脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢(wu)極(ji)氬(ya)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。

在焊接厚度小于1mm的奧(ao)氏體不銹鋼(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(ta)可(ke)以精確地控制待(dai)焊(han)件的熱(re)輸(shu)入(ru),克(ke)服了因熔敷(fu)金屬(shu)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)不足(zu)以支(zhi)持熔池,而造成的焊(han)縫下塌,從而提高了焊(han)縫抗燒穿的能力(li),特別適(shi)用于薄(bo)(bo)板(ban)(薄(bo)(bo)至0.1mm)對接焊(han)縫。它(ta)可(ke)以在不加墊(dian)板(ban)的情況下,實(shi)現(xian)單面(mian)(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)(mian)成形(xing)且焊(han)接變形(xing)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,對于奧氏體不銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。
3. 它(ta)對焊接(jie)工(gong)藝、焊接(jie)參(can)數(shu)的波動不夠敏感,對各(ge)種焊接(jie)位置有較強的適應性,適用于全(quan)位置的焊接(jie)。
4. 焊縫成(cheng)形美觀,質量穩定,焊接接頭力(li)學(xue)性(xing)能(neng)均高于(yu)普(pu)通(tong)鎢極氬(ya)弧焊。
5. 可(ke)根據焊件的厚薄來(lai)選擇是否填加焊絲,也可(ke)以用氦(hai)氣作為保(bao)護氣體。根據脈沖(chong)頻率不同,可(ke)分為低頻、中(zhong)頻和高(gao)頻脈沖(chong)氬弧焊。
a. 低頻(pin)脈(mo)沖鎢極氬弧(hu)焊
低(di)頻(pin)脈(mo)沖鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)的(de)基本原(yuan)理是:焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電流的(de)大(da)小(直流電或交流電的(de)有效量)呈周期性脈(mo)沖變化,脈(mo)沖的(de)頻(pin)率以每秒接(jie)(jie)近(jin)于一(yi)次到幾(ji)次,至多不超(chao)過(guo)十幾(ji)次,以低(di)頻(pin)脈(mo)沖的(de)方法供給(gei)電流脈(mo)沖。低(di)頻(pin)脈(mo)沖鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)在生(sheng)產上使用較(jiao)多,例如用機(ji)械操作鎢(wu)極(ji)(ji)脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)奧(ao)氏體型不銹鋼(gang)薄板對接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)縫和(he)導管對接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)縫的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu),見表(biao)3-28和(he)表(biao)3-29(為不加填充焊(han)(han)(han)絲鎢(wu)極(ji)(ji)脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)(han))。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時采用直流正極(ji)(ji)性電源。


b. 中頻(pin)脈沖鎢極(ji)氬弧焊工藝(yi)
中頻脈(mo)沖鎢極氬(ya)弧焊是在(zai)(zai)直流電(dian)上疊加200~500Hz中頻脈(mo)沖電(dian)流,可(ke)提高電(dian)弧挺度,在(zai)(zai)一定(ding)程(cheng)度上增加熔(rong)深(shen),并促使熔(rong)池金(jin)屬(shu)晶粒(li)細化,可(ke)提高焊縫金(jin)屬(shu)的韌(ren)性。這種工(gong)藝用于航空、航天工(gong)程(cheng)重要部件的 焊接。
c. 高頻(pin)脈沖鎢極氬弧焊工藝(yi)
高(gao)頻脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)與低頻、中頻脈(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)不同(tong)(tong)之處,是焊(han)(han)接電(dian)流(liu)以(yi)每秒鐘幾千次(ci)甚(shen)至(zhi)幾萬(wan)次(ci)的(de)(de)極(ji)高(gao)頻率變(bian)化著。這(zhe)樣的(de)(de)高(gao)頻脈(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)使電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)磁收效應(ying)比(bi)較強(qiang)烈(lie),使圓錐形(xing)(xing)(xing)電(dian)弧(hu)(hu)變(bian)成(cheng)圓柱(zhu)形(xing)(xing)(xing)電(dian)弧(hu)(hu),電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)壓縮更為激烈(lie),增強(qiang)了(le)(le)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)挺度(du)(du)。不僅提高(gao)了(le)(le)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)能量密度(du)(du)而且增強(qiang)了(le)(le)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)穿透力(li),在(zai)(zai)相同(tong)(tong)的(de)(de)有效電(dian)流(liu)下可達到(dao)更大的(de)(de)熔深或在(zai)(zai)相同(tong)(tong)的(de)(de)熔深下提高(gao)了(le)(le)焊(han)(han)接速度(du)(du),同(tong)(tong)時(shi)使熔池(chi)能很好地攪(jiao)拌,改善(shan)了(le)(le)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)冶金(jin)性(xing)能,特別適合鋁及鋁合金(jin)的(de)(de)焊(han)(han)接。高(gao)頻脈(mo)沖(chong)電(dian)弧(hu)(hu)產(chan)生的(de)(de)壓力(li)還導(dao)致超聲振動(dong),它可以(yi)增強(qiang)熔化金(jin)屬的(de)(de)流(liu)動(dong)性(xing)。這(zhe)些都有利(li)于(yu)細化晶粒,減少焊(han)(han)縫(feng)氣孔,還使焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)美觀。在(zai)(zai)焊(han)(han)接電(dian)流(liu)平均值相等的(de)(de)情況下,高(gao)頻脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)接速度(du)(du)可比(bi)普通鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)提高(gao)一倍,這(zhe)就必然(ran)縮短焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬在(zai)(zai)高(gao)溫的(de)(de)停留時(shi)間,對改善(shan)奧氏體型(xing)不銹鋼(gang)耐蝕性(xing)是有益的(de)(de)。但是,這(zhe)種焊(han)(han)接方(fang)法在(zai)(zai)施焊(han)(han)過程中有刺耳的(de)(de)噪聲,對人體健康有一定的(de)(de)影響。同(tong)(tong)時(shi),這(zhe)類弧(hu)(hu)焊(han)(han)機(ji)電(dian)源造價昂貴,導(dao)致應(ying)用范圍小,在(zai)(zai)不銹鋼(gang)高(gao)速焊(han)(han)管生產(chan)線上有時(shi)采(cai)用這(zhe)種工(gong)藝。
有關脈沖鎢極氬(ya)弧焊(han)機的(de)型(xing)號很多,表3-30列出(chu)了(le)國內(nei)幾(ji)種型(xing)號及主要技(ji)術性能,可供選用。


為(wei)了(le)克服(fu)鎢極(ji)(ji)惰性氣體保(bao)護焊自(zi)身效率較低的弱點,擴大其應用范圍,發展了(le)許多(duo)新的工藝(yi)方(fang)法,除(chu)了(le)上面介紹(shao)脈沖(chong)鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊外(wai),還有熱絲鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊、雙弧(hu)和多(duo)弧(hu)鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊等。
鎢極氬弧焊方法(fa)和應用范圍,見表 3-31 。


