第八章TIG焊.docx

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第八章TIG焊

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第八章　　钨极氩弧焊

本章首先讨论以钨棒作为电极时不同电流种类与极性的钨极氩弧焊原理、应用特点及其弧、稳弧方法；然后，通过一种交流氩弧焊机的结构原理剖析，阐明钨极氩弧焊机的构造特征；最后讨论各种钨极氩弧焊的工艺参数特征及应用发展前景。

第一节　　钨极氩弧焊方法的特点

一、方法原理及应用

钨极氩弧焊是以钨棒作为电弧一极的气体保护电弧焊方法，钨棒在电弧中是不熔化的，故又称不熔化极氩弧焊或惰性气体保护焊，简称（TIG）或GTA焊。

除用氩作保护气体外，也可采用氦或氦氩混合气体保护，因氦气价格昂贵国内尚少见。

由于钨棒不熔化，钨极氩弧焊的弧长及电弧稳定性特别好，其焊接电流下限不受焊丝熔化过渡等因素制约，采用脉冲调制时最低焊接电流可用到2A左右，是焊接各种有色金属及合金、不锈钢、高温合金等的理想方法，特别适合不开坡口、不加填充金属的薄板及全位置焊。

但因钨棒的电流承载能力有限，其一次焊透能力及焊速都较低；板厚6mm以上一般要开坡口，采用多道焊和附加填充焊丝，使生产效率受到影响。

热丝钨极氩弧焊的出现，在一定程度上克服了这一弱点。

钨极氩弧焊操作方法主要有手工焊和自动焊，其中手工钨极氩弧焊的应用最为广泛。

二、电极和焊枪

（一）钨棒材质及其电极特性

钨的熔点（3690K）、沸点（5900K）高、导热系数和高温挥发性小、强度高，是不熔化极电弧焊的理想电极材料。

早期采用的是99.9%以上纯钨棒，目前广泛采用的是含有1%～2%的氧化钍的钍钨棒和含有1%～2%氧化铈的铈钨棒。

其中铈钨棒是我国研究者王菊珍等最早发明的，已取得国际标准化组织焊接材料分委员会承认，并在国际上推广应用。

此外，日本的研究者还提出了含有1%～2%氧化镧、氧化钇的镧钨棒、钇钨棒。

实际使用和系统的对比研究已经证明，含有稀土类金属氧化物的铈钨棒、镧钨棒、钇钨棒是比钍钨棒更为理想的钨极氩弧焊电极材料。

其优越性主要表现在：

（1）耐用　　即钨极端部在电弧焊过程中不易损耗。

图8-1为一组对比试验结果，可见铈、镧、钇钨棒的端部形状稳定性远高于纯钨、钍钨棒。

这是因为W-La2O3、W-CeO2、W-Y2O3电极的电子逸出功明显低于W-ThO2及纯W电极，在相同使用条件下它们的电极温度都低于W-ThO2及纯W电极（图8-2a）

钨棒在焊接过程中因受热蒸发、缓慢氧化等原因造成正常损耗总是难免的。

此外，大电流短路引弧或焊接过程中不正常短路、填充焊丝触及钨棒及使用电流过大都会导致钨棒的异常损耗，这是应该尽量避免的。

（2）许用电流大　　由于上述原因，铈钨极的许用电流可比同直径、同电流种类的钍钨极高5-8%。

（3）引弧及稳弧性能好　　这也是电子逸出功低造成的，因此，使用铈钨极不仅引弧可靠，交流电弧焊接时稳弧性好，且电源空载电压可降低到50V以下，而采用纯钨极时空载电压必须在95V以上。

