氩弧焊为什么钨极为负极？

1. 氩弧焊为什么钨极为负极？

氩弧焊电流种类及极性选择
 
不同的金属材料，在进行钨极氩弧焊时要求不同的电流种类及极性。铝、镁及其合金一般选用交流，而其它金属焊接均采用直流正接。
 
1直流钨极氩弧焊
 
直流钨极氩弧焊时采用直流电流，没有极性变化，因此电弧燃烧非常稳定。然而它有正、负极性之分。工件接电源正极，钨极接电源负极称为正接法，反之，则称为反接法。
 
1)      直流正接：
电弧燃烧时，弧柱中的电子流从钨极跑向工件，正离子流跑向钨极。由于此时钨极为阴极，具有很强的热电子发射能力，大量高能量的电子流从阴极表面发射出来，跑向弧柱。在发射电子流的同时，这些具有高能的电子要从阴极带走一部分能量，即阴极以气化潜热形成失掉一部分能量，这些能量的损失将造成阴极表面的冷却，此时钨极烧损极少。同时由于阴极斑点集中，电弧比较稳定。工件受到质量很小的电子流撞击，故不能除去金属表面的氧化膜。除铝、镁合金外，其它金属表面不存在高熔点的氧化膜问题，故一般金属焊接均采用此种连接方法。
 
采用直流正接有如下优点：
 
a．工件为阳极，接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，电弧比较集中，阳极加热面积比较小，因此获得窄而深的焊缝。
 
b．钨极的热电子发射能力强，所以正接时电弧非常稳定。
 
c．钨极发射电子的同时，具有很强的冷却作用，所以钨极不易过热，采用正接法钨极允许通过的电流要比焊接时大很多。
 
2)直流反接法：反接时弧柱内的电子流跑向钨极而离子流跑向工件。当离子流撞向工件时，工件表面的氧化膜会自动地破碎被清除，即出现所谓的阴极清理作用。而钨极受到电子流的撞击，把电子流所携带的能量以凝固热形式吸收进来，使得钨极具有很高的温度而过热，导致熔化，所以反接时钨极允许承受的焊接电流很小。焊接的工件材料如钢、铝、铜等一般都属冷阴极材料，其电子发射主要为场致发射，场致发射时对阴极材料没有冷却作用，所以工件所处的温度较高，但由于氧化膜存在，阴极斑点在氧化膜上来回游动，电弧不集中，加热区域大，因此电弧不稳，且熔深浅而宽，此法生产率低，电弧稳定性不好，一般不推荐使用。
 
2交流钨极氩弧焊：
交流电流的极性是在周期性地变换，相当于在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波期间钨极可以发射足够的电子而又不致于过热，有利于电弧的稳定。反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。这样，同时兼顾了阴极清理作用和钨极烧损少、电弧稳定性好的效果，对于活泼性强的铝、镁、铝青铜等金属及其合金一般都选用交流氩弧焊。
 
交流氩弧焊较直流氩弧焊复杂，主要表现在以下几方面：
 
1)阴极清理作用
 
当工件为负极时，表面生成的氧化膜逸出功小，易发射电子，所以阴极斑点总是优先在氧化膜处形成。工件为冷阴极材料时，阴极区有很高的电压降，因此阴极斑点能量密度相当高，远远高于阳极。正离子在阴极电场作用下高速撞击氧化膜，使得氧化膜破碎，分解而被清理掉，接着阴极斑点又在邻近氧化膜上发射电子，继而又被清理，阴极斑点始终在金属表面的氧化膜上游动，被清理的氧化膜面积也不断地扩大，直到在氩气所能保护的范围内。清理作用的强弱与阴极区的能量密度和正离子质量有关，能量密度越高，离子质量越大清理效果越好。正接时，工件转为阳极，不存在清除氧化膜的功能。
 
2)直流分量
 
交流钨极氩弧焊时电压和电流的波形如图。正半波时，钨极为负极，因其熔点和沸点高，且导热差，直径小，则钨极具有很高温度使得热电子发射容易，所以电弧电压低，焊接电流大，导电时间长；负半波时，工件为负极，其熔点和沸点低，且尺寸大，散热快，电子发射困难，所以电弧电压高，焊接电流小，导电时间短。由于正负半波电流不对称，在交流焊接回路中存在一个由工件流向钨极的直流分量，这种现象称为电弧的“整流作用”。电极和工件的熔点、沸点、导热性相差越大（如钨和铝、镁），上述不对称情况就越严重，直流分量就越大。
 
