振動電弧堆焊的工作原理是焊絲在送進的同時按一定頻率振動,造成焊絲與工件周期性的短路、放電,使焊絲在12~22V較低電壓下熔化,并穩定地堆焊到工件表面。
振動堆焊設備主要包括堆焊機床、堆焊機頭、電源、電氣控制柜和冷卻液供給裝置等。堆焊電源一般采用直流電源,而堆焊機頭用以使焊絲按一定頻率和振幅振動,并以一定速度送入堆焊處。按產生振動的方式不同可分為電磁式和機械式。振動電弧堆焊是在直流低壓電路中串接電感器,空載時焊絲與工件未接觸,電流等于零,電壓為空載電壓。當焊絲振動到與工件接觸時,電路短路,電壓迅速下降到零,電流增加到最大,接觸處強大的短路電流所產生的熱量加熱了焊絲端部。當焊絲向上運動時,焊絲與工件接觸端被拉抻成縮頸,截面積減小,電阻加大,溫度升高,金屬絲被熔化。焊絲被拉斷的瞬間,焊絲與工件表面分離,產生間隙,電流急劇下降。與此同時,貯存在電感線圈中的磁能轉變為電能,產生自感電勢,增加了焊絲與工件間的電壓,迅速達到電弧放電的電壓,介質被擊穿開始發生電弧放電。在電弧作用下,使焊絲金屬熔化,形成堆焊層,這是肪沖放電階段。在下一次振動循環中,重復短路階段到脈沖放電階段,如此反復構成振動堆焊的全過程。
振動電弧堆焊具有熔池淺、熱影響區小、堆焊層薄而均勻、工件變形較小、生產率較高、勞動條件較好等優點。但是振動電弧堆焊時焊劑的保護作用差,氫、氧、氮易浸入電弧區和熔池,在堆焊層與基體的結合處易產生針眼狀氣孔;堆焊層氫含量高,易產生裂紋。堆焊層受熱和冷卻不均勻,易造成組織和硬度不均勻。為了防止焊絲和焊嘴熔化粘連或在焊嘴上結渣,需向焊嘴供給少量冷卻液。
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