一、鎢極脈沖氬弧(hu)焊工(gong)作原(yuan)理

  鎢極脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)是在(zai)普通鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)基(ji)礎上(shang)發(fa)展起來的(de)(de)一(yi)種新的(de)(de)焊(han)(han)(han)接工藝(yi)，通過控制焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流按一(yi)定頻率(lv)周期地(di)變化。每一(yi)次(ci)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流通過時，焊(han)(han)(han)件被加熱熔(rong)化，形成(cheng)一(yi)個(ge)點狀的(de)(de)熔(rong)池。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流處(chu)于停歇期間(jian)，點狀熔(rong)池冷凝，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)由基(ji)值電(dian)(dian)流維(wei)持(chi)燃(ran)(ran)燒（輸(shu)入給焊(han)(han)(han)件的(de)(de)能量(liang)很小），即(ji)以一(yi)個(ge)較小的(de)(de)基(ji)值電(dian)(dian)流來維(wei)持(chi)一(yi)個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)電(dian)(dian)離(li)通道(dao)，以便下一(yi)次(ci)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流導通時，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)能可(ke)(ke)靠地(di)燃(ran)(ran)燒，熔(rong)化金屬，形成(cheng)一(yi)個(ge)新的(de)(de)焊(han)(han)(han)點。只要合理地(di)調節(jie)間(jian)歇時間(jian)和適(shi)當(dang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)槍移動速度，保(bao)證相鄰兩(liang)焊(han)(han)(han)點之間(jian)有一(yi)定的(de)(de)相互重疊量(liang)，就(jiu)可(ke)(ke)獲得一(yi)條連(lian)續致密的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)。脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)路原(yuan)理見(jian)圖4-41。

二(er)、鎢極脈沖(chong)氬弧(hu)焊(han)工藝(yi)特(te)點(dian)及其適用范圍(wei)

  在焊接厚度小于1mm奧(ao)氏體不銹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，可以(yi)精(jing)確(que)地控制待焊(han)(han)(han)件(jian)的熱輸入(ru)和(he)熔池的形(xing)狀及尺寸。因而可提高焊(han)(han)(han)縫抗燒穿和(he)熔池的保持能力，易獲得均勻熔深。所以(yi)特(te)別適(shi)用于薄板（薄至0.1mm）焊(han)(han)(han)接和(he)全位置焊(han)(han)(han)接以(yi)及單面(mian)焊(han)(han)(han)背面(mian)成形(xing)的焊(han)(han)(han)接工藝(yi)。

   ②. 可(ke)以用較低的熱(re)(re)輸入獲得較大的熔深，這(zhe)樣(yang)可(ke)以減少焊(han)接熱(re)(re)影響區和焊(han)件變形。

   ③. 在焊接(jie)過程中，脈沖(chong)電流對(dui)點狀熔(rong)池有(you)較(jiao)強的(de)攪(jiao)拌作用，而(er)且熔(rong)池金(jin)屬冷凝快，高(gao)(gao)溫(wen)停留時間(jian)短，焊縫金(jin)屬組織(zhi)致密，可以減少敏(min)感材料(liao)產(chan)生裂紋的(de)傾向。對(dui)于奧(ao)氏體不(bu)銹鋼還能(neng)(neng)提高(gao)(gao)焊接(jie)接(jie)頭的(de)耐腐(fu)蝕性能(neng)(neng)。

   ④. 每個焊點加(jia)熱和冷(leng)卻迅速(su)，很適合于焊接導熱性能(neng)強或(huo)厚度特別(bie)大(da)的焊件。

   ⑤. 焊(han)縫成形美觀，質(zhi)量(liang)穩定(ding)，焊(han)接接頭(tou)力學性能(neng)高于(yu)普通(tong)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)焊(han)焊(han)接接頭(tou)力學性能(neng)。

  根(gen)據(ju)脈沖頻率不同，可(ke)分(fen)為低頻脈沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)和高(gao)頻脈沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)。鎢極脈沖氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)可(ke)根(gen)據(ju)焊(han)(han)件的厚薄來選(xuan)擇(ze)是否填(tian)加焊(han)(han)絲，也可(ke)以用氦(hai)氣作為保護氣體。

