关键词：熔敷速率；窄间隙TIG焊；TIP-TIG焊；DP-TIG焊
焊接作为金属连接的一种重要方法，因具有连接性能好、结构刚度大、整体性好、焊接工艺适应性强等优点，在工业生产中获得广泛应用。随着科技的发展、技术的进步，工业生产对焊接方法提出越来越高的要求，这就促进了新型焊接方法和先进焊接技术的出现。
1.双钨极TIG接方法
双钨极TIG焊接方法是通过使用两根钨极，增大焊枪的载流能力，提高电弧的热量，从而可以为焊丝的熔化提供足够的能量。两根钨极形成的电弧可以为分离的两个电弧，也可以耦合成一个电弧。双钨极TIG焊可以有两种实现形式，一种是双枪双钨极TIG焊，一种是单枪双钨极TIG焊。双枪双钨极TIG焊是采用两把焊枪同时进行焊接，两把焊枪可以沿焊接方向串列布置，也沿焊接方向并列布置。单枪双钨极TIG焊采用一把特制的焊枪，该焊枪包含两根钨极，钨极布置方向可以串列布置也可以并列布置。日本和中国的很多学者都都对该焊接方法进行了大量研究，结果表明该焊接方法相对于传统TIG焊，电弧压力较低，在满足电弧压力的前提下，可以采用更大的焊接电流，从而获得较高的熔敷速率。
2.DP-TIG焊接方法
DP-TIG焊是采用一种专门设计的焊枪，实现对钨极的强制冷却，增大钨极的载流能力，同时增强对焊枪枪体的冷却，使得该焊枪能够承载更大的焊接电流，该焊枪的最大承载电流可以达到700A，从而有利于焊接熔敷速率的提高。相关研究结果表明，该焊接方法在用于堆焊或者坡口内填充焊时，对于直径1.2mm的不锈钢焊丝，最大送丝速度可以达到10m/min（熔敷速率为5.3Kg/h），约为传统TIG焊的3.3倍左右。
3.TIP-TIG焊接方法
TIP焊又叫脉动送丝TIG焊，该焊接方法的原理是在传统TIG焊的基础上增加一套高频振动的送丝机构。在焊接时采用抽拉丝的方式，在向前送进焊丝的同时为焊丝提供高频线性振动的动能。该线性振动的动能可以有效地破坏熔滴和熔池的表面张力，有利于焊丝尖端熔化的液态焊丝过渡到焊接熔池，从而有利于提高焊丝的送给速度，提高TIG焊的熔敷速率。另外，该焊接方法采用脉动送丝的形式，可以搅拌熔池，方便熔池内部的气体、杂质等有害元素的溢出，细化焊缝金属的晶粒，从而可以提高焊缝金属的冶金性能和力学性能。该焊接方法目前已经在海底管道的铺设、复合管道的焊接、轨道客车的制造等领域得到应用。当前限制TIP-TIG焊接方法广泛推广应用的一大障碍就是脉动送丝机构对控制精度和稳定性的要求较高，从而使得脉动送丝机构成本较高。
4.TOP-TIG焊接方法
TOP-TIG焊接方法是针对传统TIG焊焊丝和钨极角度进行调整后形成的一种新型焊接方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常规TIG焊焊丝和钨极角度接近90°。TOP-TIG焊是将焊丝和钨极的角度调整为20°左右，并采用特殊设计的焊枪，如图1所示。焊丝从焊枪内穿过，通过导丝嘴的精确控制，将焊丝精确送到接近钨极的部位，焊丝直接插入电弧的高温区域，从而可以保证送进来的焊丝能够快速熔化，提高焊接熔敷速率。该焊接方法是在不增大焊接电流，不提高焊接电弧能量的前提下，通过提高电弧的能量利用率来实现增大熔敷速率的。这不仅可以提高焊接生产效率，同时还可以降低焊缝熔池的热输入量，减小焊接变形和焊接残余应力，获得具有良好力学性能的焊接接头。该焊接方法使用时最大的难点就是调整焊丝的送丝位置，保证焊丝能精确送到电弧的高温区域，同时还要避免焊丝接触钨极、污染钨极。研究表明，该焊接方法相对常规TIG焊，生产效率提高了一倍。
5.热丝TIG焊接方法
热丝TIG焊是上个世纪五六十年代提出的一种TIG焊接方法，该焊接方法是在常规TIG焊的基础上，在送丝机构上增加一热丝电流。焊丝在送入熔池之前，在热丝电流的电阻热的作用下会被加热到一定温度。当焊丝进入焊接电弧区域后，已经被加热过的焊丝就很容易被熔化，从而可以提高TIG焊的熔敷速率。热丝TIG焊增大熔敷速率是通过对焊丝增加电阻预热来实现的。该焊接方法目前已经发展的比较成熟了，针对该焊接方法还开发出了专门的热丝电源。在生产应用方面，热丝TIG焊已经广泛应用于石油化工的管道焊接、LNG储罐的焊接、核电核岛制造等领域。
6.窄间隙TIG焊接方法
窄间隙TIG是最先由日本提出的一种新型焊接方法。该焊接方法是在厚板对接焊时，通过改变坡口形式，减小焊缝的横截面积，减少焊缝金属的填充量，间接实现提高焊接生产效率的一种焊接方法。窄间隙TIG焊顾名思义就是采用极为窄小的坡口，将专用的窄间隙焊枪送入坡口内部进行焊接。该焊接方法相对于V形坡口的常规TIG焊可以大大提高焊接生产效率。另外该焊接方法减小了焊接坡口，也就减少了熔敷金属的填充量，在缩短焊接时间的同时还节省了焊接材料。
7.结语
提高TIG焊熔敷速率的方法除了以上几种外，还有些方法是利用上述方法进行复合，进一步提高TIG焊的熔敷速率。例如：热丝窄间隙TIG焊、热丝TIP-TIG焊，多钨极TIG焊，热丝双钨极TIG焊等。这些方法通过提高TIG焊的熔敷速率，进一步拓展了TIG焊的应用范围，也促进了该焊接方法在焊接生产中的应用。
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【作者简介】刘自刚（1985.10-），男，汉族，河南省商丘市人，硕士研究生学历，诺力智能装备股份有限公司、浙江省智能物流装备工程技术研究中心工程师，主要研究方向：新型高效焊接方法、焊接自动化设备。
论文作者: 刘自刚,
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：方法论文; 焊丝论文; 焊枪论文; 电弧论文; 速率论文; 熔池论文; 间隙论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;