TIG焊汇总

氩弧焊

氩弧焊

氩弧焊是利用氩气作为保护介质的一种电弧焊方法。

氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学反应使被焊金属氧化，亦不溶解于液态金属。因此，可以避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。

氩弧焊时，由于氩气的电离势较高，故引弧较困难，为此常借用高频振荡器产生高频高压电来引弧。由于氩气的散热能力较低，因而一旦引燃后，就能较稳定地燃烧。

氩弧焊按所用的电极不同分为两种：非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。

（一）非熔化极氩弧焊（TIG焊）

非熔化极氩弧焊时，电极只起发射电子、产生电弧的作用，电极本身不熔化，常采用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极，所以又叫钨极氩弧焊。焊接过程可以用手工进行，也可以自动进行。其过程如图2-13（a）所示。

图3-1钨极氩弧焊原理示意图

焊接时，在钨极与工件间产生电弧，填充金属从一侧送入，在电弧热的作用下，填充金属与工件熔融在一起形成焊缝。为了防止电极的熔化和烧损，焊接电流不能过大，因此，钨极氩弧焊通常适用于焊接4mm以下的薄板，如管子对接、管子与管板的连接。

（二）熔化极氩弧焊（MIG焊）

熔化极氩弧焊是利用金属焊丝作为电极，电弧产生在焊丝和工件之间，焊丝不断送进并熔化过渡到焊缝中去。因此熔化极氩弧焊所用焊接电流可大大提高，适用于中、厚板的焊接，如化工容器筒体的焊接。焊接过程可采用自动或半自动方式，如图2-13（b）所示。

熔化极氩弧焊时的金属熔滴过渡，主要是喷射过渡的形式。喷射过渡的特点是在焊接电压较高、焊接电流超过某临界值时，熔滴呈雾状的细滴沿焊丝轴向高速射入溶池。喷射过渡时不发生短路现象，电弧燃烧非常稳定，飞溅现象消失，焊缝成形好，熔透深度增加，所以溶化极氩弧焊主要用于焊接厚度为3mm以上的金属。

由于氩气比较稀缺，使得氩弧焊的焊接成本较高。故目前主要用来焊接易氧化的有色金属（如铝、镁及其合金）、稀有金属（如钼、钛及其合金）、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢（如不锈钢、耐热钢）。

近三十年来，发展了钨极、熔化极脉冲氩弧焊，使之扩大了氩弧焊的应用范围。脉冲氩弧焊是采用可控的脉冲电流代替连续电流，通过调节规范参数能控制电弧能量，便于精确控制熔池体积、焊缝熔深及溶滴过渡等，因而可以焊接薄板或超薄板构件。如直流脉冲TIG焊可焊小至0.1mm 的薄板。

TIG焊机选购指南

1.TIG焊接（Tungsten Inert Gas）

TIG焊接是在氩气等惰性气体环境下，使钨电极和母材间产生电弧，使母材以及添加焊材熔融、焊接的方法。

(1),(2),(3)。

（注）钨电极直径和公差电流

钨电极即便是相同的电极直径，根据使用在不同的焊接电源上（直流、交流；直流时的极性、脉冲控制的有无）、交流TIG焊接时清洁宽度调整等，公差电流不同。如果不使用样本、使用说明书中要求的公差电流，钨电极过热会导致融化、引弧不良、电弧不稳定等问题的发生。

适用材质：

低碳钢、Al、SUS、铜及铜合金、钛、镁等

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数字化焊接技术的发展趋势判断和需求分析

? 先进制造技术的一个重要发展趋势是工艺设计从经验判断走向定量分析，其方法就是将数值模拟

技术与物理模拟和人工智能技术相结合，确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工质量，使生产过程从“理论-实验-生产”转变为“理论-计算机模拟-生产”。

随着人工智能技术、计算机视觉技术、数字化信息处理技术、机器人技术的溶入，促使弧焊技术向着焊接工艺高效化，焊接电源控制数字化、焊接质量智能化以及生产过程机器人化方向发展。本项申请课题即属于这一领域重要研究内容。

