钨极氩弧焊的局限性和适用范围

氩弧焊的焊接过程如图3-76所示。

图3-76 氩弧焊示意图

a）钨极氩弧焊；b）熔化极氩弧焊

从焊枪喷嘴中喷出的氩气流，在电弧区形成严密的保护气层，将电极和金属熔池与空气隔绝。同时利用电极（钨极或焊丝）与焊件之间产生的电弧热量，来熔化附加的填充焊丝或自动给送焊丝基本金属，待液态熔池金属凝固后即形成焊缝。

由于氩气是一种惰性气体，它不与金属起化学反应，被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，而且在高温时不熔解于液态金属中，使焊缝金属不易产生气孔。同时，氩气对电弧和熔池的保护是有效和可靠的，可以得到较高的焊接质量。

一、氩弧焊的特点

氩弧焊与其他电弧焊方法比较，其特点如下。

1）焊缝性能优良：由于氩保护性能优良，不必配制相应的焊剂或熔剂，基本上是金属熔化和结晶的简单过程，因此能获得较为纯净及高质量的焊缝。

2）焊接变形与应力小：因为电弧受氩气流的冷却和压缩作用，电弧的热量集中，且氩弧的温度又很高，故热影响区很窄。焊接变形与应力倾向小，特别适宜于焊接很薄的材料。

3）可焊的材料范围很广：几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊，特别适宜焊接化学性质活泼的金属和合金。通常多用于焊接铝、镁、钛、铜及其合金，不锈钢以及耐热钢等。

4）易于实现机械化：由于是明弧焊，便于观察与操作，尤其适用全位置焊接，并容易实现焊接的机械化和自动化。

5）成本高。

6）电势高，引弧困难。

7）产生的紫外线是焊条电弧焊的5～10倍。

二、应用范围

目前，钨极氩弧焊已广泛应用于飞机制造、原子能、化工、纺织等工业中。由于氩气的保护，隔离了空气对熔化金属的有害作用，可焊接易氧化的有色金属及其合金、不锈钢、高温合金和钛及钛合金等。由于钨极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，所以钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的焊件或管道的打底焊接。

三、钨极氩弧焊的焊接参数

钨极氩弧焊的焊接参数有：电流种类和极性、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度、喷嘴直径等。

1.电流种类和极性

钨极氩弧焊的电流种类和极性应根据被焊工件材料进行选择，见表3-6。

表3-6 电流种类和极性的选用表(www.xing528.com)

2.钨极直径

主要按焊件厚度来选取钨极直径。另外，在被焊材料厚度相等时，因使用的电流种类和极性不同，钨极的允许电流也不一样，所以采用的钨极直径也不相同。如果钨极直径选择不当，将造成电弧不稳，严重烧损和焊缝夹钨等缺陷。

3.焊接电流

当钨极直径选定后，再选择适用的焊接电流。过大或过小的焊接电流都会使焊缝成形不良或产生焊接缺陷。各种直径的钍（铈）钨极允许使用的电流范围见表3-7。

表3-7 各种直径的钍（铈）钨极允许使用的电流范围

4.电弧电压

电弧电压主要是由弧长来决定的，弧长增加，焊缝宽度增加，熔深稍减小。电弧太长时，容易引起未焊透及咬边等缺陷，保护效果也不好；电弧太短时很难看清熔池，送丝时容易碰到钨极引起短路，使钨极受污染，加大钨极烧损，还容易夹钨。故通常使弧长近似等于钨极直径。

5.氩气流量

可根据钨极直径及喷嘴直径来选择氩气流量。对于一定孔径的喷嘴，选用氩气流量要适当。如果流量过大，则气体流速增大，难以保持稳定的层流，对焊接区的保护作用不利，同时带走电弧区的热量也多，影响电弧稳定燃烧。流量过小时容易受到外界气流的干扰，以致降低气体保护效果。通常氩气流量在3～20L／min。

随着焊接速度和弧长的增加，气体流量也相应增加；钨极伸出长度增加时，气体流量也应增加。一般情况下，可按下式计算氩气流量

Q＝（0.8～1.2）D

式中 Q——氩气流量（L／min）；

D——喷嘴直径（mm）。

6.焊接速度

在一定的钨极直径、焊接电流和氩气流量的条件下，焊速过快，会使保护气流偏离钨极与熔池，从而影响气体保护效果，并且焊速显著影响焊缝形状，因此应选择合适的焊接速度。

7.喷嘴直径

喷嘴直径对焊接过程及气体保护效果有不同程度的影响，所以应按具体的焊接要求选定。一般喷嘴直径在5～20mm范围选用。

8.喷嘴至工件间距离

喷嘴至焊件间的距离以不超过15mm为宜，钨极伸出喷嘴的长度为3～4mm，填充焊丝直径应根据焊件厚度而选择。