由于阴极压降减小，电弧电压下降10%左右，而电弧压力及挺度则明显提高，如图8-2b所示。

（4）铈钨棒的放射性剂量远低于钍钨棒

表8-1列出了国产钨棒的化学成分。

（二）钨极直径和端部形状

钨极直径和端部形状确定了钨极氩弧的电流使用范围及电弧形态，因而对焊缝成形及过程稳定性有很大影响，必须给于充分重视。

表8-2列出了常用钨极直径及使用电流范围。

表8-3给出了钨极氩弧焊推荐的钨和钍钨极端部顶锥角、平顶直径及许用电流。

实际应用中可根据接头板厚等条件选用。

铈钨棒使用电流可比表列数值提高5%～8%。

薄板小电流焊接时，应尽可能选用小直径、小锥角和小的平顶直径，以利于电弧引燃和稳定工作。

电流增大时，锥角应随钨极直径增大而增加，平顶直径也要有所增加，以控制端部电流密度避免异常烧损，同时也防止因斑点上爬而造成的弧柱扩散（图8-3a、b）。

这种因平顶直径太小及斑点上爬所造成的弧柱扩散，会导致电弧中电流密度和熔池中温度分布的所示不均匀，从而加剧熔池中电磁力造成的对流。

使焊缝熔深减小和熔宽扩大，图8-3c、d所示为实验结果。

钨极在正常使用电流范围内长期工作时，端部斑点以上部位会长出伞状边羽，经X射线衍射分析证明，这种伞状边羽是重新堆积的纯钨树枝晶。

图8-4

为其形成机理，钨极端部高温区域内表面钨总会生成一部分氧化钨（WO、WO2、WO3、W2O6），并在高温下蒸发，蒸发速率取决于温度，蒸发的氧化钨在斑点附近1700±5K条件下又会发生分解。

这样在斑点以上氧化物一旦形成即分解的B区，这些分解所生成钨就会在B区上方重新结晶而生成伞状边羽。

显然这种伞状边羽将对电弧形态产生不良影响，到一定程度必须重新刃磨钨极端部。

为了减缓伞状边羽生长速率，应注意焊件表面清理、氢气纯度、使用电流密度及选用恰当的冷却措施。

（三）焊枪

钨极氩弧焊焊枪结构类似于熔化极气保护焊焊枪。

其设计要点为：

1）能可靠地夹持钨棒并便于调节其位置高低，且能保证其良好导电性和便于更换。

2）从喷嘴流出的保护气体气流状态良好，以确保气体保护效果。

3）冷却效果好，一般100A以上的焊枪需采用水冷。

4）结构简单、轻巧，喷嘴等易损件标准化，通用性好。

图8-5为两种焊枪典型结构。

市场上可购到各种规格系列化焊枪。

三、电流种类和极性

钨极氩弧焊可以采用直流、直流脉冲、交流、交流脉冲等多种电源型式以适应不同材质的焊接要求。

表8-4列出了电流种类和极性的选择原则。

可见，除铝、镁合金外，其它金属一般应优先选用直流正极性（钨棒接阴极）；铝、镁合金应优先选用交流电源，而铝、镁合金薄件则可采用直流反极性（钨棒接阳极）。

这完全是由钨棒处于不同电源极性位置时钨极氩弧所具有特征决定的。

（一）直流正极性钨极氩弧焊

这时工件为阳极，钨棒为阴极，因此：

1）工件将接受电子轰击放出的全部动能和位能（逸出功），产生热量高于阴极，焊缝熔深大、熔宽小，热影响区小、变形小，有利提高焊接生产率和焊接质量。

2）钨棒接受正离子轰击放出的能量比较小，钨棒作为阴极发射电子时又带走了逸出功，使钨极端部发热量减小，不易过热。

这样在电流相同时就可以采用直径较小的钨棒和型号小的焊枪，也可提高钨棒耐用性。

3）钨棒为阴极，电子发射能力强，电弧非常稳定。

4）不能对铝、镁及其合金表面固有的氧化膜产生破碎作用，难以获得光洁美观、成形良好的焊缝。

以上特点，决定了除铝、镁及其合金外，直流正极性钨极氩弧焊总是优先得以采用的。

（二）直流反极性钨极氩弧焊

其特点正好跟直流正极性相反，一般不推荐使用。

但是，因正离子轰击处于阴极的焊件表面，可使其表面氧化膜破碎且除去（称为阴极雾化或阴极破碎作用），因此焊接铝、镁及其合金可获得表面光洁美观、成形良好的焊缝；另外，处于阴极的焊接熔池发热量低，熔池浅而宽，故只适用于薄板焊接。