趋势判断和需求分析

2l 世纪制造业趋于全球化、网络化、集成化、虚拟化、异地化、数字化，计算机、信息技术的快速发展将促进制造领域逐渐与其融合，焊接作为制造领域中重要的材料加工和结构生产力，也正在与信息技术紧密结合，由于焊接过程的多变性和复杂性，利用数字化技术，使焊接设备从简单的机电产品变成一种精密加工仪器，将是焊接设备发展方向。

焊机的数字化包括两方面的内容。一是主电路的数字化，另一个是控制电路的数字化。

逆变技术的出现为焊机的主电路数字化提供了条件。焊接电源从模拟式焊机发展到逆变式焊机，实际上是完成了主电路从模拟到数字化的跨越。焊接电源主电路的数字化使得焊接电源至少在两方面的性能得到了提高：①焊接电源的功率损耗大大减少，使得焊接电源的效率达到90%以上。②随着工作频率的提高，回路输出电流的纹波更小，响应速度更快，因此焊机可以获得更好的动态响应特性。

早在70年代初逆变器已应用于中频加热领域。1982年瑞典ESAB 公司率先推出了晶闸管弧焊逆变器产品之后，美国的Lincoln 、Miller 、Powcon 公司，芬兰的Kemppi ，瑞士的EL TRON ，日本的大坂变压器公司等国际著名的焊接设备公司都相继推出了各自的弧焊逆变器产品。1981年在德国埃森举办的世界焊接与切割博览会上，首次展出了4个厂家的晶闸管式和晶体管式弧焊逆变器，主要用于焊条电弧焊、低压引弧式钨极氨弧焊和CO2气体保护焊，最大电流为350A 。到了1989年在同样的博览会上已有30多个厂家展出弧焊逆变器。除场效应管式、晶体管式弧焊逆变器以较大的比例增长之外，开始出现IGBT 式弧焊逆变器，最大容量500A ，其用途进一步扩展到等离子切割等领域。

1993年，在德国埃森国际焊接与切割博览会上，展出了各种规格和用途的弧焊逆变器，其应用范围包括手工电弧焊、TIG 焊、MIG/MAG 焊、C02焊等。容量在130-630A 之间，逆变频率为2-2OkHz 。其中，额定电流130A ，负载持续率35%的场效应管式强焊逆变器，重量仅有4Kg ，逆变频率为100-130KHz 。

据调查，到1996年日本日立公司IGBT 逆变焊机已占其生产的MIG/MAG 焊机的70%，占TIG 焊机的95%以上，占切割机的100%。IGBT 式逆变焊接电源将成为未来逆变焊机的发展方向。

在我国，弧焊逆变器的发展是十分快的，前景也十分可观，70年代末我国着手研制晶闸管式弧焊逆变器，80年代初取得初步成果。

20世纪90年代末奥地利Fronius 全数字化焊机进入中国市场，数字化焊机的发展引起了广泛的关注。与模拟控制系统相比，数字化弧焊电源具有以下显著特点：

①拓宽功能。电源外特性山软件灵活控制，容易实现一机多用，对于自动焊机，可以增加焊接参数预置、记忆与再现等功能。利用精确的数字控制，采用电子电抗器和波形控制等技术能实现高效气体保护焊，包括高速焊接和高熔敷率焊接。

②适应性强。利用计算机的存储功能和高速、高精度数字信号处理技术，可以使焊机向多功能化和智能化发展，便于在焊机中引入自适应控制、模糊控制、神经网络控制等现代控制方法，进行焊接参数的优化、焊接质量的控制等。

③操作性好。利用单片机及专用数字信号处理器的高速计算能力和丰富的外部接口与通讯能力，在引入模糊控制等智能控制技术的基础上可以实现简单的焊接参数一元化调整，实现逆变焊机的“傻瓜式”操作。

④易于开发。许多任务既能通过硬件、也能通过软件完成，可以用一台电源为基础，通过配合不同的控制箱，利用积木方式构成不同类型的焊机。焊接电源的开发周期短、成本也低。

⑤便于升级。同一类型的焊机，功能的改进可以只通过软件设计来实现，对现今技术更新特别快的时代，可以大大提高焊机的使用寿命和使用范围。在为焊接专机配套时，可以灵活改变焊机的性能，便于实现专机专配。

