[发明专利]一种铝合金双丝双脉冲焊接方法及其焊接电源

说明书

技术领域

本发明属于铝合金高速弧焊加工技术领域，特别涉及铝合金双丝双脉冲焊接技 术领域，具体是指一种铝合金双丝双脉冲焊接方法及其焊接电源。

背景技术

铝及其合金不仅具有比重小、强度高、抗腐蚀性能强的特点，并且拥有优良的 挤压性能、良好的可焊性、较高的比强，所以近年来已经被广泛应用在航空、航天、 核能以及军事工业等各个领域，而随之相应的铝合金焊接技术也在突飞猛进的发展。 按照现有技术，铝及铝合金其焊接工艺和方法除了直流单脉冲MIG焊以外，还 有以下几种。

(1)TIG焊(Tungsten Inert Gas)

TIG焊是铝合金焊接中应用最广的一种焊接方法。从焊接工艺特点分为直流正 接TIG焊、直流反接TIG焊和交流TIG铝焊。直流正接TIG焊，钨极可以承受很 大的电流而不被烧损，长时期保持钨极端部形状的稳定性，易于获得性能一致的焊 接接头，但是没有阴极雾化作用，不易清除掉焊接过程中产生的氧化膜。直流反接 TIG焊，铝合金表面阴极斑点能量密度高，并且氧化膜的电子逸出功小，电弧阴极 斑点容易在它上面建立，受到质量很大的正离子的撞击时，表面氧化膜破碎蒸发被 清除掉，从而达到阴极清理的目的。交流TIG铝焊较好的熔深和清除氧化膜分别是 正、负极性钨极气保焊的基本特性，使用交流电源的钨极气保焊在这两种特性上取 得了平衡，在正极性的半周，电弧有效地破除了附着在材料表面的氧化铝薄膜，而 在负极性的半周，则将材料熔合。

(2)交流MIG焊

交流MIG焊发展较早，它可以有效克服直流电弧的磁偏吹。交流MIG焊可以 看成是交替切换DCEP PMIG电弧及DCEN PMIG电弧形成的。它的电弧力及电弧 热的特点介于DCEP PMIG及DCEN PMIG之间，其熔深介于二者之间，有利于稳 定焊接过程及焊接质量。在许多国家，特别是日本，仍在不断的加强、完善它，如 过零技术、起弧技术等等。交流MIG焊可用于焊非常薄的铝板。焊丝位于负极时， 可加快焊丝的熔化速度。当焊丝为正极时，可实现阴极破碎作用，因此可很灵活地 调节电流波形来满足焊接现场的要求。

(3)铝合金变极性等离子弧焊(VPPA)

在航空、航天领域，飞行器的制造过程经常涉及到铝合金厚件的焊接，由于TIG 焊热效率较低，一般只能焊接3mm以下的铝合金板材，厚度增加必须开坡口，厚 度达到一定值时需要采用多层焊的方法，大大降低了生产效率，且电极烧损较快。 采用变极性等离子弧焊技术能有效地解决上述问题。变极性等离子弧焊接方法与钨 极氩弧焊(电弧温度8000K)相比较，具有能量集中、电弧温度高(16000～33000K)、 穿透性强、稳定性好、焊接速度快等特点，焊缝质量好、热影响区小，变形小等优 点，能一次性焊透12mm的铝合金板材，而不用开坡口，大大提高了焊接生产效率。 通过小孔型立焊工艺可消除气孔等焊接缺陷，实现“无缺陷”焊接，从而可解决长期 以来难以解决的铝合金构件焊接质量不稳定的问题。

(4)低频调制型脉冲焊(双脉冲MIG焊)

低频调制型脉冲焊是用0.5-50Hz的低频脉冲对频率较高的单位脉冲(控制熔滴 过渡的脉冲)的峰值和时间进行调制，使单位脉冲的强度在强和弱之间低频周期性切 换，得到周期性变化的强弱脉冲群，电弧力和热输入相应地也随低频调制频率而变 化。用于焊铝及其合金，不仅能获得鱼鳞状焊缝表面，而且能扩大可焊焊接接头的 间隙变化范围，减少焊接气孔，细化焊缝晶粒，降低焊缝裂纹敏感性。

(5)激光焊