一、鎢(wu)極脈(mo)沖氬弧焊工(gong)作原理(li)

  鎢極脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)是在普通鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)基(ji)(ji)礎(chu)上發展起來(lai)的(de)(de)一(yi)種新(xin)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接工藝(yi)，通過控(kong)制焊(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)按一(yi)定(ding)頻(pin)率周期(qi)地變化(hua)。每一(yi)次脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通過時，焊(han)(han)(han)(han)件(jian)被加熱熔化(hua)，形成一(yi)個點(dian)(dian)狀的(de)(de)熔池。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)處于停歇(xie)(xie)期(qi)間(jian)(jian)，點(dian)(dian)狀熔池冷凝，電(dian)(dian)(dian)弧由基(ji)(ji)值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)維(wei)持燃燒(shao)（輸入給焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)能(neng)量很小），即以一(yi)個較小的(de)(de)基(ji)(ji)值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)來(lai)維(wei)持一(yi)個電(dian)(dian)(dian)弧的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)離(li)通道(dao)，以便下一(yi)次脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)導通時，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)弧能(neng)可(ke)(ke)靠地燃燒(shao)，熔化(hua)金屬，形成一(yi)個新(xin)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)點(dian)(dian)。只要合(he)理地調節間(jian)(jian)歇(xie)(xie)時間(jian)(jian)和適當的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)槍移動(dong)速度，保證相(xiang)鄰兩(liang)焊(han)(han)(han)(han)點(dian)(dian)之間(jian)(jian)有一(yi)定(ding)的(de)(de)相(xiang)互(hu)重疊量，就可(ke)(ke)獲得一(yi)條連續致密(mi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)路原理見圖(tu)4-41。

二(er)、鎢極脈沖氬弧(hu)焊工藝(yi)特點及其適(shi)用(yong)范圍

  在焊接厚度小于1mm奧(ao)氏體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. 可調工(gong)藝(yi)參數多，可以精確地控制(zhi)待焊件的(de)(de)熱輸入和熔池的(de)(de)形狀(zhuang)及尺寸。因而可提高焊縫(feng)抗燒穿和熔池的(de)(de)保持能力，易獲得均勻熔深。所以特別適(shi)用于薄板（薄至(zhi)0.1mm）焊接和全位置焊接以及單(dan)面(mian)焊背面(mian)成形的(de)(de)焊接工(gong)藝(yi)。

   ②. 可以用(yong)較(jiao)低的熱輸(shu)入獲得較(jiao)大的熔(rong)深，這樣(yang)可以減少焊接(jie)熱影響區和(he)焊件變形。

   ③. 在(zai)焊(han)(han)接過程中，脈沖電(dian)流對(dui)點狀熔(rong)池(chi)有較(jiao)強的攪拌作用，而且(qie)熔(rong)池(chi)金(jin)屬冷(leng)凝快，高溫停留時間短(duan)，焊(han)(han)縫金(jin)屬組(zu)織致密，可以(yi)減少敏(min)感材料產生裂紋的傾向。對(dui)于奧(ao)氏體(ti)不銹鋼還(huan)能(neng)提高焊(han)(han)接接頭的耐腐蝕性能(neng)。

   ④. 每個焊(han)點加熱(re)和冷(leng)卻迅速，很適(shi)合于(yu)焊(han)接導熱(re)性能(neng)強或厚(hou)度特(te)別大(da)的(de)焊(han)件(jian)。

   ⑤. 焊(han)縫(feng)成形美觀，質量穩定，焊(han)接接頭力(li)學性(xing)能高于普(pu)通(tong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接接頭力(li)學性(xing)能。

  根據脈(mo)沖頻(pin)率不同，可分(fen)為低頻(pin)脈(mo)沖氬弧(hu)焊和高頻(pin)脈(mo)沖氬弧(hu)焊。鎢(wu)極脈(mo)沖氬弧(hu)焊可根據焊件的厚薄來選擇是否填加焊絲，也可以(yi)用氦氣作為保護(hu)氣體。

