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      行業常識

      氬弧焊的基礎知識

      一、簡介

      氬弧焊,是使用氬氣作為保護氣體的一種焊接技術。又稱氬氣體保護焊。就是在電弧焊的周圍通上氬氣保護氣體,將空氣隔離在焊區之外,防止焊區的氧化。

      氬弧焊技術是在普通電弧焊的原理的基礎上,利用氬氣對金屬焊材的保護,通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態形成熔池,使被焊金屬和焊材達到冶金結合的一種焊接技術,由于在高溫熔融焊接中不斷送上氬氣,使焊材不能和空氣中的氧氣接觸,從而防止了焊材的氧化,因此可以焊接不銹鋼、鐵類五金金屬。

      二、分類

      1、非熔化極氬弧焊

      工作原理及特點:非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒,在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學反應的惰性氣體(常用氬氣),形成一個保護氣罩,使鎢極端部、電弧和熔池及鄰近熱影響區的高溫金屬不與空氣接觸,能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成致密的焊接接頭,其力學性能非常好。

      2、熔化極氬弧焊

      工作原理及特點:焊絲通過絲輪送進,導電嘴導電,在母材與焊絲之間產生電弧,使焊絲和母材熔化,并用惰性氣體氬氣保護電弧和熔融金屬來進行焊接的。它和鎢極氬弧焊的區別:一個是焊絲作電極,并被不斷熔化填入熔池,冷凝后形成焊縫;另一個是采用保護氣體,隨著熔化極氬弧焊的技術應用,保護氣體已由單一的氬氣發展出多種混合氣體的廣泛應用,如以氬氣或氦氣為保護氣時 稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護氣體 時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,統稱為熔化極活性氣 體保護電弧焊(在國際上簡稱為MAG焊)。從其操作方式看,目前應用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護焊,其次是自動熔化極氬弧焊。

      三、特點

      1、效率高

      電流密度大,熱量集中,熔敷率高,焊接速度快。另外,容易引弧。氬弧焊需加強防護 因弧光強烈,煙氣大,所以要加強防護。

      2、保護氣體

      (1)最常用的惰性氣體是氬氣。它是一種無色無味的氣體,在空氣的含量為0.935%(按體積計算),氬的沸點為-186℃,介于氧和氦的沸點之間。氬氣是氧氣廠分餾液態空氣制取氧氣時的副產品。

      中國均采用瓶裝氬氣用于焊接,在室溫時,其充裝壓力為15MPa。鋼瓶涂灰色漆,并標有"氬氣"字樣。純氬的化學成分要求為:Ar≥99.99%;He≤0.01%;O2≤0.0015%;H2≤0.0005%;總碳量≤0.001%;水分≤30mg/m。

      氬氣是一種比較理想的保護氣體,比空氣密度大25%,在平焊時有利于對焊接電弧進行保護,降低了保護氣體的消耗。氬氣是一種化學性質非常不活潑的氣體,即使在高溫下也不和金屬發生化學反應,從而沒有了合金元素氧化燒損及由此帶來的一系列問題。氬氣也不溶于液態的金屬,因而不會引起氣孔。氬是一種單原子氣體,以原子狀態存在,在高溫下沒有分子分解或原子吸熱的現象。氬氣的比熱容和熱傳導能力小,即本身吸收量小,向外傳熱也少,電弧中的熱量不易散失,使焊接電弧燃燒穩定,熱量集中,有利于焊接的進行。

      氬氣的缺點是電離勢較高。當電弧空間充滿氬氣時,電弧的引燃較為困難,但電弧一旦引燃后就非常穩定。

      四、優點

      氬弧焊之所以能獲得如此廣泛的應用,主要是因為有如下優點。

      1、氬氣保護可隔絕空氣中氧氣、氮氣、氫氣等對電弧和熔池產生的不良影響,減少合金元素的燒損,以得到致密、無飛濺、質量高的焊接接頭;

      2、氬弧焊的電弧燃燒穩定,熱量集中,弧柱溫度高,焊接生產效率高,熱影響區窄,所焊的焊件應力、變形、裂紋傾向小;

      3、氬弧焊為明弧施焊,操作、觀察方便;

      4、電極損耗小,弧長容易保持,焊接時無熔劑、涂藥層,所以容易實現機械化和自動化;

      5、氬弧焊幾乎能焊接所有金屬,特別是一些難熔金屬、易氧化金屬,如鎂、鈦、鉬、鋯、鋁等及其合金;

