一、鎢極脈沖氬弧焊工(gong)作原理
鎢(wu)極脈沖氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)是在普通(tong)鎢(wu)極氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)基(ji)礎上(shang)發展起來的(de)一種新(xin)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接工(gong)藝，通(tong)過(guo)控制焊(han)(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)(liu)按一定(ding)頻率周期地(di)變化。每一次(ci)脈沖電(dian)流(liu)(liu)通(tong)過(guo)時(shi)，焊(han)(han)(han)(han)件(jian)被加熱熔化，形成一個(ge)(ge)點(dian)狀的(de)熔池(chi)。脈沖電(dian)流(liu)(liu)處(chu)于停歇(xie)期間，點(dian)狀熔池(chi)冷(leng)凝(ning)，電(dian)弧(hu)(hu)由(you)基(ji)值電(dian)流(liu)(liu)維持(chi)燃(ran)燒(shao)（輸入給(gei)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的(de)能量很小(xiao)），即以(yi)一個(ge)(ge)較小(xiao)的(de)基(ji)值電(dian)流(liu)(liu)來維持(chi)一個(ge)(ge)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)電(dian)離通(tong)道，以(yi)便下(xia)一次(ci)脈沖電(dian)流(liu)(liu)導通(tong)時(shi)，脈沖電(dian)弧(hu)(hu)能可靠地(di)燃(ran)燒(shao)，熔化金(jin)屬，形成一個(ge)(ge)新(xin)的(de)焊(han)(han)(han)(han)點(dian)。只要合理地(di)調節間歇(xie)時(shi)間和適當的(de)焊(han)(han)(han)(han)槍移動(dong)速度，保證(zheng)相鄰兩焊(han)(han)(han)(han)點(dian)之(zhi)間有一定(ding)的(de)相互重疊量，就可獲得(de)一條連續致密的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫。脈沖電(dian)路原理見圖4-41。
二、鎢極脈沖(chong)氬弧焊工藝特點(dian)及(ji)其(qi)適用范圍
在焊接厚度小于1mm奧氏體不銹(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(yi)參數多，可以(yi)精確地控制待焊件的熱輸入(ru)和(he)熔(rong)池(chi)(chi)的形狀及尺寸(cun)。因而可提高焊縫抗(kang)燒穿和(he)熔(rong)池(chi)(chi)的保持(chi)能力，易獲得均勻熔(rong)深。所以(yi)特別適用于薄板（薄至0.1mm）焊接(jie)和(he)全位置焊接(jie)以(yi)及單面(mian)焊背面(mian)成形的焊接(jie)工藝(yi)。
②. 可以用較低的熱輸入獲(huo)得較大(da)的熔深，這樣可以減(jian)少焊接熱影(ying)響區(qu)和焊件變形(xing)。
③. 在焊(han)接(jie)過程中，脈沖(chong)電(dian)流(liu)對點(dian)狀熔池有較強(qiang)的攪拌作(zuo)用，而且熔池金(jin)屬冷凝快，高溫停(ting)留時間(jian)短(duan)，焊(han)縫金(jin)屬組織致密(mi)，可以減少(shao)敏感材(cai)料產生裂紋的傾向(xiang)。對于奧氏體不(bu)銹鋼還能提(ti)高焊(han)接(jie)接(jie)頭的耐腐蝕性能。
④. 每(mei)個(ge)焊(han)點加熱和冷卻迅速，很適(shi)合于焊(han)接導(dao)熱性(xing)能強或厚(hou)度特別大的焊(han)件。
⑤. 焊(han)(han)縫成(cheng)形美觀，質量穩定，焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)力學性能(neng)高于普通鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)力學性能(neng)。
根據(ju)脈(mo)沖(chong)(chong)頻率不同，可分為低頻脈(mo)沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊和高頻脈(mo)沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊。鎢極脈(mo)沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊可根據(ju)焊件的(de)厚薄來選擇是否填(tian)加焊絲，也可以用氦(hai)氣作為保(bao)護(hu)氣體。
三(san)、低頻脈沖(chong)氬弧焊
①. 基本原理
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大(da)小（直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)有效值）呈周期(qi)性(xing)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)(bian)化，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)頻率，從(cong)每秒(miao)接(jie)(jie)(jie)近(jin)于一次(ci)至(zhi)幾次(ci)，至(zhi)多不(bu)過(guo)十幾次(ci)，即以低頻脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)方法(fa)供給(gei)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)。