一(yi)、鎢(wu)極(ji)脈(mo)沖氬(ya)弧焊工作(zuo)原理

  鎢極(ji)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)焊(han)是在普通鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)基礎上發展起來的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)新的(de)(de)焊(han)接工(gong)藝，通過控制焊(han)接電(dian)(dian)流(liu)(liu)按一(yi)(yi)(yi)定頻率(lv)周期地變化(hua)。每一(yi)(yi)(yi)次(ci)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)通過時，焊(han)件(jian)被加熱熔(rong)(rong)化(hua)，形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個點(dian)狀的(de)(de)熔(rong)(rong)池(chi)。脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)處于停歇(xie)期間(jian)(jian)，點(dian)狀熔(rong)(rong)池(chi)冷凝，電(dian)(dian)弧(hu)由基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)維(wei)持燃燒（輸入給焊(han)件(jian)的(de)(de)能量(liang)很小），即以(yi)一(yi)(yi)(yi)個較小的(de)(de)基值電(dian)(dian)流(liu)(liu)來維(wei)持一(yi)(yi)(yi)個電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)電(dian)(dian)離通道，以(yi)便下(xia)一(yi)(yi)(yi)次(ci)脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)導(dao)通時，脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)弧(hu)能可靠地燃燒，熔(rong)(rong)化(hua)金屬，形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個新的(de)(de)焊(han)點(dian)。只要(yao)合(he)理地調節間(jian)(jian)歇(xie)時間(jian)(jian)和適(shi)當的(de)(de)焊(han)槍移(yi)動速度(du)，保證相鄰兩焊(han)點(dian)之間(jian)(jian)有(you)一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)相互重疊(die)量(liang)，就(jiu)可獲得一(yi)(yi)(yi)條連續致密的(de)(de)焊(han)縫。脈(mo)(mo)沖(chong)電(dian)(dian)路原理見圖4-41。

二(er)、鎢極脈沖氬弧焊工藝特點及其(qi)適用范(fan)圍(wei)

  在焊接厚度小于1mm奧氏體不(bu)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(diao)工藝(yi)參數(shu)多(duo)，可以(yi)精確地控制待(dai)焊(han)(han)件(jian)的(de)熱輸入(ru)和(he)熔(rong)池的(de)形(xing)狀及尺寸。因而可提高焊(han)(han)縫抗燒穿和(he)熔(rong)池的(de)保持能力，易(yi)獲得均勻熔(rong)深。所以(yi)特別適用于薄板（薄至0.1mm）焊(han)(han)接(jie)和(he)全位置焊(han)(han)接(jie)以(yi)及單面(mian)焊(han)(han)背(bei)面(mian)成形(xing)的(de)焊(han)(han)接(jie)工藝(yi)。

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

   ③. 在焊接(jie)過程中(zhong)，脈沖電流(liu)對(dui)(dui)點狀熔池(chi)(chi)有較(jiao)強(qiang)的(de)攪(jiao)拌作用，而且(qie)熔池(chi)(chi)金屬冷凝快，高溫停留時(shi)間短，焊縫金屬組織致(zhi)密，可以(yi)減少敏感(gan)材料產(chan)生裂紋的(de)傾(qing)向(xiang)。對(dui)(dui)于(yu)奧氏體(ti)不銹鋼還能(neng)提高焊接(jie)接(jie)頭的(de)耐(nai)腐蝕性能(neng)。

   ④. 每個焊(han)點(dian)加熱和冷卻(que)迅速(su)，很適合于焊(han)接導熱性能(neng)強或厚度特別大的焊(han)件。

   ⑤. 焊(han)(han)縫成(cheng)形美觀，質(zhi)量穩定(ding)，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能高于(yu)普(pu)通(tong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能。

  根據(ju)脈沖(chong)頻(pin)率不同，可分為(wei)低頻(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧焊(han)和高頻(pin)脈沖(chong)氬(ya)弧焊(han)。鎢極脈沖(chong)氬(ya)弧焊(han)可根據(ju)焊(han)件的(de)厚(hou)薄來選擇(ze)是否填加焊(han)絲，也可以用氦氣(qi)作為(wei)保護氣(qi)體。