三、低頻脈沖氬弧焊

  ①. 基本原理

    焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大小（直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)有效值）呈周(zhou)期性脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)變化(hua)，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)的(de)(de)頻(pin)率，從(cong)(cong)每秒接(jie)(jie)(jie)(jie)近于(yu)一(yi)次(ci)至(zhi)幾次(ci)，至(zhi)多不(bu)過十幾次(ci)，即(ji)以(yi)低(di)頻(pin)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)的(de)(de)方(fang)法供給電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)。圖4-42為常見的(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)波形，從(cong)(cong)圖中可(ke)以(yi)看(kan)出脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)焊(han)時(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)由兩個(ge)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)組成(cheng)(cheng)：脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)和(he)基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)；焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi)間(jian)(jian)也(ye)是由脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)持(chi)續時(shi)間(jian)(jian)和(he)基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)持(chi)續時(shi)間(jian)(jian)兩部分組成(cheng)(cheng)。它們(men)是用來調(diao)節(jie)和(he)控制焊(han)縫熱輸入的(de)(de)主(zhu)要(yao)參(can)數。在一(yi)個(ge)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)期間(jian)(jian)，基(ji)(ji)本金屬(shu)熔(rong)(rong)化(hua)到一(yi)定(ding)的(de)(de)熔(rong)(rong)深；隨之，馬上轉變為一(yi)個(ge)小電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)（基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)），它的(de)(de)主(zhu)要(yao)作用是維持(chi)電(dian)(dian)弧不(bu)至(zhi)于(yu)熄(xi)滅，也(ye)提供一(yi)個(ge)熔(rong)(rong)池(chi)冷卻凝固條(tiao)件(jian)(jian)、使(shi)焊(han)件(jian)(jian)不(bu)至(zhi)于(yu)燒穿。其實，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)氬弧焊(han)所完成(cheng)(cheng)的(de)(de)連續焊(han)縫是由許多焊(han)點搭接(jie)(jie)(jie)(jie)而(er)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)周(zhou)期性變化(hua)，不(bu)僅能(neng)保證得到一(yi)定(ding)的(de)(de)熔(rong)(rong)深，又(you)不(bu)至(zhi)于(yu)焊(han)穿工件(jian)(jian)，而(er)且隨著頻(pin)率節(jie)奏(zou)可(ke)以(yi)得到波紋美觀的(de)(de)焊(han)縫。通過電(dian)(dian)弧脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)變化(hua)，使(shi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭金相組織變得均勻，還細化(hua)了晶粒(li)，從(cong)(cong)而(er)提高(gao)了焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)力學性能(neng)和(he)耐腐蝕(shi)能(neng)力。所以(yi)用脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)氬弧焊(han)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)奧氏體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼薄件(jian)(jian)和(he)中厚件(jian)(jian)是非常有益的(de)(de)。

  ②. 工藝參(can)數的選擇(ze)

    脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)鎢極(ji)氬弧焊的(de)工藝參數(shu)(shu)主要有(you)脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流幅值(zhi)（Ip或ip）、基(ji)值(zhi)電流（Ib或ib）、脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流持(chi)續(xu)時(shi)(shi)間（tp）、基(ji)值(zhi)電流持(chi)續(xu)時(shi)(shi)間（tb），其(qi)中(zhong)交流脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)參數(shu)(shu)ip、ib分(fen)別指脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流和基(ji)值(zhi)電流在持(chi)續(xu)時(shi)(shi)間內的(de)有(you)效值(zhi)。此外還有(you)脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)幅比RA、脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)寬比Rw、脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)周期T、脈(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)頻率f，各參數(shu)(shu)之(zhi)間的(de)關系(xi)如下：

   脈沖鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)的工藝(yi)參數(shu)，通常按下述原則和步(bu)驟選擇。

     a. 對于(yu)一(yi)定(ding)的母材(cai)厚(hou)(hou)度(du)，脈沖電(dian)流Ip（或(huo)(huo)ip）取決于(yu)被焊母材(cai)的種類，而(er)與(yu)母材(cai)厚(hou)(hou)度(du)無關，所以通常先按被焊材(cai)料選擇(ze)Ip（或(huo)(huo)ip），然后再按母材(cai)厚(hou)(hou)度(du)決定(ding)脈沖電(dian)流維(wei)持時間tp,不同材(cai)料及(ji)厚(hou)(hou)度(du)的Ip（或(huo)(huo)ip）及(ji)tp值(zhi)(zhi)可參考圖(tu)4-43進行(xing)選擇(ze)。當焊接(jie)薄件時，Ip（或(huo)(huo)ip）值(zhi)(zhi)應選低于(yu)圖(tu)示的數值(zhi)(zhi)，同時適當延(yan)長(chang)tp值(zhi)(zhi)；焊接(jie)厚(hou)(hou)件時，Ip或(huo)(huo)i，值(zhi)(zhi)應稍高于(yu)圖(tu)示的數值(zhi)(zhi)，并適當縮(suo)短(duan)tp值(zhi)(zhi)。

