目前，各行業中所使用的鋁、鎂合金構件，大都需要采用焊接工藝進行加工。如各種型號的鋁合金火箭筒體的焊接；宇宙飛船鋁合金殼體的焊接；輕型坦克的鋁合金輪轂及炮塔焊接；航天飛機鋁合金油箱焊接；大型鋁合金儲罐、鋁合金壓力容器的焊接等。焊接加工成為鋁、鎂合金加工制造行業中最重要的環節之一。

鋁、鎂合金的焊接采用的方法經歷了直流鎢極接負TIG焊（DCEN）、直流鎢極接正TIG焊（DCEP）以及交流TIG焊等工藝；同時新出現的工藝有：穿孔等離子弧（VPPA）立焊、真空電子束（EBW）、PMIG、ACMIG、攪拌摩擦焊和激光（LBW）等。而交流TIG焊以其“成本適中、焊接質量好、使用方便、操作簡單”的優勢，被廣泛采用，在鋁鎂合金焊接領域中，應用最為普遍。

時代的WSE系列焊機共包括：WSE-160、WSE-250、WSE-315及WSE-500等4款機型。該焊機自從2001年進入市場以來，不斷以新焊接工藝要求為動力，經過持續的技術改進、產品升級，經受住了市場的嚴格考驗，得到了用戶的好評。該焊機的主要特色為：

1. 一機多能，具有手弧焊、直流氬弧、直流脈沖氬弧、直流氬弧點焊及交流氬弧5種焊接功能，每種焊接功能都具有優異的性能品質，完全可以與相應的功能專機相媲美。如手工焊，可調參數包括焊接電流、引弧電流、推力電流、引弧時間等，此外還有電壓顯示。

2. 焊接參數的存儲、調用功能。

3. 腳踏遙控功能。

4. 雙機雙面同步焊功能。

5. 加長線、重載大規范焊接。

6. 高引弧成功率、高電弧穩定性和高焊接質量等。

該焊機在通用領域已經得到了廣泛的應用，本文重點介紹該焊機在鋁、鎂自行車行業、大型空分設備行業以及大型換熱器行業中的應用。

WSE焊機在鋁、鎂合金自行車焊接行業中的應用

自行車從金屬材料方面來看，主要有鋼結構、鋁合金結構及鎂合金結構等幾種類型。目前，鋼結構自行車的焊接工藝主要采用直流鎢極氬弧連續焊的焊接工藝，一般的直流氬弧焊機都能滿足其工藝要求。時代公司的WS、WSM系列焊機大量應用于這方面的焊接。

鋁合金結構自行車的焊接工藝主要采用交流氬弧腳踏遙控連續焊的焊接工藝。該工藝的主要特點是焊接電流可以隨時任意用腳調節，靈活地控制母材的熱輸入量，可實現對不同母材厚度、不同方位的同一條焊縫實現連續完整焊接，有效地減少了焊縫接頭的數量，降低了結構件的變形程度，從而使焊接質量得到了很大的提高。該焊接工藝對焊接電源的主要要求是除了要具有優良的通用性能指標、引弧成功率和較好的電弧穩定性、高可靠性以外，還必須要求具有腳踏遙控功能。時代WSE焊機設有專門的腳踏遙控控制接口，并配有專門的腳踏遙控器。控制器外型美觀，回程角度合適、力度適中，腳踏面板采用螺紋設計、腳感舒適，使用壽命高達100萬次，并且具有最大最小電流限制功能等。腳踏控制器與焊機的接口簡單方便（如圖1所示），線纜A為腳踏控制器的開關線纜與焊機的焊槍開關插座相連，線纜B為腳踏控制器的控制線纜與焊機后面板上的遙控插座相連。具有腳踏遙控功能的時代WSE焊機，在自行車行業中得到了廣泛的應用。

圖1 腳踏遙控器與焊機的連接示意圖

與鋁合金相比，鎂合金具有相同的強韌性和更低的比重（密度），所以近幾年來，鎂合金自行車行業得到了大力的發展，成為了自行車家族中的又一重要成員。由于鎂合金的導熱系數小，熔點、沸點低，極易自燃，所以鎂合金比鋁合金更難焊接，焊接的工藝過程更加復雜。目前，鎂合金自行車的焊接工藝主要有兩種：一種是交流氬弧腳踏斷續焊，一種是交流氬弧柔性電弧連續焊。

腳踏斷續焊是從鋁合金的腳踏連續焊演變而來的，其工藝特點是要有高頻率的起停電弧，快速的增加、衰減電流。為此，我們在原有的腳踏遙控的基礎上，作了進一步的改進升級，專門設計了“腳踏斷續焊”功能。升級了焊機的軟件程序，增加了一種操作方式（腳踏斷續焊操作方式），可實現“腳控交流脈沖”功能，交流脈沖頻率可由腳任意調解，基值電流可以降到10A，從而維持電弧不滅，避免了再次高頻起弧，電流的增加、衰減速度極快，可在20ms內完成。

柔性電弧連續焊實質上是對電弧的挺度控制，其工藝特點是電弧要柔和、平穩，沖擊、抖動小，從而有效地控制熔融狀態下的液態鎂合金不出現爆破現象，提高焊接質量，保證人身安全。時代的WSE焊機具有一套獨特的電流波形控制算法，可有效地控制電流波形，實現準方波電流的輸出。圖2是焊接電流為150A的實測電流波形。目前，時代的WSE-315已在幾家鎂合金自行車廠得到了廣泛、大量的使用。

