一、鎢極脈沖氬弧焊工作原(yuan)理

  鎢極脈(mo)沖(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)是在普通(tong)(tong)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)基(ji)礎上發展起來(lai)(lai)的(de)一(yi)(yi)(yi)種新的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝，通(tong)(tong)過控(kong)制焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流按一(yi)(yi)(yi)定(ding)頻(pin)率周(zhou)期(qi)地變化(hua)。每(mei)一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流通(tong)(tong)過時，焊(han)(han)(han)(han)件被加熱熔化(hua)，形(xing)成一(yi)(yi)(yi)個(ge)點狀的(de)熔池(chi)。脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流處于停歇期(qi)間(jian)，點狀熔池(chi)冷(leng)凝，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧由基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流維(wei)持燃(ran)燒(shao)（輸入給焊(han)(han)(han)(han)件的(de)能量很小(xiao)），即以(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)較(jiao)小(xiao)的(de)基(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流來(lai)(lai)維(wei)持一(yi)(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)離通(tong)(tong)道(dao)，以(yi)(yi)便下一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流導通(tong)(tong)時，脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧能可(ke)(ke)靠(kao)地燃(ran)燒(shao)，熔化(hua)金屬，形(xing)成一(yi)(yi)(yi)個(ge)新的(de)焊(han)(han)(han)(han)點。只要(yao)合理地調節(jie)間(jian)歇時間(jian)和(he)適(shi)當的(de)焊(han)(han)(han)(han)槍移動速(su)度，保證相鄰(lin)兩焊(han)(han)(han)(han)點之(zhi)間(jian)有一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)相互重疊量，就可(ke)(ke)獲得一(yi)(yi)(yi)條(tiao)連續致密(mi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫。脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路原理見圖4-41。

二、鎢(wu)極脈沖氬弧焊工藝特點及(ji)其適用范圍(wei)

  在焊接厚度小于1mm奧(ao)氏體(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(gong)藝參數(shu)多，可以精(jing)確地(di)控制待焊件的(de)(de)熱輸入和熔(rong)池的(de)(de)形狀及尺寸。因而可提高焊縫抗燒(shao)穿和熔(rong)池的(de)(de)保(bao)持能力(li)，易獲得均(jun)勻熔(rong)深。所以特別適用(yong)于(yu)薄(bo)板(ban)（薄(bo)至0.1mm）焊接和全(quan)位置焊接以及單面焊背(bei)面成形的(de)(de)焊接工(gong)藝。

   ②. 可(ke)以用較低的熱輸入(ru)獲(huo)得較大(da)的熔深，這樣(yang)可(ke)以減少焊接熱影響區和焊件變形(xing)。

   ③. 在(zai)焊(han)接(jie)過程中(zhong)，脈沖電流對點狀熔池(chi)有較強(qiang)的(de)攪拌作用，而(er)且熔池(chi)金屬冷凝快，高溫停留時間短，焊(han)縫金屬組織(zhi)致密，可以(yi)減少敏感材料產生(sheng)裂紋的(de)傾向。對于奧氏體不銹鋼還(huan)能提高焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)耐(nai)腐蝕性能。

   ④. 每個(ge)焊點(dian)加熱和冷卻迅速(su)，很(hen)適合于焊接導熱性能強或厚度(du)特別大(da)的焊件(jian)。

   ⑤. 焊(han)縫(feng)成形美觀，質量穩定，焊(han)接(jie)接(jie)頭力學(xue)(xue)性能高于(yu)普(pu)通鎢極氬弧焊(han)焊(han)接(jie)接(jie)頭力學(xue)(xue)性能。

  根據脈沖頻率(lv)不同，可(ke)分(fen)為低(di)頻脈沖氬(ya)弧焊和高頻脈沖氬(ya)弧焊。鎢極脈沖氬(ya)弧焊可(ke)根據焊件(jian)的厚(hou)薄(bo)來選擇是否填加焊絲，也(ye)可(ke)以用氦氣(qi)作為保(bao)護氣(qi)體。

