2021年2月19日 星期五

電弧銲TIG氬銲接

 

電弧銲TIG氬銲接

TIG 銲接的原理
    TIG Tungsten Inert Gas Arc Welding 銲接法之原理, 如圖 10-31) 係利用非消耗 鎢電極與母材間產生電弧, 然後在溶池周圍罩以惰性保護氣體, 依接合的需要使用或不使用銲條的銲接法, 此種銲接法, 依據美國銲接協會正式名稱為「氣體鎢極電弧銲接」; 又由於使用的惰性保護氣體以氬氣居多, 因此國人常稱為「氬銲」
   
 
  圖 10-31氬銲原理

TIG 的銲接設備及使用方法
TIG 的銲接設備( 如圖 10-33) 包括 TIG 電源機、冷卻系統、惰  性氣體、氣體流量調節器、銲槍及鎢極棒等六大部份如下:

1.電源機TIG 電源機, 通常為定電流之交流電兩用型銲      機,依電源輸出方式, 可分為 SCR2 電子式控制及變頻  式 Cinverter Controlled 制二種 如圖 10-34~34-2 其中 TIG 變頻式銲機, 最大特點為小型輕量化, 其體積及重量僅除傳統控制 1/4, 而且起弧性及安定性亦改善很多。現階段的 TIG 銲接電源幾乎具備以下功能:
  (1)  銲接方法: 交直流手工電弧銲接、直流 TIG 電弧點銲。
  (2)  電弧控制脈波機:    無脈波、低脈週波及中週脈波三種。
   (3) 電源入力與控制:單向/三相共用, 起弧電流、收尾電流、電流緩昇及電流緩降之控制機能完全具備。


 圖 10-33

  
圖 10-34-1 SCR 電子式                      圖 10-34-2 變頻式

2.高週波發生器
  TIG 電銲機必須裝置「高週波發生器」, 主要功能是輔助起   弧及維持電弧不致中斷熄滅。因為高頻率的週波具有跳躍的   特性, 故可輔助 TIG 銲接時, 鎢棒尖端不須碰觸母材而起    弧。在電機正面控制盤上高週波三用選擇紐, 說明如下:
(1)連續(Continuous):用於交流電的全部銲接過程中, 包刮起弧及高週波的連續不斷。(適用於銲鋁、鎂等金屬)
(2)開始(Starting):用於直流電輔助起弧, 當起弧成功後立刻     中斷。(適用於銲接碳鋼、不銹鋼等金屬)            
(3)停止(off):用於普通電銲而不需高週波輔助起弧。

3.冷卻系統
使用大電流或連續銲接時, 必須採用水冷式使銲鎗冷卻, 同時也冷卻銲鎗的電力線,以免過熱燒毀。一般係將自來水管接入銲機, 由銲機中的電磁閥控制水流及停留, 施銲時冷水流經銲炬冷卻後自然放流。

4.惰性氣體
        TIG 主要的屏蔽氣體有氬氣(Ar)及氦氣(He)或混合氣體  (如圖10-36), 兩者都以鋼瓶盛裝, 配合流量錶調整所需要    氣體的流量。當電流接通時,電磁閥開啟使氣體流出;電流  切斷時電磁閥自動關閉氣流。其主要是保護銲弧、紅熱的鎢  電 極棒以及熔池, 使其不與外界的空氣接觸而氧化; 同  時,屏蔽氣體於銲接電離化後有穩定銲弧的作用。


圖10-35氬氣、氦氣瓶
5.氣體流量調節器
氣體流量調節器(如圖 10-36)主要在調整足夠保護鎢極與熔池的惰性氣體, 通常與鋼瓶氣體壓力錶相連一體(如圖 10-36)流量錶本身唯一玻璃管, 管上劃有刻度, 其中有一鋼珠, 當流量錶打開時鋼珠及往上跳, 只是輸出氣體流量的高低(單位ℓ/min f𝑡3/hr, 須注視刻度管內小圓球頂端邊緣的刻度為準)。調節流量利用左方的旋轉鈕操縱之。

圖 10-36


6.銲鎗
         銲鎗主要在夾持鎢棒輸送電流與氣體至施銲處的裝置,
依冷卻方式可分為水冷及空冷兩種,(如圖 10-37)




   圖 10-37 銲鎗零件及銲條






7.鎢電極棒
T(Tungsten)鎢電極棒, 融融溫度是 3410 ゚ C, 沸點高達 5925 ゚C, 高溫銲弧中鎢電極不熔化, 但在實際上銲接過程中仍有少量受電弧高熱蒸發而熔耗, 鎢電極棒有純鎢電極棒及合金鎢電極兩類, 常用的電極有四種:(1)純鎢棒(2)鎢鋯合金(3)鎢釷合金(4)鎢鈰合金。其他如鑭鎢合金及稀土與鎢合金, 較不常用。(如表圖 10-38)

