CN100509238C - 脉冲电弧焊方法 - Google Patents

Abstract

在本发明的脉冲电弧焊方法中，使用主要由二氧化碳气体构成的保护气，并且连续产生30到100Hz的低频脉冲，将脉冲频率为500到2000Hz的高频脉冲迭加在该低频脉冲上。在这种情况下，确定焊接电流，使得平均峰值电流IP_平均为300到700A，平均基值时间T_b为5到30ms，高频脉冲在峰值时间的电流振幅IP_a为50到600A，并且高频脉冲在基值时间的电流振幅IP_b为20到200A。这种方法确保了熔滴和电弧的位移减小程度，因此熔滴的尺寸、释放时间和释放方向都基本上保持完全恒定，能够获得其中一个脉冲群-一个熔滴过渡的规则性很高的熔滴过渡。因此，可以显著地降低飞溅和烟雾产生率。

Description

脉冲电弧焊方法

技术领域

本发明涉及一种脉冲电弧焊方法，该方法使用单独的二氧化碳气体或含有作为主要组分的二氧化碳气体的混合气作为保护气，更具体地说，涉及一种脉冲电弧焊方法，其中实现与一组脉冲同步的熔滴过渡，以稳定焊接电弧，并且同时可以显著降低飞溅和烟雾生成率。

背景技术

使用Ar与5至30％的CO₂形成的混合气体作为保护气的MAG焊接方法因为熔滴的细颗粒化而能够降低飞溅和烟雾产生率，为此，在过去该方法已经广泛应用于各种领域。尤其是，在需要高质量焊接的领域中，如今已经广泛应用脉冲MAG焊接方法，其中一个脉冲-一个熔滴过渡是通过输出约200到350Hz的焊接电流作为脉冲电流进行的。

然而，由于Ar气比二氧化碳气体昂贵，因此，对于进行普通的焊接操作，已经通常使用单独的二氧化碳气体或主要由二氧化碳气体构成的混合气体作为保护气。

另一方面，当将单独的二氧化碳或主要由二氧化碳气体构成的混合气体用作保护气时，使所得的熔滴在尺寸上变得粗糙，其程度约为MAG焊接方法情况的10倍大，并且所得的熔滴因电弧力的作用而无规则振动并变形。这不适宜地导致的问题在于，容易产生与基底金属的短路和电弧击穿，熔滴过渡变得不规则，并且经常产生飞溅和烟雾。

为了解决这些问题，日本公开专利申请Hei 7-47473和Hei 7-290241提出了这样一种方法，其中当在脉冲参数和焊丝组分被适当限定的条件下，脉冲焊接被应用于在二氧化碳气体屏蔽电弧焊中时，在二氧化碳气体电弧焊中实现了一个脉冲-一个熔滴过渡。这种方法是这样一种的方法，其中具有满意尺寸的熔滴在施加峰值电流之前形成在焊丝尖端上，使得峰值电流的电磁箍缩力导致熔滴在初始阶段被收缩，由此在熔滴将因电弧力而被迫使返回到焊丝方向之前可以从焊丝上释放出来。

相对于上述的焊接方法，日本公开专利申请Hei 8-267238提出了一种焊接方法，其中为焊接用电力供应的输出控制而进行特性曲线(forcharacteristics)的外部切换控制，由此实现飞溅的进一步降低。

此外，日本公开专利申请2003-236668涉及一种使用主要由二氧化碳气体构成的保护气的电弧焊方法，在该方法中表明，在一个熔滴过渡时间内产生七个或更多个脉冲有助于降低飞溅和焊接烟雾。

尽管在上述日本公开专利申请Hei 7-47473，、Hei 7-290241和Hei8-267238中描述的所有方法都使用廉价的二氧化碳气体作为保护气，但是都能够一个脉冲-一个熔滴过渡并且改善了熔滴过渡的规则性。同时，相对于无脉冲的焊接，都能够降低飞溅产生率。然而，在这一点上，由于使用二氧化碳气体作为保护气，因此在焊丝尖端上形成的熔滴就其形状是而论是不稳定的，因此熔滴和电弧都不可能是轴向对称的，而在大多数情况下是倾斜的。起着因熔滴和电弧的偏离而释放熔滴作用的电磁箍缩力的大小和方向在每次释放时机选择上都是不同的，因此，各个熔滴的尺寸和释放时机选择以及方向都分别是彼此不完全一致的。最后，不能通过一个脉冲而被过渡的熔滴可能在基期产生短路，或者可以在下一个脉冲峰值时间被过渡，伴随的问题是熔滴过渡的规则性被打乱，因而增加飞溅。

