一、鎢(wu)極(ji)脈沖(chong)氬弧(hu)焊(han)工作(zuo)原理

  鎢極脈沖(chong)(chong)氬弧(hu)焊(han)是在普通(tong)鎢極氬弧(hu)焊(han)基礎上發展起來的(de)一(yi)(yi)(yi)種新(xin)的(de)焊(han)接工藝，通(tong)過控(kong)制(zhi)焊(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)流按一(yi)(yi)(yi)定(ding)頻率(lv)周期(qi)地(di)變化(hua)。每一(yi)(yi)(yi)次脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流通(tong)過時，焊(han)件被加(jia)熱(re)熔化(hua)，形成一(yi)(yi)(yi)個點(dian)(dian)(dian)狀的(de)熔池(chi)。脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流處于停歇期(qi)間，點(dian)(dian)(dian)狀熔池(chi)冷凝，電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)由基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流維持燃燒（輸(shu)入給(gei)焊(han)件的(de)能(neng)量(liang)很(hen)小），即以(yi)一(yi)(yi)(yi)個較小的(de)基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流來維持一(yi)(yi)(yi)個電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)離通(tong)道，以(yi)便下一(yi)(yi)(yi)次脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流導(dao)通(tong)時，脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)能(neng)可(ke)靠地(di)燃燒，熔化(hua)金屬，形成一(yi)(yi)(yi)個新(xin)的(de)焊(han)點(dian)(dian)(dian)。只要(yao)合理地(di)調節間歇時間和適當(dang)的(de)焊(han)槍(qiang)移動速度(du)，保(bao)證(zheng)相鄰兩焊(han)點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間有(you)一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)相互重疊量(liang)，就(jiu)可(ke)獲(huo)得一(yi)(yi)(yi)條連(lian)續(xu)致密的(de)焊(han)縫。脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路原理見(jian)圖4-41。

二、鎢(wu)極脈沖氬(ya)弧焊(han)工藝(yi)特點及(ji)其適用范(fan)圍(wei)

  在焊接厚度小于1mm奧氏體不(bu)銹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. 可調工(gong)藝參數多，可以(yi)精確地控制(zhi)待焊(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)熱輸入和熔(rong)池(chi)的(de)(de)形(xing)(xing)狀及尺寸。因而可提高焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)抗燒穿(chuan)和熔(rong)池(chi)的(de)(de)保持能力(li)，易獲得均勻熔(rong)深。所以(yi)特(te)別(bie)適用于薄板（薄至(zhi)0.1mm）焊(han)(han)(han)(han)接和全位置焊(han)(han)(han)(han)接以(yi)及單(dan)面焊(han)(han)(han)(han)背面成形(xing)(xing)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接工(gong)藝。

   ②. 可以用較低的(de)熱輸入獲(huo)得較大的(de)熔深，這(zhe)樣可以減(jian)少焊接(jie)熱影響區(qu)和焊件變形。

   ③. 在焊接過程中，脈沖(chong)電流對(dui)點狀熔池(chi)有較強(qiang)的攪(jiao)拌作用，而且熔池(chi)金屬(shu)冷凝快，高(gao)溫停留(liu)時間短，焊縫金屬(shu)組織致密，可以減少敏感材料產(chan)生裂紋的傾向(xiang)。對(dui)于(yu)奧氏體不銹鋼(gang)還能(neng)提高(gao)焊接接頭(tou)的耐(nai)腐蝕性能(neng)。

   ④. 每個焊(han)(han)點(dian)加(jia)熱(re)和冷卻(que)迅速，很適合于焊(han)(han)接導熱(re)性能強或厚度特別大的焊(han)(han)件(jian)。

   ⑤. 焊(han)(han)縫成形美觀，質量穩(wen)定，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)力(li)學性能高于普通鎢極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)力(li)學性能。

  根據脈(mo)(mo)沖(chong)頻(pin)率(lv)不同，可分為低(di)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧焊(han)和高頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧焊(han)。鎢極脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧焊(han)可根據焊(han)件的厚薄來選擇是否填加焊(han)絲(si)，也可以(yi)用氦氣作為保護氣體。

