一、鎢極(ji)脈沖(chong)氬弧焊(han)工(gong)作原理

  鎢極(ji)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)是在(zai)普通鎢極(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)基(ji)礎上發展起來的(de)一(yi)(yi)(yi)種新的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)，通過控制焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)按(an)一(yi)(yi)(yi)定頻(pin)率(lv)周期地變化。每一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通過時(shi)，焊(han)(han)(han)件(jian)被加熱熔化，形成一(yi)(yi)(yi)個(ge)點(dian)狀(zhuang)的(de)熔池。脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)處于(yu)停歇期間(jian)，點(dian)狀(zhuang)熔池冷凝，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)由基(ji)值電(dian)(dian)(dian)流(liu)維持燃燒（輸入給焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)能量很小），即以(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)較小的(de)基(ji)值電(dian)(dian)(dian)流(liu)來維持一(yi)(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)電(dian)(dian)(dian)離通道，以(yi)(yi)便下一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)導通時(shi)，脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)能可靠地燃燒，熔化金屬，形成一(yi)(yi)(yi)個(ge)新的(de)焊(han)(han)(han)點(dian)。只要合(he)理(li)(li)地調節間(jian)歇時(shi)間(jian)和適(shi)當的(de)焊(han)(han)(han)槍(qiang)移動速度(du)，保證相(xiang)(xiang)鄰兩焊(han)(han)(han)點(dian)之間(jian)有一(yi)(yi)(yi)定的(de)相(xiang)(xiang)互重(zhong)疊量，就可獲得一(yi)(yi)(yi)條連續致密(mi)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)。脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)路原理(li)(li)見圖4-41。

二(er)、鎢極脈沖氬弧焊工藝特點及其適用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧氏體(ti)不(bu)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(shu)多(duo)，可以(yi)(yi)精確地控制待焊(han)件的熱輸入和熔池的形狀及尺寸。因而可提(ti)高(gao)焊(han)縫抗燒穿和熔池的保持能力，易獲(huo)得均勻熔深。所以(yi)(yi)特別適(shi)用于薄板（薄至0.1mm）焊(han)接(jie)和全(quan)位置焊(han)接(jie)以(yi)(yi)及單面(mian)(mian)焊(han)背面(mian)(mian)成(cheng)形的焊(han)接(jie)工藝(yi)。

   ②. 可(ke)以(yi)用(yong)較(jiao)低的熱輸入獲得較(jiao)大的熔深，這樣可(ke)以(yi)減少焊(han)接熱影響區和焊(han)件變形(xing)。

   ③. 在(zai)焊(han)(han)接過(guo)程(cheng)中(zhong)，脈(mo)沖電流對(dui)點狀熔(rong)池有較強(qiang)的攪(jiao)拌作用，而且(qie)熔(rong)池金(jin)屬冷凝快(kuai)，高溫停留(liu)時間短，焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬組(zu)織致密，可以減(jian)少敏感材料產生裂紋的傾向。對(dui)于奧氏體不銹鋼(gang)還能提高焊(han)(han)接接頭(tou)的耐腐蝕性能。

   ④. 每個焊(han)點加熱和冷卻迅速，很(hen)適合于焊(han)接(jie)導熱性能(neng)強或厚(hou)度特別大(da)的焊(han)件。

   ⑤. 焊(han)縫成形(xing)美觀(guan)，質(zhi)量(liang)穩定(ding)，焊(han)接接頭(tou)力學性能高于普通(tong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)焊(han)接接頭(tou)力學性能。

  根據(ju)脈(mo)沖頻(pin)率(lv)不同，可分為低頻(pin)脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)和高頻(pin)脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)。鎢極脈(mo)沖氬弧焊(han)(han)可根據(ju)焊(han)(han)件的厚薄來選擇(ze)是否填(tian)加(jia)焊(han)(han)絲，也可以用氦氣作為保護氣體。

三(san)、低頻脈沖氬弧焊(han)