三(san)、低頻脈(mo)沖氬弧焊

  ①. 基本原理

    焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)大(da)小（直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)或交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)有效值(zhi)）呈周期性脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)頻率，從每秒(miao)接(jie)近于一(yi)次(ci)(ci)至(zhi)(zhi)(zhi)幾次(ci)(ci)，至(zhi)(zhi)(zhi)多(duo)不(bu)過十幾次(ci)(ci)，即以(yi)(yi)低頻脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)方法供給電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)。圖4-42為(wei)常(chang)見的(de)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)波形，從圖中(zhong)(zhong)可以(yi)(yi)看(kan)出(chu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)焊(han)(han)時的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)由(you)兩個電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)組(zu)(zu)成(cheng)：脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)和基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)接(jie)時間(jian)(jian)也是由(you)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)持(chi)續時間(jian)(jian)和基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)持(chi)續時間(jian)(jian)兩部分(fen)組(zu)(zu)成(cheng)。它(ta)們是用來(lai)調節和控制焊(han)(han)縫熱輸(shu)入的(de)主(zhu)要(yao)參(can)數。在(zai)一(yi)個脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)期間(jian)(jian)，基本金屬熔化到一(yi)定(ding)的(de)熔深(shen)；隨之，馬(ma)上(shang)轉變(bian)為(wei)一(yi)個小電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)（基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)主(zhu)要(yao)作(zuo)用是維持(chi)電(dian)(dian)(dian)弧不(bu)至(zhi)(zhi)(zhi)于熄(xi)滅(mie)，也提供一(yi)個熔池(chi)冷(leng)卻凝固條件(jian)(jian)、使(shi)焊(han)(han)件(jian)(jian)不(bu)至(zhi)(zhi)(zhi)于燒穿。其實，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)所完成(cheng)的(de)連續焊(han)(han)縫是由(you)許多(duo)焊(han)(han)點(dian)搭(da)接(jie)而成(cheng)的(de)。焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)周期性變(bian)化，不(bu)僅能(neng)保證得(de)到一(yi)定(ding)的(de)熔深(shen)，又不(bu)至(zhi)(zhi)(zhi)于焊(han)(han)穿工(gong)件(jian)(jian)，而且隨著頻率節奏可以(yi)(yi)得(de)到波紋美(mei)觀(guan)的(de)焊(han)(han)縫。通過電(dian)(dian)(dian)弧脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化，使(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭金相組(zu)(zu)織變(bian)得(de)均(jun)勻，還細化了晶(jing)粒，從而提高(gao)了焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)力(li)學性能(neng)和耐腐蝕能(neng)力(li)。所以(yi)(yi)用脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)奧氏體型不(bu)銹鋼薄件(jian)(jian)和中(zhong)(zhong)厚件(jian)(jian)是非(fei)常(chang)有益的(de)。

  ②. 工藝參數的(de)選擇(ze)

    脈沖(chong)鎢極氬弧焊的(de)工藝參數主要(yao)有脈沖(chong)電流(liu)(liu)幅(fu)值(zhi)（Ip或ip）、基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電流(liu)(liu)（Ib或ib）、脈沖(chong)電流(liu)(liu)持續時(shi)間（tp）、基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電流(liu)(liu)持續時(shi)間（tb），其(qi)中交流(liu)(liu)脈沖(chong)參數ip、ib分別指脈沖(chong)電流(liu)(liu)和基(ji)(ji)(ji)值(zhi)電流(liu)(liu)在持續時(shi)間內的(de)有效(xiao)值(zhi)。此外(wai)還有脈幅(fu)比RA、脈寬(kuan)比Rw、脈沖(chong)周期(qi)T、脈沖(chong)頻率f，各參數之間的(de)關系如下(xia)：

