脉冲钨极氩弧焊(简称CP-TIG)

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第187页（1956字）

1．CP-TIG焊特点

由基本电流维持电弧稳定燃烧，用可控的脉冲电流加热熔化焊件。每来一个脉冲形成一个点状熔池，脉冲停歇时间熔池凝固形成一个焊点，通过焊速和脉冲间隙的调节，得到相互搭接的焊点，便可获得连续气密性焊缝。其特点如下：

(1)便于控制线能量和熔池的大小，易于实现全位置焊接和单面焊双面成形，对于薄板焊接尤为适宜，我国已用CP-TIG方法实现了0．05mm厚的不锈钢波纹管的焊接。

(2)适于热敏感材料的焊接：因为熔池冷凝快，高温停留时间短，可以减少热敏感材料焊接时的热裂倾向。

(3)每个焊点加热时间短，冷却迅速，适合于厚度差别和导热性能差别大的焊件的焊接。

2．CP-TIG焊的规范参数选择

(1)CP-TIG焊分直流、交流两种，其电流波形如图5－7所示。其基本参数有I_p(i_p)——脉冲幅值，I_b(i_b)——基值电流，t_p——脉冲电流持续时间(脉冲宽度)，t_b——脉冲间隙时间(基值电流持续时间)，——脉幅比，——脉宽比，——脉冲频率。T=t_p+t_b——脉冲周期。交流时I_p、I_b指有效值。

图5－7 CP-TIG焊电流波形图

(a)直流脉冲波形 (b)交流脉冲波形

(2)I_p与t_p的选择：对于一种材料有一个最佳的I_p值，因此应在图5－8的横坐标上选择一个最佳I_p数值，I_p不受厚度影响。但不同厚度的工件每个焊点需要不同的脉冲能量(I_pt_p)，所以应在图5－8纵坐标上找到合适脉冲时间t_p。

图5－8 不同材料不同厚度的脉冲电流参数

(3)基值电流I_b及脉冲间隙t_b的选择：I_b与t_b数值受到I_p、t_p的制约。t_b=(1～3)t_p，I_b与I_p的关系应符合图5－9的要求，只有选择的I_b值落在虚线的左下方，才能够获得良好的焊缝成形。常用的范围：I_b=I_p(20～30)%。I_bt_b的匹配应保证电弧稳定和在t_b时间内熔池能够凝固。

图5－9 I_p、I_b的组合对焊缝成形的影响

I_p——脉冲电流 I_b——基值电流

(4)脉冲频率f_m的选择：为获得连续气密性焊缝，焊点间必须有足够的重叠量，为此必须保持焊速和脉冲频率之间有一定的关系。不同焊速需要的脉冲频率见表5－15。

表5－15 CP-TIG焊常用脉冲频率与焊速的关系

应当指出，当频率提高到几千至上万赫时，电弧特性将产生新的变化：电弧的磁缩力增强、电弧刚性增大，熔池受超声振动的影响使其流动性增加、物理化学冶金过程得到改善，有利于焊缝质量的提高，适于快速焊接。我国利用高频脉冲氦弧焊，焊接重要结构的铝合金产品获得良好效果。

(5)R_A，R_W的选择：幅值比R_A和脉宽比R_W增大时，电流的脉冲特性显着增加，这有利于降低热裂纹倾向。但R_A，R_W过大会产生焊缝咬边现象。

3．CP-TIG焊常用参考规范

表5－16 不锈钢薄板CP-TIG焊工艺参数

注：电流极性为直流正接。

表5－17 不同材料管子全位置CP-TIG焊工艺参数

注：1．电流极性为直流正接。

2．为形成焊缝余高，焊前端部适当镦粗或适当填丝，或用手弧焊盖面。

表5－18 钛及钛合金自动CP-TIG焊规范参数

表5－19 LF3，LF6铝合金CP-TIG焊工艺规范(交流)