直流分量的存在消弱了阴极清理作用，使焊接过程困难，另外，直流分量磁通将使得焊接变压器铁芯饱和而发热，降低功率输出甚至烧毁变压器。为此要降低或消除直流分量。可在焊接回路中串接无极性的电容器组，容量按300～400μF/A计量。
 
3)引弧和稳弧性能差
 
由于交流氩弧焊的电压和电流随着时间其幅值和极性在不断地变化，每秒有100次过零，因此电弧的能量也是不断地在变化，电弧空间温度随之而改变。电流过零时，电弧熄灭，下半周必须重新引燃，重新引燃所需的电压值与电弧空间气体残余电离度、电极发射电子能力及反向电源电压上升速度有关，因此焊接参数、电弧空间气体介质、电极材料、电源的动态特性等对交流氩弧的引弧和稳弧性，必须要采取相应的措施。

2. 钨极氩弧焊为什么总打钨极

钨极氩弧焊有三种引弧方法：

(1)接触短路引弧法不能直接在焊件上将钨极与焊件直接接触进行短路引弧，因为钨极端部的钨会污染熔池，形成夹钨。

通常可利用引弧板或在焊口附近设置铜皮、碳块，在这些引弧极上用接触短路法引弧，然后将电弧移至焊接部位。

这种引弧法的缺点是引弧时钨极损耗大，钨极端部形状容易被破坏，所以仅当焊机没有髙频引弧装置时才使用。

(2)高频高K引弧法利用装在焊机控制箱内的高频振荡器所产生的高频髙压击穿钨极与焊件之间的间隙（2-5mm)而引燃电弧。

(3)髙压脉冲引弧法在钨极和焊件之间加一高压脉冲，使两极间气体介质电离而引弧。

3. 钨极氩弧焊的工艺参数不包括

钨极氩弧焊工艺参数
        
（一）焊接电流和钨棒直径
         焊接电流是决定钨极氩弧焊焊缝成形的关键参数，通常是根据焊件材质、板厚及坡口形状来选择，并通过试验来确定。钨棒直径则应按焊接电流大小决定其它条件不变时，焊接电流增加，导致因电弧压力、热输入及弧柱直径的增加，故焊缝熔深、熔宽也将增加。TIG焊时获得1mm熔深一般所需电流为60-80A。但是由于前已指出的微量元素对钨极电弧及熔池流动形态的显著影响，同样电流下的焊缝熔深还与母材成分，以及保护气体成分、焊材表面状况等因素有关。
        产地或炉号不同而牌号相同的焊件对接时，上述原因还会引起熔池的不对称现象。当两种成分略有差异的不锈钢对接时，电弧和熔池明显地偏向低硫含量炉号钢板一侧，并发现这一侧电弧中含有蓝色的锰离子（Mn2+ ）等蒸气，其结果会造成焊缝根部的未熔合，这种并非由于钨棒未对准焊缝中心而产生的熔池偏离现象是个很有趣的研究课题。若用Ar+O20.1%代替纯氩保护，则这种影响就会完全消除。可见这一熔池现象是与电弧现象密切相关的。因为O、S电子亲和能较高，当它们的含量增加时，由它们形成的负离子数量会增加，因此电弧电压增加，阳极斑点缩小。焊缝两侧钢板中O、S含氧不同时，含O、S量低的一侧阳极斑点容易扩大，Mn2+容易蒸发，而另一侧则相反，于是熔池和焊缝偏离中心就不可避免了。
         
（二）弧长和电弧电压
          TIG焊弧长实用范围约为0.5～3mm，对应的电弧电压为8～20V。在自动焊，不加填充丝，小电流，工件变形量小时，弧长可取下限；手工焊、加填充丝、大电流，工件变形量大时，则取弧长之上限，以防止短路而影响焊接过程及焊缝质量稳定性。弧长提高时，焊缝熔深减小。
     
  （三）焊速
        焊速是另一个常用来调节钨极氩弧焊热输入和焊缝形状的重要参数。其选择应考虑以下因素：1）焊接电流确定以后焊速有一个上限。超过这一上限时焊缝中心结晶速度过快，易出现裂纹、咬边，焊缝熔深也明显减小；2）焊件材质的热敏感性，有些材料对热输入有限制时只能采用快速多道焊； 3）焊接位置及操作方式，立、横、仰焊位置只能采用较低焊速；手工操作也只能用低速,自动焊则应尽可能采用高速。
      
（四）保护气体流量、喷嘴孔径与高度
         焊接电流增大时，保护气体所列数值可  
希望对你有帮助，望采纳，谢谢！

4. 在手工钨极氩弧焊焊接过程中易产生那些缺陷?