      6、不受焊件位置限制,可進行全位置焊接。

      五、氬弧焊的應用

      氬弧焊適用于焊接易氧化的有色金屬和合金鋼(主要用Al、Mg、Ti及其合金和不銹鋼的焊接);適用于單面焊雙面成形,如打底焊和管子焊接;鎢極氬弧焊還適用于薄板焊接。

      六、工藝

      (1)焊接實例 省煤器、蒸發段管束、水冷壁及低溫過熱器用材為20號鋼,高溫過熱器管為12Cr1MoV。

      (2)焊前準備 焊接前,管口應做30°的坡口,管端內外15mm范圍內應打磨出金屬本色。管道對口間隙為1~3mm。實際對口間隙過大時,需先在管道坡口一側堆焊過渡層。搭建臨時避風設施,嚴格控制焊接作業處的風速,因風速超過一定范圍,極易產生氣孔。

      (3)操作 使用WST315手工鎢極氬弧焊機,焊機本身裝有高頻引弧裝置,可采用高頻引弧。熄弧與焊條電弧焊不同,如熄弧過快,則易產生弧坑裂紋,所以操作時要將熔池引向邊緣或母材較厚處,然后逐漸縮小熔池慢慢熄弧,最后關閉保護氣體。

      對于壁厚3~4mm的20號鋼管材,填充材料可用TIGJ50(對12Cr1 MoV,可用08CrMoV ),鎢極棒直徑2mm,焊接電流75~100A,電弧電壓12~14V,保護氣體流量8~10L/min,電源種類為直流正接。

      焊絲

      ▲GMT-SKD11 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 56~58 焊補冷作鋼、五金沖壓模、切模、刀具、成型模、工件硬面制作具高硬度、耐磨性及高韌性之氬焊條,焊補前先加溫預熱,否則易產生龜裂現象。

      ▲GMT-SKD61 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 40~43 焊補鋅、鋁壓鑄模、具良好之耐熱性與耐龜裂性、熱氣沖模、鋁銅熱鍛模、鋁銅壓鑄模、具良好耐熱、耐磨、耐龜裂性。一般熱壓鑄模常有龜甲裂紋狀,大部 份是由熱應力所引起,亦有因表面氧化或壓鑄原料之腐蝕所引起,熱處理調至適當硬度改善其壽命,硬度太低或太高均不適用。

      ▲GMT-8407-H13 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 43~46 制鋅、鋁、錫等有色合金及銅合金之壓鑄模,可用作熱鍛或沖壓模。具高韌性、耐磨性及防熱熔蝕性佳,抗高溫軟化,防高溫疲勞性良好,可焊補熱作沖頭、 絞刀、軋刀、切槽刀、剪刀...等做熱處理時,需防止脫碳,熱工具鋼焊后所產生之硬度太高亦發生破裂。

      ▲GMT-888T > 0.5 ~ 2.4mm HB~300 高硬度鋼之接合,硬面制作之打底,龜裂之焊合。高強度焊支,含鎳鉻合金成份高,用于防破裂底層焊接、填充打底,拉力強,并可修補鋼材之龜裂焊合重建。

      ▲GMT-718 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 28~30 大型家電、玩具、通信、電子、運動器材等塑料產品模具鋼。塑料射出模、耐熱模、抗腐蝕模,切削性、蝕花性良好,研磨后表面光澤性優良,使用壽命長。預熱溫度250~300℃后熱溫度400~500℃,作多層焊補時,采用后退法焊補,較不易產生融合不良及針孔等缺陷。

      ▲GMT-738 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 32~35 半透明及需有表面光澤之塑料產品模具鋼,大型模具,產品形狀復雜及精度高之塑料模用鋼。塑料射出模、耐熱模、抗腐蝕模、蝕花性良好,具備優良加工性 能,易切削拋光和電蝕,韌性及耐磨性佳。預熱溫度250~300℃后熱溫度400~500℃,作多層焊補時,采用后退法焊補,比較不易產生融合不良及針孔等缺陷。

      ▲GMT-P20Ni > 0.5 ~ 3.2mm HRC 30~34 塑料射出模、耐熱模(鑄銅模)。以焊接裂開敏感性低的合金成份設計,含鎳約1%,適合PA、POM、 PS、PE、PP、ABS塑料,具良好之拋光性,焊后無氣孔、 裂紋,打磨后有良好之光潔度,經真空脫氣,鍛造后,預硬至HRC 33度,斷面硬度分布均一,模具壽命達300,000以上。預熱溫度250~300℃后熱溫度400~500℃,作多層焊補時,采用后退法焊補,較不易產 生融合不良及針孔等缺陷。

      ▲GMT-NAK-80 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 38~42 塑料射出模、鏡面鋼。高硬度,鏡面效果特佳,放電加工性良好,焊接性能極好,研磨后,光滑如鏡,為世界最進步,最優秀塑模鋼,加入易削元素,切削加 工容易,具高強韌性及耐磨不變形特性,適合各種透明塑料產品之模具鋼。預熱溫度300~400℃后熱溫度450~550℃,用作多層焊補時,采用后退法焊補,較不易產生融合不良及針孔等缺陷。

