一、鎢極脈沖氬(ya)弧焊工作(zuo)原理(li)

  鎢(wu)極(ji)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)是在普通(tong)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)基礎(chu)上發(fa)展起來的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)新的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝，通(tong)過控制焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)按(an)一(yi)(yi)定(ding)頻率周期(qi)(qi)地變化。每一(yi)(yi)次脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)通(tong)過時(shi)，焊(han)(han)(han)(han)件(jian)被加熱(re)熔(rong)化，形(xing)成一(yi)(yi)個點(dian)狀的(de)(de)熔(rong)池。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)處于停歇(xie)期(qi)(qi)間，點(dian)狀熔(rong)池冷凝，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)由基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)維持燃燒(shao)（輸入給焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)能量(liang)很小），即以(yi)一(yi)(yi)個較(jiao)小的(de)(de)基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)來維持一(yi)(yi)個電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)電(dian)(dian)離通(tong)道，以(yi)便下一(yi)(yi)次脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)導(dao)通(tong)時(shi)，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)能可靠地燃燒(shao)，熔(rong)化金(jin)屬，形(xing)成一(yi)(yi)個新的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)點(dian)。只要(yao)合理地調(diao)節間歇(xie)時(shi)間和適當(dang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)槍移動速度，保證相(xiang)鄰兩焊(han)(han)(han)(han)點(dian)之間有一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)相(xiang)互重疊(die)量(liang)，就可獲得一(yi)(yi)條連續(xu)致密的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)路(lu)原理見(jian)圖4-41。

二、鎢極(ji)脈沖(chong)氬弧焊工(gong)藝特(te)點(dian)及其(qi)適用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧氏(shi)體不銹(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. 可調工藝參數(shu)多，可以(yi)精確地控(kong)制待焊(han)(han)件的(de)熱輸入和(he)熔(rong)(rong)池(chi)的(de)形(xing)狀及尺寸(cun)。因(yin)而可提高焊(han)(han)縫(feng)抗燒(shao)穿和(he)熔(rong)(rong)池(chi)的(de)保持能力，易(yi)獲得均勻熔(rong)(rong)深。所(suo)以(yi)特別(bie)適用于薄板（薄至0.1mm）焊(han)(han)接和(he)全位置焊(han)(han)接以(yi)及單面(mian)焊(han)(han)背面(mian)成形(xing)的(de)焊(han)(han)接工藝。

   ②. 可以用較(jiao)低的(de)熱(re)輸入(ru)獲(huo)得較(jiao)大(da)的(de)熔深，這樣可以減少焊接熱(re)影響區和焊件變形。

   ③. 在(zai)焊(han)接(jie)過程(cheng)中，脈沖電流對點狀(zhuang)熔(rong)池(chi)有較強的(de)攪拌(ban)作用，而(er)且(qie)熔(rong)池(chi)金屬冷凝快，高(gao)溫停(ting)留(liu)時間短，焊(han)縫(feng)金屬組織致密，可以減少敏感(gan)材料產生裂(lie)紋的(de)傾向(xiang)。對于奧氏體(ti)不銹鋼(gang)還能(neng)提(ti)高(gao)焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)耐腐蝕性能(neng)。

   ④. 每個(ge)焊(han)點加熱和冷卻迅速，很適合于焊(han)接導熱性能強或厚度特別大的焊(han)件(jian)。

   ⑤. 焊(han)(han)縫成形美觀，質量穩定，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)力學(xue)性能高于(yu)普(pu)通鎢極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)力學(xue)性能。

  根(gen)據脈沖(chong)頻(pin)率(lv)不同，可(ke)分為低(di)頻(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)和高(gao)頻(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)。鎢極脈沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)可(ke)根(gen)據焊(han)件的(de)厚(hou)薄來選擇(ze)是否填(tian)加(jia)焊(han)絲(si)，也可(ke)以用氦(hai)氣作為保護氣體(ti)。

