一(yi)、鎢極脈(mo)沖氬弧焊工(gong)作原理(li)

  鎢極脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)氬弧(hu)(hu)焊是在普(pu)通(tong)(tong)鎢極氬弧(hu)(hu)焊基礎上發展起(qi)來(lai)的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)新的(de)(de)焊接(jie)工藝，通(tong)(tong)過控制焊接(jie)電(dian)流(liu)(liu)按一(yi)(yi)定(ding)頻率周(zhou)期地(di)變化(hua)。每一(yi)(yi)次脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)通(tong)(tong)過時(shi)，焊件被(bei)加熱熔化(hua)，形成一(yi)(yi)個點狀的(de)(de)熔池。脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)處于停(ting)歇期間，點狀熔池冷凝，電(dian)弧(hu)(hu)由基值(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)(liu)維(wei)持燃(ran)燒(shao)（輸入給焊件的(de)(de)能量很小），即(ji)以(yi)一(yi)(yi)個較小的(de)(de)基值(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)(liu)來(lai)維(wei)持一(yi)(yi)個電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)電(dian)離(li)通(tong)(tong)道(dao)，以(yi)便下(xia)一(yi)(yi)次脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)導通(tong)(tong)時(shi)，脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)弧(hu)(hu)能可(ke)(ke)靠(kao)地(di)燃(ran)燒(shao)，熔化(hua)金(jin)屬，形成一(yi)(yi)個新的(de)(de)焊點。只(zhi)要合(he)理地(di)調節(jie)間歇時(shi)間和適(shi)當的(de)(de)焊槍(qiang)移動(dong)速度(du)，保證相鄰兩焊點之間有一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)相互重疊量，就可(ke)(ke)獲得一(yi)(yi)條(tiao)連續致(zhi)密的(de)(de)焊縫(feng)。脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)路原(yuan)理見圖4-41。

二、鎢極(ji)脈沖氬弧焊工藝(yi)特點及其適用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧氏體不銹(xiu)鋼箔片和金屬軟管管坯時，若采用普通氬鎢極弧焊，焊接電流只允許用到幾安培或十幾安培。雖然所選用的鎢極直徑可以相應減小，但是電流密度仍然太小，導致鎢極局部的極斑飄移、電弧不穩；如果焊接電流調得大些，會使焊件過熱而燒穿。為了克服上述缺點，且又能保證連續焊接，在20世紀60年代研制成功了氣體保護脈沖電弧焊。它的工藝特點及其適用范圍如下。

   ①. 可(ke)調工(gong)藝參數多，可(ke)以精確(que)地控制待焊件(jian)的(de)(de)(de)熱輸入和熔池(chi)的(de)(de)(de)形狀及尺寸。因而(er)可(ke)提高焊縫抗燒穿和熔池(chi)的(de)(de)(de)保持(chi)能力(li)，易獲得均勻(yun)熔深(shen)。所(suo)以特(te)別適(shi)用于薄板（薄至(zhi)0.1mm）焊接和全位置焊接以及單面焊背(bei)面成形的(de)(de)(de)焊接工(gong)藝。

   ②. 可以(yi)用較(jiao)低的熱輸(shu)入獲得較(jiao)大的熔深，這(zhe)樣可以(yi)減少焊接(jie)熱影響區(qu)和焊件變(bian)形(xing)。

   ③. 在焊接過程中，脈(mo)沖電流(liu)對點狀(zhuang)熔池(chi)有較強的攪拌作用(yong)，而(er)且熔池(chi)金(jin)屬冷凝快(kuai)，高溫停留(liu)時間短，焊縫金(jin)屬組(zu)織致密，可(ke)以減(jian)少敏感材料(liao)產(chan)生裂紋的傾向(xiang)。對于奧氏體不銹鋼還能(neng)提高焊接接頭的耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)。

   ④. 每個焊(han)點加熱(re)和冷卻迅速(su)，很適(shi)合于焊(han)接導熱(re)性能強或厚度(du)特別大的焊(han)件。

   ⑤. 焊縫成(cheng)形美(mei)觀，質量穩定，焊接(jie)接(jie)頭力學(xue)性能(neng)高于普通鎢(wu)極氬弧焊焊接(jie)接(jie)頭力學(xue)性能(neng)。