1、钨极氩弧焊就是以氩气作为保护气体,钨极作为不熔化极,借助钨电极与焊件之间产生的电弧,加热熔化母材（同时添加焊丝也被熔化）实现焊接的方法.氩气用于保护焊缝金属和钨电极熔池,在电弧加热区域不被空气氧化.
  2、一般氩弧焊的优点：
  (1) 能焊接除熔点非常低的铝锡外的绝大多数的金属和合金.
  (2) 交流氩弧焊能焊接化学性质比较活泼和易形成氧化膜的铝及铝镁合金.
  (3) 焊接时无焊渣、无飞溅.
  (4) 能进行全方位焊接,用脉冲氩弧焊可减小热输入,适宜焊0.1mm不锈钢
  (5) 电弧温度高、热输入小、速度快、热影响面小、焊接变形小.
  (6) 填充金属和添加量不受焊接电流的影响.
  3、氩弧焊适用焊接范围
  适用于碳钢、合金钢、不锈钢、难熔金属铝及铝镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金,以及超薄板0.1mm,同时能进行全方位焊接,特别对复杂焊件难以接近部位等等.

5. 氩弧焊时，会产生放射性的钨极是

氩弧焊时，会产生放射性的钨极是钍钨极。
钍钨极产生放射性的原因：钍钨极含有1—1.2%的氧化钍，钍是一种放射性物质，在焊接过程中和与钍钨棒的接触过程中，受放射线影响。放射线以两种形式作用于人体：一是体外照射，二是通过呼吸和消化系统进入体内发生体内照射。从对掩氩弧焊和等离子弧焊的大量调查和测定证明，它们的放射性危害性是较小的，因为每天消耗钍钨极棒仅100—200毫克，放射剂量极微，对人体影响不大。但有两种情况必须注意：一是在容器内焊接时，通风不畅，烟尘中放射性粒子有可能超过卫生标准；二是在磨削钍钨棒时及存在钍钨棒的地点，放射性气溶胶和放射性粉尘的浓度，可达到甚至超过卫生标准。放射性物质侵入体内可引起慢性放射性病，主要表现在一般机能状态减弱，可以看到明显的衰弱无力，对传染病的抵抗力明显降低，体重减轻等症状。
钍钨极使用现状：钍钨电极是最早使用的稀土钨电极，也是迄今为止焊接性能最好的钨电极品种，因此，在全球范围内该品种钨电极市场占有率最高，但因为钍钨电极在粉末冶金和压延磨抛过程中会发生放射性污染，因此欧美国家限制生产该品种电极，但因为其优良的焊接性能，其使用并没有受到限制。
总结：从健康角度来说，可以尽量减少钍钨电极的使用，可以用比如铈钨，或者纯钨及复合钨极没有放射性物质的钨极来替代使用，如果从性能上讲用深绿头复合AAA钨极是完全替代钍钨电极，成本相对偏高一些。另外要在使用的时候做好防护和通风处理。

6. 氩弧焊对钨极有何要求

氩弧焊常用钨极标头颜色及型号
红头钨极代表钍钨电极，化学符号表示：WT20
灰头钨极代表铈钨电极,化学符号表示：WC20
绿头钨极代表纯钨电极，化学符号表示：WP

氩弧焊常用钨极的特点及适用范围
红头钨极特点：目前最稳定也是应用最广泛的钨电极，电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍有一定的放射性，使用受到一定限制。
红头钨极适用范围：主要用于但不局限于不锈钢的焊接，也可以用于碳钢、硅铜、 铜、青铜、钛等材料的焊接。
灰头电极特点：电子逸出功低，化学稳定性高，允许的电流密度大，无放射性，是目前普遍采用的一种电极，使用范围仅次于钍钨的电极，尤其在低电流直流的条件上应用居多。
灰头钨极适用范围：主要应用于但不局限于碳钢，也可以用于不锈钢、硅青铜、铜、青铜、钛等材料的焊接。
绿头电极特点：熔点和沸点高，不容易溶化和发挥、烧损，尖端污染少，但电子发射偏弱，不利于电弧的稳定燃烧。
绿头钨极适用范围：主要用于白色金属如铝、镁及其合金的焊接。