在日本公开专利申请2003-236668的方法中，表明当在一个熔滴过渡时间内产生七个或更多个脉冲时，熔滴在尺寸上可以变得更小。然而，由于在该方法中主要由二氧化碳气体构成的气体用作保护气，因此熔滴尺寸大到不小于在MAG脉冲焊接中的熔滴尺寸的10倍，其中效果不是如此显著。熔滴过渡与液滴尺寸、峰值时间的电磁箍缩力、由电弧力产生的上推力、由刚才提到因素导致的在熔滴内的对流和振动等具有复杂的相互联系。释放时机选择通过沿着熔滴释放方向作用的力的差额(balance)确定，因而，只有当如在这种方法中那样连续施加这样简单的高频脉冲时，释放时间才在每一个释放时机选择上是不同的，并且熔滴过渡的间隔在约15到25毫秒的范围内变化，这样不会导致飞溅的显著减少。

由于在这种方法中施加高频脉冲以保证光滑的熔滴过渡以及由此的峰值电流、基值电流和脉冲宽度分别被固定，因此在改变焊条(chip)和基底金属之间距离的情况下，为了控制电弧长度在给定值而必须调制频率。更具体地，为了控制焊丝的熔化速率，不得不极大改变脉冲频率，由此导致熔滴过渡的规则性被打乱。因此，当焊条和基底金属之间的距离在偏离标准条件的约±5mm内变化时，难于保持稳定电弧。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种脉冲电弧焊方法，其中当使用主要由二氧化碳气体构成的保护气时，熔滴和电弧分别减小了偏离的程度和尺寸，熔滴的释放时机选择和释放方向分别基本上保持完全恒定，同时，可以实现熔滴过渡，其中一个脉冲群-一个熔滴过渡被保持非常高，并且其中可以显著降低飞溅和烟雾产生率。

本发明的另一个目的是提供一种脉冲电弧焊方法，其中即使改变焊条和基底金属之间的距离，也可以通过控制脉冲参数在不打乱一个脉冲群-一个熔滴过渡的范围内而将电弧长度控制在给定值。

根据本发明，提供一种脉冲电弧焊方法，其中使用二氧化碳气体或主要由二氧化碳气体构成的混合气体作为保护气，连续产生30到100Hz的低频脉冲的同时，将脉冲频率为500到2000Hz的高频脉冲迭加在所述低频脉冲上，并且满足下列焊接参数条件(a)到(h)：

(a)平均峰值电流IP_平均＝300到700A；

(b)平均基值电流IB_平均＝50到300A；

(c)脉冲峰值时间T_p＝3到25ms；

(d)基值时间T_b＝5到30ms；

(e)低频脉冲的脉冲频率F_低＝30到100Hz；

(f)高频脉冲的脉冲频率F_高＝500到2000Hz；

(g)高频脉冲在峰值时间的电流振幅IP_a＝50到600A；以及

(h)高频脉冲在基值时间的电流振幅IB_a＝20到200A。

在本发明的实践中，优选进一步满足下列焊接参数条件(i)到(m)：

(i)平均峰值电流IP_平均＝400到600A；

(j)脉冲峰值时间T_p＝5到15ms；

(k)基值时间T_b＝5到15ms；

(1)低频脉冲的脉冲频率F_低＝30到70Hz；以及

(m)高频脉冲的脉冲频率F_高＝800到1500Hz。

在本发明中，可以使用消耗电极焊丝，所述消耗电极焊丝由不大于0.1重量％的C、0.20至1.0重量％的Si、0.5至2.0重量％的Mn和总计为0.05至0.40重量％的Ti+Al+Zr，余量r Fe和不可避免的杂质制成。