  根據脈(mo)沖(chong)頻(pin)率(lv)不同，可(ke)分為(wei)低頻(pin)脈(mo)沖(chong)氬弧焊(han)和高頻(pin)脈(mo)沖(chong)氬弧焊(han)。鎢極脈(mo)沖(chong)氬弧焊(han)可(ke)根據焊(han)件的(de)厚(hou)薄(bo)來選擇是(shi)否填加焊(han)絲，也可(ke)以用氦氣作為(wei)保護氣體。

三、低頻脈(mo)沖氬弧焊

  ①. 基本原理

    焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)大小（直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)有(you)效值(zhi)(zhi)）呈周期(qi)(qi)性脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)變(bian)(bian)化(hua)，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)，從每(mei)秒接(jie)(jie)近于(yu)(yu)一次至(zhi)幾(ji)次，至(zhi)多(duo)不(bu)(bu)過(guo)(guo)十幾(ji)次，即以(yi)(yi)低頻(pin)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)的(de)(de)(de)(de)方法供(gong)給(gei)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)。圖4-42為常見的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)波形，從圖中可(ke)以(yi)(yi)看(kan)出(chu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)時的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由(you)兩(liang)個電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)組成：脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時間也(ye)(ye)是(shi)(shi)由(you)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時間和(he)基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時間兩(liang)部(bu)分(fen)組成。它(ta)們是(shi)(shi)用來(lai)調節和(he)控制焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)熱輸入的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)參數。在一個脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)期(qi)(qi)間，基本金屬(shu)熔(rong)化(hua)到一定的(de)(de)(de)(de)熔(rong)深；隨之，馬上轉變(bian)(bian)為一個小電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)作用是(shi)(shi)維持電(dian)(dian)弧(hu)不(bu)(bu)至(zhi)于(yu)(yu)熄滅(mie)，也(ye)(ye)提供(gong)一個熔(rong)池冷卻凝(ning)固條件(jian)(jian)(jian)、使焊(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)(jian)不(bu)(bu)至(zhi)于(yu)(yu)燒穿(chuan)。其實，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)所(suo)完成的(de)(de)(de)(de)連續焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)是(shi)(shi)由(you)許多(duo)焊(han)(han)(han)(han)(han)點搭接(jie)(jie)而(er)成的(de)(de)(de)(de)。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)周期(qi)(qi)性變(bian)(bian)化(hua)，不(bu)(bu)僅(jin)能(neng)保證(zheng)得到一定的(de)(de)(de)(de)熔(rong)深，又不(bu)(bu)至(zhi)于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)穿(chuan)工件(jian)(jian)(jian)，而(er)且隨著頻(pin)率(lv)(lv)節奏可(ke)以(yi)(yi)得到波紋美觀的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)。通過(guo)(guo)電(dian)(dian)弧(hu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)變(bian)(bian)化(hua)，使焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)金相(xiang)組織(zhi)變(bian)(bian)得均勻，還細化(hua)了晶粒(li)，從而(er)提高了焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)力學性能(neng)和(he)耐腐蝕能(neng)力。所(suo)以(yi)(yi)用脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體型(xing)不(bu)(bu)銹鋼薄件(jian)(jian)(jian)和(he)中厚(hou)件(jian)(jian)(jian)是(shi)(shi)非常有(you)益的(de)(de)(de)(de)。

  ②. 工藝(yi)參數的(de)選(xuan)擇

    脈(mo)沖鎢極氬弧焊的工(gong)藝(yi)參數(shu)主要有(you)(you)脈(mo)沖電(dian)流(liu)幅值(zhi)(zhi)（Ip或(huo)(huo)ip）、基值(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)（Ib或(huo)(huo)ib）、脈(mo)沖電(dian)流(liu)持續(xu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)（tp）、基值(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)持續(xu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)（tb），其中交流(liu)脈(mo)沖參數(shu)ip、ib分別指(zhi)脈(mo)沖電(dian)流(liu)和基值(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)在持續(xu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)內的有(you)(you)效值(zhi)(zhi)。此外(wai)還有(you)(you)脈(mo)幅比(bi)RA、脈(mo)寬比(bi)Rw、脈(mo)沖周(zhou)期T、脈(mo)沖頻(pin)率f，各(ge)參數(shu)之(zhi)間(jian)(jian)的關系如下：

