TZM鉬合金鎢極氬弧焊工藝及焊接接頭組織

 　 TZM鉬合金具有熔點高，彈性模量高，熱膨脹系數小，導電導熱性好，抗蝕性強以及高溫力學性能良好等特點，因此是耐高溫模具工業和航空、航天領域廣泛應用的一種高溫合金，如魚雷發動機中的配氣閥體、火箭噴嘴、燃氣管道、噴管喉襯氬焊機等，機械工業上用來做黑色和有色金屬的壓鑄模具材料及無縫不鏽鋼管的穿孔頂頭，如發動機上的銅轉子的模具等。TZM鉬合金大多采用粉末冶金法制備，然後在保護氣氛下高溫燒結得到TZM坯料，再經過高溫熱軋、高溫退火、中溫熱軋、中溫退火消除應力，然後溫軋得到TZM板料。TZM合金作為結構材料時，經常需要通過焊接得到所需形狀和構造。因此，現有研究對TZM鉬合金能否進行焊接，用何種焊接工藝才能獲得氬焊機良好焊接接頭，焊接接頭具有怎樣的組織及性能等問題進行了研究。

　　試驗母材采用粉末冶金法制備TZM鉬合金，再經過適當工藝軋制得到TZM合金板，根據特定結構件需要，確定板厚為2.5mm。軋制得到的TZM合金板基體組織具有明顯的方向性，即平行於軋制方向呈纖維狀織構。這種拉得很長的扁狀晶粒組成的織構，不僅較大地提高了材料的塑性，同時提高了材料的抗拉強度。

　　TZM鉬合金易於氧化，甚至極少量的氧原子極易在鉬中形成MoO2，並以單分子層的形式偏聚在晶界上，從而顯著降低了鉬在晶界處的結合強度，導致鉬的沿晶脆斷，為了防止合金在焊接過程中被氧化或吸入氮氬焊機氣等雜質，比較實用的焊接方法是TIG焊。

　　采用TIG焊焊接TZM鉬合金板材，可以有效防止合金在焊接過程中氧化及氧與氮元素的侵入。較佳焊接工藝參數:焊接速度4mm/s，氬氣流量10L/min條件下，焊接電流應控制在210A左右。

　　焊接後的焊縫組織晶粒粗大，並且由於焊接過程熱作用，部分消除了TZM母材軋制時所形成的片層狀纖維織構，削弱了材料的強度，但適當提高了材料的塑韌性，保持了足夠強度，基本能夠滿足普通結構件使用要求。

手工鎢極氬弧焊簡介

在焊接時為保護焊縫不被空氣影響，常采用氣體和熔渣聯合保護。當獨使用外加氣體來保護電弧及焊縫，並作為電弧介質的電弧氬焊機焊，稱為氣體保護焊。

    氬弧焊是采用氬氣作為保護氣體的一種氣體保護焊方法。在氬弧焊應用中，根據所采用的電極類型可分為非熔化極氬弧焊氬焊機和熔化極氬弧焊兩大類。非熔化極氬弧焊又稱為鎢極氬弧焊，是一種常用的氣體保護焊方法。

    鎢極氬弧焊又稱鎢極惰性氣體保護焊，它是使用純鎢或活化鎢電極，以惰性氣體—氬氣作為保護氣體的氣體保護焊方法。鎢棒電極只起導電作用不熔化，通電後在鎢極和工件間產生電弧。在焊接過程中可以填絲氬焊機也可以不填絲。填絲時，焊絲應從鎢極前方填加。鎢極氬弧焊又可分為手工焊和自動焊兩種，以手工鎢極氬弧焊應用較為廣泛。

鎢極氬弧焊的特點

    鎢極氬弧焊的優點是：由於焊縫被保護得好，故焊縫金屬純度高、性能好；焊接時加熱集中，所以焊件變形小；電弧穩定性好，在小電流（＜10A）氬焊機時電弧也能穩定燃燒。並且，焊接過程很容易實現機械化和自動化。

