一、鎢(wu)極脈沖氬弧焊(han)工作原(yuan)理

  鎢極脈(mo)沖(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)是在(zai)普(pu)通(tong)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)基(ji)礎上發展起來的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種新的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接工藝，通(tong)過控制焊(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)按一(yi)(yi)(yi)定頻率周期(qi)地(di)變化。每一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通(tong)過時(shi)，焊(han)(han)(han)(han)件被加熱熔化，形(xing)成一(yi)(yi)(yi)個點狀(zhuang)的(de)(de)熔池。脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)處于停歇期(qi)間，點狀(zhuang)熔池冷凝(ning)，電(dian)(dian)(dian)弧由基(ji)值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)維持燃(ran)燒(shao)（輸(shu)入(ru)給焊(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)能量很小(xiao)），即以一(yi)(yi)(yi)個較小(xiao)的(de)(de)基(ji)值電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)來維持一(yi)(yi)(yi)個電(dian)(dian)(dian)弧的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)離通(tong)道，以便下一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)導通(tong)時(shi)，脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)弧能可(ke)靠地(di)燃(ran)燒(shao)，熔化金屬(shu)，形(xing)成一(yi)(yi)(yi)個新的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)點。只要合理地(di)調(diao)節間歇時(shi)間和適(shi)當的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)槍移(yi)動速度，保證(zheng)相鄰兩焊(han)(han)(han)(han)點之間有一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)相互重疊量，就可(ke)獲得一(yi)(yi)(yi)條連續致密的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫。脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)路原理見(jian)圖4-41。

二、鎢極脈(mo)沖(chong)氬弧焊工(gong)藝(yi)特點及其適(shi)用范(fan)圍(wei)

  在焊接厚度小于1mm奧氏(shi)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. 可調工藝參數多，可以精確(que)地控制待焊(han)(han)(han)件的(de)(de)熱輸入和(he)熔池(chi)的(de)(de)形狀及尺寸(cun)。因(yin)而(er)可提(ti)高焊(han)(han)(han)縫(feng)抗燒穿和(he)熔池(chi)的(de)(de)保持能力，易(yi)獲得均(jun)勻熔深。所(suo)以特別適用于薄板（薄至0.1mm）焊(han)(han)(han)接和(he)全位置焊(han)(han)(han)接以及單(dan)面焊(han)(han)(han)背面成形的(de)(de)焊(han)(han)(han)接工藝。

   ②. 可(ke)以用(yong)較低的熱輸入獲得較大的熔深，這樣可(ke)以減少焊(han)(han)接(jie)熱影響區(qu)和焊(han)(han)件(jian)變形。

   ③. 在焊(han)接(jie)(jie)過程中，脈沖電流對點(dian)狀熔池(chi)有較強的攪拌作(zuo)用，而且熔池(chi)金屬冷凝快，高溫停留時間短，焊(han)縫(feng)金屬組織致(zhi)密(mi)，可以(yi)減少(shao)敏(min)感材料產生裂紋的傾向。對于(yu)奧氏體(ti)不銹鋼還(huan)能(neng)提高焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的耐腐蝕(shi)性能(neng)。

   ④. 每個焊點(dian)加熱和冷卻(que)迅速，很(hen)適合于焊接導熱性能強或厚度(du)特別大的(de)焊件。

   ⑤. 焊(han)(han)(han)縫(feng)成形美觀，質(zhi)量(liang)穩定，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭力學性能高于普通鎢極氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭力學性能。

  根據(ju)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)頻(pin)率不同，可分為(wei)低(di)頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬(ya)(ya)(ya)弧焊和高頻(pin)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬(ya)(ya)(ya)弧焊。鎢(wu)極脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬(ya)(ya)(ya)弧焊可根據(ju)焊件的厚(hou)薄來(lai)選擇(ze)是(shi)否填加焊絲，也可以用氦(hai)氣(qi)作(zuo)為(wei)保護氣(qi)體。

