非熔化极钨极惰性气体保护电弧焊概述;
与其他常用焊接方法相比,由于非熔化极钨极惰性气体保护电弧焊(若无标注,则下文中使用习惯用语:氩弧焊,进行替代)的填充焊丝本身不通电,因此焊接过程中飞溅得以减少,可以获得良好的焊缝成型。由于氩弧焊的焊接电流较小,其焊接热输入较小,焊接时焊缝在敏感温度区停留时间较短,所以焊缝通常具有更为优良的耐腐蚀性能和稳定的力学性能。同时由于热输入较小,则由焊接导致的变形量较小。
当采用惰性气体如氩气进行保护时,焊丝的合金元素没有氧化烧损,几乎可以全部过渡到焊缝中。但是氩气本身没有脱氧消氢的作用,焊接前对待焊件的清理要求非常严格,否则会影响焊接质量。
氩弧焊使用氩气和/或氦气作为保护气体的描述见《氩弧焊保护气体与氦气》;
氩弧焊加入还原性气体的描述见《氩弧焊保护气体加入氢气》;
氩弧焊加入氧气的描述:
钨具有较高熔点和较低的高温挥发性,是作为非消耗型电极较理想的材料,在惰性气体氛围中可长时间处于高温态而损耗较低。但当氧气存在时钨基体和添加物均出现不同程度的烧蚀,即使只有1%的氧气存在,只要几分钟就可造成可见的称作钨环的伞状物且在钨环上方的钨极基体直径明显减小。其中添加物烧蚀更快并造成表面的成分变化,高温态的钨极内部的添加成分有限的向外扩散,当来自内部的添加成分不足以维持必要的量时,电弧开始不稳定甚至使起弧变得比常规情况时困难。
经过氧化反应而沉积于钨极端部称作钨环的氧化物,可脱落进入熔池,改变焊缝成分进而影响焊接接头性能。烧损严重的钨极则可导致局部破损进入熔池造成夹钨。
如上文所述,氩气本身没有脱氧作用,不合理添加量的额外的氧可能进入焊缝。随着氧在焊缝中含量的增加,其无论以何种形式存在,对焊接接头的性能都可产生影响,尤其是韧性。同时也可能对强度,塑性,热脆,冷脆和时效硬化产生影响。另外溶解氧将与碳反应增加出现气孔的倾向,以及与有益元素反应造成烧损进而影响焊接接头的特定的性能。
结束语:
由氩弧焊的焊接保护特性决定其在焊接过程中需要使用保护气体以隔绝大气防止大气影响。同时,保护气体兼具有改善电弧特性,改善焊接效率等功能。不同的保护气体成分及比例取决于包括成本考虑,效果考虑等因素。
综合而言,常规工况下受经济因素影响,氩弧焊多使用氩气作为保护气体,对于一些特定工况时氦气有热输入量更高的优势,以及一些特定情况下会加入氮气或氢气。但氧气由于其氧化性而对钨极起有害作用而并不适用于常规氩弧焊。
作者夜半梦回,对酒当歌铁马冰河,瞎说型举例描述:
刘备站立于侧说道:此马名为的卢,性极驯熟,当年檀溪,一踊三丈,离弦飞身,助备脱险。军师可骑,加生减伤增速,万无一失。
庞统:深感主公厚恩。
錘鍜注:
氩弧焊为习惯用语,由于相对其他保护气体类型,使用氩气作为保护气体较为常见。本文未进行相关描述。
氩弧焊这一习惯用语在不同环境下可能被理解成不同的定义。如可能被指做本文中所描述的以钨极为电极以氩气为保护气体的非熔化极电弧焊(在欧标体系中称为TIG,在美标体系中称为GTAW)。有时也被指做以焊丝作为电极以氩气为保护气体熔化极电弧焊(在欧标体系中称为MIG,在美标体系中称为GMAW)。这就有可能造成理解的偏差。相关人员在信息传递时进行有效沟通或在相同的知识体系下使用标准术语是更为准确有效的。
本文并未描述此焊接方法的保护气体仅氩气适用,实际常用保护气体有氩气和氦气,且有时会加入活性气体作为混合保护气对焊接效果进行改善,如焊接奥氏体不锈钢或镍基材料时添加氢气改善保护气体的导热性从而增加母材金属的热输入,提高电弧电压增加熔深,进而提高焊接效率。如焊接铜合金时添加氮气以增加熔深和提高效率。如熔化极氩弧焊(以氩气为主体保护气体的熔化极活性气体保护电弧焊)添加氧气或二氧化碳改善阴极漂移现象,提高电弧稳定性,细化熔滴。温度增加的熔池流动性随之增加,减轻咬边倾向改善焊道成型。
本文仅描述不同保护气体对焊接的影响,并未描述意指以上观点可直接用于实际焊接生产。如改变保护气体的流量或保护气体的类型改善焊缝成型,应参考已批准焊接工艺及其执行标准中的重要变素。本文未进行相关描述。
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