熱絲TIG焊是于1956年在傳統(tǒng)TIG焊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的焊接工藝，其基本原理就是在焊絲送進(jìn)熔池之前，對焊絲進(jìn)行加熱使其達(dá)到一定的預(yù)熱溫度，最終實(shí)現(xiàn)高速高效焊接的目的。

焊絲經(jīng)過余熱表面得以凈化以及余熱電流對熔池的攪拌作用、預(yù)熱電流的磁場作用可以改變焊接電弧的形態(tài)等多種因素的共同作用，使得焊縫質(zhì)量更為優(yōu)良。從焊縫熱輸入量的角度看，焊絲預(yù)熱的能量和焊接電弧的能量分別獨(dú)立控制，焊接熔敷速度的提高與焊縫熱輸入量的增加沒有直接的關(guān)系，即在不提高熱輸入的條件下，提高焊接熔敷速度，使焊絲熔化速度增加。在相同電流的情況下，焊接速度可提高一倍以上。

同TIG 焊相比，熱絲TIG 焊明顯地提高了熔敷速度、焊接速度，適合于焊接中等厚度的焊接結(jié)構(gòu)，同時又具有TIG焊高質(zhì)量焊縫的特點(diǎn)。同MIG焊相比，其熔敷速度相差不大，但是熱絲TIG 焊的送絲速度獨(dú)立于焊接電流，因此能夠更好地控制焊縫成形，對于開坡口的焊縫，其側(cè)壁熔合性比MIG 焊好得多。

圍繞著焊絲的加熱方法及進(jìn)一步提高其熔敷效率和擴(kuò)大其適用范圍，已開發(fā)出許多具體的熱絲TIG焊方法，主要分類如圖1所示

▲ 圖1 熱絲TIG焊方法的主要分類

國內(nèi)外現(xiàn)有的熱絲TIG焊接都是在焊絲上通過一定電流, 利用焊絲自身電阻產(chǎn)熱來預(yù)

熱焊絲。這種方法存在一些不足之處,

一是焊絲的溫度不易控制, 影響焊接效率和焊縫的質(zhì)量;

二是在工件和焊絲之間存在一條與焊接主回路相鄰的熱絲電流回路,焊接電弧受到該回路磁場洛侖茲力的作用而偏離原來的方向, 產(chǎn)生磁偏吹, 對焊縫形狀和電弧的準(zhǔn)確定位產(chǎn)生不利的影響, 磁偏吹嚴(yán)重時甚至不能焊接;

三是, 對A l及鋁合金這一類電阻率較低的焊絲, 電阻加熱效率低, 焊絲很難達(dá)到合適的溫度, 所以到目前為止, 傳統(tǒng)熱絲TIG焊還不適合A l、Cu等合金的焊接。

與傳統(tǒng)熱絲T IG 焊接相比, 高頻感應(yīng)加熱熱絲TIG焊有如下特點(diǎn)。

( 1) 熱絲效率高, 加熱速度快。

( 2) 適用于各種金屬材質(zhì)的焊絲, 特別是低電阻率焊絲的加熱。

( 3) 沒有旁路電流磁場干擾, 消除了磁偏吹現(xiàn)象。

( 4) 通過對高頻輸出電流的控制可以精確地控制焊絲的溫度, 通過改變輸出振蕩頻率, 利用高頻感應(yīng)集膚效應(yīng), 可以控制感應(yīng)加熱的深度。

▲熱絲TIG堆焊

采用TIG電弧為加熱源，對即將進(jìn)入熔池的焊絲進(jìn)行直接加熱，原理如圖2所示

▲ 圖2 電弧熱絲原理圖

影響焊絲溫度的主要因素有熱絲電弧電流I，送絲速度V，焊絲的表面散熱Qf，焊接電弧對焊絲的輻射傳熱Qt。其中，前兩項(xiàng)是主要影響因素。Qt的影響在無熱絲焊接的情況下依然存在，因此在對比時可略去而Qf可以歸于考慮電弧的有效加熱效果η。

2 熱絲電弧電流和送絲速度的影響

圖3為測量原理圖，利用儲能點(diǎn)焊將熱電偶焊在焊絲上并裝卡在工作臺上。焊槍在電機(jī)的帶動下，以一定的速度運(yùn)動模擬焊絲送入。有熱電偶產(chǎn)生的電信接入多路測溫設(shè)備，再將其得到的數(shù)據(jù)傳入電腦用以存儲、分析。

▲ 圖3 測溫系統(tǒng)原理圖

由圖4 可看出，溫度在某一時刻陡升，之后緩慢下降。移動熱源溫度場［4］熱源處溫度最高，因此可認(rèn)為曲線的最高點(diǎn)是電弧經(jīng)過熱電偶時的溫度，而焊絲送入熔池時的溫度結(jié)合送絲速度、電弧加熱處與熔池距離利用插值得出。

▲ 圖4 送絲速度為4000m/min 時溫度記錄圖

▲ 圖5 溫度與熱絲電流、送絲速度的變化關(guān)系

由圖5 可以看出，在送絲速度一定時，溫升隨電流呈線性增加，其斜率由加熱效率η 決定；而當(dāng)熱絲電弧電流一定時，溫升隨送絲速度呈雙曲線規(guī)律減小，雙曲線的形狀由加熱效率η 決定。由曲線斜率可計(jì)算出不同送絲速度的熱絲加熱效率η。

3 結(jié)論

（1） 電弧熱絲法焊絲的溫升與熱絲電弧電流呈線性關(guān)系，與送絲速度成反比。

（2） 電弧熱絲TIG 焊能夠大幅度提高TIG 焊的效率。