板厚 不锈钢
铝
mm
(A)
(A)
铜
焊接速度 钨极直径 气体流量 钨极与工件距离
(A)
cm/min
mm
L/min
mm
0.81.0
30-50
20-50
40-65
20-30
1-1.6
5-6
1-1.2
1.22.0
60-100
30-80
50-120
20-25
1.6-2
6-7
1.6-2.5
2.53.0
110-160 120-160 130-200
15-25
2-2.4
Байду номын сангаас7-8
2.5-3.5
4.04.5
170-220 170-240 220-300
15-20
2.4--3.2
8-9
4—5
5.06.0
200-250 200-320 300-370
15-20
3.2-4
10-12
5-6
8.010.0
240-300 300-380
350-430
10-12
3.2-4
搅拌摩擦焊工艺研究
2.3 填充焊丝的选择
TIG焊时，可采用填充焊丝或不填充的方法形成焊缝。 不填充焊丝法主要用于薄板焊接。
如厚度在3mm以下的不锈钢板， 可采用不留间隙的卷边对接，焊 接时不加填充焊丝，而且可实现 单面焊双面成形。
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择
l 焊接材料： 钨极直径；端部形状；保护气体； 焊丝牌号；焊丝规格。
焊接有裂纹倾向的合金时，不能采用高速焊接。
电极直径（mm）
0.5 1.0 1.6 2.4 3.2
交流 5～20 15～80 70～150 140～235 225～325
焊接电流（A）
直流正接
直流反接
5～20
15～80
70～150
10～20
150～250
15～30
250～400
25～40
搅拌摩擦焊工艺研究
喷嘴
电极夹套
焊矩本体
钨极
开口夹套
电极帽
10-12
6
﹥12 ﹥ 300 ﹥ 400 ﹥ 500
10-12
﹥ 4.8
12-15
6
搅拌摩擦焊工艺研究
2.4 焊接参数的选择
焊接电流增大，凹陷深度a1、背面焊缝余高e、
熔透深度s、焊缝宽度c增大； 而焊缝余高h减小 焊接电流太大，易引起焊缝咬边、焊漏等缺陷； 焊接电流太小，易形成未焊透。
搅拌摩擦焊工艺研究
②
①
③
④
搅拌摩擦焊工艺研究
焊矩
喷嘴
电极夹套
焊矩本体
钨极
开口夹套
电极帽
②
①
③
④
焊矩
开关
焊矩电 缆
开关插头
风冷式焊矩示意图
气管
搅拌摩擦焊工艺研究
1.1 TIG焊的原理
✓ TIG焊分为手工和自动两种；填丝焊和不填丝焊接；
焊接薄焊件时，一般不需开坡口和填充焊丝； 还可采用脉冲电流以防止烧穿焊件。 焊接厚大焊件时，填充焊丝在电弧前方添加，以 提高熔敷速度。
2.4 焊接参数的选择
电弧电压（弧长）增加，熔宽 c 增大；
弧压过高，电弧热量分散使热效率下降，电弧力 对熔池的作用减小，熔宽 c 和母材熔化面积均减小。 弧压过高，气体保护效果降低。
不加丝．弧长以控制在1~3mm， 加丝焊，弧长约3~6mm。
L ＝（1~1.5）δ，应尽量采用短弧进行焊接。
搅拌摩擦焊工艺研究
焊铝为什么要使用交流？
通常情况下，铝板或镁板表面有一层很明显的氧 化膜。即使工件金属熔化后，此膜也呈固体状浮 在表面上（既不熔化），为达到良好的焊接效果， 就需要清除此膜。
＋
钨极 氧化膜
2050℃
○＋ ○－ ○＋ ○－
－ ○＋ ○－
工件
660℃
TIG交流电源
正极性
t
0 反极性
钨极
○＋ ○－ ○＋ ○－ ○＋ ○－
搅拌摩擦焊工艺研究
2020/11/20
搅拌摩擦焊工艺研究
教学目标
识读储气罐的焊接施工图； 了解钨极氩弧的原理、工艺特点及应用范围； 合理选用钨极氩弧焊焊接材料； 合理制定钨极氩弧焊工艺并正确实施； 了解钨极氩弧焊新技术
搅拌摩擦焊工艺研究
项目工作描述
l 工作任务：钨极氩弧焊不锈钢管接头焊接
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阴极清理：在质量很大的氩正离 －
子的高速撞击下可清除铝、镁等 易氧化金属表面形成的氧化膜， 有阴极清理即 “ 清洁 ” 作用。
钨极
○＋ ○－ ○＋ ○－ ○＋ ○－
工件
搅拌摩擦焊工艺研究
1.4 TIG焊的电流种类和极性
电流种类
直流正接
－
直流
直流反接
＋
示意图
○＋ ○－ ○＋ ○－
＋ ○＋ ○－
○＋ ○－ ○＋ ○－
TIG焊：惰性气体保护，利用钨极与焊件间
产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（或不加 填充焊丝），形成焊缝。
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1.1 TIG焊的原理
