一、鎢(wu)極脈沖(chong)氬弧(hu)焊工作原理

  鎢極脈(mo)(mo)沖氬弧(hu)(hu)焊是在普(pu)通(tong)(tong)鎢極氬弧(hu)(hu)焊基礎(chu)上發展起來的(de)一(yi)(yi)種新(xin)的(de)焊接工(gong)藝，通(tong)(tong)過(guo)控制(zhi)焊接電(dian)流按(an)一(yi)(yi)定(ding)頻率周期地(di)變化。每(mei)一(yi)(yi)次脈(mo)(mo)沖電(dian)流通(tong)(tong)過(guo)時(shi)，焊件被加(jia)熱(re)熔化，形成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)點狀的(de)熔池。脈(mo)(mo)沖電(dian)流處(chu)于停(ting)歇期間，點狀熔池冷凝，電(dian)弧(hu)(hu)由基值電(dian)流維持燃燒(shao)（輸入給焊件的(de)能量很(hen)小），即以一(yi)(yi)個(ge)較小的(de)基值電(dian)流來維持一(yi)(yi)個(ge)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)電(dian)離(li)通(tong)(tong)道，以便下一(yi)(yi)次脈(mo)(mo)沖電(dian)流導通(tong)(tong)時(shi)，脈(mo)(mo)沖電(dian)弧(hu)(hu)能可(ke)靠地(di)燃燒(shao)，熔化金屬，形成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)新(xin)的(de)焊點。只要合理地(di)調(diao)節間歇時(shi)間和適當的(de)焊槍移(yi)動速度，保(bao)證(zheng)相鄰兩焊點之間有(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)相互(hu)重疊量，就可(ke)獲得一(yi)(yi)條連續(xu)致密的(de)焊縫(feng)。脈(mo)(mo)沖電(dian)路原理見(jian)圖(tu)4-41。

二、鎢極脈沖氬弧焊工藝特點及其適用(yong)范(fan)圍

  在焊接厚度小于1mm奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼箔片和金屬軟管管坯時，若采用普通氬鎢極弧焊，焊接電流只允許用到幾安培或十幾安培。雖然所選用的鎢極直徑可以相應減小，但是電流密度仍然太小，導致鎢極局部的極斑飄移、電弧不穩；如果焊接電流調得大些，會使焊件過熱而燒穿。為了克服上述缺點，且又能保證連續焊接，在20世紀60年代研制成功了氣體保護脈沖電弧焊。它的工藝特點及其適用范圍如下。

   ①. 可(ke)調(diao)工藝(yi)(yi)參數多，可(ke)以精確(que)地控制待焊(han)件的(de)熱輸入和(he)(he)(he)熔(rong)池(chi)的(de)形狀及尺寸。因而(er)可(ke)提高焊(han)縫抗燒(shao)穿和(he)(he)(he)熔(rong)池(chi)的(de)保持(chi)能力，易獲得均勻熔(rong)深。所(suo)以特別(bie)適用于薄板（薄至0.1mm）焊(han)接和(he)(he)(he)全位(wei)置焊(han)接以及單面焊(han)背面成形的(de)焊(han)接工藝(yi)(yi)。

   ②. 可以用較低的熱輸入獲得較大的熔深(shen)，這樣(yang)可以減少焊(han)(han)接熱影響區和焊(han)(han)件變形。

   ③. 在(zai)焊(han)接過(guo)程中，脈(mo)沖電流對(dui)點狀(zhuang)熔池有較(jiao)強的攪(jiao)拌作(zuo)用(yong)，而(er)且熔池金(jin)屬冷凝快，高溫停留時間短(duan)，焊(han)縫金(jin)屬組織致密，可以減少敏感材料產(chan)生(sheng)裂紋的傾向(xiang)。對(dui)于奧氏體不銹(xiu)鋼還能(neng)提高焊(han)接接頭的耐(nai)腐蝕性能(neng)。

   ④. 每個焊點加熱和(he)冷卻迅(xun)速，很適合于焊接導熱性能強或(huo)厚度(du)特別大的焊件。

   ⑤. 焊縫成形美觀，質量穩(wen)定(ding)，焊接接頭力學性能(neng)高于(yu)普通鎢(wu)極(ji)氬弧焊焊接接頭力學性能(neng)。

  根(gen)據脈(mo)沖頻率不同(tong)，可(ke)(ke)分為(wei)低頻脈(mo)沖氬(ya)弧焊(han)(han)和高(gao)頻脈(mo)沖氬(ya)弧焊(han)(han)。鎢極脈(mo)沖氬(ya)弧焊(han)(han)可(ke)(ke)根(gen)據焊(han)(han)件的厚薄來選(xuan)擇是(shi)否(fou)填(tian)加焊(han)(han)絲，也(ye)可(ke)(ke)以用氦氣(qi)作(zuo)為(wei)保護(hu)氣(qi)體。