    缺點是：氬氬焊機氣較貴，焊前對焊件的清理要求很嚴格。同時由於鎢極的載流能力有限，焊縫熔深淺，只適合於焊接薄板（＜ 6mm）和超薄板。為了防止鎢極的非正常燒損，避免焊縫產生夾鎢的缺陷，不能采用常用的短路引弧法，必須采氬焊機用特殊的非接觸引弧方式。

    氬弧焊主要被用來焊接不鏽鋼與其它合金鋼，。同時還可以在無焊藥的情況下焊接鋁、鋁合金、鎂合金及薄氬焊機壁制件。

節能焊接切割氬弧焊三位一體機功能特點

1、 電弧焊：各種堿性、酸性、不鏽鋼、特種鋼、合金鋼、鑄鋼、鑄鐵、銅、鋁等電焊條都可使用，最大可使用焊條直徑4mm。

2、電弧切割：只需配合普通空氣壓縮機（空氣壓力0.3—0.4Mpa），就能簡便、快速、優質、廉價的切割厚度15mm以下各種不鏽鋼、型鋼、冷熱軋鋼板、合金鋼、碳鋼、鑄鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳、鈦等所有導電金屬材料！工件不需預熱，開機就可進行切割，切割精度高、速度快，並可在工件中間直接開孔和切割。

當按下切割槍按紐進行切割時，在正負電極（切割槍電極與工件）之間，產生高頻率、高密度、高能量電弧。這種經過整流壓縮集束的高強電能釋放，形成比任何火焰溫度都高得多的電弧束，將金屬局部快速熔化，出現狹窄縫隙，從而實現切割金屬的目的（氧氣乙炔不能切割不鏽鋼等合金金屬）。

3、配合氬氣可進行氬弧焊，對裝飾裝修質量要求較高的不鏽鋼等金屬制品，焊縫密實、光滑美觀。

4、焊割機體積 = 長 420mm 寬200mm 高300mm，重量10公斤。只需撥動面板功能開關即可選擇焊接或切割工作狀態。一個全功能電流無級調節旋紐，輸出電流大小隨意調節，方便焊接或者切割各種大小工件。

5、高效節能：220V交流電源即插即用，工作耗電不超過 4度/小時,能源方便，用戶使用成本低廉，經濟效益顯著。
6、全自動保護功能確保產品的可靠性與使用壽命。

節能焊接切割氬弧焊三位一體機優勢

1、 應用國際先進的PWM控制與逆變技術，實現電弧焊、氬弧焊、電弧切割多功能一體化。

2、 節能環保：電弧焊功能與普通電焊機相比節電約10—50%。切割功能與氧氣乙炔火焰切割相比，每1個小時能源費用：氧氬焊機氣乙炔火焰約80元—100元，本焊割機不超過8元。切割速度比氧氣乙炔提高2—3倍，用戶使用成本低廉。電能是公認的清潔能源，有利於環境保護。

3、 體積小、重量輕、操作簡單，使用方便。不但適合固定場所使用，還可隨手攜帶，滿足流動作業需要，機動靈活。

4、安全耐用：使用220V交流電源，能源方便，沒有氧氣乙炔及各種可燃氣體、液體等化學危險品潛伏的燃燒或爆炸等安全隱患。氬焊機使用時如出現過流、過壓、欠壓、過熱等情況，紅色保護指示燈亮，焊割機立即自動停機，須待過3—5分鍾後才能繼續使用。由於自動保護功能完善，可最大限度的減少機器發生故障和損壞概率，有效提高了產品的可靠性和使用壽命。

5、價格優勢：目前市場與本焊割機功率相同的逆變式電焊機售價約2000元/台，逆變式氬弧焊機售價約2500元/台，逆變式等離氬焊機子弧切割機售價約3000元/台。本焊割機一台就可實現上述三台機器的功能，而市場售價只有3500元左右。

6、本小利大見效快，一機多用市場寬，該產品適合各種金屬的焊接和切割，用戶范圍廣泛。
氬焊機

節能焊接切割氬弧焊三位一體機

電焊機和氧氣乙炔氣焊、氣割等設備，是人們在工作或日常生活中常用、常見的金屬焊接及熱切割設備，社會使用范圍廣泛，無論城市鄉村，隨處可見。但是，這些落後的焊接和切割設備普遍存在著體大笨重、搬運及使用費時費力，能源不便且易氬焊機燃易爆，汙染環境（如氧氣乙炔及各種可燃氣體、液體等化學危險品），焊接和切割質量差、速度慢、效率低、耗能及人工費用大、使用成本高、功能單一等不足之處。