（三）交流钨极氩弧焊

钨极氩弧焊采用交流电源时，既可在工件为阴极的负半周内产生阴极破碎作用，清除熔池区表面坚硬的氧化膜，又可在钨棒为阴极的正半周内使焊缝获得较大熔深，而钨棒温度有所降低，电弧稳定性得以改善，因此成为铝、镁及其合金钨极氩弧焊的最佳选择。

但是，由于这时两电极的电、热等物理性能差异很大，交流钨极氩弧焊有两个特殊问题需加以解决：

（1）是消除直流分量；

（2）是工件为阴极半周时要采取稳弧措施。

直流分量的产生和消除铝、镁及其合金交流钨极氩弧焊时，由于作为电弧两极的钨棒和工件在电、热物理性能和几何尺寸上都存在明显差异，造成交流电弧在两个相邻的半周内弧柱区电导率、电场强度、电弧电压及电流的不对称。

当钨棒为阴极时，弧柱电导率高，电场强度小，电弧电压低而电流大而当焊件为阴极时，则相反，电弧电压高而电流小，结果形成图8-6所示的电弧电压、电流波形的不对称状况。

这种不对称的交流电流可以看作是一个直流电流和一个对称交流电流的合成，前者即称为直流分量，其方向是与钨极为阴极时半周电流方向相同，即由焊件流向钨极。

直流分量的存在，一方面将减弱阴极破碎作用；另一方面将在变压器铁心中产生一个直流磁通分量，导致变压器铁心单向磁饱和，励磁电流增加，铁损和铜损增大，效率降低。

另外，还会使焊接电流波形产生附加的畸变，造成功率因数降低，也不利于电弧燃烧的稳定性。

为此需采取措施消除直流分量，常用方法有以下三种:

（1）在焊接回路中串联一个蓄电池组　　接法如图8-7a所示，以产生一个与上述直流分量方向相反的电流来抵消直流分量。

由于实际直流分量大小与焊接电流大小有关，而蓄电池组电动势大小难以随之调节，因而在不同参数条件下不能完全抵消直流分量。

此外，蓄电池使用时间久了，需要重新充电，很不方便，故此法已很少采用。

（2）在焊接回路中接入并联的电阻和二极管　　接法如图8-7b所示，使焊件为阴极的半周里焊接电流可经二极管流通，而在另一个半周里只能流经电阻，此时由于电阻作用电流将略有减小，从而使直流分流得以抑制。

一般R值以0.02欧姆左右为宜，使R带来的能耗不致很大。

这个方法的缺点也是R值难以随焊接电流大小自动调节，不能完全消除直流分量。

（3）在焊接回路中串联电容利用电容的隔直作用可以在任何电流值下完全消除直流分量，获得正负半周平衡的电流波形，是较常用的方法，如图8-7c

所示。

这种方法要求容器有一定耐压值和足够电容量，一般为500～1000UF/A。

2.引弧和稳弧措施　　

为了防止钨沾污焊缝和保持钨棒端部形状，钨极氩弧焊通常不采用短路接触来引燃电弧，高频引弧是常用的方法。

交流钨极氩弧焊时，电流将有100次／秒过零，当过零点后钨棒为阴极时，其重复引燃电压较低，无需另外附加电压就能重复引燃；而当过零点后铝、镁及其合金焊件为阴极时，其重复引燃电压相当高，不附加电压就难以再引燃。

