鎢極氬弧焊的名稱解釋

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1、鎢極氬弧焊的名稱解釋鎢極氬弧焊時常被稱為 TIG 焊，是一種在非消耗性電極和工作物之間產生熱量的電弧焊接方式；電極棒、溶池、電弧和工作物臨近受熱區域都是由氣體狀態的保護隔絕大氣混入，此保護是由氣體或混合氣體流供應，通常是惰性氣體，必須是能提供全保護，因為甚至很微量的空氣混入也會污染焊道。一 適用性鎢極氬弧焊，以人工或自動操作都適宜，且能用于持續焊接、間續焊接（有時稱為跳焊）和點焊，因為其電極棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金屬而僅熔合母材金屬做焊接，然而對于個別的接頭，依其需要也許需使用熔填金屬。鎢極氬弧焊是一種全姿勢位置焊接方式，且特別適于薄板的焊接經常可薄至 0.005 英寸。（一）焊接的

2、金屬鎢極氬弧焊的特性使其能使用于大多數的金屬和合金的焊接，可用鎢極氬弧焊焊接的金屬包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、耐熱合金、難熔金屬、鋁合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鎳合金、鈦合金和鋯合金等等。鉛和鋅很難用鎢極氬弧焊方式焊接，這些金屬的低熔點使焊接控制極端的困難，鋅在 1663F 汽化，而此溫度仍比電弧溫度低很多，且由于鋅的揮發而使焊道不良，表面鍍鉛、錫、鋅、鎘或鋁的鋼和其它在較高溫度熔化的金屬，可用電弧焊接，但需特殊的程序。在鍍層的金屬中的焊道由于“交互合金”的結果。很可能具有低的機械性質為防止在鍍層的金屬焊接中產生交互合金作用，必須將要焊接的區域的表面鍍層移除，焊接后在修補。（一）母材金屬厚度鎢

3、極氬弧焊能應用于廣泛厚度范圍的金屬焊接，此方式非常適合于焊接 3mm 厚以下物件，因為其電弧產生強烈的、集中熱量，而產生高焊接速度，使用熔填金屬能做多道焊接。雖然 6.25mm 以上的厚度的母材金屬，通常使用其他焊接方式。但是，需高品質的厚焊件有使用鎢極氬弧焊做多層焊接。例如在 8m 直徑的火箭發動器，15mm 厚的外殼制造中，以鎢極氬弧焊使用填充金屬做縱向和圓周多道焊接，雖然對此厚的金屬而言，此焊接方式較慢，但因為焊道的高品質要求，故而使用 TIG 焊接。鎢極氬弧焊可成功的焊接多種“箔厚度”的合金，薄板焊接需要精密的裝置固定，對于箔厚度的金屬。需使用機械或自動焊接，“高溫電離子電弧焊接”經常

4、被記為是鎢極氬弧焊的一種變化，對于焊接薄板具有更多的優點。（二）工作物形狀防止使用自動方法的復雜形狀處需使用手操作焊接。手操作是使用于需要短的焊道的不規則的形狀物件上焊接，或需要在難以達到的（不易接近的）區域的焊接，手操作也適合全姿勢焊接。自動設備能使用曲線的和直線的表面焊接。例如波狀鈦極兩端對組成件的特殊正弦波焊接，對于此正弦波式的焊接，設計一機械式的導向單元跟隨金屬模板以引導焊槍。例如此焊接的人工操作，其控制極端的困難。二 TIG 的基礎因為在鎢極氬弧焊中，其熱量是在極棒和工作物之間產生，而將工作物邊緣熔化且當焊道熔池凝固時必須清潔，接合在一起。為了能以鎢極氬弧焊得到良好的品質的焊道，基本

5、上必須將要焊接的所有 表面和臨近的區域清潔干凈，如果使用熔填金屬也必須清潔。另一基本要求是要焊接的組成件的組合，必須牢固的保持在正確的相關的位置上，當組合方式是高要求，且工作物薄，形狀復雜。不使用熔填金屬焊接或使用自動焊接時，需使用的裝置具。（一）起弧通常使用“起弧”的方法是引起電子發射和氣體離子化開始的方式；可經由能化的電極棒接觸工作物且快速抽回到其所需的電弧長度，或使用導弧，或使用在電極棒和工作物之間產生高頻火花的輔助裝置引弧，而得到此放射和離子的能量；電極棒從工作物上做機械式的抽回方式只能用于直流電焊機的機械化的焊接，然而，導弧起動方式，可用于手操作和機械化焊接，但是也只限于直流電焊機，

