脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢極氬弧焊基礎上發展起來的一種新的焊接工藝,它通過控制電弧能量周期性脈沖變化來控制焊接熔池過程,也可以以鎢極為電極。其原理是以一個較小基值電流來維持一個電弧的電離通道,在此基礎上周期性加一個同極性高峰脈沖主電弧,以熔化金屬并控制熔滴過渡。脈沖焊接電源一般是由直流電源外加一晶閘管直流開關裝置組成,其脈沖電路原理見圖3-41所示。

在焊接厚度小于1mm的奧氏體(ti)不銹鋼箔片和金屬軟管管坯時,若采用均勻焊接電流施焊,所需要的焊接電流只是幾安培或十幾安培。雖然所選用的鎢絲電極直徑可以相應減小,但是電流密度仍然會變得太小,導致鎢絲局部的極斑飄移,造成電弧不穩;如果焊接電流調得大些,又會使被焊薄件過熱而燒穿。為了克服上述缺點且又要保證連續焊接,研制出一種新的焊接工藝-氣體保護脈沖電弧焊,它的優越性在于:
1. 它(ta)可(ke)以精確地(di)控制待焊(han)件的熱輸入,克服了因熔(rong)敷金屬表面(mian)張力(li)不足以支持(chi)熔(rong)池(chi),而(er)造(zao)成的焊(han)縫下塌(ta),從而(er)提高了焊(han)縫抗燒(shao)穿的能力(li),特別適用于薄(bo)板(薄(bo)至(zhi)0.1mm)對接焊(han)縫。它(ta)可(ke)以在不加墊板的情況下,實(shi)現單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形(xing)且焊(han)接變形(xing)量(liang)小(xiao)。
2. 在保證焊透的前提下,可以調節熱輸入及焊縫在高溫停留時間,因而適合各種焊接性較差材料的焊接,可減小熱裂紋、淬硬和冷裂的傾向,對于奧氏體不(bu)銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。
3. 它(ta)對焊接工藝(yi)、焊接參數的波動不(bu)夠敏感,對各種焊接位置(zhi)有較(jiao)強的適(shi)應性,適(shi)用(yong)于全位置(zhi)的焊接。
4. 焊(han)縫成形美觀,質(zhi)量穩(wen)定(ding),焊(han)接接頭力學性能均高于普通鎢極氬弧焊(han)。
5. 可(ke)根(gen)據(ju)(ju)焊件的厚薄來選擇是否填(tian)加焊絲(si),也可(ke)以用氦氣作(zuo)為保護氣體。根(gen)據(ju)(ju)脈沖(chong)頻(pin)率不同(tong),可(ke)分為低頻(pin)、中頻(pin)和高頻(pin)脈沖(chong)氬弧焊。
a. 低(di)頻脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊
低(di)頻(pin)(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)鎢極氬弧焊(han)的(de)基(ji)本原理是:焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)的(de)大小(直流(liu)電(dian)或(huo)交流(liu)電(dian)的(de)有(you)效(xiao)量)呈(cheng)周期性(xing)(xing)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化,脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)頻(pin)(pin)率(lv)以(yi)每(mei)秒(miao)接(jie)(jie)近于一次(ci)到幾次(ci),至(zhi)多不超過十幾次(ci),以(yi)低(di)頻(pin)(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)方法供給電(dian)流(liu)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)。低(di)頻(pin)(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)鎢極氬弧焊(han)在生產上(shang)使用較(jiao)多,例(li)如用機械操作鎢極脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)焊(han)接(jie)(jie)奧氏體型不銹鋼薄(bo)板對接(jie)(jie)焊(han)縫和導(dao)管對接(jie)(jie)焊(han)縫的(de)焊(han)接(jie)(jie)參數,見(jian)表3-28和表3-29(為不加(jia)填充焊(han)絲鎢極脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han))。焊(han)接(jie)(jie)時采(cai)用直流(liu)正極性(xing)(xing)電(dian)源。