因此，在普通正弦波交流钨极氩弧焊时，采用附加的稳弧措施是必要的。

（1）高频振荡法

图8-8所示为常用高频引弧振荡器的结构原理及其对应波形。

图8-8a是一种传统的结构，它由升压变压器T1、火花气隙放电器P、振荡电容Ck、高频输出变压器T2等组成。

T2的二次电压为2500-3000V，当它对Ck充电时，将导致间为0.1-1.0mm的P击穿而产生火花放电，这时Ck和T2电感线圈Lk构成的振荡电路被P短路，

而在T2二次侧产生频率为：

的高频电压。

若取

=0.0020-0.0025UF，

=0.16uH，则f=150-260kHz。

P被击穿时，

二次绕组即被短接。

为保护

不致损坏，

设计成高漏抗变压器。

此外，C为保护电容，S为门开关，都是为了防护操作者触及2500-3000V工频高压造成人身伤害。

由于高频振荡电路总有能耗，

-

高频振荡会在（1/5—2/3）×10ms内衰减为零，这时只要电源未切断，TI可对C1重新充电而产生重复振荡，如图8-8b

所示。

实际应用时，一旦电弧引燃，即可通过电流、电压或延时继电器切断其电源。

图8-8C所示为一种高频振荡器的新型结构设计，它由直流电源VD1～4、充电电阻R，中频振荡电容C、稳压管VS，晶闸管VT，二极管VD3、中频升压变压器T1，以及火花气隙放电器P、高频振荡电容Ck、高频输出变压器等组成。

T2二次侧以后的电路工作原理完全跟图8-8a相同。

而T1的一次侧则增加了以晶闸管VT为核心的中频振荡电路。

工作原理为：

当接通直流电源VD1～4供电时，其直流输出电压U通过R对C充电，当C两端电压Uc上升到VS反向击穿电压U2时，晶闸管VT导通，于是电容C与

一次绕组电感L1构成L-C振荡环路接通，若电路条原理如图8-8d所示。

注意这时直流电压U供电始终存在，L-C振荡为有源振荡。

若电路条件能使流过VT的电流时衰减的并能小于其维持电流In=0时VT将关断，此后L-C环路反向电流可经与VT并联的二极管VD流通。

但当L-C环路电流再次反向经零后，因VT已关断L-C环路就暂时中断，

输出一个脉冲后也暂停工作。

但VT关断后U即对C再次充电，此后过程重复，

输出一系列脉冲，直到直流电源VD1～4切断。

分析表明：

合理匹配U、U2、及R、C、L参数将是中频起振的条件；若匹配不当，

>0，电路就不能起振。

带中频振荡器的新型高频振荡器跟传统结构相比的优点是：

1）采用中频升压变压器取代工频升压变压器，使其体积、重量、铜损、铁损均可明显降低，效率提高；

2）不受电网电压波动影响，引弧速度快，引弧可靠性提高；

3）每秒钟可输出万组高频信号，而传统结构仅可每秒钟输出一百组高频

信号，因而是一种有前途的结构形式。

高频振荡器T2输出端可串联或并联于焊接主电路，如图8-9所示。

串联接

法效果好，应用较为普遍。

为防止高频串入弧焊电源损坏其它电器和电子器件，提高引弧可靠性，高频旁路电容Cf是必不可少的。

为防止高频经更箱体、地线击穿电子器件，用图8-9c所示接法替代单个Cf更好，而采用隔离变压器对高频振荡器供电，则是防止经供电电源串入控制电路的有效措施。

除了线路干扰，高频振荡还可通过空间产生电磁场干扰，后者对采用数字集成电路或微机控制的钨极氩弧焊机尤应注意。

防止高频空间干扰的办法是：

1）采用屏蔽，即对高频振荡器或电子控制部件加以严密的金属壳屏蔽保护，对靠近高频电流通路的讯号线加以屏蔽接地；

2）尽可能把高频火花放电器间隙调节得小一些（0.1～1.0mm）以限制高频空间干扰强度。

高频也可用于交流钨极氩弧焊过程稳弧，由于稳弧所需高频功率可低于引弧，通常用串联电阻或降低供电压方式来降低稳弧时的高频输出。

（2）脉冲叠加法　　用叠加高压脉冲的方法来引燃钨极氩弧并作为交流钨极氩弧焊的稳弧措施，曾经被认为是一种更理想的方法，实际应用却因脉冲电路工作可靠性而受到影响。

图8-10所示为二种晶闸管脉冲引弧及稳弧电路。

其中图a为并联式，依靠串联在焊接回路中的脉冲变压器T2获得焊件将成为阴极前电流过零点时使VT触发的同步触发信号，在这以前被充电的C1两端电压经VT放电产生所需之稳弧脉冲，脉充电的冲幅值将取决T1的二次电压及R2大小。