配电箱
焊接电
流量
源
计
A
Panasonic
Pana-TIG WP 300
气管
冷却水
负极电缆
气瓶 焊枪
开关
焊接电流
正极电缆
遥控 盒 收弧搅电拌流摩擦焊工艺研究
工件
工件
搅拌摩擦焊工艺研究
焊铝为什么要使用交流？
清洁作用：TIG焊接工件为阴极时，阳离子（氩气
正离子）加速冲向工件，破坏并分解表面的氧化 膜，使氧化膜消失。这一作用是在氩气中进行的， 一旦被破坏消除后，此膜不会再生，即可得到漂 亮、光洁的铝等焊缝。
为了兼顾钨极和工件发热量的合理分配，对于铝、 镁等金属一般都采用同时具有直流正接和直流反
识读不锈钢管焊 接施工图；利用 课堂、网络、资 料室等学习储备 相关知识
计划决策
确定焊接材料； 编制焊接工艺； 交流讨论，完善 焊接工艺，并填 写工艺片
实施完善
掌握钨极氩弧焊 基本操作方法， 按照工艺实施焊 接，分析试件焊 接质量，完善焊 接工艺
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资讯
1 TIG焊的特点及应用
1.1 TIG焊的原理
1.1 TIG焊的原理
－ 高频发生器
TIG 焊接电源 （直流或交流）
填充焊丝
＋
钨极
熔点（3410℃）
开口夹套 喷嘴 氩气
电弧
工件
TIG焊工作原理
用非熔化钨极在氩气的保护下与工件间产生电弧，实施焊接。
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1.1 TIG焊的原理
✓ 保护气体： ✓ TIG焊一般采用氩气作保护气体；
在焊接厚板、高导热率或高熔点金属等情况下，
寿命长，抗污染能力强。引弧性能好，电弧稳 定。成本高，有微量放射性。
l 铈钨极:含有2%的氧化铈，引弧性能更好，电
弧稳定，热量集中，寿命长，电流密度比钍钨 高5%--8%，烧损率比钍钨低5%--50%，放射性 低，推荐使用。
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钨电极
焊接方法 直流TIG焊接
交流TIG焊接
电极材质 2%氧化钍钨（钍） 2%氧化铈钨（铈） 2%氧化镧钨（镧） 2%氧化钍钨（钍） 2%氧化铈钨（铈）
能量参数： 焊接电流；电弧电压；焊接速度； 保护效果：喷嘴孔径； 喷嘴至焊件之间的距
离；气体流量。 电源极性： 直流（正接，反接）；交流；脉冲。
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2.4 焊接参数的选择 TIG焊接参数的选择原则
材料种类 焊件厚度 焊接位置 结构特点
焊钨
喷
气
接极
嘴
体
电直
孔
流
流径
径
量
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2.4 焊接参数的选择
焊接速度减小，凹陷深度a1、熔透深度s、熔宽c增大。 焊接速度过快，气体保护效果降低，易产生未焊透、
气孔、夹渣和裂纹等。
焊接速度过慢，焊缝易产生焊穿和咬边。
自动高速焊时，为了扩大有效保护范围，可适当加大 喷嘴孔径和保护气流量。
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2.4 焊接参数的选择
提示：焊接铝及铝合金等高导热金属时，为了减少 变形，应采用较快的焊接速度。
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1.2 TIG焊的特点
✓ 热源和焊丝可分别控制，因而热输入量容易调节，特
别适合于薄件、超薄件的焊接； ✓ 可进行各种位置的焊接，易于实现机械化和自动化焊
接。 ✓ 焊接生产率低 钨极承载电流能力较差，过大的电流
会引起钨极熔化和蒸发，其颗粒可能进入熔池，造成夹 钨。
✓ 生产成本较高 由于惰性气体较贵，与其他焊接方法
－ ○＋ ○－
交流（对称的）
○＋ ○－ ○＋ ○－ ○＋ ○－
熔深特点
深、窄
电极热量分布 工件70% 钨极30%
钨极许用电流
最大
电弧引燃
容易，燃烧稳定
阴极清理作用
无
适用材料
除铝、镁外金属
浅、宽
中等
工件30% 钨极70%
工件50% 钨极50%
小
较大
困难
较易
有
有（工件为负时）
一般不采用
铝、镁、铝青铜等
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交流三种。其特点如下：
直流正极性的特点：
－
钨极
钨极发射电子，带走大量的逸出功，
○＋ ○－
钨极本身温度不高，烧损小，同样
○＋ ○－
＋ ○＋ ○－
直径钨极可使用较大电流，电弧稳