三、低頻脈沖氬弧焊(han)

  ①. 基(ji)本原(yuan)理

    焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大小（直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)或交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)的(de)(de)有效值(zhi)）呈周期性(xing)脈沖(chong)變(bian)化(hua)，脈沖(chong)的(de)(de)頻(pin)(pin)率，從(cong)(cong)每秒接(jie)(jie)(jie)(jie)近于一次(ci)至(zhi)(zhi)幾(ji)次(ci)，至(zhi)(zhi)多不(bu)(bu)過(guo)十(shi)幾(ji)次(ci)，即以低頻(pin)(pin)脈沖(chong)的(de)(de)方法供給電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)脈沖(chong)。圖(tu)(tu)4-42為常見的(de)(de)脈沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)波形，從(cong)(cong)圖(tu)(tu)中(zhong)可(ke)以看出脈沖(chong)焊(han)(han)時的(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)由兩個電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)組(zu)成：脈沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)和基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時間(jian)(jian)也是(shi)由脈沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)(jian)和基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)(jian)兩部分組(zu)成。它(ta)們(men)是(shi)用來調節和控(kong)制焊(han)(han)縫熱(re)輸入的(de)(de)主要(yao)參數。在一個脈沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)期間(jian)(jian)，基本(ben)金屬(shu)熔化(hua)到一定(ding)的(de)(de)熔深(shen)；隨之，馬上轉變(bian)為一個小電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)（基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)(de)主要(yao)作(zuo)用是(shi)維持電(dian)弧不(bu)(bu)至(zhi)(zhi)于熄(xi)滅，也提(ti)供一個熔池冷卻凝固(gu)條件(jian)、使(shi)焊(han)(han)件(jian)不(bu)(bu)至(zhi)(zhi)于燒(shao)穿。其實(shi)，脈沖(chong)氬弧焊(han)(han)所完(wan)成的(de)(de)連續(xu)焊(han)(han)縫是(shi)由許多焊(han)(han)點搭接(jie)(jie)(jie)(jie)而成的(de)(de)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)周期性(xing)變(bian)化(hua)，不(bu)(bu)僅能保證得(de)(de)到一定(ding)的(de)(de)熔深(shen)，又(you)不(bu)(bu)至(zhi)(zhi)于焊(han)(han)穿工(gong)件(jian)，而且隨著頻(pin)(pin)率節奏可(ke)以得(de)(de)到波紋(wen)美觀的(de)(de)焊(han)(han)縫。通過(guo)電(dian)弧脈沖(chong)變(bian)化(hua)，使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭金相組(zu)織變(bian)得(de)(de)均勻，還細化(hua)了晶(jing)粒(li)，從(cong)(cong)而提(ti)高了焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)力學性(xing)能和耐腐蝕能力。所以用脈沖(chong)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)奧氏體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)薄件(jian)和中(zhong)厚件(jian)是(shi)非常有益的(de)(de)。

  ②. 工藝參(can)數的選擇

    脈(mo)(mo)(mo)沖鎢極氬(ya)弧焊的工藝參數主要有脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)幅值(zhi)(zhi)(zhi)（Ip或ip）、基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)(liu)（Ib或ib）、脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)(xu)時(shi)間(jian)(jian)（tp）、基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)(xu)時(shi)間(jian)(jian)（tb），其中交流(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)沖參數ip、ib分(fen)別指脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)和基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)流(liu)(liu)在持(chi)續(xu)(xu)時(shi)間(jian)(jian)內的有效值(zhi)(zhi)(zhi)。此外還有脈(mo)(mo)(mo)幅比RA、脈(mo)(mo)(mo)寬比Rw、脈(mo)(mo)(mo)沖周期T、脈(mo)(mo)(mo)沖頻(pin)率f，各(ge)參數之(zhi)間(jian)(jian)的關(guan)系如下(xia)：

   脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧(hu)焊的(de)工藝參數，通(tong)常按下述(shu)原則和步驟(zou)選擇。

     a. 對于一定的母(mu)(mu)材厚(hou)度(du)(du)，脈沖電(dian)流Ip（或(huo)(huo)ip）取決于被(bei)焊母(mu)(mu)材的種類，而與母(mu)(mu)材厚(hou)度(du)(du)無關，所以(yi)通常先按(an)被(bei)焊材料(liao)選擇Ip（或(huo)(huo)ip），然后(hou)再(zai)按(an)母(mu)(mu)材厚(hou)度(du)(du)決定脈沖電(dian)流維(wei)持時(shi)(shi)間tp,不(bu)同(tong)(tong)材料(liao)及厚(hou)度(du)(du)的Ip（或(huo)(huo)ip）及tp值(zhi)(zhi)可參考圖4-43進行(xing)選擇。當焊接薄件時(shi)(shi)，Ip（或(huo)(huo)ip）值(zhi)(zhi)應選低于圖示(shi)的數(shu)值(zhi)(zhi)，同(tong)(tong)時(shi)(shi)適當延長(chang)tp值(zhi)(zhi)；焊接厚(hou)件時(shi)(shi)，Ip或(huo)(huo)i，值(zhi)(zhi)應稍高于圖示(shi)的數(shu)值(zhi)(zhi)，并(bing)適當縮短(duan)tp值(zhi)(zhi)。

     b. 基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)Ib（或(huo)ib）與基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)維持(chi)時(shi)間tb相互要匹配，應保證電(dian)弧(hu)不熄(xi)弧(hu)和熔池(chi)在基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)期間得以凝(ning)固。通常基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)Ib是脈沖電(dian)流(liu)Ip（或(huo)ip）的10％～20％，基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)維持(chi)時(shi)間tb為(wei)脈沖電(dian)流(liu)持(chi)續(xu)時(shi)間tp的1～3倍。

     c. 脈(mo)幅(fu)比RA和脈(mo)寬比Rw值較(jiao)大時(shi)，脈(mo)沖特(te)點較(jiao)顯著，有(you)利于克(ke)服熱(re)裂紋，但過大會增(zeng)加咬(yao)邊傾向。需在(zai)焊(han)接過程中(zhong)對焊(han)接速度(du)進行(xing)合(he)理調節(jie)來控(kong)制(zhi)熔(rong)透率(lv)，避(bi)免產生(sheng)熱(re)裂紋和咬(yao)邊。

     d. 焊接速度要和脈沖頻(pin)率相匹配，以保證焊點(dian)間(jian)距的(de)要求，它們之間(jian)的(de)關(guan)系是：

  Lw 不(bu)能太(tai)大，否則焊點(dian)之(zhi)間(jian)無重(zhong)疊量，而得不(bu)到連續致(zhi)密的焊縫，常用頻率(lv)一般低于10Hz，可參考表(biao)4-40選用。不(bu)銹鋼(gang)脈沖鎢極氬弧焊焊接工藝參數，可參考表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四、高頻(pin)脈沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊

   高(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)與低頻(pin)(pin)脈(mo)沖氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)不同之(zhi)處，是(shi)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)以(yi)每(mei)秒鐘幾千次甚至(zhi)幾萬次的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)率變(bian)化(hua)(hua)著。這樣的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)流(liu)使(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)磁收縮效應(ying)比較強(qiang)烈，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)直徑受到的(de)(de)(de)(de)(de)壓縮更為(wei)激烈，增(zeng)強(qiang)了(le)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)挺度。同時使(shi)熔池能很好地(di)攪(jiao)拌，改(gai)善了(le)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)冶金(jin)性(xing)能，特別(bie)適(shi)合鋁及(ji)鋁合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。高(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)(de)(de)壓力還導致超(chao)聲(sheng)振動(dong)，它可以(yi)增(zeng)強(qiang)熔化(hua)(hua)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)性(xing)。這些都有利(li)于細化(hua)(hua)晶粒，減少焊(han)(han)縫(feng)氣孔，使(shi)焊(han)(han)縫(feng)成形美觀。在焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)平均值(zhi)相等的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，高(gao)(gao)頻(pin)(pin)脈(mo)沖鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)速度可比普通鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)提高(gao)(gao)1倍(bei)，這就必然會縮短焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫停留時間(jian)，對改(gai)善奧氏體型不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)是(shi)有益(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)。但是(shi)，這種(zhong)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法在施焊(han)(han)過(guo)程中有刺耳(er)的(de)(de)(de)(de)(de)噪聲(sheng)。

   有關脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極氬弧焊機的型(xing)號很多，表4-43列出了國內幾種脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極氬弧焊機型(xing)號及(ji)其主要技(ji)術(shu)性能，可供(gong)選用。