一、鎢極脈(mo)沖氬弧焊工作(zuo)原理
鎢極脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)是在普通鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)基礎上發展(zhan)起來的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)新的(de)焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝，通過控制焊(han)(han)接(jie)電流(liu)(liu)(liu)按(an)一(yi)(yi)(yi)(yi)定頻率(lv)周期地(di)變化(hua)。每(mei)一(yi)(yi)(yi)(yi)次(ci)脈(mo)(mo)沖(chong)電流(liu)(liu)(liu)通過時(shi)，焊(han)(han)件(jian)被加熱熔(rong)化(hua)，形成一(yi)(yi)(yi)(yi)個點狀的(de)熔(rong)池。脈(mo)(mo)沖(chong)電流(liu)(liu)(liu)處于停歇期間(jian)(jian)，點狀熔(rong)池冷凝，電弧(hu)(hu)由基值電流(liu)(liu)(liu)維持燃燒（輸入給焊(han)(han)件(jian)的(de)能(neng)量很小(xiao)），即以一(yi)(yi)(yi)(yi)個較小(xiao)的(de)基值電流(liu)(liu)(liu)來維持一(yi)(yi)(yi)(yi)個電弧(hu)(hu)的(de)電離通道，以便下(xia)一(yi)(yi)(yi)(yi)次(ci)脈(mo)(mo)沖(chong)電流(liu)(liu)(liu)導通時(shi)，脈(mo)(mo)沖(chong)電弧(hu)(hu)能(neng)可(ke)靠地(di)燃燒，熔(rong)化(hua)金(jin)屬，形成一(yi)(yi)(yi)(yi)個新的(de)焊(han)(han)點。只要合理(li)地(di)調(diao)節間(jian)(jian)歇時(shi)間(jian)(jian)和適(shi)當的(de)焊(han)(han)槍移動速度(du)，保證相鄰兩(liang)焊(han)(han)點之間(jian)(jian)有一(yi)(yi)(yi)(yi)定的(de)相互(hu)重疊量，就可(ke)獲得一(yi)(yi)(yi)(yi)條連續致(zhi)密(mi)的(de)焊(han)(han)縫。脈(mo)(mo)沖(chong)電路原理(li)見(jian)圖4-41。
二(er)、鎢極脈沖(chong)氬弧焊(han)工藝特點及其適用范圍
在焊接厚度小于1mm奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)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(gong)藝(yi)參數多，可以精確地(di)控制待焊(han)件(jian)的(de)(de)熱輸入和熔池的(de)(de)形狀及尺寸(cun)。因而(er)可提高焊(han)縫抗燒穿和熔池的(de)(de)保持能力，易獲得均勻(yun)熔深。所以特(te)別適用于薄板（薄至(zhi)0.1mm）焊(han)接和全位置焊(han)接以及單(dan)面(mian)焊(han)背面(mian)成形的(de)(de)焊(han)接工(gong)藝(yi)。
②. 可以(yi)用(yong)較(jiao)低的熱(re)輸(shu)入獲(huo)得較(jiao)大的熔(rong)深，這樣(yang)可以(yi)減少焊接熱(re)影響區和焊件變形(xing)。
③. 在焊(han)(han)接(jie)過程中(zhong)，脈沖電流對(dui)點狀熔池(chi)(chi)有較(jiao)強(qiang)的(de)攪拌作用，而且熔池(chi)(chi)金(jin)屬(shu)冷凝快，高(gao)溫停留時間短，焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)組織致(zhi)密(mi)，可以(yi)減少(shao)敏感(gan)材料產生裂紋的(de)傾向。對(dui)于(yu)奧(ao)氏體不銹鋼還能提高(gao)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)耐腐蝕性能。
④. 每個焊點加(jia)熱(re)和冷卻迅速(su)，很適合于焊接導(dao)熱(re)性(xing)能強或厚度特(te)別大(da)的焊件。
⑤. 焊(han)縫成形美觀，質量穩定，焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)力學性能(neng)高于普(pu)通鎢極氬弧焊(han)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)力學性能(neng)。
根據(ju)脈(mo)(mo)沖(chong)頻(pin)(pin)率不同，可分為低(di)頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)和高頻(pin)(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)。鎢(wu)極(ji)脈(mo)(mo)沖(chong)氬弧焊(han)可根據(ju)焊(han)件的厚(hou)薄來選擇是(shi)否填加焊(han)絲，也可以用氦氣作為保護(hu)氣體(ti)。
三、低頻脈沖氬弧焊(han)
①. 基本(ben)原理
焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)（直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)或交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)有效值(zhi)(zhi)）呈周期性脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)，脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)，從每秒接(jie)(jie)(jie)(jie)近于一(yi)次至(zhi)(zhi)(zhi)幾次，至(zhi)(zhi)(zhi)多不過十幾次，即以(yi)低頻脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法供(gong)給電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)。圖4-42為常(chang)見的(de)(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)波形，從圖中(zhong)可以(yi)看出脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)由(you)兩(liang)(liang)個電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)組(zu)成：脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)和基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)；焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi)間也(ye)是(shi)由(you)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持(chi)續時(shi)間和基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持(chi)續時(shi)間兩(liang)(liang)部分組(zu)成。它們是(shi)用來調節和控制焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)熱輸入的(de)(de)(de)(de)主要參數。在一(yi)個脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)期間，基本金屬(shu)熔(rong)(rong)化(hua)到(dao)(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)深；隨之(zhi)，馬上轉變(bian)為一(yi)個小(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)（基值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)），它的(de)(de)(de)(de)主要作用是(shi)維持(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧不至(zhi)(zhi)(zhi)于熄滅，也(ye)提(ti)供(gong)一(yi)個熔(rong)(rong)池(chi)冷卻(que)凝固條件、使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件不至(zhi)(zhi)(zhi)于燒(shao)穿。其實，脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)所(suo)完成的(de)(de)(de)(de)連續焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)是(shi)由(you)許多焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)點搭接(jie)(jie)(jie)(jie)而成的(de)(de)(de)(de)。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)周期性變(bian)化(hua)，不僅能(neng)保證得到(dao)(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)深，又不至(zhi)(zhi)(zhi)于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)穿工件，而且隨著頻率(lv)節奏可以(yi)得到(dao)(dao)波紋(wen)美(mei)觀的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)。通過電(dian)(dian)(dian)(dian)弧脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)變(bian)化(hua)，使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)金相組(zu)織變(bian)得均勻，還(huan)細(xi)化(hua)了晶粒(li)，從而提(ti)高了焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性能(neng)和耐腐蝕(shi)能(neng)力(li)。所(suo)以(yi)用脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)(chong)氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)奧(ao)氏(shi)體型不銹(xiu)鋼薄件和中(zhong)厚(hou)件是(shi)非常(chang)有益的(de)(de)(de)(de)。
②. 工藝(yi)參數(shu)的選擇
脈沖(chong)(chong)鎢極氬弧焊的工藝參數主要有脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)幅值（Ip或(huo)ip）、基(ji)值電(dian)(dian)流(liu)(liu)（Ib或(huo)ib）、脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)(xu)時間（tp）、基(ji)值電(dian)(dian)流(liu)(liu)持(chi)續(xu)(xu)時間（tb），其中交流(liu)(liu)脈沖(chong)(chong)參數ip、ib分別指(zhi)脈沖(chong)(chong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)和基(ji)值電(dian)(dian)流(liu)(liu)在持(chi)續(xu)(xu)時間內(nei)的有效(xiao)值。此外還有脈幅比(bi)RA、脈寬比(bi)Rw、脈沖(chong)(chong)周(zhou)期T、脈沖(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數(shu)，通常按下述原則和步驟選擇。