此外，还可以使用在电极焊丝表面上没有电镀铜的消耗电极焊丝。

在根据本发明，其中使用单独的二氧化碳气体或主要由二氧化碳气体构成的混合气体的消耗电极型电弧焊中，可以以非常高的可再现方式实现一个脉冲群-一个熔滴过渡。与现有技术方法相比，可以在其上改善电弧焊的稳定性和熔滴的过渡规则性，并且可以显著降低飞溅和烟雾产生率。

如果焊条和基底金属之间的距离改变，则通过反馈电压和电流的变化从而在不打乱一个脉冲群-一个熔滴过渡的范围内适宜地控制低频脉冲的脉冲频率F_低、脉冲峰值时间(T_p)(脉冲宽度)和平均峰值电流IP_平均中的至少之一，可以容易使电弧长度保持在给定值。

附图说明

图1A到1D分别是表示熔滴过渡的形成以及箭头所示的相应脉冲电流的示意图；

图2是说明在本发明中所使用的各个焊接参数的定义的示意图；和

图3是说明如何进行脉冲电弧焊的示意图。

具体实施方式

具体描述本发明。图1A到1D分别示意性示出了熔滴过渡的形成以及相应的脉冲电流。脉冲电流如图2示意性所示那样，在基值时间T_b期间，基值电流IB通过，达到不产生电弧击穿的程度。在基值时间T_b过程中，电流振幅表示作IB_a，而平均基值电流表示作IB_平均。在峰值时间T_p，峰值电流IP通过，以便在释放熔滴过程中确保令人满意的电磁箍缩力以及在熔滴形成过程中稳定形成具有合适尺寸的熔滴。在峰值时间T_p，电流振幅表示为IP_a，而平均峰值电流表示为IP_平均。

图1A所示的熔滴是在预定脉冲周期内的熔滴释放之后在峰值时间T_p期间生长的熔滴。由于电流在基值时间T_b突然降低，因此上推力变弱，导致熔滴成形，使得如图1A具体所示那样下垂在焊丝尖端上。当进入脉冲峰值时间T_p时，熔滴因峰值电流流经焊丝所产生的电磁箍缩力而改变成图1B所示形状的同时，快速释放。释放之后，另一个熔滴在图1C的步骤中生长出来，然后进入基值时间T_b并在图1D步骤形成熔滴的同时，再返回到图1A的状态。

如图1A到1D具体所示那样，本发明涉及与低频脉冲同步的一个脉冲群-一个熔滴过渡形成。在本发明的实践中，重要的是将500到2000Hz的高频脉冲迭加在低频脉冲上。通过迭加，能够在脉冲峰值时间Tp和基值时间T_b向上推熔滴的电弧力变得不连续。当与不存在高频脉冲的情况进行比较时，上推力极大减小。而且，电弧刚性变得非常高，因此熔滴和电弧分别可能轴向对称。由于熔滴和电弧这两者都接近轴向对称，因此电流路径同样是轴向对称的，并且起着释放熔滴作用的电磁箍缩力也可能是轴向对称的。在这种条件下，熔滴的释放方向非常不可能偏离焊丝方向。因为电磁箍缩力是与电流的平方成比例的，因此相对于没有使用高频脉冲的情况，能够在峰值时间更早阶段释放熔滴，使得熔滴可以细颗粒化。因此，基于细颗粒化的熔滴，可以获得非常高再现性的一个脉冲群-一个熔滴过渡，并且可以显著降低飞溅和烟雾产生率。应当注意，此处施用的高频脉冲在矩形波或三角形波中都是有效的，即使矩形脉冲因电抗的影响而变形时，这种效果也不会丧失。

接着，说明限定各个脉冲参数的数值范围的原因。应当注意，各个脉冲参数都如图2所定义那样。

平均峰值电流IP _平均 ：300到700A

这个参数非常有助于在释放熔滴过程中确保满意的电磁箍缩力，而且还非常有助于在形成熔滴步骤时稳定形成合适尺寸的熔滴。如果平均峰值电流IP_平均小于300A，则电磁箍缩力变得如此之小，以致直到熔滴转变成庞大质量之后才释放出来，因而导致偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡。庞大质量的熔滴与基底金属的接触导致大量产生飞溅和烟雾。相反，如果平均峰值电流IP_平均超过700A，则将熔滴向上推的电弧力变得如此强，以致不仅难于释放规则的熔滴，而且由于在峰值时间熔体量的增加而导致一个脉冲群-n个熔滴过渡。此外，产生装置重量和成本增加的问题。应当注意，平均峰值电流IP_平均的优选范围为400至600A。