三、低頻脈沖(chong)氬弧(hu)焊

  ①. 基本原(yuan)理

    焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)大小（直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)或(huo)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)有效值(zhi)）呈周期(qi)性脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)(hua)，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)，從每秒接(jie)(jie)(jie)近于一次(ci)至(zhi)(zhi)幾(ji)次(ci)，至(zhi)(zhi)多(duo)(duo)不(bu)過(guo)(guo)十幾(ji)次(ci)，即以低頻(pin)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)方法供給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)。圖4-42為常見的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)波形(xing)，從圖中可以看出脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)焊(han)(han)時的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)由兩個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)組成：脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)和基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)；焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時間也是(shi)(shi)由脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)(chi)續時間和基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)(chi)續時間兩部分組成。它們是(shi)(shi)用來調節和控制焊(han)(han)縫熱輸入的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要參數(shu)。在一個脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)期(qi)間，基本金屬熔化(hua)(hua)到一定的(de)(de)(de)(de)熔深(shen)；隨之(zhi)，馬上轉變(bian)為一個小電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)（基值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)），它的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要作(zuo)用是(shi)(shi)維持(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧不(bu)至(zhi)(zhi)于熄(xi)滅，也提(ti)供一個熔池冷卻凝(ning)固條件(jian)(jian)、使焊(han)(han)件(jian)(jian)不(bu)至(zhi)(zhi)于燒穿。其實(shi)，脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)所完成的(de)(de)(de)(de)連續焊(han)(han)縫是(shi)(shi)由許多(duo)(duo)焊(han)(han)點搭接(jie)(jie)(jie)而(er)成的(de)(de)(de)(de)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)周期(qi)性變(bian)化(hua)(hua)，不(bu)僅能保(bao)證得(de)(de)到一定的(de)(de)(de)(de)熔深(shen)，又不(bu)至(zhi)(zhi)于焊(han)(han)穿工件(jian)(jian)，而(er)且隨著頻(pin)率(lv)節奏可以得(de)(de)到波紋美觀(guan)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫。通過(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)(hua)，使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭金相(xiang)組織變(bian)得(de)(de)均勻，還細化(hua)(hua)了晶粒，從而(er)提(ti)高了焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)力學性能和耐腐蝕(shi)能力。所以用脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)奧氏體型不(bu)銹鋼薄(bo)件(jian)(jian)和中厚件(jian)(jian)是(shi)(shi)非(fei)常有益的(de)(de)(de)(de)。

  ②. 工(gong)藝參數的選(xuan)擇(ze)

    脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖鎢(wu)極氬弧焊(han)的工藝參(can)數主要有脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)幅(fu)值(zhi)（Ip或ip）、基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)（Ib或ib）、脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)（tp）、基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)（tb），其中交流(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖參(can)數ip、ib分別指脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)和(he)基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)在持續(xu)時間(jian)內(nei)的有效值(zhi)。此(ci)外還有脈(mo)(mo)(mo)(mo)幅(fu)比RA、脈(mo)(mo)(mo)(mo)寬比Rw、脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖周期T、脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖頻(pin)率f，各參(can)數之間(jian)的關系如下：

   脈沖鎢極氬弧焊(han)的(de)工藝參數，通常按下(xia)述原則和(he)步(bu)驟選擇。

     a. 對于(yu)一定的(de)母(mu)材(cai)厚(hou)度，脈沖(chong)電流(liu)Ip（或ip）取決(jue)于(yu)被焊母(mu)材(cai)的(de)種類，而與(yu)母(mu)材(cai)厚(hou)度無關，所以通常先按被焊材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)擇Ip（或ip），然后(hou)再按母(mu)材(cai)厚(hou)度決(jue)定脈沖(chong)電流(liu)維持時(shi)間tp,不(bu)同材(cai)料(liao)及厚(hou)度的(de)Ip（或ip）及tp值(zhi)可(ke)參考圖4-43進行(xing)選(xuan)(xuan)擇。當(dang)焊接(jie)(jie)薄件(jian)時(shi)，Ip（或ip）值(zhi)應選(xuan)(xuan)低于(yu)圖示(shi)的(de)數(shu)值(zhi)，同時(shi)適當(dang)延長tp值(zhi)；焊接(jie)(jie)厚(hou)件(jian)時(shi)，Ip或i，值(zhi)應稍高于(yu)圖示(shi)的(de)數(shu)值(zhi)，并適當(dang)縮短tp值(zhi)。

