氩弧焊技术入门与提高

第1章氩弧焊基础知识1

1 1氩弧焊概述2

1 1 1GTAW电弧的结构与特性2

1 1 2氩弧的形成5

1 1 3气体的电离现象8

1 1 4气体的保护作用9

1 1 5电弧的刚度12

1 2GTAW焊的特点13

1 3GTAW焊的电源种类与极性14

1 4手工钨极氩弧焊的基本操作方法16

1 5熔化极氩弧焊熔滴过渡特性18

1 6手工钨极氩弧焊的工艺参数及操作过程19

1 6 1电极19

1 6 2喷嘴20

1 6 3焊接速度21

1 6 4接头形式与焊件结构21

1 7电弧产生偏吹及稳定措施21

第2章氩弧焊设备23

2 1钨极氩弧焊设备的分类及特点24

2 1 1钨极氩弧焊设备的组成24

2 1 2钨极氩弧焊设备的特点24

2 2氩弧焊电源26

2 2 1交流钨极氩弧焊机26

2 2 2直流钨极氩弧焊机30

2 2 3逆变式直流氩弧焊机35

2 2 4脉冲钨极氩弧焊机39

2 3手工钨极氩弧焊枪42

2 3 1焊枪的作用与要求42

2 3 2焊枪的分类与结构42

2 4供气系统44

2 4 1氩气瓶44

2 4 2减压器44

2 4 3气体流量计45

2 4 4电磁气阀45

2 5水冷系统及送丝机构45

2 5 1水冷系统45

2 5 2送丝机构46

2 6特殊保护装置46

2 6 1平板对接的正面保护46

2 6 2平板对接的背面保护47

2 6 3小直径管子对接的保护48

第3章氩弧焊填充焊丝49

3 1氩弧焊用焊丝一般知识50

3 1 1焊丝的分类51

3 1 2焊丝的选用原则52

3 2碳钢和低合金钢焊丝52

3 2 1实心焊丝牌号53

3 2 2药芯焊丝牌号53

3 2 3焊丝的型号53

3 3不锈钢焊丝59

3 3 1不锈钢实心焊丝59

3 3 2不锈钢药芯焊丝61

3 4有色金属焊丝62

3 4 1铝及铝合金焊丝62

3 4 2钛及钛合金焊丝63

3 4 3镍及镍合金焊丝65

3 4 4铜及铜合金焊丝65

3 4 5镁焊丝67

3 5熔化衬垫67

3 6焊丝使用注意事项68

第4章钨极和保护气体71

4 1钨极72

4 1 1钨极的型号及特点72

4 1 2钨极的许用电流和电弧电压74

4 1 3钨极的形状及制备75

4 1 4钨极的选用77

4 2保护气体78

4 2 1氩气78

4 2 2氦气79

4 2 3混合气体80

第5章焊接坡口、焊前清理及气体保护83

5 1焊接坡口84

5 1 1对接接头坡口84

5 1 2T形接头及坡口 85

5 1 3角接接头及坡口86

5 2焊前清理86

5 2 1机械清理法86

5 2 2化学清理法87

5 3气体保护91

第6章焊接工艺参数的选择95

6 1焊接条件96

6 2焊丝直径97

6 3钨极直径和端头形状98

6 4焊接电流99

6 5喷嘴直径100

6 6气体流量101

6 7焊接速度102

6 8预热和层间温度102

6 9焊接顺序103

6 10喷嘴至工件距离和电弧长度103

6 11 钨极伸出长度104

第7章基本操作技术入门105

7 1引弧106

7 1 1接触短路引弧106

7 1 2高频高压引弧106

7 1 3高压脉冲引弧107

7 2手工GTAW的焊炬握持方法108

7 3手工GTAW的焊丝握持方法108

7 4手工GTAW的焊丝送进方式109

7 4 1连续送丝109

7 4 2断续送丝110

7 4 3通用送丝110

7 4 4焊丝紧贴坡口或钝边填丝法111

7 4 5送丝操作的注意事项111

7 5焊炬的移动方法112

7 5 1左焊法113

7 5 2右焊法113

7 5 3焊炬的运动形式113

7 5 4摇把焊（跳弧法）115

7 6焊丝的填充位置116

7 6 1外填丝法116

7 6 2内填丝法117

7 6 3依丝法118

7 6 4焊丝的续进手法119

7 6 5双面同时焊接法120

7 7接头和收弧121

7 7 1接头121

7 7 2收弧122

第8章手工GTAW入门操作技能123

8 1平敷焊124

8 1 1在不锈钢板上的平敷焊124

8 1 2在铝板上的平敷焊126

8 2平对接焊128

