脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)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(ao)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(ta)可(ke)以精確地控制待(dai)焊(han)件的(de)熱輸入,克服了因熔敷金屬表面(mian)張力不(bu)足以支持熔池,而造成的(de)焊(han)縫下(xia)塌,從而提(ti)高了焊(han)縫抗燒穿(chuan)的(de)能力,特別(bie)適(shi)用(yong)于薄板(ban)(薄至0.1mm)對接(jie)焊(han)縫。它(ta)可(ke)以在不(bu)加(jia)墊板(ban)的(de)情況下(xia),實現單面(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)成形且焊(han)接(jie)變形量小。
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,對于奧氏體不銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。
3. 它(ta)對焊(han)接工藝(yi)、焊(han)接參數的波動不夠敏感,對各(ge)種焊(han)接位(wei)置有較強的適應性,適用于全位(wei)置的焊(han)接。
4. 焊(han)縫成形美觀(guan),質量(liang)穩定(ding),焊(han)接接頭力(li)學性能均高于普通鎢(wu)極氬弧焊(han)。
5. 可根據焊件的厚薄(bo)來選擇是否填加焊絲,也(ye)可以(yi)用氦氣(qi)作為保護氣(qi)體。根據脈沖頻(pin)(pin)(pin)率不同(tong),可分為低頻(pin)(pin)(pin)、中(zhong)頻(pin)(pin)(pin)和高頻(pin)(pin)(pin)脈沖氬弧焊。
a. 低頻脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧焊(han)
低頻(pin)脈沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)焊(han)的(de)基本(ben)原理是:焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)的(de)大小(xiao)(直流(liu)電(dian)或交流(liu)電(dian)的(de)有(you)效量(liang))呈(cheng)周(zhou)期性脈沖(chong)變化,脈沖(chong)的(de)頻(pin)率以每秒接(jie)(jie)近于(yu)一(yi)次(ci)(ci)到幾(ji)次(ci)(ci),至多不(bu)(bu)超過十(shi)幾(ji)次(ci)(ci),以低頻(pin)脈沖(chong)的(de)方法(fa)供給電(dian)流(liu)脈沖(chong)。低頻(pin)脈沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)焊(han)在生產(chan)上使用較(jiao)多,例如用機械操(cao)作鎢(wu)極(ji)脈沖(chong)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)(jie)奧(ao)氏體型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)薄板(ban)對接(jie)(jie)焊(han)縫和(he)(he)導管對接(jie)(jie)焊(han)縫的(de)焊(han)接(jie)(jie)參(can)數(shu),見表3-28和(he)(he)表3-29(為不(bu)(bu)加填充(chong)焊(han)絲鎢(wu)極(ji)脈沖(chong)氬弧(hu)焊(han))。焊(han)接(jie)(jie)時采用直流(liu)正極(ji)性電(dian)源。


b. 中頻脈沖(chong)鎢極氬弧焊工藝(yi)
中(zhong)(zhong)頻脈沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊是在直流(liu)電上(shang)疊加200~500Hz中(zhong)(zhong)頻脈沖(chong)電流(liu),可提高(gao)(gao)電弧(hu)挺度,在一定程度上(shang)增加熔深,并(bing)促使熔池金屬晶粒(li)細(xi)化,可提高(gao)(gao)焊縫金屬的韌性(xing)。這種工(gong)藝(yi)用于航空、航天(tian)工(gong)程重要部件的 焊接。
c. 高頻脈沖鎢極氬弧焊(han)工藝(yi)
高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)與低(di)頻(pin)(pin)、中頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)不同(tong)(tong)之(zhi)處(chu),是焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流以每秒鐘(zhong)幾(ji)千(qian)次(ci)甚至(zhi)幾(ji)萬次(ci)的(de)(de)極(ji)高(gao)頻(pin)(pin)率變(bian)化(hua)著(zhu)。這(zhe)樣的(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流使(shi)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)磁收效(xiao)應比較(jiao)強烈,使(shi)圓(yuan)錐形(xing)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)變(bian)成圓(yuan)柱形(xing)電(dian)弧(hu)(hu)(hu),電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)壓(ya)縮(suo)更為激烈,增(zeng)強了(le)(le)(le)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)挺度。不僅提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)能(neng)(neng)量密度而且增(zeng)強了(le)(le)(le)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)穿透力,在(zai)相同(tong)(tong)的(de)(de)有效(xiao)電(dian)流下(xia)可(ke)達到更大的(de)(de)熔深或在(zai)相同(tong)(tong)的(de)(de)熔深下(xia)提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度,同(tong)(tong)時(shi)(shi)使(shi)熔池(chi)能(neng)(neng)很好地攪拌(ban),改善(shan)了(le)(le)(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)冶金性能(neng)(neng),特別適合(he)(he)鋁(lv)及(ji)鋁(lv)合(he)(he)金的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)壓(ya)力還導致超聲(sheng)振動,它可(ke)以增(zeng)強熔化(hua)金屬的(de)(de)流動性。這(zhe)些(xie)都有利于(yu)細(xi)化(hua)晶粒,減少焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)氣孔,還使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成形(xing)美觀(guan)。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流平(ping)均(jun)值相等的(de)(de)情況下(xia),高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度可(ke)比普通鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)提(ti)高(gao)一倍,這(zhe)就(jiu)必然(ran)縮(suo)短焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬在(zai)高(gao)溫的(de)(de)停(ting)留時(shi)(shi)間,對改善(shan)奧氏體型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐(nai)蝕性是有益的(de)(de)。但是,這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法在(zai)施焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中有刺耳的(de)(de)噪聲(sheng),對人體健康有一定的(de)(de)影響。同(tong)(tong)時(shi)(shi),這(zhe)類弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)機電(dian)源(yuan)造價(jia)昂貴(gui),導致應用范圍(wei)小,在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)高(gao)速焊(han)(han)(han)(han)(han)管生(sheng)產(chan)線上有時(shi)(shi)采用這(zhe)種工藝。
有關脈沖鎢(wu)極氬弧焊機(ji)的型號很多,表(biao)3-30列出了(le)國內(nei)幾種型號及主要(yao)技術性能,可(ke)供選用。


為(wei)了(le)(le)克服鎢極惰性氣體保護焊(han)(han)自身(shen)效率較低的弱(ruo)點,擴大其應用范(fan)圍,發展了(le)(le)許多新的工藝方法,除了(le)(le)上(shang)面介紹脈沖鎢極氬弧焊(han)(han)外,還有熱絲鎢極氬弧焊(han)(han)、雙(shuang)弧和多弧鎢極氬弧焊(han)(han)等。
鎢(wu)極氬(ya)弧焊方法和應用范圍(wei),見(jian)表 3-31 。