6、高頻火花起弧方式可應用于交流或直流電焊機的手操作焊接，許多電焊機都有產生高頻火花的裝置作起弧和穩定電弧。（二）電極棒和熔填金屬位置在手操作鎢極氬弧焊中的電極棒和熔填金屬位置表示于圖 1 中，一旦引弧既保持焊槍使電極棒位于離工作物表面約 75o 角度處，且指向焊接的方向，開始焊接時，電弧通常以打圓圈的方式移動直到足夠的目材金屬熔化以生產適宜大小的熔池（見圖 1a）。當達到適當的熔合時，將焊槍沿著焊接物接頭的相鄰邊緣逐漸的移動。如此漸漸的熔接工作物，當熔填金屬是以手操作添加時經常是保持在距工作物表面約 15o 的角度，且緩慢的進入熔池中（見圖 1c），必須小心的送入熔填金屬以避免擾亂氣體保護或接觸

7、電極棒，且因熔填條端部氧化或電極棒的污染。熔填金屬條可持續的加入或反復的“侵入”與“抽出”。熔填金屬能以保持熔填條與焊道成線狀排列的方式持續加入（時常使用以 V 形接頭的多焊道接中）或者以熔填條和焊槍左右擺動的方式將熔填條送入熔池（時常使用以表面加層的一種方式）。停止焊接時，將熔填金屬從熔池中抽回，但暫時的保持在氣體保護下。以防止熔填金屬氧化，然后在熄弧之前移動焊槍至熔池的前方邊緣，將焊槍提升到剛好足以熄弧但又不足以引起熔坑和電極棒污染的高度而斷弧，最佳的操作是以腳踏控制方式逐漸的減少電流而不需提升焊槍。（三）電弧長度在許多的全自動鎢極氬弧焊接應用中,使用的電弧長度約等于 3/2倍的電極棒直徑

8、,但可依特定的應用而變化，也可依焊工所喜用的選擇而定，然而，電弧長度越長，擴散到周圍大氣中的熱量越高，而且，長的電弧通常會妨礙（至某一程度）焊接的穩定進行，有一例外是在管路中之“插承接頭”，以官軸在垂直位置的焊接中，長的電弧可比短的電弧產生較平滑外形的填角焊接。（四）手工和自動的操作在手工的和全自動的鎢極氬弧焊之間有一個區別，即是：手工焊接是以“焊工”做之，全自動焊接是以“操作者”做之；例如腳踏控制焊接電流和轉換開關的手工焊接的改良方式都是趨向自動焊接的初步發展；使用持握和帶動焊槍以定速或按照計劃的速度移動，且能自動調整電弧電（電 弧長度），自動開關和停止之設備，既構成全自動焊接。（五）焊工技

9、術操作人員的選擇和訓練主要是取決于使用的設備之“自動程度”，因為鎢極氬弧焊是最經常使用于接合金屬片的配件，且因為在其應用中，焊工能很容易的處理相當輕小的組成件，故而焊工經常需花費其部分的時間作清潔，組合裝置固定和虛焊等操作處理，而且除了需要高度的手工技巧，耐心的訓練以得到良好品質的焊道以外，有時焊工具有機械的技術，將要焊的組合件作適當的組合和裝置固定。特定焊接技術的需要會隨著由一種焊接方式改為另一種焊接方式而變化，例如一位精以手工操作氣保焊接的焊工，需外加訓練才能有資格做鎢極氬弧焊，另外，在某些應用中需特別的技術，例如消耗性背墊環的安置和焊接和修補焊接等。（六）檢驗鎢極氬弧焊的檢驗包括所有的非