三、低頻脈沖氬弧焊

  ①. 基本原(yuan)理(li)

    焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)的大小(xiao)（直流(liu)(liu)電(dian)或交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)的有效值）呈周期(qi)(qi)性脈(mo)(mo)沖(chong)變化(hua)，脈(mo)(mo)沖(chong)的頻率，從(cong)每秒接(jie)近于(yu)一(yi)次至(zhi)幾(ji)次，至(zhi)多(duo)不過十幾(ji)次，即以(yi)低(di)頻脈(mo)(mo)沖(chong)的方(fang)法供給電(dian)流(liu)(liu)脈(mo)(mo)沖(chong)。圖(tu)4-42為常見(jian)的脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)波形，從(cong)圖(tu)中(zhong)可(ke)以(yi)看出(chu)脈(mo)(mo)沖(chong)焊(han)(han)(han)時(shi)的電(dian)流(liu)(liu)由(you)兩個電(dian)流(liu)(liu)組(zu)成：脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)和(he)基值電(dian)流(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)間(jian)(jian)也是由(you)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)(jian)和(he)基值電(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)(jian)兩部分組(zu)成。它們是用(yong)來(lai)調節和(he)控制焊(han)(han)(han)縫熱輸(shu)入(ru)的主要參數。在一(yi)個脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)(liu)期(qi)(qi)間(jian)(jian)，基本金屬熔化(hua)到(dao)一(yi)定的熔深；隨之，馬(ma)上(shang)轉變為一(yi)個小(xiao)電(dian)流(liu)(liu)（基值電(dian)流(liu)(liu)），它的主要作用(yong)是維持(chi)電(dian)弧不至(zhi)于(yu)熄滅(mie)，也提供一(yi)個熔池(chi)冷卻凝固條(tiao)件(jian)、使焊(han)(han)(han)件(jian)不至(zhi)于(yu)燒(shao)穿(chuan)。其實，脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)(han)(han)所完成的連續(xu)焊(han)(han)(han)縫是由(you)許多(duo)焊(han)(han)(han)點搭接(jie)而(er)成的。焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)(liu)周期(qi)(qi)性變化(hua)，不僅能(neng)保(bao)證得(de)到(dao)一(yi)定的熔深，又不至(zhi)于(yu)焊(han)(han)(han)穿(chuan)工件(jian)，而(er)且隨著頻率節奏可(ke)以(yi)得(de)到(dao)波紋美觀的焊(han)(han)(han)縫。通過電(dian)弧脈(mo)(mo)沖(chong)變化(hua)，使焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)金相組(zu)織變得(de)均勻，還細化(hua)了晶粒，從(cong)而(er)提高了焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的力(li)學性能(neng)和(he)耐腐蝕能(neng)力(li)。所以(yi)用(yong)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)奧氏體型不銹鋼薄件(jian)和(he)中(zhong)厚件(jian)是非常有益的。

  ②. 工藝(yi)參數(shu)的選擇

    脈(mo)沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊的(de)工藝參數(shu)主要(yao)有(you)脈(mo)沖(chong)電流幅(fu)值(zhi)（Ip或ip）、基(ji)值(zhi)電流（Ib或ib）、脈(mo)沖(chong)電流持續(xu)時間(jian)(jian)（tp）、基(ji)值(zhi)電流持續(xu)時間(jian)(jian)（tb），其中交流脈(mo)沖(chong)參數(shu)ip、ib分(fen)別(bie)指脈(mo)沖(chong)電流和基(ji)值(zhi)電流在持續(xu)時間(jian)(jian)內的(de)有(you)效值(zhi)。此外還有(you)脈(mo)幅(fu)比(bi)RA、脈(mo)寬比(bi)Rw、脈(mo)沖(chong)周(zhou)期T、脈(mo)沖(chong)頻率f，各參數(shu)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)關系(xi)如(ru)下：