     b. 基值(zhi)電(dian)流(liu)Ib（或ib）與基值(zhi)電(dian)流(liu)維持時(shi)間tb相互要匹配，應保證電(dian)弧(hu)不熄(xi)弧(hu)和熔池在基值(zhi)電(dian)流(liu)期間得(de)以凝(ning)固。通(tong)常基值(zhi)電(dian)流(liu)Ib是脈(mo)沖電(dian)流(liu)Ip（或ip）的(de)10％～20％，基值(zhi)電(dian)流(liu)維持時(shi)間tb為脈(mo)沖電(dian)流(liu)持續時(shi)間tp的(de)1～3倍(bei)。

     c. 脈幅(fu)比(bi)RA和脈寬(kuan)比(bi)Rw值較(jiao)大時，脈沖特點較(jiao)顯(xian)著，有利于克(ke)服(fu)熱(re)裂紋，但(dan)過(guo)大會增加咬(yao)邊傾向(xiang)。需在(zai)焊接過(guo)程(cheng)中對焊接速度(du)進(jin)行合理調節來(lai)控(kong)制(zhi)熔(rong)透率，避(bi)免產生(sheng)熱(re)裂紋和咬(yao)邊。

     d. 焊(han)接速(su)度要和脈沖頻率相匹配，以保證焊(han)點間距的(de)要求，它們之間的(de)關系(xi)是(shi)：

  Lw 不(bu)能太大，否則焊點之(zhi)間無重疊(die)量，而(er)得不(bu)到連續(xu)致密(mi)的焊縫(feng)，常用頻率(lv)一般低(di)于10Hz，可參考(kao)表4-40選用。不(bu)銹鋼(gang)脈沖鎢極氬弧焊焊接工藝參數，可參考(kao)表4-41、表4-42。

四、高(gao)頻脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊

   高(gao)(gao)(gao)頻脈沖(chong)(chong)鎢極(ji)氬弧焊(han)與低(di)頻脈沖(chong)(chong)氬弧焊(han)的(de)(de)(de)不(bu)同之處，是(shi)(shi)焊(han)接(jie)(jie)電流(liu)以每秒鐘幾千次甚至幾萬次的(de)(de)(de)極(ji)高(gao)(gao)(gao)頻率變化著。這樣的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)頻脈沖(chong)(chong)電流(liu)使電弧的(de)(de)(de)磁(ci)收縮(suo)效(xiao)應比較強(qiang)烈，電弧直徑受到的(de)(de)(de)壓縮(suo)更(geng)為激烈，增(zeng)強(qiang)了電弧的(de)(de)(de)挺度。同時(shi)使熔(rong)池能(neng)很好地(di)攪拌，改(gai)善(shan)了焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)冶(ye)金性(xing)能(neng)，特別適(shi)合(he)鋁及鋁合(he)金的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)。高(gao)(gao)(gao)頻脈沖(chong)(chong)電弧產(chan)生的(de)(de)(de)壓力還導致超聲振動，它可以增(zeng)強(qiang)熔(rong)化金屬的(de)(de)(de)流(liu)動性(xing)。這些都有利于細化晶粒，減少(shao)焊(han)縫(feng)氣孔，使焊(han)縫(feng)成形美觀。在(zai)焊(han)接(jie)(jie)電流(liu)平均(jun)值(zhi)相等的(de)(de)(de)情(qing)況下，高(gao)(gao)(gao)頻脈沖(chong)(chong)鎢極(ji)氬弧焊(han)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)速度可比普通鎢極(ji)氬弧焊(han)提高(gao)(gao)(gao)1倍，這就必然(ran)會(hui)縮(suo)短(duan)焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫停留時(shi)間，對改(gai)善(shan)奧氏(shi)體(ti)型(xing)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)是(shi)(shi)有益的(de)(de)(de)。但是(shi)(shi)，這種焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)在(zai)施(shi)焊(han)過程中(zhong)有刺耳的(de)(de)(de)噪聲。

   有關脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊機的型號很多，表4-43列出了國內幾(ji)種脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧焊機型號及(ji)其主要技術性能，可供選用(yong)。