a. 對于一(yi)定的(de)(de)(de)母材(cai)厚(hou)度(du)，脈沖電流Ip（或(huo)(huo)(huo)ip）取決于被焊(han)母材(cai)的(de)(de)(de)種類，而與(yu)母材(cai)厚(hou)度(du)無關，所以通(tong)常先按被焊(han)材(cai)料選擇Ip（或(huo)(huo)(huo)ip），然后再按母材(cai)厚(hou)度(du)決定脈沖電流維持時(shi)間tp,不同材(cai)料及厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)Ip（或(huo)(huo)(huo)ip）及tp值(zhi)(zhi)可參(can)考圖4-43進行(xing)選擇。當(dang)焊(han)接薄件時(shi)，Ip（或(huo)(huo)(huo)ip）值(zhi)(zhi)應選低(di)于圖示(shi)的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)，同時(shi)適(shi)當(dang)延長tp值(zhi)(zhi)；焊(han)接厚(hou)件時(shi)，Ip或(huo)(huo)(huo)i，值(zhi)(zhi)應稍高于圖示(shi)的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)，并適(shi)當(dang)縮(suo)短tp值(zhi)(zhi)。
b. 基(ji)值電(dian)流(liu)Ib（或(huo)(huo)ib）與基(ji)值電(dian)流(liu)維持(chi)時間tb相互要匹配，應保證電(dian)弧不熄弧和熔池在基(ji)值電(dian)流(liu)期(qi)間得以凝(ning)固。通常基(ji)值電(dian)流(liu)Ib是脈沖電(dian)流(liu)Ip（或(huo)(huo)ip）的10％～20％，基(ji)值電(dian)流(liu)維持(chi)時間tb為脈沖電(dian)流(liu)持(chi)續時間tp的1～3倍(bei)。
c. 脈幅比RA和(he)脈寬比Rw值較(jiao)大時，脈沖特點較(jiao)顯著(zhu)，有利于克服熱(re)裂紋，但(dan)過大會(hui)增加(jia)咬邊(bian)傾向。需在焊(han)接過程(cheng)中對焊(han)接速度(du)進行合理調節來控制熔(rong)透率，避免產生熱(re)裂紋和(he)咬邊(bian)。
d. 焊(han)接速度要(yao)和脈沖(chong)頻率相匹(pi)配(pei)，以保證焊(han)點(dian)間距的要(yao)求，它們(men)之(zhi)間的關系是(shi)：
Lw 不能太大，否則焊(han)(han)點之間無重疊(die)量，而得(de)不到(dao)連續致密的焊(han)(han)縫，常(chang)用(yong)頻率一般低于10Hz，可參考(kao)表(biao)4-40選用(yong)。不銹(xiu)鋼脈沖鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接工藝參數(shu)，可參考(kao)表(biao)4-41、表(biao)4-42。
四(si)、高(gao)頻脈沖鎢極(ji)氬弧焊
高(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)與低頻(pin)脈(mo)沖(chong)氬弧焊(han)(han)的(de)(de)(de)不同之處，是(shi)(shi)焊(han)(han)接電(dian)流以(yi)每秒鐘幾千次(ci)甚至幾萬次(ci)的(de)(de)(de)極(ji)高(gao)頻(pin)率(lv)變化(hua)著(zhu)。這樣(yang)的(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)流使電(dian)弧的(de)(de)(de)磁收縮(suo)效(xiao)應比(bi)較強烈(lie)，電(dian)弧直徑受到的(de)(de)(de)壓縮(suo)更為激烈(lie)，增強了(le)電(dian)弧的(de)(de)(de)挺度。同時使熔池(chi)能(neng)很好地(di)攪拌，改善了(le)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)冶金(jin)性能(neng)，特別(bie)適合鋁及鋁合金(jin)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接。高(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)壓力還導致超聲(sheng)(sheng)振動(dong)，它可以(yi)增強熔化(hua)金(jin)屬的(de)(de)(de)流動(dong)性。這些都有(you)利于細化(hua)晶(jing)粒，減少焊(han)(han)縫(feng)氣孔，使焊(han)(han)縫(feng)成形美(mei)觀。在焊(han)(han)接電(dian)流平均值相等(deng)的(de)(de)(de)情況下，高(gao)頻(pin)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接速度可比(bi)普通鎢(wu)(wu)極(ji)氬弧焊(han)(han)提高(gao)1倍，這就必然會縮(suo)短焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)高(gao)溫停留時間，對(dui)改善奧(ao)氏體型(xing)不銹鋼的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性是(shi)(shi)有(you)益(yi)的(de)(de)(de)。但是(shi)(shi)，這種焊(han)(han)接方法在施(shi)焊(han)(han)過程中(zhong)有(you)刺耳的(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng)(sheng)。
有關(guan)脈(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊機的型號很多(duo)，表4-43列出了國內幾種脈(mo)沖(chong)鎢(wu)(wu)極(ji)氬(ya)弧(hu)焊機型號及(ji)其主要(yao)技術性能，可供選(xuan)用。