三、低頻脈(mo)沖氬弧焊

  ①. 基本原理

    焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小（直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)或交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效值(zhi)(zhi)）呈周期(qi)(qi)性(xing)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻率，從(cong)每秒接近于一(yi)次(ci)至(zhi)幾(ji)次(ci)，至(zhi)多不(bu)過(guo)十幾(ji)次(ci)，即以(yi)(yi)低頻脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法供給(gei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)。圖4-42為常見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)波形，從(cong)圖中(zhong)可以(yi)(yi)看(kan)出脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)焊(han)(han)(han)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由兩個電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)組(zu)成(cheng)：脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)接時間(jian)(jian)也(ye)是由脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)(jian)和基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)持續(xu)時間(jian)(jian)兩部(bu)分組(zu)成(cheng)。它們是用來調節和控制焊(han)(han)(han)縫熱輸(shu)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要參數。在一(yi)個脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)期(qi)(qi)間(jian)(jian)，基(ji)本金(jin)屬(shu)熔化(hua)到(dao)(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔深；隨之，馬上轉變(bian)為一(yi)個小電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)），它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要作用是維(wei)持電(dian)(dian)(dian)弧(hu)不(bu)至(zhi)于熄(xi)滅，也(ye)提供一(yi)個熔池冷卻(que)凝(ning)固(gu)條件(jian)(jian)、使焊(han)(han)(han)件(jian)(jian)不(bu)至(zhi)于燒穿(chuan)。其實，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)所(suo)完成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連續(xu)焊(han)(han)(han)縫是由許多焊(han)(han)(han)點(dian)搭接而(er)(er)(er)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)周期(qi)(qi)性(xing)變(bian)化(hua)，不(bu)僅能(neng)保證得到(dao)(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔深，又不(bu)至(zhi)于焊(han)(han)(han)穿(chuan)工(gong)件(jian)(jian)，而(er)(er)(er)且隨著頻率節奏可以(yi)(yi)得到(dao)(dao)波紋美觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫。通(tong)過(guo)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)，使焊(han)(han)(han)接接頭金(jin)相(xiang)組(zu)織(zhi)變(bian)得均勻，還細化(hua)了(le)晶(jing)粒(li)，從(cong)而(er)(er)(er)提高了(le)焊(han)(han)(han)接接頭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)和耐腐(fu)蝕能(neng)力。所(suo)以(yi)(yi)用脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接奧氏體型不(bu)銹鋼薄件(jian)(jian)和中(zhong)厚(hou)件(jian)(jian)是非常有益的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

  ②. 工藝參數的選擇

    脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)鎢極氬(ya)弧焊的(de)工藝參(can)數主(zhu)要有(you)脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)幅值(zhi)（Ip或ip）、基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)（Ib或ib）、脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時間（tp）、基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)持續時間（tb），其中交流(liu)(liu)(liu)脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)參(can)數ip、ib分別指(zhi)脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)和基值(zhi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)在持續時間內的(de)有(you)效值(zhi)。此外還有(you)脈幅比RA、脈寬比Rw、脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)周期T、脈沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)頻(pin)率f，各(ge)參(can)數之(zhi)間的(de)關系(xi)如下：

   脈(mo)沖鎢(wu)極氬弧(hu)焊的工藝(yi)參數，通常按下述(shu)原則(ze)和步驟選擇。

     a. 對(dui)于一定(ding)的(de)母(mu)材(cai)厚(hou)度(du)，脈(mo)沖電(dian)流(liu)Ip（或(huo)ip）取(qu)決(jue)于被(bei)焊(han)母(mu)材(cai)的(de)種類，而與母(mu)材(cai)厚(hou)度(du)無關，所以通常先按被(bei)焊(han)材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)擇Ip（或(huo)ip），然后再按母(mu)材(cai)厚(hou)度(du)決(jue)定(ding)脈(mo)沖電(dian)流(liu)維持(chi)時間tp,不同材(cai)料(liao)及厚(hou)度(du)的(de)Ip（或(huo)ip）及tp值可參考(kao)圖4-43進行選(xuan)(xuan)擇。當焊(han)接薄件時，Ip（或(huo)ip）值應(ying)(ying)選(xuan)(xuan)低于圖示的(de)數(shu)值，同時適當延長tp值；焊(han)接厚(hou)件時，Ip或(huo)i，值應(ying)(ying)稍高于圖示的(de)數(shu)值，并適當縮(suo)短tp值。

