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。

在焊接厚度小于1mm的奧氏體不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(ta)(ta)可以(yi)精確(que)地控制待(dai)焊(han)件的(de)熱輸(shu)入,克服了因熔敷金屬表面(mian)張力不足以(yi)支持熔池,而造(zao)成(cheng)的(de)焊(han)縫(feng)下塌,從而提(ti)高了焊(han)縫(feng)抗燒穿(chuan)的(de)能力,特(te)別適用于(yu)薄板(ban)(薄至0.1mm)對接(jie)焊(han)縫(feng)。它(ta)(ta)可以(yi)在不加墊板(ban)的(de)情況下,實(shi)現單(dan)面(mian)焊(han)雙面(mian)成(cheng)形且焊(han)接(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(gang)還能提高焊接接頭耐蝕性。
3. 它對焊(han)(han)接(jie)工藝、焊(han)(han)接(jie)參數的(de)波動不夠敏感,對各種(zhong)焊(han)(han)接(jie)位置(zhi)有較強的(de)適(shi)應性,適(shi)用于全位置(zhi)的(de)焊(han)(han)接(jie)。
4. 焊(han)縫成形(xing)美(mei)觀,質量穩定,焊(han)接接頭力學性能均(jun)高于普通鎢極氬弧(hu)焊(han)。
5. 可(ke)根據焊件(jian)的厚(hou)薄來選擇(ze)是否填加焊絲,也可(ke)以用氦氣(qi)作為(wei)保護氣(qi)體。根據脈沖(chong)頻率不(bu)同,可(ke)分為(wei)低頻、中頻和高頻脈沖(chong)氬(ya)弧焊。
a. 低頻脈沖鎢極氬弧焊
低(di)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)的基本(ben)原理是(shi):焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流的大小(xiao)(直(zhi)流電(dian)(dian)或交(jiao)流電(dian)(dian)的有(you)效量)呈周期性脈(mo)(mo)沖(chong)變(bian)化,脈(mo)(mo)沖(chong)的頻(pin)率以(yi)每秒接(jie)近(jin)于一次到幾次,至(zhi)多不超過(guo)十(shi)幾次,以(yi)低(di)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)的方法供給電(dian)(dian)流脈(mo)(mo)沖(chong)。低(di)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)在生產上使用(yong)較多,例如(ru)用(yong)機械操作鎢(wu)極(ji)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼薄(bo)板對接(jie)焊(han)縫和(he)(he)導管對接(jie)焊(han)縫的焊(han)接(jie)參數,見表3-28和(he)(he)表3-29(為不加填充(chong)焊(han)絲鎢(wu)極(ji)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han))。焊(han)接(jie)時采用(yong)直(zhi)流正(zheng)極(ji)性電(dian)(dian)源。


b. 中(zhong)頻脈沖鎢極氬弧焊工藝
中(zhong)(zhong)頻脈沖(chong)(chong)鎢極氬弧焊(han)是在(zai)(zai)直流電(dian)上疊(die)加(jia)(jia)200~500Hz中(zhong)(zhong)頻脈沖(chong)(chong)電(dian)流,可提高(gao)電(dian)弧挺度,在(zai)(zai)一(yi)定程度上增加(jia)(jia)熔深(shen),并促使熔池(chi)金屬(shu)晶粒細化,可提高(gao)焊(han)縫金屬(shu)的韌(ren)性。這種(zhong)工藝用于航空、航天工程重(zhong)要部(bu)件的 焊(han)接。
c. 高頻脈(mo)沖鎢(wu)極氬弧焊(han)工(gong)藝
高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)與(yu)低頻(pin)、中(zhong)頻(pin)脈(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)不同之處,是(shi)焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流以(yi)每(mei)秒(miao)鐘幾千次甚至幾萬次的(de)(de)極高(gao)(gao)頻(pin)率變(bian)化著。這樣(yang)的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)磁收效(xiao)應(ying)比(bi)(bi)較強(qiang)烈,使(shi)圓錐形電(dian)(dian)弧(hu)變(bian)成圓柱形電(dian)(dian)弧(hu),電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)壓(ya)縮更(geng)為激烈,增強(qiang)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)挺(ting)度(du)(du)。不僅提高(gao)(gao)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)能(neng)量密(mi)度(du)(du)而(er)且增強(qiang)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)穿透力,在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)有(you)效(xiao)電(dian)(dian)流下可達到更(geng)大的(de)(de)熔(rong)(rong)深或在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)熔(rong)(rong)深下提高(gao)(gao)了(le)焊(han)(han)(han)接速(su)度(du)(du),同時使(shi)熔(rong)(rong)池能(neng)很好(hao)地攪(jiao)拌,改善(shan)了(le)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)冶金性能(neng),特(te)別(bie)適(shi)合鋁(lv)(lv)及(ji)鋁(lv)(lv)合金的(de)(de)焊(han)(han)(han)接。高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)壓(ya)力還(huan)導致(zhi)超(chao)聲(sheng)振動,它可以(yi)增強(qiang)熔(rong)(rong)化金屬的(de)(de)流動性。這些都有(you)利于(yu)細化晶粒,減少焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)氣孔,還(huan)使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成形美(mei)觀(guan)。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流平均值相(xiang)等的(de)(de)情況(kuang)下,高(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接速(su)度(du)(du)可比(bi)(bi)普(pu)通鎢(wu)(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)提高(gao)(gao)一(yi)倍(bei),這就必然縮短焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫的(de)(de)停留時間,對改善(shan)奧氏體型不銹(xiu)鋼耐蝕性是(shi)有(you)益(yi)的(de)(de)。但是(shi),這種焊(han)(han)(han)接方法在(zai)(zai)施焊(han)(han)(han)過程中(zhong)有(you)刺耳的(de)(de)噪聲(sheng),對人(ren)體健康有(you)一(yi)定的(de)(de)影響。同時,這類弧(hu)焊(han)(han)(han)機電(dian)(dian)源(yuan)造價(jia)昂貴,導致(zhi)應(ying)用范圍(wei)小,在(zai)(zai)不銹(xiu)鋼高(gao)(gao)速(su)焊(han)(han)(han)管生產(chan)線上(shang)有(you)時采用這種工藝。
有關脈沖鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)機的型號很多,表3-30列出了國(guo)內(nei)幾種型號及主要(yao)技術性(xing)能,可(ke)供選用。


為(wei)了克服(fu)鎢極惰性(xing)氣(qi)體保護焊自身效率(lv)較低的弱(ruo)點,擴大其應用范圍,發展了許多新的工藝方法,除(chu)了上面介(jie)紹脈沖鎢極氬(ya)(ya)弧(hu)焊外,還有熱絲(si)鎢極氬(ya)(ya)弧(hu)焊、雙弧(hu)和多弧(hu)鎢極氬(ya)(ya)弧(hu)焊等。
鎢極氬(ya)弧焊方法和應用范圍,見表 3-31 。


