[发明专利]一种将氧化性气体应用于传统TIG的焊接方法

说明书

本发明涉及一种将氧化性气体应用于传统TIG的焊接方法，运用传统的惰性气体Ar作为焊接保护气从传统TIG焊枪中喷出，在钨极和工件之间形成稳定燃烧的电弧，同时通过辅助输气系统，将氧化性气体CO₂或O₂从已稳定的电弧外围输入；获得能量高、挺度好的电弧，增大焊接热输入，相同焊接工艺参数下可以获得比传统TIG焊接熔深更大的焊缝，同时解决钨极在氧化性气体成分下被氧化烧损以及焊缝被氧化的问题。本发明既能实现改善传统TIG电弧特性的目的，又能利用传统TIG焊接时惰性保护气形成的保护屏障，有效隔离钨极与氧化性成分，避免其氧化烧损。本发明中的辅助输气系统造价成本低、可调节性好、适应性强。

技术领域

本发明涉及提高传统TIG焊缝熔深的一种焊接方法，通过将氧化性气体(O₂或者CO₂)作为辅助焊接保护气引入传统TIG的氩弧中，改善氩弧的特性，增大焊缝熔深。

背景技术

传统TIG焊接方法，通常采用氩气作为焊接保护气，又被称为钨极氩弧焊，电弧柔和、焊接质量稳定是其最大优点。但是，氩弧能量密度小、挺度低的特点导致其焊缝熔深浅，焊接速度慢的缺点严重影响了焊接效率，这一直是焊接工程应用中面临的难题，改善传统TIG焊电弧特性，改进传统TIG焊接方法，兼顾TIG焊接方法优点的同时提升其焊接效率一直是广大焊接研究学者的研究方向和目标。

通过改变保护气体的种类和保护方式改善传统TIG的电弧特性，对于上述问题是最直接便捷的手段。常用保护气种类中，惰性气体中的He可以替代Ar实现高质量大熔深焊接，但其成本颇高，不易推广；CO₂和O₂作为氧化性气体，将其直接作为TIG的焊接保护气时易在高温下氧化钨极，即使将其与Ar等惰性气体按一定的比例混合后的混合气体作为TIG的焊接保护气也很难避免钨极的氧化烧损现象，所以其通常无法被用作TIG的焊接保护气体，但其电弧能量高，资源丰富成本低，若能克服其对钨极氧化的危害以及对焊缝氧化的影响，将其应用于传统TIG焊接方法中，这种焊接方法将具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提出一种将氧化性气体引入传统TIG的焊接方法，获得能量高、挺度好的电弧，增大焊接热输入，相同焊接工艺参数下可以获得比传统TIG焊接熔深更大的焊缝，同时解决钨极在氧化性气体成分下被氧化烧损以及焊缝被氧化的问题。该焊接方法在运用惰性气体Ar作为焊接保护气从焊枪中喷出形成稳定燃烧的氩弧的基础上，通过辅助输气系统，将氧化性气体(CO₂或O₂)从已稳定的氩弧外围输入，因稳定燃烧的氩弧形成一个保护屏障，所以大量的氧化性气体滞留在电弧外围，这在很大程度上减弱了氧化性气体进入电弧内部的可能性，特别是在钨极所在的电弧中心处，这样确保了钨极处于Ar氛围中不被氧化，而在电弧外围的氧化性气体在达到一定温度后发生分解和电离反应，一方面该反应吸收大量的热，促使电弧发生收缩，提高电弧能量密度，提高热输入，提高焊接效率，另一方面，该反应生成的活性组元(O元素)可以在电弧等离子流力的作用下进入熔池中，改变熔池中的活性组元的含量，从而改变Marangoni对流方向从而达到增大熔深的目的。

本发明的技术方案是：

一种将氧化性气体应用于传统TIG的焊接方法；运用传统的惰性气体Ar作为焊接保护气从传统TIG焊枪1中喷出，在钨极2和工件6之间形成稳定燃烧的电弧7，同时通过辅助输气系统，将氧化性气体CO₂或O₂从已稳定的电弧7外围输入。