一、鎢極脈沖氬弧焊工作原理(li)

  鎢(wu)極脈(mo)沖(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)是在普通(tong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)基礎上(shang)發展起(qi)來的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)種新(xin)的(de)焊(han)(han)接工藝，通(tong)過控制焊(han)(han)接電(dian)流(liu)按一(yi)(yi)(yi)(yi)定(ding)頻率(lv)周期(qi)地變(bian)化。每(mei)一(yi)(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)通(tong)過時(shi)，焊(han)(han)件(jian)被加熱熔(rong)(rong)化，形成一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)點(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)的(de)熔(rong)(rong)池。脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)處于停歇期(qi)間，點(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)熔(rong)(rong)池冷凝，電(dian)弧由基值(zhi)電(dian)流(liu)維持燃燒(shao)（輸入(ru)給(gei)焊(han)(han)件(jian)的(de)能量(liang)很小），即以一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)較小的(de)基值(zhi)電(dian)流(liu)來維持一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)電(dian)弧的(de)電(dian)離(li)通(tong)道，以便下(xia)一(yi)(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)導通(tong)時(shi)，脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)弧能可(ke)靠(kao)地燃燒(shao)，熔(rong)(rong)化金屬，形成一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)新(xin)的(de)焊(han)(han)點(dian)(dian)(dian)。只要合理地調節間歇時(shi)間和適當的(de)焊(han)(han)槍移動速度，保證相鄰兩焊(han)(han)點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間有一(yi)(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)相互重疊(die)量(liang)，就可(ke)獲得一(yi)(yi)(yi)(yi)條(tiao)連續(xu)致密的(de)焊(han)(han)縫。脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)路原理見圖4-41。

二、鎢極脈沖(chong)氬弧焊(han)工藝特點及(ji)其(qi)適用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)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)調工藝(yi)參(can)數(shu)多，可(ke)以(yi)精確地控制(zhi)待(dai)焊(han)(han)件的(de)熱輸入(ru)和熔池(chi)的(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)及(ji)尺(chi)寸。因而可(ke)提(ti)高焊(han)(han)縫抗燒(shao)穿和熔池(chi)的(de)保持能力，易獲得均勻熔深(shen)。所以(yi)特別(bie)適(shi)用于(yu)薄板（薄至0.1mm）焊(han)(han)接和全位置焊(han)(han)接以(yi)及(ji)單面焊(han)(han)背面成形(xing)(xing)的(de)焊(han)(han)接工藝(yi)。

   ②. 可(ke)以用較低的(de)熱(re)輸(shu)入(ru)獲得較大的(de)熔深，這(zhe)樣可(ke)以減少焊(han)接熱(re)影響區和(he)焊(han)件(jian)變形。

   ③. 在焊(han)接過程中(zhong)，脈(mo)沖電流(liu)對(dui)點(dian)狀(zhuang)熔(rong)池有(you)較強(qiang)的(de)攪拌作(zuo)用，而且(qie)熔(rong)池金(jin)屬冷(leng)凝快，高(gao)溫(wen)停(ting)留時間短，焊(han)縫金(jin)屬組織致密，可以減少敏感材料產生(sheng)裂紋的(de)傾向。對(dui)于奧氏體不銹鋼還能提高(gao)焊(han)接接頭的(de)耐腐蝕性能。

   ④. 每個(ge)焊點(dian)加熱和冷(leng)卻迅速，很適(shi)合(he)于焊接導熱性能強或(huo)厚度特別大的焊件。

   ⑤. 焊縫成形(xing)美觀，質量穩定，焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力學性能(neng)高(gao)于普(pu)通鎢極氬(ya)弧(hu)焊焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力學性能(neng)。

  根據脈沖(chong)(chong)頻(pin)率不(bu)同，可(ke)分為低頻(pin)脈沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)和高頻(pin)脈沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)。鎢極脈沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)可(ke)根據焊(han)(han)件的厚薄來選擇是否填加(jia)焊(han)(han)絲，也可(ke)以用(yong)氦氣作為保護(hu)氣體。

三、低頻(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧焊

  ①. 基本原理(li)

    焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)大小（直流(liu)(liu)電(dian)(dian)或交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)有效值(zhi)）呈周期性(xing)(xing)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)變化(hua)(hua)，脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)頻率，從(cong)每秒接(jie)(jie)近(jin)于(yu)一(yi)次(ci)至幾(ji)次(ci)，至多不過(guo)十幾(ji)次(ci)，即以(yi)(yi)低頻脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)方(fang)法供(gong)給電(dian)(dian)流(liu)(liu)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)。圖4-42為(wei)常見的(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)波形，從(cong)圖中可(ke)以(yi)(yi)看出脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)由兩(liang)個電(dian)(dian)流(liu)(liu)組(zu)成(cheng)：脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)和(he)基值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)間(jian)(jian)也是(shi)由脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)(jian)和(he)基值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)(jian)兩(liang)部分組(zu)成(cheng)。它(ta)(ta)們是(shi)用(yong)(yong)來調節和(he)控制焊(han)(han)(han)(han)(han)縫熱輸入的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)參數。在(zai)一(yi)個脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)期間(jian)(jian)，基本金屬熔(rong)化(hua)(hua)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)熔(rong)深(shen)(shen)；隨(sui)之，馬上轉變為(wei)一(yi)個小電(dian)(dian)流(liu)(liu)（基值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)），它(ta)(ta)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)作(zuo)用(yong)(yong)是(shi)維(wei)持(chi)電(dian)(dian)弧不至于(yu)熄滅，也提供(gong)一(yi)個熔(rong)池冷卻(que)凝固條件(jian)(jian)、使焊(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)不至于(yu)燒穿。其實，脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)所完成(cheng)的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫是(shi)由許多焊(han)(han)(han)(han)(han)點(dian)搭接(jie)(jie)而成(cheng)的(de)(de)(de)。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)周期性(xing)(xing)變化(hua)(hua)，不僅(jin)能保證得(de)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)熔(rong)深(shen)(shen)，又不至于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)穿工件(jian)(jian)，而且隨(sui)著頻率節奏可(ke)以(yi)(yi)得(de)到(dao)波紋美觀的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫。通過(guo)電(dian)(dian)弧脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)變化(hua)(hua)，使焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭金相(xiang)組(zu)織變得(de)均勻(yun)，還細化(hua)(hua)了(le)晶粒，從(cong)而提高了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能和(he)耐腐蝕(shi)能力(li)。所以(yi)(yi)用(yong)(yong)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體型不銹鋼薄(bo)件(jian)(jian)和(he)中厚件(jian)(jian)是(shi)非常有益的(de)(de)(de)。

  ②. 工藝(yi)參(can)數(shu)的選擇(ze)

    脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)鎢極氬弧焊的(de)工藝參(can)數(shu)主要有脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)流幅(fu)值(zhi)（Ip或ip）、基值(zhi)電(dian)流（Ib或ib）、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)流持續時間（tp）、基值(zhi)電(dian)流持續時間（tb），其中交流脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)參(can)數(shu)ip、ib分(fen)別指脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)流和基值(zhi)電(dian)流在(zai)持續時間內的(de)有效值(zhi)。此外還(huan)有脈(mo)(mo)幅(fu)比RA、脈(mo)(mo)寬比Rw、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)周(zhou)期T、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)頻(pin)率f，各(ge)參(can)數(shu)之間的(de)關系(xi)如下：

   脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧焊的工藝參數，通常按下述原則和(he)步驟(zou)選擇。

     a. 對于(yu)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)母(mu)材(cai)厚(hou)度(du)，脈沖(chong)電流Ip（或(huo)(huo)ip）取決于(yu)被焊(han)母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)種類，而與(yu)母(mu)材(cai)厚(hou)度(du)無關，所以通常先按被焊(han)材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)擇Ip（或(huo)(huo)ip），然后再按母(mu)材(cai)厚(hou)度(du)決定(ding)(ding)脈沖(chong)電流維持時(shi)間tp,不同材(cai)料(liao)及厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)Ip（或(huo)(huo)ip）及tp值(zhi)(zhi)(zhi)可參考圖(tu)4-43進行(xing)選(xuan)(xuan)擇。當焊(han)接薄件(jian)時(shi)，Ip（或(huo)(huo)ip）值(zhi)(zhi)(zhi)應選(xuan)(xuan)低于(yu)圖(tu)示的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)，同時(shi)適當延長(chang)tp值(zhi)(zhi)(zhi)；焊(han)接厚(hou)件(jian)時(shi)，Ip或(huo)(huo)i，值(zhi)(zhi)(zhi)應稍高于(yu)圖(tu)示的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)，并適當縮短tp值(zhi)(zhi)(zhi)。

