制输出电流平均值的方法）。3.8TIG焊电源——逆变式交流逆变式交流TIG焊接电源的构成与逆变式直流TIG焊接电源不同，从输入、一次整流、一次逆变和二次整流与逆变式直流TIG焊接电源一样，但在二次整流之后又增加了二次逆变。一次逆变是将直流变成高频交流，二次逆变是将从二次整流出来的直流变成适合于交流焊接用的50～100HZ的低频交流。一次逆变二次逆变钨电极母材二次整流一次整流输入50/60HzAC逆变式交流TIG焊接电源的基本电路4.1TIG焊焊枪冷却水保护气冷却水出水软管冷却水进口焊接电缆保护气软管钨电极夹喷嘴钨电极焊枪冒TIG焊枪的内部结构（水冷焊枪）焊枪由焊枪体、喷嘴、电极夹、焊枪冒、氩气软管、电缆、钨电极等组成焊枪的种类则根据操作方法不同分为以下四种（1）手工操作用焊枪（空冷、水冷）（2）半自动焊接用焊枪（3）机器人焊接用焊枪（4）电弧点焊用焊枪4.2TIG焊焊枪AW-9120A空冷焊枪AW-17150A空冷焊枪AW-18300A水冷焊枪AW-26200A空冷焊枪AW-12500A水冷焊枪典型手工TIG焊枪送丝装置与焊枪一体型TIG焊枪左下图为典型手工TIG焊枪，分为空冷、水冷两种。右下图为半自动TIG焊接焊枪，送丝装置与焊枪成一体。由于一体型TIG焊枪采用直径为0.4mm～1.0mm的细径焊丝，熔池平稳，可以稳定地进行连续高速自动送丝。所以与手工进丝的TIG焊接相比较，半自动TIG焊熔敷量增大、焊接效率高。5.1钨电极电极直径(mm)焊接电流(A)ACDC电极接负DC电极接正WThWW,ThWW,ThW0.51.01.62.43.24.04.86.45-1510-6050-100100-160150-210200-275250-350325-4755-2015-8070-150140-235225-325300-425400-525500-7005-2015-8070-150150-250250-400400-500500-800800-1100--10-2015-3025-4040-5555-8080-125符号：W——纯钨，ThW——含钍电极钨电极一般为纯钨电极及掺有钍元素的钨电极两种。当电极接负时，热电子的放出会使电极端部冷却。但含有钍的电极的冷却作用要比纯钨电极强，即使焊接过程中电极也不熔化（所以，电极的消耗得到抑制）。当电极接正时，即使在小电流焊接点极端部也会熔化，其允许的焊接电流要比电极接负时的允许值小得多（约1/10）。通常当直流负接（电极接正）时使用含钍的电极，当交流焊接时使用纯钨或含钍的电极。5.2钨电极——钨极消耗

(a)直流时(b)交流时直流:300A电极直径:3.2mm连续烧弧时间:30min

直流:200A电极直径:3.2mm连续烧弧时间:30minW-----纯钨电极,ThW-----含钍电极,CeW----含铈电极电极的消耗量(mg)电极的消耗量(mg)

随着以机器人焊接为代表的自动、高精度、高质量的焊接需要的不断提高，含钍钨极的性能（小电流区的起弧性、电弧的安定性及电极的耐消耗性）已越来越不够，现在正在开发具有更高性能的电极。电极消耗量的比较5.3钨电极——钨极消耗在TIG焊接中当将钨电极接正、母材接负时，电弧具有将铝等母材表面的氧化膜去除的清洁功能(阴极雾化作用)，但同时由于钨电极的过热容易造成电极激烈损耗。在使用逆变式交流TIG焊接电源进行焊接时，为了既能充分得到上述氧化膜清洁作用又能抑制电极的损耗，将焊枪接正的时间设定得很短。与原先的焊接电源相比较，使用逆变电源时的电极损耗量少。另外，通过改变焊枪接正的时间可以很方便地调整氧化膜清洁宽度。可控硅方式交流逆变方式逆变焊接电源与老式焊接电源的电极消耗比较6.TIG焊其他设备TIG焊接设备的附属设备有遥控器、送丝装置、气体流量调节器、冷却水循环装置等(2)送丝装置TIG手工焊接使用手工填加焊丝，但在进行半自动焊接或自动焊接时使用卷成盘状的焊丝，并利用送丝装置进行自动送丝。(1)遥控器TIG焊接中使用遥控器对“焊接电流”、“脉冲电流”或“弧坑电流”进行调节。也有使用焊接电源的前面板上的调节旋钮对上述参数进行调节的焊接电源。6.TIG焊其他设备(4)冷却水循环装置当在没有自来水水源的地方需要使用水冷焊枪时，使用冷却水循环装置。(5)焊接线缆、工作线缆焊接电缆：一端带有接线片连接器，另一端带有接线片；工作电缆：一端为接线片连接器，另一端为600安培C型夹。(3)气体流量调节器(流量计)及压力调节器虽然气体流量调节器在压力流量调节器的下侧,但一般将上述两个调节器做成一体，在流量调节器上装有气体流量调节阀。在流量计内部有一个圆锥形透明管，当气体在管中从下往上流时，由于气体压力将