脈沖TIG焊.docx

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1、清華大學(xué)脈沖TIG焊實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：黎進(jìn)德班級(jí)：機(jī)械93學(xué)號(hào)：2009080032I-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉TIG-P焊原理及應(yīng)用，掌握TIG-P焊工藝試驗(yàn)方法。2.初步掌握TIG-P焊焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形質(zhì)量的影響。II-概述1）實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)述TIG—P焊(脈沖TIG焊)是一種先進(jìn)的焊接方法。當(dāng)前，隨著功率逆變電源技術(shù)逐漸走向成熟，TIG—P焊技術(shù)發(fā)展到了新階段。例如：變極性TIG—P焊技術(shù)已經(jīng)在制造業(yè)中得到應(yīng)用．它既能精確地控制鋁及鋁合金等材料的焊接熱輸入，又能有效減少鎢極燒損并同時(shí)保證陰極清理效果，使鋁及鋁合金

2、等材料的焊縫成形質(zhì)量達(dá)到更高水平。本實(shí)驗(yàn)是采用常規(guī)TIG—P焊和變極性TIG—P焊兩種焊接電源，對(duì)不銹鋼、鋁及鋁合金材料的焊接進(jìn)行初步研究與認(rèn)知的工藝性實(shí)驗(yàn)，它為本科高年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)提供了新的教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)分單選內(nèi)容和雙選內(nèi)容兩部分供學(xué)生選修。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以認(rèn)知到TIG—P焊和變極性TIG—P焊焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形質(zhì)量的影響規(guī)律。2)TIG焊原理及特點(diǎn)TIG(TungstenInertGasWelding)焊是鎢極氬弧焊的簡(jiǎn)稱，是非熔化極氣體保護(hù)電弧焊的一種。它的原理是：在鎢極和工件間，通

3、過(guò)施加高頻高壓或脈沖高壓引燃電弧，然后以焊接電流維持電弧的燃燒并作為T(mén)IG焊的熱源。TIG焊的焊縫成形過(guò)程是在惰性氣體(Ar)層流保護(hù)氛圍下的熔化焊過(guò)程，其原理如圖23—1所示。TIG焊設(shè)備由焊接電源、引弧裝置、供氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)及程序自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)示意見(jiàn)圖23—2。TIG焊的特點(diǎn)是：(1)惰性氣體保護(hù)的熔化焊。(2)非熔化極的電弧焊。(3)無(wú)須短路接觸的引弧方式。(4)可采用或不采用填充金屬材料完成焊接。3)TIG—P焊原理及特點(diǎn)TIG—P(Pulse)焊是脈沖鎢極氬弧焊的簡(jiǎn)稱。當(dāng)前，TIG—P

4、焊綜合了TIG焊技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和功率逆變電源技術(shù)，它是高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能的先進(jìn)焊接技術(shù)，其應(yīng)用和推廣解決了熱敏感性材料的難焊問(wèn)題，并使得焊接結(jié)構(gòu)件的全位置焊、單面焊雙面成形、超薄材料焊接等方面的加工技術(shù)趨向完善。TIG焊和TIG—P焊的主要區(qū)別是TIG—P焊采用了變頻調(diào)制的直流或交流脈沖電弧加熱工件，其脈沖電弧的焊接電流幅值(或交流電流的有效值)按一定頻率周期變化，如圖23—3所示。當(dāng)輸出為脈沖電流時(shí)工件上形成熔池，輸出為基值電流時(shí)熔池凝固，焊縫由許多焊點(diǎn)相互重疊而成。電弧是脈動(dòng)的，有明亮和暗淡交替的閃

5、爍現(xiàn)象。TIG-P焊的特點(diǎn)是：(1)焊接過(guò)程是脈沖式加熱，熔池金屬高溫停留時(shí)間短，金屬冷凝快。(2)對(duì)焊接熱輸入的控制更精確，熱效率高，更有利于超薄板的焊接。(3)可以精確地控制熔池尺寸，得到均勻的熔深。近年來(lái)．TIG—P焊的電源技術(shù)已發(fā)展到能夠交互輸出變極性的脈沖電弧，變極性TIG-P技術(shù)的應(yīng)用促使鋁及鋁合金等材料焊縫成形質(zhì)量達(dá)到更高水平。圖23-4為變極性TIG-P焊的脈沖電流輸出波形。4)TIG-P焊的主要焊接工藝參數(shù)TIG焊的主要焊接工藝參數(shù)有：焊接電源種類和極性、焊接電流、氣體流量和噴嘴直徑、噴

6、嘴與工件距離、焊接速度等。TIG-P焊在普通TIG焊基礎(chǔ)上增加了一些可調(diào)規(guī)范參數(shù)，主要有：直流脈沖電流與維弧電流幅值，交流脈沖電流與維弧電流幅值；脈沖電流與維弧電流的周期，脈寬比，脈幅比等。材料材質(zhì)決定脈沖電流大小，材料厚度決定脈沖電流持續(xù)時(shí)間，維弧電流大小由保持電弧穩(wěn)定燃燒所需的最小值所決定。通過(guò)對(duì)以上工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)能夠方便，精確地調(diào)整熱輸入量的大小，有利于熱敏感材料和薄板的焊接。5)TIG-P焊接應(yīng)用實(shí)例(1)鋁鎂合金客車(chē)結(jié)構(gòu)焊接材料采用鋁鎂合金(5A05)?？蛙?chē)長(zhǎng)8.2m，寬2.6m，高3.38m，

7、車(chē)體結(jié)構(gòu)有：底盤(pán)、側(cè)面骨架、前后面骨架、頂面骨架及各面蒙皮等。焊縫接頭型式有對(duì)接、搭接、T型和各種組合連接，空間位置含平、橫、立、仰各種作業(yè)條件。焊接方法是TICAC-P焊。每臺(tái)車(chē)焊縫總長(zhǎng)500余米，焊縫數(shù)6000余條，底盤(pán)焊接工藝參數(shù)：脈沖電流270～280A、基值電流120～140A、脈沖頻率2Hz、脈寬比50%、氬氣流量8L／min。車(chē)體蒙皮厚度1.2mm、骨架鋁型材厚度3mm、兩者采用TIGAC-P點(diǎn)焊。工藝參數(shù)是：脈沖電流165～175A、基值電流65～75A、焊點(diǎn)間距100mm焊點(diǎn)直徑3～5m

8、m。(2)大型硬鋁合金管式架結(jié)構(gòu)焊接材料采用2A12C2硬鋁合金，管材規(guī)格有?25mm×1.5mm、?20mm×2.0mm．焊接接頭為管對(duì)管、管對(duì)板兩種形式，采用TIGAC-P焊。工藝參數(shù)：脈沖電流50～60A，基值電流25～30A、脈沖頻率2Hz、脈寬比50%，氬氣流量6L／min。應(yīng)用時(shí)，TIG焊與TIG-P接頭對(duì)比實(shí)驗(yàn)的焊縫顯微分析結(jié)論：TIGAC焊接頭熔寬大，組織晶粒粗大。TIGAC-P焊接頭熔寬大，晶粒較細(xì)。顯然后者