熱絲TIG焊的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用

1、熱絲TIG焊的工藝特點(diǎn)及其分類熱絲TIG焊是于1956年在傳統(tǒng)TIG焊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種優(yōu)質(zhì)、 高效、節(jié)能的焊接工藝，其基本原理就是在焊絲送進(jìn)熔池之前， 對(duì)焊絲進(jìn)行加熱使其達(dá)到一定的預(yù)熱溫度，最終實(shí)現(xiàn)高速高效焊接的目的此外，焊絲經(jīng)過余熱表面得以凈化以及余熱電流對(duì)熔池的攪拌作用、預(yù)熱電流的磁場作 用可以改變焊接電弧的形態(tài)等多種因素的共同作用，使得焊縫質(zhì)量更為優(yōu)良。從焊縫熱輸入量的角度看，焊絲預(yù)熱的能量和焊接電弧的能量分別獨(dú)立控制，焊接熔敷速度的提高與焊縫熱輸入量的增加沒有直接的關(guān)系，即在不提高熱輸入的條件下，提高焊接熔敷速度，使焊絲熔化速度增加。在相同電流的情況下，焊接速度可提高一倍以上。同T

2、IG焊相比，熱絲 TIG焊明顯地提高了熔敷速度、焊接速度，適合于焊接中等厚度 的焊接結(jié)構(gòu)，同時(shí)又具有TIG焊高質(zhì)量焊縫的特點(diǎn)。同MIG焊相比，其熔敷速度相差不大，但是熱絲TIG焊的送絲速度獨(dú)立于焊接電流，因此能夠更好地控制焊縫成形，對(duì)于開坡口 的焊縫，其側(cè)壁熔合性比 MIG焊好得多。圍繞著焊絲的加熱方法及進(jìn)一步提高其熔敷效率和擴(kuò)大其適用范圍，已開發(fā)出許多具體 的熱絲TIG焊方法，主要分類如圖 1所示電阻加熱熱絲TIG焊廠單絲V高頻感應(yīng)加熱熱絲 TIG焊l電弧加熱熱絲TIG焊雙絲熱絲TIG焊單道擺動(dòng)TIG焊熱絲TIG焊窄間隙 雙道擺動(dòng)TIG焊單道不擺動(dòng)TIG焊旋轉(zhuǎn)電弧TIG焊新型熱絲TIG焊(T

3、OP-TIG)高速熱絲TIG焊圖1 熱絲TIG焊方法的主要分類二鋁合金高頻感應(yīng)熱絲TIG焊國內(nèi)外現(xiàn)有的熱絲TIG焊接都是在焊絲上通過一定電流，利用焊絲自身電阻產(chǎn)熱來預(yù)熱焊絲。這種方法存在一些不足之處，一是焊絲的溫度不易控制，影響焊接效率和焊縫的質(zhì)量；二是在工件和焊絲之間存在一條與焊接主回路相鄰的熱絲電流回路，焊接電弧受到該回路磁場洛侖茲力的作用而偏離原來的方向 ，產(chǎn)生磁偏吹，對(duì)焊縫形狀和電弧的準(zhǔn)確定位產(chǎn)生 不利的影響，磁偏吹嚴(yán)重時(shí)甚至不能焊接；三是，對(duì)A I及鋁合金這一類電阻率較低的焊絲，電阻加熱效率低，焊絲很難達(dá)到合適的溫度，所以到目前為止，傳統(tǒng)熱絲TIG焊還不適合A I、Cu等合金的焊接。

4、與傳統(tǒng)熱絲T IG焊接相比，高頻感應(yīng)加熱熱絲 TIG焊有如下特點(diǎn)。(1) 熱絲效率高，加熱速度快。(2) 適用于各種金屬材質(zhì)的焊絲 ，特別是低電阻率焊絲的加熱。(3) 沒有旁路電流磁場干擾，消除了磁偏吹現(xiàn)象。(4) 通過對(duì)高頻輸出電流的控制可以精確地控制焊絲的溫度，通過改變輸出振蕩頻率 利用高頻感應(yīng)集膚效應(yīng)，可以控制感應(yīng)加熱的深度。電弧熱絲TIG焊的研究i 電弧熱絲預(yù)熱溫度的分析采用TIG電弧為加熱源，對(duì)即將進(jìn)入熔池的焊絲進(jìn)行直接加熱，原理如圖2所示TIG焊圖2電弧熱絲原理圖影響焊絲溫度的主要因素有熱絲電弧電流I，送絲速度V焊絲的表面散熱 Q，焊接電弧對(duì)焊絲的輻射傳熱 Q。其中，前兩項(xiàng)是主要影

5、響因素。 Q的影響在無熱絲焊接的情況下依然存在，因此在對(duì)比時(shí)可略去而 Q可以歸于考慮電弧的有效加熱效果n。2熱絲電弧電流和送絲速度的影響圖3為測量原理圖，利用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將熱電偶焊在焊絲上并裝卡在工作臺(tái)上。焊槍在電機(jī)的帶動(dòng)下，以一定的速度運(yùn)動(dòng)模擬焊絲送入。 有熱電偶產(chǎn)生的電信接入多路測溫設(shè)備， 再將其 得到的數(shù)據(jù)傳入電腦用以存儲(chǔ)、分析。圖3測溫系統(tǒng)原理圖由圖4可看出，溫度在某一時(shí)刻陡升， 之后緩慢下降。移動(dòng)熱源溫度場4熱源處溫度最 高，因此可認(rèn)為曲線的最高點(diǎn)是電弧經(jīng)過熱電偶時(shí)的溫度，而焊絲送入熔池時(shí)的溫度結(jié)合送絲速度、電弧加熱處與熔池距離利用插值得出。71)(1600500400300200100

6、0如熱時(shí)間"洛圖4 送絲速度為4000m/min時(shí)溫度記錄圖800700600；舸 區(qū)3002001000-$1333 亠送鮭度2期 -i-au«a«o 亠送綻(f*ooc +迭蜒度5 00010 20 30 40 50 60 70 8D"A師銃繃斜挾系800700600500400M)200000I ()00 2 000 3 000 4 000 5 000ia度與送紐躺爍圖5溫度與熱絲電流、送絲速度的變化關(guān)系由圖5可以看出，在送絲速度一定時(shí)， 溫升隨電流呈線性增加，其斜率由加熱效率n決定；而當(dāng)熱絲電弧電流一定時(shí)，溫升隨送絲速度呈雙曲線規(guī)律減小，雙曲線的形狀由加熱效率n決定。由曲線斜率可計(jì)算出不同送絲速度的熱絲加熱效率n。3結(jié)論(1) 電弧熱絲法焊絲的溫升與熱絲電弧電流呈線性關(guān)系，與送絲速度成反比。(2) 電弧熱絲TIG焊能夠大幅度提高TIG焊的效率。參考文獻(xiàn)【1】 湯建鋒.熱絲TIG焊在轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道制造中的應(yīng)用.電焊機(jī)，2009 . 39(4) : 141 143.【2】范成磊。鋁合金高頻感應(yīng)熱絲TIG焊接方法.焊接學(xué)報(bào)，2006.27