熔化极气保焊资料 - 图文(5)

2019-03-10 22:47

立即再次点燃电弧。在引弧后电流强度又再次降低,又形成一个新的熔池。由于这个周期快速交替地进行下去(每秒钟30-超过200次),电弧连续作用的时间短,具有这种特点的电弧称为短弧。在每次熔滴过渡时由于受到不同力作用的缘故,易造成熔池振动。首先是用短弧焊接大熔敷量的下降焊缝时,熔池振动造成熔池前拥,如电流调节不当则更易于造成这种引人注目的疵病,使焊接结果明显恶化。 1 电压对短弧的影响

当电压自电弧特性曲线以上,而焊丝送进速度又偏低时,其状态如图5-51的工作点a和图5-52的工作点 ,此时电弧长,熔化的金属熔滴明显变化地大于焊丝直径。在这样的工作点每秒钟只有少数几个熔滴过渡到熔池,在较大焊接速度下不能形成完整的焊缝。除此之外,由于熔滴随重力运动,从焊丝端部落下,故不能用于仰焊和其它全位置焊接(图5-53 ,工作点a )。

如图5-51工作点 和图5-52工作点 所示,在焊丝送进速度不变的情况下用较低的电压时,可得到前述短弧,熔滴不再由焊丝端部随意自由过渡,而主要靠熔池电弧短路。

当电压进一步降低到如图5-53的工作点b 时,每秒钟内的短路次数增加。频繁的出现也短路,电弧中断降低了电弧的有效工作时间,但也减少了焊丝端部电阻加热的时间。

由于在整个电流中电弧电流的份额较小,故焊接部位的加热也较小,因而存在着产生连接缺陷的危险。若电压调节得远远低于图5-51中电弧特性曲线的临界值(工作点d),此时几乎不能引弧,只是对伸出端的焊丝还有一些电阻加热。部分熔化的焊丝形成一种窄的粗鳞状焊道。这种焊道的热焓多不足,以致于难形成熔池。

若用图5-53工作点b这种调节,即将电压调到电弧特性曲线的下限,用较小电压和相对较大的焊丝送进速度进行焊接时,因电弧能量弱,故只适合于那些较小热量需要的焊接工作。

图5-53 熔化极气体保护 图5-52 用二氧化碳为保护气体进行的熔化极气体保护焊在小熔敷量短弧焊时的熔滴过渡 选取工作点的条件:熔敷量不变,变化电压 2 短弧焊时的噪音

熔化极气体保护焊短弧焊时,若让焊丝送进速度不变,调节电压时,电弧的声音便会发生变化。在电压较大而短路次数较少时,电弧声音低沉和嘶哑(见图5-53,工作点a )。当降低电压值,增加短路频率时,电弧声音变得较均匀。若将电压降得过多,即低于电弧特性曲线时,短路次数又下降,再次出现不规则的噪音。所以在焊接时是否调节到了理想的短弧状态,可以由耳朵听声音来作出判断。焊工首先应搞清楚,在电压低时不仅仅只出现不规则的噪音,也有可能出现一种非常均匀的但音调高的电弧声音,这意味着短路频繁,电弧温度较低,即“冷”的电弧。 3 短路电流峰值的影响

在短路阶段结束时,希望短路电流尽快增加,以加快熔滴过渡。但也应适当限制短路电流峰值和电流上升速度,否则易出现图5-54所示的大量的飞溅、粗大的焊缝鱼鳞和偏向一侧的焊饼。可采用不同的方法来避免出现这些疵病。

可通过焊机静态特性曲线倾斜度的变化来影响到短路引起的这种脉冲直流电的上升速度。如用5-8伏/100安的特性曲线倾斜度可避免电流的快速增高。但因为这种特性曲线倾斜度大多数情况下不能调节,故不能