b. 中頻脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧焊工藝(yi)
中頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)鎢極氬弧焊(han)是在(zai)直流電上疊(die)加(jia)200~500Hz中頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)電流,可(ke)提(ti)高(gao)電弧挺度,在(zai)一定程度上增加(jia)熔(rong)深,并促使熔(rong)池金屬(shu)晶粒細化(hua),可(ke)提(ti)高(gao)焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)韌性。這(zhe)種(zhong)工藝用于航空(kong)、航天工程重要部件(jian)的(de) 焊(han)接。
c. 高(gao)頻脈沖鎢極氬弧焊(han)工(gong)藝
高頻(pin)脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)與低頻(pin)、中頻(pin)脈(mo)(mo)沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)不(bu)同之處,是(shi)焊(han)(han)接(jie)電流以每秒鐘幾(ji)千次(ci)甚至幾(ji)萬次(ci)的(de)(de)極(ji)高頻(pin)率變化著。這樣的(de)(de)高頻(pin)脈(mo)(mo)沖電流使電弧(hu)(hu)的(de)(de)磁收效(xiao)應(ying)比(bi)較強烈,使圓錐形電弧(hu)(hu)變成圓柱形電弧(hu)(hu),電弧(hu)(hu)的(de)(de)壓(ya)縮(suo)更(geng)為激烈,增強了(le)電弧(hu)(hu)的(de)(de)挺(ting)度(du)(du)。不(bu)僅提(ti)(ti)高了(le)電弧(hu)(hu)的(de)(de)能量密(mi)度(du)(du)而且增強了(le)電弧(hu)(hu)的(de)(de)穿透(tou)力,在相同的(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)電流下可達到更(geng)大的(de)(de)熔(rong)(rong)深或在相同的(de)(de)熔(rong)(rong)深下提(ti)(ti)高了(le)焊(han)(han)接(jie)速度(du)(du),同時(shi)(shi)使熔(rong)(rong)池能很好地(di)攪拌,改善了(le)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)冶金(jin)性(xing)(xing)能,特別(bie)適合鋁(lv)及鋁(lv)合金(jin)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。高頻(pin)脈(mo)(mo)沖電弧(hu)(hu)產生(sheng)的(de)(de)壓(ya)力還(huan)導致超聲振動(dong),它可以增強熔(rong)(rong)化金(jin)屬的(de)(de)流動(dong)性(xing)(xing)。這些都(dou)有(you)(you)(you)利于細化晶(jing)粒,減少焊(han)(han)縫(feng)氣孔,還(huan)使焊(han)(han)縫(feng)成形美觀(guan)。在焊(han)(han)接(jie)電流平均(jun)值相等的(de)(de)情況下,高頻(pin)脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)速度(du)(du)可比(bi)普(pu)通鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)提(ti)(ti)高一倍,這就(jiu)必然(ran)縮(suo)短焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬在高溫的(de)(de)停留時(shi)(shi)間,對(dui)改善奧氏體(ti)型不(bu)銹鋼(gang)耐蝕性(xing)(xing)是(shi)有(you)(you)(you)益的(de)(de)。但(dan)是(shi),這種焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)在施焊(han)(han)過(guo)程(cheng)中有(you)(you)(you)刺耳的(de)(de)噪聲,對(dui)人體(ti)健康有(you)(you)(you)一定(ding)的(de)(de)影響。同時(shi)(shi),這類弧(hu)(hu)焊(han)(han)機電源造價昂貴,導致應(ying)用(yong)范(fan)圍(wei)小,在不(bu)銹鋼(gang)高速焊(han)(han)管(guan)生(sheng)產線上有(you)(you)(you)時(shi)(shi)采用(yong)這種工藝(yi)。
有關脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊機(ji)的型(xing)(xing)號(hao)(hao)很(hen)多(duo),表3-30列出了(le)國內幾種型(xing)(xing)號(hao)(hao)及主要(yao)技術性能,可供選用(yong)。


為了(le)(le)克服鎢極(ji)惰性氣體保護(hu)焊(han)自身效率較低的(de)弱點,擴大其應(ying)用范圍,發展了(le)(le)許多(duo)新的(de)工藝方法,除了(le)(le)上面介紹脈沖(chong)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)外(wai),還有熱絲鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)、雙弧(hu)(hu)和多(duo)弧(hu)(hu)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)等。
鎢(wu)極氬(ya)弧焊方(fang)法(fa)和應用范圍(wei),見表(biao) 3-31 。


