tig焊,等离子焊,电子束焊,高频感应焊、双丝焊概述.

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1、非熔化极气体保护焊（TIG焊）综述传统TIG焊由于其电极的载流能力有限，电弧功率受到一定限制，使得焊缝熔深浅、焊接速度小，尤其是用于中等厚度的焊接结构时需要开坡口并要进行多层焊，因此其使用受到一定限制。热丝TIG焊是于1956年在传统TIG焊基础上发展起来的一种优质、高效、节能的焊接工艺，其基本原理就是在焊丝送进熔池之前，对焊丝进行加热使其达到一定的预热温度，最终实现高速高效焊接的目的。而对焊丝的加热不仅可以提高焊接速度，而且可以明显改善熔敷率，并且调整了焊接熔池的热输入量，加快了填充丝的熔化速度，降低了母材的稀释率，扩大了传统TIG焊焊接工

2、艺方法的适应性和应用范围，具有较高的经济价值。目前，在国内外热丝TIG焊已经在压力容器、锅炉、高温阀门、高压管道、石化装置、海洋采油设备、军械制造和航空航天工程等高端工业部门用于碳钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢和镍基合金等重要焊接部件的焊接。也适用于钛合金、铝及其合金等材料的焊接。过去，围绕着焊丝的加热方法及进一步提高其熔敷效率和扩大其适用范围，已开发出许多具体的热丝TIG焊方法，主要分类如图1所示。热丝TIG焊按照焊丝的数量可分为单丝和双丝两种；单丝时按照加热方法的不同分为电阻加热、电弧加热、高频感应加热三种；而且还开发出主要用于大厚板焊接

3、的窄间隙热丝TIG焊、用于薄板堆焊和表面熔敷的超高速热丝TIG焊及新型热丝TIG焊。1单丝热丝TIG焊1.1电阻加热单丝热丝TIG焊日本Hori等提出的热丝TIG焊装置中热丝的加热方式就是电阻加热，将热24丝电源的两极分别接在焊丝和工件上，利用电流流过焊丝所产生的电阻热来加热焊丝。设焊丝的伸出长度为e，焊丝的横截面积为S,焊丝材料的电阻率为ρ，焊丝的加热电流为Iw，则在焊丝上产生的电阻热功率PR为PR=(I2-ρe)/S可看出，当焊丝的直径很大、焊丝材料的电阻率很低时，电阻加热的功率将达不到焊丝加热的预热温度，故此方法只适用于大电阻率、较细焊

4、丝加热的情形。焊接电流与热丝电流波形匹配主要分为如表1所示的四种类型。相应的电阻加热热丝TIG焊可以分为DC式、AC式、PH式、HST式等四种。而DC式电阻加热热丝TIG焊存在五大工艺问题，分别是磁偏吹、焊丝电弧现象、最优热丝电源参数调节困难、热丝送进位置波动以及熔化母材金属的能力受限制。而其中磁偏吹是DC式电阻加热热丝TIG焊工艺中最典型的问题。这个磁偏吹现象的发生主要是由于热丝电流所产生的自感应磁场而造成的。PH和HST式电阻加热热丝TIG焊均能有效地抑制磁偏吹现象的发生，其中当用PH式时，热丝电流处于峰值时才会出现磁偏吹，调小脉冲的占空

5、比，磁偏吹发生的时间减少，对焊接工艺的影响相应减小。而当采用HST式时，磁偏吹现象几乎是完全消失。因此，目前有关电阻加热热丝TIG焊的研究几乎都集中于HST式电阻加热热丝TIG焊方法。HST式对焊接电流与热丝电流波形之间的匹配关系要求非常严格。因此，HST式电阻加热热丝TIG焊焊接电源与热丝电源的设计显得尤为重要。之前电阻加热热丝TIG焊是采用双电源形式，即焊接电源和热丝加热电源二者是分开的、相互独立、分别控制的。双电源式电阻加热热丝TIG焊焊接过程中焊接参数与热丝参数是分别调节，焊接过程的不稳定性会使焊接参数实时变化，而热丝参数并未发生相应

6、的变化，必将对焊缝成型产生不利影响。之后，国内外学者均提出了单电源式电阻加热热丝TIG焊，即焊接电源与热丝电源共用一个电源，是将TIG焊焊接电流的一部分分流作为焊丝加热电源。采用单电源式能很好地适应HST式的发展。1.2高频感应加热单丝热丝TIG焊24范成磊等提出高频感应加热热丝TIG焊新方法，其原理如图3所示。采用高频感应加热设备，借助高频交变的磁场，在焊丝上形成高密度的涡流，从而达到加热焊丝的目的。与传统热丝TIG焊接相比,其特点是：①加热速度快，热丝效率高，低耗环保；②通过对高频输出电流的控制可以精确地控制焊丝温度；③没有焊丝电流磁场的

7、干扰,消除了磁偏吹现象，可以确保焊接质量；④通过改变输出振荡频率,利用高频感应集肤效应,可以控制感应加热的深度；⑤高频感应加热更好地消除焊丝表面所吸附水分对焊缝的不利影响；⑥适用于各种金属材质的焊丝,特别是低电阻率焊丝的加热。但其缺点是长时间接触高频对人身体健康不利，还有就是高频感应加热的设备比较昂贵。高频感应加热热丝TIG焊在铝、镁及其合金等低电阻率材料的热丝TIG焊焊接中发挥着巨大优势。1.3电弧加热单丝热丝TIG焊吕世雄等提出电弧加热热丝TIG焊方法，其原理如图4所示。此方法的优点是：热丝效率很高；设备简单、成本低；不存在磁偏吹和高频；

8、适用于所有材质的焊丝，特别是有色金属。不足之处就在于施焊过程中电弧加热焊丝部分有微弱的弧光。2新型热丝TIG焊（TOP-TIG）TOP-TIG焊接工艺是由法国SAF