而R1则应保证C1在小于

时间内充完电。

图8-10b为串联式晶闸管脉冲引弧及稳弧电路。

若T1二次边为800V，C1可充电至1100V，当VT1、VT2导通时利的当用1:

4的T2升压可在其二次边形成2-3KV高压脉冲，这种电路在NSA—400-1型手工钨极氩弧焊中采用。

为了有效地利用这一高压脉冲引弧和稳弧，触发控制电路应使VT1、VT2在焊件为阴极且电压最大时触发引弧，然后在当焊件成为阴极时再次触发以产生稳弧脉冲。

第三节　　钨极氩弧焊工艺及参数选择

一、焊前准备

（一）坡口加工形状

通常4mm以下的对接焊，可采用不开坡口的I形接头单面一次焊透，装配间隙为零时可不必填充焊丝，否则需填充焊丝或改用卷边接头，后者尤适用于0.5mm以下薄板。

4～6mm对接焊缝可采用不开坡口I形接头双面焊。

6mm以上一般需开V或U、X形破口。

钝边高度可以不超过3mm为宜，装配间隙也应以零为最佳，最大不宜超过3mm，以节省填充金属，并可提高焊接生产率。

（二）焊前除油及去氧化膜

同熔化极氩弧焊一样，钨极氩弧焊时对焊件、焊接区及填充焊丝的除油和去氧化膜是保证焊接质量的重要步骤，必须给予充分重视。

除油的主要方法是溶剂清洗，有条件时宜采用工业清洗剂加热水清洗，也可采用丙酮、汽油等有机溶剂。

去氧化膜可用机械法或碱洗。

不锈铝合金宜用刮削或钢丝刷；铝、镁钢可用砂布打磨；铝合金宜用刮削或钢丝刷；铝、镁焊丝及重要焊件应用碱洗法。

表8-6中所列方法可供选择时参考。

（三）装夹

可用夹具或定位焊方法来保证接头装配精度。

3mm以下薄板零间隙自动焊时，可不用垫板实现单面焊双面成形，否则应加垫板以防焊漏及背面焊缝不均匀。

钢焊件常用铜垫板，铝及其合金则可用不锈钢垫板。

采用夹具夹紧时，应充分保证焊缝全长夹紧力均匀，以避免引起散热条件差异及焊缝成形不均匀，这在不锈钢薄板焊接时尤为重要，采用气压式琴键夹具是理想的办法。

二、钨极氩弧焊工艺参数

（一）焊接电流和钨棒直径

焊接电流是决定钨极氩弧焊焊缝成形的关键参数，通常是根据焊件材质、板厚及坡口形状来选择，并通过试验来确定。

钨棒直径则应按焊接电流大小决定（见表（8-3）其它条件不变时，焊接电流增加，导致因电弧压力、热输入及弧柱直径的增加，故焊缝熔深、熔宽也将增加。

TIG焊时获得1mm熔深一般所需电流为60-80A。

但是由于前已指出的微量元素对钨极电弧及熔池流动形态的显著影响，同样电流下的焊缝熔深还与母材成分，以及保护气体成分、焊材表面状况等因素有关。

图8-18a为一典型试验结果，其中四种钢板的成分如表8-7所列。

这个问题在连续自动焊接不锈钢管生产中尤应引起注意。

产地或炉号不同而牌号相同的焊件对接时，上述原因还会引起熔池的不对称现象。

如图8-18b所示为含硫量略有差异的不同炉号不锈钢，对接焊时发生的不对称熔池及焊缝成形现象。

当两种成分略有差异的不锈钢对接时，电弧和熔池明显地偏向低硫含量炉号钢板一侧，并发现这一侧电弧中含有蓝色的锰离子（Mn2+）等蒸气，其结果会造成焊缝根部的未熔合，这种并非由于钨棒未对准焊缝中心而产生的熔池偏离现象是个很有趣的研究课题。