平均基值电流IB _平均 ：50到300A

在熔滴成形过程中，这个参数非常有助于在不导致电弧击穿的情况下稳定成形或修整熔滴。如果平均基值电流小于50A，则易于产生电弧击穿和短路。当平均基值电流IB_平均超过300A时，有助于熔滴形成的电弧力变得很大并且在基值时间T_b的熔体变得如此过量，以致所得熔滴波动并且不可能进行稳定的熔滴形成。

脉冲峰值时间T _p (脉冲宽度)：3到25ms

类似于平均峰值电流IP_平均，这个参数非常有助于在释放熔滴过程中确保满意的电磁箍缩力，而且还非常有助于在形成熔滴步骤时稳定形成合适尺寸的熔滴。如果脉冲峰值时间T_p小于3ms，则熔滴不可能释放以及不能满意地生长，导致n个脉冲群-一个熔滴过渡，从而打乱了熔滴过渡的规则性。另一方面，当脉冲峰值时间超过25ms时，熔滴释放之后形成的熔滴过量生长，从而打乱了熔滴过渡的规则性，由此导致大量产生飞溅和烟雾。应当注意，优选的脉冲峰值时间T_p在5到15ms范围内。

基值时间T _b ：5到30ms

类似于IB_平均，在熔滴成形过程中，这个参数非常有助于在没有电弧击穿的情况下稳定形成熔滴。如果基值时间T_b小于5ms，则熔滴不能以满意的方式成形，由此导致熔滴释放方向的变化。另一方面，当基值时间T_b超过30ms时，熔体量在基值时间T_b时变得过量，因此在熔滴和熔池之间易于发生短路，由此打乱了熔滴过渡的规则性。因此，应当注意，优选基值时间Tb为5到15ms。

低频脉冲的脉冲频率F _低 ：30到100Hz

这个参数非常有助于每个脉冲的熔滴尺寸以及脉冲和熔滴过渡的同步率。如果低频脉冲的脉冲频率F_低小于30Hz，则每单位脉冲群的熔滴在尺寸上变得太大，因而在熔滴和熔滴池之间容易发生短路。另一方面，当低频的脉冲频率F_低超过100Hz时，不能实现一个脉冲群-一个熔滴过渡，导致熔滴过渡形成不能与脉冲同步。应当注意，F_低的优选范围是在30到70Hz。

高频脉冲的脉冲频率F _高 ：500到2000Hz

这个参数极大有助于在脉冲峰值时间T_p和基值时间T_b期间减小起向上推熔滴作用的电弧力，而且极大有助于电弧的刚性。如果高频脉冲的脉冲频率F_高小于500Hz，则预期没有减小电弧力的作用，在这种情况下，熔滴振动变得如此大，以致熔滴不能稳定生长和成形。当高频脉冲的脉冲频率F_高超过2000Hz时，应用高频脉冲的效果减小很多，以致电弧的上推力增加，导致熔滴和电弧不可能有轴向对称。应当注意，F_高的优选范围在800到1500Hz。

高频脉冲在峰值时间T _p 的电流振幅IP _a ：50到600A

这个参数极大有助于减小在脉冲峰值时间T_p期间起向上推熔滴作用的电弧力，而且极大有助于电弧的刚性。如果高频脉冲在峰值时间T_p的电流振幅I_p小于50A，则预期没有应用高频脉冲的效果，不能获得减小电弧力的作用，并且电弧的刚性弱。另一方面，当在峰值时间T_p的电流振幅I_p超过600A时，电弧力变化很大，以致熔滴难于进行稳定生长，而且电磁箍缩力变得太强，由此导致由熔滴和熔池大量产生细小飞溅。

