CN103894709A - 一种脉冲氩弧焊焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种脉冲氩弧焊焊接方法，步骤包括：1）确定保护气气体比例；2）确定母材的成分；3）确定焊丝成分及其直径；4）按照焊接工艺规范焊接；其特征是所述步骤4）中，焊接工艺要求包括：a）保护气体为氩气和氧气的混合气体，其中：在常温下，体积百分比为：Ar即氩气为98%，O2即氧气为2%；b）焊接过程中保证熔滴过渡为一脉一滴的脉冲式射流过渡。本技术方案的效果包括：焊接飞溅小，改善熔合区性能，焊缝成形美观，适合于全位置焊接、电流范围宽。

Description

一种脉冲氩弧焊焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体是涉及一种混合气体保护焊焊接方法。
背景技术
焊接是制造业中非常重要的环节，焊接技术直接影响到产品的质量、寿命以及生产成本等方面。混合气体保护焊相对于传统手工电弧焊在工作效率和经济效益在有很大优势，在上世纪八十年代在国内得到推广应用。但由于其焊缝金属冲击功及熔合区性能不容易控制，因此未得到广泛的应用。
脉冲氩弧焊因其具有飞溅小、焊缝成形美观、电弧轴向性好、适合于全位置焊接、电流范围宽等优点被推广。目前，脉冲氩弧焊在车辆、航空航天、建筑等工业中得到广泛应用，这将促进脉冲氩弧焊电源的进一步发展。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明通过改变保护气体种类、改进焊接工艺等措施提出了一种新的不锈钢气体保护焊焊接方法，具体技术方案如下：
一种脉冲氩弧焊焊接方法，步骤包括：
1）确定保护气气体比例；
2）确定母材的成分；
3）确定焊丝成分及其直径； 
4）按照焊接工艺规范焊接；
所述步骤4）中，焊接工艺要求包括：
a）保护气体为氩气和氧气的混合气体，其中：在常温下，体积百分比为：氩气为98%，氧气为2%；
b）焊接过程中保证熔滴过渡为一脉一滴的脉冲式射流过渡。（脉冲氩弧焊的焊接电流呈周期性变化。在脉冲期间，电流比喷射过渡的临界值要大，脉冲电流加热并熔化焊丝，熔滴不断长大；在脉冲间歇期间，基值电流很小，起维弧作用，不熔化焊丝。脉冲氩弧焊熔滴在受控状态下过渡，控制脉冲峰值电流和时间，就能有效控制脉冲能量，进而控制熔滴过渡状态）。
本发明所述步骤4）中，焊接工艺还包括：焊接的电源极性采用直流反接。
本发明所述的脉冲氩弧焊焊接方法，适用于母材为不锈钢。
本发明所述的脉冲氩弧焊焊接方法，适用于焊丝为实芯不锈钢。
本发明所述的脉冲氩弧焊焊接方法，适用于焊丝直0.8mm~1.6mm。
本技术方案的原理及效果如下：
1．有较宽的电流调节范围
脉冲氩弧焊由于能在平均电流小于临界值的条件下进行射流过渡，很少会发生短路过渡，故根据脉冲频率的变化对同一种焊丝来说，可以在几十到几百安培的电流范围内进行稳定焊接。这样既能焊厚板，也可以焊薄板。进行薄板焊时，熔透情况较短路过渡焊接好，飞溅小，变形小。另外，还可以用粗焊丝来焊接薄板，因为粗丝比细丝更容易送丝，这给工艺上带来很大方便，对于软质焊丝特别明显。
2．可以实现全位置焊
脉冲氩弧焊，由于焊接平均电流较小，所以熔池体积小。在脉冲电流作用下，熔滴只在脉冲阶段长大并过渡，在基值阶段熔滴不发生过渡；熔池加热也集中在脉冲阶段，因为基值阶段电流太小，输入热量有限，故不易发生流淌。由于脉冲峰值电流的作用，熔滴表现出很好的轴向性，仰焊和垂直焊都可使熔滴顺着轴线方向过渡，而且脉冲氩弧焊的熔滴过渡是在受控状态下进行的，飞溅损失小，焊缝成形好。
3．可通过有效控制输入热量来改善焊接接头的性能
高强度钢及某些合金由于材料具有较大的热敏性，焊接时需要控制对母材的热输入量。在普通焊接方法中可以通过降低焊接电流和电压，减小焊缝熔深，但对厚板或多层焊，易产生焊不透、未熔合等缺陷。采用脉冲焊，既能得到较大的熔深，又可使焊接热输入较小，这使得焊缝和热影响区过热比较小，接头韧性好，减不易产生裂纹。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本技术方案进一步说明如下：