圖4-42為(wei)(wei)常見(jian)的(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)波形，從(cong)圖中可以看出(chu)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)由(you)兩個電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)組成(cheng)(cheng)：脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)和(he)基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)間(jian)也(ye)是由(you)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)時(shi)間(jian)和(he)基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)時(shi)間(jian)兩部分(fen)組成(cheng)(cheng)。它(ta)們是用來調節和(he)控制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)熱輸(shu)入的(de)(de)主要(yao)參數。在一個脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)期(qi)間(jian)，基本金(jin)屬熔(rong)化到(dao)一定(ding)的(de)(de)熔(rong)深；隨(sui)(sui)之(zhi)，馬上轉變(bian)(bian)為(wei)(wei)一個小電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)（基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)(de)主要(yao)作用是維持電(dian)(dian)弧不(bu)至(zhi)于熄滅，也(ye)提供一個熔(rong)池(chi)冷卻(que)凝固條件(jian)、使焊(han)(han)(han)(han)件(jian)不(bu)至(zhi)于燒穿(chuan)。其實，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)所完成(cheng)(cheng)的(de)(de)連續(xu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)是由(you)許多焊(han)(han)(han)(han)點(dian)搭接(jie)(jie)(jie)而(er)(er)(er)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)周期(qi)性(xing)變(bian)(bian)化，不(bu)僅能保證(zheng)得到(dao)一定(ding)的(de)(de)熔(rong)深，又不(bu)至(zhi)于焊(han)(han)(han)(han)穿(chuan)工件(jian)，而(er)(er)(er)且(qie)隨(sui)(sui)著頻率節奏可以得到(dao)波紋美觀的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)。通(tong)過(guo)電(dian)(dian)弧脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)(bian)化，使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)金(jin)相(xiang)組織變(bian)(bian)得均勻，還(huan)細化了(le)晶粒，從(cong)而(er)(er)(er)提高了(le)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)力學(xue)性(xing)能和(he)耐(nai)腐蝕能力。所以用脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)奧氏體型不(bu)銹鋼薄件(jian)和(he)中厚件(jian)是非常有益的(de)(de)。
②. 工(gong)藝參數(shu)的選(xuan)擇
脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊的(de)工藝參數主要有脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電流(liu)幅值(zhi)(zhi)（Ip或(huo)ip）、基值(zhi)(zhi)電流(liu)（Ib或(huo)ib）、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電流(liu)持續(xu)時間(jian)（tp）、基值(zhi)(zhi)電流(liu)持續(xu)時間(jian)（tb），其中交流(liu)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)參數ip、ib分別(bie)指(zhi)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電流(liu)和基值(zhi)(zhi)電流(liu)在(zai)持續(xu)時間(jian)內(nei)的(de)有效值(zhi)(zhi)。此外還有脈(mo)(mo)幅比(bi)RA、脈(mo)(mo)寬比(bi)Rw、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)周期T、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)頻率(lv)f，各參數之(zhi)間(jian)的(de)關系如(ru)下：
脈沖鎢(wu)極氬弧焊的(de)工藝(yi)參(can)數，通常按下述原(yuan)則和步驟選擇。
