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的奧氏體不(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. 它可以精(jing)確地控制待(dai)焊件的(de)(de)熱(re)輸(shu)入,克服了因熔敷金屬表(biao)面(mian)(mian)張力不足以支持熔池,而(er)造成(cheng)的(de)(de)焊縫下(xia)(xia)塌,從而(er)提高了焊縫抗燒穿的(de)(de)能力,特(te)別適用于薄板(ban)(薄至0.1mm)對接(jie)焊縫。它可以在不加墊板(ban)的(de)(de)情況下(xia)(xia),實現單面(mian)(mian)焊雙面(mian)(mian)成(cheng)形(xing)且焊接(jie)變形(xing)量小(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)焊接工藝、焊接參(can)數(shu)的波(bo)動不夠敏感,對(dui)各(ge)種焊接位置有較(jiao)強的適應性,適用于(yu)全(quan)位置的焊接。


   4. 焊縫成(cheng)形(xing)美觀,質量穩(wen)定,焊接接頭力學(xue)性能均高于普通鎢極氬弧焊。


   5. 可(ke)根據焊件的厚薄來選擇是否填加焊絲,也可(ke)以用(yong)氦(hai)氣作為保護氣體。根據脈沖(chong)頻率不同,可(ke)分為低頻、中頻和高頻脈沖(chong)氬弧焊。


    a. 低頻脈沖鎢極(ji)氬弧焊


      低(di)頻(pin)脈(mo)沖鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)基本(ben)原理是:焊(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)(liu)的(de)(de)大小(直流(liu)(liu)電或交(jiao)流(liu)(liu)電的(de)(de)有效量(liang))呈(cheng)周期性脈(mo)沖變(bian)化,脈(mo)沖的(de)(de)頻(pin)率以(yi)每秒(miao)接(jie)(jie)近于(yu)一次(ci)到幾次(ci),至(zhi)多不超過(guo)十幾次(ci),以(yi)低(di)頻(pin)脈(mo)沖的(de)(de)方法供給電流(liu)(liu)脈(mo)沖。低(di)頻(pin)脈(mo)沖鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)在生(sheng)產上使用(yong)較多,例(li)如用(yong)機械(xie)操作鎢(wu)極(ji)脈(mo)沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼薄板對接(jie)(jie)焊(han)(han)縫和導管對接(jie)(jie)焊(han)(han)縫的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)參數,見表3-28和表3-29(為(wei)不加(jia)填充焊(han)(han)絲鎢(wu)極(ji)脈(mo)沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han))。焊(han)(han)接(jie)(jie)時采用(yong)直流(liu)(liu)正極(ji)性電源。



    b. 中頻脈沖鎢極氬弧(hu)焊工藝


      中(zhong)頻脈(mo)沖鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊是在(zai)直流(liu)電(dian)(dian)上(shang)疊加(jia)200~500Hz中(zhong)頻脈(mo)沖電(dian)(dian)流(liu),可提(ti)高電(dian)(dian)弧(hu)挺度,在(zai)一定程度上(shang)增加(jia)熔(rong)深(shen),并促使熔(rong)池(chi)金(jin)屬晶粒細化,可提(ti)高焊縫金(jin)屬的韌性。這(zhe)種工藝(yi)用于航空、航天工程重要部(bu)件的 焊接。


    c. 高(gao)頻脈沖鎢極氬弧(hu)焊工藝


      高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)與低頻(pin)(pin)、中頻(pin)(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)不同(tong)(tong)之(zhi)處,是(shi)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)以每秒鐘(zhong)幾千次甚至幾萬次的(de)(de)(de)(de)(de)極高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)率變(bian)化著(zhu)。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)使電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)磁收效應(ying)比較強烈,使圓(yuan)錐形(xing)電(dian)弧(hu)(hu)變(bian)成(cheng)(cheng)圓(yuan)柱(zhu)形(xing)電(dian)弧(hu)(hu),電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮更(geng)為激(ji)烈,增強了(le)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)挺(ting)度。不僅提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)了(le)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)密度而且增強了(le)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)穿透力(li),在相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)有效電(dian)流(liu)(liu)下可(ke)達到更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)熔深或(huo)在相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)熔深下提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)了(le)焊(han)(han)接(jie)速度,同(tong)(tong)時使熔池能(neng)很好地攪拌,改(gai)(gai)善了(le)焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)冶金性能(neng),特(te)別適合鋁及(ji)鋁合金的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)電(dian)弧(hu)(hu)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)還(huan)導致超聲(sheng)振動,它可(ke)以增強熔化金屬的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)動性。這(zhe)些(xie)都有利于細化晶粒,減少焊(han)(han)縫氣(qi)孔,還(huan)使焊(han)(han)縫成(cheng)(cheng)形(xing)美觀。在焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)平均值相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下,高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)速度可(ke)比普通鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)一倍,這(zhe)就必然縮短焊(han)(han)縫金屬在高(gao)(gao)(gao)(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)停留時間,對改(gai)(gai)善奧氏體型不銹(xiu)鋼耐蝕性是(shi)有益的(de)(de)(de)(de)(de)。但是(shi),這(zhe)種(zhong)焊(han)(han)接(jie)方法(fa)在施(shi)焊(han)(han)過程中有刺耳的(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng),對人體健康有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。同(tong)(tong)時,這(zhe)類弧(hu)(hu)焊(han)(han)機電(dian)源造價昂貴,導致應(ying)用(yong)范圍小,在不銹(xiu)鋼高(gao)(gao)(gao)(gao)速焊(han)(han)管生(sheng)產(chan)(chan)線上有時采用(yong)這(zhe)種(zhong)工藝(yi)。


  有(you)關(guan)脈沖鎢極氬(ya)弧(hu)焊機的型號很(hen)多,表3-30列(lie)出了國(guo)內(nei)幾(ji)種型號及主要技術(shu)性能,可(ke)供選用。



  為了(le)(le)克服鎢(wu)極(ji)(ji)惰(duo)性氣體保護(hu)焊(han)(han)自(zi)身效率較(jiao)低的弱點,擴大(da)其應用范圍(wei),發展了(le)(le)許多新的工藝方法,除(chu)了(le)(le)上面介(jie)紹脈沖鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)外,還有(you)熱絲鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)、雙(shuang)弧和多弧鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)等。


  鎢極氬弧焊(han)方法和應用范圍,見(jian)表 3-31 。


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