原标题：新型不锈钢薄板焊接工艺—双钨极不锈钢氩弧焊高速焊接设备及工艺

不锈钢薄板双钨极氩弧焊高速焊接设备及工艺是一项能够提高薄板不锈钢焊接速度的新设备、新工艺。此项技术能够将不锈钢薄板的焊接速度提高至2.5m/min。

一、不锈钢薄板焊接技术的发展现状、存在的问题及对策

我国是世界第一大不锈钢生产国和消费国。2019年我国不锈钢表观消费量已高达2132.4万吨。其中一半以上为厚度在1mm以下的薄板，这些薄板主要用来生产不锈钢管、容器、医疗器具、食品机械、装饰用品、水杯、保温桶、及各种热水器内胆等等。焊接设备及工艺是制造这类产品的关键装备和技术，直接决定了产品质量、生产率和行业的经济效益。

不锈钢薄板最主要的焊接方法是钨极氩弧焊（简称TIG焊）。这种方法具有焊接电弧稳定、焊缝成形好、接头力学性能高、焊接位置适应面广等优点。但是，由于钨极的电流承载能力小，电弧热效率系数低，因此，这种方法的熔深小、焊接的速度慢。特别是薄板的焊接，焊接速度只有0.2m/min左右。高速焊接时，为了焊透，必须采用较大的电流，即进行大电流高速TIG焊；而大电流高速TIG焊容易导致烧穿、驼峰及咬边等缺陷。这极大地限制了生产效率，提高了生产成本，不符合国家“节能减排”的政策。因此，在保证钨极氩弧焊的焊接质量好的基础上提高其焊接速度，成为了一个亟待解决的难题，对我国的制造业的高速发展，具有极其重要的意义。

二、新工艺、新设备

是利用高频脉冲调制的双钨极氩弧焊（TETW）工艺来调配焊接电弧的热-力分布，有效控制熔池金属的后向液体流流动，防止大电流高速下普通TIG焊易产生的烧穿、驼峰和咬边等缺陷，有效提高不锈钢薄板焊接速度。

不锈钢薄板双钨极氩弧焊是一套全自动焊接设备。双钨极氩弧焊的系统组成有：一把双钨极氩弧焊枪，两台普通TIG焊电源，一台高频电源，一套水冷系统、一套供气系统。

不锈钢薄板双钨极氩弧焊高速焊接系统示意图

双钨极焊枪是该系统的核心部件,使用的是专门设计的双钨极氩弧焊枪。与常规钨极氩弧焊不同，双钨极氩弧焊的特点是在其焊接喷嘴内布置了2个钨极，这2个钨极是相互绝缘的，它们分别由2个独立的电源进行供电，位于喷嘴内的2个独立钨极都会产生电弧，2 个电弧会相互进行耦合，耦合电弧就是双钨极氩弧焊技术的核心，双钨极氩弧焊的各种焊接特点都来源于2个钨极所产生耦合电流的物理特性。焊枪内钨极伸出长度、钨极夹角、钨极间距可调。

与之前研究的双钨极氩弧焊不同之处是我们利用了3台焊接电源，两台普通TIG电源，一台高频电源，两台普通电源分别接两根钨极，为两个钨极供电；一台高频电源用于调制某一根钨极的电流，形成高频脉冲调制的双钨极氩弧，适当降低电弧力，防止焊接缺陷。

两根钨极电流的匹配关系优化。通过调节两根钨极电流大小来加强两个电弧的耦合性，有效调配电弧力和热量，在保证熔透能力的基础上减少电弧力。利用高频脉冲信号调制某一根钨极的电流，适当压缩电弧，增大电弧刚直性，保证熔透并减小热影响区，提高接头强度。

三 不锈钢薄板双钨极氩弧焊技术能够达到的技术指标

(1) 研制的设备及工艺适用于0.8mm-3.0mm厚不锈钢的焊接；

(2) 对于1mm左右厚度的不锈钢，在2.5m/min焊接速度下确保得到无缺陷的焊缝；

目前，为1mm厚不锈钢的主要焊接方法是单钨极TIG焊，其常用焊接速度只有0.3m/min左右。 而高速TETW焊接工艺可保证良好焊缝成形的最大焊接速度在2.5m/min以上，焊接效率可提高500%。

(3) 对于2 mm左右的不锈钢，在1.3m/min 焊接速度下确保得到无缺陷的焊缝，与传统TIG焊相比。

厚度2mm左右的常用焊接方法为单钨极TIG和MAG焊，单钨极TIG的焊接速度为0.3m/min左右，而MAG焊的焊接速度为0.5m/min，高速TETW焊接工艺可保证良好焊缝成形的最大焊接速度在1.3m/min左右，与单钨极TIG焊相比，焊接效率可提高300%，与MAG焊相比，焊接效率也可提高120%。

高频脉冲可有效提高接头拉伸强度、塑性均有明显提高，其焊接接头的抗拉强度与普通TIG焊相比大约可提高5%，而接头的塑性提高约12%。

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