      ▲GMT-S-136 > 0.5 ~ 1.6mm HB~400 塑料射出模,抗腐蝕、滲透性良好。高純度、高鏡面度,拋光性良好,抗銹防酸能力極佳,熱處理變型少,適合PVC、PP、EP、PC、PMMA塑料,耐腐蝕及容易加 工之模件及夾具,超鏡面耐蝕精密模具,如橡膠模具、照相機部件、透鏡、表殼等。

      ▲GMT-200T(皇牌S-2)> 0.5 ~ 2.4mm HB~200 鐵模、鞋模、軟鋼焊接、易雕刻蝕花,S45C 、S55C 鋼材等修補。質地細密、軟、易加工、不會有氣孔產生,預熱溫度200~250℃ 后熱溫度350~450℃。

      ▲GMT-BeCu (鈹銅) > 0.5 ~ 2.4mm HB~300 高導熱的銅合金模具材料,主加元素為鈹,其適用于塑料注塑成型模具的內鑲件、模芯、壓鑄沖頭、熱流道冷卻系統、導熱嘴、吹塑模具的整體型腔、磨耗板等。鎢銅材料則應用在電阻焊、電火花、電子封裝以及精密機械設備等。

      ▲GMT-CUS(氬焊銅) > 0.5 ~ 2.4mm HB~200 此焊支用途廣泛,可焊補電解片、銅合金、鋼、青銅、生鐵、一般銅件之焊補。機械性能良好,可用于銅合金之焊接修補,也可用于焊接鋼和生鐵、鐵的接合。

      ▲GMT-OH1-1G(油鋼) > 0.5 ~ 3.2mm HRC 52~57 沖裁模、量規、拉模、穿孔沖頭、可廣泛使用在五金冷沖壓,手飾壓花模等,通用特殊工具鋼、耐磨、油冷。

      ▲GMT-Cr鋼 > 0.5 ~ 3.2mm HRC 55~57 沖裁模、冷作成型模、冷拉模、沖頭、高硬度、高軔性、線切割性良好。焊補前先加溫預熱,焊補后請做后熱動作。

      ▲GMT-MS-3 > 1.6~2.4mm 焊后HRC 30~32 500℃ 2H較硬化,硬度HRC 48~50馬氏體時效鋼系,鋁壓鑄模,低壓鑄造模,鍛造模,沖裁模,注塑模的堆焊。特殊硬化高韌度合金,非常適用于鋁重力壓鑄模、澆 口、延長使用壽命的2~3倍,可制作非常精密之模具、超鏡面(澆口補焊,使用不易熱疲勞裂痕)。

      ▲GMT-M3-2(SKH9) > 1.2~1.6mm HRC 61~63 高速鋼,耐用性為普通高速鋼的1.5~3倍,適用于制造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具、焊補拉刀、熱作高硬度工具、模具、 熱鍛總模、熱沖模、螺絲模、耐磨耗硬面、高速度鋼、沖具、刀具、電子零件、螺紋滾模、牙板、鉆滾輪、滾字模、壓縮機葉片及各種模具機械零件等 ...。經過歐洲工業水準嚴格品質管制,高含碳量,成份優 良材料內部組織均勻,硬度穩定,而且耐磨性、韌性、耐高溫等 ...。特性皆比一般同等級之材料為佳。

      ▲GMT-2083 > 0.5 ~ 1.6mm HB~240 耐酸抗腐蝕塑料模具,抗腐蝕,極高拋光性,加工性能良好。

      ▲GMT-2344 > 0.5 ~ 3.2mm HB~230 導熱性能好,熱強度高,具高溫耐磨性及高韌性,適合于水冷不足的模具,熱作鋼材應用于壓鑄、鍛制模及模芯,塑料啷筒、熱剪口刀片。

      ▲GMT-67Ni(生鐵) > 1.6 ~ 2.4mm HB~220 高硬度鋼之接合,鋅鋁壓鑄模龜裂、焊合重建、生鐵/鑄鐵焊補??芍苯佣押父鞣N鑄鐵/生鐵材料模具,也可做為模具龜裂之焊合,使用鑄鐵焊接時,盡量將電流 放低,用短距離的電弧焊接,鋼材進行部份之預熱,焊接后之加熱以及慢慢冷卻,擴大原材表面焊接部位之面積,亦而較不易產生氣孔及裂痕??估瓘姸?537 延伸率:40。

      ▲GMT-Nitride > 0.8 ~ 2.4mm HB~300 適用于氮化后模具修補。

      七、工作原理

      氬弧焊在主回路、輔助電源、驅動電路、保護電路等方面的工作原理是與手弧焊是相同的。在此不再多敘述,而著重介紹氬弧焊機所特有的控制功能及起弧電路功能。

      文章來源:百度

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