目前市場上銷售的電焊機有交流焊機（銅耗大，只能使用普通電焊條，不能使用不鏽鋼等電焊條，電能轉換效率只有30％，已列入國家淘汰氬焊機產品）。直流焊機（電能轉換效率約50％）。逆變焊機（電能轉換效率85％，逆變焊機是近年發展起來的高科技產品，以其高效節能成為今後行業發展主流。

該焊割機以市場需求為導向，以一機多用為宗旨，以節能環保為前提，以精巧輕便為目標，以經濟實用為根本，以安全可靠為基礎，經過多年不斷改進、升級、完善。產品物美價廉，適銷對路。生產和使用無環境汙染，符合氬焊機國家有關高效節能環保產業優惠政策，可持續發展前景廣闊。

沒有“疲軟”的市場，只有“疲軟”的產品。無論從多功能、高性能、低價格評估對比，還是從市場需求予測分析，本焊割機都擁有諸多強項和優勢。產品上市後必然能引起廣大用戶的濃厚興趣和購買欲望，使用戶感覺到氬焊機這正是他們所需要的。將取代和淘汰那些功能單一、體大笨重、易燃易爆、高耗低效、使用不便的焊接或切割設備而受到廣泛的歡迎，進而產生良好的經濟效益和社會效益。

管內不充氬不鏽鋼氬弧焊的推廣應用

　　“為了減少管內氬氣從對氬焊機口間歇處流失，降低保護效果，焊接前可沿焊口間隙貼上膠帶，焊接時邊焊邊揭去膠帶。為了補充氣室漏去的氬氣，焊接全過程都應不間斷的向充氣室內充氬，氬氣流量應適當。流量過小，氣保護不好，焊縫背面容易氧化。流量過大，焊接時產生渦流帶入空www.rightweld.com.tw氣，保護效果也會變壞，同時會引起焊縫的根部內凹等缺陷，影響焊接質量。一般充氬流量控制在6~8L/mi氬焊機n。另外應特別注意的是，應該在充氣時將充氣室或管內空氣排淨後，焊接才能進行，否則影響焊接質量。1個直徑3~5mm的孔，主要防止收弧時，因管內氬氣壓力過大，引起接頭收弧困難)，由管子的另一端充入氬氣。(一般距焊口兩側200~300mm)，可溶紙在水壓試驗試可自行溶化。”

　　采用藥芯焊絲，背面不充氬手工鎢極氬弧焊焊接不鏽鋼管道，是一項工藝簡單易行，又能保證焊縫及焊接質量的工藝方法氬焊機，節省了大量的充氬保護輔助用工，成本低，功效高，具有顯著的優越性，值得安裝單位推廣應用。

　　焊接不鏽鋼時，由於不鏽鋼和氧的親和力很大，如果背面不采取充氬保護，焊熔金屬易在焊接過程中氧化，產生焊接缺陷。所以在進行不鏽鋼管道氬弧焊接，為能保證焊縫背面焊接質量，通常采用管內充氬保護氬焊機措施。

激光焊與氬弧焊在修複模具時的主要區別

    激光焊與握弧焊是常用的模具修複的兩種方法。

    氬弧焊

    氬弧焊是電弧焊的一種，利氬焊機用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬噴嘴噴出的氣體保護電弧來進行焊接的。目前氬弧焊是常用的方法，可適用於大部分主要金屬，包括碳鋼、合金

鋼。熔化極惰性氣體保護焊適用於不鏽鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金，由於價格低，被廣泛用於模具修複焊，但焊接熱影響面積大、焊點大等缺點，目前在精密模具修補方面已逐步補激光焊所代替

。

    激光焊

    激光焊是高能束焊的一種，激光焊是利用大功率相幹單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進行的焊接。這種焊接方法通常有氬焊機連續功率激光焊和脈沖功率激光焊。 激光焊優點是不需要在真空中進行，

