一、鎢極脈(mo)沖氬弧焊工作原(yuan)理

  鎢(wu)極脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)是(shi)在普(pu)通(tong)(tong)(tong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)基礎上發(fa)展起來的(de)(de)(de)一(yi)種新的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝，通(tong)(tong)(tong)過控制(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)按一(yi)定(ding)頻率周期(qi)地變(bian)化。每(mei)一(yi)次脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)通(tong)(tong)(tong)過時(shi)，焊(han)(han)(han)件(jian)被(bei)加熱熔化，形(xing)成一(yi)個(ge)點(dian)(dian)狀(zhuang)的(de)(de)(de)熔池。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)處(chu)于停歇(xie)(xie)期(qi)間，點(dian)(dian)狀(zhuang)熔池冷(leng)凝，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)由基值電(dian)(dian)流(liu)維持燃(ran)燒(shao)（輸入給焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)很小），即以一(yi)個(ge)較小的(de)(de)(de)基值電(dian)(dian)流(liu)來維持一(yi)個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)離(li)通(tong)(tong)(tong)道(dao)，以便下一(yi)次脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)導通(tong)(tong)(tong)時(shi)，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)能可(ke)靠地燃(ran)燒(shao)，熔化金屬(shu)，形(xing)成一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)點(dian)(dian)。只要合理地調節間歇(xie)(xie)時(shi)間和適當(dang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)槍移動速度，保證相鄰兩焊(han)(han)(han)點(dian)(dian)之(zhi)間有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)相互重(zhong)疊量(liang)(liang)，就(jiu)可(ke)獲得(de)一(yi)條連續致密(mi)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)路原理見(jian)圖4-41。

二、鎢極脈沖氬(ya)弧(hu)焊工藝特點及其(qi)適(shi)用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧(ao)氏(shi)體(ti)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. 可調工藝(yi)參數多，可以精確地控制待焊(han)件的(de)熱輸入(ru)和(he)(he)熔池的(de)形(xing)狀及尺寸(cun)。因而可提高焊(han)縫抗燒穿和(he)(he)熔池的(de)保持(chi)能(neng)力，易獲得均勻熔深。所(suo)以特別適用(yong)于薄板（薄至(zhi)0.1mm）焊(han)接(jie)和(he)(he)全位置焊(han)接(jie)以及單面(mian)焊(han)背面(mian)成形(xing)的(de)焊(han)接(jie)工藝(yi)。

   ②. 可(ke)以用較低的熱輸入獲(huo)得較大的熔深，這樣可(ke)以減(jian)少焊接(jie)熱影響區和焊件變形。

   ③. 在焊接(jie)過程中，脈沖電(dian)流(liu)對點(dian)狀熔池有較強的攪拌作(zuo)用，而且熔池金屬(shu)冷凝快，高溫停留時間短，焊縫金屬(shu)組(zu)織致(zhi)密，可以減少(shao)敏感材料產生裂紋(wen)的傾向。對于奧氏體不(bu)銹鋼還能提高焊接(jie)接(jie)頭的耐腐蝕性(xing)能。

   ④. 每個焊點加熱和冷卻迅(xun)速，很適合于焊接(jie)導熱性能強或厚度特別大(da)的焊件。

   ⑤. 焊(han)縫成(cheng)形美觀，質量穩定，焊(han)接接頭(tou)力學(xue)性能(neng)高于普(pu)通鎢極氬(ya)弧焊(han)焊(han)接接頭(tou)力學(xue)性能(neng)。

  根據脈沖頻率不同，可(ke)分(fen)為(wei)低頻脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)和高(gao)頻脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)。鎢極(ji)脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)可(ke)根據焊(han)(han)(han)件的厚薄來選擇(ze)是否(fou)填(tian)加焊(han)(han)(han)絲，也可(ke)以用氦氣(qi)作為(wei)保護氣(qi)體。

三、低(di)頻(pin)脈沖氬弧焊(han)