高频脉冲在基值时间T _b 的电流振幅IB _a ：20到200A

这个参数极大有助于在脉冲基值时间T_b期间减小起向上推熔滴作用的电弧力，而且极大有助于电弧的刚性，尤其电弧击穿的发生频率。如果高频脉冲在基值时间T_b的电流振幅IB_a小于20A，则预期没有应用高频脉冲的效果，不能获得减小电弧力的效果，并且电弧刚性很小，以致经常出现电弧击穿。另一方面，当电流振幅超过200A时，电弧力改变太大，因而导致难于稳定熔滴的成形。

接着，解释消耗电极焊丝的组成。在本发明的脉冲电弧焊中，焊丝组成不是关键的。优选组成是下面描述的组成。更具体地，消耗电极焊丝的组成包括：不大于0.1重量％的C、0.20至1.0重量％的S、0.50至2.0重量％的Mn、0.05至0.40重量％的Ti+Al+Zr，以及余量是Fe和不可避免的杂质。下面描述上述组成范围的原因。

C：0.10重量％或更低

C是确保焊接金属强度的重要元素。当该含量超过0.10重量％时，所得熔滴和熔池显著地变形并且振动，导致飞溅和烟雾量增加。因此，C含量不高于0.10重量％。

Si：0.20到1.0重量％

Si对于用作脱氧剂，需要至少0.20重量％。如果Si含量小于0.20重量％，则熔滴粘度变得很小，以致熔滴因电弧力而不规则变形，导致飞溅和烟雾量增加。另一方面，当Si超过1.0重量％时，熔渣量增加，并且熔滴粘度变得太大，这样可能导致在一些情况下偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡。因此，Si含量范围为0.20到1.0重量％。

Mn：0.50到2.0重量％

Mn与Si一样，是作为脱氧剂的重要元素，并且应当至少为0.50重量％。如果Mn小于0.50重量％，则熔滴粘度变得很小，以致熔滴因电弧力而导致不规则变形，由此增加飞溅和烟雾。另一方面，当Mn超过2.0重量％时，焊丝拉丝性在制备焊丝时降低，并且熔滴粘度变得太大，这样可能导致在一些情况下偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡。因此，Mn含量范围为0.50到2.0重量％。

Ti+Al+Zr：0.05到0.40重量％

Ti，Al和Zr是用作脱氧剂和用于确保焊接金属强度的重要元素。在这个方法中，加入这些元素，以使熔滴粘度最优化并产生抑制不稳定行为的作用。如果Ti+Al+Zr的含量小于0.05重量％，则如上所述这样的作用变差，增加了小尺寸飞溅的量。另一方面，如果Ti+Al+Zr的含量超过0.40重量％，则熔渣的可分离性以及焊接金属的韧性降低，并且熔滴粘度变得如此高，以致过渡偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡，导致增加飞溅和烟雾。因此，Ti+Al+Zr的总量范围为0.05到0.40重量％。

在本发明的脉冲电弧焊方法中，消耗电极焊丝应当优选其中焊丝表面没有电镀铜的消耗电极焊丝。焊丝表面没有电镀铜能够使在熔滴的收缩部分处的表面张力降低，这样，熔滴能够借助电磁箍缩力从焊丝上释放出来。因此，可以实现非常高可再现性的熔滴过渡。

作为本发明的脉冲电弧焊方法先决条件的基本焊接条件包括：焊丝直径＝0.6到1.6mm；被焊接材料＝铁材料；焊条和基底金属之间的距离＝10到45mm，但是并不限制于这些条件。虽然焊接速度不是关键的，但是推荐使用20至100cm/分钟的焊接速度。

本发明通过实施例更具体描述，以证明本发明的效果。下面解释试验结果，这些试验包括在本发明范围的实施例以及在本发明范围之外的比较例。

[实施例1]

使用下面示出的焊接条件以及表1所示的脉冲参数值，脉冲电弧焊使用二氧化碳气体作为保护气进行，以测量飞溅产生率。更具体地，如图3所示，焊接基底金属1夹在一对铜收集箱2之间，方式是相应收集箱的开口相对于基底金属1处于面对面的关系，在这样的条件下，通过使用由焊炬3供给的焊丝条进行电弧焊，以在铜收集箱2之内收集飞溅。烟雾产生率根据JIS Z3930中描述的方法测量。

