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。


41.jpg


  在焊接厚度小于1mm的奧氏體(ti)不(bu)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)精確地控制待焊(han)件的(de)(de)熱輸(shu)入,克(ke)服了(le)(le)因熔敷金屬表面(mian)張力(li)不足以(yi)支持熔池,而造成的(de)(de)焊(han)縫下塌,從而提高了(le)(le)焊(han)縫抗燒穿的(de)(de)能力(li),特(te)別適用(yong)于薄(bo)(bo)板(薄(bo)(bo)至0.1mm)對(dui)接(jie)(jie)焊(han)縫。它可以(yi)在不加墊板的(de)(de)情況下,實現單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形且焊(han)接(jie)(jie)變形量(liang)小(xiao)。


   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(yi)、焊接(jie)參數(shu)的(de)(de)(de)波(bo)動不夠(gou)敏感,對(dui)各種(zhong)焊接(jie)位(wei)置(zhi)有較強的(de)(de)(de)適(shi)應性(xing),適(shi)用于(yu)全(quan)位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)焊接(jie)。


   4. 焊縫(feng)成形美觀,質量穩定,焊接接頭力(li)學(xue)性能(neng)均(jun)高于普通鎢(wu)極氬弧焊。


   5. 可(ke)根據焊(han)件的厚薄來選擇是(shi)否(fou)填加焊(han)絲,也可(ke)以用氦氣作(zuo)為(wei)(wei)保護氣體。根據脈(mo)沖(chong)頻(pin)(pin)率不同,可(ke)分為(wei)(wei)低頻(pin)(pin)、中(zhong)頻(pin)(pin)和高頻(pin)(pin)脈(mo)沖(chong)氬弧焊(han)。


    a. 低(di)頻脈沖鎢極氬弧焊(han)


      低(di)(di)(di)頻脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)的基本原(yuan)理是(shi):焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)(liu)的大小(直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)或(huo)交流(liu)(liu)(liu)電(dian)的有(you)效量)呈(cheng)周期性脈(mo)沖(chong)變化,脈(mo)沖(chong)的頻率以(yi)每秒接(jie)近于一次到幾次,至多(duo)不超過十幾次,以(yi)低(di)(di)(di)頻脈(mo)沖(chong)的方法供給電(dian)流(liu)(liu)(liu)脈(mo)沖(chong)。低(di)(di)(di)頻脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)在生產(chan)上使用(yong)(yong)較多(duo),例如用(yong)(yong)機械操作鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)脈(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)焊(han)接(jie)奧(ao)氏體型不銹鋼(gang)薄板對(dui)(dui)接(jie)焊(han)縫和(he)導管(guan)對(dui)(dui)接(jie)焊(han)縫的焊(han)接(jie)參數,見(jian)表3-28和(he)表3-29(為不加(jia)填充(chong)焊(han)絲(si)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)脈(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han))。焊(han)接(jie)時采用(yong)(yong)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)正極(ji)(ji)(ji)性電(dian)源。



    b. 中頻脈沖鎢極(ji)氬弧焊工藝(yi)


      中頻脈沖鎢極氬弧焊(han)是(shi)在(zai)直流電(dian)上疊加(jia)200~500Hz中頻脈沖電(dian)流,可(ke)提高電(dian)弧挺度,在(zai)一(yi)定程度上增加(jia)熔深,并促使熔池金(jin)屬晶粒細化,可(ke)提高焊(han)縫金(jin)屬的(de)韌(ren)性。這種(zhong)工(gong)藝用于(yu)航空、航天(tian)工(gong)程重要(yao)部(bu)件的(de) 焊(han)接。


    c. 高(gao)頻脈沖鎢極氬弧焊工藝


      高(gao)(gao)頻脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)與(yu)低頻、中頻脈(mo)(mo)沖氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)不同(tong)之處,是焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)以(yi)每秒鐘幾千次甚至(zhi)幾萬(wan)次的(de)(de)(de)極(ji)高(gao)(gao)頻率(lv)變化(hua)(hua)著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)使(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)磁(ci)收效(xiao)應比較強烈,使(shi)圓錐形電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)變成圓柱形電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)壓(ya)縮更(geng)為激(ji)烈,增(zeng)強了(le)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)挺度(du)。不僅(jin)提高(gao)(gao)了(le)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量密度(du)而且增(zeng)強了(le)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)穿(chuan)透力(li),在(zai)(zai)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)下可(ke)(ke)達到(dao)更(geng)大的(de)(de)(de)熔深或在(zai)(zai)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)熔深下提高(gao)(gao)了(le)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度(du),同(tong)時(shi)使(shi)熔池能(neng)(neng)很好(hao)地攪拌,改善(shan)了(le)焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)冶(ye)金性能(neng)(neng),特別適合鋁及鋁合金的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。高(gao)(gao)頻脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)還導致超聲振動,它可(ke)(ke)以(yi)增(zeng)強熔化(hua)(hua)金屬的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動性。這(zhe)些(xie)都有(you)利于細化(hua)(hua)晶粒,減少(shao)焊(han)(han)(han)縫(feng)氣(qi)孔,還使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)成形美觀。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)平(ping)均值(zhi)相(xiang)等的(de)(de)(de)情況下,高(gao)(gao)頻脈(mo)(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度(du)可(ke)(ke)比普通鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)提高(gao)(gao)一倍,這(zhe)就必(bi)然縮短焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫的(de)(de)(de)停留時(shi)間,對改善(shan)奧氏體型不銹鋼(gang)耐蝕性是有(you)益的(de)(de)(de)。但(dan)是,這(zhe)種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法在(zai)(zai)施焊(han)(han)(han)過程中有(you)刺耳的(de)(de)(de)噪(zao)聲,對人體健康有(you)一定的(de)(de)(de)影(ying)響。同(tong)時(shi),這(zhe)類弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)機電(dian)(dian)(dian)源造價(jia)昂貴,導致應用范圍小,在(zai)(zai)不銹鋼(gang)高(gao)(gao)速焊(han)(han)(han)管生(sheng)產(chan)線上(shang)有(you)時(shi)采(cai)用這(zhe)種工藝。


  有關脈沖鎢極氬弧焊機(ji)的型號很多,表3-30列出了國(guo)內幾(ji)種型號及(ji)主(zhu)要技術性能,可(ke)供選用。



  為(wei)了克(ke)服鎢極惰(duo)性氣體保護(hu)焊(han)自身效率較低的弱點,擴大其應用范圍,發展了許多(duo)新的工藝方法,除了上面介紹脈沖鎢極氬弧(hu)焊(han)外,還有熱絲鎢極氬弧(hu)焊(han)、雙弧(hu)和多(duo)弧(hu)鎢極氬弧(hu)焊(han)等。


  鎢極氬弧(hu)焊方法和應用范圍,見表(biao) 3-31 。


表 31.jpg