鎢棒種類
合金成份
尾端顏色
電流極性
銲接金屬
鎢棒適用形狀
純鎢棒
鎢(W)100%
綠色
AC
鋁/鎂
圓頭
釷鎢合金
釷(Th)1%
黃色
DC
碳鋼/不銹鋼
尖頭
釷鎢合金
釷(Th)2%
紅色
DC
碳鋼/不銹鋼
尖頭
鋯鎢合金
鋯(Zr)4%
棕色
AC
鋁/鎂
圓頭
鋯鎢合金
鋯(Zr)8%
白色
AC
鋁/鎂
圓頭
鈰鎢合金
鈰(Ce)2%
灰色
AC&DC
鋁/鎂/碳鋼/不銹鋼
圓頭/尖頭
鈰鎢合金
鈰(Ce)1%
粉紅色
AC&DC
鋁/鎂/碳鋼/不銹鋼
圓頭/尖頭
鑭鎢合金
鈰(La)1%
黑色
AC&DC
鋁/鎂/碳鋼/不銹鋼
圓頭/尖頭
鑭鎢合金
鈰(La)0.8%
白色
AC&DC
鋁/鎂/碳鋼/不銹鋼
圓頭/尖頭
鑭鎢合金
鈰(La)2%
藍色
AC&DC
鋁/鎂/碳鋼/不銹鋼
圓頭/尖頭
鑭鎢合金
鈰(La)1.5%
金色
AC&DC
鋁/鎂/碳鋼/不銹鋼
圓頭/尖頭


表 10-38
圖 10-38



四、使用鎢棒須知
1.選用鎢電極時, 須視電流極性、母材的種    類及板厚而定;(如表 10-39)所示為鎢電極    製造場所建議選用之條件。
2.鎢棒須配合銲接電流(AC 或 DC)的不同, 尖端的加工形 狀 (如圖 10-40)。磨削鎢棒      應順縱常方向研磨, 不可沿圓周方向研磨, 易造成同心研磨痕跡, 易汙染銲道。(如     圖 10- 41)
3.應配合鎢棒直徑大小, 選用適當的夾頭及噴嘴, 約為鎢棒直徑的三倍內, 否則影響操作。
4.交流銲接使鎢棒末端變成半球體,半球體的直徑不可超過鎢棒的直徑的 1~11/2倍, 否則有斷落的危險, 半球體應保持平滑光亮, 如果不亮則表示使用電流過大; 如果是藍色到淺紅色甚至變黑, 則表示氣體後流時間不夠, 原則上每 10 安培的電流, 後流時間要 1 秒鐘, 如此才能保護鎢棒再降低到氧化溫度以前不被氧化。
5.鎢棒受到熔池或銲條的汙染, 若情況不嚴重的話, 可在另一塊廢鐵板起弧, 令銲弧維持一段時間使沾染之金屬蒸發, 如果此法不通, 則須截斷汙染部位, 重新磨尖。

不銹鋼板銲接條件
板厚
(mm)
鎢極棒直徑
(mm)
銲條直徑
(mm)
銲接電流
(A)
氬氣流量
(l/min)
銲接速度
(mm/min)
0.6
1.0~1.6
0~1.6
20~40
4
450~500
1.0
1.0~1.6
0~1.6
30~60
4
400~450
1.6
1.6~2.3
0~1.6
60~90
4
350~400
2.3
1.6~2.6
1.6~2.6
80~120
4
300~350
3.2
2.3~3.2
2.3~3.2
110~150
5
300~350
4.0
2.3~3.2
2.6~4.0
130~180
5
250
鋁板銲接條件
板厚
(mm)
鎢極棒直徑
(mm)
銲條直徑
(mm)
銲接電流
(A)
氬氣流量
(l/min)
銲接速度
(mm/min)
1.0
1.0~1.6
0~1.6
50~60
6
300~400
1.6
1.0~2.3
0~1.6
60~90
6
250~300
2.3
1.6~2.3
1.6~2.3
80~110
6~7
250~300
3.2
2.3~2.6
2.3~3.2
100~140
7
250~300
4.0
3.2~4.0
2.6~4.0
140~180
7~8
230~280





               
                                                      圖 10-41 鎢棒研磨方向


6.鎢棒受污染的原因
 (1) 鎢棒與熔池或填充金屬材料接觸。(如圖 10-42)
 (2) 屏障氣體流量不足或氣體管頭鬆脫。
 (3) 氣體流量過大或磁杯噴嘴破裂、污染造成亂流,把外界 空氣吸入銲弧中。

圖 10-42

 五、TIG 基本操作方法
1.準備工作
 (1)檢查銲接設備之所有接頭是否牢固。
 (2)依母材選用適當電源(:交流;不銹鋼、碳鋼、:直流正極)
 (3)選擇適當電極直徑和尖端形狀,且匹配適宜的噴嘴。
 (4)調整鎢極電極伸出的長度, (如圖 10-43)
    (5)檢查冷卻系統及調整適當氣體流量及後流時間。




    (6)調整適當銲接電流。






圖 10-43

2.引弧
(1)將噴嘴前端清靠母材表面使銲鎗穩定, 鎢棒尖端距母材 表面約2mm(如圖 10-44)
(2)按下銲鎗開關, 在母材的銲接始點附近產生電弧(注意鎢棒尖端不可觸及母材起弧,     初學者尤應注意)














圖10-44
(3)保持適當電弧長度, 調整銲鎗角度約 60~80 並至銲接始點準形成熔        池,(如圖 10-44c)

3.銲條與銲鎗之角度及操作
    (1)因弧成功後, 因母材溫度仍低, 須作短暫停留直到熔池形成為止(如圖 10-45)
    (2)平銲時, 銲鎗與銲條之角度,(如圖 10-46)
    (3) TIG 基本走銲時, 銲鎗與銲條之配合操作法,(如圖 10-47)

              圖10-45                                                                    圖10-46


圖47-1


 
 
 
資料來源:  http://hcvssmw.blogspot.com/p/tig.html

沒有留言: