一(yi)、鎢(wu)極脈(mo)沖氬弧焊(han)工作原理

  鎢(wu)極脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖氬(ya)弧焊(han)(han)(han)是在普通鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)(han)基(ji)礎上發展(zhan)起(qi)來的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種新的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接工藝，通過控制焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)按一(yi)(yi)(yi)定頻率周(zhou)期(qi)地(di)變化。每一(yi)(yi)(yi)次(ci)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)通過時(shi)，焊(han)(han)(han)件被加熱熔化，形成一(yi)(yi)(yi)個(ge)點狀(zhuang)的(de)(de)(de)熔池。脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)處于停歇期(qi)間(jian)(jian)，點狀(zhuang)熔池冷凝，電(dian)(dian)(dian)(dian)弧由基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)維持燃燒（輸入給焊(han)(han)(han)件的(de)(de)(de)能量很小），即以一(yi)(yi)(yi)個(ge)較小的(de)(de)(de)基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)來維持一(yi)(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)離通道(dao)，以便下一(yi)(yi)(yi)次(ci)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)導通時(shi)，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)弧能可(ke)靠地(di)燃燒，熔化金屬，形成一(yi)(yi)(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)點。只要合理地(di)調(diao)節間(jian)(jian)歇時(shi)間(jian)(jian)和適當的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)槍移(yi)動(dong)速度，保證相鄰兩焊(han)(han)(han)點之間(jian)(jian)有一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)(de)相互重疊量，就可(ke)獲(huo)得一(yi)(yi)(yi)條(tiao)連續致密的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫。脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)路原理見圖(tu)4-41。

二、鎢極脈沖氬(ya)弧焊工藝特點及其適用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧氏體(ti)不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(ke)調工藝(yi)參數多，可(ke)以精確地(di)控制待焊(han)件的熱輸入和熔池的形(xing)狀及尺寸(cun)。因而可(ke)提高焊(han)縫抗燒(shao)穿(chuan)和熔池的保持能力，易獲得均勻熔深。所以特別(bie)適(shi)用(yong)于薄(bo)板（薄(bo)至(zhi)0.1mm）焊(han)接(jie)(jie)和全位置焊(han)接(jie)(jie)以及單面焊(han)背(bei)面成形(xing)的焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)。

   ②. 可以用(yong)較低的(de)熱輸入獲(huo)得較大的(de)熔深，這樣可以減少焊接熱影響(xiang)區和焊件(jian)變形。

   ③. 在焊接(jie)(jie)過程(cheng)中(zhong)，脈沖電流對(dui)點(dian)狀熔池有(you)較強的攪拌(ban)作用(yong)，而且熔池金(jin)屬冷凝(ning)快，高(gao)溫(wen)停留時(shi)間短，焊縫金(jin)屬組織致密，可以減少敏(min)感材料產(chan)生裂紋的傾向。對(dui)于奧氏體不銹鋼還能(neng)提高(gao)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的耐腐蝕性(xing)能(neng)。

   ④. 每個(ge)焊點加熱和(he)冷卻迅速，很適合于(yu)焊接導熱性(xing)能強或厚度特別(bie)大的焊件(jian)。

   ⑤. 焊(han)(han)縫成形(xing)美觀(guan)，質量穩定，焊(han)(han)接接頭力學(xue)性能高于普通鎢(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接接頭力學(xue)性能。

  根(gen)據脈(mo)(mo)沖頻(pin)率不同(tong)，可分為低頻(pin)脈(mo)(mo)沖氬弧(hu)焊(han)和(he)高頻(pin)脈(mo)(mo)沖氬弧(hu)焊(han)。鎢極(ji)脈(mo)(mo)沖氬弧(hu)焊(han)可根(gen)據焊(han)件的厚薄來選擇是(shi)否填加焊(han)絲，也可以用(yong)氦(hai)氣作為保護氣體。

三(san)、低頻(pin)脈沖氬(ya)弧焊(han)

  ①. 基本(ben)原(yuan)理(li)

    焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)（直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)或交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)有(you)效(xiao)值）呈周期(qi)(qi)性脈(mo)沖變(bian)化(hua)(hua)，脈(mo)沖的(de)(de)頻率，從(cong)每秒接(jie)(jie)(jie)近于(yu)一次至幾(ji)次，至多不過十(shi)幾(ji)次，即(ji)以(yi)低頻脈(mo)沖的(de)(de)方(fang)法供(gong)給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)脈(mo)沖。圖4-42為常見的(de)(de)脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)波(bo)(bo)形，從(cong)圖中可以(yi)看出脈(mo)沖焊(han)(han)時(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)由(you)兩個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)組成(cheng)：脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)和(he)基值電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)；焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)間(jian)也是(shi)由(you)脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)持續時(shi)間(jian)和(he)基值電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)持續時(shi)間(jian)兩部分(fen)組成(cheng)。它(ta)們是(shi)用來調節(jie)和(he)控制焊(han)(han)縫熱輸入的(de)(de)主(zhu)要參數。在一個(ge)(ge)脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)期(qi)(qi)間(jian)，基本金屬(shu)熔化(hua)(hua)到一定(ding)的(de)(de)熔深；隨(sui)之(zhi)，馬上轉變(bian)為一個(ge)(ge)小(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)（基值電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)），它(ta)的(de)(de)主(zhu)要作用是(shi)維持電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧不至于(yu)熄滅，也提供(gong)一個(ge)(ge)熔池冷卻凝固(gu)條件(jian)、使焊(han)(han)件(jian)不至于(yu)燒穿(chuan)。其實，脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)所完成(cheng)的(de)(de)連續焊(han)(han)縫是(shi)由(you)許(xu)多焊(han)(han)點搭接(jie)(jie)(jie)而成(cheng)的(de)(de)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)周期(qi)(qi)性變(bian)化(hua)(hua)，不僅能保證得(de)到一定(ding)的(de)(de)熔深，又不至于(yu)焊(han)(han)穿(chuan)工件(jian)，而且(qie)隨(sui)著頻率節(jie)奏(zou)可以(yi)得(de)到波(bo)(bo)紋美觀的(de)(de)焊(han)(han)縫。通過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧脈(mo)沖變(bian)化(hua)(hua)，使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭金相組織變(bian)得(de)均(jun)勻，還細化(hua)(hua)了晶粒，從(cong)而提高了焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)力(li)學(xue)性能和(he)耐腐蝕能力(li)。所以(yi)用脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼薄件(jian)和(he)中厚件(jian)是(shi)非常有(you)益的(de)(de)。

  ②. 工藝(yi)參數的選擇

    脈(mo)沖鎢(wu)極氬弧焊(han)的(de)工藝參數(shu)主要有脈(mo)沖電流(liu)(liu)幅值（Ip或ip）、基值電流(liu)(liu)（Ib或ib）、脈(mo)沖電流(liu)(liu)持續時(shi)間（tp）、基值電流(liu)(liu)持續時(shi)間（tb），其中交流(liu)(liu)脈(mo)沖參數(shu)ip、ib分別指脈(mo)沖電流(liu)(liu)和(he)基值電流(liu)(liu)在持續時(shi)間內的(de)有效(xiao)值。此外(wai)還有脈(mo)幅比RA、脈(mo)寬比Rw、脈(mo)沖周期T、脈(mo)沖頻(pin)率f，各參數(shu)之(zhi)間的(de)關(guan)系如下：

   脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)的(de)工藝參數，通(tong)常按(an)下(xia)述原則和(he)步驟選擇(ze)。

     a. 對于(yu)一(yi)定的母(mu)材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度(du)，脈沖電(dian)(dian)流Ip（或ip）取(qu)決于(yu)被焊母(mu)材(cai)的種類(lei)，而與母(mu)材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度(du)無(wu)關，所以通常先(xian)按被焊材(cai)料選(xuan)擇(ze)Ip（或ip），然(ran)后再(zai)按母(mu)材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度(du)決定脈沖電(dian)(dian)流維持(chi)時(shi)間tp,不同材(cai)料及厚(hou)(hou)(hou)度(du)的Ip（或ip）及tp值(zhi)可參考圖4-43進行選(xuan)擇(ze)。當焊接(jie)薄(bo)件時(shi)，Ip（或ip）值(zhi)應選(xuan)低于(yu)圖示的數值(zhi)，同時(shi)適(shi)(shi)當延長tp值(zhi)；焊接(jie)厚(hou)(hou)(hou)件時(shi)，Ip或i，值(zhi)應稍高(gao)于(yu)圖示的數值(zhi)，并(bing)適(shi)(shi)當縮短tp值(zhi)。

     b. 基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流Ib（或ib）與基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流維(wei)持時間(jian)tb相互要匹配，應保證電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)不熄弧(hu)和熔(rong)池在(zai)基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流期間(jian)得以凝固。通常(chang)基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流Ib是脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流Ip（或ip）的10％～20％，基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流維(wei)持時間(jian)tb為脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流持續時間(jian)tp的1～3倍(bei)。

     c. 脈(mo)幅比RA和脈(mo)寬比Rw值(zhi)較大時(shi)，脈(mo)沖(chong)特點較顯著，有(you)利于克服熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)，但過大會(hui)增加咬邊傾(qing)向(xiang)。需(xu)在焊(han)接(jie)過程中(zhong)對焊(han)接(jie)速度進行合理(li)調(diao)節來控制熔透率，避免產生熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)和咬邊。

     d. 焊接速度要和脈沖(chong)頻率相匹配，以保證焊點間(jian)距的要求，它們之(zhi)間(jian)的關(guan)系是(shi)：

  Lw 不能(neng)太大，否(fou)則焊(han)(han)(han)點之間無重(zhong)疊量，而得不到連續致密(mi)的焊(han)(han)(han)縫，常用頻率一(yi)般(ban)低(di)于10Hz，可參(can)考(kao)表(biao)4-40選(xuan)用。不銹鋼脈沖鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝參(can)數，可參(can)考(kao)表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四、高頻脈沖鎢極氬弧焊

   高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)焊(han)與(yu)低頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)的(de)(de)不同之處，是(shi)(shi)焊(han)接電(dian)流以(yi)每(mei)秒鐘(zhong)幾(ji)(ji)千次(ci)甚至幾(ji)(ji)萬次(ci)的(de)(de)極高(gao)頻(pin)(pin)率變化(hua)(hua)著。這(zhe)樣的(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流使電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)磁收(shou)縮(suo)效應(ying)比較強(qiang)烈，電(dian)弧(hu)(hu)直徑受(shou)到的(de)(de)壓(ya)縮(suo)更(geng)為激(ji)烈，增(zeng)強(qiang)了電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)挺度。同時(shi)使熔池能很好地攪拌(ban)，改善了焊(han)縫的(de)(de)冶金(jin)性能，特(te)別適合鋁(lv)及(ji)鋁(lv)合金(jin)的(de)(de)焊(han)接。高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)弧(hu)(hu)產(chan)生的(de)(de)壓(ya)力還導致超聲振動(dong)(dong)，它可以(yi)增(zeng)強(qiang)熔化(hua)(hua)金(jin)屬的(de)(de)流動(dong)(dong)性。這(zhe)些都有(you)利于細化(hua)(hua)晶(jing)粒，減少(shao)焊(han)縫氣孔(kong)，使焊(han)縫成形美(mei)觀(guan)。在(zai)(zai)焊(han)接電(dian)流平均(jun)值相(xiang)等的(de)(de)情況(kuang)下，高(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)焊(han)的(de)(de)焊(han)接速(su)度可比普(pu)通(tong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)焊(han)提高(gao)1倍，這(zhe)就必然會縮(suo)短焊(han)縫金(jin)屬的(de)(de)高(gao)溫停留時(shi)間，對改善奧氏體型不銹鋼的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性是(shi)(shi)有(you)益的(de)(de)。但是(shi)(shi)，這(zhe)種焊(han)接方法在(zai)(zai)施焊(han)過程中有(you)刺(ci)耳的(de)(de)噪聲。

   有關脈沖鎢極氬弧焊(han)(han)機的型(xing)號很多，表4-43列出(chu)了國內(nei)幾種脈沖鎢極氬弧焊(han)(han)機型(xing)號及其主要技(ji)術性能(neng)，可供選(xuan)用。