     b. 基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)Ib（或(huo)ib）與基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)維(wei)(wei)持(chi)(chi)時間(jian)(jian)tb相互要匹配(pei)，應保證電(dian)(dian)弧不熄弧和(he)熔池在基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)期(qi)間(jian)(jian)得以凝固。通常基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)Ib是脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)Ip（或(huo)ip）的10％～20％，基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)維(wei)(wei)持(chi)(chi)時間(jian)(jian)tb為脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)(chi)續時間(jian)(jian)tp的1～3倍。

     c. 脈幅比RA和(he)脈寬比Rw值較大(da)時，脈沖特點較顯著，有利于克服熱裂紋，但過大(da)會(hui)增加(jia)咬(yao)邊傾向。需(xu)在焊接(jie)過程(cheng)中對焊接(jie)速(su)度進(jin)行(xing)合理(li)調(diao)節來控制熔透率，避免(mian)產生熱裂紋和(he)咬(yao)邊。

     d. 焊接(jie)速度要和脈沖頻(pin)率相匹配，以保(bao)證焊點間距的(de)(de)要求(qiu)，它們之(zhi)間的(de)(de)關系是：

  Lw 不能太大，否則焊點之(zhi)間無重疊量(liang)，而得不到連續致密的焊縫，常用頻率一(yi)般低于(yu)10Hz，可(ke)(ke)參(can)考(kao)表4-40選用。不銹鋼脈沖鎢極氬弧焊焊接(jie)工藝(yi)參(can)數(shu)，可(ke)(ke)參(can)考(kao)表4-41、表4-42。

四(si)、高頻脈沖(chong)鎢極氬弧焊

   高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)與低頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)不同之處，是(shi)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)以(yi)每秒(miao)鐘幾千次甚至幾萬(wan)次的(de)(de)極高(gao)頻(pin)(pin)率(lv)變化(hua)著。這(zhe)樣的(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)磁收(shou)縮效應(ying)比較強(qiang)烈，電(dian)(dian)弧(hu)直徑受到(dao)的(de)(de)壓縮更為激烈，增強(qiang)了電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)挺度。同時使(shi)熔(rong)池能(neng)很好地(di)攪拌，改善了焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)冶(ye)金(jin)性能(neng)，特(te)別(bie)適合(he)鋁及鋁合(he)金(jin)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)壓力還導致超聲(sheng)振動(dong)，它可(ke)以(yi)增強(qiang)熔(rong)化(hua)金(jin)屬(shu)的(de)(de)流(liu)動(dong)性。這(zhe)些(xie)都(dou)有(you)利于(yu)細化(hua)晶(jing)粒，減少(shao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)氣孔，使(shi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)形美(mei)觀。在焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)平均值相等的(de)(de)情況下(xia)，高(gao)頻(pin)(pin)脈沖(chong)(chong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)速度可(ke)比普通(tong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)提高(gao)1倍，這(zhe)就必然會(hui)縮短焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)高(gao)溫停留時間，對改善奧(ao)氏(shi)體(ti)型(xing)不銹鋼的(de)(de)耐(nai)蝕性是(shi)有(you)益的(de)(de)。但(dan)是(shi)，這(zhe)種焊(han)(han)接(jie)方法在施焊(han)(han)過程(cheng)中(zhong)有(you)刺耳的(de)(de)噪聲(sheng)。

   有關脈沖(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)機(ji)的型號很多，表4-43列出了國內(nei)幾種脈沖(chong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)機(ji)型號及其主要技術性能，可供選用。