一、鎢(wu)極脈(mo)沖氬弧(hu)焊工作原理(li)

  鎢極脈(mo)沖(chong)氬(ya)弧焊(han)是在普通(tong)鎢極氬(ya)弧焊(han)基(ji)礎上(shang)發展起來的(de)(de)一(yi)(yi)種新的(de)(de)焊(han)接工藝，通(tong)過控制焊(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)按一(yi)(yi)定頻率周期地變化(hua)。每(mei)一(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通(tong)過時(shi)，焊(han)件(jian)被(bei)加熱熔化(hua)，形成一(yi)(yi)個(ge)點狀(zhuang)的(de)(de)熔池。脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)處(chu)于停歇期間(jian)，點狀(zhuang)熔池冷凝，電(dian)(dian)(dian)弧由基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)維持燃(ran)燒(shao)（輸(shu)入給焊(han)件(jian)的(de)(de)能量很小(xiao)），即以(yi)(yi)一(yi)(yi)個(ge)較小(xiao)的(de)(de)基(ji)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)來維持一(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)弧的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)離(li)通(tong)道，以(yi)(yi)便下一(yi)(yi)次脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)導通(tong)時(shi)，脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)弧能可靠地燃(ran)燒(shao)，熔化(hua)金(jin)屬，形成一(yi)(yi)個(ge)新的(de)(de)焊(han)點。只要合理地調(diao)節間(jian)歇時(shi)間(jian)和適當的(de)(de)焊(han)槍移動速度，保證相鄰兩焊(han)點之間(jian)有一(yi)(yi)定的(de)(de)相互(hu)重(zhong)疊(die)量，就可獲得一(yi)(yi)條連續致密(mi)的(de)(de)焊(han)縫。脈(mo)沖(chong)電(dian)(dian)(dian)路原理見圖4-41。

二、鎢極脈沖(chong)氬(ya)弧焊工(gong)藝特點及(ji)其適用范圍

  在焊接厚度小于1mm奧(ao)氏體(ti)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(ke)(ke)調(diao)工藝參數多，可(ke)(ke)以精確(que)地控制待焊(han)(han)件的(de)(de)熱輸入和(he)(he)熔(rong)(rong)池(chi)的(de)(de)形(xing)狀(zhuang)及(ji)尺(chi)寸。因而可(ke)(ke)提(ti)高焊(han)(han)縫抗(kang)燒穿和(he)(he)熔(rong)(rong)池(chi)的(de)(de)保(bao)持(chi)能(neng)力，易獲得均勻(yun)熔(rong)(rong)深。所以特別適用于(yu)薄板（薄至0.1mm）焊(han)(han)接(jie)和(he)(he)全位置焊(han)(han)接(jie)以及(ji)單(dan)面焊(han)(han)背面成形(xing)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)工藝。

   ②. 可以用(yong)較(jiao)低(di)的(de)熱輸入獲得較(jiao)大的(de)熔深，這樣(yang)可以減少焊接熱影響(xiang)區和焊件變形。

   ③. 在焊接過程中(zhong)，脈沖電流對(dui)點狀熔池有較強的攪拌作(zuo)用，而且熔池金屬冷凝快，高溫(wen)停留(liu)時間短(duan)，焊縫金屬組織(zhi)致密，可(ke)以(yi)減(jian)少敏感材料產生裂紋的傾向。對(dui)于奧(ao)氏體不銹鋼還能(neng)提高焊接接頭的耐(nai)腐蝕性能(neng)。

   ④. 每個焊(han)點加熱和冷卻迅(xun)速，很(hen)適(shi)合于焊(han)接導熱性能強或(huo)厚度特(te)別大的焊(han)件。

   ⑤. 焊(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)美觀，質量穩定，焊(han)接接頭力(li)學(xue)性能高于普通鎢(wu)極氬弧焊(han)焊(han)接接頭力(li)學(xue)性能。

  根(gen)據(ju)(ju)脈(mo)(mo)沖頻(pin)率不同，可(ke)分為低頻(pin)脈(mo)(mo)沖氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)和高頻(pin)脈(mo)(mo)沖氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)。鎢極脈(mo)(mo)沖氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)(han)可(ke)根(gen)據(ju)(ju)焊(han)(han)件的厚薄(bo)來選擇是否(fou)填加焊(han)(han)絲，也可(ke)以(yi)用氦氣作為保護氣體。