圖2 電流為150A時的準方波電流波形

WSE焊機在大型鋁制空分設備等行業中的應用

大型空分裝置分餾塔內鋁制容器、大型鋁制管道等的焊接工作量大，質量要求嚴格，目前普遍采用一種叫做“雙人雙機雙面同步ACTIG立焊”的新型焊接工藝（如圖3所示）。正面焊縫處于工件外側， 持主槍進行焊接， 焊絲緊貼工件填入熔池；反面焊縫在工件內側， 持副槍進行焊接， 一般不填焊絲。主副焊槍與工件的夾角保持70~80為宜， 利用電弧作用力和氬氣吹力形成一個向上的托力， 并與熔池的表面張力共同對熔池起著支承作用， 從而防止了熔池金屬下淌，獲得的焊縫質量良好。該工藝的操作要點為：不論工件外形如何， 待焊部位必須處于垂直位置狀態；主副焊槍要同時施焊， 主槍在前， 副槍在后， 其焊速根據主槍的移動速度變化而改變，嚴格要求兩槍的間距始終保持為一個熔池長度左右；接口間隙較大， 其最佳值保持與使用的焊絲直徑相等或稍大一些。優點是焊縫中氣孔率很低、夾渣極少、焊漏或未焊透缺陷少、變形小，焊接質量高；不需開坡口、清焊根，工藝裝置簡單、裝配勞動強度低，提高了生產效率；工序大量減少，廠房、設備及人力等方面的利用率高，節能節電、輔助設備投資少，節約了成本。

圖3 雙人雙機雙面同步ACTIG立焊

與該工藝配套的交流氬弧焊接電源主要有兩大類：一類是變壓器式的單相交流機，其交流輸出頻率與電網頻率一致；一類是可控整流或逆變式的先進電子設備，其交流輸出頻率、占空比獨立可調。無論哪類電源，該工藝的核心要求都是焊接過程中2臺焊機的輸出電流要穩定，避免爭流或分流的現象發生，從而保證電弧的穩定性。雙焊機電氣原理如圖4所示，即雙機雙面交流氬弧對頭焊工藝要求2臺焊機的輸出電流頻率、占空比及相位一致。對于變壓器式的交流機，可通過簡單的改變輸入電纜的接線順序實現該要求。而對于逆變式或可控整流式焊接電源而言，則必須作特殊的設計才行。

圖4 雙焊機電氣原理

時代的WSE焊機設有專門的“同步通信控制接口”，通過通信電纜，2臺焊機可方便地實現雙機相位同步功能。其主要的技術特點是：

1. 焊機的硬件上無主機、從機之分，具有該通信接口的任意2臺焊機即可配對工作，焊接時先起弧、先有電流的焊機為主機，后起弧的焊機為從機。從機的輸出電流除了幅值大小為自身設定值以外，其輸出頻率、占空比、相位極性與主機保持一致（誤差在150μs左右，可完全滿足焊接工藝的要求）。此外，在焊接過程中一旦主機滅弧停焊（比如換焊絲），則從機自動變為主機，以自己的頻率、占空比等輸出，而原來的主機則自動變為從機。自潤滑軸承

2. 雙機之間通信協議簡捷、高效，硬件電路新穎獨特，抗干擾性極強，雙機之間即使在高頻引弧階段也彼此互不干擾，保證了焊機的高可靠性。

3. 使用方便，只需用一個專用的控制線纜將2臺焊機連起來即可，即插即用，焊接參數可根據實際使用要求獨立設定。圖5為雙機實測輸出電流波形，圖6為現場雙焊機的應用照片，圖7為現場雙機雙面焊接和所焊工件實物照片。

圖5 雙機實測輸出電流波形

圖6 雙焊機應用照片

圖7 雙機雙面實際焊接及所焊工件

WSE焊機在大型換熱器行業中的應用

目前在飛機、中央空調以及冷藏庫等行業中大量的使用了鋁合金換熱器，這些換熱器普遍的特點是工件龐大，長距離、高空焊接作業。所以，要求焊機必須具有高負載持續率和大加長線的焊接功能。時代的WSE-500焊機在環境溫度高達40℃時，仍具有500A/60%以上的高負載持續率，并且能達到實際420A左右連續焊的焊接工藝要求。在焊槍線、地線電纜都加長到30m，單線纜盤繞打圈后并套在鐵柱（等效電感在100~180uH左右）上時，仍能保證焊接電流穩定輸出，電弧穩定。也就是說，在正常的應用中（一般焊機對加長線的使用要求是，線可適當加長，但不能盤圈），時代WSE-500焊機的加長線可加長到50m左右，還能保證正常的焊接應用。圖8是時代WSE-500焊機大規范、加長線的使用情況。

圖8 時代WSE-500焊機大規范、加長線的現場使用

      時代的WSE系列焊機經過多年的持續技術改進、功能升級和完善，在鋁鎂合金等輕金屬焊接行業中得到了廣泛應用，經受住了市場的嚴格考驗，得到了用戶的好評。除了在通用領域的大量應用外，在鋁、鎂合金自行車行業、大型空分鋁制設備行業以及大型鋁制換熱器等特殊應用行業也得到了廣泛、大量的應用。