数字化焊接电源控制系统的研制开发将为系列化高档焊机生产奠定基础。同时，由于采用了数字化控制技术，焊接电源已不再是单纯的焊接能量提供源，还应具有数字操作系统平台、多特性适应调整、送丝驱动外设及接口、焊接参数动态自适应调整、过程稳定质量原评定、保护及自诊断提示以及远程网络监控、生产质量管理等功能，焊接电源的概念实际上已拓宽为焊接电源系统。因此，在学术水平和使用价值方面都具有重要意义。数字化焊机在国内的研究仅处于实验室阶段，但数字化焊机凭借无与伦比的强大优势，必将成为焊接设备的主流，是未来之星。

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焊接电源的基本要求

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焊接电源的基本要求 · 有适当的空载电压

焊接电源 空载电压，即加在电极与工件间的电压如高，有利于阴极发射电子和气体分子电离，使电弧引燃容易，燃烧稳定。若空载电压太高，对焊工操作时安全不利。焊接电源常取以下范围的空载电压 ：直流电源为40～90V ，交流电源为50～80V

· 有合适的外特性

焊接电源输出电压与输出电流之间的关系称为电源的外特性。随着输出电流增大，输出电压下降，成为下降外特性。根据下降外特性的下降程度，还可分为

1) 陡降特性

2 ) 缓降特性

3) 恒流特性 ( 又称平特性 )

陡降特性，其特征是，焊接电流增加时，端电压降落大于9V/100A （端电压急剧降低）；电弧长度变化时，焊接电流变化很小；当焊接电源曲线在运行部分成垂直下降时，则称为恒流特征。适用于手工电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊（变速送丝）和等离子弧焊。

缓降特性的特征是，焊接电流增加时，端电压降落小于7V/100A （端电压缓慢下降），焊接电源曲线在运行部分接近于一条斜线，当电弧长度变化时，电流变化较大，且空载电压较高，适用于手工电弧焊、埋弧焊（等速送丝）以及粗丝CO 2气体保护焊

· 具有良好的动特性

焊接电源适应焊接电弧变化的特性称动特性。由于焊接电源中一般都有带铁心的线圈，电流流过这些线圈时受到一定的障碍，成为感抗。感抗过大或过小都会使电弧稳定性变差，使得引弧困难，飞溅增大。因此弧焊电源应有合适的感抗，以保证具有良好的动特性。

· 可以灵活的调节焊接电流

为了适应焊接工作的需要，应能在较宽的范围内调节焊机的输出电流，一般最大输出电流应为最小输出电流的4～5倍，调节应方便灵活。

弧焊电源的动特性

弧焊电源动特性是指当负载状态突然发生变化时，输出电流与端电压对时间的关系。它表征了弧焊电源对负载瞬变的反应能力。

对熔化极电弧焊，在焊接引弧和熔滴过渡时，电弧电压和电流都在不断变化，焊接电源要适应这种变化，就应具有合适的动特性。尤其是熔滴成短路过渡的电弧对电源的动特性有较高要求，而不熔化极电弧焊对电源的动特性无特殊要求。

交流弧焊电源的动特性一般不作讨论。

直流弧焊电源的动特性参数的意义以及对焊接过程的影响

·瞬时短路电流峰值参数： 其意义在于焊接回路突然短路时，输出电流的峰值。一般分为从空载到短路及从负载到短路两种情况，该参数值过大，则电弧冲击力太大，容易引起飞溅；该参数值过小，则电弧显得无力，不易起弧。

·恢复电压最低值： 当弧焊电源从稳定短路状态突然开路时，其端电压恢复至空载电压值的过程中所出现的电压最低值。它决定了空载电压恢复的快慢。在焊接过程，该参数太低，电弧不稳定，易于熄灭。在焊接引弧时或熔滴将电弧短路后又重新引燃时，电源由短路到空载，要求空载电压有足够的恢复速度。

·短路电流上升速度： 该参数表明焊接回路突然短路时，短路电流上升的快慢，这一数值的大小对熔滴短路过渡的电弧焊关系较大，该参数过大则会产生大量小颗粒飞溅；该参数值过小，将产生大颗粒飞溅，甚至焊丝成段爆裂。

