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TIG焊接过程原理-采用交流电源

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
2. 采用交流电源(AC)
为兼有阴极清理作用及钨极不致过热,只有采用交流钨极氩弧焊接法。
交流电流的极性是周期性变化的。在每个周期里,半波相当于直流正接,另一半相当于直流反接。正接的半波期间钨极不致过热,可承载较大的焊接电流,有利于电弧稳定,容许可焊厚度增大;反接的半波期间有阴极清理作用,可去除母材表面氧化膜,保证焊缝良好成形。

交流钨极氩弧焊在特性和功能上基本满足铝及铝合金焊接的需要,但焊接回路内将出现直流分量,引弧性能差,熔透能力弱,但可用下列方法加以改善。
⑴ 消除直流分量
交流钨极氩弧焊是电弧电压及焊接电流的波形及产生的直流分量如图7-2所示。
交流钨极氩弧焊的电压和电流波形及直流分量
由图7-2可见,正半波时,钨极为负极,由于其熔点和沸点高,且导热性差,尺寸小,因而温度高,热电子发射容易,故电弧电压低,焊接电流大,通电时间长;负半波时,焊件为负极,由于其熔点和沸点低,且尺寸大,散热快,温度低,电子热发射困难,故电弧电压高,焊接电流小,通电时间短,因此出现了正负半波电流不对称现象,在交流焊接回路内出现了一个由工件流向钨极的直流分量,这种现象称为“整流作用”。
直流分量的存在可削弱阴极清理作用,使焊接过程发生困难,使焊接变压器由于直流分量磁通导致铁心饱和发热、输出功率降低、甚至稍微变压器。
为消除此种直流分量,可在你焊接回路或电源回路内串接无极性的电容器组,容量可按300~400μF/A计量。
⑵ 改善引弧和稳弧。
由于交流氩弧的电压及电流的幅值和极性随时间而不断变化,每秒有100次过零,因此电弧的能力及电弧空间的温度也随之不断变换。当电流过零时,电弧熄灭,下半周必须重新引弧。
有几种方法可供选择:
① 短路引弧:利用钨极与焊件短暂接触、短路、快速脱开而引弧。此法便利,但易使钨极沾污、损耗、破坏其端部形状及尺寸,应避免使用。
② 高频引弧:利用高频振荡器产生的高频高压击穿钨极与焊件之间的间隙(3mm左右),从而可引燃电弧。但高频发生器的高频振荡也会损坏电源或焊接程序孔子系统(包括电脑)内的精密器件,否则需采用防干扰技术措施。
③ 高压脉冲引弧:在钨极与焊件之间加一高压脉冲,使两者间的保护气体电离而引弧,脉冲幅值≥800V
④ 高频叠加付诸直流电源引弧:在电源两端并联一个辅助的直流电源,如图7-3所示。
有些引弧方法在原理上有助于在焊接过程中稳弧。如高频高压稳弧、高压脉冲稳弧(施加在过零点的时刻)、矩形波交流引弧。矩形波在过零瞬间的电流变化大,极性转换时能迅速反向引燃电弧。
高频叠加辅助直流电源引弧

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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