脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢(wu)極氬(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。


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  在焊接厚度小于1mm的奧氏體(ti)不銹鋼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. 它可以(yi)精(jing)確地控制(zhi)待焊(han)(han)(han)件的熱(re)輸(shu)入,克服了因(yin)熔敷(fu)金屬表面(mian)張(zhang)力不(bu)足以(yi)支持熔池,而造成的焊(han)(han)(han)縫下(xia)塌,從而提高了焊(han)(han)(han)縫抗(kang)燒穿的能力,特別適用于薄(bo)板(薄(bo)至0.1mm)對接焊(han)(han)(han)縫。它可以(yi)在(zai)不(bu)加墊板的情(qing)況下(xia),實現單面(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)成形且焊(han)(han)(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,對于奧氏體不銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。


   3. 它對(dui)焊接(jie)工藝、焊接(jie)參數的(de)波動不夠敏感,對(dui)各種(zhong)焊接(jie)位置有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)適(shi)(shi)應性(xing),適(shi)(shi)用于全位置的(de)焊接(jie)。


   4. 焊(han)(han)縫(feng)成形美觀,質量穩定,焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭力(li)學(xue)性(xing)能均(jun)高于普通(tong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)。


   5. 可根據(ju)焊(han)件的厚(hou)薄(bo)來選擇是否填加焊(han)絲,也可以用氦氣作為保(bao)護(hu)氣體。根據(ju)脈(mo)沖頻(pin)率不同,可分(fen)為低頻(pin)、中頻(pin)和高頻(pin)脈(mo)沖氬(ya)弧焊(han)。


    a. 低(di)頻脈沖鎢極(ji)氬弧焊(han)


      低(di)(di)頻脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)基本原(yuan)理是:焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流的(de)大小(直(zhi)流電(dian)(dian)或交流電(dian)(dian)的(de)有效量)呈周期性脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)變化,脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)頻率(lv)以(yi)每秒接(jie)近于一次(ci)到幾次(ci),至多(duo)不超過十幾次(ci),以(yi)低(di)(di)頻脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)方法供給電(dian)(dian)流脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)。低(di)(di)頻脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)在生產上使用較多(duo),例如用機械操作鎢(wu)極脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)薄板對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫和導管對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數,見表3-28和表3-29(為(wei)不加填充焊(han)(han)(han)(han)絲鎢(wu)極脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han))。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時采用直(zhi)流正極性電(dian)(dian)源(yuan)。



    b. 中(zhong)頻脈(mo)沖鎢極氬弧焊工(gong)藝(yi)


      中頻(pin)脈沖鎢極氬弧焊是在直(zhi)流電上疊加200~500Hz中頻(pin)脈沖電流,可提高(gao)(gao)電弧挺度(du),在一定(ding)程度(du)上增加熔(rong)深(shen),并(bing)促(cu)使熔(rong)池金屬(shu)晶粒(li)細化,可提高(gao)(gao)焊縫金屬(shu)的(de)(de)韌性(xing)。這(zhe)種工藝用于航空、航天(tian)工程重要部件(jian)的(de)(de) 焊接(jie)。


    c. 高頻脈沖鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)工藝


      高(gao)(gao)頻脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)與低頻、中頻脈(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)不(bu)同(tong)(tong)之處,是焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)以每秒鐘幾千次(ci)甚至幾萬次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極高(gao)(gao)頻率變(bian)化著。這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)使(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁收效應比較(jiao)強(qiang)(qiang)烈,使(shi)圓錐形(xing)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)變(bian)成圓柱形(xing)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓縮更(geng)為(wei)激烈,增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)挺度。不(bu)僅提高(gao)(gao)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量密度而且增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿透(tou)力(li)(li),在(zai)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效電(dian)(dian)(dian)流(liu)下可達到(dao)更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔深或在(zai)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔深下提高(gao)(gao)了焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度,同(tong)(tong)時使(shi)熔池能很(hen)好地攪拌,改善了焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冶(ye)金性能,特別適合(he)鋁及鋁合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。高(gao)(gao)頻脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)(li)還(huan)導致(zhi)超聲振動,它可以增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)熔化金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)動性。這(zhe)(zhe)些都有(you)(you)利于細化晶粒(li),減少焊(han)(han)(han)縫氣孔(kong),還(huan)使(shi)焊(han)(han)(han)縫成形(xing)美觀。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)平均(jun)值相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,高(gao)(gao)頻脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度可比普(pu)通鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)提高(gao)(gao)一(yi)倍(bei),這(zhe)(zhe)就必然縮短焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)在(zai)高(gao)(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)停留(liu)時間,對改善奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)蝕(shi)性是有(you)(you)益的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但(dan)是,這(zhe)(zhe)種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法在(zai)施焊(han)(han)(han)過程中有(you)(you)刺耳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪聲,對人體健康有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。同(tong)(tong)時,這(zhe)(zhe)類弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)機電(dian)(dian)(dian)源(yuan)造價(jia)昂貴(gui),導致(zhi)應用范(fan)圍小,在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼高(gao)(gao)速焊(han)(han)(han)管(guan)生產線上(shang)有(you)(you)時采用這(zhe)(zhe)種工藝。


  有關脈沖鎢極(ji)氬弧(hu)焊機的型(xing)號(hao)很多(duo),表3-30列(lie)出了國內幾種型(xing)號(hao)及主要技術性能,可供選(xuan)用。



  為了(le)(le)克(ke)服鎢(wu)極惰性氣體保(bao)護焊自身(shen)效率較低的弱點,擴大其應(ying)用范圍,發展了(le)(le)許(xu)多新的工藝方(fang)法(fa),除(chu)了(le)(le)上面介紹(shao)脈沖鎢(wu)極氬(ya)(ya)弧(hu)焊外,還有(you)熱(re)絲鎢(wu)極氬(ya)(ya)弧(hu)焊、雙弧(hu)和多弧(hu)鎢(wu)極氬(ya)(ya)弧(hu)焊等。


  鎢極氬弧焊方(fang)法和應用范圍,見表 3-31 。


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