三、低頻脈沖氬弧焊

  ①. 基本原理

    焊接電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大小(xiao)（直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)有效(xiao)值(zhi)）呈(cheng)周(zhou)期性脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)(hua)(hua)，脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)頻(pin)率，從每秒接近于(yu)(yu)一(yi)次(ci)至幾次(ci)，至多不過十幾次(ci)，即以(yi)低頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)方法(fa)供(gong)給電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)。圖4-42為常(chang)見的(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)波(bo)形，從圖中可(ke)以(yi)看出脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)焊時的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)由兩(liang)個(ge)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)組成(cheng)(cheng)：脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)和(he)基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)；焊接時間(jian)也是(shi)由脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)和(he)基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)兩(liang)部分組成(cheng)(cheng)。它們是(shi)用(yong)來調節和(he)控(kong)制焊縫(feng)熱(re)輸入的(de)(de)主(zhu)要參數。在一(yi)個(ge)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)期間(jian)，基(ji)(ji)本金屬熔化(hua)(hua)(hua)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)(de)熔深；隨之，馬上轉變(bian)為一(yi)個(ge)小(xiao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)（基(ji)(ji)值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)），它的(de)(de)主(zhu)要作用(yong)是(shi)維持電(dian)(dian)(dian)弧不至于(yu)(yu)熄(xi)滅，也提供(gong)一(yi)個(ge)熔池冷(leng)卻凝(ning)固條件(jian)、使焊件(jian)不至于(yu)(yu)燒穿(chuan)。其實，脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬(ya)弧焊所(suo)完成(cheng)(cheng)的(de)(de)連續(xu)焊縫(feng)是(shi)由許多焊點搭(da)接而成(cheng)(cheng)的(de)(de)。焊接電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)周(zhou)期性變(bian)化(hua)(hua)(hua)，不僅能保證得(de)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)(de)熔深，又(you)不至于(yu)(yu)焊穿(chuan)工(gong)件(jian)，而且隨著頻(pin)率節奏可(ke)以(yi)得(de)到(dao)波(bo)紋美觀的(de)(de)焊縫(feng)。通過電(dian)(dian)(dian)弧脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)(hua)(hua)，使焊接接頭(tou)金相組織(zhi)變(bian)得(de)均勻，還細化(hua)(hua)(hua)了晶粒，從而提高了焊接接頭(tou)的(de)(de)力學性能和(he)耐腐(fu)蝕能力。所(suo)以(yi)用(yong)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬(ya)弧焊焊接奧(ao)氏體型不銹鋼薄件(jian)和(he)中厚件(jian)是(shi)非常(chang)有益的(de)(de)。

  ②. 工藝參(can)數的選擇

    脈(mo)沖鎢極氬弧焊的工藝參(can)數主要有脈(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)幅值（Ip或ip）、基(ji)值電(dian)流(liu)(liu)（Ib或ib）、脈(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)持續時間(jian)（tp）、基(ji)值電(dian)流(liu)(liu)持續時間(jian)（tb），其中交流(liu)(liu)脈(mo)沖參(can)數ip、ib分別指脈(mo)沖電(dian)流(liu)(liu)和基(ji)值電(dian)流(liu)(liu)在持續時間(jian)內的有效值。此外還有脈(mo)幅比RA、脈(mo)寬(kuan)比Rw、脈(mo)沖周期(qi)T、脈(mo)沖頻率f，各參(can)數之間(jian)的關系如下：

   脈沖鎢極氬弧焊(han)的工藝參(can)數，通常按下述原則和步驟選擇。

     a. 對于(yu)一定(ding)的(de)母材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度，脈沖電(dian)流(liu)Ip（或ip）取決于(yu)被焊母材(cai)的(de)種類(lei)，而(er)與(yu)母材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度無關，所(suo)以通常先(xian)按(an)被焊材(cai)料(liao)選擇Ip（或ip），然后再按(an)母材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度決定(ding)脈沖電(dian)流(liu)維持時間tp,不同材(cai)料(liao)及厚(hou)(hou)(hou)度的(de)Ip（或ip）及tp值(zhi)(zhi)(zhi)可(ke)參(can)考(kao)圖(tu)4-43進行選擇。當(dang)(dang)焊接薄件(jian)時，Ip（或ip）值(zhi)(zhi)(zhi)應選低于(yu)圖(tu)示的(de)數值(zhi)(zhi)(zhi)，同時適當(dang)(dang)延長tp值(zhi)(zhi)(zhi)；焊接厚(hou)(hou)(hou)件(jian)時，Ip或i，值(zhi)(zhi)(zhi)應稍高(gao)于(yu)圖(tu)示的(de)數值(zhi)(zhi)(zhi)，并適當(dang)(dang)縮短tp值(zhi)(zhi)(zhi)。