焊丝：JIS Z3312直径为1.2mm的YGW 11

二氧化碳气体：CO₂

试验板：SM490A

焊条和基底金属之间的距离：25mm

焊接速度：40cm/分钟

下表1中示出飞溅和烟雾产生率的测量结果。应当注意，在表1中，评价以这样的方式进行：其中飞溅产生率为4.0g/分钟或更低并且烟雾产生率为400mg/分钟的那些实施例或比较例评定为良好(○)，其中飞溅产生率超过4.0g/分钟或烟雾产生率超过400mg/分钟的那些实施例或比较例评定为差(X)。

表1

从表1明显的是，对于本发明方面所限定的焊接参数，实施例1到19都在本发明范围内。在这些实施例中，在所有情况下，飞溅量都小于4.0g/分钟，而烟雾量都小于400mg/分钟。

相反，比较例20到35在本发明范围之外，并且它们所有评价都为差。这在下面具体描述。在IP_平均小于本发明限定下限的比较例20中，熔滴以庞大质量形成并且不能释放，由此导致偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡，并且增加因不规则短路导致的飞溅。比较例21是这样的，即，IP_平均超过本发明的上限，因而起向上推熔滴作用的电弧力在峰值时间变得太高，使得难于实现规则熔滴过渡，由此导致飞溅量增加。在IB_平均小于本发明下限的比较例22中，容易出现电弧击穿和短路，导致飞溅量增加。在IB_平均超过上限的比较例23中，在基值时间难于稳定形成熔滴，因而熔滴在峰值时间施加之前振动和变形。这必然伴有熔滴过渡的不规则性，由此增加飞溅。在T_p低于下限的比较例24中，熔滴的释放和生长变得令人不满意，这导致了n-个脉冲群-一个熔滴过渡，由此增加了飞溅。在T_p高于上限的比较例25中，不仅熔滴释放之后的下一个熔滴过量生长，而且易于发生一个脉冲群-n个熔滴过渡，其中熔滴过渡在脉冲峰值时间的后半部分再次重复，由此增加飞溅。在T_b低于下限的比较例26中，熔滴在基值时间期间不能满意地成形，因而熔滴的释放方向偏离焊丝方向，由此增加飞溅。在T_b超过上限的比较例27中，在基值时间的熔体过量形成，由此易于在基值时间期间产生短路。在F_低低于下限的比较例28中，每一个脉冲的熔滴在尺寸上变得太大，在这种情况下，不规则的短路易于通过熔滴和熔池之间的接触产生，由此增加飞溅。在F_低超过上限的比较例29中，不能一个脉冲群-一个熔滴过渡，由此增加飞溅。在F_高低于下限的比较例30中，所得熔滴振动很大，由此难于稳定生长并形成熔滴，由此增加飞溅。在F_高超过上限的比较例31中，即使施加高频脉冲，上推力也增加，在这种情况下，熔滴不规则性增加，导致飞溅增加。在IP_a低于下限的比较例32中，没有获得应用高频脉冲的效果。因此，在峰值时间的熔滴不规则振动并变形，由此增加飞溅。在IP_a超过上限的比较例33中，影响在峰值时间的熔滴的电弧力变化过大，使得熔滴难于稳定生长。在IB_a低于下限的比较例34中，没有获得应用高频脉冲的效果，由此在基值时间的熔滴不规则振动并变形，由此增加飞溅。在IB_a超过上限的比较例35中，对在基值时间的熔滴起作用的电弧力变化很大，由此熔滴难于稳定成形，因而增加飞溅。

[比较例2]

使用下列焊接条件、具有表2所示的组成的消耗电极焊丝以及二氧化碳气体作为保护气，进行脉冲电弧焊，并解释飞溅和烟雾产生率的测量结果。飞溅收集方法以及烟雾量的测量方法分别如前面所述。在表2中，以这样的方式进行评价：飞溅产生率为2.5g/分钟或更低以及烟雾产生率为350mg/分钟或更低的那些实施例或比较例被评定为良好(○)，飞溅产生速率超过2.5g/分钟或烟雾产生速率超过350mg/分钟的那些实施例或比较例被评定为差(X)。