7. 氩弧焊手工钨极焊中，焊料总是击穿或无法焊接！

3．2焊前准备 
3．2．1设备的焊前检查 
a.检查氩气瓶阀有无漏气及失灵，导气管是否畅通，电流电压表、流量计等仪器仪表是否正常等。 
b.接通焊接转换开关，调好焊接电流，电流衰减时间气体滞后时间，选择好长短转换开关。调节氩气流量所需数值。 
c.作好个人防护和现场劳动保护。 
d.将钨棒磨成所需形状，调节好钨极伸出喷嘴长度（3～6mm左右）。 
e.手工钨极氩弧焊的电源极性为直流正接。 
f.用管夹将所对接管子装配成所需尺寸 。注意调整对接边缘偏差和对接弯折度。 
3．2．2坡口准备及焊件装配 
a.氩弧焊坡口要采用机械加工，坡口要符合图样规定。 
b.装配前，坡口及其边缘两侧各不小于10mm范围内的油污、铁锈等杂物应清除干净，直至露出金属光泽。 
c.焊件用氩弧焊定位焊时，以熔化钝边为宜：管径小于或等于φ42mm时,可定位焊一处,位置在管子顶部上中偏左位置。对于外径φ42～60mm的管子可对称定位两处，外径大于60mm的管子可均匀定位三处，定位焊长度10~20mm，定位焊应保证质量，如有未熔合、未焊透、气孔等缺陷，应清除后重新定位焊。 
3．2．3焊接材料 
a. 根据不同的材料选择合适的焊丝牌号和规格，焊前应彻底清除焊丝表面的油污。 
b. 通常情况下，氩气流量为6~10L/min，氩气流量太小时，电弧不能得到应有的保护；太大时，会造成电弧不稳。 
c. 钨极氩弧焊的钨棒直径可根据焊件的厚度来选择，焊件壁厚为3～6mm,钨棒直径2.5~4mm，钨棒伸出喷嘴的长度根据焊件尽可能短，一般为4~6mm。 
3．3焊件要求 
3．3．1焊件的焊接工作应有按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试管理规则》相应项目考试合格的焊工担任，焊工焊前应熟悉图纸、技术条件、工艺规范。 
3．3．2氩弧焊施焊工作应在室内进行，并有适当的防风措施。 
3．3．3焊接过程中，焊工应严格按工艺规范操作，注意观察熔池，保证熔透及单面焊双面成形。壁厚3～6mm的管子采用两层焊接，当焊接中断，再次起焊应与原焊缝重叠6~8mm。 
3．3．4焊缝焊完后，焊工应检查焊缝外观质量，修磨表面缺陷，并按规定打上焊工钢印。 
3．4焊缝表面质量检查 
3．4．1焊缝外观尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低于母材表面，焊缝与母材应圆滑过渡。 
3．4．2焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔。 
3．4．3管子焊缝咬边深度不超过0.5mm，管子焊缝两侧咬边总长度

8. 钨极氩弧焊按操作方式不包括

钨极氩弧焊按操作方式不包括：半手工焊。
一般引弧方法有三种，接触法、高频引弧法和高压脉冲引弧法。手工钨极氩弧焊不允许用接触法引弧。因为当钨极与工件接触引弧时，会使焊缝污染造成焊缝夹钨，改变焊缝的机械性能和抗腐蚀性能（钳工一组曾经有过管子焊接后经过酸洗时，焊缝被腐蚀）。
因此必须采用高频引弧和高压脉冲引弧（随焊机而定）即开关式引弧。

手工钨极氩弧焊时，焊接方向一般由右向左焊接（左手习惯者除外），焊枪以一定速度前移，禁止跳动，尽量不作摆动，这与电焊、气焊不同。焊枪与焊件倾角为70度——85度。
填充焊丝时，应在熔池的前半部接触加入，焊丝与工件表面成20度——30度夹角。使焊丝熔化过渡到熔池中。焊丝成连续熔化状态，熔化的速度随焊接成形的高低，焊工掌握。
一般情况，钨极应伸出焊嘴2——4mm，钨极端面与熔池表面保持2——3mm左右，在焊接过程中，切忌钨极与焊件或焊丝接触。否则会造成焊缝污染夹钨，以及熔池被炸开，焊接不能顺利进行。
手工钨极氩弧焊操作技术包括：
引弧、运弧、添丝及熄弧。