   脈沖鎢極氬弧(hu)焊(han)的工(gong)藝(yi)參數，通常按下述原則和步驟選(xuan)擇。

     a. 對(dui)于一定(ding)的(de)母材(cai)(cai)厚(hou)度(du)，脈沖(chong)電流Ip（或ip）取(qu)決(jue)于被(bei)焊母材(cai)(cai)的(de)種類，而與(yu)母材(cai)(cai)厚(hou)度(du)無(wu)關，所以通常先按被(bei)焊材(cai)(cai)料選擇Ip（或ip），然后(hou)再(zai)按母材(cai)(cai)厚(hou)度(du)決(jue)定(ding)脈沖(chong)電流維持時間tp,不同材(cai)(cai)料及厚(hou)度(du)的(de)Ip（或ip）及tp值可參(can)考圖(tu)4-43進行選擇。當焊接薄(bo)件(jian)時，Ip（或ip）值應選低于圖(tu)示的(de)數值，同時適當延(yan)長tp值；焊接厚(hou)件(jian)時，Ip或i，值應稍高(gao)于圖(tu)示的(de)數值，并適當縮短(duan)tp值。

     b. 基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)Ib（或(huo)ib）與基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)維持(chi)時間(jian)(jian)(jian)tb相互要(yao)匹配，應保(bao)證電(dian)弧不(bu)熄(xi)弧和熔池在基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)期(qi)間(jian)(jian)(jian)得(de)以凝固。通常(chang)基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)Ib是脈(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)Ip（或(huo)ip）的10％～20％，基(ji)值(zhi)電(dian)流(liu)維持(chi)時間(jian)(jian)(jian)tb為脈(mo)沖(chong)電(dian)流(liu)持(chi)續時間(jian)(jian)(jian)tp的1～3倍。

     c. 脈(mo)幅比RA和脈(mo)寬(kuan)比Rw值(zhi)較(jiao)大(da)時，脈(mo)沖特點較(jiao)顯著，有利于克服熱裂紋(wen)，但過大(da)會增加咬邊傾(qing)向。需在焊(han)接(jie)過程中對焊(han)接(jie)速度(du)進(jin)行(xing)合理調節來控制熔透率(lv)，避免(mian)產(chan)生熱裂紋(wen)和咬邊。

     d. 焊接速度(du)要(yao)和脈沖頻率相匹配，以(yi)保證焊點間距的(de)要(yao)求，它們之間的(de)關系(xi)是：

  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(yong)頻率一般低(di)于10Hz，可參考(kao)(kao)表4-40選用(yong)。不(bu)銹鋼脈沖鎢(wu)極氬弧焊焊接工藝參數，可參考(kao)(kao)表4-41、表4-42。

四、高頻脈沖鎢極氬(ya)弧(hu)焊

   高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)與低(di)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)之處，是(shi)焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)以(yi)每秒鐘幾(ji)千(qian)次(ci)甚至幾(ji)萬(wan)次(ci)的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)率變化(hua)著。這樣的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)使電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)磁收(shou)縮(suo)效(xiao)應比(bi)較強烈，電(dian)弧(hu)(hu)直徑受到的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)更為激烈，增強了電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)挺度(du)。同(tong)(tong)時使熔(rong)(rong)池(chi)能(neng)很好地攪拌，改善了焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)冶金性(xing)(xing)(xing)能(neng)，特別適(shi)合鋁及鋁合金的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接。高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)弧(hu)(hu)產生的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)還導致超聲振動，它(ta)可以(yi)增強熔(rong)(rong)化(hua)金屬的(de)(de)(de)(de)流(liu)動性(xing)(xing)(xing)。這些(xie)都有利(li)于細化(hua)晶粒，減少焊(han)(han)(han)縫氣孔，使焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形美觀(guan)。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)平均(jun)值(zhi)相等的(de)(de)(de)(de)情況下，高(gao)(gao)(gao)頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接速(su)度(du)可比(bi)普通鎢極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)提高(gao)(gao)(gao)1倍(bei)，這就必然會縮(suo)短焊(han)(han)(han)縫金屬的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)停留(liu)時間，對改善奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)是(shi)有益的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)，這種焊(han)(han)(han)接方法在(zai)(zai)施焊(han)(han)(han)過(guo)程(cheng)中有刺耳(er)的(de)(de)(de)(de)噪聲。

   有關脈沖鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)機的型(xing)號很(hen)多，表4-43列出了(le)國內幾種(zhong)脈沖鎢極(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)機型(xing)號及其(qi)主要技術性能(neng)，可供(gong)選用。