     b. 基(ji)(ji)(ji)值電(dian)(dian)流Ib（或ib）與基(ji)(ji)(ji)值電(dian)(dian)流維持時(shi)(shi)間tb相互(hu)要匹配，應保證電(dian)(dian)弧(hu)不熄(xi)弧(hu)和熔(rong)池(chi)在(zai)基(ji)(ji)(ji)值電(dian)(dian)流期間得(de)以凝固。通常(chang)基(ji)(ji)(ji)值電(dian)(dian)流Ib是脈沖電(dian)(dian)流Ip（或ip）的10％～20％，基(ji)(ji)(ji)值電(dian)(dian)流維持時(shi)(shi)間tb為脈沖電(dian)(dian)流持續時(shi)(shi)間tp的1～3倍(bei)。

     c. 脈(mo)(mo)幅比RA和(he)脈(mo)(mo)寬比Rw值較大(da)時，脈(mo)(mo)沖特點較顯(xian)著，有利于克服熱(re)裂紋，但過大(da)會增(zeng)加咬邊(bian)傾向。需在焊接(jie)過程中對焊接(jie)速度(du)進行合理調(diao)節來控制熔透率，避(bi)免(mian)產生熱(re)裂紋和(he)咬邊(bian)。

     d. 焊接(jie)速(su)度要和脈沖頻率相匹配，以保(bao)證焊點間(jian)距的(de)要求，它們之間(jian)的(de)關系(xi)是：

  Lw 不能太大，否則焊(han)(han)點(dian)之間無重疊量，而得不到連續致密的焊(han)(han)縫，常用頻率一般低于10Hz，可(ke)參(can)(can)考表(biao)4-40選用。不銹鋼脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接工藝參(can)(can)數(shu)，可(ke)參(can)(can)考表(biao)4-41、表(biao)4-42。

四、高頻脈沖鎢(wu)極氬弧焊(han)

   高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)與低頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬(ya)弧焊(han)(han)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)之處(chu)，是(shi)焊(han)(han)接電流以每秒(miao)鐘幾千次甚(shen)至幾萬次的(de)(de)(de)極高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率變化(hua)著。這(zhe)樣的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電流使(shi)電弧的(de)(de)(de)磁收縮(suo)效應(ying)比(bi)較強(qiang)烈，電弧直徑受到的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)更(geng)為激烈，增(zeng)強(qiang)了電弧的(de)(de)(de)挺度(du)。同(tong)時使(shi)熔池能很好地攪拌，改善(shan)(shan)了焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)冶金性(xing)能，特別適合(he)鋁(lv)及鋁(lv)合(he)金的(de)(de)(de)焊(han)(han)接。高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)電弧產生的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)還導致超聲(sheng)振動，它(ta)可以增(zeng)強(qiang)熔化(hua)金屬的(de)(de)(de)流動性(xing)。這(zhe)些都有利于細化(hua)晶粒(li)，減少焊(han)(han)縫(feng)氣孔(kong)，使(shi)焊(han)(han)縫(feng)成形美觀。在焊(han)(han)接電流平均值相等的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接速度(du)可比(bi)普通鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)提(ti)高(gao)(gao)1倍，這(zhe)就必然(ran)會縮(suo)短焊(han)(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫停(ting)留時間，對(dui)改善(shan)(shan)奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)是(shi)有益的(de)(de)(de)。但是(shi)，這(zhe)種焊(han)(han)接方法在施(shi)焊(han)(han)過(guo)程中有刺耳的(de)(de)(de)噪聲(sheng)。

   有關脈沖鎢極氬弧焊機的型號(hao)很(hen)多，表4-43列出(chu)了國內幾種(zhong)脈沖鎢極氬弧焊機型號(hao)及(ji)其主要技(ji)術(shu)性能，可供選用。