若用Ar+O20.1%代替纯氩保护，则这种影响就会完全消除。

可见这一熔池现象是与电弧现象密切相关的。

因为O、S电子亲和能较高，当它们的含量增加时，由它们形成的负离子数量会增加，因此电弧电压增加，阳极斑点缩小。

焊缝两侧钢板中O、S含氧不同时，含O、S

量低的一侧阳极斑点容易扩大，Mn2+容易蒸发，而另一侧则相反，于是熔池和焊缝偏离中心就不可避免了。

（二）弧长和电弧电压

TIG焊弧长实用范围约为0.5～3mm，对应的电弧电压为8～20V。

在自动焊，不加填充丝，小电流，工件变形量小时，弧长可取下限；手工焊、加填充丝、大电流，工件变形量大时，则取弧长之上限，以防止短路而影响焊接过程及焊缝质量稳定性。

弧长提高时，焊缝熔深减小。

（三）焊速

焊速是另一个常用来调节钨极氩弧焊热输入和焊缝形状的重要参数。

其选择应考虑以下因素。

1）焊接电流确定以后焊速有一个上限。

超过这一上限时焊缝中心结晶速度过快，易出现裂纹、咬边，焊缝熔深也明显减小。

2）焊件材质的热敏感性，有些材料对热输入有限制时只能采用快速多道焊。

3）焊接位置及操作方式，立、横、仰焊位置只能采用较低焊速；手工操作也只能用低速,自动焊则应尽可能采用高速。

（四）保护气体流量、喷嘴孔径与高度

焊接电流增大时，保护气体所列数值可供参考。

流量和喷嘴孔径都应相应增大。

表8-8所列数值可供参考。

交流TIG焊时，由于电弧稳定性较差等原因，气流量要比直流电时选得略大一些。

为了保证保护效果，喷嘴高度则应尽可能低一些，自动焊时可控制在5mm

左右，手工焊时为便于观察电弧位置，只能稍高一些，一般也以10mm为宜。

喷嘴倾角也对保护效果有一定影响，手工焊一般采用后倾角，焊速不能太快。

自动焊时一般喷嘴垂直安置，高速焊时则取前倾角，以利焊缝成形和保护。

不锈钢等导热性特别差，钛合金等保护要求特别高的焊件自动焊时，还必须采用附加尾拖罩以延长焊缝保护区域和高温保护时间。

若为单面焊双面成形，还应考虑背面保护。

保护效果可依焊缝表面颜色加以区别。

不锈钢保护最好时为银白或金黄色，其次为蓝、红灰、灰，最差为黑色；钛合金焊缝表面保护最好时为亮银白色，其次为橙、蓝紫、青灰，最差的呈氧化钛粉状白色。

（五）填充焊丝倾角

填充焊丝应从焊接方向前端送入，与焊件表面夹角以10°～20°为宜。

焊丝应在熔池形成后以恰当速度送入，以避免与钨电极相碰。

手工焊时常以左手断续送丝，自动焊时可连续送进。

表8-9列出了不锈钢、铝合金钨极氩弧表焊的常用电流、焊速、填丝速度的大致范围。

第四节　　其它钨极氩弧焊方法

一、脉冲钨极氩弧焊

（一）直流脉冲氩弧焊

直流脉冲钨极氩弧焊是60年代初出现的，目前已成为应用范围十分广泛的钨极氩弧焊方法。

按照脉冲频率，直流脉冲钨极氩弧焊分为低频（0.1～15Hz）

、中频（10～500hz）、高频（10～20kHz），其中以低频脉冲钨极氩弧焊应用最为普遍。

1.低频脉冲钨极氩弧焊　　与普通直流钨极氩弧焊相比，低频脉冲钨极氩弧焊具有许多优点。

1）直流钨极氩弧焊难以在10A以下的电流稳定焊接，采用脉冲调制以后，平均电流可降低到2A左右；足够高的脉冲峰值电流使电弧挺度提高，并保证焊缝获得足够熔深；而很短的脉冲峰值时间及随后的低幅值基值电流又可防止焊缝烧穿或过热，因此特别适合于薄板及母材热敏感性很强、要求热输入量低的焊件；焊缝的热影响区及焊接变形也较小。