焊丝尺寸：1.2mm直径

二氧化碳气体：CO₂

试验板：SM490A

焊条和基底金属之间的距离：25mm

焊炬的前进角：30°

焊接速度：40cm/分钟

焊丝供给速度：15.5m/分钟

IP_平均：500A

IB_平均：200A

T_p：9ms

T_b：10ms

F_低：50Hz

F_高：1000Hz

IP_a：300A

IB_a：100A

表2

在表2中的实施例36到46使用满足在本发明一个方面中所限定的需求的消耗电极焊丝，在这种情况下，以令人满意的方式进行焊接，飞溅和烟雾量分别低。尤其是，实施例36和37之间、实施例39和40之间以及实施例43和44之间的比较表明，当分别使用具有相似组成的焊丝时，就飞溅量而论，没有进行镀铜的情况要小。可见，没有镀铜使得表面张力在熔滴的收缩部分被降低，因此允许熔滴更易于因电磁箍缩力而从焊丝上释放出来。因此，能够获得非常高再现性的熔滴过渡，并且可以进一步减小飞溅量。

在另一方面，对于消耗电极焊丝的组成，比较例47到56都在本发明一个方面所限定的发明范围之外，其中飞溅和烟雾量都较大。更具体地，比较例47是这样的，由于焊丝中的C超过本发明的上限，导致熔滴和熔池变形并剧烈振动，由此增加飞溅。在比较例48中，因为焊丝中的Si低于下限，因此熔滴在粘度上变得很低，导致熔滴因电弧力而不规则变形，由此增加飞溅。在比较例49，50中，Si含量超过上限，因而所得熔滴在粘度上变得太高，导致偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡，并增加飞溅。在焊丝中Mn低于下限的比较例51中，所得熔滴的粘度变得很低，导致熔滴由于电弧力而不规则变形，由此增加飞溅。在焊丝中的Mn超过上限的比较例52、53中，所得熔滴在粘度上变得太高，由此导致偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡并增加飞溅。在焊丝中的Ti+Al+Zr低于下限的比较例54、55中，熔滴由于电弧力而不规则变形，由此增加飞溅。在焊丝中的Ti+Al+Zr超过上限的比较例56中，熔滴在粘度上变得太高，导致偏离一个脉冲群-一个熔滴过渡并且增加飞溅。

应当注意，在实施例2(表3)中被评价为“○”的条件比在实施例1(表1)中的条件苛刻。更具体地，表2中的实施例样品都是满足更优选条件的样品。可见，用于在本发明的脉冲电弧焊方法中的焊丝组成的条件表示能够产生优选焊丝即优选选择的那些条件。

Claims (4)

1.一种脉冲电弧焊方法，其中使用二氧化碳气体或主要由二氧化碳气体构成的混合气体作为保护气，连续产生30到100Hz的低频脉冲的同时，将脉冲频率为500到2000Hz的高频脉冲迭加在所述低频脉冲上，并且满足下列焊接参数条件(a)到(h)：

(a)平均峰值电流IP_平均＝300到700A；

(b)平均基值电流IB_平均＝50到300A；

(c)脉冲峰值时间T_p＝3到25ms；

(d)基值时间T_b＝5到30ms；

(e)低频脉冲的脉冲频率F_低＝30到100Hz；

(f)高频脉冲的脉冲频率F_高＝500到2000Hz；

(g)高频脉冲在峰值时间的电流振幅IP_a＝50到600A；以及

(h)高频脉冲在基值时间的电流振幅IB_a＝20到200A。

2.根据权利要求1的脉冲电弧焊方法，其中满足下列焊接参数条件(i)到(m)：

(i)平均峰值电流IP_平均＝400到600A；

(j)脉冲峰值时间T_p＝5到15ms；

(k)基值时间T_b＝5到15ms；

(1)低频脉冲的脉冲频率F_低＝30到70Hz；以及

(m)高频脉冲的脉冲频率F_高＝800到1500Hz。

3.根据权利要求1的脉冲电弧焊方法，其中所使用的消耗电极焊丝由不大于0.1重量％的C、0.20至1.0重量％的Si、0.50至2.0重量％的Mn和总计为0.05至0.40重量％的Ti+Al+Zr，余量的Fe和不可避免的杂质制成。

4.根据权利要求1的脉冲电弧焊方法，其中所使用的消耗电极焊丝的表面未用铜电镀。

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