  ①. 基本原理

    焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)大小（直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)有效值）呈周(zhou)期性脈(mo)(mo)沖(chong)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，脈(mo)(mo)沖(chong)的(de)頻(pin)率，從(cong)每(mei)秒接(jie)近(jin)于一次至(zhi)幾次，至(zhi)多不(bu)過十幾次，即以(yi)低頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)的(de)方(fang)法供給電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)沖(chong)。圖4-42為(wei)常(chang)見的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)波(bo)形，從(cong)圖中(zhong)可以(yi)看出脈(mo)(mo)沖(chong)焊(han)(han)(han)(han)時的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由兩(liang)個(ge)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)組(zu)成：脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和基值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時間也(ye)是由脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時間和基值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時間兩(liang)部分組(zu)成。它(ta)們是用來調節和控制焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)熱(re)輸入的(de)主(zhu)要參數。在(zai)一個(ge)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)期間，基本金(jin)屬(shu)熔化(hua)(hua)到(dao)一定的(de)熔深；隨之，馬上轉變(bian)(bian)為(wei)一個(ge)小電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（基值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)主(zhu)要作用是維持電(dian)(dian)(dian)弧(hu)不(bu)至(zhi)于熄滅，也(ye)提供一個(ge)熔池冷卻凝固條(tiao)件(jian)(jian)、使焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)不(bu)至(zhi)于燒穿。其實，脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)所完(wan)成的(de)連續焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)是由許多焊(han)(han)(han)(han)點(dian)搭接(jie)而成的(de)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)周(zhou)期性變(bian)(bian)化(hua)(hua)，不(bu)僅能(neng)保(bao)證(zheng)得(de)到(dao)一定的(de)熔深，又不(bu)至(zhi)于焊(han)(han)(han)(han)穿工(gong)件(jian)(jian)，而且隨著頻(pin)率節奏可以(yi)得(de)到(dao)波(bo)紋美觀的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)。通過電(dian)(dian)(dian)弧(hu)脈(mo)(mo)沖(chong)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭金(jin)相(xiang)組(zu)織變(bian)(bian)得(de)均勻，還細化(hua)(hua)了晶(jing)粒，從(cong)而提高了焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)力學性能(neng)和耐(nai)腐蝕能(neng)力。所以(yi)用脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)奧氏體型不(bu)銹鋼薄件(jian)(jian)和中(zhong)厚件(jian)(jian)是非(fei)常(chang)有益的(de)。

  ②. 工(gong)藝(yi)參數的選擇

    脈(mo)(mo)沖鎢極氬弧(hu)焊的工藝參數(shu)主要有脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流(liu)(liu)幅(fu)值(zhi)（Ip或(huo)ip）、基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)（Ib或(huo)ib）、脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時間(jian)（tp）、基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時間(jian)（tb），其(qi)中交(jiao)流(liu)(liu)脈(mo)(mo)沖參數(shu)ip、ib分別(bie)指脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流(liu)(liu)和基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)在持(chi)續(xu)時間(jian)內的有效值(zhi)。此外(wai)還有脈(mo)(mo)幅(fu)比(bi)RA、脈(mo)(mo)寬比(bi)Rw、脈(mo)(mo)沖周期T、脈(mo)(mo)沖頻率(lv)f，各參數(shu)之間(jian)的關系如下(xia)：

