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TIG焊接过程原理-采用直流电源

钨极惰性气体保护电弧焊
一、焊接过程原理
1.采用直流电源
⑴ 直流正接(DCSP)
当采用直流正接(DCSP)法焊接铝及铝合金时,工件与电源的正极相连而成为阳极,钨极与电源的负极相连而成为阴极。此时,钨极的电子发射能力强,可发出大量的电子流,并赋予电子流以能量IU,其中I为发出来的电子流,U为钨极电子逸出功,由于付出这部分能量,钨极也得以自身冷却。在电场的驱使下,钨极发射出来的高能电子流高速冲击阳极即焊件,将全部能量交付焊件,使其深熔,形成窄而深的焊缝。但因电子质量很小,电子流对工件的冲击尚不足以破除工件表面的氧化膜。与此同时,正离子流奔向阴极即钨极,虽使其发热,但因此时的钨极具有自身冷却功能,钨极不致过热烧损。
⑵ 直流反接
当采用直流反接(DCRP)法焊接铝及率合计时,钨极与电源的正极相连而成为阳极,焊件与电源的负极相连而成为阴极,此时由于焊件表面存在氧化膜,其电子逸出功较小,易发射电子,因此阴极斑点始终是优先在氧化膜处形成。由于焊件为冷阴极,阴极区有很高的电压降,因此阴极斑点的能量密度很高,在阴极电场的作用下,正离子流高速撞击焊件上的表面氧化膜,使其破碎、分解而被清理掉,阴极斑点随即又在邻近的氧化膜发生电子,继而氧化膜又被清理,因此被清理的氧化膜的面积不断扩大,直至扩大到氩气所能保护的范围内,此即阴极清理(俗称阴极雾化),其作用的强弱与阴极区的能量密度及正离子的质量大小有关。与此同时,从焊件发射出来的大量电子流冲击阳极,使其撞击生热,由于此时的钨极已不具有自身冷却功能,钨极即发生过热,甚至熔化,从而不得不限制焊接电流的大小。
根据上述原理及特性,直流正接法主要用于铝合金钨极氦(或氦氩混合)弧焊,因氦弧发热量大,热量集中,电弧很短,穿透力强,虽无对工件表面氧化膜的阴极清理作用,但实践中仍有一定的去除氧化膜效果。直流反接法不推荐用于铝及铝合金,反接法虽具有阴极清理作用,但钨极极易过热烧毁,容许使用的焊接电流很小,电弧稳定性较差,焊接效率低。

2. 采用交流电源
3. 采用脉冲交流电源
4.采用变极性方波脉冲交流电压

 
 
 
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