热丝TIG焊技术的优化应用

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：普通的填丝TIG焊，焊接过程稳定，质量好，但效率低。为此，通常采用交流电源加热填充焊丝或采用脉冲调制，并限制加热电流不超过焊接电流的60%，使TIG焊电弧和热丝电流峰值相互交替，以减少磁偏吹。热丝TIG焊焊接效率整整提高了一倍。此外热丝TIG焊还可以减少焊缝中的裂纹。热丝TIG焊由于效率高，通常可使焊接速度增加3～5倍，因此可应用于快速焊的生产线上。

普通的填丝TIG焊，焊接过程稳定，质量好，但效率低。而单纯依靠增加焊接电流的方法来提高TIG焊效率，受到钨极许用电流的限制。人们将注意力转向提高填充焊丝的熔化速度，利用附加电流预先加热填充焊丝，以提高焊丝的熔化速度，增加熔敷效率，由此开发了热丝TIG焊（Hot Wire TIG）。

1.热丝TIG焊工作原理

热丝TIG焊工作原理如图1-6-23所示。一般TIG焊枪和焊丝加热端接负极，焊件接正极。填充焊丝在进入熔池之前由加热电源通过导电块对其通电，依靠电阻热将焊丝加热至预定温度，但不产生电弧，导电块至熔池之间的焊丝长度约10cm，焊丝与钨极成40°～60°角，从电弧前进方向后侧送入熔池，这样熔敷速度可比通常所用的冷丝提高2倍以上，如图1-6-24所示。同时减小了焊接熔池从电弧中吸收的热量，使热影响区宽度变窄，适于焊接对热输入敏感的材料和堆焊。

图1-6-23 热丝TIG焊工作原理示意图

图1-6-24 热丝TIG焊的熔敷速度

热丝TIG焊时，由于流过电流的焊丝与TIG电弧距离很小，热丝中电流所产生的磁场会使TIG电弧产生磁偏吹，从而影响热丝TIG焊过程的稳定性。为此，通常采用交流电源加热填充焊丝或采用脉冲调制，并限制加热电流不超过焊接电流的60%，使TIG焊电弧和热丝电流峰值相互交替，以减少磁偏吹。所使用的焊丝直径通常不大于1.2mm，如焊丝直径过大，由于电阻小，需增大加热电流，这对防止磁偏吹不利。

表1-6-9为使用两种不同TIG焊方法焊接窄间隙试样的比较。热丝TIG焊焊接效率整整提高了一倍。此外热丝TIG焊还可以减少焊缝中的裂纹。

表1-6-9 热丝TIG焊与常规TIG焊的对比

2.应用

热丝TIG焊工艺已经成功地应用于碳钢、低合金钢、不锈钢、镍和钛等金属的焊接。铜和铝的电阻率太小，不容易产生电阻热，因此一般不推荐使用热丝TIG焊。

热丝TIG焊由于效率高，通常可使焊接速度增加3～5倍，因此可应用于快速焊的生产线上。日本巴布日立工业公司与广岛大学利用热丝TIG焊接方法在板厚1.5mm的不锈钢搭接焊中成功地实现了5m/min的超高速焊接。在焊接发电设备等厚壁压力管道和容器中，为了提高焊接效率，也采用多种窄间隙热丝TIG焊工艺，如图1-6-25所示。

热丝TIG焊技术的优化应用

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