8 3平角焊130

8 4焊缝接头133

8 5各种位置焊接操作要领134

8 5 1平焊（1G）操作要领135

8 5 2横焊（2G和2R）操作要领136

8 5 3立焊（3G）操作要领137

8 5 4仰焊（4G）操作要领138

8 5 5管子水平固定和45°固定焊（5G和6G）操作要领138

8 6GTAW打底焊技术140

8 6 1操作方法140

8 6 2打底焊工艺142

8 6 3打底焊注意事项144

8 7常见焊接缺陷及预防147

第9章常用金属材料的GTAW焊153

9 1碳钢154

9 1 1低碳钢板对接焊的操作要点154

9 1 2焊接操作工艺155

9 1 3焊接156

9 2低合金钢158

9 2 1低合金高强度钢的焊接159

9 2 2低合金耐蚀钢的焊接160

9 2 3低温钢的焊接162

9 3珠光体耐热钢168

9 3 1对耐热钢的要求168

9 3 2铬钼珠光体耐热钢的化学成分170

9 3 3铬钼珠光体耐热钢的焊接特点170

9 3 4铬钼中温钢的焊材选择 170

9 3 5铬钼中温钢的焊接工艺要点170

9 4马氏体耐热钢173

9 4 1马氏体耐热钢的焊接要点174

9 4 2马氏体耐热钢的热处理175

第10章不锈钢的焊接178

10 1不锈钢的分类及特性178

10 1 1马氏体不锈钢178

10 1 2铁素体和半铁素体或半马氏体不锈钢 179

10 1 3奥氏体和奥氏体?铁素体不锈钢181

10 2奥氏体不锈钢的焊接性182

10 2 1晶间腐蚀183

10 2 2刀状腐蚀183

10 2 3应力腐蚀185

10 2 4热裂纹186

10 2 5热脆化187

10 2 6合金元素烧损188

10 3奥氏体不锈钢的焊材选用188

10 4奥氏体不锈钢的焊接工艺189

10 4 1焊前准备 189

10 4 2焊件组装与定位 190

10 4 3焊接190

10 5奥氏体不锈钢的焊后热处理193

第11章铝及铝合金的焊接195

11 1铝及铝合金材料的分类及牌号196

11 1 1铝及铝合金材料的分类196

11 1 2铝及铝合金材料的牌号（代号）表示方法198

11 2铝及铝合金的性能201

11 2 1铝及铝合金性能及应用特点201

11 2 2铝及铝合金的焊接性204

11 3焊前准备209

11 3 1接头形式和焊接坡口209

11 3 2焊前清理210

11 3 3装配213

11 4焊接材料213

11 5手工钨极氩弧焊工艺218

11 5 1预热218

11 5 2焊接工艺参数220

11 6手工钨极氩弧焊基本操作技能226

11 6 1引弧226

11 6 2运弧及送丝226

11 6 3停弧228

11 6 4熄弧228

11 6 5定位焊229

11 7各种位置的焊接229

11 7 1板件的焊接230

11 7 2管子的焊接232

第12章有色金属的GTAW焊235

12 1镍及镍合金236

12 1 1镍及镍合金的焊接特点236

12 1 2镍及镍合金的焊材选用237

12 1 3镍及镍合金的焊接工艺238

12 2镁及镁合金239

12 3铜及铜合金240

12 3 1铜及铜合金的焊接特点241

12 3 2紫铜的焊接242

12 3 3黄铜的焊接245

12 3 4青铜的焊接247

12 4钛及钛合金250

12 5锆及锆合金252

第13章GTAW应用实例255

13 1管道安装手工GTAW打底焊256

13 215CrMo钢管的全位置GTAW焊260

13 3苯乙烯蒸气炉管的手工钨极氩弧焊261

13 3 1HK40与P22钢的焊接性分析261

13 3 2焊接方法及材料的选择262

13 3 3焊接工艺评定263

13 3 4焊工考试265

13 3 5炉管的现场焊接265

13 4磷脱氧铜的GTAW焊265

13 4 1焊接工艺及性能266

13 4 2焊接缺陷产生原因及防止方法268

13 5碳钢法兰与紫铜管的氩弧焊 270

13 5 1可焊性分析270

13 5 2焊接工艺271

13 5 3焊接接头质量检验273

13 6不锈钢薄板的GTAW焊273

13 6 1不锈钢薄板的焊接工艺性分析273