?钨极氩弧焊的特种类型及应用

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1 钨极氩弧焊的特种类型及应用

1 ．1 钨极氩弧点焊

(1) 优缺点钨极氩弧点焊的原理如图1所示，焊枪端部的喷嘴将被焊的两块母材压紧，保证

连接面密合，然后靠钨极和母材之间的电弧使钨极下方金属局部熔化形成焊点。适用于焊接各种薄板结构以及薄板与较厚材料的连接，所焊材料目前主要为不锈钢、低合金钢等。

图1 钨极氩弧点焊示意图

1 - 钨极

2 - 喷嘴

3 - 出气孔

4 - 母材

5 - 焊点

6 - 电弧

7 - 氩气

和电阻点焊比较，它有如下优点：

1) 可从一面进行点焊，方便灵活。对于那些无法从两面操作的构件，更有特别的意义。

2) 更易于点焊厚度相差悬殊的工件，且可将多层板材点焊。

3) 焊点尺寸容易控制，焊点强度可在很大范围内调节。

4) 需施加的压力小，无需加压装置。

5) 设备费用低廉，耗电量少。

缺点是：

1) 焊接速度不如电阻点焊高。

2) 焊接费用( 人工费、氩气消耗等) 较高。

(2) 焊接工艺焊前清理的要求和一般的钨极氩弧焊一样。

焊接既可采用直流正接，也可用交流电源辅加稳弧装置，通常都用直流正接，因为它比交流可以获得更大的熔深，可以采用较小的焊接电流( 或者较短的时间) ，从而减少热变形和其他的热影响。

引弧有两种方法：

1) 高频引弧。依靠高频高压击穿钨极和工件之间的气隙而引弧。

2) 诱导电弧引弧。先在钨极和喷嘴之间引起一小电流(约5A) 的诱导电弧。然后再接通焊接

电源。诱导电弧由一个小的辅助电源供电。

目前最常用的是高频引弧。

通过调节电流值和电流持续时间控制焊点尺寸。增大电流和电流持续时间都会增加熔深和焊点直径，减小这些焊接参数则产生相反的效果。所以除了焊接电流外，焊接持续时间也必须采用精确的定时控制。

电弧长度也是一个重要参数。电弧过长，熔池会过热并可能产生咬边；电弧太短，母材膨胀后会接触钨极，造成污染。

为了防止焊点表面过度凹陷和产生弧坑裂纹；点焊结束前使电流自动衰减或者进行二次脉冲电流加热。当焊点加强高要求严格时，可往熔池输送适量的填充焊丝。

如图3 所示。

热电流，脉冲电流期间焊丝熔化，见图 4 。这种方法可以减少磁偏吹。脉冲电流频率可以提高到100Hz 左右。一种更为理想的方法是用一台焊接电源来替代焊接电源和附加预热电源。采用一台高速切换的开关电源，以很高的开关频率来熔化和预热焊丝，获得二者统一。

图4 热丝TIG 脉冲氩弧焊电流波形

1 ．3 双电极脉冲氩弧焊

双电极脉冲氩弧焊是一种高效的焊接方法。但是直流钨极氩弧焊多电极焊接时，由于相近的电极通以同方向的电流，电极间电弧相互作用出现磁偏吹，影响焊接过程。为此采用二个电弧交替供电，如图5 所示。由于两个电极电流互相错开，减少了磁偏吹，因此可以选择较大的焊接电流，

提高焊接速度。

图5 双电极TIG 脉冲氩弧焊

1 ．4 固定管、管与管板干结技术

在锅炉、化工、电力、原子能等工业部门的管线及换热器生产和安装中，经常要遇到管道及管—管板的焊接问题。在这个领域内广泛采用钨极氩弧焊。

(1) 管道焊接在工业管道制造和安装过程中，许多情况下管道是固定不动的，此时，要求焊枪围绕工件作360 °的空间旋转。所以，完成一条焊缝的过程实际上是全位置焊接，每种位置需