   脈沖鎢極氬弧焊的(de)工藝參數，通常按下述原則和步(bu)驟選擇(ze)。

     a. 對于一定(ding)的母(mu)材(cai)厚(hou)(hou)度(du)，脈沖(chong)(chong)電流Ip（或(huo)(huo)ip）取決于被焊(han)(han)母(mu)材(cai)的種類(lei)，而與(yu)母(mu)材(cai)厚(hou)(hou)度(du)無(wu)關，所以通常先按(an)被焊(han)(han)材(cai)料選擇Ip（或(huo)(huo)ip），然后再(zai)按(an)母(mu)材(cai)厚(hou)(hou)度(du)決定(ding)脈沖(chong)(chong)電流維持時間tp,不(bu)同材(cai)料及厚(hou)(hou)度(du)的Ip（或(huo)(huo)ip）及tp值(zhi)可參考圖(tu)4-43進行選擇。當焊(han)(han)接薄件時，Ip（或(huo)(huo)ip）值(zhi)應選低(di)于圖(tu)示的數值(zhi)，同時適(shi)當延長tp值(zhi)；焊(han)(han)接厚(hou)(hou)件時，Ip或(huo)(huo)i，值(zhi)應稍高(gao)于圖(tu)示的數值(zhi)，并適(shi)當縮(suo)短tp值(zhi)。

     b. 基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)Ib（或ib）與基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)維持(chi)時間(jian)tb相互要(yao)匹配，應保證電(dian)(dian)弧(hu)不熄弧(hu)和熔池在基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)期間(jian)得以凝(ning)固。通(tong)常基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)Ib是(shi)脈沖電(dian)(dian)流(liu)Ip（或ip）的10％～20％，基(ji)(ji)值電(dian)(dian)流(liu)維持(chi)時間(jian)tb為脈沖電(dian)(dian)流(liu)持(chi)續時間(jian)tp的1～3倍。

     c. 脈幅比RA和脈寬比Rw值較大(da)(da)時(shi)，脈沖(chong)特點較顯著，有(you)利于克服(fu)熱裂紋，但過(guo)大(da)(da)會增(zeng)加咬邊傾向。需在(zai)焊接過(guo)程(cheng)中對焊接速度進行合(he)理調節(jie)來控制熔(rong)透率，避免產生熱裂紋和咬邊。

     d. 焊(han)接速度要和脈沖頻率相匹配，以保證焊(han)點(dian)間(jian)距的(de)要求，它們之間(jian)的(de)關系是(shi)：

  Lw 不能(neng)太(tai)大，否則(ze)焊點之間無重疊(die)量(liang)，而(er)得不到連續致(zhi)密(mi)的(de)焊縫，常(chang)用頻率一般低于10Hz，可(ke)參(can)(can)考表4-40選用。不銹鋼脈沖(chong)鎢極氬弧焊焊接工藝參(can)(can)數(shu)，可(ke)參(can)(can)考表4-41、表4-42。

四、高頻脈沖鎢極氬弧(hu)焊

   高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)與低頻(pin)脈(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)的(de)(de)(de)不同之處，是(shi)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流以(yi)每秒鐘幾千次(ci)甚(shen)至幾萬(wan)次(ci)的(de)(de)(de)極高(gao)(gao)頻(pin)率變化著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流使(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)磁收縮(suo)效(xiao)應比(bi)較強(qiang)烈(lie)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)直徑(jing)受到的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)更為(wei)激烈(lie)，增強(qiang)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)挺度。同時使(shi)熔(rong)池能很好地(di)攪拌，改(gai)(gai)善了焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)冶金性(xing)能，特別適(shi)合(he)鋁及鋁合(he)金的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)。高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)壓(ya)力還(huan)導致超聲(sheng)振動(dong)，它可以(yi)增強(qiang)熔(rong)化金屬的(de)(de)(de)流動(dong)性(xing)。這(zhe)些(xie)都有利于細化晶粒，減(jian)少焊(han)縫(feng)氣(qi)孔，使(shi)焊(han)縫(feng)成形美(mei)觀。在(zai)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流平均值相等的(de)(de)(de)情況下，高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)速度可比(bi)普通(tong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)提高(gao)(gao)1倍，這(zhe)就必然會(hui)縮(suo)短焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫停留(liu)時間，對(dui)改(gai)(gai)善奧(ao)氏體型不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)是(shi)有益的(de)(de)(de)。但是(shi)，這(zhe)種焊(han)接(jie)方法在(zai)施焊(han)過程中有刺耳的(de)(de)(de)噪聲(sheng)。

   有(you)關脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊機(ji)的型(xing)(xing)號(hao)很(hen)多，表4-43列(lie)出了國內幾(ji)種脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊機(ji)型(xing)(xing)號(hao)及其(qi)主要技術性能，可供選用(yong)。