脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢極(ji)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。


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  在焊接厚度小于1mm的奧氏(shi)體不銹(xiu)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. 它可以精確地(di)控制待焊件的熱輸入(ru),克(ke)服了因熔(rong)敷金屬表面張力不(bu)足以支持熔(rong)池,而(er)造成的焊縫下塌,從而(er)提(ti)高了焊縫抗燒穿(chuan)的能力,特別適用于(yu)薄板(薄至0.1mm)對(dui)接(jie)焊縫。它可以在不(bu)加墊板的情況下,實(shi)現單(dan)面焊雙面成形且焊接(jie)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,對于奧氏體不銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。


   3. 它對焊接(jie)工藝、焊接(jie)參數的波動不夠(gou)敏感,對各(ge)種焊接(jie)位(wei)置有較強的適應性,適用(yong)于(yu)全位(wei)置的焊接(jie)。


   4. 焊縫成形美觀,質量(liang)穩定,焊接接頭力學性能均高于普通(tong)鎢極氬弧焊。


   5. 可(ke)(ke)(ke)根據(ju)焊件的厚薄(bo)來選擇是(shi)否填加焊絲,也(ye)可(ke)(ke)(ke)以用氦(hai)氣(qi)作(zuo)為(wei)保護氣(qi)體。根據(ju)脈(mo)沖頻(pin)(pin)率(lv)不(bu)同,可(ke)(ke)(ke)分(fen)為(wei)低頻(pin)(pin)、中頻(pin)(pin)和(he)高頻(pin)(pin)脈(mo)沖氬弧焊。


    a. 低頻脈沖鎢(wu)極(ji)氬弧焊


      低頻脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)的(de)基本(ben)原理是:焊(han)接電(dian)(dian)流的(de)大小(直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)或交流電(dian)(dian)的(de)有效量)呈周(zhou)期性(xing)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)變化,脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)頻率以每秒接近于(yu)一次到幾次,至多不(bu)超過十幾次,以低頻脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)方法供給(gei)電(dian)(dian)流脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)。低頻脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)在生產(chan)上使用(yong)較多,例如用(yong)機械操作(zuo)鎢(wu)極脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接奧氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼薄板對接焊(han)縫和(he)導管對接焊(han)縫的(de)焊(han)接參數(shu),見表3-28和(he)表3-29(為不(bu)加填充焊(han)絲(si)鎢(wu)極脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)氬弧(hu)焊(han))。焊(han)接時采用(yong)直(zhi)(zhi)流正極性(xing)電(dian)(dian)源。



    b. 中頻脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊工藝


      中(zhong)頻(pin)脈(mo)沖鎢極氬弧焊是在直流電上(shang)疊(die)加200~500Hz中(zhong)頻(pin)脈(mo)沖電流,可提高(gao)電弧挺度,在一(yi)定程(cheng)度上(shang)增加熔深,并(bing)促使(shi)熔池金(jin)(jin)屬(shu)晶粒細(xi)化,可提高(gao)焊縫金(jin)(jin)屬(shu)的韌性。這種工藝用于航空、航天工程(cheng)重要(yao)部件的 焊接。


    c. 高(gao)頻脈(mo)沖鎢極氬弧焊工藝(yi)


      高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)與低(di)頻(pin)、中頻(pin)脈(mo)(mo)沖氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)不(bu)(bu)同之處(chu),是焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流以每(mei)秒鐘幾千(qian)次甚至幾萬次的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)高(gao)頻(pin)率變化著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖電流使(shi)電弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)磁收效應比較強(qiang)烈(lie),使(shi)圓錐(zhui)形(xing)電弧(hu)(hu)(hu)變成圓柱形(xing)電弧(hu)(hu)(hu),電弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)壓縮(suo)更為激烈(lie),增強(qiang)了(le)電弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)挺度。不(bu)(bu)僅提(ti)高(gao)了(le)電弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)能量密(mi)度而且增強(qiang)了(le)電弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)穿透力,在(zai)相同的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效電流下可達到更大的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)深(shen)或在(zai)相同的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)深(shen)下提(ti)高(gao)了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度,同時(shi)使(shi)熔(rong)(rong)池能很(hen)好地(di)攪(jiao)拌,改(gai)善了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)冶金(jin)性能,特別適合鋁及鋁合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖電弧(hu)(hu)(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)壓力還導致(zhi)超聲振動,它可以增強(qiang)熔(rong)(rong)化金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)流動性。這(zhe)些(xie)都有(you)(you)利(li)于細化晶粒,減少焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)氣孔,還使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成形(xing)美觀。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流平(ping)均值相等的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度可比普通鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)提(ti)高(gao)一倍,這(zhe)就必然縮(suo)短(duan)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬在(zai)高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)停(ting)留時(shi)間,對改(gai)善奧氏體型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐蝕性是有(you)(you)益的(de)(de)(de)(de)(de)。但是,這(zhe)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法在(zai)施焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中有(you)(you)刺耳(er)的(de)(de)(de)(de)(de)噪聲,對人體健康有(you)(you)一定的(de)(de)(de)(de)(de)影響。同時(shi),這(zhe)類(lei)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)機電源(yuan)造價昂貴,導致(zhi)應用范圍小(xiao),在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼高(gao)速(su)焊(han)(han)(han)(han)(han)管生產(chan)線上有(you)(you)時(shi)采用這(zhe)種(zhong)工藝。


  有關(guan)脈沖鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧焊機的型號(hao)很多,表3-30列出(chu)了國內幾種型號(hao)及主要技術性能,可供選用。



  為了克服(fu)鎢(wu)極惰性氣體(ti)保護焊自身效率較低(di)的(de)弱點,擴大其應用范圍,發(fa)展了許多新(xin)的(de)工藝方法,除了上面介(jie)紹脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊外,還(huan)有熱絲鎢(wu)極氬弧(hu)焊、雙弧(hu)和多弧(hu)鎢(wu)極氬弧(hu)焊等。


  鎢極(ji)氬弧焊方法和應(ying)用范圍(wei),見表(biao) 3-31 。


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