分别列出了各种材料管子全位置钨极氩弧焊和钨极脉冲氩弧焊的

的氩气，有利于不锈钢焊缝的反面保护和反面成形。

不锈钢管子对接全位置自动钨极氩弧焊焊接条件例（直流正接）电弧电焊接速度送丝速度氩气流量/L·

到了应用，并有专用的焊机。

图6 管道自动钨极氩弧焊全位置

目前国内外均可对ф10mm发上的内孔径的管－管板进行内孔焊。

图8 管- 管内孔焊接（管子为ф25×2）

≈δ+2

图9 GJ-35焊接机头（卡钳式）

2) 小车式整个机头做成小车形式，它在工件上有两种固定形式。一种是小车上装有磁性轮，由它将车体吸附在管壁上，通过传动机构环绕管道行走。另一种是磁性，软轨式。磁性软轨由130mm×1.5mm×2000mm 的65Mn 钢带和磁钢组成。在钢带上均匀地冲出许多斜孔，该钢带即为蜗轮。小车的行走通过蜗轮一蜗杆机构行走。

3）卡环式这种机头形式如图10 所示。适合于特大直径管子焊接。

图10 卡环式焊接机头的组成

1-导电嘴 2-外喷嘴 3-二次气管 4-焊炬固定筒 5-一次管 6-调整摆幅螺杆 7-摆动凸轮

8-减速箱 9－ZD-25电动机 10-斜调装置 11-送丝软管 12-送丝轮 13-减速箱 14-ZI25电动机

15-焊丝盘 16-回轮蜗轮 17-减速箱 18-ZD-75电动机 19-蜗杆偏心套 20-支撑腿

间。通常常见的摆动轨迹如图11 所示。摆动机构可以采用机械或电气两种。

图11 常见的摆动轨迹

?氩弧焊的主要特点有哪些?

? 2007-07-12 23:20:48 作者：weldinfo来源：浏览次数：53 网友评论0条

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氩弧焊是以氩气作为保护气体的一种电弧焊接方法，电弧发生在电极和焊件之间。在电弧周围通以氩气，形成保护电弧和熔池的连续封闭的气流。

氩弧焊按电极的不同，分为熔化极氩弧焊和钨极氩弧焊两种。

氩弧焊具有如下特点：

（1）氩气是惰性气体，以单原子形式存在，在高温时不发生分解，不与金属起任何化学反应。

在焊接过程中，不会使被焊金属氧化，或使合金元素烧损。因此，不仅可以用来焊接各类合金钢，还可用作焊接容易氧化的有色金属，如铝、镁，以及锆、钽、钼等稀有金属。

（2）氩气不溶解于液态金属，不会引起气孔产生，因而也无需采用脱氧等化学反应来消除气孔。

（3）氩弧焊的焊缝金属中，含氧量最少。而采用其他焊接方法时，焊缝金属中的含氧量大大超过氩弧焊。例如，气焊为氩弧焊的27倍，结422手工电弧焊为49 倍，结507手工电弧焊为14倍，埋弧焊（焊剂为431）为22倍，二氧化碳气体保护焊为25倍，电渣焊为8倍。

（4）氩弧焊的焊缝金属中，非金属夹杂物含量比其他焊接方法少得多，因而焊缝质量高，其塑性、韧性显著优异。

（5）电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池较小，所以焊接速度较快，热影响区域较窄，工件焊接以后变形较小。

（6）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，表面无熔渣，外表成形美观。

（7）氩弧焊的成本较高。

?本文引用地址：https://www.wendangku.net/doc/643505492.html,/skill/html/skill_1717.shtml

?钨

? 2007-07-12 23:20:48 作者：weldinfo来源：浏览次数：0 网友评论0条

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钨

tungsten

一种化学元素。化学符号W，原子序数74，原子量183.85，属周期系ⅥB族。1781年瑞典C.W.舍勒从白钨矿中分离出一种新元素的酸，并以瑞典文tung（含义是“重”）和sten（含义是“石头”）形成的复合词tungsten命名。德国等一些欧洲国家则用德文wolf(含义是“狼”)和rahm(含义是“泡沫”)的复合词wolfram命名，这是因为锡矿中含钨，炼锡时钨进入炉渣，降低了锡的产率，好像被狼吞食一样。1783年西班牙J.J.埃卢亚尔和F.埃卢亚尔从黑钨矿中分离出钨酸，制成三氧化钨后用焦炭还原，制得金属钨。钨在地壳中的含量为1.5×10-6％，主要矿物有：