   脈沖鎢極(ji)氬弧焊的(de)工藝參數，通常按下述(shu)原則和步(bu)驟選擇(ze)。

     a. 對(dui)于(yu)(yu)一定的(de)母(mu)材厚度(du)(du)，脈沖電流Ip（或ip）取決(jue)于(yu)(yu)被焊母(mu)材的(de)種類，而與母(mu)材厚度(du)(du)無關(guan)，所以通(tong)常先按被焊材料選擇(ze)Ip（或ip），然后再(zai)按母(mu)材厚度(du)(du)決(jue)定脈沖電流維(wei)持時間tp,不同(tong)材料及(ji)厚度(du)(du)的(de)Ip（或ip）及(ji)tp值(zhi)可參考圖(tu)4-43進(jin)行(xing)選擇(ze)。當(dang)焊接薄件時，Ip（或ip）值(zhi)應選低于(yu)(yu)圖(tu)示(shi)的(de)數值(zhi)，同(tong)時適當(dang)延長tp值(zhi)；焊接厚件時，Ip或i，值(zhi)應稍高于(yu)(yu)圖(tu)示(shi)的(de)數值(zhi)，并適當(dang)縮短(duan)tp值(zhi)。

     b. 基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流Ib（或(huo)ib）與基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流維(wei)持時間(jian)tb相互要匹(pi)配，應保證電(dian)(dian)弧不熄弧和熔池在基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流期(qi)間(jian)得以凝固。通常基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流Ib是脈沖(chong)電(dian)(dian)流Ip（或(huo)ip）的(de)10％～20％，基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流維(wei)持時間(jian)tb為(wei)脈沖(chong)電(dian)(dian)流持續時間(jian)tp的(de)1～3倍。

     c. 脈(mo)幅比(bi)RA和脈(mo)寬比(bi)Rw值較(jiao)大時，脈(mo)沖特(te)點較(jiao)顯著，有利于克服(fu)熱裂(lie)紋(wen)，但過(guo)(guo)大會(hui)增加咬邊傾向。需在焊接過(guo)(guo)程中對焊接速(su)度進(jin)行合理調節來(lai)控制熔透率，避免產生熱裂(lie)紋(wen)和咬邊。

     d. 焊(han)接速度要和脈沖(chong)頻率相(xiang)匹配(pei)，以(yi)保證焊(han)點間距的要求(qiu)，它們(men)之(zhi)間的關系是：

  Lw 不能太大，否則焊(han)點之間無重疊(die)量，而得不到連續致密的焊(han)縫，常用頻率一般低于10Hz，可(ke)參考表(biao)4-40選(xuan)用。不銹鋼脈(mo)沖鎢極氬(ya)弧焊(han)焊(han)接(jie)工藝(yi)參數，可(ke)參考表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四(si)、高頻脈沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧焊

   高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)與低頻(pin)(pin)脈(mo)沖氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)之處，是焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)(liu)以(yi)每秒鐘幾(ji)千次甚至幾(ji)萬次的(de)(de)(de)(de)極(ji)高(gao)頻(pin)(pin)率變化(hua)著。這樣的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)(liu)使(shi)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)磁收縮效應比較強烈，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)直(zhi)徑受到的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮更為激烈，增(zeng)強了(le)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)挺度。同(tong)時(shi)使(shi)熔池能很好地攪拌，改(gai)善(shan)了(le)焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)冶金性(xing)能，特(te)別(bie)適合鋁及鋁合金的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)。高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力還(huan)導(dao)致超(chao)聲(sheng)振動(dong)，它可以(yi)增(zeng)強熔化(hua)金屬的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)動(dong)性(xing)。這些都有利于細(xi)化(hua)晶粒，減少焊(han)(han)(han)縫(feng)氣孔(kong)，使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)成形美觀(guan)。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)(liu)平均值相等的(de)(de)(de)(de)情況下，高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)速度可比普通鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)提高(gao)1倍，這就必然(ran)會縮短焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)停留(liu)時(shi)間，對改(gai)善(shan)奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)是有益的(de)(de)(de)(de)。但是，這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法在(zai)施焊(han)(han)(han)過程(cheng)中(zhong)有刺耳的(de)(de)(de)(de)噪聲(sheng)。

   有關脈(mo)沖鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊機(ji)的型號很多，表4-43列出(chu)了國內幾種(zhong)脈(mo)沖鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊機(ji)型號及其(qi)主要技術性能(neng)，可(ke)供(gong)選用。