三、低(di)頻脈沖氬弧焊

  ①. 基本(ben)原理(li)

    焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)大(da)小（直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)或(huo)交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)有效值）呈周期(qi)性(xing)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)變化，脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)頻率(lv)，從(cong)每秒(miao)接(jie)(jie)(jie)近于(yu)一(yi)次(ci)至幾(ji)次(ci)，至多不過(guo)十幾(ji)次(ci)，即以(yi)低頻脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)方法(fa)供給電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)。圖4-42為(wei)常見的(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)波(bo)形，從(cong)圖中可以(yi)看(kan)出脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)焊(han)時的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)由兩(liang)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)組成(cheng)(cheng)：脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)和(he)基(ji)(ji)值電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)；焊(han)接(jie)(jie)(jie)時間也(ye)是(shi)(shi)由脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)(xu)時間和(he)基(ji)(ji)值電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)持續(xu)(xu)時間兩(liang)部分(fen)組成(cheng)(cheng)。它們是(shi)(shi)用(yong)來調節和(he)控(kong)制焊(han)縫(feng)熱輸入(ru)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)參數(shu)。在一(yi)個(ge)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)期(qi)間，基(ji)(ji)本金屬熔(rong)化到一(yi)定的(de)(de)(de)熔(rong)深；隨(sui)(sui)之，馬上轉變為(wei)一(yi)個(ge)小電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)（基(ji)(ji)值電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)），它的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)作用(yong)是(shi)(shi)維持電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)不至于(yu)熄(xi)滅，也(ye)提供一(yi)個(ge)熔(rong)池冷卻凝固條件、使焊(han)件不至于(yu)燒穿(chuan)。其實，脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)所完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)(xu)焊(han)縫(feng)是(shi)(shi)由許多焊(han)點搭接(jie)(jie)(jie)而成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)周期(qi)性(xing)變化，不僅能保證得(de)到一(yi)定的(de)(de)(de)熔(rong)深，又不至于(yu)焊(han)穿(chuan)工件，而且(qie)隨(sui)(sui)著頻率(lv)節奏(zou)可以(yi)得(de)到波(bo)紋美觀的(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)。通過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)變化，使焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)金相(xiang)組織變得(de)均勻，還細化了晶粒，從(cong)而提高了焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能和(he)耐腐(fu)蝕能力。所以(yi)用(yong)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)氬(ya)弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)(jie)(jie)奧氏體型不銹鋼(gang)薄(bo)件和(he)中厚件是(shi)(shi)非(fei)常有益的(de)(de)(de)。

  ②. 工(gong)藝參數的(de)選擇

    脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)鎢極氬弧(hu)焊(han)的工(gong)藝參數主要有脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)幅(fu)值（Ip或ip）、基值電(dian)流(liu)（Ib或ib）、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)持(chi)續(xu)時間（tp）、基值電(dian)流(liu)持(chi)續(xu)時間（tb），其中交流(liu)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)參數ip、ib分(fen)別指脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流(liu)和(he)基值電(dian)流(liu)在持(chi)續(xu)時間內的有效(xiao)值。此(ci)外還有脈(mo)(mo)幅(fu)比(bi)RA、脈(mo)(mo)寬比(bi)Rw、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)周(zhou)期T、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)頻率f，各(ge)參數之間的關系如(ru)下(xia)：

   脈沖鎢極氬弧焊的工藝參(can)數(shu)，通常按下述原則和步(bu)驟選(xuan)擇。

     a. 對于一定的(de)(de)(de)母材厚度(du)(du)，脈沖電(dian)(dian)流Ip（或ip）取(qu)決于被(bei)焊(han)母材的(de)(de)(de)種類，而與母材厚度(du)(du)無(wu)關，所以通(tong)常先按被(bei)焊(han)材料選擇(ze)Ip（或ip），然后再按母材厚度(du)(du)決定脈沖電(dian)(dian)流維持時(shi)(shi)(shi)間tp,不同材料及厚度(du)(du)的(de)(de)(de)Ip（或ip）及tp值(zhi)(zhi)(zhi)可參考(kao)圖4-43進行(xing)選擇(ze)。當焊(han)接薄(bo)件(jian)時(shi)(shi)(shi)，Ip（或ip）值(zhi)(zhi)(zhi)應(ying)(ying)選低(di)于圖示的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)，同時(shi)(shi)(shi)適(shi)當延長tp值(zhi)(zhi)(zhi)；焊(han)接厚件(jian)時(shi)(shi)(shi)，Ip或i，值(zhi)(zhi)(zhi)應(ying)(ying)稍高于圖示的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)，并適(shi)當縮短(duan)tp值(zhi)(zhi)(zhi)。