缺點則是穿透力不如電子束焊強。激光焊時能進行精確的能量控制，因而可以實現精密器件的焊接。它能應用於很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。目前已廣范用於模具的修複。

    修複模具時的主要區別

    使用非消耗電極與保護氣體，常用來焊接薄工件，但焊接速度較慢，且熱輸入比激光焊大很多，易產生變形，激光焊焊縫的特點是熱影響區范圍小，氬焊機焊縫較窄，焊縫冷卻速快，焊縫金屬性能變化小

，焊縫較硬。

    精密模具的焊接不同於其他零件焊接，其對質量控制的要求非常嚴格，而且工件的修複周期必須越短越好。傳統的氬焊發熱影響區大，對焊接周邊造成下塌，變形等幾率非常高，對於精度要求高，

焊接面積大的模具，必須經過加溫預熱，在特定溫度下進行焊接，還要自然降溫進行退火處理，如此折騰下來費用和氬焊機時間都不能為用戶所接受；而冷焊又存在焊接不牢固和脫落等缺陷。而激光焊沒有氬

焊和冷焊這些不足，因此逐漸被廣泛應用。

熔化極氬弧焊可焊性分析

　　鋁的導電性和導熱性比鋼均大四倍，因此需要更高的線能量。鋁具有面心立方結晶組織，純金屬的朔性非常氬焊機好。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率比鋼大兩倍，易產生較大的焊接變形和內應力，對剛性較大的結構將導致裂縫的產生。高溫時的鋁的強度和朔性很低，常常不能支持液體熔池金屬的重量，破壞焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。純鋁的熔點低，熔化時顏色無變化。

　　采用交流鎢極氬弧焊（TIG）時雖然能夠獲得優良氬焊機的焊接質量，但由於受到鎢極許用電流的限制，焊接電流不能太大，一般只能焊接厚度小於4毫米的薄板。如果板厚大於6毫米，就需要開坡口焊接。當板厚大於8毫米，被焊接工件不但要開坡口，同時還需要預熱才能進行焊。所以鎢極氬弧焊焊接厚板時，顯得生產率低、焊接變形大，勞動條件差。焊接冷凝器時，管子與管板的厚度相差較大，管子只有4 mm厚，而管板的厚度為30 mm，焊接時需將管板預熱200℃以上，方可施焊，若施焊氬焊機時焊炬對母材的加熱不均勻，管板還未熔化，而管子的端頭已燒塌，焊道只有靠著管子的端部的圓周上很薄的一層焊肉，管子和管板的熔深淺焊肉少，在熱脹冷縮的應力作用下，將焊口拉裂。

　　熔化極氬弧焊（MIG）用焊絲本身做電極，電流可以大大提高，因而母材熔深大，焊絲熔敷速度快，提高了勞動生產率。不僅氬焊機不需要預熱，改善了勞動條件，而且減少了焊接變形，特別適應於中等和大厚度板材的焊接。

金屬補償器等鎢極氬弧焊技術

　　1、鎢極氬弧焊就是以氬氣作為保護氣體，鎢極作為不熔化極，借助鎢電極與焊件之間產氬焊機生的電弧，加熱熔化母材（同時添加焊絲也被熔化）實現焊接的方法。氬氣用於保護焊縫金屬和鎢電極熔池，在電弧加熱區域不被空氣氧化。

　　2、一般氬弧焊的氬焊機優點：(1)能焊接除熔點非常低的鋁錫外的絕大多數的金屬和合金。(2)交流氬弧焊能焊接化學性質比較活潑和易形成氧化膜的鋁及鋁鎂合金。(3)   焊接時無焊渣、無飛濺。(4)   能進行全方位焊接，用脈沖氬弧焊可減小熱輸入，適宜焊0.1mm不鏽鋼(5)   電弧溫度高、熱輸入小、速度快、熱影響面小、焊接變形小(6)填充金屬和添加量不受焊接電流的影響。 

　　3、氬弧焊適用焊接范圍  適用於碳鋼、合金鋼、不鏽鋼、難熔金屬鋁及鋁氬焊機鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，以及超薄板0.1mm，同時能進行全方位焊接，特別對複雜焊件難以接近部位等等。