     b. 基(ji)(ji)值(zhi)電流Ib（或(huo)ib）與(yu)基(ji)(ji)值(zhi)電流維持(chi)時間(jian)tb相(xiang)互要匹配(pei)，應保證電弧(hu)不(bu)熄弧(hu)和(he)熔(rong)池在基(ji)(ji)值(zhi)電流期間(jian)得以(yi)凝固。通常基(ji)(ji)值(zhi)電流Ib是脈沖電流Ip（或(huo)ip）的(de)(de)10％～20％，基(ji)(ji)值(zhi)電流維持(chi)時間(jian)tb為脈沖電流持(chi)續時間(jian)tp的(de)(de)1～3倍。

     c. 脈(mo)(mo)幅比RA和脈(mo)(mo)寬比Rw值較大時，脈(mo)(mo)沖特點較顯著，有利于克服熱裂紋，但過大會(hui)增加咬(yao)邊傾向。需在焊(han)接(jie)過程中對焊(han)接(jie)速度進(jin)行合理調(diao)節來控制熔透率，避(bi)免(mian)產生熱裂紋和咬(yao)邊。

     d. 焊(han)接(jie)速度(du)要和脈沖頻率相匹配，以保證焊(han)點間距的要求，它(ta)們之(zhi)間的關系(xi)是：

  Lw 不(bu)能太大(da)，否則(ze)焊點之間無重疊量，而得不(bu)到連續致(zhi)密的焊縫，常用(yong)(yong)頻率一般低于(yu)10Hz，可(ke)參(can)考表(biao)4-40選(xuan)用(yong)(yong)。不(bu)銹鋼脈沖鎢極氬(ya)弧焊焊接工藝(yi)參(can)數，可(ke)參(can)考表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四、高頻脈沖鎢(wu)極氬弧焊

   高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈沖(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)與低頻(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)不同之處，是(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)以每秒鐘(zhong)幾(ji)(ji)千次甚至幾(ji)(ji)萬次的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)率變化(hua)著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈沖(chong)電(dian)流(liu)使(shi)(shi)電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)磁收(shou)縮(suo)效應(ying)比(bi)較強(qiang)烈，電(dian)弧(hu)直徑(jing)受到的(de)(de)(de)(de)壓縮(suo)更為(wei)激(ji)烈，增強(qiang)了(le)電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)挺度(du)。同時(shi)使(shi)(shi)熔池(chi)能(neng)很好(hao)地攪(jiao)拌，改(gai)善(shan)了(le)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)冶金性能(neng)，特(te)別適合(he)鋁及鋁合(he)金的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈沖(chong)電(dian)弧(hu)產生的(de)(de)(de)(de)壓力還導致超聲振動(dong)(dong)，它可以增強(qiang)熔化(hua)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)(dong)性。這(zhe)些都有(you)利(li)于細化(hua)晶粒(li)，減(jian)少(shao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)氣孔(kong)，使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成形美觀。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)平均值(zhi)相等的(de)(de)(de)(de)情況下，高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈沖(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度(du)可比(bi)普通鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)提高(gao)(gao)(gao)1倍，這(zhe)就(jiu)必然會縮(suo)短焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫停(ting)留時(shi)間，對(dui)改(gai)善(shan)奧氏體型不銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐蝕性是(shi)有(you)益的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)，這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法在(zai)施焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中有(you)刺耳的(de)(de)(de)(de)噪聲。

   有關(guan)脈(mo)(mo)沖鎢極氬弧(hu)焊機(ji)的型號很多，表4-43列出了國內幾種脈(mo)(mo)沖鎢極氬弧(hu)焊機(ji)型號及其主要技術性能，可(ke)供選用。