脈沖鎢極氬弧焊是在普通鎢(wu)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(ao)氏體不(bu)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. 它可(ke)以精確地控制待焊件(jian)的熱(re)輸(shu)入,克(ke)服了(le)因熔(rong)敷(fu)金屬表面張力(li)不足以支持熔(rong)池,而(er)造(zao)成的焊縫(feng)下塌(ta),從而(er)提高了(le)焊縫(feng)抗(kang)燒穿的能力(li),特別適用于薄板(薄至(zhi)0.1mm)對接焊縫(feng)。它可(ke)以在(zai)不加墊板的情況下,實現單面焊雙(shuang)面成形且焊接變形量小(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,對于奧氏體不銹鋼還能提高焊接接頭耐蝕性。
3. 它對焊接(jie)工藝(yi)、焊接(jie)參數的(de)波(bo)動不(bu)夠(gou)敏(min)感,對各種焊接(jie)位置(zhi)有較強(qiang)的(de)適(shi)應性,適(shi)用于全(quan)位置(zhi)的(de)焊接(jie)。
4. 焊(han)縫成形美觀,質量穩定,焊(han)接接頭力學性(xing)能均高于(yu)普通鎢極氬(ya)弧焊(han)。
5. 可根(gen)據(ju)焊件(jian)的厚薄(bo)來(lai)選擇是否填加焊絲,也可以用氦氣(qi)作為(wei)保護氣(qi)體(ti)。根(gen)據(ju)脈沖頻(pin)率不同,可分為(wei)低(di)頻(pin)、中(zhong)頻(pin)和(he)高頻(pin)脈沖氬弧(hu)焊。
a. 低頻脈沖鎢極氬弧焊
低頻(pin)脈(mo)(mo)沖鎢(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)的(de)(de)基(ji)本原理是(shi):焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電流(liu)的(de)(de)大(da)小(直(zhi)流(liu)電或交流(liu)電的(de)(de)有(you)效量)呈周期性(xing)脈(mo)(mo)沖變化,脈(mo)(mo)沖的(de)(de)頻(pin)率以每秒接(jie)(jie)(jie)(jie)近于一(yi)次到幾次,至多不超過十幾次,以低頻(pin)脈(mo)(mo)沖的(de)(de)方法供給電流(liu)脈(mo)(mo)沖。低頻(pin)脈(mo)(mo)沖鎢(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)在(zai)生產上使用較(jiao)多,例如用機械操作(zuo)鎢(wu)極(ji)脈(mo)(mo)沖氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼薄板對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)縫和導管對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)縫的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參數(shu),見表3-28和表3-29(為不加填充(chong)焊(han)(han)絲鎢(wu)極(ji)脈(mo)(mo)沖氬弧焊(han)(han))。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時采用直(zhi)流(liu)正(zheng)極(ji)性(xing)電源。
b. 中頻脈沖鎢極(ji)氬弧焊工藝
中頻脈沖(chong)鎢極氬弧焊(han)是在直流電上(shang)疊加200~500Hz中頻脈沖(chong)電流,可提(ti)高(gao)電弧挺(ting)度(du)(du),在一定程度(du)(du)上(shang)增加熔深,并促使熔池金(jin)屬(shu)晶粒細化,可提(ti)高(gao)焊(han)縫金(jin)屬(shu)的韌性。這種工藝用于(yu)航空、航天(tian)工程重要部件(jian)的 焊(han)接。
c. 高頻脈沖鎢極氬弧焊工藝
高(gao)頻脈(mo)沖(chong)(chong)鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)與(yu)低頻、中頻脈(mo)沖(chong)(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)不(bu)同(tong)(tong)之(zhi)處,是焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)流以每秒鐘幾(ji)千次甚至幾(ji)萬次的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極高(gao)頻率變化(hua)著。這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)頻脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流使電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)收效(xiao)應比較強烈,使圓(yuan)(yuan)錐形電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)變成(cheng)(cheng)圓(yuan)(yuan)柱形電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓縮更為激烈,增強了電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)挺(ting)度(du)(du)(du)(du)。不(bu)僅提(ti)高(gao)了電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量密度(du)(du)(du)(du)而且增強了電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿透力,在(zai)(zai)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)流下可達(da)到更大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)深(shen)或在(zai)(zai)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)深(shen)下提(ti)高(gao)了焊(han)(han)(han)(han)(han)接速度(du)(du)(du)(du),同(tong)(tong)時(shi)使熔(rong)池能很(hen)好地(di)攪拌,改(gai)善了焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冶(ye)金性能,特別(bie)適合鋁及鋁合金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接。高(gao)頻脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力還(huan)導(dao)致(zhi)超(chao)聲振動,它可以增強熔(rong)化(hua)金屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動性。這些都有利(li)于細化(hua)晶粒,減少焊(han)(han)(han)(han)(han)縫氣(qi)孔,還(huan)使焊(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)(cheng)形美觀。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)流平(ping)均值(zhi)相等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,高(gao)頻脈(mo)沖(chong)(chong)鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接速度(du)(du)(du)(du)可比普(pu)通(tong)鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)提(ti)高(gao)一倍,這就必然縮短焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬在(zai)(zai)高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)停留時(shi)間,對改(gai)善奧氏體(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)蝕性是有益的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但是,這種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法在(zai)(zai)施焊(han)(han)(han)(han)(han)過程(cheng)中有刺耳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪聲,對人(ren)體(ti)健康有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。同(tong)(tong)時(shi),這類(lei)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)機電(dian)(dian)(dian)(dian)源造價昂(ang)貴,導(dao)致(zhi)應用范圍(wei)小,在(zai)(zai)不(bu)銹鋼(gang)高(gao)速焊(han)(han)(han)(han)(han)管生產線上有時(shi)采用這種(zhong)工(gong)藝(yi)。
有(you)關脈沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊機的型號(hao)(hao)很多(duo),表3-30列出了國內幾種(zhong)型號(hao)(hao)及(ji)主要(yao)技術性(xing)能,可供選用。
為了克服鎢(wu)(wu)極惰性氣體(ti)保(bao)護焊(han)自身效率較低(di)的弱點,擴大其應用范圍,發展(zhan)了許(xu)多(duo)新(xin)的工藝方法,除了上面(mian)介紹(shao)脈沖鎢(wu)(wu)極氬弧焊(han)外,還有熱絲鎢(wu)(wu)極氬弧焊(han)、雙弧和多(duo)弧鎢(wu)(wu)極氬弧焊(han)等。
鎢極氬弧焊方法和應(ying)用(yong)范圍,見表 3-31 。