①白钨矿。几乎由纯的钨酸钙（CaWO4）组成。②黑钨矿。组成为（Fe，Mn）WO4，又称锰铁

钨矿。中国的钨矿储量占世界总储量一半以上，主要产地为湖南、江西、广东、福建。

块状钨是银白色金属，粉末状钨呈灰色或黑色。熔点3410℃，沸点5660℃，相对密度

19.35(20℃)，具有高熔点、高强度和较大的弹性模量，高温下强度仍然很高。常温下钨在空气

中很稳定，在400℃被氧化后，表面上形成蓝黑色致密的三氧化钨保护膜。钨在室温下即能与氟作用，在真空和250～300℃，钨与氯气反应，生成六氯化钨，如有空气和水气存在，则生成氧氯化钨（WOCl4）。钨不与氢和氮作用。钨在红热下与水蒸气迅速反应，生成三氧化钨。钨不与氢氟酸发生反应，热硝酸将钨氧化为三氧化钨，热的浓盐酸和硫酸只与钨起微弱反应，王水也能将钨氧化。钨不与熔融的氢氧化钠作用。钨的氧化态为－2、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋6，其中＋6价化合物最稳定。三氧化钨是黄色固体，不溶于水或酸，在碱或氨水中溶解生成钨酸盐。

钨酸的通式为m WO3·n H2O，有黄钨酸、白钨酸、偏钨酸之分。黄钨酸为淡橙黄色粉末，不溶于水，溶于氨水、碱溶液和浓盐酸。白钨酸为微晶形的白色粉末，具有显著的活泼性，容易被还原。偏钨酸是一种聚钨酸，为无色晶体，易溶于水。其他重要的化合物还有钨青铜(M x WO3，M为碱土金属、稀土金属和铵离子，x为0～1之间的值)，具有金属光泽和特殊的颜色，有导体和半导体性质。

钨矿分解后可制得三氧化钨，用于生产钨丝的金属钨粉由氢气还原三氧化钨制得，再用粉末冶金法制得致密钨材。金属钨的丝、棒、片用于制作电灯泡、电子管部件和电弧焊的电极。大部分钨用于生产硬质合金和钨铁，用于制作刀具、金属表层硬化材料、燃气轮机叶片和燃烧管。钨酸盐用作催化剂、颜料、陶瓷材料等。

?本文引用地址：https://www.wendangku.net/doc/643505492.html,/skill/html/skill_1708.shtml

?TIG焊接工艺（脉冲氩弧焊）

? 2007-07-12 23:20:48 作者：weldinfo 来源：浏览次数：82 网友评论0条

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(2) 脉冲氩弧焊参数选择原则及步骤如下：

1）对于一定板厚，有一个合适的通电量（Ip tp ），而最佳的Ip 值取决于材料的种类，与工件厚度无关。所以一般步骤应是先根据材料种类选择Ip ，然后以板厚决定tp 。不同材料及板厚的Ip 、tp 值可参考图4 如铜( 青铜) 的最佳Ip为400A ，钢类为150A 。当焊接薄板时,Ip 值应选得稍低于图示的数值，同时适当延长tp ；焊接厚板时，Ip 稍高于图示数值，并适当缩短tp 。

图4 各种材料及板厚的脉冲电流参数

2) Ib 一般为Ip 的10 ％～20 ％，tb 为tp 的1 ～3 倍。Ib 与tb 的相互匹配应保证电弧不灭及熔池在tb 期间得以凝固。

3) RA 、RW 值较大时，脉冲特点较显著，有利于克服热裂纹，但过大会增加咬边倾向。焊接过程中通过调节RA 、RW 和焊接速度，在一定程度上可控制熔透率，避免产生热裂纹和咬边。

4) 焊接速度和脉冲频率要相互匹配，以满足焊点间距的要求。它们之间的关系如下：

lw = Vw ／2.16 f

式中lw ——焊点间距(mm) ；