脉冲氩弧焊有基值电流I b、脉冲电流I p、平均电流I a、基值时间T b、脉冲时间T p、脉冲频率f、脉冲波形占空比K p、电流从基值阶段过渡到峰值阶段和从峰值阶段过渡到基值阶段的速度等主要脉冲参数。选择合适的参数并正组合这些参数可以很好的控制脉冲氩弧焊的熔滴熔滴过渡状态。
熔滴进行一脉一滴的过渡时，电流发生脉冲变化，只改变宏观的焊接能量，对每一个过渡周期内的能量影响很小，这使得熔滴大小均匀，过渡有规则、方向性强、飞溅少、稳定性好。故一脉一滴，是目前大家公认的最理想的过渡形式。
焊接用气体主要是指气体保护焊（二氧化碳气体保护焊、惰性气体保护焊）中所用的保护性气体和气焊、切割时用的气体，包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）、可燃气体、混合气体等。焊接时保护气体既是焊接区域的保护介质，也是产生电弧的气体介质，气体的特性（如物理特性和化学特性等）不仅影响保护效果，也影响到电弧的引燃及焊接、切割过程的稳定性。
根据各种气体在工作过程中的作用，焊接用气体主要分为保护气体和气焊、切割时所用的气体。保护气体主要包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）和氢气（H2）。国际焊接学会指出，保护气体统一按氧化势进行分类，可将保护气体分成五类。Ⅰ类为惰性气体或还原性气体，M1类为弱氧化性气体，M2类为中等氧化性气体，M3和C类为强氧化性气体。惰性气体，化学性质不活泼，常温和高温下不与其他元素起化学作用，在氩弧焊、等离子焊接及切割时作为保护气体，起机械保护作用。氧气，无色气体，助燃，在高温下很活泼，与多种元素直接化合。焊接时，氧进入熔池会氧化金属元素，起有害作用。与可燃气体混合燃烧，可获得极高的温度，用于焊接和切割，如氧-乙炔火焰、氢-氧焰。与氩、二氧化碳等按比例混合，可进行混合气体保护焊。
结合上述原理，本发明提供了一种脉冲氩弧焊焊接方法，步骤包括：
1）确定保护气气体比例；
2）确定母材的成分；
3）确定焊丝成分及其直径； 
4）按照焊接工艺规范焊接；
所述步骤4）中，焊接工艺要求包括：
a）保护气体为氩气和氧气的混合气体，其中：在常温下，体积百分比为：Ar即氩气为98%，O2即氧气为2%；
b）焊接过程中保证熔滴过渡为一脉一滴的脉冲式射流过渡。
脉冲氩弧焊的焊接电流呈周期性变化。在脉冲期间，电流比喷射过渡的临界值要大，脉冲电流加热并熔化焊丝，熔滴不断长大；在脉冲间歇期间，基值电流很小，起维弧作用，不熔化焊丝。脉冲氩弧焊熔滴在受控状态下过渡，控制脉冲峰值电流和时间，就能有效控制脉冲能量，进而控制熔滴过渡状态。脉冲MIG焊的特点之一是熔滴可以在平均电流I a低于临界电流的情况下进行射流过渡。
本发明所述步骤4）中，焊接工艺还包括：焊接的电源极性采用直流反接。
本发明所述的脉冲氩弧焊焊接方法，适用母材为不锈钢。
本发明所述的脉冲氩弧焊焊接方法，适用焊丝为实芯不锈钢。本发明所述的脉冲氩弧焊焊接方法，适用焊丝直径0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm。

Claims (5)

1.一种脉冲氩弧焊焊接方法，步骤包括：
1）确定保护气气体比例；
2）确定母材的成分；
3）确定焊丝成分及其直径； 
4）按照焊接工艺规范焊接；
其特征在于，所述步骤4）中，焊接工艺要求包括：
a）保护气体为氩气和氧气的混合气体，其中：在常温下，体积百分比为：氩气为98%，氧气为2%；
b）焊接过程中保证熔滴过渡为一脉一滴的脉冲式射流过渡。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲氩弧焊焊接方法，其特征在于，所述步骤4）中，焊接工艺还包括：焊接的电源极性采用直流反接。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲氩弧焊焊接方法，其特征在于，本方法适用母材为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的脉冲氩弧焊焊接方法，其特征在于，本方法适用于焊丝为实芯不锈钢。
5.根据权利要求1所述的脉冲氩弧焊焊接方法，其特征在于，本方法适用焊丝直径为0.8~1.6mm。
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