钨极气体保护焊设备的组成

出处：按学科分类—工业技术河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第191页（2891字）

TIG焊机通常由弧焊电源、控制箱、焊炬、水冷系统及供气系统组成。自动TIG焊机还配有行走小车、焊丝送进机构等。图1－6－1为手工TIG焊机的配置图。

图1－6－1 手工TIG焊机的配置^［3］

1．电源 2．控制箱 3．氩气瓶 4．减压阀 5．流量计 6．电缆 7．控制线 8．氩气管 9．进水管 10．出水管 11．焊枪 12．工件

1．电源

TIG焊机要求使用具有陡降外特性或垂直外特性的弧焊电源，主要是为了得到稳定的焊接电流。TIG焊机的电源有直流、交流和脉冲电源三种。直流电源有旋转式弧焊发电机、磁放大器式弧焊整流器、可控硅弧焊整流器、晶体管电源、逆变电源等几种。交流电源有正弦波交流电源及方波交流电源两种。TIG焊机所用电源的空载电压一般要比手工电弧焊电源的空载电压高，部标JB2837－88《钨极氩弧焊机技术条件》规定的TIG焊机的空载电压如表1－6－11所示。

表1－6－11 TIG焊机的空载电压^［5］

2．控制箱及引弧装置

(1)控制箱控制箱中主要安装焊接时序控制电路。其主要任务是控制提前送气、滞后停气、引弧、电流通断、电流衰减、冷却水流通断等。对于自动焊机，还要控制小车行走机构行走及送丝机构送丝。

(2)引弧装置 TIG焊的引弧方式有：接触引弧及非接触引弧两种。

①非接触引弧大电流TIG焊机一般不采用接触引弧。因为接触引弧时，强大的短路电流不但使钨极因发生熔化而烧损，而且还易使液态钨进入熔池中，造成焊缝夹钨，影响焊缝力学性能。常用的非接触引弧方式有两种：高频振荡器引弧和高压脉冲引弧。

高频振荡器引弧通常将高频振荡器串接在焊接回路中，如图1－6－2所示。当高频振荡器接通时，其输出端可输出频率为150～260kHz、电压为3000V左右的高频电压，该电压施加在钨极和工件上，击穿两极间的气隙，引燃电弧。在以前的交流TIG焊机中，曾经用高频振荡器作稳弧装置，但由于其相位控制不可靠，因此目前已很少用它作稳弧装置。

图1－6－2 高频振荡器与焊接回路的串接^［5］

高压脉冲引弧在焊接回路中串接一高压脉冲发生器，在引弧时，该发生器将2000～ 3000V的高压脉冲施加到钨极和工件上，击穿气隙引燃电弧。对于直流TIG焊机来说，高压脉冲发生器与焊接回路的连接比较简单，只需通过一隔离变压器串接至焊接回路即可。对于交流TIG焊机来说，应通过一定的方式控制高压脉冲，使之叠加在反极性半波中空载电压最大的相位处，以有利于电弧的引燃。高压脉冲引弧装置也广泛用做交流TIG焊的稳弧装置，不过稳弧时，高压脉冲应施加在正半波向负半波转变的相位处。

②接触引弧接触引弧是通过接触－回抽过程实现的。引弧时首先使钨极与工件接触，此时，短路电流被控制在较低的水平上(通常小于5A)；钨极回抽后，在很短的时间内(几微秒)将电流切换为所需要的大电流，将电弧引燃。该方法仅适用于直流正接的直流氩弧焊机。其最大的优点是避开了高频电及高压脉冲的干扰，可用于计算机控制的焊接设备或焊接机器人中。

3．焊炬

焊炬又叫焊枪，是TIG焊机的关键组成部件之一。

(1)焊炬的作用 TIG焊炬又称TIG焊枪，其主要作用是：

①夹持钨极；

②传导焊接电流；

③向焊接区输出保护气体。

(2)焊炬的分类及型号编制方法依据冷却方式可分为水冷和空冷两种。水冷焊炬用水对焊接电缆及喷嘴进行冷却，因此能够承受较大的电流。空冷焊炬结构简单、质量轻、便于操作，但允许通过的电流较小。一般来说，电流在160A以上的设备必须采用水冷焊炬。

另外，按照焊炬的外部形状及特征，TIG焊炬又可分为笔式及手把式两种。图1－6－3示出了典型手把式TIG焊炬的简图。