     b. 基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)Ib（或ib）與(yu)基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)維持(chi)時(shi)(shi)(shi)間tb相(xiang)互要匹配，應(ying)保證(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)不(bu)熄弧(hu)和熔池在(zai)基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)期間得以凝固。通常基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)Ib是脈沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)Ip（或ip）的(de)10％～20％，基(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)維持(chi)時(shi)(shi)(shi)間tb為脈沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)持(chi)續時(shi)(shi)(shi)間tp的(de)1～3倍(bei)。

     c. 脈幅(fu)比(bi)RA和脈寬(kuan)比(bi)Rw值較大時，脈沖特點(dian)較顯著(zhu)，有利于(yu)克服熱(re)裂紋，但(dan)過大會(hui)增加咬邊傾向。需(xu)在焊接過程中對焊接速度進行合理(li)調(diao)節來控(kong)制熔透率，避(bi)免產生熱(re)裂紋和咬邊。

     d. 焊接速度要(yao)和脈沖頻率相匹配，以保證(zheng)焊點(dian)間距的(de)要(yao)求(qiu)，它們之(zhi)間的(de)關(guan)系(xi)是：

  Lw 不(bu)能(neng)太大(da)，否則焊(han)點之間無重疊量，而得(de)不(bu)到連續致密的(de)焊(han)縫，常用頻率一(yi)般低(di)于10Hz，可參(can)考(kao)表4-40選(xuan)用。不(bu)銹(xiu)鋼脈(mo)沖(chong)鎢極(ji)氬弧焊(han)焊(han)接(jie)工藝參(can)數，可參(can)考(kao)表4-41、表4-42。

四、高頻脈沖(chong)鎢極氬弧焊

   高(gao)頻脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)與低頻脈沖(chong)氬弧(hu)焊(han)的(de)(de)(de)不同之處(chu)，是焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流以每(mei)秒(miao)鐘幾千次甚(shen)至幾萬次的(de)(de)(de)極高(gao)頻率變化著。這樣的(de)(de)(de)高(gao)頻脈沖(chong)電(dian)(dian)(dian)流使(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)磁收縮效應比較強(qiang)烈(lie)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)直(zhi)徑(jing)受到的(de)(de)(de)壓縮更為(wei)激烈(lie)，增(zeng)強(qiang)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)挺度。同時使(shi)熔池能(neng)很(hen)好(hao)地攪拌，改善(shan)了焊(han)縫的(de)(de)(de)冶金性(xing)能(neng)，特別適合鋁及鋁合金的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)。高(gao)頻脈沖(chong)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)(de)壓力(li)還導致超聲(sheng)振(zhen)動，它可(ke)以增(zeng)強(qiang)熔化金屬的(de)(de)(de)流動性(xing)。這些(xie)都(dou)有(you)(you)利于細(xi)化晶粒(li)，減少焊(han)縫氣孔(kong)，使(shi)焊(han)縫成形美(mei)觀(guan)。在焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流平均值相等的(de)(de)(de)情況下，高(gao)頻脈沖(chong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)速度可(ke)比普通鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)提(ti)高(gao)1倍，這就必然會縮短(duan)焊(han)縫金屬的(de)(de)(de)高(gao)溫停(ting)留時間，對改善(shan)奧氏體型不銹鋼的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)是有(you)(you)益的(de)(de)(de)。但是，這種焊(han)接(jie)方法在施焊(han)過(guo)程中有(you)(you)刺耳的(de)(de)(de)噪聲(sheng)。

   有關脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊機的(de)型號(hao)很多，表4-43列(lie)出(chu)了國內幾(ji)種脈(mo)沖(chong)鎢極氬弧(hu)焊機型號(hao)及(ji)其主要技術(shu)性能，可供選(xuan)用。