脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢極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(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)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(ke)以精確地(di)控制待焊(han)件的(de)熱輸入,克(ke)服了因熔敷金屬表(biao)面(mian)張力不足(zu)以支持熔池,而(er)(er)造成的(de)焊(han)縫(feng)下塌,從而(er)(er)提高了焊(han)縫(feng)抗燒(shao)穿的(de)能(neng)力,特別適用于(yu)薄板(薄至0.1mm)對接焊(han)縫(feng)。它可(ke)以在(zai)不加墊板的(de)情況下,實現單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形且焊(han)接變形量小。


   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(bu)銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。


   3. 它對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)、焊(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)的波動不夠(gou)敏感,對(dui)各種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)位置有(you)較(jiao)強的適應性,適用于(yu)全位置的焊(han)(han)(han)接(jie)。


   4. 焊(han)縫成形美觀,質量穩定,焊(han)接(jie)接(jie)頭力學性能均高于(yu)普通(tong)鎢極氬弧焊(han)。


   5. 可(ke)根據(ju)焊(han)件的厚薄(bo)來選擇(ze)是否填(tian)加焊(han)絲,也可(ke)以用氦(hai)氣作為(wei)保護(hu)氣體。根據(ju)脈(mo)沖頻率(lv)不同,可(ke)分為(wei)低(di)頻、中頻和高頻脈(mo)沖氬弧焊(han)。


    a. 低(di)頻脈沖鎢極氬弧焊


      低(di)(di)頻(pin)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊的(de)基本原理(li)是:焊接(jie)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(直流(liu)電(dian)或交流(liu)電(dian)的(de)有效(xiao)量)呈周期(qi)性脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖變化,脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖的(de)頻(pin)率(lv)以每(mei)秒接(jie)近于一次到幾次,至多不超過(guo)十幾次,以低(di)(di)頻(pin)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖的(de)方法供給(gei)電(dian)流(liu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖。低(di)(di)頻(pin)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖鎢(wu)(wu)極氬(ya)弧焊在(zai)生(sheng)產上使用(yong)較多,例如用(yong)機械操作鎢(wu)(wu)極脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖氬(ya)弧焊焊接(jie)奧(ao)氏體(ti)型不銹鋼(gang)薄(bo)板對(dui)接(jie)焊縫(feng)和(he)導管對(dui)接(jie)焊縫(feng)的(de)焊接(jie)參數,見表3-28和(he)表3-29(為不加填充焊絲鎢(wu)(wu)極脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖氬(ya)弧焊)。焊接(jie)時(shi)采(cai)用(yong)直流(liu)正極性電(dian)源。



    b. 中頻(pin)脈沖鎢極(ji)氬弧焊工藝


      中(zhong)頻脈沖鎢(wu)極氬弧焊(han)是在直流電上疊加200~500Hz中(zhong)頻脈沖電流,可提(ti)高電弧挺度,在一定程(cheng)度上增(zeng)加熔(rong)深,并(bing)促使(shi)熔(rong)池金(jin)屬晶粒(li)細化,可提(ti)高焊(han)縫金(jin)屬的韌性。這種工藝用于航空、航天工程(cheng)重要部件的 焊(han)接。


    c. 高頻脈沖鎢極氬弧焊工藝


      高(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)與低頻(pin)(pin)、中(zhong)頻(pin)(pin)脈(mo)沖氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)不(bu)同(tong)之處,是(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流(liu)以每秒鐘幾千次(ci)甚(shen)至幾萬(wan)次(ci)的(de)(de)(de)極高(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)率變(bian)(bian)化著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖電流(liu)使(shi)(shi)電弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)磁收(shou)效應(ying)比較強烈,使(shi)(shi)圓錐形電弧(hu)(hu)變(bian)(bian)成圓柱形電弧(hu)(hu),電弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)壓(ya)縮更(geng)為激烈,增(zeng)強了(le)電弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)挺度(du)。不(bu)僅提高(gao)(gao)(gao)了(le)電弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)能量密度(du)而且增(zeng)強了(le)電弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)穿透力,在(zai)(zai)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)有(you)效電流(liu)下(xia)可(ke)(ke)(ke)達(da)到(dao)更(geng)大的(de)(de)(de)熔深或在(zai)(zai)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)熔深下(xia)提高(gao)(gao)(gao)了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du),同(tong)時使(shi)(shi)熔池能很好地攪拌,改(gai)善了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)冶金(jin)性能,特別適(shi)合鋁(lv)及鋁(lv)合金(jin)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。高(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖電弧(hu)(hu)產生(sheng)的(de)(de)(de)壓(ya)力還導致超聲振(zhen)動,它可(ke)(ke)(ke)以增(zeng)強熔化金(jin)屬的(de)(de)(de)流(liu)動性。這(zhe)些都有(you)利于細化晶粒,減少焊(han)(han)(han)(han)(han)縫氣孔,還使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫成形美觀。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流(liu)平(ping)均值相(xiang)等的(de)(de)(de)情況下(xia),高(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du)可(ke)(ke)(ke)比普通鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)提高(gao)(gao)(gao)一(yi)倍,這(zhe)就必然縮短焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫的(de)(de)(de)停留時間,對改(gai)善奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)蝕性是(shi)有(you)益(yi)的(de)(de)(de)。但是(shi),這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法在(zai)(zai)施焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中(zhong)有(you)刺耳的(de)(de)(de)噪(zao)聲,對人體健康有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)影響。同(tong)時,這(zhe)類弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)機電源造(zao)價昂貴,導致應(ying)用范(fan)圍小,在(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼高(gao)(gao)(gao)速(su)焊(han)(han)(han)(han)(han)管生(sheng)產線上有(you)時采(cai)用這(zhe)種工藝(yi)。


  有(you)關(guan)脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊機的型號很多,表3-30列出了國內幾種(zhong)型號及主要技術(shu)性(xing)能,可供選用(yong)。



  為了(le)克服鎢(wu)極(ji)惰性氣體(ti)保(bao)護焊(han)(han)自身效率較低(di)的弱(ruo)點(dian),擴大其應用(yong)范圍,發展了(le)許多新的工藝方法,除了(le)上面介紹脈沖鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)外,還(huan)有熱絲鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)、雙弧(hu)和多弧(hu)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)等。


  鎢(wu)極氬弧焊方法和應用范圍,見表(biao) 3-31 。


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