  ①. 基本原理

    焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大小（直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)或交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)有(you)效值(zhi)）呈周期(qi)性脈(mo)(mo)沖(chong)變(bian)化(hua)，脈(mo)(mo)沖(chong)的(de)(de)頻(pin)率(lv)，從(cong)每秒接(jie)(jie)近于一(yi)(yi)次(ci)至(zhi)(zhi)(zhi)幾次(ci)，至(zhi)(zhi)(zhi)多不(bu)(bu)過十(shi)幾次(ci)，即以低頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)的(de)(de)方法供給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)沖(chong)。圖4-42為常見的(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)波形(xing)，從(cong)圖中可以看出脈(mo)(mo)沖(chong)焊(han)(han)時(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由兩(liang)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)組(zu)成(cheng)(cheng)：脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)間(jian)(jian)也是(shi)(shi)(shi)由脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持(chi)(chi)續(xu)時(shi)間(jian)(jian)和基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持(chi)(chi)續(xu)時(shi)間(jian)(jian)兩(liang)部分組(zu)成(cheng)(cheng)。它(ta)們是(shi)(shi)(shi)用來調節和控制(zhi)焊(han)(han)縫(feng)熱輸(shu)入的(de)(de)主要參數。在一(yi)(yi)個脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)期(qi)間(jian)(jian)，基(ji)(ji)本金屬熔(rong)(rong)化(hua)到(dao)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)熔(rong)(rong)深；隨(sui)之，馬上轉變(bian)為一(yi)(yi)個小電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)），它(ta)的(de)(de)主要作(zuo)用是(shi)(shi)(shi)維持(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)不(bu)(bu)至(zhi)(zhi)(zhi)于熄(xi)滅，也提(ti)供一(yi)(yi)個熔(rong)(rong)池冷卻凝固條件、使焊(han)(han)件不(bu)(bu)至(zhi)(zhi)(zhi)于燒穿。其實，脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)所(suo)完成(cheng)(cheng)的(de)(de)連續(xu)焊(han)(han)縫(feng)是(shi)(shi)(shi)由許(xu)多焊(han)(han)點搭接(jie)(jie)而成(cheng)(cheng)的(de)(de)。焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)周期(qi)性變(bian)化(hua)，不(bu)(bu)僅能保證得到(dao)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)熔(rong)(rong)深，又不(bu)(bu)至(zhi)(zhi)(zhi)于焊(han)(han)穿工件，而且隨(sui)著頻(pin)率(lv)節奏可以得到(dao)波紋美觀的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)。通(tong)過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)脈(mo)(mo)沖(chong)變(bian)化(hua)，使焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)金相組(zu)織變(bian)得均勻，還細(xi)化(hua)了晶粒，從(cong)而提(ti)高(gao)了焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)力學性能和耐腐蝕(shi)能力。所(suo)以用脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼薄件和中厚件是(shi)(shi)(shi)非常有(you)益(yi)的(de)(de)。

  ②. 工(gong)藝(yi)參數的選擇

    脈(mo)沖鎢極氬弧焊的(de)工(gong)藝(yi)參(can)數主要有脈(mo)沖電(dian)流幅值(zhi)(zhi)（Ip或ip）、基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)流（Ib或ib）、脈(mo)沖電(dian)流持續(xu)時間(jian)(jian)（tp）、基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)流持續(xu)時間(jian)(jian)（tb），其中交(jiao)流脈(mo)沖參(can)數ip、ib分別(bie)指脈(mo)沖電(dian)流和基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)流在持續(xu)時間(jian)(jian)內的(de)有效值(zhi)(zhi)。此外還有脈(mo)幅比RA、脈(mo)寬比Rw、脈(mo)沖周(zhou)期T、脈(mo)沖頻率(lv)f，各(ge)參(can)數之間(jian)(jian)的(de)關系如下：

   脈沖鎢極氬弧焊的工藝參(can)數(shu)，通常按(an)下述(shu)原則和步驟選擇(ze)。

     a. 對于一定(ding)的(de)(de)(de)母材厚(hou)(hou)度，脈(mo)沖電流Ip（或ip）取(qu)決于被(bei)焊母材的(de)(de)(de)種類，而(er)與母材厚(hou)(hou)度無關，所(suo)以通(tong)常先按被(bei)焊材料(liao)選擇Ip（或ip），然后再按母材厚(hou)(hou)度決定(ding)脈(mo)沖電流維持時間tp,不同材料(liao)及(ji)厚(hou)(hou)度的(de)(de)(de)Ip（或ip）及(ji)tp值(zhi)(zhi)可參考圖4-43進行選擇。當(dang)(dang)焊接薄(bo)件時，Ip（或ip）值(zhi)(zhi)應選低于圖示的(de)(de)(de)數值(zhi)(zhi)，同時適當(dang)(dang)延長(chang)tp值(zhi)(zhi)；焊接厚(hou)(hou)件時，Ip或i，值(zhi)(zhi)應稍高于圖示的(de)(de)(de)數值(zhi)(zhi)，并(bing)適當(dang)(dang)縮短tp值(zhi)(zhi)。