随意变化短路电流的峰值。倾斜过大的焊机特性曲线存在着这样的缺点,即会减少焊机内调节的有效性,当焊炬送进不稳定(焊炬和工件间距波动)时,电弧长度调节迟缓。

图5-54 熔化极气体保护焊用短弧或长弧焊时电流上升速度和电流强度峰值对飞溅形成的影响 Stromst?rke:电流强度;Zeit:时间; Drosselwirkung :扼流作用;mittel:中等;klein:小 图5-55 短减少短路电流表峰值和限制引弧时电弧电流的另一个可能性是可在电路内增加附加电感(扼流圈),这样便具有一种可防止电流快速变化的阻抗。如果电源的特性曲线倾斜度较小(2-5伏/100安),建议首先考虑采用这种方法。但也不能在电路中随意地装一只扼流圈,因为扼流圈的设计结构特点和调节可能性会造成短路电流和电弧电流状态的巨大区别。最好能采用那种可进行调节和控制的扼流圈,以便于在需改变调节值、焊丝种类、保护气体组成、焊接位置和坡口形状时,该扼流圈具有能有效调控,从而取得优良焊缝成形和飞溅很少的熔滴过渡。当然应该同时看到,若扼流圈使用不当,也会带来某些负作用。在开始引弧时,若扼流圈选择不当,扼流作用过大时会推迟电流上升速度,将明显推迟电弧稳定的时间。在短路阶段如用很小的电流上升速度焊接时(即扼流作用过大)便可延迟电弧再燃的时间,便会出现熔滴过渡周期不均匀或中断的可能性。由于上述原因,希望在开始引弧时的扼流作用应尽可能小,在焊接时也不宜过大。这一要求通常是通过适时开关扼流圈来实现,但迄今只有少数焊机装配了这样的控制装置。也可以用具有快速控制可能性的电子设备的焊接电源,以在碰到不均匀的短路时将电流强度峰值控制在最隹的临界值。但在当前的实际生产中还没有采用这样的焊机。 4 保护气体对钢材焊接的影响

熔化极气体保护焊,当用短弧焊接钢材时,若采用扼流圈调节,电源的动态特性受到保护气体种类一定的影响。熔滴过渡的频率会随保护气体种类不同而变化。用二氧化碳比用富氩混合保护气体,以及在富氩混合保护气体中二氧化碳含量高的比含量低的熔滴过渡频率大。在其它焊接参数不变的情况下,采用二氧化碳气体保护焊或采用高二氧化碳含量混合气体的气体保护焊,多适用于厚壁元件全位置焊接,因为熔深较大,焊缝成形容易。而那些高含氧量,只有微量或根本不含二氧化碳的混合气体,则只适用于薄板焊接和大间隙搭桥焊。 5 焊丝伸出长度的影响

在其它调节数据不变的情况下,若增大导电咀和工件间的距离,则会引起在这个范围内的电压降增加,并同时使焊接电流和电弧功率降低。由于焊丝伸出较长,电阻发热增加,故尽管电弧功率小,但仍可熔化焊丝。又因为在这种情况下焊接部位得到的热量较少,可能产生“冷的部位”,出现焊接缺陷。所以应严格控制导电咀和工件间的距离,不宜过大。图5-55是推荐采用的数值。一般情况是,当焊丝伸出过长时,熔滴过渡频率减小,飞溅损失变大。 五 脉冲焊(MIGP/MAGP)

熔化极气体保护焊用脉冲弧焊接时必须具有专门的脉冲电源的焊机(见第五章第二节)。用这种焊接电源可以调节脉冲的直流电压。由于应用的脉冲较短(小于10毫秒),为了调节电压脉冲,电弧惰性较大。故在脉冲阶段希望电弧电阻不要变化过大。每个电压脉冲将导致产生一个相应的电流强度的脉冲(图5-56)。 只要调节没有问题,采用脉冲弧焊时可以得到一种可以控制,无短路和飞溅较少的熔滴过渡。脉冲弧焊的优点是可在很低的电弧功率下应用较粗的焊丝进行焊接。 1 脉冲弧的调节