2）焊缝金属高温停留时间缩短，结晶方向得以调整，焊缝金属组织致密，脉冲电流对熔池的搅拌作用。

可减少裂缝倾向，扩大了可焊材料的范围。

3）脉冲电弧可调性能大大提高，通过调节脉冲峰值电流Ip，峰值时间tp

基值电流Ib，基值时间tb，可以精确地控制电弧的能量及熔池尺寸，特别适合于无衬垫封底焊、单面焊双面成形及全位置焊接中的控制和调节焊缝成形。

4）可以通过脉冲波形来调节焊缝成形和冷却结晶过程。

目前广泛采用是矩形波或梯形波，如图8-19所示。

对于理想矩形波，其平均电流

可表达为：

式中

——脉冲频率（Hz），

；

——脉冲占空比，

。

实际上矩形波前后沿总有一定梯度，其大小将影响Ia的实际值及脉冲宽度tp、tb的可调节范围。

脉冲波形前后沿梯度将取决于电路结构型式。

陡升的前沿有利于焊透，缓降的后沿有利于得到光洁的焊缝、减慢熔池冷却结晶速度，消除气孔、纹等缺陷。

前沿带有尖峰冲刺有利于加或形坡口封底焊可在较大间隙及错边量条件下保证大熔深而又不致于焊漏，用于背面成形；后沿带尖峰冲刺也有利于可靠焊透。

但应指出，铝合金焊接时不能有这样的尖峰，否则其熔池极易下陷，表面纹波不规则和保护不良。

值得注意的是，有些脉冲电源结构会有这样的后沿尖峰。

低频脉冲TIG焊电源可用多种方式构成，最经济实用的结构有：

1）晶闸管整流电源其触发电路给定信号是用矩形波振荡器给出，调节其输出上、下限及

、

就可以很方便的调节所有脉冲焊接电弧参数；

2）逆变控制电源，只要对逆变控制给定信号进行脉冲调制同样可得；

3）晶体管斩波器，适用于小电流低频脉冲焊。

80年代以前曾广泛采用晶闸管斩波器式脉冲电源，因其本身难以控制输出特性，必须配用下降特性硅整流、弧焊发电机等老式电源，随着这些电源结构的淘汰已不再使用。

低频脉冲钨极氩弧焊时脉冲参数对焊缝成形影响如图8-20所示。

由图可得出如下结论：

1）脉冲峰值电流Ip和持续时间

是决定焊缝熔宽和熔深的主要因素。

其它参数不变时，增大Ip或

均使熔深及熔宽增加；即使在脉冲能量保持不变的前提下，即Ip增大而tp减小时，焊缝熔深和熔宽也将随Ip提高而增加。

因此实用中可根据材质及板厚或熔深要求首先确定Ip与

的匹配，Ip选得越大时，

就可以减小。

2）基值电流Ib及其持续时间tb对焊缝熔深、熔宽影响不大，但对焊缝表面成形将有明显影响。

为了充分发挥脉冲焊的特点，一般选用较小的Ib。

但若Ip/Ib太大，即Ip选定以后，Ib太小，焊缝中心会出现明显的凹陷，这是基值时期熔池冷却速度太快造成的。

tb对焊缝成形影响很小，但tb增大时熔池冷却时间增加，焊件热输人明显减小，焊件的热积累可降低。

因此对于热裂缝倾向大的焊件，应选用低一些的Ip/Ib，而tp/tb则应大一些。

在全位置焊接时，

平焊位置区段应选用最低Ip/Ib，较高tp/tb；空间位置应选用较高Ip/Ib，较低tp/tb；而仰焊位置应选用较高Ip/Ib和最低tp/tb。

3）焊速选择应考虑Ip与tp之间匹配，Ip、tp选定以后，焊速太快，会造成前后脉冲所形成焊点搭接区熔深不足，甚至不搭接，因此应有：

式中：

——熔深足够时相邻焊点间间距（m）；

——焊速（m/