10、破壞性方式，從金屬片形焊物的表面檢驗至較厚焊接物的放射線(X 光)和超聲波方式檢驗,以檢查表面以下（內部）較可能發生的缺陷。三 焊接電流在任何焊接操作的控制中“電流”是最重要的操作條件，因為其與滲透的深度，焊接速度，焊著速度和焊道的品質皆有關；基本上，有三種焊接電流可供選擇：（a）直流正極性，（b）直流反極性（c）交流（d）。在此三種電流上附加高頻電流，可得到某些所需的效應表 1 中列出各種不同的金屬焊接的電流型試選擇說明。（一）直流正極性為鎢極氬弧焊使用最廣泛的電流型式，幾乎所有的一般可焊接之金屬和合金中都能產生良好的焊道；在以 dcsp（直流正極性）的焊接中，電極棒是負極，工作物金屬是正極

11、，因此電子流是由電極棒流向工作物金屬。因為在所有直流電弧中 70%的熱量是在電弧的正極或陽極端部產 生，對于給予尺寸的 電極棒，可承受正極性電流較多，而可承受的反極性電流較少，相同的，如果對于特定尺寸的電極棒，需要有最熱的電弧時，dcsp 是必須使用的電流型式。正極性直流電流可產生深的窄的焊道，且“滲透”優于其他兩種電流所提供的，然而窄的焊道和較深的滲透使在此 dcsp 焊接薄金屬物時引起困難；與 dcrp 或 ac 不同的是：dcsp 不能移鋁、鎂或鈹銅上的表面氧化物，但是鋁若以 dcsp 焊接，需使用特殊化的焊接方式加上焊接前之機械的或化學的清潔使用 dcsp 焊接比高頻穩定化交流電弧焊接

12、時需要教多的技術，主要是因為 dcsp 在引弧時沒有高頻導引放電，因此可在標準的機器上加上特別的裝置而將高頻電流附加于 dcsp 上。（二）直流反極性在于 dcrp（直流反極性）的焊接中，電極棒是連接電焊機正極端，且工作物金屬接負極端。因此電子流從工作物流向電極棒；而在電極棒中產生熱量，在工作物中產生低熱量；在相同的安培和電弧長度下，dcrp電弧的電壓稍高 dcsp 電弧，因此 dcrp 電弧具有較多的總能量。反極性直流電是三種電流型式中最少使用的，因為其產生平坦的，寬的且滲透淺的焊道，以 dcrp 焊接，需要高的技術，因為以相同低的焊接電流值需使用大尺寸的電極棒。故而通常不使 用，反極性直流

13、電流具有“最冷的”有效電弧，但是能提供從工作物表面移氧化物之優越特性。以 dcrp 焊接鋁是特別的困難，因為熔池很容易被吸引至電極棒的尖端，而電極棒與鋁接觸時受污染變體，然而 dcrp 可有效的使用于接合薄的鋁片（0.6mm），另一方面鎂受到 dcrp 固有的電弧作用所排棄且因而沒有污染問題，dcrp 可使用于焊接厚至 3mm 的鎂金屬。（三）以 dcrp 移除氧化物有數種理論解釋為何反極性直流電流能從某些母材金屬表面移除氧化物的清潔作用但是，一般被接受的解釋如下：當電極性為正極時，氬氣或氦氣的離子是向母材金屬表面進行，在環繞惰性氣體霧圈上，帶電的氣體陽離子產生通過電弧的作用，氣體離子具有相當

14、的質量，且因而在向金屬表急行的同時，獲得大量的動能，當這些離子與金屬表面碰撞時，如有噴紗的方式，撕掉氧化物的粒子而清潔之，此粒子在金屬母材上產生熱量比在電弧陽極端產生的熱量較少，結果滲透的量較輕微，如果電極棒為負極且工作物為正極，則離子向電極棒行進而在工作物金屬上無清潔作用且電子“轟炸”欲焊接金屬，因此使工作物金屬產生相當的熱量和滲透。例如不銹鋼，碳鋼和銅的金屬，不會形成對鎢極氬弧焊明顯影響氧化層，（四）焊接機的極性判斷在自動鎢極氬弧焊中，會有以錯誤極性開始焊接操作的危險，這些因為重復操作使然，但是在手操作焊接中，只會偶然的被改變焊接機端頭的連接而顛倒極性，最好在開始焊接之前，先試驗極性，可避

