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2.1.2 鎢極惰性氣體保護電弧焊設備

(1)手工鎢極氬弧焊設備 其由焊接電源、供氣系統(tǒng)及供水系統(tǒng)組成。焊接電源中包括焊槍、引弧及穩(wěn)弧裝置、程序控制面板及遙控器。供氣系統(tǒng)包括保護氣體的氣瓶(也可管道集中供氣)、減壓閥、流量計、電磁氣閥。供水系統(tǒng)包括冷卻水泵、水壓開關(guān)。手工鎢極氬弧焊設備組成如圖2-4所示。

(2)自動鎢極氬弧焊設備 其比手工TIG焊設備多了焊槍移動裝置。如果需要填充焊絲,則還包括一個送絲機構(gòu),通常將焊槍和送絲機構(gòu)共同安裝在一臺可行走的焊接小車上。由圖2-5可知焊槍與焊絲在焊接小車上相互的位置。專用TIG焊機機頭是根據(jù)用途和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而設計的,如管-板孔口環(huán)縫自動TIG焊機、管子對接內(nèi)環(huán)縫或外環(huán)縫自動TIG焊等。在自動化快速發(fā)展過程中,也可采用弧焊機器人進行TIG焊,從而實現(xiàn)柔性自動化程度更高的焊接。

圖2-4 手工鎢極氬弧焊設備組成

1—工件電纜(地線) 2—工件 3—焊絲 4—焊槍 5—供水系統(tǒng) 6—出水管 7—焊槍電纜 8—氣瓶 9—焊槍氣管 10—開關(guān)線 11—供氣管 12—焊接電源及控制系統(tǒng)

圖2-5 自動鎢極氬弧焊設備頭部結(jié)構(gòu)

1—鎢極 2—焊槍頭 3—氣管 4—固定裝置 5—送絲管 6—送絲槍 7—焊絲 8—電弧

(3)焊槍

1)TIG焊槍的作用與要求。焊槍的作用是夾持鎢極、傳導焊接電流及輸送并噴出保護氣體。它應滿足:①噴出的保護氣體具有良好的流動狀態(tài)和一定的挺度,以獲得可靠的保護;②槍體有良好的氣密性和水密性(用水冷時),傳導電流的零件有良好的導電性;③槍體能被充分冷卻,以保證持久的工作;④噴嘴與鎢極之間有良好的絕緣,以免噴嘴和工件不慎接觸而發(fā)生短路、打弧;⑤質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊,可達性好,裝拆維修方便。

2)TIG焊槍的類型和結(jié)構(gòu)。焊槍分為氣冷式和水冷式兩種,氣冷式焊槍用于小電流(一般≤150A)焊接,其冷卻作用主要由保護氣體的流動來完成,其質(zhì)量小、尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、價格比較便宜;水冷式焊槍用于大電流(一般≥150A)焊接,其冷卻作用主要通過流過焊槍內(nèi)部導電部分的焊接電纜的循環(huán)水來實現(xiàn),結(jié)構(gòu)比較復雜,比氣冷式重且貴。使用時兩種焊槍均應注意避免超載工作,以延長焊槍壽命。圖2-6所示為手工TIG焊用的典型水冷式焊槍。自動TIG焊用的是水冷、筆式焊槍,可在大電流條件下連續(xù)工作,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與手持式TIG焊焊槍相似。當必須在非常局限的位置上焊接時,可自行設計專用焊槍。焊槍型號及規(guī)格見表2-1。

圖2-6 手工TIG焊用典型水冷式焊槍

1—鎢電極 2—陶瓷噴嘴 3—導氣套管 4—電極夾頭 5—槍體 6—電極帽 7—進氣管 8—冷卻水管 9—控制開關(guān) 10—焊槍手柄

表2-1 焊槍型號及規(guī)格

(續(xù))

(4)噴嘴 噴嘴的形狀及尺寸對氣流的保護性能影響很大。當噴嘴出口處獲得較厚的層流層時,保護效果良好。因此,有時在氣流通道中加設多層銅絲網(wǎng)或多孔隔板(稱氣篩)來限制氣體橫向運動,有利于形成層流。在噴嘴的下部為圓柱形通道,通道越長保護效果越好;通道直徑越大,雖然保護范圍越寬,但可達性變差,且影響視線。如果以“mm”為單位,通常圓柱通道的直徑Dn、長度L0和鎢極直徑dw之間的關(guān)系為

Dn=(2.5~3.5)dw

L0=(1.4~1.6)Dn+(7~9)

試驗證明,雖然圓柱形噴嘴保護效果最好,收斂形噴嘴(其內(nèi)徑向出口方向逐漸減小)次之,但收斂形噴嘴的電弧可見度好,便于操作,應用較普遍。噴嘴內(nèi)表面要保持清潔,若噴孔內(nèi)壁沾有其他物質(zhì),將會干擾保護氣柱或在氣柱中產(chǎn)生紊流,從而影響保護效果。

實用的噴嘴材料有陶瓷、純銅和石英3種。雖然高溫陶瓷噴嘴既絕緣又耐熱,應用廣泛,但焊接電流一般不能超過300A;純銅噴嘴使用電流可達500A,需用絕緣套將其與導電部分進行隔離;石英噴嘴透明,雖然焊接可見度好,但價格較高。目前常用的主要是陶瓷材質(zhì)的外罩。另外,還有部分透明外罩,這類外罩材料采用高溫塑料,雖然避免了價格較高的石英材料,但耐高溫效果不理想,消耗較大,TIG焊各類噴嘴如圖2-7所示。

圖2-7 TIG焊各類噴嘴

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