     b. 基(ji)值電(dian)流Ib（或ib）與基(ji)值電(dian)流維持時(shi)(shi)間(jian)(jian)tb相(xiang)互要匹配(pei)，應保證電(dian)弧不熄弧和熔池在基(ji)值電(dian)流期間(jian)(jian)得(de)以凝固(gu)。通常(chang)基(ji)值電(dian)流Ib是脈沖(chong)電(dian)流Ip（或ip）的10％～20％，基(ji)值電(dian)流維持時(shi)(shi)間(jian)(jian)tb為(wei)脈沖(chong)電(dian)流持續時(shi)(shi)間(jian)(jian)tp的1～3倍。

     c. 脈幅比RA和(he)脈寬(kuan)比Rw值較大時，脈沖(chong)特點較顯著，有利于克服熱(re)裂紋(wen)(wen)，但(dan)過(guo)大會增加(jia)咬邊傾向(xiang)。需在焊接(jie)過(guo)程中(zhong)對焊接(jie)速度進行合理調節來控制熔透率，避免產生熱(re)裂紋(wen)(wen)和(he)咬邊。

     d. 焊接(jie)速度(du)要和(he)脈(mo)沖頻(pin)率(lv)相(xiang)匹配，以保證焊點間距的要求，它們之間的關系是：

  Lw 不(bu)能太大，否則焊(han)(han)(han)(han)點之間無重疊量，而得不(bu)到連(lian)續致密(mi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫，常用頻率一(yi)般低于10Hz，可(ke)參考(kao)表(biao)4-40選用。不(bu)銹鋼脈沖(chong)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接工藝參數，可(ke)參考(kao)表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四、高頻脈(mo)沖鎢極(ji)氬弧焊

   高頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)與(yu)低頻(pin)脈(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同之處，是(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流以每秒(miao)鐘幾千次(ci)(ci)甚至幾萬次(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)高頻(pin)率變化(hua)著(zhu)。這樣的(de)(de)(de)(de)(de)高頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流使(shi)(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)磁收(shou)縮效應比(bi)較強(qiang)烈(lie)，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)直徑受到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮更為激烈(lie)，增(zeng)強(qiang)了電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)挺度。同時(shi)(shi)使(shi)(shi)熔池能很好地(di)攪拌，改善(shan)了焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)冶金(jin)性(xing)(xing)(xing)能，特別適合鋁及(ji)鋁合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)。高頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力還導致超聲振動，它(ta)可(ke)以增(zeng)強(qiang)熔化(hua)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)流動性(xing)(xing)(xing)。這些(xie)都(dou)有利于細化(hua)晶粒，減(jian)少(shao)焊(han)(han)(han)縫氣孔(kong)，使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)縫成形美觀。在焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流平均(jun)值(zhi)相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)情況下，高頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)速(su)度可(ke)比(bi)普通鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)提(ti)高1倍(bei)，這就必(bi)然會縮短焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)停留時(shi)(shi)間，對改善(shan)奧氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)是(shi)有益的(de)(de)(de)(de)(de)。但是(shi)，這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法在施(shi)焊(han)(han)(han)過程中有刺(ci)耳的(de)(de)(de)(de)(de)噪聲。

   有關(guan)脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊機的型(xing)(xing)號很多(duo)，表4-43列出了國內幾種(zhong)脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊機型(xing)(xing)號及其主要(yao)技術性能，可供選用。