   脈沖鎢極氬弧焊的工藝(yi)參數，通常按(an)下述原則和步驟選擇。

     a. 對于(yu)一定的(de)母材(cai)(cai)厚(hou)度(du)，脈沖電(dian)流Ip（或(huo)ip）取決于(yu)被焊(han)(han)母材(cai)(cai)的(de)種類，而與母材(cai)(cai)厚(hou)度(du)無關，所(suo)以通常(chang)先(xian)按被焊(han)(han)材(cai)(cai)料選(xuan)(xuan)擇Ip（或(huo)ip），然后再按母材(cai)(cai)厚(hou)度(du)決定脈沖電(dian)流維(wei)持時(shi)間(jian)tp,不(bu)同材(cai)(cai)料及(ji)厚(hou)度(du)的(de)Ip（或(huo)ip）及(ji)tp值(zhi)(zhi)可(ke)參(can)考圖(tu)4-43進(jin)行選(xuan)(xuan)擇。當焊(han)(han)接薄(bo)件(jian)時(shi)，Ip（或(huo)ip）值(zhi)(zhi)應(ying)選(xuan)(xuan)低于(yu)圖(tu)示(shi)的(de)數值(zhi)(zhi)，同時(shi)適當延長tp值(zhi)(zhi)；焊(han)(han)接厚(hou)件(jian)時(shi)，Ip或(huo)i，值(zhi)(zhi)應(ying)稍(shao)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)(zhi)電流(liu)(liu)Ib（或ib）與基值(zhi)(zhi)電流(liu)(liu)維持(chi)時間tb相互要(yao)匹(pi)配，應保證(zheng)電弧不熄(xi)弧和熔池(chi)在(zai)基值(zhi)(zhi)電流(liu)(liu)期(qi)間得以凝固。通(tong)常基值(zhi)(zhi)電流(liu)(liu)Ib是脈沖電流(liu)(liu)Ip（或ip）的10％～20％，基值(zhi)(zhi)電流(liu)(liu)維持(chi)時間tb為脈沖電流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時間tp的1～3倍(bei)。

     c. 脈幅(fu)比RA和脈寬比Rw值較大(da)時，脈沖特點較顯著，有利于克服熱裂紋，但過大(da)會增加咬(yao)邊(bian)傾向。需在焊接(jie)過程中對(dui)焊接(jie)速度(du)進行合理調節來控制熔透率，避(bi)免產(chan)生熱裂紋和咬(yao)邊(bian)。

     d. 焊接速度要(yao)和脈(mo)沖(chong)頻率相匹配，以保證焊點(dian)間距的要(yao)求，它們之(zhi)間的關系是：

  Lw 不(bu)(bu)能太大，否則焊點之間無重疊量，而得(de)不(bu)(bu)到連續致(zhi)密的焊縫，常用頻率(lv)一般低于(yu)10Hz，可(ke)參考表(biao)(biao)4-40選用。不(bu)(bu)銹鋼脈沖(chong)鎢極氬弧焊焊接工(gong)藝(yi)參數，可(ke)參考表(biao)(biao)4-41、表(biao)(biao)4-42。

四、高(gao)頻脈沖鎢極氬(ya)弧(hu)焊

   高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)與低頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)不同(tong)之處，是焊(han)(han)(han)接(jie)電流以(yi)每秒鐘幾(ji)千次甚至幾(ji)萬次的(de)(de)(de)極(ji)(ji)高(gao)頻(pin)率(lv)變化著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電流使(shi)電弧(hu)的(de)(de)(de)磁收縮效應(ying)比(bi)較強烈，電弧(hu)直徑受(shou)到(dao)的(de)(de)(de)壓(ya)縮更為激烈，增強了電弧(hu)的(de)(de)(de)挺度(du)(du)。同(tong)時使(shi)熔池能很好地攪拌，改善了焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)冶(ye)金性(xing)能，特別適(shi)合(he)鋁及鋁合(he)金的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)。高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電弧(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)壓(ya)力還導(dao)致(zhi)超(chao)聲振動，它可以(yi)增強熔化金屬(shu)的(de)(de)(de)流動性(xing)。這(zhe)些都有利于細化晶粒，減少焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)氣孔(kong)，使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成形美觀。在焊(han)(han)(han)接(jie)電流平均值(zhi)相等(deng)的(de)(de)(de)情況(kuang)下，高(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)速度(du)(du)可比(bi)普通鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)提高(gao)1倍，這(zhe)就必然會縮短(duan)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)的(de)(de)(de)高(gao)溫停留時間，對改善奧氏體(ti)型不銹鋼的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)是有益(yi)的(de)(de)(de)。但是，這(zhe)種焊(han)(han)(han)接(jie)方法在施焊(han)(han)(han)過程中有刺耳的(de)(de)(de)噪聲。

   有關(guan)脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊機的型(xing)(xing)號很(hen)多，表4-43列出了國內幾種脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊機型(xing)(xing)號及其主(zhu)要技(ji)術性能，可供選用。