如前所述,这种脉冲电源可提供一种周期性变化的直流电压,即得到一种剧烈脉冲的直流电。在焊丝送进速度不变时,电弧的有效电压降主要由电弧长度决定。如果增加基值电压和脉冲电压,并增加脉冲频率或脉冲延续时间,则脉冲电弧也会变长。故可借助调节某个或多个串联的有效电压值来变化电弧长度。 在脉冲弧焊时,用电源控制的熔滴过渡,除受到平均电弧功率的影响外,首先受到电压和电流强度瞬间变化状态的影响(图5-56),故正确调节一个周期内的各个电压值和正确选择这个过程的频率具有重大的意义。

图5-56 脉冲弧的熔滴过渡

Impulsstromstaerke:脉冲电流强度;Bereich mit kurzschlussfreiem Tropfenübergang:无短路熔滴过

渡范围;

mittlere Stromstaerke:平均电流强度;Grundstromstaerke:基值电流强度;Stromstaerke:电流强度;

Zeit:时间

2 基值电流的影响

脉冲弧焊时应具有足够的基值电流,以确保在脉冲与脉冲间时不熄弧。必须采用的最小的基值电流的大小和脉冲频率有很大关系。较小的脉冲频率要求采用较大的最小基值电流。热输入随基值电流增加而增加,应伴其增加到在脉冲与脉冲之间实现熔滴分离,不希望更多地控制熔滴过渡。壁厚较厚和导热性好的工件应采用尽可能粗的焊丝焊接,以便在采用大的基值电流时可避免不规则的熔滴过渡的危险。有效焊接电流中基值电流的份额,在脉冲宽度不变的情况下,随脉冲频率的增加而减少。在采用100赫的脉冲频率和应用不能调节脉冲宽度,由二极管控制的电源进行焊接时,脉冲一个接一个无间距地产生,此时,基值电流已没有多大意义。 3 脉冲电流大小的影响

在强烈截面收缩力的作用下(收缩效应),脉冲电流使通过基值电流熔化的焊丝端部及时的产生熔滴分离。可是只有在脉冲电流强度超过图5-56 的临界值时,才能确保及时的和无短路的熔滴分离。在脉冲频率不变的情况下,必须的最小的脉冲电流强度主要和焊丝材料,焊丝直径和保护气体组成有关系。当选用的脉冲电流过大时会造成大的熔滴加速度,严重飞溅和产生一种类似饱和导致咬边的作用。不宜用二氧化碳保护气体的脉冲焊来焊接钢材,因为这种保护气体在脉冲阶段的电弧力不利于熔滴分离。 4 脉冲宽度的影响

图5-57表示用可控硅整流器的脉冲电源可在3-9毫秒内频繁地改变脉冲宽度。为此,可变化脉冲电流时间和基值电流时间的比值。并可相应地变化有效电弧功率。脉冲有效时间应足以确保熔滴分离,并加速此熔滴分离。对这种如图5-57所示的正弦形的脉冲电流,在脉冲宽度较小时,脉冲振幅也产生明显的变化。对于用晶体管的脉冲电源则不受此限制。

图5-58 用不同程度的扼流圈调节改变脉冲形状的一例 图5-57 脉冲宽度对脉冲形式的影响 Schweissstromstaerke:焊接电流强度;schwache Drosseleinstellung :微调扼流圈时; mittlere Drosseleinstellung将扼流圈调节到中间位置时;Zeit:时间 5 扼流圈的影响

熔化极气体保护焊用脉冲弧焊接时,原则上多采用两台并联的焊接电源(见第五章第二节)。由于采用了整流器电路的缘故,电流只能从电源来,有最高的接线柱电压。如果在脉冲时间内的脉冲电压超过了基值电压,便没有基值电流流过。在脉冲电压降到基值电压后,又有了基值电流。可通过一只扼流圈来实现由


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