a. 對于(yu)一定(ding)的母材(cai)厚(hou)度(du)(du)，脈(mo)沖(chong)電流Ip（或ip）取(qu)決于(yu)被(bei)焊(han)(han)母材(cai)的種類(lei)，而與(yu)母材(cai)厚(hou)度(du)(du)無關，所以通(tong)常先按被(bei)焊(han)(han)材(cai)料選(xuan)擇(ze)Ip（或ip），然后再按母材(cai)厚(hou)度(du)(du)決定(ding)脈(mo)沖(chong)電流維持時(shi)間(jian)tp,不(bu)同(tong)材(cai)料及厚(hou)度(du)(du)的Ip（或ip）及tp值(zhi)(zhi)可參考圖(tu)4-43進行選(xuan)擇(ze)。當(dang)(dang)焊(han)(han)接薄件(jian)時(shi)，Ip（或ip）值(zhi)(zhi)應(ying)選(xuan)低于(yu)圖(tu)示(shi)的數值(zhi)(zhi)，同(tong)時(shi)適(shi)當(dang)(dang)延長tp值(zhi)(zhi)；焊(han)(han)接厚(hou)件(jian)時(shi)，Ip或i，值(zhi)(zhi)應(ying)稍(shao)高于(yu)圖(tu)示(shi)的數值(zhi)(zhi)，并(bing)適(shi)當(dang)(dang)縮短(duan)tp值(zhi)(zhi)。
b. 基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)Ib（或ib）與基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)維持(chi)(chi)時(shi)(shi)間tb相互要匹配(pei)，應保(bao)證電(dian)(dian)弧不熄弧和熔池在基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)期間得(de)以凝固。通(tong)常基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)Ib是脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流(liu)Ip（或ip）的10％～20％，基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)維持(chi)(chi)時(shi)(shi)間tb為脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流(liu)持(chi)(chi)續時(shi)(shi)間tp的1～3倍。
c. 脈幅比RA和(he)脈寬比Rw值(zhi)較大時，脈沖特點較顯著，有利于克(ke)服(fu)熱裂紋，但(dan)過(guo)大會增(zeng)加咬邊(bian)傾向。需(xu)在焊(han)接過(guo)程(cheng)中對焊(han)接速度進行合理調節來控制熔透率，避免產生熱裂紋和(he)咬邊(bian)。
d. 焊接速度(du)要和脈沖頻率(lv)相匹配，以(yi)保證焊點間(jian)距的(de)要求，它們之間(jian)的(de)關系是(shi)：
Lw 不能太大，否則焊(han)(han)點之(zhi)間無重疊(die)量，而得(de)不到連(lian)續致(zhi)密的焊(han)(han)縫(feng)，常(chang)用頻(pin)率一般低(di)于10Hz，可(ke)參(can)(can)考表4-40選用。不銹鋼脈沖鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接工(gong)藝參(can)(can)數，可(ke)參(can)(can)考表4-41、表4-42。
四、高(gao)頻脈沖鎢極氬(ya)弧焊
高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)與低頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)(han)(han)的不(bu)同之處，是焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)以(yi)每秒鐘幾(ji)千次(ci)甚至幾(ji)萬次(ci)的極(ji)(ji)(ji)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)率變化(hua)著(zhu)。這(zhe)樣的高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)使電(dian)弧的磁(ci)收縮(suo)效應比較強烈(lie)，電(dian)弧直徑受到的壓縮(suo)更為激烈(lie)，增強了(le)電(dian)弧的挺度。同時使熔池能很好地攪拌，改善了(le)焊(han)(han)(han)縫(feng)的冶金性(xing)能，特別適合鋁及(ji)鋁合金的焊(han)(han)(han)接。高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)弧產生的壓力還導(dao)致超聲振動，它(ta)可(ke)以(yi)增強熔化(hua)金屬的流(liu)動性(xing)。這(zhe)些都有利(li)于(yu)細化(hua)晶粒，減少焊(han)(han)(han)縫(feng)氣孔(kong)，使焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形美觀。在(zai)焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)平均值(zhi)相(xiang)等的情(qing)況下，高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)接速(su)度可(ke)比普通鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)提高(gao)(gao)(gao)1倍，這(zhe)就必(bi)然會(hui)縮(suo)短(duan)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬的高(gao)(gao)(gao)溫停留時間，對改善奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼的耐(nai)蝕性(xing)是有益的。但是，這(zhe)種焊(han)(han)(han)接方法在(zai)施焊(han)(han)(han)過程中(zhong)有刺耳的噪聲。
有關脈沖鎢(wu)極氬弧焊機(ji)的型號很多，表(biao)4-43列(lie)出了(le)國(guo)內(nei)幾種脈沖鎢(wu)極氬弧焊機(ji)型號及其主要(yao)技術性能，可供選(xuan)用。