三、低頻脈(mo)沖氬弧焊

  ①. 基本原理

    焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)大小(xiao)（直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)的(de)有(you)效值）呈周期(qi)(qi)性脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)變(bian)化，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)的(de)頻率，從(cong)每秒接(jie)(jie)近于(yu)一(yi)次(ci)至(zhi)(zhi)幾次(ci)，至(zhi)(zhi)多不過(guo)十(shi)幾次(ci)，即以低(di)頻脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)的(de)方法(fa)供(gong)給電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)。圖4-42為常(chang)見的(de)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)波形(xing)，從(cong)圖中(zhong)可(ke)以看出脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)焊(han)(han)(han)時(shi)的(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由兩個電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)組(zu)成：脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)間也是由脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時(shi)間和(he)基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時(shi)間兩部分(fen)組(zu)成。它(ta)們是用來調節和(he)控制焊(han)(han)(han)縫(feng)熱輸入的(de)主要(yao)參數。在一(yi)個脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)期(qi)(qi)間，基本金屬熔(rong)化到一(yi)定(ding)的(de)熔(rong)深；隨(sui)之(zhi)，馬上轉變(bian)為一(yi)個小(xiao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)主要(yao)作用是維持電(dian)(dian)弧(hu)不至(zhi)(zhi)于(yu)熄(xi)滅，也提供(gong)一(yi)個熔(rong)池冷卻凝固條件(jian)(jian)、使焊(han)(han)(han)件(jian)(jian)不至(zhi)(zhi)于(yu)燒穿。其(qi)實，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)所完成的(de)連續焊(han)(han)(han)縫(feng)是由許(xu)多焊(han)(han)(han)點搭接(jie)(jie)而成的(de)。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)周期(qi)(qi)性變(bian)化，不僅(jin)能保(bao)證得(de)到一(yi)定(ding)的(de)熔(rong)深，又不至(zhi)(zhi)于(yu)焊(han)(han)(han)穿工(gong)件(jian)(jian)，而且隨(sui)著頻率節奏可(ke)以得(de)到波紋美觀的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)。通過(guo)電(dian)(dian)弧(hu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)變(bian)化，使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)金相組(zu)織變(bian)得(de)均勻，還(huan)細化了晶粒(li)，從(cong)而提高(gao)了焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)力學性能和(he)耐腐蝕能力。所以用脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體型(xing)不銹鋼薄(bo)件(jian)(jian)和(he)中(zhong)厚件(jian)(jian)是非常(chang)有(you)益的(de)。

  ②. 工藝參數的選擇

    脈沖(chong)(chong)鎢極氬弧焊的工藝參(can)數(shu)主(zhu)要有脈沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)幅值(zhi)（Ip或ip）、基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)（Ib或ib）、脈沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時(shi)間(jian)（tp）、基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時(shi)間(jian)（tb），其中交流(liu)(liu)(liu)脈沖(chong)(chong)參(can)數(shu)ip、ib分別指(zhi)脈沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)和基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)在持續時(shi)間(jian)內的有效值(zhi)。此外(wai)還有脈幅比RA、脈寬(kuan)比Rw、脈沖(chong)(chong)周期T、脈沖(chong)(chong)頻率f，各參(can)數(shu)之(zhi)間(jian)的關(guan)系如下：

   脈沖(chong)鎢極氬弧焊的工藝參(can)數，通常按下述原則和步(bu)驟選擇。

     a. 對于(yu)一定的(de)母(mu)材厚(hou)度(du)，脈沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)Ip（或ip）取決于(yu)被焊(han)(han)母(mu)材的(de)種類，而與母(mu)材厚(hou)度(du)無關，所(suo)以通常先按被焊(han)(han)材料(liao)選(xuan)(xuan)擇Ip（或ip），然后再(zai)按母(mu)材厚(hou)度(du)決定脈沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)維持時(shi)間tp,不同(tong)(tong)材料(liao)及(ji)厚(hou)度(du)的(de)Ip（或ip）及(ji)tp值(zhi)(zhi)可參(can)考圖(tu)4-43進行選(xuan)(xuan)擇。當焊(han)(han)接(jie)薄件時(shi)，Ip（或ip）值(zhi)(zhi)應選(xuan)(xuan)低于(yu)圖(tu)示(shi)的(de)數值(zhi)(zhi)，同(tong)(tong)時(shi)適當延(yan)長tp值(zhi)(zhi)；焊(han)(han)接(jie)厚(hou)件時(shi)，Ip或i，值(zhi)(zhi)應稍高于(yu)圖(tu)示(shi)的(de)數值(zhi)(zhi)，并適當縮短tp值(zhi)(zhi)。