15、免電極性可能損壞（如果的反極性電流施加在小的電極棒上時，會發生損壞）。使用手工焊條電弧焊接的手把線接于線路上，試驗極性，以反極性，全位置手工焊條電弧焊焊條起弧（E6010 級），如果極性是正的、則電弧具強烈且有力的嘶嘶聲；真正反極性 E6010 的電弧不會具有力的劈啪聲（五）交流電流可說為一系列的 dcsp 和 dcrp 之交互脈動，且每秒鐘轉換電流方向120 次，交流電中，每一周期之間，電壓由最大的正值變化至最大的負值，且每發生一次變化，電弧即熄減一次；在惰性 中焊接時，傳統的電弧焊接變壓器無法產生高至足以在電弧熄滅減后確實的在建立電弧的電壓，相同的，除非使用具有足夠的固有電壓之變壓器，否則

16、必須附加高頻電流于電弧上，以便在每半周期上能再建立焊接電弧。交流電能提供良好的滲透，且使表面氧化物減少（或還原）；ac 的鎢極氬弧焊產生的焊道比 dcsp 焊道較寬且較淺，但是比 dcrp 焊道較窄且較深，且其焊道加強部比 dcsp 或 dcrp 的焊道加強部較大，因此交流電較適合鋁，鎂和鈹銅焊接。（六）交流電中整流作用的預防由于電壓的正和負半周期跨過交流電弧期間產生不等的電流阻力，而引起不平衡的電流正弦波，產生整流作用上升現象，因其在 ac 弧中會產生直流電壓部分，高至足以引起電弧飄動和不穩定。鎢極氬弧焊使用較老式的變壓器，較可能發生整流作用，因為沒有新式的平衡波形組件.因為電極棒和焊接金屬

17、放射不等量的電子而發生整流作用。其受到電極棒端和工作物端電弧的電流密度的影響（電流密度控制兩者的溫度），也受到電弧長度和使用的保護氣體至某一程度的影響，整流作用會產生高至 12V 的直流電壓部分在鋁的焊接中，當直流部分高時，熔融鋁的光亮熔池會變暗且產生氧化膜，其程度與直流部分之大小成正比?？墒褂闷胶獠ㄐ巫儔浩飨髯饔煤推溆泻Φ男?，此組件加入一電容器串聯于焊接電路中此電容器的電容量容許交流的焊接電流有效的流過，但阻止部分流通，這些組件通常被設計為具有 100-150 伏特范圍的開路電壓，需高頻電流起弧，且很廣泛的被使用于焊接鋁合金和鎂合金。（七）脈動電流焊接脈動電流的鎢極氬弧焊，是以高的電

18、流上升與衰退速率和高的重復脈動速率操作，很廣泛的使用精密配件的接合，具較緩慢的電流脈動速率之脈動電流是使用于機械化的管件焊接和其他的機械化焊接應用。目前以發展出能容許自動精確控制脈動 TIG 的弧電壓的電路，這些電路使用的弧電壓是由高的脈動電流和在周期的殘部期間鎖住控制而產生，在修改形的脈動電流電焊機中，下列的函數也許是個別獨立開始部份。脈動電流的鎢極氬弧焊的優點如下：1 焊道的“深度對寬度”之比例增加：使用短持續時間的高電流焊接脈和小的、純的釷鎢電極棒，在不銹鋼焊接中，發生的電弧力會產生2：1 的深度對寬度比例之焊道。2 消除“墜陷”高電流，短持續時間脈即可“熔透”根部焊道或薄的工作物金屬且熔池變大至足以下墜之前凝固。3 熱影響區減至最小：經由高脈的高度和持續時間，與低脈的高度和持續時間的適當比例，可將熱影響區減至最小，有時設定低脈高度為零，同時保持高電流脈之間有限制的間隔。4 在熔池中攪拌：電流的高脈產生的電弧和電磁力比定電流焊接產生的大很多，這些高的力量產生熔池的攪動而減少，接頭底部可能發生 的針孔和不完全熔合，脈動在使用于低電流焊接時產生堅實僵硬的電弧，消除低電流的定電流電弧會發生的電弧散漫不穩定現象。