13 6 2不锈钢薄板的钨极氩弧焊技术要领275

13 6 3结论278

13 7纯镍蒸发器的GTAW焊278

13 7 1蒸发器的材料及结构278

13 7 2施工现场环境279

13 7 3焊前准备280

13 7 4焊接工艺282

13 7 5焊后检验283

13 7 6结论283

13 8Q235钢与TA2钛复合板的氩弧焊284

13 8 1钢 钛复合板的焊接性能分析284

13 8 2钢 钛复合板的焊接接头设计285

13 8 3焊接材料选择286

13 8 4焊前准备287

13 8 5焊接287

13 8 6焊后检验288

13 8 7结论289

13 9000Cr26Mo1高纯铁素体不锈钢的GTAW焊289

13 9 1材料的性能分析289

13 9 2焊接试验291

13 9 3焊接工艺291

13 9 4焊缝质量检验要求292

13 9 5结论294

13 10在42CrMo钢轴上氩弧堆焊铝青铜294

13 10 1焊接性分析295

13 10 2堆焊工艺296

13 10 3结论298

第14章焊接质量检验299

14 1无损检测301

14 1 1射线检测 302

14 1 2超声检测 303

14 1 3磁粉检测 304

14 1 4渗透检测 305

14 1 5涡流检测 307

14 1 6声发射检测 307

14 2焊接接头的拉伸试验308

14 2 1焊接接头的拉伸试验（GB 2651）308

14 2 2焊缝及熔敷金属拉伸试验(GB 2652）309

14 3焊接接头的弯曲试验（GB 2653）310

14 3 1弯曲试验的种类310

14 3 2弯曲试验的试样尺寸 311

14 3 3试验方法313

14 3 4合格指标 314

14 4焊接接头的冲击试验（GB 2650）314

14 4 1冲击试验的试样315

14 4 2冲击试样的截取315

14 4 3试样的制备317

14 5焊接接头的硬度试验(GB 2654)317

14 6焊接接头的耐晶间腐蚀试验318

14 6 1不锈钢10%（体积分数）草酸浸蚀试验方法（GB 4334 1）318

14 6 2硫酸?硫酸铜腐蚀试验方法319

14 6 3硫酸?硫酸铁腐蚀试验方法320

14 6 465%硝酸腐蚀试验方法320

14 6 5硝酸?氢氟酸腐蚀试验方法321

14 7耐压试验321

14 7 1水压试验321

14 7 2气压试验322

第15章焊工安全技术323

15 1一般规定324

15 1 1影响焊接生产安全的危险因素324

15 1 2影响人体健康的有害因素324

15 1 3焊割作业是一种特种作业324

15 1 4焊割作业环境卫生标准325

15 1 5焊割作业中的一般安全技术326

15 2焊接安全用电327

15 2 1电流对人体的危害327

15 2 2发生焊接触电事故的原因328

15 2 3预防焊接触电的安全措施329

15 3氩弧焊安全技术330

15 3 1预防高频电磁场伤害330

15 3 2预防放射线伤害331

15 3 3预防弧光伤害331

15 3 4预防金属飞溅灼伤333

15 3 5预防焊接粉尘及有害气体中毒334

15 3 6预防火灾和爆炸338

15 3 7气瓶安全使用339

15 3 8预防噪声伤害341

15 4检修现场焊割安全作业342

15 4 1焊割前检查和安全准备342

15 4 2焊割作业前安全措施342

15 4 3焊割作业后安全检查344

15 4 4现场作业“十不焊”344

参考文献346

《氩弧焊技术入门与提高(第2版)》着重介绍了钨极氩弧焊(GTAW)的基础知识和操作方法，以及金属材料的焊接及有色金属材料的焊接实用技术，解析了钨极氩弧焊的应用，同时也讲解了焊接工艺评定、焊工考试要求内容，应用技术比较全面。 《氩弧焊技术入门与提高(第2版)》以初级工的实用技术为主，兼顾初、中级焊工学习和提高，多以图解方式说明原理和操作技巧，通俗易懂，并结合经常接触到的氩弧焊接实用技术，对铝及铝合金的焊接、异种金属材料的焊接和异种有色金属焊接技术，从理论和实际操作技能上，作了全面讲解，突出焊接的实用性。 《氩弧焊技术入门与提高(第2版)》适合初、中、高级焊工自学和提高。