     b. 基值(zhi)電流(liu)(liu)Ib（或ib）與基值(zhi)電流(liu)(liu)維持時(shi)間tb相互(hu)要匹配，應保證電弧不熄弧和熔池在基值(zhi)電流(liu)(liu)期間得(de)以(yi)凝固。通常基值(zhi)電流(liu)(liu)Ib是脈沖(chong)電流(liu)(liu)Ip（或ip）的10％～20％，基值(zhi)電流(liu)(liu)維持時(shi)間tb為(wei)脈沖(chong)電流(liu)(liu)持續時(shi)間tp的1～3倍。

     c. 脈幅比RA和脈寬比Rw值較(jiao)大時(shi)，脈沖特點較(jiao)顯著(zhu)，有(you)利于克服(fu)熱裂紋，但過(guo)(guo)大會增(zeng)加(jia)咬邊(bian)傾向。需在焊接(jie)過(guo)(guo)程中對焊接(jie)速度進(jin)行合理調(diao)節來控制熔透率，避(bi)免產生熱裂紋和咬邊(bian)。

     d. 焊(han)接(jie)速度(du)要(yao)(yao)和脈沖頻率(lv)相匹(pi)配，以保證焊(han)點間距的(de)要(yao)(yao)求，它們(men)之間的(de)關系是：

  Lw 不(bu)能太大，否則焊(han)(han)點之間(jian)無重(zhong)疊量，而得不(bu)到連續(xu)致密的焊(han)(han)縫(feng)，常用頻(pin)率一(yi)般低(di)于10Hz，可參考表(biao)4-40選用。不(bu)銹鋼脈沖鎢極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接工藝參數，可參考表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四、高頻脈沖鎢極氬弧(hu)焊(han)

   高頻脈(mo)(mo)沖鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)與(yu)低頻脈(mo)(mo)沖氬弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)不(bu)同之處，是(shi)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流以每秒鐘幾千次(ci)甚至幾萬次(ci)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)(ji)高頻率變化著。這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)高頻脈(mo)(mo)沖電(dian)流使電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)磁收縮(suo)效(xiao)應比較(jiao)強(qiang)(qiang)烈，電(dian)弧(hu)直徑(jing)受到的(de)(de)(de)壓縮(suo)更(geng)為激(ji)烈，增強(qiang)(qiang)了電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)挺度。同時使熔池能(neng)很好地攪(jiao)拌，改善了焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)冶(ye)金性能(neng)，特別適合(he)鋁及鋁合(he)金的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。高頻脈(mo)(mo)沖電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)壓力(li)還導(dao)致超聲振動(dong)，它可以增強(qiang)(qiang)熔化金屬的(de)(de)(de)流動(dong)性。這(zhe)(zhe)些(xie)都有利于細化晶(jing)粒，減少焊(han)(han)縫氣孔(kong)，使焊(han)(han)縫成形美觀。在(zai)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流平(ping)均(jun)值相等的(de)(de)(de)情況下，高頻脈(mo)(mo)沖鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)速度可比普通鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)提高1倍，這(zhe)(zhe)就必然會縮(suo)短焊(han)(han)縫金屬的(de)(de)(de)高溫停留時間(jian)，對改善奧氏體型不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)耐蝕性是(shi)有益(yi)的(de)(de)(de)。但是(shi)，這(zhe)(zhe)種焊(han)(han)接(jie)方法在(zai)施焊(han)(han)過程(cheng)中有刺耳的(de)(de)(de)噪聲。

   有(you)關脈(mo)沖鎢極氬弧焊(han)機的型號很多，表4-43列出(chu)了(le)國內幾種脈(mo)沖鎢極氬弧焊(han)機型號及其主要技(ji)術(shu)性能(neng)，可供選用。