     b. 基值(zhi)電流Ib（或ib）與基值(zhi)電流維(wei)持(chi)時間(jian)tb相互要匹配，應保(bao)證電弧不(bu)熄弧和熔池在(zai)基值(zhi)電流期間(jian)得(de)以(yi)凝(ning)固。通常基值(zhi)電流Ib是脈(mo)沖(chong)電流Ip（或ip）的(de)10％～20％，基值(zhi)電流維(wei)持(chi)時間(jian)tb為脈(mo)沖(chong)電流持(chi)續(xu)時間(jian)tp的(de)1～3倍。

     c. 脈幅比RA和脈寬比Rw值較(jiao)(jiao)大(da)時，脈沖特(te)點較(jiao)(jiao)顯著，有利于克服熱裂紋(wen)，但過(guo)大(da)會(hui)增加咬邊(bian)傾向。需在焊接(jie)過(guo)程中對焊接(jie)速度(du)進行合理調(diao)節(jie)來控制熔透率，避免產生(sheng)熱裂紋(wen)和咬邊(bian)。

     d. 焊接速(su)度要(yao)和脈沖頻率相匹配，以保證焊點間距的要(yao)求，它們之間的關系是(shi)：

  Lw 不(bu)能太大，否則焊點之間無重疊量，而得不(bu)到連續致密的焊縫，常用頻(pin)率(lv)一般(ban)低(di)于10Hz，可(ke)參(can)(can)考(kao)表(biao)4-40選用。不(bu)銹鋼脈沖(chong)鎢極氬弧焊焊接工藝(yi)參(can)(can)數，可(ke)參(can)(can)考(kao)表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四(si)、高(gao)頻脈(mo)沖鎢(wu)極氬(ya)弧焊

   高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)(han)與低頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)之處，是(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)(liu)(liu)以每秒(miao)鐘幾千次(ci)甚至幾萬(wan)次(ci)的(de)(de)(de)(de)極(ji)高(gao)頻(pin)(pin)率變(bian)化著。這樣的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)電流(liu)(liu)(liu)使(shi)電弧的(de)(de)(de)(de)磁收縮(suo)效(xiao)應比(bi)較強烈，電弧直徑受到的(de)(de)(de)(de)壓縮(suo)更(geng)為激烈，增強了電弧的(de)(de)(de)(de)挺(ting)度。同(tong)時使(shi)熔池能(neng)很(hen)好地(di)攪(jiao)拌(ban)，改善(shan)了焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)冶金性能(neng)，特別適合鋁(lv)及(ji)鋁(lv)合金的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)電弧產生的(de)(de)(de)(de)壓力還導致超聲(sheng)振動，它可(ke)(ke)以增強熔化金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)動性。這些都有(you)利于細化晶粒，減少(shao)焊(han)(han)(han)(han)縫氣(qi)孔(kong)，使(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫成形美觀。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)電流(liu)(liu)(liu)平均值相等的(de)(de)(de)(de)情況下，高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度可(ke)(ke)比(bi)普通(tong)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)(han)提高(gao)1倍，這就必然會(hui)縮(suo)短焊(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫停留時間(jian)，對改善(shan)奧(ao)氏體型不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性是(shi)有(you)益的(de)(de)(de)(de)。但是(shi)，這種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法在(zai)施焊(han)(han)(han)(han)過(guo)程中(zhong)有(you)刺(ci)耳的(de)(de)(de)(de)噪聲(sheng)。

   有關(guan)脈沖(chong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊機的(de)型號很多，表4-43列(lie)出(chu)了國內幾種脈沖(chong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊機型號及其(qi)主要技術性能(neng)，可供選用。