脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢極氬弧焊(han)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的奧氏體不銹鋼(gang)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. 它可(ke)以精確(que)地控制(zhi)待焊(han)件的(de)熱(re)輸入,克服了因熔敷金屬(shu)表面張力(li)不足以支持熔池(chi),而造成(cheng)的(de)焊(han)縫下(xia)塌(ta),從(cong)而提高了焊(han)縫抗(kang)燒穿(chuan)的(de)能力(li),特別適用于薄板(ban)(薄至0.1mm)對接焊(han)縫。它可(ke)以在(zai)不加墊板(ban)的(de)情況下(xia),實現單面焊(han)雙面成(cheng)形且焊(han)接變形量(liang)小。
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,對于奧氏體不銹(xiu)鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。
3. 它對焊(han)接(jie)工藝、焊(han)接(jie)參數(shu)的波動不夠敏(min)感,對各種焊(han)接(jie)位置有較強的適(shi)應性,適(shi)用(yong)于全位置的焊(han)接(jie)。
4. 焊(han)縫成(cheng)形美觀,質量穩定,焊(han)接接頭(tou)力(li)學性能均高于普通鎢極氬弧焊(han)。
5. 可根據焊件(jian)的厚薄(bo)來(lai)選擇是否填(tian)加焊絲,也可以(yi)用氦(hai)氣作為保護氣體。根據脈沖(chong)頻(pin)(pin)率不同,可分為低頻(pin)(pin)、中頻(pin)(pin)和高頻(pin)(pin)脈沖(chong)氬弧焊。
a. 低頻脈沖鎢極氬弧焊
低頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的基(ji)本原理是:焊(han)(han)接電(dian)流(liu)(liu)的大(da)小(直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)或交流(liu)(liu)電(dian)的有(you)效量)呈周期(qi)性(xing)(xing)脈(mo)沖(chong)(chong)變化,脈(mo)沖(chong)(chong)的頻(pin)率以每秒(miao)接近于一次到幾(ji)次,至(zhi)多不(bu)超過十幾(ji)次,以低頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)的方法供給電(dian)流(liu)(liu)脈(mo)沖(chong)(chong)。低頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)在生產上(shang)使用(yong)較(jiao)多,例如用(yong)機械(xie)操作鎢(wu)極脈(mo)沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接奧(ao)氏體型不(bu)銹鋼薄板對接焊(han)(han)縫和導管(guan)對接焊(han)(han)縫的焊(han)(han)接參數,見表3-28和表3-29(為不(bu)加填充焊(han)(han)絲(si)鎢(wu)極脈(mo)沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han))。焊(han)(han)接時(shi)采用(yong)直(zhi)流(liu)(liu)正極性(xing)(xing)電(dian)源(yuan)。


b. 中頻脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧焊工(gong)藝
中(zhong)頻(pin)脈(mo)沖鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)是(shi)在(zai)直流電(dian)(dian)上疊加200~500Hz中(zhong)頻(pin)脈(mo)沖電(dian)(dian)流,可提(ti)高電(dian)(dian)弧(hu)(hu)挺度(du),在(zai)一定程(cheng)度(du)上增加熔(rong)深,并促(cu)使熔(rong)池金屬晶(jing)粒細化,可提(ti)高焊(han)縫(feng)金屬的韌性。這種(zhong)工(gong)藝(yi)用于航(hang)空、航(hang)天工(gong)程(cheng)重要部件(jian)的 焊(han)接。
c. 高(gao)頻脈沖鎢極氬弧焊(han)工藝(yi)
高(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)脈沖(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)與低(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)、中(zhong)頻(pin)(pin)(pin)(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)不同(tong)之處,是焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流(liu)以每秒鐘幾(ji)千次(ci)甚至幾(ji)萬次(ci)的(de)(de)(de)(de)極高(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率變(bian)化(hua)(hua)著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)脈沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)使電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)磁收(shou)效應比(bi)(bi)較(jiao)強(qiang)烈(lie),使圓(yuan)(yuan)錐形(xing)電(dian)(dian)弧(hu)變(bian)成圓(yuan)(yuan)柱形(xing)電(dian)(dian)弧(hu),電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)壓縮更(geng)(geng)為(wei)激烈(lie),增(zeng)強(qiang)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)挺度。不僅提(ti)高(gao)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)密度而且增(zeng)強(qiang)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)穿透力(li),在相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)有(you)效電(dian)(dian)流(liu)下可(ke)達到更(geng)(geng)大的(de)(de)(de)(de)熔(rong)深(shen)或在相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)深(shen)下提(ti)高(gao)了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)度,同(tong)時(shi)使熔(rong)池能(neng)(neng)很好地攪拌,改(gai)善了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)冶金(jin)性(xing)能(neng)(neng),特(te)別(bie)適合(he)鋁及鋁合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接。高(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)脈沖(chong)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)壓力(li)還導(dao)致超聲振(zhen)動,它可(ke)以增(zeng)強(qiang)熔(rong)化(hua)(hua)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動性(xing)。這(zhe)些都有(you)利于細化(hua)(hua)晶粒,減(jian)少焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫氣孔(kong),還使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成形(xing)美觀(guan)。在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流(liu)平均值相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下,高(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)脈沖(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)度可(ke)比(bi)(bi)普通鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)提(ti)高(gao)一倍,這(zhe)就必然縮短焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)在高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)停留(liu)時(shi)間,對改(gai)善奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)耐蝕性(xing)是有(you)益的(de)(de)(de)(de)。但是,這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法在施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)過程中(zhong)有(you)刺(ci)耳(er)的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲,對人體健康有(you)一定的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。同(tong)時(shi),這(zhe)類弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機電(dian)(dian)源造價昂貴,導(dao)致應用范(fan)圍小,在不銹(xiu)鋼(gang)高(gao)速(su)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)管生(sheng)產(chan)(chan)線上(shang)有(you)時(shi)采(cai)用這(zhe)種工藝(yi)。
有關脈沖鎢(wu)極氬弧(hu)焊機的型(xing)(xing)號很多,表3-30列(lie)出了國(guo)內(nei)幾種型(xing)(xing)號及主要技術(shu)性能,可供選用(yong)。


為了(le)克(ke)服鎢極(ji)惰性氣體保護焊(han)自身效率較低(di)的(de)弱(ruo)點,擴大其(qi)應用(yong)范圍,發(fa)展了(le)許多新的(de)工藝方法(fa),除了(le)上面介紹脈沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)外,還有(you)熱絲鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)、雙弧(hu)(hu)(hu)和多弧(hu)(hu)(hu)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)等(deng)。
鎢極氬弧焊方法和應用范圍,見表 3-31 。


