热丝TIG焊的工艺特点及其应用

1、热丝TIG焊的工艺特点及其分类热丝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此外，焊丝经过余热表面得以净化以及余热电流对熔池的搅拌作用、预热电流的磁场作 用可以改变焊接电弧的形态等多种因素的共同作用，使得焊缝质量更为优良。从焊缝热输入量的角度看，焊丝预热的能量和焊接电弧的能量分别独立控制，焊接熔敷速度的提高与焊缝热输入量的增加没有直接的关系，即在不提高热输入的条件下，提高焊接熔敷速度，使焊丝熔化速度增加。在相同电流的情况下，焊接速度可提高一倍以上。同T

2、IG焊相比，热丝 TIG焊明显地提高了熔敷速度、焊接速度，适合于焊接中等厚度 的焊接结构，同时又具有TIG焊高质量焊缝的特点。同MIG焊相比，其熔敷速度相差不大，但是热丝TIG焊的送丝速度独立于焊接电流，因此能够更好地控制焊缝成形，对于开坡口 的焊缝，其侧壁熔合性比 MIG焊好得多。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所示电阻加热热丝TIG焊厂单丝V高频感应加热热丝 TIG焊l电弧加热热丝TIG焊双丝热丝TIG焊单道摆动TIG焊热丝TIG焊窄间隙 双道摆动TIG焊单道不摆动TIG焊旋转电弧TIG焊新型热丝TIG焊(T

3、OP-TIG)高速热丝TIG焊图1 热丝TIG焊方法的主要分类二铝合金高频感应热丝TIG焊国内外现有的热丝TIG焊接都是在焊丝上通过一定电流，利用焊丝自身电阻产热来预热焊丝。这种方法存在一些不足之处，一是焊丝的温度不易控制，影响焊接效率和焊缝的质量；二是在工件和焊丝之间存在一条与焊接主回路相邻的热丝电流回路，焊接电弧受到该回路磁场洛仑兹力的作用而偏离原来的方向 ，产生磁偏吹，对焊缝形状和电弧的准确定位产生 不利的影响，磁偏吹严重时甚至不能焊接；三是，对A I及铝合金这一类电阻率较低的焊丝，电阻加热效率低，焊丝很难达到合适的温度，所以到目前为止，传统热丝TIG焊还不适合A I、Cu等合金的焊接。

4、与传统热丝T IG焊接相比，高频感应加热热丝 TIG焊有如下特点。(1) 热丝效率高，加热速度快。(2) 适用于各种金属材质的焊丝 ，特别是低电阻率焊丝的加热。(3) 没有旁路电流磁场干扰，消除了磁偏吹现象。(4) 通过对高频输出电流的控制可以精确地控制焊丝的温度，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。电弧热丝TIG焊的研究i 电弧热丝预热温度的分析采用TIG电弧为加热源，对即将进入熔池的焊丝进行直接加热，原理如图2所示TIG焊图2电弧热丝原理图影响焊丝温度的主要因素有热丝电弧电流I，送丝速度V焊丝的表面散热 Q，焊接电弧对焊丝的辐射传热 Q。其中，前两项是主要影

5、响因素。 Q的影响在无热丝焊接的情况下依然存在，因此在对比时可略去而 Q可以归于考虑电弧的有效加热效果n。2热丝电弧电流和送丝速度的影响图3为测量原理图，利用储能点焊将热电偶焊在焊丝上并装卡在工作台上。焊枪在电机的带动下，以一定的速度运动模拟焊丝送入。 有热电偶产生的电信接入多路测温设备， 再将其 得到的数据传入电脑用以存储、分析。图3测温系统原理图由图4可看出，温度在某一时刻陡升， 之后缓慢下降。移动热源温度场4热源处温度最 高，因此可认为曲线的最高点是电弧经过热电偶时的温度，而焊丝送入熔池时的温度结合送丝速度、电弧加热处与熔池距离利用插值得出。71)(1600500400300200100

6、0如热时间"洛图4 送丝速度为4000m/min时温度记录图800700600；舸 区3002001000-$1333 亠送鮭度2期 -i-au«a«o 亠送绽(f*ooc +迭蜒度5 00010 20 30 40 50 60 70 8D"A师铳繃斜挟系800700600500400M)200000I ()00 2 000 3 000 4 000 5 000ia度与送纽躺烁图5温度与热丝电流、送丝速度的变化关系由图5可以看出，在送丝速度一定时， 温升随电流呈线性增加，其斜率由加热效率n决定；而当热丝电弧电流一定时，温升随送丝速度呈双曲线规律减小，双曲线的形状由加热效率n决定。由曲线斜率可计算出不同送丝速度的热丝加热效率n。3结论(1) 电弧热丝法焊丝的温升与热丝电弧电流呈线性关系，与送丝速度成反比。(2) 电弧热丝TIG焊能够大幅度提高TIG焊的效率。参考文献【1】 汤建锋.热丝TIG焊在转炉汽化冷却烟道制造中的应用.电焊机，2009 . 39(4) : 141 143.【2】范成磊。铝合金高频感应热丝TIG焊接方法.焊接学报，2006.27